(57)【要約】【課題】溶接しても部品間の距離の変動を可及的に少なくする。【解決手段】発光又は受光する光素子と、前記光素子の前方に配置された集光レンズと、前記集光レンズを支持するレンズ支持部と、光ファイバーと、前記レンズ支持部に突き合わせ状態に固定された、光ファイバー支持部と、を有し、前記レンズ支持部と前記光ファイバー支持部のそれぞれの突き合わせ面の少なくとも一方に、凹部を形成する。【選択図】　図２
2004094033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光又は受光する光素子と、
前記光素子の前方に配置された集光レンズと、
前記集光レンズを支持するレンズ支持部と、
光ファイバーと、
前記レンズ支持部に突き合わせ状態に固定された、光ファイバー支持部と、
を有し、
前記レンズ支持部と前記光ファイバー支持部のそれぞれの突き合わせ面の少なくとも一方に凹部を形成した、
ことを特徴とする光通信モジュール。
【請求項２】
前記レンズ支持部は、前記光素子が固定される基体と、この基体に対して固定されるレンズ支持部本体と、を備え、
前記光ファイバー支持部は、前記光ファイバーを支持するためのフェルールと、このフェルールが固定されるフェルールホルダーとを備え、
前記レンズ支持部本体と前記フェルールホルダーのそれぞれの突き合わせ面の少なくとも一方に前記凹部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記凹部は、曲面を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信モジュール。
【請求項４】
前記凹部は球面によって構成され、その曲率の範囲が（５／１０００）から（３０／１０００）ｍｍ−１　である、請求項１乃至３のいずれかに記載の光通信モジュール。
【請求項５】
発光又は受光する光素子と、前記光素子の前方に配置された集光レンズと、前記集光レンズを支持するレンズ支持部と、光ファイバーと、前記レンズ支持部に突き合わせ状態に固定された、光ファイバー支持部と、を有する光通信モジュールの製造方法において、
前記レンズ支持部と前記光ファイバー支持部のそれぞれの突き合わせ面の少なくとも一方に、凹部を形成しておき、この状態で両者を溶接することを特徴とする光通信モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信モジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光通信モジュールの発信機内では、半導体レーザーに電気信号が供給され、半導体レーザーはこの電気信号に対応する信号を光として射出する。この光は、半導体レーザーの前方に置かれたレンズによって集光された後、光信号を伝送するための光ファイバーに入射させられ、この光ファイバーを介して受信機へと伝送される。
【０００３】
このような光通信モジュールの発信機の構成の一例について簡単に述べれば以下の通りである。即ち、筐体における半導体レーザーに対応して設けられるレンズはレンズホルダーによって固定されている。一方、レンズに対応して設けられる光ファイバーは、フェルールと呼ばれる支持部品の中心部分に収納支持されている。このフェルールは、フェルールホルダーと呼ばれる中継部材によって、上記筐体における半導体レーザーやレンズに対して位置合わせ状態に取り付けられている。即ち、レンズを保持しているレンズホルダーに対して、光ファイバーを保持しているフェルールは、フェルールホルダーと呼ばれる中継部材によって取り付けられている。このうち、レンズホルダーとフェルールホルダーとの固定は、例えばレンズホルダーとフェルールホルダーとを軸方向に突き合わせて、ＹＡＧレーザー溶接によってなされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＹＡＧレーザーの溶接によって、レンズを保持しているレンズホルダーにフェルールを保持しているフェルールホルダーを固定すると、両者間の僅かな隙間への溶融物の浸み込みによって、フェルールホルダーがその軸方向に微少に浮き上がって光ファイバーを変動させ、レンズと光ファイバーとの距離が変動することが少なくない。即ち、ＹＡＧレーザーの溶接による溶融物が両者間の隙間、つまりフェルールホルダーの下面に毛細管現象などにより浸透し、例えば、５〜３０μｍほどフェルールホルダーを持ち上げる。このため、光ファイバーへの光の結合効率が若干低くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、溶接しても部品間の距離の変動を可及的に少なくして高い光結合効率を維持させた光通信モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施の形態における光通信モジュールは、発光又は受光する光素子と、前記光素子の前方に配置された集光レンズと、前記集光レンズを支持するレンズ支持部と、光ファイバーと、前記レンズ支持部に突き合わせ状態に固定された、光ファイバー支持部と、を有し、前記レンズ支持部と前記光ファイバー支持部のそれぞれの突き合わせ面の少なくとも一方に、凹部を形成したものとして構成される。
【０００７】
本発明の一実施の形態における光通信モジュールの製造方法は、発光又は受光する光素子と、前記光素子の前方に配置された集光レンズと、前記集光レンズを支持するレンズ支持部と、光ファイバーと、前記レンズ支持部に突き合わせ状態に固定された、光ファイバー支持部と、を有する光通信モジュールの製造方法において、前記レンズ支持部と前記光ファイバー支持部のそれぞれの突き合わせ面の少なくとも一方に、凹部を形成しておき、この状態で両者を溶接するものとして構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
図１（ａ）（ｂ）は、本発明の第１の実施形態としての光通信モジュールを示す縦断面図であり、（ａ）はアセンブリ１Ａ、１Ｂの分離状態、（ｂ）はそれらの組み立て固定状態を示す。
【００１０】
この光通信モジュール１は、発信機の一部を示すものである。特に図１（ｂ）から分かるように、光通信モジュール１は、半導体レーザー（光素子）２からの射出光をレンズ５により集光して光ファイバー８に入射させ、光ファイバー８を介して図示しない受信機としての光通信モジュールへ伝送するものである。
【００１１】
まず、このような光通信モジュール１の構造について説明する。
【００１２】
この光通信モジュール１は、図１（ｂ）から分かるように、互いに組み立てられたアセンブリ１Ａとアセンブリ１Ｂとを有する。図１（ａ）から分かるように、アセンブリ１Ａ、１Ｂは互いに別々に作られ、その後に、ＹＡＧレーザーによって溶接されるものである。
【００１３】
このアセンブリ１Ａについて説明する。
【００１４】
このアセンブリ１Ａは、図１（ａ）に示すように、半導体レーザー２に電気信号を供給するための配線を備えた基板３を有する。半導体レーザー２は、供給される電気信号を光信号に変換して射出する。この基板３は、セラミック材の表面にＫＯＶ（コバール）あるいは鉄などを被覆した筐体４内に固定状態に設けられている。
【００１５】
さらに、このアセンブリ１Ａは、上記半導体レーザー２からの射出光を集光するためのレンズ５を有する。このレンズ５は、筐体４とは別体のレンズホルダー６に固定されている。即ち、このレンズホルダー６は、鉄とニッケルとの合金あるいはＫＯＶなどで構成されたもので、筐体４にろう付けによって固着されている。このレンズホルダー６に上記レンズ５が半導体レーザー２との間隔を調整されて銀ろう溶接等により位置合わせ状態に固着されている。
【００１６】
上記アセンブリ１Ａと組み立てられるアセンブリ１Ｂは、レンズ５によって集光された光を図示しない受信機へ向けて伝送するための光ファイバー８を有する。この光ファイバー８は、フェルール９の中心部分の孔に挿入された状態に保持されている。光ファイバー８の外径は、例えば、１２５μｍであり、その中心部としてのコアの直径は、例えば、１０μｍである。フェルール９は、ＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ　Ｕｓｅ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）３０４などにより構成されている。図１（ｂ）において、フェルール９の図中左側端面Ａ１と、光ファイバー８の端面Ａ２は、図１（ａ）から分かるように、共に、紙面に垂直で且つレンズ５の光軸に対して垂直な面よりも少し傾いた平面上に位置している。このように傾けているのは、レンズ５から送られた光が、フェルール９の端面Ａ１や光ファイバー８の端面Ａ２において反射して半導体レーザー２に逆戻りして入り込むのを防ぐためである。
【００１７】
さらに、特に図１（ａ）から分かるように、フェルール９を被挿状態に保持するための、いわゆる中継部材としての、フェルールホルダー１０が設けられている。このフェルールホルダー１０は、互いに連通する２つの中空部、即ち、第１の中空部（フェルール被挿孔）７ａと、第２の中空部（レンズ・フェルール収納空間）７ｂとを有している。第１の中空部７ａの内径Ｂは、例えば、１．２ｍｍ、第２の中空部７ｂの内径Ｃは、例えば、４．５ｍｍである。このフェルールホルダー１０は、ＳＵＳ３０４あるいはＫＯＶなどによって構成されている。フェルール９は、フェルールホルダー１０の第１の中空部７ａに貫通した状態で、ＹＡＧレーザー溶接されることによってフェルールホルダー１０に固定される。このフェルールホルダー１０の基端面は、図１、図２、図４等から分かるように、例えば球面や楕円面のような曲面を有する凹部が形成されている。図では球面としている。これは、後述するように、ＹＡＧレーザー溶接の際に生じる溶融物を逃がすための隙間を作るためである。
【００１８】
このように構成したアセンブリ１Ａ、１Ｂは、上にも簡単に説明したが、ＹＡＧレーザー溶接により互いに溶接される。即ち、レンズホルダー６とフェルールホルダー１０との突き合わせ部分はＹＡＧレーザー溶接されて互いに結合される。
【００１９】
図２は、レンズホルダー６の天面部とフェルールホルダー１０の基端部とを突き合わせてＹＡＧレーザー溶接する状態を説明するための図である。このフェルールホルダー１０の基端部分は図４に示される。この図４から分かるように、フェルールホルダー１０の基端部分は、研磨により曲率が（５／１０００）〜（３０／１０００）ｍｍ−１の球面に沿った球面Ｄとされている。つまり、Ｒ部が、研磨技術等を用いて形成されている。
【００２０】
以下には、球面にすることの意義について、従来のものと比較しながら説明する。
【００２１】
図５は、本発明者が従来実施していた光通信モジュールのフェルールホルダーとレンズホルダーとのＹＡＧレーザー溶接を説明するための図である。図５中、図１に示されるのと同等部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２２】
図５に示すように、互いに突き合わせられるレンズホルダー６の天面とフェルールホルダー１０Ａの基端部は共に平面になっている。このため、フェルールホルダー１０Ａとレンズホルダー６とを図５に示すように突き合わせてＹＡＧレーザー溶接１２すると、溶融物が両者間の僅かな隙間に毛細管現象等によって入り込んでいく。両者の対向面が平面であるため、フェルールホルダー１０Ａは、レンズホルダー１０Ａに対して相対的に、溶融物によって、図５から分かるように、矢印１４の方向に５〜３０μｍ程度浮き上がるように離される。
【００２３】
これに対し、本発明の第１の実施の形態でも、図２に示されるように、フェルールホルダー１０とレンズホルダー６とを突き合わせた状態でＹＡＧレーザ溶接１１をする。フェルールホルダー１０の基端部が曲面を有しているため、フェルールホルダー１０とレンズホルダー６との間にいわゆる逃げが形成されている。このため、ＹＡＧレーザー溶接の際の溶融物は、この逃げの部分に吸収され、フェルールホルダー１０が動かされることはない。この結果、フェルールホルダー１０はレンズホルダー６から浮き上ることなく溶着される。
【００２４】
なお、図２に示すように、ＹＡＧレーザー溶接１１は、例えば、溶接部に対して４５°の斜め方向からのスポット溶接として行う。そして、図３に示すように、このスポット溶接は、まず、レンズホルダー６とフェルールホルダー１０との接触部分のうちの複数のスポットＳＰ１に対して、次に、スポットＳＰ２に対して、順次、ＹＡＧレーザー溶接１１をすることにより行われる。
【００２５】
以上のように、上記第１の実施形態によれば、フェルールホルダーの基端部側の端面に凹部を形成して予め逃げを作っておき、ＹＡＧレーザー溶接するようにしたので、溶接物を前記逃げの部分に吸収させることで、フェルールホルダーがレンズホルダーから浮かせられるのを防ぎつつ、溶接することができる。これによって、光ファイバーとレンズとの間の結合効率を所望の高いものに維持できる。第１の実施形態では、凹部が曲面を有するように形成したが、溶融物の逃げとして機能するものであれば曲面を有している必要はなく、単に内側に窪んだ凹部でもよく、あるいは、凹部が内側へ向って傾斜した斜面を有していてもよい。
【００２６】
上記第１の実施形態においては、溶融物の逃げとなる曲面をフェルールホルダー側に設けるようにしたが、これに代え、レンズホルダー側に曲面を設けるようにすることもできる。
【００２７】
図６は、本発明の第２の実施形態としての光通信モジュールの要部を示す断面図である。
【００２８】
上記第１の実施形態においては、レンズとレンズホルダーとを銀ろう等のろう付けをして固着していた。ここでは、レンズとレンズホルダーとをＹＡＧレーザー溶接する場合について説明する。ここで用いられるレンズは、いわゆる凸レンズの周縁部を切り落として、円柱の両端面が孔側に膨された形のようにしたものである。図６中、図１に示されるのと同等部分については同一の符号を付して説明を省略する。図６中に示されていない部分は図１と同等であるので図示を省略する。
【００２９】
この図６に示すように、レンズホルダー６Ｂの天板には、レンズ５を挿入保持する貫通孔が穿けられている。この貫通孔の内周面は、曲率１０／１０００〜３０／１０００ｍｍ−１程度のカーブ面Ｈとされ、溶接の際の溶融物にとっての逃げとなっている。そして、レンズホルダー６Ｂとレンズ５とをＹＡＧレーザ溶接１３する。この際、前記と同様に、溶融物は逃げに吸収されるため、この溶融物によってレンズ５がレンズホルダー６に対して傾斜させられることはない。これにより光ファイバーとの距離を変動させることなくレンズ５を溶接固着することができる。
【００３０】
以上のように、上記第２の実施形態によれば、レンズホルダー６にレンズ５を光軸が傾かないように固定することができる。
【００３１】
以上、第１及び第２の実施形態においては、発信機例について説明したが、これらの実施の形態を受信機に適用することもできるのは当然である。
【００３２】
また、上記では、光通信モジュールの部品間の溶接について説明したが、これ以外の部品間においての溶接についても適用可能である。
【００３３】
本発明の実施の形態によれば、フェルールホルダーの基端面あるいはレンズホルダーの天面部に溶融物の逃げ得る溝（空間）を形成するようにしたので、これらを溶接しても、溶融物が両者間に入り込んで、レンズと光ファイバーとの距離が変動するのを防ぐことができ、従って、光の結合効率のよい光通信モジュールを提供することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、光通信モジュールの２つの部材の溶接を両者の位置関係を適正に保ったまま行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての光通信モジュールの分離状態及び組み立て状態の縦断面図を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態の要部のＹＡＧレーザー溶接を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるスポット溶接の位置及び順序を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるフェルールホルダーの基端部の曲面を説明するための断面図である。
【図５】従来の光通信モジュールにおけるフェルールホルダーとレンズホルダーとのＹＡＧレーザー溶接を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態としての光通信モジュールの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１　光通信モジュール
２　半導体レーザー（光素子）
３　基板
４　筐体
５　レンズ
６　レンズホルダー
８　光ファイバー
９　フェルール
１０　フェルールホルダー
１１、１３　ＹＡＧレーザー溶接
【図１】
2004094033.tif 000003
【図２】
2004094033.tif 000004
【図３】
2004094033.tif 000005
【図４】
2004094033.tif 000006
【図５】
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【図６】
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