JP2001124957A - 発光半導体装置と光ファイバとの接続方法 - Google Patents
発光半導体装置と光ファイバとの接続方法Info
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- JP2001124957A JP2001124957A JP30490799A JP30490799A JP2001124957A JP 2001124957 A JP2001124957 A JP 2001124957A JP 30490799 A JP30490799 A JP 30490799A JP 30490799 A JP30490799 A JP 30490799A JP 2001124957 A JP2001124957 A JP 2001124957A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光伝送損失を低減とする発光半導体装置と光フ
ァイバの接続方法を提供するものである。 【解決手段】発光半導体装置と光ファイバの間にテープ
状又はシート状の柔軟光透過体を挟み接続する。光透過
体は光ファイバに直接又は治具を用いて取り付ける。光
ファイバのコア径が発光半導体装置の発光部より大きい
場合に特に有効である。光透過体は、該屈折率が光ファ
イバの屈折率±0.2以内であることが好ましく、該硬
さがJIS(A型)50度以下であるシリコーン系樹
脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、熱可塑性エラス
トマー系樹脂、及びこれら樹脂の誘導体から選ばれた少
なくとも1種であることが好ましい。
ァイバの接続方法を提供するものである。 【解決手段】発光半導体装置と光ファイバの間にテープ
状又はシート状の柔軟光透過体を挟み接続する。光透過
体は光ファイバに直接又は治具を用いて取り付ける。光
ファイバのコア径が発光半導体装置の発光部より大きい
場合に特に有効である。光透過体は、該屈折率が光ファ
イバの屈折率±0.2以内であることが好ましく、該硬
さがJIS(A型)50度以下であるシリコーン系樹
脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、熱可塑性エラス
トマー系樹脂、及びこれら樹脂の誘導体から選ばれた少
なくとも1種であることが好ましい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光半導体装置と
光ファイバとの光学的な接続方法に係わり、光通信接続
時の損失を低減する技術に関するものである。
光ファイバとの光学的な接続方法に係わり、光通信接続
時の損失を低減する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバを用いた光伝送システムでの
発信は、発光半導体装置からの信号光を光ファイバに伝
送することにより情報が伝達される。電気信号を光信号
に変換する発光半導体装置としては端面発光型及び面発
光型の半導体レーザ(LD、VCSEL)が主に用いら
れる。
発信は、発光半導体装置からの信号光を光ファイバに伝
送することにより情報が伝達される。電気信号を光信号
に変換する発光半導体装置としては端面発光型及び面発
光型の半導体レーザ(LD、VCSEL)が主に用いら
れる。
【0003】このような光伝送システムにおける通信性
能は信号光の伝送効率に大きく影響され、光ファイバだ
けでなく接続部の伝送損失が通信性能を左右する。現在
の発信方法は発光半導体装置と光ファイバの間にレンズ
を介在させるものである。しかし、この構造は精密接続
が必要でコストが高く汎用性に乏しいだけでなく、レン
ズ面での反射により数dBから十数dBの接続損失が起
こるといった問題を抱えていた。
能は信号光の伝送効率に大きく影響され、光ファイバだ
けでなく接続部の伝送損失が通信性能を左右する。現在
の発信方法は発光半導体装置と光ファイバの間にレンズ
を介在させるものである。しかし、この構造は精密接続
が必要でコストが高く汎用性に乏しいだけでなく、レン
ズ面での反射により数dBから十数dBの接続損失が起
こるといった問題を抱えていた。
【0004】本発明者は、この接続損失を低減するた
め、発光素子と光ファイバとの間に反射面で囲まれた導
光路を有する導光体を介在させる結合構造(レンズレス
結合構造、特開平10−221574)を提案してい
る。しかし、本提案は従来のレンズ使用を前提とする発
光半導体装置と光ファイバの接続には有効ではなかっ
た。又、本発明者は、光ファイバと光ファイバの間に柔
軟な光透過体を挟持させる接続構造(ゲルパッド接続、
特開平10−111429)を提案している。しかし、
本提案も光ファイバ同士の接続にのみ焦点を当てたもの
であった。
め、発光素子と光ファイバとの間に反射面で囲まれた導
光路を有する導光体を介在させる結合構造(レンズレス
結合構造、特開平10−221574)を提案してい
る。しかし、本提案は従来のレンズ使用を前提とする発
光半導体装置と光ファイバの接続には有効ではなかっ
た。又、本発明者は、光ファイバと光ファイバの間に柔
軟な光透過体を挟持させる接続構造(ゲルパッド接続、
特開平10−111429)を提案している。しかし、
本提案も光ファイバ同士の接続にのみ焦点を当てたもの
であった。
【0005】本発明者は、さらなる実用化検討を鋭意行
ったところ従来の発光半導体装置と光ファイバを接続す
る場合にも、柔軟な光透過体を介在させることにより光
伝送損失が低減できることを見いだしたものである。特
に光透過体を取扱が容易なテープ状又はシート状とし、
光ファイバ側に直接又は治具を用いて密着させることに
より、簡便に光伝送効率を高めることを見いだしたもの
である。
ったところ従来の発光半導体装置と光ファイバを接続す
る場合にも、柔軟な光透過体を介在させることにより光
伝送損失が低減できることを見いだしたものである。特
に光透過体を取扱が容易なテープ状又はシート状とし、
光ファイバ側に直接又は治具を用いて密着させることに
より、簡便に光伝送効率を高めることを見いだしたもの
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、発光半導体
装置と光ファイバとの接続時における損失を低減する方
法である。
装置と光ファイバとの接続時における損失を低減する方
法である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、発光半導体装
置と光ファイバとの間に簡便な柔軟透過体を密着介在さ
せることにより光伝送損失の低減を図る光伝送システム
の接続方法である。
置と光ファイバとの間に簡便な柔軟透過体を密着介在さ
せることにより光伝送損失の低減を図る光伝送システム
の接続方法である。
【0008】請求項1は、光透過体がテープ状又はシー
ト状であることを特徴とする上記光伝送システムの接続
方法である。
ト状であることを特徴とする上記光伝送システムの接続
方法である。
【0009】請求項2は、光透過体を光ファイバ側に直
接又は治具等を使用して取り付けることを特徴とする請
求項1に記載の光伝送システムの接続方法である。
接又は治具等を使用して取り付けることを特徴とする請
求項1に記載の光伝送システムの接続方法である。
【0010】請求項3は、光ファイバのコア寸法が発光
半導体装置の発光部寸法より大きいことを特徴とする請
求項1又は請求項2に記載の光伝送システムの接続方法
である。
半導体装置の発光部寸法より大きいことを特徴とする請
求項1又は請求項2に記載の光伝送システムの接続方法
である。
【0011】請求項4は、光透過体の屈折率が光ファイ
バの屈折率±0.2以内であることを特徴とする請求項
1から請求項3に記載の光伝送システムの接続方法。請
求項5は、光透過体が、硬度がJIS(A型)50度以
下のシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹
脂、熱可塑性エラストマー系樹脂、及びこれら樹脂の誘
導体から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とす
る請求項1から請求項4に記載の光伝送システムの接続
方法である。
バの屈折率±0.2以内であることを特徴とする請求項
1から請求項3に記載の光伝送システムの接続方法。請
求項5は、光透過体が、硬度がJIS(A型)50度以
下のシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹
脂、熱可塑性エラストマー系樹脂、及びこれら樹脂の誘
導体から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とす
る請求項1から請求項4に記載の光伝送システムの接続
方法である。
【0012】発光半導体装置と光ファイバとを直接接続
する場合、接続面に空気を巻き込むと光は反射、散乱及
び屈折等の現象で伝送損失を生じる。このため、接続面
に空気を巻き込まない工夫をすることが有効である。
する場合、接続面に空気を巻き込むと光は反射、散乱及
び屈折等の現象で伝送損失を生じる。このため、接続面
に空気を巻き込まない工夫をすることが有効である。
【0013】いつでもどこでも簡単に取り扱うことがで
きる光透過体の形状はテープ状又はシート状である。テ
ープ類を光ファイバ側に直接巻き付けたり治具に挟んで
取り付けることは一般家庭でも容易である。特に直接取
り付ける場合には光透過体は粘着性を有することが望ま
しい。また、光透過体は光ファイバ側に取り付けること
が好ましい。この理由は、光ファイバが光半導体装置に
比べて衝撃に対して強いこと、光半導体装置が電気信号
への変換付属部品と一体化されている場合が多いことに
よるものである。
きる光透過体の形状はテープ状又はシート状である。テ
ープ類を光ファイバ側に直接巻き付けたり治具に挟んで
取り付けることは一般家庭でも容易である。特に直接取
り付ける場合には光透過体は粘着性を有することが望ま
しい。また、光透過体は光ファイバ側に取り付けること
が好ましい。この理由は、光ファイバが光半導体装置に
比べて衝撃に対して強いこと、光半導体装置が電気信号
への変換付属部品と一体化されている場合が多いことに
よるものである。
【0014】上記の接続構造は、光ファイバのコア寸法
が発光半導体装置の発光部寸法より大きい場合に特に有
効である。逆の場合、信号光は光ファイバ以外にも伝送
されるため当然ながら損失が大きくなる。よって、光フ
ァイバがコア径の大きなプラスチック製である場合に適
している。プラスチック光ファイバのコア径は300μ
mから900μmであり、発光半導体装置の発光部寸法
100μmから500μmより大きい場合が多い。光フ
ァイバの入手先としては、ポリメチルメタクリレート樹
脂製はクラベ、フッソ樹脂製は旭硝子といったメーカー
を挙げることができる。又、発光半導体装置の入手先と
しては、ソニー、松下電器産業、ハネウエル、ヒューレ
ットパッカード等を挙げることができる。
が発光半導体装置の発光部寸法より大きい場合に特に有
効である。逆の場合、信号光は光ファイバ以外にも伝送
されるため当然ながら損失が大きくなる。よって、光フ
ァイバがコア径の大きなプラスチック製である場合に適
している。プラスチック光ファイバのコア径は300μ
mから900μmであり、発光半導体装置の発光部寸法
100μmから500μmより大きい場合が多い。光フ
ァイバの入手先としては、ポリメチルメタクリレート樹
脂製はクラベ、フッソ樹脂製は旭硝子といったメーカー
を挙げることができる。又、発光半導体装置の入手先と
しては、ソニー、松下電器産業、ハネウエル、ヒューレ
ットパッカード等を挙げることができる。
【0015】光透過体は、柔軟であることが必要でその
硬度はJIS(A型)で50度以下が好ましく、特にJ
IS(D型)で60度以下が好ましい。硬すぎると接続
時の密着が不十分となり間隙を生じ、結果的に光伝送時
に損失をもたらす。これに適する樹脂類は、シリコーン
系、アクリル系、エポキシ系、熱可塑性エラストマー
系、及びこれらの誘導体を挙げることができる。市販品
は信越化学工業、東芝シリコーン、東亞合成、日本化
薬、旭化成等の製品カタログより選択することができ
る。又、これらメーカーで誘導体の製造も可能である。
(特開昭59−133220、特開昭62−16731
7、特開平3−22553、特開平10−17776、
特開平10−110102、特開平10−26182
1)。
硬度はJIS(A型)で50度以下が好ましく、特にJ
IS(D型)で60度以下が好ましい。硬すぎると接続
時の密着が不十分となり間隙を生じ、結果的に光伝送時
に損失をもたらす。これに適する樹脂類は、シリコーン
系、アクリル系、エポキシ系、熱可塑性エラストマー
系、及びこれらの誘導体を挙げることができる。市販品
は信越化学工業、東芝シリコーン、東亞合成、日本化
薬、旭化成等の製品カタログより選択することができ
る。又、これらメーカーで誘導体の製造も可能である。
(特開昭59−133220、特開昭62−16731
7、特開平3−22553、特開平10−17776、
特開平10−110102、特開平10−26182
1)。
【0016】光透過体と光ファイバの屈折率はほぼ同じ
であることが好ましい。少なくとも、光透過体と光ファ
イバの屈折率差は±0.2以内が良く、差が大きすぎる
と反射等による光伝送損失を招く。光透過体の屈折率の
調整方法は公知となっている(例、POF CONFE
RENCE ’97、特開平11−43605)。
であることが好ましい。少なくとも、光透過体と光ファ
イバの屈折率差は±0.2以内が良く、差が大きすぎる
と反射等による光伝送損失を招く。光透過体の屈折率の
調整方法は公知となっている(例、POF CONFE
RENCE ’97、特開平11−43605)。
【0017】図1は、本発明による接続方法の一例を示
す。接続方向の横から見た図であり、(1)は接続前、
(2)は接続後の状態を示す。光ファイバ1にテープ状
の柔軟光透明体2が巻き付けられている。3及び4は接
続用コネクター、5は発光半導体装置である。コネクタ
ー形状は数社より提案されており(例:PN型、SMI
型等)、従来のトランスミッター接続用コネクターの光
ファイバ側に本発明の柔軟透明体を巻き付け接続する方
法である。
す。接続方向の横から見た図であり、(1)は接続前、
(2)は接続後の状態を示す。光ファイバ1にテープ状
の柔軟光透明体2が巻き付けられている。3及び4は接
続用コネクター、5は発光半導体装置である。コネクタ
ー形状は数社より提案されており(例:PN型、SMI
型等)、従来のトランスミッター接続用コネクターの光
ファイバ側に本発明の柔軟透明体を巻き付け接続する方
法である。
【0018】図2は、本発明による接続方法の別の一例
を示す。1は光ファイバ、4はコネクター、5は発光半
導体装置である。柔軟光透過体2は治具23により光フ
ァイバに取り付けられている。尚、該治具はコネクター
と接続可能な形状をしている。光ファイバが破損した場
合には、光ファイバの破損部を切断し新しい部分に接続
部を作ることもできる。
を示す。1は光ファイバ、4はコネクター、5は発光半
導体装置である。柔軟光透過体2は治具23により光フ
ァイバに取り付けられている。尚、該治具はコネクター
と接続可能な形状をしている。光ファイバが破損した場
合には、光ファイバの破損部を切断し新しい部分に接続
部を作ることもできる。
【0019】図3は、従来のレンズを使用した接続構造
の一例を示す図である。光ファイバ1と発光半導体装置
5とは石英製のボールレンズ30を介して光を伝送す
る。
の一例を示す図である。光ファイバ1と発光半導体装置
5とは石英製のボールレンズ30を介して光を伝送す
る。
【0020】
【実施形態】本発明の実施形態を説明する。本発明は、
発光半導体装置と光ファイバを柔軟な光透過体を介在さ
せ接続する方法である。光透過体は粘着性を有するテー
プ状又はシート状であり、これを光ファイバに巻き付け
又は治具等により取り付け発光半導体装置と密着接続を
行うものである。以下、実施例及び比較例にて具体的に
説明する。
発光半導体装置と光ファイバを柔軟な光透過体を介在さ
せ接続する方法である。光透過体は粘着性を有するテー
プ状又はシート状であり、これを光ファイバに巻き付け
又は治具等により取り付け発光半導体装置と密着接続を
行うものである。以下、実施例及び比較例にて具体的に
説明する。
【0021】
【実施例1】屈折率1.50、コア径0.5mmのポリ
メチルメタクリレート製光ファイバ(三菱レイヨン)に
0.2mm厚のシリコーンテープを巻き付け、金属封止
型のLD(発光部径0.1mm、日立製作所)と図1の
ように接続した。この時の接続損失は0.4dBと小さ
かった。又、シリコーンを介在させずに接続した場合の
損失は1.8dBであった。
メチルメタクリレート製光ファイバ(三菱レイヨン)に
0.2mm厚のシリコーンテープを巻き付け、金属封止
型のLD(発光部径0.1mm、日立製作所)と図1の
ように接続した。この時の接続損失は0.4dBと小さ
かった。又、シリコーンを介在させずに接続した場合の
損失は1.8dBであった。
【0022】シリコーンテープは、硬さがJIS(A)
20度の付加反応型シリコーン原料(信越化学工業)を
加熱硬化させたものであり、屈折率は1.43であっ
た。
20度の付加反応型シリコーン原料(信越化学工業)を
加熱硬化させたものであり、屈折率は1.43であっ
た。
【0023】
【実施例2】光ファイバをカッターナイフで切断し実施
例1同様に接続し、この場合の接続効率を測定したが接
続損失は同じ数値を示した。シリコーンが光ファイバの
凹凸に密着し界面反射による損失を防いだものと考えら
れる。又、シリコーンを介在させずに接続した場合の損
失は3.8dBであった。
例1同様に接続し、この場合の接続効率を測定したが接
続損失は同じ数値を示した。シリコーンが光ファイバの
凹凸に密着し界面反射による損失を防いだものと考えら
れる。又、シリコーンを介在させずに接続した場合の損
失は3.8dBであった。
【0024】
【実施例3】実施例1と同じ光ファイバ及びLDを用
い、アクリル変性エポキシ樹脂製のシートを介在させ図
2のように接続した。光透過体の特性はJIS(A)5
度、屈折率1.45、厚み0.2mmであった。本接続
部は光伝送時に0.5dBの損失を生じた。
い、アクリル変性エポキシ樹脂製のシートを介在させ図
2のように接続した。光透過体の特性はJIS(A)5
度、屈折率1.45、厚み0.2mmであった。本接続
部は光伝送時に0.5dBの損失を生じた。
【0025】
【比較例1】シリコーンテープの硬さをJIS(A)5
5度とした以外は、実施例2と同様に実験した。この場
合の接続部光伝送損失は1.3dBであった。即ち、光
透過体が硬いため光ファイバとPDに隙間が生じ、接続
時に大きな伝送損失を招いたと考えられる。
5度とした以外は、実施例2と同様に実験した。この場
合の接続部光伝送損失は1.3dBであった。即ち、光
透過体が硬いため光ファイバとPDに隙間が生じ、接続
時に大きな伝送損失を招いたと考えられる。
【0026】
【比較例2】硬さがJIS(A)10度のフッソ樹脂
(屈折率1.35、0.2mm厚、ダイキン)を用いた
以外は、実施例1同様に光ファイバと発光半導体装置を
接続した。この場合、光ファイバに信号光はほとんど届
かなかった。フッソ樹脂が信号光を反射し、光ファイバ
に信号光が伝送されなかったと考えられる。
(屈折率1.35、0.2mm厚、ダイキン)を用いた
以外は、実施例1同様に光ファイバと発光半導体装置を
接続した。この場合、光ファイバに信号光はほとんど届
かなかった。フッソ樹脂が信号光を反射し、光ファイバ
に信号光が伝送されなかったと考えられる。
【0027】
【比較例3】従来のレンズを使用する接続方法(図3)
にて、実施例1と同じ光ファイバ及びLDを用いて接続
効率を測定した。接続損失は1.1dBであった。
にて、実施例1と同じ光ファイバ及びLDを用いて接続
効率を測定した。接続損失は1.1dBであった。
【発明の効果】発光半導体装置と光ファイバを、本発明
の簡便な光透過体を使用し接続すると光通信時の光伝送
損失は極めて小さくなる。本発明の接続は容易であり、
一般家庭の人でも簡単にできるものである。即ち、本発
明は光通信システムの汎用性を高めるのに大きく寄与す
るものである。
の簡便な光透過体を使用し接続すると光通信時の光伝送
損失は極めて小さくなる。本発明の接続は容易であり、
一般家庭の人でも簡単にできるものである。即ち、本発
明は光通信システムの汎用性を高めるのに大きく寄与す
るものである。
【図1】 本発明の接続方法の一つの例を示す図であ
る。
る。
【図2】 本発明の接続方法の一つの例を示す図であ
る。
る。
【図3】 従来の接続構造の一つの例を示す図である。
1 光ファイバ 2 光透過体 3、4 コネクター 5 発光半導体装置 23 治具 30 ボールレンズ
Claims (5)
- 【請求項1】発光半導体装置と光ファイバとの間に柔軟
な光透過体を介在させ光学的に接続する方法であり、光
透過体がテープ状又はシート状であることを特徴とする
光伝送システムの接続方法。 - 【請求項2】光透過体を光ファイバ側に直接又は治具等
を使用して取り付けることを特徴とする請求項1に記載
の光伝送システムの接続方法。 - 【請求項3】光ファイバのコア寸法が発光半導体装置の
発光部寸法より大きいことを特徴とする請求項1又は請
求項2に記載の光伝送システムの接続方法。 - 【請求項4】光透過体の屈折率が光ファイバの屈折率±
0.2以内であることを特徴とする請求項1から請求項
3に記載の光伝送システムの接続方法。 - 【請求項5】光透過体が、硬度がJIS(A型)50度
以下のシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系
樹脂、熱可塑性エラストマー系樹脂、及びこれら樹脂の
誘導体から選ばれた少なくとも1種であることを特徴と
する請求項1から請求項4に記載の光伝送システムの接
続方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30490799A JP2001124957A (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 発光半導体装置と光ファイバとの接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30490799A JP2001124957A (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 発光半導体装置と光ファイバとの接続方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001124957A true JP2001124957A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=17938743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30490799A Withdrawn JP2001124957A (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 発光半導体装置と光ファイバとの接続方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001124957A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002156563A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-05-31 | Kyocera Corp | レセプタクル型光モジュール |
JP2006221031A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 光学接続構造 |
JPWO2016063786A1 (ja) * | 2014-10-22 | 2017-06-22 | 株式会社フジクラ | 光導波路と光ファイバとの接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法 |
-
1999
- 1999-10-27 JP JP30490799A patent/JP2001124957A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002156563A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-05-31 | Kyocera Corp | レセプタクル型光モジュール |
JP2006221031A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 光学接続構造 |
JPWO2016063786A1 (ja) * | 2014-10-22 | 2017-06-22 | 株式会社フジクラ | 光導波路と光ファイバとの接続方法、半導体光デバイス、および光ファイバが接続された半導体光デバイスの製造方法 |
US10168483B2 (en) | 2014-10-22 | 2019-01-01 | Fujikura Ltd. | Method for connecting optical waveguide and optical fiber, semiconductor optical device, and method for manufacturing semiconductor optical device having optical fiber connected thereto |
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Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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