JP2005055475A - 光ファイバ端末構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】光ファイバに対する熱的ダメージを与え難い光ファイバ端末構造体を提供すること。
【解決手段】この光ファイバ端末構造体は、半導体レーザモジュールにおける筐体1の開口部に取付けられたノーズパイプ2と、ノーズパイプ2に先端部が嵌入されかつメタライズファイバ3とファイバ樹脂被覆部6とで構成される光ファイバが固定されるシールビーズ4と、嵌入された部位を除くシールビーズ4の外周面を覆う保護管7とでその主要部が構成され、メタライズファイバ3とシールビーズ4間、および、ノーズパイプ2とシールビーズ4間は半田封止される。この光ファイバ端末構造体においては半田封止される面積が狭く、保護管7も接着剤にて固定されるため組立て時における熱容量の低減が図れる。
【選択図】 図1
【解決手段】この光ファイバ端末構造体は、半導体レーザモジュールにおける筐体1の開口部に取付けられたノーズパイプ2と、ノーズパイプ2に先端部が嵌入されかつメタライズファイバ3とファイバ樹脂被覆部6とで構成される光ファイバが固定されるシールビーズ4と、嵌入された部位を除くシールビーズ4の外周面を覆う保護管7とでその主要部が構成され、メタライズファイバ3とシールビーズ4間、および、ノーズパイプ2とシールビーズ4間は半田封止される。この光ファイバ端末構造体においては半田封止される面積が狭く、保護管7も接着剤にて固定されるため組立て時における熱容量の低減が図れる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザモジュール等光通信分野で用いられる各種光通信モジュールの筐体内に光ファイバを導入し接続するための光ファイバ端末構造体に係り、特に、光ファイバに熱的ダメージを与え難い光ファイバ端末構造体の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【特許文献1】
特開平07−198997号公報(請求項1、図1)
【特許文献2】
特開平08−15572号公報(請求項1、図2)
【0004】
光通信に使われる半導体レーザモジュールや半導体アンプモジュール等の光通信モジュールにおいては、筐体内部に格納されている半導体レーザ等の光素子が結露等により劣化するのを防止するため気密性を有する筐体が使われており、上記光素子からの光を外部に取り出すためには筐体の気密性を損なうことなく光ファイバを筐体内に導入する必要がある。
【0005】
この方法として、樹脂被覆を除去して露出させた光ファイバ素線の外表面に金属膜を施した光ファイバを金属製筒体(ファイバ固定部)に挿入し、金属膜が施された光ファイバ素線と金属製筒体とを半田で固定することにより光ファイバと金属製筒体間の気密性を確保すると共に、上記金属製筒体を筐体壁面に設けられた開口部に嵌入しかつ気密性を確保しながら半田や溶接で固定することにより光ファイバ素線を光通信モジュールの筐体内に導入する方法が知られている。
【0006】
そして、この方法を用いた従来法として、特許文献1と特許文献2に記載された光ファイバ端末構造体が知られている。
【0007】
すなわち、特許文献1に記載された光ファイバ端末構造体は、光ファイバ素線の外表面に金属膜を施した光ファイバをパイプ状内側スリーブ中に挿入しかつ樹脂被覆部分を接着固定して一体化し、この内側スリーブを別体の中間スリーブ内に嵌入して組込むと共に、上記筐体壁面の開口部に溶接等で取付けられた外側スリーブ内に内側スリーブが組込まれた中間スリーブを挿入した後、内側スリーブ、中間スリーブおよび外側スリーブ間を半田付けして気密封止がなされた光ファイバ端末構造体を形成している。
【0008】
他方、特許文献2に記載された光ファイバ端末構造体は、光ファイバ素線の外表面に金属膜を施した光ファイバをパイプ部材(金属製筒体)内に挿入し、パイプ部材内に半田を流し込んで光ファイバ素線間との気密封止を行い、かつ、パイプ部材と樹脂被覆部分間を接着剤にて固定した後、上記筐体壁面の開口部にパイプ部材を取付けかつ溶接して気密封止がなされた光ファイバ端末構造体を形成している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献1に記載された前者の光ファイバ端末構造体においては、構造が複雑な上に、内側スリーブ、中間スリーブおよび外側スリーブ間を半田付けする必要があるため熱容量が大きく、実際に鉛錫半田を用いて半田付けをする場合、局所的に加熱できる誘導加熱法を適用しても、上記鉛錫半田の融点である220℃以上の温度を封止部分付近に長時間加えることが必要になる。
【0010】
このため、光ファイバの樹脂被覆部が溶けてしまったり、光ファイバのガラス部分へ熱的ダメージを与え易い問題点を有している。
【0011】
他方、特許文献2に記載された後者の光ファイバ端末構造体においては、光ファイバをパイプ部材(金属製筒体)内に挿入した後にこのパイプ部材内に半田を流し込む際、熱的ダメージを避けるためにパイプ部材の長さを短くすると、光ファイバにおける樹脂被覆部分を固定する部分が不足し、反対にパイプ部材の長さを長くすると、前者の光ファイバ端末構造体と同様に加熱時間が長くなるため光ファイバに対して熱的ダメージを与え易い問題点を有している。
【0012】
また、光ファイバに対する熱的ダメージを避けるために半田付けの条件を弱めて光ファイバ端末構造体を形成した場合、機械的強度の劣化を引起こす問題、すなわち、モジュールに光ファイバを固定した際の引っ張り試験強度などの劣化を引起こす別な問題点を有している。
【0013】
本発明はこの様な問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、光ファイバに対する熱的ダメージを与え難い光ファイバ端末構造体を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明においては、光ファイバ端末構造体の組立て時における熱容量をできるだけ小さくするため、光通信モジュールにおける筐体の開口部に小寸法の円筒状ノーズパイプを取付け、かつ、このノーズパイプに対し半田接続部分を小さく設定した光ファイバフィードスルーの先端を嵌入して組込むと共に、嵌入された部位を除く光ファイバフィードスルーの外周面を覆う保護管を接着剤を用いて取付ける構造を採用することにより上記課題を解決している。
【0015】
すなわち、請求項1に係る発明は、
光ファイバ素線外表面を被覆する樹脂被覆部とこの樹脂被覆部から露出し外表面に金属膜が施された光ファイバ素線露出部を有する光ファイバと、この光ファイバを固定するファイバ固定部とでその主要部が構成される光ファイバフィードスルーを光通信モジュールにおける筐体の開口部に取付けて光ファイバ素線露出部が光通信モジュールの筐体内に導入される光ファイバ端末構造体を前提とし、
上記光通信モジュールにおける筐体の開口部に取付けられ光ファイバフィードスルーの先端側が嵌入される円筒状ノーズパイプと、この円筒状ノーズパイプ内に先端側を嵌入して固定された光ファイバフィードスルーと、嵌入された部位を除く光ファイバフィードスルーの外周面を覆う保護管とで光ファイバ端末構造体の主要部が構成され、
上記光ファイバフィードスルーにおけるファイバ固定部が、光ファイバ素線露出部の外径より大きい内径を有し光ファイバ素線露出部が挿通される第一中空部および第一中空部先端側の露出面に設けられた略円錐状凹部とを備えこの凹部内に充填された半田により光ファイバ素線露出部との気密封止がなされかつ円筒状ノーズパイプ内に嵌入される頭部体と、第一中空部と連通しかつ上記樹脂被覆部の外径より大きい内径を有すると共に光ファイバ素線露出部とその基端側の樹脂被覆部の一部が収容される第二中空部を備えるスリーブ体とで構成され、
上記円筒状ノーズパイプは、その長さ寸法がファイバ固定部における頭部体と同一若しくは2mm以内のより大きな値に設定されその内径寸法が上記頭部体の外径より0.2mm以内のより大きな値に設定されていると共にその肉厚寸法が2mm以内の値に設定されており、かつ、上記円筒状ノーズパイプとこのパイプ内に嵌入された光ファイバフィードスルーにおける頭部体との間の気密封止が融点180℃以上の半田を用いてなされており、
更に、上記光ファイバフィードスルーに対しその外周面を覆う保護管は接着剤により固定されていることを特徴とする。
【0016】
また、請求項2に係る発明は、
請求項1記載の発明に係る光ファイバ端末構造体を前提とし、
上記ファイバ固定部における頭部体は、その外表面に金メッキが施されかつ頭部体の外径寸法が5mm以下で長さ寸法が4mm以下に設定されると共に頭部体における第一中空部の内径が160μm以下に設定され、上記ファイバ固定部におけるスリーブ体は、その肉厚寸法が0.5mm以下で長さ寸法が10mm以下に設定されかつ外周面の一部に熱抵抗を上げるための孔部が開設されていることを特徴としている。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
図1は、半導体レーザモジュールに組込まれた本発明の実施の形態に係る光ファイバ端末構造体の概略断面図を示している。
【0019】
すなわち、この光ファイバ端末構造体は、半導体レーザモジュールにおける筐体1の開口部に取付けられた円筒形状を有するノーズパイプ2と、このノーズパイプ2に先端部が嵌入されかつ光ファイバが固定されると共に金メッキが施された金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4と、嵌入された部位を除くシールビーズ4の外周面を覆う保護管7とでその主要部が構成されている。
【0020】
また、上記シールビーズ4に固定された光ファイバは、ファイバ樹脂被覆部6とこのファイバ樹脂被覆部6から露出しファイバ切断面を除く外表面に金属膜が施された光ファイバ素線(メタライズファイバ)3とで構成されており、この光ファイバ素線(メタライズファイバ)3の先端には金属製のフェルール(図示せず)が半田付けされ、かつ、筐体1内に搭載された図示外の半導体レーザ素子からの光と光ファイバ素線(メタライズファイバ)3との結合が最大となるように調整されて上記フェルールは筐体1に固定されている。
【0021】
まず、金メッキが施されたシールビーズ4を筐体1の開口部に嵌入しかつ正しい方向に半田付けするには筐体1の肉厚が十分でないため、上記ノーズパイプ2が筐体1の開口部に嵌入され溶接またはろう付け等で取付けられている。また、上記光ファイバ素線(メタライズファイバ)3とファイバ樹脂被覆部6の一部は図1に示すように金属製シールビーズ4の中空部内に収容され、かつ、シールビーズ4の先端側において光ファイバ素線(メタライズファイバ)3は金属製シールビーズ4に対し金すず半田4aにより予め固定されている。また、光ファイバ素線(メタライズファイバ)3が半田付けされた後において上記中空部内に収容されたファイバ樹脂被覆部6は図示外の接着剤により固定され、固定された光ファイバと金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4とで構成される光ファイバフィードスルーの取扱いの際に光ファイバが破損されないようになっており、この光ファイバフィードスルーの先端部が上記ノーズパイプ2に嵌入されている。
【0022】
次に、金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4の構造を図2に具体的に示す。すなわち、金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4は、互いに円筒形状を有する頭部体10とこれに連接されたスリーブ体11とで構成され、上記頭部体10には、光ファイバ素線(メタライズファイバ)3が挿通されるように内径160μm以下の第一中空部が設けられており、かつ、第一中空部先端側の露出面には略円錐状凹部12が設けられている。
【0023】
また、上記スリーブ体11は、第一中空部と連通しかつファイバ樹脂被覆部6の外径より大きい内径を有すると共に光ファイバ素線(メタライズファイバ)3とファイバ樹脂被覆部6の一部が収容される第二中空部を備えている。また、スリーブ部分の熱抵抗を大きくするため、スリーブ体11の肉厚は薄く設定されており、熱がファイバ部分に伝わることを抑える構造になっている。また、同様の理由から、上記スリーブ体11にはその外周面の一部に熱抵抗を上げるための孔部13が開設されていることが望ましい。尚、図2において金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4の頭部体10の外径がスリーブ体11の外径より大きく設定されているが、頭部体10の外径とスリーブ体11の外径を同一に設定してもよく任意である。
【0024】
ここで、上記金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4を構成する頭部体10とスリーブ体11の大きさは任意であり、組込まれる光ファイバの寸法を考慮して適宜設定される。例えば、頭部体10の外径寸法は5mm以下、長さ寸法は4mm以下、スリーブ体11の肉厚寸法は0.5mm以下、長さ寸法は10mm以下に設定するとよい。また、スリーブ体11の第二中空部の内径は、ファイバ樹脂被覆部6の外径より大きい、例えば、1.5mm以下に設定するとよい。尚、第二中空部の内径が1.5mmを超える場合、熱容量が大きくなり、例えば、頭部体10の略円錐状凹部12に金錫半田を充填して光ファイバ素線(メタライズファイバ)3の固定を行う際、熱でファイバ樹脂被覆部が溶けたりファイバにダメージを与えてしまうことがある。従って、好ましくは1.5mm以下に設定するとよい。
【0025】
次に、円筒形状を有する上記ノーズパイプ2についてその内径は上記頭部体10の外径より0.2mm以内のより大きな値に設定(すなわち、頭部体10との外径差が0.2mm以内)され、かつ、その肉厚は2mm以内に設定することを要する。頭部体10との外径差が0.2mmを超えて隙間ができたりノーズパイプ2の肉厚が2mmを超えると、上記ノーズパイプ2の外側から加熱しても頭部体10に熱が伝わり難くなり、この結果、ノーズパイプ2と頭部体10間に介在する半田を溶かすために多くの熱量を供給する必要が生ずるためファイバ部分に熱的ダメージを与えてしまうからである。また、上記ノーズパイプ2の長さ寸法は、上記頭部体10と同一若しくは2mm以内のより大きな値に設定されることを要する。ノーズパイプ2の長さが頭部体10より2mmを超えて大きくなると、半田付けの際に熱がノーズパイプ2全体に伝わってしまい、この結果、頭部体10に効率よく熱が伝わり難くなり多くの熱量を供給する必要が生ずるためである。
【0026】
そして、上記筐体1の開口部に溶接またはろう付け等で取付けられたノーズパイプ2に対し、光ファイバと金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4とで構成される光ファイバフィードスルーの先端部(頭部体10)を嵌入し、ノーズパイプ2の外側に半田ごてを接触させて鉛錫半田5を行う部分を加熱することにより半田付けを行い、これ等間の気密封止を行う。
【0027】
その後、金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4のスリーブ体11よりも大きな内径を有し上記ノーズパイプ2の内径よりも小さな外径を有する保護管7を挿入し、かつ、接着剤8、9を充填して保護管7を固定し、実施の形態に係る光ファイバ端末構造体は形成される。
【0028】
尚、この実施の形態においては図1に示すように円筒形状の保護管7が適用されているが、図3に示すようにノーズパイプ2の開口縁部に接触する鍔部が設けられた構造の保護管7を適用してもよい。
【0029】
そして、図1若しくは図3に示すような光ファイバ端末構造体を採用することにより短時間で鉛錫半田を実行することができる。実際、半田付け後に断面を削って観察したところファイバ樹脂被覆部6に溶けている部分は観察されなかった。このことから、ファイバ樹脂被覆部6が溶けるほどファイバ樹脂被覆部付近の温度が上昇していないことが確認された。また、この構造で気密性も十分満足でき、引っ張り試験においても十分な強度を保つことができた。
【0030】
【実施例】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
【0031】
まずファイバ樹脂被覆部6から露出する光ファイバ素線に対しその先端部(上記切断面)を除いた外表面をメタライズ処理、例えば、Niを下地にした金メッキを施すことにより、金錫半田を用いた半田封止が可能となる。尚、シールビーズ(ファイバ固定部)4はステンレス製で、表面にNiを下地にした金メッキが施されている。
【0032】
次に、頭部体10とスリーブ体11とで構成されるシールビーズ(ファイバ固定部)4に光ファイバ素線(メタライズファイバ)3を挿入し、かつ、光ファイバ素線(メタライズファイバ)3を適当な長さとなるように位置調整した後、頭部体10の略円錐状凹部12内に金錫半田4aを充填した。その際、光ファイバ素線(メタライズファイバ)3の先端には、金メッキを施した図示外のフェルールが金錫半田により固定されている。
【0033】
次に、筐体1の開口部にろう付けで取付けられたノーズパイプ2に対し、光ファイバ素線(メタライズファイバ)3が半田固定されたシールビーズ4(すなわち、光ファイバフィードスルー)の先端部(頭部体10)を嵌入し、かつ、鉛錫半田ができるように位置を調整した後、半田ごてを用いてノーズパイプ2を加熱し、局所的に温度を230℃程度まで上げて半田付けを行った。
【0034】
そして、半田付けを行った後、金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4のスリーブ体11よりも大きな内径を有し上記ノーズパイプ2の内径よりも小さな外径を有するステンレス製の保護管7を挿入し、かつ、接着剤8、9を充填して保護管7を固定し、実施例に係る光ファイバ端末構造体を完成させた。
【0035】
【発明の効果】
請求項1または2記載の発明に係る係る光ファイバ端末構造体によれば、
光ファイバ端末構造体の組立て時における熱容量を低減できるため、光ファイバに熱的ダメージを与えることなく十分な気密封止が可能となり、かつ、保護管の作用により光ファイバを機械的に保護することも可能となる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る光ファイバ端末構造体の概略断面図。
【図2】本発明の実施の形態に係るシールビーズ(ファイバ固定部)の構成説明図。
【図3】本発明の他の実施の形態に係る光ファイバ端末構造体の概略断面図。
【符号の説明】
1 筐体
2 ノーズパイプ
3 光ファイバ素線(メタライズファイバ)
4 シールビーズ(ファイバ固定部)
6 ファイバ樹脂被覆部
7 保護管
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザモジュール等光通信分野で用いられる各種光通信モジュールの筐体内に光ファイバを導入し接続するための光ファイバ端末構造体に係り、特に、光ファイバに熱的ダメージを与え難い光ファイバ端末構造体の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【特許文献1】
特開平07−198997号公報(請求項1、図1)
【特許文献2】
特開平08−15572号公報(請求項1、図2)
【0004】
光通信に使われる半導体レーザモジュールや半導体アンプモジュール等の光通信モジュールにおいては、筐体内部に格納されている半導体レーザ等の光素子が結露等により劣化するのを防止するため気密性を有する筐体が使われており、上記光素子からの光を外部に取り出すためには筐体の気密性を損なうことなく光ファイバを筐体内に導入する必要がある。
【0005】
この方法として、樹脂被覆を除去して露出させた光ファイバ素線の外表面に金属膜を施した光ファイバを金属製筒体(ファイバ固定部)に挿入し、金属膜が施された光ファイバ素線と金属製筒体とを半田で固定することにより光ファイバと金属製筒体間の気密性を確保すると共に、上記金属製筒体を筐体壁面に設けられた開口部に嵌入しかつ気密性を確保しながら半田や溶接で固定することにより光ファイバ素線を光通信モジュールの筐体内に導入する方法が知られている。
【0006】
そして、この方法を用いた従来法として、特許文献1と特許文献2に記載された光ファイバ端末構造体が知られている。
【0007】
すなわち、特許文献1に記載された光ファイバ端末構造体は、光ファイバ素線の外表面に金属膜を施した光ファイバをパイプ状内側スリーブ中に挿入しかつ樹脂被覆部分を接着固定して一体化し、この内側スリーブを別体の中間スリーブ内に嵌入して組込むと共に、上記筐体壁面の開口部に溶接等で取付けられた外側スリーブ内に内側スリーブが組込まれた中間スリーブを挿入した後、内側スリーブ、中間スリーブおよび外側スリーブ間を半田付けして気密封止がなされた光ファイバ端末構造体を形成している。
【0008】
他方、特許文献2に記載された光ファイバ端末構造体は、光ファイバ素線の外表面に金属膜を施した光ファイバをパイプ部材(金属製筒体)内に挿入し、パイプ部材内に半田を流し込んで光ファイバ素線間との気密封止を行い、かつ、パイプ部材と樹脂被覆部分間を接着剤にて固定した後、上記筐体壁面の開口部にパイプ部材を取付けかつ溶接して気密封止がなされた光ファイバ端末構造体を形成している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献1に記載された前者の光ファイバ端末構造体においては、構造が複雑な上に、内側スリーブ、中間スリーブおよび外側スリーブ間を半田付けする必要があるため熱容量が大きく、実際に鉛錫半田を用いて半田付けをする場合、局所的に加熱できる誘導加熱法を適用しても、上記鉛錫半田の融点である220℃以上の温度を封止部分付近に長時間加えることが必要になる。
【0010】
このため、光ファイバの樹脂被覆部が溶けてしまったり、光ファイバのガラス部分へ熱的ダメージを与え易い問題点を有している。
【0011】
他方、特許文献2に記載された後者の光ファイバ端末構造体においては、光ファイバをパイプ部材(金属製筒体)内に挿入した後にこのパイプ部材内に半田を流し込む際、熱的ダメージを避けるためにパイプ部材の長さを短くすると、光ファイバにおける樹脂被覆部分を固定する部分が不足し、反対にパイプ部材の長さを長くすると、前者の光ファイバ端末構造体と同様に加熱時間が長くなるため光ファイバに対して熱的ダメージを与え易い問題点を有している。
【0012】
また、光ファイバに対する熱的ダメージを避けるために半田付けの条件を弱めて光ファイバ端末構造体を形成した場合、機械的強度の劣化を引起こす問題、すなわち、モジュールに光ファイバを固定した際の引っ張り試験強度などの劣化を引起こす別な問題点を有している。
【0013】
本発明はこの様な問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、光ファイバに対する熱的ダメージを与え難い光ファイバ端末構造体を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明においては、光ファイバ端末構造体の組立て時における熱容量をできるだけ小さくするため、光通信モジュールにおける筐体の開口部に小寸法の円筒状ノーズパイプを取付け、かつ、このノーズパイプに対し半田接続部分を小さく設定した光ファイバフィードスルーの先端を嵌入して組込むと共に、嵌入された部位を除く光ファイバフィードスルーの外周面を覆う保護管を接着剤を用いて取付ける構造を採用することにより上記課題を解決している。
【0015】
すなわち、請求項1に係る発明は、
光ファイバ素線外表面を被覆する樹脂被覆部とこの樹脂被覆部から露出し外表面に金属膜が施された光ファイバ素線露出部を有する光ファイバと、この光ファイバを固定するファイバ固定部とでその主要部が構成される光ファイバフィードスルーを光通信モジュールにおける筐体の開口部に取付けて光ファイバ素線露出部が光通信モジュールの筐体内に導入される光ファイバ端末構造体を前提とし、
上記光通信モジュールにおける筐体の開口部に取付けられ光ファイバフィードスルーの先端側が嵌入される円筒状ノーズパイプと、この円筒状ノーズパイプ内に先端側を嵌入して固定された光ファイバフィードスルーと、嵌入された部位を除く光ファイバフィードスルーの外周面を覆う保護管とで光ファイバ端末構造体の主要部が構成され、
上記光ファイバフィードスルーにおけるファイバ固定部が、光ファイバ素線露出部の外径より大きい内径を有し光ファイバ素線露出部が挿通される第一中空部および第一中空部先端側の露出面に設けられた略円錐状凹部とを備えこの凹部内に充填された半田により光ファイバ素線露出部との気密封止がなされかつ円筒状ノーズパイプ内に嵌入される頭部体と、第一中空部と連通しかつ上記樹脂被覆部の外径より大きい内径を有すると共に光ファイバ素線露出部とその基端側の樹脂被覆部の一部が収容される第二中空部を備えるスリーブ体とで構成され、
上記円筒状ノーズパイプは、その長さ寸法がファイバ固定部における頭部体と同一若しくは2mm以内のより大きな値に設定されその内径寸法が上記頭部体の外径より0.2mm以内のより大きな値に設定されていると共にその肉厚寸法が2mm以内の値に設定されており、かつ、上記円筒状ノーズパイプとこのパイプ内に嵌入された光ファイバフィードスルーにおける頭部体との間の気密封止が融点180℃以上の半田を用いてなされており、
更に、上記光ファイバフィードスルーに対しその外周面を覆う保護管は接着剤により固定されていることを特徴とする。
【0016】
また、請求項2に係る発明は、
請求項1記載の発明に係る光ファイバ端末構造体を前提とし、
上記ファイバ固定部における頭部体は、その外表面に金メッキが施されかつ頭部体の外径寸法が5mm以下で長さ寸法が4mm以下に設定されると共に頭部体における第一中空部の内径が160μm以下に設定され、上記ファイバ固定部におけるスリーブ体は、その肉厚寸法が0.5mm以下で長さ寸法が10mm以下に設定されかつ外周面の一部に熱抵抗を上げるための孔部が開設されていることを特徴としている。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
図1は、半導体レーザモジュールに組込まれた本発明の実施の形態に係る光ファイバ端末構造体の概略断面図を示している。
【0019】
すなわち、この光ファイバ端末構造体は、半導体レーザモジュールにおける筐体1の開口部に取付けられた円筒形状を有するノーズパイプ2と、このノーズパイプ2に先端部が嵌入されかつ光ファイバが固定されると共に金メッキが施された金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4と、嵌入された部位を除くシールビーズ4の外周面を覆う保護管7とでその主要部が構成されている。
【0020】
また、上記シールビーズ4に固定された光ファイバは、ファイバ樹脂被覆部6とこのファイバ樹脂被覆部6から露出しファイバ切断面を除く外表面に金属膜が施された光ファイバ素線(メタライズファイバ)3とで構成されており、この光ファイバ素線(メタライズファイバ)3の先端には金属製のフェルール(図示せず)が半田付けされ、かつ、筐体1内に搭載された図示外の半導体レーザ素子からの光と光ファイバ素線(メタライズファイバ)3との結合が最大となるように調整されて上記フェルールは筐体1に固定されている。
【0021】
まず、金メッキが施されたシールビーズ4を筐体1の開口部に嵌入しかつ正しい方向に半田付けするには筐体1の肉厚が十分でないため、上記ノーズパイプ2が筐体1の開口部に嵌入され溶接またはろう付け等で取付けられている。また、上記光ファイバ素線(メタライズファイバ)3とファイバ樹脂被覆部6の一部は図1に示すように金属製シールビーズ4の中空部内に収容され、かつ、シールビーズ4の先端側において光ファイバ素線(メタライズファイバ)3は金属製シールビーズ4に対し金すず半田4aにより予め固定されている。また、光ファイバ素線(メタライズファイバ)3が半田付けされた後において上記中空部内に収容されたファイバ樹脂被覆部6は図示外の接着剤により固定され、固定された光ファイバと金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4とで構成される光ファイバフィードスルーの取扱いの際に光ファイバが破損されないようになっており、この光ファイバフィードスルーの先端部が上記ノーズパイプ2に嵌入されている。
【0022】
次に、金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4の構造を図2に具体的に示す。すなわち、金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4は、互いに円筒形状を有する頭部体10とこれに連接されたスリーブ体11とで構成され、上記頭部体10には、光ファイバ素線(メタライズファイバ)3が挿通されるように内径160μm以下の第一中空部が設けられており、かつ、第一中空部先端側の露出面には略円錐状凹部12が設けられている。
【0023】
また、上記スリーブ体11は、第一中空部と連通しかつファイバ樹脂被覆部6の外径より大きい内径を有すると共に光ファイバ素線(メタライズファイバ)3とファイバ樹脂被覆部6の一部が収容される第二中空部を備えている。また、スリーブ部分の熱抵抗を大きくするため、スリーブ体11の肉厚は薄く設定されており、熱がファイバ部分に伝わることを抑える構造になっている。また、同様の理由から、上記スリーブ体11にはその外周面の一部に熱抵抗を上げるための孔部13が開設されていることが望ましい。尚、図2において金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4の頭部体10の外径がスリーブ体11の外径より大きく設定されているが、頭部体10の外径とスリーブ体11の外径を同一に設定してもよく任意である。
【0024】
ここで、上記金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4を構成する頭部体10とスリーブ体11の大きさは任意であり、組込まれる光ファイバの寸法を考慮して適宜設定される。例えば、頭部体10の外径寸法は5mm以下、長さ寸法は4mm以下、スリーブ体11の肉厚寸法は0.5mm以下、長さ寸法は10mm以下に設定するとよい。また、スリーブ体11の第二中空部の内径は、ファイバ樹脂被覆部6の外径より大きい、例えば、1.5mm以下に設定するとよい。尚、第二中空部の内径が1.5mmを超える場合、熱容量が大きくなり、例えば、頭部体10の略円錐状凹部12に金錫半田を充填して光ファイバ素線(メタライズファイバ)3の固定を行う際、熱でファイバ樹脂被覆部が溶けたりファイバにダメージを与えてしまうことがある。従って、好ましくは1.5mm以下に設定するとよい。
【0025】
次に、円筒形状を有する上記ノーズパイプ2についてその内径は上記頭部体10の外径より0.2mm以内のより大きな値に設定(すなわち、頭部体10との外径差が0.2mm以内)され、かつ、その肉厚は2mm以内に設定することを要する。頭部体10との外径差が0.2mmを超えて隙間ができたりノーズパイプ2の肉厚が2mmを超えると、上記ノーズパイプ2の外側から加熱しても頭部体10に熱が伝わり難くなり、この結果、ノーズパイプ2と頭部体10間に介在する半田を溶かすために多くの熱量を供給する必要が生ずるためファイバ部分に熱的ダメージを与えてしまうからである。また、上記ノーズパイプ2の長さ寸法は、上記頭部体10と同一若しくは2mm以内のより大きな値に設定されることを要する。ノーズパイプ2の長さが頭部体10より2mmを超えて大きくなると、半田付けの際に熱がノーズパイプ2全体に伝わってしまい、この結果、頭部体10に効率よく熱が伝わり難くなり多くの熱量を供給する必要が生ずるためである。
【0026】
そして、上記筐体1の開口部に溶接またはろう付け等で取付けられたノーズパイプ2に対し、光ファイバと金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4とで構成される光ファイバフィードスルーの先端部(頭部体10)を嵌入し、ノーズパイプ2の外側に半田ごてを接触させて鉛錫半田5を行う部分を加熱することにより半田付けを行い、これ等間の気密封止を行う。
【0027】
その後、金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4のスリーブ体11よりも大きな内径を有し上記ノーズパイプ2の内径よりも小さな外径を有する保護管7を挿入し、かつ、接着剤8、9を充填して保護管7を固定し、実施の形態に係る光ファイバ端末構造体は形成される。
【0028】
尚、この実施の形態においては図1に示すように円筒形状の保護管7が適用されているが、図3に示すようにノーズパイプ2の開口縁部に接触する鍔部が設けられた構造の保護管7を適用してもよい。
【0029】
そして、図1若しくは図3に示すような光ファイバ端末構造体を採用することにより短時間で鉛錫半田を実行することができる。実際、半田付け後に断面を削って観察したところファイバ樹脂被覆部6に溶けている部分は観察されなかった。このことから、ファイバ樹脂被覆部6が溶けるほどファイバ樹脂被覆部付近の温度が上昇していないことが確認された。また、この構造で気密性も十分満足でき、引っ張り試験においても十分な強度を保つことができた。
【0030】
【実施例】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
【0031】
まずファイバ樹脂被覆部6から露出する光ファイバ素線に対しその先端部(上記切断面)を除いた外表面をメタライズ処理、例えば、Niを下地にした金メッキを施すことにより、金錫半田を用いた半田封止が可能となる。尚、シールビーズ(ファイバ固定部)4はステンレス製で、表面にNiを下地にした金メッキが施されている。
【0032】
次に、頭部体10とスリーブ体11とで構成されるシールビーズ(ファイバ固定部)4に光ファイバ素線(メタライズファイバ)3を挿入し、かつ、光ファイバ素線(メタライズファイバ)3を適当な長さとなるように位置調整した後、頭部体10の略円錐状凹部12内に金錫半田4aを充填した。その際、光ファイバ素線(メタライズファイバ)3の先端には、金メッキを施した図示外のフェルールが金錫半田により固定されている。
【0033】
次に、筐体1の開口部にろう付けで取付けられたノーズパイプ2に対し、光ファイバ素線(メタライズファイバ)3が半田固定されたシールビーズ4(すなわち、光ファイバフィードスルー)の先端部(頭部体10)を嵌入し、かつ、鉛錫半田ができるように位置を調整した後、半田ごてを用いてノーズパイプ2を加熱し、局所的に温度を230℃程度まで上げて半田付けを行った。
【0034】
そして、半田付けを行った後、金属製シールビーズ(ファイバ固定部)4のスリーブ体11よりも大きな内径を有し上記ノーズパイプ2の内径よりも小さな外径を有するステンレス製の保護管7を挿入し、かつ、接着剤8、9を充填して保護管7を固定し、実施例に係る光ファイバ端末構造体を完成させた。
【0035】
【発明の効果】
請求項1または2記載の発明に係る係る光ファイバ端末構造体によれば、
光ファイバ端末構造体の組立て時における熱容量を低減できるため、光ファイバに熱的ダメージを与えることなく十分な気密封止が可能となり、かつ、保護管の作用により光ファイバを機械的に保護することも可能となる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る光ファイバ端末構造体の概略断面図。
【図2】本発明の実施の形態に係るシールビーズ(ファイバ固定部)の構成説明図。
【図3】本発明の他の実施の形態に係る光ファイバ端末構造体の概略断面図。
【符号の説明】
1 筐体
2 ノーズパイプ
3 光ファイバ素線(メタライズファイバ)
4 シールビーズ(ファイバ固定部)
6 ファイバ樹脂被覆部
7 保護管
Claims (2)
- 光ファイバ素線外表面を被覆する樹脂被覆部とこの樹脂被覆部から露出し外表面に金属膜が施された光ファイバ素線露出部を有する光ファイバと、この光ファイバを固定するファイバ固定部とでその主要部が構成される光ファイバフィードスルーを光通信モジュールにおける筐体の開口部に取付けて光ファイバ素線露出部が光通信モジュールの筐体内に導入される光ファイバ端末構造体において、
上記光通信モジュールにおける筐体の開口部に取付けられ光ファイバフィードスルーの先端側が嵌入される円筒状ノーズパイプと、この円筒状ノーズパイプ内に先端側を嵌入して固定された光ファイバフィードスルーと、嵌入された部位を除く光ファイバフィードスルーの外周面を覆う保護管とで光ファイバ端末構造体の主要部が構成され、
上記光ファイバフィードスルーにおけるファイバ固定部が、光ファイバ素線露出部の外径より大きい内径を有し光ファイバ素線露出部が挿通される第一中空部および第一中空部先端側の露出面に設けられた略円錐状凹部とを備えこの凹部内に充填された半田により光ファイバ素線露出部との気密封止がなされかつ円筒状ノーズパイプ内に嵌入される頭部体と、第一中空部と連通しかつ上記樹脂被覆部の外径より大きい内径を有すると共に光ファイバ素線露出部とその基端側の樹脂被覆部の一部が収容される第二中空部を備えるスリーブ体とで構成され、
上記円筒状ノーズパイプは、その長さ寸法がファイバ固定部における頭部体と同一若しくは2mm以内のより大きな値に設定されその内径寸法が上記頭部体の外径より0.2mm以内のより大きな値に設定されていると共にその肉厚寸法が2mm以内の値に設定されており、かつ、上記円筒状ノーズパイプとこのパイプ内に嵌入された光ファイバフィードスルーにおける頭部体との間の気密封止が融点180℃以上の半田を用いてなされており、
更に、上記光ファイバフィードスルーに対しその外周面を覆う保護管は接着剤により固定されていることを特徴とする光ファイバ端末構造体。 - 上記ファイバ固定部における頭部体は、その外表面に金メッキが施されかつ頭部体の外径寸法が5mm以下で長さ寸法が4mm以下に設定されると共に頭部体における第一中空部の内径が160μm以下に設定され、上記ファイバ固定部におけるスリーブ体は、その肉厚寸法が0.5mm以下で長さ寸法が10mm以下に設定されかつ外周面の一部に熱抵抗を上げるための孔部が開設されていることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ端末構造体。
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JP2003205707A JP2005055475A (ja) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | 光ファイバ端末構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7376297B2 (en) | 2006-02-03 | 2008-05-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device |
US7419311B2 (en) | 2006-04-21 | 2008-09-02 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Surface mount optical coupler, method of mounting the same, and method of producing the same |
JP2012208174A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光学モジュール |
-
2003
- 2003-08-04 JP JP2003205707A patent/JP2005055475A/ja active Pending
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