JP2007071912A - 光レセプタクル及び光レセプタクル付光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】
スタブホルダ及びホルダを用いてスタブフェルールを保持する光レセプタクル付光モジュールは、スタブフェルールの光ファイバーの光軸方向の長さを短縮し、小型化することができる。
しかし、ホルダで光モジュールの外周部を保持する為に、光レセプタクル付光モジュールは、大型化する課題がある。光レセプタクル付光モジュールが大型化すると、小型光トランシーバ等に実装することが困難となる。
【解決手段】
スタブフェルールとハウジングとの間に有する空間に適合し、ハウジングの内周面に嵌合する円筒状の光レセプタクル保持スリーブを介して、光レセプタクルと光モジュールは、装着される。
【選択図】図２

Description

本発明は、光コネクタを発光ダイオードやフォトダイオード等の光半導体素子に接続する光レセプタクル及び当該光レセプタクル付光モジュールに関する。

従来から、光レセプタクルを用いた光モジュールは、汎用性に富み、取り扱いが容易であることから重要度を増してきており、小型化がさらに要求されている。

図４を用いて、特許文献１で開示される光レセプタクル付光モジュール９０を例として、従来の光レセプタクル付光モジュールについて説明する。図４は、光レセプタクル付光モジュール９０の断面図である。光レセプタクル付光モジュール９０は、スタブフェルール２０
、光ファイバー２１、スリーブ２２、ハウジング２３、光モジュール４０、スタブホルダ９１及びホルダ９２を備える。

スタブフェルール２０は、対向する両端面を結ぶ中心線に光ファイバー２１が挿入され、スタブホルダ９１で保持される。スタブホルダ９１の一部は、スリーブ２２に挿入される。ハウジング２３は、スリーブ２２を覆うように配置される。ホルダ９２は、スリーブ２２、ハウジング２３及びスタブホルダ９１を保持する。

外部からスリーブ２２に挿入されるフェルール（以下、「外部からスリーブ２２に挿入されるフェルール」を「外部フェルール」と記す。）の端面とスタブフェルール２０の端面は、密着する。よって、光レセプタクル付光モジュール９０は、接続損失を少なくすることができる。また、光レセプタクル付光モジュール９０は、スタブホルダ９１及びホルダ９２を用いる構成なので、光ファイバー２１の光軸方向の長さを短縮し、小型化することができる。

特開２００４−９３６９６号公報

しかし、光レセプタクル付光モジュール９０は、ホルダ９２で光モジュール４０の外周部を保持する為に、ホルダ９２を光モジュール４０より大きくする必要がある。よって、光レセプタクル付光モジュール９０は、大型化する課題がある。光レセプタクル付光モジュール９０が大型化すると、小型光トランシーバ等に実装することが困難となる。

本発明は前記課題を解決する為になされたもので、接続損失が少なく、光モジュールを小型化することができる光レセプタクル及び小型化された光レセプタクル付光モジュールを提供することを目的とする。あわせて、光軸の調整が容易な光レセプタクル付光モジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願第１の発明は、スリーブに挿入されていない側のスタブフェルールの側面とハウジングの内周面との間に空間を有するような光レセプタクルである。

具体的には、本願第１の発明は、対向する両端面間を結ぶ中心線に挿入された光ファイバーを有する円柱状のスタブフェルールと、前記スタブフェルールの一部が内側に挿入される円筒状のスリーブと、貫通孔が形成され、前記スタブフェルール及び前記スリーブを前記貫通孔で収容し、前記スタブフェルールの前記スリーブに挿入されていない側の一部を前記貫通孔に形成された凸部で保持し、前記スリーブに挿入されていない側の前記スタブフェルールの側面を囲うハウジングと、を備える光レセプタクルであって、前記スリーブに挿入されていない側の前記スタブフェルールの側面と前記側面に対向する前記ハウジングの内周面との間に空間を有することを特徴とする光レセプタクルである。

外部フェルールを前記スリーブに挿入すれば、前記光レセプタクルは、光軸のずれを低減することができる。また、光モジュールを前記スタブフェルールと前記ハウジングとの間に有する前記空間を介して装着すれば、前記光レセプタクルは、光モジュールの筐体を小型化させることができる。

従って、本願第１の発明は、接続損失が少なく、光モジュールを小型化することができる光レセプタクルを提供することができる。

上記目的を達成するために、本願第２の発明は、第１の発明に係る光レセプタクル、前記ハウジングの内周面に嵌合する円筒状の光レセプタクル保持スリーブ及び光モジュールを備える光レセプタクル付光モジュールである。

具体的には、本願第２の発明は、第１の発明に係る光レセプタクルと、第１の発明に係るハウジングの前記空間に適合し、前記ハウジングの内周面に嵌合する円筒状の光レセプタクル保持スリーブと、前記光レセプタクル保持スリーブが装着され、第１の発明に係る光ファイバーの光軸上に開口部が形成された筐体及び前記光ファイバーとの間で光路を形成するように前記筐体に格納された光半導体素子を有する光モジュールと、を備える光レセプタクル付光モジュールである。

外部フェルールを前記スリーブに挿入すれば、前記光レセプタクル付光モジュールは、光軸のずれを低減することができる。また、前記スタブフェルールと前記ハウジングとの間に有する前記空間を介して前記光モジュールを前記光レセプタクルに装着するので、前記光レセプタクル付光モジュールは、前記光モジュールの前記筐体を小型化することができる。

従って、本願第２の発明は、接続損失が少なく、小型化された光レセプタクル付光モジュールを提供することができる。

本願第２の発明において、前記光レセプタクル保持スリーブの内周面と前記スタブフェルールの外周面との間に隙間を設けることが好ましい。

前記光レセプタクル保持スリーブの内周面と前記スタブフェルールの外周面に隙間を設けることで、光レセプタクル保持スリーブは、前記スタブフェルールと前記ハウジングに挟み込まれることはない。よって、前記光レセプタクルと前記光モジュールの脱着が容易となり、光レセプタクル付光モジュールは、前記光ファイバーの光軸方向の位置を容易に調整できる。

従って、本願第２の発明は、接続損失が少なく、小型化された光レセプタクル付光モジュールを提供することができる。あわせて、光軸の調整が容易な光レセプタクル付光モジュールを提供することができる。

本発明は、接続損失が少なく、光モジュールを小型化することができる光レセプタクル及び小型化された光レセプタクル付光モジュールを提供することができる。あわせて、光軸の調整が容易な光レセプタクル付光モジュールを提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものでない。

（実施の形態１）
本願第１の実施形態は、対向する両端面間を結ぶ中心線に挿入された光ファイバーを有する円柱状のスタブフェルールと、前記スタブフェルールの一部が内側に挿入される円筒状のスリーブと、貫通孔が形成され、前記スタブフェルール及び前記スリーブを前記貫通孔で収容し、前記スタブフェルールの前記スリーブに挿入されていない側の一部を前記貫通孔に形成された凸部で保持し、前記スリーブに挿入されていない側の前記スタブフェルールの側面を囲うハウジングと、を備える光レセプタクルであって、前記スリーブに挿入されていない側の前記スタブフェルールの側面と前記側面に対向する前記ハウジングの内周面との間に空間を有することを特徴とする光レセプタクルである。

図１を用いて、第１の実施形態に係る光レセプタクル１０について説明する。図１は、光レセプタクル１０の断面図である。光レセプタクル１０は、スタブフェルール２０、光ファイバー２１、スリーブ２２、ハウジング２３、空間２４及び凸部２５を備える。

まず、光レセプタクル１０の製造について説明する。スタブフェルール２０は、円柱状であって、スタブフェルール２０の対向する両端面間を結ぶ中心線に光ファイバー２１が挿入される。例えば、スタブフェルール２０の素材としては、ジルコニア、アルミナその他のセラミック又は硬化プラスチックをあげることができる。また、光ファイバー２１としては、シングルモードのガラスファイバーをあげることができる。

図１（ａ）に示すように、スタブフェルール２０の空間２４の側の端面は、光ファイバー２１の光軸に対して垂直となるように研磨されてもよい。また、図１（ｂ）に示すように、光ファイバー２１の光軸の垂線に対して４ｄｅｇ以上、かつ、８ｄｅｇ以下の範囲で斜めになるように研磨されてもよい。

スタブフェルール２０のスリーブ２２の側の端面は、ＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔａｃｔ）接続の為に球面研磨されてもよい。

スタブフェルール２０の一部は、スリーブ２２の内側に挿入される。例えば、スリーブ２２としては、ジルコニア、アルミナその他のセラミック、硬化プラスチック又は金属を素材とする円筒状の割スリーブをあげることができる。

ハウジング２３は、貫通孔が形成される。ハウジング２３は、貫通孔でスタブフェルール２０及びスリーブ２２を収容する。ハウジング２３は、スリーブ２２に挿入されていない側のスタブフェルール２０の側面を囲う。空間２４は、スリーブ２２に挿入されていない側のスタブフェルール２０の側面と前述した側面に対向するハウジング２３の内周面の間に位置する。

例えば、ハウジング２３の素材としては、ステンレス、アルミ、銅その他の金属をあげることができる。

ハウジング２３の形状は、限定されるものではない。例えば、ハウジング２３の形状としては、ＳＣ型、ＳＣ２型、Ｄ型、ＦＣ型、ＬＣ型、ＭＵ型その他の規格に適合する形状をあげることができる。ハウジング２３の外径は、ハウジング２３がＳＣ型であれば４．７４ｍｍであってもよく、ハウジング２３がＬＣ型であれば２．９２ｍｍであってもよい。
また、空間２４の大きさは、光ファイバー２１の光軸方向に２．７ｍｍ、光ファイバー２１の光軸に対して垂直方向に０．８５ｍｍであってもよい。また、ハウジング２３の空間２４付近の肉厚は、０．３ｍｍであってもよい。なお、ハウジング２３の外径、空間２４の大きさ、ハウジング２３の空間２４付近の肉厚は、上記に限定されるものではない。

ハウジング２３は、以下の方法で製造されてもよい。例えば、ハウジング２３に貫通孔、スタブフェルール２０とハウジング２３との間の空間２４及びハウジング２３の貫通孔にスタブフェルール２０を保持する凸部２５を形成できるような型を用いて、ハウジング２３は、一体成形されてもよい。また、マイクロブラスト、レーザ加工又は精密金属加工を用いて、ハウジング２３は、形成されてもよい。

凸部２５は、ハウジング２３の貫通孔に形成される。例えば、凸部２５は、ハウジング２３の貫通孔の内周を一周するような環状体であってもよい。また、凸部２５は、ハウジング２３の貫通孔の内周に形成された複数の突起からなるものであってもよい。

ハウジング２３は、凸部２５でスタブフェルール２０のスリーブ２２に挿入されていない側の一部を保持する。例えば、凸部２５とスタブフェルール２０のスリーブ２２に挿入されていない側の一部は、接着されてもよい。また、凸部２５は、内径がスタブフェルール２０の外径より小さくなるように形成されてもよい。スタブフェルール２０は、ハウジング２３の凸部２５に圧入され保持されてもよい。

次に、光レセプタクル１０が、接続損失を少なくし、光モジュールを小型化することができる点について説明する。スリーブ２２に外部フェルールが挿入されれば、スタブフェルール２０のスリーブ２２の側の端面が球面研磨されているので、スタブフェルール２０のスリーブ２２の側の端面と外部フェルールの端面は、ＰＣ接続する。また、光ファイバー２１の光軸と外部フェルールに形成された光ファイバーの光軸は、一致する。よって、光レセプタクル１０は、接続損失を少なくすることができる。

光レセプタクル１０は、光モジュールをスタブフェルール２０とハウジング２３との間に有する空間２４を介して装着すれば、光モジュールの筐体を小型化させることができる。

従って、本願第１の実施形態は、接続損失が少なく、光モジュールを小型化することができる光レセプタクルを提供することができる。

（実施の形態２）
本願第２の実施形態は、第１の実施形態に係る光レセプタクルと、第１の実施形態に係るハウジングの前記空間に適合し、前記ハウジングの内周面に嵌合する円筒状の光レセプタクル保持スリーブと、前記光レセプタクル保持スリーブが装着され、第１の実施形態に係る光ファイバーの光軸上に開口部が形成された筐体及び前記光ファイバーとの間で光路を形成するように前記筐体に格納された光半導体素子を有する光モジュールと、を備える光レセプタクル付光モジュールである。

図２及び図３を用いて、第２の実施形態に係る光レセプタクル付光モジュール３０について説明する。図２及び図３は、光レセプタクル付光モジュール３０の断面図である。光レセプタクル１０は、スタブフェルール２０、光ファイバー２１、スリーブ２２、ハウジング２３、空間２４及び凸部２５を備える。また、光モジュール４０は、光レセプタクル保持スリーブ４１、筐体４２、フォトダイオード４３及びレンズ４４を備える。なお、第１の実施形態に係る光レセプタクル１０を光モジュール４０に装着すると第２の実施形態に係る光レセプタクル付光モジュール３０となる。

図２は、光ファイバー２１の光軸に対して垂直となるスタブフェルール２０の空間２４の側の端面を有する光レセプタクル１０が、小型の筐体４２を有する光モジュール４０に装着されたものである。また、図３は、光ファイバー２１の光軸の垂線に対して斜めとなるスタブフェルール２０の空間２４の側の端面を有する光レセプタクル１０が、角型の筐体４２を有する光モジュール４０に装着されたものである。

まず、光モジュール４０の製造について説明する。筐体４２は、円筒形、角柱形又は立方体等の任意の形状であって内部が空洞であればよい。筐体４２の開口部は、筐体４２の表面と光ファイバー２１の光軸が交差する場所に形成されてもよい。例えば、筐体４２の素材としては、ステンレス、アルミ、銅その他の金属をあげることができる。

レンズ４４は、筐体４２の光ファイバー２１の光軸上となる位置に配置される。例えば、レンズ４４は、筐体４２の開口部に配置されてもよい。また、レンズ４４を配置する代わりに、所望の光に対して透明となる板が、筐体４２の開口部に配置されてもよい。筐体４２の開口部は、開放されたままでもよい。

フォトダイオード４３は、光ファイバー２１との間で光路を形成するように筐体４２に格納される。例えば、光レセプタクル付光モジュール３０は、光半導体素子として、フォトダイオード４３その他の受光素子又は発光ダイオードその他の発光素子を備えてもよい。また、光レセプタクル付光モジュール３０は、光半導体素子として、受光素子及び発光素子をそれぞれ備えてもよい。

光レセプタクル保持スリーブ４１は、光レセプタクル１０の空間２４に適合し、ハウジング２３の内周面に嵌合する。例えば、光レセプタクル保持スリーブ４１は、ステンレス、アルミ、銅その他の金属を円筒状に形成したものであってもよい。

次に、光レセプタクル保持スリーブ４１を介して、光レセプタクル１０と光モジュール４０を接続する方法について説明する。光レセプタクル保持スリーブ４１は、ハウジング２３の空間２４に挿入される。光レセプタクル１０と光モジュール４０が、光ファイバー２１の光軸方向でずれがないように位置を調整された後、光レセプタクル保持スリーブ４１は、ハウジング２３に装着される。

例えば、光レセプタクル保持スリーブ４１をハウジング２３に装着する方法としては、ＹＡＧレーザやＣＯ_２レーザを用いたレーザ溶接をあげることができる。ハウジング２３の外周部にＹＡＧレーザを照射する加工点を決定する。ハウジング２３の加工点から光レセプタクル保持スリーブ４１に向けてＹＡＧレーザを照射する。ＹＡＧレーザを照射されたハウジング２３の加工点は、ＹＡＧレーザの熱を受けて蒸発する。レーザ溶接は、ハウジング２３の加工点に光レセプタクル保持スリーブ４１まで達する穴を形成しながら進行する。レーザ溶接は、前述したような穴を形成しながら進行するので、ハウジング２３及び光レセプタクル保持スリーブ４１を深溶込み溶接することができる。

光レセプタクル１０と光モジュール４０が、光ファイバー２１の光軸に対して垂直となる方向でずれがないように位置を調整された後、光レセプタクル保持スリーブ４１は、筐体４２に装着される。例えば、前述したレーザ溶接を用いて光レセプタクル保持スリーブ４１は、筐体４２に溶接されてもよい。

光レセプタクル付光モジュール３０が、接続損失を少なくし、光モジュール４０を小型化することができる点について説明する。スリーブ２２に外部フェルールが挿入されれば、スタブフェルール２０のスリーブ２２の側の端面が球面研磨されているので、スタブフェルール２０のスリーブ２２の側の端面と外部フェルールの端面は、密着する。また、光ファイバー２１の光軸と外部フェルールに形成された光ファイバーの光軸は、一致する。よって、光レセプタクル付光モジュール３０は、接続損失を少なくすることができる。

図４の光レセプタクル付光モジュール９０は、ホルダ９２で光モジュール４０の外周部を保持する為に、ホルダ９２を光モジュール４０より大きくする必要がある。よって、光レセプタクル付光モジュール９０は、大型化する。

一方、図２及び図３の光レセプタクル付光モジュール３０は、スタブフェルール２０とハウジング２３との間に有する空間２４を介して光モジュール４０を装着する為に、光モジュール４０の筐体４２を大きくする必要はない。図２及び図３に示すように、光レセプタクル付光モジュール３０は、筐体４２を光レセプタクル１０の外形より小さくすることができる。よって、光レセプタクル付光モジュール３０は、光モジュール４０の筐体４２を小型化することができる。

また、図３の光レセプタクル付光モジュール３０は、スタブフェルール２０の空間２４の側の端面が斜め研磨されている。すると、スタブフェルール２０の空間２４の側の端面で反射された戻り光が、フォトダイオード４３に入射することはなく、フォトダイオード４３は、安定した動作を保つことができる。また、発光素子であっても同様に安定した動作を保つことができる。

従って、本願第２の実施形態は、接続損失が少なく、小型化された光レセプタクル付光モジュールを提供することができる。

なお、光レセプタクル付光モジュール３０は、フォトダイオード４３を備えているので、受信用小型光デバイスとして実装されてもよい。光レセプタクル付光モジュール３０は、発光ダイオードを備え、送信用小型光デバイスとして実装されてもよい。また、光レセプタクル付光モジュール３０は、受光素子及び発光素子をそれぞれ備え、光トランシーバとして実装されてもよい。

本願第２の実施形態において、前記光レセプタクル保持スリーブの内周面と前記スタブフェルールの外周面との間に隙間を設けることが好ましい。

図２又は図３において、光レセプタクル保持スリーブ４１とスタブフェルール２０の間に、０．０５ｍｍの隙間を設けている。なお、光レセプタクル保持スリーブ４１とスタブフェルール２０との隙間は、上記に限定されるものではない。

光レセプタクル保持スリーブ４１の内周面とスタブフェルール２０の外周面の間に隙間がない場合、光レセプタクル保持スリーブ４１は、スタブフェルール２０とハウジング２３に挟み込まれる。すると、光レセプタクル付光モジュール３０は、光ファイバー２１の光軸方向の位置の調整が行えなくなる。

光レセプタクル保持スリーブ４１の内周面とスタブフェルール２０の外周面の間に隙間を設けることで、光レセプタクル保持スリーブ４１は、スタブフェルール２０とハウジング２３に挟み込まれることはない。よって、光レセプタクル１０と光モジュール４０の脱着が容易となり、光レセプタクル付光モジュール３０は、光ファイバー２１の光軸方向の位置の調整を容易にすることができる。

従って、本願第２の実施形態は、接続損失が少なく、小型化された光レセプタクル付光モジュールを提供することができる。あわせて、光軸の調整が容易な光レセプタクル付光モジュールを提供することができる。

本発明の光レセプタクル及び光レセプタクル付光モジュールは、受信用小型光デバイス、送信用小型光デバイス及び一芯双方向光モジュールとして利用することができる。

本願第１の発明の一の実施形態に係る光レセプタクルの断面図である。 本願第２の発明の一の実施形態に係る光レセプタクル付光モジュールの断面図である。 本願第２の発明の他の実施形態に係る光レセプタクル付光モジュールの断面図である。 従来の光レセプタクル付光モジュールの断面図である。

符号の説明

１０ 光レセプタクル
２０ スタブフェルール
２１ 光ファイバー
２２ スリーブ
２３ ハウジング
２４ 空間
２５ 凸部
３０、９０ 光レセプタクル付光モジュール
４０ 光モジュール
４１ 光レセプタクル保持スリーブ
４２ 筐体
４３ フォトダイオード
４４ レンズ
９１ スタブホルダ
９２ ホルダ

Claims (3)

1. 対向する両端面間を結ぶ中心線に挿入された光ファイバーを有する円柱状のスタブフェルールと、
   前記スタブフェルールの一部が内側に挿入される円筒状のスリーブと、
   貫通孔が形成され、前記スタブフェルール及び前記スリーブを前記貫通孔で収容し、前記スタブフェルールの前記スリーブに挿入されていない側の一部を前記貫通孔に形成された凸部で保持し、前記スリーブに挿入されていない側の前記スタブフェルールの側面を囲うハウジングと、を備える光レセプタクルであって、
   前記スリーブに挿入されていない側の前記スタブフェルールの側面と前記側面に対向する前記ハウジングの内周面との間に空間を有することを特徴とする光レセプタクル。
2. 請求項１に記載の光レセプタクルと、
   請求項１に記載のハウジングの前記空間に適合し、前記ハウジングの内周面に嵌合する円筒状の光レセプタクル保持スリーブと、
   前記光レセプタクル保持スリーブが装着され、請求項１に記載の光ファイバーの光軸上に開口部が形成された筐体及び前記光ファイバーとの間で光路を形成するように前記筐体に格納された光半導体素子を有する光モジュールと、を備える光レセプタクル付光モジュール。
3. 前記光レセプタクル保持スリーブの内周面と前記スタブフェルールの外周面との間に隙間を設けることを特徴とする請求項２に記載の光レセプタクル付光モジュール。
   

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