JP2007171697A - Fiber-stub, optical receptacle using the same and optical receptacle module - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical receptacle capable of drastically improving tracking error characteristics and wiggle characteristics since one optical connection loss portion is provided therein and the tolerance characteristic of the portion is more mitigated than heretofore. <P>SOLUTION: In the fiber-stub, in which a graded index fiber is fixed to a through-hole of a ferrule, coreless fibers are joined to both ends of the graded index fiber. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は光レセプタクルおよび光レセプタクルモジュールに関し、特に光通信用の光レセプタクルとそれを用いたモジュールに関する。   The present invention relates to an optical receptacle and an optical receptacle module, and more particularly to an optical receptacle for optical communication and a module using the same.

光信号を電気信号に変換するための光モジュールは、半導体レーザーやフォトダイオード等の光素子をケース内に収納し、光ファイバを通じて光信号を導入又は導出するような構造となっている（特許文献１参照）。   An optical module for converting an optical signal into an electrical signal has a structure in which an optical element such as a semiconductor laser or a photodiode is housed in a case, and the optical signal is introduced or derived through an optical fiber (Patent Document). 1).

前記光モジュール２１に光コネクタ２３を接続するようにしたレセプタクル型の光モジュール２１は図５に示すような光レセプタクル２２の一端に光素子２４を備えるとともに、他端に光コネクタ２３（ＳＣコネクタ等）のプラグフェルール２５を接続するものである。   A receptacle-type optical module 21 in which an optical connector 23 is connected to the optical module 21 includes an optical element 24 at one end of an optical receptacle 22 as shown in FIG. 5, and an optical connector 23 (SC connector or the like) at the other end. ) Plug ferrule 25 is connected.

前記光レセプタクル２２は、図４に示すようにジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなるフェルール１０に光ファイバ１１を挿入固定して得られたスタブ１２の後端部をホルダ２６に圧入することにより固定し、先端部をスリーブ９の内孔に挿入するとともに、それらをケース２７に圧入又は接着固定することによって構成されている。   The optical receptacle 22 is fixed by press-fitting the rear end of the stub 12 obtained by inserting and fixing the optical fiber 11 into a ferrule 10 made of a ceramic material such as zirconia or alumina as shown in FIG. The distal end portion is inserted into the inner hole of the sleeve 9, and they are press-fitted or adhesively fixed to the case 27.

また、前記ケース２７はその後端部側をホルダ２６に圧入して固定しており、そのため、ケース２７の内プラグフェルール２５をスリーブ９へ導く挿入部の内径は、スリーブ９内径よりも大きく設定されており、スリーブ９内径に干渉しないように圧入または接着固定されている。   In addition, the case 27 has its rear end side pressed and fixed to the holder 26, and therefore, the inner diameter of the insertion portion for guiding the inner plug ferrule 25 of the case 27 to the sleeve 9 is set larger than the inner diameter of the sleeve 9. It is press-fitted or bonded and fixed so as not to interfere with the inner diameter of the sleeve 9.

このときフェルール２５の外径は、ＳＣコネクタを接続するタイプのものがφ２．５ｍｍ程度、ＬＣコネクタを接続する小型タイプのものがφ１．２５ｍｍ程度で、外径公差は±１μｍ以下で、その貫通孔に備えられた光ファイバ１１の外径は１２５μｍ程度で、外径公差は±１μｍ程度とＪＩＳ規格やＩＥＣ規格等で規定されているが、従来から光ファイバの中心に形成された光信号を伝搬する直径１０μｍ程度のコア（不図示）同士を損失の少ない接続とするため、スリーブ９、フェルール２５等は高精度に加工されており、スリーブ９によってスタブ１２及びプラグフェルール２５を安定かつ高精度に保持する構造となっている。   At this time, the outer diameter of the ferrule 25 is about φ2.5 mm for the type to which the SC connector is connected, about φ1.25 mm for the small type to which the LC connector is connected, and the outer diameter tolerance is ± 1 μm or less. The outer diameter of the optical fiber 11 provided in the hole is about 125 μm, and the outer diameter tolerance is about ± 1 μm, which is defined by the JIS standard or the IEC standard. Conventionally, the optical signal formed at the center of the optical fiber In order to connect the cores (not shown) having a diameter of about 10 μm to each other with low loss, the sleeve 9 and the ferrule 25 are processed with high precision, and the stub 12 and the plug ferrule 25 are stably and highly accurate by the sleeve 9. It has a structure to hold.

さらに、前記スタブ１２における光ファイバ１１の端面は、当接時の接続損失を減らすために曲率半径５〜３０ｍｍ程度の曲面に鏡面研磨されており、反対側の端面は、ＬＤ等の光素子から出射された光が光ファイバ１１の先端部で反射して光素子に戻る反射光を防止するため、光ファイバ１１を挿通するフェルール１０とともに４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。   Further, the end face of the optical fiber 11 in the stub 12 is mirror-polished to a curved surface having a curvature radius of about 5 to 30 mm in order to reduce connection loss at the time of contact, and the opposite end face is formed from an optical element such as an LD. In order to prevent the emitted light from being reflected at the tip of the optical fiber 11 and returning to the optical element, it is mirror-polished to an inclined surface of about 4 to 10 ° together with the ferrule 10 inserted through the optical fiber 11.

また、ＰＤ等の受光素子用のレセプタクルとして、スタブ内の光ファイバをグレイデッドインデックスファイバを用い、接続損失を小さくする方法も提案されている（特許文献２参照）。   In addition, as a receptacle for a light receiving element such as a PD, a method of reducing a connection loss by using a graded index fiber as an optical fiber in a stub has been proposed (see Patent Document 2).

さらに、光コネクタとして、シングルモードの光ファイバにグレイデッドインデックスファイバ、コアレスファイバを用い、接続損失を小さくする方法も提案されている（特許文献３参照）。
特開２００１−６６４６８号公報 特開平１０−６８８４３号公報 特願２００３−１８２５８８号 Furthermore, a method of reducing connection loss by using a graded index fiber and a coreless fiber as a single mode optical fiber as an optical connector has been proposed (see Patent Document 3).
JP 2001-66468 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-68843 Japanese Patent Application No. 2003-182588

しかしながら近年、光軸と垂直方向にプラグフェルール２５にかかる荷重に対する光通信用モジュールの出力安定性（ウイグル特性）が重要視されてきており、図４に示すようにその荷重がスリーブ９に直接かかる構造となっている。   However, in recent years, the output stability (wiggle characteristics) of the optical communication module with respect to the load applied to the plug ferrule 25 in the direction perpendicular to the optical axis has been regarded as important, and the load is directly applied to the sleeve 9 as shown in FIG. It has a structure.

これは、従来の図４に示すような光レセプタクル２２は、ケース２７の後端側の外周をホルダ２６で覆うように圧入固定や接着固定しているため、これらの内・外径同芯の加工精度の他、スタブ１２、ケース２７をホルダ２６に固定する際の倒れのため、ケース２７の内径に接するまでスリーブは容易に変形や、コネクタハウジング部とケース２７外径部との干渉が起こる。これらのことにより、光ファイバ１１とプラグフェルール２５に固定された光ファイバが相対的にずれ、接合部の接続損失が悪化するという問題があった。   This is because the conventional optical receptacle 22 as shown in FIG. 4 is press-fitted and adhesively fixed so that the outer periphery of the rear end side of the case 27 is covered with the holder 26, so that these inner and outer diameters are concentric. In addition to the processing accuracy, the sleeve is easily deformed until it comes into contact with the inner diameter of the case 27 due to the collapse when the stub 12 and the case 27 are fixed to the holder 26, and interference between the connector housing portion and the outer diameter portion of the case 27 occurs. . For these reasons, there is a problem that the optical fiber 11 and the optical fiber fixed to the plug ferrule 25 are relatively displaced, and the connection loss of the joint portion is deteriorated.

また、スタブの光学素子側に光が結合する構造となっているため、高温や低温での光学系のズレによっても接続損失が悪化するという問題点があった。 In addition, since the light is coupled to the optical element side of the stub, there is a problem in that the connection loss is deteriorated due to the deviation of the optical system at high and low temperatures.

更に、特許文献２で提案された構造では、グレイデッドインデックスファイバの長さが最適化されていないため、発光素子モジュールや高速通信用の受光径の小さい受光素子モジュールでは安定して低損失が実現できないという問題があった。   Furthermore, in the structure proposed in Patent Document 2, since the length of the graded index fiber is not optimized, the light emitting element module and the light receiving element module having a small light receiving diameter for high-speed communication can stably realize low loss. There was a problem that I could not.

また、特許文献３で提案された構造を光レセプタクルに用いた場合は、フィジカルコンタクトが前提で空間接続には適用できず、この光レセプタクルに接続する光コネクタもグレイデッドインデックスファイバとコアレスファイバをもちいたものを使用しないと効果が出ないという問題点があった。   Further, when the structure proposed in Patent Document 3 is used for an optical receptacle, it cannot be applied to spatial connection on the premise of physical contact, and the optical connector connected to this optical receptacle also has a graded index fiber and a coreless fiber. There was a problem that the effect would not come out unless it was used.

前記に鑑みて本発明は、フェルールの貫通孔にグレイデッドインデックスファイバを固定してなるファイバスタブにおいて、前記グレイデッドインデックスファイバの両端にコアレスファイバを接合したことを特徴とする。   In view of the above, the present invention is characterized in that in a fiber stub in which a graded index fiber is fixed to a through-hole of a ferrule, coreless fibers are bonded to both ends of the graded index fiber.

前記グレイデッドインデックスファイバの長さをＬ、コア半径をｒ、コアとクラッドの屈折率差を△、該グレイデッドインデックスファイバ内での光線軌跡のピッチをＰとした時、
Ｌ＝π・Ｐ・ｒ・（２／△）１／２
（Ｐ＝０．５Ｎ＋Ｐ１、Ｎは０以上の整数、０．４≦Ｐ１≦０．６）
であることを特徴とする。 When the length of the graded index fiber is L, the core radius is r, the refractive index difference between the core and the clad is Δ, and the pitch of the ray trajectory in the graded index fiber is P,
L = π · P · r · (2 / Δ) 1/2
(P = 0.5N + P1, N is an integer of 0 or more, 0.4 ≦ P1 ≦ 0.6)
It is characterized by being.

前記ファイバスタブの一方端をプラグフェルールと直接接続可能に配置したことを特徴とする。   One end of the fiber stub is arranged to be directly connectable with a plug ferrule.

前記ファイバスタブの他方端を光学素子とを非接触で光学的に接続したことを特徴とする。   The other end of the fiber stub is optically connected to the optical element in a non-contact manner.

前記ファイバスタブの一方端でのフィールド径を３０μｍ以上としたことを特徴とする。   The field diameter at one end of the fiber stub is 30 μm or more.

前記ファイバスタブの他方端でのフィールド径を１２５μｍ以下としたことを特徴とする。   The field diameter at the other end of the fiber stub is 125 μm or less.

本発明の光レセプタクルは、光接続損失部が１箇所になり、かつこの部分のトレランス特性が従来と比べ緩くなるので、トラッキングエラー特性やウイグル特性を大きく改善できる。   In the optical receptacle according to the present invention, the optical connection loss part is provided at one place, and the tolerance characteristic of this part is less than that of the conventional one, so that the tracking error characteristic and the wiggle characteristic can be greatly improved.

また、コアレスファイバを用いることにより、前記特性が安定して作製できる。ＧＩファイバのみを使用した場合は、その研磨加工時にファイバスタブ長を所定の長さになるよう加工する必要があるが、コアレスファイバを用いた場合は、光学特性への影響は小さいため、スタブ３の長さ精度を緩くできる。   Further, by using a coreless fiber, the above characteristics can be stably produced. When only the GI fiber is used, it is necessary to process the fiber stub length to a predetermined length at the time of polishing. However, when the coreless fiber is used, since the influence on the optical characteristics is small, the stub 3 The length accuracy can be relaxed.

本発明は、フェルールの貫通孔にグレイデッドインデックスファイバを固定してなるファイバスタブにおいて、前記グレイデッドインデックスファイバの両端にコアレスファイバを接合したことを特徴とする。   The present invention is characterized in that, in a fiber stub in which a graded index fiber is fixed to a through-hole of a ferrule, coreless fibers are bonded to both ends of the graded index fiber.

本発明の光レセプタクルの組立装置で作製される光レセプタクルは、図１に示すように、ケース１、スリーブ２、スタブ３、ホルダ４、コアレス６から構成される。   As shown in FIG. 1, the optical receptacle manufactured by the optical receptacle assembly apparatus of the present invention includes a case 1, a sleeve 2, a stub 3, a holder 4, and a coreless 6.

スタブ３は、スタブ用のフェルール５および光ファイバ６を有し、フェルール５の軸心方向に延びる貫通孔に光ファイバ６を挿入し、且つ、例えば接着剤により接着固定することにより構成される部材である。また、スタブ３の片面３ａはアール面（例えば曲率半径が５〜３０ｍｍ）である。このような構成は、コネクタ（図示せず）との間の接続損失を低減するうえで好適である。スタブ３のもう一方の面３ｂは、該スタブ３の軸心に対して所定の角度（例えば４〜１０°）で傾斜する傾斜面である。このような構成は、例えば光素子（ＬＥＤやＬＤなど）から出射された光が光ファイバ１１の端面で反射し、反射光として該光素子に戻るのを防ぐうえで好適である。 The stub 3 includes a stub ferrule 5 and an optical fiber 6, and is a member configured by inserting the optical fiber 6 into a through hole extending in the axial direction of the ferrule 5 and bonding and fixing it with an adhesive, for example. It is. Moreover, the single side | surface 3a of the stub 3 is a round surface (for example, a curvature radius is 5-30 mm). Such a configuration is suitable for reducing connection loss with a connector (not shown). The other surface 3 b of the stub 3 is an inclined surface that is inclined at a predetermined angle (for example, 4 to 10 °) with respect to the axis of the stub 3. Such a configuration is suitable, for example, for preventing light emitted from an optical element (such as an LED or LD) from being reflected by the end face of the optical fiber 11 and returning to the optical element as reflected light.

光ファイバ６は図２（ａ）のように前記ファイバ長のＧＩファイバ６ａの両側にコアレスファイバ６ｂ、６ｃを融着にて接続した構造になっている。この場合、コアレスファイバの長さがばらついたとしても、光学特性への影響は小さいため、スタブ３の長さ精度を緩くできる。   As shown in FIG. 2A, the optical fiber 6 has a structure in which coreless fibers 6b and 6c are connected to both sides of the fiber length GI fiber 6a by fusion. In this case, even if the length of the coreless fiber varies, since the influence on the optical characteristics is small, the length accuracy of the stub 3 can be relaxed.

ＧＩファイバ６ａは一般にグレイデッドインデックスレンズ（以下ＧＲＩＮレンズと称す）と類似の構造を持ち、レンズ効果を有する。円筒形の中心軸が最も屈折率が高く、外周にいくにつれ徐々に屈折率が減少していく。このＧＩファイバ６aの材料としては、石英系光ファイバ、プラスチック系光ファイバおよび多成分ガラス系光ファイバなどが挙げられる。   The GI fiber 6a generally has a structure similar to that of a graded index lens (hereinafter referred to as a GRIN lens) and has a lens effect. The central axis of the cylindrical shape has the highest refractive index, and the refractive index gradually decreases toward the outer periphery. Examples of the material of the GI fiber 6a include a quartz optical fiber, a plastic optical fiber, and a multicomponent glass optical fiber.

フェルール５は、光ファイバ６を保護するとともに、後述するスリーブ２とともにスタブ３とプラグフェルール（非図示）との同心度を高めるのに寄与する部材である。フェルール５を構成する材料としては、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、結晶化ガラスなどのガラスセラミックス、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属、エポキシや液晶ポリマなどのプラスチックスなどが挙げられ、中でも対候性や靭性に優れたジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。さらに、ジルコニア系セラミックスの中でも、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）を主成分とし、Ｙ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定化ジルコニアセラミックス（正方晶の結晶が主体）は、耐摩耗性および弾性変形性の観点から好適である。 The ferrule 5 is a member that protects the optical fiber 6 and contributes to increasing the concentricity of the stub 3 and the plug ferrule (not shown) together with the sleeve 2 described later. Ferrule 5 is made of a material such as zirconium oxide (zirconia), aluminum oxide (alumina), mullite, silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride, or the like, ceramics containing these as main components, or glass ceramics such as crystallized glass. Metal such as phosphor bronze, beryllium copper, brass and stainless steel, plastics such as epoxy and liquid crystal polymer, etc. Among them, zirconia-based ceramics (ceramics based on zirconia) having excellent weather resistance and toughness are preferred. It is. Further, among zirconia ceramics, zirconium oxide (ZrO ₂ ) is the main component, and at least one selected from the group consisting of Y ₂ O ₃ , CaO, MgO, CeO ₂ , Dy ₂ O _{3 and the} like is used as a stabilizer. The partially stabilized zirconia ceramics (mainly tetragonal crystals) are preferred from the viewpoints of wear resistance and elastic deformation.

スリーブ２は、スタブ３およびプラグフェルールを挿入するための貫通孔を有し、スタブ３とプラグフェルールとの間の調心機能を担う部材である。スリーブ２の形状は、長手方向に延びるスリット（図示せず）を有する、いわゆる割りスリーブとこのスリットの無いいわゆる精密スリーブの２種がある。光レセプタクルで一般的に使用されるスリットを有するスリーブ２を採用する場合、スリーブ２内に挿入されるプラグフェルールに対して作用する把持力を高めるべく、貫通孔の孔径はプラグフェルールの外径より若干小さく（例えば、貫通孔へのスタブ３挿入時に該スタブ３に作用する圧力が０．９８Ｎ以上となるように）設定するのが好ましい。スリーブ２を構成する材料としては、上述したフェルール５と同様のものが挙げられる。   The sleeve 2 has a through hole for inserting the stub 3 and the plug ferrule, and is a member that bears the aligning function between the stub 3 and the plug ferrule. There are two types of the sleeve 2, a so-called split sleeve having a slit (not shown) extending in the longitudinal direction and a so-called precision sleeve having no slit. When the sleeve 2 having a slit generally used in an optical receptacle is employed, the hole diameter of the through hole is larger than the outer diameter of the plug ferrule so as to increase the gripping force acting on the plug ferrule inserted into the sleeve 2. It is preferable to set it slightly smaller (for example, so that the pressure acting on the stub 3 becomes 0.98 N or more when the stub 3 is inserted into the through hole). Examples of the material constituting the sleeve 2 include the same materials as the ferrule 5 described above.

ホルダ４は、スタブ３を保持し、更に光素子側の部品と溶接等により固定するための部材である。スタブ３の保持機能を担う保持部を有し、スタブ３が嵌合可能に構成されている。また、このホルダ３の外周部あるいは上面部を介して光素子側の部品とレーザ溶接等により固定される。ホルダ３を構成する材料としては、金属（ステンレス、銅、鉄およびニッケルなど）などが挙げられ、中でも耐腐食性や溶接性の観点からステンレス特にＳＵＳ３０４が好適である。   The holder 4 is a member for holding the stub 3 and fixing the stub 3 to parts on the optical element side by welding or the like. The holding part which bears the holding function of the stub 3 is provided, and the stub 3 is configured to be fitted. Further, the holder 3 is fixed by laser welding or the like through the outer peripheral portion or the upper surface portion of the holder 3 with the optical element side components. Examples of the material constituting the holder 3 include metals (stainless steel, copper, iron, nickel, and the like). Among them, stainless steel, particularly SUS304, is preferable from the viewpoint of corrosion resistance and weldability.

ケース１は、スリーブ２を収容するための略円筒状部材である。ケース１におけるスリーブ２を収容するための空間の径は、スリーブ２の外径より若干（例えば６０μｍ）大きく構成されている。開口部は、プラグフェルール（非図示）挿入時にスリーブ２内に案内するための部位であり、テーパ状に構成されている。開口部の開口径はスタブ３の外径より若干（例えば０．２ｍｍ）大きく構成されている。ケース１を構成する材料としては、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの溶接可能なものが挙げられ、中でも耐腐食性や溶接性の観点からステンレスが好適である。 The case 1 is a substantially cylindrical member for housing the sleeve 2. The diameter of the space for accommodating the sleeve 2 in the case 1 is configured to be slightly larger (for example, 60 μm) than the outer diameter of the sleeve 2. The opening is a portion for guiding the inside of the sleeve 2 when a plug ferrule (not shown) is inserted, and has a tapered shape. The opening diameter of the opening is slightly larger (for example, 0.2 mm) than the outer diameter of the stub 3. Examples of the material constituting the case 1 include weldable materials such as stainless steel, copper, iron, and nickel, and stainless steel is preferable from the viewpoint of corrosion resistance and weldability.

さらに前記グレイデッドインデックスファイバの長さをＬ、コア半径をｒ、コアとクラッドの屈折率差を△、該グレイデッドインデックスファイバ内での光線軌跡のピッチをＰとした時、
Ｌ＝π・Ｐ・ｒ・（２／△）１／２
（Ｐ＝０．５Ｎ＋Ｐ１、Ｎは０以上の整数、０．４≦Ｐ１≦０．６）
であることを特徴とする。

When the length of the graded index fiber is L, the core radius is r, the refractive index difference between the core and the clad is Δ, and the pitch of the ray trajectory in the graded index fiber is P,
L = π · P · r · (2 / Δ) 1/2
(P = 0.5N + P1, N is an integer of 0 or more, 0.4 ≦ P1 ≦ 0.6)
It is characterized by being.

ＧＩファイバと類似構造を有するＧＲＩＮレンズにはピッチと呼ばれる量があり（以降Ｐと称する）、ＧＲＩＮレンズの集光状態を示すパラメータとなる。Ｐ＝０．５の場合は入射端面で点光源であったものが出射端面で再び点に集光されることを示し、Ｐ＝０．２５の場合は入射端面で点光源であれば、出射端面ではコリメート光となり最大ビーム径が得られる。この関係を示すのが図３である。原点ではビーム径ゼロとしている。光は除々に広がり、Ｐ＝０．２５で最大になり、Ｐ＝０．５で再び点に収束する。ＧＲＩＮレンズはこのように長手方向に出射ビーム径が周期的に変化していく。Ｐを決めるのはＧＲＩＮレンズのコア半径ｒと屈折率差△である。これはＧＩファイバも全く同様である。以降に記載する特性を満足させるためには、このＧＩファイバの長さは、
Ｌ＝π・Ｐ・ｒ・（２／△）１／２ 、Ｐ＝０．５Ｎ（Ｎは０以上の整数）
が最適となる。ただし、製造上のバラツキも考慮すると
Ｐ＝０．５Ｎ＋Ｐ１、０．４≦Ｐ１≦０．６
が望ましい。 A GRIN lens having a structure similar to that of a GI fiber has an amount called a pitch (hereinafter referred to as P), which is a parameter indicating a light collection state of the GRIN lens. In the case of P = 0.5, it indicates that what was a point light source at the incident end face is condensed again on the point at the outgoing end face, and in the case of P = 0.25, if it is a point light source at the incident end face, it is emitted. The end face becomes collimated light and the maximum beam diameter is obtained. This relationship is shown in FIG. The beam diameter is zero at the origin. The light gradually spreads, reaches a maximum at P = 0.25, and converges to a point again at P = 0.5. In this way, the GRIN lens periodically changes the outgoing beam diameter in the longitudinal direction. P is determined by the core radius r of the GRIN lens and the refractive index difference Δ. The same applies to the GI fiber. In order to satisfy the characteristics described below, the length of this GI fiber is
L = π · P · r · (2 / Δ) 1/2, P = 0.5N (N is an integer of 0 or more)
Is optimal. However, considering manufacturing variations, P = 0.5N + P1, 0.4 ≦ P1 ≦ 0.6
Is desirable.

さらに前記ファイバスタブの一方端をプラグフェルールと直接接続可能に配置したことを特徴とし、さらに前記ファイバスタブの他方端を光学素子と光学的に接続可能に配置したことを特徴とする。   Furthermore, one end of the fiber stub is arranged to be directly connectable with a plug ferrule, and the other end of the fiber stub is arranged to be optically connectable with an optical element.

以上の構成からなる本発明の特徴を図４を用いて説明する。   The features of the present invention having the above configuration will be described with reference to FIG.

図４（ａ）は、従来の光レセプタクルの光学系の図である。この場合は、光接続損失の発生部がＢ、Ｃの２箇所ある。また、この光レセプタクルを光素子を用いてモジュール化した際、光モジュールの光出力調整のため、Ｂ部にて損失を調整する。   FIG. 4A is a diagram of an optical system of a conventional optical receptacle. In this case, there are two locations B and C where optical connection loss occurs. Further, when this optical receptacle is modularized using an optical element, the loss is adjusted at part B in order to adjust the optical output of the optical module.

図４（ｂ）は、本発明での光レセプタクルの光学系の図で、光ファイバはＧＩファイバの両側にコアレスファイバが形成され、図ではＧＩファイバのピッチは０．５としている。この場合は、光接続損失部がＡ部のみの１箇所となり、同時にこの部位で光モジュールの光出力調整を行う。そのため、スタブ側の光のスポット径はコネクタ側に対し大きいので、温度変化、コネクタへの負荷によりＡ部の光軸がずれるが図４（ａ）のＢ部よりは同じズレ量でも光出力変動は小さくなる。また、光接続損失部が図４（ａ）のＢ部、Ｃ部の２箇所に対し、Ａ部の１箇所のため、損失は小さく抑えられ、温度、負荷変化に対し、光接続損失の変動も小さくなる。   FIG. 4B is a diagram of the optical system of the optical receptacle according to the present invention. In the optical fiber, coreless fibers are formed on both sides of the GI fiber, and the pitch of the GI fiber is 0.5 in the drawing. In this case, the optical connection loss part is only one part A part, and the optical output adjustment of the optical module is performed at this part at the same time. For this reason, the spot diameter of light on the stub side is larger than that on the connector side, so the optical axis of part A shifts due to temperature changes and load on the connector, but the optical output fluctuations even with the same amount of deviation from part B of FIG. Becomes smaller. Further, since the optical connection loss part is one part of the A part with respect to the two parts of the B part and the C part in FIG. 4A, the loss is suppressed to a small value, and the fluctuation of the optical connection loss with respect to temperature and load change. Becomes smaller.

この時、スタブにの光素子側のスポット径は光ファイバの直径φ１２５μｍ以下が望ましい。φ１２５μｍ以下であれば、光は損失が少なくスタブに入射するが、φ１２５μｍより大きい場合は、スタブの外側のフェルールに阻まれ、損失が大きくなる。また、スタブのコネクタ側でのスポット径は、コネクタ側光ファイバのスポット径約１０μｍの３倍のφ３０μｍ以下が望ましい。φ３０μｍ以上の場合は、コネクタ側に入射する光の損失が著しく大きくなるためである。   At this time, the spot diameter on the optical element side of the stub is desirably an optical fiber diameter of φ125 μm or less. If it is φ125 μm or less, the light has little loss and is incident on the stub, but if it is larger than φ125 μm, it is blocked by the ferrule outside the stub and the loss becomes large. Further, the spot diameter on the connector side of the stub is desirably 30 μm or less, which is three times the spot diameter of the connector-side optical fiber of about 10 μm. This is because when the diameter is 30 μm or more, the loss of light incident on the connector side is remarkably increased.

次に、本発明の実施例について図３を用いて説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明品として、コア半径ｒ＝２５μｍ、屈折率差△＝１％、ファイバ外径１２５μｍのＧＩファイバ６ａをファイバ外径１２５μｍのコアレスファイバ６ｂに融着する。次に、ＧＩファイバ６ａ長Ｌが１．５５５ｍｍ、１．６６６ｍｍ、１．７７７ｍｍとなるようにＧＩファイバ６ａをカットする。更にＧＩファイバ６ａの先にコアレスファイバ６ｃを融着する。次に作製されたコアレスファイバ６ｂ＋ＧＩファイバ６ａ＋コアレスファイバ６ｃをジルコニアセラミックスからなるフェルール５の貫通孔に接着固定する。その後、片側端面３ａをアール面（曲率半径：２０ｍｍ）とし、その後もう一方の端面３ｂを傾斜面（傾斜角：８°）となるように研磨し、スタブ３を作製する。その際、スタブ３内のファイバ６全長は１．８００ｍｍとなるようにした。以降は本発明品１と同様に作製する。   As a product of the present invention, a GI fiber 6a having a core radius r = 25 μm, a refractive index difference Δ = 1%, and a fiber outer diameter 125 μm is fused to a coreless fiber 6b having a fiber outer diameter 125 μm. Next, the GI fiber 6a is cut so that the length L of the GI fiber 6a is 1.555 mm, 1.666 mm, and 1.777 mm. Further, the coreless fiber 6c is fused to the tip of the GI fiber 6a. Next, the produced coreless fiber 6b + GI fiber 6a + coreless fiber 6c is bonded and fixed to the through hole of the ferrule 5 made of zirconia ceramics. Thereafter, the one end face 3a is a rounded face (curvature radius: 20 mm), and then the other end face 3b is polished so as to be an inclined face (inclination angle: 8 °), thereby producing the stub 3. At that time, the total length of the fiber 6 in the stub 3 was set to 1.800 mm. Thereafter, it is manufactured in the same manner as the product 1 of the present invention.

また、特性の比較を行うため、本発明品１の光ファイバ６をシングルモードファイバとした特許文献１の構造を有する光レセプタクルも作製した。   Further, in order to compare the characteristics, an optical receptacle having the structure of Patent Document 1 in which the optical fiber 6 of the present invention 1 is a single mode fiber was also produced.

更に、特許文献２では、ＧＩファイバ長を指定していないので、そのファイバ長をずらし、本発明品１のＧＩファイバ長を１．４４４ｍｍ、１．８８８ｍｍとして、ピッチを１．３ピッチ、１．７ピッチとした光レセプタクルも作製した。   Further, in Patent Document 2, since the GI fiber length is not specified, the fiber length is shifted so that the GI fiber length of the product 1 of the present invention is 1.444 mm and 1.888 mm, and the pitch is 1.3 pitch. An optical receptacle with 7 pitches was also fabricated.

以上３構造６種類の光レセプタクルを各１０個作製し、レンズ付きのＬＤ素子を用いてモジュールを作製し、挿入損失とトラッキングエラー（−４０℃、８５℃）を測定した。   10 optical receptacles of 6 types each having 3 structures were produced, a module was produced using an LD element with a lens, and insertion loss and tracking error (−40 ° C., 85 ° C.) were measured.

更に光レセプタクル試料の先端側から光コネクタのプラグフェルールを挿入し、そのプラグフェルールに光軸と垂直方向に５００ｇｆの荷重をかけ、接続損失変動を測定し、その結果を表１に示した。

Further, a plug ferrule of an optical connector was inserted from the front end side of the optical receptacle sample, a load of 500 gf was applied to the plug ferrule in a direction perpendicular to the optical axis, and connection loss fluctuation was measured. The results are shown in Table 1.

表１より、本発明品は、特許文献１、２構造に相当する比較例より挿入損失は同等以上、トラッキングエラー、横荷重特性に関しては、特性が良くなっている。   From Table 1, the product of the present invention has an insertion loss equal to or greater than that of the comparative examples corresponding to the structures of Patent Documents 1 and 2, and the tracking error and lateral load characteristics are improved.

本発明の実施形態に係る光レセプタクルを表す断面図である。It is sectional drawing showing the optical receptacle which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る光レセプタクルの特徴を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the characteristic of the optical receptacle which concerns on embodiment of this invention. ＧＲＩＮレンズ中の光線軌跡を示すグラフである。It is a graph which shows the light ray locus in a GRIN lens. 本発明の実施形態に係る光レセプタクルの特徴を説明する断面図であり、（ａ）第一実施形態、（ｂ）は第二実施形態である。It is sectional drawing explaining the characteristic of the optical receptacle which concerns on embodiment of this invention, (a) 1st embodiment and (b) are 2nd embodiment. 従来の光レセプタクルを用いた光モジュールを表す断面図である。It is sectional drawing showing the optical module using the conventional optical receptacle.

符号の説明Explanation of symbols

１ ケース
２ スリーブ
３ スタブ
４ ホルダ
５ フェルール
６ 光ファイバ
６ａ ＧＩファイバ
６ｂ、６ｃ コアレスファイバ
９ スリーブ
１０ フェルール
１１ 光ファイバ
１２ ファイバスタブ
１３、２６ ホルダ
２１ 光モジュール
２２ 光レセプタクル
２３ コネクタ
２４ 光素子
２５ プラグフェルール
２７ ケース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 2 Sleeve 3 Stub 4 Holder 5 Ferrule 6 Optical fiber 6a GI fiber 6b, 6c Coreless fiber 9 Sleeve 10 Ferrule 11 Optical fiber 12 Fiber stub 13, 26 Holder 21 Optical module 22 Optical receptacle 23 Connector 24 Optical element 25 Plug ferrule 27 Case

Claims (6)

フェルールの貫通孔にグレイデッドインデックスファイバを固定してなるファイバスタブにおいて、前記グレイデッドインデックスファイバの両端にコアレスファイバを接合したことを特徴とするファイバスタブ。   A fiber stub in which a graded index fiber is fixed to a through-hole of a ferrule, and a coreless fiber is bonded to both ends of the graded index fiber. 前記グレイデッドインデックスファイバの長さをＬ、コア半径をｒ、コアとクラッドの屈折率差を△、該グレイデッドインデックスファイバ内での光線軌跡のピッチをＰとした時、
Ｌ＝π・Ｐ・ｒ・（２／△）１／２
（Ｐ＝０．５Ｎ＋Ｐ１、Ｎは０以上の整数、０．４≦Ｐ１≦０．６）
であることを特徴とする請求項１に記載のファイバスタブ。 When the length of the graded index fiber is L, the core radius is r, the refractive index difference between the core and the clad is Δ, and the pitch of the ray trajectory in the graded index fiber is P,
L = π · P · r · (2 / Δ) 1/2
(P = 0.5N + P1, N is an integer of 0 or more, 0.4 ≦ P1 ≦ 0.6)
The fiber stub according to claim 1, wherein 請求項１または２に記載のファイバスタブの一方端をプラグフェルールと直接接続可能に配置したことを特徴とする光レセプタクル。   An optical receptacle characterized in that one end of the fiber stub according to claim 1 or 2 is disposed so as to be directly connectable to a plug ferrule. 請求項３に記載のファイバスタブの他方端を光学素子とを非接触で光学的に接続したことを特徴とする光レセプタクルモジュール。   4. An optical receptacle module, wherein the other end of the fiber stub according to claim 3 is optically connected to an optical element in a non-contact manner. 前記ファイバスタブの一方端でのフィールド径を３０μｍ以上としたことを特徴とする請求項４に記載の光レセプタクルモジュール。   The optical receptacle module according to claim 4, wherein a field diameter at one end of the fiber stub is 30 μm or more. 前記ファイバスタブの他方端でのフィールド径を１２５μｍ以下としたことを特徴とする請求項４に記載の光レセプタクルモジュール。





The optical receptacle module according to claim 4, wherein a field diameter at the other end of the fiber stub is set to 125 μm or less.

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