JP2941298B2 - Optical element module - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ファイバを固定するフェルールを有した
光素子モジュールに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical element module having a ferrule for fixing an optical fiber.
（従来の技術） 光通信は、半導体レーザなどの発光素子から生じる光
信号を光ファイバによって伝送するものであり、このよ
うな光通信システムには、発光素子の光信号を光ファイ
バに加えるための光素子モジュールが用いられている。(Prior Art) In optical communication, an optical signal generated from a light emitting element such as a semiconductor laser is transmitted through an optical fiber. Such an optical communication system includes a method for applying an optical signal of the light emitting element to the optical fiber. An optical element module is used.
この光素子モジュールは、たとえば第２図に示すよう
に、光ファイバ11の端部を密閉状のホルダ12内に引き込
み、このホルダ12内でファイバ素線11aの先端をレンズ1
3を介して発光素子14と対向させている。In this optical element module, for example, as shown in FIG. 2, the end of an optical fiber 11 is drawn into a closed holder 12, and the tip of a fiber strand 11a is inserted into the lens 1 in the holder 12.
It faces the light emitting element 14 via 3.
そして、ファイバ素線11aとレンズ13および発光素子1
4との位置関係が適正な状態となるように、これら各部
品をそれぞれ専用の保持手段によって固定している。光
ファイバ11については、ホルダ12内に固定された筒状の
フェルール15を用いている。すなわち、光ファイバ11
は、この光ファイバ11の先端から所定長さファイバ素線
11aを覆う被覆11bを除去してファイバ素線11aを露出さ
せており、この露出部分を含む光ファイバ11の先端部を
上記フェルール15内に挿入し、ファイバ素線11aの先端
周囲は、フェルール15内に嵌入させたセラミックスリー
ブ16によって固定するとともに、フェルール15内にエポ
キシ樹脂17を充填し、光ファイバ11の先端部全体を一体
的に固定している。Then, the fiber strand 11a, the lens 13 and the light emitting element 1
These components are fixed by dedicated holding means so that the positional relationship with the component 4 is in an appropriate state. For the optical fiber 11, a cylindrical ferrule 15 fixed in the holder 12 is used. That is, the optical fiber 11
Is a fiber strand of a predetermined length from the tip of this optical fiber 11.
The coating 11b covering the 11a is removed to expose the fiber strand 11a, and the tip of the optical fiber 11 including the exposed portion is inserted into the ferrule 15, and the periphery of the tip of the fiber strand 11a is placed around the ferrule 15. The ferrule 15 is filled with an epoxy resin 17, and the entire end of the optical fiber 11 is integrally fixed, while being fixed by a ceramic sleeve 16 fitted therein.
（発明が解決しようとする課題） そして、この第２図の構成によると、光ファイバ11の
先端部全体がフェルール15内のエポキシ樹脂17によって
固定されているため、熱変動が生じた場合、光ファイバ
11の先端部、特にファイバ素線11aの先端位置を変動さ
せてしまうおそれがある。すなわち、エポキシ樹脂17の
線膨張係数は40〜60×10-6/℃であるのに対して、フェ
ルール15の材質であるステンレス鋼の線膨張係数は17×
10-6/℃と小さく、両者の熱膨張率の差が大きいためで
ある。(Problems to be Solved by the Invention) According to the configuration shown in FIG. 2, since the entire distal end of the optical fiber 11 is fixed by the epoxy resin 17 in the ferrule 15, when the heat fluctuation occurs, fiber
There is a possibility that the position of the distal end of the fiber 11, particularly the distal end of the fiber strand 11a may be changed. That is, while the linear expansion coefficient of the epoxy resin 17 is 40 to 60 × 10 −6 / ° C., the linear expansion coefficient of the stainless steel that is the material of the ferrule 15 is 17 ×
This is because it is as small as 10 −6 / ° C., and the difference in the coefficient of thermal expansion between the two is large.
また、第５図の構成では、フェルール15の一端は嵌入
されたセラミックスリーブ16によって封止されている
が、他端部は封止されていないので、エポキシ樹脂17の
熱伸縮が光ファイバ11の光軸に沿って生じ、ファイバ素
線11aの端部位置を変動させてしまう。これらの位置変
動の結果、ファイバ素線11aの端部と発光素子14との光
結合がずれてしまうおそれがある問題を有している。In the configuration of FIG. 5, one end of the ferrule 15 is sealed by the fitted ceramic sleeve 16, but the other end is not sealed, so that the thermal expansion and contraction of the epoxy resin 17 This occurs along the optical axis, and changes the end position of the fiber strand 11a. As a result of these positional fluctuations, there is a problem that the optical coupling between the end of the fiber strand 11a and the light emitting element 14 may be shifted.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、熱変動
に伴うファイバ素線先端と発光素子との光結合の位置ず
れを防止する光素子モジュールを提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an optical element module that prevents a positional shift of optical coupling between a fiber tip and a light emitting element due to heat fluctuation.
（課題を解決するための手段） 本発明は、ファイバ素線およびこのファイバ素線の周
囲を覆う被覆を有し先端部で前記ファイバ素線が所定長
さ露出している光ファイバと、この光ファイバが引き込
まれ内部に空間を有する密閉状のホルダと、このホルダ
内に設けられたレンズと、前記ホルダ内に設けられた発
光素子と、中間部に内外を貫通しホルダの空間に連通す
る空気孔を有し、一端内側で前記ファイバ素線の先端周
囲を固着するとともに他端部で前記被覆を固着し、前記
ホルダ内に固定され前記ファイバ素線の先端を前記レン
ズを介して前記発光素子に対向させる筒状のフェルール
とを具備したものである。(Means for Solving the Problems) The present invention relates to an optical fiber having a fiber strand and a coating covering the periphery of the fiber strand, the optical fiber having the fiber strand exposed at a predetermined length at a tip end, and an optical fiber. A closed holder having a space in which the fiber is drawn, a lens provided in the holder, a light emitting element provided in the holder, and air passing through the inside and outside of the intermediate portion and communicating with the space of the holder. The light emitting element has a hole, and fixes the periphery of the distal end of the fiber strand at one end inside, and fixes the coating at the other end, and fixes the distal end of the fiber strand fixed to the holder via the lens. And a cylindrical ferrule opposed to the ferrule.
（作用） 本発明は、フェルールの中間部に内外を貫通しホルダ
の空間に連通する空気孔を設け、フェルールの一端内側
で光ファイバのファイバ素線の先端周囲を固着するとと
もに他端部で被覆を固着し、ファイバ素線の先端を前記
レンズを介して前記発光素子に対向させてホルダ内に固
定したため、熱変動に起因するファイバ素線の先端の位
置変動を防止し、発光素子との光結合が安定する。(Function) In the present invention, an air hole penetrating through the inside and outside of the ferrule and communicating with the space of the holder is provided in the middle part of the ferrule, and the periphery of the tip of the optical fiber of the optical fiber is fixed inside one end of the ferrule and covered with the other end. Is fixed in the holder with the tip of the fiber strand facing the light emitting element through the lens, so that the position variation of the tip of the fiber strand caused by heat fluctuation is prevented, and light with the light emitting element is prevented. The bond stabilizes.
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図において、21は基台で、この基台21上に基台21
の上面を覆うように中空の空間を有するとともに密閉状
のホルダ22が設けられ、このホルダ22内に上部の通孔22
aから光ファイバ23が引き込まれている。また、ホルダ2
2内の基台21上にヒートシンク24が設けられ、このヒー
トシンク24の上部側面に熱伝導の優れたサブヒートシン
ク25を介して発光素子、たとえば半導体レーザ26が取り
付けられている。なお、この半導体レーザ26の後方には
モニタの役目を果す受光素子、たとえばフォトダイオー
ド27が設けられており、半導体レーザ26から後方に放射
されるレーザ光をモニタする。In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a base.
A closed space 22 having a hollow space is provided so as to cover the upper surface of the
An optical fiber 23 is drawn from a. Also, holder 2
A heat sink 24 is provided on a base 21 in 2, and a light emitting element, for example, a semiconductor laser 26 is attached to an upper side surface of the heat sink 24 via a sub heat sink 25 having excellent heat conductivity. In addition, a light receiving element serving as a monitor, for example, a photodiode 27 is provided behind the semiconductor laser 26, and monitors laser light emitted backward from the semiconductor laser 26.
そして、ヒートシンク24にこのヒートシンク24の上方
を覆うようにキャップ28が固定され、このキャップ28の
中央部の半導体レーザ26と対向する位置には球状のレン
ズ29が装着されており、レンズ29は半導体レーザ26から
の放射光を集光するために用いられる。A cap 28 is fixed to the heat sink 24 so as to cover the upper part of the heat sink 24, and a spherical lens 29 is mounted at a position facing the semiconductor laser 26 in the center of the cap 28, and the lens 29 is a semiconductor. It is used to collect light emitted from the laser 26.
また、キャップ28上に内側ホルダ30が設けられ、この
内側ホルダ30にレンズ29の上方に位置して筒状のフェル
ール31が上下方向に取り付けられている。An inner holder 30 is provided on the cap 28, and a cylindrical ferrule 31 is mounted on the inner holder 30 above the lens 29 in a vertical direction.
なお、基台21、ホルダ22、ヒートシンク24、サブヒー
トシンク25、半導体レーザ26、フォトダイオード27、キ
ャップ28、レンズ29、内側ホルダ30およびフェルール31
などは、それぞれ溶接やはんだ接着などにより固定され
ている。The base 21, the holder 22, the heat sink 24, the sub heat sink 25, the semiconductor laser 26, the photodiode 27, the cap 28, the lens 29, the inner holder 30, and the ferrule 31
Are fixed by welding or solder bonding.
また、光ファイバ23は先端部においてファイバ素線23
aが所定長さ露出するように被覆23bが除去されており、
ファイバ素線23aの露出部分を含む光ファイバ23の先端
部はフェルール31内に挿入され、ファイバ素線23aの先
端がレンズ29および半導体レーザ26と所定の位置関係を
保つように固定されている。すなわち、ファイバ素線23
aの先端は、フェルール31の下端内に圧挿されたセラミ
ックスリーブ32内に挿通され、エポキシ樹脂33により固
着されている。また、光ファイバ23の被覆23bは、フェ
ルール31の上端部においてエポキシ樹脂34により固着さ
れている。すなわち、フェルール31の一端内側でファイ
バ素線23aの先端周囲を固着するとともに、他端部で被
覆23bを固着している。The optical fiber 23 has a fiber
The coating 23b has been removed so that a is exposed for a predetermined length,
The tip of the optical fiber 23 including the exposed portion of the fiber strand 23a is inserted into the ferrule 31, and the tip of the fiber strand 23a is fixed so as to maintain a predetermined positional relationship with the lens 29 and the semiconductor laser. That is, the fiber strand 23
The tip of a is inserted into a ceramic sleeve 32 pressed into the lower end of the ferrule 31, and is fixed by an epoxy resin 33. The coating 23b of the optical fiber 23 is fixed at the upper end of the ferrule 31 with an epoxy resin 34. That is, the periphery of the distal end of the fiber strand 23a is fixed inside one end of the ferrule 31, and the coating 23b is fixed at the other end.
そして、両端部を除いたフェルール31の中間部内には
エポキシ樹脂は充填されておらず、中間部にはフェルー
ル31の内外を貫通する空気孔35が設けられている。The middle portion of the ferrule 31 excluding both ends is not filled with epoxy resin, and the middle portion is provided with an air hole 35 penetrating the inside and outside of the ferrule 31.
なお、レンズ29と対向するフェルール31、セラミック
スリーブ32、ファイバ素線23aの先端面は図示のように
斜面状に形成し、レンズ29により集光したレーザ光が半
導体レーザ26に戻らないようにしている。Note that the ferrule 31, the ceramic sleeve 32, and the distal end face of the fiber strand 23a facing the lens 29 are formed in an inclined shape as shown in the figure so that the laser light condensed by the lens 29 does not return to the semiconductor laser 26. I have.
上記のように構成された光素子モジュールは、半導体
レーザ26からの変調されたレーザ光をレンズ29により集
光し、光ファイバ23に加えて伝送する。In the optical element module configured as described above, the modulated laser light from the semiconductor laser 26 is condensed by the lens 29, and is transmitted to the optical fiber 23.
そして、上述の構成によれば、従来のように熱膨張率
の大きなエポキシ樹脂をフェルール31内全体に充填して
いないので、環境温度が変化しても熱膨張による影響を
ほとんど受けず、したがって、ファイバ素線23aの端部
位置が変動することはない。Then, according to the above-described configuration, since the entire ferrule 31 is not filled with the epoxy resin having a large coefficient of thermal expansion as in the related art, even if the environmental temperature changes, it is hardly affected by the thermal expansion. The end position of the fiber strand 23a does not change.
また、フェルール31内に位置する空気は熱膨張率が大
きいが、フェルール31にはその内外を貫通する空気孔35
が設けてあるため、内部空気が温度変化により熱膨縮し
てもファイバ素線23aに対しては全く影響がなく、その
位置変動が生じることもない。The air located inside the ferrule 31 has a large coefficient of thermal expansion, but the ferrule 31 has an air hole 35 passing through the inside and outside.
Is provided, even if the internal air thermally expands and contracts due to a temperature change, there is no effect on the fiber strand 23a, and there is no fluctuation in the position thereof.
なお、上記実施例において、フェルール31の上端と被
覆23bとの固定にエポキシ樹脂34を用いたが、エポキシ
樹脂でなくてもよく、また、この部分の固定を省略して
もよい。In the above embodiment, the epoxy resin 34 is used for fixing the upper end of the ferrule 31 and the coating 23b. However, the epoxy resin may not be used, and the fixing of this portion may be omitted.
なお、上述の各実施例では、発光素子26として半導体
レーザを例示したが、これに限らず、LED、フォトダイ
オード、光変調素子、光増幅素子および光電子集積素子
などを用いてもよい。また、集光用のレンズ29として球
状のレンズを例示したが、セルフォックレンズや、球状
のレンズとセルフォックレンズの複合レンズ系などを用
いてもよい。また、フェルール31を支持する内側ホルダ
30をキャップ28の上部に固定したが、ヒートシンク24ま
たは基台21に固定してもよい。In each of the above embodiments, a semiconductor laser is illustrated as the light emitting element 26, but the light emitting element 26 is not limited to this, and an LED, a photodiode, a light modulation element, a light amplification element, an optoelectronic integrated element, or the like may be used. Further, although a spherical lens is illustrated as the condensing lens 29, a selfoc lens or a composite lens system of a spherical lens and a selfoc lens may be used. Also, an inner holder that supports the ferrule 31
Although 30 is fixed to the upper part of the cap 28, it may be fixed to the heat sink 24 or the base 21.
（発明の効果） 本発明によれば、光ファイバとその先端部を保持する
フェルールとの固定に際し、フェルールの中間部に内外
を貫通しホルダの空間に連通する空気孔を設け、環境温
度の変化に伴う熱伸縮の影響も受けないようにしている
ので、光ファイバのファイバ素線先端と発光素子との間
に位置ずれが生じることはなく、安定した光結合状態を
得ることができ、信頼性を向上できる。(Effects of the Invention) According to the present invention, when fixing an optical fiber and a ferrule holding the tip end thereof, an air hole penetrating inside and outside and communicating with the space of the holder is provided at an intermediate portion of the ferrule, thereby changing the environmental temperature. As a result, there is no displacement between the fiber tip of the optical fiber and the light emitting element, and a stable optical coupling state can be obtained. Can be improved.
第１図は本発明による光素子モジュールの実施例を示す
断面図、第２図は従来の光素子モジュールを示す断面図
である。 22……ホルダ、23……光ファイバ、23a……ファイバ素
線、23b……被覆、26……発光素子、29……レンズ、31
……フェルール、35……空気孔。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an optical element module according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a conventional optical element module. 22 Holder 23 Optical fiber 23a Fiber strand 23b Coating 26 Light emitting element 29 Lens 31
…… ferrule, 35 …… air vent.
Claims (1)
囲を覆う被覆を有し先端部で前記ファイバ素線が所定長
さ露出している光ファイバと、 この光ファイバが引き込まれ内部に空間を有する密閉状
のホルダと、 このホルダ内に設けられたレンズと、 前記ホルダ内に設けられた発光素子と、 中間部に内外を貫通しホルダの空間に連通する空気孔を
有し、一端内側で前記ファイバ素線の先端周囲を固着す
るとともに他端部で前記被覆を固着し、前記ホルダ内に
固定され前記ファイバ素線の先端を前記レンズを介して
前記発光素子に対向させる筒状のフェルールと を具備したことを特徴とする光素子モジュール。1. An optical fiber having a fiber strand and a coating covering the periphery of the fiber strand, the optical fiber having a tip exposed at a predetermined length to expose the fiber strand; A sealed holder having a lens, a lens provided in the holder, a light emitting element provided in the holder, and an air hole penetrating the inside and outside at an intermediate portion and communicating with the space of the holder. A cylindrical ferrule which fixes the periphery of the tip of the fiber strand and fixes the coating at the other end, and is fixed in the holder, and the tip of the fiber strand faces the light emitting element via the lens. An optical element module comprising:
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