JPH034206A - レーザダイオードと光ファイバとの結合法とそれに使用する基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はレーザダイオードと光ファイバとの結合法と
それに使用する基板に関する。より詳細にはレーザダイ
オードチップの発光領域の軸心、すなわち光軸を光ファ
イバの軸心と整列させて両者を結合する方法と、それに
使用する基板に関する。

［発明の背景］ 光を用いた情報伝送、すなわち光伝送技術においては、
発光源にレーザダイオードを用い、これに光ファイバを
結合して光を取り出して伝送する。

レーザダイオードと光ファイバとの結合には微妙な調整
を必要とするために、ユーザがその使用を容易にするな
めに、両者を結合して成るモジュールを構成することが
望ましい。

しかし、レーザダイオードと光ファイバとの光結合には
多くの問題があって、その結合効率を上げるために種々
の提案がなされており、その好ましい手段の一つとして
、レーザダイオードに結合する光ファイバの先端を球状
にしてレンズ効果をもたせた、いわゆる「先球光ファイ
バ」が使用されている。

また、光ファイバとレーザダイオードとの結合に当って
、光ファイバの軸心とレーザダイオードの光軸とか少し
でも偏心していると、結合損失をまねいて、光伝送に不
利益を生ずる。

従来、レーザダイオードと先球光ファイバとを結合する
には、光ファイバの先球側をＵ字形の固定金具の０字状
の腕の間に保持し、この固定金具をパッケージに直接固
定するか、あるいはパッケージのベースに溶接して固定
していた。

この場合、レーザダイオードを予めパッケージに固定し
ておき、光ファイバを保護パイプに２人したものを工具
で保持して、レーザダイオードの光軸と光ファイバの軸
心とを整列するように調心した後、ＹＡＧレーザなどを
用いて固定金具とベース及び保護パイプと固定金具とを
それぞれ溶着固定して、そこで工具による保護パイプの
保持を解除していた。

以上に述べた従来の方法によると、レーザダイオードと
ｃＡ護パイプ内に装入した光ファイバとを調心後に、固
定金具とベースとを溶接するため、その溶接部位に熱変
形をまねくおそれかある。また、固定金具と保護パイプ
との溶接は、両者間に位置ずれを生じなり、保護パイプ
の湾曲や「ねじれ」を招いて、折角、保護パイプ内の光
ファイバをレーザダイオードと調心させても、保持工具
を解除すると、軸心間にずれを生じて、結合不良となる
。

以上に述べた幾つかの問題点を考慮して、平成１年２月
１６日出願の「レーザダイオードと光ファイバとを結合
する方法とそれに使用する台座」（特願平１−３４９１
６号）および平成１年４月２６日出願の「レーザタイオ
ードと光ファイバとを結合する方法とそれに用いる固定
金具」　（特願平１−１０４７３１号）は、ともに有効
な解決手段を提供するものである。

［発明の目的］ しかしながら、さらに別途の解決手段として、この発明
はレーザダイオードと光ファイバとの調心と結合とを的
確にし、調心後の軸ずれを未然に防止することのできる
レーザダイオードと光ファイバとの結合法を提供するこ
とにある。

この発明の目的はまた、光ファイバを装入した保護パイ
プを固定用金具に固定し、固定用金具を保持工具を用い
て光ファイバとレーザタイオードとの軸心を整列し、次
で固定金具をパッケージのベースに溶着する方法におい
て、前以てベースに固定した基板に固定用金具を溶着す
ることによって、光ファイバとレーザタイオードとの調
心に影響を与えることのないようにした両者の結合法を
提供することにある。

この発明は以上に述べた方法において、溶着における部
材間の変形を吸収補償するようにした基板を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］ この発明の好ましい実施態様を図面について説明する。

第１図に示すように、レーザダイオード１０はパッケー
ジ１２の平坦なベース１４に、その上面がらレーザダイ
オード１０の光軸の中心までの高さＨをとるようにして
固定しである。このレーザダイオード１０の光軸と整列
するように先球光ファイバ１６の軸線を調心して結合す
るのであるが、この光ファイバ１６はその結合すべき先
端、すなわち先球部が外部に露出するようにして金属製
の保護パイプ１８に装入する。

次に、光フアイバ固定用金具２０の上面に、光ファイバ
１６を装入した保護パイプ１８を溶接して固定する。固
定用金具２０は上下両面か平坦な金属製のブロックで、
その上面に保護パイ１１８を溶着したときに、パイプ１
８内の光ファイバ１６の軸線から固定用金具２０の下面
までの距離りをパッケージ１２のベース１４からレーザ
ダイオードの光軸の中心までの高さＨより短い（トｒ＞
Ｌ）ものとしである。

この固定用金具２０をパッケージ１２のベース１４上に
溶着固定するのであるが、この発明によれば、固定用金
具２０を直接ベース１４上に溶着することなく、ベース
１４に予め溶着した基板２２上に溶着固定する。その溶
接に便にするために固定金具２０の下面にはフランジ部
２４が形成しである。

基板２２は第２図および第３図に示すような平板であっ
て、その厚みＴはレーザダイオード１０の光軸のベース
１４までの高さＨと保護パイプ１８を溶着した固定用金
具２０の光ファイバ１６の軸心から固定用金具２０の下
面に至る距離りどの差よりもさらに薄い（Ｈ−Ｌ　＞　
Ｔ　）ものとしである。

また基板２２にはその上面または下面に、光ファイバ１
６の軸線と平行するように、両側縁に沿って少くとも２
本の清２６が形成しである。

この発明によれば、この基板２２の少くとも中央部を固
定用金具２０を配置すべき位置において、ベース１４に
前以て溶着する。

次に、前述した光ファイバ１６を装入した保護バイブ１
８を固定した固定用金具２０の両側面２８を、たとえば
産業用ロボットのメカニカルハンドなどの把持装置３０
でつかんで、光ファイバ１６の軸線がベース１４上に固
定したレーザダイオード１０の発光領域の軸心と一致し
て、的確に結合するように調心作業をおこなう。

この調心段階において、固定用金具２０は、前述したＨ
　＞　ＬおよびＨ−Ｌ＞Ｔの関係からベース１４に固定
された基板２２に接触することなく、光ファイバ１６の
光軸の方向および光軸に直交する平面状において、固定
用金具２０の底面と基板２２の頂面との間に僅かな間隙
をのこして宙吊りの状態で作業される。

このようにしてレーザダイオード１０と光ファイバ１６
との軸線を調心し、固定用金具２０を宙吊り状態に把持
装置３０によって保持しながら、固定用金具２０のフラ
ンジ部２４をＹＡＧレーサ溶接機などの適当な手段を用
いて、前以てパッケージ１２に固着しである基板２２に
溶着して固定する。

この溶接作業において、固定用金具２０のフランジ部２
４が基板２２の涌２６の外側の部分３２に溶接されると
、第５図に示すように基板２２の外側部分３２は講２６
を境として上方に屈折し、固定用金具２０は把持装置３
０によって宙吊りの状態を保った状態で基板２２に溶着
される。

この溶接作業が終了した時点で把持装置３０を固定用金
具３０から離脱して、すべての作業を完了する。

［発明の作用と効果］ この発明によれば、以上に述べた通りの方法と基板２２
とを用いて、レーザダイオード１０と光ファイバ１６と
を調心して結合するのであって、光ファイバ１６は固定
用金具２０に固定してから固定用金具２０を把持装置３
０にて宙吊り状態のまま、その調心のために自由に移動
することができる。

したがって、光ファイバ１６には何等の外力が加わるこ
とがなく、また固定用金具２０の形状も頗る簡単なもの
とすることができる。

また、レーザダイオード１０と光ファイバ１６とを調心
してから、固定用金具２０を基板２２に溶接する場合に
、溶接によって発生する熱による材料の変形は、専ら消
２６を具備する基板２２によって吸収されてしまうから
、固定用金具２０およびレーザダイオード１０について
調心された光ファイバ１６には全く影響するところがな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法とその方法に使用する基板とに
よってレーザダイオードに先球光ファイバを調心して結
合して構成したレーザダイオードモジュールの一部を切
欠いて示ず略斜視図、第２図と第３図とはそれぞれ基板
を示す斜視図、第４図はこの発明の方法によって光ファ
イバをレーザダイオードと調心する段階を説明する略図
、第５図は調心後に固定用金具を基板に溶着固定する状
態を説明する略図である。 図面における主な参照数字を列挙すると次の通りである
。 １０・・・・・・レーザダイオード １２・・・・・・パッケージ 第１図 ４・・・・・・ベース ６・・・・・・光ファイバ ８・・・・・・ｃＡ護パイプ ０・・・・・・固定用金具 ２・・・・・・基　　板 ４・・・・・・２０のフランジ部 ６・・・・・・清 ０・・・・・・把持装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パッケージの平坦なベースの表面から所定の高さ（
   Ｈ）をとって固定したレーザダイオードに保護パイプに
   装入した先球光ファイバを結合するに当って、 前記保護パイプを下端にフランジを有し下端から頂端ま
   での長さ（Ｌ）が前記レーザダイオードの高さ（Ｈ）よ
   りも短い固定用金具の上面に溶着する段階と、 前記ベースの表面に前記固定用金具にくらべて断面二次
   モーメントが小さく、しかも変形の大部分を変形で受け
   る厚さ（Ｔ）が極めて薄い基板の中央部を固定する段階
   と、 前記固定用金具を把持装置によって宙吊り状態に保持し
   たまま前記固定用金具に溶着された保護パイプ内の前記
   先球光ファイバの軸線を前記レーザダイオードの発光領
   域の軸線と一致させる調心段階と、 前記固定用金具を前記把持装置によって調心状態に保持
   したまま前記固定用金具のフランジを前記基板の両側縁
   部に溶着する段階と、前記固定用金具から前記把持装置
   を釈放する段階とから成るレーザダイオードと光ファイ
   バとの結合法。 ２、前記基板の厚さ（Ｔ）を前記レーザダイオードの光
   軸から前記パッケージのベースの表面に至る高さ（Ｈ）
   と保護パイプを溶着した固定用金具の光ファイバの軸心
   から前記固定用金具の下面に至る距離Ｌとの差よりもさ
   らに薄いものとした前記請求項１の方法に使用する基板
   。 ３、前記基板の少くとも一方の面に前記先球光ファイバ
   の長手軸線と平行して伸長する溝を設け、前記溝より外
   方の側縁部を前記固定用金具のフランジと溶着する部分
   とする請求項１の方法に使用する基板。