JPH068572Y2 - 光半導体結合器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、光半導体結合器の溶接固定構造に関する。

〔従来技術の説明〕

半導体素子たる発光・受光素子と光ファイバとを光学結
合する装置の従来例の縦断面図を第２図に示す。１は発
光・受光素子、２はパッケージのステム、３は電極、４
はレンズ、５はレンズホルダ、６はフェルールホルダ、
７は光ファイバ素線、８はフェルール、９は光ファイバ
ジャケットでありこの構造は光学軸を中心とした同心円
筒形である。

発光・受光素子１と光ファイバ素線７とは、レンズ４に
より光学結合されている。良好な結合効率を得るため
に、レンズホルダ５とフェルールホルダ６との固定につ
いて特開昭62-63906号公報に示されるような方法がとら
れていた。

即ち、光学軸に対し平行方向（Ｚ方向）の結合効率が最
大となるところで、Ａ部を溶接固定する。次に、光学軸
に対し垂直方向（ｘ−ｙ方向）の結合効率が最大となる
ようにＢ部を順次溶接固定していく方法であった。

Ａ部及びＢ部の溶接は、通常レーザ溶接を用い、各々に
つき数箇所行われる。

一般に光半導体結合器の光軸ずれは、光ファイバにマル
チモードファイバを使用する場合は４〜５μｍ、シング
ルモードファイバを使用する場合は0.5〜１μｍ以内に
抑える必要がある。このため、長期的な信頼性の点から
みて、各部分の固定は樹脂接着よりもメタル固定である
ことが望ましい。特にレンズ４をレンズホルダ５に固定
するには半田固定によることが望ましい。半田固定のた
めに、レンズホルダには金メッキ、レンズには金メタラ
イズを施すことが一般的に行なわれている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

レーザ溶接は、溶接部を局所的にレーザー光で加熱し、
生じた熱によって金属を溶融させて固着する方法である
が、フェルールホルダ６と金メッキの施されたレンズホ
ルダ６とをレーザ溶接することは以下のような問題点を
有する。

1)レンズホルダ５に施されている金メッキのため、レー
ザーが反射されてしまう。溶接箇所やレーザの照射角に
より反射の度合いが異なるのでその結果溶接部の各部の
強度にばらつきが生ずる。

2)金メッキ中にリン等の不純物が混入している場合、金
と不純物との凝固点が異なるため、溶接部内に境界面が
形成される。この境界面から溶接割れが生じるおそれが
ある。

3)レンズホルダ５には通常、金メッキを施すのが容易な
鉄，コバール等の材料が用いられる。一方、フェルール
ホルダ６は一般的にはステンレス鋼(SUS)が用いられ
る。即ち、Ｂ部は異種材料間の溶接となる。レンズホル
ダ５がコバール、フェルールホルダ６がSUSであるとす
ると、熱膨張係数がコバール４．６×１０^−６、SUS１
７×１０^−６と異なる。このため溶接割れの原因とな
る。

本考案は、フェルールホルダと、金メッキされたレンズ
ホルダとをレーザー溶接することによって生ずる上述の
欠点を除去し、信頼性の高い溶接が可能となる光半導体
結合器を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、光半導体結合器において、第１の固定部材と
第２の固定部材との間に、第２の固定部材と同一材質よ
りなる第３の固定部材を設けたものである。

〔作用〕

本考案は上述した通りの構成であり、第３の固定部材を
設けたことで、Ｂ部を同一材料間での溶接とすることが
できる。また、第１の固定部材に金メッキの容易な材料
を用いれば、第１の固定部材とレンズとを半田固定する
ことができる。

〔実施例〕

第１図は、本考案の実施例の縦断面図である。１は発光
・受光素子、２はパッケージステム、３は電極、４は発
光・受光素子１と光ファイバ・ジャケット９とを光学結
合するレンズ、５はレンズ４を固定するレンズホルダ、
６はフェルールホルダ、７は光ファイバ素線、８はフェ
ルール、９は光ファイバ・ジャケット、１０はレンズホ
ルダ５とレンズ４との固定のためのハンダ、１１は溶接
リングである。

第１の固定部材、例えばレンズホルダ５は金，コバール
等の金メッキの容易な材質からなり、表面に金メッキが
施されている。このレンズホルダ５に金メタライズされ
たレンズ４を半田付固定する。レンズ４は屈折率分布型
レンズ（セルフォックレンズ）や球レンズを使用する。
本実施例では、セルフォックレンズの例を示す。レンズ
ホルダ５とパッケージステム２との固定はレーザ溶接，
抵抗溶接等の方法で行う。

フェルール８はステンレス鋼の円筒にセラミックが圧入
された構造であり、光ファイバ素線７を樹脂接着により
固定する。このフェルール８と第２の固定部材、例えば
フェルールホルダ６とはＡ部をレーザ溶接することで固
定される。

第３の固定部材、例えば溶接リング１１は、フェルール
ホルダ６と同一の材質で構成される。該溶接リングは、
レンズホルダ５に圧入，ネジロック等の方法により装着
される。長期的な信頼性の点からみて圧入されることが
望ましい。

レンズホルダ５とフェルールホルダ６とは、Ｂ部におい
てレーザ溶接によって固定され、光半導体結合器を構成
する。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、レーザ溶接を同一材質間
にて行うことが可能になり、また溶接部分に金メッキが
施されていることもない。従って以下のような効果を生
じる。

1)レーザー光が金メッキにより反射・吸収されてしまう
ことがない。よって、溶接箇所ごとに溶接強度が異なる
といったことがなく、均一で安定した溶接結果を得るこ
とができる。

2)溶接箇所に金メッキが施されていないため、メッキ中
に含まれる不純物により溶接部内に境界面が形成される
ことがない。従って境界面から溶接割れが生じるおそれ
がない。

3)溶接が同一材質間で行なわれるため、熱膨張係数の違
いを原因とする溶接割れが生じることがない。

以上述べたように、本考案によれば、安定した、信頼性
の高い溶接部を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の縦断面図、第２図は従来の
光半導体結合器の縦断面図である。 １……発光・受光素子、２……パッケージステム、３…
…電極、４……レンズ、５……レンズホルダ、６……フ
ェルールホルダ、７……光ファイバ素線、８……フェル
ール、９……光ファイバジャケット、１０……半田、１
１……溶接リング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光半導体素子と、 光ファイバと、 前記光半導体素子と前記光ファイバとを光学結合するレ
   ンズとを有する光半導体結合器において、 前記レンズを固定する金メッキを施した第１の固定部材
   と、 前記光ファイバを固定する第２の固定部材と、 該第２の固定部材と同一材質よりなり、該第２の固定部
   材と溶接固定され、前記第１の固定部材に圧入装着され
   る第３の固定部材とを有し、前記第１の固定部材と前記
   第２の固定部材とは、前記第３の固定部材を介して結合
   されることを特徴とする光半導体結合器。