JPS6076710A - 光結合装置 - Google Patents
光結合装置Info
- Publication number
- JPS6076710A JPS6076710A JP58185432A JP18543283A JPS6076710A JP S6076710 A JPS6076710 A JP S6076710A JP 58185432 A JP58185432 A JP 58185432A JP 18543283 A JP18543283 A JP 18543283A JP S6076710 A JPS6076710 A JP S6076710A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- holder
- coupling
- guide ring
- light emitting
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明性、光情報伝送用の光素子と光7アイパーとの
結合装置に関するものである。
結合装置に関するものである。
AlGaAsやInGaAsPを母材2した半導体レー
ザや発光ダイオードの開発と相まって低損失光ファイバ
ーの開発は、光7アイバー伝送システムの実用化を著し
く加速した。
ザや発光ダイオードの開発と相まって低損失光ファイバ
ーの開発は、光7アイバー伝送システムの実用化を著し
く加速した。
光7アイバー通信システムにおいて半導体レーザや発光
ダイオードから放射した高品質の光ビームを効率よく、
光ファイバーに結合させる方法を開発することは重要な
課題である。このために、光ファイバーの先端を丸めて
レンズ作用をもたせた方式や、発光素子と光7アイバー
の間に球レンズや円柱レンズ等の結合素子を配置する等
の方法が提案されている。これらの結合素子は発光素子
から数μmから数10μm程度の距離まで近接させる必
要があシ、各種の保持・固定方法が採用されている。こ
れらの結合素子を用いて、理論値通りの高い光の結合効
率を得るためには、その位信″決めを極めて高い精度で
行わなければならない。例えば、単一モードで発振して
いる半導体レーザ光を単一モード光7アイパーに結合さ
せる場合、結合効率の低下eldBにおさえるためには
、ビーム出射方向で±201tm程度以内、出射方向と
垂直な面内では±2μm程度以内に結合素子を調整・固
定しなければならない。
ダイオードから放射した高品質の光ビームを効率よく、
光ファイバーに結合させる方法を開発することは重要な
課題である。このために、光ファイバーの先端を丸めて
レンズ作用をもたせた方式や、発光素子と光7アイバー
の間に球レンズや円柱レンズ等の結合素子を配置する等
の方法が提案されている。これらの結合素子は発光素子
から数μmから数10μm程度の距離まで近接させる必
要があシ、各種の保持・固定方法が採用されている。こ
れらの結合素子を用いて、理論値通りの高い光の結合効
率を得るためには、その位信″決めを極めて高い精度で
行わなければならない。例えば、単一モードで発振して
いる半導体レーザ光を単一モード光7アイパーに結合さ
せる場合、結合効率の低下eldBにおさえるためには
、ビーム出射方向で±201tm程度以内、出射方向と
垂直な面内では±2μm程度以内に結合素子を調整・固
定しなければならない。
結合素子を1iIAI!・固定する作業は、通常固定さ
れた発光素子にノ…電して発光させ、この発光ビームを
赤外テレビ・カメラで監視するか、又は光ファイバー出
力全測定しながら着脱可能な調整治具にとりつけた結合
素子をx、y、z三軸方向に調整して最適位1〜゛を決
める。そのあとで発光素子と結合素子を保持する各々の
金属部材を半田付や溶接等の手段で固定する方法が採用
されている。このとき、半導体レーザ弄の発光素子は、
ヘキ開で形成した反射面や、p−n接合の路用した部分
が空気中の酸素等で咳化し、動作特性を劣化させ、信頼
性を損なうだめ窒素等の不活性ガス雰囲気中で気Wi刺
止する心安がある。しかるに従来提案されている方法で
−1、半田付や溶接で発光素子と結合素子忙同定する際
、最適調整位置からのズレを数μm以内に保った’!
マ10−’ atm*cc/see以下の気密を得るこ
と(辻極めて困難でめった。
れた発光素子にノ…電して発光させ、この発光ビームを
赤外テレビ・カメラで監視するか、又は光ファイバー出
力全測定しながら着脱可能な調整治具にとりつけた結合
素子をx、y、z三軸方向に調整して最適位1〜゛を決
める。そのあとで発光素子と結合素子を保持する各々の
金属部材を半田付や溶接等の手段で固定する方法が採用
されている。このとき、半導体レーザ弄の発光素子は、
ヘキ開で形成した反射面や、p−n接合の路用した部分
が空気中の酸素等で咳化し、動作特性を劣化させ、信頼
性を損なうだめ窒素等の不活性ガス雰囲気中で気Wi刺
止する心安がある。しかるに従来提案されている方法で
−1、半田付や溶接で発光素子と結合素子忙同定する際
、最適調整位置からのズレを数μm以内に保った’!
マ10−’ atm*cc/see以下の気密を得るこ
と(辻極めて困難でめった。
この発明の目的は、上述の欠点を解決するためになされ
たもので、発光素子と光ファイバーとの結合装置におい
て、発光素子と結合素子を最適調整位置からのズレ紫2
μm以下にして同定できかつ同時に10−” a tm
・cc/sec以下の気密封止を再現性良く実現する結
合装置を提供することにある。
たもので、発光素子と光ファイバーとの結合装置におい
て、発光素子と結合素子を最適調整位置からのズレ紫2
μm以下にして同定できかつ同時に10−” a tm
・cc/sec以下の気密封止を再現性良く実現する結
合装置を提供することにある。
この発明によれば光素子を採知する基台と、光素子eこ
光学的に結合する結合素子を気密保持するホルダーと、
このホルダーと基台を任意の位置関係に保持固定させる
だめの基台と気密に固定されたガイドリングから成る光
結合装置において、ガイドリンクに溝を形成し、その溝
部とホルダーの筒部がゆるく嵌合するようになっており
、かつに合部でガイドリングと、ホルダーを固定するこ
とを特徴とする光結合装置が得られる。
光学的に結合する結合素子を気密保持するホルダーと、
このホルダーと基台を任意の位置関係に保持固定させる
だめの基台と気密に固定されたガイドリングから成る光
結合装置において、ガイドリンクに溝を形成し、その溝
部とホルダーの筒部がゆるく嵌合するようになっており
、かつに合部でガイドリングと、ホルダーを固定するこ
とを特徴とする光結合装置が得られる。
この発明は、発光素子の材料によらず、かつ半導体レー
ザや発光ダイオードによらず適用できるが、もっとも大
きな効果を与えると考えられる単一モードで発1辰′T
ゐ半導体レーザと単一モード光ファイバーの結合の場合
を中心に図面を参照して詳細に説明する。
ザや発光ダイオードによらず適用できるが、もっとも大
きな効果を与えると考えられる単一モードで発1辰′T
ゐ半導体レーザと単一モード光ファイバーの結合の場合
を中心に図面を参照して詳細に説明する。
第1図は、従来機業されている結合装置を示す概念的断
面図で、半導体レーザ1はダイヤモンド等からなるヒー
トシンク2を介して、ステム3に融着固定されている。
面図で、半導体レーザ1はダイヤモンド等からなるヒー
トシンク2を介して、ステム3に融着固定されている。
結合素子4(この例では球レンズで図示しである)は、
ホルダー5に気密状態で同定されている。ステム3に気
密状態で固定されたガイドリンク6とホルダー5はゆる
い嵌合状態になっている。ステム3とホルダー5はそれ
ぞれ微動台で保持され(図示せず)、半導体レーザ1の
発光パターンを結合素子4を通して赤外テレビカメラ等
で監視し、所定の光ファイバー(図示せず)への結合効
率が最大になるようにステム3とホルダー5の位置関係
を調整し、ホルダー5の周囲に設置した高周波コイル(
図示せず)で半田材7を加熱m融ぢせることにより最適
状態で固定できるようになっている。半導体レーザ1等
の光半導体素子はヘキ開で形成した反射面や、pn接合
の落出した部分が空気中の酸素で酸化し、動作特性を劣
化なせ、信頼性を損なうため通常屋素等の不活性ガス雰
囲気中で気密封止をする必要がある。しかるに従来方法
においては、半田材7がホルダー5とガイドリング6の
全周を均一に溶融・接着する工夫がないため、球レンズ
4と半導体レーザ1の位−関係を数μmから数10μm
の範囲で微調し半田4月7でそれらの位14関係ケ固定
し、かつ同時に10−8a0−8at/sec以上のス
(密封止金性なうことは憾めて困難であり、その歩留は
著しく小さいという欠点を有していた。
ホルダー5に気密状態で同定されている。ステム3に気
密状態で固定されたガイドリンク6とホルダー5はゆる
い嵌合状態になっている。ステム3とホルダー5はそれ
ぞれ微動台で保持され(図示せず)、半導体レーザ1の
発光パターンを結合素子4を通して赤外テレビカメラ等
で監視し、所定の光ファイバー(図示せず)への結合効
率が最大になるようにステム3とホルダー5の位置関係
を調整し、ホルダー5の周囲に設置した高周波コイル(
図示せず)で半田材7を加熱m融ぢせることにより最適
状態で固定できるようになっている。半導体レーザ1等
の光半導体素子はヘキ開で形成した反射面や、pn接合
の落出した部分が空気中の酸素で酸化し、動作特性を劣
化なせ、信頼性を損なうため通常屋素等の不活性ガス雰
囲気中で気密封止をする必要がある。しかるに従来方法
においては、半田材7がホルダー5とガイドリング6の
全周を均一に溶融・接着する工夫がないため、球レンズ
4と半導体レーザ1の位−関係を数μmから数10μm
の範囲で微調し半田4月7でそれらの位14関係ケ固定
し、かつ同時に10−8a0−8at/sec以上のス
(密封止金性なうことは憾めて困難であり、その歩留は
著しく小さいという欠点を有していた。
第2図は、この発明の芙施例r示す概念的断面図で、第
1図と同じ部材については同一番号を附しである。半導
体レーザ1はダイヤモンドやシリコン等からなるヒート
シンク2を介して、ステム3に融着固定されている。結
合素子4(この例では球レンズで示しである)はホルダ
ー15に気密状態で固定されている。このとき艮好な気
密状態を得るためにはホルダー15の材質をコバーとし
低融点ガラスを用いて融着することが好ましい。
1図と同じ部材については同一番号を附しである。半導
体レーザ1はダイヤモンドやシリコン等からなるヒート
シンク2を介して、ステム3に融着固定されている。結
合素子4(この例では球レンズで示しである)はホルダ
ー15に気密状態で固定されている。このとき艮好な気
密状態を得るためにはホルダー15の材質をコバーとし
低融点ガラスを用いて融着することが好ましい。
ステム3にはガイドリンク16が溶接によって同心状に
固定さ匍、かつ気密状態になっている。ここで特徴的な
点は、ガイドリンク16の上部に図示するような溝状リ
ング11が形成しであることと、ホルダー15の筒部が
前記溝状リング11にゆるく嵌合するようになっており
、かつ円筒中央部で外側にふくらむ形状にしであるとこ
ろにある。
固定さ匍、かつ気密状態になっている。ここで特徴的な
点は、ガイドリンク16の上部に図示するような溝状リ
ング11が形成しであることと、ホルダー15の筒部が
前記溝状リング11にゆるく嵌合するようになっており
、かつ円筒中央部で外側にふくらむ形状にしであるとこ
ろにある。
実際の調整・固定作業は、結合素子4が上になるように
ステム3とホルダー15をそれぞれ微動台に保持して(
図示せず)行なうことが肝要である。この位置関係にお
いてホルダー15の筒部のふくらみ部分の目的の一つは
、別途に形成したリング状半田タプレッ)17が所定の
位置に再現性よくセットすることにある。次に第1図の
例と同様に半導体レーザ1の発光パターンを結合素子4
全通して赤外テレビカメラ等で監視し、所定の光ファイ
バー(図示せず)への結合効率が最大になるようにステ
ム3とホルダー15の位置関係を調整し、ホルダー15
の周囲に設置した高周波コイル(図示せず)等で半田材
17を加熱浴融させる。
ステム3とホルダー15をそれぞれ微動台に保持して(
図示せず)行なうことが肝要である。この位置関係にお
いてホルダー15の筒部のふくらみ部分の目的の一つは
、別途に形成したリング状半田タプレッ)17が所定の
位置に再現性よくセットすることにある。次に第1図の
例と同様に半導体レーザ1の発光パターンを結合素子4
全通して赤外テレビカメラ等で監視し、所定の光ファイ
バー(図示せず)への結合効率が最大になるようにステ
ム3とホルダー15の位置関係を調整し、ホルダー15
の周囲に設置した高周波コイル(図示せず)等で半田材
17を加熱浴融させる。
ホルダー15の筒部のふくらみの他の目的は、溶融した
半田材17がガイドリング16及びホルダー15の間隙
に均−溶は落ちることにある。このときガイドリング1
6及びホルダー15の金属部に良質の金メッキを施こす
ことにより、加熱溶融された1個分の半田リング17が
、ホルダーとガイドリンクの間を均一に濡らす確率は4
〜5倍に改善され、50個試作したところ130個は1
0−810−8at/secの気密状態が得られた。次
に半田リング17を2個にしたところ、溶けた半田材は
溝11にたまる状態になり、100−8at*cc/s
ec以上の気密状態が得られる割合は90%以上と著し
く改善されることがわかった。このとき、発光素子1と
結合素子4の間の微調作朶は第1図の場合と全く同様に
できるので、高い気密性と高精度の位置調整が必要とさ
れる単一モード光ファイバー用の光結合装置が高い歩留
りで再現性よく得られるようになった。
半田材17がガイドリング16及びホルダー15の間隙
に均−溶は落ちることにある。このときガイドリング1
6及びホルダー15の金属部に良質の金メッキを施こす
ことにより、加熱溶融された1個分の半田リング17が
、ホルダーとガイドリンクの間を均一に濡らす確率は4
〜5倍に改善され、50個試作したところ130個は1
0−810−8at/secの気密状態が得られた。次
に半田リング17を2個にしたところ、溶けた半田材は
溝11にたまる状態になり、100−8at*cc/s
ec以上の気密状態が得られる割合は90%以上と著し
く改善されることがわかった。このとき、発光素子1と
結合素子4の間の微調作朶は第1図の場合と全く同様に
できるので、高い気密性と高精度の位置調整が必要とさ
れる単一モード光ファイバー用の光結合装置が高い歩留
りで再現性よく得られるようになった。
以上発光素子1及び結合素子4として、半導体レーザ及
び球レンズの場合を中心にしてこの発明について説明し
”T−pitが、この他に発光素子としては発光ダイオ
ード、結合素子としてはロッドレンズや収束性ロフトレ
ンズ等にも使用できることはいうまでもない。また本発
明の実施例では光素子としてづ^光素子を例として説明
しだが、公知の受光素子を用いても良い。
び球レンズの場合を中心にしてこの発明について説明し
”T−pitが、この他に発光素子としては発光ダイオ
ード、結合素子としてはロッドレンズや収束性ロフトレ
ンズ等にも使用できることはいうまでもない。また本発
明の実施例では光素子としてづ^光素子を例として説明
しだが、公知の受光素子を用いても良い。
第1図は、従来提案されている結合装置ケ示す概念的断
面図、第2図は、この発明の実施例を示す概念的断面図
である。ここで、1は半導体レーザ、2はヒートシンク
、3はステム、4は球レンズ、5,15けホルダー、6
,16はガイドリング、7.17は半田材、11は溝状
リングを示す。
面図、第2図は、この発明の実施例を示す概念的断面図
である。ここで、1は半導体レーザ、2はヒートシンク
、3はステム、4は球レンズ、5,15けホルダー、6
,16はガイドリング、7.17は半田材、11は溝状
リングを示す。
Claims (1)
- 光素子を保持する基台と、前記光素子に光学的に結合す
る結合素子を気密保持するホルダーと、該ホルダーと前
dC基台を任意の位置関係に保持固定させるだめの前記
基台と気密に固定されたガイドリングから成る光結合装
置忙おいて、前記ガイドリングに溝を形成し、咳溝部と
、前記ボルダ−の筒部がゆるく嵌合するようになってお
りがっ嵌合部で前記ガイドリングと、前記ホルダーを固
定することを特徴とする光結合装倣。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58185432A JPS6076710A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 光結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58185432A JPS6076710A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 光結合装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6076710A true JPS6076710A (ja) | 1985-05-01 |
Family
ID=16170680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58185432A Pending JPS6076710A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 光結合装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6076710A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4769684A (en) * | 1987-07-07 | 1988-09-06 | Rca Inc. | Angle mount header |
US5916458A (en) * | 1995-08-31 | 1999-06-29 | Fujitsu Limited | Production of optical module assembly |
-
1983
- 1983-10-04 JP JP58185432A patent/JPS6076710A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4769684A (en) * | 1987-07-07 | 1988-09-06 | Rca Inc. | Angle mount header |
US5916458A (en) * | 1995-08-31 | 1999-06-29 | Fujitsu Limited | Production of optical module assembly |
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