JPS63223718A - 光結合部の溶接方法 - Google Patents
光結合部の溶接方法Info
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- JPS63223718A JPS63223718A JP5929187A JP5929187A JPS63223718A JP S63223718 A JPS63223718 A JP S63223718A JP 5929187 A JP5929187 A JP 5929187A JP 5929187 A JP5929187 A JP 5929187A JP S63223718 A JPS63223718 A JP S63223718A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
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- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
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- Optics & Photonics (AREA)
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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】
[産業上の利用分野]
本発明は、光結合部の溶接方法に関するものである。
[従来の技術]
光結合部は受光素子或は発光素子等の光素子と光ファイ
バとを結合して一つのパッケージに収納し、光装置の部
品として使用するものであるが、両者を結合する場合は
、以前は光素子と光ファイバとを位置合せしたのち接着
剤や半田で結合する方法が用いられていたが、最近では
光通信における長距離、大容量化に伴って、光素子には
径が数μmのレーザダイオードやインジウム・ガリウム
・リン(I nGaP)形ホトダイオード等が用いられ
、光ファイバにはコア径が10μm程度のシングルモー
ドファイバが主流として用いられるようになり、これら
光素子と光ファイバ閤の結合部もCO2レーザ(炭酸ガ
スレーザ)やYAGレーザ(ヤグレーザ)等によるレー
ザ光によって溶接されるようになった。
バとを結合して一つのパッケージに収納し、光装置の部
品として使用するものであるが、両者を結合する場合は
、以前は光素子と光ファイバとを位置合せしたのち接着
剤や半田で結合する方法が用いられていたが、最近では
光通信における長距離、大容量化に伴って、光素子には
径が数μmのレーザダイオードやインジウム・ガリウム
・リン(I nGaP)形ホトダイオード等が用いられ
、光ファイバにはコア径が10μm程度のシングルモー
ドファイバが主流として用いられるようになり、これら
光素子と光ファイバ閤の結合部もCO2レーザ(炭酸ガ
スレーザ)やYAGレーザ(ヤグレーザ)等によるレー
ザ光によって溶接されるようになった。
第2図及び第3図はこの場合の溶接方法を示すもので、
第2図は光結合郡全体の断面図、第3図は溶接部分の拡
大図を示す。
第2図は光結合郡全体の断面図、第3図は溶接部分の拡
大図を示す。
各図において、1は光素子で発光素子或は受光素子を示
す。2は光素子1を取付る台座、3は光素子1の前面に
取付られる集光用球レンズ、4はキャップで球レンズ3
を取付るとともに光素子1の部分を気密封止し、反射光
を防止する。
す。2は光素子1を取付る台座、3は光素子1の前面に
取付られる集光用球レンズ、4はキャップで球レンズ3
を取付るとともに光素子1の部分を気密封止し、反射光
を防止する。
5は光ファイバ、6は光ファイバ5の支持部材、7は光
ファイバ5の保持部材である。
ファイバ5の保持部材である。
8はレーザ発信器を示し、9はレーザ光を集光して照射
する集光レンズ、しは照射レーザ光を示す。
する集光レンズ、しは照射レーザ光を示す。
10はキャップ4と支持部材6との間の溶接部を示し、
第3図にはキャップ4の溶接個所及び支持部材6の溶接
個所が夫々4′及び6′で示しである。
第3図にはキャップ4の溶接個所及び支持部材6の溶接
個所が夫々4′及び6′で示しである。
溶接部10を溶接するには台座2、球レンズ3及びキャ
ップ4は予めプロジエクシミン抵抗溶接又はレーザ溶接
により溶接される。又光ファイバ55球レンズ3との距
離が定められたならば支持部材6と保持部材7との間が
溶接により固定される。即ち、まづ光素子1と光ファイ
バ5の透過光に対する中心位置を合せるため支持部材6
を図に示IY方向に調節した後、レーザ発信器8からレ
ーザ光を出射してレンズ9で集光し、溶接個所4’ 、
6’ の付近に照射して両者間を溶接づ−るのである。
ップ4は予めプロジエクシミン抵抗溶接又はレーザ溶接
により溶接される。又光ファイバ55球レンズ3との距
離が定められたならば支持部材6と保持部材7との間が
溶接により固定される。即ち、まづ光素子1と光ファイ
バ5の透過光に対する中心位置を合せるため支持部材6
を図に示IY方向に調節した後、レーザ発信器8からレ
ーザ光を出射してレンズ9で集光し、溶接個所4’ 、
6’ の付近に照射して両者間を溶接づ−るのである。
[発明が解決しようとづる問題点]
上述したように、光素子のキlPツブと光フッフィバの
支持部材との結合面をレーザ光で溶接して光結合部を形
成するが、このとき両者の突合ぜ面は第3図のHに示す
ように必ず段差が生ずるので、突合せ面と直角の方向か
らレーザ光りを照射するときは、溶接個所4′及び6′
は冷却時に熱容量の大きい方にどちらかが引寄せられる
ことになり、光の透過する中心軸に変位、即ち軸ずれを
生ずることになる。この傾向は段差が大きく、照射1ネ
ルギーが大きくなる程大きくなる。
支持部材との結合面をレーザ光で溶接して光結合部を形
成するが、このとき両者の突合ぜ面は第3図のHに示す
ように必ず段差が生ずるので、突合せ面と直角の方向か
らレーザ光りを照射するときは、溶接個所4′及び6′
は冷却時に熱容量の大きい方にどちらかが引寄せられる
ことになり、光の透過する中心軸に変位、即ち軸ずれを
生ずることになる。この傾向は段差が大きく、照射1ネ
ルギーが大きくなる程大きくなる。
第4図は軸ずれ清Sと結合損失りとの関係を示すもので
、コア径9μm1クラツド径125μmのシングルモー
ド光ファイバを用いた場合を示す。
、コア径9μm1クラツド径125μmのシングルモー
ド光ファイバを用いた場合を示す。
図より4μmの軸ずれを生ずるとidBの結合11失が
生ずることを示す。
生ずることを示す。
突合せ部の段差Hの大きさは通常50〜200μmであ
るからこの場合の軸ずれfBSは10μm以、Fとなり
、結合損失りは非常に大きな値となる。
るからこの場合の軸ずれfBSは10μm以、Fとなり
、結合損失りは非常に大きな値となる。
レーザの照射エネルギーを小さくすれば軸ずれ尽は低下
できるが肝心な溶接が不十分となり、使用することがで
きる。
できるが肝心な溶接が不十分となり、使用することがで
きる。
本発明の目的は、光素子と光ファイバとの間に透過光の
軸ずれが生ぜず結合損失の極めて小さい光結合部の溶接
方法を提供することにある。
軸ずれが生ぜず結合損失の極めて小さい光結合部の溶接
方法を提供することにある。
[問題点を解決するだめの手段]
本発明は、光素子を収納するキャップと光ファイバを収
納する支持部材とを結合、溶接して前記光素子と前記光
ファイバとの間に光信号を送受する光結合部の溶接方法
において、前記キャップと前記支持部材とのいづれか一
方の外径を他方の外径より小さくし、その先端をテーパ
ー加工により皿状の頭部に形成してこの皿状の頭部を前
記他方との結合、溶接面に密着させ、この密着部分に斜
め方向よりレーザ光を照射して前記キャップと前記支持
部材とを溶接することを特徴とし、光素子と光ファイバ
との間に軸ずれが生じないようにして目的の達成を計っ
たものである。
納する支持部材とを結合、溶接して前記光素子と前記光
ファイバとの間に光信号を送受する光結合部の溶接方法
において、前記キャップと前記支持部材とのいづれか一
方の外径を他方の外径より小さくし、その先端をテーパ
ー加工により皿状の頭部に形成してこの皿状の頭部を前
記他方との結合、溶接面に密着させ、この密着部分に斜
め方向よりレーザ光を照射して前記キャップと前記支持
部材とを溶接することを特徴とし、光素子と光ファイバ
との間に軸ずれが生じないようにして目的の達成を計っ
たものである。
[作 用]
本発明の光結合部の溶接方法では、光素子と球レンズと
が封入されているキャップと光フッ・イバを収納する支
持部材とを結合させて溶接する場合に、光素子と光ファ
イバを通る透過光の位置が一致するようにするため例え
ば支持部材の径をキiアップの径よりも小さくするとと
もにその先端部をテーパー加工して皿頭状とし、この叩
頭状先端部とキャップとの結合面に斜め方向よりレーザ
ー光を照射して溶接するようにしであるので、照射エネ
ルギーが小さくてすむとともに結合面の熱容量が小さく
なるので溶接後の歪を少くして透過光の軸ずれを小さく
し、結合損失を低減させることができる。
が封入されているキャップと光フッ・イバを収納する支
持部材とを結合させて溶接する場合に、光素子と光ファ
イバを通る透過光の位置が一致するようにするため例え
ば支持部材の径をキiアップの径よりも小さくするとと
もにその先端部をテーパー加工して皿頭状とし、この叩
頭状先端部とキャップとの結合面に斜め方向よりレーザ
ー光を照射して溶接するようにしであるので、照射エネ
ルギーが小さくてすむとともに結合面の熱容量が小さく
なるので溶接後の歪を少くして透過光の軸ずれを小さく
し、結合損失を低減させることができる。
[実 施 例]
以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。
第1図は本発明の光結合部の溶接す法になる一実施例の
説明図を示ず。第2図、第3図と同一部分には同一符号
が付けである。
説明図を示ず。第2図、第3図と同一部分には同一符号
が付けである。
図において11は支持部材で、12.13はその頭部を
示し、図に示すようにテーパー状に切削されている。
示し、図に示すようにテーパー状に切削されている。
dlはキャップ4の外径、dlは支持部11の先端11
a、11bの外径、d3は支持部材11のザグリ部分子
の径を示す。
a、11bの外径、d3は支持部材11のザグリ部分子
の径を示す。
これらの径dx 、dz 、d:+の間にはd、>62
>d3の関係があるように製作される。
>d3の関係があるように製作される。
図より、本実施例では、例えば発光ダイオード又はレー
デダイオード等の発光素子1から出射した光ビームは、
キャップ4に取付られた球レンズ(又はロッドレンズ)
3を通して集光されて光ファイバ5に入射される。この
とき光の透過に対する位置ずれを修正するため支持部材
11を第2図に示すような×Yの方向に微調整して最大
結合効率値を求めて両者の位置を合せる。
デダイオード等の発光素子1から出射した光ビームは、
キャップ4に取付られた球レンズ(又はロッドレンズ)
3を通して集光されて光ファイバ5に入射される。この
とき光の透過に対する位置ずれを修正するため支持部材
11を第2図に示すような×Yの方向に微調整して最大
結合効率値を求めて両者の位置を合せる。
位置合せ作業が終了したならばキャップ4の結合部4a
、4bと支持部材11の先端11a、11bとを密着さ
せてこの密着部にレーザ光りを照射して両者を溶接させ
ることになる。
、4bと支持部材11の先端11a、11bとを密着さ
せてこの密着部にレーザ光りを照射して両者を溶接させ
ることになる。
支持部材先端11a、11bのテーパー角度をθとする
と、キャップ4の結合部垂直面と支持部材先端11a、
11bとの間の角度α・・(π−θ)は90”以上とな
り、レーザ光りを斜めから照射させることにより両者を
容易に溶接することができる。溶接部分は熱容Mの低減
により溶接歪が減少して軸ずれを生じさせる力は極めて
小さくなる。
と、キャップ4の結合部垂直面と支持部材先端11a、
11bとの間の角度α・・(π−θ)は90”以上とな
り、レーザ光りを斜めから照射させることにより両者を
容易に溶接することができる。溶接部分は熱容Mの低減
により溶接歪が減少して軸ずれを生じさせる力は極めて
小さくなる。
キャップ4の外径d1と支持部材11の外径d2と支持
部材11のざぐり径d3との間には、例えばdt=10
ms+のとき、dz−9m、d3−8jIs+とすると
好結果が得られる。
部材11のざぐり径d3との間には、例えばdt=10
ms+のとき、dz−9m、d3−8jIs+とすると
好結果が得られる。
dz−9aew、d3−5aIのとき、角度α−(π−
θ)に切削時に0.5°の誤差を生じたとすると、透過
光に対し、(dz−d3)/2xtanO15°= (
9−5)/2xtan O05°−17,45μmの曲
りを生ずることになるが、d3−8mmとすると4.3
6μmとなり1/4に減少するので、dlとd3の差は
小さい方がよいが、dlとd3を余り接近させると支持
部材11の先端11a、11b加工時にパリやカエリ等
の変形が生じて良好な溶接面が得られなくなるので、d
z=d3+1M程度とするのが最もよい結果が得られる
。
θ)に切削時に0.5°の誤差を生じたとすると、透過
光に対し、(dz−d3)/2xtanO15°= (
9−5)/2xtan O05°−17,45μmの曲
りを生ずることになるが、d3−8mmとすると4.3
6μmとなり1/4に減少するので、dlとd3の差は
小さい方がよいが、dlとd3を余り接近させると支持
部材11の先端11a、11b加工時にパリやカエリ等
の変形が生じて良好な溶接面が得られなくなるので、d
z=d3+1M程度とするのが最もよい結果が得られる
。
尚、本実施例では支持部材11の先端を加工する場合に
ついて示したが、これはキャップ4の先端を加工しても
上述と同様の効果が得られる。
ついて示したが、これはキャップ4の先端を加工しても
上述と同様の効果が得られる。
以上、本実施例を用いることにより次のような効果が得
られる。
られる。
(1)光素子のキャップと光ファイバー支持部材との結
合面をレーザ溶接する場合に、結合面の加工精度が通常
の機械加工程度の精度であっても透過光に対する軸ずれ
が小さく、効率のよい光結合部を得ることができる。
合面をレーザ溶接する場合に、結合面の加工精度が通常
の機械加工程度の精度であっても透過光に対する軸ずれ
が小さく、効率のよい光結合部を得ることができる。
(2)支持部材の先端部をデーバー状とするとにより、
このテーパ一部分へレーザー光を斜め方向により効果的
に照射することができるので、キャップとの溶接部が冷
却する場合にも溶接部の歪を小さくして軸ずれに及ぼす
影響を微少にすることができる。
このテーパ一部分へレーザー光を斜め方向により効果的
に照射することができるので、キャップとの溶接部が冷
却する場合にも溶接部の歪を小さくして軸ずれに及ぼす
影響を微少にすることができる。
[発明の効果]
本発明によれば、光素子と光ファイバとの間に透過光の
軸ずれが生ぜず損失の極めて小さい光結合部の溶接方法
を提供することができる。
軸ずれが生ぜず損失の極めて小さい光結合部の溶接方法
を提供することができる。
第1図は本発明の光結合部の溶接方法の一実施例により
溶接された光結合部の説明図、第2図は従来の光結合部
の説明図、第3図は第2図の部分拡大図、第4図は軸ず
れによる結合損失の説明図である。 1:光 素 子、 3:球レンズ、 4:キャップ、 5:光ファイバ、 6.11:支持部材、 12.13:頭 部。
溶接された光結合部の説明図、第2図は従来の光結合部
の説明図、第3図は第2図の部分拡大図、第4図は軸ず
れによる結合損失の説明図である。 1:光 素 子、 3:球レンズ、 4:キャップ、 5:光ファイバ、 6.11:支持部材、 12.13:頭 部。
Claims (1)
- (1)光素子を収納するキャップと光ファイバを収納す
る支持部材とを結合、溶接して前記光素子と前記光ファ
イバ間で光信号を送受信する光結合部の溶接方法におい
て、前記キャップと前記支持部材とのいづれか一方の外
径を他方の外径より小さくし、その先端をテーパー加工
により皿状の頭部に形成して該皿状の頭部を前記他方と
の結合、溶接面に密着させ、該密着部分に斜め方向より
レーザ光を照射して前記キャップと前記支持部材とを溶
接することを特徴とする光結合部の溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5929187A JPS63223718A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 光結合部の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5929187A JPS63223718A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 光結合部の溶接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63223718A true JPS63223718A (ja) | 1988-09-19 |
Family
ID=13109133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5929187A Pending JPS63223718A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 光結合部の溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63223718A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112147744A (zh) * | 2020-09-30 | 2020-12-29 | 广东瑞谷光网通信股份有限公司 | 一种新型调节环、光发射组件及其组装方法 |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP5929187A patent/JPS63223718A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112147744A (zh) * | 2020-09-30 | 2020-12-29 | 广东瑞谷光网通信股份有限公司 | 一种新型调节环、光发射组件及其组装方法 |
CN112147744B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-04-15 | 广东瑞谷光网通信股份有限公司 | 一种新型调节环及光发射组件的组装方法 |
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