JP3215033B2 - Fiber stub and method for manufacturing the same - Google Patents
Fiber stub and method for manufacturing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、各種光モジュール
等に用いるフェルールの中心貫通孔に光ファイバを埋設
したファイバスタブに関する。The present invention relates to a fiber stub in which an optical fiber is embedded in a central through hole of a ferrule used for various optical modules and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来よりセラミックス製フェルールの中
心貫通孔に、フェルールと同じ長さの光ファイバを挿入
固定したものは、ファイバスタブと呼ばれて各種光モジ
ュールに使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, an optical fiber having the same length as a ferrule inserted and fixed in a center through hole of a ceramic ferrule is called a fiber stub and used for various optical modules.
【０００３】例えば、図５に示すように、レーザダイオ
ードやホトダイオード等の光電変換素子４と光ファイバ
６を結合して、光信号と電気信号の変換を行う光モジュ
ールが使用されている。この光モジュールは、パッケー
ジ２の内部に光電変換素子４を備えるとともに、光ファ
イバ６を備えたフェルール５を挿入結合するための筒状
の光ファイバ結合部３を備え、この光ファイバ結合部３
にファイバスタッブ１を備えてある。For example, as shown in FIG. 5, an optical module is used which converts a photoelectric signal into an electric signal by coupling a photoelectric conversion element 4 such as a laser diode or a photodiode with an optical fiber 6. The optical module includes a photoelectric conversion element 4 inside a package 2 and a cylindrical optical fiber coupling section 3 for inserting and coupling a ferrule 5 having an optical fiber 6.
Is provided with a fiber stub 1.
【０００４】この光モジュールにおいて、挿入したフェ
ルール５の端面をこのファイバスタッブ１に当接させれ
ば、光信号は、ファイバスタッブ１中の光ファイバを伝
わって、光電変換素子４まで伝送することができる。こ
のように、ファイバスタブ１を備えることによって、パ
ッケージ２を気密にできるとともに、フェルール５を挿
入する際のストッパーとして作用し、確実に光信号を伝
送することができる。In this optical module, if the end face of the inserted ferrule 5 is brought into contact with the fiber stub 1, an optical signal can be transmitted to the photoelectric conversion element 4 through the optical fiber in the fiber stub 1. it can. By providing the fiber stub 1 in this manner, the package 2 can be made airtight, and at the same time, acts as a stopper when the ferrule 5 is inserted, so that an optical signal can be transmitted reliably.
【０００５】上記ファイバスタブ１は、図６に示すよう
にセラミックス製フェルール１０の中心貫通孔１３に光
ファイバ２０を挿入して接着剤３０で固定したものであ
る。そして、固定した後で、フェルール５と当接する端
面を球面１１となるように加工してフェルール５との密
着性を高めるとともに、光電変換素子４側の端面は斜面
１３となるように研摩加工して、反射戻り光が光電変換
素子４に入射して特性を不安定にすることを防止するよ
うになっている。The fiber stub 1 is such that an optical fiber 20 is inserted into a center through hole 13 of a ceramic ferrule 10 and fixed with an adhesive 30 as shown in FIG. After being fixed, the end face in contact with the ferrule 5 is processed into a spherical surface 11 to enhance the adhesion to the ferrule 5, and the end face on the photoelectric conversion element 4 side is polished so as to form a slope 13. Thus, it is possible to prevent the reflected return light from being incident on the photoelectric conversion element 4 and destabilizing the characteristics.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のファ
イバスタブ１は、セラミック製のフェルール１０に光フ
ァイバ２０を挿入し接着した後、フェルール１０と光フ
ァイバ２０の両方の端面を研摩加工して斜面１３を加工
するために、研摩時間が長くなるという問題があった。
しかも、この研摩工程ではセラミックス製のフェルール
１０とガラス製の光ファイバ２０を同時に研摩するた
め、硬度の低い光ファイバ２０側の端面に傷がつきやす
く、その結果光信号の伝送効率が低下するという問題が
あった。However, the above-mentioned fiber stub 1 is obtained by inserting an optical fiber 20 into a ceramic ferrule 10 and bonding the same, and then polishing both ends of the ferrule 10 and the optical fiber 20 by grinding. Therefore, there was a problem that the polishing time was prolonged for processing No. 13.
Moreover, in this polishing step, since the ceramic ferrule 10 and the glass optical fiber 20 are simultaneously polished, the end face on the side of the optical fiber 20 having low hardness is easily damaged, and as a result, the transmission efficiency of the optical signal is reduced. There was a problem.
【０００７】また、光ファイバ２０とフェルール１０は
接着剤３０で接合していたため、条件によってはフェル
ール１０の中心貫通孔内での光ファイバ２０の位置がず
れてしまう恐れがあった。Further, since the optical fiber 20 and the ferrule 10 are bonded with the adhesive 30, there is a possibility that the position of the optical fiber 20 in the center through hole of the ferrule 10 may be shifted depending on conditions.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本発明は、
予め端部を斜面状、球面状に加工した所定長さの光ファ
イバを、一端に凹部を有するセラミックス製フェルール
の中心貫通孔に挿入固定するとともに、上記凹部中に上
記光ファイバの加工した端部を突出させてファイバスタ
ブを構成したものである。In view of the above, the present invention provides
An optical fiber having a predetermined length whose end is formed into a slope or a spherical shape is inserted and fixed in a center through hole of a ceramic ferrule having a recess at one end, and the processed end of the optical fiber is inserted into the recess. Are projected to form a fiber stub.
【０００９】即ち、予め光ファイバの端部を加工してか
らフェルールに固定することにより、固定後にフェルー
ルの端面を研磨加工する必要がない。そのため、研磨工
程を大幅に短縮して製造工程を簡略化できる。しかも光
ファイバの端部は、予め最適な条件で加工すれば良く、
フェルールの一端に形成された凹部中に上記光ファイバ
の端部を突出させていることから端部に傷が付くことを
防止できる。That is, since the end of the optical fiber is processed in advance and then fixed to the ferrule, there is no need to polish the end face of the ferrule after fixing. Therefore, the polishing process can be greatly shortened and the manufacturing process can be simplified. Moreover, the end of the optical fiber may be processed in advance under optimum conditions.
Since the end of the optical fiber is projected into the recess formed at one end of the ferrule, it is possible to prevent the end from being damaged.
【００１０】また、本発明は、所定長さの光ファイバ
を、完全に焼結していないセラミックス製フェルールの
中心貫通孔に挿入した後、熱処理を施して上記フェルー
ルを焼結させ、焼結時の収縮によって光ファイバを固定
する工程からファイバスタブを製造することを特徴とす
る。Further, according to the present invention, an optical fiber having a predetermined length is inserted into a center through-hole of a ceramic ferrule that is not completely sintered, and then heat-treated to sinter the ferrule. The method is characterized in that a fiber stub is manufactured from a step of fixing an optical fiber by contraction of the optical fiber.
【００１１】ここで、熱処理により光ファイバを固定す
るとは、所定長さの光ファイバを、完全に焼結していな
いセラミックス製フェルールの中心貫通孔に挿入した
後、熱処理によってこのフェルールを焼結させ、焼結時
の収縮により中心貫通孔内の光ファイバを固定するよう
にしたものである。このように、フェルールの焼成収縮
を利用して光ファイバを固定することによって、接着剤
を使用する必要がなく、光ファイバの位置ずれを防止す
るようにすることができる。Here, to fix the optical fiber by heat treatment means that after inserting an optical fiber of a predetermined length into the center through hole of a ceramic ferrule that is not completely sintered, the ferrule is sintered by heat treatment. The optical fiber in the center through hole is fixed by shrinkage during sintering. As described above, by fixing the optical fiber using the shrinkage of the ferrule by firing, it is not necessary to use an adhesive, and it is possible to prevent displacement of the optical fiber.
【００１２】また熱処理による光ファイバの固定とし
て、予め焼結したフェルールの中心貫通孔に所定長さの
光ファイバを挿入した後、熱処理により光ファイバを部
分的に溶融させて固定させることもできる。In order to fix the optical fiber by heat treatment, an optical fiber having a predetermined length may be inserted into a center through hole of a pre-sintered ferrule, and then the optical fiber may be partially melted and fixed by heat treatment.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１４】図１に示すファイバスタブ１は、セラミッ
クス製のフェルール１０の中心貫通孔１３に所定長さの
光ファイバ２０を挿入し、エポキシ系等の接着剤３０で
固定したものである。上記フェルール１０の一方端は球
面１１に研摩加工されており、他方端は平坦面で中央に
テーパ状の凹部１２を有している。In the fiber stub 1 shown in FIG. 1, an optical fiber 20 having a predetermined length is inserted into a center through hole 13 of a ferrule 10 made of ceramics and fixed with an adhesive 30 such as an epoxy type. One end of the ferrule 10 is polished to a spherical surface 11, and the other end is a flat surface and has a tapered concave portion 12 at the center.
【００１５】一方、光ファイバ２０の球面１１側の端面
はフェルール１１と同一面となるように加工されている
が、他方の光ファイバ２０の端部は凹部１２内にてフェ
ルール１０より突出し、その端面は斜面２１となってい
る。なお、この斜面２１の中心軸に垂直な面に対する角
度は３〜３０°の範囲としてある。On the other hand, the end surface of the optical fiber 20 on the spherical surface 11 side is processed so as to be flush with the ferrule 11, but the end of the other optical fiber 20 protrudes from the ferrule 10 in the concave portion 12, The end face is a slope 21. The angle of the slope 21 with respect to a plane perpendicular to the central axis is in the range of 3 to 30 degrees.
【００１６】このファイバスタブ１を用いる場合は、図
５に示すような光モジュールの光ファイバ結合部３に備
えれば、球面１１側にフェルール５を当接させて、光フ
ァイバ２０との密着性を高めるとともに、光電変換素子
４側の光ファイバ２０の端面は斜面２１となっているこ
とから反射戻り光を防止することができる。When the fiber stub 1 is used, if the fiber stub 1 is provided in the optical fiber coupling portion 3 of the optical module as shown in FIG. In addition, since the end face of the optical fiber 20 on the side of the photoelectric conversion element 4 is the slope 21, the reflected return light can be prevented.
【００１７】そして、光ファイバ２０の斜面２１側の端
部では、フェルール１０を斜面加工していないことから
研摩工程を大幅に短縮することができる。しかも、光フ
ァイバ２０端部の斜面２１はフェルール１０の凹部１２
中に突出していることから、この部分が破損することを
防止できる。なお、この凹部１２は、光ファイバ２０の
挿入を容易にするとともに、接着剤溜まりとして作用す
る。Since the ferrule 10 is not beveled at the end of the optical fiber 20 on the side of the bevel 21, the polishing step can be greatly reduced. In addition, the slope 21 at the end of the optical fiber 20 is
Since it protrudes inward, this portion can be prevented from being damaged. The recess 12 facilitates insertion of the optical fiber 20 and acts as an adhesive reservoir.
【００１８】次に上記ファイバスタブ１の製造方法を説
明する。Next, a method of manufacturing the fiber stub 1 will be described.
【００１９】まず、図２（ａ）に示すように、中心貫通
孔１３を有し、両端面が平坦面であり、一方の端部にテ
ーパ状の凹部１２を有するセラミックス製のフェルール
１０を用意する。一方、所定長さの光ファイバ２０の一
方端を予め研摩加工して斜面２１とする。この研摩加工
は光ファイバ２０のみの研摩であるため、容易に行うこ
とができ、しかも斜面２１に傷をつけることはない。な
お、この斜面２１の加工は、光ファイバ２０を治具等に
固定しておいて研摩すれば良い。あるいは、光ファイバ
２０に引っ張り力と捻じり力を加えておき、一部に傷を
つけて斜めに加工することも可能である。First, as shown in FIG. 2 (a), a ceramic ferrule 10 having a central through hole 13, both end surfaces being flat surfaces, and a tapered recess 12 at one end is prepared. I do. On the other hand, one end of the optical fiber 20 having a predetermined length is polished in advance to form a slope 21. Since the polishing is performed only on the optical fiber 20, the polishing can be easily performed, and the slope 21 is not damaged. The slope 21 may be processed by polishing the optical fiber 20 while fixing it to a jig or the like. Alternatively, it is also possible to apply a pulling force and a twisting force to the optical fiber 20 and to process a part of the optical fiber 20 obliquely.
【００２０】次に、図２（ｂ）に示すように、上記フェ
ルール１０の中心貫通孔１３に光ファイバ２０を挿入
し、斜面２１が凹部１２内に存在する状態で接着剤３０
で固定する。この時、テーパ状の凹部１２により光ファ
イバ２０の挿入を容易にするとともに、この凹部１２を
接着剤溜まりとすることができる。Next, as shown in FIG. 2B, an optical fiber 20 is inserted into the center through hole 13 of the ferrule 10 and the adhesive 30 is placed in a state where the slope 21 is present in the recess 12.
Fix with. At this time, the insertion of the optical fiber 20 is facilitated by the tapered recess 12 and the recess 12 can be used as an adhesive reservoir.
【００２１】その後、図２（ｃ）に示すように、凹部１
２と反対側のフェルール１０及び光ファイバ２０の端面
を研摩加工して球面１１とすれば、本発明のファイバス
タブを得ることができる。Thereafter, as shown in FIG.
If the end faces of the ferrule 10 and the optical fiber 20 opposite to 2 are polished to form a spherical surface 11, the fiber stub of the present invention can be obtained.
【００２２】このような製造方法によれば、斜面２１側
のフェルール１０の端面を斜面に加工する必要がないこ
とから、研摩工程を大幅に短縮することができる。According to such a manufacturing method, since the end face of the ferrule 10 on the side of the slope 21 does not need to be formed into a slope, the polishing step can be greatly shortened.
【００２３】なお、上記フェルール１０の材質として
は、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスを用いる
が、特にＺｒＯ2 を主成分とし、Ｙ2 Ｏ3 、ＣｅＯ2 、
Ｄｙ2 Ｏ3 等の安定化剤を含む部分安定化ジルコニアセ
ラミックスを用いることが好ましい。そして、上記セラ
ミックス原料を用いて、プレス成形、押出成形等により
成形した後、所定の温度で焼成することによって、フェ
ルール１０を得ることができる。As the material of the ferrule 10, ceramics such as alumina and zirconia are used. In particular, ZrO 2 is a main component, and Y 2 O 3 , CeO 2 ,
It is preferable to use partially stabilized zirconia ceramics containing a stabilizer such as Dy 2 O 3 . Then, the ferrule 10 can be obtained by molding the above ceramic material by press molding, extrusion molding, or the like, followed by firing at a predetermined temperature.
【００２４】次に、本発明の他の実施形態を説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described.
【００２５】図３に示すように、フェルール１０の凹部
１２を段状とすることもできる。As shown in FIG. 3, the recess 12 of the ferrule 10 may be stepped.
【００２６】[0026]
【００２７】さらに、上記例では光ファイバ２０の端面
を斜面２１として反射戻り光を防止するようにした例を
示したが、その他の形状に加工しておくこともできる。
例えば、図４（ａ）に示すように光ファイバ２０の端面
を球面２２としておけば、この部分がレンズ作用を有
し、別途レンズを備える必要をなくすことができる。同
様にレンズ作用を持たせるために、図４（ｂ）は光ファ
イバ２０と同一径の球面２２としたものであり、図４
（ｃ）は光ファイバ２０の端面を次第に小径となるテー
パ面２３としたものである。Further, in the above example, the end face of the optical fiber 20 is formed as the slope 21 so as to prevent the reflected light from returning. However, the optical fiber 20 may be processed into another shape.
For example, if the end face of the optical fiber 20 is formed as a spherical surface 22 as shown in FIG. 4A, this portion has a lens function, and it is not necessary to separately provide a lens. Similarly, FIG. 4B shows a spherical surface 22 having the same diameter as the optical fiber 20 in order to have a lens function.
(C) shows an end face of the optical fiber 20 having a tapered surface 23 having a gradually decreasing diameter.
【００２８】また、以上の例では接着剤３０を用いてフ
ェルール１０と光ファイバ２０を固定したものを示した
が、フェルール１０の中心貫通孔１３に光ファイバ２０
を挿入した後、熱処理を施すことによって、接着剤３０
を用いずに固定することも可能である。In the above example, the ferrule 10 and the optical fiber 20 are fixed using the adhesive 30, but the optical fiber 20 is inserted into the center through hole 13 of the ferrule 10.
After inserting the adhesive, the adhesive 30
It is also possible to fix without using.
【００２９】まず、フェルール１０を本来の焼成温度よ
りも低い温度で仮焼成し、完全に焼結していないものを
用意する。次に、このフェルール１０の中心貫通孔１３
に、所定長さの光ファイバ２０を何も介在させずに挿入
する。そして、これらをフェルール１０の本来の焼成温
度で熱処理を施せば、フェルール１０が完全に焼結する
とともに収縮して光ファイバ２０を保持固定することが
できる。しかも、焼成により光ファイバ２０が軟化する
ことから、フェルール１０の収縮による応力が加わって
も光ファイバ２０にクラック等は生じない。First, the ferrule 10 is preliminarily fired at a temperature lower than the original firing temperature, and a material which is not completely sintered is prepared. Next, the center through hole 13 of this ferrule 10
Then, an optical fiber 20 having a predetermined length is inserted without any intervention. If these are subjected to a heat treatment at the original firing temperature of the ferrule 10, the ferrule 10 can be completely sintered and contracted to hold and fix the optical fiber 20. In addition, since the optical fiber 20 is softened by firing, cracks and the like do not occur in the optical fiber 20 even when a stress due to shrinkage of the ferrule 10 is applied.
【００３０】このようにすれば、接着剤なしでも光ファ
イバ２０を固定することができ、製造工程を簡略化でき
る。また、光ファイバ２０がフェルール１０の中心貫通
孔１３に密着して固定されるため、位置ずれを無くすこ
とができる。In this way, the optical fiber 20 can be fixed without an adhesive, and the manufacturing process can be simplified. In addition, since the optical fiber 20 is fixed in close contact with the center through hole 13 of the ferrule 10, it is possible to eliminate a displacement.
【００３１】なお、この場合は、フェルール１０を成す
セラミックスとして焼結温度の低いものを用いることが
好ましく、上述したジルコニアセラミックスの他にガラ
スセラミックス等を用いることもできる。In this case, it is preferable to use a ceramic having a low sintering temperature as the ceramic forming the ferrule 10, and a glass ceramic or the like may be used in addition to the above-described zirconia ceramic.
【００３２】あるいは、予め焼結したフェルール１０の
中心貫通孔１３に光ファイバ２０を挿入し、熱処理を施
すことによって、光ファイバ２０の一部を溶融させた
後、冷却することによって、光ファイバ２０を中心貫通
孔１３に固定することもできる。Alternatively, the optical fiber 20 is inserted into the center through hole 13 of the pre-sintered ferrule 10 and subjected to a heat treatment so that a part of the optical fiber 20 is melted and then cooled, thereby cooling the optical fiber 20. Can be fixed to the center through hole 13.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、予め端部
を斜面状、球面状に加工した所定長さの光ファイバを、
一端に凹部を有するセラミックス製フェルールの中心貫
通孔に挿入固定するとともに、上記凹部中に上記光ファ
イバの加工した端部を突出させてファイバスタブを構成
したことによって、フェルール側の端面を斜面状等に研
磨加工する必要がないことから研磨工程を大幅に短縮す
ることができるとともに、光ファイバの端面は、予め最
適な条件で加工すれば良く、フェルールの一端に形成さ
れた凹部中に上記光ファイバの端面を突出させることか
ら端面に傷が付くことを防止できる。As described above, according to the present invention, an optical fiber having a predetermined length whose end is formed into a slope or a spherical shape in advance is provided.
A fiber stub is formed by inserting and fixing the processed end of the optical fiber into the recess while inserting and fixing it in the center through hole of a ceramic ferrule having a recess at one end. Since the polishing process is not necessary, the polishing process can be greatly shortened, and the end face of the optical fiber can be processed under optimum conditions in advance. Since the end face is projected, it is possible to prevent the end face from being damaged.
【００３４】また、本発明によれば、所定長さの光ファ
イバを、セラミックス製フェルールの中心貫通孔に挿入
した後、熱処理を施して中心貫通孔内の光ファイバを固
定する工程からファイバスタブを製造することによっ
て、接着剤を無くして製造工程を簡略化できるととも
に、フェルールの中心貫通孔内での光ファイバの位置ず
れを防止できる。Further, according to the present invention, after a predetermined length of optical fiber is inserted into the center through hole of the ceramic ferrule, heat treatment is performed to fix the optical fiber in the center through hole. By manufacturing, the manufacturing process can be simplified by eliminating the adhesive, and the displacement of the optical fiber in the center through hole of the ferrule can be prevented.
【００３５】その結果、高性能のファイバスタブを容易
に低コストで製造することができ、光モジュール等に好
適に使用することができる。As a result, a high-performance fiber stub can be easily manufactured at low cost, and can be suitably used for an optical module or the like.
【図１】本発明のファイバスタブを示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a fiber stub of the present invention.
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明のファイバスタブの製
造方法を示す図である。FIGS. 2A to 2C are diagrams illustrating a method for manufacturing a fiber stub of the present invention.
【図３】本発明のファイバスタブを示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a fiber stub of the present invention.
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明のファイバスタブにお
ける光ファイバの端面形状の他の実施形態を示す図であ
る。FIGS. 4A to 4C are diagrams showing another embodiment of the end face shape of the optical fiber in the fiber stub of the present invention.
【図５】一般的な光モジュールを示す概略断面図であ
る。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a general optical module.
【図６】従来のファイバスタブを示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional fiber stub.
１：ファイバスタブ １０：フェルール １１：球面 １２：凹部 １３：中央貫通孔 ２０：光ファイバ ２１：斜面 ２２：球面 ２３：テーパ面 ３０：接着剤 1: fiber stub 10: ferrule 11: spherical surface 12: concave portion 13: central through hole 20: optical fiber 21: inclined surface 22: spherical surface 23: tapered surface 30: adhesive
Claims (2)
長さの光ファイバを、一端に凹部を有するセラミックス
製フェルールの中心貫通孔に挿入固定するとともに、上
記凹部中に上記光ファイバの加工した端部を突出させて
なるファイバスタブ。An optical fiber having a predetermined length whose end is formed into a slope or a spherical shape is inserted and fixed in a center through hole of a ceramic ferrule having a concave portion at one end.
A fiber stub in which the processed end of the optical fiber is projected into the recess .
いないセラミックス製フェルールの中心貫通孔に挿入し
た後、熱処理を施して上記フェルールを焼結させ、焼結
時の収縮によって光ファイバを固定する工程からなるフ
ァイバスタブの製造方法。2. An optical fiber having a predetermined length is completely sintered.
There do after insertion into the central through hole of the ceramic ferrule, by sintering the ferrule is subjected to heat treatment, sintering
A method of manufacturing a fiber stub, comprising a step of fixing an optical fiber by shrinkage at the time .
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| JP31329095A JP3215033B2 (en) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | Fiber stub and method for manufacturing the same |
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