JP4051316B2

JP4051316B2 - Optical receptacle, method for manufacturing the same, and optical module

Info

Publication number: JP4051316B2
Application number: JP2003147457A
Authority: JP
Inventors: 芳宏戸田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2023-05-26
Also published as: JP2004348032A

Description

【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は、光レセプタクル及びその製造方法並びに該光レセプタクルを用いた光モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光信号を電気信号に変換するための光モジュールは、半導体レーザーやフォトダイオード等の光素子をケース内に収納し、光ファイバを通じて光信号を導入又は導出するような構造となっている。
【０００３】
上記光モジュールのうちコネクタを接続するようにしたレセプタクル型の光モジュールは、図４（ａ）に示すように光レセプタクル２８の一端に光素子２９を有しており、他端には光コネクタ３４が接続可能に構成されている（特許文献１参照）。以下、具体的な構成を説明する。
【０００４】
光レセプタクル２８は、図４（ａ）に示すようにジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなるフェルール２１ａと、フェルール２１ａの中央に石英ガラス等からなる光ファイバ２１ｂを挿入固定して得られたファイバスタブ２３の後端部にホルダ２７の貫通孔２７ａに圧入により固定している。また、ファイバスタブ２３の先端部はスリーブ２５の一方開口側から挿入するとともに、それらをホルダ２７に圧入されたケース２６に圧入又は接着固定することによって構成されている。
【０００５】
光素子２９は、光レセプタクル２８のファイバスタブ２３の後端面側に、光素子２９の光出射側に配置したレンズ３０を備え、ケース３１により光素子２９、レンズ３０を収納している。このケース３１がホルダ２７に溶接で接合してなる。
【０００６】
光コネクタ３４は、中央に光ファイバ３３ｂを挿入したプラグフェルール３３ａを有し、光レセプタクル２８のもう一方の端面側であるスリーブ２５の他方開口側にプラグフェルール３３ａを挿入し、光ファイバ２１ｂの端面と光ファイバ３３ｂの端面とを当接させ、光信号のやりとりを行うことができる。
【０００７】
ここで、フェルール２１ａ、３３ａの外径公差は±１μm以下で、その内孔に備えられた光ファイバ２１ｂ、３３ｂの中心には光信号が伝搬する直径１０μm程度のコアがあり、各光ファイバ２１ｂ及び３３ｂのコア同士を損失の少ない接続とするため、スリーブ２５によってファイバスタブ２３及びプラグフェルール３３ａを安定且つ高精度に保持されている。
【０００８】
上記ファイバスタブ２３における光ファイバ２１ｂの端面２３ａは、当接時の接続損失を減らすために曲率半径５〜３０mm程度の曲面に鏡面研磨されており、反対側の端面２３ｂは、ＬＤ等の光素子２９から出射された光が光ファイバ２１ｂの先端部で反射して光素子に戻る反射光を防止するため、光ファイバ２１ｂを挿通するフェルール２１ａとともに４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
【０００９】
この光レセプタクル２８は、ファイバスタブ２３の後端部の外周を、溶接に適した金属からなるホルダ２７に圧入することにより高精度に固定されている。
【００１０】
さらに、この光レセプタクル２８に使用されているホルダ２７にはストッパ３５が設けられており、プラグフェルール３３ａ挿入時にファイバスタブ２３が光軸方向に移動することを防止している。
【００１１】
ところで近年、光モジュールの小型化が求められており、上記光レセプタクル２８も小型化が求められているが、光レセプタクル２８のケース２６の端面からファイバスタブ２３の端面２３ａまでの長さは規格化されているため短くすることができず、ホルダ２７の長さを短くする必要が生じている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００３−４３３１３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４（ａ）に示した様にホルダ２７の貫通孔２７ａに一体型のストッパ３５を形成した場合には、ホルダ２７の貫通孔２７ａにファイバスタブ圧入時に、図４（ｂ）に示す様なバリ１７が生じ、ストッパ３５とファイバスタブ２３との間に挟まり、ファイバスタブ２３とストッパ３５の間に空隙１８が生じ、ファイバスタブ２３のホルダ２７に対する保持状態が不安定となり、接続損失を悪化させることがあった。ここで、バリ１７は、ホルダ２７の貫通孔２７ａの内壁２０がファイバスタブ２３との接触により削り取られたものである。また、生じたバリ１７は、ストッパ３５の陰に隠れており、研磨による除去が不可能であり、振動や衝撃を加えた際に光軸上に脱落し、光が全く通らない不具合が発生することがあった。また、ストッパ３５は切削加工により形成される為、ストッパ３５の厚さが薄くなると、切削加工中にストッパ３５に歪みが生じることから、ストッパ３５を薄くすることにより光レセプタクルを小型化することは不可能であった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑みて、フェルールの中央に光ファイバが挿入されたファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を一方開口端側から挿入して保持するとともに、他方開口端側から上記ファイバスタブの先端面に接続するプラグフェルールを挿入して保持するスリーブと、貫通孔を有し該貫通孔に上記ファイバスタブの後端部を挿入して固定するホルダとからなる光レセプタクルにおいて、上記ファイバスタブの後端部にファイバスタブの光軸方向の位置ずれを防止するストッパ部材を当接するとともに、該ストッパ部材が上記ホルダに接合されていることを特徴とするものである。
【００１５】
更に、フェルールの中央に光ファイバが挿入されたファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を一方開口端側から挿入して保持するとともに、他方開口端側から上記ファイバスタブの先端面に接続するプラグフェルールを挿入して保持するスリーブと、貫通孔を有し該貫通孔に上記ファイバスタブの後端部を挿入して固定するホルダと、上記ファイバスタブの後端部にファイバスタブの光軸方向の位置ずれを防止するとともに上記ホルダに接合するストッパ部材とからなり、上記ファイバスタブの後端部をホルダの貫通孔に挿入して固定した後、上記ファイバスタブ後端面と貫通孔とで形成される凹部を研磨し、しかる後、上記ストッパ部材をホルダに接合させることを特徴とする光レセプタクルの製造方法を提供するものである。
【００１６】
また、本発明の光モジュールは、ファイバスタブの後端部側から光信号を出射する光素子を収納したケースを取り付けたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。
【００１８】
図１（ａ）は、本発明の光レセプタクルの実施形態を示す中央縦断面図である。
【００１９】
光レセプタクル８は、フェルール１ａの中央に光ファイバ１ｂが挿入されたファイバスタブ３と、ファイバスタブ３の先端部を一方開口端側から挿入して保持するとともに、他方開口端側からファイバスタブ３の先端面３ａに接続するプラグフェルール１３ａを挿入して保持するスリーブ５と、貫通孔１９を有し、その貫通孔１９にファイバスタブ３の後端部を挿入して固定するホルダ７とから構成されている。ここで、ファイバスタブ３の先端部とは、先端面３ａだけでなく長手方向中央側よりも先端側の側面も含むものである。逆にファイバスタブ３の後端部とは、後端面３ｂだけでなく長手方向中央側よりも後端側の側面も含むものである。
【００２０】
ファイバスタブ３の先端面３ａは、光コネクタとの接続損失を低減させるため曲率半径５〜３０mm程度の曲面状に加工され、後端面３ｂはＬＤ等の光素子から出射された光が光ファイバ１ｂの端面で反射して光素子に戻る反射光を防止するため４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
【００２１】
プラグフェルール１３ａは、光コネクタ１４の構成部品であり、図１（ｂ）に示すように、この光レセプタクル８を用いて光信号をやりとりする際に、スリーブ５の反対側より挿入され、その端面をプラグフェルール１３ａに保持された光ファイバ１３ｂとファイバスタブ３端面３ａの光ファイバ１ｂに接続されるものである。
【００２２】
フェルール１ａはジルコニア、アルミナなどのセラミック材料からなっており、スリーブ５はジルコニア、アルミナ、銅などの材料からなっている。主には耐摩耗性を考慮して、フェルール１ａ及びスリーブ５は共にジルコニアなどのセラミック材料からなることが好ましい。
【００２３】
ケース６は耐摩耗性、溶接性を配慮する必要がないため、ステンレス、銅、鉄、ニッケル、プラスチック、ジルコニア、アルミナなどの幅広い材料が用いられる。主には次に説明するホルダ７と熱膨張係数を合わせ、信頼性を高めるためステンレスを用いられる。
【００２４】
ホルダ７は光モジュールとしてケースと溶接することが多いため、鉄、ニッケルなどの溶接が可能な材料からなっている。主には耐腐食性と溶接性を考慮して、ケース６と同様にステンレスを用いてもよい。
【００２５】
ここで、ホルダ７の後端部にファイバスタブ３の光軸方向のずれを防止する為のストッパ１５が、ホルダ７と一体型ではなく、ホルダ７とは別体として設けられていることが重要である。
【００２６】
ストッパ１５はホルダ７にファイバスタブ３をスリーブ５側から圧入した後に、ホルダ７の後端部にＹＡＧ溶接により固定され、ファイバスタブ３の光軸方向のずれを防止する。そのため、ストッパ１５は溶接性が高く耐腐食性も高い、ステンレスにより形成される。
【００２７】
図５（ａ）〜（ｆ）に本発明の光レセプタクル８の製造方法を示す。まず、図５（ａ）に示す様に、ホルダ７の貫通孔１９にファイバスタブ３を圧入する。圧入時には、ホルダ７の貫通孔１９の内壁２０がファイバスタブ３により削られ、図５（ｂ）に示す様なバリ１７が生じる。次に図５（ｃ）において、バリ１７を研磨により除去した後、図５（ｄ）に示す様に、ファイバスタブ３後端部にファイバスタブ３の光軸方向の位置ずれを防止するストッパ１５を当接し、ホルダ７にＹＡＧ溶接により接合する。次に、図５（ｅ）に示すようにファイバスタブ３をスリーブ５の一方開口部に挿入する。最後に、ケース６を図５（ｆ）に示すようにホルダ７に圧入し光レセプタクル８は製造される。
【００２８】
従来のレセプタクル２８では、ストッパ３５とホルダ２７が一体型であるため、バリ１７は図４（ｂ）に示す様に、ファイバスタブ２３後端面と貫通孔１９とで形成される凹部に生じ、ストッパ３５に隠れているため、バリ１７を研磨・除去することが不可能であったが、本発明では、ファイバスタブ３をホルダ７に圧入した時点では、ストッパ１５は取り付けられていない為、バリ１７の研磨・除去が容易に行える。
【００２９】
ここで研磨は、生じたバリを綿棒やピンセット、グラインダー等を接触させることにより取り除く作業を示す。
【００３０】
そして、バリ１７の除去後にストッパ１５をＹＡＧ溶接により固定するため、ファイバスタブ３圧入時に生じたバリ１７がストッパ１５とファイバスタブ３との間に挟まることにより、ファイバスタブ３とストッパ１５の間に空隙１８が生じ、ファイバスタブ３のホルダ７に対する保持状態が不安定となり、接続損失を悪化させることや、生じたバリ１７が振動や衝撃を加えた際に光軸上に脱落し、光が全く通らない不具合が発生することを防止することが可能である。
【００３１】
また、光レセプタクル８の小型化において、ストッパ１５の厚みを薄くする必要がある。しかしながら、図４に示す従来のレセプタクル２８では、切削加工によりストッパ３５を作製するが、ストッパ３５とホルダ２７が一体型となっているため、ストッパ３５を薄くすると、切削加工中に、ストッパ３５に歪みが生じてしまい、使用が不可能となった。しかし、本発明では、ストッパは、ストッパ１５として、ホルダ７とは別に設けられている。その為、ストッパ単品での加工が可能であることから、上記歪みを生じることなく厚さを薄くすることができるため、光レセプタクル８の小型化が可能である。
【００３２】
フェルール１ａの外径とスリーブ５の内径の表面粗さは挿入性を考慮して、表面を算術平均粗さＲａで０．２μm以下が望ましく、フェルール１ａの外径とスリーブ５の内径公差は低い接続損失を得るため、±１μm以下が望ましい。
【００３３】
また、図１の実施形態に示す光レセプタクル８を用いて光モジュールを構成する場合には、図３に示すように光レセプタクル８のファイバスタブ３を備えた端面側に、光素子９とレンズ１０を備えたケース１１を接合部４で溶接により接合し、光レセプタクル８のもう一方の端面側よりスリーブ５内にプラグフェルール１３ａ備えた光コネクタ１４を挿入し、光ファイバ１ｂの端面と光ファイバ１３ｂの端面とを当接させ、光信号のやりとりを行うことができる。また、ケース１１はホルダ５と溶接することが多い為、ステンレス、鉄、ニッケルなどの溶接が可能な材料からなっている。主には耐腐食性と溶接性を考慮して、ステンレスが用いられる。
【００３４】
なお、本発明の光レセプタクル８は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能であり、図３（ａ）では、ストッパ１５がホルダ７後端部内に設置され、ホルダ７内周とストッパ１５の外周がＹＡＧ溶接により固定されている。更に、図３（ｂ）では、ストッパ１５がホルダ７後端部内から後端部端面にかけて設置され、ＹＡＧ溶接により固定されている。
【００３５】
【実施例】
（実験例１）
図１（ａ）に示す本発明の光レセプタクルを作製した。図１に示す様に、フェルール１ａの中央に光ファイバ１ｂを接着剤２により固定してファイバスタブ３を形成し、ファイバスタブ３をホルダ７の貫通孔１９に圧入により固定し、ファイバスタブ３後端面と貫通孔１９の間に生じたバリ１７を研磨・除去した後、ファイバスタブ３後端部にストッパ１５を当接し、該ストッパ１５をＹＡＧ溶接によりホルダ７に接合したものの先端部をスリーブ５の内孔に挿入するとともに、それらをケース６に圧入固定することによって構成されている。
【００３６】
フェルール１ａとスリーブ５はジルコニアで形成し、ホルダ７、ストッパ１５、ケース６はステンレスで形成している。ストッパ１５の厚みは０．１０ｍｍとし、サンプルは１０個用意した。
【００３７】
更に、比較例１として、上記と同じ材質で、ストッパ３５とホルダ２７が一体となっているサンプルを１０個用意した。比較例では、ファイバスタブ２３後端面とストッパ３５の間に生じたバリ１７は、ストッパ３５に隠れているため、除去作業を行うことが不可能であった。ストッパのＹＡＧ溶接の有無及びファイバスタブとストッパの間に生じたバリの研磨・除去作業の有無以外、本発明と同じ作製方法である。また、上記比較例は、ストッパ３５の厚みを、ストッパとホルダが一体型である場合の最薄である０．２６ｍｍとした。
【００３８】
本発明のサンプル１０個、比較例のサンプル１０個に対し振動試験を行い、ファイバスタブ３と光コネクタ１４を当接させた際の接続損失を評価した。
【００３９】
その結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
その結果、比較例１では振動試験後に光が全く通らなかったものが１０個中２個、接続損失が悪化したものが８個中３個あった。光が全く通らなくなった２個を解体したところ、バリが脱落しレンズ表面付着していることが分かった。また、接続損失が悪化したサンプルでは、ファイバスタブ２３圧入時に、ファイバスタブ２３後端面と貫通孔１９とで形成される凹部に生じたバリ１７がストッパ３５とファイバスタブ２３との間に挟まり、ファイバスタブ２３とストッパ３５の間に空隙１８が生じ、ファイバスタブ２３のホルダ２７に対する保持状態が不安定となり、振動を加えることにより、ファイバスタブ２３が光軸方向にずれていたことがわかった。それに対し、本発明実施例では１０個全数、振動試験後も異常は発生しなかった。以上より、本発明によりバリがストッパとファイバスタブ後端面との間に挟まり、該ファイバスタブと該ストッパの間に空隙が生じ、該ファイバスタブのホルダに対する保持状態が不安定となり、接続損失を悪化させることや、バリが光軸上に脱落し、光が全く通らない不具合の発生が防止可能となり、且つ、ストッパを薄く薄くすることが可能となり光レセプタクルの小型化も可能となる事が確認された。
【００４２】
（実験例２）
更に、比較例２として、ストッパをホルダとは別体として有しているが、バリの研磨・除去を行わないサンプルを１０個作製した。バリの研磨・除去以外は、本発明のサンプルと同様の材質、作製方法である。比較例２のサンプル１０個に対し振動試験を行い、ファイバスタブ３と光コネクタ１４を当接させた際の接続損失を評価したところ、光が全く通らなくサンプルや、接続損失の悪化が生じた。以上より、ファイバスタブ３をホルダ７の貫通孔１９に圧入により固定し、ファイバスタブ３後端面と貫通孔１９の間に生じたバリ１７を研磨・除去した後、ファイバスタブ３後端部にストッパ１５を当接することが重要であることが確認された。
【００４３】
【発明の効果】
以上の様に、フェルールの中央に光ファイバが挿入されたファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を一方開口端側から挿入して保持するとともに、他方開口端側から上記ファイバスタブの先端面に接続するプラグフェルールを挿入して保持するスリーブと、貫通孔を有し該貫通孔に上記ファイバスタブの後端部を挿入して固定するホルダと、上記ファイバスタブの後端部においてファイバスタブの光軸方向の位置ずれを防止するストッパ部材とからなるレセプタクルにおいて、上記ストッパは、上記ホルダとは別に設けられている為、ストッパ単品での加工が可能であることから、加工中に歪みを生じることなく厚さを薄くすることができるため、光レセプタクルの小型化が可能である。
【００４４】
更に、上記ファイバスタブの後端部をホルダの貫通孔に挿入して固定した後、上記ファイバスタブ後端面と貫通孔とで形成される凹部を研磨し、しかる後、上記ストッパ部材をホルダに接合させることにより、バリが上記ストッパと上記ファイバスタブとの間に挟まり、該ファイバスタブと該ストッパの間に空隙が生じ、該ファイバスタブの上記ホルダに対する保持状態が不安定となり、接続損失を悪化させることや、上記バリが光軸上に脱落し、光が全く通らない不具合の発生が防止可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の光レセプタクルの一実施形態を示す中央縦断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のファイバスタブにプラグフェルールを接続させた状態を示す中央縦断面図である。
【図２】図１に示す本発明の光レセプタクルを用いた光モジュールを示す中央縦断面図である。
【図３】本発明の光レセプタクルの他の実施形態を示す中央縦断面図である。
【図４】（ａ）は従来の光レセプタクルの実施形態を示す中央縦断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のＡ部分の拡大図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は本発明の光レセプタクルの製造方法を示す中央断面図である。
【符号の説明】
１ａ：フェルール
１ｂ：光ファイバ
２：接着剤
３：ファイバスタブ
４：溶接部
５：スリーブ
６：ケース
７：ホルダ
８：光レセプタクル
９：光素子
１０：レンズ
１１：ケース
１２：光モジュール
１３ａ：プラグフェルール
１３ｂ：光ファイバ
１４：光コネクタ
１５：ストッパ
１６：溶接箇所
１７：バリ
１８：空隙
１９：貫通孔
２０：ホルダ貫通孔内壁[0001]
[Technology to which the invention belongs]
The present invention relates to an optical receptacle, a method for manufacturing the same, and an optical module using the optical receptacle.
[0002]
[Prior art]
An optical module for converting an optical signal into an electrical signal has a structure in which an optical element such as a semiconductor laser or a photodiode is housed in a case, and the optical signal is introduced or derived through an optical fiber.
[0003]
Among the optical modules, the receptacle type optical module to which a connector is connected has an optical element 29 at one end of the optical receptacle 28 as shown in FIG. 4A, and an optical connector 34 at the other end. Is configured to be connectable (see Patent Document 1). A specific configuration will be described below.
[0004]
As shown in FIG. 4A, the optical receptacle 28 is a fiber stub obtained by inserting and fixing a ferrule 21a made of a ceramic material such as zirconia or alumina, and an optical fiber 21b made of quartz glass or the like at the center of the ferrule 21a. 23 is fixed to the through hole 27a of the holder 27 by press-fitting to the rear end portion of the holder 23. The distal end of the fiber stub 23 is configured by being inserted from one opening side of the sleeve 25 and press-fitted or adhesively fixed to the case 26 press-fitted into the holder 27.
[0005]
The optical element 29 includes a lens 30 disposed on the light emitting side of the optical element 29 on the rear end face side of the fiber stub 23 of the optical receptacle 28, and the optical element 29 and the lens 30 are accommodated in the case 31. The case 31 is joined to the holder 27 by welding.
[0006]
The optical connector 34 has a plug ferrule 33a in which an optical fiber 33b is inserted in the center. The plug ferrule 33a is inserted into the other opening side of the sleeve 25, which is the other end face side of the optical receptacle 28, and the end face of the optical fiber 21b. And the end face of the optical fiber 33b can be brought into contact with each other to exchange optical signals.
[0007]
Here, the outer diameter tolerance of the ferrules 21a and 33a is ± 1 μm or less, and there is a core having a diameter of about 10 μm through which an optical signal propagates at the center of the

optical fibers

21b and 33b provided in the inner holes. And 33b are connected to each other with little loss, so that the fiber stub 23 and the plug ferrule 33a are stably and highly accurately held by the sleeve 25.
[0008]
The end face 23a of the optical fiber 21b in the fiber stub 23 is mirror-polished to a curved surface having a curvature radius of about 5 to 30 mm in order to reduce connection loss at the time of contact, and the opposite end face 23b is an optical element such as an LD. In order to prevent the light emitted from the optical fiber 21b from being reflected by the tip of the optical fiber 21b and returning to the optical element, it is mirror-polished to an inclined surface of about 4 to 10 ° together with the ferrule 21a inserted through the optical fiber 21b. Yes.
[0009]
The optical receptacle 28 is fixed with high accuracy by press-fitting the outer periphery of the rear end portion of the fiber stub 23 into a holder 27 made of metal suitable for welding.
[0010]
Further, the holder 27 used in the optical receptacle 28 is provided with a stopper 35 to prevent the fiber stub 23 from moving in the optical axis direction when the plug ferrule 33a is inserted.
[0011]
Recently, there has been a demand for downsizing of the optical module, and the downsizing of the optical receptacle 28 is also required. However, the length from the end surface of the case 26 of the optical receptacle 28 to the end surface 23a of the fiber stub 23 is standardized. Therefore, the holder 27 cannot be shortened, and the length of the holder 27 needs to be shortened.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-43313
[Problems to be solved by the invention]
However, when the integrated stopper 35 is formed in the through hole 27a of the holder 27 as shown in FIG. 4A, the fiber stub is press-fitted into the through hole 27a of the holder 27 as shown in FIG. Such a burr 17 is generated, and is sandwiched between the stopper 35 and the fiber stub 23, and a gap 18 is formed between the fiber stub 23 and the stopper 35, so that the holding state of the fiber stub 23 with respect to the holder 27 becomes unstable, resulting in connection loss. It sometimes made it worse. Here, the burr 17 is obtained by scraping the inner wall 20 of the through hole 27 a of the holder 27 by contact with the fiber stub 23. Further, the generated burr 17 is hidden behind the stopper 35 and cannot be removed by polishing. When the vibration or impact is applied, the burr 17 falls off on the optical axis, and the light does not pass at all. There was a thing. Further, since the stopper 35 is formed by cutting, if the thickness of the stopper 35 is reduced, the stopper 35 is distorted during the cutting process. Therefore, it is not possible to reduce the size of the optical receptacle by reducing the thickness of the stopper 35. It was impossible.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, a fiber stub in which an optical fiber is inserted in the center of the ferrule, and a distal end portion of the fiber stub are inserted and held from one opening end side, and the distal end surface of the fiber stub from the other opening end side. An optical receptacle comprising a sleeve for inserting and holding a plug ferrule to be connected to a holder, and a holder having a through hole for inserting and fixing the rear end of the fiber stub into the through hole. A stopper member for preventing displacement of the fiber stub in the optical axis direction is brought into contact with the portion, and the stopper member is joined to the holder.
[0015]
Furthermore, a fiber stub in which an optical fiber is inserted in the center of the ferrule, and a plug for inserting and holding the distal end portion of the fiber stub from one opening end side and connecting from the other opening end side to the distal end surface of the fiber stub A sleeve for inserting and holding a ferrule, a holder having a through hole, and inserting and fixing the rear end of the fiber stub into the through hole, and a fiber stub in the optical axis direction of the fiber stub at the rear end of the fiber stub It consists of a stopper member that prevents displacement and is joined to the holder, and is formed by the rear end face of the fiber stub and the through hole after the rear end of the fiber stub is inserted and fixed in the through hole of the holder. The present invention provides a method for manufacturing an optical receptacle, characterized by polishing a concave portion and then bonding the stopper member to a holder.
[0016]
The optical module of the present invention is characterized in that a case housing an optical element that emits an optical signal from the rear end side of the fiber stub is attached.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
Fig.1 (a) is a center longitudinal cross-sectional view which shows embodiment of the optical receptacle of this invention.
[0019]
The optical receptacle 8 holds and holds the fiber stub 3 in which the optical fiber 1b is inserted in the center of the ferrule 1a, and the tip of the fiber stub 3 from one opening end side, and from the other opening end side. It comprises a sleeve 5 for inserting and holding a plug ferrule 13a connected to the front end surface 3a, and a holder 7 having a through hole 19 and inserting and fixing the rear end portion of the fiber stub 3 in the through hole 19. ing. Here, the distal end portion of the fiber stub 3 includes not only the distal end surface 3a but also the side surface on the distal end side rather than the longitudinal center side. Conversely, the rear end portion of the fiber stub 3 includes not only the rear end surface 3b but also the side surface on the rear end side with respect to the longitudinal center side.
[0020]
The front end surface 3a of the fiber stub 3 is processed into a curved surface having a radius of curvature of about 5 to 30 mm in order to reduce the connection loss with the optical connector, and the rear end surface 3b has light emitted from an optical element such as an LD as the optical fiber 1b. In order to prevent the reflected light reflected from the end face of the light and returning to the optical element, it is mirror-polished to an inclined surface of about 4 to 10 °.
[0021]
The plug ferrule 13a is a component of the optical connector 14, and is inserted from the opposite side of the sleeve 5 when the optical signal is exchanged using the optical receptacle 8, as shown in FIG. Are connected to the optical fiber 13b held by the plug ferrule 13a and the optical fiber 1b of the end face 3a of the fiber stub 3.
[0022]
The ferrule 1a is made of a ceramic material such as zirconia or alumina, and the sleeve 5 is made of a material such as zirconia, alumina, or copper. It is preferable that both the ferrule 1a and the sleeve 5 are made of a ceramic material such as zirconia mainly considering wear resistance.
[0023]
Since the case 6 does not need to consider wear resistance and weldability, a wide range of materials such as stainless steel, copper, iron, nickel, plastic, zirconia, and alumina are used. Stainless steel is mainly used in order to increase the reliability by matching the thermal expansion coefficient with the holder 7 described below.
[0024]
Since the holder 7 is often welded to the case as an optical module, it is made of a material that can be welded, such as iron or nickel. In consideration of corrosion resistance and weldability, stainless steel may be used as in the case 6.
[0025]
Here, it is important that a stopper 15 for preventing displacement of the fiber stub 3 in the optical axis direction of the fiber stub 3 at the rear end portion of the holder 7 is not integrated with the holder 7 but separately from the holder 7. It is.
[0026]
The stopper 15 is fixed to the rear end portion of the holder 7 by YAG welding after press-fitting the fiber stub 3 into the holder 7 from the sleeve 5 side, and prevents the fiber stub 3 from shifting in the optical axis direction. Therefore, the stopper 15 is made of stainless steel having high weldability and high corrosion resistance.
[0027]
5A to 5F show a method for manufacturing the optical receptacle 8 of the present invention. First, as shown in FIG. 5A, the fiber stub 3 is press-fitted into the through hole 19 of the holder 7. At the time of press-fitting, the inner wall 20 of the through hole 19 of the holder 7 is scraped by the fiber stub 3, and a burr 17 as shown in FIG. 5B is generated. Next, in FIG. 5C, after removing the burr 17 by polishing, as shown in FIG. 5D, a stopper 15 for preventing the fiber stub 3 from being displaced in the optical axis direction at the rear end portion of the fiber stub 3. And are joined to the holder 7 by YAG welding. Next, the fiber stub 3 is inserted into one opening of the sleeve 5 as shown in FIG. Finally, the case 6 is press-fitted into the holder 7 as shown in FIG. 5 (f) to manufacture the optical receptacle 8.
[0028]
In the conventional receptacle 28, since the stopper 35 and the holder 27 are integrated, the burr 17 is generated in a recess formed by the rear end face of the fiber stub 23 and the through hole 19 as shown in FIG. 35, it was impossible to polish and remove the burr 17. However, in the present invention, when the fiber stub 3 is press-fitted into the holder 7, the stopper 15 is not attached. Can be easily polished and removed.
[0029]
Here, the polishing indicates an operation of removing the generated burrs by bringing a swab, tweezers, grinder or the like into contact therewith.
[0030]
Since the stopper 15 is fixed by YAG welding after the removal of the burr 17, the burr 17 generated when the fiber stub 3 is press-fitted is sandwiched between the stopper 15 and the fiber stub 3, so that the fiber stub 3 and the stopper 15 are interposed. The gap 18 is generated, the holding state of the fiber stub 3 with respect to the holder 7 becomes unstable, the connection loss is deteriorated, and the generated burr 17 falls off on the optical axis when vibration or impact is applied, so that no light is emitted. It is possible to prevent a failure that does not pass.
[0031]
Further, in reducing the size of the optical receptacle 8, it is necessary to reduce the thickness of the stopper 15. However, in the conventional receptacle 28 shown in FIG. 4, the stopper 35 is manufactured by cutting. However, since the stopper 35 and the holder 27 are integrated, if the stopper 35 is thinned, the stopper 35 is not cut during cutting. Distortion occurred, making it impossible to use. However, in the present invention, the stopper is provided as the stopper 15 separately from the holder 7. Therefore, since processing with a single stopper is possible, the thickness can be reduced without causing the distortion, and the optical receptacle 8 can be downsized.
[0032]
The surface roughness of the outer diameter of the ferrule 1a and the inner diameter of the sleeve 5 is preferably 0.2 μm or less in terms of arithmetic average roughness Ra in consideration of insertability, and the tolerance of the inner diameter of the ferrule 1a and the sleeve 5 is low. In order to obtain connection loss, ± 1 μm or less is desirable.
[0033]
When the optical module is configured using the optical receptacle 8 shown in the embodiment of FIG. 1, the optical element 9 and the lens 10 are provided on the end face side of the optical receptacle 8 provided with the fiber stub 3 as shown in FIG. Are joined by welding at the joint 4, and an optical connector 14 having a plug ferrule 13a is inserted into the sleeve 5 from the other end face side of the optical receptacle 8, and the end face of the optical fiber 1b and the optical fiber 13b are inserted. The optical signal can be exchanged by contacting the end surface of the optical signal. Further, since the case 11 is often welded to the holder 5, it is made of a material that can be welded, such as stainless steel, iron, or nickel. Stainless steel is mainly used in consideration of corrosion resistance and weldability.
[0034]
Note that the optical receptacle 8 of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In FIG. 15 is installed in the rear end portion of the holder 7, and the inner periphery of the holder 7 and the outer periphery of the stopper 15 are fixed by YAG welding. Furthermore, in FIG. 3B, the stopper 15 is installed from the rear end portion of the holder 7 to the end surface of the rear end portion, and is fixed by YAG welding.
[0035]
【Example】
(Experimental example 1)
The optical receptacle of the present invention shown in FIG. As shown in FIG. 1, an optical fiber 1 b is fixed to the center of the ferrule 1 a with an adhesive 2 to form a fiber stub 3, and the fiber stub 3 is fixed to the through hole 19 of the holder 7 by press fitting. After the burr 17 generated between the end face and the through hole 19 is polished and removed, a stopper 15 is brought into contact with the rear end portion of the fiber stub 3 and the tip portion of the stopper 15 joined to the holder 7 by YAG welding is connected to the sleeve 5. In addition to being inserted into the inner holes, they are press-fitted and fixed to the case 6.
[0036]
Ferrule 1a and sleeve 5 are made of zirconia, and holder 7, stopper 15, and case 6 are made of stainless steel. The stopper 15 had a thickness of 0.10 mm, and 10 samples were prepared.
[0037]
Furthermore, as Comparative Example 1, ten samples of the same material as described above and including the stopper 35 and the holder 27 were prepared. In the comparative example, since the burr 17 generated between the rear end face of the fiber stub 23 and the stopper 35 is hidden behind the stopper 35, it is impossible to perform the removal operation. The manufacturing method is the same as that of the present invention except for the presence / absence of YAG welding of the stopper and the presence / absence of polishing / removal work of burrs generated between the fiber stub and the stopper. In the comparative example, the thickness of the stopper 35 is 0.26 mm, which is the thinnest when the stopper and the holder are integrated.
[0038]
A vibration test was performed on 10 samples of the present invention and 10 samples of comparative examples, and the connection loss when the fiber stub 3 and the optical connector 14 were brought into contact with each other was evaluated.
[0039]
The results are shown in Table 1.
[0040]
[Table 1]

[0041]
As a result, in Comparative Example 1, 2 out of 10 samples did not transmit any light after the vibration test, and 3 out of 8 samples deteriorated in connection loss. After disassembling the two that did not allow light to pass through, it was found that burrs had fallen off and adhered to the lens surface. Further, in the sample in which the connection loss is deteriorated, when the fiber stub 23 is press-fitted, the burr 17 generated in the concave portion formed by the rear end face of the fiber stub 23 and the through hole 19 is sandwiched between the stopper 35 and the fiber stub 23, and the fiber It was found that the gap 18 was generated between the stub 23 and the stopper 35, the holding state of the fiber stub 23 with respect to the holder 27 became unstable, and the vibration of the fiber stub 23 was displaced in the optical axis direction. On the other hand, in all of the examples of the present invention, no abnormality occurred even after the vibration test. As described above, according to the present invention, the burr is sandwiched between the stopper and the rear end face of the fiber stub, a gap is generated between the fiber stub and the stopper, the holding state of the fiber stub with respect to the holder becomes unstable, and the connection loss is deteriorated. It has been confirmed that it is possible to prevent the occurrence of defects that cause burrs to fall off the optical axis and prevent light from passing through at all, and that the stopper can be made thinner and thinner and the optical receptacle can be made smaller. It was.
[0042]
(Experimental example 2)
Furthermore, as Comparative Example 2, ten samples were prepared which had a stopper as a separate body from the holder but did not grind and remove burrs. Except for polishing / removing burrs, the materials and manufacturing methods are the same as those of the sample of the present invention. A vibration test was performed on 10 samples of Comparative Example 2 and the connection loss when the fiber stub 3 and the optical connector 14 were brought into contact with each other was evaluated. As a result, the sample did not transmit light at all and the connection loss deteriorated. . As described above, the fiber stub 3 is fixed to the through hole 19 of the holder 7 by press fitting, and the burr 17 formed between the rear end surface of the fiber stub 3 and the through hole 19 is polished and removed, and then the stopper is provided at the rear end of the fiber stub 3 It was confirmed that it is important to contact 15.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, a fiber stub in which an optical fiber is inserted in the center of the ferrule, and the tip of the fiber stub are inserted and held from one opening end, and from the other opening end to the tip of the fiber stub. A sleeve for inserting and holding a plug ferrule to be connected, a holder having a through hole, and inserting and fixing the rear end of the fiber stub into the through hole, and a fiber stub light at the rear end of the fiber stub In a receptacle comprising a stopper member that prevents axial displacement, since the stopper is provided separately from the holder, it can be processed with a single stopper, and therefore distortion occurs during processing. Therefore, the optical receptacle can be miniaturized.
[0044]
Further, after inserting and fixing the rear end portion of the fiber stub into the through hole of the holder, the recess formed by the rear end surface of the fiber stub and the through hole is polished, and then the stopper member is joined to the holder. By doing so, burrs are sandwiched between the stopper and the fiber stub, a gap is generated between the fiber stub and the stopper, the holding state of the fiber stub with respect to the holder becomes unstable, and the connection loss is deteriorated. In addition, it is possible to prevent the occurrence of a problem that the burr is dropped on the optical axis and light does not pass through at all.
[Brief description of the drawings]
1A is a central longitudinal sectional view showing an embodiment of an optical receptacle of the present invention, and FIG. 1B is a central longitudinal sectional view showing a state where a plug ferrule is connected to the fiber stub of FIG. FIG.
FIG. 2 is a central longitudinal sectional view showing an optical module using the optical receptacle of the present invention shown in FIG.
FIG. 3 is a central longitudinal sectional view showing another embodiment of the optical receptacle of the present invention.
4A is a central longitudinal sectional view showing an embodiment of a conventional optical receptacle, and FIG. 4B is an enlarged view of a portion A in FIG. 4A.
FIGS. 5A to 5F are central sectional views showing a method for manufacturing an optical receptacle of the present invention. FIGS.
[Explanation of symbols]
1a: Ferrule 1b: Optical fiber 2: Adhesive 3: Fiber stub 4: Welded part 5: Sleeve 6: Case 7: Holder 8: Optical receptacle 9: Optical element 10: Lens 11: Case 12: Optical module 13a: Plug ferrule 13b: Optical fiber 14: Optical connector 15: Stopper 16: Welded portion 17: Burr 18: Gap 19: Through hole 20: Inner wall of holder through hole

Claims

A fiber stub in which an optical fiber is inserted in the center of the ferrule, and a plug ferrule that connects and holds the tip of the fiber stub from one opening end side and connects to the tip surface of the fiber stub from the other opening end side. An optical receptacle comprising a sleeve that is inserted and held and a holder that has a through-hole and inserts and fixes the rear end of the fiber stub into the through-hole. An optical receptacle characterized in that a stopper member for preventing axial displacement is abutted and the stopper member is joined to the holder.

A fiber stub in which an optical fiber is inserted in the center of the ferrule, and a plug ferrule for inserting and holding the tip of the fiber stub from one opening end side and connecting to the tip surface of the fiber stub from the other opening end side A sleeve to be inserted and held; a holder having a through hole; and a rear end portion of the fiber stub inserted and fixed into the through hole; and a misalignment in the optical axis direction of the fiber stub at the rear end portion of the fiber stub. And a stopper member joined to the holder, and after inserting and fixing the rear end portion of the fiber stub into the through hole of the holder, a recess formed by the rear end surface of the fiber stub and the through hole is formed. Polishing, and then bonding the stopper member to a holder.

An optical module comprising a case housing an optical element that emits an optical signal from a rear end side of the fiber stub of the optical receptacle according to claim 1.