JP4127634B2

JP4127634B2 - 光レセプタクル及びこれを用いた光モジュール

Info

Publication number: JP4127634B2
Application number: JP2002251969A
Authority: JP
Inventors: 史朗米倉; 正之澤野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP2004093696A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムに適用され、光コネクタが着脱可能な光レセプタクル構造に関し、特に光接続損失を抑制し、小型化により実装密度を向上させ得る光レセプタクルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報の高度化やマルチメディア化に伴う公衆通信網やＬＡＮ等における情報伝送容量の肥大化が深刻な問題となっている。これを解決する手段として、光伝送技術を応用した各種光通信システムが注目されており、ネットワークの光化は急速に広まっている。
【０００３】
光コネクタを着脱可能な状態で嵌合することができ、光素子からの出射光を光ファイバに伝搬させる光レセプタクルを用いた光モジュールは、汎用性に富み、取り扱いの作業性も良いことから近年ますますその重要性を増してきており、さらに実装密度の向上のため小型化が要求されてきている。
【０００４】
レセプタクル型の光モジュールは、図５に示すように光レセプタクル２１の一端に光素子２９を備えるとともに、他端に光コネクタを接続するものである。
【０００５】
上記光レセプタクル２１は、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２４ｂと、該フェルール２４ｂの貫通孔に光ファイバ２４ａを挿入し、接着固定して得られたファイバスタブ２４の後端部をホルダ２６に圧入により固定し、先端部をスリーブ２３の内孔に挿入した後、スリーブケース２７をホルダ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。
【０００６】
さらに、上述の光レセプタクル２１を用いて光モジュールを構成する場合は、光レセプタクル２１のファイバスタブ２４を備えた後端面側に、光素子２９とレンズ２８を備えたケース３１を調芯リング３３を介して溶接により接合し、光レセプタクル２１の先端面側よりスリーブ２３内にプラグフェルール２２を挿入し、ファイバスタブ２４に保持された光ファイバ２４ａの端面とプラグフェルール２２に保持された光ファイバ２２ａ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】
ここでスリーブ２３におけるプラグフェルール２２とファイバスタブ２４の挿入長さに関しては、図５の従来の光レセプタクルモジュールが示すとおり、プラグフェルール２２の半径方向の荷重（曲げ荷重）が印可された際にプラグフェルール２２に保持された光ファイバ２２ａとファイバスタブ２４に保持された光ファイバ２４ａの軸が大きくずれ、接続損失が増大することを防ぐために、ほぼ同寸法で設計されている。また、ファイバスタブ２４及びホルダ２６はプラグフェルール２２による押圧に対しても抜き出ることなく位置を保つよう、十分な圧入長さに設計されている。
【０００８】
【発明の解決しようとする課題】
上記従来例においては、スリーブ２３におけるファイバスタブ２４の先端部の保持力とプラグフェルール２２の保持力はほぼ同程度でないと、プラグフェルール２２の径方向の荷重（曲げ荷重）が印可された場合には、プラグフェルール２２に保持された光ファイバ２２ａ、ファイバスタブ２４に保持された光ファイバ２４ａのうちスリーブ２３による保持の弱い方の軸が大きくずれ、大きな接続損失が生じる。このため、スリーブ２３内のファイバスタブ２４とプラグフェルール２２の挿入長さは同寸でなくてはならず、かつプラグフェルール２２とファイバスタブ２４を曲げ荷重下においても同軸上に保持するために十分な挿入長さが必要である。一方、ファイバスタブ２４の後端部はホルダ２６内部に圧入固定されており、プラグフェルール２２の押圧による抜き出し防止のため、十分な圧入保持強度が必要であることから、ファイバスタブ２４はスリーブ２３による保持部、ホルダ２６による保持部を有する長尺形状となっていた。結果として光レセプタクル２１の短尺化、小型化が非常に困難となっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、本発明の光レセプタクルは、フェルールの貫通孔に光ファイバを保持してなるファイバスタブと、孔を有し、該孔に前記ファイバスタブが挿入された筒状のスタブホルダと、前記ファイバスタブの後端面が内部に位置するように、前記スタブホルダの先端部に挿入固定されたスリーブと、貫通孔を有し、該貫通孔内で前記スタブホルダの後端部を保持したホルダと、を備え、前記ホルダは、該ホルダの貫通孔内に前記スタブホルダの後端面が当接する突き当て部を有し、前記スタブホルダは、前記孔内に前記ファイバスタブの後端面が当接する突き当て部を有することを特徴とする。
【００１２】
またさらに、本発明の光モジュールは、上記光レセプタクルの前記ホルダに、光素子を収容したケースを取り付けてなることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の光レセプタクルを用いた光モジュールを示す断面図であり、本発明の光レセプタクルは、フェルール４ｂの貫通孔に光ファイバ４ａを保持してなるファイバスタブ４を有し、ファイバスタブ４はスタブホルダ５に圧入により固定されており、スタブホルダ５の先端部はスリーブ３の内孔に挿入するとともに、これらを覆うスリーブケース７の後端部及びスタブホルダ５の後端部はホルダ６によって保持されている。
【００１５】
さらに、上述の光レセプタクル１を用いて光モジュールを構成するには、光レセプタクル１におけるスタブホルダ５の後端面側に、光素子９とレンズ８を備えたケース１１を調芯リング１３を介して溶接により接合し、光レセプタクル１の先端面側より上記スリーブ３内にプラグフェルール２に光ファイバ２ａを保持した光コネクタを挿入し、ファイバスタブ４に保持された光ファイバ４ａの端面とプラグフェルール２に保持された光ファイバ２ａ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。
【００１６】
上記ホルダ６には、スリーブ３にプラグフェルール２が挿入された際に、プラグフェルール２の押圧によりスタブホルダ５が抜き出ないよう、スタブホルダ５の突き当て部６ａを設け、ファイバスタブ４の径より小さい径の貫通孔が設けられており、光素子９からの出射光８がレンズを介して通過する。
【００１７】
本発明の光レセプタクル１は、上記ファイバスタブ４がスタブホルダ５に保持されるとともに、該スタブホルダ４はホルダ６に保持されていることが重要である。
【００１８】
この機構により、スリーブ３におけるプラグフェルール２とスタブホルダ５の挿入深さをファイバスタブ４の長さに関係なく同寸法にすることができ、プラグフェルール２に径方向の荷重（曲げ荷重）が印可されようとも、プラグフェルール２またはファイバスタブ４のどちらか一方の軸がずれることなく、安定した光接続が維持される。
【００１９】
また、上記スリーブ３におけるプラグフェルール２及びスタブホルダ５の挿入深さは同寸法となっていることが好ましく、プラグフェルール２に保持された光ファイバ２ａ及びファイバスタブ４に保持された光ファイバ４ａはスリーブ３の中央にて当接する。
【００２０】
一方、上記ファイバスタブ４の後端面は、ファイバスタブ４を短縮することによって上記スタブホルダ５の孔内に、さらには、上記スリーブ３の孔内に配置することが好ましい。
【００２１】
このファイバスタブ４に関しては、ファイバスタブ４をスタブホルダ５に圧入固定した後、このスタブホルダ４をスリーブ３へ挿入することにより、光素子９からの出射光１０が結合するファイバスタブ４の後端面はスタブホルダ５の孔内またはスリーブ３の孔内となる。
【００２２】
この構造により、ファイバスタブ４の後端面と光コネクタの先端面との距離が従来に比し小さくなるため、光素子９からの出射光１０をより光コネクタに近い位置で結合させることができる。これによって、光素子９の焦点距離あるいはモジュール実装上の寸法制限に応じ、ファイバスタブ４の長さを自由に設計でき、実際ファイバスタブ４の長さはスリーブ３へのスタブホルダ５の挿入長さに比し、１／２〜１／４で良く、結果として光レセプタクルの大幅な短尺化が実現できる。
【００２３】
ただし、スリーブ３に光コネクタが挿入された際に、プラグフェルール２の押圧によりファイバスタブ４がスタブホルダ５から抜き出ないよう、スタブホルダ５内においてもファイバスタブ４の突き当て部５ａを設けることが好ましく、ファイバスタブ４の外径より小さい貫通孔を光が通る構造となる。また、スタブホルダ５におけるファイバスタブ４の圧入孔深さは、プラグフェルール２に保持された光ファイバ２ａとファイバスタブ４に保持された光ファイバ４ａの接続の妨げにならないようにファイバスタブ４の全長より０．０２〜０．１ｍｍ浅くすべきである。
【００２４】
また、上記スリーブ３内におけるプラグフェルール２の挿入長さとスタブホルダ５の挿入長さは、プラグフェルール２に半径方向の荷重（曲げ荷重）が印可された場合、プラグフェルール２に保持された光ファイバ２ａとファイバスタブ４の光ファイバ４ａの軸がずれ、光接続が大きく損失することを防ぐために、同寸法であることが好ましい。
【００２５】
さらに、スリーブ３内におけるスタブホルダ５の径もプラグフェルール２の径と同じであることが好ましく、スリーブ３におけるプラグフェルール２の抜去力とスタブホルダ５の抜去力を整合させることが好ましい。
【００２６】
なお、本発明による光レセプタクル１において、スリーブ３においては半径方向の伸縮が自在な弾性スリーブを用いることが好ましく、ファイバスタブと共に適する材質はジルコニア・アルミナ等のセラミックであり、スタブホルダ５およびホルダ６にはＳＵＳ３０４材等の金属を用いることが好ましい。最終的にホルダ６にはスリーブ３を覆うスリーブケース７を圧入あるいは溶接固定することによって本発明による光レセプタクル１が完成する。
【００２７】
次に本発明の光レセプタクルの他の実施形態について説明する。
【００２８】
図２及び図３は本発明による光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図である。
【００２９】
図２においては、図１におけるホルダ６とスタブホルダ５を一体化した一体ホルダ１２を採用している。この実施例の利点は部品点数及び組み立て工数の低減である。図３においてはスタブホルダ５内に偏光子１３ａ、１３ｃと、これらに把持される回転子１３ｂからなるる光アイソレータ素子１３及びマグネット１４を装着した例である。これらは接着剤や半田による接合がなされている。この実施例では、ファイバスタブ４の端面やプラグフェルール２の光ファイバ先端面２ａやその他の光路上において反射した光が光素子９へ戻ることを抑制する機能を備えている。製造にあたっては、新たに固定用部品等を追加することなく必要最低限の形状変更にてアイソレータ付き光レセプタクルを製造することができるため、コストパフォーマンスに優れる。
【００３０】
上述のような光レセプタクル１は、その後端側に光素子９を収容したケース１１を取り付け光モジュールとして好適に用いることができ、その場合安定した光接続が実現できると同時に小型化・高密度実装とすることができる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００３２】
先ず、図１に示すような光モジュールを得るため、長さ３．５ｍｍのファイバスタブ４を使用して、光レセプタクル型の光モジュールと、図５に示すような従来の光レセプタクル型の光モジュールを作製して各特性の比較を行った。
【００３３】
本発明の光モジュール、従来の光モジュール共に同じ長さのファイバスタブ４を使用するため、双方の全長は同じである。
【００３４】
本発明による光モジュールにおいては、スリーブ３の長さは８ｍｍとし、プラグフェルール２とスタブホルダ５の挿入長さはそれぞれ４ｍｍと４ｍｍとなった。一方、従来の光モジュールにおいては、スリーブ３の長さは４ｍｍ、挿入長さはそれぞれ２ｍｍと２ｍｍとなり、ファイバスタブ４のホルダ６への圧入長さは１．５ｍｍとした。
【００３５】
そして、各光モジュールを発光させ、スリーブ３に光ファイバ２ａを保持したプラグフェルール２を挿入することによって、光素子９からの出射光１０を光ファイバ２ａに伝搬させた。次にプラグフェルール２に半径方向の荷重（曲げ荷重）を所定量与え、光ファイバ２ａからの光出力の劣化量（光ファイバ接続損失の変化量）を測定した。
【００３６】
図４にその結果を示す。図４は、印可した荷重と光ファイバ２ａからの光出力の劣化量を示すグラフである。
【００３７】
図４から明らかなように、本発明による光モジュールにおいては、劣化の度合いは小さく、安定した光接続ができたことを示している。
【００３８】
これに対し、従来の光モジュールでは、荷重の増大と共に光出力は大きく劣化し４００ｇ加重時は２．４ｄＢもの光出力劣化となった。
【００３９】
このように本発明の光モジュールは、従来の光モジュールに比べ、格段に優れた光接続を実現するものであることが証明された。なお、試作した本発明による光レセプタクルにおいては安定した光接続はそのままに、ファイバスタブの長さを少なくとも２ｍｍ短くでき、小型化に十分対応できることは明らかである。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、フェルールの貫通孔に光ファイバを保持してなるファイバスタブの先端部をスリーブに挿入するとともに、後端部をホルダによって保持してなる光レセプタクルであって、上記ファイバスタブをスタブホルダの孔に保持するとともに、該スタブホルダをホルダによって保持し、ファイバスタブにおける光素子からの出射光を結合する後端面をスタブホルダの孔内またはスリーブの孔内に配置することによって、また上記光レセプタクルの後端側に光素子を収容したケースを取り付け、光モジュールとするこよによって、安定した光接続及び小型化・高密度実装を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレセプタクル型の光モジュールの一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明のレセプタクル型の光モジュールの他の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明のレセプタクル型の光モジュールの他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明および従来の光モジュールの特性比較を示すグラフである。
【図５】従来のレセプタクル型の光モジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
１：光レセプタクル
２：プラグフェルール
２ａ：プラグフェルールに保持された光ファイバ
３：スリーブ
４：ファイバスタブ
４ａ：ファイバスタブに保持された光ファイバ
４ｂ：フェルール
５：スタブホルダ
５ａ：ファイバスタブ突き当て部
６：ホルダ
６ａ：スタブホルダ突き当て部
７：スリーブケース
８：レンズ
９：光素子
１０：出射光
１１：ケース
１２：一体ホルダ
１３ａ：偏光子
１３ｂ：回転子
１３ｃ：偏光子
１４：マグネット

Claims

フェルールの貫通孔に光ファイバを保持してなるファイバスタブと、
孔を有し、該孔に前記ファイバスタブが挿入された筒状のスタブホルダと、
前記ファイバスタブの後端面が内部に位置するように、前記スタブホルダの先端部に挿入固定されたスリーブと、
貫通孔を有し、該貫通孔内で前記スタブホルダの後端部を保持したホルダと、を備え、
前記ホルダは、該ホルダの貫通孔内に前記スタブホルダの後端面が当接する突き当て部を有し、
前記スタブホルダは、前記孔内に前記ファイバスタブの後端面が当接する突き当て部を有することを特徴とする光レセプタクル。
請求項１に記載の光レセプタクルの前記ホルダに、光素子を収容したケースを取り付けてなる光モジュール。