JPH0250110A - Optical element module - Google Patents
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、発光素子と光ファイバとを、安定に光結合さ
せる光素子モジュールに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an optical element module that stably optically couples a light emitting element and an optical fiber.
(従来の技術〕
光ファイバを用いる通信方式においては1発光素子から
出射された光を効率良く光ファイバへ結合させる光素子
モジュールが必要となる。従来、この種の装置において
は、発光素子から出射された光を光ファイバに取り込む
方法として、レンズを用いた光学系が広く用いられてい
る。これは、レンズを用いることにより光を集光でき、
この集光した光を光ファイバに比較的容易に取り込むこ
とができるからである。この種の装置として、第4図に
示す結合装置のように発光素子9がステム7上面に突き
出したヒートシンク11にサブマウント10を介して着
座されている。また、このステム7にはレンズ8が取付
けられたキャップ12が溶接されている0発光素子9か
ら出射された光はレンズ8で集光され、透明板3を通り
、透明板の表面で焦点を結ぶ構造となっている。フェル
ール導入孔4には第5図に示されるようにファイバ6を
埋込んだフェルール5が挿入され、透明板3が押圧され
る。この抑圧はフェルール端部に取付けられたバネの力
である。レーザから出射された光はンズを通過した後、
透明板に入るが表面では反射防止膜があること、フェル
ール先端では透明板とフェルール先端が密着しているこ
との2点から反射光は発生しない構造となっていた。(Prior Art) A communication system using optical fiber requires an optical element module that efficiently couples the light emitted from one light emitting element to the optical fiber. Conventionally, in this type of device, the light emitted from the light emitting element An optical system using a lens is widely used as a method to introduce the light into an optical fiber.
This is because this focused light can be introduced into the optical fiber relatively easily. An example of this type of device is a coupling device shown in FIG. 4, in which a light emitting element 9 is seated on a heat sink 11 protruding from the upper surface of a stem 7 via a submount 10. A cap 12 with a lens 8 attached thereto is welded to the stem 7. Light emitted from the light emitting element 9 is condensed by the lens 8, passes through the transparent plate 3, and is focused on the surface of the transparent plate. It has a connecting structure. As shown in FIG. 5, a ferrule 5 in which a fiber 6 is embedded is inserted into the ferrule introduction hole 4, and the transparent plate 3 is pressed. This suppression is the force of a spring attached to the ferrule end. After the light emitted from the laser passes through the lenses,
Although it enters the transparent plate, there is an anti-reflection film on the surface, and at the tip of the ferrule, the transparent plate and the tip of the ferrule are in close contact, making the structure so that no reflected light is generated.
上記従来構造では発光素子から射出された光は球レンズ
、透明板を通りフェルール内ファイバに取り込まれるが
透明板とフェルールとの間の密着性を良くするため透明
板かフェルール端面のいずれかの面を球面としている。In the above conventional structure, the light emitted from the light emitting element passes through the ball lens and the transparent plate and is taken into the fiber in the ferrule. is a spherical surface.
バネ力によりフェルールを透明板に押しつけている。バ
ネ力は2〜3kgである。この2〜3kgの押圧力に対
し接触部は半径0.2 nmはどの円形領域となる。こ
の時の応力は100MPaを越える大きなものとなる。The ferrule is pressed against the transparent plate by spring force. The spring force is 2-3 kg. For this pressing force of 2 to 3 kg, the contact portion is a circular area with a radius of 0.2 nm. The stress at this time becomes large, exceeding 100 MPa.
透明板が組み込まれた場合、フェルールに対し垂直な位
置から傾斜して組み込まれるなどばらつくことが多い。When a transparent plate is incorporated, it often varies, such as being incorporated from a perpendicular position to an inclined position relative to the ferrule.
例えば、0.2°の傾斜角度で透明板が組み込まれたと
き接触領域はフェルールの中心にあるファイバ位置から
はずれてしまう、このため透明板とフェルールとの間に
空間ができ、このところで反射光が生じる。この反射光
が戻って発光素子に入ると発振状態が乱されて光出力が
ゆらいでしまうという問題点があり、接触面積を広くす
るため押圧力を増すと接触応力が高くなり割れる危険性
がある。また、曲率半径を増すと広範囲にわたって接触
するが密着性が低下し、すき間が生じやすくなり、戻り
光を生じさせるという問題があった。For example, when a transparent plate is installed at an angle of inclination of 0.2°, the contact area is shifted from the fiber position at the center of the ferrule, creating a space between the transparent plate and the ferrule, where the reflected light occurs. If this reflected light returns and enters the light emitting element, there is a problem that the oscillation state is disturbed and the light output fluctuates, and if the pressing force is increased to widen the contact area, the contact stress increases and there is a risk of cracking. . In addition, when the radius of curvature is increased, contact occurs over a wide range, but adhesion is reduced, gaps are likely to occur, and there is a problem in that return light is generated.
本発明の目的は、透明板接触部の応力を上げないで密着
性の良い状態を達成することができ、戻り光の発生しな
いでモジュールを提供することにある。An object of the present invention is to provide a module that can achieve a state of good adhesion without increasing the stress at the contact portion of the transparent plate and does not generate return light.
上記目的は、片面に反射防止膜を被覆した薄肉透明板を
防止膜の無い面にフェルール先端をあてることにより達
成される。即ち、ガラス板とフェルール先端を押圧する
ことによりフェルール端面に追随させて弾性変形させる
ため広範囲にわたって密着性が得られる。透明ガラス板
は、両面に曲率をもたせた石英ガラスが好ましく、更に
は透明板とファイバコアの屈折率とを一致させることが
望ましい。The above object is achieved by applying a thin transparent plate coated with an anti-reflection film on one side with the ferrule tip to the side without the anti-reflection film. That is, by pressing the glass plate and the ferrule tip, the glass plate and the ferrule tip are elastically deformed to follow the ferrule end face, so that adhesion can be obtained over a wide range. The transparent glass plate is preferably quartz glass with curvature on both sides, and it is further desirable that the refractive index of the transparent plate and the fiber core match.
曲面を有するフェルールの先端が透明板に押圧されると
透明板はフェルール曲面に追随して弾性変形する。弾性
変形により広範囲にわたって接触する領域が増す。また
、広範囲で接触するため生じる応力も局部に集中して高
くなることがない。When the tip of the ferrule having a curved surface is pressed against the transparent plate, the transparent plate elastically deforms to follow the curved surface of the ferrule. Elastic deformation increases the contact area over a wide range. In addition, the stress generated due to contact over a wide range will not be concentrated locally and become high.
このため、透明板が傾斜した組み込まれても透明板とフ
ェルールの接触部領域内にフェルール内ファイバ先端が
位置するようになり空間が形成されることはない。従っ
てファイバの先端からは反射光が生じることなく安定し
た光出力が得られる。Therefore, even if the transparent plate is installed at an angle, the tip of the fiber in the ferrule will be located within the contact area between the transparent plate and the ferrule, and no space will be formed. Therefore, stable optical output can be obtained from the tip of the fiber without any reflected light.
以下、本発明の実施例を第1図から第2図を用いて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
〈実施例1〉
第1図において、透明板3は石英ガラスで作られ、曲率
半径60nmを有し、下面には反射防止膜を被覆した直
径3m厚さ0.5 nmの円板である。<Example 1> In FIG. 1, the transparent plate 3 is a circular plate made of quartz glass, having a radius of curvature of 60 nm, and having a diameter of 3 m and a thickness of 0.5 nm, the lower surface of which is coated with an antireflection film.
透明板3は周囲にネジが切られた保持部材2で脱落しな
いように保持される。保持部材は熱膨張率の低いコバー
ル材からなり中央部には発光素子から出射された光が通
過する直径2fffi貫通孔が設けられている。The transparent plate 3 is held by a holding member 2 which is threaded around the periphery so as not to fall off. The holding member is made of Kovar material with a low coefficient of thermal expansion, and a through hole with a diameter of 2fffi is provided in the center through which light emitted from the light emitting element passes.
フェルール5が挿入された場合を第2図に示す。FIG. 2 shows a case where the ferrule 5 is inserted.
フェルール先端の曲率半径は60m+である。フェルー
ル5内のファイバは直径125μmの石英ファイバであ
る。フェルール5は、フェルール他端方向からバネ力2
〜3kgにより押圧される。この押圧により透明板3は
フェルール5先端形状と同じ形状に弾性変形して密着す
る。透明板は石英ファイバと屈折率を一致させた石英ガ
ラスを使用したがポリカーボネート、エポキシ樹脂など
のプラスチックでもよい。The radius of curvature of the ferrule tip is 60 m+. The fiber in the ferrule 5 is a quartz fiber with a diameter of 125 μm. The ferrule 5 receives a spring force of 2 from the other end of the ferrule.
Pressed by ~3kg. Due to this pressing, the transparent plate 3 is elastically deformed into the same shape as the tip end shape of the ferrule 5 and is brought into close contact with the transparent plate 3. The transparent plate used was quartz glass whose refractive index matched that of the quartz fiber, but it may also be made of plastic such as polycarbonate or epoxy resin.
透明板3の曲面はフェルール5の凸面に対し凹面となる
状態で設置することもできる。The curved surface of the transparent plate 3 can also be installed so as to be concave with respect to the convex surface of the ferrule 5.
〈実施例2〉
透明板3として表面が平らな平板透明板を用いた場合を
第3図に示す、フェルール5と接触しない透明板表面(
下面)には反射防止膜を被覆している。<Example 2> A flat transparent plate with a flat surface is used as the transparent plate 3, as shown in FIG.
The bottom surface) is coated with an anti-reflection film.
上記実施例は発光素子を内蔵した発光モジュールに関す
る例であったがファイバを通して送られた光を受光する
受光モジュールにおいても適用でき、受光モジュール内
ファイバ端に透明板をつけることにより発光素子に戻る
光を解消することができる。また、同様にファイバを内
蔵させた分岐導波路、スイッチにおいても適用すること
ができる。Although the above embodiment is an example of a light emitting module with a built-in light emitting element, it can also be applied to a light receiving module that receives light sent through a fiber.By attaching a transparent plate to the end of the fiber in the light receiving module, light that returns to the light emitting element can be applied. can be resolved. Furthermore, the present invention can also be applied to branch waveguides and switches with built-in fibers.
本発明ではフェルール先端を比較的薄肉の透明板に押し
つけた状態で透明板とフェルールを接触させている。透
明板はフェルール表面形状に追随して弾性変形されるた
めの透明板はフェルール面に良く密着される。接触部の
領域はこの弾性変形により従来の数倍以上に拡大される
。このため透明板の取り付は時の傾斜ばらつきに対して
も許容度が増す効果がある。透明板とフェルール先端面
との間にはすき間が形成されないため、また透明板とフ
ェルール内ファイバとの屈折率がほぼ等しいため両者の
境界面で反射戻り光は生じない。In the present invention, the transparent plate and the ferrule are brought into contact with the ferrule tip pressed against the relatively thin transparent plate. Since the transparent plate is elastically deformed following the ferrule surface shape, the transparent plate is in close contact with the ferrule surface. Due to this elastic deformation, the area of the contact portion is expanded several times more than in the conventional case. For this reason, the installation of the transparent plate has the effect of increasing the tolerance for variations in tilt. Since no gap is formed between the transparent plate and the ferrule tip surface, and since the refractive indexes of the transparent plate and the fiber within the ferrule are approximately equal, no reflected return light is generated at the interface between the two.
以上より1本発明によれば、発光素子から射出された光
はレンズで集光され、反射防止膜面で反射を起すことな
く透明板に入り、また透明板とファイバとの接触境界面
でも反射を起こすことなく円滑にファイバに導入される
という効果がある。From the above, according to the present invention, the light emitted from the light emitting element is focused by the lens, enters the transparent plate without being reflected on the antireflection film surface, and is also reflected at the contact interface between the transparent plate and the fiber. This has the effect of being smoothly introduced into the fiber without causing any damage.
第1図は本発明の一実施例に係る光素子モジュールの断
面図、第2図、第3図は夫々第1図の要部断面例を示す
断面図、第4図従来例を示す光素子モジュールの断面図
、第5図は第4図の要部断面図である。
1・・・ハウジング、2・・・保持部材、3・・・透明
板、5・・・ フェルール
6・・・ファイバ。
葉
図
4−−一人ルールイ中入JL
冨
層
χ
図
第
凹
7−一一ステムFIG. 1 is a cross-sectional view of an optical element module according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing an example of a cross-section of the main part of FIG. A sectional view of the module, FIG. 5 is a sectional view of the main part of FIG. 4. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Housing, 2... Holding member, 3... Transparent plate, 5... Ferrule 6... Fiber. Leaf Diagram 4--One person Ruley Nakairi JL Fuji layer χ Diagram Concave 7-11 Stem
Claims (1)
クにサブマウントを介して着座されている発光素子と、
この発光索子には、キャップに取り付けられたレンズを
対向させ、前記キャップを、前記ステムに固定し、前記
ステムの円周部上部にパイプが抵抗溶接固定され、前記
レンズで集光された光を、ハウジングに装着されたフエ
ルールで受光し、前記ハウジングの接触部を溶接固定す
る光素子モジュールにおいて、片面に反射防止膜を被覆
した平面あるいは曲率をもち、直径(又は幅)に対し厚
さの比が0.4以下の薄肉透明板を、前記ハウジングの
フエルール挿入孔下部に反射防止膜の無い面をフエルー
ル挿入孔入口側に向けて固定し、前記ハウジングに装着
されたフエルール先端形状に合致して変形させたことを
特徴とする光素子モジュール。1. A disc-shaped stem, a light emitting element seated via a submount on a heat sink protruding from the stem,
A lens attached to a cap is opposed to the light-emitting cord, the cap is fixed to the stem, and a pipe is fixed by resistance welding to the upper circumference of the stem, and the light collected by the lens is fixed to the light emitting cord. The optical element module receives the light with a ferrule attached to a housing and fixes the contact part of the housing by welding. A thin transparent plate having a ratio of 0.4 or less is fixed to the lower part of the ferrule insertion hole of the housing with the surface without an anti-reflection film facing toward the entrance of the ferrule insertion hole, and the plate is shaped so as to match the shape of the tip of the ferrule installed in the housing. An optical element module characterized by being deformed by.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19987588A JPH0250110A (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Optical element module |
Applications Claiming Priority (1)
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JP19987588A JPH0250110A (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Optical element module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0250110A true JPH0250110A (en) | 1990-02-20 |
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ID=16415075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19987588A Pending JPH0250110A (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Optical element module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0250110A (en) |
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-
1988
- 1988-08-12 JP JP19987588A patent/JPH0250110A/en active Pending
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