光学素子付きファイバスタブならびにこれを用いた光レセプタクルおよび光モジュール
【課題】小型の光アイソレータ素子が精度良く搭載され、加工容易で生産性に優れるファイバスタブ並びにこれを用いた光レセプタクルおよび光モジュールを提供する。
【解決手段】フェルール１の軸方向に光ファイバ２が挿入されたファイバスタブ４は、フェルール１の後端面１ｂに光学素子３を備えている。後端面１ｂは、光軸に垂直な面への投影面積がフェルール１全体の投影面積より小さく、フェルール１の後端側外周面１ｅは、後端面１ｂに向かってテーパ面となっている。フェルール１は後端面１ｂに向かってテーパ面を有しており、小型の光アイソレータ素子３を精度良く搭載可能である。また、加工容易で生産性に優れる。
【解決手段】フェルール１の軸方向に光ファイバ２が挿入されたファイバスタブ４は、フェルール１の後端面１ｂに光学素子３を備えている。後端面１ｂは、光軸に垂直な面への投影面積がフェルール１全体の投影面積より小さく、フェルール１の後端側外周面１ｅは、後端面１ｂに向かってテーパ面となっている。フェルール１は後端面１ｂに向かってテーパ面を有しており、小型の光アイソレータ素子３を精度良く搭載可能である。また、加工容易で生産性に優れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アイソレータ素子やファラデー・ローテータ・ミラー等の光学素子を搭載したファイバスタブ、ならびにこれを用いた光レセプタクルおよび光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信において、半導体レーザ素子への戻り光を防止する等の目的では光アイソレータが用いられる。光アイソレータは、例えば光レセプタクル内に固定される。図５に従来の光レセプタクルの例を断面図で示す。
【０００３】
従来の光レセプタクル３０は、フェルール３１ｂに光ファイバ３１ａが挿通されたファイバスタブ３１と、ファイバスタブ３１の後端側を保持するホルダ３２と、ファイバスタブ３１の先端側に挿着されたスリーブ３３と、スリーブ３３の外側を覆い、ホルダ３２に保持されたシェル３４とが組み合わされている。ファイバスタブ３１の後端面には光アイソレータ素子３５ａおよび磁石３５ｂから成る光アイソレータ３５が固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
半導体レーザ素子（図示せず）は、光レセプタクル３０の後端側（図の左側）に配置される。そして光レセプタクル３０の先端側（図の右側）から半導体レーザ素子に進入する戻り光は、光アイソレータ３５によって遮断される。このようにして、半導体レーザ素子の動作が戻り光の影響を受けないようにされている。
【０００５】
ところで、ファイバスタブ３１の後端面上における光アイソレータ３５の固定位置が光軸位置からずれると、挿入損失が大きくなるので、光アイソレータ素子３５ａのファイバスタブ３１への固定作業は注意深く行なう必要があった。そこで、光アイソレータの固定作業を容易にする方法が案出されている。
【０００６】
図６は、光アイソレータが固定された光ファイバピグテール４０の例を示す（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
図６において、光アイソレータ４５は光アイソレータ素子４５ａおよび磁石４５ｂから成る。セラミックキャピラリ４１ｂの後端部（図の左側部）外径は、光アイソレータ素子４５ａの外接円の直径と同じ径に加工されている。一方で、筒状の磁石４５ｂの内径は、光アイソレータ素子４５ａの外接円およびセラミックキャピラリ４１ｂの外径とちょうど嵌め合う寸法とされ、磁石４５ｂの内径部分によって光アイソレータ素子４５ａを位置決めして固定できるようにしてある。これによって、光アイソレータ素子４５ａが光軸からずれて固定されないようにしてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−９３６９５号公報
【特許文献２】特開２００２−８２３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、光アイソレータ３５，４５をより小型にすることによって、光レセプタクル２０
や光ファイバピグテール４０等をより安価なものにしたいとの要請がある。上記光ファイバピグテール４０において、光アイソレータ素子４５ａを小さくすると、これに伴って、セラミックキャピラリ４１ｂの外形の研削加工量が増大する。研削加工量の増大は、加工時間の増加による加工工賃の上昇を招く。さらに、セラミックキャピラリ４１ｂの光アイソレータ素子４５ａを搭載する突起部分の周面および突起の付け根部分等の加工精度が要求され、生産性が上がらないという問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明は、加工容易で生産性に優れ、小型の光アイソレータ素子等光学素子を精度良く搭載可能なファイバスタブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る光学素子付きファイバスタブは、フェルールと、このフェルールの先端面から後端面にかけて軸方向に設けられた貫通孔に挿入された光ファイバと、前記後端面に、前記貫通孔の開口を覆うように取り付けられた光学素子とを備えており、光軸に垂直な面への前記後端面の投影面積が前記フェルール全体の投影面積よりも小さく、前記フェルールの後端側外周面が前記後端面に向けてテーパ面とされていることを特徴とする。
【００１２】
上記光学素子付きファイバスタブにおいて、前記後端側外周面は、前記後端面側でテーパ角度が小さくなっているのが好ましい。
【００１３】
また、前記光学素子の取り付け面は、前記後端面の内側にあるのが好ましい。
【００１４】
前記後端面を含む平面への前記光学素子の投影面積は前記後端面の外周の内側面積以下であるのが好ましい。
【００１５】
さらに、前記後端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜面であるのが好ましい。
【００１６】
光軸に垂直な面への前記後端面の投影形状は円形状であるのが好ましい。
【００１７】
前記光学素子が、ファラデー回転子を含むことがある。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る光学素子付き光レセプタクルは、上記光学素子付きファイバスタブと、筒形状であり、一方端に光コネクタのプラグフェルールが挿入される開口を有するとともに、他方端の開口に前記フェルールの先端側が挿入されたスリーブと、挿通孔を有し、前記フェルールの後端側が前記挿通孔に挿入されたホルダとを有することを特徴とする。
【００１９】
前記光学素子が、ファラデー回転子を含み、前記ホルダの前記挿通孔の後端側の開口の周囲に前記光学素子に磁界を加える磁石が固定されているのがよい。
【００２０】
また、この場合、前記ホルダの前記挿通孔の後端側の開口の周囲に、前記磁石の一部を埋め込む座刳り穴が形成されているのが好ましい。
【００２１】
そして、前記光学素子付きファイバスタブの前記後端面が前記磁石の内側に位置するように、前記フェルールが前記ホルダに挿入されているのが好ましい。
【００２２】
本発明の一実施形態に係る光モジュールは、発光素子を有する光学ユニットと、上記光学素子付き光レセプタクルとを備え、前記発光素子の光が、前記光学素子に入射されるように前記光学ユニットと前記光レセプタクルとが固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一実施形態に係る光学素子付きファイバスタブによれば、後端面に、貫通孔の開口を覆うように接合された光学素子を備えており、光軸に垂直な面への後端面の投影面積がフェルール全体の投影面積よりも小さく、フェルールの後端側外周面が後端面に向かってテーパ面であることから、後端面を光学素子の取り付け面に合わせて小さく加工するのが容易で生産性に優れる。また、後端面を光学素子の形状に合わせて小さく加工でき、光学素子の位置合わせが容易である。
【００２４】
上記光学素子付き光レセプタクルにおいて、後端側外周面が、後端面側でテーパ角度が小さくなる形状を有する場合は、後端面と後端側外周面との間に形成される角を尖鋭なものにし、後端側外周面の長さを短くすることができるので、ファイバスタブの長さを短いものとすることができる。
【００２５】
光学素子の取り付け面は、後端面の内側にあるようにすると、光学素子の位置合わせがより容易なものとできる。
【００２６】
この場合、後端面を含む平面への光学素子の投影面積が後端面の外周の内側面積以下であるようにすると、光学素子の位置合わせが容易である。
【００２７】
また、上記光学素子付き光レセプタクルにおいて、後端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜面としておくと、光学素子が光軸に対して傾斜して取り付けられるので、光学素子の表面で反射した光が同じ光路を戻ることを防ぐことができる。また、傾斜面の傾斜方向をファイバスタブの後端側から見て判断することができる。
【００２８】
後端面の光軸に垂直な面への投影形状が円形状になるようにすると、フェルールの後端側外周面の加工を容易なものとできる。
【００２９】
光学素子がファラデー回転子を含むと、光路上で光信号を処理することができ、偏光選択機能を有するコンパクトな装置とすることができる。
【００３０】
本発明の一実施形態に係る光レセプタクルによれば、ホルダ部分に上記機械的強度に優れるファイバスタブが挿入されるので、組立が容易な光レセプタクルとすることができる。
【００３１】
また、光学素子がファラデー回転子を含むもので、ホルダの挿通孔の後端側の開口の周囲に光学素子に磁界を加える磁石を固定するようにすると、光アイソレータを組み込んだ光レセプタクルとすることができる。
【００３２】
ホルダの挿通孔の後端側の開口の周囲に、磁石の一部を埋め込む座刳り穴が形成されていると、磁石の位置合わせが容易で、外れにくいものとできる。
【００３３】
本発明の一実施形態に係る光モジュールによれば、上記光レセプタクルが用いられ、組立容易で、高機能な光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は、本発明の光アイソレータ付きファイバスタブの実施の形態の一例を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の光アイソレータ付きファイバスタブの後端面部分を拡大した斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の光アイソレータ付きファイバスタブの実施の形態の他の例を示す縦断面図である。
【図３】図１の光アイソレータ付きファイバスタブを用いた光レセプタクルの例を示す縦断面図である。
【図４】図３の光レセプタクルを用いた光モジュールの例を示す縦断面図である。
【図５】従来の光アイソレータ付きファイバスタブを用いた光レセプタクルの例を示す縦断面図である。
【図６】従来の光ファイバピグテールの例を示す要部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態の各例を図を用いながら説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態に係る光学素子付きファイバスタブ４の中心軸を含む断面を示す縦断面図である。
【００３７】
ファイバスタブ４は、ジルコニアセラミックスまたはアルミナセラミックスなどのセラミック材、またはガラス材等からなるフェルール１の先端面１ａから後端面１ｂにかけて中央軸方向に設けられた貫通孔１ｃに光ファイバ２が挿通されたものである。光ファイバ２は、接着剤によりフェルール１に保持されている。
【００３８】
フェルール１の中心軸に直交する面に投影したファイバスタブ４の後端面１ｂの面積は、この直交する面におけるフェルール１の投影面積よりも小さい。すなわち、後端面１ｂはフェルール１の中央部の断面よりも小さい。そして、フェルール１の後端側外周面１ｅは、この面積の小さい後端面１ｂに向けて先細りとなるテーパ面とされている。
【００３９】
後端面１ｂには貫通孔１ｃの開口が開いており、この開口を覆うように光学素子３が接置される。貫通孔１ｃには、光ファイバ２が挿入されているので、光ファイバ２の光軸を横切って光学素子３が光路に接続されることになる。
【００４０】
後端面１ｂの外径および光学素子３の幅は、少なくとも後述する半導体レーザから入射されるビームのスポット径よりも大きくする必要がある。ビームのスポット径は、一般に直径０．１ｍｍ〜０．２ｍｍである。一方、光学素子３は、コスト的な要請によって、できるだけ幅が小さいものとするのが望ましい。例えば、幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ〜１．０ｍｍの平行六面体形状のものが用いられる。この光学素子３の大きさに対応させて、後端面１ｂの外径は、例えば、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍとされる。ビームのスポット径をさらに小さく絞ることができる場合、さらに小径とすることもできる。なお、フェルール１は１．２５ｍｍまたは２．５ｍｍの外径規格のものがよく用いられる。
【００４１】
光学素子３および後端面１ｂの大きさは、光学素子３の側面または角が外周面１ｂの外周位置になっても、この側面または角に対向する反対側の側面または角が光ファイバ２を横切って向こう側となる大きさとしてある。すなわち光学素子３を後端面１ｂの内側に取り付けたとき、光学素子３が必ず光ファイバ２の端面を覆うような大きさ関係としてある。
【００４２】
フェルール１のテーパ面が設けられる後端側外周面１ｅの長さは、短いほうがファイバスタブ４を小型化する観点から望ましいが、短くするためにテーパ角（または、テーパ面の勾配角度）を大きくすると、後端面１ｂとテーパ面との間に形成される角の角度が大きな鈍角となり、後端面１ｂに塗布した液状の接着剤が表面張力によって後端面１ｂに留まらなくなる場合がある。そのため、テーパ角は４５°またはそれ以下とするのがよい。
【００４３】
そこで、図２（ａ），図２（ｂ）に示すように後端側外周面１ｅを多段テーパ面または
凹曲面によって形成すると、テーパ面の後端面１ｂ側のテーパ角度（テーパ面の勾配角度）αを小さくしながらテーパ面が設けられる後端側外周面１ｅの長さＬを短いものとすることができる。図２（ａ）において、テーパ面の勾配角度が２つの２段テーパ面としているが、３段以上のテーパ面としても問題はない。図２（ｂ）はテーパ面のテーパ角度が先端面１ａ側から後端面１ｂ側に向かうにしたがって連続的に小さくなる凹曲面となっている。これら例のように、後端面１ｂ側のテーパ角または勾配角度αが先端面１ａ側のテーパ角または勾配角度βより小さくなるようにするのが好ましい。
【００４４】
また、後端側外周面１ｅとフェルール１の残部外周面との間には、図２（ｃ）に示すように、面取り部を設けて角を滑らかにしておくのがよい。例えば、勾配角Ｃが２０°〜３０°の面取り面とする。さらにＲ＝０．１ｍｍ程度の面取りを設ければ、なお良い。
【００４５】
尚、テーパ面（後端側外周面１ｅ）は円錐形状には限定されない。例えば、後端側外周面１ｅは、断面が楕円形の形状であっても良いし、断面が矩形等の多角錐形状であっても良い。例えば断面が矩形のテーパ面１ｅは、フェルール１の後端をダイシングすることによって作製することもできる。
【００４６】
このようなフェルール１は、例えばセラミックス材を用いて、以下のようにして作製される。
【００４７】
先ず、所定長さの筒状に整形して焼成したジルコニアセラミックスまたはアルミナセラミックス等のセラミック筒体を準備する。次に、旋盤にセラミック筒体を固定し、外周面にダイヤモンド砥石によって旋盤加工を施すことにより形成される。または、回転する砥石にセラミック筒体を押し当てながら、回転させることによって円形状に形成される。最後に、貫通孔１ｃに光ファイバ２を挿通して固定した後、半導体レーザなどの発光素子への近端反射による戻り光を抑制するため、後端面１ｂを光軸に垂直な面に対して２°〜１０°、好ましくは４°〜８°傾斜するように、光ファイバ２とともに研磨加工する。
【００４８】
後端面１ｂはフェルール１の後端部の錐形状を斜めに研磨加工して形成される。例えば、フェルール１の後端部形状が円錐であると、後端面１ｂは楕円形状に形成される。この後端面１ｂをフェルール１の後端側の軸上から観ると、円形状に見える。ただし、フェルール１の外周面に対し、後端面１ｂの円形の中心は傾斜方向に偏心して見える。これによって、後端面１ｂの傾斜方向を判定することができる。
【００４９】
従来の、例えば図６に示すセラミックキャピラリ４１ｂであれば、傾斜した後端面の傾斜方向は、セラミックキャピラリ４１ｂを側方から観て判定する必要があった。このため、磁石４５ｂ等を取り付ける前に傾斜面の傾斜方向を示すマーキング等を金属フェルール４２の外周面等に施しておく必要があったが、フェルール１の場合は、後端側から観ても判定することができるので、後述のホルダ１２等に固定した後でも後端面１ｂの傾斜方向を容易に判定することができる。
【００５０】
また、光レセプタクルに使用する場合、フェルール１の先端面１ａは、図示しない光コネクタのプラグフェルール先端と当接するために、Ｒ＝７ｍｍ〜２５ｍｍの曲面研磨加工が施される。
【００５１】
次に、光アイソレータ素子３をフェルール１の後端面１ｂに接着する。光アイソレータ素子３の光軸に垂直な面への投影面積は、後端面１ｂの光軸に垂直な面への投影面積と同じかそれ以下とされているのが好ましい。即ち、光アイソレータ素子３は、後端面１ｂの外周に囲まれた領域内に設置できる大きさであることが好ましい。これは、後端面１ｂに接合する光アイソレータ素子３が、後端面１ｂから横にはみ出ることが無く後端面１ｂ内
に収容できるようにするためである。また、光アイソレータ素子が磁石１０の内周面に接触しないようにするためである。
【００５２】
光アイソレータ素子３は、偏光子３ａと、ファラデー回転子３ｂと、検光子３ｃとを順に貼り合わせたもので、偏光子３ａと検光子３ｃの透過偏波面の角度が４５°となるよう回転調芯されて、各々接着剤により張り合わせ固定される。そして、フェルール１の後端面１ｂの外周内に収容される大きさの直方体形状に裁断して作製される。
【００５３】
また、図１（ａ），図１（ｂ）に示すように、光アイソレータ素子３は、入射面及び出射面が光軸に垂直な面に対し、後端面１ｂの研磨角度に合わせて所定角度傾いており、側面が光軸に平行な平行六面体とされているものとするとなおよい。後端面１ｂは光軸に垂直な面に対して傾斜する面とされているので、この場合、後端面１ｂは楕円形状となる。そこで、光アイソレータ素子３の光入射面及び出射面は長方形状とし、偏波角度に対して所定角度の関係にした長辺を後端面１ｂの長径方向になるようにして貼り付けるとよい。
【００５４】
裁断した光アイソレータ素子３は、フェルール１の後端面１ｂに接着する等によって固定される。フェルール１の後端面１ｂに液状の接着剤を滴下すると、接着剤の表面張力で丸く盛り上がるように後端面１ｂに濡れ広がる。その上に、光アイソレータ素子３を載置すると、接着剤の表面張力によって、光アイソレータ素子３が後端面１ｂの中心位置に移動するので、その位置で光アイソレータ素子３を後端面１ｂに押圧して密着させ、接着剤を固化させるとよい。
【００５５】
このように、光アイソレータ素子３の外寸および後端面１ｂの外径を適切に設定すれば、接着剤の表面張力を利用して、光アイソレータ素子３の中心が後端面１ｂの中心とほぼ一致するように、したがって光ファイバ２の端面を覆うように接着することができる。
【００５６】
光学素子３としては、光アイソレータ素子３の他に、偏光子，複屈折結晶，偏光ビームスプリッタ，波長フィルター等を挙げることができる。偏光子、複屈折結晶、偏光ビームスプリッタを用いると、偏光選択機能を有する光学素子付きファイバスタブ４を提供することができる。また、波長フィルターを用いると、波長選択機能を有する光学素子付きファイバスタブ４を提供することができる。
【００５７】
図３は、図１に示す光学素子付きファイバスタブ４を用いた光学素子付き光レセプタクル１０の例を示す。光学素子付き光レセプタクル１０は、光学素子付きファイバスタブ４の後端部を保持するホルダ１２と、光学素子付きファイバスタブ４の先端側が挿入されたスリーブ１３とを有している。また、スリーブ１３を保護するとともに保持するスリーブケース１４が用いられる場合もある。
【００５８】
ホルダ１２の材料としてはＳＵＳ３０４等の耐食性と溶接性に優れたステンレス材がよく用いられるが、鉄、ニッケルまたはその合金などの溶接が可能な金属材料が用いられることもある。
【００５９】
ホルダ１２は、中央部に挿通孔１２ａを有する筒形状のもので、挿通孔１２ａにはファイバスタブ４が圧入される。ファイバスタブ４におけるフェルール１の先端面１ａに押圧力を加えながら、後端面１ｂ側から後端面１ｂが挿通孔１２ａの反対側の開口近くの規定位置まで挿通孔１２ａ内に圧入される。
【００６０】
次に、フェルール１の後端面１ｂに上記光アイソレータ素子等の光学素子３が接着される。後端面１ｂが傾斜面であったとしても、上述のとおり傾斜方向を容易に判定することができるし、後端面１ｂの中心位置に光学素子を接着する作業も容易に行なうことができ
る。
【００６１】
その後、ファイバスタブ４の先端側にスリーブ１３の一端を被せるように挿入し、スリーブ１３の外側にスリーブケース１４を被せるとともに、その一端をホルダ１２の挿通孔１２ａの開口部を座刳って設けた穴に挿入してスリーブケース１４を固定する。
【００６２】
スリーブ１３は、燐青銅やセラミック材料等から成る円筒形状のもので、軸方向全体にスリット加工した割スリーブを用いることができる。特に、ジルコニアセラミック製の割スリーブ１３がよく用いられる。また、スリットの無い精密スリーブ１３を用いてもよい。
【００６３】
スリーブ１３の他端側の開口には光コネクタ用のプラグフェルール（不図示）の先端が挿入されて保持される。そして、スリーブ１３内でこのプラグフェルールの先端面とファイバスタブ４の先端面とが突き合わされることによって、ファイバスタブ４内の光ファイバ２とプラグフェルール内の光ファイバとが同軸上に保持され、光学的に接続される。
【００６４】
スリーブケース１４は、金属またはプラスチック等の材料を用いて円筒状に形成される。その内部に、割スリーブ１３の全体がスリーブケース１４の内壁と離間した状態で収納される。これによって、プラグフェルールが割スリーブ１３に挿入されるときに、割スリーブ１３が拡径できるようにされている。
【００６５】
ところで、光学素子３が、光アイソレータのようにファラデー回転子３ｂを含むものである場合、ホルダ１２の後端部に光学素子３を取り囲むように円筒形状の磁石１５が固着される場合がある。これによって、ファラデー回転子３ｂに磁気光学効果を生じさせて、光アイソレータ等の機能を発揮させる。
【００６６】
磁石１５は、内径が光学素子３を収容可能な、例えば直径０．６ｍｍ〜０．８ｍｍで、外径は、挿通孔１２ａの開口周囲に接合するために、挿通孔１２ａより大きな直径の円筒形状を有する。フェルール１の後端面１ｂも磁石１５の内側に配置されるようにすると、光学素子３が磁石１５内の磁界内に設置されることになるので、好ましい。
【００６７】
磁石１５は、例えば、ホルダ１２の後端面１２ｂに接着剤等を介して接合される。また、ホルダ１２の後端面１２ｂに磁石１５の一部を収容する座刳り穴１２ｃを設け、磁石１５を座刳り穴１２ｃ内に接着して固定すると、磁石１５を強固に保持することができるので好ましい。例えば、後述するように、光レセプタクル１０の光軸調芯時に、磁石１５がレンズホルダ２６に接触しても磁石１５が剥離し難いものとなり、信頼性が向上する。
【００６８】
また、磁石１５を接着剤等を介してホルダ１２に接着する際に、接着剤がホルダ１２の挿通孔１２ａ側に流れこむ場合があるが、ファイバスタブ４の後端側外周面１ｅがテーパ面に形成されているので、挿通孔１２ａと後端部外周面１ｅとの間に空間ができ、この空間によって流れこんだ接着剤が留められる。これによって、磁石１５固定用の接着剤が光アイソレータ素子３まで達しないので、光アイソレータ素子３の接着信頼性が向上する。さらにファイバスタブ４とホルダ１２とが接着されることになるので、ファイバスタブ４の保持力も向上する。
【００６９】
次に、図４は、図３の光レセプタクル１０を用いた光モジュール２０の例を示す。
【００７０】
光モジュール２０は、半導体パッケージの内部にレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子を収容した光学ユニット２１の金属スリーブ２７と、光レセプタクル１０のホルダ１２とをレーザ溶接等で接合したものである。なお、図４において、光モジュール２０内の配
線やその他のモニター用ＰＤ（フォトダイオード）等の周辺素子は省略して示した。
【００７１】
図４の光モジュールは、光アイソレータ付き光レセプタクル１０と、その後端側に取り付けられた光学ユニット２１から構成される。
【００７２】
光学ユニット２１は、半導体レーザ２２、ヒートシンク２３、金属ステム２４、レンズ２５及びレンズホルダ２６とから構成される。
【００７３】
半導体レーザ２２は、ヒートシンク２３上に半田により搭載されている。ヒートシンク２３は、円柱状の金属ステム２４の平面に支持部を垂直に突出させて同じく半田により搭載固定されている。
【００７４】
レンズホルダ２６は、金属ステム２４の円柱面周囲を覆うように円筒状に形成されており、抵抗溶接可能な材質から成る。レンズホルダ２６は、半導体レーザ２２やヒートシンク２３を収納するように固定されている。また、レンズホルダ２６には、レンズ２５が半導体レーザ２２のレーザ光路の下流側の内周２６ａに低融点ガラスなどにより固定される。
【００７５】
また、光アイソレータ付き光レセプタクル１０は、光アイソレータ付きファイバスタブ４、金属ホルダ１２、スリーブ１３及びスリーブケース１４から構成される。
【００７６】
光モジュール２０は、光モジュール２０から出射されるレーザ光が光レセプタクル１０に固定されたファイバスタブ４の光ファイバ２と結合するように位置調整を行ない、その位置で光モジュール２０の金属スリーブ２７と光レセプタクル１０のホルダ１２とをスポット溶接等を用いて固定することによって組み立てられる。
【００７７】
光モジュール２０において、レーザダイオード等の発光素子２２から励起された光信号は、レンズ２５によって、光アイソレータ素子３を通過し、光ファイバ２の端面に集光される。光ファイバ２の端面に集光されて光ファイバ２に光結合した光信号は、ファイバスタブ４の先端面１ａに当接されたプラグフェルールの光ファイバに接続され、光コネクタの外部へ伝送される。光ファイバ２とプラグフェルールの光ファイバとの接続点、その他、光信号が反射されて光ファイバ２を逆方向に進行する光信号は、光アイソレータ素子３によって遮断され、発光素子２２に戻るのを阻止される。
【００７８】
なお、図１〜４に示した実施形態では、ファイバスタブ４の後端面１ｂに固定する光学素子３が磁石１５を用いる磁石付光アイソレータである場合について説明したが、本件発明はこれに限られない。ファイバスタブ４の後端面１ｂに固定する光学素子３であって、ファイバスタブ４中の光ファイバ２に対して位置合わせする必要のあるものであれば、どのようなものでも良い。
【００７９】
例えば、光学素子３は、磁石１５の必要のない光アイソレータであっても良い。例えば、ラッチングガーネットは、それ自身が磁力をもっているため、ラッチングガーネットをファラデー回転子に用いることで、磁石レス光アイソレータが構成できる。磁石レス光アイソレータであれば、ファイバスタブ４の先端に設けた後端面１ｂに光アイソレータ素子３を接着した後、磁石１５をその周りのホルダ１２に固定する必要がない。
【００８０】
また、ファイバスタブ４の後端に固定する光学素子は、全反射ミラーコートを施したファラデー回転子と磁石から成るファラデー・ローテータ・ミラー（Faraday Rotator Mirror）であっても良い。この場合も、上記磁石付光アイソレータの場合と同様の効果を得ることができる。尚、ファラデー・ローテータ・ミラー付ファイバスタブは、光センサ用途
に適している。
【００８１】
さらに、光学素子は、単にＡＲコートを施したガラスであっても良い。このガラスをファイバスタブの後端に設けることにより、レーザ光の戻り光を抑制することができる。また、ガラス表面に誘電体を多層コートしたフィルターとしたものあってもよい。
【００８２】
以上、光学素子付きファイバスタブ４は、ファイバスタブ４の光入射側の後端側外周面１ｅにテーパ面を設け、その後端面１ｂを斜め研磨したことで、研磨量を少なくでき、テーパ面形成時の作業時間を、従来の段加工を行なう時間に比較して半分以下に低減できる。砥石側を回転させる等の加工方法を用いれば、２０％程度に低減することもできた。また、後端面１ｂの軸ズレも少ないものとすることができた。さらに、後端面１ｂの外周に欠け等の欠損を生じることも少なく、従来の段付きファイバスタブに対し、加工時間を短縮することができて生産性に優れ、機械的強度も良好なフェルール１を加工することができた。
【００８３】
そして、このようなフェルール１の光軸に垂直な面への投影面積がフェルール１の光軸に垂直な断面への面積より小さい後端面１ｂを有し、フェルール１の後端側外周面１ｅにテーパ面を有する形状のファイバスタブ４とすることで、小型の光アイソレータ素子３を精度良く搭載可能で、機械的強度にも優れるファイバスタブ４を提供することができ、このファイバスタブ４を用いた組立容易で低コストな光レセプタクル１０および光モジュール２０を提供することが可能となった。
【００８４】
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の一例では、フェルール１の先端面１ａ側がＰＣ研磨される例を示したが、本光学素子付きファイバスタブ４は、先端面１ａ側の形状には限定されない。例えば、先端面１ａがＰＣ研磨されず、光ファイバ２が先端面１ａで切断されていないものであってもよい。このような光学素子付きファイバスタブ４をＳＵＳフェルールに圧入することによって、いわゆる光ファイバピグテールとすることもできる。
【００８５】
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。
【符号の説明】
【００８６】
１：フェルール、
１ａ：先端面、
１ｂ：後端面、
１ｅ：テーパ面、
２：光ファイバ、
３：光学素子、
４：光学素子付きファイバスタブ、
１０：光学素子付き光レセプタクル、
１２：ホルダ、
１２ａ：挿通孔
１２ｃ：座刳り穴
１３：スリーブ、
１４：スリーブケース、
１５：磁石、
２０：光モジュール
２１：光学ユニット
２２：発光素子
２３：ヒートシンク
２４：金属ステム
２５：レンズ
２６：レンズホルダ
２７：金属スリーブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アイソレータ素子やファラデー・ローテータ・ミラー等の光学素子を搭載したファイバスタブ、ならびにこれを用いた光レセプタクルおよび光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信において、半導体レーザ素子への戻り光を防止する等の目的では光アイソレータが用いられる。光アイソレータは、例えば光レセプタクル内に固定される。図５に従来の光レセプタクルの例を断面図で示す。
【０００３】
従来の光レセプタクル３０は、フェルール３１ｂに光ファイバ３１ａが挿通されたファイバスタブ３１と、ファイバスタブ３１の後端側を保持するホルダ３２と、ファイバスタブ３１の先端側に挿着されたスリーブ３３と、スリーブ３３の外側を覆い、ホルダ３２に保持されたシェル３４とが組み合わされている。ファイバスタブ３１の後端面には光アイソレータ素子３５ａおよび磁石３５ｂから成る光アイソレータ３５が固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
半導体レーザ素子（図示せず）は、光レセプタクル３０の後端側（図の左側）に配置される。そして光レセプタクル３０の先端側（図の右側）から半導体レーザ素子に進入する戻り光は、光アイソレータ３５によって遮断される。このようにして、半導体レーザ素子の動作が戻り光の影響を受けないようにされている。
【０００５】
ところで、ファイバスタブ３１の後端面上における光アイソレータ３５の固定位置が光軸位置からずれると、挿入損失が大きくなるので、光アイソレータ素子３５ａのファイバスタブ３１への固定作業は注意深く行なう必要があった。そこで、光アイソレータの固定作業を容易にする方法が案出されている。
【０００６】
図６は、光アイソレータが固定された光ファイバピグテール４０の例を示す（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
図６において、光アイソレータ４５は光アイソレータ素子４５ａおよび磁石４５ｂから成る。セラミックキャピラリ４１ｂの後端部（図の左側部）外径は、光アイソレータ素子４５ａの外接円の直径と同じ径に加工されている。一方で、筒状の磁石４５ｂの内径は、光アイソレータ素子４５ａの外接円およびセラミックキャピラリ４１ｂの外径とちょうど嵌め合う寸法とされ、磁石４５ｂの内径部分によって光アイソレータ素子４５ａを位置決めして固定できるようにしてある。これによって、光アイソレータ素子４５ａが光軸からずれて固定されないようにしてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−９３６９５号公報
【特許文献２】特開２００２−８２３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、光アイソレータ３５，４５をより小型にすることによって、光レセプタクル２０
や光ファイバピグテール４０等をより安価なものにしたいとの要請がある。上記光ファイバピグテール４０において、光アイソレータ素子４５ａを小さくすると、これに伴って、セラミックキャピラリ４１ｂの外形の研削加工量が増大する。研削加工量の増大は、加工時間の増加による加工工賃の上昇を招く。さらに、セラミックキャピラリ４１ｂの光アイソレータ素子４５ａを搭載する突起部分の周面および突起の付け根部分等の加工精度が要求され、生産性が上がらないという問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明は、加工容易で生産性に優れ、小型の光アイソレータ素子等光学素子を精度良く搭載可能なファイバスタブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る光学素子付きファイバスタブは、フェルールと、このフェルールの先端面から後端面にかけて軸方向に設けられた貫通孔に挿入された光ファイバと、前記後端面に、前記貫通孔の開口を覆うように取り付けられた光学素子とを備えており、光軸に垂直な面への前記後端面の投影面積が前記フェルール全体の投影面積よりも小さく、前記フェルールの後端側外周面が前記後端面に向けてテーパ面とされていることを特徴とする。
【００１２】
上記光学素子付きファイバスタブにおいて、前記後端側外周面は、前記後端面側でテーパ角度が小さくなっているのが好ましい。
【００１３】
また、前記光学素子の取り付け面は、前記後端面の内側にあるのが好ましい。
【００１４】
前記後端面を含む平面への前記光学素子の投影面積は前記後端面の外周の内側面積以下であるのが好ましい。
【００１５】
さらに、前記後端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜面であるのが好ましい。
【００１６】
光軸に垂直な面への前記後端面の投影形状は円形状であるのが好ましい。
【００１７】
前記光学素子が、ファラデー回転子を含むことがある。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る光学素子付き光レセプタクルは、上記光学素子付きファイバスタブと、筒形状であり、一方端に光コネクタのプラグフェルールが挿入される開口を有するとともに、他方端の開口に前記フェルールの先端側が挿入されたスリーブと、挿通孔を有し、前記フェルールの後端側が前記挿通孔に挿入されたホルダとを有することを特徴とする。
【００１９】
前記光学素子が、ファラデー回転子を含み、前記ホルダの前記挿通孔の後端側の開口の周囲に前記光学素子に磁界を加える磁石が固定されているのがよい。
【００２０】
また、この場合、前記ホルダの前記挿通孔の後端側の開口の周囲に、前記磁石の一部を埋め込む座刳り穴が形成されているのが好ましい。
【００２１】
そして、前記光学素子付きファイバスタブの前記後端面が前記磁石の内側に位置するように、前記フェルールが前記ホルダに挿入されているのが好ましい。
【００２２】
本発明の一実施形態に係る光モジュールは、発光素子を有する光学ユニットと、上記光学素子付き光レセプタクルとを備え、前記発光素子の光が、前記光学素子に入射されるように前記光学ユニットと前記光レセプタクルとが固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一実施形態に係る光学素子付きファイバスタブによれば、後端面に、貫通孔の開口を覆うように接合された光学素子を備えており、光軸に垂直な面への後端面の投影面積がフェルール全体の投影面積よりも小さく、フェルールの後端側外周面が後端面に向かってテーパ面であることから、後端面を光学素子の取り付け面に合わせて小さく加工するのが容易で生産性に優れる。また、後端面を光学素子の形状に合わせて小さく加工でき、光学素子の位置合わせが容易である。
【００２４】
上記光学素子付き光レセプタクルにおいて、後端側外周面が、後端面側でテーパ角度が小さくなる形状を有する場合は、後端面と後端側外周面との間に形成される角を尖鋭なものにし、後端側外周面の長さを短くすることができるので、ファイバスタブの長さを短いものとすることができる。
【００２５】
光学素子の取り付け面は、後端面の内側にあるようにすると、光学素子の位置合わせがより容易なものとできる。
【００２６】
この場合、後端面を含む平面への光学素子の投影面積が後端面の外周の内側面積以下であるようにすると、光学素子の位置合わせが容易である。
【００２７】
また、上記光学素子付き光レセプタクルにおいて、後端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜面としておくと、光学素子が光軸に対して傾斜して取り付けられるので、光学素子の表面で反射した光が同じ光路を戻ることを防ぐことができる。また、傾斜面の傾斜方向をファイバスタブの後端側から見て判断することができる。
【００２８】
後端面の光軸に垂直な面への投影形状が円形状になるようにすると、フェルールの後端側外周面の加工を容易なものとできる。
【００２９】
光学素子がファラデー回転子を含むと、光路上で光信号を処理することができ、偏光選択機能を有するコンパクトな装置とすることができる。
【００３０】
本発明の一実施形態に係る光レセプタクルによれば、ホルダ部分に上記機械的強度に優れるファイバスタブが挿入されるので、組立が容易な光レセプタクルとすることができる。
【００３１】
また、光学素子がファラデー回転子を含むもので、ホルダの挿通孔の後端側の開口の周囲に光学素子に磁界を加える磁石を固定するようにすると、光アイソレータを組み込んだ光レセプタクルとすることができる。
【００３２】
ホルダの挿通孔の後端側の開口の周囲に、磁石の一部を埋め込む座刳り穴が形成されていると、磁石の位置合わせが容易で、外れにくいものとできる。
【００３３】
本発明の一実施形態に係る光モジュールによれば、上記光レセプタクルが用いられ、組立容易で、高機能な光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は、本発明の光アイソレータ付きファイバスタブの実施の形態の一例を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の光アイソレータ付きファイバスタブの後端面部分を拡大した斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の光アイソレータ付きファイバスタブの実施の形態の他の例を示す縦断面図である。
【図３】図１の光アイソレータ付きファイバスタブを用いた光レセプタクルの例を示す縦断面図である。
【図４】図３の光レセプタクルを用いた光モジュールの例を示す縦断面図である。
【図５】従来の光アイソレータ付きファイバスタブを用いた光レセプタクルの例を示す縦断面図である。
【図６】従来の光ファイバピグテールの例を示す要部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態の各例を図を用いながら説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態に係る光学素子付きファイバスタブ４の中心軸を含む断面を示す縦断面図である。
【００３７】
ファイバスタブ４は、ジルコニアセラミックスまたはアルミナセラミックスなどのセラミック材、またはガラス材等からなるフェルール１の先端面１ａから後端面１ｂにかけて中央軸方向に設けられた貫通孔１ｃに光ファイバ２が挿通されたものである。光ファイバ２は、接着剤によりフェルール１に保持されている。
【００３８】
フェルール１の中心軸に直交する面に投影したファイバスタブ４の後端面１ｂの面積は、この直交する面におけるフェルール１の投影面積よりも小さい。すなわち、後端面１ｂはフェルール１の中央部の断面よりも小さい。そして、フェルール１の後端側外周面１ｅは、この面積の小さい後端面１ｂに向けて先細りとなるテーパ面とされている。
【００３９】
後端面１ｂには貫通孔１ｃの開口が開いており、この開口を覆うように光学素子３が接置される。貫通孔１ｃには、光ファイバ２が挿入されているので、光ファイバ２の光軸を横切って光学素子３が光路に接続されることになる。
【００４０】
後端面１ｂの外径および光学素子３の幅は、少なくとも後述する半導体レーザから入射されるビームのスポット径よりも大きくする必要がある。ビームのスポット径は、一般に直径０．１ｍｍ〜０．２ｍｍである。一方、光学素子３は、コスト的な要請によって、できるだけ幅が小さいものとするのが望ましい。例えば、幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ〜１．０ｍｍの平行六面体形状のものが用いられる。この光学素子３の大きさに対応させて、後端面１ｂの外径は、例えば、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍとされる。ビームのスポット径をさらに小さく絞ることができる場合、さらに小径とすることもできる。なお、フェルール１は１．２５ｍｍまたは２．５ｍｍの外径規格のものがよく用いられる。
【００４１】
光学素子３および後端面１ｂの大きさは、光学素子３の側面または角が外周面１ｂの外周位置になっても、この側面または角に対向する反対側の側面または角が光ファイバ２を横切って向こう側となる大きさとしてある。すなわち光学素子３を後端面１ｂの内側に取り付けたとき、光学素子３が必ず光ファイバ２の端面を覆うような大きさ関係としてある。
【００４２】
フェルール１のテーパ面が設けられる後端側外周面１ｅの長さは、短いほうがファイバスタブ４を小型化する観点から望ましいが、短くするためにテーパ角（または、テーパ面の勾配角度）を大きくすると、後端面１ｂとテーパ面との間に形成される角の角度が大きな鈍角となり、後端面１ｂに塗布した液状の接着剤が表面張力によって後端面１ｂに留まらなくなる場合がある。そのため、テーパ角は４５°またはそれ以下とするのがよい。
【００４３】
そこで、図２（ａ），図２（ｂ）に示すように後端側外周面１ｅを多段テーパ面または
凹曲面によって形成すると、テーパ面の後端面１ｂ側のテーパ角度（テーパ面の勾配角度）αを小さくしながらテーパ面が設けられる後端側外周面１ｅの長さＬを短いものとすることができる。図２（ａ）において、テーパ面の勾配角度が２つの２段テーパ面としているが、３段以上のテーパ面としても問題はない。図２（ｂ）はテーパ面のテーパ角度が先端面１ａ側から後端面１ｂ側に向かうにしたがって連続的に小さくなる凹曲面となっている。これら例のように、後端面１ｂ側のテーパ角または勾配角度αが先端面１ａ側のテーパ角または勾配角度βより小さくなるようにするのが好ましい。
【００４４】
また、後端側外周面１ｅとフェルール１の残部外周面との間には、図２（ｃ）に示すように、面取り部を設けて角を滑らかにしておくのがよい。例えば、勾配角Ｃが２０°〜３０°の面取り面とする。さらにＲ＝０．１ｍｍ程度の面取りを設ければ、なお良い。
【００４５】
尚、テーパ面（後端側外周面１ｅ）は円錐形状には限定されない。例えば、後端側外周面１ｅは、断面が楕円形の形状であっても良いし、断面が矩形等の多角錐形状であっても良い。例えば断面が矩形のテーパ面１ｅは、フェルール１の後端をダイシングすることによって作製することもできる。
【００４６】
このようなフェルール１は、例えばセラミックス材を用いて、以下のようにして作製される。
【００４７】
先ず、所定長さの筒状に整形して焼成したジルコニアセラミックスまたはアルミナセラミックス等のセラミック筒体を準備する。次に、旋盤にセラミック筒体を固定し、外周面にダイヤモンド砥石によって旋盤加工を施すことにより形成される。または、回転する砥石にセラミック筒体を押し当てながら、回転させることによって円形状に形成される。最後に、貫通孔１ｃに光ファイバ２を挿通して固定した後、半導体レーザなどの発光素子への近端反射による戻り光を抑制するため、後端面１ｂを光軸に垂直な面に対して２°〜１０°、好ましくは４°〜８°傾斜するように、光ファイバ２とともに研磨加工する。
【００４８】
後端面１ｂはフェルール１の後端部の錐形状を斜めに研磨加工して形成される。例えば、フェルール１の後端部形状が円錐であると、後端面１ｂは楕円形状に形成される。この後端面１ｂをフェルール１の後端側の軸上から観ると、円形状に見える。ただし、フェルール１の外周面に対し、後端面１ｂの円形の中心は傾斜方向に偏心して見える。これによって、後端面１ｂの傾斜方向を判定することができる。
【００４９】
従来の、例えば図６に示すセラミックキャピラリ４１ｂであれば、傾斜した後端面の傾斜方向は、セラミックキャピラリ４１ｂを側方から観て判定する必要があった。このため、磁石４５ｂ等を取り付ける前に傾斜面の傾斜方向を示すマーキング等を金属フェルール４２の外周面等に施しておく必要があったが、フェルール１の場合は、後端側から観ても判定することができるので、後述のホルダ１２等に固定した後でも後端面１ｂの傾斜方向を容易に判定することができる。
【００５０】
また、光レセプタクルに使用する場合、フェルール１の先端面１ａは、図示しない光コネクタのプラグフェルール先端と当接するために、Ｒ＝７ｍｍ〜２５ｍｍの曲面研磨加工が施される。
【００５１】
次に、光アイソレータ素子３をフェルール１の後端面１ｂに接着する。光アイソレータ素子３の光軸に垂直な面への投影面積は、後端面１ｂの光軸に垂直な面への投影面積と同じかそれ以下とされているのが好ましい。即ち、光アイソレータ素子３は、後端面１ｂの外周に囲まれた領域内に設置できる大きさであることが好ましい。これは、後端面１ｂに接合する光アイソレータ素子３が、後端面１ｂから横にはみ出ることが無く後端面１ｂ内
に収容できるようにするためである。また、光アイソレータ素子が磁石１０の内周面に接触しないようにするためである。
【００５２】
光アイソレータ素子３は、偏光子３ａと、ファラデー回転子３ｂと、検光子３ｃとを順に貼り合わせたもので、偏光子３ａと検光子３ｃの透過偏波面の角度が４５°となるよう回転調芯されて、各々接着剤により張り合わせ固定される。そして、フェルール１の後端面１ｂの外周内に収容される大きさの直方体形状に裁断して作製される。
【００５３】
また、図１（ａ），図１（ｂ）に示すように、光アイソレータ素子３は、入射面及び出射面が光軸に垂直な面に対し、後端面１ｂの研磨角度に合わせて所定角度傾いており、側面が光軸に平行な平行六面体とされているものとするとなおよい。後端面１ｂは光軸に垂直な面に対して傾斜する面とされているので、この場合、後端面１ｂは楕円形状となる。そこで、光アイソレータ素子３の光入射面及び出射面は長方形状とし、偏波角度に対して所定角度の関係にした長辺を後端面１ｂの長径方向になるようにして貼り付けるとよい。
【００５４】
裁断した光アイソレータ素子３は、フェルール１の後端面１ｂに接着する等によって固定される。フェルール１の後端面１ｂに液状の接着剤を滴下すると、接着剤の表面張力で丸く盛り上がるように後端面１ｂに濡れ広がる。その上に、光アイソレータ素子３を載置すると、接着剤の表面張力によって、光アイソレータ素子３が後端面１ｂの中心位置に移動するので、その位置で光アイソレータ素子３を後端面１ｂに押圧して密着させ、接着剤を固化させるとよい。
【００５５】
このように、光アイソレータ素子３の外寸および後端面１ｂの外径を適切に設定すれば、接着剤の表面張力を利用して、光アイソレータ素子３の中心が後端面１ｂの中心とほぼ一致するように、したがって光ファイバ２の端面を覆うように接着することができる。
【００５６】
光学素子３としては、光アイソレータ素子３の他に、偏光子，複屈折結晶，偏光ビームスプリッタ，波長フィルター等を挙げることができる。偏光子、複屈折結晶、偏光ビームスプリッタを用いると、偏光選択機能を有する光学素子付きファイバスタブ４を提供することができる。また、波長フィルターを用いると、波長選択機能を有する光学素子付きファイバスタブ４を提供することができる。
【００５７】
図３は、図１に示す光学素子付きファイバスタブ４を用いた光学素子付き光レセプタクル１０の例を示す。光学素子付き光レセプタクル１０は、光学素子付きファイバスタブ４の後端部を保持するホルダ１２と、光学素子付きファイバスタブ４の先端側が挿入されたスリーブ１３とを有している。また、スリーブ１３を保護するとともに保持するスリーブケース１４が用いられる場合もある。
【００５８】
ホルダ１２の材料としてはＳＵＳ３０４等の耐食性と溶接性に優れたステンレス材がよく用いられるが、鉄、ニッケルまたはその合金などの溶接が可能な金属材料が用いられることもある。
【００５９】
ホルダ１２は、中央部に挿通孔１２ａを有する筒形状のもので、挿通孔１２ａにはファイバスタブ４が圧入される。ファイバスタブ４におけるフェルール１の先端面１ａに押圧力を加えながら、後端面１ｂ側から後端面１ｂが挿通孔１２ａの反対側の開口近くの規定位置まで挿通孔１２ａ内に圧入される。
【００６０】
次に、フェルール１の後端面１ｂに上記光アイソレータ素子等の光学素子３が接着される。後端面１ｂが傾斜面であったとしても、上述のとおり傾斜方向を容易に判定することができるし、後端面１ｂの中心位置に光学素子を接着する作業も容易に行なうことができ
る。
【００６１】
その後、ファイバスタブ４の先端側にスリーブ１３の一端を被せるように挿入し、スリーブ１３の外側にスリーブケース１４を被せるとともに、その一端をホルダ１２の挿通孔１２ａの開口部を座刳って設けた穴に挿入してスリーブケース１４を固定する。
【００６２】
スリーブ１３は、燐青銅やセラミック材料等から成る円筒形状のもので、軸方向全体にスリット加工した割スリーブを用いることができる。特に、ジルコニアセラミック製の割スリーブ１３がよく用いられる。また、スリットの無い精密スリーブ１３を用いてもよい。
【００６３】
スリーブ１３の他端側の開口には光コネクタ用のプラグフェルール（不図示）の先端が挿入されて保持される。そして、スリーブ１３内でこのプラグフェルールの先端面とファイバスタブ４の先端面とが突き合わされることによって、ファイバスタブ４内の光ファイバ２とプラグフェルール内の光ファイバとが同軸上に保持され、光学的に接続される。
【００６４】
スリーブケース１４は、金属またはプラスチック等の材料を用いて円筒状に形成される。その内部に、割スリーブ１３の全体がスリーブケース１４の内壁と離間した状態で収納される。これによって、プラグフェルールが割スリーブ１３に挿入されるときに、割スリーブ１３が拡径できるようにされている。
【００６５】
ところで、光学素子３が、光アイソレータのようにファラデー回転子３ｂを含むものである場合、ホルダ１２の後端部に光学素子３を取り囲むように円筒形状の磁石１５が固着される場合がある。これによって、ファラデー回転子３ｂに磁気光学効果を生じさせて、光アイソレータ等の機能を発揮させる。
【００６６】
磁石１５は、内径が光学素子３を収容可能な、例えば直径０．６ｍｍ〜０．８ｍｍで、外径は、挿通孔１２ａの開口周囲に接合するために、挿通孔１２ａより大きな直径の円筒形状を有する。フェルール１の後端面１ｂも磁石１５の内側に配置されるようにすると、光学素子３が磁石１５内の磁界内に設置されることになるので、好ましい。
【００６７】
磁石１５は、例えば、ホルダ１２の後端面１２ｂに接着剤等を介して接合される。また、ホルダ１２の後端面１２ｂに磁石１５の一部を収容する座刳り穴１２ｃを設け、磁石１５を座刳り穴１２ｃ内に接着して固定すると、磁石１５を強固に保持することができるので好ましい。例えば、後述するように、光レセプタクル１０の光軸調芯時に、磁石１５がレンズホルダ２６に接触しても磁石１５が剥離し難いものとなり、信頼性が向上する。
【００６８】
また、磁石１５を接着剤等を介してホルダ１２に接着する際に、接着剤がホルダ１２の挿通孔１２ａ側に流れこむ場合があるが、ファイバスタブ４の後端側外周面１ｅがテーパ面に形成されているので、挿通孔１２ａと後端部外周面１ｅとの間に空間ができ、この空間によって流れこんだ接着剤が留められる。これによって、磁石１５固定用の接着剤が光アイソレータ素子３まで達しないので、光アイソレータ素子３の接着信頼性が向上する。さらにファイバスタブ４とホルダ１２とが接着されることになるので、ファイバスタブ４の保持力も向上する。
【００６９】
次に、図４は、図３の光レセプタクル１０を用いた光モジュール２０の例を示す。
【００７０】
光モジュール２０は、半導体パッケージの内部にレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子を収容した光学ユニット２１の金属スリーブ２７と、光レセプタクル１０のホルダ１２とをレーザ溶接等で接合したものである。なお、図４において、光モジュール２０内の配
線やその他のモニター用ＰＤ（フォトダイオード）等の周辺素子は省略して示した。
【００７１】
図４の光モジュールは、光アイソレータ付き光レセプタクル１０と、その後端側に取り付けられた光学ユニット２１から構成される。
【００７２】
光学ユニット２１は、半導体レーザ２２、ヒートシンク２３、金属ステム２４、レンズ２５及びレンズホルダ２６とから構成される。
【００７３】
半導体レーザ２２は、ヒートシンク２３上に半田により搭載されている。ヒートシンク２３は、円柱状の金属ステム２４の平面に支持部を垂直に突出させて同じく半田により搭載固定されている。
【００７４】
レンズホルダ２６は、金属ステム２４の円柱面周囲を覆うように円筒状に形成されており、抵抗溶接可能な材質から成る。レンズホルダ２６は、半導体レーザ２２やヒートシンク２３を収納するように固定されている。また、レンズホルダ２６には、レンズ２５が半導体レーザ２２のレーザ光路の下流側の内周２６ａに低融点ガラスなどにより固定される。
【００７５】
また、光アイソレータ付き光レセプタクル１０は、光アイソレータ付きファイバスタブ４、金属ホルダ１２、スリーブ１３及びスリーブケース１４から構成される。
【００７６】
光モジュール２０は、光モジュール２０から出射されるレーザ光が光レセプタクル１０に固定されたファイバスタブ４の光ファイバ２と結合するように位置調整を行ない、その位置で光モジュール２０の金属スリーブ２７と光レセプタクル１０のホルダ１２とをスポット溶接等を用いて固定することによって組み立てられる。
【００７７】
光モジュール２０において、レーザダイオード等の発光素子２２から励起された光信号は、レンズ２５によって、光アイソレータ素子３を通過し、光ファイバ２の端面に集光される。光ファイバ２の端面に集光されて光ファイバ２に光結合した光信号は、ファイバスタブ４の先端面１ａに当接されたプラグフェルールの光ファイバに接続され、光コネクタの外部へ伝送される。光ファイバ２とプラグフェルールの光ファイバとの接続点、その他、光信号が反射されて光ファイバ２を逆方向に進行する光信号は、光アイソレータ素子３によって遮断され、発光素子２２に戻るのを阻止される。
【００７８】
なお、図１〜４に示した実施形態では、ファイバスタブ４の後端面１ｂに固定する光学素子３が磁石１５を用いる磁石付光アイソレータである場合について説明したが、本件発明はこれに限られない。ファイバスタブ４の後端面１ｂに固定する光学素子３であって、ファイバスタブ４中の光ファイバ２に対して位置合わせする必要のあるものであれば、どのようなものでも良い。
【００７９】
例えば、光学素子３は、磁石１５の必要のない光アイソレータであっても良い。例えば、ラッチングガーネットは、それ自身が磁力をもっているため、ラッチングガーネットをファラデー回転子に用いることで、磁石レス光アイソレータが構成できる。磁石レス光アイソレータであれば、ファイバスタブ４の先端に設けた後端面１ｂに光アイソレータ素子３を接着した後、磁石１５をその周りのホルダ１２に固定する必要がない。
【００８０】
また、ファイバスタブ４の後端に固定する光学素子は、全反射ミラーコートを施したファラデー回転子と磁石から成るファラデー・ローテータ・ミラー（Faraday Rotator Mirror）であっても良い。この場合も、上記磁石付光アイソレータの場合と同様の効果を得ることができる。尚、ファラデー・ローテータ・ミラー付ファイバスタブは、光センサ用途
に適している。
【００８１】
さらに、光学素子は、単にＡＲコートを施したガラスであっても良い。このガラスをファイバスタブの後端に設けることにより、レーザ光の戻り光を抑制することができる。また、ガラス表面に誘電体を多層コートしたフィルターとしたものあってもよい。
【００８２】
以上、光学素子付きファイバスタブ４は、ファイバスタブ４の光入射側の後端側外周面１ｅにテーパ面を設け、その後端面１ｂを斜め研磨したことで、研磨量を少なくでき、テーパ面形成時の作業時間を、従来の段加工を行なう時間に比較して半分以下に低減できる。砥石側を回転させる等の加工方法を用いれば、２０％程度に低減することもできた。また、後端面１ｂの軸ズレも少ないものとすることができた。さらに、後端面１ｂの外周に欠け等の欠損を生じることも少なく、従来の段付きファイバスタブに対し、加工時間を短縮することができて生産性に優れ、機械的強度も良好なフェルール１を加工することができた。
【００８３】
そして、このようなフェルール１の光軸に垂直な面への投影面積がフェルール１の光軸に垂直な断面への面積より小さい後端面１ｂを有し、フェルール１の後端側外周面１ｅにテーパ面を有する形状のファイバスタブ４とすることで、小型の光アイソレータ素子３を精度良く搭載可能で、機械的強度にも優れるファイバスタブ４を提供することができ、このファイバスタブ４を用いた組立容易で低コストな光レセプタクル１０および光モジュール２０を提供することが可能となった。
【００８４】
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の一例では、フェルール１の先端面１ａ側がＰＣ研磨される例を示したが、本光学素子付きファイバスタブ４は、先端面１ａ側の形状には限定されない。例えば、先端面１ａがＰＣ研磨されず、光ファイバ２が先端面１ａで切断されていないものであってもよい。このような光学素子付きファイバスタブ４をＳＵＳフェルールに圧入することによって、いわゆる光ファイバピグテールとすることもできる。
【００８５】
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。
【符号の説明】
【００８６】
１：フェルール、
１ａ：先端面、
１ｂ：後端面、
１ｅ：テーパ面、
２：光ファイバ、
３：光学素子、
４：光学素子付きファイバスタブ、
１０：光学素子付き光レセプタクル、
１２：ホルダ、
１２ａ：挿通孔
１２ｃ：座刳り穴
１３：スリーブ、
１４：スリーブケース、
１５：磁石、
２０：光モジュール
２１：光学ユニット
２２：発光素子
２３：ヒートシンク
２４：金属ステム
２５：レンズ
２６：レンズホルダ
２７：金属スリーブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェルールと、該フェルールの先端面から後端面にかけて軸方向に設けられた貫通孔に挿入された光ファイバと、前記後端面に、前記貫通孔の開口を覆うように取り付けられた光学素子とを備えており、光軸に垂直な面への前記後端面の投影面積が前記フェルール全体の投影面積よりも小さく、前記フェルールの後端側外周面が前記後端面に向かってテーパ面であることを特徴とする光学素子付きファイバスタブ。
【請求項２】
前記後端側外周面は、前記後端面側でテーパ角度が小さくなっていることを特徴とする請求項１記載の光学素子付きファイバスタブ。
【請求項３】
前記光学素子の取り付け面は、前記後端面の内側にあることを特徴とする請求項１または２記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項４】
前記後端面を含む平面への前記光学素子の投影面積が前記後端面の外周の内側面積以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光学素子付きファイバスタブ。
【請求項５】
前記後端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項６】
光軸に垂直な面への前記後端面の投影形状が円形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項７】
前記光学素子が、ファラデー回転子を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光学素子付きファイバスタブ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の光学素子付きファイバスタブと、筒形状であり、一方端に光コネクタのプラグフェルールが挿入される開口を有するとともに、他方端の開口に前記フェルールの先端側が挿入されたスリーブと、挿通孔を有し、前記フェルールの後端側が前記挿通孔に挿入されたホルダとを有する光学素子付き光レセプタクル。
【請求項９】
前記光学素子が、ファラデー回転子を含み、前記ホルダの前記挿通孔の後端側の開口の周囲に前記光学素子に磁界を加える磁石が固定されていることを特徴とする請求項８に記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項１０】
前記ホルダの前記挿通孔の後端側の開口の周囲に、前記磁石の一部を埋め込む座刳り穴が形成されていることを特徴とする請求項９記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項１１】
前記光学素子付きファイバスタブの前記後端面が前記磁石の内側に位置するように、前記フェルールが前記ホルダに挿入されていることを特徴とする請求項９または１０記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項１２】
発光素子を有する光学ユニットと、請求項８乃至１１のいずれかに記載の光学素子付き光レセプタクルとを備え、前記発光素子の光が、前記光学素子に入射されるように前記光学ユニットと前記光レセプタクルとが固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１】
フェルールと、該フェルールの先端面から後端面にかけて軸方向に設けられた貫通孔に挿入された光ファイバと、前記後端面に、前記貫通孔の開口を覆うように取り付けられた光学素子とを備えており、光軸に垂直な面への前記後端面の投影面積が前記フェルール全体の投影面積よりも小さく、前記フェルールの後端側外周面が前記後端面に向かってテーパ面であることを特徴とする光学素子付きファイバスタブ。
【請求項２】
前記後端側外周面は、前記後端面側でテーパ角度が小さくなっていることを特徴とする請求項１記載の光学素子付きファイバスタブ。
【請求項３】
前記光学素子の取り付け面は、前記後端面の内側にあることを特徴とする請求項１または２記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項４】
前記後端面を含む平面への前記光学素子の投影面積が前記後端面の外周の内側面積以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光学素子付きファイバスタブ。
【請求項５】
前記後端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項６】
光軸に垂直な面への前記後端面の投影形状が円形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項７】
前記光学素子が、ファラデー回転子を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光学素子付きファイバスタブ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の光学素子付きファイバスタブと、筒形状であり、一方端に光コネクタのプラグフェルールが挿入される開口を有するとともに、他方端の開口に前記フェルールの先端側が挿入されたスリーブと、挿通孔を有し、前記フェルールの後端側が前記挿通孔に挿入されたホルダとを有する光学素子付き光レセプタクル。
【請求項９】
前記光学素子が、ファラデー回転子を含み、前記ホルダの前記挿通孔の後端側の開口の周囲に前記光学素子に磁界を加える磁石が固定されていることを特徴とする請求項８に記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項１０】
前記ホルダの前記挿通孔の後端側の開口の周囲に、前記磁石の一部を埋め込む座刳り穴が形成されていることを特徴とする請求項９記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項１１】
前記光学素子付きファイバスタブの前記後端面が前記磁石の内側に位置するように、前記フェルールが前記ホルダに挿入されていることを特徴とする請求項９または１０記載の光学素子付き光レセプタクル。
【請求項１２】
発光素子を有する光学ユニットと、請求項８乃至１１のいずれかに記載の光学素子付き光レセプタクルとを備え、前記発光素子の光が、前記光学素子に入射されるように前記光学ユニットと前記光レセプタクルとが固定されていることを特徴とする光モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１７０４（Ｐ２０１３−１１７０４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３６７１（Ｐ２０１１−１４３６７１）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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