專利名稱：光插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在與光纖連接器之間將信號與受·發(fā)光元件進行連接的光插座。
背景技術(shù)：
以往的光插座(optical receptacle)1如圖3(A)所示，為一種使用分割套管2的類型。在該光插座1中，帶光纖插芯(stub)4被壓入或利用粘著劑被固定于插芯座(stub holder)3中，并使帶光纖插芯4被具有充分的彈性的分割套管2所把持，且利用分割套管2的封閉材料被封閉保持。光連接器套圈(ferrule)7從該光插座1的分割套管帽5的開口部5a被插入，并利用分割套管2，使光連接器套圈7和帶光纖插芯4沿同軸精密地對準。在光插座1的后方，設(shè)置有光半導(dǎo)體6a、透鏡6b、具有保持它們的座6c的受·發(fā)光元件6，并藉由利用分割套管2使光連接器套圈7和帶光纖插芯4沿同軸被精密地對準，可使受·發(fā)光元件6和光連接器套圈7內(nèi)的光纖7a通過帶光纖插芯4被光學(xué)結(jié)合。
圖3(A)的光插座1為最傳統(tǒng)的類型，是為了利用帶光纖插芯4與光連接器進行同軸連接所考慮的初期的樣式。最近，對傳送裝置自身的小型化的需求增高，且對與其相伴的光插座的短尺寸化的要求也更加嚴格。為了達成該小型化，采用了各種各樣的形式。例如，在專利文獻1中，如圖3(B)所示，為了使短帶光纖插芯4能夠在同軸上精密地對準，且即使帶光纖插芯4短也可在分割套管2中牢固地被保持而不會松動，揭示了一種具有使保持用環(huán)8被壓入分割套管2和分割套管帽5問的構(gòu)造，并由4個構(gòu)件形成的小型的光插座1a。
而且，在專利文獻2中，揭示了一種如圖3(C)所示，不在其整體置入分割，而只在光連接器套圈7的插入側(cè)置入分割，在帶光纖插芯4側(cè)使帶光纖插芯4被粘著固定在沒有分割的分割套管9上，可與上述同樣地，使帶光纖插芯4的全長變短，且精密地在同軸上進行對準的小型的光插座1b。在該光插座1b中，帶光纖插芯4被壓入或利用粘著劑被固定于插芯座3中，上述特殊的分割套管9被固定在帶光纖插芯4上，并以覆蓋分割套管9的形態(tài)而使分割套管帽5被固定，共計使用4個構(gòu)件。
另一方面，在本發(fā)明的發(fā)明者等提出的專利文獻3中，為了確保光纖用毛細管的內(nèi)孔與光纖的同心度，揭示了一種內(nèi)孔表面粗糙度的Ra值為0.1μm到0.5μm的光纖用毛細管，和使用它的帶光纖插芯。
而且，在專利文獻2及專利文獻4中，為了確保套圈對套管的插入性，揭示了一種套圈的外周面及套管的內(nèi)周面，其表面粗糙度的Ra值小于等于0.2μm的光插座。
專利文獻1特開平10-332988號公報專利文獻2特開2003-107288號公報專利文獻3特開2003-149502號公報(US2003095753A1)專利文獻4特開2003-222764號公報上述以往的光插座1作為用于使帶光纖插芯4固定在插芯座3上，并使光連接器套圈7和帶光纖插芯4在同軸上對準的構(gòu)件，使用設(shè)有分割的分割套管2。但是，由于分割套管2只是把持帶光纖插芯4而并不被固定，所以為了在光連接器套圈7插入拔出時不會脫出，需要分割套管帽5。結(jié)果，為了構(gòu)成光插座1最少需要4個構(gòu)件。由于這些構(gòu)件任一個都為用于構(gòu)成該形態(tài)的光插座的必需要素，所以存在不能更加減少構(gòu)件數(shù)，難以削減成本的問題。
而且，為了實現(xiàn)光元件的小型化，在謀求安裝高密度的導(dǎo)光構(gòu)件的基礎(chǔ)上，使帶光纖插芯4盡可能短為佳。但是，當帶光纖插芯4縮短時，分割套管2的把持力變?nèi)?，在光連接器的套圈7被插入分割套管2時，如加有橫向負載，則不能保持同軸的對準。所以，在短帶光纖插芯4的光軸和光連接器套圈7的光軸之間產(chǎn)生角度偏差，無法維持同軸上的精密對準。因此，不能使帶光纖插芯4更加縮短。而且，專利文獻1的光插座雖然能夠達成小型化，但為了使短帶光纖插芯4的光軸和單模態(tài)光纖用的光連接器套圈7的光軸的位置關(guān)系維持穩(wěn)定，需要加強用的保持環(huán)8，存在最終高價構(gòu)件的數(shù)增多的問題。
而且，專利文獻1的光插座雖然能夠達成小型化，但為了穩(wěn)定地維持短的帶光纖插芯4的光軸和單模光纖用的光連接器套圈7的光軸之間的位置關(guān)系，必需具備加固用的保持用環(huán)8，其結(jié)果導(dǎo)致高成本的部件數(shù)增多。
而且，專利文獻2的光插座雖然能夠達成小型化，但需要中途置入縫隙的特殊的分割套管9，需要更加復(fù)雜的加工，所以成本提高無法避免。而且，由于與以往的光插座1同樣地需要分割套管帽5，所以不能使構(gòu)件數(shù)更加減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種維持高精度及高信賴性，小型且構(gòu)件數(shù)少，并且制造成本低廉的光插座。
關(guān)于本發(fā)明的光插座，包括精密套管以及、通過粘著劑固定在精密套管內(nèi)孔的一端的帶光纖插芯和在精密套管的外周被壓入或利用粘著劑被固定的套管座。而且，帶光纖插芯的外周及/或精密套管內(nèi)孔的表面粗糙度的Ra值大于等于0.1μm，小于等于0.5μm。這里所說的[精密套管]，是指不設(shè)有像分割套管那樣的分割，并具有較所插入的光連接器套圈外徑大的內(nèi)徑的管狀的套管。而且，[Ra]為由日本上業(yè)規(guī)格JIS-B-0601(與ISO4287相同的內(nèi)容)所定義的算術(shù)平均粗糙度。
帶光纖插芯的外周及/或精密套管的內(nèi)孔的表面粗糙度，如Ra值小于等于0.1μm，則在帶光纖插芯的外周或精密套管的內(nèi)孔所涂敷的粘著劑不能形成均勻的厚度，存在一種帶光纖插芯接近精密套管的內(nèi)孔側(cè)壁并產(chǎn)生偏心的傾向。
另一方面，在帶光纖插芯的外周，如表面粗糙度的Ra值超過0.5μm，則可以預(yù)見在JIS-B-0601中作為最大粗糙度被定義的Ry值也增大相當?shù)牧浚瑢猛庵鼙砻娲植诙鹊钠骄€所產(chǎn)生的圓的中心，外周的最小外接圓筒的中心位置產(chǎn)生偏離的情況增多，使外周原本的圓度自身實質(zhì)上變差。
在本發(fā)明中，重要的是使帶光纖插芯外周的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm，小于等于0.5μm，且在使所涂敷的粘著劑形成穩(wěn)定并均勻的厚度方面，使Ra值超過0.2μm為佳。而且，從抑制外周的最小外接圓筒的中心對利用表面粗糙度的平均線所產(chǎn)生的圓的中心的位置偏離，更加提高外周的圓度的觀點出發(fā)，使表面粗糙度的Ry值在小于等于4.0μm為佳，另外表面粗糙度的平均線和峰值線的差值δ也在小于等于2.0μm為佳。
而且，如精密套管內(nèi)孔的表面粗糙度的Ra值超過0.5μm，則可以預(yù)見最大粗糙度Ry值也增大相當?shù)牧?，與上述同樣，對利用精密套管內(nèi)孔的表面粗糙度的平均線所產(chǎn)生的圓的中心，內(nèi)孔的最大內(nèi)接圓筒的中心位置產(chǎn)生偏離的情況增多，使內(nèi)孔原本的圓度自身實質(zhì)上變差。
在本發(fā)明中，重要的是使精密套管內(nèi)孔的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm，小于等于0.5μm，并在使所涂敷的粘著劑形成穩(wěn)定并均勻的厚度方面，使Ra值超過0.2μm為佳。而且，從抑制內(nèi)孔的最大內(nèi)接圓筒的中心對利用表面粗糙度的平均線所產(chǎn)生的圓的中心的位置偏離，更加提高內(nèi)孔的圓度的觀點出發(fā)，使表面粗糙度的Ry值在小于等于4.0μm為佳，另外表面粗糙度的平均線和峰值線的差值δ也在小于等于2.0μm為佳。
這種表面粗糙度的外周或內(nèi)孔，可藉由控制帶光纖插芯和精密套管的材料粒子的大小和量而達成。而且，也可利用機械加工而將帶光纖插芯外周的表面粗糙度的Ra值調(diào)節(jié)為大于等于0.1μm，小于等于0.5μm。
作為套管座的材料，可使用金屬或樹脂。特別是以利用不銹鋼和其他的金屬材料形成，并具有所需的剛性、形狀穩(wěn)定性及耐氣候性的較為適合，且由于在光插座的后方所配置的受發(fā)光元件構(gòu)件多不能由金屬制作，所以考慮到熔接性等，以SUS304、SUS430為更佳。
在本發(fā)明中，光纖纖芯對帶光纖插芯的外周的同心度在小于等于0.5μm為佳。
如上述的同心度超過0.5μm，則在利用精密套管保持帶光纖插芯的外周時，存在其內(nèi)孔所保持的光纖的光軸從精密套管的內(nèi)孔的中心偏離0.5μm以上的可能性。而且，如在該光軸的偏離上再累加其他的偏心因數(shù)，則不能使帶光纖插芯的光軸和與其連接的單模態(tài)光纖用的光連接器套圈的光軸，達成實用水平的軸吻合。
在本發(fā)明中，精密套管的內(nèi)孔具有較光纖連接器套圈的外徑大0到1.5μm的內(nèi)徑為佳。
剛性的精密套管的內(nèi)孔，如其內(nèi)徑較光纖連接器套圈的外徑小，則由于其材料沒有足夠的彈性且也未設(shè)有分割，所以不能插入光纖連接器套圈。而且，為了不使連接損失增大，以光纖連接器套圈的外徑和精密套管內(nèi)孔的內(nèi)徑的差小的為佳。較佳的是，精密套管內(nèi)孔的內(nèi)徑較光纖連接器套圈的外徑大，如其差為從0到1.5μm，則帶光纖插芯的光纖纖芯和光纖連接器套圈的光纖纖芯的軸偏離量在小于等于0.5μm，可實現(xiàn)更加穩(wěn)定的連接特性。
構(gòu)成帶光纖插芯的毛細管為微晶玻璃制較佳。這里的毛細管和與帶光纖插芯對合連接的光連接器套圈具有同等的外徑、內(nèi)徑、同心度等尺寸精度為佳。
微晶玻璃作為本發(fā)明的帶光纖插芯的毛細管和精密套管的材料最為適合。當帶光纖插芯的毛細管和精密套管為微晶玻璃制時，除了可由機械加工調(diào)節(jié)表面粗糙度以外，還可由材料組成、熱處理溫度等自如地控制表面粗糙度。作為本發(fā)明所使用的微晶玻璃，只要為具有使毛細管外周的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm，小于等于0.5μm這樣的結(jié)晶粒徑和結(jié)晶量的微晶玻璃就可以使用，例如其結(jié)晶粒徑為從0.1μm到1.0μm左右，而作為結(jié)晶量為從30到70重量％，就較為適合。
而且，在本發(fā)明中，精密套管可采用玻璃制或微晶玻璃制。
在精密套管為玻璃或微晶玻璃材質(zhì)的情況下，可不由機械加工調(diào)節(jié)尺寸，而利用延伸成形技術(shù)進行制造，所以可利用量產(chǎn)而謀求成本的降低，較為適合。在精密套管為玻璃制的情況下，可在廣泛的組成范圍中進行延伸成形，所以對需要調(diào)整熱膨脹系數(shù)的場合有利。而且，在精密套管為微晶玻璃制的情況下，可一次性進行成形和表面粗糙度的調(diào)整，所以作為材質(zhì)是最合適的。另一方面，在本發(fā)明中作為精密套管所使用的微晶玻璃，只要為析出使內(nèi)孔的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm，且小于等于0.5μm這樣的結(jié)晶的微晶玻璃就可以使用，特別是以在非晶質(zhì)玻璃中析出的主結(jié)晶的結(jié)晶粒徑為從0.1μm到1.0μm左右的較佳，例如作為主結(jié)晶而含有β-鋰輝石固溶體等的較為適合。
本發(fā)明的光插座，其粘著劑含有大于等于10體積％的最大粒徑小于等于0.5μm，且平均粒徑小于等于0.3μm的填充物為佳。
當填充物的最大粒徑在大于等于0.5μm，或平均粒徑在大于等于0.3μm時，填充物自身不能在精密套管和帶光纖插芯的間隙中均勻地填充。而且，當使帶光纖插芯變細，增大精密套管和帶光纖插芯的間隙時，不只是粘著劑層的厚度自身變得過厚，難以將帶光纖插芯保持在精密套管內(nèi)孔的中心位置，而且因粘著劑增多，存在耐氣候性和光學(xué)穩(wěn)定性等信賴性下降的可能性。而且，當填充物的調(diào)配量在小于等于10％體積時，難以充分地抑制粘著劑硬化時的體積收縮和伴隨溫度變化的膨脹收縮的影響。另外，組裝所使用的環(huán)氧樹脂制的粘著劑，在硬化時會產(chǎn)生大約20％左右的體積收縮。為了防止因這種粘薯劑的收縮而造成帶光纖插芯的位置偏離，在粘著劑中混合由玻璃、陶瓷或金屬等構(gòu)成的，最大粒徑小于等于0.5μm且平均粒徑小于等于0.3μm的填充物是有效的。藉由混合這種填充物，可付以觸變性，在液體流淌的防止效果和粘著劑的強度提高上也都有效果。
本發(fā)明的光插座包括精密套管、通過粘著劑被固定在精密套管的內(nèi)孔的一端的帶光纖插芯、在精密套管的外周被壓入或利用粘著劑被固定的套管座，且?guī)Ч饫w插芯的外周及/或精密套管內(nèi)孔的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm，且小于等于0.5μm。所以因具有這種表面粗糙度的表面的性狀，在精密套管內(nèi)可使粘著劑在帶光纖插芯的外周均勻地分布，而使帶光纖插芯位于精密套管的中心。因此，通過均勻厚度的粘著劑層，可使帶光纖插芯較以往技術(shù)正確地在精密套管的中心穩(wěn)定地保持，即使不使用分割套管，也可構(gòu)筑實質(zhì)上足以實用的低損失的光插座。而且，由于各個構(gòu)件利用粘著劑進行固定，所以不需要以往的那種設(shè)有間隙的松馳的分割套管帽，使構(gòu)件數(shù)削減，可提供更加廉價的光插座。
另外，利用粘著劑，可使各個構(gòu)件較分割套管的把持力被牢固地固定，所以可容易且不降低性能地實現(xiàn)帶光纖插芯全長的短尺寸化。而且，沒有必要像分割套管型那樣，追加使用加強用的保持用環(huán)等特殊構(gòu)件。
另外，藉由采用使精密套管內(nèi)孔的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm、且小于等于0.5μm的構(gòu)成，還可通過均勻厚度的粘著劑層使帶光纖插芯在精密套管的中心位置穩(wěn)定保持并固定。
而且，使光纖的纖芯對帶光纖插芯的外周的同心度在小于等于0.5μm，對抑制在光插座內(nèi)傳播的光信號的損失方面較佳，且使精密套管內(nèi)孔的內(nèi)徑較光連接器套圈的外徑大0到1.5μm更佳。
另外，藉由使帶光纖插芯的毛細管為微晶玻璃制，可通過在組成上想辦法而利用延伸成形輕松地得到具有高精度尺寸的毛細管，且藉由控制結(jié)晶的析出狀態(tài)，可輕松地得到外周的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm、且小于等于0.5μm的毛細管。
而且，藉由使精密套管為玻璃制或微晶玻璃制，可通過在組成上想辦法而利用延伸成形輕松地得到所需的形狀、尺寸。而且，在微晶玻璃的情況下，可利用結(jié)晶的析出狀態(tài)，輕松地實現(xiàn)內(nèi)孔的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm、且小于等于0.5μm的精密套管。
另外，藉由采用使粘著劑含有大于等于10％體積的、最大粒徑小于等于0.5μm且平均粒徑小于等于0.3μm的填充物的構(gòu)成，容易將精密套管和帶光纖插芯間的粘著劑層在圓周方向上均勻地形成，并可更加容易地實現(xiàn)帶光纖插芯在精密套管的中心的穩(wěn)定保持。
另外，藉由使帶光纖插芯在具有所需的剛性的精密套管的內(nèi)孔內(nèi)被自調(diào)心的基礎(chǔ)上進行粘著固定，可在插入光連接器套圈時，幾乎沒有變形地，使帶光纖插芯和光連接器套圈以高精度被配置在同軸上。因此，本發(fā)明的光插座可不降低性能而盡可能地縮短帶光纖插芯，使更高密度的安裝成為可能。
如上所述的本發(fā)明的光插座具有高精度和高信賴性，小型且構(gòu)件數(shù)少，制造成本廉價。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖1(A)所示為當在使用微晶玻璃制或玻璃制精密套管的光插座上連接有光連接器時之狀態(tài)的要部斷面圖，圖1(B)所示為當在將微晶玻璃制精密套管壓入套管座中的光插座上連接有光連接器時之狀態(tài)的要部斷面圖。
圖2(A)為測定帶光纖插芯外周的表面粗糙度的圖表，圖2(B)為測定精密套管內(nèi)孔的表面粗糙度的圖表。
圖3所示為以往的光插座，圖3(A)所示為當在使用分割套管的光插座上連接光連接器時之狀態(tài)的要部斷面圖，圖3(B)所示為當在分割套管上并用保持環(huán)并小型化的光插座上連接光連接器時之狀態(tài)的要部斷面圖，圖3(C)所示為當在使用部分置入分割的套管并小型化的光插座上連接有光連接器時之狀態(tài)的要部斷面圖。
具體實施例方式
下面，利用圖1對關(guān)于本發(fā)明的實施形態(tài)的一個例子進行詳細地說明。圖中，分別以11及21表示光插座，12及22表示精密套管，12a及22a表示內(nèi)孔，13及23表示金屬制的套套座，14表示帶光纖插芯，15表示光連接器套圈，16表示粘著劑。
光連接器套圈和帶光纖插芯的連接部的連接損失即Loss(單位dB)，由分別對合的端面的光纖纖芯彼此的軸偏離量決定，可由下述的數(shù)學(xué)公式1推算。這里，數(shù)學(xué)公式1中的d表示光纖纖芯彼此的軸偏離量，w表示光纖的模場直徑。
Loss＝4.34{d/(w/2)}}2…數(shù)學(xué)公式1在以往的光插座中，帶光纖插芯或光連接器套管的外周與其內(nèi)孔內(nèi)的光纖纖芯的同心度最大為1.0μm，即作為光纖纖芯的偏芯分別各為1/2的0.5μm，由于光纖自身的纖芯的偏心非常小，所以可無視它的存在，而將帶光纖插芯或光連接器套圈內(nèi)孔內(nèi)的偏心分別視作最大各0.5μm，因此連接部最多生成2.0μm的軸偏離量，在模場直徑w＝10μm的情況下，如由數(shù)學(xué)公式1進行計算，則連接損失(即Loss)約為0.7dB。在分割套管型的情況下，只利用把持力，即可達成上述的同軸對準，所以當為了將其小型化而使帶光纖插芯短尺寸化時，分割套管的把持力變?nèi)?，如加有橫向負載，則不能保持同軸的對準。因此，連接損失較上述的計算值變得更差。
該實施形態(tài)的光插座11藉由使精密套管12的內(nèi)孔12a及/或帶光纖插芯14的外周具有上述的表面粗糙度，可使介于其中的粘著劑16的厚度變得均勻，并利用其調(diào)心效果，在例如帶光纖插芯14的外徑和精密套管12的內(nèi)孔12a的內(nèi)徑的差為1.5μm時，使在精密套管12中的光連接器套圈15外周的偏心為0.75μm，帶光纖插芯14的毛細管14b的同心度為0.5μm，所以帶光纖插芯14的內(nèi)孔對外周的偏心為0.25μm，光連接器套圈15的內(nèi)孔對外周的同心度通常為1.0μm，因而其偏心為0.5μm，在光連接器套圈15的內(nèi)孔中的光纖15a的偏心為0.5μm，其總和為2.0μm。因此，在該例子中，由光連接器套圈15和帶光纖插芯14的連接部所產(chǎn)生的最大軸偏離量為2.0μm，而從上述的數(shù)學(xué)公式1可算出最大連接損失為0.7dB。這樣，該實施形態(tài)的光插座11與以往技術(shù)具有同等的性能，足可使用。在利用精密套管12的情況下，同軸對準可由尺寸精度得以保證，所以即使為了小型化而使帶光纖插芯短尺寸化，也可維持與上述相同的性能。
而且，如圖1(B)所示的另一實施形態(tài)的光插座21，是在短套管座23上，將內(nèi)孔22a的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm，小于等于0.5μm的微晶玻璃制的精密套管22利用壓入而進行固定的。
由具有下述的表1所示的組成的微晶玻璃形成帶光纖插芯及精密套管。
表1 如圖1(A)所示，實施例1的光插座11包括具有較光連接器套圈15的外徑大0到1.5μm的內(nèi)徑的內(nèi)孔的微晶玻璃制的精密套管12、從該精密套管12的內(nèi)孔12a的一末端插入并利用粘著劑16被粘著固定的帶光纖插芯14。帶光纖插芯14是在微晶玻璃制的毛細管14b的內(nèi)孔中插入光纖14a并進行粘著。在帶光纖插芯14的端面14c上，為了不使反射光進入鐳射二極體等而形成干擾，以對垂直于光信號的入射軸的平面形成8°角度的形態(tài)而施以研磨加工，相反側(cè)的頂端面被研磨為在周邊部設(shè)有倒角并以光纖14a的纖芯作為中心的PC(physical contact，即物理接觸的略稱)連接用的凸球面。對帶光纖插芯14的外周的內(nèi)孔的同心度在小于等于0.5μm，光纖14a本身的纖芯的偏心非常小可以忽略，而且在內(nèi)孔中可利用粘著劑進行自調(diào)心，所以帶光纖插芯14的外周和光纖14a的纖芯的同心度在小于等于0.5μm。而且，帶光纖插芯14的外徑與光連接器套圈15具有相同的外徑及公差(外徑2.499mm±0.0005mm，或外徑1.249mm±0.0005mm)。
圖2(A)為對帶光纖插芯14的外周表面粗糙度進行測定的圖表，其Ra值為0.29μm，Ry值為2.17μm，表面粗糙度的平均線和峰值線的差值δ為1.05μm。圖2(B)為對精密套管12的內(nèi)孔12a的表面粗糙度進行測定的圖表，其Ra值為0.30μm，Ry值為2.19μm，表面粗糙度的平均線和峰值線的差值δ為1.15μm。
而且，在使構(gòu)成帶光纖插芯14的毛細管14b的內(nèi)孔的表面粗糙度為Ra值大于等于0.1μm，小于等于0.5μm時，因該表面粗糙度的效果，可使光纖14a在毛細管14b的內(nèi)孔中利用粘著劑進行自調(diào)心，所以在毛細管14b的內(nèi)孔中的光纖14a的偏心可忽略。因此，帶光纖插芯14中的光纖14a纖芯的偏心，只由帶光纖插芯14的毛細管14b的內(nèi)孔對外周的同心度0.5μm決定，作為同心度在小于等于0.5μm，作為偏心在小于等于0.25μm，例如為0.175μm。
實施例1的光插座11，由于其帶光纖插芯14的外周和精密套管12的內(nèi)孔12a表面粗糙度的Ra值為上述值，并利用該表面粗糙度的效果，使帶光纖插芯14在精密套管12的內(nèi)孔12a內(nèi)由粘著劑進行自調(diào)心，所以精密套管12的內(nèi)孔12a內(nèi)的帶光纖插芯14的偏心變得幾乎沒有。
而且，藉由利用微晶玻璃形成精密套管12和帶光纖插芯14的毛細管14b，可輕松地使精密套管12的內(nèi)孔12a和帶光纖插芯14的外周的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm，小于等于0.5μm。而且，利用該表面粗糙度的效果，可如上述那樣，使帶光纖插芯14在精密套管12的內(nèi)孔12a中被調(diào)心，而位于內(nèi)孔12a的中心，所以在連接合的光纖14a的纖芯和光纖15a的纖芯之間的軸偏離量最大也只為2.0μm，作為連接損失可達到小于等于0.7dB，即使使用短帶光纖插芯14，也可得到與以往品同等的性能。
另外，在利用微晶玻璃形成光連接器套圈15，并使其內(nèi)孔的表面粗糙度的Ra值為大于等于0.1μm，小于等于0.5μm的情況下，利用其表面粗糙度的效果，光纖15a在光連接器套圈15的內(nèi)孔中被自調(diào)心，所以在連接部的光纖14a的纖芯和光纖15a的纖芯之間的軸偏離量最大也只為1.5μm，作為連接損失可達到小于等于0.4dB，得到更加優(yōu)良的特性。
制作內(nèi)孔12a的表面粗糙度的Ra值為0.3μm，外徑1.80mm，內(nèi)徑1.2495+0.0005/-0mm的結(jié)晶玻璃制的精密套管12。而且，在內(nèi)孔及外周的表面粗糙度的Ra值為0.3μm，外徑1.2490±0.0005mm，同心度0.5μm的結(jié)晶玻璃制的毛細管14b中插入光纖14a并進行粘著，制作帶光纖插芯14。然后，在精密套管12的內(nèi)孔12a中將帶光纖插芯14以環(huán)氧系粘著劑16進行固定，且將精密套管12在套管座13的內(nèi)孔中以環(huán)氧系粘著劑16進行固定，制作光插座11。所制作的光插座11的樣品數(shù)為10個。在這樣所制作的光插座11的精密套管12的內(nèi)孔12a中，插入光連接器套圈15并與帶光纖插芯14對合，使光纖14a的纖芯和光纖15a的纖芯進行PC(physical contact(物理連接)的簡稱)連接，且在該狀態(tài)下對連接損失進行測定。連接損失的測定是對光插座11的各樣品，進行10次光連接器套圈15的裝卸，并進行10次測定。
在將光連接器套圈15連接在光插座11上的狀態(tài)下，光連接器套圈15的外徑和精密套管12的內(nèi)孔12a的內(nèi)徑的差最大為1.5μm，在精密套管12的內(nèi)孔12a中的光連接器套圈15的偏心最大為0.75μm。在該值上加上帶光纖插芯14的毛細管14b的內(nèi)孔中心對外周中心的偏心0.25μm，再加上光連接器套圈15的內(nèi)孔中心對外周中心的偏心Xμm、在光連接器套圈15的內(nèi)孔中的光纖15a的偏心Yμm所得到的(1.0+X+Y)μm，為PC連接部的最大軸偏離量。由于帶光纖插芯14利用上述的表面粗糙度的效果，可在精密套管12的內(nèi)孔12a中被調(diào)心，所以兩者的偏心也可不用考慮。
在由微晶玻璃形成光連接器套圈15，并使其同心度為0.7μm，內(nèi)孔的內(nèi)徑較光纖15a的直徑大0.5μm的情況下，可得到平均連接損失0.14dB、最大連接損失0.31dB的優(yōu)良特性。測定資料如表2所示。
表2

利用上述的測定結(jié)果和數(shù)學(xué)公式1，光纖14a的纖芯和光纖15a的纖芯的軸偏離量平均為0.9μm，最大為1.34μm。在這種情況下，基于光連接器套圈15的同心度的內(nèi)孔的偏心X為0.35μm，而且，在光連接器套圈15的內(nèi)孔中的光纖15a的偏心Y，由于使光連接器套圈15為微晶玻璃制，所以實質(zhì)上為0，理論最大軸偏離量為1.35μm。由于軸偏離量即使最大也只為這樣的值，所以該實施例的效果大。
而且，在由氧化結(jié)形成光連接器套圈15，并使其同心度為1.0μm，內(nèi)孔的內(nèi)徑較光纖15a的直徑大0.5μm的情況下，可得到平均連接損失0.25dB、最大連接損失0.43dB這樣的優(yōu)良特性。測定資料如表3所示。
表3

利用上述的測定結(jié)果和數(shù)學(xué)公式1，光纖14a的纖芯和光纖15a的纖芯的軸偏離量平均為1.2μm，最大為1.57μm。在這種情況下，基于光連接器套圈15的同心度的內(nèi)孔的偏心X為0.5μm，而且，在光連接器套圈15的內(nèi)孔中的光纖15a的偏心Y為0.25μm，理論最大軸偏離量為1.75μm。由于軸偏離量即使最大也只為這樣的值，所以該實施例的效果大。

制作外徑1.80mm，內(nèi)徑1.2495+0.001/-0mm的硼硅酸玻璃制的精密套管12。而且，在內(nèi)孔及外周的表面粗糙度的Ra值為0.3μm，外徑1.2490±0.0005mm，同心度0.5μm的結(jié)晶玻璃制的毛細管14b中插入光纖14a并進行粘著，制作帶光纖插芯14。然后，在精密套管12的內(nèi)孔12a中將帶光纖插芯14以環(huán)氧系粘著劑16進行固定，且將精密套管12在套管座13的內(nèi)孔中以環(huán)氧系粘著劑16進行固定，制作光插座11。所制作的光插座11的樣品數(shù)為10個。在這樣所制作的光插座11的精密套管12的內(nèi)孔12a中，插入光連接器套圈15并與帶光纖插芯14對合，使光纖14a的纖芯和光纖15a的纖芯進行PC連接，且在該狀態(tài)下對連接損失進行測定。連接損失的測定是對光插座11的各樣品，進行10次光連接器套圈15的裝卸，并進行10次測定。
在將光連接器套圈15連接在光插座11上的狀態(tài)下，光連接器套圈15的外徑和精密套管12的內(nèi)孔12a的內(nèi)徑的差最大為2.00μm，在精密套管12的內(nèi)孔12a中的光連接器套圈15的偏心最大為1.00μm。在該值上加上帶光纖插芯14的毛細管14b的內(nèi)孔中心對外周中心的偏心0.25μm，再加上光連接器套圈15的內(nèi)孔中心對外周中心的偏心Xμm、在光連接器套圈15的內(nèi)孔中的光纖15a的偏心Yμm所得到的(1.25+X+Y)μm，為PC連接部的最大軸偏離量。由于帶光纖插芯14利用上述的表面粗糙度的效果，可在精密套管12的內(nèi)孔12a中被調(diào)心，所以兩者的偏心也可不用考慮。
在由微晶玻璃形成光連接器套圈15，并使其同心度為0.7μm的情況下，可得到平均連接損失0.18dB、最大連接損失0.35dB的優(yōu)良特性。測定資料如表4所示。
表4

利用上述的測定結(jié)果和數(shù)學(xué)公式1，光纖14a的纖芯和光纖15a的纖<p>表IV.硅晶片上的煅燒的樣品的厚度和折射率

*根據(jù)Lorentz-Lorenz關(guān)系計算多孔性P＝100*(1-[((n氧化硅2-1)/(n氧化硅2+2))/((n樣品2-1)/(n樣品2+2))])氧化硅的折射率是1.460。根據(jù)下面的方程式計算收縮S＝100*[1-t煅燒的/t制造的]圖5表明根據(jù)橢圓偏光法測量的對于制造的和煅燒的樣品的薄膜厚度值t的圖形。圖6表明根據(jù)橢圓偏光法測量的對于硅晶片上制造的和煅燒的樣品的折射率值n的圖形。
對于煅燒的樣品的數(shù)據(jù)，從輸出值(厚度，折射率，收縮，和多孔性)制得主效果圖，相互作用圖，立方圖，和效果分析(Pareto)。結(jié)果列于表V中。
表6

利用上述的測定結(jié)果和數(shù)學(xué)公式1，光纖14a的纖芯和光纖15a的纖芯的軸偏離量平均為0.93μm，最大為1.34μm。在這種情況下，基于光連接器套圈15的同心度的內(nèi)孔的偏心X為0.35μm，而且，在光連接器套圈15的內(nèi)孔中的光纖15a的偏心Y，由于使光連接器套圈15為微晶玻璃制，所以實質(zhì)上為0，理論最大軸偏離量為1.35μm。由于軸偏離量即使最大也只為這樣的值，所以該實施例的效果大。
另外，含有填充物的粘著劑16除了調(diào)心效果以外還具有下面這樣的效果。即，還具有藉由調(diào)節(jié)填充物的調(diào)配比例，防止所粘著的微晶玻璃制等的帶光纖插芯4和硼硅酸玻璃制等的精密套管12遇到熱膨脹而產(chǎn)生固定強度的劣化的效果、藉由提高粘著合的耐水性而提高長期信賴性的效果。
權(quán)利要求
1.一種光插座，包括精密套管以及通過粘著劑固定在精密套管內(nèi)孔的一端的帶光纖的插芯和在精密套管的外周被壓接或利用粘著劑被固定的套管座，其特征在于帶光纖的插芯的外周及/或精密套管內(nèi)孔的表面粗糙度的Ra值為大于等于0.1μm，小于等于0.5μm。
2.如權(quán)利要求1所述的光插座，其特征在于帶光纖的插芯的外周及/或精密套管內(nèi)孔的表面粗糙度的Ra值超過0.2μm，Ry值小于等于4.0μm，表面粗糙度的平均線和峰值線的差值δ小于等于2.0μm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光插座，其特征在于光纖纖芯對帶光纖插芯的外周的同心度小于等于0.5μm。
4.如權(quán)利要求1～3中任意一項所述的光插座，其特征在于精密套管內(nèi)孔的內(nèi)徑較光纖連接器套圈的外徑大0到1.5μm。
5.如權(quán)利要求1～4中任意一項所述的光插座，其特征在于帶光纖插芯的毛細管是用微晶玻璃制成的。
6.如權(quán)利要求1～5中任意一項所述的光插座，其特征在于精密套管是用玻璃或微晶玻璃制成的。
7.如權(quán)利要求5或6所述的光插座，其特征在于微晶玻璃的結(jié)晶粒徑為0.1μm到1.0μm，結(jié)晶量為30到70質(zhì)量％。
8.如權(quán)利要求1～7中任意一項所述的光插座，其特征在于粘著劑含有大于等于10體積％的、且最大粒徑等于小于0.5μm、平均粒徑等于小于0.3μm的填充物。
全文摘要
一種光插座。該光插座(11)，包括精密套管(12)、通過粘著劑(16)被固定在精密套管(12)的內(nèi)孔(12a)的一端的帶光纖插芯(14)、在精密套管(12)的外周被壓入或利用粘著劑(16)被固定的套管座(13)。帶光纖插芯(14)的外周及/或精密套管(12)內(nèi)孔(12a)的表面粗糙度的Ra值在大于等于0.1μm，小于等于0.5μm。
文檔編號G02B6/36GK1867848SQ20048002991
公開日2006年11月22日 申請日期2004年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者和田正紀, 竹內(nèi)宏和 申請人:日本電氣硝子株式會社