專利名稱：光插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將內(nèi)插有光纖的連接器套管(connector ferrule )和光半
導(dǎo)體封裝件結(jié)合的光插座，特別涉及能夠穩(wěn)定地得到低反射的可靠性高 的光插座。
背景技術(shù)：
為了將內(nèi)插有光纖的連接器套管和搭載有光電二極管(PD )芯片或 激光二極管(LD)芯片的光半導(dǎo)體封裝件結(jié)合，使用光插座。
對(duì)于現(xiàn)有的光插座來(lái)說(shuō)，將從連接器套管出射的光直接耦合到光半 導(dǎo)體封裝件的PD芯片。但是，存在如下問(wèn)題連接器套管的前端浮在 空氣中，所以，由于空氣和光纖的折射率差，從發(fā)送器通過(guò)連接器套管 的光在連接器套管的前端面很大地向發(fā)送器側(cè)反射。
因此，近年來(lái)，提出了使連接器套管的前端面與透明平行平板接觸 的光插座(例如，參考專利文獻(xiàn)l、 2)。由此，能夠減少連接器套管的 前端面的光的反射。
專利文獻(xiàn)1 特開(kāi)平1-109313號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 特開(kāi)昭64-52103號(hào)公報(bào)
在用粘接劑將透明體固定在插座主體上時(shí)，存在透明體相對(duì)于插座 主體被傾斜地固定的情況。此時(shí)，在連接器套管和透明體之間形成間隙， 存在光在兩者的邊界部分進(jìn)行反射這樣的問(wèn)題。此外，也存在粘接劑的 露出引起的光路的障礙。此外，由于透明體和插座主體的熱膨脹率的差， 存在在兩者的接合部產(chǎn)生剝離的情況。因此，在試制水平的理想狀態(tài)下， 能夠得到低反射的光插座，但是，在批量生產(chǎn)中，由于透明體的固定角 度偏差，不能夠穩(wěn)定地得到低反射的光插座。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于得到能夠穩(wěn)定地 得到低反射的可靠性較高的光插座。
本發(fā)明的光插座是一種將內(nèi)插有光纖的連接器套管和光半導(dǎo)體封裝件結(jié)合的光插座，具備保持連接器套管的精密套筒；插座主體，具 有與光半導(dǎo)體封裝件連接的連接部、插入了精密套筒的圓筒部、設(shè)置在 連接部和圓筒部之間的隔開(kāi)部；透明體，不固定地關(guān)閉在精密套筒的內(nèi) 端部和隔開(kāi)部之間的區(qū)域。本發(fā)明的其他特征在以下明確。 根據(jù)本發(fā)明，能夠提高光插座的反射特性和可靠性。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的光插座的剖面圖。 圖2是表示反射衰減量的透明體的厚度依賴性的圖。 圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的光插座的剖面圖。 圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的光插座的剖面圖。 圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的光插座的剖面圖。 圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的光插座的剖面圖。 圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式6的光插座的剖面圖。 圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式7的光插座的剖面圖。 圖9是圖8的A-A'的剖面圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式7的光插座的變形例的剖面圖。 圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式8的光插座的剖面圖。 圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式9的光插座的剖面圖。 圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式IO的光插座的剖面圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方式1
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的光插座的剖面圖。光插座11將內(nèi) 插有光纖12的連接器套管(connector ferrule) 13和搭載有光電二極管 (PD)芯片14的光半導(dǎo)體封裝件15面對(duì)地結(jié)合。
光插座主體16具有與光半導(dǎo)體封裝件15連接的連接部16a、插入 了精密套筒17的圓筒部16b、設(shè)置在連接部16a和圓筒部16b之間的隔 開(kāi)部16c。精密套筒17保持連接器套管13。精密套筒17是大致圓筒形， 其內(nèi)徑與連接器套管13的外徑大致相同。利用壓入或者粘接劑，固定 光插座主體16和精密套筒17。光插座主體16例如由金屬或樹(shù)脂構(gòu)成。
光學(xué)上透明的透明平行平板18(透明體)不固定地被關(guān)閉在精密套筒17的內(nèi)端部和隔開(kāi)部16c之間的區(qū)域19。在隔開(kāi)部16c上，在插入 到精密套筒17中的連接器套管13的光軸的延長(zhǎng)線上，設(shè)置有直徑比透 明平行平板18的外形小的開(kāi)口 20。隔開(kāi)部16c具有與圓筒部16b的內(nèi) 壁面垂直的面。透明平行平板18的外形比精密套筒17的內(nèi)徑和隔開(kāi)部 16c的開(kāi)口 20的直徑大，所以，透明平行平板18不會(huì)飛出到區(qū)域19之 外。
當(dāng)將連接器套管13插入到精密套筒17中時(shí)，連接器套管13的前 端被按壓到透明平行平板18。并且，由于透明平行平板18未被固定， 所以，在所關(guān)閉的區(qū)域19內(nèi)移動(dòng)，被夾在隔開(kāi)部16c和連接器套管13 之間，透明平行平板18高精度地與隔開(kāi)部16c平行。并且，使用精密 套筒17,由此，連接器套管13與圓筒部16b的內(nèi)壁平行地被插入，所 以，連接器套管13與平行平板18垂直地被按壓。這樣，能夠使連接器 套管13的前端部可靠地接觸到透明平行平板18,所以，能夠抑制連接 器套管13和透明平行平板18的接觸面上的反射。此外，因?yàn)闆](méi)有用粘 接劑等固定透明平行平板18,所以，能夠使透明平行平板18準(zhǔn)確地與 隔開(kāi)部16c平行，此外，不產(chǎn)生粘接劑的露出引起的光路的障礙或剝離 等的問(wèn)題，能夠提高可靠性。
在該狀態(tài)下，來(lái)自發(fā)送器的光通過(guò)連接器套管13入射到透明平行 平板18。從連接器套管13內(nèi)的光纖12射出的光在透明平行平板18擴(kuò) 展。并且，連接器套管13的光軸附近的光從透明平行平板18出射，通 過(guò)隔開(kāi)部16c的開(kāi)口部20入射到光半導(dǎo)體封裝件15的PD芯片14。另 一方面，在透明平行平板18內(nèi)從光軸向外側(cè)擴(kuò)展的光由于在開(kāi)口 20內(nèi) 存在的空氣和透明平行平板18的折射率的差而在兩者的界面被反射。 被反射后的光進(jìn)一步朝向光軸的外側(cè)。由此，朝向發(fā)送器側(cè)的返回光變 少。
此外，傾斜地安裝PD芯片14。由此，來(lái)自PD芯片14的反射光朝 向斜方向，所以，能夠防止朝向發(fā)送器側(cè)的返回光。
此外，使用精密套筒17,由此，減少連接器套管13插入時(shí)的不穩(wěn) 定。由此，插入到精密套筒17的連接器套管13的傾斜變小，能夠?qū)崿F(xiàn) 較高的插拔再現(xiàn)性。并且，透明平行平板18被按壓到與圓筒部16b的 內(nèi)壁面垂直的隔開(kāi)部16c的面，由此，能夠使透明平行平板18高精度 地與連接器套管13的光軸垂直。具體地說(shuō)，能夠使與透明平行平板18的平面垂直的方向和連接器套管13的光軸的差為0.2°以內(nèi)，即使對(duì)連 接器套管13進(jìn)行拔出、插入，也能夠使連接器套管13的前端部可靠地 與透明平行平板18接觸，所以，連接器套管13和透明平行平板18的 接觸面上的向發(fā)送器側(cè)的返回光減少。
此外，對(duì)于透明平行平板18來(lái)說(shuō)，加工容易并且成本低，所以， 能夠以低成本大量地制造如上述那樣的低反射的光插座。并且，透明平 行平板18的材質(zhì)是與內(nèi)插到連接器套管13中的光纖12的材質(zhì)相同的 石英玻璃。由此，能夠防止透明平行平板18與光纖12的接觸面的光的 反射。
此外，透明平行平板18越厚，透明平行平板18內(nèi)的光的擴(kuò)展越大， 所以，對(duì)于返回光的削減是有效的。圖2是表示反射衰減量的透明平行 平板的厚度依賴性的圖。使透明平行平板的材質(zhì)為石英玻璃，使光纖為 芯直徑10pm的單模光纖，以波長(zhǎng)1310nm進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以及理論計(jì)算，并 以波長(zhǎng)1550nm進(jìn)行理論計(jì)算。其結(jié)果是，得知當(dāng)使透明平行平板18的 厚度為0.4mm以上時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)距離傳送的標(biāo)準(zhǔn)ITU-T 164.1規(guī)定的 反射衰減量-27dB以下的低反射。并且，以波長(zhǎng)500~2000nm進(jìn)行了 同樣的計(jì)算，但是幾乎不存在波長(zhǎng)依賴性。
實(shí)施方式2
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的光插座的剖面圖。在透明平行平板 18的與連接器套管13接觸的面的相反面上形成有Si02或八1203等無(wú)反 射涂敷膜21。無(wú)反射涂敷膜21的膜厚以對(duì)于入射光的反射率為0的方 式設(shè)定。由此，即便透明平行平板18的厚度為0.4mm以下，也能夠充 分地消減返回光。
實(shí)施方式3
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的光插座的剖面圖。光插座主體16 的材質(zhì)是聚醚酰亞胺(polyetherimide)等透明樹(shù)脂。并且，在光插座主 體16的隔開(kāi)部16c上形成有透鏡16d。利用該透鏡16d，能夠?qū)?lái)自透 明平行平板18的光聚光到PD芯片14。此外，由低價(jià)的透明樹(shù)脂形成 透鏡16d，所以，能夠降低成本。
此外，當(dāng)使連接器套管13的前端面直接接觸到插座主體16時(shí)，插 座主體16會(huì)發(fā)生變形(蠕變(creep))。因此，在插座主體16的材質(zhì) 也是透明樹(shù)脂的情況下，需要在連接器套管13的前端所接觸的部分設(shè)置由較硬的石英等構(gòu)成的透明平行平板18。
當(dāng)光在透明平行平板18和隔開(kāi)部16c的接觸面通過(guò)時(shí)，存在在該 接觸面上產(chǎn)生多重反射的可能性。因此，在隔開(kāi)部16c的與透明平行平 板18接觸的面上，在插入到精密套筒17中的接觸器套管13的光軸的 延長(zhǎng)線上，設(shè)置有直徑比透明平行平板18的外形小的凹部22。從接觸 器套管13內(nèi)的光纖12射出的光在透明平行平板18內(nèi)擴(kuò)展。并且，由 于存在于凹部22內(nèi)的空氣和透明平行平板18的折射率之差，光在兩者 的界面被反射。被反射的光進(jìn)一步朝向光軸的外側(cè)，所以，向發(fā)送器側(cè) 的返回光減少。
此外，由透明樹(shù)脂構(gòu)成的插座主體16存在剛性較低的缺點(diǎn)。因此， 例如，插入由氧化鋯等剛性較高的材質(zhì)構(gòu)成的精密套筒17,提高插座主 體16的剛性。
實(shí)施方式4
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的光插座的剖面圖。插座主體16的 材質(zhì)是聚醚酰亞胺等透明樹(shù)脂。并且，在插座主體16的隔開(kāi)部16c上 形成有傾斜面16e。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式3相同。利用該傾斜面16e,能 夠使光向PD芯片14的方向折射，所以，不需要傾斜安裝PD芯片14。 此外，能夠得到與實(shí)施方式3相同的效果。
實(shí)施方式5
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的光插座的剖面圖。作為透明體，代 替透明平行平板18,使用透明球體23。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu) 相同。通過(guò)調(diào)整透明球體23的半徑，由此，與實(shí)施方式l相比，能夠 減少光的反射。
實(shí)施方式6
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式6的光插座的剖面圖。作為透明體，代 替透明平行平板18,使用透明凸球體24。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的結(jié) 構(gòu)相同。通過(guò)調(diào)整透明凸球體24的R形狀，由此，與實(shí)施方式l相比， 能夠減少光的反射。
實(shí)施方式7
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式7的光插座的剖面圖。圖9是圖8的 A-A，的剖面圖。在插座主體16的圓筒部16b的內(nèi)壁上形成有槽25。該 槽25成為空氣的漏氣孔，所以，連接器套管13的插入變得容易。此外，在槽25中填充粘接劑，由此，在槽25以外的部分，進(jìn)行圓 筒部16b和精密套筒17的定位，并且能夠?qū)烧叩恼辰恿M(jìn)行加強(qiáng)。 通過(guò)控制槽25的大小，由此，能夠控制粘接厚度。設(shè)計(jì)粘接劑的材質(zhì) 和槽25的大小，由此，能夠抑制圓筒部16b的熱應(yīng)力引起的精密套筒 17的變形。
并且，在上述的例子中，在圓筒部16b的內(nèi)壁形成有槽25,但是， 并不限于此，也可以如圖10那樣，在精密套筒17的外壁上形成槽26。 由此，能夠得到相同的效果。
實(shí)施方式8
圖U是表示本發(fā)明實(shí)施方式8的光插座的剖面圖。精密套筒17的 外壁的一部分被推壓到插座主體16的圓筒部16b的內(nèi)壁，進(jìn)行精密套 筒17的定位。精密套筒17的外壁的未被推壓的部分和圓筒部16b的內(nèi) 壁之間形成間隙。在該間隙中注入粘接劑27,精密套筒17和圓筒部16b 被粘接。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)相同。由此，能夠抑制精密套筒 17的相對(duì)于圓筒部16b的傾斜，所以，能夠進(jìn)行插入到精密套筒17中 的連接器套筒13和透明平行平板18的穩(wěn)定的接觸。
實(shí)施方式9
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式9的光插座的剖面圖。精密套筒17 的前端面被推壓到插座主體16,進(jìn)行精密套筒17的定位。此外，向 在精密套筒17的外壁和圓筒部16b的內(nèi)壁之間產(chǎn)生的間隙中注入粘 接劑27,精密套筒17和圓筒部16b被粘接。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1 的結(jié)構(gòu)相同。由此，能夠抑制精密套筒17的相對(duì)于圓筒部16b的傾 斜，所以，能夠進(jìn)行插入到精密套筒17中的連接器套筒13和透明平 行平板18的穩(wěn)定的接觸。
實(shí)施方式10
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式IO的光插座的剖面圖。在光半導(dǎo)體封 裝件15上搭載有LD芯片28來(lái)代替PD芯片14。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式 1的結(jié)構(gòu)相同。利用該結(jié)構(gòu)，能夠減少透明平行平板18和連接器套管 13的接觸面上的來(lái)自LD芯片28的光的反射，抑制向LD芯片28的返 回光，能夠提高光插座的光電特性和可靠性。此外，能夠抑制通過(guò)連接 器套管13從系統(tǒng)側(cè)入射的光在連接器套管13的前端面反射而返回系統(tǒng) 側(cè)。并且，在上述實(shí)施方式2 9的任意一個(gè)的光插座中，代替PD芯片 14,也能夠搭載LD芯28片。此時(shí)，除了實(shí)施方式10的效果之外，也 能夠得到實(shí)施方式2 ~ 9的效果。
附圖標(biāo)記說(shuō)明11光插座
12光纖
13連接器套管
14PD芯片
15光半導(dǎo)體封裝件
16插座主體
16a連接部
16b圓筒部
16c隔開(kāi)部
16d透鏡
16e傾斜面
17精密套筒
18透明平行平板(透明體)
19區(qū)域
20開(kāi)口
21無(wú)反射涂敷膜
22凹部
23透明球體(透明體)
24透明凸球體(透明體)
25、26槽
27粘接劑
28LD芯片。
權(quán)利要求
1.一種光插座，將內(nèi)插有光纖的連接器套管和光半導(dǎo)體封裝件結(jié)合，其特征在于，具備保持上述連接器套管的精密套筒；插座主體，具有與上述光半導(dǎo)體封裝件連接的連接部、插入有上述精密套筒的圓筒部、設(shè)置在上述連接部和上述圓筒部之間的隔開(kāi)部；透明體，不固定地被關(guān)閉在上述精密套筒的內(nèi)端部和上述隔開(kāi)部之間的區(qū)域。
2. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，在上述隔開(kāi)部上，在插入到上述精密套筒中的上述套管的光軸的延長(zhǎng)線上形成有開(kāi)口。
3. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，上述透明體是平行平板。
4. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，上述透明體的材質(zhì)與內(nèi)插到上述套管中的光纖的材質(zhì)相同。
5. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，上述隔開(kāi)部具有與插入到上述精密套筒中的上述套管的光軸垂直的面。
6. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，上述透明體的厚度是0.4mm以上。
7. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，還具備在上述透明體的與上述套管接觸的面的相反側(cè)的面上形成的無(wú)反射涂敷膜。
8. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，上述插座主體的材質(zhì)是透明樹(shù)脂。
9. 如權(quán)利要求8的光插座，其特征在于，在上述隔開(kāi)部的與上述透明體接觸的面上，在插入到上述精密套筒中的上述套管的光軸的延長(zhǎng)線上形成有凹部。
10. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，上述透明體是球體。
11. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，上述透明體是凸球體。
12. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，在上述插座主體的上述圓筒部的內(nèi)壁或者上述精密套筒的外壁上設(shè)置有槽。
13. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，上述精密套筒的外壁的一部分被推壓到上述插座主體的上述圓筒部的內(nèi)壁。
14. 如權(quán)利要求1的光插座，其特征在于，上述精密套筒的前端面被推壓到上述插座主體。
15. 如權(quán)利要求l的光插座，其特征在于，在上述光半導(dǎo)體封裝件中搭載有光電二極管芯片或者激光二極管樸)X心o
全文摘要
本發(fā)明涉及可靠性高的光插座。光插座(11)將內(nèi)插有光纖的連接器套管(13)和光半導(dǎo)體封裝件(15)結(jié)合。精密套筒(17)保持連接器套管(13)。插座主體(16)具有與光半導(dǎo)體封裝件(15)連接的連接部(16a)、插入了精密套筒(17)的圓筒部(16b)、設(shè)置在連接部(16a)和圓筒部(16b)之間的隔開(kāi)部(16c)。透明平行平板(18)不固定地關(guān)閉在精密套筒(17)的內(nèi)端部和隔開(kāi)部(16c)之間的區(qū)域。
文檔編號(hào)G02B6/42GK101561538SQ200910133178
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者上杉利次, 大島功, 河村敦志, 畑端佳 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社