专利名称：带光学元件的光纤接头、光插口及光模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及搭载了光隔离器等光学元件的光纤接头(fiber stub)、光插口(receptacle)及光模组。
背景技术：
在用于光通信的光收发器中被高密度安装的小型的半导体激光器模组中，为了防止光反射回来，经常装入光隔离器等光学元件。以往的带光隔离器的光纤接头及使用它的光插口及光模组例如被公布于专利文献1及2中。将其内部构造用图8、图9说明。图8是以往的带光隔离器的光纤接头的要部纵剖面图。图9是使用了图8的带光隔离器的光纤接头的光模组的纵剖面图。
图9所示的光模组为同轴型的半导体激光器模组，是光纤端部为光插口型的情况。图9中，监视器用PD(光电二极管)及向PD配线用的导线被省略。该光模组由光学单元100、光隔离器11、光插口17构成，其中光学单元100由半导体激光器12、散热片13、金属挡板(stem)14、透镜15及透镜保持架16构成。
在光学单元100中，半导体激光器12被钎锡在散热片13上。散热片13同样利用焊锡固定在金属挡板14上。在金属挡板14上电阻焊接由金属制成的透镜保持架16。在透镜保持架16的内侧，利用低熔点玻璃等固定有透镜15。
光纤1在中央部具有贯穿孔27，并被粘结剂保持在由陶瓷或玻璃材料制成的包层(ferrule)2上。利用光纤1和包层2构成光纤接头3。光纤接头3的头端被压入固定在金属保持架5的贯穿孔28中。另外，为了抑制由向半导体激光器等光元件12的近端反射造成的返回光，光纤接头3的头端面4被呈8°倾斜研磨。
在光纤接头3的头端面上，固定有用于进一步防止向光元件12的返回光的光隔离器元件9。光隔离器元件9由偏光片6、法拉第转子7、检偏镜8构成，按照使偏光片6和检偏镜8的透过偏振面的角度相互达到45°的方式，被粘结剂粘合在一起。另外，光隔离器元件9被裁割为收缩在光纤接头3的头端面4的外径内，固定粘接在光纤接头3的头端面4上。此时，被按照使偏光片6的透过偏振面与光纤接头3的头端面4(呈8°倾斜研磨面)的最大倾斜方向垂直或水平的方式搭载固定。
磁铁10为圆筒形，向光隔离器元件9内的法拉第转子7施加磁场。磁铁10被粘接固定在金属保持架5上，使得光纤接头3的头端穿过其内侧。利用光隔离器元件9和磁铁10构成光隔离器11。
另一方面，光纤接头3的后端面24为了与未图示的光连接器的插头包层头端嵌合，而被实施了曲面研磨加工。在光纤接头3的后端侧，覆盖有由陶瓷或金属制成的中空圆筒形的套管18，而且套管18被外壳19覆盖。外壳19由金属或塑料等制成，被插入固定在金属保持架5中。光纤接头3、金属保持架5、套管18及外壳19构成光插口17。
光模组的组装大致如下进行。首先，准备光学单元100、带光隔离器11的光插口17。其次，按照利用透镜15使从半导体激光器12中射出的光经过光隔离器11而向光纤1聚光的方式，调整光插口17相对于光学单元100的位置。然后，光插口17的金属保持架5被利用激光焊接等方法固定在透镜保持架16上。而且，在光学单元100内的透镜保持架16的内侧，形成有锪孔部21，从而在对光插口17进行位置调整时，形成光隔离器11与透镜保持架16的内壁不接触的空间。
特开2000-162475号公报[专利文献2]特开2002-158389号公报在光纤接头3的头端面4上粘接固定光隔离器元件或法拉第旋转镜等光学元件9时，必须按照使光学元件9的光学面与光纤1的端面重合的方式配置。但是，在图8及图9所示的以往的构造中，特别是在将光学元件9小型化了的情况下，与光学元件9相比，头端面4的面积更大。另外，没有限制光学元件9的位置的机构。由此，在用粘结剂将光学元件9固定在光纤接头3的头端面4上时，就会有光学元件4的位置偏离的情况。当光学元件4的位置偏离时，就会有光学元件9与被贯穿固定于贯穿孔27内的光纤1的端面偏离的情况。
由此，考虑到光学元件9的粘接中的位置偏移，固定在光纤接头3的头端面4上的光学元件9的面积就需要相对较大。例如，当向光学元件9入射的光束直径约为Φ0.3mm时，难以使光学元件9小于纵0.45mm×横0.45mm。这与光模组整体的大型化有关。
另外，在光学元件为一般的光隔离器时，就需要用于对光隔离器元件施加磁场的磁铁。以往的光模组中，由于为将圆筒状的磁铁10贯穿固定在光纤接头上而安装在金属保持架5的端面上的构造，因此就会有磁铁10的外径增大的问题。为了使磁铁10小型化，可以考虑使光纤接头3的头端收缩在保持架5的贯穿孔28内，从而使磁铁10的内径小于光纤接头3的外径。但是，此种构造中，会有磁铁10的粘接固定力降低或磁铁10与光隔离器元件9的位置发生偏移的问题。
另外，在透镜保持架16的内周部分上，有必要设置专用的锪孔部21，其直径大于磁铁10的外径，并且具有足够的深度，即，即使在光轴调整时将光插口17前后移动，也不会碰到磁铁10。当磁铁10与锪孔部21的内侧接触时，就会产生磁铁10的接合部的剥离等。由此，锪孔部21需要达到足够的大小，其结果是，透镜保持架16的尺寸也大型化。即，光模组大型化。
另外，如果为以往的构造，则如果不将光纤接头3装入金属保持架5中，就无法在光纤接头3的头端形成光隔离器11。由此，就难以实现产品的多样化，组装顺序也受到限制。即，当要使金属保持架5的形状不同的产品成为多种多样时，就需要对每种产品改变磁铁10或光隔离器元件9的形状·尺寸。由此，对于每个品种不同的部件就会增多，品种管理变得极为繁琐。另外，如果金属保持架5的规格未被确定，则磁铁10或光隔离器元件9的大小也无法确定，从而无法实施将光隔离器11安装在光纤接头3上而进行的特性检查。由此，就无法完成带光隔离器的光纤接头3的预制，从而有难以应付短交付期的问题。
发明内容
所以，本发明的目的在于，提供小型、低成本的带光学元件的光纤接头、光插口及光模组。
另外，其目的还在于增加带光隔离器的光插口的组装顺序的自由度。
另外，其目的还在于实现由光隔离器部件的统一化带来的品种管理的简单化、短交付期化。
鉴于所述课题，本发明的带光学元件的光纤接头具备包层、被插入固定在所述包层中央部的贯穿孔中的光纤、与所述包层的头端面接合的光学元件，其特征是在所述包层的头端，形成包括所述贯穿孔的突出部，并且在所述突出部的头端面上接合了光学元件。
另外，本发明的光插口由所述带光学元件的光纤接头、从一方侧的开口保持光连接器用的插头包层并且从另一方侧的开口将所述光纤接头的包层后端侧插入而成的套管、具有贯穿孔且将所述包层的头端侧插入所述贯穿孔固定而成的保持架构成。
另外，本发明的光模组的特征是具备设有发光元件的光学单元、所述光插口，所述发光元件的光可以向所述光插口的光学元件入射。
根据本发明，由于在形成于光纤接头的头端的突出部的头端面上接合光学元件，因此在将光学元件用粘结剂接合时，就可以利用粘结剂的表面张力防止光学元件从突出部的头端面露出的情况。另外，光学元件很容易因粘结剂的表面张力而定位在突出部的头端面的大致中央位置。由此，就很容易实现将光学元件粘接在光纤接头上时的位置对正，从而可以实现工序的材料利用率的提高或简单化。
另外，即使减小光学元件的面积，也可以使光学元件不与光纤错位地接合。所以，与以往构造相比，就可以使光学元件小型化。而且，在与光学元件的光轴垂直的剖面上，最好使光学元件的面积与突出部的头端面的面积相同或在其以下。
作为光学元件，可以举出带磁铁的光隔离器元件、无磁铁的光隔离器元件、法拉第旋转镜、涂覆有AR涂层的透明板等。所述光学元件的对正的容易、小型化的效果可以不依赖于光学元件的种类而获得。但是，对于带磁铁的光隔离器的情况，可以获得特别明显的效果。
即，可以将光隔离器元件小型化，结果就可以使对光隔离器元件施加磁场的磁铁也小型化。所以，光隔离器整体被小型化。其结果是，带光隔离器的光纤接头、装入其的光插口也小型化。另外，在将该光插口装入半导体激光器等光模组中时，由于可以调整位置地收容纳光隔离器，因此锪孔部较小亦可，或者不需要锪孔部也行，因而光模组整体也小型化。
另外，当光学元件为带磁铁的光隔离器元件时，在本发明中可以在光纤接头的头端固定磁铁。即，可以在光纤接头的头端直接形成光隔离器(光隔离器元件+磁铁)。例如，如果将磁铁制成圆筒体，并且将光纤接头头端的突出部制成圆柱状，则可以将包层的突出部位贯穿磁铁而固定保持。
此时，如果使磁铁的外径与包层的外径相同或比其更小，则在将装有磁铁的光纤接头贯穿固定在光插口的金属保持架上时，磁铁自身也可以贯穿金属保持架。所以，就可以实现光插口的小型化及低成本化。
另外，由于可以在光纤接头的头端安装光隔离器，因此就可以不依赖于金属保持架的形状，使磁铁和光隔离器元件的形状或尺寸一定。所以，就可以使光隔离器的部件统一化，从而容易进行品种管理。
此外，在将光纤接头安装在金属保持架上之前，可以进行对带光隔离器的光纤接头的光学特性的检查。由此，还可以将带光隔离器的光纤接头作为共用部件预制。这样，即使在新预订了金属保持架的形状不同的产品等情况下，也可以在短期内进行供货。
另外，本发明的光插口的制造方法的特征是，具备在光纤接头上安装光学元件而形成带光学元件的光纤接头的工序、将所述带光学元件的光纤接头的头端固定在保持架上，将后端固定在可以插入光连接器的套管中而形成光插口的工序。
在将光纤接头安装在保持架上之前，如果在光纤保持架上安装光隔离器等光学元件，就可以与保持架的成形加工工序并行地检查带光学元件的光纤接头的光学特性。另外，当保持架的规格有各种各样时，通过事先生产带光学元件的光纤接头，就可以实现光插口的短时间交货。
另外，在带光学元件的光纤接头的形成工序后，在光插口的形成工序前，最好具有检查带光学元件的光纤接头的光学特性的检查工序。例如，如果光学元件为光隔离器，则最好测定插入损失或隔离性(isolation)。
当测定插入损失时，从带光隔离器的光纤接头的光隔离器一侧射入光，在使带光隔离器的光纤接头绕光轴旋转的同时，测定从光纤接头后端射出的光的最大输出P1，可以基于该最大输出P1来测定插入损失。另一方面，当测定隔离性时，从带光隔离器的光纤接头的后端侧射入光，在使带光隔离器的光纤接头绕光轴旋转的同时，测定从光隔离器中射出的光的最大输出P2，可以基于该最大输出P2来测定隔离性。如果用此种方法来进行插入损失或隔离性的测定，则不需要用于使光源的输出光成为随机偏振波的偏光扰频器。另外，不是使磁铁的极性翻转，而通过使光纤接头自身的朝向翻转，即可以测定插入损失和隔离性。所以，就可以使插入损失和隔离性的检查装置、检查工序简单化。
图1是本发明的带光隔离器的光纤接头的纵剖面图。
图2是本发明的半导体激光器模组的纵剖面图。
图3是本发明的光隔离器元件9的立体图。
图4A～C是表示在光纤接头的突出部上粘接光隔离器的方法的示意图。
图5是表示突出部的端面(阶梯差面)和光隔离器的大小的关系的示意俯视图。
图6A及6B是说明带光隔离器的光插口的光学特性的测定方法的示意图。
图7A～C是说明带光隔离器的光纤接头的光学特性的测定方法的示意图。
图8是以往的带光隔离器的光纤接头的要部纵剖面图。
图9是以往的半导体激光器模组的中央纵剖面图。
具体实施例方式
下面将利用附图对本发明的实施方式进行说明。而且，对于与以往技术相同的部分，使用相同的符号。
(带光隔离器的光纤接头)图1是表示本发明的带光隔离器的光纤接头3的纵剖面图。在由氧化锆或氧化铝等陶瓷材料或玻璃材料制成的包层2的中央部的贯穿孔27中贯穿光纤1，再利用粘结剂保持。由包层2和光纤1构成光纤接头3。
另外，光纤接头3的头端被实施阶梯加工部22，设有外径在Φ0.5mm以下的圆筒状的突出部23。突出部23最好按照使光纤1的光轴位于其中心的方式形成。另外，突出部23的外径需要至少大于从后述的半导体激光器中入射的光束的点径。光束的点径一般为Φ0.2～0.25mm。突出部23的高度需要设为使涂布在突出部的头端的液状的粘结剂可以利用表面张力保持形状的高度。所以，突出部的阶梯差面的中央的高度优选至少80μm以上。另外，在使突出部23与环状的磁铁嵌合的情况下，为了使磁铁的固定强度提高，优选设为150μm以上的高度。另一方面，当突出部23过高时，就会有突出部23容易缺口的问题。所以，突出部23的高度优选为350μm以下。而且，突出部23的剖面形状并不限定于圆形。例如，突出部23既可以为剖面椭圆形的近似圆筒形、也可以为剖面矩形的方柱形。剖面为矩形的突出部23也可以通过将光纤接头3的头端切割加工(dicing)来制作。
另外，突出部23的头端面29为了抑制由向半导体激光器等的光学元件12的近端反射造成的返回光，被按照相对于与光轴垂直的面倾斜8°的方式进行了研磨加工。在该突出部23的头端面29(以下称为“阶梯差面29”)上接合有后述的光隔离器元件9。而且，也可以不对阶梯差面29进行倾斜研磨加工，而使阶梯差面成为与光轴垂直的平面。
当用于光插口中时，在光纤接头3的后端面24上，为了与未图示的光连接器的插头包层头端接触，实施了曲面研磨加工。
本发明中，向光隔离器元件9的与光轴垂直的面的投影面积最好与所述阶梯差面29的向光轴垂直的面的投影面积相同或在其以下。即，光隔离器元件9优选可以为设在被阶梯差面29的外周包围的区域内的大小。这是因为，要使与阶梯差面29接合的光隔离器元件9不会从突出部23中横向露出地收容在外径内。另外，还因为要使光隔离器元件不与磁铁10的内周面冲突。
如图3所示，光隔离器元件9的光入射面及出射面相对于与光轴垂直的面26以特定角度倾斜。所以，与和包层的阶梯差面29的接触面积相比，垂直于光轴的面26的面积更小。本实施方式中，按照使该垂直剖面26的外径与光纤接头3的突出部23的外径同等或在其以下的方式，例如制成纵0.35mm×横0.35mm以下。
光隔离器元件9由偏光片6、法拉第转子7、检偏镜8构成。在预先为了使偏光片6和检偏镜8的透过偏振面的角度成为45°而进行了旋转调心，然后分别利用粘结剂进行粘合固定。另外，入出射面被按照与光纤接头3的研磨角度相同倾斜8°的方式形成。将该光隔离器元件9裁割为可以收容在光纤接头3的突出部23的外径内的大小。此外，将裁割后的光隔离器9粘接固定在位于光纤接头3的头端的阶梯差面29上。此时，偏光片6的透过偏振面就会相对于被以8°倾斜研磨的光纤接头3的阶梯差面29的最大倾斜方向垂直或水平。
图4A～图4C是表示在位于光纤接头3的头端的突出部23上粘接固定光隔离器元件9的方法的示意图。首先，如图4A所示，将光纤接头3设置为形成于其头端的阶梯差面29成为水平，在阶梯差面29之上适量涂布粘结剂32。粘结剂32优选为在硬化前表面张力大的液体。
然后，在涂布于光纤接头3的突出部23上的液状粘结剂32之上静置光隔离器元件9。此时，由于存在粘结剂32的表面张力，因此光隔离器元件9就不会向突出部23的外侧露出。所以，如果适当地设定光隔离器元件9的外径，则可以利用粘结剂32的表面张力，使光隔离器元件9的中心与贯穿孔27的中心大致一致。
然后，如图4C所示，通过推压光隔离器元件9，抵靠在光纤接头的阶梯差面29上。其后，用烤炉等进行加热等，使粘结剂32硬化。通过在将光隔离器元件9抵靠在阶梯差面29上后将粘结剂32硬化，就可以防止光隔离器元件9在硬化中滑出而产生位置偏移的情形。
根据该方法，即使将光隔离器元件9小型化，由于粘结剂的表面张力，突出部23也不会从阶梯差面29露出，而且能够近似以贯穿固定有光纤1的贯穿孔27为中心进行设置。而且，为了有效地利用表面张力，在将光隔离器元件9放置在阶梯差面29上的状态下，光隔离器元件9的与突出部23的接触面(射出侧端面)9a的外径优选设为小于阶梯差面29的外径。例如，在图5中，光隔离器元件9的接触面9a优选小于以虚线34表示的最大尺寸(矩形的接触面9a的顶点与近似椭圆形的阶梯差面29的外周一致的尺寸)。另一方面，光隔离器元件9必须大于半导体激光器的入射光束直径。半导体激光器的入射光束直径一般来说为0.2～0.25mmΦ。所以，光隔离器元件9的接触面9a最好采用内包至少Φ0.2mm的圆的大小。另外，当光隔离器元件的接触面9a与阶梯差面29相比过小时，则光纤1就容易与光隔离器元件9偏离。例如，图5中，光隔离器元件的接触面9a优选大于以单点划线36表示的最小尺寸(在矩形的接触面9a的2个顶点与阶梯差面29的外周相接时，光纤1的外周与接触面9a的外周相接的尺寸)。
图1中，用于向法拉第转子7施加磁场的磁铁10为圆筒形，最好将其外径设定为与作为一般使用的光纤接头3的外径的最小直径Φ1.25mm相同或在其以下。这样，如果将磁铁10的外径设为光纤接头3的外径以下，就可以防止磁铁与包层相比更向包层的直径方向突出，可以使安装了光隔离器的光纤接头整体为近似圆柱状。所以，在设计后述的光模组时，就能够如图2所示，使磁铁10的一部分与光纤接头3一起贯穿固定在金属保持架5的贯穿孔28中。这样，作为光插口或光模组也可以小型化。
另外，磁铁10的内径被设定为与光纤接头3的突出部23的外径相同或在其以上的大小。这样，也可以将磁铁10压入光纤接头3的阶梯加工部22。磁铁10虽然被粘结剂固定在光纤接头上，但是如果采用将磁铁10压入阶梯加工部22，就可以使磁铁的固定强度进一步提高。像这样，通过在光纤接头3的突出部23上固定磁铁10，就可以形成带光隔离器的光纤接头25。
(光模组、光插口)图2是表示作为本发明的实施方式的同轴型的半导体激光器模组的纵剖面图。而且，在图2中，监视器用PD(光电二极管)及向PD(光电二极管)上配线用的导线被省略。图2的光模组由带光隔离器的光插口30、安装在其头端面上的光学单元100构成。
光学单元100由半导体激光器12、散热片13、金属挡板14、透镜15及透镜保持架16构成。半导体激光器12被利用钎锡装在散热片13上。散热片13被同样地利用焊锡搭载固定于在圆柱状的平面上使支撑部垂直地突出的金属挡板14上。透镜保持架16被按照覆盖金属挡板14的圆柱面周围的方式制成圆筒状，由可以电阻焊接的材质制成。透镜保持架16为了能够收纳半导体激光器12或散热片13而被固定。另外，在透镜保持架16上，透镜15被利用低熔点玻璃等固定在半导体激光器12的激光光路的下游侧的内周20。
另外，带光隔离器的光插口30由带光隔离器的光纤接头25、金属保持架5、套管18及外壳19构成。带光隔离器的光纤接头25的后端面为了与未图示的光连接器的插头包层头端嵌合，被实施了曲面研磨加工。在带光隔离器的光纤接头25的后端侧，包覆有由陶瓷或金属制成的中空圆筒形的套管18，而且套管18被外壳19包覆。外壳19由金属或塑料等制成，被插入固定在金属保持架5上。
金属保持架5一般被制成有底杯状，具有从其底面中央向厚度方向贯穿的贯穿孔28。带光隔离器的光纤接头25的头端侧被压入保持在该贯穿孔28中。作为金属保持架5的材料，虽然可以使用SUS304等耐腐蚀性和焊接性优良的不锈钢材料，但是也可以使用铁、镍等可以焊接的材料。
作为套管18，可以使用对由磷青铜或陶瓷材料等制成的圆筒在纵向整体上进行了开槽加工的开口套管。在套管18的一方侧的开口中保持光连接器用的插头包层(未图示)，并且从套管18的另一方侧的开口插入带光隔离器的光纤接头25的包层后端侧。
外壳19被制成圆筒状，在其内部将套管18整体以与金属保持架5的侧壁分离的状态收纳。外壳19可以压入保持在金属保持架5上。作为外壳19的材质，可以使用金属或塑料。此外，外壳19覆盖被压入了光纤接头3的套管18，该外壳19被贯穿固定在金属保持架5内而构成光插口17。
本实施方式中，光隔离器11的磁铁10的一部分被贯穿固定在金属保持架的贯穿孔28中。这样，磁铁10和光纤接头3的接合部就被保护，并且光插口可以实现小型化。即，在光插口17的光轴调心时，即使磁铁10与透镜保持架16的内周面20轻微接触，磁铁10也不会剥离，可靠性提高。另外，可以提供小型、低成本的光模组。
另外，根据本实施方式，光隔离器11的磁铁10或光隔离器元件9的尺寸可以与金属保持架5的尺寸无关地决定。以往虽然需要对于金属保持架的每种规格改变光隔离器11的设计，但是本实施方式中，可以不拘于金属保持架的规格，将光隔离器的部件统一。所以，光插口或光模组的品种管理就更加容易。
(光模组的制造顺序)下面，对光模组的制造顺序进行说明。
首先，准备带光隔离器的光插口30。在制造带光隔离器的光插口30时，也可以如图9中所示的以往例那样，在形成了光插口17后安装光隔离器11。但是，根据本发明，可以在将光纤接头3安装在金属保持架5上之前，在光纤接头3上安装光隔离器11。所以，就能够与金属保持架的成形加工工序并行地检查带光隔离器的光纤接头的隔离特性等。另外，还可以事先生产带光隔离器的光纤接头。所以，就可以实现光插口的短时间供货。
然后，将带隔离器的光插口30和光学单元100组装起来。在光模组中，从半导体激光器12中射出的光被透镜15聚光，经过光隔离器11被导入光纤1。所以，为了使被透镜15聚光的光准确地向光纤1入射，就需要进行光插口17的位置调整。在将带隔离器的光插口30的头端插入光学单元100的透镜保持架16中后，通过使光插口30的位置前后移动来进行位置调整。此时，本实施方式的光插口30中，由于光隔离器11的外径相对于透镜保持架16的内周20小得多，因此就不需要设置图9的以往例中所示那样的锪孔部21。而且，假使光隔离器11与透镜保持架16的内壁接触，由于光隔离器11中的磁铁10被牢固地固定在光纤接头3上，因此很难产生磁铁10剥离等不良。当光插口17的位置调整结束时，将光插口17的金属保持架5利用激光焊接等固定在透镜保持架16上。
(光学特性的检查方法)对本实施方式的光学特性(插入损失或隔离性)的检查方法进行说明。如上所述，本实施方式中，既可以在将带光隔离器的光插口组装后进行检查，也可以先组装带光隔离器的光纤接头进行检查。如果先组装带光隔离器的光纤接头进行检查后库存，则有可以实现光插口或光模组的短时间供货的优点。
首先，对在将带光隔离器的光插口组装后进行光学测定的情况进行说明。为了测定插入损失及隔离性，首先要准备光源40。光源40如图6A所示，由激光器等光发生装置42、偏光扰频器44、光连接器46构成，分别利用光纤连接。这里使用偏光扰频器44的原因是，为了使光源40的发出光成为随机偏振波。此外，利用检测器48测定光源40的输出P0。
当测定插入损失及隔离性时，将光源40的光连接器46插入带光隔离器的光插口30，使光从光插口30的输入侧入射。此后，用检测器48测定从光隔离器9中射出的光的输出。此时，如果将以反极性测定磁铁10时的最大输出设为P1，则插入损失就为(P0-P1)。另一方面，如果将用正极性测定磁铁10时的最大输出设为P2，则隔离性就为(P0-P2)。像这样当测定带光隔离器的光插口30的光学特性时，由于需要偏光扰频器，另外需要对每次测定使磁铁10的极性翻转，因此测定十分繁琐。
下面，对本实施方式的带光隔离器的光纤接头25的插入损失及隔离器的测定法进行说明。根据本实施方式，可以用如下的简易的方法进行测定。
首先，如图7A所示，作为测定光源50，准备将带透镜的激光器单元(LD-CAN)52和驱动用驱动器51组合起来的装置。作为带透镜的激光器单元52，也可以使用光学模组的光学单元100自身。此时，有可以更准确地检查最终的光学模组的光隔离器的特性的优点。先利用检测器48对测定光源50的输出P0进行测定。
然后，测定插入损失。如图7B所示，将带光隔离器的光纤接头25设置在可以绕测定系统的光轴旋转的XYZθ台架上，从光隔离器11侧射入光源50的光。此后，利用检测器48测定从光纤接头25的后端面(PC端面)中射出的光的输出。如果在使光纤接头25旋转的同时测定输出，并将所得的光输出最大值设为P1，则插入损失就为(P0-P1)。
下面，隔离性是在与插入损失相同的测定系统中，使带光隔离器的光纤接头25的朝向翻转而进行测定即可。即，如图7C所示，从光纤接头的后端面(PC端面)射入光，利用检测器48测定从光隔离器11侧射出的光的输出。如果在使光纤接头25旋转的同时测定输出，并将所得的光输出最大值设为P2，则插入损失就为(P0-P2)。
像这样，根据本实施方式的检查方法，由于在使带光隔离器的光纤接头25旋转的同时测定输出，因此就不需要用于使光源的输出光成为随机偏振波的偏光扰频器。另外，不用使磁铁的极性翻转，而仅通过使光纤接头25自身的朝向翻转，就可以测定插入损失和隔离性。所以，就可以使插入损失和隔离性的检查装置、检查工序简单化。
而且，此种检查方法可以利用光纤接头25的外径规格已经大致确定而外径精度高的情况而实现。即，对于光插口的情况，金属保持架的形状大多要根据用途或用户而涉及很多种类，而且大多在金属保持架上安装凸缘。由此，就需要准备多种用于使光插口旋转的旋转台架，测定装置的准备变得极为繁琐。而且，金属保持架的外径精度差、为±50μm以上，由旋转造成的偏心也很大。由此，难以在使光插口旋转的同时稳定地测定光输出。与之相反，由于光纤接头25的外径规格已经大致确定，因此旋转台架准备几种即可。另外，由于由氧化锆等制成的光纤接头的外径精度高、为±1～2μm，因此基本上没有旋转时的偏心。所以，即使在使光插口旋转的同时，也可以稳定地测定光输出。
图1～7所示的实施方式中，虽然对固定于光纤接头的头端的光学元件为带磁铁的光隔离器的情况进行了说明，但是本发明并不限定于此。只要是固定于光纤接头的头端的光学元件，并且是需要与光纤接头中的光纤对正的元件，可以是任意的元件。
例如，光学元件也可以是不需要磁铁的光隔离器。闭合石榴石(latchinggarnet)由于其自身也具有磁性，因此通过将闭合石榴石用作法拉第转子，就可以构成没有磁铁的光隔离器。如果是没有磁铁的光隔离器，则在设于光纤接头的头端上的突出部上粘接了光隔离器元件后，就不需要在其周围固定磁铁。所以，光纤接头3的头端的外径与主体部分完全没有不同。另外，由于光隔离器被粘接固定在光纤接头头端的突出部上，因此就处于与光纤接头的外周相当远的内侧。所以，即使在半导体激光器模组的透镜保持架上插入光纤接头而进行对正的情况下，也不需要设置用于防止与透镜保持架的内侧接触的锪孔。所以，半导体激光器模组就可以小型化。
另外，固定于光纤接头的头端的光学元件也可以是由涂覆了全反射镜涂层法拉第转子和磁铁构成的法拉第旋转镜(Faraday Rotator Mirror)。此时，也可以获得与所述带磁铁的光隔离器的情况相同的效果。而且，装有法拉第旋转镜的光纤接头适用于光传感器。另外，光学元件也可以只是涂覆了AR涂层的玻璃。通过将该玻璃设置在光纤接头的头端，就可以抑制激光的返回光。
实施例下面，作为本发明的实施例，制作了具备图1及图2所示的带光隔离器的光纤接头和光插口的光模组。光模组采用由同轴型构成的光插口型半导体激光器模组。
图1中，将光纤1粘接固定在由氧化锆材料制成的外径Φ1.25mm的包层2的中心部的贯穿孔27中，形成了光纤接头3。对光纤接头3的头端侧实施阶梯加工部22，设置了外径Φ0.5mm的突出部23。此后，将该突出部23的阶梯差面29倾斜研磨加工为8°。另外，光纤接头3的后端面被实施了用于与未图示的光连接器的插头包层头端嵌合的曲面研磨加工。
另一方面，光隔离器元件9如图3所示，使得其入出射面达到与光纤接头3的研磨角度相同的8°。另外，将相对于光轴的垂直的剖面26裁割制成纵0.3mm×横0.3mm，以收容于光纤接头3的突出部23的外径内。而且，光隔离器元件9的偏光片6、法拉第转子7及检偏镜8在预先为了使偏光片6和检偏镜8的透过偏振面的角度达到45°而进行了旋转调心后，利用粘结剂粘合固定。另外，将偏光片6的透过偏振面设置成与光纤接头3的阶梯差面29的8°倾斜研磨面垂直。
用于对法拉第转子7施加磁场的圆筒形磁铁10的外径为Φ1.2mm，内径为Φ0.6mm，长度为1mm。另外，利用粘结剂贯穿固定在光纤接头3的阶梯加工部22。利用以上操作，形成了带光隔离器的光纤接头25。
图2中，将半导体激光器12利用焊锡固定在散热片13上。散热片13同样利用焊锡搭载固定在金属挡板14上。透镜15被利用低熔点玻璃固定在由不锈钢材料制成的透镜保持架16上，透镜保持架16被电阻焊接在金属挡板14上。
将带光隔离器的光纤接头25的头端侧压入固定在使光纤接头3的阶梯加工部22不会从金属保持架5的贯穿孔28中飞出的位置上。另外，将光纤接头3的后端侧插入由氧化锆材料制成的套管18中，将套管18插入由不锈钢材料制成的外壳19。此后，将外壳19压入固定在金属保持架5上而形成了光插口17。而且，在按照使被透镜15聚光的光正确地入射光纤1的方式，对光插口17进行了位置调整后，将光插口17的金属保持架5激光焊接固定在透镜保持架16上。
表1中表示了以往的半导体激光器模组和本实施例的半导体激光器模组的比较。关于光学接头的相对于光轴的光入射侧端面垂直的截面积和研磨时间、光隔离器元件的相对于光轴的垂直的截面积和磁铁的外径、透镜保持架内径的光隔离器专用锪孔部的有无进行了比较。
本实施例的光模组中，通过在光纤接头3的光入射侧的头端侧设置突出部23，对其阶梯差面29进行了倾斜研磨，研磨面的面积与以往例相比，降低为20％以下。由此，倾斜研磨时的作业时间即使包括阶梯加工部22的附加工序，也可以降低约50％。另外，相对于粘接固定在突出部23的阶梯差面29上的光隔离器元件9的光轴的垂直剖面26的面积与以往例的约0.2mm2相比，本实施例中为约0.12mm2，降低了约40％，从而可以增加裁割个数，实现低成本化。
另外，通过将由圆筒形制成的磁铁10的外径设为与以往例相比降低了40％的Φ1.2mm，并贯穿固定在光纤接头3的阶梯加工部22上，使光隔离器11小型化。另外，由于不必等待保持光纤接头3的金属保持架5的加工，就可以形成光隔离器11，因此就可以实现光隔离器11的尺寸的统一化和品种管理的简单化及短时间供货。
另外，通过使光隔离器11的外径小于光纤接头3的外径，就不需要在光模组的透镜保持架16的内周20上设置收容光隔离器11的专用的锪孔部21，从而可以使透镜保持架16也低价格化，因而能够提供在与内周轻微接触的程度下磁铁不会剥离的小型并且低成本的光模组。
本发明虽然在参照附图的同时对优选的实施方式进行了充分地记述，但是对于熟悉该技术的人来说，应当明白可以有各种的变形或修正。应当理解，此种变形或修正只要不脱离由附加的技术方案的范围形成的本发明的范围，就都涵盖于其中。
权利要求
1.一种带光学元件的光纤接头，具备包层、被插入固定在所述包层中央部的贯穿孔中的光纤、与所述包层的头端面接合的光学元件，其特征是，在所述包层的头端面上，形成了包括所述贯穿孔的突出部，并且在所述突出部的端面上接合了光学元件。
2.根据权利要求1所述的带光学元件的光纤接头，其特征是，与光轴垂直的剖面的所述光学元件的面积、和与光轴垂直的剖面的所述突出部的端面的面积相同或在该与光轴垂直的剖面的所述突出部的端面的面积以下。
3.根据权利要求1或2所述的带光学元件的光纤接头，其特征是所述光学元件具备法拉第转子，对所述法拉第转子施加磁场的磁铁。
4.根据权利要求3所述的带光学元件的光纤接头，其特征是所述光学元件为光隔离器或法拉第旋转镜。
5.根据权利要求3所述的带光学元件的光纤接头，其特征是将所述磁铁制成筒状，并且将所述突出部形成柱状，将所述磁铁嵌装在所述突出部。
6.根据权利要求3所述的带光学元件的光纤接头，其特征是使所述磁铁的外径与所述包层的外径相同或在所述包层的外径以下。
7.根据权利要求1所述的带光隔离器的光纤接头，其特征是对所述突出部的端面实施了倾斜加工。
8.一种带光学元件的光插口，其特征是，具有权利要求1所述的带光学元件的光纤接头；两端开口的套管，其在一端的开口中保持光连接器用的插头包层、并且在另一端的开口中插入了所述光纤接头的包层后端侧；具有贯穿孔的保持架，其将所述包层的头端侧插入固定在所述贯穿孔中而成。
9.根据权利要求8所述的带光学元件的光插口，其特征是所述光学元件具备法拉第转子、对所述法拉第转子施加磁场的磁铁，在所述保持架的贯穿孔中贯穿固定所述磁铁的一部分。
10.一种光模组，具备设有发光元件的光学单元、权利要求8所述的带光学元件的光插口，其特征是所述发光元件的光被向所述光学元件入射。
11.一种光插口的制造方法，其特征是，具备在光纤接头上安装光学元件而形成带光学元件的光纤接头的工序；将所述带光学元件的光纤接头的头端固定在保持架上，将后端固定在可以插入光连接器的套管中而形成光插口的工序。
12.根据权利要求11所述的光插口的制造方法，其特征是所述光学元件具备法拉第转子、和对所述法拉第转子施加磁场的磁铁。
13.根据权利要求12所述的光插口的制造方法，其特征是在所述带光学元件的光纤接头的形成工序后、且所述光插口的形成工序前，具有检查所述带光学元件的光纤接头的光学特性的检查工序。
14.根据权利要求13所述的光插口的制造方法，其特征是所述光学元件为光隔离器，在所述检查工序中，从带所述光学元件的光纤接头的光学元件侧射入光，在使所述带光学元件的光纤接头绕光轴旋转的同时、测定从光纤接头后端射出的光的最大输出P1，基于所述最大输出P1来测定插入损失。
15.根据权利要求13所述的光插口的制造方法，其特征是所述光学元件为光隔离器，在所述检查工序中，从所述带光学元件的光纤接头的后端侧射入光，在使所述带光学元件的光纤接头绕光轴旋转的同时、测定从所述光学元件中射出的光的最大输出P2，基于所述最大输出P2来测定隔离性。
全文摘要
本发明提供一种带光学元件的光纤接头、光插口及光模组，作为该带光学元件即光隔离器的光纤接头，其特征是在将光纤插入固定在中央部的贯穿孔中的包层的头端面上，形成了从该头端面突出的包含所述贯穿孔的阶梯差面，并且在该阶梯差面上接合了由偏光片和法拉第转子构成的光隔离器元件。在这种带光隔离器的半导体激光器模组中，针对保持光纤接头的金属保持架形状的多样化，可以实现由光隔离器部件的小型化和统一化带来的品种管理的简单化、短时间供货、低成本化。
文档编号G02B6/42GK1648703SQ20051000586
公开日2005年8月3日 申请日期2005年1月27日 优先权日2004年1月29日
发明者田中强, 广濑友幸, 中岛嘉一郎, 庄田学史 申请人:京瓷株式会社