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■  光通信LDモジュ−ル製造システムWLC-A3   ■
従来通信用LDモジュールの構造及び欠点 当社技術の特徴 
  現在よく使われている通信用高速LDモジュールの構造には、 LD素子、PD、コリメータレンズ、集光レンズ、アイソレータ、ファイバー 及びケースなど部品が使用されています。通常、LD素子とコリメータレンズは半 導体温度制御素子(ペルチェ)の上に載ってあり、これは主にLD素子の温度を制御 によってLDの発光効率安定化及び波長制御の為です。
    ケースの右側に透明な窓があり、コリメータレンズでコリメートされたビームがこ の窓を抜けて、ケースの外側にある集光レンズでファイバーに集光します。集光レンズと ファイバーは通常ケースに固定されます。
  このようなLDモジュールは構造上に以下の欠点があります。
LD素子とコリメータレンズの位置調整はケースの中 で行うので、手動ステージで調整するのが主流で、自動化は難しい。 性能の安定性と作業効率には課題があります。
コリメータレンズの固定には通常YAG溶接あるいは接着など の方法が使われています。また、ケースの中での作業なので、対称性の ある溶接あるいは接着がほぼ不可能です。非対称性の固定により生じた 精度は時間がたつにつれて集光点に対してファイバーの位置ずれが発生 し易くなります。
カプリング光学系には二つ部分に分けられています。 一部分は(LD素子、コリメータレンズとアイソレータ)ペルチェ の上に固定され、もう一部分は(集光レンズ、ファイバー)ケース に固定されます。ペルチェの上の部品は常に一定の温度に制御さ れているが、ケースに固定される部品の温度は環境により、かな りの温度変化が見られています。ケースの膨張係数はゼロではない ので、集光点に対してファイバーの位置ずれのもう一つ原因でもありま す。
ケースの蓋をしめるという作業があります。プロセスに は抵抗溶接方式が多く使われています。通常100Kg前後の圧力を加 えて行うので、金属内部になんらかの応力が発生する可能性は考 えられます。これもモジュールの品質劣化の原因だと見られてい ます。
現場にLDモジュールを使用する時に、通常ネジでモ ジュールを基板或いは放熱板に固定するが、各ネジのしめ具合に よってケースに更に応力を加える可能性は避けられないのです。
  上記原因で現在LDモジュールの製造コスト及び不良率 はLDモジュールの単価高いの背景であり、FTTB(Fiber To The Building) 或いはFTTH(Fiber To The House)の障害にもなっています。
当社のLDモジュール技術の特徴 従来の構造と欠点 
LDモジュール構造   当社はバタフライタイプのモジュールをメインにするLDモジュール の新しい構造(特許出願済み)を提案しています。さらにこの新しい構造に適用する 量産向けの製造システムも完成しています。 この新しい構造のバタフライモジュールは下記の4つの特徴があります。
従来のバタフライモジュールの熱不安定要素と機械不安定要素を すべて解決しました。
光学系の調整と組み立てはケースと無関係なので、作業の効率が 向上します。
単体のバタフライモジュールとは限らなく、DWDMなどの光集積 モジュールにも威力を発揮できます。
一体化の光学系なので調整と組み立ては自動化し易く、尚且つ コリメータレンズ、アイソレータ、集光レンズ及びファイバーの固定は光軸に 対して対称性を持つので設備の簡略化にもなります。
  総合的にいうと製品の性能の良さ、製造の歩とまりの 良さは製造コストの大幅削減にもなります。

注:当社は、この新しい構造のLDモジュールを下記の条件で テスト試験を行ないました。
■ 温度衝撃テスト -40度〜+80度、持続時間20min 、20回重複
■ 振動テスト 加速度20g、20〜2000Hz、持続時間4min、 4回重複、XYZ3方向
■ 衝撃テスト 加速度500g、持続時間1ms、5回重複、±X±Y±Z六方向

Last update 2008/07/08
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