JPH01319710A - 光ビームの入射位置調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスレーザや半導体レーザ等の光ビームを光
伝送ファイバーに効率よく入射させる装置に関し、更に
詳しくは、光ビームを集光する厚肉集光レンズを、傾斜
角度が自由に変えられるように設置した光ビームの入射
位２調整装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来技術においては、第４図に示すようにガスレーザや
半導体レーザ等から発生した光ビーム１０は集光レンズ
１２によって集光されて光伝送ファイバー１４へ送られ
る。光ビームＩＯを光伝送ファイバー１４に効率よく入
射させるためには、光ビーム１０に対して光伝送ファイ
バー１４が精度よく配置されている必要があり、その組
み立て精度が入射効率を左右することになる。

入射効率を悪化させる原因の一つとして、光伝送ファイ
バー１４に入射する光ビームの主光線位置が光伝送ファ
イバー１４のコア位置と一致していないことに起因する
ものがある。従って光伝送ファイバー１４は、そのコア
位置が集光レンズ１２によって集光される位置にくるよ
うに厳密に調整されていなければならない、このような
調整は光ファイバー１４の取り付は位置を移動すること
によって行うことになる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが光伝送ファイバー１４として単一モードファイ
バーを用いている時などは、そのコア径（直径）が１０
μｍ以下と非常に小さいので、それに入射する光ビーム
ＩＯの主光線の調整精度を非常に高くしなければならな
い。

前記のように単一モードファイバーのときには１μｍ以
下の精度での調整が必要とされている。しかし１μｍ以
下の高精度で位置調節できる激動台は、装置が大損りと
なり高価である。

また、それによる調整作業は大変困難であり、組み立て
精度が十分でないために高い入射効率が得られない可能
性は十分にある。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
集光レンズを通して光ビームを光伝送ファイバーに入射
させるときの位置調整を容易に行うことができ、それに
よって入射効率を高めることができるような光ビームの
入射位置調整装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成できる本発明は、第１図に示すように
、ガスレーザや半導体レーザ等で発生した光ビーム１０
を、集光レンズ１５で集光して光伝送ファイバー１４に
入射させる装置であって、集光レンズ１５として厚肉レ
ンズを用い、その傾斜角度を可変できるように構成した
ものである。

ここで厚肉集光レンズ１５はレンズホルダ内に組み込ま
れ、該レンズホルダは、その一方の端部では支点により
揺動可能に保持され、他方の端部ではレンズホルダの中
心軸にほぼ直角な２方向で調整可能な３点支持機構によ
って支持されている。そして前記厚肉集光レンズ１５の
傾斜角をθとすると、角度θを自由に変化できるように
なっている。

［作用コ 光ビームｌＯに対して厚肉集光レンズ１５を角度θだけ
傾けて配置すると、光ビームＩＯは厚肉集光レンズ１５
の物体側主平面Ｈ，に入射角θで入射して、距離ｄ離れ
た位置にある像側主平面Ｈ２から出射角θで出射する。

そして焦点位置にある光伝送ファイバー１４に入射する
。

この焦点位置は光ビーム１０の主光線から距離δ離れた
位置にあり、その距離δと角度θとの関係は、 δ＝ｄ−ｓｉｎθ　　　　　　　　・・・　＋１１であ
る。従って光伝送ファイバー１４が光ビーム１０の主光
線の位置から離れて設置されていても、上記＋１１式を
満足するように厚肉集光レンズ１５を傾ければよいこと
が判る。

ここで集光レンズ１５として厚肉レンズを使用する理由
は、上記のように物体側主平面Ｈ＋と像側主平面Ｈ８の
位置が離れていることが必要であり、薄肉レンズではこ
のような方法で位１１１整ができないからである。

［実施例］ 光伝送ファイバー１４への入射位置を如何に高精度で調
整できるかは、レンズホルダ１６の傾斜角θを如何に高
精度で調節できるかによって決まる。第２図及び第３図
はレンズホルダ１６の具体的な支持構造の一例を示して
いる。

内部に厚肉集光レンズが組み込まれているレンズホルダ
１６は、全体がほぼ円筒状をなし、出射側の外周部には
互いに直角な切欠き部１６ａ、１６ｂが形成されている
。このレンズホルダＩ６は、その入射側の端部では支点
１８により揺動可能に保持される。この支点１８は例え
ばジャイロスコープに類似した構造で、出射側端部をＸ
軸方向とＹ軸方向とに自由度を持つように保持する。レ
ンズホルダ１６の出射側には調節点が設けられる。この
調節点は、切欠き部１６ａ、１６ｂにそれぞれ当接する
１ｌｌｉ節ネジ２０ａ、２０ｂと、それらの反対側に位
置するバネ２２との３点支持機構である。バネ２２の内
部には固定用の押さえネジ２４が設けられる。

例えば調整ネジ２０ａを回転すると距離りだけ前進もし
くは後退し、レンズホルダ１６の端部はＹ軸方向にバネ
２２の力に抗して変位する。

これによってレンズホルダ１Ｇの傾斜角、ひいては厚肉
集光レンズ１５の傾斜角θを可変でき、調整が済んだな
らば押さえネジ２４を回転させてレンズホルダ１６の外
周面に当接させることによってその位置で固定できる。

調整ネジ２０ａが距離りだけ動いた時には厚肉集光レン
ズ１５の傾斜角θは、 θ＝　ｊａｎ−’　（ｈ　／　ａ　）　　　　　　　−
・（２１となる。

ここでレンズホルダ１６における支点１８と調節点との
間の距離ａを８０ｍｍ、ｉｎ！節点におけるネジ２０ａ
、２０ｂのピッチを０．５ｍｍ＋とじ、ドライバー等で
調整ネジの回転角を、５変車位で調整できるとすると、
ネジの軸方向の分解能り、は、 ｈｃ＝０．５・　（５／３６０） ＝６．　９４ｘ　１００−２（＋＊） である、この分解能ｈＣだけＵＲ節点が変動した時のレ
ンズホルダ１６の傾斜角θ。は、θ、　−ｔａｎ−’　
（ｈｅ　／　ａ　）＝　ｊａｎ伺（６，９４Ｘ　１０−
”／８０）＝４．９７ｘｌＯ−’（度） となる、その時、第１図における光ビームの主光線の位
置ずれ調整の分解能δ、は、厚肉集光レンズ１５として
物体側主平面Ｈ，と像側主平面Ｈ！の間の距離ｄが２１
１ＩＩ１１のものを用いたとすると、 δｃ　＝２．　　ＯＯ−５ｉｎ　（４，９７ｘ　１０−
’）＝１．７３Ｘ１０−’（ｍ＋ｗ） ＝０．１７３　　（μｍ） となり、１．ｃ＋ｍ以下の調節が可能である。上記の説
明から、本発明によって光伝送ファイバーの位置ずれに
対して十分精度よく入射光ビームの位置を調節できるこ
とが判る。

以上本発明の好ましい一実施例について詳述したが、そ
のような支持機構のみに限定されるものではない、上記
のよう幌支点と調節点とで支持する構造ではそれらの間
隔を１０１１１１以上に設定するのが望ましい。

［発明の効果］ 本発明は上記のように集光レンズとして厚肉レンズを用
い、その傾斜角を調整自在に保持した構造だから、その
角度調整によって光ビームの主光線の位置をずらせて光
伝送ファイバーの位置に合わせることができ、入射効率
を高めることができる優れた効果がある。

特に一方の端部では支点により揺動可能に保持し、他方
の端部では光軸に直角な２軸方向で調整ネジにより位置
調整可能な３点支持機構を採用したから、ネジの微小な
進退によってレンズホルダの傾斜角を１μｍ以下の高精
度で微調整でき、光伝送ファイバーでの受光光量を測定
しつつ調整ネジを回転させて最大光量が得られるように
調整すればよく、調整に特別な技術が要らず未熟練者で
あっても容易に且つ迅速に入射位置を調整できる効果が
ある。

また微動台に比べて構造が格段と簡単で小型であり、非
常に安価なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ビームの入射位置調整装置の基
本的な構成を示す説明図、第２図はそのレンズホルダの
支持構造の一例を示す側面図、第３図はその正面図、第
４図は従来技術を示、す説明図である。 １０・・・光ビーム、１２・・・集光レンズ、１４・・
・光伝送ファイバー、１５・・・厚肉集光レンズ、１６
・・・レンズホルダ、１Ｂ・・・支点、２０ａ。 ２０ｂ・・・調整ネジ、２２・・・スプリング。 特許出願人　　日本板硝子株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光ビームを集光して光伝送ファイバーに入射させる
   装置であって、厚肉集光レンズを組み込んだレンズホル
   ダを、その一方の端部では支点により揺動可能に保持し
   、他方の端部ではレンズホルダの中心軸にほぼ直角な２
   方向で調整可能な３点支持機構によって支持しているこ
   とを特徴とする光ビームの入射位置調整装置。