JPH02277006A - レンズ付光ファイバの製造方法 - 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〕 この発明は、光ファイバを用いた光半導体素子モジュー
ルに用いるレンズ付光ファイバの製造方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

一般的に、光ファイバを用いた光通信に用いる光半導体
素子モジュールにおいて、光半導体素子と光ファイバと
を光学的に結合させる方法として。

球レンズや屈折率分布型レンズ等の個別レンズを使用す
る方法と、レンズが光ファイバと一体化しているレンズ
付光ファイバを使用する方法とがある。

第５図は９例えば、米津宏雄著「光通信素子工学」（発
行所；工学図書株式会社）２６１ページに示すれた従来
のレンズ付光ファイバを示す断面図であり９図において
、　　（２０１）はレーザダイオード。

（２０２）は光ファイバの先端部にテーパとし、その端
を球面加工してレンズを形成させたテーパ先球光ファイ
バである。

テーパ先球光ファイバ（２０２）の先端に形成されてい
る球面の曲率半径は１０μｍ程度である。光ファイバの
先端部をテーパ状に加工するのは、外形１２５μｍ程度
の光ファイバに曲率半径１０μｍ程度の球面を形成する
ためである。

次に動作について説明する。

レーザダイオード（２０１）の出射光は、テーパ先球光
ファイバ（２０２）の先端の球面で集光され、光ファイ
バに光学的に結合する。

次に製造方法について説明する。

まず、光ファイバの先端部をテーパ状に加工する。加工
する方法としては、研削等の機械加工方法と、ぶつ酸に
浸した光ファイバを徐々に引き上げることによシ光ファ
イバの長さ方向のエツチング量を変化させる等の化学的
加工方法がある。

次に、テーパ状の先端部を研磨して曲率半径１０μｍ程
度の球面を形成する。

ところで、上記の加工は外形が１２５μｍ程度と細く、
また９石英ガラスという破損しやすい材料からなる光フ
ァイバに実施する。このため、加工においては細心の注
意と熟練が必要である。さらに、先端部の球面加工は９
曲率半径が１０μｍ程度と非常に小さいために９％殊な
製造装置が必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のレンズ付光ファイバは以上のように構成されてい
るので、加工においては細心の注意と熟練が必要であり
、また、先端部の球面加工には特殊な製造装置が必要で
あり、量産性が低く９価格も高いなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、量産性が高く、また、特殊な製造装置でなくて
も製造できるレンズ付光ファイバの製造方法を得ること
を目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

この発明に係るレンズ付光ファイバは、光フアイバホル
ダの中心孔上に中心孔よりも大きいほぼ半球状の有機物
質またはガラスのレンズを固着するとともに、光ファイ
バを光フアイバホルダに固定したものである。

さらに、この発明に係るレンズ付光ファイバの製造方法
は、光ファイバ及び光ファイバを固定した光フアイバホ
ルダの端面に液状の透明な有機物質をほぼ半球状に塗布
した後に硬化させるものである。

また、この発明に係る別のレンズ付光ファイバの製造方
法は、光フアイバホルダの中心孔にほぼ球状のガラスを
置き、このガラスを加熱により軟化させて光フアイバホ
ルダに固着させた後、光ファイバを光フアイバホルダに
固定するものである。

〔作用〕

この発明に係るレンズ付光ファイバは、光フアイバホル
ダの端面にレンズを固着させているので。

光ファイバの先端にレンズを形成したものに比べ。

取扱いが容易である。

さらに、この発明によるレンズ付光ファイバの製造方法
は、光フアイバホルダの端面にレンズを簡便な方法で固
着させたものであり、特殊な製造装置がなくても製造で
き、有機物質の硬化またはガラスの軟化は多数のものを
同時に行なえるので量産性が高く９価格も低くなる。昔
だ、レンズの表面は、液状の有機物質、または、軟化し
たガラスの表面張力を利用するので、凸凹やキズがない
なめらかな面となる。

〔実施例〕

この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、レンズ付光ファイバホルダの断面図であ！０
．（６）は光ファイバ、（７）はナイロン樹脂等の光フ
アイバ外被、α謙は光フアイバホルダ、（１）はレンズ
である。光ファイバ（６）および光フアイバ外被（７）
は、光フアイバホルダ（１３の中心孔に接着剤により固
定されている。レンズ四は光フアイバホルダ（１３の中
心孔上に固定されておシ、レンズ（至）の大きさは光フ
アイバホルダ（１３の中心孔よりも大きい。

また、光ファイバ（６）とレンズ（至）は密着している
。

第２図は、この発明のレンズ付光ファイバホルダを用い
て光半導体素子と光ファイバを光学的に結合させた一実
施例の断面図であ９９図において。

（１０１）は光半導体発光素子、　　（１０２）は球レ
ンズである。

光半導体発光素子（１０１）の出射光は球レンズ（１０
２）によシ集束光となシ、レンズ付光ファイバホルダに
入射し、レンズ翰によシ集光されて光ファイバ（６）に
入射する。

光半導体発光素子（１０１）と光ファイバを光学的に結
合、すなわち、光半導体発光素子（１０１）の出射光を
光ファイバ（６）に入射させるためには９球レンズ（１
０２）およびレンズ付光ファイバの位置を調整すること
が必要であるが９球レンズ（１０２）とレンズ（２）と
にレンズ系を分割していること及びレンズの焦点距離が
従来例に示したものに比べ大きいこと等によシ位置の調
整精度は、従来例に比べ同等か、または、緩和される。

また、光フアイバホルダα３の外径が２．５龍とすれば
、光ファイバの外径１２５μ馬程度に比べ２０倍も大き
く材質も金属やセラミクスが使用でき、破損しやすい光
ファイバが露出していないので、取扱いが容易である。

さらに、レンズが光フアイバホルダに直接固定されてい
るので、経年変化等によシレンズが動いて光半導体素子
と光ファイバの光学的な結合が変化することがない。

次に、この発明のレンズ付光ファイバの製造方法の一実
施例を図について説明する。

第３図は製造途中を示す断面図であ９９図において、２
υは透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の液状の有
機物質であシ、液状の有機物質ｃｌＤは６０℃〜１５０
℃の温度で硬化する。ＯＤは注射針である。

光ファイバ（６）および光フアイバ外被（７）は、接着
剤で光フアイバホルダαＪに固定されている。光ファイ
バ（６）の端面は、光フアイバホルダａ３と光ファイバ
（６）の接着固定後、研磨によυ平面となっている。

光ファイバ（６）および光フアイバホルダＱ３の端面に
、注射針Ｇυを用いて適量だけ液状の有機物質Ｑυを塗
布する。この時、塗布する位置は光ファイバ（６）の中
心と、塗布されて半球状となった液状の有機物質（財）
の中心とがほぼ一致するようにする。ｆた。液状の有機
物質？２υは表面張力で半球状に盛上がるようにする。

その後、加熱することによシ液状の有機物質を硬化させ
てレンズ付光ファイバを製造する。

液状の有機物質ｃ！珍を適量塗布したシ、塗布する位置
を決める等の作業を行なう製造装置は簡便な治具、およ
び９通常市販されている製造装置等を組合せることによ
シ、容易に自動化したものを作ること）工できる。また
９作業時間も短い。さらに。

液状の有機物質の硬化は加熱するだけなので、多数のも
のを同時に処理できる。従って、量産性が高く２価格も
安くなる。

次に、この発明の他のレンズ付光ファイバの製造方法の
一実施例を図について説明する。

第４図は製造途中を示す断面図であ９９図において、＠
は透明な球状のガラスであシ、その熱膨張係数は光フア
イバホルダの熱膨張係数とほぼ一致している。

光フアイバホルダ０の中心孔上に球状のガラス＠を置き
、電気炉等で４００〜７００℃に加熱して球状のガラス
（至）を軟化させ、光フアイバホルダα１の端面上でほ
ぼ半球状となるようにする。この時。

光ファイバホルダα罎の中心孔には、中心孔の径が光フ
ァイバの外径よりも少し大きな１２７μｍ程度と小さい
こと、および、軟化させたガラスの粘度を適当とするこ
とによシ、ガラスはほとんど進入しない。次に、先端部
の外被を除去し、端面をファイバカッタ等できれいに破
断させた光ファイバを光フアイバホルダαＪの他の孔か
ら挿入するとともに、接着剤を用いて固定する。

ガラスの軟化は加熱するだけで良く、温度を調整するこ
とにより再現性良く加工できる。また。

光フアイバホルダ０の外径も２．５１１Ｅ程度と金属等
の加工部品としては小さいので、多数のものを一度にレ
ンズ付加工ができる。このため、量産性が高く価格も安
くなる。また、レンズ（１）を光ファイバホルダα違に
固着したものを多量に生産し、必要に応じて光ファイバ
を挿入し、固定すれば良く。

取扱いも容易なので作業の効率が向上する。

なお、上記実施例では光ファイバ（６）と光フアイバホ
ルダ０とを接着剤で固定した場合のものを示したが、ハ
ンダを用いて固定しても良い。

また、上記実施例ではレンズ翰の材質として有機物質の
場合、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂のものを示したが
、アクリル系樹脂等でもよい。

さらに、上記実施例では、レンズ（１）の材質が有機物
質の場合、有機物質の硬化を加熱によシ行なうものを示
したが、紫外線照射によって行なっても良く、また、室
温で硬化させるものでも良い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればレンズを光フアイバホ
ルダの端面に固着させるように構成したので、取扱いが
容易で、特殊な製造装置が不要となシ、量産性が高く安
価に製造できる効果がある。

また、液状の有機物質を光フアイバホルダの端面に塗布
後に硬化させること、″または９球状のガラスの光フア
イバホルダの端面に置いた後、加熱してガラスを軟化さ
せることによシレンズを形成するので量産性が高く２％
殊な製造装置が不要で。

安価に製造できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるレンズ付光ファイバ
を示す断面図、第２図は第１図のレンズ付光ファイバを
用いて光半導体発光素子と光ファイバを光学的に結合さ
せた一実施例の断面図、第３図はこの発明の別の一実施
例によるレンズ付光ファイバの製造方法を示す断面図、
第４図はこの発明の他の一実施例によるレンズ付光ファ
イバの製造方法を示す断面図、第５図は従来のレンズ付
光ファイバの断面図である。 （６）は光ファイバ、ａ３は光フアイバホルダ、■はレ
ンズ、Ｑυは液状の有機物質、（２）は球状のガラスで
ある。 なお９図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンズを光ファイバの先端に形成させたレンズ付
   光ファイバの製造方法において、光ファイバの外径より
   も大きな中心孔を有する光ファイバホルダの中心孔に上
   記光ファイバを接着剤またはハンダで固定し、上記光フ
   ァイバホルダ及び上記光ファイバの端面に液状の透明な
   有機物質をほぼ半球状に塗布した後、上記有機物質を硬
   化させたことを特徴とするレンズ付光ファイバの製造方
   法。
2. （２）レンズを光フアイバの先端に形成させたレンズ付
   光ファイバの製造方法において、光ファイバの外径より
   も大きな中心孔を有する光フアイバホルダの中心孔上に
   上記中心孔よりも大きい径を有するほぼ球状のガラスを
   置き、上記ガラスを加熱により軟化させてほぼ球状にす
   るとともに上記光ファイバホルダに固着させた後、上記
   光ファイバを上記光ファイバホルダの中心孔に固定した
   ことを特徴とするレンズ付光ファイバの製造方法。
3. （３）レンズを光ファイバの先端に形成させたレンズ付
   光フアイバにおいて、光ファイバと、上記光ファイバの
   外形よりも大きな中心孔よりも大きな中心孔を有する光
   ファイバホルダと、上記光ファイバホルダの中心孔より
   も大きな外径を有する有機物質またはガラスのレンズと
   を有し、上記レンズが上記光ファイバホルダの中心孔に
   固定されており、上記光ファイバが上記光ファイバホル
   ダに接着剤またはハンダで固定されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項、または第（２）項記載
   のレンズ付光ファイバの製造方法により製造されたレン
   ズ付光ファイバ。