JPH0228987A

JPH0228987A - 光源装置

Info

Publication number: JPH0228987A
Application number: JP17817088A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sato; 勉佐藤; Hidetoshi Miyao; 宮尾　英俊; Yutaka Nishida; 豊西田
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1990-01-31

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］本発明は発光素子から放出された光を光出力ボートを介
して外部へ導出するとともに内部に自動出力制御用の受
光素子を組込んだ光源装置に関する。

［従来の技術］発光素子を用いた光通信システムに組込まれる光源装置
は例えば第４図のように構成されている。

すなわち、フレーム１の一辺に円筒状のマウント２およ
びホルダ３を介して発光素子としての半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）４が取付けられており、この半導体レーザ４の前方
には長焦点距離を有した例えば集束性ロッドレンズ等で
形成されたレンズ５が配設されており、このレンズ５の
焦点位置に取付リング６にて前記フレーム１の他辺に取
付けらけたレセプタクル７の受光面が位置している。そ
して、このレセプタクル７の他端には光ファイバ８が取
付けられている。

レンズ５とレセプタクル７との中間位置にレーザ光を分
岐する例えばハーフミラ−からなる分岐板９が介挿され
ている。そして、この分岐板９にて分岐されたレーザ光
が集束する位置、すなわち前記レンズ５のもう一つの焦
点位置にマウント１０にてフレーム１の別の一辺に固定
された受光素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）１１
が配設されている。

このような光源装置において、半導体レーザ４から放出
されたレーザ光はレンズ５でもって、レセプタクル７の
受光面に集束される。同時に一部の光は分岐板９で分岐
されてフォトダイオード１１の受光面に集束される。

また、レセプタクル７の受光面にレーザ光が垂直に入射
すると、レーザ光の一部がその受光面で反射され、再び
半導体レーザ４に入射する問題が生じるので、図示する
ように、マウント２とホルダ３とをフレーム１に対して
微少角度θ（−４〜５″）だけ傾斜させて取付け、反射
光が半導体レーザ４に入射しないようにしている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、第４図に示すような光源装置においても
まだ次のような問題があった。すなわち、このような構
成であれば、フレーム１に対して半導体レーザ４．レン
ズ５．レセプタクル７、フォトダイオード１１を組込む
場合においては、分岐板９の角度および位置調整でもっ
て、レーザ光をレセプタクル７の受光面とフォトダイオ
ード１１の受光面とに同時に集束させるとともに両者と
レーザ光との軸合せも行なう必要がある。この１枚の分
岐板９の位置調整および角度調整のみで焦点および軸合
せを行なうのは非常に難かしく、調整作業の作業能率が
大幅に低下する。

また、半導体レーザ４から出力された光を１つのレンズ
５で受けて、レセプタクル７およびフォトダイオード１
１の受光面に集束させている。−方、光ファイバ８へ入
射する光が最大の結合効率を得るには、最適な光学系が
存在し、これはＮＡおよび倍率の関係から決まる。しか
し、光路内にアイソレータ、フィルタ、ビームスプリッ
タ等の光学部材を組込もうとした場合、この光学系では
光路距離を変えることができないので、その作業は困難
なものとなる。

また、各光学部材が近接して配置されていると、これら
各光学部材相互間の位置調整を微動台等の位置調節装置
を用いて行なうことが不可能であるので、前述した調整
作業を簡単な工具を用いて手作業で実行しなければなら
ず、調整作業がより煩雑になる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、発
光素子と光出力ポートとの間に発光素子からの光を平行
にする第１のレンズとこの平行光を集束させる第２のレ
ンズとを設けることによって、光出力ボート部分におけ
る光軸合せと受光素子部分における光軸合せとをそれぞ
れ独立して実行でき、各光学部材の組込時における調整
作業を簡単に実施でき、かつ発光素子と光出力ボート間
の距離を任意に設定でき、装置の設計上の自由度を向上
できる光源装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の光源装置においては、発光素子と、この発光素
子から放出された光を平行光へ変換する第１のレンズと
、光軸方向長さが少なくとも０．５ピッチ以上の長さを
有した集束性ロッドレンズからなり、第１のレンズから
出力された平行光を集束させる第２のレンズと、この第
２のレンズの焦点位置に配設され、集束された光を外部
へ導出する光出力ボートと、第１のレンズと第２のレン
ズとの間に介挿され、平行光を分岐させる分岐板と、こ
の分岐板にて分岐された平行光を受光する自動出力制御
用の受光素子とを備えたものである。

［作用コこのように構成された光源装置であれば、発光素子から
放出された光は第１のレンズで一旦平行光に変換される
。そして、集束性ロッドレンズで形成された第２のレン
ズでもって光出力ポートの受光面に集束される。そして
、光を自動出力制御用の受光素子へ導く分岐板は第１の
レンズと第２のレンズとの間に介挿されているので、第
２のレンズの焦点距離を短く設定できるので、第２のレ
ンズの光軸の直角方向へのずれ量の許容誤差を大きく設
定でき、調整作業が簡素化される。

また、分岐板は平行光の光路に介挿されているので、出
力ポート部分における光軸合せおよび受光素子部分にお
ける光軸合せとを独立に実施できる。

また、第１のレンズと第２のレンズとの間の距離を任意
に設計変更できる。

［実施例］以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図（ａ）は実施例の光源装置を示す側面図であり、
同図（ｂ）は断面模式図であり、第２図は正面図である
。はぼ直方体状に形成された本体２１内に貫通孔２２が
穿設されており、この貫通孔２２の一方の開口に第１の
レンズホルダ２３が螺合固定されている。この第１のレ
ンズホルダ２３の中心軸に貫通孔２３ａが形成されてお
り、この貫通孔２３ａの一端に第１のレンズとしての球
レンズ２４が取付けられている。そして、この球レンズ
２４の後方に、レーザ光を放出する発光素子としての半
導体レーザ（ＬＤ）２５が取付板２６にて前記第１のレ
ンズホルダ２３の後端に固定されている。前記球レンズ
２４は第３図に示すように半導体レーザ２５から放出さ
れたレーザ光を平行光に変換するためのレンズであり、
約１．１４ｍｍの焦点距ＡｆＩ　Ｆ　１を有する。

本体２１の前記第１のレンズホルダ２３の反対側面には
第２のレンズホルダ２７が一対のネジ２８ａ、２８ｂに
て固定されている。この第２のレンズホルダ２７の前記
貫通孔２２に対向する位置にはこの貫通孔２２内へ挿入
される円筒部２７ａが形成され、この円筒部２７ａの先
端は軸心に対して４５°傾斜して切断されており、その
傾斜面にハーフミラ−からなる分岐板２９が取付けられ
ている。また、第２のレンズホルダ２７の軸心にはレー
ザ光が通る貫通孔２７ｂが穿設されており、この貫通孔
２７ｂ内に棒状の集束性ロッドレンズ３０が嵌入固定さ
れている。

集束性ロッドレンズ３０の分岐板２つ側端は半球状に形
成されており、反対側端は光軸に対して直角に形成され
ている。この集束性ロッドレンズ３０は、周知のように
、内部の光の屈折率が均一ではなく半径方向に変化する
。したがって、第３図に示すように、一端から入射した
レーザ光は集束性ロッドレンズ３０内で一定周期で蛇行
する。

そして、その軸方向の１周期分の長さをピッチ（Ｐ）と
呼ぶが、集束性ロッドレンズ３０の軸方向の長さしをこ
のピッチＰの整数倍に設定すると、入射された平行光は
内部で１回蛇行されて元の平行光として反対側端から出
力される。長さしがピッチＰの整数倍でなければ、反対
側端から出力されたレーザ光はそのピッチＰの端数に対
応する焦点距離Ｆ２をもって集束する。例えば長さしが
０．５　Ｐの整数倍になれば焦点距離Ｆ２は無限大、す
なわち前述した平行光になる。よって、集束性ロッドレ
ンズ３０の長さしを調節することによって、焦点距離Ｆ
２を可変制御できる。なお、この実施例の集束性ロッド
レンズ３０の軸方向の長さＬはＬζ１０．５　ｍｏ＋　
　（０，５８９Ｐ　）に設定されている。

よって、焦点距ＭＦ２は約３．３３ａｍになる。

しかして、この集束性ロッドレンズ３０の出力端側の外
側は図示しない光ファイバが接続される光出力ポートと
してのレセプタクル３１を本体２１に取付けるためのマ
ウント３２で覆われている。このマウント３２は取付は
リング３３を介して本体２１に固定された第２のレンズ
ホルダ２７に取付けられる。

レセプタクル３１の受光面と前記集束性ロッドレンズ３
０の光軸とは受光面における反射光が半導体レーザ２４
側へ進行しないように４〜５６の傾斜角θを有して固定
されている。

前記本体２１の分岐板２９に対向する位置に孔３４が穿
設されており、この孔３４の開口に受光素子ホルダ３５
が取付けられており、この受光素子ホルダ３５内に分岐
板２９で分岐されたレーザ光を受光する受光素子として
のフォトダイオード（ＰＤ）３６が固定されている。

このように構成された光源装置において、半導体レーザ
２５から放射されたレーザ光は球レンズ２４にて平行光
線に変換されて分岐板２９を介して集束性ロッドレンズ
３０の球面に形成された入力端から入力される。集束性
ロッドレンズ３０内に入射された平行光は０．５８９回
分蛇行された後、平面に形成された出力端から出力され
て、焦点距１１１Ｆ：ｌだけ離れた位置に位置する４〜
５°だけ傾斜したレセプタクル３１の受光面に集束する
。そして、半導体レーザ２５から出力されたレーザ光は
レセプタクル３１を介して外部の光ファイバへ導出され
る。

一方、分岐板２９で分岐されたレーザ光は平行光のまま
、又は集光用レンズを介してフォトダイオード３６の受
光面へ入射される。そして、このフォトダイオード３６
でレーザ光に比例した光強度電気信号に変換されて、自
動出力制御装置（ＡＰＣ）へ人力される。

このような構成であれば、半導体レーザ２５から放出さ
れたレーザ光は球レンズ２４で一旦平行光に変換した後
集束性ロッドレンズ３０でレセプタクル３１の受光面に
集束されている。したがって、球レンズ２４および集束
性ロッドレンズ３０を半導体レーザ２５およびレセプタ
クル３１にそれぞれ近接配置できるので、各焦点圧Ｍ　
Ｆ　１Ｆ２を非常に短く設定できる。よって、各レンズ
２４．３０における光軸の直角方向へのずれ量の許容誤
差を大きく設定できるので、組立て後の調゛整作業の作
業能率を向上できる。

また、集束性ロンドレンズ３０の長さしをＬ　−０，０
８９Ｐではなくて、０，５Ｐだけ長いＬ−０，５８９Ｐ
に設定することによって、焦点距離Ｆ２を短く設定した
状態で全体の長さしを長く設定できる。このように全体
の長さしを一定長さ以上に設定することによって、第２
のレンズホルダ２７に対する取付作業の作業能率の向上
と、取付は精度を向上できる。

また、集束性ロッドレンズ３０のレーザ光の入射側端を
球面状に形成することによって、この入射面で反射され
たレーザ光が半導体レーザ２４側へ進行するのを防止し
ている。

また、フォトダイオード３６の受光面に入射されるレー
ザ光は分岐板２９で分岐された平行光であるので、分岐
板２９の位置、角度を調整することによって、光軸合せ
を行なうことができる。

方、レセプタクル３１の光軸合せは、レセプタクル３１
が取付けられたマウント３２自体を移動させて実行し、
光軸が合った時点で、マウント３２と取付はリング３３
との間を高周波半田で固定する。よって、フォトダイオ
ード３６の光軸合せとレセプタクル３１の光軸合せとを
ぞれぞれ独立して実施できるので、光軸合せ作業の作業
能率が向上する。

また、球レンズ２４と集束性ロッドレンズ３０を使用す
ることにより、平行光の光距離は特に制限されることも
なく設定することができるので、この光源装置を微動台
等の調整装置に装着すことが可能となり、マウント３２
を本体部に高周波加熱器を使って半田付けできるように
なったため、前述した光軸合せ等の調整作業の作業能率
をさらに向上させることができる。

さらに、必要に応じて、この平行光の光路内にアイソレ
ータ、フィルタ、ビームスプリッタ等の光学部材を介挿
することが可能となり、設計上の自由度を向上させるこ
とができる。

［発明の効果コ以上説明したように本発明の光源装置によれば、発光素
子と光出力ポートとの間に出力された光を平行にする第
１のレンズとレーザ光を集束させる第２のレンズとを設
け、光出力ポート部分における光軸合せと受光素子部分
における光軸合せとをそれぞれ独立して実行できるよう
に構成している。

よって、各光学部材の組込時における調整作業を簡単に
実施でき、かつ発光素子と光出力ポート間の距離を任意
に設定でき、装置の設計上の自由度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例に係イ〕る光源装置を
示す側面図、同図（ｂ）は同実施例装置の断面模式図、
第２図は同実施例装置の正面図、第３図は同実施例装置
における光の光路を示す模式図、第４図は従来の光源装
置を示す模式図である。２１・・・本体、２３・・・第１のレンズホルダ、２４
・・・球レンズ、２５・・・半導体レーザ、２７・・・
第２のレンズホルダ、２９・・・分岐板、３０・・・集
束性ロッドレンズ、３１・・・レセプタクル、３５・・
・フォトダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】

発光素子（２５）と、この発光素子から放出された光を
平行光へ変換する第１のレンズ（２４）と、光軸方向長
さが少なくとも０．５ピッチ以上の長さを有した集束性
ロッドレンズからなり、前記第１のレンズから出力され
た平行光を集束させる第２のレンズ（３０）と、この第
２のレンズの焦点位置に配設され、集束された光を外部
へ導出する光出力ポート（３１）と、前記第１のレンズ
と第２のレンズとの間に介挿され、前記平行光を分岐さ
せる分岐板（２９）と、この分岐板にて分岐された平行
光を受光する自動出力制御用の受光素子（３６）とを備
えた光源装置。