JPH04131817A

JPH04131817A - コリメータ

Info

Publication number: JPH04131817A
Application number: JP25200390A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Tamura; 安昭田村
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1992-05-06
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: JP2935553B2

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）本発明は光フアイバ間の光結合を得る手段として用いら
れるコリメータに関するものである。

（従来の技術）光フアイバ間の光結合を得る手段として、第２図に示す
ようにレンズ１１と光ファイバ１０．レンズ１２と光フ
ァイバ１３をそれぞれ一体化してなる各コリメータを互
いに対向させる方法が旧来より存在する。

この方決は、レンズ１１．１２焦点距離に光ファイバ１
０．１３の先端部を配置することにより、光ファイバ１
０の先端部からの出射光をレンズ１１で平行ビームに変
換し、対向するレンズ１２で集光し、他方の光ファイバ
１３へと結合するものである。

このようなコリメータに用いられるレンズとしては、セ
ルフォックレンズ、非球面レンズ、球レンズ等色々ある
が、球レンズを用いたコリメータは他のレンズを用いた
コリメータに比べて以下の利点を有している。

（イ）球レンズは、均一の品質で大量に、−括して製作
できるので非常に安価である。

（ロ）球レンズは、表面からの光反射が光ファイバに戻
らないので極めて低反射の光結合を可能とする。低反射
であることは光フアイバ間の光結合において極めて重要
なことである。

（ハ）球レンズは、形状が球であるので、コリメータと
して実装するとき、レンズの方向を考慮する必要がない
。

（ニ）球レンズを用いることにより低損失の光結合が可
能となる。たとえは、光結合が難しいとされている。シ
ングルモード光ファイバ間の光結合において、コリメー
タ間の距離を５０ａ＋ｍとした場合でも結合損失はわず
か０．３〜０．４ｄＢ程度である。

このため、球レンズを用いたコリメータは光産業分野で
は既に実用的に使用されているところである。

第３図は、球レンズを用いたコリメータの従来例（例え
ば特開昭６３−１４９６１１号公報）であって、ｌは球
レンズ、５は光ファイバ、６は中心軸部に光ファイバ５
を保持し、先端部が該光ファイバ５の先端部と一括斜研
摩されたフェルール、１４は圧入された球レンズ１を保
持・固定する第１のスリーブ、１５は第１のスリーブ１
４と嵌合・固定される第２のスリーブ、１６は光ファイ
バ５とフェルール６の斜端面に光学接着剤１７で一端面
が固定された、適当な厚みを有するガラススペーサであ
る。同図に示すように、フェルール６はガラススペーサ
１６の端面が球レンズ１の面に密接するように第２のス
リーブ１５に圧入され、光ファイバ５の端面が球レンズ
１の焦点位置にくるように配置される。これにより、球
レンズ１と光ファイバ５の端面間を所定の距離に無調整
で決定することが可能となり、コリメータの調整が簡単
となる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記構成のコリメータでは、光フアイバ
先端部が温度変化などによりフェルール端面から突き出
たり、引っ込んだりすると、光フアイバ先端部がフェル
ール端面に貼着されている光学接着剤を機械的に破壊し
、光学結合を損うおそれがあるという問題点があった。

さらに、光学接着剤を光が通過する光通過面の面積は光
ファイバのコア断面積と大略等しく、その直径は通常１
０μｍ前後と極めて小さいので、光通信部分における光
強度の密度が極めて高くなり、このため光学接着剤が変
質して光の透過特性が著しく劣化するという問題点があ
った。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
って、光学接着剤を使用することのない、また光フアイ
バ先端部の突き出しや引っ込みの影響を受けないスペー
サを用いたコリメータ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）本発明は上記目的を達成するため球レンズと、中心軸部
に光ファイバを有し端面が前記光ファイバの端面と一括
研摩されたフェルールとを同一軸上にスリーブで保持す
るコリメータにおいて、外径が前記スリーブの内径に等
しい円板の中心部に所定の厚さのふくらみを形成し、中
心軸部に貫通孔を設けたスペーサを、前記球レンズと光
ファイバの端面間に相互に密接するように挿入し、前記
光ファイバの端面が前記球レンズの焦点位置に位置する
ようにしたものである。

（作　用）本発明では、球レンズと光フアイバ端面間はスペーサの
中央部に形成したふくらみの厚さにより決まる。従って
、球レンズと光フアイバ端面間を無調整で所定の距離に
することができると共に、スペーサに傾きがあっても常
に所定の距離が保たれる。

また、球レンズと光フアイバ間を伝搬する光は、スペー
サに設けた貫通孔を通る。従って、光はスペーサ自体の
影響を受けることはなく、またスペーサと光フアイバ等
間に光学接着剤を用いる必要がないので、その変質等に
よる悪影響を受けることもない。

これにより、光学的にも、機械的にも安定なコリメータ
を得ることができる。

（実施例）第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図であって、
１は球レンズ、２は金属からなる段つき環、３は前記球
レンズ１と段つき環２とからなるホルダつきレンズ、４
は金属からなる金属スリーブ、５は光ファイバ、６はフ
ェルール、７はビス、８はスペーサであり、第２図（ａ
）にホルダつきレンズ３の断面図を、第２図（′ｂ）に
金属スリーブ４の断面図を、第６図にスペーサ８の第１
の実施例をそれぞれ示す。

段つき環２は、球レンズ１の外径にほぼ等しい内径を有
する本体部と、フェルール６の外径にほぼ等しい外径を
有する段部からなり、第２図（ａ）に示すように前記本
体部に球レンズ１を圧入することによりホルダつきレン
ズ３を構成している。そして、球レンズ１の表裏２面に
は光の反射を防止するためのＡＲコート膜処理が施され
ている。

また、金属スリーブ４は、フェルール６の外径にほぼ等
しい内径を有する本体部と、段つき環２の段部の外径に
ほぼ等しい内径を有する挿入部とからなっており、その
側面には第２図（１））に示すようにビス７を挿入する
ためのタップが切られたねし孔９が設けられている。

フェルール５は中心軸部に光ファイバ５を保持し、その
先端部の端面ば光ファイバ５の先端部の端面と共に光軸
に直交する面に対して斜に研摩されている。

また、スペーサ８は第５図に示すように、外径が金属ス
リーブ４の内径にほぼ等しい円板の中央部の両側に半球
状のふくらみ１８を形成し、中心軸部に光通過用の貫通
孔１９を設けた形状を有している。そして、中央部に形
成されたふくらみ１８の厚さは、コリメータが第１図の
ように組み立てられたとき球レンズ１の焦点位置に光フ
ァイバ５の端面が位置するように決められている。

ホルダつきレンズ３の段つき環２の段部は金属スリーブ
４の挿入部に圧入・固定され、一体的に組み合わされる
。そしてスペーサ８とフェルール５とを金属スリーブ４
の本体部の端部から圧入し、スペーサ８の中央部のふく
らみ部分が球レンズｌの端面と光ファイバ５の端面とに
密接する位置で、ビス７によりフェルール５を金属スリ
ーブ４に固定する。これにより、光ファイバ５の端面ば
球レンズｌの焦点位置に位置することとなり、光ファイ
バ５の先端部からの出射光は球レンズ１により平行光に
変換され、あるいは球レンズ１に入射された平行光は光
ファイバ５の先端部に集光される。

この場合、スペーサ８は貫通孔を有するので、通過する
光に何等影響を与えない。

以上、説明したように本実施例によれは、球レンズ１と
光ファイバ５との端面の距離をスペーサ８を用いること
により無調整で所定の距離に設定することができる。ま
た、スペーサ８に貫通孔を設けているので、温度変化な
どにより光ファイバ５の端面がフェルール６の端面から
突き出したり、引っ込んだりしても機械的にも、光学的
にも全く安定である。なお、上記突き出し、引っ込みの
量は極くわずかであるので、それ自体により光学結合系
が崩れるということはない。また、第２図に示す従来例
における光学接着剤を光通過面に使用していないので、
該光学接着剤の変質による光結合損失の劣化はない。さ
らに、スペーサ８の中央部にふ（らみを設けているので
、たとえスペーサ８が段つき環２の段部の内部において
傾いても球レンズ１と光ファイバ５の端面との距離は常
に一定に保たれる。

なお、上述したスペーサ８の効果は、段つき環２と金属
スリーブ４とを、１個のスリーブで置換えた場合にも当
然得られる。

第６図は上記コリメータに使用するスペーサの第２の実
施例であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である
。このスペーサは、外径が金属スーリーブ４の内径にほ
ぼ等しい円板の中央部の両側に凸状のふくらみ２０を形
成し、その中心軸部に光通過用の貫通孔２１を設けたも
のである。本スペーサは上記のふくらみ２０、貫通孔２
１により第５図に示す第１の実施例のスペーサと同様の
効果を発揮する。

第７図は本発明の第２の実施例を示す断面図であって、
第１＠に示す第１の実施例とほぼ同様の構成となってい
るが、ホルダつきＩ／ンズ３の段つき環２とフェルール
４との固定方法が異なる。すなわち、本実施例は段つき
環２の段部の外周と金属スリーブ４の挿入部の内周とに
ねし２２を設け、該ねし２２をはめ合せて段つき環２と
金属スリーブ４とを一体的に固定したものであり、固定
をより確実にするものである。

第８図は本発明の第３の実施例を示す断面図であって、
第１図に示す第１の実施例とほぼ同様の構成となってい
るが、フェルール６の固定方法が異る。すなわち、本実
施例は金属スリーブ４の側面上の一部を外部から押圧す
ることにより、フェルール６の固定を確実にしたもので
あり、フェルール６０固定用のビスや該ビス挿入用のね
し孔を必要としない。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように本発明によれは、円板の中
央部にふくらみを有し、そのふくらみの中心に光通過用
の貫通孔を設けたスペーサを使用しているので、通過す
る光に影響を与えることなく球レンズと光ファイバの端
面との距離が所定の距離となるように無調整で位置設定
することができると共に、前記スペーサに傾きがあって
も上記の距離は一定に保たれるという効果が得られる。

さらに、光学接着剤を光通過面に使用していないので、
該光学接着剤の変質による光結合損失の劣化はなく、温
度変化などにより光フアイバ先端部のフェルール端面か
らの突出し、引込みが生じても機械的にも、光学的にも
全く安定であるまた、金属スリーブの側面上の一部を押
圧することにより固定用ビスを用いることなくフェルー
ルを金属スリーブに確実に固定することができる。

さらに、ホルダつきレンズの段つき環とフェルールとに
ねじを設け、該ねじをはめ合せることにより、相互に６
育実に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第２ノは
ホルダつきレンズと金属スリーブの断面図、第３図は光
フアイバ間の光結合の概略図、第４図は従来のコリメー
タの断面図、第５図はスペーサの第１の実施例を示す図
、第６図はスペーサの第２の実施例を示す図、第７図は
本発明の第２の実施例の断面図、第８図は本発明の第３
の実施例の断面図である。１・・・球レンズ、２・・・段つき環、３・・・ホルダ
つきレンズ、４・・・金属スリーブ、５・・・光ファイ
バ、６・・・フェルール、７・・・ビス、訃・・スペー
サ。（０）ホルダつきレンス゛（ｂ）金属スリーブ゛ホルタ″つ５レンスと金属１スリ−ノあ断面図第２図光ファイバ間Ｇ元系告合の圭既、ｅ各図Ｒ水のコツメー
タ第４図（０）平ｆ：１図（ｂ）断面図スマーｇ６第１０！施イ判（ａ）平面図（ｂ）断面図スペーサの第２の実絶４グｊ第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）球レンズと、中心軸部に光ファイバを有し端面が
前記光ファイバの端面と一括研摩されたフェルールとを
同一軸上にスリーブで保持するコリメータにおいて、外径が前記スリーブの内径に等しい円板の中心部に所定
の厚さのふくらみを形成し、中心軸部に貫通孔を設けた
スペーサを、前記球レンズと光ファイバの端面間に相互
に密接するように挿入し、前記光ファイバの端面が前記
球レンズの焦点位置に位置するようにしたことを特徴と
するコリメータ。
（２）前記光ファイバとフェルールとの一括研摩された
端面は、光軸に対して所定の角度傾いていることを特徴
とする請求項１記載のコリメータ。
（３）前記スリーブの側面の一部を外から押圧すること
により、前記スリーブとフェルールとを固定することを
特徴とする請求項１記載のコリメータ。
（４）前記スリーブは、内部に前記球レンズを圧入・固
定した金属環と、前記フェルールを保持する他のスリー
ブとを固定したものであることを特徴とする請求項１記
載のコリメータ。
（５）前記金属環と他のスリーブとにねじを設け、前記
ねじをはめ合わせることにより、前記金属環と他のスリ
ーブとを固定することを特徴とする請求項４記載のコリ
メータ。