JPH0429104A - 微小光ファイバコリメータ - Google Patents
微小光ファイバコリメータInfo
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- JPH0429104A JPH0429104A JP13434090A JP13434090A JPH0429104A JP H0429104 A JPH0429104 A JP H0429104A JP 13434090 A JP13434090 A JP 13434090A JP 13434090 A JP13434090 A JP 13434090A JP H0429104 A JPH0429104 A JP H0429104A
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- optical fiber
- fiber
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- optical
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- Pending
Links
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- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 27
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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。
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、光スィッチ、光合分波器、光アイソレータ等
各種光学部品用の微小光ファイバコリメータの構造に関
するものである。
各種光学部品用の微小光ファイバコリメータの構造に関
するものである。
［従来の技術］
光通信の発達に伴って利用されている光デバイス、光学
部品の小型化が望まれている。特に光アイソレータ、光
サーキュレータ、光合分波器等においては、光ファイバ
と結合した状態で小型化、ｖＡ造の簡素化が要求されて
いる。一般に光ファイバを伴うピグテール化された光ア
イソレータ等では、第２図に示すように光ファイバ１か
ら出射された光は球レンズ２あるいは屈折率分布型レン
ズ３で平行光として光学デバイス４へ入射させ、出射し
た光を再び同様にして光ファイバ１へ集光することによ
り結合している。
部品の小型化が望まれている。特に光アイソレータ、光
サーキュレータ、光合分波器等においては、光ファイバ
と結合した状態で小型化、ｖＡ造の簡素化が要求されて
いる。一般に光ファイバを伴うピグテール化された光ア
イソレータ等では、第２図に示すように光ファイバ１か
ら出射された光は球レンズ２あるいは屈折率分布型レン
ズ３で平行光として光学デバイス４へ入射させ、出射し
た光を再び同様にして光ファイバ１へ集光することによ
り結合している。
［発明が解決しようとする課題］
これまでのコリメート系は、光ファイバとレンズの光軸
位置調整が問題であり、組立装置等に費用がかかり、光
ファイバコリメート製品として高価になっていた。また
従来方式の場合第３図に示すように、有機物質による屈
折率整合剤５を用いて反射防止を行なっている。したが
って耐候的、耐熱的な課題がある。また第３図における
光の人出射面６では反射防止膜を形成するために、光フ
ァイバコードが付属した状態で実施されることから、通
常の蒸着のように約３００℃程度に加熱したハードコー
トが光ファイバ被覆部の耐熱性やガス発生のため用いら
れずイオンアシスト等を用いたコートが採用され、均一
性および低価格化を妨げる要因になっていた。さらに光
デバイスの小形化の面から十分に光束の細い（例えば１
００Ｑ以下）ファイバコリメート光が必要とされている
が、従来の光ファイバコリメータでは細くとも３００虜
までしか得られなかった。
位置調整が問題であり、組立装置等に費用がかかり、光
ファイバコリメート製品として高価になっていた。また
従来方式の場合第３図に示すように、有機物質による屈
折率整合剤５を用いて反射防止を行なっている。したが
って耐候的、耐熱的な課題がある。また第３図における
光の人出射面６では反射防止膜を形成するために、光フ
ァイバコードが付属した状態で実施されることから、通
常の蒸着のように約３００℃程度に加熱したハードコー
トが光ファイバ被覆部の耐熱性やガス発生のため用いら
れずイオンアシスト等を用いたコートが採用され、均一
性および低価格化を妨げる要因になっていた。さらに光
デバイスの小形化の面から十分に光束の細い（例えば１
００Ｑ以下）ファイバコリメート光が必要とされている
が、従来の光ファイバコリメータでは細くとも３００虜
までしか得られなかった。
近年微小コリメータ光を形成する試みがなされティる。
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙＶｏｌ ＬＴ−５Ｎｏ９． １９８７には
、Ｗｉｌｌｉａｍ Ｌ、 Ｅｍｋｅｙ等によりシング
ルモードファイバ（ＳＨＦ）にマルチモード屈折率分布
ファイバ（ＨＭＧＩＦ）を融着し、約４０μまでの微小
コリメータ光の結合を提案している。ここでは約３線ま
での距離を０．１〜１．６ｄＢの結合損失でカップリン
グを行なっている。しかしＨＨＧｒＦを用いる構造では
、光束の拡大が約４０μ程度であり、コリメート距離の
自由度がなく、製造工程において屈折率分布ファイバ部
分の分布状態や波長ピッチの調整を個々に測定しながら
行なわなければならず、量産に不適当であり価格的にも
高価となる欠点があった。
ｎｏｌｏｇｙＶｏｌ ＬＴ−５Ｎｏ９． １９８７には
、Ｗｉｌｌｉａｍ Ｌ、 Ｅｍｋｅｙ等によりシング
ルモードファイバ（ＳＨＦ）にマルチモード屈折率分布
ファイバ（ＨＭＧＩＦ）を融着し、約４０μまでの微小
コリメータ光の結合を提案している。ここでは約３線ま
での距離を０．１〜１．６ｄＢの結合損失でカップリン
グを行なっている。しかしＨＨＧｒＦを用いる構造では
、光束の拡大が約４０μ程度であり、コリメート距離の
自由度がなく、製造工程において屈折率分布ファイバ部
分の分布状態や波長ピッチの調整を個々に測定しながら
行なわなければならず、量産に不適当であり価格的にも
高価となる欠点があった。
［課題を解決するための手段］
本発明は上記の欠点を解決する手段として、中央部に導
波構造をなす光ファイバ先端に、Ｓ０２もしくはＳｉＯ
２を主成分とした単一屈折率からなり、ガウス拡散によ
るビーム拡大に必要な長さを有するファイバレンズの片
端を曲面レンズとし、同一外径の光ファイバを融着によ
り一体化した構造である。さらに曲面レンズは使用波長
帯域に適合する反射防止膜を形成する。
波構造をなす光ファイバ先端に、Ｓ０２もしくはＳｉＯ
２を主成分とした単一屈折率からなり、ガウス拡散によ
るビーム拡大に必要な長さを有するファイバレンズの片
端を曲面レンズとし、同一外径の光ファイバを融着によ
り一体化した構造である。さらに曲面レンズは使用波長
帯域に適合する反射防止膜を形成する。
［実施例］
本発明の光コリメータ先端部を第１図（ａ）の実施例に
示すように作製した。先端ＳｉＱ ２ファイバレンズ７
、中継ファイバ８．ピグテールファイバ本線９．先端部
保護用フェルール１０から構成され、中継ファイバ８．
先端部保護用フェルール１０は省略することも可能であ
る。第１図（ｂ）は光の透過状態を示し、ＳＨＦの出射
ビーム径を２ ｗ ｏ 、Ｓ ｉ Ｏ２ファイバレンズ
７の長さをし、レンズから出射した光の収束点（ビーム
ウェイスト）間での距離を２とすると、波長λにおける
ＳｉＱ ２の屈折率をｎとして、ファイバレンズ７中を
伝播することによりガウシアンビームの広がり度合は■
式で示される。
示すように作製した。先端ＳｉＱ ２ファイバレンズ７
、中継ファイバ８．ピグテールファイバ本線９．先端部
保護用フェルール１０から構成され、中継ファイバ８．
先端部保護用フェルール１０は省略することも可能であ
る。第１図（ｂ）は光の透過状態を示し、ＳＨＦの出射
ビーム径を２ ｗ ｏ 、Ｓ ｉ Ｏ２ファイバレンズ
７の長さをし、レンズから出射した光の収束点（ビーム
ウェイスト）間での距離を２とすると、波長λにおける
ＳｉＱ ２の屈折率をｎとして、ファイバレンズ７中を
伝播することによりガウシアンビームの広がり度合は■
式で示される。
すなわちＬを制御することにより光ファイバ径近傍まで
拡大することができる。
拡大することができる。
コア径１０膚、外径１２５１ｍ、コア屈折率約１．４７
のＳＨＦファイバ本線と同じ外径１２５贋のＳｉＯ２も
しくはＳｉＯ２ファイバを使用する。１．３１Ｍの波長
ではＬの最大長は■式からし ＝約１．１．ｗ以下で
あるなｌｌ１ａ× らば良い。第１図（ｂ）においてＳＭＦからビームウェ
イストへ経る光の光線行列は、５ｉＯｚファイバの先端
レンズの曲率をＲとすると、■式の関係がある。
のＳＨＦファイバ本線と同じ外径１２５贋のＳｉＯ２も
しくはＳｉＯ２ファイバを使用する。１．３１Ｍの波長
ではＬの最大長は■式からし ＝約１．１．ｗ以下で
あるなｌｌ１ａ× らば良い。第１図（ｂ）においてＳＭＦからビームウェ
イストへ経る光の光線行列は、５ｉＯｚファイバの先端
レンズの曲率をＲとすると、■式の関係がある。
ざらにガウシアンビームの光線式から０式となりビーム
ウェイストまでの距＠２が得られる。
ウェイストまでの距＠２が得られる。
ただしａ＝λ／πｎＷｏ２である。
■、■式およびガウシアンビームの光線式からとなり、
■式から拡大ビーム径が９０μになるようにＬを算出し
、Ｌ＝０．７ｍを選定した。この場合前記従来の提案に
よるビーム径４０μの二倍の直径となる。ＳｉＱ 、フ
ァイバの先端レンズの曲率Ｒはビームウェイスト位置２
や、ビーム径２Ｗ に大きく作用する。第１表にその関
係を示す。
■式から拡大ビーム径が９０μになるようにＬを算出し
、Ｌ＝０．７ｍを選定した。この場合前記従来の提案に
よるビーム径４０μの二倍の直径となる。ＳｉＱ 、フ
ァイバの先端レンズの曲率Ｒはビームウェイスト位置２
や、ビーム径２Ｗ に大きく作用する。第１表にその関
係を示す。
［出射ビーム径 ２ Ｗ ＝ ９０μコしたがって曲率
Ｒ＝２００μでは、ビームウェイスト位置的１．８ｍ＋
、ビーム径８８μとなり、ビームウェイストを対称中心
とし、その対向位置に同一光学系を設置し結合状態を測
定したところ、結合損失は０．５ｄＢとなった。ただし
レンズレンズ間距離は３．６ａｍである。
Ｒ＝２００μでは、ビームウェイスト位置的１．８ｍ＋
、ビーム径８８μとなり、ビームウェイストを対称中心
とし、その対向位置に同一光学系を設置し結合状態を測
定したところ、結合損失は０．５ｄＢとなった。ただし
レンズレンズ間距離は３．６ａｍである。
「発明の効果］
本発明により、ファイバレンズが光ファイバに直接融着
できるので、接着方式と異なり信■性の高い光学部品と
なり、界面がないために反射損失が少なく高い結合効率
が実現できる。さらにＨＨＧＩファイバをレンズとして
使用した時は波長ピッチが集光性を左右するため、レン
ズ長を厳しい交差で調整しなければならない。また組立
時の光軸調整が不要なため、ピグテール部も含むコリメ
ータ系として低価格で供給できる利点がある。特に光ア
イソレータ、光スイツチ光合分波器等さらに曲率を調整
することにより光ファイバアレイ結合部として広範な用
途に応用できる。
できるので、接着方式と異なり信■性の高い光学部品と
なり、界面がないために反射損失が少なく高い結合効率
が実現できる。さらにＨＨＧＩファイバをレンズとして
使用した時は波長ピッチが集光性を左右するため、レン
ズ長を厳しい交差で調整しなければならない。また組立
時の光軸調整が不要なため、ピグテール部も含むコリメ
ータ系として低価格で供給できる利点がある。特に光ア
イソレータ、光スイツチ光合分波器等さらに曲率を調整
することにより光ファイバアレイ結合部として広範な用
途に応用できる。
第１図は本発明の光コリメータ先端部を示す概略図。
第２図は光ファイバ光学系の概略図。
第３図は従来の光ファイバコリメータの断面図。
１光ファイバ ２゛球レンズ３、屈折率
分布型レンズ ４：光学デバイス７・３１０２フ
ァイバレンズ ８゛中継ファイバピグテールファイ
バ本線 先端部保護用フェルール ｐ゛融着部
分布型レンズ ４：光学デバイス７・３１０２フ
ァイバレンズ ８゛中継ファイバピグテールファイ
バ本線 先端部保護用フェルール ｐ゛融着部
Claims (4)
- （１）光ファイバ先端部において、ＳｉＯ＿２もしくは
ＳｉＯ＿２を主成分とし全体が単一屈折率からなり、ビ
ーム拡大に必要な長さおよびコリメート化に必要な凸状
の曲面を有するファイバレンズを結合したことを特徴と
する微小光ファイバコリメータ。 - （２）前記ファイバレンズが融着により前記光ファイバ
と一体化された請求項（１）記載の微小光ファイバコリ
メータ。 - （３）導波構造をなす光ファイバとファイバレンズが同
一外径を有する請求項（１）記載の微小光ファイバコリ
メータ。 - （４）ファイバレンズの曲面には使用波長帯域に適合す
る反射防止膜を形成した請求項（１）記載の微小光ファ
イバコリメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13434090A JPH0429104A (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 微小光ファイバコリメータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13434090A JPH0429104A (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 微小光ファイバコリメータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0429104A true JPH0429104A (ja) | 1992-01-31 |
Family
ID=15126065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13434090A Pending JPH0429104A (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 微小光ファイバコリメータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0429104A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5446816A (en) * | 1993-08-04 | 1995-08-29 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber having a lens formed at an end thereof |
| CN102129129A (zh) * | 2011-04-08 | 2011-07-20 | 中国科学技术大学 | 一体化光纤激光准直器及其制作装置 |
| CN102621705A (zh) * | 2011-04-08 | 2012-08-01 | 中国科学技术大学 | 一体化光纤激光准直器的制作装置 |
| JPWO2024024050A1 (ja) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 |
-
1990
- 1990-05-24 JP JP13434090A patent/JPH0429104A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5446816A (en) * | 1993-08-04 | 1995-08-29 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber having a lens formed at an end thereof |
| CN102129129A (zh) * | 2011-04-08 | 2011-07-20 | 中国科学技术大学 | 一体化光纤激光准直器及其制作装置 |
| CN102621705A (zh) * | 2011-04-08 | 2012-08-01 | 中国科学技术大学 | 一体化光纤激光准直器的制作装置 |
| JPWO2024024050A1 (ja) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | ||
| WO2024024050A1 (ja) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | 康博 小池 | 光伝送路、光伝送システムおよび光伝送路の接続方法 |
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