JPH0456912A - 屈折率分布形レンズ固定構造及びレンズ・光ファイバアセンブリ - 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】 〔概要〕 屈折率分布形レンズをレンズホルダに固定する構造、及
び屈折率分布形レンズ・光フアイバアセンブリの構造に
関し、 屈折率分布形レンズの光学的特性の劣化がな（、且つ低
コストの屈折率分布形レンズ固定構造、及びレンズ・光
フアイバアセンブリを提供することを目的とし、 筒形本体の一方の端面に７ランジを、殻部に軸心に平行
するスリットをそれぞれ有し、軸心孔の内径が屈折率分
布形レンズの外径より大きいレンズホルダと、外径が該
屈折率分布形レンズの外径よりも小さい、一対のリング
とを備え、該軸心孔に挿入された該屈折率分布形レンズ
を挟む如く、該リングがそれぞれ該軸心孔の開口部に挿
入されてなり、該リングのそれぞれの外周部が該レンズ
ホルダの端面にレーザ溶接された構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、屈折率分布形レンズをレンズホルダに固定す
る構造、及び屈折率分布形レンズ・光フアイバアセンブ
リの構造に関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来のレンズ・光フアイバアセンブリの断面図
、第５図は他の従来例の図で、（ａ）は断面図、（ｂ）
はレンズホルダ部分の斜視図である。

第４図において、１０は、ステンレス鋼等よりなる円筒
形のアセンブリハウジングである。アセンブリハウジン
グ１０の軸心孔の一方の側を、屈折率分布形レンズ１の
外径よりもわずかに大きい内径のレンズ系挿入孔Ｉｌｌ
とし、軸心孔の他方の側をフェルール挿入孔１２としで
ある。

レンズ系挿入孔１１−１に屈折率分布形レンズ１を挿入
し、その円周面とレンズ系挿入孔Ｉｌｌとの内壁を半田
付けすることで、アセンブリハウジンク１０に屈折率分
布形レンズ１を固着している。

なお、図示省略したフェルールは、ステンレス鋼等より
なる円柱形で、その軸心孔に光ファイバの端部を挿入し
固着したものである。

フェルールの端面は光ファイバの入出射端面に一致する
ように研磨等して、所望の端面形状に平滑に仕上げてあ
り、また、フェルール挿入孔１２の内径は、フェルール
がしっくりと挿入される寸法である。

フェルールは、入出射端面をレンズ側にして、フェルー
ル挿入孔１２に挿入し、レーザ溶接等してアセンブリハ
ウジングＩＯに固着するようになっている。

第５図において、アセンブリハウジングｌＯの軸心孔の
一方の側を、レンズホルダ５を遊挿するレンズ系挿入孔
１１−２とし、軸心孔の他方の側をフェルール挿入孔１
２としである。なお、レンズ系挿入孔１１２の内径は、
後述するレンズホルダ５の筒形本体の外径よりも十分に
大きいものである。

レンズホルダ５はステンレス鋼等よりなるほぼ円筒形で
、筒形本体５Ａの一方の端面にフランジ５Ｂを有する。

そして、詳細を第５図（ｂ）に図示したように、筒形本
体５Ａからフランジ５Ｂにかけて、軸心に平行するスリ
ット７を設けである。なお、レンズホルダ５の軸心孔６
の内径は、屈折率分布形レンズＩの外径よりもわずかに
小さい。

また、軸心孔６の両開口部を拡開することで、半田２が
屈折率分布形レンズｌの外周部に付着し易いようにしで
ある。

このようなレンズホルダ５の軸心孔６に屈折率分布形レ
ンズｌを圧入し、屈折率分布形レンズｌの両端部の外周
をレンズホルダ５に半田付けして、軸心方向のずれを防
止し、屈折率分布形レンズｌをレンズホルダ５に半田付
は固着している。

上述のようなレンズホルダ５を、アセンブリハウジング
１０のレンズ系挿入孔１１−２に遊挿し、フランジ５Ｂ
の端面をアセンブリハウジンクＩＯの端面に当接し、屈
折率分布形レンズｌと光ファイバの光軸合わせを実施し
た後に、フランジ５Ｂの外周部とアセンブリハウジング
ｌＯの端面とをレーザ溶接する（Ｐは溶接個所を示す）
ことて、レンズホルダ５をアセンブリハウジンク゛ｌＯ
に固着している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者は屈折率分布形レンズｌの外周面と
レンズ系挿入孔１１−１との間隙に半田２が充填されて
いる。したがって半田２のクリープによる経時変化によ
り、屈折率分布形レンズ１が位置ずれ（特に角度ずれン
する恐れがあり、また屈折率分布形レンズｌの光軸とレ
ンズ系挿入孔１１−１の軸心とを一致させる位置調整が
出来ないという問題点があった。

後者は、屈折率分布形レンズｌの半田付は個所が非対称
であることにより、半田付は時に不均一の熱応力が屈折
率分布形レンズｌに付与され、屈折率分布形レンズｌの
偏波面保存性が劣化するという問題点があった。

また後者は、レンズホルダ５にスリット７を設けること
により軸心孔６の内径寸法が小さ（なる。

したがって、スリット７を設けた後にさらに軸心孔６の
内径を所定の寸法に切削しており、レンズホルダ５がコ
スト高になる恐れかあった。

また、両者とも屈折率分布形レンズｌをアセンブリハウ
ジング或いはレンズホルダに半田付は固着するために、
屈折率分布形レンズ１の外周面等に金めつき等を施さね
ばならず、コスト高であるという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、屈折
率分布形レンズの光学的特性の劣化かな（、且つ低コス
トの屈折率分布形レンズ固定構造、及びレンズ・光フア
イバアセンブリを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、第１図に例示し
たように、レンズホルダ２０は、筒形本体２０Ａの一方
の端面にフランジ２０Ｂを有し、殻部に軸心に平行する
スリット２２を設けである。

レンズホルダ２０のこの軸心孔２１の内径は、屈折率分
布形レンズｌの外径よりも、所望に大きい。

一方、外径が屈折率分布形レンズＩの外径よりも小さい
、一対のリング３０Ａ、　３０Ｂを設ける。

そして、屈折率分布形レンズｌをレンズホルダ２０の軸
心孔２１に挿入し、リング３０Ａ、　３０Ｂを軸心孔２
１の両開口部にそれぞれ挿入して屈折率分布形レンズｌ
のそれぞれの端面に当接させる。

その状態で、リング３０Ａ、　３０Ｂのそれぞれ外周部
をレンズホルダ２０の端面にレーザ溶接した構成とする
。

また、第３図に例示したように、アセンブリハウジング
ＩＯの軸心孔の一方の側にフェルール４０を挿入し、他
方の側にレンズホルダ２０を対向して遊挿する。

そして、レンズホルダ２０のフランジ２０Ｂの外周部と
アセンブリハウジング１０の端面とをレーザ溶接して固
着するという構成とする。

〔作用〕

上述のようにレンズホルダ２０の軸心孔２１の内径は、
屈折率分布形レンズ１の外径、及びリング３゜Ａ、　３
０Ｂの外径よりも大きい。

したがって、第２図（ａ）に図示したように、屈折率分
布形レンズ及びリングを軸心孔に挿入することが容易で
あるばかりでなく、軸心孔の内径寸法を高精度にする必
要がない。

また、第２図（ｂ）に図示したように、リングの外周部
とレンズホルダとをレーザ溶接すると、筒形本体の殻部
がリング側に引き寄せられてスリットの間隙が縮小し、
軸心孔の内径が縮小して、レンズホルダが屈折率分布形
レンズを抱持する。

したがって、屈折率分布形レンズの半径方向の動きが防
止され、また、屈折率分布形レンズが一対のリングで挟
まれているので、光軸方向の動きが防止される。

一方、半田付は固着でないので、屈折率分布形レンズの
外周面を金等でメタライズする必要がなく、また熱応力
が屈折率分布形レンズに付与されることがないので、屈
折率分布形レンズの偏波面保存性が劣化する恐れがない
。

また、第３図に図示したように、レンズホルダをアセン
ブリハウジングに組み込み、レンズ・光フアイバアセン
ブリとした際に、レンズホルダの外径はアセンブリハウ
ジングのレンズ系挿入孔の内径よりも十分に小さい。

したかって、レンズホルダを半径方向に所望に移動調整
することができる。即ち、光ファイバの光軸と屈折率分
布形レンズの光軸を一致させることが容易であるので、
得られるレンズ・光フアイバアセンブリの光結合度か高
い。

〔実施例〕

以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。な
お、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第１図は第１の発明の実施例の図で、（ａ）は分離した
形で示す斜視図、（ｂ）は斜視図、（Ｃ）は断面図、第
２図の（ａ）、　（ｂ）は作用を説明する図、第３図は
第２の発明の断面図である。

第１図（ａ）に図示したように、ステンレス鋼等よりな
るレンズホルダ２０は、筒形本体２０Ａの一方の端面に
フランジ２０Ｂを有し、殻部に軸心に平行するスリット
２２を設けである。

レンズホルダ２０の軸心孔２１の内径は、屈折率分布形
レンズ１の外径よりも所望（約０．１ｍｍ）大きい。

またレンズホルダ２０の長さは、 （屈折率分布形レンズ長＋２×リング幅）にほぼ等しい
。

一方、３０Ａ、　３０Ｂはステンレス鋼等よりなる中空
円板形のリングであって、その外径寸法は、屈折率分布
形レンズｌの外径寸法に等しいか、或いはそれよりも小
さい。

第１図（ｂＬ　（Ｃ）に図示したように、屈折率分布形
レンズＩをレンズホルダ２０の軸心孔２１に挿入し、リ
ング３０Ａ、　３０Ｂを軸心孔２１の両開口部にそれぞ
れ挿入し、その端面を屈折率分布形レンズｌのそれぞれ
の端面に当接させた後に、リング３０Ａ、　３０Ｂのそ
れぞれの外周部の要所要所（Ｑは溶接個所を示す）をレ
ンズホルダ２０の端面に、レーザ溶接して固着すること
で、屈折率分布形レンズｌをレンズホルダ２０に組み込
んでいる。

したがって、第２図（ａ）に図示したように、屈折率分
布形レンズ及びリングを軸心孔に挿入することが容易で
ある。また、軸心孔の内径寸法を高精度にする必要がな
い。

なお、レンズホルダ２０の殻部にスリット２２を設け、
内径が縮小された状態で、尚かつ軸心孔２１の内径が屈
折率分布形レンズｌの外径よりも極めて大きい場合には
、スリット幅が縮小するように手等で筒形本体２０Ａを
押圧することて、軸心孔２１の内径を所望（例えば屈折
率分布形レンズの外径よりＯ，１ｍｍ程度大きい寸法）
の寸法に縮小すれば良い。

このような内径寸法の軸心孔２１は、リング３０Ａ。

３０Ｂをレンズホルダ２０にレーザ溶接することて、第
２図（ｂ）に図示したように、筒形本体２０Ａの殻部が
リング側に引き寄せられてスリット２２の間隙が縮小し
て軸心孔の内径が縮小する。したがって、レンズホルダ
２０が屈折率分布形レンズ１を抱持する。

よって、屈折率分布形レンズｌの半径方向の動き、及び
光軸方向の動きがそれぞれ防止され、屈折率分布形レン
ズ１が動くことがない。

また、従来のように屈折率分布形レンズｌを半田付けし
て固着するのでないから、屈折率分布形レンズ１の外周
面に金等をメタライズする必要がない。

即ち、レンズホルダの加工が容易であり、かつ屈折率分
布形レンズを表面処理する必要がないので、本発明にか
かわるレンズホルダは低コストである。

さらにまた、レーザ溶接することで軸心孔が縮小するが
、この応力は、従来の半田付けにより熱応力よりは遥か
に小さい。したがって、屈折率分布形レンズに不要な非
対称の圧縮応力が付与されない。よって、屈折率分布形
レンズの偏波面保存性が劣化する恐れがない。

本発明に係わる屈折率分布形レンズ固定構造は、受光素
子、半導体レーザ等の光半導体素子と組み合わせて、レ
ンズ・光半導体素子アセンブリとする。或いは光ファイ
バと組み合わせてレンズ・光フアイバアセンブリとする
等して、上述のような効果を発揮する。

第３図において、ステンレス鋼等よりなる円筒形のアセ
ンブリハウジング１０は、軸心孔の一方の側を、レンズ
ホルダ２０を遊挿するレンズ系挿入孔１１−２とし、軸
心孔の他方の側をフェルール挿入孔１２としである。

レンズ系挿入孔１１−２の内径は、レンズホルダ２０の
筒形本体２０Ａの外径よりも十分に大きいものでアリ、
フェルール挿入孔１２の内径は、フェルール４０がしっ
くりと挿入されるような寸法である。

ステンレス鋼等よりなる円柱形のフェルール・１０は、
その軸心に設けた細孔に光ファイバ４５の端部を挿入し
固着しである。

フェルール４０の端面は光ファイバ４５の人出射端面に
一致するように研磨等して、所望の端面形状に平滑に仕
上げである。

レンズホルダ２０とフェルール４０は下記のようにして
、アセンブリハウジングＩＯに組み込まれている。

アセンブリハウジング１０のフェルール挿入孔１２に、
フェルール４０を挿入し、一方レンズ系挿入孔１１−２
にレンズホルダ２０を挿入する。

次に、レンズホルダ２０のフランジ２０Ｂの端面をアセ
ンブリハウジングＩＯの端面に当接した状態で、屈折率
分布形レンズ１に光を投射し、光フアイバ４５側で観測
しながら、レンズホルダ２０をＸ−Ｙ平面（光軸に直交
する平面）内で移動調整する。

そして、光ファイバ４５から出射する光強度が最高の位
置で、７ランジ２０Ｂの外周部とアセンブリハウジング
ＩＯの端面とをレーザ溶接（Ｐは溶接個所を示す）こと
で、レンズホルダ２０をアセンブリハウジングＩＯに固
着する。

次に、フェルール４０をフェルール挿入孔１２内でＺ軸
（光軸方向をいう）方向に移動調整して、光ファイバ４
５から出射する光強度が最高の位置で、フェルール４０
の外周部とアセンブリハウジングＩＯの端面とをレーザ
溶接して固着する。

したがって、本発明にかかわるレンズ・光フアイバアセ
ンブリは、屈折率分布形レンズｌと光ファイバ４５との
光結合度が高く、且つその結合度が安定している。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の屈折率分布形レンズ固定構
造は、レンズホルダの孔等の加工精度の許容差が大きく
、且つ屈折率分布形レンズの外周面に金等をメタライズ
する必要がないので、低コストである。

また、屈折率分布形レンズに不要な非対称の圧縮応力が
付与されないので、偏波面保存性が劣化する恐れがない
。

一方、本発明に係わるレンズ・光フアイバアセンブリは
、屈折率分布形レンズと光ファイバとの光結合度が高く
、且つその結合度が安定しているという、実用上で優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例の図で、 （ａ）は分離した形で示す斜視図、 （ｂ）は斜視図、 （Ｃ）は断面図、 第２図の（ａ）、　（ｂ）は作用を説明する図、第３図
は第２の発明の断面図、 第４図は従来の断面図、 第５図は他の従来例の図で、 （ａ）は断面図、 （ｂ）はレンズホルダ部分の斜視図である。 図において、 ｌは屈折率分布形レンズ、 ５．２０はレンズホルダ、 ５Ａ、　２０Ａは筒形本体、 ５Ｂ、　２０Ｂはフランジ、 ６．２１ま軸心孔、 ７．２２はスリット、 ｌＯはアセンブリハウジング、 １１−１．１１−２はレンズ系挿入孔、１２はフェルー
ル挿入孔、 ３０Ａ、　３０Ｂはリング、 ４０はフェルール、 ４５は光ファイバをそれぞれ示す。 ２０レンズホルダ （ｂ） （Ｃ） 第１の焼の笑施例の凹 第 囚 揶 図 他の徴来例の国

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕筒形本体（２０Ａ）の一方の端面にフランジ（２
   ０Ｂ）を、殻部に軸心に平行するスリット（２２）をそ
   れぞれ有し、軸心孔（２１）の内径が屈折率分布形レン
   ズ（１）の外径より大きいレンズホルダ（２０）と、外
   径が該屈折率分布形レンズ（１）の外径よりも小さい、
   一対のリング（３０Ａ、３０Ｂ）とを備え、該軸心孔（
   ２１）に挿入された該屈折率分布形レンズ（１）を挟む
   如く、該リング（３０Ａ、３０Ｂ）がそれぞれ該軸心孔
   （２１）の開口部に挿入されてなり、該リング（３０Ａ
   、３０Ｂ）のそれぞれの外周部が該レンズホルダ（２０
   ）の端面にレーザ溶接されたことを特徴とする屈折率分
   布形レンズ固定構造。 〔２〕請求項１に記載のレンズホルダ（２０）が、アセ
   ンブリハウジング（１０）の軸心孔に挿入されたフェル
   ール（４０）に対向して該軸心孔に遊挿され、フランジ
   （２０Ｂ）の外周部と該アセンブリハウジング（１０）
   の端面とが、レーザ溶接されたことを特徴とするレンズ
   ・光ファイバアセンブリ。