JPH0544643B2 - - Google Patents

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JPH0544643B2
JPH0544643B2 JP58169383A JP16938383A JPH0544643B2 JP H0544643 B2 JPH0544643 B2 JP H0544643B2 JP 58169383 A JP58169383 A JP 58169383A JP 16938383 A JP16938383 A JP 16938383A JP H0544643 B2 JPH0544643 B2 JP H0544643B2
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JP
Japan
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lens
light
optical fiber
spot size
output element
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Kenji Kono
Osamu Mitomi
Masatoshi Saruwatari
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4206Optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
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    • G02B6/4203Optical features

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光出射素子からの光を光入射素子へ効
率良く結合させる製作性の良い光結合方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical coupling method that is easy to manufacture and efficiently couples light from a light output element to a light input element.

半導体レーザから出射された光を単一モード光
フアイバへ効率良く結合させる結合法として二つ
のレンズを用いて結合する(a)従来の共集点複合レ
ンズ系、三つのレンズを用いて結合する(b)第2レ
ンズ分割型共焦点複合レンズ系がある。第1図お
よび後述する第4図にそれぞれ結合系を示す。
A coupling method that efficiently couples the light emitted from a semiconductor laser to a single-mode optical fiber is to use two lenses. (a) Conventional co-focusing compound lens system; b) There is a second lens split type confocal compound lens system. The coupling system is shown in FIG. 1 and FIG. 4, which will be described later.

第1図Aは前記(a)の方法を示し、半導体レーザ
1と単一モード光フアイバ2との間の焦点距離の
異なる二つのレンズ4,5を配して半導体レーザ
1からの光フアイバ2のコア3の入射端面に入射
させている。また光フアイバ2の入射端面6に光
フアイバのコア3と屈折率の近いガラス板7を貼
ることにより入射端面6からの反射光を減少して
いる。
FIG. 1A shows the method (a), in which two lenses 4 and 5 having different focal lengths are arranged between the semiconductor laser 1 and the single mode optical fiber 2, and the optical fiber 2 from the semiconductor laser 1 is The light is made incident on the incident end face of the core 3. Further, by attaching a glass plate 7 having a refractive index similar to that of the core 3 of the optical fiber to the input end face 6 of the optical fiber 2, reflected light from the input end face 6 is reduced.

第1図Bは第1図Aにおけるレンズ系の原理説
明図である。図中8は半導体レーザの発光面、6
は単一モード光フアイバの入射端面をそれぞれ示
す。第1レンズ4は半導体レーザの発光面8から
ほぼ第1レンズ4の焦点距離f1だけ離れており、
第2レンズ5(焦点距離f2)と第1レンズ4との
距離は両者の焦点距離の和(f1+f2)であり、光
フアイバの入射面の位置6は第2レンズ5とf2
け離れている。
FIG. 1B is a diagram explaining the principle of the lens system in FIG. 1A. In the figure, 8 is the light emitting surface of the semiconductor laser, 6
denote the input end face of a single mode optical fiber. The first lens 4 is separated from the light emitting surface 8 of the semiconductor laser by approximately the focal length f 1 of the first lens 4,
The distance between the second lens 5 (focal length f 2 ) and the first lens 4 is the sum of their focal lengths (f 1 +f 2 ), and the position 6 of the entrance plane of the optical fiber is the distance between the second lens 5 and f 2 is far away.

このようなレンズ系をとると、半導体レーザの
発光直径2w0はレンズ系の焦点距離の比(f2/f1
だけ拡大され、光フアイバの入射面の位置6に
2w2=2w0×(f2/f1)の直径を有する光ビームの
像を結ぶ。そこで光フアイバの導波光ビームの直
径を2wfとするときwfとw2がほぼ等しくなるよう
にf2/f1を選べばよいことになる。
If we take such a lens system, the emission diameter 2w 0 of the semiconductor laser is the ratio of the focal length of the lens system (f 2 / f 1 )
is magnified by
A light beam having a diameter of 2w 2 =2w 0 ×(f 2 /f 1 ) is imaged. Therefore, when the diameter of the guided light beam of the optical fiber is 2w f , f 2 /f 1 should be selected so that w f and w 2 are approximately equal.

次に従来の共焦点複合レンズ系の軸ずれ特性に
ついて説明する。半導体レーザモジユールを製作
するには、まず第1レンズ4を位置合わせし、次
に第2レンズ5を合わせ、これらのレンズ系によ
るビーム変換でフアイバとマツチングさせるの
で、第1レンズ4と第2レンズ5にどのようなレ
ンズ系を使用しても、光フアイバの固定精度は単
一モード光フアイバ同士の接続特性と同等にな
る。
Next, the axis deviation characteristics of the conventional confocal compound lens system will be explained. To manufacture a semiconductor laser module, first the first lens 4 is aligned, then the second lens 5 is aligned, and the beam conversion by these lens systems is used to match the fiber. No matter what kind of lens system is used for the lens 5, the fixing accuracy of the optical fibers will be equivalent to the connection characteristics between single mode optical fibers.

第2図には、スポツトサイズw0が1μmの半導
体レーザと、導波光ビームのスポツトサイズwf
が5.5μmの単一モード光フアイバを用いた場合に
ついて、横軸に光フアイバ2の光軸に垂直な方向
のずれ量xをとり、縦軸に結合効率ηをとつた図
を示す。第2図からわかるように、光フアイバ2
が光軸に垂直に約±2.5μm動けば1dBの結合損失
増加が生じ、光軸に垂直な方向の許容軸ずれ量は
小さく、厳しい固定精度が要求されることがわか
る。
Figure 2 shows a semiconductor laser with a spot size w 0 of 1 μm and a guided light beam spot size w f
A diagram is shown in which the horizontal axis represents the amount of deviation x in the direction perpendicular to the optical axis of the optical fiber 2, and the vertical axis represents the coupling efficiency η, for the case where a single mode optical fiber with a diameter of 5.5 μm is used. As can be seen from Figure 2, the optical fiber 2
If it moves about ±2.5 μm perpendicular to the optical axis, a 1 dB increase in coupling loss will occur, and it can be seen that the permissible amount of axis deviation in the direction perpendicular to the optical axis is small, and strict fixing accuracy is required.

また第3図には光フアイバ2の光軸方向におけ
る軸ずれ量zを横軸に、結合損失ηを縦軸にとつ
た図を示す。約60μm光軸方向のずれにより1dB
の劣化が生じる。
Further, FIG. 3 shows a diagram in which the axis deviation amount z in the optical axis direction of the optical fiber 2 is plotted on the horizontal axis, and the coupling loss η is plotted on the vertical axis. 1dB due to a deviation in the optical axis direction of approximately 60μm
Deterioration occurs.

ところでスポツトサイズの等しい二つのガウス
ビームの結合特性は η(x、θ)=exp(−x2/w2−π2w2/λ2θ2) (1) で表わされる(参考文献M.Saruwatari and K.
Nawata、:Semiconductor fiber coupler:
Appl.Optics.vol.18.No.11.PP.1847〜1856、1979)。
ここでxは光軸に垂直な方向の軸ずれ、θは二つ
のビームの角度ずれ、wはガウスビームのスポツ
トサイズ、λは半導体レーザの発振波長である。
また、例えば第1図に示す従来例のモジユール組
立て時において、角度ずれθは、半導体レーザ1
の光軸に垂直な方向に第1レンズ4の光軸が相対
的にずれた場合、または第1レンズ4から出射す
るビームに対して一体化した第2レンズ5と光フ
アイバ2とを設定する際にその一体化した第2レ
ンズ5と光フアイバ2との光軸がずれる場合に生
ずる。この式によりwを大きくするとxの許容軸
ずれ量は大きくなるが、許容角度ずれ量は小さく
なることがわかる。現在使用されている単一モー
ド光フアイバの場合には1dB劣化のx、θの値は
それぞれ約±2.5μm、約±2.2度となる。モジユ
ール作製の際、通常、角度ずれは0.5度を越える
ことのないように設定が可能であるので、単一モ
ード光フアイバのスポツトサイズを数倍大きくし
ても、角度ずれに起因する結合効率の劣化を小さ
く抑えることができ、かつ単一モード光フアイバ
の光軸に垂直な方向における許容軸ずれ量がかな
り大きくなることがわかる。
By the way, the coupling characteristic of two Gaussian beams with the same spot size is expressed as η(x, θ)=exp(−x 2 /w 2 −π 2 w 22 θ 2 ) (1) (Reference M. Saruwatari and K.
Nawata: Semiconductor fiber coupler:
Appl.Optics.vol.18.No.11.PP.1847-1856, 1979).
Here, x is the axis deviation in the direction perpendicular to the optical axis, θ is the angular deviation between the two beams, w is the spot size of the Gaussian beam, and λ is the oscillation wavelength of the semiconductor laser.
In addition, for example, when assembling the conventional module shown in FIG. 1, the angular deviation θ is
If the optical axis of the first lens 4 is relatively shifted in the direction perpendicular to the optical axis of This occurs when the optical axes of the integrated second lens 5 and optical fiber 2 are misaligned. From this equation, it can be seen that as w increases, the allowable axis deviation amount of x increases, but the allowable angular deviation amount decreases. In the case of currently used single mode optical fibers, the values of x and θ for 1 dB degradation are approximately ±2.5 μm and approximately ±2.2 degrees, respectively. During module fabrication, the angular misalignment can usually be set to no more than 0.5 degrees, so even if the spot size of the single mode optical fiber is increased several times, the coupling efficiency due to the angular misalignment will be reduced. It can be seen that the deterioration can be suppressed to a small level and the allowable amount of axis deviation in the direction perpendicular to the optical axis of the single mode optical fiber becomes considerably large.

ここで軸合わせをする部分のスポツトサイズを
大きくするため、第2レンズ5を光フアイバ2と
一体化して、これらの一体化したものを調整し
て、軸合わせする場合を考える。
In order to increase the spot size of the portion to be aligned, let us consider the case where the second lens 5 is integrated with the optical fiber 2, and the integrated structure is adjusted to align the axes.

第1レンズ4により半導体レーザの約1μmの
スポツトサイズw0は、レーザの発振波長λ=
1.3μm、第1レンズ4の焦点距離f1=456μmとし
て、w1=λf1/(πw0)の関係式よりスポツトサ
イズw1=189μmに変換される。この値を式(1)に
代入すると、1dBの結合損失の増加に対する許容
軸ずれ量、許容角度ずれ量x、θはそれぞれ約±
87μm、約±3.6分となり、前記例に比較して軸ず
れ量は緩和されるが、角度ずれが極めて厳しくな
ることがわかる。
The spot size w 0 of the semiconductor laser of about 1 μm by the first lens 4 is determined by the laser oscillation wavelength λ=
Assuming that the spot size is 1.3 μm and the focal length f 1 of the first lens 4 is 456 μm, the spot size is converted to w 1 =189 μm using the relational expression w 1 =λf 1 /(πw 0 ). Substituting this value into equation (1), the allowable axis misalignment, allowable angular misalignment x, and θ for a 1 dB increase in coupling loss are approximately ±
It becomes 87 μm, about ±3.6 minutes, and it can be seen that although the amount of axial deviation is relaxed compared to the above example, the angular deviation becomes extremely severe.

また第1レンズ4と半導体レーザ1の光軸方向
における固定精度が±10μm程度あると、第2レ
ンズ5を通過したビームのウエストの位置は光軸
方向で(f2/f12×(±10)=±250μm程度の位置
変動となる。光フアイバ2のみを移動させて調整
する場合には、まさにこの位置変動分の補正を行
えばよいが、第2レンズ5と光フアイバ2とを一
体化した場合には補正のための移動量が極めて大
きくなり補正しきれない場合が起こる。
Furthermore, if the fixing accuracy of the first lens 4 and the semiconductor laser 1 in the optical axis direction is about ±10 μm, the waist position of the beam passing through the second lens 5 in the optical axis direction is (f 2 /f 1 ) 2 × ( ±10) = positional fluctuation of approximately ±250μm. When adjusting by moving only the optical fiber 2, it is sufficient to correct this positional variation, but when the second lens 5 and the optical fiber 2 are integrated, the amount of movement required for correction is There are cases where it becomes extremely large and cannot be corrected.

さらに角度ずれのない平行ビームが第2レンズ
5に入射するとその光軸上に像を結ぶので、第2
レンズ5の光軸と光フアイバ2の光軸とを完全に
同心にして一体化する必要がある。しかし、現在
の工作精度では第2レンズ5と光フアイバ2とを
一体化する時に数10μmの誤差が生じてしまうた
め、この誤差を平行ビームとの軸合わせ時に補正
しようとして、一体化した第2レンズ5と光フア
イバ2とを平行移動しても、その補正ができない
ということである。原理的には、一体化した第2
レンズ5と光フアイバ2とをあおり微動台により
角度調整することは可能であるが、この調整は極
めて煩雑な調整となり、実質的には不可能であ
る。
Furthermore, when the parallel beam with no angular deviation is incident on the second lens 5, an image is focused on the optical axis of the second lens 5.
The optical axis of the lens 5 and the optical axis of the optical fiber 2 must be completely concentric and integrated. However, with the current machining accuracy, an error of several tens of micrometers occurs when the second lens 5 and the optical fiber 2 are integrated, so in an attempt to correct this error when aligning the axis with the parallel beam, This means that even if the lens 5 and the optical fiber 2 are moved in parallel, the correction cannot be made. In principle, an integrated second
Although it is possible to tilt the lens 5 and the optical fiber 2 and adjust the angle using a fine movement table, this adjustment is extremely complicated and is practically impossible.

したがつて第2レンズ5をそのまま光フアイバ
2に一体化したのでは高い結合効率は望めない。
Therefore, if the second lens 5 is directly integrated into the optical fiber 2, high coupling efficiency cannot be expected.

第4図Aは以上の欠点を除去するためにすでに
提案されている前述の第2レンズ分割型共焦点複
合レンズ系の構成図である。第1レンズ4として
は球レンズを用い、第2レンズ5としては二つの
集束形ロツドレンズ(以下、ロンドレンズと略
す。)51,52を用い、ロツドレンズ52を光
フアイバ2に密着させている。図示例ではロツド
レンズ51,52のピツチ長はそれぞれΦ、(1/4
−Φ)であり、その和を1/4ピツチとしている
(ここで0.5ピツチとは点光源を点光源に結像する
レンズの長さである)。ロツドレンズ52は光フ
アイバ2と接着剤等を用いて一体化してあり、光
フアイバ2の位置合わせはロツドレンズ52と光
フアイバ2とを固定した状態で行う。
FIG. 4A is a block diagram of the above-mentioned second lens split type confocal compound lens system that has been proposed to eliminate the above-mentioned drawbacks. A spherical lens is used as the first lens 4, and two converging rod lenses (hereinafter abbreviated as Rondo lenses) 51 and 52 are used as the second lens 5, and the rod lenses 52 are brought into close contact with the optical fiber 2. In the illustrated example, the pitch lengths of the rod lenses 51 and 52 are Φ and (1/4
-Φ), and the sum is 1/4 pitch (here, 0.5 pitch is the length of the lens that images a point light source into a point light source). The rod lens 52 is integrated with the optical fiber 2 using an adhesive or the like, and the alignment of the optical fiber 2 is performed with the rod lens 52 and the optical fiber 2 fixed.

第4図Bは第4図Aのレンズ系の原理説明図で
ある。このレンズ系の結合特性は、半導体レーザ
1から出射され、第1レンズ4によりスポツトサ
イズがw1に変換された光線が第1ロツドレンズ
51のみを通過して生じた実像のスポツトサイズ
w21およびその位置と、光フアイバ2のコア3か
らスポツトサイズwfの光線が右からロツドレン
ズ52に入射した場合にできる虚像のスポツトサ
イズww2およびその位置とにより求められる。例
えばスポツトサイズw1の光線が二つのロツドレ
ンズ51,52を通過して生じる光線のスポツト
サイズw22とwfとが一致する場合には、実像w21
と虚像wf2の大きさと位置が一致しており、この
場合に最大の結合効率が得られる。
FIG. 4B is a diagram explaining the principle of the lens system shown in FIG. 4A. The coupling characteristics of this lens system are as follows: The spot size of a real image produced when the light beam emitted from the semiconductor laser 1 and whose spot size is converted to w1 by the first lens 4 passes only through the first rod lens 51.
It is determined from w 21 and its position, and the spot size w w2 of a virtual image created when a light beam of spot size w f enters the rod lens 52 from the right from the core 3 of the optical fiber 2 and its position. For example, if the spot size w 22 of a light ray of spot size w 1 that is generated when it passes through the two rod lenses 51 and 52 matches the spot size w f , then the real image w 21
and the virtual image w f2 match in size and position, and in this case, the maximum coupling efficiency can be obtained.

第5図にはロツドレンズ52と一体化した光フ
アイバ2(以下、レンズ52+光フアイバ2と略
す。)の光軸に垂直な方向における軸ずれ量xを
横軸にとり、結合効率ηを縦軸にとつた図を示
す。二つのロツドレンズ51,52のピツチ長を
それぞれ0.06ピツチ、0.18ピツチとしたとき、
w21=12.9μmとなり、1dBの損失増加を与える軸
ずれxと角度ずれθはそれぞれ約±5.9μm、約±
56分となる。
In FIG. 5, the axis deviation amount x in the direction perpendicular to the optical axis of the optical fiber 2 integrated with the rod lens 52 (hereinafter abbreviated as lens 52 + optical fiber 2) is plotted on the horizontal axis, and the coupling efficiency η is plotted on the vertical axis. Show the diagram. When the pitch lengths of the two rod lenses 51 and 52 are 0.06 pitch and 0.18 pitch, respectively,
w 21 = 12.9 μm, and the axis deviation x and angular deviation θ that give a 1 dB loss increase are approximately ±5.9 μm and approximately ±
It will be 56 minutes.

また光軸方向におけるレンズ52+光フアイバ
2の軸ずれ量zを結合効率ηとの関係を第6図に
示す。第3図と第6図を比較することにより、光
軸方向の許容軸ずれ量についても第2レンズ分割
系は極めて緩いことがわかる。第2レンズ分割系
では1dBの結合損失増加を与えるzは約400μmと
極めてゆるくなつている。
Further, FIG. 6 shows the relationship between the amount of axis deviation z of the lens 52 and the optical fiber 2 in the optical axis direction and the coupling efficiency η. By comparing FIG. 3 and FIG. 6, it can be seen that the second lens division system is extremely loose regarding the allowable amount of axis deviation in the optical axis direction. In the second lens division system, z, which increases coupling loss by 1 dB, is extremely loose at about 400 μm.

また第2レンズ分割系では、ロツドレンズ52
が反射防止板の役目をし、光フアイバ2の端面6
からの反射を抑えるので、従来の共焦点系におけ
る光学研磨をしたガラス板7が必要でなくなつ
た。
In addition, in the second lens division system, the rod lens 52
serves as an anti-reflection plate, and the end face 6 of the optical fiber 2
Since the reflection from the lens is suppressed, the optically polished glass plate 7 in the conventional confocal system is no longer necessary.

前述のように、従来の共焦点系では光フアイバ
2の許容軸ずれ量が小さいばかりでなく、反射防
止の光学研磨ガラス板7が必要であり、これらの
点を改良した第2レンズ分割系では、レンズの数
が従来の共焦点系のものより一つ増加するという
欠点がある。
As mentioned above, in the conventional confocal system, not only the allowable amount of axis deviation of the optical fiber 2 is small, but also the optically polished glass plate 7 for anti-reflection is required. However, the disadvantage is that the number of lenses is increased by one compared to the conventional confocal system.

さらに半導体レーザモジユールを製作する場
合、従来の共焦点系ではレンズ5と光フアイバ
2、第2レンズ分割系ではロツドレンズ51とレ
ンズ52+光フアイバ2の相互位置を調整する作
業が必要である。この位置合わせの作業は難し
く、半導体レーザモジユールの製作性を著しく低
下していた。
Furthermore, when manufacturing a semiconductor laser module, it is necessary to adjust the mutual positions of the lens 5 and the optical fiber 2 in the conventional confocal system, and the rod lens 51 and the lens 52 + the optical fiber 2 in the second lens division system. This positioning work is difficult and significantly reduces the productivity of the semiconductor laser module.

本発明は第1レンズ出射後の収束または発散光
線を第2レンズと一体化した光入射素子に絞り込
むことを特徴とし、その目的は製作性が極めて良
く、レンズの数も2個と少なく、許容軸ずれ量が
緩い光結合方法を提供することにある。以下図面
により本発明を詳細に説明する。
The present invention is characterized by converging or diverging light rays emitted from the first lens to a light entrance element integrated with the second lens.The purpose of the present invention is to achieve extremely high manufacturability, the number of lenses is as small as two, and the tolerance is An object of the present invention is to provide an optical coupling method in which the amount of axis deviation is moderate. The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

第7図Aは本発明の一実施例図であり、第7図
Bはその原理図である。第1図、第4図と対応す
る部分には同一符号を付けている。第1レンズ4
としては球レンズを、第2レンズ9としてロツド
レンズを使用している。なお第2レンズ9として
球レンズを用いている場合には、レンズ9と光フ
アイバ2との間をあけねばならず、その間に光学
研磨したガラス板、光学接着剤、マツチングオイ
ル等を挿入するか、光フアイバ2の端面に反射防
止膜を施す必要がある。以下、第2レンズ9と光
フアイバ2を一体化したものをレンズ9+光フア
イバ2と略す。
FIG. 7A shows an embodiment of the present invention, and FIG. 7B shows its principle. Parts corresponding to those in FIGS. 1 and 4 are given the same reference numerals. 1st lens 4
A ball lens is used as the second lens 9, and a rod lens is used as the second lens 9. Note that when a spherical lens is used as the second lens 9, it is necessary to leave a space between the lens 9 and the optical fiber 2, and an optically polished glass plate, optical adhesive, matching oil, etc. is inserted in between. Alternatively, it is necessary to apply an antireflection coating to the end face of the optical fiber 2. Hereinafter, the combination of the second lens 9 and the optical fiber 2 will be abbreviated as lens 9+optical fiber 2.

第7図A,Bの実施例は第1レンズ4とLDの
発光面8との距離d0を第1レンズ4の焦点距離f1
より大きくし、レンズ4出射後に生じた絞りぎみ
の光線を、例えば1/4ピツチより短いロツドレン
ズ9(ロツドレンズ9の焦点距離f2およびロツド
レンズ9の端面からその主面までの距離d1の関係
はf2>d1となつている。)と一体化した光フアイ
バ2に絞り込むものである。このレンズ系の結合
特性は、スポツトサイズw0の半導体レーザ光を
第1レンズ4(焦点距離f1、半導体レーザと第1
レンズとの距離d0)により変換して作つた実像の
スポツトサイズw31およびその位置と、光フアイ
バ2のコア3からスポツトサイズwfの光線が右
からレンズ9(焦点距離f2、光フアイバ2の端面
6とレンズ9との距離d1)に入射した場合にでき
る虚像のスポツトサイズwf2およびその位置とに
より求められる。
In the embodiments shown in FIGS. 7A and 7B, the distance d 0 between the first lens 4 and the light emitting surface 8 of the LD is the focal length of the first lens 4 f 1
For example, the relationship between the focal length f 2 of the rod lens 9 and the distance d 1 from the end surface of the rod lens 9 to its principal surface is f 2 > d 1 ). The coupling characteristics of this lens system are such that the semiconductor laser beam of spot size w 0 is connected to the first lens 4 (focal length f 1 , the semiconductor laser and the first lens
The spot size w 31 of the real image created by converting the spot size w 31 according to the distance d 0 ) from the optical fiber 2 and its position, and the rays of spot size w f from the core 3 of the optical fiber 2 are transferred from the right to the lens 9 (focal length f 2 , the optical fiber It is determined by the spot size w f2 of the virtual image created when the light is incident on the distance d 1 between the end surface 6 of the lens 2 and the lens 9 and its position.

これらの光学的パラメータw0、f1、d0および
wf、f2、d1を選定することにより、実像および虚
像のスポツトサイズw31およびwf2とその位置と
をそれぞれ一致されることができ、その時、最良
の結合となる。
These optical parameters w 0 , f 1 , d 0 and
By selecting w f , f 2 , d 1 , the spot sizes w 31 and w f2 of the real and virtual images and their positions can be matched, respectively, resulting in the best combination.

半導体レーザ1の発光面8と第1レンズ4との
距離d0は、虚像のスポツトサイズwf2と実像のス
ポツトサイズw31を一致させる条件から、光線行
列(参考文献M.Saruwatari and K.Nawata、:
Semiconductor fiber coupler:Appl.Optics、
vol.18、No.11、PP.1847〜1856、1979)を用いて
次式のように求められる。
The distance d 0 between the light emitting surface 8 of the semiconductor laser 1 and the first lens 4 is determined by the ray matrix (References M. Saruwatari and K. Nawata) from the condition that the virtual image spot size w f2 and the real image spot size w 31 match. , :
Semiconductor fiber coupler: Appl.Optics,
vol. 18, No. 11, PP. 1847-1856, 1979), it is calculated as follows.

例えば式(2)により設計する例を以下に述べる。
まずレンズ9として0.18ピツチのロツドレンズ
を、光フアイバ2としてスポツトサイズwf=.
5μmの単一モードフアイバを条件として与える。
従つて、レンズ9+光フアイバ2が形成する虚像
のスポツトサイズwf2は式(3)、(4)、(5)を用いて次
のように求められる。
For example, an example of designing using equation (2) will be described below.
First, the lens 9 is a 0.18 pitch rod lens, and the optical fiber 2 is a spot size w f =.
A 5 μm single mode fiber is provided as a condition.
Therefore, the spot size w f2 of the virtual image formed by the lens 9 + optical fiber 2 can be determined as follows using equations (3), (4), and (5).

ここでλは波長(1.3μm)、fはレンズ9の焦
点距離、hはレンズ9においてその端面から主面
までの距離である。
Here, λ is the wavelength (1.3 μm), f is the focal length of the lens 9, and h is the distance from the end surface to the principal surface of the lens 9.

f=1/n0√Asin(2πP) (4) h=1/n0√Atan(π・P) (5) ここでn0はレンズ9の軸上屈折率、√は集束
パラメータ、Pはレンズ9のピツチ長であり、こ
こでそれぞれ1.59、0.32(mm-1)および0.18とし
た。
f=1/n 0 √Asin(2πP) (4) h=1/n 0 √Atan(π・P) (5) Here, n 0 is the axial refractive index of lens 9, √ is the focusing parameter, and P is The pitch lengths of lens 9 are 1.59, 0.32 (mm -1 ), and 0.18, respectively.

すなわち式(4)、(5)よりf=2.17mm、h=1.25mm
の値が得られる。ここで端面から主面までの距離
hは、光フアイバ端面6からレンズ9の等価的中
心までの距離d1を表わしており、d1<fとなつて
いることより虚像が形成されることがわかる。そ
の虚像のスポツトサイズwf2はこれらの値と式(3)
を用いてwf2=12.9μmと得られる。
In other words, from equations (4) and (5), f=2.17mm, h=1.25mm
The value of is obtained. Here, the distance h from the end surface to the main surface represents the distance d 1 from the optical fiber end surface 6 to the equivalent center of the lens 9, and since d 1 < f, it is difficult to form a virtual image. Recognize. The spot size w f2 of the virtual image is calculated using these values and formula (3)
Using this, w f2 =12.9 μm is obtained.

次に第1レンズ4として焦点距離f1がf1=456μ
mの球レンズを使用し、半導体レーザとしてその
スポツトサイズw0=1μm、発振波長λ=1.3μm
のものを使用するものとする。
Next, as the first lens 4, the focal length f 1 is f 1 = 456μ
m ball lens is used as a semiconductor laser, its spot size w 0 = 1 μm, and the oscillation wavelength λ = 1.3 μm.
shall be used.

以上で与えられた数値より式(2)を用いて、発光
面8と第1レンズ4との距離d0はd0=491μmと得
られる。
Using equation (2) from the numerical values given above, the distance d 0 between the light emitting surface 8 and the first lens 4 is obtained as d 0 =491 μm.

本発明では、従来の共焦点系におけるガラス板
7または第2レンズ分割系におけるレンズ51は
不要であり、レンズ4を封入した半導体レーザパ
ツケージを用いた場合、調整箇所はレンズ9+光
フアイバ2のみであり、モジユールの製作性が著
しく向上する。またレンズ4の光軸に垂直なx方
向の設定ずれは比較的小さいので、レンズ9+光
フアイバ2を平行移動して位置ずれを補正した後
に残る角度ずれに起因する結合効率の劣化は小さ
い。従来の共焦点系においてレンズ5と光フアイ
バ2を一体化した場合に比べて角度ずれに対する
結合効率の劣化が小さいのは、レンズ4出射後の
光のスポツトサイズが従来の共焦点系では189μ
m、本発明では12.9μmと1/10以下の大きさにな
るためである。なお前述の角度ずれをも補正した
い場合には、レンズ9+光フアイバ2を傾ければ
よい。この場合にもスポツトサイズが12.9μm程
度の大きさであるから、調整は比較的容易であ
る。
In the present invention, the glass plate 7 in the conventional confocal system or the lens 51 in the second lens division system is not necessary, and when a semiconductor laser package containing the lens 4 is used, only the lens 9 + the optical fiber 2 are required for adjustment. This greatly improves module manufacturing efficiency. Further, since the setting deviation in the x direction perpendicular to the optical axis of the lens 4 is relatively small, the deterioration in coupling efficiency due to the angular deviation remaining after the lens 9 + optical fiber 2 is translated in parallel to correct the positional deviation is small. In a conventional confocal system, the deterioration of the coupling efficiency due to angular deviation is smaller than when the lens 5 and the optical fiber 2 are integrated, because the spot size of the light after exiting from the lens 4 is 189μ in the conventional confocal system.
This is because in the present invention, the size is 12.9 μm, which is less than 1/10 of the size. Note that if it is desired to also correct the above-mentioned angular deviation, the lens 9 + optical fiber 2 may be tilted. In this case as well, since the spot size is approximately 12.9 μm, adjustment is relatively easy.

第8図には、レンズ9+光フアイバ2の光軸に
垂直な方向における軸ずれ量xを横軸に、結合効
率ηを縦軸にとつた図を示す。ここでレンズ9と
しては0.18ピツチのロツドレンズを仮定してい
る。このとき1dBの損失増加を与える軸ずれxと
角度ずれθはそれぞれ約±6.3μm、約±52分とな
る。
FIG. 8 shows a diagram in which the axis deviation amount x of the lens 9+optical fiber 2 in the direction perpendicular to the optical axis is plotted on the horizontal axis, and the coupling efficiency η is plotted on the vertical axis. Here, it is assumed that the lens 9 is a 0.18 pitch rod lens. At this time, the axial deviation x and angular deviation θ that cause a 1 dB increase in loss are approximately ±6.3 μm and approximately ±52 minutes, respectively.

また光軸方向におけるレンズ9+光フアイバ2
の軸ずれ量zと結合効率ηとの関係を第9図に示
す。1dBの損失増加を与えるzは約420μmとな
る。このように許容軸ずれ量は、レンズが一つ少
ないにもかかわらず光軸方向、光軸に垂直な方向
とも、第2レンズ分割系すなわち第4図のものと
同程度であり、従来の共焦点系すなわち第1図の
ものより極めて緩くなつている。
Also, lens 9 + optical fiber 2 in the optical axis direction
FIG. 9 shows the relationship between the axis deviation amount z and the coupling efficiency η. z which gives a loss increase of 1 dB is approximately 420 μm. In this way, the allowable axis misalignment in both the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis is about the same as that of the second lens division system, that is, the one shown in Fig. 4, despite the fact that there is one less lens. The focusing system is much looser than that of FIG.

また、本発明では、第2レンズ9と光フアイバ
2とを一体化する際に生じてしまう両者の中心軸
どうしのずれに対しては、一体化した第2レンズ
9と光フアイバ2とを光軸に垂直に調整すること
により容易に対処できるという利点がある。この
ことは第1レンズ4の出射光が収束ビームである
ことにより実現できているのである。この結果第
2レンズ9と光フアイバ2との一体化において光
学調整は必要ではなく、機械加工の精度で充分で
ある。すなわち本発明では、第2レンズ9と光フ
アイバ2との間に数10μm程度の中心軸のずれが
あつても、結合効率にはほとんど影響がなくな
る。
Furthermore, in the present invention, in order to prevent the misalignment of the central axes of the second lens 9 and the optical fiber 2 that occur when the second lens 9 and the optical fiber 2 are integrated, the integrated second lens 9 and the optical fiber 2 are It has the advantage that it can be easily handled by adjusting perpendicular to the axis. This can be achieved because the light emitted from the first lens 4 is a convergent beam. As a result, optical adjustment is not necessary when integrating the second lens 9 and the optical fiber 2, and the accuracy of machining is sufficient. That is, in the present invention, even if there is a misalignment of the central axes of about several tens of micrometers between the second lens 9 and the optical fiber 2, the coupling efficiency is hardly affected.

このような本発明の利点は、第1図に示した従
来例ですでに述べたように、従来の平行ビームを
用いる共焦点系においては、前記中心軸どうしの
ずれに対する補正が不可能であつたことと比較し
て、極めて大きな意義がある。
Such an advantage of the present invention is that, as already mentioned in the conventional example shown in FIG. Compared to this, it is extremely significant.

また本発明では第1レンズ4の光軸方向におけ
る固定誤差のため生じた第2レンズ通過後のビー
ムウエストw22の位置のばらつき、第1レンズ4
と第2レンズ9との間隔を調整することにより、
容易に補正できることを確認している。
In addition, in the present invention, variations in the position of the beam waist w 22 after passing through the second lens due to a fixing error in the optical axis direction of the first lens 4,
By adjusting the distance between and the second lens 9,
We have confirmed that it can be easily corrected.

さらにこの実施例では、第2レンズ9を光フア
イバに一体化するとき、両者の端面を光学接着剤
で屈折率整合をとりつつ、貼り合わせる構造をと
つているので、光フアイバの入射端面6では反射
が少なくなる。このように従来の共焦点系に必要
であつた反射防止のための光学研磨したガラス板
7が不必要となつた。
Furthermore, in this embodiment, when the second lens 9 is integrated with the optical fiber, the end faces of both are bonded together while matching the refractive index with an optical adhesive, so that the entrance end face 6 of the optical fiber is Reflections are reduced. In this way, the optically polished glass plate 7 for antireflection, which was necessary in the conventional confocal system, is no longer necessary.

以上の実施例では、半導体レーザ1の発光面8
と第1レンズ4との距離d0を、第1レンズ4の焦
点距離f1より大きくとり、第2レンズ9のピツチ
数が1/4ピツチより短い場合について述べた。し
かしながらd0をf1より小さくとり、第2レンズ9
のピツチ数1/4より長めにとることも可能である。
この場合は、第1レンズ4を出射した後のスポツ
トサイズw31が虚像のものとなり、光フアイバ2
のコア3から第2レンズ9に入射して生じたスポ
ツトサイズwf2が実像のものとなる。半導体レー
ザ1から光フアイバ2への結合効率は、第1レン
ズ4出射後の虚像のスポツトサイズw31と、光フ
アイバ2のコア3から第2レンズ9に入射して生
じた実像のスポツトサイズwf2との結合として計
算できる。
In the above embodiment, the light emitting surface 8 of the semiconductor laser 1
The case has been described in which the distance d 0 between the lens and the first lens 4 is set larger than the focal length f 1 of the first lens 4, and the pitch number of the second lens 9 is shorter than 1/4 pitch. However, by setting d 0 smaller than f 1 , the second lens 9
It is also possible to make the length longer than 1/4 of the number of pitches.
In this case, the spot size w 31 after exiting the first lens 4 becomes a virtual image, and the optical fiber 2
The spot size w f2 generated by entering the second lens 9 from the core 3 becomes the real image. The coupling efficiency from the semiconductor laser 1 to the optical fiber 2 is determined by the spot size w 31 of the virtual image after exiting from the first lens 4 and the spot size w 31 of the real image generated by entering the second lens 9 from the core 3 of the optical fiber 2. It can be calculated as a combination with f2 .

また、ここでw31とwf2とを等しいと置く(ス
ポツトサイズ整合)と、半導体レーザ1のスポツ
トサイズw0をw31(=wf2)に拡大する時の半導体
レーザ1と第1レンズ4との距離d0は式(6)とな
る。
Furthermore, if we assume that w 31 and w f2 are equal (spot size matching), then the semiconductor laser 1 and the first lens 4 when expanding the spot size w 0 of the semiconductor laser 1 to w 31 (=w f2 ) The distance d 0 from

なお式(6)で根号の前の符号が式(2)と異なり負に
なつているのは、第1レンズ4の出射ビームが式
(2)では収束ビームであるのに対し、式(6)では発散
ビームになつているからである。したがつて式(6)
は、発散ビームの場合には半導体レーザ1と第1
レンズ4との距離d0が第1レンズ4の焦点距離f1
より小となつていることを表している。
Note that the sign before the radical in equation (6) is negative, unlike equation (2), because the output beam of the first lens 4 is
This is because formula (2) is a convergent beam, whereas formula (6) is a divergent beam. Therefore, equation (6)
In the case of a diverging beam, the semiconductor laser 1 and the first
The distance d 0 from the lens 4 is the focal length f 1 of the first lens 4
This means that it has become smaller.

なお収束ビーム系および発散ビーム系で結合効
率等の性能には差はない。
Note that there is no difference in performance such as coupling efficiency between the converging beam system and the diverging beam system.

第10図は、第7図の実施例とは逆に光出射素
子および光入射素子を配置した実施例であり、単
一モード光フアイバ12から出射された光を半導
体レーザ11により増幅させる光直接増幅器を実
現できる。ここでは第1レンズをロツドレンズ1
3、第2レンズを球レンズ13を構成している。
FIG. 10 shows an embodiment in which a light output element and a light input element are arranged opposite to the embodiment shown in FIG. An amplifier can be realized. Here, the first lens is rod lens 1.
3. The second lens constitutes a ball lens 13.

なお、第10図においては、球レンズ10と光
入射用半導体レーザ11と固定治具を用いてこの
相対的位置を固定するように一体化する。
In addition, in FIG. 10, the ball lens 10, the semiconductor laser 11 for light incidence, and a fixing jig are used to integrate them so that their relative positions are fixed.

第11図は第10図の実施例における球レンズ
10の代わりに、ロツドレンズ9を用い、半導体
レーザ11の代わりに光フアイバ2を用いた実施
例図であり、光の受動回路を実現できる。
FIG. 11 shows an embodiment in which a rod lens 9 is used in place of the ball lens 10 in the embodiment shown in FIG. 10, and an optical fiber 2 is used in place of the semiconductor laser 11, making it possible to realize a passive optical circuit.

なお第10図、第11図において、光フアイバ
12とロツドレンズ13を密着させてもよい。ま
た第10図の実施例において球レンズ10とロツ
ドレンズ13を入れかえてもよい。
Note that in FIGS. 10 and 11, the optical fiber 12 and the rod lens 13 may be brought into close contact with each other. Furthermore, the ball lens 10 and the rod lens 13 may be replaced in the embodiment shown in FIG.

YIG球を用いたアイソレータ内蔵のLDモジユ
ール(猿渡・杉江、昭和57年度電子通信学会光・
電波部門全国大会316番)の場合、YIGは屈折率
が高く、球レンズの焦点が球の中に入るので、第
12図Aに示すように、YIG球14から出射され
た光線は平行光線にならず、絞りぎみとなる。こ
のため従来の共焦点系のレンズ構成はとれない。
なお第12図Aにおいて、15は磁石、16は偏
光子である。
LD module with built-in isolator using YIG bulb (Saruwatari/Sugie, 1986 Institute of Electronics and Communication Engineers
316), YIG has a high refractive index and the focal point of the ball lens falls inside the ball, so the light rays emitted from the YIG ball 14 become parallel rays, as shown in Figure 12A. The result will be the limit. For this reason, a conventional confocal lens configuration cannot be used.
In FIG. 12A, 15 is a magnet and 16 is a polarizer.

本発明では、屈折率の高いレンズを第1レンズ
として使用しても、構成が可能となる。この場合
の構成を第12図Bに示す。これによりYIG球を
用いたアイソレータの場合にも、製作性の改善
と、第2レンズを一体化した光フアイバ2の許容
軸ずれ量を大きくすることが可能となる。
In the present invention, even if a lens with a high refractive index is used as the first lens, a configuration is possible. The configuration in this case is shown in FIG. 12B. As a result, even in the case of an isolator using a YIG sphere, it is possible to improve the manufacturing efficiency and increase the allowable amount of axial deviation of the optical fiber 2 with the second lens integrated therein.

以上説明したように、本発明の方法によれば、
従来の共焦点系の同じレンズの数で、レンズの数
が多い第2レンズ分割系と同程度の許容軸ずれ量
が得られるので、信頼性の高い光結合装置を構成
することができるとともに、その製作性が著しく
向上する。
As explained above, according to the method of the present invention,
With the same number of lenses as in the conventional confocal system, it is possible to obtain the same amount of permissible axis deviation as in the second lens division system, which has a large number of lenses, so that a highly reliable optical coupling device can be constructed. Its manufacturability is significantly improved.

なお、従来の共焦点系には必要であつた反射防
止のためのガラス板が不必要となる。
Note that a glass plate for antireflection, which is necessary in conventional confocal systems, is no longer necessary.

また本発明の方法で多モード光フアイバ用半導
体レーザ結合装置を構成すれば、許容軸ずれ量が
極めて緩くなるので、さらにその製作性の向上が
期待できる。
Furthermore, if a semiconductor laser coupling device for a multimode optical fiber is constructed using the method of the present invention, the allowable amount of axis deviation will be extremely relaxed, so that further improvement in manufacturing efficiency can be expected.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図A,Bは従来の共焦点複合レンズ系の構
成例とその原理の説明図、第2図と第3図は従来
の共焦点系について光軸に垂直な方向と光軸方向
における軸ずれ特性を説明する図、第4図A,B
は第2レンズ分割型共焦点複合レンズ系の構成例
とその原理の説明図、第5図と第6図は第2レン
ズ分割系について光軸に垂直な方向と光軸方向に
おける軸ずれ特性を説明する図、第7図A,Bは
本発明の一実施例とその原理の説明図、第8図と
第9図は光軸に垂直な方向と光軸方向における軸
ずれ特性を説明する図、第10図、第11図は本
発明の他の実施例図、第12図Aは従来のLDモ
ジユールの構成図、第12図Bは本発明を適用し
たLDモジユールの構成図である。 1……光出射用半導体レーザ、2……光入射用
光フアイバ、3……光フアイバのコア、4……第
1レンズ、5……従来の共焦点系における第2レ
ンズ、51……第2レンズ分割系の第1集束形ロ
ツドレンズ、52……第2レンズ分割系の第2集
束形ロツドレンズ、6……光フアイバの端面、7
……ガラス板、8……半導体レーザの発光面、9
……本発明の一実施例における第2レンズ(集束
形ロツドレンズ)、10……本発明の実施例にお
ける第2レンズ(球レンズ)、11……光入射用
半導体レーザ(光増幅器)、12……光出射用光
フアイバ、13……本発明の実施例における第1
レンズ、14……YIG球、15……磁石、16…
…偏光子。
Figures 1A and B are configuration examples of conventional confocal compound lens systems and explanatory diagrams of their principles. Figures 2 and 3 are illustrations of conventional confocal systems in the direction perpendicular to the optical axis and the axis in the optical axis direction. Diagrams explaining the deviation characteristics, Figure 4 A, B
is an explanatory diagram of a configuration example of a second lens split type confocal compound lens system and its principle, and Figures 5 and 6 show the axis deviation characteristics of the second lens split system in the direction perpendicular to the optical axis and in the optical axis direction. Figures 7A and 7B are explanatory diagrams of an embodiment of the present invention and its principle, and Figures 8 and 9 are diagrams illustrating axis deviation characteristics in the direction perpendicular to the optical axis and in the optical axis direction. , FIG. 10, and FIG. 11 are diagrams of other embodiments of the present invention, FIG. 12A is a configuration diagram of a conventional LD module, and FIG. 12B is a configuration diagram of an LD module to which the present invention is applied. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor laser for light emission, 2... Optical fiber for light input, 3... Core of optical fiber, 4... First lens, 5... Second lens in conventional confocal system, 51... Third lens A first focusing rod lens of a two-lens division system, 52... A second focusing rod lens of a second lens division system, 6... An end face of an optical fiber, 7
... Glass plate, 8 ... Light emitting surface of semiconductor laser, 9
...Second lens (focusing rod lens) in an embodiment of the present invention, 10...Second lens (spherical lens) in an embodiment of the present invention, 11...Semiconductor laser for light incidence (optical amplifier), 12... ...Light-emitting optical fiber, 13...First in the embodiment of the present invention
Lens, 14...YIG ball, 15...Magnet, 16...
...Polarizer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも一方が単一モード光導波路からな
る光出射素子と光入射素子とを結合させる2枚の
レンズを用いた光結合方法であつて、 前記光出射素子、第1レンズ、第2レンズおよ
び前記光入射素子をこの順序に配列し、 前記光出射素子と前記第1レンズとの距離を前
記第1レンズの焦点距離よりも大とすることによ
り、前記光出射素子から出射した光線を前記第1
レンズ出射後に収束ビームとして形成し、 第2レンズと光入射素子との距離を第2レンズ
の焦点距離よりも小とし、さらに光入射素子から
逆に光を出射させることを仮定した時に形成され
る発散ビームの虚像のスポツトサイズが、前記第
1レンズ出射後の収束ビームの実像のスポツトサ
イズと一致するように、第2レンズおよび光入射
素子のパラメータを選定し、その条件下で第2レ
ンズと光入射素子との相対的位置を固定するよう
に両者を一体化し、 前記一体化した第2レンズおよび光入射素子
を、前記第1レンズ出射後の収束ビームに対して
位置調整を行うことにより、前記光出射素子から
出射した光線を前記光入射素子に入射させること
を特徴とする光結合方法。 2 少なくとも一方が単一モード光導波路からな
る光出射素子と光入射素子とを結合させる2枚の
レンズを用いた光結合方法であつて、 前記光出射素子、第1レンズ、第2レンズおよ
び前記光入射素子をこの順序に配列し、 前記光出射素子と前記第1レンズとの距離を前
記第1レンズの焦点距離よりも小とすることによ
り、前記光出射素子から出射した光線を前記第1
レンズ出射後に発散ビームとして形成し、 第2レンズと光入射素子との距離を第2レンズ
の焦点距離よりも大とし、さらに光入射素子から
逆に光を出射させることを仮定した時に形成され
る収束ビームの実像のスポツトサイズが、前記第
1レンズ出射後の発散ビームの虚像のスポツトサ
イズと一致するように、第2レンズおよび光入射
素子のパラメータを選定し、その条件下で第2レ
ンズと光入射素子との相対的位置を固定するよう
に両者を一体化し、 前記一体化した第2レンズおよび光入射素子
を、前記第1レンズ出射後の発散ビームに対して
位置調整を行うことにより、前記光出射素子から
出射した光線を前記光入射素子に入射させること
を特徴とする光結合方法。
[Scope of Claims] 1. An optical coupling method using two lenses for coupling a light output element and a light input element, at least one of which is composed of a single mode optical waveguide, comprising: the light output element, a first lens; , by arranging the second lens and the light input element in this order, and making the distance between the light output element and the first lens larger than the focal length of the first lens, light is emitted from the light output element. The first ray of light
It is formed as a convergent beam after exiting the lens, the distance between the second lens and the light input element is smaller than the focal length of the second lens, and the light is also output from the light input element in the opposite direction. The parameters of the second lens and the light entrance element are selected so that the spot size of the virtual image of the diverging beam matches the spot size of the real image of the converging beam after exiting the first lens, and under these conditions the second lens and the spot size of the real image of the convergent beam are selected. By integrating the two so as to fix the relative position with the light entrance element, and adjusting the position of the integrated second lens and the light entrance element with respect to the convergent beam emitted from the first lens, An optical coupling method characterized in that a light beam emitted from the light output element is made to enter the light input element. 2. An optical coupling method using two lenses for coupling a light output element and a light input element, at least one of which is a single mode optical waveguide, the light output element, a first lens, a second lens and the By arranging the light input elements in this order and making the distance between the light output element and the first lens smaller than the focal length of the first lens, the light rays emitted from the light output element are directed to the first lens.
Formed as a diverging beam after exiting the lens, assuming that the distance between the second lens and the light input element is greater than the focal length of the second lens, and that the light is emitted from the light input element in the opposite direction. The parameters of the second lens and the light entrance element are selected so that the spot size of the real image of the converging beam matches the spot size of the virtual image of the diverging beam after exiting the first lens, and under these conditions, By integrating the two so as to fix the relative position with the light entrance element, and adjusting the position of the integrated second lens and the light entrance element with respect to the diverging beam after exiting from the first lens, An optical coupling method characterized in that a light beam emitted from the light output element is made to enter the light input element.
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