JPH0633105U - 光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏波面の調整を容易にかつ高精度に行い得る
光結合装置を提供する。 【構成】 光源２から射出された光を入射して、先端部
がフェルール９に支持された偏波面保存光ファイバ７に
導入する光学系を備えた光結合装置である。この光結合
装置において、直線偏光の偏波面を光ファイバ７の偏光
軸に一致させる1/2波長板５を円筒状ホルダ２２に取り
付け、この円筒状ホルダ２２をフェルール９に、このフ
ェルール９を回転軸として回転可能に取り付けた。光源
２と1/2波長板５との間には、光源２からの光を入射し
所定の直線偏光にして1/2波長板５に送ると共に、光源
２への反射戻り光を遮断する光アイソレータ４を設け
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体レーザ等の光源からの光を効率よく偏波面保存光ファイバに 導入する光結合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２は従来の光結合装置の構成を示す断面図である。図２において、円筒状を なしたケース１内に、光源２側（図中の左側）から順に、第１の非球面レンズ３ 、光アイソレータ４、1/2波長板５、第２の非球面レンズ６及び偏波面保存光フ ァイバ７の端部がそれぞれ収納固定されている。

【０００３】 第１の非球面レンズ３は光源２の半導体レーザ装置から射出された発散光を略 平行な光線束にして光アイソレータ４に入射させる光学素子である。光アイソレ ータ４は順方向の光は通過させ、反射や戻りによる逆方向の光は遮断する光学素 子で、入射した光は偏光子とファラデー媒体の組合わせにより所定角度の偏光軸 を与えられて射出される。

【０００４】 1/2波長板５は直線偏光の偏波面を回転させる光学素子で、光アイソレータ４ から射出された直線偏光の光の偏波面を回転させて、偏波面保存光ファイバ７の 偏光軸と一致させる。この1/2波長板５は円環状ホルダ８に固定支持され、この 円環状ホルダ８がケース１に回転可能に保持されている。なお、偏波面の回転角 度は1/2波長板５の回転角度の２倍となるため、1/2波長板５を４５゜回転させる ことで、偏波面を９０゜回転させることができる。1/2波長板５は外径が約３ｍ ｍ、厚さ約１ｍｍの水晶板で成形され、円環状ホルダ８は外径約５ｍｍ、厚さ約 ２ｍｍに形成されている。ケース１には、円環状ホルダ８の外径とほぼ同径のホ ルダ収容部１Ａに回転可能に収容されている。

【０００５】 第２の非球面レンズ６は1/2波長板５を通過した直線偏光の光を集光して偏波 面保存光ファイバ７の端面へ導入する光学素子で、偏波面保存光ファイバ７の光 ファイバ心線７Ａ及び光ファイバ素線７Ｂと共にフェルール９内に収納され、接 着固定されている。

【０００６】 偏波面保存光ファイバ７は光の偏波面を一方向に保持したまま伝送できる光フ ァイバで、光の干渉を利用するセンサの伝送路等に使用される。この偏波面保存 光ファイバ７は、その先端から延出した光ファイバ素線７Ｂがキャピラリ１０に 接着固定された状態で光ファイバ心線７Ａと共にフェルール９に接着固定されて いる。さらに、キャピラリ１０の先端にはスペーサ１６を介して第２の非球面レ ンズ６が取り付けられている。このフェルール９はケース１内に挿入され、ＦＣ 型プラグのハウジング１１がケース１にねじ込まれることでスプリング１２によ って付勢支持されている。

【０００７】 以上の構成により、偏波面保存光ファイバ７をケース１に接続固定するとき、 光ファイバ７のコア中心が光アイソレータ４の光軸中心と一致するようにフェル ール９を回転調整する。しかし、この作業による光軸中心の合致した位置におい て、偏波面保存光ファイバ７の偏光軸と、光アイソレータ４からの直線偏光の偏 波面とが一致していることはほとんどない。そこで、1/2波長板５を用いて偏波 面を回転させて偏波面保存光ファイバ７の偏光軸と一致させる必要が生じる。

【０００８】 この調整手段としては、前記ケース１の円環状ホルダ８が配設された部分に設 けられた開口部１３から円環状ホルダ８に調整レバー１４を差込むか、針状の治 具等を円環状ホルダ８の側面に突き当てて円環状ホルダ８を回転させ、偏光軸を 一致させる。調整終了後は、止めネジ１５を締めるか、接着剤を塗布して円環状 ホルダ８をケース１に固定する。

【０００９】 このように、偏光軸を一致させることで、高い結合効率を得ることができ、偏 波面保存光ファイバ７を伝搬する光の偏光を維持することができる。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上述の従来の光結合装置では、偏光軸を合せるために行う円環状ホ ルダ８の回転調整を円滑に行うには、円環状ホルダ８の摺動面となる外周面と、 この外周面と摺動し合うケース１側のホルダ収容部１Ａ内周面とがともに高い加 工精度で仕上げられていなければならず、製造コストが嵩むという問題点がある 。

【００１１】 また、円環状ホルダ８は筒状ではなく浅い環状に形成され、1/2波長板５を支 持した状態で薄円盤状に構成されているので、回転調整中に倒れ（円環状ホルダ ８がケース１に対して傾斜すること）が生じやすい。そして、この倒れが生じる と、光軸中心位置がずれたり回転動作ができなくなったりして、円滑で高精度の 調整が困難になるという問題点がある。

【００１２】 本考案は、上述の背景のもとでなされたものであり、偏光軸の調整を容易に、 かつ高精度に行うことができる光結合装置を提供することを目的としたものであ る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上述の課題を解決するために、本考案にかかる光結合装置は、 （１） 光源から射出された光を入射して、先端部がフェルールに支持された偏 波面保存光ファイバに導入する光学系を備えた光結合装置において、 前記光学系のうち、偏波面保存光ファイバに導入される直線偏光の偏波面を光 ファイバの偏光軸に一致させる偏波面変更手段を、前記フェルールを回転軸とし て回転可能に保持したことを特徴とする構成とした。

【００１４】 また、この構成１の態様として、 （２） 構成１の光結合装置において、 前記光源と偏波面変更手段との間に、光源からの光を入射し、所定の直線偏光 にして偏波面変更手段に送ると共に、光源への反射戻り光を遮断する光アイソレ ータを設けたことを特徴とした構成とした。

【００１５】

【作用】

上述の構成１によれば、偏波面保存光ファイバに導入される直線偏光の偏波面 を調整する場合は、フェルールを回転軸とする偏波面変更手段を回転させること で行う。この場合において、フェルールは偏波面保存光ファイバを特定位置に支 持すると共に、偏波面変更手段も特定位置に支持しているため、光軸中心の位置 変動が小さく円滑な回転が可能で、調整作業を容易にかつ高精度に行うことがで きるようになり、製作コストの低減を図れる。

【００１６】 また、構成２によれば、光源から射出された光が直線偏光でない場合、光アイ ソレータでその光を直線偏光にすると同時に、反射戻り光を排除し、光源に到達 することがないようにすることができる。

【００１７】

【実施例】

図１は本考案の一実施例に係る光結合装置を示す断面図である。以下、図１を 参照にしながら一実施例を詳述する。なお、この一実施例の光結合装置は上述の 図２に示された光結合装置の構成と共通する部分が多いので、共通する部分には 同一の符号を付して説明する。

【００１８】 本実施例に係る光結合装置の全体構成は、図１に示すように光源２側から順に 、第１の非球面レンズ３、光アイソレータ４、偏波面変更手段としての1/2波長 板５、第２の非球面レンズ６及び偏波面保存光ファイバ７の端部がそれぞれ配設 されている点で前記従来の光結合装置とほぼ同様であるが、これらを収納支持す るケース２１及び円筒状ホルダ２２が従来例と異なる構成となっている。

【００１９】 ケース２１は、主要部が略円筒状に形成されている。このケース２１の長手方 向中央部には、フェルール９先端の縮径筒部９Ａを挿入支持する縮径穴部２１Ａ が設けられている。ケース２１の一端部（図中左端部）には、円筒状ホルダ２２ を挿入すると共に蓋体２５を取り付けるために拡径して成形された光入射口２６ が設けられている。ケース２１の他端部には、フェルール９の基端部及びＦＣ型 プラグのハウジング１１先端のコネクタハウジング部１１Ａが挿入され、互いに 螺合されるファイバ保持部２７が設けられている。

【００２０】 縮径穴部２１Ａの長さ（深さ）は以下に示す程度に設定されている。即ち、フ ェルール９先端の縮径筒部９Ａが縮径穴部２１Ａに挿入されると、この縮径筒部 ９Ａの先端が縮径穴部２１Ａから光入射口２６側へ延出するが、この延出部分の 長さが、後述の円筒状ホルダ２２の内側穴２２Ａの深さより僅かに浅くなる程度 に設定されている。なお、フェルール９の形状及び外径寸法は一般に規格化され ており、縮径筒部９Ａは高い寸法精度で、かつ円滑な表面状態に仕上げられてい る。

【００２１】 光入射口２６は、円筒状ホルダ２２を挿入できるように、従来例より深く形成 されている。さらに、光入射口２６の内径は、挿入される円筒状ホルダ２２がこ の光入射口２６の内周面に接触することなく回転できるように、ホルダ２２の外 径よりも大きく形成されている。この光入射口２６の開口部には、第１の非球面 レンズ３及び光アイソレータ４を固定支持してケース２１側に固着する蓋体２５ が取り付けられている。この蓋体２５は光入射口２６の先端外周部に取り付けら れた止めネジ３１によって固定されている。

【００２２】 円筒状ホルダ２２は全体を筒状に形成され、その一端部（図中左端部）に1/2 波長板５が取り付けられている。これにより円筒状ホルダ２２は全体が有底筒状 に構成され、その内部が内側穴２２Ａとなっている。この内側穴２２Ａの内径は フェルール９の縮径筒部９Ａの外径とほぼ同じ寸法に設定され、内側表面が精密 に仕上げられている。これにより、円筒状ホルダ２２を縮径筒部９Ａに嵌合させ て正確に回転させることができ、光軸中心の位置変動をほぼ解消することができ る。内側穴２２Ａの深さは、この円筒状ホルダ２２がフェルール９の縮径筒部９ Ａの延出部に嵌着された状態で、縮径筒部９Ａ先端の第２の非球面レンズ６と1/ 2波長板５との間にある程度隙間ができるように設定されている。この円筒状ホ ルダ２２は、ケース２１のうち円筒状ホルダ２２が位置する部分の外周に設けら れた止めネジ３３によって固定支持されている。さらに、止めネジ３３に対向す る位置には直線偏光の偏波面を調整するための調整用開口部３４が設けられ、こ の調整用開口部３４を介して円筒状ホルダ２２に調整レバー３５を差込み、円筒 状ホルダ２２を回転させて偏波面の調整を行うようになっている。

【００２３】 なお、前記ケース２１、円筒状ホルダ２２フェルール９及びコネクタハウジン グ部１１Ａはすべてステンレス鋼材で成形されている。

【００２４】 また、第１の非球面レンズ２は半導体レーザ装置から射出された発散光を略平 行な光線束にして光アイソレータ４に入射させる。光アイソレータ４は順方向の 光は通過させ、反射戻り光を遮断するものであるが、その出射光を所定の偏波面 を有する偏光にするものでもある。この光アイソレータ４は、円柱状のファラデ ーローテーターを円筒状の永久磁石内に収納し、ファラデーローテーターの光入 ・出射端面部にそれぞれ偏光子と検光子とを配置した単位アイソレータを直列に ２段設けたものである。

【００２５】 1/2波長板５は、特定の結晶面に対して角度θをなす偏波面を有する直線偏光 を入射したとき、その偏波面を２θだけ回転した直線偏光にして出射する性質を 有する。したがって、この1/2波長板５を光軸を中心にして回転させてθを変え ることにより、入射偏光の偏波面を任意に変えた直線偏光を出射させることがで きる。

【００２６】 第２の非球面レンズ６は1/2波長板５から射出された光線束を集光して偏波面 保存光ファイバ７に入射させるものである。

【００２７】 以上の構成により、光源２で射出された光は第１の非球面レンズ３で平行光に 調整され、光アイソレータ４で直線偏光の光に変換される。この直線偏光の光は 1/2波長板５でその偏波面が偏波面保存光ファイバ７の偏光軸に一致され、第２ の非球面レンズ６で集光されて偏波面保存光ファイバ７の光ファイバ素線７Ｂ端 面から光ファイバ７内に導入される。

【００２８】 このとき、直線偏光の偏波面が偏波面保存光ファイバ７の偏光軸に一致してい なければ、互いに一致するように調整しなければならないが、この場合は前述し た従来の光結合装置と同様に、ケース２１の調整用開口部３４から調整レバー３ ５を挿入して円筒状ホルダ２２に差込み、この円筒状ホルダ２２をフェルール９ の縮径筒部９Ａを回転軸として回転させ、光アイソレータ４からの直線偏光の偏 波面を偏波面保存光ファイバ７の偏光軸に一致させる。調整終了後は、止めネジ ３３を締めてケース２１側に固定する。

【００２９】 これにより、円筒状ホルダ２２は回転調整時に倒れが非常に少なくなり、その 光軸の位置変動を抑えた状態で円滑に回転させることが可能になる。この結果、 偏波面の調整作業を容易にかつ高精度に行うことができるようになる。調整時間 も短縮され、かつ高い結合効率での調整が可能になる。

【００３０】 さらに、フェルール９の縮径筒部９Ａ外周面は本来高精度に仕上げられている ものであるため、円筒状ホルダ２２の内側穴２２Ａ内周面だけを高精度に製作す るだけでよく、製作工数が減少する。これにより、製作コストの低減を図ること ができる。

【００３１】 また、光アイソレータ４では、光源２からの光を直線偏光にすると同時に、反 射戻り光を排除して光源に到達するのを防止するため、効率的に直線偏光の光を 偏波面保存光ファイバ７に送ることができる。

【００３２】 なお、前記実施例では偏波面変更手段として１枚の1/2波長板５を使用したが 、２枚の1/4波長板を組合わせたものやファラデー素子を使用した場合でも前記 同様の作用、効果を奏することができる。

【００３３】 また、光源２からの光を平行光にしたり、収束光にしたりする手段として非球 面レンズ３，６を用いたが、収差影響が生じない場合等、各種の条件の違いに応 じて他の形状のレンズを使用することができる。

【００３４】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案によれば以下の効果を奏することができる。

【００３５】 （１） 偏波面変更手段を、フェルールを回転軸として回転可能に保持したので 、光軸中心の位置変動を小さく抑えた状態で偏波面変更手段を円滑に回転させる ことが可能になり、偏波面の調整作業を容易にかつ高精度に行うことができるよ うになる。これにより、調整時間も短縮することができ、かつ高い結合効率での 調整が可能になる。さらに、フェルールは本来高精度に仕上げられているため、 これに取り付けられる偏波面変更手段の内周面だけを高精度に製作するればよく 、製作工数が減少し、製作コストの低減を図ることができる。

【００３６】 （２） 光源と偏波面変更手段との間に光アイソレータを設けたので、光源から の光を直線偏光にすると同時に、反射戻り光を排除して光源に到達するのを防止 することができ、直線偏光の光を偏波面保存光ファイバに効率的に送ることがで きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る光結合装置の構成を示
す断面図である。

【図２】従来の光結合装置の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

３…第１の非球面レンズ、４…光アイソレータ、５…1/
2波長板、６…第２の非球面レンズ、９…フェルール、
９Ａ…縮径筒部、２１…ケース、２２…円筒状ホルダ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から射出された光を入射して、先端
   部がフェルールに支持された偏波面保存光ファイバに導
   入する光学系を備えた光結合装置において、 前記光学系のうち、偏波面保存光ファイバに導入される
   直線偏光の偏波面を光ファイバの偏光軸に一致させる偏
   波面変更手段を、前記フェルールを回転軸として回転可
   能に保持したことを特徴とする光結合装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光結合装置において、 前記光源と偏波面変更手段との間に、光源からの光を入
   射し、所定の直線偏光にして偏波面変更手段に送ると共
   に、光源への反射戻り光を遮断する光アイソレータを設
   けたことを特徴とする光結合装置。