JPH07333445A - 先球ファイバレンズとその作成方法 - Google Patents
先球ファイバレンズとその作成方法Info
- Publication number
- JPH07333445A JPH07333445A JP6122211A JP12221194A JPH07333445A JP H07333445 A JPH07333445 A JP H07333445A JP 6122211 A JP6122211 A JP 6122211A JP 12221194 A JP12221194 A JP 12221194A JP H07333445 A JPH07333445 A JP H07333445A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tip
- core
- optical fiber
- fiber
- curvature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 46
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 56
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007526 fusion splicing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 先球ファイバレンズの作成に関する。光フ
ァイバのコア径程度の距離以内で導波光を漏らすように
したコア終端部Ａを有し、空気中に出射する場合は、コ
ア終端部Ａと光を出射する先球先端の光軸中心部Ｃとの
距離ＬがＣ付近の平均曲率半径Ｒのほぼ３倍になるよう
に形成することである。 【効果】 本発明によれば、ほぼ平行光線が得られ、
ファイバと一体であるために、ファイバ間の接続やファ
イバと各種センサ等のデバイスとの接続などに使用する
事が可能となり、平行光線も先球レンズの直径を制御す
る事により変化させる事が可能でありファイバレンズと
して使用しやすい。
ァイバのコア径程度の距離以内で導波光を漏らすように
したコア終端部Ａを有し、空気中に出射する場合は、コ
ア終端部Ａと光を出射する先球先端の光軸中心部Ｃとの
距離ＬがＣ付近の平均曲率半径Ｒのほぼ３倍になるよう
に形成することである。 【効果】 本発明によれば、ほぼ平行光線が得られ、
ファイバと一体であるために、ファイバ間の接続やファ
イバと各種センサ等のデバイスとの接続などに使用する
事が可能となり、平行光線も先球レンズの直径を制御す
る事により変化させる事が可能でありファイバレンズと
して使用しやすい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバから出射す
る光をほぼ平行光線にするための先球ファイバレンズと
その形成方法に関するもので、光ファイバセンサなどに
使用されるものである。
る光をほぼ平行光線にするための先球ファイバレンズと
その形成方法に関するもので、光ファイバセンサなどに
使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバの先端を溶融し、ガラ
スの表面張力を利用して先球を形成し、これを焦点距離
の短い先球ファイバレンズとして、レーザダイオードや
発光ダイオードから発散する光を光ファイバのコアにカ
ップリングさせたり、ファイバとファイバとのカップリ
ングに用いられていた。しかし、ここで用いられている
先球ファイバレンズは、単に光ファイバの先端に先球を
形成し、開口角を大きくさせるものであった。また、先
球ファイバレンズの先球部を引き伸ばし、テーパをつ
け、更にその先端部を丸め、レンズを形成するものがあ
った。しかし、この場合のファイバレンズもやはり１０
０μｍ程度の短い焦点距離を有するもので、光ファイバ
から出射する光をほぼ平行光線にするような先球ファイ
バレンズではなく、振動センサなどの、光ファイバセン
サ等への応用には不向きであった。
スの表面張力を利用して先球を形成し、これを焦点距離
の短い先球ファイバレンズとして、レーザダイオードや
発光ダイオードから発散する光を光ファイバのコアにカ
ップリングさせたり、ファイバとファイバとのカップリ
ングに用いられていた。しかし、ここで用いられている
先球ファイバレンズは、単に光ファイバの先端に先球を
形成し、開口角を大きくさせるものであった。また、先
球ファイバレンズの先球部を引き伸ばし、テーパをつ
け、更にその先端部を丸め、レンズを形成するものがあ
った。しかし、この場合のファイバレンズもやはり１０
０μｍ程度の短い焦点距離を有するもので、光ファイバ
から出射する光をほぼ平行光線にするような先球ファイ
バレンズではなく、振動センサなどの、光ファイバセン
サ等への応用には不向きであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバから出射す
る光がほぼ平行光線になるようにしたり、またその逆の
平行光線を効率よく光ファイバにカップリングさせたり
するような先球ファイバレンズを提供しようとするもの
である。
る光がほぼ平行光線になるようにしたり、またその逆の
平行光線を効率よく光ファイバにカップリングさせたり
するような先球ファイバレンズを提供しようとするもの
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】ファイバレンズを図１に
示す。先球及び空気中での屈折率をそれぞれｎ1、ｎ2と
し、先球からの出射点Ｄでの屈折角をθ1、θ2と（図
１）するとスネルの法則から、
示す。先球及び空気中での屈折率をそれぞれｎ1、ｎ2と
し、先球からの出射点Ｄでの屈折角をθ1、θ2と（図
１）するとスネルの法則から、
【０００５】
【数式１】
【０００６】先球外媒質が空気中の場合は屈折率が１な
のでｎ2 ＝１を代入すると、
のでｎ2 ＝１を代入すると、
【０００７】
【数式２】
【０００８】Ｄから光軸までの距離をｂ、光軸と先球の
中心Ｏと出射点Ｄとのつくる角をαとし、ｂ／Ｒ＝ γ
とおくと
(2)
中心Ｏと出射点Ｄとのつくる角をαとし、ｂ／Ｒ＝ γ
とおくと
(2)
【０００９】
【数式３】
【００１０】レンズからの出射角をβ、コア終端部の点
光源Ａ’からの出射角をε、先球の中心からコア終端部
の点光源Ａ’までの距離をｄ、Ｋ＝ｄ／Ｒとおくとε
は、
光源Ａ’からの出射角をε、先球の中心からコア終端部
の点光源Ａ’までの距離をｄ、Ｋ＝ｄ／Ｒとおくとε
は、
【００１１】
【数式４】
【００１２】
【数式５】
【００１３】(5)でβ＝０は平行光線になることを意味
し、β＜０は発散を意味し、β＞０は焦点を光軸上に持
つことを意味する。従って、(4)、(5)式からβ＝０にな
るような条件を見つけるため、Ｌ＝Ｒ＋ｄ＝（１＋Ｋ）
Ｒを利用し、ＬをパラメーターとしてＬ＝３．２Ｒ、
３．０Ｒ、２．８Ｒとした場合、式(4)と(5)のγ（横
軸）、β（縦軸）の関係をグラフに書くと、図２に示し
たようになる。ここでクラッドガラスの屈折率ｎ1＝
１．５と一定にした。これから理論的にはコア終端部Ａ
と光を出射する先球の中心Ｏとの距離が平均曲率半径Ｒ
の２倍のとき平行光線になることがわかった。幾何光学
の理論計算では、コア終端部Ａを点光源と考えておこな
った。その様子を図３に示す。実際には、コア終端部Ａ
は、直径数十μｍの面を有しているが、本発明では、コ
ア終端部Ａにおいてコア径程度の距離以内で導波光を漏
らすように形成されていることが、一つの特徴である。
従って先球の曲率半径がコア径に比べ十分大きい場合に
は、コア終端部Ａは十分小さく、実質的に点光源とみな
せる。この様に点光源とみなせるので平行光線を得る光
ファイバレンズを作成する場合、コア終端部Ａと光を出
射する先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが平均曲率半
径Ｒのほぼ３倍になるようにコア終端部Ａを作れば良
い。
し、β＜０は発散を意味し、β＞０は焦点を光軸上に持
つことを意味する。従って、(4)、(5)式からβ＝０にな
るような条件を見つけるため、Ｌ＝Ｒ＋ｄ＝（１＋Ｋ）
Ｒを利用し、ＬをパラメーターとしてＬ＝３．２Ｒ、
３．０Ｒ、２．８Ｒとした場合、式(4)と(5)のγ（横
軸）、β（縦軸）の関係をグラフに書くと、図２に示し
たようになる。ここでクラッドガラスの屈折率ｎ1＝
１．５と一定にした。これから理論的にはコア終端部Ａ
と光を出射する先球の中心Ｏとの距離が平均曲率半径Ｒ
の２倍のとき平行光線になることがわかった。幾何光学
の理論計算では、コア終端部Ａを点光源と考えておこな
った。その様子を図３に示す。実際には、コア終端部Ａ
は、直径数十μｍの面を有しているが、本発明では、コ
ア終端部Ａにおいてコア径程度の距離以内で導波光を漏
らすように形成されていることが、一つの特徴である。
従って先球の曲率半径がコア径に比べ十分大きい場合に
は、コア終端部Ａは十分小さく、実質的に点光源とみな
せる。この様に点光源とみなせるので平行光線を得る光
ファイバレンズを作成する場合、コア終端部Ａと光を出
射する先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが平均曲率半
径Ｒのほぼ３倍になるようにコア終端部Ａを作れば良
い。
【００１４】光ファイバレンズの作成について、始めに
コア終端部Ａを形成しなければならない。ただ単に光フ
ァイバ先端部を溶融し先球を形成しただけではコア終端
部Ａは先球の中心部付近に存在し、Ｋの値が小さい値と
なり図２に示すようにβ＜０になる領域が多く発散して
焦点を結ばなくなる。また再現性の観点からも望ましく
ない。
コア終端部Ａを形成しなければならない。ただ単に光フ
ァイバ先端部を溶融し先球を形成しただけではコア終端
部Ａは先球の中心部付近に存在し、Ｋの値が小さい値と
なり図２に示すようにβ＜０になる領域が多く発散して
焦点を結ばなくなる。また再現性の観点からも望ましく
ない。
【００１５】本発明ではこれらを解決するための手段と
して光ファイバを切断し、始めからコア終端部Ａの位置
を決める方法を採用している。そして先球を形成すると
きに、先球の平均曲率半径Ｒを溶融条件により調整し、
コア終端部Ａと先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが平
均曲率半径Ｒのほぼ３倍になるようにする。
して光ファイバを切断し、始めからコア終端部Ａの位置
を決める方法を採用している。そして先球を形成すると
きに、先球の平均曲率半径Ｒを溶融条件により調整し、
コア終端部Ａと先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが平
均曲率半径Ｒのほぼ３倍になるようにする。
【００１６】また、本発明では、光ファイバを切断し、
コア終端部Ａを形成した後、光ファイバを接続し、この
先端を先球に形成する。このとき、先球の平均曲率半径
Ｒを溶融条件により調整し、コア終端部Ａと先球先端の
光軸中心部Ｃとの距離Ｌが平均曲率半径Ｒのほぼ３倍に
なるようにする。尚、先球を形成するための接続する光
ファイバには、コアを有しない方が望ましい。
コア終端部Ａを形成した後、光ファイバを接続し、この
先端を先球に形成する。このとき、先球の平均曲率半径
Ｒを溶融条件により調整し、コア終端部Ａと先球先端の
光軸中心部Ｃとの距離Ｌが平均曲率半径Ｒのほぼ３倍に
なるようにする。尚、先球を形成するための接続する光
ファイバには、コアを有しない方が望ましい。
【００１７】また、平行光線を得るのに光ファイバを切
断し、その切断面に光散乱膜を形成したコア終端部Ａを
形成し、その位置に光ファイバを接続した後、その先端
部を溶融し先球を形成する。このとき先球の平均曲率半
径Ｒを溶融条件により調整し、コア終端部Ａと先球先端
の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが平均曲率半径Ｒのほぼ３倍
になるようにする。
断し、その切断面に光散乱膜を形成したコア終端部Ａを
形成し、その位置に光ファイバを接続した後、その先端
部を溶融し先球を形成する。このとき先球の平均曲率半
径Ｒを溶融条件により調整し、コア終端部Ａと先球先端
の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが平均曲率半径Ｒのほぼ３倍
になるようにする。
【００１８】前述の方法では、光ファイバを切断してコ
ア終端部Ａを形成していたが、光ファイバの途中を溶融
してコア終端部Ａを形成した後、その先の光ファイバに
先球を形成することもできる。このとき、先球の平均曲
率半径Ｒを溶融条件により調整し、コア終端部Ａと先球
先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが平均曲率半径Ｒのほぼ
３倍になるようにする。
ア終端部Ａを形成していたが、光ファイバの途中を溶融
してコア終端部Ａを形成した後、その先の光ファイバに
先球を形成することもできる。このとき、先球の平均曲
率半径Ｒを溶融条件により調整し、コア終端部Ａと先球
先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが平均曲率半径Ｒのほぼ
３倍になるようにする。
【００１９】
【作用】スネルの法則より計算式を立てて計算すると、
コア終端部Ａと空気中（屈折率ｎ2が約１．０）に光を
出射する先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが、先球先
端の光軸中心部Ｃ付近の平均曲率半径Ｒのほぼ３倍にな
るように形成すれば、平行光線が得られるという理論を
得た。本発明は、この理論式を満たすファイバレンズと
その作成方法である。
コア終端部Ａと空気中（屈折率ｎ2が約１．０）に光を
出射する先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが、先球先
端の光軸中心部Ｃ付近の平均曲率半径Ｒのほぼ３倍にな
るように形成すれば、平行光線が得られるという理論を
得た。本発明は、この理論式を満たすファイバレンズと
その作成方法である。
【００２０】ファイバレンズの作成において、先球の曲
率半径をコア終端部Ａにおけるコア径に対して十分大き
くすることでコア終端部Ａを点光源とみなすことができ
る。このように点光源とみなすことで上述の理論式に基
づいた作成方法により平行光線のファイバレンズが得ら
れる。また、コア終端部Ａを形成した後、光ファイバを
接続し、先球化する工程においてコア終端部Ａから発散
する光線と接続する光ファイバのコアとのカップリング
を避けるために、コア終端部Ａに接続する光ファイバの
先端を溶融することにより、コアをコア終端部Ａからな
るべく遠くにさせるか、または、接続する光ファイバと
してコアを有しないものを使用すると良い。
率半径をコア終端部Ａにおけるコア径に対して十分大き
くすることでコア終端部Ａを点光源とみなすことができ
る。このように点光源とみなすことで上述の理論式に基
づいた作成方法により平行光線のファイバレンズが得ら
れる。また、コア終端部Ａを形成した後、光ファイバを
接続し、先球化する工程においてコア終端部Ａから発散
する光線と接続する光ファイバのコアとのカップリング
を避けるために、コア終端部Ａに接続する光ファイバの
先端を溶融することにより、コアをコア終端部Ａからな
るべく遠くにさせるか、または、接続する光ファイバと
してコアを有しないものを使用すると良い。
【００２１】また、先球の先端から出射する光線につい
て先球外媒質の屈折率ｎ2が１よりも大きい場合（例え
ば水中など）については、コア終端部の光源Ａを、スネ
ルの法則を用いた理論計算により、先球外媒質の屈折率
ｎ2の大きさに応じ、それぞれ先球先端の光軸中心部Ｃ
付近の平均曲率半径Ｒの３倍以上の対応する位置に設定
することによりほぼ平行光線が得られる。
て先球外媒質の屈折率ｎ2が１よりも大きい場合（例え
ば水中など）については、コア終端部の光源Ａを、スネ
ルの法則を用いた理論計算により、先球外媒質の屈折率
ｎ2の大きさに応じ、それぞれ先球先端の光軸中心部Ｃ
付近の平均曲率半径Ｒの３倍以上の対応する位置に設定
することによりほぼ平行光線が得られる。
【００２２】このように作成したファイバレンズは、従
来の光強度分布が１００μｍで減衰したが、本発明では
５ｍｍ位まで減衰せずブロ−ドであった。またコア終端
部Ａに鉛を拡散することにより光の強度分布はわずかに
減衰するが鉛を拡散しなかったものよりも更にブロ−ド
になり、平行光線に近くなることを確認した。他にＧ
ｅ、Ｓｎを拡散させても同様の結果が得られた。
来の光強度分布が１００μｍで減衰したが、本発明では
５ｍｍ位まで減衰せずブロ−ドであった。またコア終端
部Ａに鉛を拡散することにより光の強度分布はわずかに
減衰するが鉛を拡散しなかったものよりも更にブロ−ド
になり、平行光線に近くなることを確認した。他にＧ
ｅ、Ｓｎを拡散させても同様の結果が得られた。
【００２３】
【００２４】
【実施例１】はじめに光ファイバをファイバカッタ−で
切断し、その切断面にコア終端部Ａを形成する（図４−
ａ）。次に接続する光ファイバ（コアを有しない）をフ
ァイバカッタ−で切断する（図４−ｂ）。そして、コア
終端部Ａを形成した光ファイバとコアを有しない光ファ
イバの端面どうしを突き合わせて接触させ、融着する
（図４−ｃ）。この時の溶融条件は、アーク電流が１
５．１ｍＡ、アーク時間が２．５秒である。融着接続し
た位置からコアを有しない光ファイバの１ｍｍ付近をフ
ァイバカッタ−で切断する（図４−ｄ）。先球の平均曲
率半径Ｒを大きくするために切断した先端部を放電加工
針よりも約１００〜２００μｍ突き出しておき（図４−
ｅ）、溶融して先球を形成する（図４−ｆ）。そして、
溶融条件により先球の平均曲率半径Ｒを大きくしてい
き、コア終端部Ａと先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌ
が先球の平均曲率半径Ｒのほぼ３倍の位置になるように
調整する。（図４−ｇ）このようにして作成したファイ
バレンズの反対のファイバ端面から光を投入してファイ
バレンズから出射した光線の光量分布を調べたところ光
軸のファイバレンズ先端より５ｍｍまで光強度分布がブ
ロ−ドな特性を示し、あまり減衰しなかった。
切断し、その切断面にコア終端部Ａを形成する（図４−
ａ）。次に接続する光ファイバ（コアを有しない）をフ
ァイバカッタ−で切断する（図４−ｂ）。そして、コア
終端部Ａを形成した光ファイバとコアを有しない光ファ
イバの端面どうしを突き合わせて接触させ、融着する
（図４−ｃ）。この時の溶融条件は、アーク電流が１
５．１ｍＡ、アーク時間が２．５秒である。融着接続し
た位置からコアを有しない光ファイバの１ｍｍ付近をフ
ァイバカッタ−で切断する（図４−ｄ）。先球の平均曲
率半径Ｒを大きくするために切断した先端部を放電加工
針よりも約１００〜２００μｍ突き出しておき（図４−
ｅ）、溶融して先球を形成する（図４−ｆ）。そして、
溶融条件により先球の平均曲率半径Ｒを大きくしてい
き、コア終端部Ａと先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌ
が先球の平均曲率半径Ｒのほぼ３倍の位置になるように
調整する。（図４−ｇ）このようにして作成したファイ
バレンズの反対のファイバ端面から光を投入してファイ
バレンズから出射した光線の光量分布を調べたところ光
軸のファイバレンズ先端より５ｍｍまで光強度分布がブ
ロ−ドな特性を示し、あまり減衰しなかった。
【００２５】
【実施例２】はじめにマルチモ−ド光ファイバをファイ
バカッタ−で切断する（図５−ａ）。その先端をアーク
電流１３ｍＡ、アーク時間１秒で、溶融しコア終端部Ａ
を形成する（図５−ｂ）。その後、シングルモ−ド光フ
ァイバをファイバカッタ−で切断し、その先端をア−ク
電流１３ｍＡ、ア−ク時間１秒で溶融する（図５−
ｃ）。前記マルチモ−ド光ファイバ端面と前記シングル
モ−ド光ファイバの端面同士を突き合わせ（図５−ｄ）
接触させて融着する（図５−ｅ）。この時の溶融条件
は、ア−ク電流が１５．１ｍＡ、ア−ク時間が２．５秒
である。融着接続した位置からシングルモ−ド光ファイ
バ１ｍｍの部分を切断する（図５−ｆ）。先球の平均曲
率半径Ｒを大きくするために切断した先端部を放電加工
針よりも約１００〜２００μｍ突き出しておき（図５−
ｅ）、溶融条件により先球の平均曲率半径Ｒを大きくし
ていき、コア終端部Ａと先球先端の光軸中心部Ｃとの距
離Ｌが先球の平均曲率半径Ｒのほぼ３倍の位置になるよ
うに調整する（図５−ｆ）。
バカッタ−で切断する（図５−ａ）。その先端をアーク
電流１３ｍＡ、アーク時間１秒で、溶融しコア終端部Ａ
を形成する（図５−ｂ）。その後、シングルモ−ド光フ
ァイバをファイバカッタ−で切断し、その先端をア−ク
電流１３ｍＡ、ア−ク時間１秒で溶融する（図５−
ｃ）。前記マルチモ−ド光ファイバ端面と前記シングル
モ−ド光ファイバの端面同士を突き合わせ（図５−ｄ）
接触させて融着する（図５−ｅ）。この時の溶融条件
は、ア−ク電流が１５．１ｍＡ、ア−ク時間が２．５秒
である。融着接続した位置からシングルモ−ド光ファイ
バ１ｍｍの部分を切断する（図５−ｆ）。先球の平均曲
率半径Ｒを大きくするために切断した先端部を放電加工
針よりも約１００〜２００μｍ突き出しておき（図５−
ｅ）、溶融条件により先球の平均曲率半径Ｒを大きくし
ていき、コア終端部Ａと先球先端の光軸中心部Ｃとの距
離Ｌが先球の平均曲率半径Ｒのほぼ３倍の位置になるよ
うに調整する（図５−ｆ）。
【００２６】この様にして作成したファイバレンズを上
記実施例１と同じように評価した結果、平行光線とみな
せる領域がおよそ５ｍｍまでのファイバレンズを作成す
ることができた。
記実施例１と同じように評価した結果、平行光線とみな
せる領域がおよそ５ｍｍまでのファイバレンズを作成す
ることができた。
【００２７】
【実施例３】ファイバレンズの先端面に鉛を蒸着した
（図６−ａ）。これをアーク電流１３ｍＡ、アーク時間
１秒で、溶融し拡散させる（図６−ｂ）。次に前記と異
なるファイバを溶融して、先球を作り（図６−ｃ）、前
記ファイバと突き合わせて融着接続する（図６−ｄ）。
融着接続した位置から前記と異なるファイバ１ｍｍの部
分を切断する（図６−ｅ）。先球の平均曲率半径Ｒを大
きくするために切断した先端部を放電加工針よりも約１
００〜２００μｍ突き出しておき（図６−ｆ）、溶融条
件により先球の平均曲率半径Ｒを大きくしていき、コア
終端部Ａと先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが先球の
平均曲率半径Ｒのほぼ３倍の位置になるように調整する
（図６−ｇ）。この様にして作製したファイバレンズの
光の強度分布を測定したところ、鉛を拡散しなかったも
のよりも光の強度分布が焦点付近でブロードな特性にな
ることを確認した。
（図６−ａ）。これをアーク電流１３ｍＡ、アーク時間
１秒で、溶融し拡散させる（図６−ｂ）。次に前記と異
なるファイバを溶融して、先球を作り（図６−ｃ）、前
記ファイバと突き合わせて融着接続する（図６−ｄ）。
融着接続した位置から前記と異なるファイバ１ｍｍの部
分を切断する（図６−ｅ）。先球の平均曲率半径Ｒを大
きくするために切断した先端部を放電加工針よりも約１
００〜２００μｍ突き出しておき（図６−ｆ）、溶融条
件により先球の平均曲率半径Ｒを大きくしていき、コア
終端部Ａと先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが先球の
平均曲率半径Ｒのほぼ３倍の位置になるように調整する
（図６−ｇ）。この様にして作製したファイバレンズの
光の強度分布を測定したところ、鉛を拡散しなかったも
のよりも光の強度分布が焦点付近でブロードな特性にな
ることを確認した。
【００２８】
【効果】本発明によれば、従来のものより焦点が長くな
り、ほぼ平行光線とみなすことができるようになり、フ
ァイバと一体であるために、ファイバ間の接続やファイ
バと各種センサ等のデバイスとの接続などに使用する事
が可能となり、平行光線も先球レンズの直径を制御する
事により変化させる事が可能でありファイバ−レンズと
して使用しやすく、その応用範囲が広がる。
り、ほぼ平行光線とみなすことができるようになり、フ
ァイバと一体であるために、ファイバ間の接続やファイ
バと各種センサ等のデバイスとの接続などに使用する事
が可能となり、平行光線も先球レンズの直径を制御する
事により変化させる事が可能でありファイバ−レンズと
して使用しやすく、その応用範囲が広がる。
【図１】先球ファイバレンズ用幾何光学の概念図であ
り、光ファイバのコア終端部Ａに対応する点光源Ａ’か
ら屈折率ｎ1の先球側に発散する光線が先球の出射点Ｄ
を通り、屈折率ｎ2の先球外媒質に出射するときの様
子を示している。
り、光ファイバのコア終端部Ａに対応する点光源Ａ’か
ら屈折率ｎ1の先球側に発散する光線が先球の出射点Ｄ
を通り、屈折率ｎ2の先球外媒質に出射するときの様
子を示している。
【図２】先球の平均曲率半径Ｒ、先球先端の光軸中心Ｃ
とコア終端部Ａまでの距離Ｌをパラメーターとした時の
出射点Ｄから光軸までの距離ｂを先球の平均曲率半径Ｒ
で規格化した量γとの関係を示す。
とコア終端部Ａまでの距離Ｌをパラメーターとした時の
出射点Ｄから光軸までの距離ｂを先球の平均曲率半径Ｒ
で規格化した量γとの関係を示す。
【図３】光ファイバのコア終端部Ａを点光源としたとき
のコア終端部Ａから発散する光線が先球部を出射すると
きの様子
のコア終端部Ａから発散する光線が先球部を出射すると
きの様子
【図４】光ファイバレンズ作成工程（Ｉ）
【図５】光ファイバレンズ作成工程（II）
【図６】光ファイバレンズ作成工程（III）
Ａ コア終端部 Ａ’ 点光源 Ｂ 先球の出射点Ｄから光軸への垂線の交点 Ｃ 先球先端の光軸中心部 Ｄ 先球の出射点 Ｌ コア終端部Ａから先球先端の光軸中心部Ｃまでの
距離 Ｏ 先球の中心 Ｒ 平均曲率半径 ｂ 先球の出射点から光軸までの距離 ｄ 先球の中心Ｏからコア終端部Ａまでの距離 α 光軸と直線ＯＤとのなす角 β 先球からの出射角 ε 光軸と直線ＡＤとのなす角 θ1 先球内の出射点Ｄでの屈折角 θ2 先球外の出射点での屈折角 ｎ1 先球での屈折率 ｎ2 先球外媒質での屈折率 １． ファイバ ２． コアを有しないファイバ ３． 放電加工針 ４． 先球 ５． ファイバ融着接続箇所 ６． ファイバ切断箇所 ７． 再溶融すべき箇所 ８． 再溶融箇所 ９． 被覆 １０． 鉛の蒸着面 １１． 鉛の拡散面
距離 Ｏ 先球の中心 Ｒ 平均曲率半径 ｂ 先球の出射点から光軸までの距離 ｄ 先球の中心Ｏからコア終端部Ａまでの距離 α 光軸と直線ＯＤとのなす角 β 先球からの出射角 ε 光軸と直線ＡＤとのなす角 θ1 先球内の出射点Ｄでの屈折角 θ2 先球外の出射点での屈折角 ｎ1 先球での屈折率 ｎ2 先球外媒質での屈折率 １． ファイバ ２． コアを有しないファイバ ３． 放電加工針 ４． 先球 ５． ファイバ融着接続箇所 ６． ファイバ切断箇所 ７． 再溶融すべき箇所 ８． 再溶融箇所 ９． 被覆 １０． 鉛の蒸着面 １１． 鉛の拡散面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/287 6/32 (72)発明者 宮川 久行 宮城県柴田郡川崎町大字川内字北川原山 228 株式会社東北中谷内 (72)発明者 遠藤 浩司 宮城県柴田郡川崎町大字川内字北川原山 228 株式会社東北中谷内
Claims (5)
- 【請求項１】 先球ファイバレンズにおいて、光ファイ
バのコア径程度の距離以内で導波光を漏らすように形成
したコア終端部Ａを有し、空気などの先球外媒質の屈折
率ｎ2がほぼ１の場合には、該コア終端部Ａと光を出射
する先球先端の光軸中心部Ｃとの距離Ｌが、先球先端の
光軸中心部Ｃ付近の平均曲率半径Ｒのほぼ３倍になるよ
うに形成したことを特徴とする先球ファイバレンズ。 - 【請求項２】 先球ファイバレンズを作成する方法にお
いて、光ファイバのコア径程度の距離以内で導波光を漏
らすようにしたコア終端部Ａを形成する工程と、先球を
形成し、コア終端部Ａと光を出射する先球先端の光軸中
心部Ｃとの距離Ｌが、該先球先端の光軸中心部Ｃ付近の
平均曲率半径Ｒのほぼ３倍になるように平均曲率半径Ｒ
を調整する工程とを有する先球ファイバレンズの作成方
法。 - 【請求項３】 光ファイバの先端部にコア終端部Ａを形
成した後、このコア終端部Ａを含む先端部に光ファイバ
を接続し、この接続した光ファイバに先球を形成するよ
うにした請求項２記載の先球ファイバレンズの作成方
法。 - 【請求項４】 光ファイバの先端部に光散乱膜を形成
し、該光散乱膜をコア終端部Ａとした請求項３記載の先
球ファイバレンズの作成方法。 - 【請求項５】 光ファイバの途中を溶融させてコア終端
部Ａを形成した後、その先の光ファイバに先球を形成す
るようにした請求項２記載の先球ファイバレンズの作成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122211A JPH07333445A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 先球ファイバレンズとその作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122211A JPH07333445A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 先球ファイバレンズとその作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07333445A true JPH07333445A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14830306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6122211A Pending JPH07333445A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 先球ファイバレンズとその作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07333445A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008299303A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-12-11 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | レンズ付き光ファイバとその製造方法 |
| JP2019207926A (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 株式会社日立産機システム | 走査型レーザ印字装置 |
| CN116819688A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-09-29 | 武汉理工大学 | 超声激发光纤节点及其制造方法 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP6122211A patent/JPH07333445A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008299303A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-12-11 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | レンズ付き光ファイバとその製造方法 |
| JP2019207926A (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 株式会社日立産機システム | 走査型レーザ印字装置 |
| CN116819688A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-09-29 | 武汉理工大学 | 超声激发光纤节点及其制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100822953B1 (ko) | 광 도파관 렌즈 및 그 제조방법 | |
| US5562657A (en) | Side fire laser catheter method and apparatus | |
| JP3282889B2 (ja) | レンズ付き光ファイバ | |
| US6031958A (en) | Optical light pipes with laser light appearance | |
| JPS59121002A (ja) | モノモ−ド光学伝送フアイバ−およびその製造方法 | |
| US9566752B2 (en) | Methods of forming a TIR optical fiber lens | |
| EP1435536B1 (en) | Optical coupling device and fabricating method thereof | |
| JPS6065705U (ja) | 誘電光学導波管のための連結装置 | |
| US20030053751A1 (en) | Thermally-formed lensed fibers | |
| JP3479219B2 (ja) | 増幅用光ファイバ | |
| US20250226635A1 (en) | Structure, method for manufacturing structure, laser device, and laser system | |
| US7474821B2 (en) | Manufacturing a microlens at the extremity of a lead waveguide | |
| JP4116479B2 (ja) | テーパー加工フォトニック結晶ファイバ、その製造方法、及びフォトニック結晶ファイバの接続方法 | |
| JPH07333445A (ja) | 先球ファイバレンズとその作成方法 | |
| GB1570001A (en) | Manufacturing optical fibre connectors | |
| JPH0854538A (ja) | 微小レンズ付光ファイバ端末の製造方法 | |
| JP6835827B2 (ja) | ファイバカプラの製造 | |
| US20030026535A1 (en) | Optical fiber collimators and their manufacture | |
| JP4882786B2 (ja) | バンドルファイバの製造方法 | |
| JPH08220378A (ja) | レンズ付きファイバ | |
| JP2001356237A (ja) | 光ファイバ及びその製造方法 | |
| JP2004206072A (ja) | 先球光ファイバ、並びにコリメータ | |
| WO2002088814A2 (en) | Improvements relating to optical fibre collimators | |
| JP2004198976A (ja) | レンズ付光ファイバ端末の製造方法 | |
| JPH0268505A (ja) | 拡散光と光ファイバの結合方法 |