JPH0743563A - 光パワ−の結合方法およびそのためのモジュ−ル - Google Patents
光パワ−の結合方法およびそのためのモジュ−ルInfo
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- JPH0743563A JPH0743563A JP3130294A JP13029491A JPH0743563A JP H0743563 A JPH0743563 A JP H0743563A JP 3130294 A JP3130294 A JP 3130294A JP 13029491 A JP13029491 A JP 13029491A JP H0743563 A JPH0743563 A JP H0743563A
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- 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
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
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- G02B6/4225—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements by a direct measurement of the degree of coupling, e.g. the amount of light power coupled to the fibre or the opto-electronic element
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】レ−ザダイオ−ドから所定のポイントに結合さ
れる光パワ−のレベルを所定のレベルを超えないレベル
に限定すること。 【構成】前記レ−ザダイオ−ドからの光を前記所定のポ
イントに収束させるように前記ダイオ−ドと前記所定の
ポイントに対してレンズ手段を位置決めして、前記第１
のパワ−レベルより大きい第２のパワ−レベルまで前記
ダイオ−ドから結合されるパワ−を最大となし、そして
前記ダイオ−ドと前記所定のポイントの間に、前記所定
のポイントに結合されるパワ−を前記第１のパワ−レベ
ルを超えないレベルに減少させるアテネ−タを配置す
る。
れる光パワ−のレベルを所定のレベルを超えないレベル
に限定すること。 【構成】前記レ−ザダイオ−ドからの光を前記所定のポ
イントに収束させるように前記ダイオ−ドと前記所定の
ポイントに対してレンズ手段を位置決めして、前記第１
のパワ−レベルより大きい第２のパワ−レベルまで前記
ダイオ−ドから結合されるパワ−を最大となし、そして
前記ダイオ−ドと前記所定のポイントの間に、前記所定
のポイントに結合されるパワ−を前記第１のパワ−レベ
ルを超えないレベルに減少させるアテネ−タを配置す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光パワ−をトリミングし
かつ半導体レ−ザから光ファイバに結合されるまたは光
ファイバを受入れるようになされたコネクタの一部分に
結合される光パワ−の分布を低減させる方法に関する。
本発明はその結果得られたデバイスにも関係する。
かつ半導体レ−ザから光ファイバに結合されるまたは光
ファイバを受入れるようになされたコネクタの一部分に
結合される光パワ−の分布を低減させる方法に関する。
本発明はその結果得られたデバイスにも関係する。
【０００２】
【従来技術】バルクオプティック、マイクロレンズ、グ
レ−デッドインデックス・レンズ等を用いて半導体レ−
ザから光ファイバに光を結合させる場合には、結合され
るパワ−がデバイスによって大いに異なることが観察さ
れる。これはレ−ザ出力パワ−、スポットサイズ、およ
び遠視野パタ−ンの変化、ならびにレンズスル−プット
およびレンズ間アラインメントの変化の結果でありう
る。このようなデバイスを具備したシステムはデバイス
の分布から来る範囲のパワ−で動作し得るものでなけれ
ばならない。
レ−デッドインデックス・レンズ等を用いて半導体レ−
ザから光ファイバに光を結合させる場合には、結合され
るパワ−がデバイスによって大いに異なることが観察さ
れる。これはレ−ザ出力パワ−、スポットサイズ、およ
び遠視野パタ−ンの変化、ならびにレンズスル−プット
およびレンズ間アラインメントの変化の結果でありう
る。このようなデバイスを具備したシステムはデバイス
の分布から来る範囲のパワ−で動作し得るものでなけれ
ばならない。
【０００３】ある種の用途では、ファイバに過剰な光が
結合されたり、あるいはそのデバイスが除去可能なファ
イバに対して使用するように設計されている場合には、
ファイバが所定の位置にないとそのような過剰なパワ−
がデバイスから放出Ｓれることになりうる心配がある。
ファイバに結合されるあるいは接続されていないデバイ
スから放出される受入れ可能なパワ−の大きさは国家的
なまたは国際的な安全機構によって設定される。システ
ムが最大限の性能を発揮するためには、ファイバに結合
されるパワ−の大きさは最大許容値を超えることなくそ
の値に近いことが重要である場合が多い。多数のデバイ
スを受入れるように設計されたスシテムの場合には、結
合されるパワ−の分布内の最少の結合パワ−によってシ
ステムリンク予算が決定されるから、その分布が狭いこ
とが望ましい。
結合されたり、あるいはそのデバイスが除去可能なファ
イバに対して使用するように設計されている場合には、
ファイバが所定の位置にないとそのような過剰なパワ−
がデバイスから放出Ｓれることになりうる心配がある。
ファイバに結合されるあるいは接続されていないデバイ
スから放出される受入れ可能なパワ−の大きさは国家的
なまたは国際的な安全機構によって設定される。システ
ムが最大限の性能を発揮するためには、ファイバに結合
されるパワ−の大きさは最大許容値を超えることなくそ
の値に近いことが重要である場合が多い。多数のデバイ
スを受入れるように設計されたスシテムの場合には、結
合されるパワ−の分布内の最少の結合パワ−によってシ
ステムリンク予算が決定されるから、その分布が狭いこ
とが望ましい。
【０００４】変調されたレ−ザデバイスはそれらが最適
変調率に対して動作されなければならないある平均パワ
−を有しているから、デバイスから放出されるパワ−の
大きさはレ−ザ出力パワ−を減少させるだけでは軽減で
きない。
変調率に対して動作されなければならないある平均パワ
−を有しているから、デバイスから放出されるパワ−の
大きさはレ−ザ出力パワ−を減少させるだけでは軽減で
きない。
【０００５】ファイバのコアがレ−ザパワ−分布曲線上
の最大の点に位置しなくなるようにファイバの軸線に対
するレ−ザ出力ビ−ム軸の角度方向または横方向の偏向
を生じさせることによって、ファイバに結合されるパワ
−を減少させることも許容できない。もしそれが行なわ
れると、例えば溶接や使用時の変化の結果として生じ得
る小さなミスアラインメントに応答して結合パワ−の比
較的大きな変化が生ずることになり得る。
の最大の点に位置しなくなるようにファイバの軸線に対
するレ−ザ出力ビ−ム軸の角度方向または横方向の偏向
を生じさせることによって、ファイバに結合されるパワ
−を減少させることも許容できない。もしそれが行なわ
れると、例えば溶接や使用時の変化の結果として生じ得
る小さなミスアラインメントに応答して結合パワ−の比
較的大きな変化が生ずることになり得る。
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】従って、本発明のひ
とつの目的は、ダイオ−ドから所定のポイントに結合さ
れるパワ−を、第１のパワ−レベルＰ1を超えないパワ
−のレベルに限定する方法を提供することである。さら
に、結合されるパワ−が狭いパワ−分布内に維持され
る。
とつの目的は、ダイオ−ドから所定のポイントに結合さ
れるパワ−を、第１のパワ−レベルＰ1を超えないパワ
−のレベルに限定する方法を提供することである。さら
に、結合されるパワ−が狭いパワ−分布内に維持され
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、所定の
ポイントに結合されるパワ−がＰ1を超えないように、
発光ダイオ−ドの出力を調整すなわちトリムする。その
所定のポイントは光ファイバの端面のコア部分でありう
る。ダイオ−ドとこのダイオ−ドからの光をそのポイン
トに収束させるためのポイントに対してレンズが配置さ
れ、それによってダイオ−ドからそのポイントに結合さ
れるパワ−を第２のパワ−レベルＰ2（ただしＰ1＞
Ｐ2）まで増加させる。そのダイオ−ドとポイントとの
間には、上記所定のポイントに結合されるパワ−をＰ1
を超えないレベルまで低下させるアテネ−タが配置され
ている。
ポイントに結合されるパワ−がＰ1を超えないように、
発光ダイオ−ドの出力を調整すなわちトリムする。その
所定のポイントは光ファイバの端面のコア部分でありう
る。ダイオ−ドとこのダイオ−ドからの光をそのポイン
トに収束させるためのポイントに対してレンズが配置さ
れ、それによってダイオ−ドからそのポイントに結合さ
れるパワ−を第２のパワ−レベルＰ2（ただしＰ1＞
Ｐ2）まで増加させる。そのダイオ−ドとポイントとの
間には、上記所定のポイントに結合されるパワ−をＰ1
を超えないレベルまで低下させるアテネ−タが配置され
ている。
【０００８】ダイオ−ドがレ−ザダイオ−ドよりなる好
ましい実施例では、上記アテネ−タは偏光子(polarize
r)よりなる。この偏光子は結合パワ−をパワ−レベルＰ
1を超えないレベルまで低下させるように回転される。
偏光子の透光軸に対して高速軸を４５oの角度をもって
配向された四分の一波長板が、偏光子とともに用いられ
ることが好ましい。
ましい実施例では、上記アテネ−タは偏光子(polarize
r)よりなる。この偏光子は結合パワ−をパワ−レベルＰ
1を超えないレベルまで低下させるように回転される。
偏光子の透光軸に対して高速軸を４５oの角度をもって
配向された四分の一波長板が、偏光子とともに用いられ
ることが好ましい。
【０００９】偏光子がハウジングに固定して取り付けら
れている場合には、上記回転の工程はそのハウジングを
回転することによって行なわれる。他の実施例では、偏
光子がハウジングに回転可能に取り付けられ、回転工程
はハウジング内で偏光子を回転させることによって行な
われる。
れている場合には、上記回転の工程はそのハウジングを
回転することによって行なわれる。他の実施例では、偏
光子がハウジングに回転可能に取り付けられ、回転工程
はハウジング内で偏光子を回転させることによって行な
われる。
【００１０】レンズを位置決めする工程はレンズの物点
に隣接した側にダイオ−ドを配置することよりなり、こ
の場合、ダイオ−ドから放出される光ビ−ムの光学軸は
レンズの光学軸に近接している。上記所定のポイントは
レンズの像点に一致する。ダイオ−ドの位置は上記所定
のポイントに最大のパワ−を結合させるようにレンズの
光学軸に平行な方向にかつそのレンズの光学軸に対して
直交する平面内で調節される。そうするとパワ−が上述
のようにして減衰される。
に隣接した側にダイオ−ドを配置することよりなり、こ
の場合、ダイオ−ドから放出される光ビ−ムの光学軸は
レンズの光学軸に近接している。上記所定のポイントは
レンズの像点に一致する。ダイオ−ドの位置は上記所定
のポイントに最大のパワ−を結合させるようにレンズの
光学軸に平行な方向にかつそのレンズの光学軸に対して
直交する平面内で調節される。そうするとパワ−が上述
のようにして減衰される。
【００１１】本発明の方法はパワ−レベルＰ1を超えな
いレベルのパワ−をレ−ザダイオ−ドから光ファイバに
結合するコンパクトなモジュ−ルを形成する。このモジ
ュ−ルは偏光子板と四分の一波長板の組合せよりなるも
のであることが好ましい偏光子手段を具備している。こ
の偏光子手段はそれを回転させるために接近できるよう
にするスリットを有するハウジング内に回転可能に取り
付けられうる。
いレベルのパワ−をレ−ザダイオ−ドから光ファイバに
結合するコンパクトなモジュ−ルを形成する。このモジ
ュ−ルは偏光子板と四分の一波長板の組合せよりなるも
のであることが好ましい偏光子手段を具備している。こ
の偏光子手段はそれを回転させるために接近できるよう
にするスリットを有するハウジング内に回転可能に取り
付けられうる。
【００１２】ファイバ端面からの反射を軽減するために
種々の技術を用いることができる。偏光子手段はその端
面に接触するように配置され得る。あるいは、そのモジ
ュ−ルは偏光子手段と端面との間に屈折率整合材料の塊
を具備し得る。
種々の技術を用いることができる。偏光子手段はその端
面に接触するように配置され得る。あるいは、そのモジ
ュ−ルは偏光子手段と端面との間に屈折率整合材料の塊
を具備し得る。
【００１３】
【実施例】図１は完成パッケ−ジ１０を示しており、こ
れはマウント１２に固着されたレ−ザダイオ−ド１１と
フェル−ル１６を通じて供給される光ファイバ１５を有
している。ダイオ−ド１１から放出された光はフィアバ
１５の端面１７のコア部分に収束される。パッケ−ジ１
０は２つの分離したサブアセンブリ、すなわちレ−ザ・
サブアセンブリ２０とファイバ・サブアセンブリ２１よ
りなり、これらの２つのサブアセンブリは平面２２で接
合されている。
れはマウント１２に固着されたレ−ザダイオ−ド１１と
フェル−ル１６を通じて供給される光ファイバ１５を有
している。ダイオ−ド１１から放出された光はフィアバ
１５の端面１７のコア部分に収束される。パッケ−ジ１
０は２つの分離したサブアセンブリ、すなわちレ−ザ・
サブアセンブリ２０とファイバ・サブアセンブリ２１よ
りなり、これらの２つのサブアセンブリは平面２２で接
合されている。
【００１４】サブアセンブリ２０では、マウント１２は
レ−ザホ−ルダ２５に取り付けられたヘッダ２４に固着
されている。ダイオ−ド１１はウンドウ２７を有するハ
ウジング２６内に収納されている。レンズ３０は、アタ
ッチメントスリ−ブ３２によってレ−ザホ−ルダ２５に
固着されたレンズハウジング内に軸線方向に配置されて
いる。
レ−ザホ−ルダ２５に取り付けられたヘッダ２４に固着
されている。ダイオ−ド１１はウンドウ２７を有するハ
ウジング２６内に収納されている。レンズ３０は、アタ
ッチメントスリ−ブ３２によってレ−ザホ−ルダ２５に
固着されたレンズハウジング内に軸線方向に配置されて
いる。
【００１５】ファイバ・サブアセンブリ２１はスプリッ
トスリ−ブ３６を有するファイバリテ−ナ３５を具備し
ている。リテ−ナ３５とレンズハウジング３１との間に
は空洞３８を有するアテネ−タハウジング３７が配置さ
れており、その空洞の中にアテネ−タ３９が配置されて
いる。あるいは、アテネ−タ３９はレンズ３０とダイオ
−ド１１との間に配置されてもよい。第１の実施例で
は、アテネ−タ３９はレ−ザダイオ−ド１１のパワ−に
耐え得る任意の偏光材料よりなりうる偏光子である。ハ
ウジング３７上の円筒状突出部４２はスプリットスリ−
ブ３６内に突入している。ファイバ端面はフェル−ル１
６の端部１４と同一面である。フェル−ル１６がスプリ
ットスリ−ブ３６内に完全に挿入されて端部４４が突出
部４２に接触した場合には、ファイバの端面がレンズ３
０の像平面内にある。ファイバおよび／またはケ−ブル
をリテ−ナ３５に固着するための公知の手段は示されて
いない。
トスリ−ブ３６を有するファイバリテ−ナ３５を具備し
ている。リテ−ナ３５とレンズハウジング３１との間に
は空洞３８を有するアテネ−タハウジング３７が配置さ
れており、その空洞の中にアテネ−タ３９が配置されて
いる。あるいは、アテネ−タ３９はレンズ３０とダイオ
−ド１１との間に配置されてもよい。第１の実施例で
は、アテネ−タ３９はレ−ザダイオ−ド１１のパワ−に
耐え得る任意の偏光材料よりなりうる偏光子である。ハ
ウジング３７上の円筒状突出部４２はスプリットスリ−
ブ３６内に突入している。ファイバ端面はフェル−ル１
６の端部１４と同一面である。フェル−ル１６がスプリ
ットスリ−ブ３６内に完全に挿入されて端部４４が突出
部４２に接触した場合には、ファイバの端面がレンズ３
０の像平面内にある。ファイバおよび／またはケ−ブル
をリテ−ナ３５に固着するための公知の手段は示されて
いない。
【００１６】以下に述べる組み立て方法では下記の部品
が用いられる。ダイオ−ド１１はPCO PLD-1300R-K-0097
レ−ザダイオ−ド（カリフォルニア州チャッツワ−スの
ピ−シ−オ− インコ−ポレイテッド）であった。ダイ
オ−ドとフィアバの端面との間の距離は7.5 mmであっ
た。ファイバ１５は単一モ−ド光ファイバであった。レ
ンズ３０は対物平面（ダイオ−ド１１）から像平面（フ
ァイバの端面）に光を投写するようになされた。「物
点」および「像点」という用語はこの明細書ではそれぞ
れレンズの光学軸線と物および像平面との交点を意味す
るものとして用いられている。レンズ３０の実効焦点距
離は1.1407mmであり、後方焦点距離（ダイオ−ド１１に
向った）が-0.0207mm、そして前方焦点距離（ファイバ
１５に向った）が2.7207mmであった。レンズ３０の物距
離（ダイオ−ド１１に向った）は1.1618mmであり、この
レンズの像距離は5.30713mmであった。アテネ−タ３９
は米国特許第4908454号に開示されている形式の１mm厚
ガラス偏光子であった。
が用いられる。ダイオ−ド１１はPCO PLD-1300R-K-0097
レ−ザダイオ−ド（カリフォルニア州チャッツワ−スの
ピ−シ−オ− インコ−ポレイテッド）であった。ダイ
オ−ドとフィアバの端面との間の距離は7.5 mmであっ
た。ファイバ１５は単一モ−ド光ファイバであった。レ
ンズ３０は対物平面（ダイオ−ド１１）から像平面（フ
ァイバの端面）に光を投写するようになされた。「物
点」および「像点」という用語はこの明細書ではそれぞ
れレンズの光学軸線と物および像平面との交点を意味す
るものとして用いられている。レンズ３０の実効焦点距
離は1.1407mmであり、後方焦点距離（ダイオ−ド１１に
向った）が-0.0207mm、そして前方焦点距離（ファイバ
１５に向った）が2.7207mmであった。レンズ３０の物距
離（ダイオ−ド１１に向った）は1.1618mmであり、この
レンズの像距離は5.30713mmであった。アテネ−タ３９
は米国特許第4908454号に開示されている形式の１mm厚
ガラス偏光子であった。
【００１７】図２および３を参照すると、真空ハウジン
グ５６の正面に配置されたＶ溝支持体５５内にレンズハ
ウジング３１を配置することによってサブアセンブリ２
０が最初に組み立てられる。真空ライン６３は穴５８に
よって開孔５７に連結される。開孔５７内の真空がレン
ズハウジング３１を正面に対接させて保持する。ハウジ
ング５６の背面における凹部５９がアテネ−タ６０を受
入れる。図１のデバイスを形成するために、アテネ−タ
６０は透光軸の方向を示すようにマ−クをつけられうる
偏光子を具備する。レ−ザホ−ルダ２５は等間隔離間さ
れた３本のねじ６６を溝４８内に進入させることによっ
て環状の支持具６５に取り付けられる。溝４８はホ−ル
ダ２５の周面のまわりに120oだけ離間して配置された３
つの凹部によって置換され得る。支持具６５はx-y-z軸
７０に沿って移動し得るマイクロマニピュレ−タ６８に
支持ブラケット６９によって装着される。レ−ザホ−ル
ダ上のマ−クは偏波レ−ザ光の面を偏光子の透過軸とラ
フに心合（アライン）させてダイオ−ド出力パワ−がほ
ぼ完全に偏光子によって透過されるように、その偏光子
上のマ−クに対して配向される。レ−ザダイオ−ド１１
は偏波光を放出するから、偏光子６０の回転によって、
ファイバ７２に結合されるパワ−を全ダイ−ド出力パワ
−から図４に示されているあるそれより低いパワ−レベ
ルまで低下させることができる。この場合の効率は単一
モ−ド光ファイバに結合されるパワ−をレ−ザダイオ−
ドによって放出されるパワ−で割った比である。レ−ザ
ダイオ−ドからの光のうち最大で約３０％がファイバに
結合されることがわかる。
グ５６の正面に配置されたＶ溝支持体５５内にレンズハ
ウジング３１を配置することによってサブアセンブリ２
０が最初に組み立てられる。真空ライン６３は穴５８に
よって開孔５７に連結される。開孔５７内の真空がレン
ズハウジング３１を正面に対接させて保持する。ハウジ
ング５６の背面における凹部５９がアテネ−タ６０を受
入れる。図１のデバイスを形成するために、アテネ−タ
６０は透光軸の方向を示すようにマ−クをつけられうる
偏光子を具備する。レ−ザホ−ルダ２５は等間隔離間さ
れた３本のねじ６６を溝４８内に進入させることによっ
て環状の支持具６５に取り付けられる。溝４８はホ−ル
ダ２５の周面のまわりに120oだけ離間して配置された３
つの凹部によって置換され得る。支持具６５はx-y-z軸
７０に沿って移動し得るマイクロマニピュレ−タ６８に
支持ブラケット６９によって装着される。レ−ザホ−ル
ダ上のマ−クは偏波レ−ザ光の面を偏光子の透過軸とラ
フに心合（アライン）させてダイオ−ド出力パワ−がほ
ぼ完全に偏光子によって透過されるように、その偏光子
上のマ−クに対して配向される。レ−ザダイオ−ド１１
は偏波光を放出するから、偏光子６０の回転によって、
ファイバ７２に結合されるパワ−を全ダイ−ド出力パワ
−から図４に示されているあるそれより低いパワ−レベ
ルまで低下させることができる。この場合の効率は単一
モ−ド光ファイバに結合されるパワ−をレ−ザダイオ−
ドによって放出されるパワ−で割った比である。レ−ザ
ダイオ−ドからの光のうち最大で約３０％がファイバに
結合されることがわかる。
【００１８】光ファイバ７２は、それの近い方の端面と
ハウジング３１の面との距離が、端面１７とそのハウジ
ング３１の面が存在する平面２２との距離と同じになる
ようにして手段７３によって支持される（図１）。ファ
イバ７２の端面のコア部分は、レンズハウジング３１が
Ｖ溝支持体５５に取り付けられた後で、レンズ３０の軸
線上に配置される。ファイバ７２の遠い方の端部は、そ
のファイバの近い方の端部に結合されるパワ−をモニタ
できるようにする検知器／メ−タに連結される。
ハウジング３１の面との距離が、端面１７とそのハウジ
ング３１の面が存在する平面２２との距離と同じになる
ようにして手段７３によって支持される（図１）。ファ
イバ７２の端面のコア部分は、レンズハウジング３１が
Ｖ溝支持体５５に取り付けられた後で、レンズ３０の軸
線上に配置される。ファイバ７２の遠い方の端部は、そ
のファイバの近い方の端部に結合されるパワ−をモニタ
できるようにする検知器／メ−タに連結される。
【００１９】レ−ザダイオ−ド１１の光学軸線はディス
ク状ヘッダ２４の長手方向軸線のある所定距離内にあ
る。例えば、上記ＰＣＯレ−ザダイオ−ドによって放出
される光はヘッダ軸線の約0.007インチ（0.18mm）以内
である。ヘッダ２４がレ−ザホ−ルダ２５に接着される
と、ダイオ−ドの光学軸線がホ−ルダ２５の長手方向軸
線に近くなる。従って、ダイオ−ド１１によって放出さ
れた光がファイバ１５内での光伝播を開始する。
ク状ヘッダ２４の長手方向軸線のある所定距離内にあ
る。例えば、上記ＰＣＯレ−ザダイオ−ドによって放出
される光はヘッダ軸線の約0.007インチ（0.18mm）以内
である。ヘッダ２４がレ−ザホ−ルダ２５に接着される
と、ダイオ−ドの光学軸線がホ−ルダ２５の長手方向軸
線に近くなる。従って、ダイオ−ド１１によって放出さ
れた光がファイバ１５内での光伝播を開始する。
【００２０】ダイ−ド１１を付勢するための端子２３に
は電気コネクタ（図示せず）が装着される。マニピュレ
−タ６８はファイバ７２に結合されるパワ−を最大にす
るようにダイオ−ド１１をｘ、ｙおよびｚ軸線７０に沿
って移動させるために用いられる。スリ−ブ３２は、そ
れの端部をレ−ザホ−ルダ２５に接触させた状態で、レ
ンズハウジング３１とレ−ザホ−ルダ２５に接着され
る。種々の要素の接着はレ−ザ溶接、半田付け、エポキ
シ等によって行なわれる。スリ−ブ３２がハウジング３
１にレ−ザ溶接される場合には、その溶接はスリ−ブの
肉厚の薄い領域で行なわれる。
は電気コネクタ（図示せず）が装着される。マニピュレ
−タ６８はファイバ７２に結合されるパワ−を最大にす
るようにダイオ−ド１１をｘ、ｙおよびｚ軸線７０に沿
って移動させるために用いられる。スリ−ブ３２は、そ
れの端部をレ−ザホ−ルダ２５に接触させた状態で、レ
ンズハウジング３１とレ−ザホ−ルダ２５に接着され
る。種々の要素の接着はレ−ザ溶接、半田付け、エポキ
シ等によって行なわれる。スリ−ブ３２がハウジング３
１にレ−ザ溶接される場合には、その溶接はスリ−ブの
肉厚の薄い領域で行なわれる。
【００２１】ファイバ・サブアセンブリ２１（図１）は
下記のようにして組み立てられる。偏光子３９がそれの
透光軸線をハウジング３７上のマ−クに合致（アライ
ン）させて空洞３８内に配置され、そしてエポキシのよ
うな接着材によってハウジング内に固着される。スプリ
ットスリ−ブ３６がリテ−ナ３５内に配置され、そして
突出部４２がスプリットスリ−ブ３６内に挿入される。
このようにしてできたアセンブリがアセンブリ取り付け
具４９内に挿入され、そしてファイバ１５とフェル−ル
１６の組合せが挿入される。ファイバ１５の遠い方の端
部が、そのファイバの近い方の端部に結合されるパワ−
のモニタを可能にする検知器（図示せず）に接続され
る。
下記のようにして組み立てられる。偏光子３９がそれの
透光軸線をハウジング３７上のマ−クに合致（アライ
ン）させて空洞３８内に配置され、そしてエポキシのよ
うな接着材によってハウジング内に固着される。スプリ
ットスリ−ブ３６がリテ−ナ３５内に配置され、そして
突出部４２がスプリットスリ−ブ３６内に挿入される。
このようにしてできたアセンブリがアセンブリ取り付け
具４９内に挿入され、そしてファイバ１５とフェル−ル
１６の組合せが挿入される。ファイバ１５の遠い方の端
部が、そのファイバの近い方の端部に結合されるパワ−
のモニタを可能にする検知器（図示せず）に接続され
る。
【００２２】サブアセンブリ２０はマイクロマニピュレ
−タ（図示せず）に関連した支持具６５’に取り付けら
れる。レンズハウジング３１の正面が図１に示されてい
るように移動されてアテネ−タハウジング３７に接触さ
れるとともに、それとほぼ軸線方向に心合（アラインメ
ント）される。レンズハウジング３１上のマ−クがアテ
ネ−タハウジング３７上のマ−クと合致され、ダイオ−
ドのパワ−がほぼ完全に偏光子によって透過されるよう
になされる。このパワ−レベルは通常十分大きいので、
最終的な軸線方向のアラインメントの後で、ファイバ１
５に対してパワ−レベルＰ2の結合を生ずる。ただし、
この場合、Ｐ2はＰ1より大きい。ダイオ−ド１１は、フ
ァイバ１５に結合されるパワ−をレベルＰ2まで最大に
するためにｘ−ｙ軸線７７に沿って移動される。比較的
クリティカルでないｚ軸方向のアラインメントは図３の
装置で前もって行なわれた。図５のグラフの「トリミン
グ前」のバ−は、このアラインメント工程の後の５４箇
のデバイスにおけるファイバに結合されるパワ−の分布
を表わしている。
−タ（図示せず）に関連した支持具６５’に取り付けら
れる。レンズハウジング３１の正面が図１に示されてい
るように移動されてアテネ−タハウジング３７に接触さ
れるとともに、それとほぼ軸線方向に心合（アラインメ
ント）される。レンズハウジング３１上のマ−クがアテ
ネ−タハウジング３７上のマ−クと合致され、ダイオ−
ドのパワ−がほぼ完全に偏光子によって透過されるよう
になされる。このパワ−レベルは通常十分大きいので、
最終的な軸線方向のアラインメントの後で、ファイバ１
５に対してパワ−レベルＰ2の結合を生ずる。ただし、
この場合、Ｐ2はＰ1より大きい。ダイオ−ド１１は、フ
ァイバ１５に結合されるパワ−をレベルＰ2まで最大に
するためにｘ−ｙ軸線７７に沿って移動される。比較的
クリティカルでないｚ軸方向のアラインメントは図３の
装置で前もって行なわれた。図５のグラフの「トリミン
グ前」のバ−は、このアラインメント工程の後の５４箇
のデバイスにおけるファイバに結合されるパワ−の分布
を表わしている。
【００２３】つぎに偏光子３９が結合パワ−を所定の最
大レベルＰ1（特定の実施例では432mw）に制限するため
に回転される。これは両方向矢印で示されているように
軸線４６のまわりでファイバ・サブアセンブリ２１全体
を回転させることによって行なわれ得る。図５は「トリ
ミング後」においては、テストデバイスにおける結合パ
ワ−の分布がはるかに狭くなり、標準偏差が1.00dBから
0.19dBに向上することを示している。
大レベルＰ1（特定の実施例では432mw）に制限するため
に回転される。これは両方向矢印で示されているように
軸線４６のまわりでファイバ・サブアセンブリ２１全体
を回転させることによって行なわれ得る。図５は「トリ
ミング後」においては、テストデバイスにおける結合パ
ワ−の分布がはるかに狭くなり、標準偏差が1.00dBから
0.19dBに向上することを示している。
【００２４】パワ−がＰ1まで低下された後で、アテネ
−タハウジング３７とレンズハウジング３１がそれらの
周辺接触領域をレ−ザ溶接するような適当な手段で互い
に固着される。要素３１および３７が溶接で接合される
べき場合には、溶接厚の差を最少限に抑えるために溶接
の前にそれらの要素は約10μmだけ離間されることが好
ましい。この最終の溶接作業の後における結合パワ−の
分布が図５に「溶接後」として示されている。トリミン
グを行なわない場合には、溶接後の分布はトリミング前
分布より広くなることが予想される。しかし、この技術
は結合パワ−における標準偏差を1.00dBから0.71dBに低
下させる。
−タハウジング３７とレンズハウジング３１がそれらの
周辺接触領域をレ−ザ溶接するような適当な手段で互い
に固着される。要素３１および３７が溶接で接合される
べき場合には、溶接厚の差を最少限に抑えるために溶接
の前にそれらの要素は約10μmだけ離間されることが好
ましい。この最終の溶接作業の後における結合パワ−の
分布が図５に「溶接後」として示されている。トリミン
グを行なわない場合には、溶接後の分布はトリミング前
分布より広くなることが予想される。しかし、この技術
は結合パワ−における標準偏差を1.00dBから0.71dBに低
下させる。
【００２５】残存分布は主として最終溶接によって生ず
るものであるが、溶接後に最後の偏光子回転を行なうこ
とによって除去されうる。この実施例は図６、７および
８に示されており、これらの図では図１に対応した要素
は同じ符号にダッシをつけて示されている。
るものであるが、溶接後に最後の偏光子回転を行なうこ
とによって除去されうる。この実施例は図６、７および
８に示されており、これらの図では図１に対応した要素
は同じ符号にダッシをつけて示されている。
【００２６】アテネ−タが偏光子である上記の実施例で
は、ファイバの端面からの後方反射を除去するために四
分の一波長板をも用いることが好ましい。デバイスを設
計する場合には、偏光子と四分の一波長板の合成光通路
長を斟酌しなければならない。
は、ファイバの端面からの後方反射を除去するために四
分の一波長板をも用いることが好ましい。デバイスを設
計する場合には、偏光子と四分の一波長板の合成光通路
長を斟酌しなければならない。
【００２７】図６、７および８の実施例では、四分の一
波長板８１の高速軸は偏光子８０の透光軸線に対して４
５oで配向され、そして両者が適当な接着材（図示せ
ず）によって周面で互いに固着される。偏光子８０とレ
ンズハウジング３１’の間の若干の間隙は偏光子と四分
の一波長板よりなるアテネ−タが容易に回転できるのに
十分な間隙を有していることを示している。
波長板８１の高速軸は偏光子８０の透光軸線に対して４
５oで配向され、そして両者が適当な接着材（図示せ
ず）によって周面で互いに固着される。偏光子８０とレ
ンズハウジング３１’の間の若干の間隙は偏光子と四分
の一波長板よりなるアテネ−タが容易に回転できるのに
十分な間隙を有していることを示している。
【００２８】アテネ−タハウジング３７’が溶接７９に
よってレンズハウジング３１’に接合された後では、フ
ェル−ル１６を除去しそしてチュ−ブ８３をそれが板８
１に接触するまで空洞４３’内に挿入することによって
偏光子８０が回転され得る。チュ−ブ８３は真空源に連
結されているから、偏光子／板の組合せが回転できるの
に十分なだけ板８１に付着する。微細な角度調節を行な
った後に、チュ−ブ８３が除去され、そしてファイバを
挿入したフェル−ルが再度挿入され、そのファイバに結
合されるパワ−が測定できるようになされる。そのファ
イバに所定の最大パワ−が結合されるまで、回転方向の
調節が反復して行なわれる。
よってレンズハウジング３１’に接合された後では、フ
ェル−ル１６を除去しそしてチュ−ブ８３をそれが板８
１に接触するまで空洞４３’内に挿入することによって
偏光子８０が回転され得る。チュ−ブ８３は真空源に連
結されているから、偏光子／板の組合せが回転できるの
に十分なだけ板８１に付着する。微細な角度調節を行な
った後に、チュ−ブ８３が除去され、そしてファイバを
挿入したフェル−ルが再度挿入され、そのファイバに結
合されるパワ−が測定できるようになされる。そのファ
イバに所定の最大パワ−が結合されるまで、回転方向の
調節が反復して行なわれる。
【００２９】あるいは、スロット８２に調節ロッド８４
を挿入しそしてそのロッドをスロットに沿って移動する
ことによって偏光子を回転してもよい。少なくともロッ
ドの先端部はロッドによる偏光子の摩擦係合を向上させ
る材料形成され得る。ロッド８４を用いることによっ
て、調節を行ないながらファイバに結合されるパワ−を
連続的にモニタできる。
を挿入しそしてそのロッドをスロットに沿って移動する
ことによって偏光子を回転してもよい。少なくともロッ
ドの先端部はロッドによる偏光子の摩擦係合を向上させ
る材料形成され得る。ロッド８４を用いることによっ
て、調節を行ないながらファイバに結合されるパワ−を
連続的にモニタできる。
【００３０】結合パワ−を所定の最大レベルに制限する
ように偏光子が回転された後で、その偏光子は接着材８
６を適用することによってその角度配向状態に固着され
得る。あるいは、偏光子が配向された後で、前もって適
用された接着材を硬化させてもよい。
ように偏光子が回転された後で、その偏光子は接着材８
６を適用することによってその角度配向状態に固着され
得る。あるいは、偏光子が配向された後で、前もって適
用された接着材を硬化させてもよい。
【００３１】本発明の他の実施例では、偏光子３９が光
吸収性のガラスディスクで置換され。特定の用途に対し
ては、各形式が特定の光学密度を有する予め定められた
数の形式のディスクが維持される。光学密度の変化は、
厚みを一定にしたままガラス中の吸収ド−パントの密度
を変化することによってファイバから生ずる光通路長に
重大な影響を及ぼすことなしに行なわれ得る。ファイバ
１５に結合されるパワ−がピ−クとなり、そしてレ−ザ
・サブアセンブリが完成した後で、結合光を所望の出力
値に最も良く近似した値まで低下させる形式のディスク
が選ばれる。そのディスクが空洞３８内に固着され、そ
してアテネ−タハウジング３７が上述のようにしてレン
ズハウジング３１に装着される。
吸収性のガラスディスクで置換され。特定の用途に対し
ては、各形式が特定の光学密度を有する予め定められた
数の形式のディスクが維持される。光学密度の変化は、
厚みを一定にしたままガラス中の吸収ド−パントの密度
を変化することによってファイバから生ずる光通路長に
重大な影響を及ぼすことなしに行なわれ得る。ファイバ
１５に結合されるパワ−がピ−クとなり、そしてレ−ザ
・サブアセンブリが完成した後で、結合光を所望の出力
値に最も良く近似した値まで低下させる形式のディスク
が選ばれる。そのディスクが空洞３８内に固着され、そ
してアテネ−タハウジング３７が上述のようにしてレン
ズハウジング３１に装着される。
【００３２】他の実施例が図９および１０に示されてお
り、これらの図で図１に対応する要素は同一符号にダッ
シをつけて示されている。図９では、ファイバ１５’の
近い方の端面からの反射がその端面に隣接した突出部空
洞４３’の端部にアテネ−タ９０を配置することによっ
て軽減される。アテネ−タの近い方の端部に反射防止被
覆を施すことによって反射がさらに軽減される。ファイ
バとアテネ−タの間に親密な接触を確保するために、フ
ェル−ル９１の端部９２が丸められる。アテネ−タの表
面９３はレンズの像平面から離間されているから、その
表面から反射された光のうちの減少された量のもがレ−
ザダイオ−ドに伝播する。
り、これらの図で図１に対応する要素は同一符号にダッ
シをつけて示されている。図９では、ファイバ１５’の
近い方の端面からの反射がその端面に隣接した突出部空
洞４３’の端部にアテネ−タ９０を配置することによっ
て軽減される。アテネ−タの近い方の端部に反射防止被
覆を施すことによって反射がさらに軽減される。ファイ
バとアテネ−タの間に親密な接触を確保するために、フ
ェル−ル９１の端部９２が丸められる。アテネ−タの表
面９３はレンズの像平面から離間されているから、その
表面から反射された光のうちの減少された量のもがレ−
ザダイオ−ドに伝播する。
【００３３】反射を軽減する他の技術が図１０に示され
ており、この場合には、空洞４３’全体にファイバ１
５’と実質的に同じ屈折率を有する屈折率整合用シンリ
ダが充填される。シリンダ９５がシリカのようなガラス
で作成されている場合には、フェル−ル９６の端部はフ
ァイバ１５’の端面がそのシリンダに親密に接触できる
ようにするために丸みをつけられなければならない。
ており、この場合には、空洞４３’全体にファイバ１
５’と実質的に同じ屈折率を有する屈折率整合用シンリ
ダが充填される。シリンダ９５がシリカのようなガラス
で作成されている場合には、フェル−ル９６の端部はフ
ァイバ１５’の端面がそのシリンダに親密に接触できる
ようにするために丸みをつけられなければならない。
【００３４】シリンダ９５が透明な材料で作成されてお
り、突出部４２’まで延長しかつファイバの端面に接触
しておれば、フェル−ル９６は丸みをつけられる必要は
ない。エポキシ、アクリル、ポリエステル、ポリカ−ボ
ネ−ト等のような材料が用いられ得る。このような材料
は液体として適用されそして熱を加えて硬化され得る。
り、突出部４２’まで延長しかつファイバの端面に接触
しておれば、フェル−ル９６は丸みをつけられる必要は
ない。エポキシ、アクリル、ポリエステル、ポリカ−ボ
ネ−ト等のような材料が用いられ得る。このような材料
は液体として適用されそして熱を加えて硬化され得る。
【００３５】ファイバ端面からの反射を軽減するための
他の技術が米国特許第4790618号に開示されている。
他の技術が米国特許第4790618号に開示されている。
【図１】完成したダイオ−ド・光ファイバ・カプラパッ
ケ−ジの横断面図である。
ケ−ジの横断面図である。
【図２】ダイオ−ドとレンズの予備アラインメントのた
めに用いられる取り付け具の正面立面図である。
めに用いられる取り付け具の正面立面図である。
【図３】ダイオ−ドサブアセンブリを取り付けたアライ
ンメント取り付け具の横断面図である。
ンメント取り付け具の横断面図である。
【図４】偏光子から光ファイバに結合される平面偏波光
の相対的な量が光の偏波方向に対する偏光子の透過軸の
角度の関数としてプロットされたグラフである。
の相対的な量が光の偏波方向に対する偏光子の透過軸の
角度の関数としてプロットされたグラフである。
【図５】組み立ての３つ段階における結合されたレ−ザ
ダイオ−ド光のパワ−分布を示す棒グラフである。
ダイオ−ド光のパワ−分布を示す棒グラフである。
【図６】他の実施例の部分的な立面図である。
【図７】図６の線７−７に沿って見た横断面図である。
【図８】図６および７における実施例における他のステ
ップを示す部分的な横断面図である。
ップを示す部分的な横断面図である。
【図９】他の実施例の部分的な横断面図である。
【図１０】他の実施例の部分的な横断面図である。
１１ レ−ザダイオ−ド １５ 光ファイバ ２６ ハウジング ３０ レンズ ３９ 偏光子 ３７ ハウジング ８１ 四分の一波長板 ８０ 偏光子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフェリ アラン ドメリット アメリカ合衆国ニュ−ヨ−ク州ペインテッ ド ポスト、ア−ル．ディ−．ボックス 122 (72)発明者 ダグラス ワレン ホ−ル アメリカ合衆国ニュ−ヨ−ク州コ−ニン グ、フォレスト ヒル ドライブ48
Claims (14)
- 【請求項１】第１のパワ−レベルを超えないレベルのパ
ワ−を発光ダイオ−ドから所定のポイントに結合する方
法において、 前記ダイオ−ドからの光を前記所定のポイントに収束さ
せるように前記ダイオ−ドと前記所定のポイントに対し
てレンズ手段を位置決めして、前記第１のパワ−レベル
より大きい第２のパワ−レベルまで前記ダイオ−ドから
結合されるパワ−を最大となし、そして前記ダイオ−ド
と前記所定のポイントの間に、前記所定のポイントに結
合されるパワ−を前記第１のパワ−レベルを超えないレ
ベルに減少させるアテネ−タを配置することよりなる光
パワ−の結合方法。 - 【請求項２】前記所定のポイントが光ファイバの端面の
コア部分である請求項１の方法。 - 【請求項３】前記ダイオ−ドが偏波光を放出し得るレ−
ザダイオ−ドよりなり、前記配置する工程が、前記ダイ
オ−ドと前記所定のポイントとの間に前記偏波光の偏波
角度に対する偏光子を透光軸線の配向角度に応じてダイ
オ−ド光のパワ−を減衰させ得る偏光子を配置し、そし
て前記所定のポイントに結合されるパワ−を前記第１の
パワ−レベルを超えないレベルに低下させるように前記
偏光子を回転させることよりなる請求項１または２の方
法。 - 【請求項４】前記配置する工程が前記ダイオ−ドと前記
所定のポイントとの間に偏光子と四分の一波長板を配置
し、この四分の一波長板の高速軸線を前記偏光子の透光
軸線に対して４５oで配向させることよりなる請求項３
または４の方法。 - 【請求項５】前記偏光子がハウジング内に固定して取り
付けられ、前記回転する工程は前記ハウジングを回転す
ることによって行なわれ、あるいは前記偏光子がハウジ
ング内に回転可能に取り付けられ、前記回転Ｓる工程が
前記ハウジング内で前記偏光子を回転することによって
行なわれる請求項３または４の方法。 - 【請求項６】前記回転工程がチュ−ブの一端部］を前記
偏光子の１つの表面に接触させ、前記チュ−ブを脱気
し、そして前記チュ−ブを回転しまたは前記ハウジング
のスロットに調節手段を挿入しそして前記調節手段を移
動させることよりなる請求項５の方法。 - 【請求項７】前記レンズ手段を位置決めする工程が前記
レンズ手段の物点に隣接した前記レンズ手段の側に前記
ダイオ−ドを位置づけるこちょりなり、前記ダイオ−ド
によって放出された光ビ−ムの光学軸線が前記レンズ手
段の光学軸線に近接しており、前記所定のポイントが前
記レンズ手段の像点と合致するようになし、そして前記
ダイオ−ドの位置を前記レンズ手段の光学軸と平行な方
向にかつ前記レンズ手段の光学軸と直交した平面内で調
節して前記所定のポイントに最大のパワ−を結合させる
ようにすることよりなる請求項１〜６の方法。 - 【請求項８】前記配置する程が、前記ダイオ−ドと前記
所定のポイントとの間に前記偏波光の偏波角度に対する
前記偏光子の透光軸線の配向角度に応じてダイオ−ド光
のパワ−を減衰し得る偏光子を配置することよりなり、
前記レンズ手段が第１のハウジングに取り付けれられ、
前記偏光子が第２のハウジングに回転可能に取り付けら
れ、前記ダイオ−ド、レンズおよび偏光子の配向は前記
ポイントに結合されるパワ−が前記第１のパワ−レベル
を超えるように初期的に位置決めされ、前記方法はさら
に前記ハウジングを互いに溶接し、そしてその後で、前
記所定のポイントに結合されるパワ−を前記第１のパワ
−レベルに実質的に等しいレベルまで低減させるように
前記偏光子を回転する工程を含む請求項３〜７の方法。 - 【請求項９】前記位置決め工程が、前記端面が前記レン
ズ手段の物点の近傍に配置されかつ前記ダイオ−ドが前
記レンズ手段の像焦点の近傍に配置されるように前記レ
ンズ手段を前記ダイオ−ドおよび端面に対して位置決め
することよりなる請求項２〜８の方法。 - 【請求項１０】前記レンズ手段が第１のハウジングに取
り付けられ、かつ前記偏光子が第２のハウジングに取り
付けられ、前記方法はさらに前記ハウジングを互いに溶
接し、そしてその後で、前記偏光子を回転する工程をお
こなう工程を含む請求項３〜９の方法。 - 【請求項１１】第１のパワ−レベルを超えないレベルの
パワ−をレ−ザダイオ−ドから光ファイバに結合するた
めのモジュ−ルにおいて、 前記第１のレベルより大きいパワ−レベルにおいて前記
ファイバに対する光の結合を生じさせるのに十分な出力
レベルにおいて平面偏波光を放出し得るレ−ザダイオ−
ドと、 前記レ−ザダイオ−ドによって放出された光を前記ファ
イバの端面に収束させるために前記レ−ザダイオ−ドと
前記ファイバの端面の間に配置され、光学軸を前記ファ
イバの軸線に実質的に合致されたレンズと、 前記レンズと前記ファイバの間に配置された偏光子手段
を具備しており、前記偏波光の偏波面に対する前記偏光
子手段の透光軸線の角度配向が、前記レ−ザダイオ−ド
が前記出力レベルの光を放出するように付勢された場合
に、前記ファイバに結合される光のパワ−が前記第１の
パワ−レベルを超えないようになされる光結合モジュ−
ル。 - 【請求項１２】前記偏光子手段が四分の一波長板を具備
しかつ／または前記偏光子手段が前記ファイバ端面に接
触している請求項１１のモジュ−ル。 - 【請求項１３】前記偏光子手段と前記ファイバ端面の間
に屈折率整合材料の塊を具備した請求項１１または１２
のモジュ−ル。 - 【請求項１４】前記偏光子手段がハウジングに回転可能
に取り付けられ、前記ハウジングは前記偏光子手段の周
面まで延長したスロットを有しており、それによって前
記偏光子手段が前記スロットを通じて回転できるように
なされた請求項１１、１２または１３のモジュ−ル。
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