JPH08286076A - 広帯域光ファイバコリメータ - Google Patents

広帯域光ファイバコリメータ

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JPH08286076A
JPH08286076A JP8536595A JP8536595A JPH08286076A JP H08286076 A JPH08286076 A JP H08286076A JP 8536595 A JP8536595 A JP 8536595A JP 8536595 A JP8536595 A JP 8536595A JP H08286076 A JPH08286076 A JP H08286076A
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JP
Japan
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optical fiber
wavelength
lens
fiber collimator
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP8536595A
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English (en)
Inventor
Shin Sugiyama
慎 杉山
Toshiaki Watanabe
聡明 渡辺
Kazuo Kamiya
和雄 神屋
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い波長域で結合損失が小さく、光学系部品
を形成した際に広い波長域でその性能を維持することが
できる広帯域光ファイバコリメータおよびそれを利用し
た光学系部品を提供する。 【構成】 広帯域光ファイバコリメータ8・18は、特
定波長のシングルモード光ファイバ1・11とレンズ4
・14が結合した光ファイバコリメータ8・18であっ
て、同一の光ファイバコリメータ8・18を対面させた
ときの結合損失が、前記特定波長よりも短波長側で最小
である。光学系部品10は、特定波長のシングルモード
光ファイバ1・11とレンズ4・14が結合した同一の
光ファイバコリメータ8・18が対面した間に光学部品
6が配置された光学系部品10であって、同一の光ファ
イバコリメータ8・18を対面させたときの結合損失
が、前記特定波長よりも短波長側で最小である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システム等の一
部品として使用される広帯域光ファイバコリメータおよ
びそれを利用した光学系部品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバから出射し拡散した光をレン
ズによって集光し、コリメート光を得る光部品として光
ファイバコリメータが使用されている。光ファイバコリ
メータは光ファイバにレンズを結合したものであり、光
通信の分野では2個の光ファイバコリメータを対面さ
せ、それらの間に機能部となる光学部品を挿入して光学
系部品として利用される。
【0003】光学部品としては、例えば反射戻り光を遮
断する光アイソレータ、特定の波長の光のみを通す光フ
ィルタおよび光センサが挙げられる。光学部品として光
アイソレータを使用した光学系部品である偏波無依存型
光アイソレータは、活性元素ドープファイバを用いた光
増幅器の一部品として使用される。光増幅器はできるだ
け広い波長域で性能を保つことが求められているため、
偏波無依存型光アイソレータも広い波長域でその特性を
維持する必要がある。
【0004】また光ファイバコリメータに使用されるレ
ンズとしては、球面レンズ、非球面レンズおよび屈折率
分布レンズが挙げられ、中でも球面レンズは低コストで
半径と屈折率を変えることにより容易に特性を操作する
ことができ、光軸に対する傾きが問題にならないため使
用されることが多い。
【0005】しかしながら、前述した各レンズは色収差
を有している。すなわちレンズの焦点距離は、n・r/
2(nー1){ただしnはレンズの屈折率、rはレンズ
の半径}で表され、レンズの屈折率は波長依存性を有し
ている。このため、光ファイバコリメータを製造する
際、特定の波長に合わせて光ファイバに対するレンズ位
置を調整すると、その特定波長の前後の波長では焦点が
ずれて、2個の光ファイバコリメータを対面させたとき
の結合損失が大きくなってしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような理由によ
り、対面する光ファイバコリメータの間に光アイソレー
タを挿入した偏波無依存型光アイソレータは、広い波長
域でその性能を維持するのは難しかった。また光学部品
として光フィルタや光センサを使用したときも同様であ
った。
【0007】本発明は前記の課題を解決するためなされ
たもので、広い波長域で結合損失が小さく、光学系部品
を形成した際に広い波長域でその性能を維持することが
できる広帯域光ファイバコリメータおよびそれを利用し
た光学系部品を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の広帯域光ファイバコリメータ8・
18は、図1に示すように、特定波長のシングルモード
光ファイバ1・11とレンズ4・14が結合した光ファ
イバコリメータ8・18であって、同一の光ファイバコ
リメータ8・18を対面させたときの結合損失が、前記
特定波長よりも短波長側で最小である。
【0009】前記の目的を達成するためになされた本発
明の広帯域光ファイバコリメータ8・18は、図1に示
すように、波長1.55μmのシングルモード光ファイ
バ1・11とレンズ4・14が結合した光ファイバコリ
メータ8・18であって、同一の光ファイバコリメータ
8・18を対面させたときの結合損失が波長1.53μ
mで最小である。
【0010】前記の目的を達成するためになされた本発
明の広帯域光ファイバコリメータ8・18は、図1に示
すように、特定波長のシングルモード光ファイバ1・1
1とレンズ4・14が結合した光ファイバコリメータ8
・18であって、シングルモード光ファイバ1・11と
レンズ4・14との位置が前記特定波長による合焦位置
よりも短波長側での合焦位置にずらして配置されてい
る。
【0011】前記の目的を達成するためになされた本発
明の広帯域光ファイバコリメータ8・18は、図1に示
すように、波長1.55μmのシングルモード光ファイ
バ1・11とレンズ4・14が結合した光ファイバコリ
メータ8・18であって、シングルモード光ファイバ1
・11とレンズ4・14との位置が波長1.53μmで
の合焦位置に配置されている。
【0012】前記の目的を達成するためになされた本発
明の広帯域光ファイバコリメータ8・18は、図1に示
すように、特定波長のシングルモード光ファイバ1・1
1とレンズ4・14が結合した光ファイバコリメータで
あって、シングルモード光ファイバ1・11とレンズ4
・14との距離が前記特定波長による合焦位置よりも短
い距離での合焦位置にずらして配置されている。
【0013】前記の目的を達成するためになされた本発
明の光学系部品10は、図1に示すように、特定波長の
シングルモード光ファイバ1・11とレンズ4・14が
結合した同一の光ファイバコリメータ8・18が対面し
た間に光学部品6が配置された光学系部品10であっ
て、同一の光ファイバコリメータ8・18を対面させた
ときの結合損失が、前記特定波長よりも短波長側で最小
である。光学部品6は、光アイソレータ、光フィルタま
たは光センサであることが好ましい。
【0014】
【作用】光ファイバコリメータ8および18(図1参
照)を対面させたときの結合損失がシングルモード光フ
ァイバ1・11の特定波長で最小になるように、シング
ルモード光ファイバ1・11およびレンズ4・14の位
置を調整すると、図3に示すように特定波長(1.55
μm)の短波長側では急激に結合損失が大きくなり、長
波長側では結合損失が小さいまま比較的フラットになる
という特性がある。このため前記特定波長よりも短波長
(1.53μm)の光をレンズ4・14に入射して、集
光した光が入射する位置にシングルモード光ファイバ1
・11が配置されることにより、前記特定波長の前後の
波長で結合損失が小さくなる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0016】図1は、本発明を適用する広帯域光ファイ
バコリメータ8・18およびそれを利用した偏波無依存
型光アイソレータ10の一実施例を示す概略構成図であ
る。
【0017】広帯域光ファイバコリメータ8・18は、
特定波長用のシングルモード光ファイバ1・11の先端
部を貫設したフェルール2・12と、球面レンズ4・1
4を接着固定したレンズホルダー5・15とがスリーブ
3・13に挿入され接着固定されて一体となっている。
シングルモード光ファイバ1・11の先端と球面レンズ
4・14との間隔は、前記特定波長よりも短い波長の光
で焦点が合う距離になっている。
【0018】偏波無依存型光アイソレータ10は、対面
する広帯域光ファイバコリメータ8および18の間に光
アイソレータ6が配置されている。
【0019】偏波無依存型光アイソレータ10は、次の
ように動作する。シングルモード光ファイバ1から出射
した光は、球面レンズ4で平行光となって光アイソレー
タ6に入射する。光アイソレータ6を通過し出射した平
行光は球面レンズ14で集光されシングルモード光ファ
イバ11に入射してゆく。
【0020】広帯域光ファイバコリメータ8は以下のよ
うにして製造された。
【0021】まず波長1.55μm用のシングルモード
光ファイバ1の先端部をジルコニア製のフェルール2に
挿入して端面を研磨した後、波長1.55μm用の無反
射コートを施した。球面レンズ4は、材質が光学ガラス
BK7で、半径1.0mmのものを使用し表面に波長
1.55μm用の無反射コートを施した。
【0022】このシングルモード光ファイバ1および球
面レンズ4を精密ステージ上で治具に固定し、既成の光
ファイバコリメータから波長1.53μmのコリメート
光を出射する。このコリメート光をシングルモード光フ
ァイバ1端面に直接照射し、シングルモード光ファイバ
1の他端につないだ光度測定用の光パワーメータの表示
が最大となるようにシングルモード光ファイバ1の位
置、角度を調整する。
【0023】次に球面レンズ4をレンズホルダー5に接
着固定し、レンズホルダー5を挿入して接着固定したス
リーブ3をフェルール2の前から動かして、フェルール
2を挿入させながら、コリメート光がシングルモード光
ファイバ1のコアに集光するように位置を調整する。位
置が決定した後にフェルール2をスリーブ3に接着固定
する。各部品間を接着固定するための接着剤は、通常は
樹脂接着材を用い、耐環境性を向上させるために低融点
ガラス等の無機接着剤を使用したり、YAG溶接(波長
1.06μmのYAGレーザのパルスビームを使用した
金属部材のスポット溶接)を行ってもよい。
【0024】広帯域光ファイバコリメータ18も同様に
して製造し、広帯域光ファイバコリメータ8および18
を2.5cmの間隔で対面させる。次にシングルモード
光ファイバ11に波長1.49〜1.58μmの光を入
射して結合損失を測定し、その結果を波長1.53μm
での損失に対する相対値として図2に示した。同図に示
したように、波長1.53μmの光を入射させたときに
0.6dBと最小になり、1.55±0.03μmの波
長幅で0.5dB以下と良好であった。
【0025】比較のため、波長1.55μmのコリメー
ト光を使用したことを除き、広帯域光ファイバコリメー
タ8・18と同様にして光ファイバコリメータを2個製
造し、出射側のシングルモード光ファイバに波長1.4
9〜1.58μmの光を入射して結合損失を測定し、そ
の結果を波長1.55μmでの損失に対する相対値とし
て図3に示した。同図に示したように、波長1.55μ
mの光を入射させたときに0.6dBと最小になった
が、短波長側にずれると急激に増加し波長1.54μm
の光を入射させたときには0.86dBと大きかった。
【0026】尚、本実施例ではレンズとして球面レンズ
4・14を使用したが、非球面レンズや屈折率分布レン
ズを使用しても、各レンズの特性に応じて短波長側にず
らして広帯域光ファイバコリメータを製造することによ
り同様な結果が得られる。
【0027】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の方
法で製造した広帯域光ファイバコリメータは、広い波長
域で結合損失が小さく、この広帯域光ファイバコリメー
タを利用した光学系部品は広い波長域でその性能を維持
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する広帯域光ファイバコリメータ
およびそれを利用した光学系部品の一実施例を示す概略
構成図である。
【図2】本発明を適用する光学系部品における波長と結
合損失の関係を示す図である。
【図3】従来の光学系部品における波長と結合損失の関
係を示す図である。
【符号の説明】
1・11はシングルモード光ファイバ、2・12はフェ
ルール、3・13はスリーブ、4・14は球面レンズ、
5・15はレンズホルダー、6は光アイソレータ、8・
18は広帯域光ファイバコリメータ、10は偏波無依存
型光アイソレータである。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特定波長のシングルモード光ファイバと
    レンズが結合した光ファイバコリメータであって、同一
    の光ファイバコリメータを対面させたときの結合損失
    が、前記特定波長よりも短波長側で最小であることを特
    徴とする広帯域光ファイバコリメータ。
  2. 【請求項2】 波長1.55μmのシングルモード光フ
    ァイバとレンズが結合した光ファイバコリメータであっ
    て、同一の光ファイバコリメータを対面させたときの結
    合損失が波長1.53μmで最小であることを特徴とす
    る広帯域光ファイバコリメータ。
  3. 【請求項3】 特定波長のシングルモード光ファイバと
    レンズが結合した光ファイバコリメータであって、該シ
    ングルモード光ファイバと該レンズとの位置が前記特定
    波長による合焦位置よりも短波長側での合焦位置にずら
    して配置されていることを特徴とする広帯域光ファイバ
    コリメータ。
  4. 【請求項4】 波長1.55μmのシングルモード光フ
    ァイバとレンズが結合した光ファイバコリメータであっ
    て、該シングルモード光ファイバと該レンズとの位置が
    波長1.53μmでの合焦位置に配置されていることを
    特徴とする広帯域光ファイバコリメータ。
  5. 【請求項5】 特定波長のシングルモード光ファイバと
    レンズが結合した光ファイバコリメータであって、該シ
    ングルモード光ファイバと該レンズとの距離が前記特定
    波長による合焦位置よりも短い距離での合焦位置にずら
    して配置されていることを特徴とする広帯域光ファイバ
    コリメータ。
  6. 【請求項6】 特定波長のシングルモード光ファイバと
    レンズが結合した同一の光ファイバコリメータが対面し
    た間に光学部品が配置された光学系部品であって、同一
    の光ファイバコリメータを対面させたときの結合損失
    が、前記特定波長よりも短波長側で最小であることを特
    徴とする光学系部品。
  7. 【請求項7】 前記光学部品が光アイソレータ、光フィ
    ルタまたは光センサであることを特徴とする請求項6に
    記載の光学系部品。
JP8536595A 1995-04-11 1995-04-11 広帯域光ファイバコリメータ Pending JPH08286076A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6831791B2 (en) 2003-01-10 2004-12-14 Olympus Corporation Optical system for optical communications and method of manufacturing the same
JP2008028632A (ja) * 2006-07-20 2008-02-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 双方向光空間通信システムおよび光送受信装置
US9372310B1 (en) 2014-12-19 2016-06-21 Gooch And Housego Plc Free space fibre-to-fibre coupling using optical fibres below cut-off

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