JPH08286082A - 半導体レーザと光ファイバの結合構造 - Google Patents
半導体レーザと光ファイバの結合構造Info
- Publication number
- JPH08286082A JPH08286082A JP9232595A JP9232595A JPH08286082A JP H08286082 A JPH08286082 A JP H08286082A JP 9232595 A JP9232595 A JP 9232595A JP 9232595 A JP9232595 A JP 9232595A JP H08286082 A JPH08286082 A JP H08286082A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- fiber
- semiconductor laser
- view
- coupling structure
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】加工が容易で、安価な先球ファイバを提供する
こと。 【構成】保護被覆を剥がしたファイバ端面を任意の角度
でコアを多角錐状に研磨加工する。 【効果】容易に先球ファイバの加工ができ、短時間で加
工ができるため工数が少なく、歩留り高く、大幅な価格
低減ができる。
こと。 【構成】保護被覆を剥がしたファイバ端面を任意の角度
でコアを多角錐状に研磨加工する。 【効果】容易に先球ファイバの加工ができ、短時間で加
工ができるため工数が少なく、歩留り高く、大幅な価格
低減ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に光通信ネットワー
クにおける光源に使用される半導体レーザとの接続に使
われる先球ファイバの改良に関するもので、半導体レー
ザモジュールの他、光ファイバコネクタ等のように半導
体レーザビームを光ファイバへ入射接続させる装置、部
品等に広く利用可能である。
クにおける光源に使用される半導体レーザとの接続に使
われる先球ファイバの改良に関するもので、半導体レー
ザモジュールの他、光ファイバコネクタ等のように半導
体レーザビームを光ファイバへ入射接続させる装置、部
品等に広く利用可能である。
【０００２】
【従来技術及びその課題】従来、半導体レーザと光ファ
イバとの接続にはレンズを介して行う事が出来るが、図
５（ａ）（ａ）’に示すように先端のコア部を中心に半
径Ｒ（Ｒ＝１０〜３０μｍ）状に加工した光ファイバ２
ａ（先球ファイバ）を使用した結合も行われて来てい
る。特に先球ファイバの結合の場合、レンズレスのダイ
レクト接続が可能な事から小型に構成できる為、多用さ
れてきているが、その製造方法において端面を研削工具
で曲率に合わせ、移動させながら、３〜４軸制御が可能
なステージを用いて精密に球状に加工する必要性があ
り、大掛かりな装置と時間と手間を要し、それにより高
価なものになった。しかしながら最近図５（ｂ）
（ｂ）’に示すように光ファイバ２ｂの端面を円錐状に
加工する事により、同様の効果を得る手法があるが、同
様加工時に光ファイバを回転させながら研磨する必要性
があり、完全に問題点の解決に至ったと言えるものでは
ない。
イバとの接続にはレンズを介して行う事が出来るが、図
５（ａ）（ａ）’に示すように先端のコア部を中心に半
径Ｒ（Ｒ＝１０〜３０μｍ）状に加工した光ファイバ２
ａ（先球ファイバ）を使用した結合も行われて来てい
る。特に先球ファイバの結合の場合、レンズレスのダイ
レクト接続が可能な事から小型に構成できる為、多用さ
れてきているが、その製造方法において端面を研削工具
で曲率に合わせ、移動させながら、３〜４軸制御が可能
なステージを用いて精密に球状に加工する必要性があ
り、大掛かりな装置と時間と手間を要し、それにより高
価なものになった。しかしながら最近図５（ｂ）
（ｂ）’に示すように光ファイバ２ｂの端面を円錐状に
加工する事により、同様の効果を得る手法があるが、同
様加工時に光ファイバを回転させながら研磨する必要性
があり、完全に問題点の解決に至ったと言えるものでは
ない。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】以上課題をまとめ
ると、 （１）光ファイバもしくは切削工具を回転させる等の精
密加工を行う必要性がある為、装置が大掛かりで、時間
と手間を要し、部品として高価なものになる。
ると、 （１）光ファイバもしくは切削工具を回転させる等の精
密加工を行う必要性がある為、装置が大掛かりで、時間
と手間を要し、部品として高価なものになる。
【０００４】（２）上記球面加工は、加工歪み、砥粒条
痕が生じ易く、歩留り良く製作する事が困難である。
痕が生じ易く、歩留り良く製作する事が困難である。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】本発明は上記の問題点を解
決する為になされるもので、先球ファイバの改良により
半導体レーザビームを光ファイバに入射接続させる装置
や部品を安価に提供するものであり、そのために半導体
レーザビームが入射する光ファイバ端部を端面コア部を
頂点にする三角錐あるいは四角錐以上の多角錐状に研磨
加工した。
決する為になされるもので、先球ファイバの改良により
半導体レーザビームを光ファイバに入射接続させる装置
や部品を安価に提供するものであり、そのために半導体
レーザビームが入射する光ファイバ端部を端面コア部を
頂点にする三角錐あるいは四角錐以上の多角錐状に研磨
加工した。
【０００６】また、その光ファイバ端部のモードフィー
ルド径を拡大することにより高効率な接続を可能とし
た。
ルド径を拡大することにより高効率な接続を可能とし
た。
【０００７】
【作用】光ファイバ先端に形成した多角錐の側面を構成
する３角形の頂点の角度αで焦点位置を設定できる。
する３角形の頂点の角度αで焦点位置を設定できる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明に用いる光ファイバを示したも
ので、光ファイバ端面を角度を付けて平面的に研磨し、
多角錐状に順番に加工した事により、実現されるもので
ある。
ので、光ファイバ端面を角度を付けて平面的に研磨し、
多角錐状に順番に加工した事により、実現されるもので
ある。
【０００９】図１（ａ）（ａ）’は光ファイバ１ａの先
端を４角錐状に加工した光ファイバ正面図と光ファイバ
側面図である。この場合、光ファイバ１ａを研磨面から
所定角度α／２傾けた状態で先端面を９０度づつ回転
し、計４回研磨している。図１（ｂ）（ｂ）’は、光フ
ァイバ１ｂの先端を三角錐状に加工した光ファイバ正面
図と光ファイバ側面図である。この場合、光ファイバ１
ｂを同様に所定角度α／２傾けた状態で先端面を１２０
度づつ回転し、計３回研磨している。
端を４角錐状に加工した光ファイバ正面図と光ファイバ
側面図である。この場合、光ファイバ１ａを研磨面から
所定角度α／２傾けた状態で先端面を９０度づつ回転
し、計４回研磨している。図１（ｂ）（ｂ）’は、光フ
ァイバ１ｂの先端を三角錐状に加工した光ファイバ正面
図と光ファイバ側面図である。この場合、光ファイバ１
ｂを同様に所定角度α／２傾けた状態で先端面を１２０
度づつ回転し、計３回研磨している。
【００１０】要はコア中心を頂点とする多角錐であって
必要な多角錐状を得るのに必要な回数、研磨加工すれば
よい。
必要な多角錐状を得るのに必要な回数、研磨加工すれば
よい。
【００１１】このように多角錐を形成すれば、多角錐の
側面を構成する３角形状の頂点の角度αにより、焦点位
置を設定する事が出来、αが大きい程、焦点距離が短
く、ＮＡが大きいものとなる。
側面を構成する３角形状の頂点の角度αにより、焦点位
置を設定する事が出来、αが大きい程、焦点距離が短
く、ＮＡが大きいものとなる。
【００１２】αは次式（数１）で定義される。 数１： α＝２ｔａｎ-1（Ｄ／２Ｌ） αは、使用条件により適当な値に設定される。
【００１３】従来の加工は、光ファイバを回転させなが
ら光ファイバ先端を球面に加工する必要性があったが、
本発明によればその必要性はなく、３角形の頂点角度α
が決まれば、この角度αに基づいて研磨角度を設定し、
光ファイバを固定して第１面を研磨、それが済んだら光
ファイバを角度αに基づく多角錐による所定角度をファ
イバー光軸上で回転し第２面を研磨する。そうした工程
を多角錐に基づく数だけ繰り返す事により作製できる。
即ち、複雑な動作を行うステージ類は不要で、回転研磨
盤とファイバ固定治具（回転可）があれば良いのであ
る。
ら光ファイバ先端を球面に加工する必要性があったが、
本発明によればその必要性はなく、３角形の頂点角度α
が決まれば、この角度αに基づいて研磨角度を設定し、
光ファイバを固定して第１面を研磨、それが済んだら光
ファイバを角度αに基づく多角錐による所定角度をファ
イバー光軸上で回転し第２面を研磨する。そうした工程
を多角錐に基づく数だけ繰り返す事により作製できる。
即ち、複雑な動作を行うステージ類は不要で、回転研磨
盤とファイバ固定治具（回転可）があれば良いのであ
る。
【００１４】図２は、本発明によるファイバレンズの作
製方法を示す図で、光ファイバ３の端面をある角度で固
定、研磨粒を含んだ液により覆われた回転研磨盤７の研
磨シート４で研磨加工する。必要な部分を研磨した後、
ファイバを固定治具５で所定角度回転（４角錐の場合９
０°）させ、再度研磨シート４に接触させ研磨する。そ
れを繰り返し実行する事により、端面を多角錐状に加工
できる。
製方法を示す図で、光ファイバ３の端面をある角度で固
定、研磨粒を含んだ液により覆われた回転研磨盤７の研
磨シート４で研磨加工する。必要な部分を研磨した後、
ファイバを固定治具５で所定角度回転（４角錐の場合９
０°）させ、再度研磨シート４に接触させ研磨する。そ
れを繰り返し実行する事により、端面を多角錐状に加工
できる。
【００１５】図３は、本発明によるファイバレンズにお
いて、ファイバレンズ端面部のモードフィールド径を拡
大させた場合の実施例で、この場合、入射端面のモード
フィールド径を、通常のシングルモード伝搬時の２〜３
倍に拡大したもので、拡大する部分を局部的に１５００
℃前後に加熱、コア１１内に含まれている屈折率増大の
為のドーパントを拡散する事により得られる。それによ
り、例えば点光源との接続の場合、アライメントに必要
な精度を緩和する事が出来る。
いて、ファイバレンズ端面部のモードフィールド径を拡
大させた場合の実施例で、この場合、入射端面のモード
フィールド径を、通常のシングルモード伝搬時の２〜３
倍に拡大したもので、拡大する部分を局部的に１５００
℃前後に加熱、コア１１内に含まれている屈折率増大の
為のドーパントを拡散する事により得られる。それによ
り、例えば点光源との接続の場合、アライメントに必要
な精度を緩和する事が出来る。
【００１６】図４は、本発明による先球ファイバ１ａを
ファイバアレイに適用した場合の実施例で、複数の先球
ファイバ１ａをＶ溝基板１０に固定実装する事により製
作出来る。複数の受発光素子との接続に適用出来る。
ファイバアレイに適用した場合の実施例で、複数の先球
ファイバ１ａをＶ溝基板１０に固定実装する事により製
作出来る。複数の受発光素子との接続に適用出来る。
【００１７】
【発明の効果】このように本発明によれば、以下の様な
優れた利点がある。
優れた利点がある。
【００１８】通常の研磨機と簡易な固定治具で、従来に
比較してレーザビームを結合する先球ファイバを容易に
加工でき、短時間な加工で容易に出来る為、工数が少な
く、歩留りが高く、通常の先球ファイバ等に比較して大
幅な価格低減が出来る。
比較してレーザビームを結合する先球ファイバを容易に
加工でき、短時間な加工で容易に出来る為、工数が少な
く、歩留りが高く、通常の先球ファイバ等に比較して大
幅な価格低減が出来る。
【図１】本発明に係る先球ファイバの形状を示す図で、
（ａ）は４角錐状の場合の正面図、（ａ）’はその側面
図、（ｂ）は３角錐状の場合の正面図、（ｂ）’はその
側面図。
（ａ）は４角錐状の場合の正面図、（ａ）’はその側面
図、（ｂ）は３角錐状の場合の正面図、（ｂ）’はその
側面図。
【図２】本発明に係る先球ファイバを加工する手段を示
す図。
す図。
【図３】端面コア拡大ファイバを使用した場合の実施例
を示す図。
を示す図。
【図４】ファイバアレイに適用した場合の実施例を示す
図。
図。
【図５】従来の先球ファイバの形状例を示す図で、
（ａ）は従来のＲ状先球ファイバの正面図、（ａ）’は
その側面図、（ｂ）は先端がテーパ状に加工された場合
の正面図、（ｂ）’はその側面図。
（ａ）は従来のＲ状先球ファイバの正面図、（ａ）’は
その側面図、（ｂ）は先端がテーパ状に加工された場合
の正面図、（ｂ）’はその側面図。
１ａ：光ファイバ（端面４角錐） １ｂ：光ファイバ（端面３角錐） ２ａ：光ファイバ（端面Ｒ状） ２ｂ：光ファイバ（端面円錐状） ３：光ファイバ ４：研磨シート ６：加工液 ７：回転研磨板 ８：回転軸 ９：レーザチップ １０：Ｖ溝基板 １１：コア １２：固定用基板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年９月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来技術及びその課題】従来、半導体レーザと光ファ
イバとの接続にはレンズを介して行う事が出来るが、図
５（ａ）（ｃ）に示すように先端のコア部を中心に半径
Ｒ（Ｒ＝１０〜３０μｍ）状に加工した光ファイバ２ａ
（先球ファイバ）を使用した結合も行われて来ている。
特に先球ファイバの結合の場合、レンズレスのダイレク
ト接続が可能な事から小型に構成できる為、多用されて
きているが、その製造方法において端面を研削工具で曲
率に合わせ、移動させながら、３〜４軸制御が可能なス
テージを用いて精密に球状に加工する必要性があり、大
掛かりな装置と時間と手間を要し、それにより高価なも
のになった。しかしながら最近図５（ｂ）（ｄ）に示す
ように光ファイバ２ｂの端面を円錐状に加工する事によ
り、同様の効果を得る手法があるが、同様加工時に光フ
ァイバを回転させながら研磨する必要性があって完全に
問題点の解決に至ったと言えるものではない。
イバとの接続にはレンズを介して行う事が出来るが、図
５（ａ）（ｃ）に示すように先端のコア部を中心に半径
Ｒ（Ｒ＝１０〜３０μｍ）状に加工した光ファイバ２ａ
（先球ファイバ）を使用した結合も行われて来ている。
特に先球ファイバの結合の場合、レンズレスのダイレク
ト接続が可能な事から小型に構成できる為、多用されて
きているが、その製造方法において端面を研削工具で曲
率に合わせ、移動させながら、３〜４軸制御が可能なス
テージを用いて精密に球状に加工する必要性があり、大
掛かりな装置と時間と手間を要し、それにより高価なも
のになった。しかしながら最近図５（ｂ）（ｄ）に示す
ように光ファイバ２ｂの端面を円錐状に加工する事によ
り、同様の効果を得る手法があるが、同様加工時に光フ
ァイバを回転させながら研磨する必要性があって完全に
問題点の解決に至ったと言えるものではない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】図１（ａ）（ｃ）は光ファイバ１ａの先端
を４角錐状に加工した光ファイバ正面図と光ファイバ側
面図である。この場合、光ファイバ１ａを研磨面から所
定角度α／２傾けた状態で先端面を９０度づつ回転し、
計４回研磨している。図１（ｂ）（ｄ）は、光ファイバ
１ｂの先端を三角錐状に加工した光ファイバ正面図と光
ファイバ側面図である。この場合、光ファイバ１ｂを同
様に所定角度α／２傾けた状態で先端面を１２０度づつ
回転し、計３回研磨している。
を４角錐状に加工した光ファイバ正面図と光ファイバ側
面図である。この場合、光ファイバ１ａを研磨面から所
定角度α／２傾けた状態で先端面を９０度づつ回転し、
計４回研磨している。図１（ｂ）（ｄ）は、光ファイバ
１ｂの先端を三角錐状に加工した光ファイバ正面図と光
ファイバ側面図である。この場合、光ファイバ１ｂを同
様に所定角度α／２傾けた状態で先端面を１２０度づつ
回転し、計３回研磨している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】本発明に係る先球ファイバの形状を示す図で、
（ａ）は先端が４角錐状の場合の光ファイバの正面図、
（ｂ）は先端が３角錐状の場合の光ファイバの正面図、
（ｃ）は（ａ）の側面図、（ｄ）は（ｂ）の側面図。
（ａ）は先端が４角錐状の場合の光ファイバの正面図、
（ｂ）は先端が３角錐状の場合の光ファイバの正面図、
（ｃ）は（ａ）の側面図、（ｄ）は（ｂ）の側面図。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】従来の先球ファイバの形状例を示す図で、
（ａ）はＲ状先球ファイバの正面図、（ｂ）は先端がテ
ーパ状に加工された場合の光ファイバの正面図、（ｃ）
は（ａ）の側面図、（ｄ）は（ｂ）の側面図。
（ａ）はＲ状先球ファイバの正面図、（ｂ）は先端がテ
ーパ状に加工された場合の光ファイバの正面図、（ｃ）
は（ａ）の側面図、（ｄ）は（ｂ）の側面図。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
Claims (2)
- 【請求項１】半導体レーザビームを光ファイバに高効率
に結合するための半導体レーザと光ファイバの結合構造
において、前記半導体レーザビームを入射させる光ファ
イバ端部が端面コア部を頂点にする三角錐あるいは四角
錐以上の多角錐状に研磨加工されて成る事を特徴とする
半導体レーザと光ファイバの結合構造。 - 【請求項２】前記光ファイバ端部のモードフィールド径
が拡大されている事を特徴とする請求項１記載の半導体
レーザと光ファイバの結合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9232595A JPH08286082A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 半導体レーザと光ファイバの結合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9232595A JPH08286082A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 半導体レーザと光ファイバの結合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08286082A true JPH08286082A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14051243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9232595A Pending JPH08286082A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 半導体レーザと光ファイバの結合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08286082A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6944371B2 (en) | 2003-02-10 | 2005-09-13 | Seiko Epson Corporation | Lens-integrated optical fiber and production method thereof, optical module, and optical transmission apparatus |
| CN113253397A (zh) * | 2020-01-27 | 2021-08-13 | 朗美通经营有限责任公司 | 回射光纤端盖 |
-
1995
- 1995-04-18 JP JP9232595A patent/JPH08286082A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6944371B2 (en) | 2003-02-10 | 2005-09-13 | Seiko Epson Corporation | Lens-integrated optical fiber and production method thereof, optical module, and optical transmission apparatus |
| CN113253397A (zh) * | 2020-01-27 | 2021-08-13 | 朗美通经营有限责任公司 | 回射光纤端盖 |
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