JPS5879210A - 擬似双曲面体の製造方法 - Google Patents
擬似双曲面体の製造方法Info
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- 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
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2552—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends
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- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体発光素子の出力光ビームを光ファイバ
に効率よく結合するための結合回ｗ１累子でめる疑似双
曲面体の製造方法に関するものである。
に効率よく結合するための結合回ｗ１累子でめる疑似双
曲面体の製造方法に関するものである。
近年、半導体レーザ等の半導体発光素子と光ファイバを
使用した光フアイバ通信社、通・信容菫。
使用した光フアイバ通信社、通・信容菫。
１ｉ４＠性等で既存の通１６方式より優れたものとなる
可能性を有しているため、新しい通信方式とじて各方面
から注目され、その開発が急がれている。
可能性を有しているため、新しい通信方式とじて各方面
から注目され、その開発が急がれている。
この元ファイバ通僅において社、半導体発光素子の出力
光を光ファイバの数〜数十ミクロンの直径を持つコア中
に結合させるための実装容易でかつ小型、性能の良い光
集束用レンズ系の開発が擬木されており１例えば実願昭
５４−１３７４４０「先球集束性光伝送体」に記載され
た集束性光伝送体の片側−面を先球化することによシ集
束性光伝送体の絢辺部の収差による結合効率への影響を
少なくした先球集束性光伝送体を使うものが一％されて
いる。実際、この先球集束性光伝送体によって半導体、
殆光系子と光ファイバとの結合効率は良くまた実装も容
易となる。しかしながらこの方法は例えは光、ファイバ
の先端部付近をテーパ状に加工し先端部を先球化したテ
ーパ先球ファイバ方式にくらべて実装の点で優るものの
効率の点ではやや劣っている。光ファイバの先端部を加
工する方式と同等もしくはそれ以上の性能を先球集束性
光伝送体でも笑現するためには、その先球部分での球面
収差に起因する軸上収差のｍｘｔｌ−↓シ小さくして結
合効率を改嵜する必要がある。軸上収差の程度を小さく
するには、その先球部分を球面収差がなく無収差に近い
双曲面にするのがよい。先球部分を双曲面にし光源であ
る半導体発光素子を焦点上におくと、出力光ビームは双
曲面での屈折によ多光軸に＃ミは平行なビームとなるた
め、後続する集束性光伝送体で出力光ビームを光ファイ
バのコアにｋＩシ込む場合に球面収差の影豐を受けるこ
とが殆んどない。しかしながら、外径が高々数ｍｍ以下
のレンズの１万の端面を双曲（３）もしくはそれに近い
形状にすることは製、造上極めて困難でおり。
光を光ファイバの数〜数十ミクロンの直径を持つコア中
に結合させるための実装容易でかつ小型、性能の良い光
集束用レンズ系の開発が擬木されており１例えば実願昭
５４−１３７４４０「先球集束性光伝送体」に記載され
た集束性光伝送体の片側−面を先球化することによシ集
束性光伝送体の絢辺部の収差による結合効率への影響を
少なくした先球集束性光伝送体を使うものが一％されて
いる。実際、この先球集束性光伝送体によって半導体、
殆光系子と光ファイバとの結合効率は良くまた実装も容
易となる。しかしながらこの方法は例えは光、ファイバ
の先端部付近をテーパ状に加工し先端部を先球化したテ
ーパ先球ファイバ方式にくらべて実装の点で優るものの
効率の点ではやや劣っている。光ファイバの先端部を加
工する方式と同等もしくはそれ以上の性能を先球集束性
光伝送体でも笑現するためには、その先球部分での球面
収差に起因する軸上収差のｍｘｔｌ−↓シ小さくして結
合効率を改嵜する必要がある。軸上収差の程度を小さく
するには、その先球部分を球面収差がなく無収差に近い
双曲面にするのがよい。先球部分を双曲面にし光源であ
る半導体発光素子を焦点上におくと、出力光ビームは双
曲面での屈折によ多光軸に＃ミは平行なビームとなるた
め、後続する集束性光伝送体で出力光ビームを光ファイ
バのコアにｋＩシ込む場合に球面収差の影豐を受けるこ
とが殆んどない。しかしながら、外径が高々数ｍｍ以下
のレンズの１万の端面を双曲（３）もしくはそれに近い
形状にすることは製、造上極めて困難でおり。
その製造方法の開発が要鯖されてい友。
従って本発明の目的は、半導体開光索子と光フアイバ結
合が高効￥で容易に実現できる双曲面に近い形状の数似
双曲面体の製造方法を提供することにおる。
合が高効￥で容易に実現できる双曲面に近い形状の数似
双曲面体の製造方法を提供することにおる。
この発明は、円柱状のガラス母材の端面を円錐形に研磨
する工程と、その工程の僧に円錐形状の表面を加熱する
ことにより融かして双曲面に近い形状に形成す′る工程
とを含む凝似双曲面体の製造方法にある。
する工程と、その工程の僧に円錐形状の表面を加熱する
ことにより融かして双曲面に近い形状に形成す′る工程
とを含む凝似双曲面体の製造方法にある。
次に実施例を用いてこの発明をさらに詳細に説明する。
第１−はこの発明の数似双曲面体を製造する手順を示す
図である。数似双曲面体となるガラス母材はその第１の
中心軸２が回転軸３と一致するように回転台４上に固定
される。ガラス母材ｌを研−する１ｔｉｌの型である皿
５は円錐形の穴４１’している。この皿５０円錐形の穴
はその頂点６を通ハその第２の中心軸７に沿った断面、
での頂角０がθ＝ｃｏｓ”（りで与えられる。ここでｎ
はガラス母材１ｔＺ）［折率である。この皿５のＴＡ２
の中心−７とガラス母材ｌの第１の中心軸２がほぼ−゛
致するように皿４は同定されている。ガラス母材１の研
磨は皿５上の円錐形６大の部分に研謔材を入れ、ガラス
母材を回転させながら皿５に押しあてて行なう。研Ｍｊ
括れるガラス母材１ｏ第１の端面８′は次第に円錐台か
ら円錐とな９．またその頂角も皿５の頂角とほは一致す
るようになる。例えは１Ｍ３折率１．４６の石英ガラス
をガラス母材ｌとして用いると頂角紘約４７°となる。
図である。数似双曲面体となるガラス母材はその第１の
中心軸２が回転軸３と一致するように回転台４上に固定
される。ガラス母材ｌを研−する１ｔｉｌの型である皿
５は円錐形の穴４１’している。この皿５０円錐形の穴
はその頂点６を通ハその第２の中心軸７に沿った断面、
での頂角０がθ＝ｃｏｓ”（りで与えられる。ここでｎ
はガラス母材１ｔＺ）［折率である。この皿５のＴＡ２
の中心−７とガラス母材ｌの第１の中心軸２がほぼ−゛
致するように皿４は同定されている。ガラス母材１の研
磨は皿５上の円錐形６大の部分に研謔材を入れ、ガラス
母材を回転させながら皿５に押しあてて行なう。研Ｍｊ
括れるガラス母材１ｏ第１の端面８′は次第に円錐台か
ら円錐とな９．またその頂角も皿５の頂角とほは一致す
るようになる。例えは１Ｍ３折率１．４６の石英ガラス
をガラス母材ｌとして用いると頂角紘約４７°となる。
次に第１ｏ端面８が円錐となった表面を鏡面にしさらに
ガラス母材ｌの頂点６＃に丸味を持たせて双曲面に近い
形状の数似双曲面体１１にするため、第１の端面８をバ
ーナー９によシ酸水素炎１０で加熱して狭聞を融かす。
ガラス母材ｌの頂点６＃に丸味を持たせて双曲面に近い
形状の数似双曲面体１１にするため、第１の端面８をバ
ーナー９によシ酸水素炎１０で加熱して狭聞を融かす。
以上のＩ′程によシ製作゛ した凝似双曲内体１ｉｔ
−顕微続に１９面の形状を―べたところ、＃よは双曲面
になっ゛ていることがわかりた。このような藺易な方法
で＃Ｉ！似双曲向体１１のできることを確認した。
−顕微続に１９面の形状を―べたところ、＃よは双曲面
になっ゛ていることがわかりた。このような藺易な方法
で＃Ｉ！似双曲向体１１のできることを確認した。
第２図は半導体レーザの出力光を光ファイバに結合させ
るための結合回路に本妬明で得九絨似双曲肉体を適用し
た場合の構成図でるる、半導体レーザ５０と光ファイバ
５１の間には纂３の中心軸１２から垂直な距離の２乗に
比例して低下する屈折率分布を有する集束性光伝送体１
３と数似双曲面体１１を組合わせた数似双曲ｆｆｉ［ｌ
惨付果末性光伝送体１４が押入される。ここで集束性光
伝送体１３と一体にするため、＠似双曲面体１１はその
厚さが９．５ｍｍ ′ｅ４度に薄くなるよう第２０端面
１５を線面研磨して端ｉ０［１５１を形成しである。数
似双曲面体１１のＭ２の端１１１５と集束性光伝送体１
３の第３の端面１６の間は光学接着剤１７で固定されて
お凱数似双曲面体付泉束性光伝送一体１４の製法は極め
て容易である。この献似双曲面体付集束性光伝送体１４
を半導体レーザ５’Ｏと光ファイバ５１（２）ｋ８合に
使用したところ、テーバ先球フｆイバ方毀での結合効率
と図程度もしくはそれ以上になることが分かった。こむ
で使用したガラス母。
るための結合回路に本妬明で得九絨似双曲肉体を適用し
た場合の構成図でるる、半導体レーザ５０と光ファイバ
５１の間には纂３の中心軸１２から垂直な距離の２乗に
比例して低下する屈折率分布を有する集束性光伝送体１
３と数似双曲面体１１を組合わせた数似双曲ｆｆｉ［ｌ
惨付果末性光伝送体１４が押入される。ここで集束性光
伝送体１３と一体にするため、＠似双曲面体１１はその
厚さが９．５ｍｍ ′ｅ４度に薄くなるよう第２０端面
１５を線面研磨して端ｉ０［１５１を形成しである。数
似双曲面体１１のＭ２の端１１１５と集束性光伝送体１
３の第３の端面１６の間は光学接着剤１７で固定されて
お凱数似双曲面体付泉束性光伝送一体１４の製法は極め
て容易である。この献似双曲面体付集束性光伝送体１４
を半導体レーザ５’Ｏと光ファイバ５１（２）ｋ８合に
使用したところ、テーバ先球フｆイバ方毀での結合効率
と図程度もしくはそれ以上になることが分かった。こむ
で使用したガラス母。
材ｌは屈折率ｎがＬ４６のシリカガラスでめハ頂角θｔ
ｉ４６．８”、 半導体レーザ５ｏは半値全角で接合
面に垂直及び平行な方向が谷々３５°、２０＠ａもので
メジ、光ファイバ５１はコア径１０μｍの単一モードフ
ァイバである。
ｉ４６．８”、 半導体レーザ５ｏは半値全角で接合
面に垂直及び平行な方向が谷々３５°、２０＠ａもので
メジ、光ファイバ５１はコア径１０μｍの単一モードフ
ァイバである。
この蛇明では献上の代表的な夾軸例め他にいくつかの変
形が考えられる。前述の実施例ではシリカガラスをガラ
ス母材ｌとして用いたが、多成分系のガラスを用いても
よい。この場合多成分系のガラスを加熱するとガラス中
の金ｊＩｊ４１１２化物が還元される際に炎色反応を示
すことがめ凱刀口熱する周凹Ｏ雰囲気をアルゴン又はチ
ッ素等の不活性ガスで満すｖｊ！Ｐ１Ｎがある。またガ
ラス表面を加熱する方法として酸水素炎ｌＯを使用した
が、タングステン等の抵抗の高い金属リング状に幾束か
巻いて。
形が考えられる。前述の実施例ではシリカガラスをガラ
ス母材ｌとして用いたが、多成分系のガラスを用いても
よい。この場合多成分系のガラスを加熱するとガラス中
の金ｊＩｊ４１１２化物が還元される際に炎色反応を示
すことがめ凱刀口熱する周凹Ｏ雰囲気をアルゴン又はチ
ッ素等の不活性ガスで満すｖｊ！Ｐ１Ｎがある。またガ
ラス表面を加熱する方法として酸水素炎ｌＯを使用した
が、タングステン等の抵抗の高い金属リング状に幾束か
巻いて。
そのリング中にガラス母材ｌの円錐形の部分を挿入し抵
抗加熱に１９ガラス表面を融かして疑似双曲面体１ｌｔ
−造ってもよい、ま九実施例では疑似双曲面体１１１Ｚ
）ｍさをＱ、５ｍｍとしたが、必要に応じて厚さを変え
てもよい。また実施例では半導体レーザ５０と光ファイ
バ５１の結合用に疑似双曲面体１１を用いたが、光ファ
イバと光ファイバの光学的な接続等他の光学装置の構成
材料として使用してもよい、ｔたノｍｌ折半分布を有す
る例えば集束性光伝送体１３ｔ−ガラス母材ｌの代プに
使用してもよい、Ｃの場合には疑似双曲面体１１が集束
性光伝送体１３上にで、きるのでそのままの伏線で。
抗加熱に１９ガラス表面を融かして疑似双曲面体１ｌｔ
−造ってもよい、ま九実施例では疑似双曲面体１１１Ｚ
）ｍさをＱ、５ｍｍとしたが、必要に応じて厚さを変え
てもよい。また実施例では半導体レーザ５０と光ファイ
バ５１の結合用に疑似双曲面体１１を用いたが、光ファ
イバと光ファイバの光学的な接続等他の光学装置の構成
材料として使用してもよい、ｔたノｍｌ折半分布を有す
る例えば集束性光伝送体１３ｔ−ガラス母材ｌの代プに
使用してもよい、Ｃの場合には疑似双曲面体１１が集束
性光伝送体１３上にで、きるのでそのままの伏線で。
レンズとして使用でき従って研磨の必要はない。
さらに疑似双曲面体１１の頂点６Ｉがその中心にくるよ
うに、バーナー９にてガラス表面を融かす場合、ガラス
母材ｌを回転させながら加熱してもよい、これによりＪ
Ｉ！１の中心軸２にょシ対称な疑似双曲面体１１が形成
へれ、半導体発光素子と光ファイバの結合が高効率に実
現できる餅状の疑似双曲面体１−．１再机性を向上でき
る。
うに、バーナー９にてガラス表面を融かす場合、ガラス
母材ｌを回転させながら加熱してもよい、これによりＪ
Ｉ！１の中心軸２にょシ対称な疑似双曲面体１１が形成
へれ、半導体発光素子と光ファイバの結合が高効率に実
現できる餅状の疑似双曲面体１−．１再机性を向上でき
る。
第１図はこの発゛明の疑似双曲面体を製造方法を示す工
程図、第２−は仁の疑似双曲面体を半導体レーザと光フ
ァイバの結合に適用した場合の構成囚である。 なお図において、ｌ・・パ・・・ガラス母材、２・・７
・・・・第１の中心軸、３・・・・・・回転軸、４・・
・・・・回転台、５・・・・・・皿、６＊６’ ・旧・
・頂点、７・・・・・・第２の中心軸、８・・・・・・
第１の端面、９・・・・・・バーナー、１０・・・・・
・酸水素炎、１１・旧・・数似双曲図体％１２°旧°°
第３の中心軸、１３・・・・・・集束性光伝送体、１４
・・団・襞似駅曲図体付集束性光”伝送体、１５・・・
・・・第２の端面。 １６・・・・・・第３の端面、１７・・・・・・光学接
着剤。
程図、第２−は仁の疑似双曲面体を半導体レーザと光フ
ァイバの結合に適用した場合の構成囚である。 なお図において、ｌ・・パ・・・ガラス母材、２・・７
・・・・第１の中心軸、３・・・・・・回転軸、４・・
・・・・回転台、５・・・・・・皿、６＊６’ ・旧・
・頂点、７・・・・・・第２の中心軸、８・・・・・・
第１の端面、９・・・・・・バーナー、１０・・・・・
・酸水素炎、１１・旧・・数似双曲図体％１２°旧°°
第３の中心軸、１３・・・・・・集束性光伝送体、１４
・・団・襞似駅曲図体付集束性光”伝送体、１５・・・
・・・第２の端面。 １６・・・・・・第３の端面、１７・・・・・・光学接
着剤。
Claims (1)
- 円柱状のガラス母材の端面を円錐形に研■する工程と、
猛工程の後前記ガラス母材の円錐形状の次面を加熱によ
り疑似双曲面に形成する工程とを含む凝似双曲体の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17804981A JPS5879210A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 擬似双曲面体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17804981A JPS5879210A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 擬似双曲面体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879210A true JPS5879210A (ja) | 1983-05-13 |
Family
ID=16041699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17804981A Pending JPS5879210A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 擬似双曲面体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879210A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2582109A1 (fr) * | 1985-05-16 | 1986-11-21 | Itt | Terminaison de fibre optique a epanouissement de faisceau |
| WO1996026459A1 (en) * | 1995-02-23 | 1996-08-29 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Fiber equipped with lens |
| WO2000028360A3 (en) * | 1998-11-10 | 2000-08-31 | Lasertron Inc | Polished, fused optical fiber endface |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP17804981A patent/JPS5879210A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2582109A1 (fr) * | 1985-05-16 | 1986-11-21 | Itt | Terminaison de fibre optique a epanouissement de faisceau |
| WO1996026459A1 (en) * | 1995-02-23 | 1996-08-29 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Fiber equipped with lens |
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