JPS5948720A - 光ファイバ受発光端子 - Google Patents

光ファイバ受発光端子

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JPS5948720A
JPS5948720A JP15792982A JP15792982A JPS5948720A JP S5948720 A JPS5948720 A JP S5948720A JP 15792982 A JP15792982 A JP 15792982A JP 15792982 A JP15792982 A JP 15792982A JP S5948720 A JPS5948720 A JP S5948720A
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JP
Japan
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lens
optical fiber
emitting element
light
refractive index
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JP15792982A
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JPH0235961B2 (ja
Inventor
Takashi Kishimoto
隆 岸本
Yasuhisa Shigeoka
重岡 康久
Mitsuya Ozaki
尾崎 光哉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202Packages, 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
    • G02B6/4203Optical features

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はL E D等の微小光源からの光を光伝送ファ
イバー内1/I9人したり、光伝送ファイバーからの出
Ω・I光を6&小な受光素子に入光させる場合に有用な
光フアイバ一端子に関する。光フアイバー通信や光計測
制御システム等において、LED・半導体レーザーなど
微小な光源からの拡散出射光を光伝送ファイバー内に導
入する場合、オ乙図に示すように光i 100 と光伝
送ファイバー10/との間にレンズ10.2を配置する
ことにより、光源からの拡散出射光をレンズ102で集
束させて光フアイバー10/内に入れるようにしている
また光ファイバー10/からの拡散用a・I光を微小な
受光素子100に入光させる場合も同様11光学的接続
装置が使用される。
上記従来の受発光素子とファイバーとの接続方法では受
発光朱子とレンズの光1q11合ゼおよびレンズと光フ
ァイバーとの611芯合せx、v 整作楽に加えて、レ
ンズと受発光素子との間の距離およびレンズと光ファ゛
イバ一端との間の距離を最適値に調整する作業が必要で
あり、装置の組み立てには非常に手間がかかるとともに
高度の熟練技術か必要であるきいう問題があった。
本発明の目的は」−述の問題点を解決し、微小光源から
の拡散出射光を効率良く光フアイバー内に導入したりあ
るいは光ファイバーからの拡散出射光を効率良く受光素
子に入光させることができ、しかも組立て調整が容易な
光フアイバ一端子を提供することである。
上記の目的を達成するために本発明では、屈折率が中心
111i−1:で最大で外周に向けて半径方向に放物状
に減少するような屈Jlr率分(Iiをもつ透明円柱体
からなる屈折率分布型レンズの長さを、レンズび、前記
レンズの一方の端面に光伝送ファイノ々−の’/:ia
部を軸芯を合せて密接接続1.て光フアイバ一端子を構
成する。
−1−記構成によイ1ば1、屈折率分布型レンズの端面
前方に数ミリメートへの距離をおいてLED素子などレ
ンズ径に庄べて充分に小さい光源を配置することにより
、光源から拡散出射した光線が屈折率分布型レンズの一
方の端面から入りレンズ内を外周に向けて進行した後、
内側に曲げられて他端面上で集束し、このレンズ面に接
続された光フアイバー内に人QJする。
このため、共通のコネクタースリーブの一方の開口に本
発明に係る端子を嵌合するとともに、微小光源を取りイ
」けた支持体を上記コネクタースリーブの他方の開口に
嵌合させるたけで極めて効率良くソ(:源からの発光光
重を光フアイバー内に導入することがてきる。
また尤ファイバーはfi+!折率分布型レンズの一方の
端面に当接させるた(」で光iIl+方向での位1トを
合せが行なえるため端子の絹、7ても非常に容易である
以F本発明を図面に示した実施例について詳細に、説明
する。
オ/図において/は本発明に係る光ファイバーYiAj
了であり、後述する特定範囲のレンズ長Zを有する屈折
率分布型レンズ−〇一方の端面、2Aに、光軸を一致さ
せた光ファイ、バー3の端面を密接させて接続している
屈折率分布型レンズコは両端面か光軸に直角な下行平面
の透明なガラスまたはプラス千ツクからなる円柱体であ
って、中心@lから半径方向qrの距頗におijる屈折
率N(r)が中心軸グー■−での屈折率NO、Aを正の
ンビ数として N (r) −No (/ −//、2 Ar2 ) 
、、、−、、、べ/)の式でほぼ表わされるjJ(吻状
の屈折率分布をもっている。
上記(1)式のような屈折率分布型レンズ内に人q、l
した光線(コサインカーブを描いてレンズ内を進行し、
その蛇子−f周期Pは、 p=、2π/A ・・・・・・・ (−2)となる。 
(2)式におけるAは(1)式における分布定数である
そして本発明では、レンズ長2を、 7=(//VP十体)xm・・・・・・・(3)芥 α−0,0,!;P−0,SP 、 mは寄数に選定す
る。
(3)式のよう(でレンズ(−6zを選んだ場合、一方
のレンズ端面前方にeの距離を隔ててi?/いた点光源
Sから発する光線乙がレンズ他i:’ifj 1fIl
 、2Aに集束する条件は、 Z = //v’ftan−1(−NOv’id)  
−・(Z)とt「る。
そして(3)式においてαの値がOの場合はレンズの一
ノjの’j:::而から光]1q11に平?)入射さセ
たソC−中かレンズ他端面に集束し、オ/図にお(する
eが無限大となり、またαが/Pの場合はeがOとなる
そして(3)式におけるαをo、osp〜0.3Pの範
囲内に選ぶことにより、直径が0.3m1m〜3m/m
の峡19i的な屈折率分布型レンズ!を使用すると受発
光素7′−5をレンズ端面に密着さぜる必要4「<、[
1つコンパクトなコネクタースリーブ内において受発光
素子と本発明に係る光フアイバ一端子とを光学的結合す
ることかできる。
具体的数値例で示すと、中心IIjlt上の屈折率No
か/乙00 、 X/i = 0.3.2g mm’−
]である屈折率分布型レンズを使用し、前述の(3)式
におiするαを0.07 P−0,,2/ P 01)
範囲に選へはオ/図のaはQ、 3 m 7m −17
m/mの範囲内に納まる。
第2図に本発明の他の実施例を示す。
本例は一端側に夕1周に張り出す7ラング部ざをもつ円
筒型のレンズホルダー7内に、レンズ長を前述(3)式
の範囲内とした広間口角、例えば開口数(NA)がO,
グI!に1iiJ後の屈折率分布型レンズ!を固着し、
このレンズホルダー7の内径よりも余裕をもった小径の
突出部ワおよびこれに続くポルゲー内径よりも大径の本
体部分10からなるファイバースリーブ//をレンズボ
ルダ−7内に入れ込み、スリーブ//の突出部9に設け
られた細孔/、2に光フアイバー裸線/3を通し、本体
ms分10(fc設けられた大径孔/4/に裸線/3を
f&覆している被覆材/S先端を入れ込み接着剤/乙で
固定する。
そしてレンズホルダー7側壁(Ci役けた接着剤lに人
口/7を通してレンズホルダー内壁とファイバースリー
ブ突出部夕1周との間に充填した樹脂接着剤/gで両者
を本固定している。なお/7は樹脂lに大向の空気抜き
用の孔である。
第3図の構造の光フアイバ一端子をLED素子などの微
小光源と結合するコネクターの構造例を財・3図に示す
円筒型のスリーブチューブ、2o内には内径が犬な大径
孔、2OAとこれよりも内径の小さい小径孔、2(7B
を形成し、大径孔、20AKリング状の支持体!/中心
に発光素子22を取りつけた光源プラグ、23を嵌合さ
せ、支持体2/をスリーブチニーブ11111壁に挿通
したネジコqで+ll+合せ調整するよともに支持体2
1とスリーブチューブ2o内面との間に接着剤、2夕を
充填して両者を固着している。
またスリーブチューブ、!0の小径孔20Bには]−記
の光フアイバ一端子/を嵌合させ、スリーブチューブ、
20の一端側外周に設けたネジ、20Cに袋ナンドー2
乙を結合することKより端子/の7ラング部gをスリー
ブチューブ、20端面に当Fさ七た恨ζj非でII;め
つけている。
そしてスリーブチューブ20の小径孔、20Bの長さL
l と光フアイバ一端子/のレンズホルダーの7ラング
部Fから先端までの距離L2との差eをnIJ述(’l
)式におけるlに合せである。
これにより発光素子、22から拡散出射した光線は屈折
率分布型レンズ2内に入射し他端面において集東して極
めて効率良く光ファイパル/。2内に伝送される。
また発光素子、2.2とレンズ端面との間にはある程度
の空隙eが設けられているのでレンズ端面と発光素子と
の接触による両者の破JL−1あるいは傷付きを完全に
防+I−することができる。
」−配光光素子2.2の代りに受光素子を使用すわば光
フアイバ一端から拡散用0=Iする光線をレンズノを介
して受ソt*子、221−に極1v)で小さいスポット
径に紋って受光させることかでき、非常に小型でしかも
高感度の受光検出器を構成することができる。
次にレンズとファイバースリーブとの輔芯合ぜの方法の
好適例について説明する。
第1図に不ずよう(・てレンズホルダー7内に所定j(
さをもつ屈折率分布型レンズ−を固着してこれを平千テ
光束を出す光源装置の前方に配置したホルダーにとりつ
ける。またレンズの能端面側に実装ファイバーと同一 
仕mのモニター用ファイバー、27およびこのファイバ
ーノア先端を通した7アイハースリーブ10を配(4す
る。
上記のホルダーに固定した端子と光源装置との間には光
路補正用の屈折率分布型レンズ2とを介在させる。この
補正用のレンズ2gはその長さZlを//11ピッチよ
りも若干短かくしておく。これによりlCC詰装置らの
平行光線29は補正用レンズ!ざで集44され、このレ
ンズ、2gの池端面からlh の距離をおいた位置に焦
点を結んだ後、拡散しつつ端子内の屈折率分布型レンズ
2に入口・1し、このレンズ内の他端面で集光して光フ
アイバー27内に入射する。
ここで1−記距離(hは補正用レンズの長さ2〕に対し
て、 jan A4 Zl = //NOA/A ez −−
(3)和e ]、 + e に予め設定しておけば、端
子レンズ!の前方での距離にあたかも極めて微小な光源
を置いたのと同等の効果が得られる。
上記の準備をした後、モニター用光ファイバー27の他
端からの出射光を光検出器30で受けてその受光量を測
定機3/で測定しつつスリーブチ・−ブ10を光軸に直
交する方向に移動させ、検 グ出器30での受光量が最
大となる位置でファイバースリーブ10とレンズホルダ
ー7との間を接着固定する。
これにより実(史用時にはファイバースリーブ10の孔
/2に単にファイバー先Xi、fを通してファイバーと
ファイバースリーブとの間を接着固定するだけで済むこ
とになる。
オS−図に本発明の端子の他のfII造例を示す。
本例のものは)−rイハ〜スリーブlIOを、ファイバ
ー裸線の径にほぼ等しい孔をもつガラスチューブ等から
なる内管Il/の外側に金属、@脂等で形成した夕)径
がレンズボルダ−の内径よりも犬な補助部材1.2を接
合して構成している。
レンズホルダー7の側壁には接着剤注入ロア7および空
気抜き孔/7以外に、レンズ端面とファイバ一端面との
間に屈折率整合剤、例えば屈折率が約75でゴム状に硬
化するエボ゛キシ樹脂系の整合剤を介在させるためにほ
ぼレンズ端面位置に整合剤注入口1/3が設けておる。
【図面の簡単な説明】
第7図は本発明の一″y!、飾例を示す側[(J1面図
、2・2図は本発明の他の実施例を示す側断面図、第3
図は本発明の端子を発光素子と結合するコイ・フタ−の
構造例を示す側断面図、オグ図は第21ての☆1′11
i了−を組み)γてるに当りレンズとファイバースリー
ブのill+芯かぜを行なう方法の好適例を示ず側1]
1「面図、2・5図は本発明のさらに別の実強例を示す
側[(〕r面1′】4、オ乙[4は従来の方法を示す側
[(〕「面図である。 /・・・・・光ファ・rバ一端子  !・・・・・11
1(折率分布型レンズ 3、/3・・・・・・光ファイバー  5・・・・・・
光源乙、+29・・・・・光線   7・・・・・レン
ズホルダ−ざ・・・・・・7ラング部  //・・・・
ファイバースリーブ22・・・・・・発光素子  、!
、?・・・・・・光路補iE用レンズ第3図 第4図 113− 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 屈折率が中心軸」−で最大で外周に向けて半径方向に放
    物状に減少するような屈折率分布をもつ透明円柱体から
    なる屈折率分布型レンズの長さを、×mに選び、前記レ
    ンズの一方の端面に光伝送ファイバーの端部を軸芯を合
    せて密接接続したことを特徴とする微小な受発光素子と
    の接続用光フアイバ一端子
JP15792982A 1982-09-10 1982-09-10 光ファイバ受発光端子 Granted JPS5948720A (ja)

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JPH0235961B2 JPH0235961B2 (ja) 1990-08-14

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