JPS61107206A - 光結合器 - Google Patents
光結合器Info
- Publication number
- JPS61107206A JPS61107206A JP22881784A JP22881784A JPS61107206A JP S61107206 A JPS61107206 A JP S61107206A JP 22881784 A JP22881784 A JP 22881784A JP 22881784 A JP22881784 A JP 22881784A JP S61107206 A JPS61107206 A JP S61107206A
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- JP
- Japan
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- refractive index
- lens
- light source
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- optical
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- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 7
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Landscapes
- Lenses (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は発光ダイオード、半導体レーザ等の発光素子か
らの光を光伝送７アイパに効率良く入射させるための光
結合器に関するものである。
らの光を光伝送７アイパに効率良く入射させるための光
結合器に関するものである。
上記のような光源からの拡散光束を光結合器を介して光
伝送ファイバのコア内に効率良く伝送す 。
伝送ファイバのコア内に効率良く伝送す 。
るためには、軸上入射光ばかりでなく組み立て誤差等に
起因する軸外入射光も洩れなくファイバコア内に入射す
るように、結合器を構成するレンズの軸上収差および軸
外収差を十分に補正しておく必要がある。
起因する軸外入射光も洩れなくファイバコア内に入射す
るように、結合器を構成するレンズの軸上収差および軸
外収差を十分に補正しておく必要がある。
また結合器は小型軽量であることや安価であることが要
求される。従来この種の光結合器としては両端面が平行
平面でレンズ長が光線の蛇行周期の／／ＩＩの自己集束
型レンズを用いたものが知られている。
求される。従来この種の光結合器としては両端面が平行
平面でレンズ長が光線の蛇行周期の／／ＩＩの自己集束
型レンズを用いたものが知られている。
しかしながら、上記のような両端面が平行平面の自己集
束型レンズの場合は、一般的に軸上収差は補正できても
軸外収差、特にコマ収差が大きいために、例えば光源が
レンズ光軸からずれた時に、光源から出射した光線が１
点に集光しなくなってしまう。又、自己集束型レンズの
片端面、あるいは両端面を球面に研磨したものも知られ
てし・るが、この場合は研磨に工数を要し、高価になる
という欠点がある。
束型レンズの場合は、一般的に軸上収差は補正できても
軸外収差、特にコマ収差が大きいために、例えば光源が
レンズ光軸からずれた時に、光源から出射した光線が１
点に集光しなくなってしまう。又、自己集束型レンズの
片端面、あるいは両端面を球面に研磨したものも知られ
てし・るが、この場合は研磨に工数を要し、高価になる
という欠点がある。
上記の従来技術の問題点を解決する本発明の結合器は、
光軸からｒの距離における屈折率ｎ（ｒ）が ｎ２（ｒ）−ｎｏ” （／−（ｇｒ）２＋ｈ４（ｇｒ）
’＋ｈ６（ｇｒ）６＋−−−）で表わされる透明円柱体
から成り、 （２） Ｃ２＝ ０ （３１０＜１１・Ｓｆ＜０．４（の範囲で２．６９ ｌ
Ｉ ５ｆ−ＬＯ＜ｍ＜、０．！； １１ｓｆ−／、７（
４） ０．１１＜ｌ ｌ Ｓｆ＜０．６５の範囲で２
、≦９１ＩＳｆ−ＬＯ＜ｍ＜八４７１．１５ｆ−２，／
４ざ（５） ０．６３く１１ｓｆの範囲で／、／
！； １１ｓｆ−２，９ワ７６くｍく／、６７１１Ｓｆ
−２，／６１＋６） −４’＜ｍ＜−／ の条件を満足するレンズで構成される。
光軸からｒの距離における屈折率ｎ（ｒ）が ｎ２（ｒ）−ｎｏ” （／−（ｇｒ）２＋ｈ４（ｇｒ）
’＋ｈ６（ｇｒ）６＋−−−）で表わされる透明円柱体
から成り、 （２） Ｃ２＝ ０ （３１０＜１１・Ｓｆ＜０．４（の範囲で２．６９ ｌ
Ｉ ５ｆ−ＬＯ＜ｍ＜、０．！； １１ｓｆ−／、７（
４） ０．１１＜ｌ ｌ Ｓｆ＜０．６５の範囲で２
、≦９１ＩＳｆ−ＬＯ＜ｍ＜八４７１．１５ｆ−２，／
４ざ（５） ０．６３く１１ｓｆの範囲で／、／
！； １１ｓｆ−２，９ワ７６くｍく／、６７１１Ｓｆ
−２，／６１＋６） −４’＜ｍ＜−／ の条件を満足するレンズで構成される。
ただしＣ１＋０２は入射端面、出射端面の曲率、ＪＬは
光源側バック７オーカス、Ｓｆ−ｇｌｏ、３ 、ｍは近
軸横倍率、ｎｏは中心軸上屈折率、ｇｒｈ４＋ｈ６は分
布定数、前記（１）〜（６）の条件のうち、条件（ｘＪ
（２）はレンズの両端面が平面であることを示し、こ
のように本発明の結合器レンズは両面が平面であるため
研磨加工が極めて容易である。条件（３）〜（５）は正
弦条件不満足量の絶対値が１％以下の範囲を示している
０ｍが条件（３）〜（５）の範囲より大きいときは正弦
条件不満足量は１％以上になり、小さいときは正弦条件
不満足量は−１％以下になることを示して −
いる。条件（６）の下限は条件（３）〜（５）で決まり
、上限は光ファイバーとの結合に用いられるレンズの通
常の倍率で決まっている。
光源側バック７オーカス、Ｓｆ−ｇｌｏ、３ 、ｍは近
軸横倍率、ｎｏは中心軸上屈折率、ｇｒｈ４＋ｈ６は分
布定数、前記（１）〜（６）の条件のうち、条件（ｘＪ
（２）はレンズの両端面が平面であることを示し、こ
のように本発明の結合器レンズは両面が平面であるため
研磨加工が極めて容易である。条件（３）〜（５）は正
弦条件不満足量の絶対値が１％以下の範囲を示している
０ｍが条件（３）〜（５）の範囲より大きいときは正弦
条件不満足量は１％以上になり、小さいときは正弦条件
不満足量は−１％以下になることを示して −
いる。条件（６）の下限は条件（３）〜（５）で決まり
、上限は光ファイバーとの結合に用いられるレンズの通
常の倍率で決まっている。
本発明に係る光源、光フアイバ結合器は実施例から明ら
かなように球面収差、コマ収差が非常に小さぐ、光７ア
イパに対して光源光を非常に効率良く入射させることが
できる。また収差、特にコ、マ収差が小さいために組立
て誤差等に起因して光源がレンズ光軸から多少ずれてい
ても波光損失が小さく、このため軸合せの許容誤差範囲
が相対的に拡大するので部品の組み立て作業もそれだけ
容易化する。
かなように球面収差、コマ収差が非常に小さぐ、光７ア
イパに対して光源光を非常に効率良く入射させることが
できる。また収差、特にコ、マ収差が小さいために組立
て誤差等に起因して光源がレンズ光軸から多少ずれてい
ても波光損失が小さく、このため軸合せの許容誤差範囲
が相対的に拡大するので部品の組み立て作業もそれだけ
容易化する。
さらに本願発明に係るレンズは両端面が平面であるので
多量のレンズをまとめて平面研磨することができ、研磨
加工も容易で安価に量産することができる。
多量のレンズをまとめて平面研磨することができ、研磨
加工も容易で安価に量産することができる。
第１図において発光ダイオード、半導体レーザ等の光源
ｌから拡散比ｑ・１シた光線は自己集束型レンズ２に入
射し集光されて光伝送ファイバ３に入射する。ここでレ
ンズ２は中心軸上の屈折率ｎ□が最大で中心軸から半径
方向にｒの距離における屈折率ｎ（ｒ）が ｎ２（ｒ）、ｎ０２（／＝（ｇｒ）２＋ｂ４（ｇｒ）’
＋ｈ６（ｇｒ）６十ｈａ（ｇｒ）８）で表わされる屈折
率分布をもつ透明の円柱体から成り、レンズコの両端面
は光軸に垂直な平行平面である。
ｌから拡散比ｑ・１シた光線は自己集束型レンズ２に入
射し集光されて光伝送ファイバ３に入射する。ここでレ
ンズ２は中心軸上の屈折率ｎ□が最大で中心軸から半径
方向にｒの距離における屈折率ｎ（ｒ）が ｎ２（ｒ）、ｎ０２（／＝（ｇｒ）２＋ｂ４（ｇｒ）’
＋ｈ６（ｇｒ）６十ｈａ（ｇｒ）８）で表わされる屈折
率分布をもつ透明の円柱体から成り、レンズコの両端面
は光軸に垂直な平行平面である。
上記の光源、光フアイバ結合器において、１１を光源側
パック７オーカス、Ｓｆ−ｇｌｏ、３、ｍを近軸横倍率
として、Ｊｌ・Ｓｆおよびｍを第２図中の斜線の範囲内
から選ぶことにより、正弦条件の不満足量の絶対値を１
％以下とすることができる。
パック７オーカス、Ｓｆ−ｇｌｏ、３、ｍを近軸横倍率
として、Ｊｌ・Ｓｆおよびｍを第２図中の斜線の範囲内
から選ぶことにより、正弦条件の不満足量の絶対値を１
％以下とすることができる。
次に本発明の具体的数値例を示す。
実施例１
１１、−０．３’Ｉｆ、ｎ□−ムロ！； 、ｇ−０，３
ｒ ｈ４−ｃ＋、ｇｇ 。
ｒ ｈ４−ｃ＋、ｇｇ 。
ｈ６−０．／３．ｈＢ−−／、！；７７フイバ側バック
７オーカス１２−３Ｊ６１．レンズ長Ｚ−Ａ、３ｇ！；
、 ｍ −−２としたときのレンズの収差図を第３図
に示す。
７オーカス１２−３Ｊ６１．レンズ長Ｚ−Ａ、３ｇ！；
、 ｍ −−２としたときのレンズの収差図を第３図
に示す。
実施例２
１１−へ２０１．ｎ□−八乙ｊ １ｇ−（７−２ｒ ｈ
４−０．７２０＋ｈ６−−０．２９．ｈＢ−−八０３ １２−３．Ｉ’ｌ／ 、 Ｚ−９，２９９，ｍ−−／Ｊ
としたときのレンズの収差図を第弘図に示す。
４−０．７２０＋ｈ６−−０．２９．ｈＢ−−八０３ １２−３．Ｉ’ｌ／ 、 Ｚ−９，２９９，ｍ−−／Ｊ
としたときのレンズの収差図を第弘図に示す。
第１図は３本発明結合器の例を示す側面図、第２図は本
発明の結合器における１１・Ｓｆとｍの範囲を示すグラ
フ、ただし１１は光源側ノくツクフォーカス、ｇを分布
１ｆｆｌ＆とするときＳｆ＝ｇ／（７，Ｊ 、ｍＧま近
軸崩倍率、第３図、第１図Ｃは本発明の実施例／、実施
例λに対する球面収差（実線）と正弦条ｆ牛不満足量（
破線）を表わすり゛う７である。 ／、 光 源 ２ 自己集束型レンズ ３ ファイバ 第１図 を 第２図 １１・Ｓｆ 第３図 第４図
発明の結合器における１１・Ｓｆとｍの範囲を示すグラ
フ、ただし１１は光源側ノくツクフォーカス、ｇを分布
１ｆｆｌ＆とするときＳｆ＝ｇ／（７，Ｊ 、ｍＧま近
軸崩倍率、第３図、第１図Ｃは本発明の実施例／、実施
例λに対する球面収差（実線）と正弦条ｆ牛不満足量（
破線）を表わすり゛う７である。 ／、 光 源 ２ 自己集束型レンズ ３ ファイバ 第１図 を 第２図 １１・Ｓｆ 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光軸からｒの距離における屈折率ｎ（ｒ）がｎ＾２（ｒ
）＝ｎ＿０＾２〔１−（ｇｒ）＾２＋ｈ＿４（ｇｒ）＾
４＋ｈ＿６（ｇｒ）＾６＋・・・〕で表わされる透明円
柱体から成るレンズであって、以下の条件を備えている
ことを特徴とする光源、光、ファイバ結合器 （１）Ｃ＿１＝０ （２）Ｃ＿２＝０ （３）０≦ｌ＿１Ｓｆ≦０．４の範囲で ２．６９ｌ＿１Ｓｆ−４．０≦ｍ≦０．５ｌ＿１Ｓｆ−
１．７（４）０．４≦ｌ＿１Ｓｆ≦０．６５の範囲で２
．６９ｌ＿１Ｓｆ−４．０≦ｍ≦１．６７ｌ＿１Ｓｆ−
２．１６８（５）０．６５≦ｌ＿１Ｓｆの範囲で １．１５ｌ＿１Ｓｆ−２．９９７５≦ｍ≦１．６７ｌ＿
１Ｓｆ−２．１６８（６）−４≦ｍ≦−１ ただしＣ＿１、Ｃ＿２はそれぞれ入射端面および出射端
面の曲率、ｌ＿１は光源側バックフォーカス、Ｓｆ＝ｇ
／０．３、ｍは近軸横倍率、ｎ＿０は中心軸上屈折率、
ｇ、ｈ＿４、ｈ＿６は分布定数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59228817A JPH068928B2 (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 光結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59228817A JPH068928B2 (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 光結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61107206A true JPS61107206A (ja) | 1986-05-26 |
| JPH068928B2 JPH068928B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=16882319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59228817A Expired - Lifetime JPH068928B2 (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 光結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068928B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6078294A (en) * | 1996-03-01 | 2000-06-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Antenna device for vehicles |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS556354A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-17 | Agency Of Ind Science & Technol | Refractive index distribution type lens |
| JPS5859420A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-08 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 組合せレンズ |
| JPS58145909A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-08-31 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光源・光フアイバ結合用レンズ機構 |
-
1984
- 1984-10-30 JP JP59228817A patent/JPH068928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS556354A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-17 | Agency Of Ind Science & Technol | Refractive index distribution type lens |
| JPS5859420A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-08 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 組合せレンズ |
| JPS58145909A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-08-31 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光源・光フアイバ結合用レンズ機構 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6078294A (en) * | 1996-03-01 | 2000-06-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Antenna device for vehicles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH068928B2 (ja) | 1994-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |