CN110383113A - 光学部件及光学部件的制造方法 - Google Patents

光学部件及光学部件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110383113A
CN110383113A CN201880016158.4A CN201880016158A CN110383113A CN 110383113 A CN110383113 A CN 110383113A CN 201880016158 A CN201880016158 A CN 201880016158A CN 110383113 A CN110383113 A CN 110383113A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical component
lens
light
mentioned
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880016158.4A
Other languages
English (en)
Inventor
佐藤史郎
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Publication of CN110383113A publication Critical patent/CN110383113A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00317—Production of lenses with markings or patterns
    • B29D11/00326—Production of lenses with markings or patterns having particular surface properties, e.g. a micropattern
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00432—Auxiliary operations, e.g. machines for filling the moulds
    • B29D11/00442—Curing the lens material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

光学部件(10)包括：基板(11)；透镜(12)，其被形成在基板(11)的第1主表面(11a)上；以及旋涡形状(13)，其被形成于透镜(12)的表面。

Description

光学部件及光学部件的制造方法
技术领域
本发明涉及光学部件及其制造方法。
背景技术
近年来，通过互联网及云的普及，数据通信量正在急剧地增长。即使在临时保管数据或连接到互联网的数据中心内，也需要以高速交换大容量的数据。
虽然像数据中心内那样短距离(数十米～数百米)的传输中，也进行基于电信号的通信，但是从高速化这一点考虑，进行光通信是有利的。在短距离的光通信中，组合了VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER：垂直模腔表面发射激光器)等面发光型光源与多模光纤的、传输速度为数GHz～10GHz的系统已经被实现。
因为多模光纤与单模光纤相比，供光通过的纤芯被设计得较大，所以许多模式的光会在纤芯内传输，存在发生DMD(Differential Modal Dispersion：微分模态色散)的可能。如果产生DMD，则光波形会变得易劣化，因此有可能限制传输距离。
作为改善多模光纤的DMD的方法，已知有使用产生光学旋涡的涡旋相位板(VortexPhase Plate)的方法(例如专利文献1或2)。通常，从激光射出的光具有中心部的强度较高的基本高斯状的光强度分布，当使该光通过涡旋相位板时，可以变换为具有中心部分的强度为零或降低的环状的光强度分布的光。所谓涡旋相位板，例如是指在任意主表面形成有连续或阶梯状的螺旋形状(旋涡形状)的板状的光学部件。
如公知的那样，多模光纤根据制造方法有时纤芯的中心部分的折射率分布变得不稳定，这成为引起DMD的原因(例如专利文献1或2)。因此，使从激光器射出的光透射过涡旋相位板，变换为具有环状的光强度分布的光之后，入射到多模光纤。由此，因为不仅抑制了直接入射到多模光纤的纤芯的中心部分的光，而且会以所谓的高阶的传播模式为主体地在光纤内传播，所以能够抑制DMD的发生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-46312号公报
专利文献2:日本特开2016-91014号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在光源与多模光纤之间配置有涡旋相位板的情况下，因为应对齐光轴的光学部件会増加，所以会存在与不配置涡旋相位板的情况相比，光轴调整有可能变难。此外，在具有多个这些的组合的阵列型的光学系统中，其调整也有可能变得更困难。
本发明鉴于这样的状况而完成，其目的在于提供一种在会产生光学旋涡那样的光学系统中容易进行光轴调整的技术。
用于解决课题的手段
为了解决上述问题，本发明的一个方案的光学部件包括：基板；透镜，其被形成在透镜基板的第1主表面上；以及旋涡形状，其被形成于透镜的表面。
也可以是，进一步包括被配置在基板上的第1主表面的相反侧的第2主表面上的光学元件。
也可以是，光学元件为透镜、偏振器、波长板、相位板、棱镜、衍射光栅、滤光器、反射镜、半透半反镜、发光元件、以及受光元件中的至少一种。
也可以是，具备旋涡形状的多个透镜被阵列状地配置在基板的第1主表面上。
本发明的另一方案为上述光学部件的制造方法。该方法包括向形成有具备旋涡形状的透镜的翻转形状的模具滴加光固化性树脂的工序、将基板与模具粘合，并展开光固化性树脂的工序、对光固化性树脂照射光而使其固化的工序、以及对模具进行脱模并取出该光学部件的工序。
本发明的又一方案也为上述光学部件的制造方法。该方法包括在对搭载了形成有具备旋涡形状的透镜的翻转形状的模具的固定侧模具、以及可动侧模具进行合模后，向固定侧模具与可动侧模具之间的空间射出成型材料的工序、冷却成型材料而使其固化的工序、以及对固定侧模具和可动侧模具进行开模，并取出该光学部件的工序。
另外，将以上构成要素的任意组合、以及本发明的表述在方法、装置、系统等之间转换后的结果，作为本发明的方案也是有效的。
发明效果
根据本发明，能够提供一种技术，其在利用具备旋涡形状且产生光学旋涡的光学系统将激光等光源与多模光纤耦合的情况下，使它们的光轴调整变得容易。此外，能够削减构成光学系统的部件数量。
附图说明
图1的(a)及图1的(b)是用于说明本发明的实施方式的光学部件的图。
图2是使用了本发明的实施方式的光学部件的光模块的概略构成图。
图3的(a)及图3的(b)是用于说明入射到多模光纤的光的强度分布的图。
图4是表示在将光学元件组合于光学部件的实施方式的图。
图5是用于说明本发明的另一实施方式的光学部件的立体图。
图6是由机械加工制作的主模的概略立体图。
图7是由机械加工制作的主模的概略部分剖视图。
图8的(a)～图8的(e)是用于说明通过光刻制作的主模的制作工序的图。
图9的(a)～图9的(d)是用于说明复制模的制作工序的图。
图10的(a)～图10的(d)是用于说明通过2P成型制作的光学部件的制作工序的图。
图11的(a)～图11的(c)是用于说明通过射出成型制作的光学部件的制作工序的图。
图12的(a)～图12的(f)是本发明的第1实施例的光学部件的六面图。
图13的(a)～图13的(e)是图12的(a)～图12的(f)所示的光学部件的A－B部分放大图。
图14的(a)及图14的(b)是图12的(a)～图12的(f)所示的光学部件的A－B部分放大立体图。
图15的(a)～图15的(f)是本发明的第2实施例的光学部件的六面图。
图16的(a)～图16的(e)是图15的(a)～图15的(f)所示的光学部件的A－B部分放大图。
图17的(a)及图17的(b)是图15的(a)～图15的(f)所示的光学部件的A－B部分放大立体图。
图18的(a)～图18的(f)是本发明的第3实施例的光学部件的六面图。
图19的(a)～图19的(e)是图18的(a)～图18的(f)所示的光学部件的A－B部分放大图。
图20的(a)及图20的(b)是图18的(a)～图18的(f)所示的光学部件的A－B部分放大立体图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式的光学部件进行说明。该光学部件为包含旋涡形状的光学部件。对于各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、以及处理，标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。此外，实施方式并不对发明进行限定，仅为例示，并非实施方式所记述的一切特征及其组合都是发明的实质性内容。
图1的(a)及图1的(b)是用于说明本发明的实施方式的光学部件10的图。图1的(a)是光学部件10的立体图，图1的(b)是光学部件10的侧视图。如图1的(a)及图1的(b)所示，光学部件10中，在基板11上形成有透镜12。
基板11为具有第1主表面11a、以及第1主表面11a的相反侧的第2主表面11b的板状体。作为构成基板11的材料，例如能够使用树脂或玻璃。
透镜12被形成在基板11的第1主表面11a上。虽然图1的(a)及图1的(b)所示的透镜12为球面凸透镜，但是也能够设为球面凹透镜、非球面凸透镜、以及非球面凹透镜等。
在本实施方式的光学部件10中，在透镜12的表面上形成有旋涡形状13。以下，将在表面形成有旋涡形状的透镜称为“有旋透镜(vortex-on-lens)”。旋涡形状13为被围绕光轴而连续或阶梯状地形成的螺旋形状的光学元件，具有转换为沿光学旋涡的产生方向，即圆周方向具有相位差的光的功能。通过该旋涡形状13，入射光被转换为沿圆周方向具有相位差的光，从而得到具有环状的光强度分布的光。
如图1的(b)所示，旋涡形状13具有最大的阶梯差d。该阶梯差d为旋涡形状13的最高处与最低处之差。在将旋涡形状13中的一周内的阶梯差d的形状的重复次数(循环次数)、即充电次数记为mc，将使用波长记为λ时，相位差ΔΦ由ΔΦ＝2π×mc×Δn×d/λ来表示。Δn为构成旋涡形状的材料与周边的介质的、在使用波长λ处的折射率之差。作为旋涡形状13，能够根据应赋予的相位差而采用各种类型。例如，能够采用一周赋予2π相位差的形状(充电次数mc＝1，相位差ΔΦ＝2π)、连续360度地赋予相位差的值、以180度每隔2π赋予相位差的形状(mc＝2，ΔΦ＝2π×2)、以及以120度每隔2π赋予相位差的形状(mc＝3，ΔΦ＝2π×3)等。此外，在相位差ΔΦ为2π×m(m为整数)的情况下，会得到具有相对于中心轴而轴对称性最高的环状的光强度分布的光束。
关于透镜12与旋涡形状13，它们的光轴被配置为一致(如图2的(b)所示，将一致的光轴设为光学部件10的光轴Ax)。
图2是使用了本实施方式的光学部件10的光模块30的概略构成图。如图2所示，光模块30包括光源32、光学部件10、聚光透镜34、以及多模光纤36。图2表示从光源32射出的光经由光学部件10及聚光透镜34而入射到多模光纤36的芯36a的情况。
作为光源32，能够利用VCSEL等面发光激光器或其他端面发光型的激光二极管等。虽然光学部件10例如以未形成透镜的基板11的第2主表面11b为接受来自光源32的光的入射面的方式配置，但是不限于此。入射到光学部件10的光通过透镜12转换为平行光，并且通过具备预定的条件的旋涡形状13而转换为其波面螺旋状地旋转且具有环状的光强度分布的光。从光学部件10射出的具有环状的光强度分布的平行光由被配置为与光学部件10相对的聚光透镜34聚光，并入射到多模光纤36的纤芯36a。另外，图2仅为实施方式的一例，也能够通过其他的构成来实现同样的功能。例如也可以是，使形成有光学部件10的透镜12的第1主表面11a朝向光源32一侧，此外还可以是，交换光学部件10与聚光透镜34。
图3的(a)及图3的(b)是用于说明入射到多模光纤的光的强度分布的图。图3的(a)作为比较例，表示在图2所示的光模块30中，不配置光学部件10，而是配置单纯的准直透镜的情况下的、入射到多模光纤的光的强度分布。图3的(b)表示在使用本实施方式的光学部件10的情况下的、入射到多模光纤的光的强度分布。
对图3的(a)及图3的(b)进行比较，可知：通过使用本实施方式的光学部件10，能够使具有中心部分的强度降低的环状的强度分布的光入射到多模光纤36的纤芯36a。由此，因为入射到折射率可能不稳定的纤芯36a的中心部分的光会消失，所以能够抑制DMD的产生，结果，能够提高光模块30的光传输性能。
在光模块中，在将涡旋相位板与其他2个透镜(即准直透镜及聚光透镜)作为分体的部件来制作，并将它们组合使用的情况下，需要将涡旋相位板与其他透镜的光轴对齐并固定。然而，当然，当光学部件的数量增加时，光轴调整会变得困难。通过像本实施方式那样，在透镜12的表面形成旋涡形状13并将它们一体化，从而能够像与通常的一面透镜同样地处理光学部件10。即，因为只要使光学部件10与聚光透镜34这2个部件的光轴对齐即可，所以与进行涡旋相位板和其他2个透镜的光轴调整的情况相比，光轴调整会变得容易。这在处理多个阵列状的层叠的光学部件时，会变得更为有利。
也可以是。在本实施方式的光学部件10中，为了抑制反射损失，在光学部件外部的介质(例如空气)中露出的表面、即第1主表面11a(透镜12、以及旋涡形状13)及第2主表面11b上，也可以形成有防止反射层。防止反射层例如可以由电介质多层膜或具有数十～数百纳米的周期的微细构造、也可以由具有外部介质折射率与光学元件折射率的中间的折射率的匹配层等形成。
图4表示将光学元件40组合于光学部件10的实施方式。在本实施方式的光学部件10中，基板11的第2主表面11b被形成为平面状。因此，能够在第2主表面11b自由地配置其他光学元件40。被配置于第2主表面11b的光学元件40例如可以为透镜、偏振器、波长板、相位板、棱镜、衍射光栅、滤光器、反射镜、半透半反镜、发光元件、以及受光元件等。因为第2主表面11b为平面状，所以在将电极及金属布线形成在表面上之后能够安装发光元件及受光元件，在这一点上也是有利的。这样，通过将光学元件40配置于第2主表面11b，从而与将光学元件40与光学部件10彼此分开地配置的情况相比，能够实现光模块的省空间化。此外，因为将光学元件40直接固定在光学部件10上，所以也会存在如下这样的优点：光学元件40和光学部件10的光轴调整较为容易，并且也难以发生固定后的光轴偏移。
图5是用于说明本发明的另一实施方式的光学部件50的立体图。图5所示的光学部件50为将多个有旋透镜52阵列状地配置在基板51的第1主表面51a上而成的透镜阵列。
虽然在图2所示的实施方式中，说明了使光入射到1根多模光纤36的情况，但是在排列多个多模光纤36以进行空间复用的情况下，使用如图5所示的光学部件50、以及被排列而成的聚光透镜34(参照图2)的阵列。在该情况下，因为只要对光学部件50和聚光透镜34的阵列进行光轴调整即可，所以与对阵列状的旋涡形状和其他2个透镜阵列进行光轴调整的情况相比，能够极其容易地进行光轴调整。
接着，针对上述那样的光学部件的制造方法进行说明。在此，说明具有代表性的两种制造方法。
(1)2P(Photo Polymerization：光致聚合)成型
所谓2P成型，是指通过紫外线固化而进行的成型，为一种如下的成型方法：在具有被光学地设计的形状的模具(mold)中填充紫外线固化性树脂，并使其与作为基板的玻璃、丙烯酸等的板粘合，在对其照射紫外线而使树脂固化后，进行脱模，从而将模具的反转形状在基板上转印成型。在此，对使用玻璃基板作为基板，并以2P成型方法来形成光学部件50的情况进行说明，该光学部件50包括上述的被配置为阵列状的有旋透镜(ボルテックス·オン·レンズ)。
在制作用于使光学部件50成型的模具的方法中，存在通过机械加工在模具母材上制作的方法、以及利用光刻法制作在照片感光剂或光刻胶等感光体上的方法。
图6是由机械加工制作的主模60的概略立体图。图7是由机械加工制作的主模60的概略部分剖视图。在以机械加工来制作主模60的情况下，例如使用超精密纳米加工机的超精密切削工具来将有旋透镜的翻转形状63加工形成于模具母材，该模具母材由在不锈钢材料61的表面施加无电解镍-磷镀层62而成。
有旋透镜的主模采用透镜成型时的材料即紫外线固化性树脂的折射率1.6(波长850nm)，并基于将以20°的发射角来从面发光激光器(VCSEL)发出的光转换为平行光的规格来设计。具体而言，主模设为了如下的设计：以透镜高度(sag)＝0.033mm的轴对称的非球面形状为基座，并在作为该基座的非球面形状上，以0.25mm间隔配置16个附加了阶梯差d＝0.009mm的阶梯形状的有旋透镜。旋涡形状设为了如下这样的设计：会产生ΔΦ＝2π×6的相位差，以得到适于与多模光纤的光连接的轨道角动量的光学旋涡。
图8的(a)～图8的(e)是用于说明通过光刻制作的主模的制作工序的图。首先，如图8的(a)所示，在基板(例如硅晶片)80上涂布光刻胶81，接着，如图8的(b)所示，用激光直接描绘装置来对有旋透镜的形状进行曝光。接着，如图8的(c)所示，以显影液来进行显影，从而形成有旋透镜的形状82，如图8的(d)所示，根据以该光刻胶制作的有旋透镜的形状82，以镍镀层83来转印有旋透镜的翻转形状84。最后，如图8的(e)所示，进行脱模，得到主模(Ni电铸压模)85。
虽然也能够将像上述那样制作的主模用作2P成型用的模具，但是因为金属制的主模无法使紫外线透射，所以优选的是，从产生2P成型的基板为使紫外线透射的材质这一限制及防止处理时的破损等的观点出发，包含保护主模的效果，并在2P成型中，优选在玻璃基板上成型复制模，从而将其作为2P成型用的模具来使用。
用于制作复制模的紫外线固化性树脂无需与用于使本发明的光学部件成型的紫外线固化性树脂相同，使用重复转印性及形状(尺寸)稳定性优良(例如，固化收缩较少)的紫外线固化性树脂来作为复制模。
图9的(a)～图9的(d)是用于说明复制模的制作工序的图。首先，如图9的(a)所示，使用形成有有旋透镜的翻转形状(凹形状)的主模90，通过2P成型，在玻璃基板91上用紫外线固化性树脂92形成凸形状的复制模。图9的(b)表示完成后的凸形状的复制模93。接着，如图9的(c)所示，利用凸形状的复制模93，通过2P成型，在玻璃基板94上用紫外线固化性树脂95形成凹形状的复制模。图9的(d)表示完成后的凹形状的复制模96。
为了使紫外线固化性树脂固化后的脱模变得容易，优选对于主模90及复制模96实施脱模剂的涂敷。关于脱模剂，例如以氟系的涂敷剂将其稀释到0.1％，并以旋涂或浸涂进行涂布后，在60℃、90％RH左右的高温高湿环境中保持1小时以上，进行涂敷。
在上述实施例中，使用玻璃基板作为复制模的基座的基板、以及根据复制模制作的光学部件的基板。作为玻璃基板，在使用的波长(例如850nm)处为透明即可，也能够使用以钠钙玻璃或硼硅酸玻璃为代表的实质上不含碱金属元素的无碱玻璃。优选的是，为了改善与在玻璃表面形成旋涡形状的紫外线固化性树脂的粘接性(强度)，优选实施实施硅烷偶联剂的表面处理。关于表面处理，例如针对玻璃基板，预先通过UV臭氧清洗或电晕放电处理、等离子体处理等来实施表面活化处理，并在以旋涂来涂布稀释到0.1％的硅烷偶联剂(氨基硅烷)后，在120℃下进行10分钟的干燥。
图10的(a)～图10的(d)是用于说明通过2P成型制作的光学部件的制作工序的图。首先，如图10的(a)所示，准备出有旋透镜成型用的复制模96，并向该复制模96滴加紫外线固化性树脂100。关于紫外线固化性树脂100，是环氧系的紫外线固化性树脂，可以使用具有固化后的折射率为1.6(波长850nm)、光透射率90％的特性的树脂。
接着，如图10的(b)所示，将玻璃基板101与复制模96粘合，并使紫外线固化性树脂100展开到目标树脂展开区域为止。
接着，如图10的(c)所示，介由玻璃基板101来对紫外线固化性树脂100照射紫外线，从而使紫外线固化性树脂100固化。固化条件例如可以为波长360nm的紫外线、照射能量500J/cm2(例如，照射强度10mW/cm2的紫外线、照射时间50秒)。在紫外线固化性树脂100固化后，如图10的(d)所示，进行复制模96的脱模，得到光学部件50。
(2)射出成型
接着，针对射出成型进行说明。在此，也针对包括被配置为阵列状的有旋透镜的光学部件50的形成情况进行说明。
有旋透镜的模具(芯模)设计为，包括如下功能：将使用于光学部件50的成型的树脂的折射率1.52(波长850nm)，以20°的发射角来从面发光激光器(VCSEL)发出的光转换为平行光。具体而言，设计为：将透镜高度(sag)＝0.035mm的轴对称的非球面形状作为基座，并在作为该基座的非球面形状上，以0.25mm的间隔来配置16个附加了阶梯差d＝0.01mm的阶梯形状的有旋透镜。旋涡形状设计为使相位偏移6个周期，以得到适于与多模光纤的光连接的轨道角动量的光学旋涡。
组装于射出成型模具的有旋透镜的模具与上述2P成型的情况同样，可以由以机械加工来制作在模具母材上的方法形成，也可以由以光刻来制作成照片感光剂或光刻胶等感光体的方法形成。在为利用光刻制作的方法的情况下，将不锈钢材料衬于在图8的(a)～图8的(e)中说明的Ni电铸压模，从而制作组装于射出成型模具的模具。
图11的(a)～图11的(c)是用于说明通过射出成型制作的光学部件的制作工序的图。如图11的(a)所示，在固定侧模具110的模腔搭载有有旋透镜的模具111，以与固定侧模具110相对的方式配置可动侧模具112。
接着，如图11的(b)所示，在对固定侧模具110和可动侧模具112进行合模后，使用射出成型机附属的射出单元(未图示)，经由树脂注入口(浇道)113来向固定侧模具110与可动侧模具112之间的空间115射出成型材料(树脂)。成型材料例如可以为环烯烃聚合物。为了防止成型品的着色等，例如优选以100℃来实施4小时的预备加热，从而预先除去溶解的空气。
在对成型材料进行冷却而使其固化后，如图11的(c)所示，将可动侧模具112从固定侧模具110上拉开，进行开模。通过利用推出销114来将成型品从可动侧模具112推出，从而得到本实施方式的光学部件50。成型条件例如可以为：合模力15吨、模具温度＝100℃、树脂温度＝260℃、射出时间1.5秒、保压×时间＝10MPa×1秒、冷却时间10秒。
如以上说明的那样，本发明的实施方式的光学部件(透镜阵列)对从光源入射的光的方向及光强度分布进行控制。通过在透镜的表面形成旋涡形状并使其一体化，从而与它们为分体的部件的情况相比，易于进行光轴调整。该光学部件整体透明。
图12的(a)～图12的(f)为本发明的第1实施例的光学部件(透镜阵列)的六面图。该光学部件的尺寸(基板的尺寸)为纵1.00mm×横4.50mm×高度0.01mm。在该第1实施例中，多个透镜被配置为：旋涡形状的台阶(从透镜的顶点起沿半径方向延伸的线)与透镜的排列方向平行。图12的(a)是光学部件的后视图。图12的(b)是光学部件的俯视图。图12的(c)是光学部件的主视图。图12的(d)是光学部件的仰视图。图12的(e)是光学部件的左侧视图。图12的(f)是光学部件的右侧视图。
图13的(a)～图13的(e)是图12的(a)～图12的(f)所示的光学部件的A－B部分放大图。图13的(a)是光学部件的A－B部分放大俯视图。图13的(b)是光学部件的A－B部分放大左侧视图。图13的(c)是光学部件的A－B部分放大主视图。图13的(d)是光学部件的A－B部分放大右侧视图。图13的(e)是光学部件的A－B部分放大后视图。
图14的(a)及图14的(b)是图12的(a)～(f)所示的光学部件的A－B部分放大立体图。
图15的(a)～图15的(f)是本发明的第2实施例的光学部件(透镜阵列)的六面图。在该第2实施例中，多个透镜被配置为：旋涡形状的台阶(从透镜的顶点起沿半径方向延伸的线)相对于透镜的排列方向而倾斜45°。图15的(a)是光学部件的后视图。图15的(b)是光学部件的俯视图。图15的(c)是光学部件的主视图。图15的(d)是光学部件的仰视图。图15的(e)是光学部件的左侧视图。图15的(f)是光学部件的右侧视图。
图16的(a)～图16的(e)是图15的(a)～图15的(f)所示的光学部件的A－B部分放大图。图16的(a)是光学部件的A－B部分放大俯视图。图16的(b)是光学部件的A－B部分放大左侧视图。图16的(c)是光学部件的A－B部分放大主视图。图16的(d)是光学部件的A－B部分放大右侧视图。图16的(e)是光学部件的A－B部分放大后视图。
图17的(a)及图17的(b)是图15的(a)～图15的(f)所示的光学部件的A－B部分放大立体图。
图18的(a)～图18的(f)是本发明的第3实施例的光学部件(透镜阵列)的六面图。在该第3实施例中，多个透镜被配置为：旋涡形状的台阶(从透镜的顶点起沿半径方向延伸的线)与透镜的排列方向正交。图18的(a)是光学部件的后视图。图18的(b)是光学部件的俯视图。图18的(c)是光学部件的主视图。图18的(d)是光学部件的仰视图。图18的(e)是光学部件的左侧视图。图18的(f)是光学部件的右侧视图。
图19的(a)～图19的(e)是图18的(a)～图18的(f)所示的光学部件的A－B部分放大图。图19的(a)是光学部件的A－B部分放大俯视图。图19的(b)是光学部件的A－B部分放大左侧视图。图19的(c)是光学部件的A－B部分放大主视图。图19的(d)是光学部件的A－B部分放大右侧视图。图19的(e)是光学部件的A－B部分放大后视图。
图20的(a)及图20的(b)是图18的(a)～图18的(f)所示的光学部件的A－B部分放大立体图。
以上，基于实施方式，对本发明进行了说明。本领域技术人员应理解的是，本实施方式仅为例示，在它们的各构成要素及各处理过程的组合中能够存在各种变形例，并且那样的变形例也在本发明的范围之内。
标号说明
10、50光学部件、11、51、80基板、12透镜、13旋涡形状、30光模块、32光源、34聚光透镜、36多模光纤、40光学元件、52有旋透镜、60、85、90主模、61不锈钢材料、62无电解镍-磷镀层、63、84翻转形状、81光刻胶、82形状、83镍镀层、91、94、101玻璃基板、92、95、100紫外线固化性树脂、93、96复制模、110固定侧模具、111模具、112可动侧模具、113树脂注入口、114销、115空间。
[工业可利用性]
本发明能够利用于使用多模光纤的光通信。

Claims (6)

1.一种光学部件，其特征在于，包括：
基板，
透镜，其被形成在上述基板的第1主表面上，以及
旋涡形状，其被形成在上述透镜的表面。
2.如权利要求1所述的光学部件，其特征在于，
还包括光学元件，其被配置在上述基板中的上述第1主表面的相反侧的第2主表面上。
3.如权利要求2所述的光学部件，其特征在于，
上述光学元件为透镜、偏振器、波长板、相位板、棱镜、衍射光栅、滤光器、反射镜、半透半反镜、发光元件、以及受光元件中的至少一种。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的光学部件，其特征在于，
具备上述旋涡形状的多个上述透镜被阵列状地配置在上述基板的第1主表面上。
5.一种光学部件的制造方法，其是权利要求1所述的光学部件的制造方法，该制造方法的特征在于，包括：
向形成有具备上述旋涡形状的上述透镜的翻转形状的模具滴加光固化性树脂的工序，
将基板与上述模具粘合，并展开上述光固化性树脂的工序，
对上述光固化性树脂照射光而使其固化的工序，以及
对上述模具进行脱模并取出该光学部件的工序。
6.一种光学部件的制造方法，其是权利要求1所述的光学部件的制造方法，该制造方法的特征在于，包括：
在对搭载了形成有具备上述旋涡形状的上述透镜的翻转形状的模具的固定侧模具、以及可动侧模具进行合模后，向上述固定侧模具与上述可动侧模具之间的空间射出成型材料的工序，
冷却上述成型材料而使其固化的工序，以及
对上述固定侧模具和上述可动侧模具进行开模并取出该光学部件的工序。
CN201880016158.4A 2017-03-07 2018-02-28 光学部件及光学部件的制造方法 Pending CN110383113A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-042792 2017-03-07
JP2017042792 2017-03-07
PCT/JP2018/007560 WO2018163936A1 (ja) 2017-03-07 2018-02-28 光学部品および光学部品の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110383113A true CN110383113A (zh) 2019-10-25

Family

ID=63447669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880016158.4A Pending CN110383113A (zh) 2017-03-07 2018-02-28 光学部件及光学部件的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11041991B2 (zh)
EP (1) EP3594725A4 (zh)
JP (1) JPWO2018163936A1 (zh)
CN (1) CN110383113A (zh)
TW (1) TWI769222B (zh)
WO (1) WO2018163936A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112394427A (zh) * 2020-09-11 2021-02-23 禾橙科技股份有限公司 光学透镜、光学透镜成型模具及其制造方法
WO2024027363A1 (zh) * 2022-08-01 2024-02-08 华为技术有限公司 光无源模组、光模块以及通信设备

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11097974B2 (en) 2014-07-31 2021-08-24 Corning Incorporated Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods
CN108698922B (zh) 2016-01-12 2020-02-28 康宁股份有限公司 薄的热强化和化学强化的玻璃基制品
WO2019040818A2 (en) 2017-08-24 2019-02-28 Corning Incorporated GLASSES HAVING ENHANCED TEMPERATURE CAPABILITIES
KR102650926B1 (ko) * 2017-11-17 2024-03-27 인스티튜시오 카탈라나 드 르세르카 아이 에스투디스 아반카츠 직접 그래핀 전사 및 그래핀 기반 디바이스
CN116811379A (zh) 2019-08-06 2023-09-29 康宁股份有限公司 具有用于阻止裂纹的埋入式应力尖峰的玻璃层压体及其制造方法
CN110568621A (zh) * 2019-08-21 2019-12-13 河南科技大学 一种基于棱镜位相调制的艾里光束传输轨迹调控方法
US20220365293A1 (en) * 2019-11-06 2022-11-17 Mellanox Technologies Ltd. Integrated accurate molded lens on surface emitting/absorbing electro-optical device
TWI733585B (zh) * 2020-09-08 2021-07-11 禾橙科技股份有限公司 光學透鏡、光學透鏡成型模具及其製造方法
JP7180898B2 (ja) * 2020-09-28 2022-11-30 禾橙科技股▲分▼有限公司 光学レンズ、光学レンズ成形金型及びその製造方法
US20230107350A1 (en) * 2021-10-04 2023-04-06 Mellanox Technologies, Ltd. Self-aligned integrated lens on pillar

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6730459B2 (en) * 2000-07-27 2004-05-04 Seiko Epson Corporation Microlens array, method for fabricating the same and optical devices
CN1711487A (zh) * 2002-11-12 2005-12-21 安捷伦科技有限公司 光学透镜
US20080159695A1 (en) * 1998-09-22 2008-07-03 Digital Optics Corporation (Now Tessera North America, Inc.) Optical element and system using the same
CN101671354A (zh) * 2009-09-17 2010-03-17 深圳超多维光电子有限公司 一种脱模剂的制备方法
US20100329605A1 (en) * 2009-06-26 2010-12-30 Graham Luke optical subassembly for coupling light into an optical waveguide
CN102141690A (zh) * 2011-05-05 2011-08-03 西北工业大学 一种参数可调的螺旋相位板
CN102192988A (zh) * 2010-03-05 2011-09-21 北京同方光盘股份有限公司 微流控芯片的基片模具及其制造方法
CN102458807A (zh) * 2009-06-12 2012-05-16 柯尼卡美能达精密光学株式会社 晶片透镜的制造方法， 中间模具、光学部件、成型模具以及成型模具的制造方法
CN102574309A (zh) * 2009-08-31 2012-07-11 柯尼卡美能达精密光学株式会社 成型模、光学元件及成型模的制造方法
JP2013080900A (ja) * 2011-07-04 2013-05-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光モジュール
JP2016091014A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド マルチモード光ファイバへの単一モード光源の調整された発射

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6530697B1 (en) * 1998-09-22 2003-03-11 Digital Optics Corp. Multi-mode fiber coupler, system and associated methods
US6822794B2 (en) * 2000-12-15 2004-11-23 Agilent Technologies, Inc. Diffractive optical element for providing favorable multi-mode fiber launch and reflection management
KR100624454B1 (ko) * 2004-12-23 2006-09-18 삼성전기주식회사 하이브리드 렌즈 다이 및 하이브리드 렌즈 어레이
JP2008046312A (ja) 2006-08-14 2008-02-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 光モジュール
DE102011101899A1 (de) * 2011-05-18 2012-11-22 Carl Zeiss Ag Linse mit einem erweiterten Fokusbereich
PL220145B1 (pl) * 2013-03-11 2015-08-31 Inst Optyki Stosowanej Refrakcyjny element optyczny do atermalizacji termowizyjnych układów obrazujących
CN105572794B (zh) * 2016-03-08 2019-03-05 哈尔滨工程大学 一种三角芯涡旋场光纤及其制备方法
EP3572848A4 (en) * 2017-01-18 2020-10-07 Nippon Sheet Glass Company, Limited OPTICAL COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTICAL COMPONENT

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080159695A1 (en) * 1998-09-22 2008-07-03 Digital Optics Corporation (Now Tessera North America, Inc.) Optical element and system using the same
US6730459B2 (en) * 2000-07-27 2004-05-04 Seiko Epson Corporation Microlens array, method for fabricating the same and optical devices
CN1711487A (zh) * 2002-11-12 2005-12-21 安捷伦科技有限公司 光学透镜
CN102458807A (zh) * 2009-06-12 2012-05-16 柯尼卡美能达精密光学株式会社 晶片透镜的制造方法， 中间模具、光学部件、成型模具以及成型模具的制造方法
US20100329605A1 (en) * 2009-06-26 2010-12-30 Graham Luke optical subassembly for coupling light into an optical waveguide
CN102574309A (zh) * 2009-08-31 2012-07-11 柯尼卡美能达精密光学株式会社 成型模、光学元件及成型模的制造方法
CN101671354A (zh) * 2009-09-17 2010-03-17 深圳超多维光电子有限公司 一种脱模剂的制备方法
CN102192988A (zh) * 2010-03-05 2011-09-21 北京同方光盘股份有限公司 微流控芯片的基片模具及其制造方法
CN102141690A (zh) * 2011-05-05 2011-08-03 西北工业大学 一种参数可调的螺旋相位板
JP2013080900A (ja) * 2011-07-04 2013-05-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光モジュール
JP2016091014A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド マルチモード光ファイバへの単一モード光源の調整された発射

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112394427A (zh) * 2020-09-11 2021-02-23 禾橙科技股份有限公司 光学透镜、光学透镜成型模具及其制造方法
CN112394427B (zh) * 2020-09-11 2022-05-10 禾橙科技股份有限公司 光学透镜、光学透镜成型模具及其制造方法
WO2024027363A1 (zh) * 2022-08-01 2024-02-08 华为技术有限公司 光无源模组、光模块以及通信设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20190391337A1 (en) 2019-12-26
TW201833595A (zh) 2018-09-16
US11041991B2 (en) 2021-06-22
WO2018163936A1 (ja) 2018-09-13
EP3594725A1 (en) 2020-01-15
EP3594725A4 (en) 2020-12-16
TWI769222B (zh) 2022-07-01
JPWO2018163936A1 (ja) 2020-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110383113A (zh) 光学部件及光学部件的制造方法
JP6877853B2 (ja) ビーム偏向素子を有する光学部品、その製造方法及び当該部品に適したビーム偏向素子
TWI750206B (zh) 光學電路開關準直器
EP1284426B1 (en) Method of manufacturing optical waveguide device by use of a jig
US6671095B2 (en) Micro relief element and preparation thereof
JP4512267B2 (ja) 有用な面微細構造を含む眼鏡レンズおよびその製法
US9002157B2 (en) Method of manufacturing a three dimensional photonic device by two photon absorption polymerization
US20040050104A1 (en) Forming information transfer lens array
CN110178058A (zh) 光学部件及光学部件的制造方法
IT201800005891A1 (it) Procedimento per realizzare un dispositivo per accoppiamento adiabatico, dispositivo e sistema corrispondenti
Berglund et al. Additive manufacturing for the development of optical/photonic systems and components
Blachowicz et al. Optical elements from 3D printed polymers
JP2011059688A (ja) ディスク状光学レンズアレイ及びその製法（Ｄｉｓｋ−ｓｈａｐｅｄｏｐｔｉｃａｌｌｅｎｓａｒｒａｙａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｈｅｒｅｏｆ）
Niesler et al. 3D Printers for the Fabrication of Micro‐Optical Elements: Disruptive technology enables the way for unprecedented applications
Rossi et al. Wafer-scale micro-optics replication technology
KR100805674B1 (ko) 마이크로 광조형 장치 및 방법
CN110426761A (zh) 带有金属光阑的环烯烃共聚物微透镜阵列及其制备方法
CN108319033A (zh) 一种阵列式光纤准直器
Rudmann et al. Design and fabrication technologies for ultraviolet replicated micro-optics
TWM581703U (zh) 結構光投射系統
Göttert et al. Examples and potential applications of LIGA components in micro-optics
Schulze et al. Contactless embossing of microlenses: a new technology for manufacturing refractive microlenses
KR20030039642A (ko) 자외선 경화를 이용한 하이브리드 렌즈의 제조방법
Jain High accuracy precision microlens arrays: Precision glass molding offers maximum manufacturing reproducibility and design accuracy
Picard et al. Refractive microlens arrays made by contactless embossing

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination