JP2000347048A - レンズ付き光ファイバ - Google Patents
レンズ付き光ファイバInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光源に対する反射光や戻り光による問題を解
消し、結合ロスを最小限に抑えたレンズ付き光ファイバ
を提供すること。 【解決手段】 端部にレンズが形成された光ファイバで
あって、前記レンズは、光ファイバ先端に向かうに従い
漸次接近する２つの傾斜平面と、これら傾斜平面に交わ
る先端面の３つの面で構成されており、前記先端面は光
ファイバの光軸に直交しないことと、前記先端面が曲面
であるときは該先端面と光ファイバの光軸に直交する平
面との角度が６〜１５°であることを特徴とするレンズ
付き光ファイバ。
消し、結合ロスを最小限に抑えたレンズ付き光ファイバ
を提供すること。 【解決手段】 端部にレンズが形成された光ファイバで
あって、前記レンズは、光ファイバ先端に向かうに従い
漸次接近する２つの傾斜平面と、これら傾斜平面に交わ
る先端面の３つの面で構成されており、前記先端面は光
ファイバの光軸に直交しないことと、前記先端面が曲面
であるときは該先端面と光ファイバの光軸に直交する平
面との角度が６〜１５°であることを特徴とするレンズ
付き光ファイバ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ付き光ファ
イバに関するものであり、詳しくは、端部にレンズが形
成された光ファイバであって、反射光や戻り光の問題が
なく、結合ロスが小さなレンズ付き光ファイバに関する
ものである。
イバに関するものであり、詳しくは、端部にレンズが形
成された光ファイバであって、反射光や戻り光の問題が
なく、結合ロスが小さなレンズ付き光ファイバに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】通信用の光ファイバにおいては、主にレ
ーザダイオード（以下、ＬＤと言う。）の光源に対して
低コストで光結合するため、ファイバ端部にレンズ（マ
イクロレンズ）を直接形成する技術が種々提案されてい
る。特に、シングルモード光ファイバにおいては、楕円
状に光を放射するＬＤ光源と円形断面になされたファイ
バのコアとの高い結合効率を実現するため、先端側が凡
そ先鋭に形成されたいわゆる楔形レンズが有効である。
ーザダイオード（以下、ＬＤと言う。）の光源に対して
低コストで光結合するため、ファイバ端部にレンズ（マ
イクロレンズ）を直接形成する技術が種々提案されてい
る。特に、シングルモード光ファイバにおいては、楕円
状に光を放射するＬＤ光源と円形断面になされたファイ
バのコアとの高い結合効率を実現するため、先端側が凡
そ先鋭に形成されたいわゆる楔形レンズが有効である。
【０００３】例えば、特開平８−５８６５号公報には、
ファイバ端部にダブルウェッジ形のレンズが形成された
光ファイバ・マイクロレンズが開示されている。前記ダ
ブルウェッジ形のレンズは、ファイバ先端に先鋭な稜線
を形成する一対の傾斜面と、これら傾斜面に傾斜方向に
連続し且つ光軸に対して前記の傾斜面よりも緩い角度で
設けられた一対の第２の傾斜面とを備えている。ダブル
ウェッジ形のレンズを形成したファイバでは偏平状に広
がるビームを効率よく結合することを企図している。
ファイバ端部にダブルウェッジ形のレンズが形成された
光ファイバ・マイクロレンズが開示されている。前記ダ
ブルウェッジ形のレンズは、ファイバ先端に先鋭な稜線
を形成する一対の傾斜面と、これら傾斜面に傾斜方向に
連続し且つ光軸に対して前記の傾斜面よりも緩い角度で
設けられた一対の第２の傾斜面とを備えている。ダブル
ウェッジ形のレンズを形成したファイバでは偏平状に広
がるビームを効率よく結合することを企図している。
【０００４】この公報に記載された光ファイバのレンズ
は、確かに、光源とコアの高い結合効率を達成すること
が予測される。しかしながら、ダブルウェッジ形のレン
ズは、ファイバ端部に砥石等を使用して４面の研削加工
を施す必要があるため、加工コストを低減し難いという
難点がある。
は、確かに、光源とコアの高い結合効率を達成すること
が予測される。しかしながら、ダブルウェッジ形のレン
ズは、ファイバ端部に砥石等を使用して４面の研削加工
を施す必要があるため、加工コストを低減し難いという
難点がある。
【０００５】また、このような加工上の問題に加えて、
従来のレンズ付き光ファイバには、反射光や戻り光に伴
う問題もある。例えば特開平１０−３０７２３０号公報
には、コア軸に対して対称な二つの傾平面とコア軸に対
して垂直な平面から構成される楔形状レンズを先端に有
する光ファイバが開示されているが、このようなレンズ
付き光ファイバを用いると、レーザ光源からの光は、一
部がレンズ付き光ファイバの先端で反射してレーザ光源
に戻ってしまう。このような反射光は、レーザ光源の安
定性を低下させる原因になる。反射光による安定性の低
下を回避するために、レンズ付き光ファイバの先端に無
反射コーティング（ＡＲコート）を施すことが一般に行
われているが、製造工程が増えてコストが高くなること
は避けられなかった。
従来のレンズ付き光ファイバには、反射光や戻り光に伴
う問題もある。例えば特開平１０−３０７２３０号公報
には、コア軸に対して対称な二つの傾平面とコア軸に対
して垂直な平面から構成される楔形状レンズを先端に有
する光ファイバが開示されているが、このようなレンズ
付き光ファイバを用いると、レーザ光源からの光は、一
部がレンズ付き光ファイバの先端で反射してレーザ光源
に戻ってしまう。このような反射光は、レーザ光源の安
定性を低下させる原因になる。反射光による安定性の低
下を回避するために、レンズ付き光ファイバの先端に無
反射コーティング（ＡＲコート）を施すことが一般に行
われているが、製造工程が増えてコストが高くなること
は避けられなかった。
【０００６】また、レンズ付き光ファイバをレーザ光源
に向かって進む光がファイバ先端で反射して、システム
を不安定にするという戻り光の問題も指摘されている。
例えば、ファイバーアンプの励起光源に向かって進む信
号光がファイバ先端で反射してアンプに戻るとノイズの
原因になってしまう。このため、このような反射光や戻
り光に伴う問題を解消することも求められている。
に向かって進む光がファイバ先端で反射して、システム
を不安定にするという戻り光の問題も指摘されている。
例えば、ファイバーアンプの励起光源に向かって進む信
号光がファイバ先端で反射してアンプに戻るとノイズの
原因になってしまう。このため、このような反射光や戻
り光に伴う問題を解消することも求められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの従
来技術の問題点を解決することを課題とした。すなわち
本発明は、光源に対する反射光や戻り光による問題を解
消した、レンズ付き光ファイバを開発することを解決す
べき課題とした。より具体的には、レーザダイオードな
どから偏平に放射される光を高い効率で結合できるレン
ズ付き光ファイバを提供することを解決すべき課題とし
た。
来技術の問題点を解決することを課題とした。すなわち
本発明は、光源に対する反射光や戻り光による問題を解
消した、レンズ付き光ファイバを開発することを解決す
べき課題とした。より具体的には、レーザダイオードな
どから偏平に放射される光を高い効率で結合できるレン
ズ付き光ファイバを提供することを解決すべき課題とし
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの課
題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、光ファイバ
先端に向かうに従い漸次接近する２つの傾斜平面に交わ
る先端面を、光ファイバの光軸に直交しないように形成
することによって、所期の効果を示す優れたレンズ付き
光ファイバを提供しうることを見出し、本発明に到達し
た。
題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、光ファイバ
先端に向かうに従い漸次接近する２つの傾斜平面に交わ
る先端面を、光ファイバの光軸に直交しないように形成
することによって、所期の効果を示す優れたレンズ付き
光ファイバを提供しうることを見出し、本発明に到達し
た。
【０００９】すなわち本発明は、端部にレンズが形成さ
れた光ファイバであって、前記レンズは、光ファイバ先
端に向かうに従い漸次接近する２つの傾斜平面と、これ
ら傾斜平面に交わる先端面の３つの面で構成されてお
り、前記先端面は光ファイバの光軸に直交しないこと
と、前記先端面が曲面であるときは該先端面と光ファイ
バの光軸に直交する平面との角度が６〜１５°であるこ
とを特徴とするレンズ付き光ファイバを提供するもので
ある。
れた光ファイバであって、前記レンズは、光ファイバ先
端に向かうに従い漸次接近する２つの傾斜平面と、これ
ら傾斜平面に交わる先端面の３つの面で構成されてお
り、前記先端面は光ファイバの光軸に直交しないこと
と、前記先端面が曲面であるときは該先端面と光ファイ
バの光軸に直交する平面との角度が６〜１５°であるこ
とを特徴とするレンズ付き光ファイバを提供するもので
ある。
【００１０】本発明のレンズ付き光ファイバの好ましい
態様として、先端面が平面である態様；先端面が曲面で
ある態様；一方の傾斜平面と光ファイバの光軸との角度
と、他方の傾斜平面と光ファイバの光軸との角度との差
が１０°以内である態様；２つの傾斜平面が交わる直線
と光ファイバの光軸との距離が１μｍ以下である態様；
一方の傾斜平面と先端面との交線と、他方の傾斜平面と
先端面との交線が平行である態様；一方の傾斜平面と先
端面との交線が、他方の傾斜平面と先端面との交線より
も先端方向に位置する態様；２つの傾斜平面で形成され
る稜線が存在する態様；２つの傾斜平面で形成される稜
線が存在しない態様；先端面の幅がファイバのモードフ
ィールド径よりも小さい態様；２つの傾斜平面と先端面
に無反射コーティングを有する態様；シングルモード光
ファイバとしての構成を有する態様を挙げることができ
る。
態様として、先端面が平面である態様；先端面が曲面で
ある態様；一方の傾斜平面と光ファイバの光軸との角度
と、他方の傾斜平面と光ファイバの光軸との角度との差
が１０°以内である態様；２つの傾斜平面が交わる直線
と光ファイバの光軸との距離が１μｍ以下である態様；
一方の傾斜平面と先端面との交線と、他方の傾斜平面と
先端面との交線が平行である態様；一方の傾斜平面と先
端面との交線が、他方の傾斜平面と先端面との交線より
も先端方向に位置する態様；２つの傾斜平面で形成され
る稜線が存在する態様；２つの傾斜平面で形成される稜
線が存在しない態様；先端面の幅がファイバのモードフ
ィールド径よりも小さい態様；２つの傾斜平面と先端面
に無反射コーティングを有する態様；シングルモード光
ファイバとしての構成を有する態様を挙げることができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下において、本発明のレンズ付
き光ファイバの詳細を図面を参照しながら説明する。図
１は、本発明に係るレンズ付き光ファイバのレンズ部分
における基本的な形状を拡大して示す斜視図であり、図
２は図１のレンズ付き光ファイバをＡ、ＢおよびＣ方向
から見た図である。図１に示すように光ファイバの先端
は、光ファイバ先端に向かうに従い漸次接近する２つの
傾斜平面（２ａ，２ｂ）と、これら傾斜平面に交わる先
端面（３）の３つの平面で構成されている。傾斜平面
（２ａ）と光軸（ｚ）との角度は、傾斜平面（２ｂ）と
光軸（ｚ）との角度に等しい。また、２つの傾斜平面
（２ａ，２ｂ）が交わる仮想交線は光軸（ｚ）と直交す
るように設計されている。先端面（３）と光軸（ｚ）と
直交する仮想平面との角度は１５°である。また、先端
面（３）と２つの傾斜平面（２ａ，２ｂ）の交線は、互
いに平行である。図１の光ファイバは、シングルモード
の光ファイバであり、断面形状が円形のコア（５）およ
びクラッド（６）から構成されている。
き光ファイバの詳細を図面を参照しながら説明する。図
１は、本発明に係るレンズ付き光ファイバのレンズ部分
における基本的な形状を拡大して示す斜視図であり、図
２は図１のレンズ付き光ファイバをＡ、ＢおよびＣ方向
から見た図である。図１に示すように光ファイバの先端
は、光ファイバ先端に向かうに従い漸次接近する２つの
傾斜平面（２ａ，２ｂ）と、これら傾斜平面に交わる先
端面（３）の３つの平面で構成されている。傾斜平面
（２ａ）と光軸（ｚ）との角度は、傾斜平面（２ｂ）と
光軸（ｚ）との角度に等しい。また、２つの傾斜平面
（２ａ，２ｂ）が交わる仮想交線は光軸（ｚ）と直交す
るように設計されている。先端面（３）と光軸（ｚ）と
直交する仮想平面との角度は１５°である。また、先端
面（３）と２つの傾斜平面（２ａ，２ｂ）の交線は、互
いに平行である。図１の光ファイバは、シングルモード
の光ファイバであり、断面形状が円形のコア（５）およ
びクラッド（６）から構成されている。
【００１２】本発明のレンズ付き光ファイバでは、傾斜
平面（２ａ，２ｂ）と光軸（ｚ）との角度は、１０〜８
０°であるのが好ましく、２０〜５０°であるのがより
好ましく、３０〜４０°であるのが特に好ましい。ま
た、図１および図２に示す実施態様では、傾斜平面（２
ａ）と光軸（ｚ）との角度は、傾斜平面（２ｂ）と光軸
（ｚ）との角度に等しいが、これらの角度は等しくなく
てもよい。両者の差は１°以上であってもよいが、１０
°以内が好ましく、７°以内であることがより好まし
い。傾斜平面（２ａ，２ｂ）と光軸（ｚ）との角度は、
結合すべき光源の大きさと先端面（３）の寸法に応じて
適宜設定することが好ましい。また、先端面（３）の傾
きと組み合わせて戻り光による問題が小さくなるように
設定することが望ましい。
平面（２ａ，２ｂ）と光軸（ｚ）との角度は、１０〜８
０°であるのが好ましく、２０〜５０°であるのがより
好ましく、３０〜４０°であるのが特に好ましい。ま
た、図１および図２に示す実施態様では、傾斜平面（２
ａ）と光軸（ｚ）との角度は、傾斜平面（２ｂ）と光軸
（ｚ）との角度に等しいが、これらの角度は等しくなく
てもよい。両者の差は１°以上であってもよいが、１０
°以内が好ましく、７°以内であることがより好まし
い。傾斜平面（２ａ，２ｂ）と光軸（ｚ）との角度は、
結合すべき光源の大きさと先端面（３）の寸法に応じて
適宜設定することが好ましい。また、先端面（３）の傾
きと組み合わせて戻り光による問題が小さくなるように
設定することが望ましい。
【００１３】本発明のレンズ付き光ファイバでは、光結
合効率を高くするために、２つの傾斜平面（２ａ，２
ｂ）が交わる仮想交線と光軸（ｚ）との距離（軸ずれ）
が小さいことが好ましい。仮想交線と光軸（ｚ）との距
離は、１μｍ以下であるのが好ましく、０．５μｍ以下
であるのがより好ましく、０．３μｍ以下であるのがさ
らにより好ましく、仮想交線と光軸（ｚ）とが交差する
ことが最も好ましい。
合効率を高くするために、２つの傾斜平面（２ａ，２
ｂ）が交わる仮想交線と光軸（ｚ）との距離（軸ずれ）
が小さいことが好ましい。仮想交線と光軸（ｚ）との距
離は、１μｍ以下であるのが好ましく、０．５μｍ以下
であるのがより好ましく、０．３μｍ以下であるのがさ
らにより好ましく、仮想交線と光軸（ｚ）とが交差する
ことが最も好ましい。
【００１４】本発明のレンズ付き光ファイバの先端面
（３）は、２つの傾斜平面（２ａ，２ｂ）および光ファ
イバの外周面と交差する平面であり、光軸（ｚ）が平面
内を貫くように形成する。先端面（３）と一方の傾斜平
面（２ａ）との交線と、先端面（３）と他方の傾斜平面
（２ｂ）との交線は互いに平行であってもよいし、平行
でなくてもよい。また、先端面（３）と光ファイバの外
周面とは図１に示すように２箇所で交差して２本の交線
を形成してもよいし、図３に示すように１箇所でのみ交
差して１本の交線を形成してもよい。本発明のレンズ付
き光ファイバが、シングルモードの光ファイバであると
きは、先端面（３）はコア断面の少なくとも一部を含む
ものでなければならない。
（３）は、２つの傾斜平面（２ａ，２ｂ）および光ファ
イバの外周面と交差する平面であり、光軸（ｚ）が平面
内を貫くように形成する。先端面（３）と一方の傾斜平
面（２ａ）との交線と、先端面（３）と他方の傾斜平面
（２ｂ）との交線は互いに平行であってもよいし、平行
でなくてもよい。また、先端面（３）と光ファイバの外
周面とは図１に示すように２箇所で交差して２本の交線
を形成してもよいし、図３に示すように１箇所でのみ交
差して１本の交線を形成してもよい。本発明のレンズ付
き光ファイバが、シングルモードの光ファイバであると
きは、先端面（３）はコア断面の少なくとも一部を含む
ものでなければならない。
【００１５】本発明のレンズ付き光ファイバは、先端面
（３）が光軸（ｚ）に直交しないことを特徴としてい
る。このような構成を採用することによって、レーザ光
源から放射されたレーサ光の一部が先端面で反射して
も、先端面が傾いているために反射光はレーザ光源に直
接戻らなくなる。このため、本発明のレンズ付き光ファ
イバを用いれば、レーザ光源の安定性が保たれる。した
がって、本発明によれば、レーザ光源の安定性を保つた
めに、ファイバ先端に無反射コーティング（ＡＲコー
ト）を施すことは必ずしも必要ではなくなる。このため
製造工程が簡略化され、製造コストも抑えることができ
る。ただし、本発明においても無反射コーティングを施
して、より確実に反射光による問題を解消してもよい。
（３）が光軸（ｚ）に直交しないことを特徴としてい
る。このような構成を採用することによって、レーザ光
源から放射されたレーサ光の一部が先端面で反射して
も、先端面が傾いているために反射光はレーザ光源に直
接戻らなくなる。このため、本発明のレンズ付き光ファ
イバを用いれば、レーザ光源の安定性が保たれる。した
がって、本発明によれば、レーザ光源の安定性を保つた
めに、ファイバ先端に無反射コーティング（ＡＲコー
ト）を施すことは必ずしも必要ではなくなる。このため
製造工程が簡略化され、製造コストも抑えることができ
る。ただし、本発明においても無反射コーティングを施
して、より確実に反射光による問題を解消してもよい。
【００１６】また、先端面（３）が光軸（ｚ）に直交し
ない構成を採用することによって、戻り光の問題にも対
応することができる。すなわち、光ファイバ光源に向か
って進む光がファイバ先端で反射しても、先端面が傾い
ているために反射光がそのままファイバ内を戻ることは
ない。このため、例えばファイバーアンプの励起光源に
向かって進む信号光がファイバ先端で反射してアンプに
戻りにくくなる。このため、ノイズの原因を大幅に減ら
し、ファイバーアンプなどのシステムの安定動作を確保
することが可能になる。
ない構成を採用することによって、戻り光の問題にも対
応することができる。すなわち、光ファイバ光源に向か
って進む光がファイバ先端で反射しても、先端面が傾い
ているために反射光がそのままファイバ内を戻ることは
ない。このため、例えばファイバーアンプの励起光源に
向かって進む信号光がファイバ先端で反射してアンプに
戻りにくくなる。このため、ノイズの原因を大幅に減ら
し、ファイバーアンプなどのシステムの安定動作を確保
することが可能になる。
【００１７】先端面（３）の傾きの大きさと方向は、上
記のレーザ光源から発せられたレーザ光の先端面での反
射の低減や、ファイバ内での戻り光の低減の作用を効果
的に発揮し得る様に設定するのが好ましい。即ち、レー
ザ反射光低減のためには、先端面（３）と光軸（ｚ）に
垂直な仮想平面との角度は４°以上が好ましく、６°以
上がより好ましく、８°以上がさらに好ましい。６°以
上であれば、少なくともファイバ端レーザ出力６０ｍＷ
程度までは電流−光出力特性の線形性が保たれ、全く問
題なく使用できる。同様に８°以上であれば、ファイバ
端レーザ出力１２０ｍＷ程度まで問題なく使用できる。
記のレーザ光源から発せられたレーザ光の先端面での反
射の低減や、ファイバ内での戻り光の低減の作用を効果
的に発揮し得る様に設定するのが好ましい。即ち、レー
ザ反射光低減のためには、先端面（３）と光軸（ｚ）に
垂直な仮想平面との角度は４°以上が好ましく、６°以
上がより好ましく、８°以上がさらに好ましい。６°以
上であれば、少なくともファイバ端レーザ出力６０ｍＷ
程度までは電流−光出力特性の線形性が保たれ、全く問
題なく使用できる。同様に８°以上であれば、ファイバ
端レーザ出力１２０ｍＷ程度まで問題なく使用できる。
【００１８】ファイバ内での戻り光低減のためには、先
端面（３）と光軸（ｚ）に垂直な仮想平面との角度が４
°以上なら戻り光反射損失−２５ｄＢ以下、６°以上な
ら戻り光反射損失−４０ｄＢ以下、８°以上なら戻り光
損失−５０ｄＢ以下が実現できるため、好ましい。この
ような関係を考慮して、先端面（３）と光軸（ｚ）に垂
直な仮想平面との角度を適宜調節して、ファイバ内での
戻り光を低減させることが好ましい。一方で、先端面
（３）と光軸（ｚ）に垂直な仮想平面との角度が大きす
ぎると、結合効率が悪化し、光出力が低下することがあ
る。当該角度は１５°以下が好ましく、１０°以下がよ
り好ましく、６°以下がさらに好ましい。
端面（３）と光軸（ｚ）に垂直な仮想平面との角度が４
°以上なら戻り光反射損失−２５ｄＢ以下、６°以上な
ら戻り光反射損失−４０ｄＢ以下、８°以上なら戻り光
損失−５０ｄＢ以下が実現できるため、好ましい。この
ような関係を考慮して、先端面（３）と光軸（ｚ）に垂
直な仮想平面との角度を適宜調節して、ファイバ内での
戻り光を低減させることが好ましい。一方で、先端面
（３）と光軸（ｚ）に垂直な仮想平面との角度が大きす
ぎると、結合効率が悪化し、光出力が低下することがあ
る。当該角度は１５°以下が好ましく、１０°以下がよ
り好ましく、６°以下がさらに好ましい。
【００１９】光軸（ｚ）に垂直な仮想平面に対して先端
面（３）が傾いている方向は、特に制限されない。先端
面（３）は、光軸（ｚ）に垂直な仮想平面を図１のｘ軸
を軸として回転させた平面であってもよいし、図１のｙ
軸を軸として回転させた平面であってもよい。また、ｘ
軸とｙ軸以外の軸を選択して回転させた平面であっても
よい。図１および図２に示す態様は、仮想平面をｘ軸を
軸として回転させた平面を先端面としている。このとき
先端面（３）と一方の傾斜平面（２ａ）との交線より
も、先端面（３）と他方の傾斜平面（２ｂ）との交線が
先端方向に位置しているが、このように２つの交線のい
ずれか一方がより先端方向に位置している態様が好まし
い。
面（３）が傾いている方向は、特に制限されない。先端
面（３）は、光軸（ｚ）に垂直な仮想平面を図１のｘ軸
を軸として回転させた平面であってもよいし、図１のｙ
軸を軸として回転させた平面であってもよい。また、ｘ
軸とｙ軸以外の軸を選択して回転させた平面であっても
よい。図１および図２に示す態様は、仮想平面をｘ軸を
軸として回転させた平面を先端面としている。このとき
先端面（３）と一方の傾斜平面（２ａ）との交線より
も、先端面（３）と他方の傾斜平面（２ｂ）との交線が
先端方向に位置しているが、このように２つの交線のい
ずれか一方がより先端方向に位置している態様が好まし
い。
【００２０】図３〜５は、仮想平面をｙ軸を軸として回
転させた平面を先端面とする態様を図示したものであ
る。図３および図４では、２つの傾斜平面（２ａ，２
ｂ）の交線が稜線としてレンズ付き光ファイバの構造に
現れている。一方、図５では、２つの傾斜平面（２ａ，
２ｂ）の交線はレンズ付き光ファイバの構造に現れてい
ない。
転させた平面を先端面とする態様を図示したものであ
る。図３および図４では、２つの傾斜平面（２ａ，２
ｂ）の交線が稜線としてレンズ付き光ファイバの構造に
現れている。一方、図５では、２つの傾斜平面（２ａ，
２ｂ）の交線はレンズ付き光ファイバの構造に現れてい
ない。
【００２１】図１〜５に示される実施態様は、いずれも
先端面が平面のみから構成されているが、先端面は曲面
であってもよい。ただし、先端面が曲面であるときは該
先端面と光ファイバの光軸に直交する平面との角度は６
〜１５°でなければならない。図６は、３〜７μｍ程度
の曲率半径でＲ加工された先端面（３）が２つの傾斜平
面（２ａ、２ｂ）に挟まれている凸型ファイバレンズの
断面図を示すものである。このとき曲面である先端面と
隣り合う傾斜平面との境界は２本とも直線である。この
ような曲面の面方向を論ずるときには、これらの２本の
境界線を含む平面の方向をもって曲面の面方向とする。
先端面が平面のみから構成されているが、先端面は曲面
であってもよい。ただし、先端面が曲面であるときは該
先端面と光ファイバの光軸に直交する平面との角度は６
〜１５°でなければならない。図６は、３〜７μｍ程度
の曲率半径でＲ加工された先端面（３）が２つの傾斜平
面（２ａ、２ｂ）に挟まれている凸型ファイバレンズの
断面図を示すものである。このとき曲面である先端面と
隣り合う傾斜平面との境界は２本とも直線である。この
ような曲面の面方向を論ずるときには、これらの２本の
境界線を含む平面の方向をもって曲面の面方向とする。
【００２２】本発明のレンズ付き光ファイバの製造方法
は特に制限されない。いずれの方法により製造されたレ
ンズ付き光ファイバであっても、特許請求の範囲に記載
される条件を満たすものである限り本発明の範囲内に包
含される。本発明のレンズ付き光ファイバの好ましい製
造方法について、以下に説明する。
は特に制限されない。いずれの方法により製造されたレ
ンズ付き光ファイバであっても、特許請求の範囲に記載
される条件を満たすものである限り本発明の範囲内に包
含される。本発明のレンズ付き光ファイバの好ましい製
造方法について、以下に説明する。
【００２３】まず、光ファイバを劈開して、好ましくは
光軸に対して垂直な平面を形成する。その後、ホルダー
で固定したファイバ端部を砥石（グラインダー）の表面
に当接させて研削することにより、レンズ（１）を作製
する。図１の態様について具体的に説明すると、２つの
傾斜平面（２ａ，２ｂ）を、砥粒面に対して左右それぞ
れに所定の角度傾斜させて研削することによってまず形
成する。こうして、２つの傾斜平面（２ａ，２ｂ）の交
線からなる稜線を形成した後、形成した稜線ないし稜線
端部（頂部）を砥粒面に対して特定の角度で押し当てる
ことにより、本発明のレンズ付き光ファイバを作製する
ことができる。このとき、先端面（３）の傾斜度に対す
る許容誤差を比較的大きく設定することができるため、
加工に困難は伴わない。一方、図６のように先端面を曲
面に加工する場合は、光ファイバ端部と砥石等を相対的
に回動させつつ研削するなどの手段を用いることができ
る。なお、傾斜平面（２）や先端面（３）の加工方法と
しては、放電加工などの適宜の方法を採用し得る。
光軸に対して垂直な平面を形成する。その後、ホルダー
で固定したファイバ端部を砥石（グラインダー）の表面
に当接させて研削することにより、レンズ（１）を作製
する。図１の態様について具体的に説明すると、２つの
傾斜平面（２ａ，２ｂ）を、砥粒面に対して左右それぞ
れに所定の角度傾斜させて研削することによってまず形
成する。こうして、２つの傾斜平面（２ａ，２ｂ）の交
線からなる稜線を形成した後、形成した稜線ないし稜線
端部（頂部）を砥粒面に対して特定の角度で押し当てる
ことにより、本発明のレンズ付き光ファイバを作製する
ことができる。このとき、先端面（３）の傾斜度に対す
る許容誤差を比較的大きく設定することができるため、
加工に困難は伴わない。一方、図６のように先端面を曲
面に加工する場合は、光ファイバ端部と砥石等を相対的
に回動させつつ研削するなどの手段を用いることができ
る。なお、傾斜平面（２）や先端面（３）の加工方法と
しては、放電加工などの適宜の方法を採用し得る。
【００２４】図１のように先端面が平面であるレンズ
（１）は、最初に基準となる中心線を設定する１回の芯
出し操作と、３つの平面加工のみによって作製できるの
で、低コストで容易に高い加工精度を出すことができ
る。また、上記の製造方法によれば、最初の芯出し加工
によって、傾斜平面（２ａ，２ｂ）が交わる稜線となる
べき直線を画定することができるため、稜線と光軸
（ｚ）との間の軸ずれを簡単に０．３μｍ以下にするこ
とができる。このため、高い歩留まりで高結合効率を有
するレンズ付き光ファイバを容易に製造することができ
る。
（１）は、最初に基準となる中心線を設定する１回の芯
出し操作と、３つの平面加工のみによって作製できるの
で、低コストで容易に高い加工精度を出すことができ
る。また、上記の製造方法によれば、最初の芯出し加工
によって、傾斜平面（２ａ，２ｂ）が交わる稜線となる
べき直線を画定することができるため、稜線と光軸
（ｚ）との間の軸ずれを簡単に０．３μｍ以下にするこ
とができる。このため、高い歩留まりで高結合効率を有
するレンズ付き光ファイバを容易に製造することができ
る。
【００２５】
【実施例】以下に具体例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。以下の具体例に示す寸法、角度、加工工程
等は、本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更するこ
とができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具
体例に制限されるものではない。
に説明する。以下の具体例に示す寸法、角度、加工工程
等は、本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更するこ
とができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具
体例に制限されるものではない。
【００２６】（実施例１）図５に示すレンズ付き光ファ
イバを作製した。光軸（ｚ）と直交する仮想平面からｙ
軸を軸として８°回転させた平面を先端面（３）とし
た。先端面（３）のファイバ中心における幅は１．５〜
３．５μｍとした。傾斜平面（２ａ，２ｂ）と光軸
（ｚ）との角度は約５５゜であり、２つの傾斜平面（２
ａ，２ｂ）が交わる仮想交線は光軸（ｚ）と直交するよ
うに設計した。また、先端面（３）と２つの傾斜平面
（２ａ，２ｂ）の交線は、互いに平行とし、モードフィ
ールドパターンは直径約６μｍの円形とした。このレン
ズ付き光ファイバと約２μｍ×５μｍの大きさモードフ
ィールドを有するレーザ光源とを直接結合（ダイレクト
カップリング）したところ、８０％程度の結合効率を得
た。また、上記レーザ光源と上記ファイバとを適当な倍
率のレンズ系を通して結合させても同様な結果を得た。
イバを作製した。光軸（ｚ）と直交する仮想平面からｙ
軸を軸として８°回転させた平面を先端面（３）とし
た。先端面（３）のファイバ中心における幅は１．５〜
３．５μｍとした。傾斜平面（２ａ，２ｂ）と光軸
（ｚ）との角度は約５５゜であり、２つの傾斜平面（２
ａ，２ｂ）が交わる仮想交線は光軸（ｚ）と直交するよ
うに設計した。また、先端面（３）と２つの傾斜平面
（２ａ，２ｂ）の交線は、互いに平行とし、モードフィ
ールドパターンは直径約６μｍの円形とした。このレン
ズ付き光ファイバと約２μｍ×５μｍの大きさモードフ
ィールドを有するレーザ光源とを直接結合（ダイレクト
カップリング）したところ、８０％程度の結合効率を得
た。また、上記レーザ光源と上記ファイバとを適当な倍
率のレンズ系を通して結合させても同様な結果を得た。
【００２７】（実施例２）実施例１の先端面に曲率半径
６μｍのＲ加工を施した光ファイバを作製した。実施例
１と同様にして結合効率を測定したところ７５％程度で
あった。また、この光ファイバとレーザ光源を適当な倍
率のレンズ系を通して結合させても同様な結果を得た。
６μｍのＲ加工を施した光ファイバを作製した。実施例
１と同様にして結合効率を測定したところ７５％程度で
あった。また、この光ファイバとレーザ光源を適当な倍
率のレンズ系を通して結合させても同様な結果を得た。
【００２８】
【発明の効果】本発明のレンズ付き光ファイバは、先端
面が傾斜しているために光源に対する反射光や戻り光に
よる問題を大幅に軽減することができる。また、本発明
のレンズ付き光ファイバは高精度加工することができる
ため、光源の光に対する高い結合効率を確保することが
できる。
面が傾斜しているために光源に対する反射光や戻り光に
よる問題を大幅に軽減することができる。また、本発明
のレンズ付き光ファイバは高精度加工することができる
ため、光源の光に対する高い結合効率を確保することが
できる。
【図１】 本発明のレンズ付き光ファイバの一実施態様
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】 図１のレンズ付き光ファイバをＡ、Ｂおよび
Ｃ方向から見た図である。
Ｃ方向から見た図である。
【図３】 本発明のレンズ付き光ファイバの別の実施態
様を示す斜視図である。
様を示す斜視図である。
【図４】 図３のレンズ付き光ファイバをＤ、Ｅおよび
Ｆ方向から見た図である。
Ｆ方向から見た図である。
【図５】 本発明のレンズ付き光ファイバのさらに別の
実施態様を示す斜視図である。
実施態様を示す斜視図である。
【図６】 本発明のレンズ付き光ファイバのさらに別の
実施態様を示す断面図である。
実施態様を示す断面図である。
１： レンズ ２ａ： 傾斜平面 ２ｂ： 傾斜平面 ３： 先端面 ４： 光ファイバ ５： コア ６： クラッド ｘ： ｘ軸 ｙ： ｙ軸 ｚ： 光軸
Claims (12)
- 【請求項１】 端部にレンズが形成された光ファイバで
あって、前記レンズは、光ファイバ先端に向かうに従い
漸次接近する２つの傾斜平面と、これら傾斜平面に交わ
る先端面の３つの面で構成されており、前記先端面は光
ファイバの光軸に直交しないことと、前記先端面が曲面
であるときは該先端面と光ファイバの光軸に直交する平
面との角度が６〜１５°であることを特徴とするレンズ
付き光ファイバ。 - 【請求項２】 前記先端面が平面であることを特徴とす
る請求項１に記載のレンズ付き光ファイバ。 - 【請求項３】 前記先端面が曲面であることを特徴とす
る請求項１に記載のレンズ付き光ファイバ。 - 【請求項４】 一方の傾斜平面と光ファイバの光軸との
角度と、他方の傾斜平面と光ファイバの光軸との角度と
の差が１０°以内であることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載のレンズ付き光ファイバ。 - 【請求項５】 ２つの傾斜平面が交わる直線と光ファイ
バの光軸との距離が１μｍ以下であることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載のレンズ付き光ファイ
バ。 - 【請求項６】 一方の傾斜平面と先端面との交線と、他
方の傾斜平面と先端面との交線が平行であることを特徴
とする請求項１〜５のいずれかに記載のレンズ付き光フ
ァイバ。 - 【請求項７】 一方の傾斜平面と先端面との交線が、他
方の傾斜平面と先端面との交線よりも先端方向に位置す
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のレ
ンズ付き光ファイバ。 - 【請求項８】 ２つの傾斜平面で形成される稜線が存在
することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の
レンズ付き光ファイバ。 - 【請求項９】 ２つの傾斜平面で形成される稜線が存在
しないことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
のレンズ付き光ファイバ。 - 【請求項１０】 先端面の幅がファイバのモードフィー
ルド径よりも小さいことを特徴とする請求項１〜９のい
ずれかに記載のレンズ付き光ファイバ。 - 【請求項１１】 ２つの傾斜平面と先端面に無反射コー
ティングを有することを特徴とする請求項１〜１０のい
ずれかに記載のレンズ付き光ファイバ。 - 【請求項１２】 シングルモード光ファイバであること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のレンズ
付き光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11285392A JP2000347048A (ja) | 1999-03-30 | 1999-10-06 | レンズ付き光ファイバ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-89566 | 1999-03-30 | ||
| JP8956699 | 1999-03-30 | ||
| JP11285392A JP2000347048A (ja) | 1999-03-30 | 1999-10-06 | レンズ付き光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000347048A true JP2000347048A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=26430986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11285392A Pending JP2000347048A (ja) | 1999-03-30 | 1999-10-06 | レンズ付き光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000347048A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030086153A (ko) * | 2002-05-03 | 2003-11-07 | (주) 포코 | 광섬유 결합부 가공방법 및 상기 방법으로 제조되는 광섬유 |
| JP2009061525A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Jtekt Corp | 硬脆材料の研削方法、光ファイバアレイの製造方法、及び硬脆材料の加工装置 |
-
1999
- 1999-10-06 JP JP11285392A patent/JP2000347048A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030086153A (ko) * | 2002-05-03 | 2003-11-07 | (주) 포코 | 광섬유 결합부 가공방법 및 상기 방법으로 제조되는 광섬유 |
| JP2009061525A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Jtekt Corp | 硬脆材料の研削方法、光ファイバアレイの製造方法、及び硬脆材料の加工装置 |
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