JP2001517810A - レーザビームを光導波体へ入力結合するための光学システムおよびその製造方法 - Google Patents
レーザビームを光導波体へ入力結合するための光学システムおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、半導体レーザ放射器（１）から送出されたレーザビーム（５）を光導波体（３）へ入力結合するための光学システムに関する。この場合、半導体レーザ放射器（１）と光導波体（３）の間に集光レンズ（２）が配置されている。この集光レンズ（２）上に、半導体レーザ放射器（１）から送出されたレーザビーム（５）の一部分をマスクして除去するための絞りが取り付けられている。
Description
【０００１】 本発明は、半導体レーザ放射器から送出されたレーザビームを光導波体へ入力
結合するための光学システムないし光学系に関する。この場合、半導体レーザ放
射器と光導波体の間のビーム路中に集光レンズが配置されている。
結合するための光学システムないし光学系に関する。この場合、半導体レーザ放
射器と光導波体の間のビーム路中に集光レンズが配置されている。
【０００２】 光学的なメッセージ伝送の場合、たいていは強く発散したビーム束を送出する
半導体レーザ放射器からのビームを、たとえば光ファイバなどの光導波体へ入力
結合する必要がある。さらに、入力結合すべき出力を種々の伝送システムの要求
ならびに規格に整合させなければならない。
半導体レーザ放射器からのビームを、たとえば光ファイバなどの光導波体へ入力
結合する必要がある。さらに、入力結合すべき出力を種々の伝送システムの要求
ならびに規格に整合させなければならない。
【０００３】 メッセージ伝送技術のための周知のレーザモジュールの場合（たとえば DE 41 33 220 参照）、レーザ放射器に球面レンズ、両凸レンズまたは平凸レンズが後
置接続されており、これにより強く発散したビーム束が収束したビーム束に変形
される。所望のビーム出力を光導波体へ入力結合する目的で、これを３つのすべ
ての空間方向で調節しなければならない。したがってこのようなシステムのため
には、ｚ方向における煩雑な調節ゆえに著しく大きい組み立てコストが必要であ
る。しかもこのようなシステムの場合、機械的に不安定になることも多い。
置接続されており、これにより強く発散したビーム束が収束したビーム束に変形
される。所望のビーム出力を光導波体へ入力結合する目的で、これを３つのすべ
ての空間方向で調節しなければならない。したがってこのようなシステムのため
には、ｚ方向における煩雑な調節ゆえに著しく大きい組み立てコストが必要であ
る。しかもこのようなシステムの場合、機械的に不安定になることも多い。
【０００４】 冒頭で述べた形式の公知の光学システムに関するさらに別の欠点は、光導波体
に入力結合されなかったレーザビームが相応のコンポーネントから出てしまうの
を、付加的な技術手段を用いて回避しなければならないことである。
に入力結合されなかったレーザビームが相応のコンポーネントから出てしまうの
を、付加的な技術手段を用いて回避しなければならないことである。
【０００５】 本発明の課題は、冒頭で述べた形式の光学システムにおいて、光導波体の簡単
な調節を行えるようにすることである。その目的は、光導波体へ入力結合される
ビーム出力を簡単に変えることのできる光学システムを提供するためである。さ
らに、このような光学システムを製造するためのきわめて簡単な方法も提供でき
るようにする。
な調節を行えるようにすることである。その目的は、光導波体へ入力結合される
ビーム出力を簡単に変えることのできる光学システムを提供するためである。さ
らに、このような光学システムを製造するためのきわめて簡単な方法も提供でき
るようにする。
【０００６】 この課題は、請求項１の特徴部分に記載の構成により解決される。従属請求項
２〜６には有利な実施形態が示されている。また、請求項７には本発明による光
学システムの有利な使用法が示されている。さらに請求項８には、本発明による
光学システムを製造するための有利な方法が記載されている。
２〜６には有利な実施形態が示されている。また、請求項７には本発明による光
学システムの有利な使用法が示されている。さらに請求項８には、本発明による
光学システムを製造するための有利な方法が記載されている。
【０００７】 本発明によれば集光レンズ上に、半導体レーザ放射器から送出されたレーザビ
ームの一部分をマスクして除去するための絞り（たとえば孔絞りまたはゾーン絞
り）が取り付けられている。これにより集光レンズは、半導体レーザ放射器から
送出されたレーザビーム束のうち光導波体に入力結合すべき部分だけしか通過さ
せないようになる。
ームの一部分をマスクして除去するための絞り（たとえば孔絞りまたはゾーン絞
り）が取り付けられている。これにより集光レンズは、半導体レーザ放射器から
送出されたレーザビーム束のうち光導波体に入力結合すべき部分だけしか通過さ
せないようになる。
【０００８】 発散角度の大きいレーザビームをマスクして除去することにより、有利には集
光レンズの焦点の品質が改善される。本発明による光学システムの主要な利点は
殊に、半導体レーザ放射器から送出されたビーム束においていずれにせよ光導波
体に入力結合されない部分がマスクされて除去されることである。このことでレ
セプタクルコンポーネントは有利には、ピッグテイルコンポーネントと同じ目の
安全性をもつようになる。
光レンズの焦点の品質が改善される。本発明による光学システムの主要な利点は
殊に、半導体レーザ放射器から送出されたビーム束においていずれにせよ光導波
体に入力結合されない部分がマスクされて除去されることである。このことでレ
セプタクルコンポーネントは有利には、ピッグテイルコンポーネントと同じ目の
安全性をもつようになる。
【０００９】 有利には絞りは金属層から成り、そのような金属層は蒸着により集光レンズ表
面に簡単に取り付けられる。また、集光レンズをガラス、シリコン、あるいはレ
ーザビームの個々の波長に対し透過性をもつ他の半導体材料によって構成できる
。集光レンズが平凸レンズであると格別有利であり、この場合、平凸レンズの凸
面に絞りが設けられる。
面に簡単に取り付けられる。また、集光レンズをガラス、シリコン、あるいはレ
ーザビームの個々の波長に対し透過性をもつ他の半導体材料によって構成できる
。集光レンズが平凸レンズであると格別有利であり、この場合、平凸レンズの凸
面に絞りが設けられる。
【００１０】 絞りは有利には孔絞りないしはピンホールとして形成されており、レーザビー
ムにおいてその発散角度が光導波体の受光角よりも大きい部分をマスクして除去
する。発散角度を受光角の値よりも小さくなるよう変えることにより、光導波体
に入力結合されるビーム出力が変化し、このことは半導体レーザ放射器、集光レ
ンズ、光導波体から成るシステム全体の幾何学的配置を変えることなく行われる
。
ムにおいてその発散角度が光導波体の受光角よりも大きい部分をマスクして除去
する。発散角度を受光角の値よりも小さくなるよう変えることにより、光導波体
に入力結合されるビーム出力が変化し、このことは半導体レーザ放射器、集光レ
ンズ、光導波体から成るシステム全体の幾何学的配置を変えることなく行われる
。
【００１１】 絞りがゾーン絞りとして構成されているときには、強度の強い中央のビームが
マスクされて除去される。これにより入力結合された出力が低減され、レセプタ
クル構造形式における目の安全性が高められる。
マスクされて除去される。これにより入力結合された出力が低減され、レセプタ
クル構造形式における目の安全性が高められる。
【００１２】 本発明による光学システムは有利には、半導体レーザ放射器のレーザビーム束
をマルチモードファイバへ入力結合するために用いられ、その際、発散角度の大
きいレーザビームをマスクして除去することにより基本モードだけが励起される
。これにより、マルチモードファイバにおいてシングルモードファイバの伝送特
性がシミュレートされる。
をマルチモードファイバへ入力結合するために用いられ、その際、発散角度の大
きいレーザビームをマスクして除去することにより基本モードだけが励起される
。これにより、マルチモードファイバにおいてシングルモードファイバの伝送特
性がシミュレートされる。
【００１３】 複数の平凸集光レンズを製造する有利な方法によれば、まずはじめにＳｉディ
スクを形成し、フォト技術およびエッチングによって、このディスクの第１の主
表面に複数の凸形隆起部を設ける。ついで第１の主表面に金属層を被着し、その
後、やはりフォト技術およびエッチングによって、凸形隆起部にリング状の孔絞
りまたはディスク状のゾーン絞りが残るよう、上記の金属層を構造化する。次に
Ｓｉディスクを、たとえばその第２の主表面で接着シートに接着した後、たとえ
ば鋸または切断研磨器などを用いてばらばらにし、孔絞りの設けられた個別の平
凸集光レンズを形成する。
スクを形成し、フォト技術およびエッチングによって、このディスクの第１の主
表面に複数の凸形隆起部を設ける。ついで第１の主表面に金属層を被着し、その
後、やはりフォト技術およびエッチングによって、凸形隆起部にリング状の孔絞
りまたはディスク状のゾーン絞りが残るよう、上記の金属層を構造化する。次に
Ｓｉディスクを、たとえばその第２の主表面で接着シートに接着した後、たとえ
ば鋸または切断研磨器などを用いてばらばらにし、孔絞りの設けられた個別の平
凸集光レンズを形成する。
【００１４】 本発明による光学システムはもちろん、レーザビームを光ファイバへ入力結合
するための用途に限定されるものではない。利用可能なレーザビーム束の一部分
だけを光学装置へ入力結合させるいかなる装置においても使用することができる
。
するための用途に限定されるものではない。利用可能なレーザビーム束の一部分
だけを光学装置へ入力結合させるいかなる装置においても使用することができる
。
【００１５】 次に、図１〜図３を参照しながら、本発明による光学システムないし光学系お
よびその製造方法について２つの実施例に基づき説明する。
よびその製造方法について２つの実施例に基づき説明する。
【００１６】 図１は、第１の実施例をビーム路とともに示す側面図であり、図は第２の実施
例をビーム路とともに示す側面図であり、図３は、実施例による多数の光学シス
テムを製造する方法を示す図である。
例をビーム路とともに示す側面図であり、図３は、実施例による多数の光学シス
テムを製造する方法を示す図である。
【００１７】 図１の実施例によれば、球面または非球面のシリコン平凸レンズのかたちで集
光レンズ２が、半導体レーザ放射器１と光導波体３この事例では光ファイバとの
間に配置されている。平凸レンズ２には湾曲表面７上に孔絞りないしピンホール
４が設けられており、これは金属層６（たとえばアルミニウム）から成る。この
孔絞り４は、半導体レーザ放射器１から送出される強く発散したレーザビーム束
５の周縁領域をマスクしており、レーザビーム束５の中央領域だけをそのビーム
軸９の周囲で通過させ、それを収束したレーザビーム束８に変形する。レーザビ
ーム５のこの部分だけが、光ファイバ３へ入力結合される。
光レンズ２が、半導体レーザ放射器１と光導波体３この事例では光ファイバとの
間に配置されている。平凸レンズ２には湾曲表面７上に孔絞りないしピンホール
４が設けられており、これは金属層６（たとえばアルミニウム）から成る。この
孔絞り４は、半導体レーザ放射器１から送出される強く発散したレーザビーム束
５の周縁領域をマスクしており、レーザビーム束５の中央領域だけをそのビーム
軸９の周囲で通過させ、それを収束したレーザビーム束８に変形する。レーザビ
ーム５のこの部分だけが、光ファイバ３へ入力結合される。
【００１８】 孔絞りは、入力結合すべきビームの収束の角度（あるいは焦点通過後は再び発
散の角度）が光ファイバの受光角と等しくなるように、またはそれよりも小さく
なるように選定されている。このようにすることで孔絞り４により、いずれにせ
よ光ファイバ３に入力結合されないレーザビーム５の部分がマスクされて除去さ
れるようになる。
散の角度）が光ファイバの受光角と等しくなるように、またはそれよりも小さく
なるように選定されている。このようにすることで孔絞り４により、いずれにせ
よ光ファイバ３に入力結合されないレーザビーム５の部分がマスクされて除去さ
れるようになる。
【００１９】 図１による光学システムは、レーザビーム５を光導波体３として設けられたマ
ルチモードファイバへ入力結合するために利用できる。大きい発散角度をもつレ
ーザビームをマスクして除去することにより、基本モードだけが励起されるよう
になる。これにより、マルチモードファイバにおいてシングルモードファイバの
伝送特性がシミュレートされる。
ルチモードファイバへ入力結合するために利用できる。大きい発散角度をもつレ
ーザビームをマスクして除去することにより、基本モードだけが励起されるよう
になる。これにより、マルチモードファイバにおいてシングルモードファイバの
伝送特性がシミュレートされる。
【００２０】 図２の実施例は図１の実施例とは異なり、孔絞り４の代わりにディスク状のゾ
ーン絞り４′が設けられており、これもやはり金属層６′から成る。このゾーン
絞りにより、半導体レーザ放射器１から送出されるレーザビーム束５において強
度の強い中央ビームがマスクされて除去される。
ーン絞り４′が設けられており、これもやはり金属層６′から成る。このゾーン
絞りにより、半導体レーザ放射器１から送出されるレーザビーム束５において強
度の強い中央ビームがマスクされて除去される。
【００２１】 図３には、シリコンから成る多数の平凸集光レンズ２を製造する方法が示され
ており、この場合、凸面７に孔絞り４が取り付けられていて、この方法は以下の
ステップを有している。
ており、この場合、凸面７に孔絞り４が取り付けられていて、この方法は以下の
ステップを有している。
【００２２】 ａ）Ｓｉディスク１０を形成する。
【００２３】 ｂ）フォト技術ならびにエッチングにより、Ｓｉディスク１０の第１の主表面１
２に凸形の多数の隆起部を形成する。
２に凸形の多数の隆起部を形成する。
【００２４】 ｃ）金属層１３を第１の主表面１２全体に取り付ける。
【００２５】 ｄ）各凸形隆起部１１の上に孔絞りが残るよう、フォト技術およびエッチングに
より金属層１３の構造化を行う。
より金属層１３の構造化を行う。
【００２６】 ｅ）各凸形隆起部の間で分離線１４に沿ってＳｉディスクをばらばらにし、それ
ぞれ孔絞り４を有する個別の平凸集光レンズ２を形成する。
ぞれ孔絞り４を有する個別の平凸集光レンズ２を形成する。
【００２７】 ゾーン領域４′を有する多数の平凸集光レンズ２の製造は、たとえば同じよう
な方法に従って行われる。
な方法に従って行われる。
【図１】 第１の実施例をビーム路とともに示す側面図である。
【図２】 第２の実施例をビーム路とともに示す側面図である。
【図３】 実施例による多数の光学システムを製造する方法を示す図である。
１ 半導体レーザ放射器 ２ 集光レンズ ３ 光導波体 ４ 絞り ５ レーザビーム ６ 蒸着層 ７ 凸面 ８ 収束したビーム束 ９ ビーム軸 １０ 半導体ディスク １１ 凸形隆起部 １２ 主表面 １３ 金属層 １４ 分離線
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月１７日（２０００．３．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正内容】
【請求項８】 複数の平凸集光レンズを製造する方法において、 平凸集光レンズ（２）は半導体材料から成り、該平凸集光レンズの凸面（７）
に絞り（４）を設ける形式であって、 ａ）半導体ディスク（１０）を形成するステップと、 ｂ）フォト技術およびエッチングにより、該半導体ディスク（１０）の第１の主
表面（１２）に複数の凸形隆起部（１１）を形成するステップと、 ｃ）前記主表面（１２）全体に金属層（１３）を被着するステップと、 ｄ）フォト技術およびエッチングにより、各凸形隆起部（１１）に絞り（４）が
残るよう前記金属層（１３）を構造化するステップと、 ｅ）各凸形隆起部（１１）の間で半導体ディスク（１０）を分離して、絞り（４
）の設けられた個別の平凸集光レンズを形成するステップ、 を有することを特徴とする、 複数の平凸集光レンズを製造する方法。
に絞り（４）を設ける形式であって、 ａ）半導体ディスク（１０）を形成するステップと、 ｂ）フォト技術およびエッチングにより、該半導体ディスク（１０）の第１の主
表面（１２）に複数の凸形隆起部（１１）を形成するステップと、 ｃ）前記主表面（１２）全体に金属層（１３）を被着するステップと、 ｄ）フォト技術およびエッチングにより、各凸形隆起部（１１）に絞り（４）が
残るよう前記金属層（１３）を構造化するステップと、 ｅ）各凸形隆起部（１１）の間で半導体ディスク（１０）を分離して、絞り（４
）の設けられた個別の平凸集光レンズを形成するステップ、 を有することを特徴とする、 複数の平凸集光レンズを製造する方法。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月１７日（２０００．３．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念に記載の光学システムならびに該光学システム
において使用可能な複数の平凸集光レンズの製造方法に関する。
において使用可能な複数の平凸集光レンズの製造方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】 光学的なメッセージ伝送の場合、たいていは強く発散したビーム束を送出する
半導体レーザ放射器からのビームを、たとえば光ファイバなどの光導波体へ入力
結合する必要がある。さらに、入力結合すべき出力を種々の伝送システムの要求
ならびに規格に整合させなければならない。
半導体レーザ放射器からのビームを、たとえば光ファイバなどの光導波体へ入力
結合する必要がある。さらに、入力結合すべき出力を種々の伝送システムの要求
ならびに規格に整合させなければならない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】 メッセージ伝送技術のための周知のレーザモジュールの場合（たとえば DE 41
33 220 参照）、レーザ放射器に球面レンズ、両凸レンズまたは平凸レンズが後
置接続されており、これにより強く発散したビーム束が収束したビーム束に変形
される。所望のビーム出力を光導波体へ入力結合する目的で、これを３つのすべ
ての空間方向で調節しなければならない。したがってこのようなシステムのため
には、ｚ方向における煩雑な調節ゆえに著しく大きい組み立てコストが必要であ
る。しかもこのようなシステムの場合、機械的に不安定になることも多い。
33 220 参照）、レーザ放射器に球面レンズ、両凸レンズまたは平凸レンズが後
置接続されており、これにより強く発散したビーム束が収束したビーム束に変形
される。所望のビーム出力を光導波体へ入力結合する目的で、これを３つのすべ
ての空間方向で調節しなければならない。したがってこのようなシステムのため
には、ｚ方向における煩雑な調節ゆえに著しく大きい組み立てコストが必要であ
る。しかもこのようなシステムの場合、機械的に不安定になることも多い。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】 冒頭で述べた形式の公知の光学システムに関するさらに別の欠点は、光導波体
に入力結合されなかったレーザビームが相応のコンポーネントから出てしまうの
を、付加的な技術手段を用いて回避しなければならないことである。 最近の従来技術を示すヨーロッパ特許出願 EP 0 566 341 A1 には、レーザダ イオードを光ファイバと結合するためのプラグ装置について記載されている。こ
のプラグ装置は、ビーム路において入射側に配置された平凸レンズと、このレン
ズの後ろに配置された絞りディスクと、光出射側に設けられた光学結合素子を有
している。レンズ、絞りディスクおよび光学結合素子は、相互にアライメントす
る理由で１つの共通のスリーブ内に設けられていて、それらはその接触面で透過
性接着剤により接着されている。
に入力結合されなかったレーザビームが相応のコンポーネントから出てしまうの
を、付加的な技術手段を用いて回避しなければならないことである。 最近の従来技術を示すヨーロッパ特許出願 EP 0 566 341 A1 には、レーザダ イオードを光ファイバと結合するためのプラグ装置について記載されている。こ
のプラグ装置は、ビーム路において入射側に配置された平凸レンズと、このレン
ズの後ろに配置された絞りディスクと、光出射側に設けられた光学結合素子を有
している。レンズ、絞りディスクおよび光学結合素子は、相互にアライメントす
る理由で１つの共通のスリーブ内に設けられていて、それらはその接触面で透過
性接着剤により接着されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】 本発明の課題は、冒頭で述べた形式の光学システムにおいて、光学装置の簡単
な調節を行えるようにすることである。その目的は、光学装置（光導波体）へ入
力結合されるビーム出力を簡単に変えることのできる光学システムを提供するた
めである。さらに、このような光学システムを製造するためのきわめて簡単な方
法も提供できるようにする。
な調節を行えるようにすることである。その目的は、光学装置（光導波体）へ入
力結合されるビーム出力を簡単に変えることのできる光学システムを提供するた
めである。さらに、このような光学システムを製造するためのきわめて簡単な方
法も提供できるようにする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 この課題は、請求項１の特徴部分に記載の構成により解決される。従属請求項
２〜６には有利な実施形態が示されている。また、請求項７には本発明による光
学システムの有利な使用法が示されている。さらに請求項８には、本発明による
光学システムを製造するための有利な方法が記載されている。
２〜６には有利な実施形態が示されている。また、請求項７には本発明による光
学システムの有利な使用法が示されている。さらに請求項８には、本発明による
光学システムを製造するための有利な方法が記載されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】 本発明によれば、半導体レーザ放射器から送出されたレーザビームの一部分を
マスクして除去する絞り（たとえば孔絞りまたはゾーン絞り）の形状で構造化さ
れた層が、集光レンズに設けられている。これにより集光レンズは、半導体レー
ザ放射器から送出されたレーザビーム束のうち光導波体に入力結合すべき部分だ
けしか通過させないようになる。
マスクして除去する絞り（たとえば孔絞りまたはゾーン絞り）の形状で構造化さ
れた層が、集光レンズに設けられている。これにより集光レンズは、半導体レー
ザ放射器から送出されたレーザビーム束のうち光導波体に入力結合すべき部分だ
けしか通過させないようになる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 発散角度の大きいレーザビームをマスクして除去することにより、有利には集
光レンズの焦点の品質が改善される。本発明による光学システムの主要な利点は
殊に、半導体レーザ放射器から送出されたビーム束においていずれにせよ光導波
体に入力結合されない部分がマスクされて除去されることである。このことでレ
セプタクルコンポーネントは有利には、ピッグテイルコンポーネントと同じ目の
安全性をもつようになる。
光レンズの焦点の品質が改善される。本発明による光学システムの主要な利点は
殊に、半導体レーザ放射器から送出されたビーム束においていずれにせよ光導波
体に入力結合されない部分がマスクされて除去されることである。このことでレ
セプタクルコンポーネントは有利には、ピッグテイルコンポーネントと同じ目の
安全性をもつようになる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】 有利には、構造化された層（絞り）は金属から成り、これは蒸着により集光レ
ンズ表面に簡単に取り付けることができる。また、集光レンズをガラス、シリコ
ン、あるいはレーザビームの個々の波長に対し透過性をもつ他の半導体材料によ
って構成できる。集光レンズが平凸レンズであると格別有利であり、この場合、
平凸レンズの凸面に絞りが設けられる。
ンズ表面に簡単に取り付けることができる。また、集光レンズをガラス、シリコ
ン、あるいはレーザビームの個々の波長に対し透過性をもつ他の半導体材料によ
って構成できる。集光レンズが平凸レンズであると格別有利であり、この場合、
平凸レンズの凸面に絞りが設けられる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 構造化された層は有利には孔絞りないしはピンホールとして形成されており、
レーザビームにおいてその発散角度が光導波体の受光角よりも大きい部分をマス
クして除去する。発散角度を受光角の値よりも小さくなるよう変えることにより
、光導波体に入力結合されるビーム出力が変化し、このことは半導体レーザ放射
器、集光レンズ、光導波体から成るシステム全体の幾何学的配置を変えることな
く行われる。
レーザビームにおいてその発散角度が光導波体の受光角よりも大きい部分をマス
クして除去する。発散角度を受光角の値よりも小さくなるよう変えることにより
、光導波体に入力結合されるビーム出力が変化し、このことは半導体レーザ放射
器、集光レンズ、光導波体から成るシステム全体の幾何学的配置を変えることな
く行われる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】 構造化された層がゾーン絞りとして構成されているときには、強度の強い中央
のビームがマスクされて除去される。これにより入力結合された出力が低減され
、レセプタクル構造形式における目の安全性が高められる。
のビームがマスクされて除去される。これにより入力結合された出力が低減され
、レセプタクル構造形式における目の安全性が高められる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】 本発明による光学システムは有利には、半導体レーザ放射器のレーザビーム束
をマルチモードファイバへ入力結合するために用いられ、その際、発散角度の大
きいレーザビームをマスクして除去することにより基本モードだけが励起される
。これにより、マルチモードファイバにおいてシングルモードファイバの伝送特
性がシミュレートされる。
をマルチモードファイバへ入力結合するために用いられ、その際、発散角度の大
きいレーザビームをマスクして除去することにより基本モードだけが励起される
。これにより、マルチモードファイバにおいてシングルモードファイバの伝送特
性がシミュレートされる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】 複数の平凸集光レンズを製造する有利な方法によれば、まずはじめにＳｉディ
スクを形成し、フォト技術およびエッチングによって、このディスクの第１の主
表面に複数の凸形隆起部を設ける。ついで第１の主表面に金属層を被着し、その
後、やはりフォト技術およびエッチングによって、凸形隆起部にリング状の孔絞
りまたはディスク状のゾーン絞りが残るよう、上記の金属層を構造化する。次に
Ｓｉディスクを、たとえばその第２の主表面で接着シートに接着した後、たとえ
ば鋸または切断研磨器などを用いてばらばらにし、孔絞りの設けられた個別の平
凸集光レンズを形成する。
スクを形成し、フォト技術およびエッチングによって、このディスクの第１の主
表面に複数の凸形隆起部を設ける。ついで第１の主表面に金属層を被着し、その
後、やはりフォト技術およびエッチングによって、凸形隆起部にリング状の孔絞
りまたはディスク状のゾーン絞りが残るよう、上記の金属層を構造化する。次に
Ｓｉディスクを、たとえばその第２の主表面で接着シートに接着した後、たとえ
ば鋸または切断研磨器などを用いてばらばらにし、孔絞りの設けられた個別の平
凸集光レンズを形成する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】 本発明による光学システムは、レーザビームを光ファイバへ入力結合するため
の用途に限定されるものではない。利用可能なレーザビーム束の一部分だけを光
学装置へ入力結合させるいかなる装置においても使用することができる。
の用途に限定されるものではない。利用可能なレーザビーム束の一部分だけを光
学装置へ入力結合させるいかなる装置においても使用することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】 次に、図１〜図３を参照しながら、本発明による光学システムないし光学系お
よびその製造方法について２つの実施例に基づき説明する。
よびその製造方法について２つの実施例に基づき説明する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 図１は、第１の実施例をビーム路とともに示す側面図であり、図は第２の実施
例をビーム路とともに示す側面図であり、図３は、実施例による多数の光学シス
テムを製造する方法を示す図である。
例をビーム路とともに示す側面図であり、図３は、実施例による多数の光学シス
テムを製造する方法を示す図である。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】 図１の実施例によれば、球面または非球面のシリコン平凸レンズのかたちで集
光レンズ２が、半導体レーザ放射器１と光導波体３この事例では光ファイバとの
間に配置されている。平凸レンズ２には湾曲表面７上に孔絞りないしピンホール
４が設けられており、これは金属層６（たとえばアルミニウム）から成る。この
孔絞り４は、半導体レーザ放射器１から送出される強く発散したレーザビーム束
５の周縁領域をマスクしており、レーザビーム束５の中央領域だけをそのビーム
軸９の周囲で通過させ、それを収束したレーザビーム束８に変形する。レーザビ
ーム５のこの部分だけが、光ファイバ３へ入力結合される。
光レンズ２が、半導体レーザ放射器１と光導波体３この事例では光ファイバとの
間に配置されている。平凸レンズ２には湾曲表面７上に孔絞りないしピンホール
４が設けられており、これは金属層６（たとえばアルミニウム）から成る。この
孔絞り４は、半導体レーザ放射器１から送出される強く発散したレーザビーム束
５の周縁領域をマスクしており、レーザビーム束５の中央領域だけをそのビーム
軸９の周囲で通過させ、それを収束したレーザビーム束８に変形する。レーザビ
ーム５のこの部分だけが、光ファイバ３へ入力結合される。
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体レーザ放射器（１）と光導波体（３）の間に集光レン
ズ（２）が設けられている形式の、半導体レーザ放射器（１）から送出されたレ
ーザビーム（５）を光導波体（３）へ入力結合するための光学システムにおいて
、 前記集光レンズ（２）に、半導体レーザ放射器（１）から送出されたレーザビ
ーム（５）の一部分をマスクして除去する絞り（４）が取り付けられていること
を特徴とする、 半導体レーザ放射器（１）から送出されたレーザビーム（５）を光導波体（３
）へ入力結合するための光学システム。 - 【請求項２】 前記絞り（４）は金属層（６）から成る、請求項１記載の光
学システム。 - 【請求項３】 前記集光レンズ（２）はシリコンから成る、請求項１または
２記載の光学システム。 - 【請求項４】 前記集光レンズ（２）は平凸レンズであり、該集光レンズの
うち凸面に前記絞り（４）が設けられている、請求項１から３のいずれか１項記
載の光学システム。 - 【請求項５】 前記絞りは孔絞り（４）として構成されており、レーザビー
ム（５）においてその発散角度が光導波体（３）の受光角よりも大きい部分がマ
スクされて除去される、請求項１から４のいずれか１項記載の光学システム。 - 【請求項６】 前記絞りはゾーン絞り（４′）として構成されており、レー
ザビーム（５）の中央のビームをマスクして除去する、請求項１から４のいずれ
か１項記載の光学システム。 - 【請求項７】 マルチモード導波体へレーザビーム（５）を入力結合するた
めに用いられ、該マルチモード導波体の基本モードだけしか励起されない、請求
項１から６のいずれか１項記載の光学システムの使用法。 - 【請求項８】 複数の平凸集光レンズを製造する方法において、 平凸集光レンズ（２）は半導体材料から成り、該平凸集光レンズの凸面（７）
に絞り（４）を設ける形式であって、 ａ）半導体ディスク（１０）を形成するステップと、 ｂ）フォト技術およびエッチングにより、該半導体ディスク（１０）の第１の主
表面（１２）に複数の凸形隆起部（１１）を形成するステップと、 ｃ）前記主表面（１２）全体に金属層（１３）を被着するステップと、 ｄ）フォト技術およびエッチングにより、各凸形隆起部（１１）に絞り（４）が
残るよう前記金属層（１３）を構造化するステップと、 ｅ）各凸形隆起部（１１）の間で半導体ディスク（１０）を分離して、絞り（４
）の設けられた個別の平凸集光レンズを形成するステップ、 を有することを特徴とする、 複数の平凸集光レンズを製造する方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19741702.7 | 1997-09-22 | ||
| DE19741702 | 1997-09-22 | ||
| PCT/DE1998/002767 WO1999015926A1 (de) | 1997-09-22 | 1998-09-17 | Optisches system zum einkoppeln von laserstrahlung in einen lichtwellenleiter und verfahren zu dessen herstellung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001517810A true JP2001517810A (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=7843172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000513168A Pending JP2001517810A (ja) | 1997-09-22 | 1998-09-17 | レーザビームを光導波体へ入力結合するための光学システムおよびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6434297B1 (ja) |
| EP (1) | EP1018053B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001517810A (ja) |
| CA (1) | CA2303885A1 (ja) |
| DE (1) | DE59810104D1 (ja) |
| WO (1) | WO1999015926A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008524661A (ja) * | 2004-12-21 | 2008-07-10 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | レンズ、レーザ装置およびレーザ装置の製造方法 |
| JP2009265392A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Hitachi Cable Ltd | 光送信器 |
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| JP2002243987A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-28 | Sony Corp | 光結合装置 |
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| US8194045B1 (en) | 2005-01-27 | 2012-06-05 | Singleton Technology, Llc | Transaction automation and archival system using electronic contract disclosure units |
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| US4753521A (en) * | 1984-09-19 | 1988-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Lens system for focussing a divergent laser beam |
| JPS61248490A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ−測定装置 |
| US4752109A (en) * | 1986-09-02 | 1988-06-21 | Amp Incorporated | Optoelectronics package for a semiconductor laser |
| DE3634187A1 (de) * | 1986-10-03 | 1988-04-07 | Siemens Ag | Optische anordnung zum einkoppeln von licht in eine 50 (my)m-gradientenfaser |
| US4842360A (en) * | 1987-06-18 | 1989-06-27 | Summit Technology, Inc. | High energy laser-to-waveguide coupling devices and methods |
| JPH02127605A (ja) * | 1988-11-08 | 1990-05-16 | Toshiba Corp | 光部品装置 |
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| DE4133220C2 (de) | 1991-10-07 | 1994-12-15 | Siemens Ag | Fasern-Linsen-Anordnung zum optischen Koppeln |
| US5243681A (en) * | 1992-04-13 | 1993-09-07 | Amp Incorporated | Aperture disk attenuator for laser diode connector |
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| DE4307986A1 (de) | 1993-03-13 | 1994-09-15 | Hirschmann Richard Gmbh Co | Optische Sendevorrichtung |
| US5633527A (en) * | 1995-02-06 | 1997-05-27 | Sandia Corporation | Unitary lens semiconductor device |
| EP0780707A1 (de) * | 1995-12-21 | 1997-06-25 | Heraeus Quarzglas GmbH | Bauteil für die Übertragung energiereicher UV-Strahlung und Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils und seine Verwendung |
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-
1998
- 1998-09-17 EP EP98956776A patent/EP1018053B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-17 JP JP2000513168A patent/JP2001517810A/ja active Pending
- 1998-09-17 WO PCT/DE1998/002767 patent/WO1999015926A1/de active IP Right Grant
- 1998-09-17 CA CA002303885A patent/CA2303885A1/en not_active Abandoned
- 1998-09-17 DE DE59810104T patent/DE59810104D1/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-22 US US09/533,562 patent/US6434297B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-05-23 US US09/863,954 patent/US6461799B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US20010026658A1 (en) | 2001-10-04 |
| US6434297B1 (en) | 2002-08-13 |
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| WO1999015926A1 (de) | 1999-04-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031030 |