JP2002139636A - レンズ付光ファイバ - Google Patents

レンズ付光ファイバ

Info

Publication number
JP2002139636A
JP2002139636A JP2000331424A JP2000331424A JP2002139636A JP 2002139636 A JP2002139636 A JP 2002139636A JP 2000331424 A JP2000331424 A JP 2000331424A JP 2000331424 A JP2000331424 A JP 2000331424A JP 2002139636 A JP2002139636 A JP 2002139636A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
lens
curved surface
inclined surface
coupling efficiency
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
JP2000331424A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohide Tamura
智秀 田邑
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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 Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2000331424A priority Critical patent/JP2002139636A/ja
Publication of JP2002139636A publication Critical patent/JP2002139636A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】加工性に優れ、その結果、高い加工精度が得ら
れ、楕円モード光ビームに対し、光結合効率の良いレン
ズ付光ファイバを提供する。 【解決手段】光ファイバのコア軸に対して対称な傾斜面
31を形成し、かつその傾斜面31と角度の異なる傾斜
面32を設け多段の楔形状とし、この先端に所望の曲面
33を設けてレンズ34を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に使用する
発光源と光ファイバとの光結合に用いるレンズ付光ファ
イバに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光通信用の発光源としては、レーザダイ
オード(以下LDという),発光ダイオード等が用いら
れる。LDからの出射光のパターンは、光分布が円状の
ガウス分布ではなく縦方向と横方向で異なる楕円ビーム
状となる。典型的な980nmLDは2.5:1と4:
1の間のアスペクト比を有する出射光のパターンとな
る。このような大きなアスペクト比を有するLDとファ
イバとの結合には楔形レンズ付光ファイバが有効であ
る。
【0003】従来の楔形レンズ付光ファイバではより効
率的集光を目的とした二段楔形レンズがある。図3に二
段楔形レンズを示す。レンズ付光ファイバ10は、光フ
ァイバのコア軸12に関して対称で且つファイバ先端に
先鋭な稜線を形成する一対の傾斜面11aと、傾斜面1
1aの傾斜方向に連続しかつ光ファイバのコア軸に対し
て前記の傾斜面11aよりも緩い角度が設けられた一対
の傾斜面11bからなるレンズ11を備えている(特開
平8−5865号公報参照)。
【0004】また図3に示すレンズ付光ファイバ10と
同様の目的から、図4に示すように楔形レンズの先端を
曲面に加工し、半円筒形のレンズを形成しレンズ付光フ
ァイバがある。レンズ付光ファイバ20は光ファイバの
コア軸23に関して対称の一対の傾斜面21を設けて楔
形状とし、これらの傾斜面に対し連続して半円筒状の曲
面22を備えている(特開平8−86923公報参
照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記に記載し
た従来のレンズ付光ファイバは、光結合特性、加工精度
において問題を有する。
【0006】図3に示す従来のレンズ付光ファイバ10
は、砥石等を使用した研磨加工によって光ファイバ先端
を先鋭な稜線に加工するが、その先端稜線部にチッピン
グ等が発生しやすいため、稜線の形成が非常に困難であ
る。光ファイバ先端稜線部のチッピングは損失の要因と
なり、光結合特性を著しく低下させる。
【0007】図4に示すレンズ付光ファイバ20は、研
磨による曲面22の加工の際に光ファイバ端部と砥石を
相対的に回動させつつ研磨しなければならず、一定の曲
率で研磨することが難しく、光ファイバのコア軸に対し
て対称な曲面加工が困難である。光ファイバのコア軸に
対して非対称なレンズは著しく光結合特性を低下させ
る。
【0008】また上記に記載した従来のレンズ付光ファ
イバは、LDとの調芯精度においても問題を有する。
【0009】図3に示すレンズ付光ファイバ10は、曲
面加工ではなく楔形状加工のみでレンズ効果を持たせて
いるため、種々のLDに対して最適化が制限される。同
様に図4に示すレンズ付光ファイバ20は、一対のみの
傾斜面21と半円筒状の曲面22によりレンズを形成し
ているため、レンズ効果は半円筒状の曲面部分に限定さ
れ、種々のLDに対して最適化が制限される。
【0010】最適化の制限されたレンズ付光ファイバ1
0、20はLDとの調芯において、高い結合効率が得ら
れる範囲が極端に限定される。したがって従来のレンズ
付光ファイバ10、20を用いたLDモジュールの組立
においては、高精度の調芯、ファイバ固定が要求され、
組立コストが著しく増大する。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来技術
の課題を解決する為になされたもので、端部にレンズを
形成したレンズ付光ファイバにおいて、前記光ファイバ
のコア軸に関して対称な傾斜面を形成し、かつその傾斜
面と角度の異なる傾斜面を設け多段の楔形状とし、先端
に半円筒状の曲面を設けたことを特徴とする。
【0012】また上記多段の傾斜面が、傾斜角度φが3
0°〜65°の第一の傾斜面と傾斜角度θが25°〜6
0°の第二の傾斜面を有し、かつ先端の曲面の曲率半径
が1〜10μmであることを特徴とする。
【0013】また放電加工により多段の傾斜面の先端稜
線部を溶融加工して半円筒状の曲面を形成したこと特徴
とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を用いて説明する。
【0015】図1(a)、(b)は本発明の実施形態を
示すレンズ付光ファイバ30のレンズ部の端面図、及び
側面図である。図1において、光ファイバはシングルモ
ード光ファイバである。周知の通りシングルモード光フ
ァイバは、光が閉じこめられるコア37と、これを同心
円状に囲むクラッド38から成り、かつコア37が円形
断面を備えている。
【0016】光ファイバの先端部には、光ファイバのコ
ア軸35に対して対称な一対の第一の傾斜面31と傾斜
面31と角度の異なる一対の第二の傾斜面32により2
段の楔形状を形成し、第二の傾斜面32に対し連続して
半円筒状の曲面33から成るレンズ34を備えている。
【0017】第一の傾斜面31、第二の傾斜面32と光
ファイバのコア軸35に対し垂直な平面36とのなす角
度を傾斜角度φ、傾斜角度θとしたとき、傾斜角度θよ
り傾斜角度φの方が大きい。
【0018】このような形状とすることにより傾斜面部
分に対しても最適なレンズ加工を行うことが可能とな
り、LDからの広がり角度の大きな光に対してもレンズ
効果が得られ、光結合特性、LDとの調芯精度を大幅に
改善できる。
【0019】またレンズ34の最適な形状は、発光源で
あるLDの出射光のパターン及び、光ファイバにより大
きく異なる。
【0020】本発明の実施例に使用したLDの条件で
は、傾斜角度φは35〜65°で、傾斜角度θは25〜
60°の範囲が望ましく、曲面33の曲率半径は1〜1
0μmの範囲で特に4μm程度が望ましい。
【0021】本発明によるレンズ付光ファイバは以下の
ような加工方法で作製できる。固定用治具を用いて光フ
ァイバを平板の研磨盤と光ファイバのコア軸のなす角度
を(90−φ°)に保持しながら研磨して第一の傾斜面
31を形成する。その後、平板の研磨盤と光ファイバの
コア軸のなす角度を(90−θ°)に変更して第二の傾
斜面32を形成する。このように研磨することにより2
段の楔形状の光ファイバを形成する。
【0022】次に先端部を放電加工により溶融し半円筒
状の曲面33を形成する。具体的には楔形状に加工した
光ファイバを電極間に配置し、放電時間、放電強度を設
定して光ファイバの溶融量を制御し、先端稜線部に所望
の曲率半径をもった曲面33を形成する。
【0023】このように放電加工を行うことで、楔先端
の稜線部の微細なチッピングを溶融し曲面33を形成す
ることができ、従来のレンズ付ファイバで発生するチッ
ピングによる結合効率の低下及び加工不良を防止でき
る。
【0024】さらに溶融での曲面33の加工は放電時
間、放電強度のみの制御で加工ができるため、容易でか
つ精度の高い曲面加工が可能である。
【0025】また溶融での曲面33の加工は多段の傾斜
部と半円筒状の曲面33を連続的な曲面に形成できる。
そのため従来のレンズ付光ファイバに比べて形状の最適
化が可能であり、LDとの調芯が行いやすい構造とな
る。
【0026】
【実施例】上記本発明のレンズ付光ファイバ30におい
て、図2に示すように光源40から光を照射して光結合
効率を測定し、従来のレンズ付光ファイバと光結合効率
特性を比較した。光源40は波長が980nm、出射光
の強度分布(モードフィールド)パターンは4:1のア
スペクト比である楕円形状である。光ファイバはモード
フィールド径6.0μmの円対称シングルモード光ファ
イバを使用した。
【0027】第一の傾斜面31、第二の傾斜面32と光
ファイバのコア軸軸に対し垂直な平面36とのなす傾斜
角度φ、θについては、傾斜角度φを65°に固定し、
傾斜角度θを50°から65°まで変えて光結合効率を
測定し、図4に示す従来のレンズ付光ファイバ20との
比較を行った。先端の曲面33の曲率半径は4μmとし
た。
【0028】その結果を図5に示す。図5から判るよう
に傾斜角度θが65゜のとき、即ち図4に示す一段の傾
斜面しか備えていないレンズ付光ファイバの形状で、光
結合効率が最も低かった。これによって傾斜角度θが小
さくして二段の傾斜面を備えたものの方が高い結合効率
となった。この結果から本発明によるレンズ付光ファイ
バの方が、図4に示す従来のレンズ付光ファイバより高
い光結合効率を示していることがわかる。
【0029】また図3の従来のレンズ付光ファイバ10
との比較のため、二段楔形レンズを作製し、光結合効率
の測定を試みた。しかしながら先端稜線部にチッピング
が発生し、十分な光結合効率を得ることが出来なかっ
た。実際の加工において、図3に示すような光ファイバ
先端を先鋭に加工することは非常に困難であり実用的で
はない。
【0030】さらにLDとの調芯の容易さを比較するた
めに、レンズ曲面方向に対して0.5μm間隔で光軸か
らずらし、各位置での光結合効率を測定した。軸ずれに
対して光結合効率がどのように変化するか明確に比較で
きるよう光結合効率の最大値を1とし規格化を行った。
【0031】図6にその結果を示す。図6からわかるよ
うに傾斜角度θが65゜のとき、即ち図4に示す一段の
傾斜面しか備えていないレンズ付光ファイバの形状より
も傾斜角度θが50°の傾斜面が二段の形状の方が軸ず
れに対して光結合効率が高い傾向を示した。この結果か
ら傾斜角度θが小さく二段の傾斜面を備えたものの方
が、幅広い領域で高い結合効率が得られており、調芯が
容易であることがわかる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、端部にレンズを形成し
たレンズ付光ファイバにおいて、前記光ファイバ端部に
光ファイバのコア軸に関して対称な多段の傾斜面を形成
するとともに、先端を半円筒状の曲面にしたことによっ
て、より高い光結合効率を有し、LDとの調芯が容易で
かつ、レンズ形状を精度よく、歩留まりに優れたレンズ
付光ファイバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレンズ付光ファイバを示しており
(a)は側面図、(b)は端面図である。
【図2】本発明のレンズ付光ファイバにおける光結合効
率の測定方法を示す図である。
【図3】従来のレンズ付光ファイバの側面図である。
【図4】従来のレンズ付光ファイバの側面図である。
【図5】本発明のレンズ付光ファイバにおいて第二の傾
斜面の傾斜角度θと光結合効率との関係を示すグラフで
ある。
【図6】本発明のレンズ付光ファイバにおいて軸ずれと
光結合効率の関係を示す図である。
【符号の説明】
30 レンズ付光ファイバ 31 第一の傾斜面部 32 第二の傾斜面部 33 曲面部 34 レンズ 35 コア軸 36 コア軸に垂直な平面 37 コア 38 クラッド 40 LD

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】端部にレンズを形成したレンズ付光ファイ
    バにおいて、前記光ファイバ端部に光ファイバのコア軸
    に関して対称な多段の傾斜面を形成するとともに、その
    先端を半円筒状の曲面にしたことを特徴とするレンズ付
    光ファイバ。
  2. 【請求項2】上記多段の傾斜面が、傾斜角度φが30°
    〜65°の第一の傾斜面と傾斜角度θが25°〜60°
    の第二の傾斜面を有し、かつ先端の曲面の曲率半径が1
    〜10μmであることを特徴とする請求項1記載のレン
    ズ付光ファイバ。
  3. 【請求項3】放電加工により多段の傾斜面の先端稜線部
    を溶融加工して半円筒状の曲面を形成したこと特徴とす
    る請求項1または2記載のレンズ付光ファイバ。
JP2000331424A 2000-10-30 2000-10-30 レンズ付光ファイバ Pending JP2002139636A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000331424A JP2002139636A (ja) 2000-10-30 2000-10-30 レンズ付光ファイバ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000331424A JP2002139636A (ja) 2000-10-30 2000-10-30 レンズ付光ファイバ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002139636A true JP2002139636A (ja) 2002-05-17

Family

ID=18807769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000331424A Pending JP2002139636A (ja) 2000-10-30 2000-10-30 レンズ付光ファイバ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002139636A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016103899A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 株式会社フジクラ レンズ付光ファイバの製造方法
KR101767401B1 (ko) * 2016-02-18 2017-08-17 주식회사 피피아이 Ld와 싱글 모드 광케이블의 정렬 방법 및 본 방법을 이용한 어레이 형태의 광통신 모듈 제작 방법
CN114137665A (zh) * 2021-10-28 2022-03-04 杰讯光电(福建)有限公司 一种5g光纤准直器制造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016103899A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 株式会社フジクラ レンズ付光ファイバの製造方法
JP2016126104A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社フジクラ レンズ付光ファイバの製造方法
KR101767401B1 (ko) * 2016-02-18 2017-08-17 주식회사 피피아이 Ld와 싱글 모드 광케이블의 정렬 방법 및 본 방법을 이용한 어레이 형태의 광통신 모듈 제작 방법
CN114137665A (zh) * 2021-10-28 2022-03-04 杰讯光电(福建)有限公司 一种5g光纤准直器制造方法
CN114137665B (zh) * 2021-10-28 2024-03-26 杰讯光电(福建)有限公司 一种5g光纤准直器制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5455879A (en) Anamorphic microlens for coupling optical fibers to elliptical light beams
US6179483B1 (en) Coupling apparatus of light emitter and optical fiber and method for adjusting optical fiber position using the same
US5256851A (en) Microlenses for coupling optical fibers to elliptical light beams
US7444046B2 (en) Diode laser array coupling optic and system
US6963682B2 (en) Beam altering fiber lens device and method of manufacture
US5459803A (en) Quartz-based optical fiber with a lens and its manufacturing method
US6304688B1 (en) Flat top, double-angled, wedge-shaped fiber endface
EP0872747B1 (en) Optical module
US6415087B1 (en) Polished fused optical fiber endface
US6774341B2 (en) Method of severing an optical fiber using a laser beam
EP0802433A1 (en) Optical fiber with lens and method of manufacturing the same
US20080008419A1 (en) Fibre-Lens Arrangement and Lens Array for One Such Fibre-Lens Arrangement
CN1482955A (zh) 用于光纤或光波导的激光切割方法和装置
JPH10307230A (ja) レンズ付き光ファイバ
JPH0749432A (ja) レンズ付き光ファイバ
KR20050016419A (ko) 광섬유를 갖는 스터브
EP0971252A2 (en) Laser diode module
JPH0990174A (ja) 半導体レーザモジュール
WO2002003112A1 (fr) Fibre optique/micro-lentille, fibre optique et technique d'agencement de celle-ci
JPH08136772A (ja) 光源結合用光ファイバインターフェイスおよびその製造方法
US20170341972A1 (en) Methods of ferrule reshaping for correcting core-to-ferrule concentricity errors, and optical fiber cable assemblies related to such methods
JP2002139636A (ja) レンズ付光ファイバ
US20030165290A1 (en) Optical signal altering lensed apparatus and method of manufacture
WO1997014066A2 (en) Method for improving the coupling efficiency of elliptical light beams into optical waveguides
JP2002228857A (ja) ウェッジファイバ