JP2003084168A - Lens with multilayer film and optical fiber collimator - Google Patents

Lens with multilayer film and optical fiber collimator

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JP2003084168A
JP2003084168A JP2001279717A JP2001279717A JP2003084168A JP 2003084168 A JP2003084168 A JP 2003084168A JP 2001279717 A JP2001279717 A JP 2001279717A JP 2001279717 A JP2001279717 A JP 2001279717A JP 2003084168 A JP2003084168 A JP 2003084168A
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multilayer film
optical fiber
optical
multilayer
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JP2001279717A
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Ryuichiro Shimizu
龍一郎 清水
Yuzuru Tanabe
譲 田辺
Kenro Miyamura
賢郎 宮村
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens with a multilayer film and an optical fiber collimator having a high performance, being inexpensive, having a long term stability and a high reliability. SOLUTION: In a lens 1, the one face of the two through which light is made incident and emitted, is flat and the other is a curved face and the lens 1 has a uniform refractive index. In the lens 1, a multilayer film filter 3, through which light having a desired wavelength is passed and unnecessary light is not passed, is formed on a part of or over the whole face of at least one face, and an antireflection layer 2 is formed on the other face, thus a the lens with multilayer film is composed. The lens with multilayer film has the function as a lens in addition to the function as a filter, and a desired property is available while miniaturization and a low cost are achieved by using the lens in an optical fiber collimator of an optical filter module.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムな
どにおける光通信用光モジュールに使用される多層膜付
レンズおよび光ファイバコリメータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens with a multilayer film and an optical fiber collimator used in an optical module for optical communication in an optical communication system or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】多層膜フィルタには、特定の波長より長
波長または短波長のみを透過するハイパスフィルタ、ロ
ーパスフィルタや、特定の波長を透過したり遮断するバ
ンドパスフィルタ、ノッチパスフィルタなどがあり、光
の干渉を利用した構造となっている。具体的には、バン
ドパスフィルタは、ガラスまたはプラスチック材料など
の基板上に、例えば高い屈折率を持つ誘電体薄膜(H
層)と低い屈折率を持つ誘電体薄膜(L層)とを交互に
積層した構造の誘電体多層膜を形成したものが用いられ
る。
2. Description of the Related Art Multilayer filters include high-pass filters and low-pass filters that transmit only wavelengths longer or shorter than a specific wavelength, band-pass filters that transmit and block specific wavelengths, and notch-pass filters. , Has a structure that utilizes the interference of light. Specifically, a bandpass filter is a dielectric thin film (H) having a high refractive index, for example, on a substrate such as a glass or plastic material.
Layers) and dielectric thin films (L layers) having a low refractive index are alternately laminated to form a dielectric multilayer film.

【0003】WDM(Wavelength Division Multiplexi
ng:波長分割多重方式)光通信システムに用いられるバ
ンドパスフィルタにおいては、透過波長のバンド幅を狭
く設定し、より高密度波長多重に対応させる必要があ
る。一般にはこのバンドパスフィルタは、対向した一対
の光ファイバコリメータの間に配置し、バンドパスフィ
ルタモジュールとして使用するのであるが、光ファイ
バ、レンズ、フィルタの各部品を所定の位置に配置する
調芯という複雑な工程を必要としていた。
WDM (Wavelength Division Multiplex)
ng: wavelength division multiplexing system) In a bandpass filter used in an optical communication system, it is necessary to set the bandwidth of the transmission wavelength to be narrow so as to support higher density wavelength multiplexing. Generally, this bandpass filter is used as a bandpass filter module by placing it between a pair of optical fiber collimators that face each other, but it is necessary to align the optical fiber, lens, and filter parts at predetermined positions. It required a complicated process.

【0004】バンドパスフィルタモジュールを例とし、
従来の多層膜フィルタを含む光フィルタモジュールの構
成例を図5に示す。光ファイバ56A、56Bをそれぞ
れ内蔵したフェルール54A、54Bとレンズ51A、
51Bとは出射ビームが所望のプロファイル(ビーム径
とビームウエスト位置)と出射方向となるよう互いに位
置調整を行って配置される。このフェルール54A、5
4Bとレンズ51A、51Bとが一体化された部品を光
ファイバコリメータ55A、55Bと呼ぶ。さらに多層
膜フィルタ基板57は光ファイバコリメータ55A、5
5Bから出射されたビームの入射角を厳密に調整しなが
ら金属ホルダ58内に固定される。
Taking a bandpass filter module as an example,
FIG. 5 shows a configuration example of a conventional optical filter module including a multilayer filter. Ferrules 54A and 54B and optical fibers 56A and 56B, respectively, and a lens 51A,
51B is arranged with its position adjusted so that the outgoing beam has a desired profile (beam diameter and beam waist position) and outgoing direction. This ferrule 54A, 5
Parts in which 4B and lenses 51A and 51B are integrated are referred to as optical fiber collimators 55A and 55B. Further, the multilayer film filter substrate 57 includes optical fiber collimators 55A and 5A.
It is fixed in the metal holder 58 while strictly adjusting the incident angle of the beam emitted from 5B.

【0005】このとき、光ファイバコリメータ55A、
55Bと多層膜フィルタ基板57は調芯および固定のた
めのスペースを必要とし、バンドパスフィルタモジュー
ルの小型化を制限していた。具体的には、一対の光ファ
イバコリメータを互いに10mm以下には近づけること
ができず、このときバンドパスフィルタモジュールは長
さ20mm以下にできなかった。しかも、この調芯など
の位置調整は広帯域光源や光スペクトルアナライザ(図
示していない)など高価で煩雑な装置を使用する必要が
あった。
At this time, the optical fiber collimator 55A,
The 55B and the multilayer filter substrate 57 require a space for alignment and fixing, which limits the miniaturization of the bandpass filter module. Specifically, the pair of optical fiber collimators cannot be brought close to each other to 10 mm or less, and at this time, the length of the bandpass filter module cannot be 20 mm or less. Moreover, it is necessary to use an expensive and complicated device such as a broadband light source or an optical spectrum analyzer (not shown) for position adjustment such as the alignment.

【0006】図5の構造では、光ファイバコリメータ5
5Aから出射した多重化された光(λ1 、…、λn )
は、多層膜フィルタ基板57で波長λ1 の光のみ透過さ
れ、対向した光ファイバコリメータ55Bへ到達する。
In the structure of FIG. 5, the optical fiber collimator 5
Multiplexed light emitted from 5A (λ1, ..., λn)
Of the wavelength .lambda.1 is transmitted through the multilayer filter substrate 57 and reaches the opposing optical fiber collimator 55B.

【0007】さらに別構造をした従来のバンドパスフィ
ルタモジュールの構成例を図6に示す。図6の構造は、
出射用のフェルール54Aが2本の光ファイバ56A、
56Cを有する2芯光学系である。これは透過する波長
の光は対向する光ファイバコリメータ55Bに出射し、
遮断する波長の光は並列配置した多層膜フィルタ基板5
7において反射し、もう一方の光ファイバ56Cに入射
させるものである。図6において、図5と同じ符号は同
じ要素を示す。
FIG. 6 shows a configuration example of a conventional bandpass filter module having a different structure. The structure of FIG. 6 is
The emitting ferrule 54A has two optical fibers 56A,
It is a two-core optical system having 56C. This means that the light of the transmitted wavelength is emitted to the opposing optical fiber collimator 55B,
The light of the wavelength to be cut off is arranged in parallel in the multilayer filter substrate 5
It is reflected at 7, and is incident on the other optical fiber 56C. 6, the same reference numerals as those in FIG. 5 indicate the same elements.

【0008】図7に図6の2芯光学系の光フィルタモジ
ュールの要部構成を詳細に示す。通常、この2芯用のフ
ェルール54Aは、光ファイバ56A、56Cがその中
心を対称に125μm間隔とした構造になっている。そ
して、この光学系は、光ファイバ56A、56Cと多層
膜フィルタ基板57をそれぞれレンズ51の焦点位置
(f)に設置することで理想的な光学系が構成されてい
る。このとき、個別に光ファイバコリメータを用意しな
くても、遮断波長の光を取り出すことができ、調整の簡
略化、小型化を達成できる。
FIG. 7 shows the detailed structure of the main part of the optical filter module of the two-core optical system shown in FIG. In general, the two-core ferrule 54A has a structure in which the optical fibers 56A and 56C are symmetrically arranged with their centers being 125 μm apart. Then, this optical system is configured as an ideal optical system by disposing the optical fibers 56A and 56C and the multilayer film filter substrate 57 at the focal position (f) of the lens 51, respectively. At this time, the light of the cutoff wavelength can be extracted without separately preparing an optical fiber collimator, and the adjustment can be simplified and downsized.

【0009】図6のバンドパスフィルタモジュールの使
用例を図8に示す。図8のように、バンドパスフィルタ
モジュールを構成する光フィルタモジュール59を直列
に配置することにより、多重化された光(λ1 、…、λ
n )を個々の波長に分配できる。
FIG. 8 shows an example of use of the bandpass filter module shown in FIG. As shown in FIG. 8, by arranging the optical filter modules 59 constituting the bandpass filter module in series, the multiplexed light (λ 1, ..., λ
n) can be distributed to individual wavelengths.

【0010】一方、従来例のレンズに直接多層膜フィル
タを成膜した場合を考える。例えば、バンドパスフィル
タモジュールなどでは、レンズ形状が円筒形であるため
使い勝手の良さなどからGRIN(Gradient Index)レ
ンズが頻繁に使用されている。しかし、GRINレンズ
は、レンズの中心軸から周辺に向かうに従い徐々に屈折
率を下げた屈折率分布型レンズであり、直接レンズ表面
に多層膜フィルタを成膜した場合、全面にわたって理想
的な膜構成を施すことができなかった。
On the other hand, consider a case where a multilayer filter is directly formed on the lens of the conventional example. For example, in a bandpass filter module or the like, since the lens shape is cylindrical, a GRIN (Gradient Index) lens is frequently used because of its ease of use. However, the GRIN lens is a gradient index lens in which the refractive index is gradually lowered from the central axis of the lens toward the periphery, and when a multilayer filter is directly formed on the lens surface, an ideal film structure is formed over the entire surface. Could not be applied.

【0011】つまり、所望の特性を有する多層膜フィル
タを成膜しようとすると、基板であるレンズはその屈折
率が面内分布を持っているために、その面内位置に応じ
て異なる多層膜の構成(材料と膜厚)を用意する必要が
あるが、これは製造上不可能である。また、ビームが主
に入出射される中心軸付近に最適な成膜をおこなって
も、中心軸から外れた周辺部では透過率が落ち、低損失
なバンドパスフィルタモジュールを作成することは困難
であった。したがって、図8で示したようなバンドパス
フィルタモジュールの直列配置では大きな損失となり、
光通信システムには適用できなかった。
That is, when a multi-layer film filter having desired characteristics is to be formed, since the lens that is the substrate has an in-plane distribution of the refractive index, a multi-layer film that varies depending on its in-plane position is formed. It is necessary to prepare the structure (material and film thickness), but this is impossible in manufacturing. In addition, even if optimal film formation is performed near the central axis where the beam mainly enters and exits, it is difficult to create a low-loss bandpass filter module because the transmittance decreases in the peripheral portion off the central axis. there were. Therefore, the series arrangement of the bandpass filter modules as shown in FIG. 8 causes a large loss,
It was not applicable to optical communication systems.

【0012】さらに透過する中心波長の温度安定性は非
常に重要であり、基板であるレンズの熱膨張係数は膜構
成物質のそれよりも大きいものが必要である。一方、大
きすぎるとレンズ上に形成された多層膜フィルタが剥離
しやすい問題もある。このように成膜するレンズの熱膨
張係数は、ある限定された範囲になくてはいけない。し
かもGRINレンズは、屈折率の他、この熱膨張係数に
おいても面内分布を持ち、多層膜フィルタへの複雑な応
力付加が温度安定性に大きな問題となっていた。
Further, the temperature stability of the center wavelength to be transmitted is very important, and the lens as the substrate needs to have a coefficient of thermal expansion larger than that of the film constituent material. On the other hand, if it is too large, there is a problem that the multilayer filter formed on the lens is easily peeled off. The coefficient of thermal expansion of the lens formed as described above must be within a certain limited range. Moreover, the GRIN lens has an in-plane distribution not only in the refractive index but also in this thermal expansion coefficient, and the complicated stress application to the multilayer filter has been a serious problem in temperature stability.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、バンド
パスフィルタモジュールなどにおいて多層膜フィルタ基
板を用いると、部品点数が増え、調整のための工数がか
かり、コストが高くなると共に光モジュールが大きくな
る問題があった。
As described above, when a multilayer film filter substrate is used in a bandpass filter module or the like, the number of parts increases, the number of man-hours for adjustment increases, the cost increases, and the optical module becomes large. There was a problem.

【0014】また、多層膜フィルタを直接GRINレン
ズに成膜した場合、基板であるレンズ表面が不均一な屈
折率分布を持っているために、所望の特性を得ることは
困難であった。さらにレンズ面内に不均一な熱膨張係数
を有するため、温度特性の良い多層膜付レンズを得るこ
とはできなかった。
Further, when the multilayer filter is directly formed on the GRIN lens, it is difficult to obtain desired characteristics because the lens surface which is the substrate has an uneven refractive index distribution. Furthermore, since the lens surface has a non-uniform thermal expansion coefficient, it is not possible to obtain a lens with a multilayer film having good temperature characteristics.

【0015】本発明の目的は、安価で小型化可能であ
り、所望の特性が得られ、かつ信頼性の高い多層膜付レ
ンズおよび光ファイバコリメータを提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a lens with a multilayer film and an optical fiber collimator which are inexpensive, can be miniaturized, can obtain desired characteristics, and are highly reliable.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、光通信用光モ
ジュールに使用される多層膜付レンズにおいて、多層膜
付レンズは均一な屈折率を有し、多層膜付レンズの光の
入射出射が行われる2面のうち一方の面が曲面で他方の
面が平面であり、平面の一部または全面に所望の波長の
光を透過させ不要の光を透過させない多層膜が設けられ
ていることを特徴とする多層膜付レンズを提供する。
According to the present invention, in a lens with a multilayer film used in an optical module for optical communication, the lens with a multilayer film has a uniform refractive index, and the light from the lens with the multilayer film enters and exits. One of the two surfaces on which is performed is a curved surface and the other surface is a flat surface, and a multilayer film that transmits light of a desired wavelength and does not transmit unnecessary light is provided on part or all of the flat surface. A lens with a multilayer film is provided.

【0017】また、前記多層膜付レンズが、ガラスまた
はプラスチックの材料から形成されている多層膜付レン
ズを提供する。
Also provided is a lens with a multilayer film, wherein the lens with a multilayer film is formed of a glass or plastic material.

【0018】また本発明は、レンズと光ファイバとを備
えた光ファイバコリメータにおいて、前記レンズとして
前記の多層膜付レンズが用いられ、前記光ファイバと組
み合わせて用いられることを特徴とする光ファイバコリ
メータを提供する。
Further, the present invention is an optical fiber collimator comprising a lens and an optical fiber, wherein the lens with a multilayer film is used as the lens and is used in combination with the optical fiber. I will provide a.

【0019】また、前記の多層膜付レンズが、前記光フ
ァイバの光の出射側または光の入射側に配されている光
ファイバコリメータを提供する。
Further, there is provided an optical fiber collimator in which the lens with the multilayer film is arranged on the light emitting side or the light incident side of the optical fiber.

【0020】本発明のレンズは、「単一のレンズ」とし
て使用してもよいし、他のレンズとともに、所望のレン
ズ機能を持つ「レンズ系」を構成するようにしてもよ
い。
The lens of the present invention may be used as a "single lens" or may form a "lens system" having a desired lens function together with other lenses.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。 (第1の実施形態)図1は本発明の実施形態に係る多層
膜付レンズの構成を示す断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a lens with a multilayer film according to an embodiment of the present invention.

【0022】第1の実施形態の多層膜付レンズは、片面
が平面であり、もう片面が例えばR(半径)=1.3m
mの曲率を持った曲面である透明のレンズ1を備えて構
成される。このレンズ1は、ガラスまたはプラスチック
の材料から形成された均一な屈折率を有するレンズであ
る。このレンズ1において、曲率を持った一方の面には
反射防止膜2を形成し、平面である他方の面の一部また
は全面には、所望の波長の光を透過させ不要の光を透過
させない多層膜フィルタ3を形成したことが特徴であ
る。図1において、鎖線は光軸を表している。
In the lens with a multilayer film according to the first embodiment, one surface is a flat surface and the other surface is, for example, R (radius) = 1.3 m.
The transparent lens 1 is a curved surface having a curvature of m. This lens 1 is a lens having a uniform refractive index, which is formed of a glass or plastic material. In this lens 1, an antireflection film 2 is formed on one surface having a curvature, and a part or the whole of the other surface which is a flat surface transmits light of a desired wavelength and does not transmit unnecessary light. The feature is that the multilayer filter 3 is formed. In FIG. 1, the chain line represents the optical axis.

【0023】この多層膜フィルタ3の分光透過率特性を
図2に示す。本例では、波長1550nmを中心とした
光を透過し、他の光は透過しないような多層膜フィルタ
3がレンズ1の片面に直接形成されている。また、反射
防止膜2は、波長1450nmから1650nmにわた
る全波長範囲を透過率99.5%以上とできる。
FIG. 2 shows the spectral transmittance characteristics of the multilayer filter 3. In this example, a multilayer filter 3 that transmits light centered at a wavelength of 1550 nm and does not transmit other light is directly formed on one surface of the lens 1. In addition, the antireflection film 2 can have a transmittance of 99.5% or more in the entire wavelength range from 1450 nm to 1650 nm.

【0024】図1の多層膜付レンズを用いた光フィルタ
モジュールの構成例を図3に示す。図3において、上記
反射防止膜2と多層膜フィルタ3とをそれぞれレンズ1
の片面に形成した多層膜付レンズを出射側のレンズ1A
として使用し、光ファイバ6Aの一端を内蔵したフェル
ール4Aの先端側に、レンズ1Aの反射防止膜2が形成
された曲率を持った面を配置することで出射側の光ファ
イバコリメータ5Aが構成される。また、これに対向す
る入射側のレンズ1Bとして両面に反射防止膜2を形成
したレンズを用い、光ファイバ6Bの一端を内蔵したフ
ェルール4Bの先端側に、レンズ1Bの曲率を持った面
を配置することで入射側の光ファイバコリメータ5Bが
構成される。
FIG. 3 shows a structural example of an optical filter module using the lens with a multilayer film shown in FIG. In FIG. 3, the antireflection film 2 and the multi-layer film filter 3 are shown as lenses 1 respectively.
The lens with the multilayer film formed on one surface of the
The optical fiber collimator 5A on the emission side is configured by arranging the surface of the lens 1A having the curvature where the antireflection film 2 is formed on the tip side of the ferrule 4A having one end of the optical fiber 6A built therein. It Further, a lens having an antireflection film 2 formed on both surfaces is used as the lens 1B on the incident side opposed to this, and the surface having the curvature of the lens 1B is arranged at the tip side of the ferrule 4B having one end of the optical fiber 6B built therein. By doing so, the optical fiber collimator 5B on the incident side is configured.

【0025】このとき、光ファイバ6A、6Bを内蔵し
たフェルール4A、4Bとレンズ1A、1Bは、出射ビ
ームが所望のプロファイル(ビーム径とビームウエスト
位置)と出射方向を持つよう互いに位置調整を行って配
置されるが、同時にレンズ1Aに直接成膜された多層膜
フィルタ3への入射角も厳密に調整することができる。
そして、上記のように構成された光ファイバコリメータ
5A、5Bを互いに対向させ、挿入損失が最小になるよ
う互いに光軸調整を行って金属ホルダ8内に固定するこ
とにより、光通信用光モジュールとしての光フィルタモ
ジュール9が構成される。
At this time, the ferrules 4A and 4B containing the optical fibers 6A and 6B and the lenses 1A and 1B perform positional adjustment so that the outgoing beam has a desired profile (beam diameter and beam waist position) and outgoing direction. However, at the same time, the angle of incidence on the multilayer film filter 3 formed directly on the lens 1A can be strictly adjusted.
Then, the optical fiber collimators 5A and 5B configured as described above are opposed to each other, and their optical axes are adjusted so that the insertion loss is minimized and fixed in the metal holder 8 to obtain an optical module for optical communication. The optical filter module 9 is constructed.

【0026】この光フィルタモジュール9においては、
光ファイバコリメータ5Aの光ファイバ6Aより出射し
た多重化された光(λ1 、…、λn )は、レンズ1Bの
多層膜フィルタ3によって所定の波長λ1 の光のみ透過
され、その他の波長の光は多層膜フィルタ3で反射など
されて透過されない。透過された波長λ1 の光は、対向
した光ファイバコリメータ5Bへ到達して光ファイバ6
Bに入射する。
In this optical filter module 9,
The multiplexed light (λ1, ..., λn) emitted from the optical fiber 6A of the optical fiber collimator 5A is transmitted through the multilayer filter 3 of the lens 1B only at the predetermined wavelength λ1, and the other wavelengths are multilayered. It is reflected by the membrane filter 3 and is not transmitted. The transmitted light of wavelength λ1 reaches the opposing optical fiber collimator 5B and reaches the optical fiber 6
It is incident on B.

【0027】上記構成の光フィルタモジュールは、図2
の分光透過率特性に光ファイバ間の結合効率約0.05
dBを加算した良好な損失特性となった。このとき、対
向する光ファイバコリメータ5A、5B同士の間隔は1
mm程度まで近接することができ、長さ10mm程度の
小型な光フィルタモジュールを作成できた。
The optical filter module having the above structure is shown in FIG.
Spectral transmission characteristics of the optical fiber coupling efficiency of about 0.05
Good loss characteristics were obtained by adding dB. At this time, the distance between the optical fiber collimators 5A and 5B facing each other is 1
A small optical filter module having a length of about 10 mm can be produced by being able to approach each other up to about mm.

【0028】第1の実施形態では、均一な屈折率を有す
るレンズに直接多層膜フィルタを形成して設けたため、
レンズ機能とフィルタ機能とを併せ持ち、光フィルタモ
ジュールを構成した場合に部品点数を削減でき、また従
来個々に調整/固定していた調芯などの位置調整の工程
を簡素化でき、調整用の高価な装置も不要であり、コス
ト削減、製造工程の短縮、および小型化を図れる。ま
た、レンズ自体は均一な屈折率を有するものであるた
め、多層膜フィルタによる分光透過率特性などの所望の
特性を容易に得ることができるとともに、透過率も向上
でき、さらに温度特性が良好で使用温度範囲の広い多層
膜付レンズを実現できる。したがって、高性能で長期安
定性と高信頼性を達成した光モジュールを作成できる。
In the first embodiment, since the multilayer filter is formed directly on the lens having a uniform refractive index,
It has both a lens function and a filter function, and when the optical filter module is configured, the number of parts can be reduced, and the position adjustment process such as alignment that was conventionally individually adjusted / fixed can be simplified, resulting in high cost for adjustment. Since no special device is required, the cost can be reduced, the manufacturing process can be shortened, and the size can be reduced. In addition, since the lens itself has a uniform refractive index, desired characteristics such as spectral transmittance characteristics due to the multilayer filter can be easily obtained, the transmittance can be improved, and the temperature characteristics can be improved. It is possible to realize a multi-layered lens with a wide operating temperature range. Therefore, it is possible to create an optical module that has high performance and long-term stability and high reliability.

【0029】ここで、レンズ1Bの平面に、反射防止膜
2の代わりに多層膜が設けられていてもよい。光ファイ
バに向いた多層膜付レンズの面は、曲面であり、その曲
面は球面レンズまたは非球面レンズを構成している。多
層膜付レンズの曲面の曲率は、光ファイバからの拡散出
射光が多層膜付レンズ透過後、平面部分において、光の
波面が平面となる曲率となっていることが好ましい。
Here, instead of the antireflection film 2, a multilayer film may be provided on the plane of the lens 1B. The surface of the lens with a multilayer film facing the optical fiber is a curved surface, and the curved surface constitutes a spherical lens or an aspherical lens. The curvature of the curved surface of the lens with a multilayer film is preferably such that the wavefront of the light becomes a flat surface in the flat portion after the diffused and emitted light from the optical fiber has passed through the lens with a multilayer film.

【0030】さらに、本実施形態のレンズは、要求され
る光学特性を達成するために、使用する材料の屈折率に
応じ、その表面形状を変えるようにする。つまり、表面
形状を変えれば、レンズに使用する材料が制限されない
ため、幅広い材料選択が行え、安定な温度特性を持つ多
層膜付レンズを作成することができる。
Further, in the lens of this embodiment, the surface shape is changed according to the refractive index of the material used in order to achieve the required optical characteristics. In other words, if the surface shape is changed, the material used for the lens is not limited, so that a wide range of materials can be selected and a lens with a multilayer film having stable temperature characteristics can be produced.

【0031】図4は本実施形態の多層膜付レンズを2芯
光学系の光ファイバコリメータに適用した例を示したも
のである。フェルール4Aには、2本の光ファイバ6
A、6Cが内蔵され、このフェルール4Aの先端側に対
向して、レンズ1の一方(ファイバ側)の曲面に反射防
止膜2を、他方の平面に多層膜フィルタ3をそれぞれ形
成した多層膜付レンズが配置されて光ファイバコリメー
タが構成される。
FIG. 4 shows an example in which the lens with a multilayer film of this embodiment is applied to an optical fiber collimator of a two-core optical system. The ferrule 4A has two optical fibers 6
A and 6C are built-in, and a multi-layer film in which the anti-reflection film 2 is formed on the curved surface of one side (fiber side) of the lens 1 and the multi-layer film filter 3 is formed on the other plane facing the tip side of the ferrule 4A, respectively. An optical fiber collimator is configured by arranging the lenses.

【0032】この2芯光学系においては、光ファイバ6
Aより出射してレンズ1に入射した光のうちの所望の波
長は多層膜フィルタ3を透過して出射し、その他の波長
は多層膜フィルタ3で反射してもう一方の光ファイバ6
Cに入射する。この構成においても、フィルタ特性を高
品質に維持したまま、調整の簡略化、小型化を達成する
ことができる。
In this two-core optical system, the optical fiber 6
Of the light emitted from A and incident on the lens 1, a desired wavelength is transmitted through the multilayer filter 3 and emitted, and the other wavelengths are reflected by the multilayer filter 3 and reflected by the other optical fiber 6.
It is incident on C. Even with this configuration, simplification of adjustment and miniaturization can be achieved while maintaining high quality filter characteristics.

【0033】次に、本実施形態における多層膜フィルタ
の形成方法について説明する。まず、レンズ(多層膜フ
ィルタを形成していないもの)の成膜すべき面が開口部
に臨むように、治具に多数個整列固定し、真空蒸着用の
成膜室の内部に設置する。そして、蒸着材料の設置され
た蒸着源に対向するように配置する。次いで、真空ポン
プ(図示せず)で必要な高真空状態まで排気し、電子ビ
ーム(EB)法や抵抗加熱法等によって加熱する。高真
空中で薄膜材料を加熱蒸発させることにより、この蒸着
粒子がレンズの表面に沈着して薄膜が形成される。
Next, a method of forming the multilayer filter according to this embodiment will be described. First, many lenses are aligned and fixed to a jig so that the surface of the lens (without the multilayer filter) to be formed faces the opening, and the lens is installed inside the film forming chamber for vacuum deposition. And it arrange | positions so as to oppose the vapor deposition source in which the vapor deposition material was installed. Then, a vacuum pump (not shown) is evacuated to a required high vacuum state and heated by an electron beam (EB) method or a resistance heating method. By heating and evaporating the thin film material in a high vacuum, the vapor deposition particles are deposited on the surface of the lens to form a thin film.

【0034】このとき、膜の緻密度を上げ、フィルタの
中心波長のシフトが起きないように、イオンアシストを
行う。薄膜材料の選択、それらの膜の積層構造および膜
厚の制御によって、所望の特性を有する多層膜フィルタ
が得られる。
At this time, ion assist is performed so as to increase the density of the film and prevent the center wavelength of the filter from shifting. By selecting the thin film material, controlling the laminated structure of these films, and controlling the film thickness, a multilayer film filter having desired characteristics can be obtained.

【0035】多層膜フィルタは、レンズの中央部分(即
ちレンズ表面と光軸とが交差する部分の近傍)に形成さ
れていれば、十分に光学的特性を発現させることができ
るため、レンズの外周部が中央部分と光学的に多少特性
が異なっていても光モジュールの特性として大きな影響
を受けないのが、本方法の特長である。成膜する材料に
よっては、真空蒸着法の他、スパッタ法などを用いても
よい。
If the multilayer filter is formed in the central portion of the lens (that is, in the vicinity of the portion where the lens surface intersects the optical axis), the optical characteristics can be sufficiently exhibited, and therefore the outer periphery of the lens can be obtained. It is a feature of this method that the characteristics of the optical module are not significantly affected even if the part has a slightly different characteristic from the central part. Depending on the material to be deposited, a vacuum deposition method or a sputtering method may be used.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、安
価で小型化可能であり、所望の特性が得られ、かつ信頼
性の高い多層膜付レンズおよび光ファイバコリメータを
実現できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a lens with a multilayer film and an optical fiber collimator which are inexpensive, can be miniaturized, have desired characteristics, and are highly reliable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態に係る多層膜付レンズの構成
を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a lens with a multilayer film according to an embodiment of the present invention.

【図2】多層膜フィルタの分光透過率特性の例を示す特
性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of spectral transmittance characteristics of a multilayer filter.

【図3】多層膜付レンズを用いた光フィルタモジュール
の構成例を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of an optical filter module using a lens with a multilayer film.

【図4】多層膜付レンズと2芯フェルールを用いた2芯
光学系の光フィルタモジュールの構成例を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration example of an optical filter module of a two-core optical system using a lens with a multilayer film and a two-core ferrule.

【図5】多層膜フィルタ基板を用いた従来の光フィルタ
モジュールの構成例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a conventional optical filter module using a multilayer film filter substrate.

【図6】多層膜フィルタ基板と2芯フェルールを用いた
従来の光フィルタモジュールの他の構成例を示す断面図
である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another configuration example of a conventional optical filter module using a multilayer filter substrate and a two-core ferrule.

【図7】図6に示した従来の2芯光学系の光フィルタモ
ジュールの構成説明図である。
FIG. 7 is a configuration explanatory view of the conventional optical filter module of the two-core optical system shown in FIG.

【図8】光フィルタモジュールの使用例を示す構成説明
図である。
FIG. 8 is a configuration explanatory view showing an example of use of the optical filter module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1A、1B:レンズ 2:反射防止膜 3:多層膜フィルタ 4A、4B:フェルール 5A、5B:光ファイバコリメータ 6A、6B、6C:光ファイバ 8:金属ホルダ 9:光フィルタモジュール 1, 1A, 1B: Lens 2: Antireflection film 3: Multilayer filter 4A, 4B: Ferrule 5A, 5B: Optical fiber collimator 6A, 6B, 6C: optical fiber 8: Metal holder 9: Optical filter module

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮村 賢郎 東京都千代田区有楽町一丁目12番1号 旭 硝子株式会社内 Fターム(参考) 2H037 AA01 CA10 CA13 CA18 DA04 DA05 DA06 DA15 DA31    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kenro Miyamura             1-12-1 Yurakucho, Chiyoda-ku, Tokyo Asahi             Glass Co., Ltd. F-term (reference) 2H037 AA01 CA10 CA13 CA18 DA04                       DA05 DA06 DA15 DA31

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光通信用光モジュールに使用される多層膜
付レンズにおいて、多層膜付レンズは均一な屈折率を有
し、多層膜付レンズの光の入射出射が行われる2面のう
ち一方の面が曲面で他方の面が平面であり、平面の一部
または全面に所望の波長の光を透過させ不要の光を透過
させない多層膜が設けられていることを特徴とする多層
膜付レンズ。
1. A multilayer-coated lens used in an optical module for optical communication, wherein the multilayer-coated lens has a uniform refractive index, and one of two surfaces on which light from the multilayer-coated lens enters and exits. The lens with a multilayer film has a curved surface and the other surface is a flat surface, and a multilayer film that transmits light of a desired wavelength and does not transmit unnecessary light is provided on a part or the entire surface of the flat surface. .
【請求項2】前記多層膜付レンズが、ガラスまたはプラ
スチックの材料から形成されている請求項1記載の多層
膜付レンズ。
2. The lens with a multilayer film according to claim 1, wherein the lens with a multilayer film is made of a glass or plastic material.
【請求項3】レンズと光ファイバとを備えた光ファイバ
コリメータにおいて、前記レンズとして請求項1または
2記載の多層膜付レンズが用いられ、前記光ファイバと
組み合わせて用いられることを特徴とする光ファイバコ
リメータ。
3. An optical fiber collimator comprising a lens and an optical fiber, wherein the lens with a multilayer film according to claim 1 is used as the lens, and the lens is used in combination with the optical fiber. Fiber collimator.
【請求項4】請求項1または2記載の多層膜付レンズ
が、前記光ファイバの光の出射側または光の入射側に配
されている請求項3記載の光ファイバコリメータ。
4. The optical fiber collimator according to claim 3, wherein the lens with a multilayer film according to claim 1 or 2 is arranged on a light emitting side or a light incident side of the optical fiber.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7104700B2 (en) 2002-03-21 2006-09-12 Samsung Electronics, Co., Ltd. Gain flattening filter and gain flattened optical fiber amplifier employing the same
JP2006310704A (en) * 2005-05-02 2006-11-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical transmission and reception module
JP2014017344A (en) * 2012-07-09 2014-01-30 Olympus Corp Light source device
WO2018042936A1 (en) * 2016-08-29 2018-03-08 Tdk株式会社 Plano-convex lens, fiber array module, and light reception module
US10310275B2 (en) * 2015-09-07 2019-06-04 Everready Precision Ind. Corp. Optical apparatus
KR20200005416A (en) * 2017-05-11 2020-01-15 에스씨아이브이에이엑스 가부시키가이샤 Optical element and optical system device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7104700B2 (en) 2002-03-21 2006-09-12 Samsung Electronics, Co., Ltd. Gain flattening filter and gain flattened optical fiber amplifier employing the same
JP2006310704A (en) * 2005-05-02 2006-11-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical transmission and reception module
JP2014017344A (en) * 2012-07-09 2014-01-30 Olympus Corp Light source device
US10310275B2 (en) * 2015-09-07 2019-06-04 Everready Precision Ind. Corp. Optical apparatus
WO2018042936A1 (en) * 2016-08-29 2018-03-08 Tdk株式会社 Plano-convex lens, fiber array module, and light reception module
KR20200005416A (en) * 2017-05-11 2020-01-15 에스씨아이브이에이엑스 가부시키가이샤 Optical element and optical system device
KR102571548B1 (en) * 2017-05-11 2023-08-25 에스씨아이브이에이엑스 가부시키가이샤 Optical elements and optical system devices

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