JP2003315612A - Optical collimator, and method of assembling the same - Google Patents

Optical collimator, and method of assembling the same

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JP2003315612A
JP2003315612A JP2003043978A JP2003043978A JP2003315612A JP 2003315612 A JP2003315612 A JP 2003315612A JP 2003043978 A JP2003043978 A JP 2003043978A JP 2003043978 A JP2003043978 A JP 2003043978A JP 2003315612 A JP2003315612 A JP 2003315612A
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JP
Japan
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optical
spherical lens
optical fiber
thin tube
partial spherical
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Application number
JP2003043978A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Takeuchi
宏和 竹内
Shintaro Ito
新太郎 伊藤
Sunao Seto
直 瀬戸
Hirokazu Tanaka
宏和 田中
Masaaki Kadomi
昌昭 角見
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical collimator, which eliminates the need to pass light to an optical fiber unlike a conventional assembling method, is easy to assemble and has high reliability to optical alignment, and an assembling method thereof. <P>SOLUTION: The optical collimator is provided with a thin tube 11, a glass- made partially spherical lens 12 fixed in an inner hole 11b except an insertion port 11a and having translucent spherical surfaces 12b and 12c with almost the same center of curvature and an adhesive 13 for bonding the partially spherical lens 12, an axial deviation between the center axis of the thin tube and the optical axis of the partially spherical lens is within 5 μm; and a capillary tube fixed having an axial deviation of within 1.5 μm between the outer peripheral surface 14a and the core center of the end surface 15a of the optical 15 is inserted into the insertion portion 11a and the end surface 15a is fixed to a position within ±40 μm of the focal point position of the partially spherical lens 12. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、光通信用の光ファ
イバとレンズとを光学的に結合して光ファイバからの出
射光を平行光にするか、または、平行光をレンズにより
集光して光ファイバに入射する光コリメータ及びその組
立方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber for optical communication and a lens which are optically coupled to each other so that light emitted from the optical fiber is collimated or collimated by a lens. And an assembling method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速大容量の光ファイバ通信システムを
構築する際には多くの光デバイスが使用される。その中
には複数の波長が多重化された光信号から任意波長の光
信号を取り出すものや、光信号の位相を合わせるための
光学結晶体を用いるもの等があり、光ファイバから出射
されて広がった光信号を平行光にする多数の光コリメー
タが用いられる。
2. Description of the Related Art Many optical devices are used in constructing a high speed and large capacity optical fiber communication system. Among them are those that extract optical signals of arbitrary wavelengths from optical signals in which multiple wavelengths are multiplexed, and those that use optical crystals to match the phase of optical signals. A large number of optical collimators that convert parallel optical signals into parallel light are used.

【0003】従来の光コリメータでは、その製作の際
に、図12に示すように、先ず細管1に光ファイバ2付
きの毛細管3を固定し、光ファイバ2から可視域光源の
ヘリウム−ネオンレーザー光Lを出射し、精密ステージ
4上にて掴んだレンズ5を光学的に適切な位置関係にな
るように同レーザー光Lのコリメート状態を投影ステー
ジ6で確認しながらレンズ5の位置を調心した後に、エ
ポキシ系の接着剤7で細管1に固着している。
In manufacturing a conventional optical collimator, as shown in FIG. 12, a capillary tube 3 with an optical fiber 2 is first fixed to a thin tube 1 and the helium-neon laser light of the visible light source is passed from the optical fiber 2 to the capillary tube 3. The position of the lens 5 is aligned while the collimated state of the laser light L is emitted on the projection stage 6 so that the lens 5 which has emitted L and is grasped on the precision stage 4 has an optically appropriate positional relationship. After that, it is fixed to the thin tube 1 with an epoxy adhesive 7.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の組
立方法では、光ファイバ2から実際にレーザー光Lを出
射するので、光源と光ファイバ2を数μmレベルの高い
精度で接続しなければならず、この調心に関わる作業や
光ファイバ2の処理等、光コリメータの製作準備に手間
がかかり過ぎて非常に作業性が悪いという問題点があ
る。
In the conventional assembling method as described above, since the laser light L is actually emitted from the optical fiber 2, the light source and the optical fiber 2 must be connected with high accuracy of several μm level. However, there is a problem that the workability is very poor because it takes too much time for preparation for manufacturing the optical collimator such as the work related to the alignment and the processing of the optical fiber 2.

【0005】また、従来の組立方法では、実際のレンズ
5の掴み代は数mmもなく、且つ光学位置の調心には数
μmないしは十分の数μmレベルの高い精度が要求され
るので、非常に作業性が悪くなるという問題点もある。
Further, in the conventional assembling method, the actual gripping margin of the lens 5 is not several millimeters, and the optical position is required to have a high accuracy of several μm or several μm. There is also a problem that workability becomes poor.

【0006】また、光学位置調心の際に、レンズ5と細
管1との間には隙間があるので、位置決め後に接着剤7
を硬化させて固着する際に、接着剤7の体積収縮により
レンズ5等の位置がずれ易いという問題がある。
Further, since there is a gap between the lens 5 and the thin tube 1 during the optical position alignment, the adhesive 7 is used after the positioning.
There is a problem that the position of the lens 5 or the like is easily displaced due to the volume contraction of the adhesive 7 when the adhesive is cured and fixed.

【0007】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、従来の光コリメータ組立方法のような組立
の際に光ファイバへ光を通す必要が無く、且つ、組立も
容易で、光学調心に対する信頼性も高い光コリメータ及
びその組立方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is not necessary to pass light to an optical fiber at the time of assembling like a conventional optical collimator assembling method, and the assembling is easy. An object of the present invention is to provide an optical collimator having high reliability for optical alignment and an assembling method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光コリメー
タは、細管と、所定長さの挿入部を残して該細管の内孔
に固定され屈折率が略均一なガラスからなる円柱部の両
端に曲率中心が略同一の透光球面を有する部分球面レン
ズと、細管に部分球面レンズを接着する接着剤とを備え
て細管の中心軸と前記部分球面レンズの光軸との軸ズレ
量が5μm以内であるレンズ部品と、該レンズ部品の挿
入部に外周面と光ファイバ端面のコア中心との軸ズレ量
が1.5μm以内で光ファイバを内孔に固定した毛細管
の光ファイバ端面が部分球面レンズの焦点位置±40μ
m以内の位置に固定されてなることを特徴とする。
The optical collimator according to the present invention comprises a thin tube and both ends of a cylindrical portion made of glass having a substantially uniform refractive index, which is fixed in the inner hole of the thin tube leaving an insertion portion of a predetermined length. Is equipped with a partial spherical lens having a light-transmitting spherical surface with substantially the same center of curvature, and an adhesive for bonding the partial spherical lens to the thin tube, and the axial deviation amount between the central axis of the thin tube and the optical axis of the partial spherical lens is 5 μm. And the optical fiber end surface of the capillary having the optical fiber fixed in the inner hole and the axial deviation between the outer peripheral surface and the core center of the optical fiber end surface in the insertion part of the lens component is within 1.5 μm. Lens focal position ± 40μ
It is characterized in that it is fixed at a position within m.

【0009】本発明の光コリメータを構成する細管の中
心軸と部分球面レンズの光軸との軸ズレ量は5μm以内
であると、図1(A)に示すように、出射光Lが光コリ
メータ10の細管の中心軸に対して所望する0.2°以
内の出射光曲がりθが得られる。しかし、細管の中心軸
と部分球面レンズの光軸との軸ズレ量が5μmを超える
と、図1(B)に示すように、出射光Lが光コリメータ
10の細管の中心軸に対して所望する0.2°以内の出
射光曲がりθが得られなくなる。
When the axial deviation amount between the central axis of the thin tube and the optical axis of the partial spherical lens constituting the optical collimator of the present invention is within 5 μm, as shown in FIG. The outgoing light bending θ within 0.2 ° desired with respect to the central axis of the ten thin tubes can be obtained. However, when the amount of axial deviation between the central axis of the thin tube and the optical axis of the partial spherical lens exceeds 5 μm, as shown in FIG. 1 (B), the emitted light L is desired with respect to the central axis of the thin tube of the optical collimator 10. The output light bending θ within 0.2 ° cannot be obtained.

【0010】また、本発明の光コリメータ10に挿着す
る光ファイバ15を内孔に固定した毛細管としては、そ
の外周面と光ファイバ15端面のコア中心との軸ズレ量
が1.5μm以内であることが重要となる。光ファイバ
を内孔に固定した毛細管の外周面と光ファイバ端面のコ
ア中心との軸ズレ量が1.5μmを超えると、図1
(B)に示すように、出射光が細管の中心軸に対して所
望する0.2°以内の出射光曲がりθが得られなくな
り、出射光Lのビーム強度の分布が偏心して所望の光信
号の結合効率が得られなくなる。
Further, as a capillary tube in which the optical fiber 15 to be inserted into the optical collimator 10 of the present invention is fixed in the inner hole, the axial deviation amount between the outer peripheral surface and the core center of the end surface of the optical fiber 15 is within 1.5 μm. It is important to be there. When the axial deviation amount between the outer peripheral surface of the capillary having the optical fiber fixed to the inner hole and the core center of the end surface of the optical fiber exceeds 1.5 μm,
As shown in (B), the outgoing light cannot obtain a desired outgoing light bending θ within 0.2 ° with respect to the central axis of the thin tube, and the distribution of the beam intensity of the outgoing light L is eccentric, resulting in a desired optical signal. The coupling efficiency of is not obtained.

【0011】また、細管内面と部分球面レンズの光軸と
毛細管中の光ファイバの光軸との同軸性にずれが生じる
と、図1(B)に示すように、得られる平行光に角度が
生じるので、使用される用途に応じて、許容される角度
の範囲で許容軸ズレ量は定められるが、この角度が大き
くなりすぎると、平行光をさらに別の光コリメータにて
光ファイバに戻す際に、光量の減衰が生じる。例えば、
屈折率1.8程度のガラス材質であるLaSF015か
らなり、曲率半径が1.75mmの部分球面レンズを用
いた光コリメータの場合、一般的な結合特性である挿入
損失0.2dB以下を達成するには、上記の角度を0.
1°程度以内に押さえる必要がある。また、その場合の
部分球面レンズの光軸と光ファイバ15の光軸との軸ズ
レのずれ許容度は凡そ4μmとなる。
When there is a deviation in the coaxiality between the inner surface of the thin tube, the optical axis of the partial spherical lens, and the optical axis of the optical fiber in the capillary tube, as shown in FIG. Therefore, depending on the application used, the allowable amount of axial misalignment is determined within the range of allowable angles, but if this angle becomes too large, parallel light will not be returned to the optical fiber by another optical collimator. Then, the light amount is attenuated. For example,
In the case of an optical collimator made of LaSF015, which is a glass material with a refractive index of about 1.8, and uses a partial spherical lens with a radius of curvature of 1.75 mm, it is necessary to achieve an insertion loss of 0.2 dB or less, which is a general coupling characteristic. The above angle to 0.
It is necessary to press within 1 °. Further, in that case, the deviation tolerance of the optical axis of the partial spherical lens and the optical axis of the optical fiber 15 is about 4 μm.

【0012】細管としては、その内面に光ファイバ付き
の毛細管を挿入した際、自動的に調心が行われるよう、
細管の内面と部分球面レンズの光軸が同軸上に配置され
ており、且つ、細管内面と光ファイバ付きの毛細管を適
切な嵌め合い寸法としていることが重要である。この
時、細管内面と部分球面レンズの光軸と毛細管中の光フ
ァイバとの同軸性に過剰なずれが生じると、得られる平
行光に角度が生じる。そのため、使用される用途に応じ
て角度の許容される範囲により各要素の軸ズレ量が定め
られる。なお、光ファイバ付きの毛細管と細管を溶接に
て固定する場合には、溶接性と耐候性に優れたステンレ
ス鋼を使用することが好ましい。
As a thin tube, when a capillary tube with an optical fiber is inserted into its inner surface, it is automatically aligned.
It is important that the inner surface of the thin tube and the optical axis of the partially spherical lens are arranged coaxially, and that the inner surface of the thin tube and the capillary tube with the optical fiber are fitted to each other appropriately. At this time, if the coaxiality between the inner surface of the thin tube, the optical axis of the partial spherical lens, and the optical fiber in the capillary tube is excessively shifted, an angle is generated in the obtained parallel light. Therefore, the amount of axial deviation of each element is determined by the range in which the angle is allowed according to the purpose of use. When fixing a capillary tube with an optical fiber and a capillary tube by welding, it is preferable to use stainless steel having excellent weldability and weather resistance.

【0013】また、光ファイバ端面を部分球面レンズの
焦点位置±40μm以内の距離になる位置に固定すると
は、図2に示すように、一対の光コリメータを対向配置
させて光信号を授受する際に、光ファイバ端面を部分球
面レンズの焦点位置FPに配置すると図2(B)のよう
な位置に出射光のビームウエストBWが形成される。光
ファイバ端面を部分球面レンズの焦点位置FPよりも近
い位置に配置すると図2(C)のような部分球面レンズ
位置に近い位置に出射光のビームウエストBWが形成さ
れるが、光ファイバ端面を部分球面レンズの焦点位置F
Pよりも40μm以上近い位置に配置するとビームウエ
ストBWが形成されず広がってしまう。一方、光ファイ
バ端面を部分球面レンズの焦点位置FPよりも遠い位置
に配置すると図2(D)のような部分球面レンズ位置に
遠い位置に出射光のビームウエストBWが形成される
が、光ファイバ端面を部分球面レンズの焦点位置FPよ
りも40μm以上遠い位置に配置するとビームウエスト
BWが形成されず広がってしまう。本発明の光コリメー
タでは、光ファイバ端面を部分球面レンズの焦点位置±
40μm以内の距離になる位置に固定することが重要と
なる。
When the end face of the optical fiber is fixed at a position within a focal position of the partial spherical lens of ± 40 μm, a pair of optical collimators are arranged to face each other to transmit and receive an optical signal, as shown in FIG. Further, when the end face of the optical fiber is arranged at the focal point FP of the partial spherical lens, the beam waist BW of the emitted light is formed at the position as shown in FIG. When the end face of the optical fiber is arranged at a position closer to the focal point FP of the partial spherical lens, the beam waist BW of the emitted light is formed at a position closer to the position of the partial spherical lens as shown in FIG. 2C. Focal position F of partially spherical lens
When it is arranged at a position closer than 40 μm than P, the beam waist BW is not formed and spreads. On the other hand, when the end face of the optical fiber is arranged at a position farther than the focal point FP of the partial spherical lens, the beam waist BW of the outgoing light is formed at a position far from the partial spherical lens position as shown in FIG. 2D. When the end face is arranged at a position 40 μm or more farther from the focal position FP of the partial spherical lens, the beam waist BW is not formed and spreads. In the optical collimator of the present invention, the end surface of the optical fiber is set to the focal position ± of the partial spherical lens.
It is important to fix at a position where the distance is within 40 μm.

【0014】本発明で使用する部分球面レンズとして
は、屈折率が略均一な光学ガラス等からなり、真球状に
加工することにより高い焦点精度を有する部分球面レン
ズが作製できる材料であれば使用可能であり、光コリメ
ータの小型化、細径化のため、高い真球度を有する部分
球面レンズの周囲を研削して作製した部分球面レンズが
適している。なお、部分球面レンズの光軸は、レンズの
曲率中心を通り細管の中心軸に平行な軸となるため、周
囲を研削した際の側面形状や加工軸の傾き、軸ズレ等に
影響されない。また、部分加工部分球面レンズに用いる
ガラスとしては、光学ガラスのBK7、K3、TaF
3、LaF01、LaSF015等を用いることが好ま
しい。
As the partial spherical lens used in the present invention, any material can be used as long as it is made of optical glass or the like having a substantially uniform refractive index and can be processed into a true spherical shape to produce a partial spherical lens having high focus accuracy. Therefore, in order to reduce the size and the diameter of the optical collimator, the partial spherical lens manufactured by grinding the periphery of the partial spherical lens having high sphericity is suitable. Since the optical axis of the partial spherical lens is an axis that passes through the center of curvature of the lens and is parallel to the central axis of the thin tube, it is not affected by the side surface shape when grinding the periphery, the inclination of the processing axis, the axial deviation, or the like. Further, as the glass used for the partially processed partially spherical lens, BK7, K3, TaF of optical glass are used.
3, LaF01, LaSF015, etc. are preferably used.

【0015】また、本発明の光コリメータは、部分球面
レンズは、屈折率が1.7以上であることを特徴とす
る。
The optical collimator of the present invention is characterized in that the partial spherical lens has a refractive index of 1.7 or more.

【0016】部分球面レンズは、もともと球面収差を有
するレンズであるが、屈折率が低い場合、球面収差が大
きくなり、部分球面レンズによって光ファイバ端面から
出射される光信号または光ファイバ端面に集光される光
信号の結合効率が低下する。本発明の光コリメータに使
用する部分球面レンズとしては、屈折率が1.7以上で
あることが好ましい。
The partial spherical lens is originally a lens having spherical aberration, but when the refractive index is low, the spherical aberration becomes large, and the partial spherical lens condenses the optical signal emitted from the end face of the optical fiber or the end face of the optical fiber. The coupling efficiency of the received optical signal is reduced. The partial spherical lens used in the optical collimator of the present invention preferably has a refractive index of 1.7 or more.

【0017】本発明の光コリメータは、光ファイバ端面
と部分球面レンズの球面との距離、即ち、部分球面レン
ズの焦点距離fから部分球面レンズの曲率半径Rを差し
引いた距離が0.1mm以上であることを特徴とし、光
ファイバ端面と部分球面レンズの球面との距離が0.1
5mm以上であることが好ましい。
In the optical collimator of the present invention, the distance between the end face of the optical fiber and the spherical surface of the partial spherical lens, that is, the distance obtained by subtracting the radius of curvature R of the partial spherical lens from the focal length f of the partial spherical lens is 0.1 mm or more. And the distance between the end surface of the optical fiber and the spherical surface of the partial spherical lens is 0.1.
It is preferably 5 mm or more.

【0018】光コリメータは、部分球面レンズの曲率半
径Rが小さい場合等、光ファイバ15の端面15aと部
分球面レンズ12の球面との距離が0.1mm未満にな
ると、図3に示すように、レンズの球面からの反射光L
bが光ファイバ15の端面15aに多く戻ってきてノイ
ズとなる。一方、焦点位置+40μmよりも長くなると
ビームウエストBWが形成されず広がってしまう。光フ
ァイバ端面と部分球面レンズの球面との距離としては、
0.1mm以上であることが重要であり、光ファイバ端
面へ再入射する反射光を少なくする上で光ファイバ端面
と部分球面レンズの球面との距離が0.15mm以上で
あることが好ましい。
In the optical collimator, when the distance between the end surface 15a of the optical fiber 15 and the spherical surface of the partial spherical lens 12 becomes less than 0.1 mm, such as when the radius of curvature R of the partial spherical lens is small, as shown in FIG. Light L reflected from the spherical surface of the lens
A large amount of b returns to the end face 15a of the optical fiber 15 and becomes noise. On the other hand, if the focal length is longer than +40 μm, the beam waist BW is not formed and spreads. As the distance between the end face of the optical fiber and the spherical surface of the partial spherical lens,
It is important that the distance is 0.1 mm or more, and it is preferable that the distance between the optical fiber end surface and the spherical surface of the partial spherical lens is 0.15 mm or more in order to reduce the reflected light re-incident on the optical fiber end surface.

【0019】本発明の光コリメータは、細管がガラスま
たは結晶化ガラスであることを特徴とする。
The optical collimator of the present invention is characterized in that the thin tube is made of glass or crystallized glass.

【0020】ガラス製または結晶化ガラス製の細管とし
ては、熱膨張係数が部分球面レンズ及び毛細管に近いも
のであれば使用可能であり、細管の材料が結晶析出の状
態を制御可能なものであれば、連続成形法により高精度
かつ安価に得られる点で適している。
Any thin tube made of glass or crystallized glass can be used as long as it has a coefficient of thermal expansion close to that of a partially spherical lens or a capillary tube, and the material of the thin tube can control the state of crystal precipitation. For example, the continuous molding method is suitable because it can be obtained with high accuracy and at low cost.

【0021】本発明の光コリメータは、細管が割りスリ
ーブであることを特徴とする。
The optical collimator of the present invention is characterized in that the thin tube is a split sleeve.

【0022】割りスリーブの内径寸法は、光ファイバ付
きの毛細管との嵌めあいが、しまり嵌めの関係であるこ
とが重要である。両者間の寸法差は、細管の内面と部分
球面レンズの光軸とのズレに影響を及ぼす。細管に光フ
ァイバ付きの毛細管よりも数μm程度小さい内径を有す
る割りスリーブを用いた場合、この寸法差をなくすこと
ができて効果的である。割りスリーブとしては、金属製
やジルコニアセラミクス製等が使用可能である。
Regarding the inner diameter of the split sleeve, it is important that the fit with the capillary tube with the optical fiber has a tight fit relationship. The dimensional difference between the two affects the deviation between the inner surface of the thin tube and the optical axis of the partially spherical lens. When a split sleeve having an inner diameter smaller than that of a capillary tube with an optical fiber by about several μm is used for the thin tube, this dimensional difference can be eliminated, which is effective. The split sleeve may be made of metal, zirconia ceramics, or the like.

【0023】本発明の光コリメータは、割りスリーブが
金属製であることを特徴とする。
The optical collimator of the present invention is characterized in that the split sleeve is made of metal.

【0024】割りスリーブとしては、硬度が低く部分球
面レンズや光ファイバ付きの毛細管の表面を傷付けるこ
とがなく、発塵を防止することが可能な金属製であるこ
とが好ましい。金属材料としては、寸法再現性の高いリ
ン青銅やステンレス鋼等が適している。
The split sleeve is preferably made of metal, which has low hardness and does not damage the surface of the partial spherical lens or the capillary tube with the optical fiber and can prevent dust generation. As the metal material, phosphor bronze or stainless steel, which has high dimensional reproducibility, is suitable.

【0025】本発明の光コリメータは、接着剤が、セラ
ミック、ガラスまたは金属のうちの一種以上からなるフ
ィラーを混合したエポキシ系樹脂または低融点ガラスフ
リットであることを特徴とする。
The optical collimator of the present invention is characterized in that the adhesive is an epoxy resin or a low melting point glass frit mixed with a filler made of one or more of ceramic, glass or metal.

【0026】また、コリメータの組立に一般的に用いら
れるエポキシ接着剤では、硬化の際に凡そ20%程度の
体積収縮が生じる。このような収縮による部分球面レン
ズの位置ずれを防ぐには、接着剤にセラミックもしくは
金属等の微粉やフィラーを混合することが効果的であ
る。また、フィラーを混合することにより、チクソトロ
ピック性が付与されて、液ダレの防止効果や接着剤の強
度向上にも効果がある。
The epoxy adhesive generally used for assembling the collimator undergoes volume contraction of about 20% during curing. In order to prevent the positional deviation of the partially spherical lens due to such contraction, it is effective to mix fine particles or filler of ceramic or metal with the adhesive. In addition, by mixing the filler, thixotropic properties are imparted, which is effective in preventing dripping and improving the strength of the adhesive.

【0027】本発明の光コリメータは、細管の挿入部
に、所定の内径の内孔を有する内細管が挿入配置され部
分球面レンズの球面に内細管の管軸に対して所定の精度
で直角な端面を当接した状態で接着固定されていること
を特徴とする。
In the optical collimator of the present invention, an inner thin tube having an inner hole having a predetermined inner diameter is inserted and arranged in the insertion portion of the thin tube, and the spherical surface of the partial spherical lens is perpendicular to the tube axis of the inner thin tube with a predetermined accuracy. It is characterized in that it is adhesively fixed in a state where the end faces are in contact with each other.

【0028】所定の内径の内孔を有する内細管として
は、細管の挿入部に対して嵌めあいが、ギャップが数μ
m以内のすきま嵌め、またはしまり嵌めの関係となる外
径を有し、光ファイバからの出入射光を遮ることがなく
毛細管よりも数μm程度大きい内径を有し、かつ内細管
の管軸に対して数″から数′の所定の精度で直角な端面
を備えていれば使用可能である。
As an inner thin tube having an inner hole having a predetermined inner diameter, a fitting gap with respect to the insertion portion of the thin tube has a gap of several μm.
It has an outer diameter within a m or a tight fit relationship, has an inner diameter that is a few μm larger than a capillary tube without blocking outgoing / incoming light from an optical fiber, and with respect to the tube axis of the inner tube. It can be used as long as it has a right angle end face with a predetermined accuracy of several "to several".

【0029】本発明の光コリメータは、部分球面レンズ
の球面と光ファイバ端面との距離が、部分球面レンズの
屈折率と球面半径により算出される最適値よりも小さ
く、実質的に必要とされる作動距離範囲内でビームウエ
スト位置が所定値の±5mm以内になることを特徴とす
る。
The optical collimator of the present invention is substantially required because the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber is smaller than the optimum value calculated by the refractive index and spherical radius of the partial spherical lens. The beam waist position is within ± 5 mm of a predetermined value within the working distance range.

【0030】光コリメータからの出射光のコリメータビ
ームのビームウエスト位置が所定値の±5mmを外れる
と、光の波動特性により結合効率が低下する。上記構成
を採用することにより、出射されたコリメータビームを
高い結合効率で受光側の光ファイバに伝達でき、高品位
の通信性能を維持することが可能となる。本発明の光コ
リメータでは、出射光のコリメータビームの絞込みが達
成できるように、部分球面レンズの球面と光ファイバ端
面との距離が、部分球面レンズの屈折率と球面半径によ
り算出される最適値よりも小さく、実質的に必要とされ
る作動距離範囲内でビームウエスト位置が所定値の±5
mm以内になることが重要となる。
When the beam waist position of the collimator beam of the light emitted from the optical collimator deviates from the predetermined value ± 5 mm, the coupling efficiency is lowered due to the wave characteristic of the light. By adopting the above configuration, the emitted collimator beam can be transmitted to the optical fiber on the light receiving side with high coupling efficiency, and high-quality communication performance can be maintained. In the optical collimator of the present invention, the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber is smaller than the optimum value calculated by the refractive index and the spherical radius of the partial spherical lens so that the collimator beam of the emitted light can be narrowed down. The beam waist position is within ± 5 of the specified value within the required working distance range.
It is important to be within mm.

【0031】本発明に係る光コリメータの組立方法は、
細管と、所定長さの挿入部を残して該細管の内孔に固定
され屈折率が略均一なガラスからなる円柱部の両端に曲
率中心が略同一の透光球面を有する部分球面レンズと、
細管に部分球面レンズを接着する接着剤とを備えて細管
の中心軸と前記部分球面レンズの光軸との軸ズレ量が5
μm以内であるレンズ部品と、該レンズ部品の挿入部に
外周面と光ファイバ端面のコア中心との軸ズレ量が1.
5μm以内で光ファイバを内孔に固定した毛細管の光フ
ァイバ端面が部分球面レンズの焦点位置±40μm以内
の位置に固定される光コリメータの組立方法であって、
前記レンズ部品の挿入部に前記毛細管を固定するに際し
て、光ファイバの端面と部分球面レンズの透光球面との
間の距離を外部から測定して該毛細間の位置決めを行う
ことを特徴とする。
The method of assembling the optical collimator according to the present invention is as follows.
A thin spherical tube, a partial spherical lens having translucent spherical surfaces having substantially the same center of curvature at both ends of a cylindrical portion made of glass having a substantially uniform refractive index and fixed in the inner hole of the thin tube leaving an insertion portion of a predetermined length.
An adhesive for adhering the partial spherical lens to the thin tube is provided, and the axial deviation amount between the central axis of the thin tube and the optical axis of the partial spherical lens is 5
The lens component having a diameter of within μm and the axial deviation amount between the outer peripheral surface and the core center of the end face of the optical fiber is 1.
A method of assembling an optical collimator, wherein an end of an optical fiber of a capillary having an optical fiber fixed to an inner hole within 5 μm is fixed to a position within a focal position ± 40 μm of a partial spherical lens,
When fixing the capillary tube to the insertion part of the lens component, the distance between the end face of the optical fiber and the light-transmitting spherical surface of the partial spherical lens is measured from the outside to perform positioning between the capillaries.

【0032】本発明の組立方法では、細管の内孔に対し
て嵌めあいが、ギャップが数μm以内のすきま嵌め、ま
たはしまり嵌めの関係となる外径を有する内細管を挿入
して内細管の管軸に対して所定の精度で直角な端面を所
定位置に固定することが、部分球面レンズの位置決めを
正確に行う上で重要である。なお、細管には光ファイバ
付きの毛細管を部分球面レンズと適切な距離で配したと
きに、十分な強度で保持できるだけの余長を与えおく。
また、硬化の際の位置ズレが光学的に問題のない場合
は、フィラーを混ぜなくてもよい。
According to the assembling method of the present invention, the inner thin tube having the outer diameter that is fitted into the inner hole of the thin tube has a clearance fit or a tight fit with a gap of several μm or less is inserted. Fixing the end face perpendicular to the tube axis with a predetermined accuracy at a predetermined position is important for accurate positioning of the partial spherical lens. It should be noted that the capillary is provided with an extra length sufficient to hold it with sufficient strength when a capillary with an optical fiber is arranged at an appropriate distance from the partial spherical lens.
Further, if the positional deviation during curing does not cause an optical problem, the filler may not be mixed.

【0033】また、本発明の光コリメータの組立方法
は、細管が、部分球面レンズの球面と光ファイバ端面と
が所定の距離になる位置が観察可能な部位に貫通部を有
しており、略平行な測定光を使用して部分球面レンズの
球面と光ファイバ端面との距離を外部より測定して位置
を決めることを特徴とする。
Further, in the method of assembling the optical collimator of the present invention, the thin tube has the penetrating portion at a position where the position where the spherical surface of the partial spherical lens and the end surface of the optical fiber are at a predetermined distance can be observed, It is characterized in that the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber is measured from the outside by using parallel measuring light to determine the position.

【0034】部分球面レンズの光ファイバ側端面と光フ
ァイバのレンズ側端面の部分が観察できるようにのぞき
窓の空いた金属スリーブを用いる。平行光を得るには、
部分球面レンズの焦点位置に光ファイバ端面を配置しな
ければならないが、同部を観察することが可能なため、
レーザー光測長機や顕微鏡等の測定機にて部分球面レン
ズの球面の頂点と光ファイバ端面の距離を計測すること
により容易に調整が可能である。
A metal sleeve with a peephole is used so that the end surface of the partially spherical lens on the optical fiber side and the end surface of the optical fiber on the lens side can be observed. To get parallel light,
The end face of the optical fiber must be placed at the focal position of the partial spherical lens, but since it is possible to observe the same part,
This can be easily adjusted by measuring the distance between the apex of the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber with a measuring device such as a laser beam length measuring machine or a microscope.

【0035】本発明の光コリメータの組立方法は、細管
が、部分球面レンズの球面と光ファイバ端面との距離を
外部より測定可能な透明体からなり、略平行な測定光を
使用して部分球面レンズの球面と光ファイバ端面との距
離を外部より測定して位置を決めることを特徴とする。
In the method of assembling the optical collimator of the present invention, the thin tube is made of a transparent body capable of externally measuring the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber, and the partial spherical surface is obtained by using substantially parallel measuring light. It is characterized in that the distance between the spherical surface of the lens and the end face of the optical fiber is measured from the outside to determine the position.

【0036】部分球面レンズの光ファイバ側端面と光フ
ァイバの部分球面レンズ側端面の部分が観察することが
できる光や磁気の透過する透明なガラス管等を用いる。
平行光を得るには、部分球面レンズの焦点に光ファイバ
端面を配置する必要があるが、透明体からなる細管を使
用することで、同部を観察することが可能なため、レー
ザー光測長機や顕微鏡等の測定機にて部分球面レンズの
球面の頂点と光ファイバ端面の距離を計測することによ
り容易に調整が可能である。また、寸法調整後、本発明
と光ファイバ付きの毛細管は接着剤または溶接にて固定
されるが、その際、同部が観察可能であるので光の通過
域に問題が生じていないことを確認するのにも適してい
る。細管の材料は、チューブとして用いる場合、熱加工
性が良く、光及び磁気を透過する耐候性に優れるホウ珪
酸ガラス等が適している。
A transparent glass tube or the like through which light and magnetism can be observed, which allows observation of the end surface of the partial spherical lens on the optical fiber side and the end surface of the optical fiber on the partial spherical lens side, is used.
In order to obtain parallel light, it is necessary to place the end surface of the optical fiber at the focal point of the partial spherical lens, but it is possible to observe the same part by using a thin tube made of a transparent body. This can be easily adjusted by measuring the distance between the apex of the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber with a measuring machine such as a machine or a microscope. Further, after the dimension adjustment, the present invention and the capillary tube with the optical fiber are fixed by an adhesive or welding, but at that time, since the same portion can be observed, it is confirmed that there is no problem in the light passage region. It is also suitable for When used as a tube, the material of the thin tube is preferably borosilicate glass or the like, which has good heat workability and excellent weather resistance that transmits light and magnetism.

【0037】本発明の光コリメータの組立方法は、細管
及び/または内細管が厚さ1mmで波長350〜500
nmの光を50%以上透過する透明なガラスからなるこ
とを特徴とする。
In the method of assembling the optical collimator of the present invention, the thin tube and / or the inner thin tube has a thickness of 1 mm and a wavelength of 350 to 500.
It is characterized by being made of transparent glass which transmits 50% or more of light of nm.

【0038】細管及び/または内細管が、厚さ1mmで
波長350〜500nmの光を50%以上透過すると
は、光硬化型接着剤の硬化反応の感度が高い近紫外線か
ら青色の可視光線が十分に透過することを意味してお
り、透明なガラスとしては、透明度を低下させる鉄分等
の不純物含有率が抑制されたホウ珪酸ガラス、石英ガラ
ス等が使用可能である。
When the thin tube and / or the inner thin tube transmits light having a thickness of 1 mm and a wavelength of 350 to 500 nm by 50% or more, the near-ultraviolet ray to blue visible ray having sufficient sensitivity for curing reaction of the photocurable adhesive is sufficient. The transparent glass may be borosilicate glass, quartz glass or the like, in which the content of impurities such as iron that reduces the transparency is suppressed.

【0039】また、本発明の光コリメータの組立方法
は、部分球面レンズの球面と光ファイバ端面との距離
を、前記部分球面レンズの屈折率と前記透光球面の球面
半径により算出される最適値よりも小さくし、実質的に
必要とされる作動距離以内でビームウエスト位置が所定
値の±5mm以内になるように設定することを特徴とす
る。
In the method of assembling the optical collimator of the present invention, the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber is an optimum value calculated by the refractive index of the partial spherical lens and the spherical radius of the transparent spherical surface. The beam waist position is set within ± 5 mm of a predetermined value within a working distance that is substantially required.

【0040】光コリメータからの出射光のコリメータビ
ームのビームウエスト位置が所定値の±5mmを外れる
と、波動としての光信号の品位が低下する。本発明の光
コリメータでは、出射光のコリメータビームの絞込みが
達成できるように、部分球面レンズの球面と光ファイバ
端面との距離を、部分球面レンズの屈折率と球面半径に
より算出される最適値よりも小さくして実質的に必要と
される作動距離以内でビームウエスト位置が所定値の±
5mm以内になるように設定することが重要となる。
When the beam waist position of the collimator beam of the light emitted from the optical collimator deviates from the predetermined value ± 5 mm, the quality of the optical signal as a wave deteriorates. In the optical collimator of the present invention, the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber is set to be smaller than the optimum value calculated by the refractive index and spherical radius of the partial spherical lens so that the collimator beam of the emitted light can be narrowed down. The beam waist position within the required working distance by ±
It is important to set the distance within 5 mm.

【0041】本発明のコリメータレンズ部品の構造で
は、光ファイバ付きの毛細管と同一の外径を有し、外径
と同軸の穴を有する内細管に部分球面レンズを吸着し、
細管へ挿入し、部分球面レンズと細管との隙間に接着剤
を充填し硬化させることにより固着し、その後、吸着を
停止し内細管を引き抜くこととで、容易に細管内孔と部
分球面レンズとの高精度な同軸性を実現することができ
る。
In the structure of the collimator lens component of the present invention, the partial spherical lens is attracted to the inner capillary having the same outer diameter as the capillary with the optical fiber and having the hole coaxial with the outer diameter,
It is inserted into a thin tube and fixed by filling the gap between the partial spherical lens and the thin tube with an adhesive and curing it, then stopping the adsorption and pulling out the inner thin tube, so that the thin tube inner hole and the partial spherical lens can be easily attached. It is possible to realize highly accurate coaxiality.

【0042】本発明の光コリメータは、細管内面に光フ
ァイバ付きの毛細管を挿入した際、なにもしなくても調
心されるように細管内面と部分球面レンズの光軸が同軸
上に配置されており、且つ、細管内面と光ファイバ付き
の毛細管を適切な嵌めあい寸法としている。この時、細
管内面と部分球面レンズの光軸、光ファイバ付きの毛細
管の同軸関係にずれが生じると、得られる平行光に角度
が生じる。したがって、使用される用途に応じ、同角度
の許容される範囲にて、軸ズレ量は定められる。また、
これ以外の細管にても、部分球面レンズ頂点と光ファイ
バ端面の距離を調整するスペーサーや細管内面に突起状
に設けたストッパーを使用することにより同様の効果を
もたせたものを使用してもよい。
In the optical collimator of the present invention, when the capillary with an optical fiber is inserted into the inner surface of the thin tube, the inner surface of the thin tube and the optical axis of the partial spherical lens are coaxially arranged so that the capillary is aligned without doing anything. In addition, the inner surface of the thin tube and the capillary tube with the optical fiber are appropriately fitted to each other. At this time, if the coaxial relationship between the inner surface of the thin tube, the optical axis of the partially spherical lens, and the capillary tube with the optical fiber is deviated, an angle is generated in the obtained parallel light. Therefore, the amount of axial deviation is determined within the allowable range of the same angle according to the intended use. Also,
Other thin tubes may be used that have the same effect by using a spacer that adjusts the distance between the apex of the partial spherical lens and the end surface of the optical fiber or a stopper provided on the inner surface of the thin tube in a protruding shape. .

【0043】[0043]

【作用】本発明の光コリメータは、細管と、所定長さの
挿入部を残して該細管の内孔に固定され屈折率が略均一
なガラスからなる円柱部の両端に曲率中心が略同一の透
光球面を有する部分球面レンズと、細管に部分球面レン
ズを接着する接着剤とを備えて細管の中心軸と前記部分
球面レンズの光軸との軸ズレ量が5μm以内であるレン
ズ部品と、該レンズ部品の挿入部に外周面と光ファイバ
端面のコア中心との軸ズレ量が1.5μm以内で光ファ
イバを内孔に固定した毛細管の光ファイバ端面が部分球
面レンズの焦点位置±40μm以内の位置に固定されて
なるので、出射光が所望する0.2°以内の出射光曲が
りとなる光コリメータを作製することができる。
In the optical collimator of the present invention, the center of curvature is substantially the same at both ends of the thin tube, which is fixed to the inner hole of the thin tube leaving an insertion portion of a predetermined length and made of glass having a substantially uniform refractive index. A lens component including a partial spherical lens having a light-transmitting spherical surface and an adhesive for bonding the partial spherical lens to a thin tube, wherein an axial deviation amount between the central axis of the thin tube and the optical axis of the partial spherical lens is within 5 μm, In the insertion part of the lens component, the axial deviation between the outer peripheral surface and the core center of the end face of the optical fiber is within 1.5 μm, and the end face of the optical fiber of the capillary with the optical fiber fixed in the inner hole is within ± 40 μm of the focal point of the partial spherical lens. Since the light is fixed at the position, it is possible to manufacture an optical collimator in which the emitted light has a desired bending of the emitted light within 0.2 °.

【0044】また、本発明の光コリメータは、部分球面
レンズは、屈折率が1.7以上であるので、球面収差が
小さくなり高い結合効率及び出射光曲がりを有する平行
光が得られる。
Further, in the optical collimator of the present invention, since the partial spherical lens has a refractive index of 1.7 or more, spherical aberration is reduced and parallel light having high coupling efficiency and outgoing light bending can be obtained.

【0045】本発明の光コリメータは、光ファイバ端面
と部分球面レンズの球面との距離が0.1mm以上であ
り、好ましくは光ファイバ端面と部分球面レンズの球面
との距離が0.15mm以上であるので、部分球面レン
ズの球面から反射して光ファイバへ入射する戻り光を大
幅に少なくすることが可能となり、作動距離(ワーキン
グディスタンス)以内で光信号特性の変動が小さくな
る。
In the optical collimator of the present invention, the distance between the end surface of the optical fiber and the spherical surface of the partial spherical lens is 0.1 mm or more, preferably the distance between the end surface of the optical fiber and the spherical surface of the partial spherical lens is 0.15 mm or more. Therefore, the return light reflected from the spherical surface of the partial spherical lens and incident on the optical fiber can be significantly reduced, and the fluctuation of the optical signal characteristics becomes small within the working distance (working distance).

【0046】本発明の光コリメータは、細管がガラスま
たは結晶化ガラスであるので、高精度かつ安価な細管を
使用することが可能となる。
Since the thin tube of the optical collimator of the present invention is made of glass or crystallized glass, it is possible to use a highly accurate and inexpensive thin tube.

【0047】本発明の光コリメータは、細管が割りスリ
ーブであるので、割りスリーブの内径寸法は、光ファイ
バ付きの毛細管との嵌めあいはしまりばめの関係であ
り、細管の内面と部分球面レンズの光軸とのズレに影響
を及ぼす両者間寸法差をなくすことができる。
In the optical collimator of the present invention, since the thin tube is the split sleeve, the inner diameter of the split sleeve has a relationship of fitting and fitting with the capillary tube having the optical fiber, and the inner surface of the thin tube and the partial spherical lens. It is possible to eliminate the dimensional difference between the two, which influences the deviation from the optical axis.

【0048】本発明の光コリメータは、割りスリーブが
金属製であるので、硬度が低く部分球面レンズや光ファ
イバ付きの毛細管の表面を傷付けることがなく、発塵を
防止することが可能であり、寸法再現性の良好なリン青
銅等では安定した部分球面レンズや光ファイバ付きの毛
細管の固定が可能となる。
In the optical collimator of the present invention, since the split sleeve is made of metal, the hardness is low and the surface of the partially spherical lens or the capillary tube with the optical fiber is not damaged, and it is possible to prevent dust generation. Phosphor bronze, which has good dimensional reproducibility, enables stable fixation of partially spherical lenses and capillaries with optical fibers.

【0049】本発明の光コリメータは、接着剤は、セラ
ミック、ガラスまたは金属のうちの一種以上からなるフ
ィラーを混合したエポキシ系樹脂または低融点ガラスフ
リットであるので、接着剤硬化の際の体積収縮による部
分球面レンズの位置ずれを防ぐことができ、フィラーを
混合することにより、液ダレの防止、接着剤の強度向上
を図ることができる。
In the optical collimator of the present invention, the adhesive is an epoxy resin or a low-melting glass frit mixed with a filler made of one or more of ceramic, glass or metal. It is possible to prevent the partial spherical lens from being displaced due to, and by mixing the filler, it is possible to prevent liquid dripping and improve the strength of the adhesive.

【0050】本発明の光コリメータは、細管の挿入部
に、所定の内径の内孔を有する内細管が挿入配置され部
分球面レンズの球面に内細管の管軸に対して所定の精度
で直角な端面を当接した状態で接着固定されているの
で、細管に対して部分球面レンズ及び内細管が正確な位
置に、正確な許容軸ズレ量内で固着されている。
In the optical collimator of the present invention, an inner thin tube having an inner hole of a predetermined inner diameter is inserted and arranged in the insertion portion of the thin tube, and the spherical surface of the partial spherical lens is perpendicular to the tube axis of the inner thin tube with a predetermined accuracy. Since the end faces are in contact with each other and are fixed by adhesion, the partial spherical lens and the inner thin tube are fixed to the thin tube at the correct positions within the correct allowable axial displacement.

【0051】本発明の光コリメータは、部分球面レンズ
の球面と光ファイバ端面との距離が、部分球面レンズの
屈折率と球面半径により算出される最適値よりも小さ
く、実質的に必要とされる作動距離以内でビームウエス
ト位置が所定値の±5mm以内になるので、波動として
高品位の光信号を維持することが可能となる。
The optical collimator of the present invention is substantially required because the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber is smaller than the optimum value calculated by the refractive index and spherical radius of the partial spherical lens. Since the beam waist position is within ± 5 mm of the predetermined value within the working distance, it is possible to maintain a high-quality optical signal as a wave.

【0052】本発明に係る光コリメータの組立方法は、
細管と、所定長さの挿入部を残して該細管の内孔に固定
され屈折率が略均一なガラスからなる円柱部の両端に曲
率中心が略同一の透光球面を有する部分球面レンズと、
細管に部分球面レンズを接着する接着剤とを備えて細管
の中心軸と前記部分球面レンズの光軸との軸ズレ量が5
μm以内であるレンズ部品と、該レンズ部品の挿入部に
外周面と光ファイバ端面のコア中心との軸ズレ量が1.
5μm以内で光ファイバを内孔に固定した毛細管の光フ
ァイバ端面が部分球面レンズの焦点位置±40μm以内
の位置に固定される光コリメータの組立方法であって、
前記レンズ部品の挿入部に前記毛細管を固定するに際し
て、光ファイバの端面と部分球面レンズの透光球面との
間の距離を外部から測定して該毛細間の位置決めを行う
ので、細管の内孔に対して部分球面レンズの位置決めを
正確に行うことができる。
The method of assembling the optical collimator according to the present invention is as follows.
A thin spherical tube, a partial spherical lens having translucent spherical surfaces having substantially the same center of curvature at both ends of a cylindrical portion made of glass having a substantially uniform refractive index and fixed in the inner hole of the thin tube leaving an insertion portion of a predetermined length.
An adhesive for adhering the partial spherical lens to the thin tube is provided, and the axial deviation amount between the central axis of the thin tube and the optical axis of the partial spherical lens is 5
The lens component having a diameter of within μm and the axial deviation amount between the outer peripheral surface and the core center of the end face of the optical fiber is 1.
A method of assembling an optical collimator, wherein an end of an optical fiber of a capillary having an optical fiber fixed to an inner hole within 5 μm is fixed to a position within a focal position ± 40 μm of a partial spherical lens,
When fixing the capillary tube to the insertion part of the lens component, the distance between the end face of the optical fiber and the translucent spherical surface of the partial spherical lens is measured from the outside to perform positioning between the capillaries, so that the inner hole of the capillary tube The partial spherical lens can be accurately positioned with respect to.

【0053】本発明の光コリメータの組立方法は、細管
が、部分球面レンズの球面と光ファイバ端面とが所定の
距離になる位置が観察可能な部位に貫通部を有してお
り、略平行な測定光を使用して部分球面レンズの球面と
光ファイバ端面との距離を外部より測定して位置を決め
るので、光ファイバ端面を所望の作動範囲を実現するビ
ームウエストを得る位置にμm精度で固定することがで
き、高性能の光コリメータを容易に作製することができ
る。
In the method of assembling the optical collimator according to the present invention, the thin tube has the penetrating portion at a position where the position where the spherical surface of the partial spherical lens and the end surface of the optical fiber are at a predetermined distance can be observed, and the thin tube is substantially parallel. Since the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber is measured from the outside using measuring light to determine the position, the end face of the optical fiber is fixed at a position where a beam waist that achieves the desired operating range is obtained with μm accuracy. Therefore, a high-performance optical collimator can be easily manufactured.

【0054】本発明の光コリメータの組立方法は、細管
が、部分球面レンズの球面と光ファイバ端面との距離を
外部より測定可能な透明体からなり、略平行な測定光を
使用して部分球面レンズの球面と光ファイバ端面との距
離を外部より測定して位置を決めるので、光ファイバ端
面を所望の作動範囲を実現するビームウエストを得る位
置にμm精度で固定することができ、高性能の光コリメ
ータを容易に作製することができる。
In the method of assembling the optical collimator according to the present invention, the thin tube is made of a transparent body capable of externally measuring the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber, and the partial spherical surface is obtained by using substantially parallel measuring light. Since the distance between the spherical surface of the lens and the end face of the optical fiber is externally measured to determine the position, the end face of the optical fiber can be fixed at a position where a beam waist that achieves a desired working range is obtained with μm accuracy, and high performance is achieved. An optical collimator can be easily manufactured.

【0055】本発明の光コリメータの組立方法は、細管
及び/または内細管が、厚さ1mmで波長350〜50
0nmの光を50%以上透過する透明なガラスからなる
ので、光硬化型接着剤の硬化反応の感度が高い近紫外線
から青色の可視光線が十分に透過し、光硬化型接着剤を
用いて内細管内に光ファイバまたは光ファイバ付きの毛
細管を短時間で固着することができる。
In the method of assembling the optical collimator of the present invention, the thin tube and / or the inner thin tube has a thickness of 1 mm and a wavelength of 350 to 50.
Since it is made of transparent glass that transmits 50% or more of 0 nm light, the visible light of blue to near ultraviolet rays, which has a high sensitivity of the curing reaction of the photocurable adhesive, is sufficiently transmitted. An optical fiber or a capillary tube with an optical fiber can be fixed in the capillary in a short time.

【0056】本発明の光コリメータの組立方法は、部分
球面レンズの球面と光ファイバ端面との距離を、前記部
分球面レンズの屈折率と前記透光球面の球面半径により
算出される最適値よりも小さくし、実質的に必要とされ
る作動距離以内でビームウエスト位置が所定値の±5m
m以内になるように設定するので、作動距離以内にコリ
メータビームの絞込みを達成することができ、安定した
低い挿入損失の光コリメータを実現できる。これによ
り、出射光のコリメータビームを高い結合効率で伝達で
き、高品位の通信性能を維持することが可能となる。
In the method of assembling the optical collimator according to the present invention, the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber is more than the optimum value calculated by the refractive index of the partial spherical lens and the spherical radius of the transparent spherical surface. Beam waist position is within ± 5m of the specified value within the required working distance
Since the setting is made within m, the collimator beam can be narrowed down within the working distance, and a stable optical collimator with low insertion loss can be realized. As a result, the collimator beam of emitted light can be transmitted with high coupling efficiency, and high-quality communication performance can be maintained.

【0057】[0057]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図を
参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0058】図4は、本発明の一例を示す光コリメータ
10の説明図である。図中11は細管としてリン青銅製
の割りスリーブを、12は部分球面レンズを、13は接
着剤を、14は毛細管を、15は光ファイバをそれぞれ
示している。
FIG. 4 is an explanatory view of the optical collimator 10 showing an example of the present invention. In the figure, 11 is a split sleeve made of phosphor bronze as a thin tube, 12 is a partially spherical lens, 13 is an adhesive, 14 is a capillary, and 15 is an optical fiber.

【0059】本発明の光コリメータ10は、図4に示す
ように、外径が1.60mmで直線状の割部11b及び
貫通部11cを有し、内孔11dの内径が1.249m
mとなる全長が5.5mmのリン青銅製またはステンレ
ス製の割りスリーブ11と、2.5mmの長さの挿入部
11aを残して割りスリーブ11の内孔11bに固定さ
れ屈折率が略均一な光学ガラスLaSF015からな
り、円柱部12aの両端に曲率中心が略同一の透光球面
12b、12cを有する曲率半径Rが1.500±0.
002mmの部分球面レンズ12と、割りスリーブ11
に部分球面レンズ12を接着するエポキシ系樹脂からな
る接着剤13とを備え、割りスリーブ11の中心軸と部
分球面レンズ12の光軸との軸ズレ量が3μmである。
部分球面レンズ12の透光球面12b、12cには反射
防止膜が形成されている。
As shown in FIG. 4, the optical collimator 10 of the present invention has an outer diameter of 1.60 mm, a linear split portion 11b and a penetrating portion 11c, and an inner hole 11d having an inner diameter of 1.249 m.
m is a phosphorous bronze or stainless steel split sleeve 11 having a total length of 5.5 mm, and an insert portion 11a having a length of 2.5 mm is left and fixed in the inner hole 11b of the split sleeve 11 so that the refractive index is substantially uniform. The optical disk LaSF015 is formed, and the radius of curvature R having the translucent spherical surfaces 12b and 12c with substantially the same center of curvature at both ends of the cylindrical portion 12a is 1.500 ± 0.
002 mm partial spherical lens 12 and split sleeve 11
And an adhesive 13 made of an epoxy resin for adhering the partial spherical lens 12 to the central axis of the split sleeve 11 and the optical axis of the partial spherical lens 12 is 3 μm.
An antireflection film is formed on the translucent spherical surfaces 12b and 12c of the partial spherical lens 12.

【0060】この光コリメータ10は、外周面14aに
対してシングルモード光ファイバ15の端面15aのコ
ア中心との軸ズレ量が0.5μmで光ファイバ15を内
孔14bに固定した外径が1.249mm±0.5μm
で全長が5.0mmの毛細管14を割りスリーブ11内
の挿入部11aに挿入して光ファイバ15の光軸に垂直
な平面に対して8°に傾斜し、反射防止膜が形成された
端面15aと部分球面レンズ12の球面12bとが距離
d1が0.215mm±2μmとなる位置に固定されて
おり、出射光が所望する0.2°以内の0.1°の出射
光曲がりとなるものである。
The optical collimator 10 has an axial deviation of 0.5 μm from the outer peripheral surface 14a with respect to the core center of the end face 15a of the single-mode optical fiber 15, and the outer diameter of the optical fiber 15 fixed in the inner hole 14b is 1. .249 mm ± 0.5 μm
Then, the capillary tube 14 having a total length of 5.0 mm is inserted into the insertion portion 11a in the split sleeve 11 and inclined at 8 ° with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the optical fiber 15, and the end surface 15a on which the antireflection film is formed is formed. And the spherical surface 12b of the partial spherical lens 12 are fixed at a position where the distance d1 is 0.215 mm ± 2 μm, and the outgoing light has a desired outgoing light bending of 0.1 ° within 0.2 °. is there.

【0061】上記のような毛細管14を固定した光コリ
メータ10の場合、図5に示すように、光軸に垂直な平
面に対して傾斜角α傾斜した光ファイバ15の端面15
aから部分球面レンズ12に光軸に対してβ傾いた光信
号を入射した場合、部分球面レンズ12に光軸に対して
部分球面レンズ12からの出射光の光軸との間にはオフ
セットWが生じる。このオフセットWは、部分球面レン
ズ12の屈折率n3、曲率半径R、光ファイバ15端面
15aの傾斜角αにより図示したような関係となってい
る。
In the case of the optical collimator 10 in which the capillary tube 14 is fixed as described above, as shown in FIG. 5, the end face 15 of the optical fiber 15 inclined by the inclination angle α with respect to the plane perpendicular to the optical axis.
When an optical signal inclined by β with respect to the optical axis is incident on the partial spherical lens 12 from a, an offset W is generated between the partial spherical lens 12 and the optical axis of the light emitted from the partial spherical lens 12 with respect to the optical axis. Occurs. This offset W has a relationship as illustrated by the refractive index n3 of the partial spherical lens 12, the radius of curvature R, and the inclination angle α of the end face 15a of the optical fiber 15.

【0062】次に、光コリメータ10に毛細管14を固
定したものを4個作製し、挿入損失及び反射減衰量の測
定を行った。
Next, four optical collimators 10 with the capillaries 14 fixed were prepared and the insertion loss and return loss were measured.

【0063】光コリメータ10に傾斜した端面15aを
有する光ファイバ15を固着した毛細管14を固定した
場合、図6に示すように、出射光は114μmだけ光フ
ァイバ15の光軸からオフセットWが生じるので、オフ
セットWの方向が一致いていない場合には、図6(A)
に示すような光信号の軸ズレ損失が生じる。そこで、挿
入損失及び反射減衰量を測定する際に、作動距離を20
mmに設定して対向配置した1対の光コリメータ10の
オフセット位置を、図6(B)または(C)に示すよう
に合わせておく。挿入損失の測定結果を表1に示す。
When the capillary tube 14 to which the optical fiber 15 having the inclined end face 15a is fixed is fixed to the optical collimator 10, the emitted light has an offset W of 114 μm from the optical axis of the optical fiber 15, as shown in FIG. , When the directions of the offset W do not match, FIG.
The axis misalignment loss of the optical signal occurs as shown in. Therefore, when measuring the insertion loss and return loss, set the working distance to 20
The offset positions of the pair of optical collimators 10 that are set to face each other and set to mm are adjusted as shown in FIG. 6 (B) or (C). Table 1 shows the measurement results of the insertion loss.

【0064】[0064]

【表1】 [Table 1]

【0065】また、上記の光コリメータ10について、
反射減衰量の測定を行った。その結果を表2に示す。
Regarding the above optical collimator 10,
The return loss was measured. The results are shown in Table 2.

【0066】[0066]

【表2】 [Table 2]

【0067】表2の結果、反射減衰量(リターンロス)
部分球面レンズ・光ファイバー間の距離が近くなるほ
ど、反射減衰量は悪くなる。0.215±5μmのと
き、反射減衰量は±0.3dB程度の変化である。即
ち、予想されていたように、部分球面レンズと光ファイ
バー間の距離が近くなるほど反射減衰量は悪くなり、部
分球面レンズと光ファイバー間の距離−5μmの変化に
対し、反射減衰量の変化は平均値で見ると0.3dB程
度である。また、部分球面レンズのスリーブに対する偏
芯と反射減衰量の関係を求めたところ、偏芯量5μm以
内なら、反射減衰量は0.5dB程度の変化になる。さ
らに、部分球面レンズのスリーブに対する偏芯と挿入損
失の関係について測定を行った。光源側の光コリメータ
ーを基準として固定し、受光側の光コリメーターのレン
ズを0°方向、90°方向、180°方向、270°方
向に各々4〜5μm偏芯したものを用いて挿入損失の偏
芯依存性を確認した。結果を表3に示す。
As shown in Table 2, the return loss is the return loss.
The return loss becomes worse as the distance between the partially spherical lens and the optical fiber becomes shorter. At 0.215 ± 5 μm, the return loss is about ± 0.3 dB. That is, as expected, the return loss becomes worse as the distance between the partial spherical lens and the optical fiber becomes shorter, and the change in return loss is an average value with respect to the change of −5 μm between the partial spherical lens and the optical fiber. It is about 0.3 dB when viewed at. Further, when the relationship between the eccentricity of the partial spherical lens with respect to the sleeve and the reflection attenuation amount is obtained, if the eccentricity amount is within 5 μm, the reflection attenuation amount changes by about 0.5 dB. Furthermore, the relationship between the eccentricity of the partially spherical lens with respect to the sleeve and the insertion loss was measured. Insertion loss by fixing the light collimator on the light source side as a reference and decentering the lens of the light collimator on the light receiving side in the directions of 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° respectively. The eccentricity dependency of was confirmed. The results are shown in Table 3.

【0068】[0068]

【表3】 [Table 3]

【0069】表3に示す測定結果から分かるように、部
分球面レンズのスリーブに対する偏芯と挿入損失の関係
については、偏芯方向に対して挿入損失の変化量が0.
01dB程度である事がわかった。
As can be seen from the measurement results shown in Table 3, regarding the relationship between the eccentricity of the partially spherical lens with respect to the sleeve and the insertion loss, the variation of the insertion loss in the eccentric direction is 0.
It was found to be about 01 dB.

【0070】また、偏芯方向と反射減衰量との関係につ
いて、偏芯量が4.5μmの部分球面レンズを用いて測
定を行った。偏芯方向:光ファイバ尖端が部分球面レ
ンズの光軸に近づく方向、及び偏芯方向:光ファイバ
尖端が部分球面レンズの光軸から遠ざかる方向とした。
The relationship between the eccentricity direction and the return loss was measured using a partial spherical lens with an eccentricity of 4.5 μm. Decentering direction: the direction in which the optical fiber tip approaches the optical axis of the partial spherical lens, and decentering direction: the direction in which the optical fiber tip moves away from the optical axis of the partial spherical lens.

【0071】[0071]

【表4】 [Table 4]

【0072】表4のように、偏芯方向の方が、偏芯方
向より良いということがわかった。このように、偏芯
量を5μm以内に管理すると、反射減衰量の変化は、
0.5dB程度になる。
As shown in Table 4, it was found that the eccentric direction was better than the eccentric direction. In this way, if the eccentricity amount is controlled within 5 μm, the change in return loss is
It becomes about 0.5 dB.

【0073】次に、光コリメータ10の組立方法につい
て説明する。
Next, a method of assembling the optical collimator 10 will be described.

【0074】まず、図7(A)、(B)に示すように、
外径が1.60mmで直線状の割部を有し、内孔の内径
が1.249mmとなる全長が5.5mmの割りスリー
ブに貫通部11cを設けて割りスリーブ11を作製す
る。この際、割りスリーブ11の精度を落とさないよう
に注意を払いながら加工を行う。
First, as shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B),
The split sleeve 11 is manufactured by providing a penetrating portion 11c on a split sleeve having an outer diameter of 1.60 mm and a linear split portion, and an inner hole having an inner diameter of 1.249 mm and a total length of 5.5 mm. At this time, the processing is carried out while paying attention so as not to reduce the accuracy of the split sleeve 11.

【0075】次に、図7(C)に示すように、外径が
1.249mmで内径が0.68mmの内孔17bを有
し、管軸に対して±0.1°以内の直角度の端面17a
を具備する内細管17を作製しておく。
Next, as shown in FIG. 7C, there is an inner hole 17b having an outer diameter of 1.249 mm and an inner diameter of 0.68 mm, and a squareness within ± 0.1 ° with respect to the tube axis. End face 17a
The inner thin tube 17 having the is prepared.

【0076】次に、図7(D)に示すように、屈折率が
略均一な光学ガラスLaSF015を使用して、曲率半
径Rが1.500±0.002mmの球レンズを作製
し、この球レンズを、光軸を中心に回転させて研磨する
ことにより円柱部12aを形成し両端に透光球面12
b、12c及び接着剤を充填するための環状溝12dを
有する部分球面レンズ12を作製する。
Next, as shown in FIG. 7 (D), a spherical lens having a radius of curvature R of 1.500 ± 0.002 mm was prepared using optical glass LaSF015 having a substantially uniform refractive index, and this sphere was formed. A cylindrical portion 12a is formed by rotating the lens about the optical axis and polishing it, and the transparent spherical surface 12 is formed at both ends.
A partial spherical lens 12 having b, 12c and an annular groove 12d for filling an adhesive is prepared.

【0077】次に、図7(E)に示すように、外周面1
4aに対してシングルモード光ファイバ15の光軸に垂
直な平面に対して8°に傾斜し、反射防止膜が形成され
た端面15aのコア中心との軸ズレ量が0.5μmで光
ファイバ15を内孔14bに固定した外径が1.249
mm±0.5μmで全長が5.0mmの毛細管14を作
製する。
Next, as shown in FIG. 7E, the outer peripheral surface 1
The optical fiber 15 is inclined at an angle of 8 ° with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the single mode optical fiber 15 with respect to 4a, and has an axial deviation of 0.5 μm from the core center of the end face 15a formed with the antireflection film. The outer diameter fixed to the inner hole 14b is 1.249.
A capillary tube 14 having a length of mm ± 0.5 μm and a total length of 5.0 mm is prepared.

【0078】次いで、図8(A)に示す割りスリーブ1
1の内孔11dの挿入部11aに、図8(B)に示すよ
うに、内細管17を挿入してその直角な端面17aをス
リーブ11の端面から2.5mmの長さとなる位置に固
定し、割りスリーブ11の内孔11dに部分球面レンズ
12を挿入して内細管17の端面17aに透光球面12
bを当接させて部分球面レンズ12の位置決めを行い、
その後、割りスリーブ11の内孔11dに部分球面レン
ズ12を接着剤13で固着する。図8(C)に示すよう
に、接着剤13が完全に硬化した後に、内細管17を除
去する。最後に、図8(D)に示すように、光ファイバ
15を内孔14bに固定した毛細管14を割りスリーブ
11内の挿入部11aに挿入して端面15aと部分球面
レンズ12の球面12bとが距離d1が0.215mm
±2μmとなる位置に貫通部11cを通して観察・測定
しながら位置決めして固定し、接着することにより光コ
リメータ10となる。
Next, the split sleeve 1 shown in FIG.
As shown in FIG. 8 (B), the inner thin tube 17 is inserted into the insertion portion 11a of the inner hole 11d of No. 1 and the right end face 17a thereof is fixed at a position of 2.5 mm from the end face of the sleeve 11. , The partial spherical lens 12 is inserted into the inner hole 11d of the split sleeve 11, and the transparent spherical surface 12 is formed on the end surface 17a of the inner thin tube 17.
b is brought into contact to position the partial spherical lens 12,
Then, the partial spherical lens 12 is fixed to the inner hole 11d of the split sleeve 11 with an adhesive agent 13. As shown in FIG. 8C, the inner thin tube 17 is removed after the adhesive 13 is completely cured. Finally, as shown in FIG. 8D, the capillary 14 having the optical fiber 15 fixed to the inner hole 14b is inserted into the insertion portion 11a in the split sleeve 11 so that the end surface 15a and the spherical surface 12b of the partial spherical lens 12 are separated. Distance d1 is 0.215 mm
The optical collimator 10 is obtained by positioning and fixing while adhering to the position of ± 2 μm while observing and measuring through the penetrating portion 11c and adhering.

【0079】次に、本発明に係る他の実施の形態につい
て説明する。図9は、本発明の他の例を示す光コリメー
タ20の説明図である。図中21は細管としてガラス細
管を、22は部分球面レンズを、23は接着剤を、24
はガラス内細管を、25は光ファイバを、26は毛細管
それぞれ示している。
Next, another embodiment according to the present invention will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram of an optical collimator 20 showing another example of the present invention. In the figure, 21 is a glass tube as a thin tube, 22 is a partial spherical lens, 23 is an adhesive, and 24
Indicates a glass inner tube, 25 an optical fiber, and 26 a capillary tube.

【0080】本発明の他の光コリメータ20は、図9に
示すように、外径が1.80mmで、内孔21bの内径
がφ1.005mm+0.01/−0mmで全長が6.
0mmのガラス細管21と、所定長さの挿入部21aを
残してガラス細管21の内孔21bに固定され屈折率が
略均一な光学ガラスLaSF015からなり、円柱部2
2aの両端に曲率中心が略同一の透光球面22b、22
cを有する曲率半径Rが1.25±0.0015mmで
直径がφ0.98mmであり、外周の中心軸と球面の中
心軸との偏心が5μm以内である部分球面レンズ22
と、ガラス細管21の挿入部21a内に外径が0.99
7mm±0.005mmで内径が0.68mm+0.0
02/−0mmの内孔24bを有する長さ3.45mm
のガラス内細管24がガラス内細管24の管軸に直角な
端面24aを部分球面レンズ22の透光球面22bに当
接した状態で挿入固着されており、ガラス細管21に部
分球面レンズ22及びガラス内細管24を接着するエポ
キシ系の紫外線硬化型樹脂からなる接着剤23とを備
え、ガラス細管21の内孔21bの中心軸と部分球面レ
ンズ22の光軸及びガラス内細管24の内孔24b中心
軸との軸ズレ量が3μmである。また、ガラス細管21
及びガラス内細管24は、厚さ1mmで波長350〜5
00nmの光を85%透過する透明なホウ珪酸ガラスか
らなる。
As shown in FIG. 9, another optical collimator 20 of the present invention has an outer diameter of 1.80 mm, an inner diameter of the inner hole 21b of φ1.005 mm + 0.01 / -0 mm, and a total length of 6.
The cylindrical portion 2 is composed of a 0 mm glass thin tube 21 and an optical glass LaSF015 having a substantially uniform refractive index, which is fixed in the inner hole 21b of the glass thin tube 21 except for the insertion portion 21a having a predetermined length.
2a has translucent spherical surfaces 22b, 22 having substantially the same center of curvature at both ends.
A partial spherical lens 22 having a radius of curvature R of c of 1.25 ± 0.0015 mm, a diameter of φ0.98 mm, and an eccentricity of the central axis of the outer circumference and the central axis of the spherical surface of 5 μm or less.
And the outer diameter is 0.99 in the insertion portion 21a of the glass thin tube 21.
7 mm ± 0.005 mm and inner diameter 0.68 mm + 0.0
Length 3.45 mm with inner hole 24b of 02 / -0 mm
The glass inner thin tube 24 is inserted and fixed in a state in which the end surface 24a perpendicular to the tube axis of the glass inner thin tube 24 is in contact with the translucent spherical surface 22b of the partial spherical lens 22. An adhesive 23 made of an epoxy-based ultraviolet curable resin for adhering the inner thin tube 24 is provided, and the center axis of the inner hole 21b of the glass thin tube 21, the optical axis of the partial spherical lens 22 and the center of the inner hole 24b of the glass inner thin tube 24. The amount of misalignment with the axis is 3 μm. In addition, the glass thin tube 21
The thin tube 24 in the glass has a thickness of 1 mm and a wavelength of 350 to 5
It is made of transparent borosilicate glass that transmits 85 nm of light of 00 nm.

【0081】この光コリメータ20は、図9に示すよう
に、外周面26aに対して光ファイバ25の端面25a
のコア中心との軸ズレ量が0.5μmで光ファイバ25
を内孔26bに固定した外径が0.68mm+0/−
0.002mmで全長が5.25mmの毛細管26をガ
ラス細管21挿入部21a内のガラス内細管24の挿入
部となる内孔24bに挿入して光ファイバ25の端面2
5aと部分球面レンズ22の球面22bとが距離d2が
0.182mm±2μmとなる位置に固定されており、
出射光が所望する0.2°以内の0.1°の出射光曲が
りとなるものである。
As shown in FIG. 9, this optical collimator 20 has an end face 25a of the optical fiber 25 with respect to an outer peripheral face 26a.
The optical fiber 25 has an axial deviation of 0.5 μm from the core center of
Is fixed to the inner hole 26b and the outer diameter is 0.68 mm + 0 /-
An end face 2 of the optical fiber 25 is inserted by inserting a capillary tube 26 having a length of 0.002 mm and a total length of 5.25 mm into an inner hole 24b which is an insertion portion of the glass inner capillary tube 24 in the glass capillary tube insertion portion 21a.
5a and the spherical surface 22b of the partial spherical lens 22 are fixed at a position where the distance d2 is 0.182 mm ± 2 μm,
The outgoing light is bent at 0.1 ° within a desired 0.2 °.

【0082】光コリメータ20に傾斜した端面25aを
有する光ファイバ25を固着した毛細管26を固定した
場合、先記の図6に示すように、出射光は95μmだけ
光ファイバ25の光軸からオフセットWを生じるので、
挿入損失及び反射減衰量の測定する際に、作動距離を2
0mmに設定して対向配置した1対の光コリメータ20
のオフセット位置は、図6(B)または(C)に示すよ
うに、合わせておく。挿入損失の測定及び反射減衰量の
測定を行った。
When the capillary 26 to which the optical fiber 25 having the inclined end surface 25a is fixed is fixed to the optical collimator 20, the emitted light is offset by 95 μm from the optical axis of the optical fiber 25 as shown in FIG. Will cause
When measuring insertion loss and return loss, set the working distance to 2
A pair of optical collimators 20 set to 0 mm and facing each other
The offset positions of are matched as shown in FIG. 6 (B) or (C). The insertion loss and the return loss were measured.

【0083】結果は、先記の光コリメータ10と大差の
ない優れたものであった。
The results were excellent, not much different from those of the optical collimator 10 described above.

【0084】次に、光コリメータ20の組立方法につい
て説明する。
Next, a method of assembling the optical collimator 20 will be described.

【0085】まず、図10(A)に示すように、内孔2
1dの内径が1.005mmで全長が6.0mmのガラ
ス細管21と、図10(B)に示す外径が0.997m
m±0.005mmで内径が0.68mm+0.002
/−0mmの内孔24bを有する長さ3.45mmのガ
ラス内細管24と、図10(C)に示す屈折率が略均一
な光学ガラスLaSF015からなり、円柱部22aの
両端に曲率中心が略同一の透光球面22b、22cを有
する曲率半径Rが1.250±0.0015mmで直径
がφ0.98mmであり、外周の中心軸と球面の中心軸
との偏心が5μm以内である部分球面レンズ22と、図
10(D)に示す光ファイバ25を内孔26bに固定し
た外径が0.68mm+0/−0.002mmで全長が
5.25mmの毛細管26を準備する。
First, as shown in FIG. 10 (A), the inner hole 2
1d has an inner diameter of 1.005 mm and a total length of 6.0 mm, and a glass capillary 21 having an outer diameter of 0.997 m shown in FIG. 10 (B).
m ± 0.005mm and inner diameter 0.68mm + 0.002
A glass inner thin tube 24 having a length of 3.45 mm having an inner hole 24 b of − / − 0 mm, and an optical glass LaSF015 having a substantially uniform refractive index shown in FIG. A partially spherical lens having the same light-transmitting spherical surfaces 22b and 22c, a radius of curvature R of 1.250 ± 0.0015 mm, a diameter of φ0.98 mm, and an eccentricity between the central axis of the outer circumference and the central axis of the spherical surface within 5 μm. 22 and an optical fiber 25 shown in FIG. 10 (D) fixed to the inner hole 26b, and a capillary tube 26 having an outer diameter of 0.68 mm + 0 / −0.002 mm and a total length of 5.25 mm is prepared.

【0086】次いで、図11(A)に示すガラス細管2
1の内孔21dに、図11(B)に示すように、ガラス
内細管24を挿入して直角な端面24aを挿入部21a
が2.5mmの長さとなる位置に固定しエポキシ系の紫
外線硬化型樹脂からなる接着剤23で固着する。次い
で、図11(C)に示すように、ガラス細管21の内孔
21dに部分球面レンズ22を挿入してガラス内細管2
4の端面24aに透光球面22bを当接させて部分球面
レンズ22の位置決めを行い、その後、ガラス細管21
の内孔21dに部分球面レンズ12を接着剤23で固着
する。最後に、図11(D)に示すように、光ファイバ
25を内孔26bに固定した毛細管26をガラス細管2
1挿入部21a内のガラス内細管24の挿入部となる内
孔24bに挿入して光ファイバ25の端面25aと部分
球面レンズ22の球面22bとが距離dが0.182m
m±2μmとなる位置に固定し、接着することにより光
コリメータ20となる。
Next, the glass thin tube 2 shown in FIG.
As shown in FIG. 11 (B), the inner glass tube 24 is inserted into the inner hole 21d of No. 1 to insert the right end face 24a into the insertion portion 21a.
Is fixed at a position having a length of 2.5 mm, and is fixed with an adhesive 23 made of an epoxy-based ultraviolet curing resin. Next, as shown in FIG. 11C, the partial spherical lens 22 is inserted into the inner hole 21d of the glass thin tube 21 to insert the glass inner thin tube 2
The light transmissive spherical surface 22b is brought into contact with the end surface 24a of No. 4 to position the partial spherical lens 22, and then the glass thin tube 21
The partial spherical lens 12 is fixed to the inner hole 21d of the above with the adhesive 23. Finally, as shown in FIG. 11 (D), the capillary tube 26 in which the optical fiber 25 is fixed to the inner hole 26b is replaced by the glass capillary tube 2
1 The end surface 25a of the optical fiber 25 and the spherical surface 22b of the partial spherical lens 22 are inserted into the inner hole 24b which is the insertion portion of the glass inner thin tube 24 in the insertion portion 21a, and the distance d is 0.182 m.
The optical collimator 20 is obtained by fixing and adhering to a position of m ± 2 μm.

【0087】なお、上記、実施の形態では、割りスリー
ブ及び透明なガラス管としたが、これに限らずプラスチ
ック管や光ファイバ端面と部分球面レンズの球面との距
離を確認可能な孔を具備する金属管等でもよい。
In the above embodiment, the split sleeve and the transparent glass tube are used. However, the present invention is not limited to this, and a plastic tube or a hole for confirming the distance between the end face of the optical fiber and the spherical surface of the partial spherical lens is provided. A metal tube or the like may be used.

【0088】上記光コリメータの挿入損失の測定は以下
のようにして行った。即ち、作製した上記光コリメータ
を2つ準備し、波長が1550nmのレーザーダイオー
ド安定化光源に光ファイバを繋ぎ、この光ファイバに一
方の光コリメータを融着スプライスにて接続する。この
光コリメータをXYZの空間軸と直交する2つの回転軸
を有する5軸光学ステージに固定する。次に、他方の光
コリメータを光学架台に固定し、光コリメータのピグテ
ールとなっている光ファイバの先端をパワーメータに接
続する。その後、5軸ステージを操作して、2つの光コ
リメータ間が結像関係となるように調心し、その状態で
パワーメータにより受光量を測定する。この受光量から
予め測定しておいた安定化光源とパワーメータを光ファ
イバで直結したときの受光量の測定値を差し引いて挿入
損失を算出した。また、上記光コリメータの反射減衰量
(リターンロス)の測定は以下のようにして行った。即
ち、OTDR(Optical Time Domai
n Reflect Meter)に、10mm以上の
十分な長さの光ファイバを接続する。その先端に光コリ
メータを融着スプライスにて固定し、その反射光の強度
を測定することにより反射減衰量を測定した。
The insertion loss of the above optical collimator was measured as follows. That is, two prepared optical collimators are prepared, an optical fiber is connected to a laser diode stabilizing light source having a wavelength of 1550 nm, and one optical collimator is connected to this optical fiber by a fusion splice. This optical collimator is fixed to a 5-axis optical stage having two rotation axes orthogonal to the XYZ spatial axes. Next, the other optical collimator is fixed to the optical mount, and the tip of the optical fiber that is the pigtail of the optical collimator is connected to the power meter. After that, the 5-axis stage is operated to align the two optical collimators so as to form an image-forming relationship, and in that state, the amount of received light is measured by the power meter. The insertion loss was calculated by subtracting the measured value of the received light amount when the stabilized light source and the power meter were directly connected by an optical fiber from the received light amount. The return loss of the optical collimator was measured as follows. That is, OTDR (Optical Time Domain)
An optical fiber having a sufficient length of 10 mm or more is connected to the n Reflect Meter. An optical collimator was fixed to the tip with a fusion splice, and the intensity of the reflected light was measured to measure the return loss.

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明の光コリメータは、細管と、所定
長さの挿入部を残して該細管の内孔に固定され屈折率が
略均一なガラスからなる円柱部の両端に曲率中心が略同
一の透光球面を有する部分球面レンズと、細管に部分球
面レンズを接着する接着剤とを備えて細管の中心軸と前
記部分球面レンズの光軸との軸ズレ量が5μm以内であ
るレンズ部品と、該レンズ部品の挿入部に外周面と光フ
ァイバ端面のコア中心との軸ズレ量が1.5μm以内で
光ファイバを内孔に固定した毛細管の光ファイバ端面が
部分球面レンズの焦点位置±40μm以内の位置に固定
されてなるので、出射光が従来では実現し得なかったレ
ベルの出射光曲がりとなる光コリメータを極めて容易に
作製することができる。
The optical collimator of the present invention has a thin tube and a cylindrical portion made of glass with a substantially uniform refractive index fixed in the inner hole of the thin tube, leaving an insertion portion of a predetermined length, and the centers of curvature are substantially A lens component including a partial spherical lens having the same light-transmitting spherical surface and an adhesive for bonding the partial spherical lens to a thin tube, and an axial deviation amount between the central axis of the thin tube and the optical axis of the partial spherical lens is within 5 μm. And the optical fiber end face of the capillary with the optical fiber fixed in the inner hole when the axial deviation between the outer peripheral surface and the core center of the optical fiber end face in the insertion part of the lens component is within 1.5 μm, the focus position ± of the partial spherical lens. Since it is fixed at a position of 40 μm or less, it is possible to extremely easily manufacture an optical collimator in which the emitted light has a level at which the emitted light bends which could not be realized in the past.

【0090】また、本発明の光コリメータは、部分球面
レンズは、屈折率が1.7以上であるので、球面収差が
小さくなり高い接続効率及び出射光曲がりを有する平行
光が得られる。
Further, in the optical collimator of the present invention, since the partial spherical lens has a refractive index of 1.7 or more, spherical aberration is reduced, and parallel light having high connection efficiency and outgoing light bending can be obtained.

【0091】本発明の光コリメータは、光ファイバ端面
と部分球面レンズの球面との距離が0.1mm以上であ
るので、部分球面レンズの球面から反射して光ファイバ
へ入射する光を大幅に少なくすることが可能となり、高
速かつ大容量の光通信システムの構築に使用することが
できる。
In the optical collimator of the present invention, since the distance between the end face of the optical fiber and the spherical surface of the partial spherical lens is 0.1 mm or more, the light reflected from the spherical surface of the partial spherical lens and entering the optical fiber is significantly reduced. It becomes possible to use it for constructing a high-speed and large-capacity optical communication system.

【0092】本発明の光コリメータは、細管は、部分球
面レンズの球面と所定の距離になる位置とが観察可能な
部位に貫通部を有するので、光ファイバ端面を部分球面
レンズの焦点位置±40μm以内の位置に固定すること
ができ、高性能の光コリメータを容易に作製することが
できる。
In the optical collimator of the present invention, since the thin tube has the penetrating portion at the site where the spherical surface of the partial spherical lens and the position at a predetermined distance can be observed, the end surface of the optical fiber is set to the focal position ± 40 μm of the partial spherical lens. The optical collimator can be fixed at a position within the range, and a high-performance optical collimator can be easily manufactured.

【0093】本発明の光コリメータは、細管は、部分球
面レンズの球面と光ファイバ端面との距離を外部より測
定可能な透明体からなるので、光ファイバ端面を部分球
面レンズの焦点位置±40μm以内の位置に固定するこ
とができ、高性能の光コリメータを容易に作製すること
ができる。
In the optical collimator of the present invention, the thin tube is made of a transparent material capable of externally measuring the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end surface of the optical fiber. Therefore, the end surface of the optical fiber is within the focal position ± 40 μm of the partial spherical lens. The optical collimator can be easily fixed to the position (1), and a high-performance optical collimator can be easily manufactured.

【0094】本発明の光コリメータは、細管がガラスま
たは結晶化ガラスであるので、高精度かつ安価な細管を
使用することが可能となり、高速かつ大容量の光通信シ
ステムの構築費用を低減させることが可能となる。
In the optical collimator of the present invention, since the thin tube is made of glass or crystallized glass, it is possible to use a highly accurate and inexpensive thin tube and reduce the construction cost of a high speed and large capacity optical communication system. Is possible.

【0095】本発明の光コリメータは、細管が割りスリ
ーブであるので、割りスリーブの内径寸法は、光ファイ
バ付きの毛細管との嵌めあいはしまり嵌めの関係であ
り、細管の内面と部分球面レンズの光軸とのズレに影響
を及ぼす両者間寸法差をなくすことができ、内部を通過
する光信号が安定した光コリメータを作製することがで
きる。
In the optical collimator of the present invention, since the thin tube is the split sleeve, the inner diameter of the split sleeve has a relation of fitting and tight fitting with the capillary tube having the optical fiber, and the inner surface of the thin tube and the partial spherical lens are It is possible to eliminate the dimensional difference between the two that affects the deviation from the optical axis, and it is possible to manufacture an optical collimator in which the optical signal passing through the inside is stable.

【0096】本発明の光コリメータは、割りスリーブが
金属製であるので、硬度が低く部分球面レンズや光ファ
イバ付きの毛細管の表面を傷付けることがなく、発塵を
防止することが可能であり、寸法再現性の良好なリン青
銅等では安定した部分球面レンズや光ファイバ付きの毛
細管の固定が可能となり、内部を通過する光信号が安定
した光コリメータを作製することができる。
In the optical collimator of the present invention, since the split sleeve is made of metal, the hardness is low and the surface of the partial spherical lens or the capillary tube with the optical fiber is not damaged, and it is possible to prevent dust generation. With phosphor bronze or the like having good dimensional reproducibility, stable partial spherical lenses and capillaries with optical fibers can be fixed, and an optical collimator with a stable optical signal passing therethrough can be manufactured.

【0097】本発明の光コリメータは、接着剤は、セラ
ミック、ガラスまたは金属のうちの一種以上からなるフ
ィラーを混合したエポキシ系樹脂または低融点ガラスフ
リットであるので、接着剤硬化の際の体積収縮による部
分球面レンズの位置ずれを防いで、フィラーを混合する
ことにより、液ダレの防止、接着剤の強度向上を図るこ
とができ、耐環境性に優れた内部を通過する光信号が安
定した光コリメータを作製することができる。
In the optical collimator of the present invention, the adhesive is an epoxy resin or a low-melting glass frit mixed with a filler made of one or more of ceramic, glass or metal, so that the volume shrinkage upon curing the adhesive is achieved. By preventing the positional displacement of the partial spherical lens due to, it is possible to prevent liquid dripping and improve the strength of the adhesive by mixing the filler, and the optical signal that passes through the interior with excellent environmental resistance is stable A collimator can be made.

【0098】本発明の光コリメータは、細管の挿入部
に、所定の内径の内孔を有する内細管が挿入配置され部
分球面レンズの球面に内細管の管軸に直角な端面を当接
した状態で接着固定されているので、細管に対して部分
球面レンズ及び内細管が正確な位置に、正確な同軸関係
で固着されており、光学特性に優れた光コリメータを作
製することができる。
In the optical collimator of the present invention, an inner thin tube having an inner hole with a predetermined inner diameter is inserted and arranged in the insertion portion of the thin tube, and the end surface perpendicular to the tube axis of the inner thin tube is in contact with the spherical surface of the partially spherical lens. Since the partial spherical lens and the inner thin tube are fixed to the thin tube in the correct position and in the correct coaxial relationship, the optical collimator having excellent optical characteristics can be manufactured.

【0099】本発明の光コリメータは、内細管が厚さ1
mmで波長350〜500nmの光を50%以上透過す
る透明なガラスからなるので、光硬化型接着剤の硬化反
応の感度が高い近紫外線から青色の可視光線が十分に透
過し、光硬化型接着剤を用いて内細管内に光ファイバま
たは光ファイバ付きの毛細管を短時間で固着することが
でき、効率よく光コリメータを作製することが可能とな
る。
In the optical collimator of the present invention, the inner thin tube has a thickness of 1
Since it is made of transparent glass that transmits 50% or more of light having a wavelength of 350 to 500 nm in mm, it has a high sensitivity for curing reaction of the photocurable adhesive. By using the agent, the optical fiber or the capillary tube with the optical fiber can be fixed in the inner thin tube in a short time, and the optical collimator can be efficiently manufactured.

【0100】本発明に係る光コリメータの組立方法は、
細管の内孔に、所定の内径の内孔を有する内細管を挿入
して内細管の管軸に対して所定の精度で直角な端面を所
定位置に固定し、該細管の内孔に部分球面レンズを挿入
して内細管の端面に当接させて部分球面レンズの位置決
めを行い、その後、部分球面レンズを細管内に接着固定
するので、細管の内孔に対して部分球面レンズの位置決
めを正確に行うことができ、効率よく光コリメータを作
製することが可能となる。
The method of assembling the optical collimator according to the present invention is as follows.
An inner thin tube having an inner hole with a predetermined inner diameter is inserted into the inner hole of the thin tube to fix an end face perpendicular to the tube axis of the inner thin tube with a predetermined accuracy at a predetermined position, and a partial spherical surface is formed in the inner hole of the thin tube. The partial spherical lens is positioned by inserting the lens into contact with the end surface of the inner thin tube, and then the partial spherical lens is adhesively fixed inside the thin tube, so positioning of the partial spherical lens relative to the inner hole of the thin tube is accurate. Therefore, it is possible to efficiently manufacture an optical collimator.

【0101】また、本発明の光コリメータの組立方法
は、細管内に部分球面レンズを接着固定する前または接
着固定した後に、内細管を除去するので、容易に細管内
孔と部分球面レンズとの高精度な同軸関係を実現するこ
とができ、光学特性に優れた光コリメータを再現性よく
安易的に作製することができる実用上優れた効果を奏す
るものである。
Further, according to the method of assembling the optical collimator of the present invention, the inner thin tube is removed before or after the partial spherical lens is bonded and fixed in the thin tube, so that the thin tube inner hole and the partial spherical lens are easily combined. A highly accurate coaxial relationship can be realized, and an optical collimator excellent in optical characteristics can be easily manufactured with good reproducibility, which is an excellent effect in practical use.

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

【図1】本発明の光コリメータから出射される出射光曲
がりの説明図であって、(A)は本発明の光コリメータ
を使用した説明図、(B)は不良光コリメータの説明
図。
1A and 1B are explanatory views of the bending of emitted light emitted from an optical collimator of the present invention, FIG. 1A is an explanatory view using the optical collimator of the present invention, and FIG. 1B is an explanatory view of a defective optical collimator.

【図2】本発明の説明図であって、(A)は光コリメー
タを使用した光コリメータを対向配置させた図。(B)
は部分球面レンズの焦点位置に光ファイバ端面を配置し
た際のビームウエスト位置の説明図、(C)は部分球面
レンズの焦点位置よりも前方に光ファイバ端面を配置し
た際のビームウエスト位置の説明図、(D)は部分球面
レンズの焦点位置よりも後方に光ファイバ端面を配置し
た際のビームウエスト位置の説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the present invention, in which FIG. 2A is a diagram in which optical collimators using optical collimators are arranged opposite to each other. (B)
Is an explanatory view of the beam waist position when the optical fiber end face is arranged at the focal position of the partial spherical lens, and (C) is an explanation of the beam waist position when the optical fiber end face is arranged in front of the focal position of the partial spherical lens. FIG. 6D is an explanatory diagram of a beam waist position when the optical fiber end face is arranged behind the focal position of the partial spherical lens.

【図3】部分球面レンズの球面及び曲率半径と光ファイ
バ端面との距離と反射光の関係を説明する図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a spherical surface and a radius of curvature of a partial spherical lens, a distance from an end surface of an optical fiber, and reflected light.

【図4】本発明の光コリメータの説明図であって、
(A)は平面図、(B)は断面図。
FIG. 4 is an explanatory view of an optical collimator of the present invention,
(A) is a plan view and (B) is a sectional view.

【図5】本発明の光コリメータの要部断面説明図。FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view of a main part of the optical collimator of the present invention.

【図6】本発明に係る光コリメータの使用方法の説明図
であって、(A)はオフセット位置が位置ズレした図、
(B)は、オフセット位置を合わせた図、(C)はオフ
セット位置が位置ズレした状態で出射光の位置を合わせ
た図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of using the optical collimator according to the present invention, in which (A) is a diagram in which an offset position is displaced;
FIG. 6B is a diagram showing the offset positions aligned, and FIG. 6C is a diagram showing the positions of the emitted lights aligned with the offset positions displaced.

【図7】本発明の光コリメータを構成する各部材の説明
図であって、(A)、(B)は割りスリーブ、(C)は
内細管、(D)は部分球面レンズ、(E)は光ファイバ
付き毛細管の説明図。
FIG. 7 is an explanatory view of each member constituting the optical collimator of the present invention, in which (A) and (B) are split sleeves, (C) is an inner thin tube, (D) is a partial spherical lens, and (E). Is an explanatory view of a capillary tube with an optical fiber.

【図8】本発明の光コリメータを作製する説明図であっ
て、(A)は割りスリーブに内細管を装着する説明図、
(B)は割りスリーブに部分球面レンズを装着する説明
図、(C)は割りスリーブから内細管を除去する説明
図、(D)は割りスリーブに光ファイバ付き毛細管を装
着する説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram for manufacturing the optical collimator of the present invention, in which (A) is an explanatory diagram for mounting the inner thin tube on the split sleeve;
(B) is an explanatory view of mounting the partial spherical lens on the split sleeve, (C) is an explanatory view of removing the inner thin tube from the split sleeve, and (D) is an explanatory view of mounting a capillary tube with an optical fiber on the split sleeve.

【図9】本発明に係る他の光コリメータの断面図。FIG. 9 is a sectional view of another optical collimator according to the present invention.

【図10】本発明の他の光コリメータを構成する各部材
の説明図であって、(A)はガラス細管、(B)はガラ
ス内細管、(C)は部分球面レンズ、(D)は光ファイ
バ付き毛細管の説明図。
FIG. 10 is an explanatory view of each member constituting another optical collimator of the present invention, where (A) is a glass thin tube, (B) is a glass inner thin tube, (C) is a partially spherical lens, and (D) is Explanatory drawing of the capillary tube with an optical fiber.

【図11】本発明の光コリメータを作製する説明図であ
って、(A)はガラス細管の説明図、(B)はガラス細
管にガラス内細管を装着する説明図、(C)はガラス細
管に部分球面レンズを装着する説明図、(D)はガラス
細管中のガラス内細管内に光ファイバ付き毛細管を装着
する説明図。
11A and 11B are explanatory views for manufacturing the optical collimator of the present invention, where FIG. 11A is an explanatory view of a glass capillary, FIG. 11B is an explanatory view of mounting a glass inner tube on a glass capillary, and FIG. FIG. 3D is an explanatory view of mounting the partial spherical lens on FIG. 3D, and FIG. 6D is an explanatory view of mounting the capillary tube with the optical fiber in the glass inner thin tube.

【図12】従来の光コリメータを作製する方法の説明
図。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a conventional optical collimator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、20 光コリメータ 11 割りスリーブ 11a、21a 挿入部 11d、14b、17b、21b、21d、24b、2
6b 内孔 12、22 部分球面レンズ 12a、22a 円柱部 12b、12c、22b、22c 透光球面 12d 環状溝 13、23 接着剤 14、26 毛細管 14a、26a 外周面 15、25 光ファイバ 15a、17a、24a、25a 端面 17 内細管 21 ガラス細管 24 ガラス内細管 L 出射光(ヘリウム−ネオンレーザー光) LB 反射光 W オフセット R 曲率半径 f 焦点距離 BW ビームウエスト WD 作動距離 FP 焦点位置 n1 空間の屈折率 n2 光ファイバの屈折率 n3 部分球面レンズの屈折率 d1、d2 光ファイバ端面と部分球面レンズ球面との
距離 α 光軸に垂直な平面に対して傾斜角 β 光ファイバの端面からの出射光の光軸との成す角度 θ 出射光曲がり
10, 20 Optical collimator 11 Split sleeves 11a, 21a Insertion portions 11d, 14b, 17b, 21b, 21d, 24b, 2
6b Inner hole 12, 22 Partial spherical lens 12a, 22a Columnar part 12b, 12c, 22b, 22c Light transmissive spherical surface 12d Annular groove 13, 23 Adhesive 14, 26 Capillary tube 14a, 26a Outer peripheral surface 15, 25 Optical fiber 15a, 17a, 24a, 25a End face 17 Inner thin tube 21 Glass thin tube 24 Glass inner thin tube L Emitted light (helium-neon laser light) LB Reflected light W Offset R Curvature radius f Focal length BW Beam waist WD Working distance FP Focal position n1 Space refractive index n2 Refractive index n3 of optical fiber Refractive indices d1 and d2 of partial spherical lens Distance between optical fiber end surface and partial spherical lens spherical surface α Angle of inclination with respect to plane perpendicular to optical axis β Optical axis of light emitted from end surface of optical fiber Angle formed by and

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 宏和 滋賀県大津市晴嵐二丁目7番1号 日本電 気硝子株式会社内 (72)発明者 角見 昌昭 滋賀県大津市晴嵐二丁目7番1号 日本電 気硝子株式会社内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA32 CA10 CA13 DA04 DA05 DA06 DA15 DA17 2H043 AA05 AA23 AB02 AB16 AD03 AE02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hirokazu Tanaka             2-7 Harumi Arashi, Otsu City, Shiga Prefecture             Air Glass Co., Ltd. (72) Inventor Masaaki Kakumi             2-7 Harumi Arashi, Otsu City, Shiga Prefecture             Air Glass Co., Ltd. F term (reference) 2H037 AA01 BA32 CA10 CA13 DA04                       DA05 DA06 DA15 DA17                 2H043 AA05 AA23 AB02 AB16 AD03                       AE02

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 細管と、所定長さの挿入部を残して該細
管の内孔に固定され屈折率が略均一なガラスからなる円
柱部の両端に曲率中心が略同一の透光球面を有する部分
球面レンズと、細管に部分球面レンズを接着する接着剤
とを備えて細管の中心軸と前記部分球面レンズの光軸と
の軸ズレ量が5μm以内であるレンズ部品と、該レンズ
部品の挿入部に外周面と光ファイバ端面のコア中心との
軸ズレ量が1.5μm以内で光ファイバを内孔に固定し
た毛細管の光ファイバ端面が部分球面レンズの焦点位置
±40μm以内の位置に固定されてなることを特徴とす
る光コリメータ。
1. A thin tube and a light transmissive spherical surface having substantially the same center of curvature at both ends of a cylindrical portion made of glass having a substantially uniform refractive index and fixed in an inner hole of the thin tube leaving an insertion portion of a predetermined length. A lens component including a partial spherical lens and an adhesive for bonding the partial spherical lens to a thin tube, and an amount of axial misalignment between the central axis of the thin tube and the optical axis of the partial spherical lens is 5 μm or less, and insertion of the lens component. The optical fiber end face of the capillary with the optical fiber fixed in the inner hole is fixed at a position within ± 40 μm of the focal position of the partial spherical lens when the axial deviation between the outer peripheral surface and the core center of the optical fiber end face is within 1.5 μm. Optical collimator characterized by
【請求項2】 部分球面レンズは、屈折率が1.7以上
であることを特徴とする請求項1に記載の光コリメー
タ。
2. The optical collimator according to claim 1, wherein the partial spherical lens has a refractive index of 1.7 or more.
【請求項3】 光ファイバ端面と部分球面レンズの球面
との距離が0.1mm以上であることを特徴とする請求
項1または請求項2に記載の光コリメータ。
3. The optical collimator according to claim 1, wherein the distance between the end face of the optical fiber and the spherical surface of the partial spherical lens is 0.1 mm or more.
【請求項4】 細管の材料が、ガラスまたは結晶化ガラ
スであることを特徴とする請求項1から3の何れかに記
載の光コリメータ。
4. The optical collimator according to claim 1, wherein the material of the thin tube is glass or crystallized glass.
【請求項5】 細管が、割りスリーブであることを特徴
とする請求項1から4の何れかに記載の光コリメータ。
5. The optical collimator according to claim 1, wherein the thin tube is a split sleeve.
【請求項6】 割りスリーブの材料が、金属であること
を特徴とする請求項5に記載の光コリメータ。
6. The optical collimator according to claim 5, wherein the material of the split sleeve is metal.
【請求項7】 接着剤は、セラミック、ガラスまたは金
属のうちの一種以上からなるフィラーを混合したエポキ
シ系樹脂または低融点ガラスフリットであることを特徴
とする請求項1から6の何れかに記載の光コリメータ。
7. The adhesive is an epoxy resin or a low melting point glass frit mixed with a filler made of at least one of ceramic, glass and metal, and the adhesive is a glass frit having a low melting point. Optical collimator.
【請求項8】 細管の挿入部に、所定の内径の内孔を有
する内細管が挿入配置され部分球面レンズの球面に内細
管の管軸に対して所定の精度で直角な端面を当接した状
態で接着固定されていることを特徴とする請求項1から
7に記載の光コリメータ。
8. An inner thin tube having an inner hole of a predetermined inner diameter is inserted and arranged in an inserting portion of the thin tube, and an end face perpendicular to the tube axis of the inner thin tube is brought into contact with the spherical surface of the partial spherical lens. The optical collimator according to claim 1, wherein the optical collimator is adhesively fixed in a state.
【請求項9】 部分球面レンズの球面と光ファイバ端面
との距離が、部分球面レンズの屈折率と球面半径により
算出される最適値よりも小さく、実質的に必要とされる
作動距離範囲内でビームウエスト位置が所定値の±5m
m以内になることを特徴とする請求項1から8の何れか
に記載の光コリメータ。
9. The distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber is smaller than the optimum value calculated by the refractive index and the spherical radius of the partial spherical lens, and within a practically required working distance range. Beam waist position is within ± 5m
The optical collimator according to claim 1, wherein the optical collimator is within m.
【請求項10】 細管と、所定長さの挿入部を残して該
細管の内孔に固定され屈折率が略均一なガラスからなる
円柱部の両端に曲率中心が略同一の透光球面を有する部
分球面レンズと、細管に部分球面レンズを接着する接着
剤とを備えて細管の中心軸と前記部分球面レンズの光軸
との軸ズレ量が5μm以内であるレンズ部品と、該レン
ズ部品の挿入部に外周面と光ファイバ端面のコア中心と
の軸ズレ量が1.5μm以内で光ファイバを内孔に固定
した毛細管の光ファイバに固定する際に、部分球面レン
ズの球面と光ファイバ端面が部分球面レンズの焦点位置
±40μm以内の位置に固定される光コリメータの組立
方法であって、 前記レンズ部品の挿入部に前記毛細管を固定するに際し
て、光ファイバの端面と部分球面レンズの透光球面との
間の距離を外部から測定して該毛細間の位置決めを行う
ことを特徴とする光コリメータの組立方法。
10. A thin tube and a light-transmissive spherical surface having substantially the same center of curvature at both ends of a cylindrical portion made of glass having a substantially uniform refractive index, which is fixed to the inner hole of the thin tube leaving an insertion portion of a predetermined length. A lens component including a partial spherical lens and an adhesive for bonding the partial spherical lens to a thin tube, and an amount of axial misalignment between the central axis of the thin tube and the optical axis of the partial spherical lens is 5 μm or less, and insertion of the lens component. At the time of fixing the optical fiber to the optical fiber of the capillary which fixed the optical fiber to the inner hole when the axial deviation amount between the outer peripheral surface and the core center of the optical fiber end surface is within 1.5 μm, the spherical surface of the partial spherical lens and the optical fiber end surface are A method for assembling an optical collimator fixed to a position within a focal position ± 40 μm of a partial spherical lens, wherein the end surface of the optical fiber and the translucent spherical surface of the partial spherical lens are fixed when the capillary tube is fixed to the insertion part of the lens component. Distance between A method for assembling an optical collimator, characterized in that the distance between the capillaries is measured by measuring the distance from the outside.
【請求項11】 細管が、部分球面レンズの球面と光フ
ァイバ端面とが所定の距離になる位置が観察可能な部位
に貫通部を有しており、略平行な測定光を使用して部分
球面レンズの球面と光ファイバ端面との距離を外部より
測定して位置を決めることを特徴とする請求項10に記
載の光コリメータの組立方法。
11. The thin tube has a penetrating portion at a site where a position where the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber are at a predetermined distance can be observed, and the partial spherical surface is obtained by using substantially parallel measurement light. The method of assembling the optical collimator according to claim 10, wherein the position is determined by measuring the distance between the spherical surface of the lens and the end face of the optical fiber from the outside.
【請求項12】 細管が、部分球面レンズの球面と光フ
ァイバ端面との距離を外部より測定可能な透明体からな
り、略平行な測定光を使用して部分球面レンズの球面と
光ファイバ端面との距離を外部より測定して位置を決め
ることを特徴とする請求項10に記載の光コリメータの
組立方法。
12. The thin tube is made of a transparent body capable of measuring the distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end surface of the optical fiber from the outside, and the measuring surface is used to measure the spherical surface of the partial spherical lens and the end surface of the optical fiber. 11. The method for assembling the optical collimator according to claim 10, wherein the position is determined by measuring the distance from the outside.
【請求項13】 細管及び/または内細管が、厚さ1m
mで波長350〜500nmの光を50%以上透過する
透明なガラスからなることを特徴とする請求項12に記
載の光コリメータの組立方法。
13. The thin tube and / or the inner thin tube has a thickness of 1 m.
The method of assembling the optical collimator according to claim 12, which is made of transparent glass that transmits 50% or more of light having a wavelength of 350 to 500 nm at m.
【請求項14】 部分球面レンズの球面と光ファイバ端
面との距離を、前記部分球面レンズの屈折率と前記透光
球面の球面半径により算出される最適値よりも小さく
し、実質的に必要とされる作動距離以内でビームウエス
ト位置が所定値の±5mm以内になるように設定するこ
とを特徴とする請求項10から13の何れかに記載の光
コリメータの組立方法。
14. The distance between the spherical surface of the partial spherical lens and the end face of the optical fiber is made smaller than an optimum value calculated by the refractive index of the partial spherical lens and the spherical radius of the light transmitting spherical surface, which is substantially required. 14. The method of assembling the optical collimator according to claim 10, wherein the beam waist position is set within ± 5 mm of a predetermined value within the working distance.
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