【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として光通信分野で用いられ、特に半導体レーザから射出される光線を光ファイバに集光させる光結合部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に半導体レーザから射出される光線を光ファイバに集光させる光結合部品は図４に示すように、半導体レーザ１から射出された光線をコリメータレンズ２により平行光線に変換し、この平行光線を集光レンズ３により光ファイバ４の先端に集光するものである。
【０００３】
また、半導体レーザ１から射出される光線の断面形状が楕円形状となることから、この光線を光ファイバ４の先端に集光するためには、楕円形状の光線を真円形状に変換する必要があり、そのため光結合部品においてはコリメータレンズ２と集光レンズ３との間にシリンドリカルレンズ５を配置することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体レーザ１と光ファイバ４との間にコリメータレンズ２、シリンドリカルレンズ５および集光レンズ３というように３つの光学レンズを配置しようとした場合、それぞれの光学レンズ２，３，５における光学面の向きと光軸を厳密に合わせなければならず、非常に緻密な作業となってしまい生産性の悪いものとなっていた。
【０００５】
そこで、本発明のような問題を解決し生産性の良い光結合部品を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、この目的を達成するために本発明の請求項１に記載の発明は、特に半導体レーザから射出される発散光を平行光線に変換するコリメータレンズと、この平行光線を光ファイバに集光させる集光レンズとの間にプリズムを配置するもので、プリズムの屈折作用により光線を真円形状に変換できるとともに、プリズム自体の入射面が平面となり、プリズムに対する光線の入射角を決定するだけで良く、光軸を厳密に合わせる必要が無くなることから光結合部品の生産性が向上できる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、特にプリズムを位置決板を介して筐体に固定するもので、筐体内に取り付けられるプリズムの位置決め作業の作業性を高めることができる。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、特にプリズムを複数個用いるもので、半導体レーザに対する光ファイバの取り付け方向を自在に設定することができる。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、特にコリメータレンズと集光レンズとの間に光路調整用の反射鏡を設けるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。なお、上述した従来の技術と同様の構成については同じ符号を付して説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態における光結合部品の一部を切り欠いた斜視図である。この光結合部品は、半導体レーザ１から射出された発散光線をコリメータレンズ２により平行光線に変換し、この平行光線を集光レンズ３により光ファイバ４の先端に集光するものである。
【００１２】
そして、半導体レーザ１から射出される光線の光束断面が楕円形状となることから、この光線を効率よく光ファイバ４に集光するためにコリメータレンズ２と集光レンズ３との間にプリズム６ａ，６ｂを配置している。
【００１３】
すなわち、プリズム６ａ，６ｂはその屈折作用により楕円形状の光束を真円形状に補正することができ、その形状が三角柱状であることから光線の入射面及び射出面が平面で形成されるので、その位置決めは入射光に対する入射面の向きいわゆる光学面の向きのみを合わせれば良く、従来の技術で述べた非常に緻密な作業となる光軸合わせを省くことができるため、格段に作業性が向上したものとできる。
【００１４】
具体的には、半導体レーザ１から射出される光線は波長が９８０ｎｍで放射ビームパターン１対５の楕円形状であり、この光線がＮＡ＝０．６のコリメータレンズ２を介して屈折率＝１．６８で且つ頂角が３２度のガラスからなる２つのプリズム６ａ，６ｂを通過し、ＮＡ＝０．１の集光レンズ３を介してシングルモードの光ファイバ４に集光するものとし、その放射ビームパターンは図２に示す如く、半導体レーザ１から射出された放射ビームパターンが１対５の楕円形状となる発散光７が、コリメータレンズ２を通過しアスペクト比１対５の楕円形状の平行光８に変換され、この構成が１つ目のプリズム６ａを通過することでアスペクト比１対２．５の楕円形状の平行光９に変換され、さらに２つ目のプリズム６ｂを通過することでアスペクト比１対１の真円形状の平行光１０に変換され集光レンズ３に入射され、集光レンズによりこの真円形状を保った状態で集光光線１１に変換されるので、半導体レーザ１から射出された光線を光ファイバ４に８０％以上の結合効率で伝達することができる。
【００１５】
また、この実施の形態においては２つのプリズム６ａ，６ｂを用いて構成したため半導体レーザ１の光軸と光ファイバ４の光軸がずれたものとなっているが、図３に示すように４つのプリズム６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを組み合わせたものとすれば、半導体レーザ１と光ファイバ４の光軸を一致させることも可能である。
すなわち、複数のプリズムを組み合わせることにより自在にその光軸方向を調節することが可能となり、この光結合部品を用いた光結合系モジュールの設計自由度を向上させることができる。
【００１６】
また特に図示はしていないが、光軸を調節するにおいて光経路内に反射鏡を配置し、この反射鏡の反射方向を調節することでも可能である。
【００１７】
なお、このような光結合部品は図１に示すように、半導体レーザ１、コリメータレンズ２、集光レンズ３及び複数のプリズム（６ａ，６ｂ）が筐体１２の内部に収納されモジュール化されるものであり、筐体１２に半導体レーザ１とコリメータレンズ２と集光レンズ３の取付部１３が設けられ、この間に配置されるプリズム６ａ，６ｂの取り付けにおいても、筐体３に対して基板１４を介して取り付ける構造とすることでその取り付け作業性が向上できるのである。
【００１８】
すなわち、筐体１２の内部においてそれぞれのプリズム６ａ，６ｂの面方向を合わせ固定するには手間がかかるが、先ず基板１４の上にプリズム６ａ，６ｂを一体化したものを作成し、この基板１４と一体となったプリズム６ａ，６ｂを筐体１２に取り付けるのであれば作業性も向上できる。
【００１９】
そして、基板１４へのプリズム６ａ，６ｂの取り付けにおいても、基板１４に予め位置決め用の凹部（特に図示せず）を設けておけば、プリズム６ａ，６ｂ間の面方向を容易に設定することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、特に半導体レーザから射出される発散光を平行光線に変換するコリメータレンズと、この平行光線を光ファイバに集光させる集光レンズとの間にプリズムを配置したことで、プリズムの屈折作用により光線を真円形状に変換できるとともに、プリズム自体の入射面が平面であることから、プリズムに対する光線の入射角を決定するだけで良く、光軸を厳密に合わせる必要が無くなることから光結合部品の生産性が向上できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における光結合部品の一部を切り欠いた斜視図
【図２】同光路を示す上面図
【図３】本発明の他の実施の形態における光結合部品の光路を示す上面図
【図４】従来の光結合部品を示す斜視図
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
２ コリメータレンズ
３ 集光レンズ
４ 光ファイバ
６ａ，６ｂ プリズム
１２ 筐体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupling component mainly used in the field of optical communication, and more particularly to an optical coupling component for condensing a light beam emitted from a semiconductor laser on an optical fiber.
[0002]
[Prior art]
Generally, as shown in FIG. 4, an optical coupling component for condensing a light beam emitted from a semiconductor laser on an optical fiber converts a light beam emitted from a semiconductor laser 1 into a parallel light beam by a collimator lens 2, and collects the parallel light beam. The light is focused on the tip of the optical fiber 4 by the optical lens 3.
[0003]
In addition, since the cross-sectional shape of the light beam emitted from the semiconductor laser 1 has an elliptical shape, it is necessary to convert the elliptical light beam into a perfect circle in order to focus the light beam on the tip of the optical fiber 4. Therefore, it has been proposed to dispose a cylindrical lens 5 between the collimator lens 2 and the condenser lens 3 in the optical coupling component.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when three optical lenses such as the collimator lens 2, the cylindrical lens 5, and the condenser lens 3 are arranged between the semiconductor laser 1 and the optical fiber 4, the optical The direction of the surface and the optical axis had to be strictly matched, resulting in a very elaborate operation, which resulted in poor productivity.
[0005]
Accordingly, it is an object of the present invention to solve the problems as in the present invention and to provide an optical coupling component having good productivity.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to achieve this object, the invention according to claim 1 of the present invention provides a collimator lens for converting divergent light emitted from a semiconductor laser into a parallel light beam, and condensing the parallel light beam on an optical fiber. A prism is placed between the condenser lens and the prism, so that the light can be converted into a perfect circular shape by the refraction of the prism. In addition, since it is not necessary to precisely align the optical axes, the productivity of the optical coupling component can be improved.
[0007]
According to the second aspect of the present invention, in particular, the prism is fixed to the housing via the positioning plate, so that the workability of the positioning operation of the prism mounted in the housing can be improved.
[0008]
According to the third aspect of the present invention, in particular, a plurality of prisms are used, and the mounting direction of the optical fiber with respect to the semiconductor laser can be freely set.
[0009]
The invention according to claim 4 is to provide a reflecting mirror for adjusting an optical path between the collimator lens and the condenser lens.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those of the above-described conventional technology are denoted by the same reference numerals and described.
[0011]
FIG. 1 is a perspective view in which a part of an optical coupling component according to an embodiment of the present invention is cut away. This optical coupling component converts a divergent light beam emitted from the semiconductor laser 1 into a parallel light beam by a collimator lens 2, and condenses the parallel light beam on a tip of an optical fiber 4 by a condenser lens 3.
[0012]
Since the light beam cross-section of the light beam emitted from the semiconductor laser 1 has an elliptical shape, the prism 6 a and the prism 6 a are disposed between the collimator lens 2 and the condenser lens 3 in order to efficiently condense the light beam on the optical fiber 4. 6b.
[0013]
In other words, the prisms 6a and 6b can correct the elliptical light beam into a perfect circular shape by the refraction thereof, and since the shape of the prism 6a and 6b is a triangular prism, the light incident surface and the light exit surface are formed as flat surfaces. For positioning, it is only necessary to match the direction of the incident surface with respect to the incident light, that is, the direction of the optical surface, and it is possible to omit the optical axis alignment which is a very precise work described in the conventional technology, so the workability is greatly improved. It can be done.
[0014]
Specifically, a light beam emitted from the semiconductor laser 1 has an elliptical shape with a wavelength of 980 nm and a radiation beam pattern of 1 to 5, and this light beam passes through a collimator lens 2 having an NA of 0.6 and has a refractive index of 1. The light passes through two prisms 6a and 6b made of glass having a vertex angle of 32 degrees and is converged on a single-mode optical fiber 4 via a converging lens 3 having an NA of 0.1. As shown in FIG. 2, the divergent light 7 emitted from the semiconductor laser 1 and having an elliptical shape of 1: 5 passes through the collimator lens 2 and has an elliptical parallel light having an aspect ratio of 1: 5. 8, the light passes through the first prism 6a, and is converted into elliptical parallel light 9 having an aspect ratio of 1: 2.5, and further passes through the second prism 6b. Is converted into a perfect circular parallel light 10 having an object ratio of 1: 1 and is incident on the condenser lens 3, and is converted into a condensed light beam 11 while maintaining the perfect circular shape by the condenser lens. Can be transmitted to the optical fiber 4 with a coupling efficiency of 80% or more.
[0015]
In this embodiment, the optical axis of the semiconductor laser 1 and the optical axis of the optical fiber 4 are shifted because of the configuration using two prisms 6a and 6b. However, as shown in FIG. If the prisms 6a, 6b, 6c, and 6d are combined, the optical axes of the semiconductor laser 1 and the optical fiber 4 can be matched.
That is, the direction of the optical axis can be freely adjusted by combining a plurality of prisms, and the degree of freedom in designing an optical coupling module using the optical coupling component can be improved.
[0016]
Although not shown, it is also possible to adjust the optical axis by disposing a reflecting mirror in the optical path and adjusting the reflecting direction of the reflecting mirror.
[0017]
In addition, as shown in FIG. 1, such an optical coupling component includes a semiconductor laser 1, a collimator lens 2, a condenser lens 3, and a plurality of prisms (6a, 6b) housed in a housing 12 to be modularized. The semiconductor laser 1, the collimator lens 2, and the condenser lens 3 are provided on the housing 12, and the prisms 6 a and 6 b disposed therebetween are also mounted on the substrate 14 with respect to the housing 3. The mounting workability can be improved by adopting a structure that is mounted via the through hole.
[0018]
That is, it takes time and effort to align and fix the surface directions of the respective prisms 6a and 6b inside the housing 12. First, a prism 14a and 6b are integrally formed on a substrate 14 and If the prisms 6a and 6b integral with the housing 12 are attached to the housing 12, workability can be improved.
[0019]
Also, in mounting the prisms 6a and 6b on the substrate 14, if a positioning recess (not particularly shown) is provided in advance on the substrate 14, the plane direction between the prisms 6a and 6b can be easily set. it can.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, the present invention particularly provides a prism between a collimator lens that converts divergent light emitted from a semiconductor laser into a parallel light beam and a condenser lens that focuses the parallel light beam on an optical fiber. Since the light beam can be converted into a perfect circle by the refraction of the prism and the plane of incidence of the prism itself is flat, it is only necessary to determine the angle of incidence of the light beam on the prism, eliminating the need to strictly align the optical axis. Therefore, the productivity of the optical coupling component can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of an optical coupling component according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a top view showing the optical path. FIG. 3 is an optical coupling component according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing a conventional optical coupling component.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Collimator lens 3 Condensing lens 4 Optical fiber 6a, 6b Prism 12 Housing
