JP2005128449A - Optical fiber, its processing method and optical module using this optical fiber - Google Patents

Optical fiber, its processing method and optical module using this optical fiber Download PDF

Info

Publication number
JP2005128449A
JP2005128449A JP2003366555A JP2003366555A JP2005128449A JP 2005128449 A JP2005128449 A JP 2005128449A JP 2003366555 A JP2003366555 A JP 2003366555A JP 2003366555 A JP2003366555 A JP 2003366555A JP 2005128449 A JP2005128449 A JP 2005128449A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
core
tip
light receiving
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003366555A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshimichi Yasuda
俊道 安田
Mikio Kyomasu
幹雄 京増
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2003366555A priority Critical patent/JP2005128449A/en
Publication of JP2005128449A publication Critical patent/JP2005128449A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber structure which converges light from an optical fiber and gives a beam smaller than a photoreceptor surface in a photoreceptor element. <P>SOLUTION: A top end part of an optical fiber 1 consisting of a core 1a and a clad 1b is formed obliquely for the optical axis 2 and at least the top end surface 3 of the core 1a is made curved. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は光通信における光ファイバと受光素子との結合の際、その受光径の小さな受光素子においても、十分な結合効率が得られる構造を提供する光ファイバに関する。   The present invention relates to an optical fiber that provides a structure capable of obtaining sufficient coupling efficiency even with a light receiving element having a small light receiving diameter when the optical fiber and the light receiving element are coupled in optical communication.

従来、光通信分野においては、光ファイバと受光素子の結合を取る手段として、図7に示すように、中心のコア21aと、その外周に形成されたクラッド21bからなる光ファイバ21の先端面を光軸22に対して約45゜の角度で研磨加工して斜面23を形成し、光を図中矢印に示すように光ファイバ21の先端部側面から出射させ、受光素子26の受光面26aに入射させ、入射した光は電気信号に変換される。   2. Description of the Related Art Conventionally, in the optical communication field, as a means for taking a coupling between an optical fiber and a light receiving element, as shown in FIG. 7, a tip surface of an optical fiber 21 comprising a central core 21a and a clad 21b formed on the outer periphery thereof is used. The inclined surface 23 is formed by polishing at an angle of about 45 ° with respect to the optical axis 22, and light is emitted from the side surface of the distal end portion of the optical fiber 21 as indicated by an arrow in the figure, and is applied to the light receiving surface 26 a of the light receiving element 26. The incident light is converted into an electrical signal.

上記光ファイバ21の先端面を斜面23に形成するのは、受光素子26が取り付けられるパッケージ(不図示)と光ファイバ21とが平行になるため、光ファイバ21と受光面26aとを平行にする必要があるからである。光ファイバ21のコア21aを通過した光は、斜面23内のコア21a部で反射して、矢印の示すような光線のように広がり、受光素子26の受光面26aに照射されるようになる。   The tip surface of the optical fiber 21 is formed on the inclined surface 23 because the optical fiber 21 and the package (not shown) to which the light receiving element 26 is attached are parallel to the optical fiber 21, so that the optical fiber 21 and the light receiving surface 26a are parallel. It is necessary. The light that has passed through the core 21 a of the optical fiber 21 is reflected by the core 21 a portion in the inclined surface 23, spreads like a light beam as indicated by an arrow, and is applied to the light receiving surface 26 a of the light receiving element 26.

しかし、図1(d)に示すように、単にコア21aとクラッド21bを同一面状に斜面23を形成した光ファイバ21では、斜面23で光が反射した後より光が拡がりはじめ、光線は、13.1μm程度の大きなビーム径24、25を有することになるため、大きな受光面26aを有する受光素子26に対しては有効な手段ではあるが、近年のように通信速度が向上し、要求される受光面26aがその高速性を満たすため小さくなった場合には対応できないという問題を有している。   However, as shown in FIG. 1 (d), in the optical fiber 21 in which the slope 21 is simply formed on the same surface of the core 21a and the clad 21b, the light begins to spread after the light is reflected by the slope 23, Since it has large beam diameters 24 and 25 of about 13.1 μm, it is an effective means for the light receiving element 26 having a large light receiving surface 26a. In this case, the light receiving surface 26a has a problem that it cannot be used when the light receiving surface 26a becomes small to satisfy the high speed.

これは、大きい受光面を有した場合、半導体で構成された受光面の寄生容量が大きくなり、そのためCR時定数が大きくなり、その結果として受光時の信号の遅延時間が長くなり高速通信ができなくなるためである。この高速通信に対応する受光面26aの直径が5〜20μmと小さくなった場合、上記の光ファイバ21では結合効率の低下を招き、光ファイバ構造として許容できないものである。   This is because, when a large light-receiving surface is provided, the parasitic capacitance of the light-receiving surface composed of a semiconductor increases, so that the CR time constant increases, and as a result, the signal delay time during light reception increases and high-speed communication is possible. This is because it disappears. When the diameter of the light receiving surface 26a corresponding to this high-speed communication becomes as small as 5 to 20 μm, the optical fiber 21 causes a reduction in coupling efficiency and is unacceptable as an optical fiber structure.

この問題を解決する方法として、図8に示すように、光ファイバ31の先端を球面加工し、この球面35の一部に斜面33を形成する方法が提案されている(特許文献1参照)。   As a method for solving this problem, as shown in FIG. 8, a method has been proposed in which the tip of an optical fiber 31 is processed into a spherical surface and a slope 33 is formed on a part of the spherical surface 35 (see Patent Document 1).

この方法は、斜面33を有する球面35を形成することにより、光ファイバ31のコア31aとクラッド31bの屈折率差が解消され、この球面35内では、コアレスファイバと同様の特性となる。したがって、光ファイバ31の出射点32は仮想的な出射点34から出射されるのと等価になり、傾斜面によって全反射するとともに、球面35による集光作用によって焦点を結ぶこととなる。
特開平1−62604号公報
In this method, by forming the spherical surface 35 having the inclined surface 33, the refractive index difference between the core 31a and the clad 31b of the optical fiber 31 is eliminated, and in the spherical surface 35, the same characteristics as the coreless fiber are obtained. Accordingly, the emission point 32 of the optical fiber 31 is equivalent to that emitted from the virtual emission point 34, and is totally reflected by the inclined surface and focused by the condensing action of the spherical surface 35.
JP-A-1-62604

しかし、従来の図8に示すような先端に球面35を有する光ファイバ31では、ビーム径は小さくできるものの、球面35は研磨によって加工され、その球面35を光ファイバの先端に放電等により溶かして付けるため、光ファイバ31の直径より小さな径を有する球面35を研磨加工で得ることは困難である。そのため、先端の球面35の径が光ファイバ31の直径よりも大きくなると、仮想的な出射点34を長くすることができず、焦点も長くなるため、近端に焦点を結ぶのが困難となる。   However, in the conventional optical fiber 31 having the spherical surface 35 as shown in FIG. 8, although the beam diameter can be reduced, the spherical surface 35 is processed by polishing, and the spherical surface 35 is melted at the distal end of the optical fiber by discharge or the like. Therefore, it is difficult to obtain a spherical surface 35 having a diameter smaller than the diameter of the optical fiber 31 by polishing. Therefore, if the diameter of the spherical surface 35 at the tip is larger than the diameter of the optical fiber 31, the virtual emission point 34 cannot be lengthened and the focal point becomes long, so that it becomes difficult to focus on the near end. .

そのため、光ファイバ31と受光素子を組み込んだ光モジュールを形成した際、球面加工していない光ファイバを有する光モジュールに比べモジュール自体が大型化してしまい、光モジュールの小型化を達成できないという問題を有している。   For this reason, when an optical module incorporating an optical fiber 31 and a light receiving element is formed, the module itself becomes larger than an optical module having an optical fiber that is not spherically processed, and the optical module cannot be reduced in size. Have.

本発明の光ファイバは、コアとクラッドからなる光ファイバの先端部を光軸に対して斜めに形成するとともに、少なくとも上記コアの先端部が曲面状であることを特徴とする。   The optical fiber of the present invention is characterized in that the tip of the optical fiber composed of a core and a clad is formed obliquely with respect to the optical axis, and at least the tip of the core is curved.

また、上記コアの先端がクラッドより突出していることを特徴とする。   In addition, the tip of the core protrudes from the clad.

さらに、上記コアの先端が曲率半径500μm以下の曲面状であることを特徴とする。   Furthermore, the tip of the core is a curved surface having a curvature radius of 500 μm or less.

また、上記コアの先端に反射膜を形成したことを特徴とする。   In addition, a reflective film is formed at the tip of the core.

さらに、光ファイバの先端部を研磨することで斜めに形成した後、上記クラッドを優先的に侵食することにより、コアの先端をクラッドより突出させ、放電加工によりコアの先端を曲面状に加工することを特徴とする。   Furthermore, after the tip of the optical fiber is polished and formed obliquely, the clad is preferentially eroded so that the tip of the core protrudes from the clad, and the tip of the core is processed into a curved shape by electric discharge machining. It is characterized by that.

本発明の光ファイバによれば、コアとクラッドからなる光ファイバの先端部を光軸に対して斜めに形成するとともに、少なくともコアの先端部が曲面状とすることから、光が一旦集光した後拡がることによって、光ファイバからの出射光のビーム径を小さくすることが可能となり、受光面が小さい受光素子を使用した場合でも、高い結合効率が可能となる。   According to the optical fiber of the present invention, the tip of the optical fiber composed of the core and the clad is formed obliquely with respect to the optical axis, and at least the tip of the core is curved, so that the light is once condensed. By spreading backward, the beam diameter of the light emitted from the optical fiber can be reduced, and even when a light receiving element having a small light receiving surface is used, high coupling efficiency is possible.

また、コアの先端が曲率半径500μm以下の曲面状であることから、集光位置で小さなビーム径となり、最も結合効率が高くなるようにるように光ファイバからの出射光のビーム径を小さくすることが可能となる。   In addition, since the tip of the core has a curved surface with a radius of curvature of 500 μm or less, the beam diameter of the light emitted from the optical fiber is reduced so that the beam diameter is small at the condensing position and the coupling efficiency is maximized. It becomes possible.

さらに、コアの先端に反射膜を形成することにより、光ファイバの先端の傾斜面だけで光が全反射しない場合でも、反射膜によって全ての光を反射させることができ、この反射部における損失を無くすことができ、より結合効率の高いものとすることができる。   Furthermore, by forming a reflection film at the tip of the core, even if the light is not totally reflected only by the inclined surface of the tip of the optical fiber, all the light can be reflected by the reflection film, and the loss at this reflection part can be reduced. It can be eliminated and the coupling efficiency can be made higher.

またさらに、本発明の光ファイバの加工方法によれば、光ファイバの先端を研磨することで斜めに形成した後、クラッドを優先的に侵食することにより、コアの先端をクラッドより突出させ、放電加工によりコアの先端を曲面状に加工することにより、大量に安価なものを加工することが可能となる。   Furthermore, according to the optical fiber processing method of the present invention, the tip of the optical fiber is obliquely formed by polishing, and then the clad is preferentially eroded, so that the tip of the core protrudes from the clad. By processing the tip of the core into a curved surface by processing, it becomes possible to process a large amount of inexpensive products.

そして、本発明の光ファイバを用いた光モジュールによれば、受光素子と光ファイバの安価な接続構造が可能となり、光通信用受光モジュールの高速化が実現され、その普及が大いに促進されるものである。   According to the optical module using the optical fiber of the present invention, an inexpensive connection structure between the light receiving element and the optical fiber is possible, the speed of the light receiving module for optical communication is increased, and its spread is greatly promoted. It is.

以下、本発明の実施形態を図によって説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(a)〜(c)は、本発明の光ファイバの一実施形態を示す図であり、(a)は正面図、(b)は先端部分を示す部分断面図、(c)は同図(b)の斜視図である。   1A to 1C are views showing an embodiment of an optical fiber of the present invention, where FIG. 1A is a front view, FIG. 1B is a partial cross-sectional view showing a tip portion, and FIG. It is a perspective view of figure (b).

本発明の光ファイバ1は、コア1aと、その外周に形成されたクラッド1bからなり、石英、プラスチック等から形成され、例えば、石英からなる場合には、屈折率1.4491程度のコア1aと屈折率1.4440程度のクラッド1bからなる。   The optical fiber 1 of the present invention comprises a core 1a and a clad 1b formed on the outer periphery thereof, and is made of quartz, plastic or the like. For example, when made of quartz, the core 1a has a refractive index of about 1.4491. The clad 1b has a refractive index of about 1.4440.

ここで、本発明の光ファイバ1は、図1(a)〜(c)に示すように、その先端を光軸2に対して所定角度を有するように斜めに形成するとともに、少なくとも上記コア1aの先端面3が曲面状であることを特徴とする。   Here, as shown in FIGS. 1A to 1C, the optical fiber 1 of the present invention has its tip formed obliquely with a predetermined angle with respect to the optical axis 2, and at least the core 1a. The front end surface 3 of this is a curved surface.

このような構造を用いることによって、図1(a)、(b)に示すように光ファイバ1から光を出射する際、コア1aに閉じ込められていた光が矢印に示すようにコア1aの先端面3で反射され、光ファイバ1のクラッド1bを通ってクラッド1bの外周面に達し、出射され、コア1aの先端面3が曲面状になっているため、レンズ効果が作用し、コア1aの先端面3が平面の場合に比べてビーム径4、5を小さくすることができる。   By using such a structure, when light is emitted from the optical fiber 1 as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the light confined in the core 1a is shown at the tip of the core 1a as indicated by an arrow. Reflected by the surface 3, passes through the cladding 1 b of the optical fiber 1, reaches the outer peripheral surface of the cladding 1 b, is emitted, and the distal end surface 3 of the core 1 a has a curved surface, so that the lens effect acts and the core 1 a The beam diameters 4 and 5 can be made smaller than when the tip surface 3 is a flat surface.

具体的には、図1(a)、(b)に示すように、光ファイバ1のコア1aを通過し、曲面状の先端面3に達した光は、そのレンズ効果によって一旦反射して集光された後、クラッド1bの外周面に達して出射される。このとき、コア1aの先端面3のレンズ効果により、先端面3とクラッド1bの外周面との間で光が集光しビームが小さくなるため、光ファイバ1の外周面からの距離が短い位置において、図1(a)に示す円周方向のビーム径4および同図(b)に示す光軸2方向のビーム径5が、図1(d)、(e)に示すようなコア1aおよびクラッド1bが同一面状の斜面23を有している従来の光ファイバ21におけるビーム径24、25に比較して小さくすることができる。   Specifically, as shown in FIGS. 1A and 1B, light that has passed through the core 1a of the optical fiber 1 and reached the curved tip surface 3 is once reflected and collected by the lens effect. After being illuminated, the light reaches the outer peripheral surface of the cladding 1b and is emitted. At this time, due to the lens effect of the front end surface 3 of the core 1a, light is condensed between the front end surface 3 and the outer peripheral surface of the clad 1b, and the beam becomes smaller, so that the distance from the outer peripheral surface of the optical fiber 1 is short. 1A, the beam diameter 4 in the circumferential direction shown in FIG. 1A and the beam diameter 5 in the direction of the optical axis 2 shown in FIG. 1B correspond to the core 1a as shown in FIGS. The clad 1b can be made smaller than the beam diameters 24 and 25 in the conventional optical fiber 21 having the same planar inclined surface 23.

ただし、光ファイバ1の外周面からの距離が離れた位置では、逆に従来のように先端に斜面23を有する光ファイバ21よりもビーム径4、5が大きくなる。そのため、光ファイバ1の材質や通過する光の種類にもよるが、光ファイバ1の外周面からの位置が約60μm以下の範囲に受光素子を有するような場合にはビーム径4、5を小さくすることができ、光モジュールとして用いた場合において十分に小型化を図ることができる。   However, at a position away from the outer peripheral surface of the optical fiber 1, the beam diameters 4 and 5 are conversely larger than those of the optical fiber 21 having the inclined surface 23 at the tip as in the conventional case. Therefore, although depending on the material of the optical fiber 1 and the type of light passing therethrough, the beam diameters 4 and 5 are reduced when the light receiving element is located within the range of about 60 μm or less from the outer peripheral surface of the optical fiber 1. Therefore, when used as an optical module, the size can be sufficiently reduced.

また、光ファイバ1の外周面からの距離が長い場合には以下の図2に示すような方法を用いることが好ましい。   Moreover, when the distance from the outer peripheral surface of the optical fiber 1 is long, it is preferable to use a method as shown in FIG.

受光素子が光ファイバ1の近くに配置できない場合は、図2に示すように光ファイバ1と受光素子6との間にレンズ7を設けることによって、光ファイバ1から出射された光をさらにレンズ7により集光することにより、より小さなビーム径8、9を得ることができる。この場合は、図1の場合とは逆で、光ファイバ1の外周面からの距離が短い位置では、従来の光ファイバ21の方がビーム径24、25は小さくなるが、光ファイバ1の外周面からの距離が離れた位置で、従来の光ファイバ21におけるビーム径24、25に比較して小さくなる。したがって、受光素子6を光ファイバ1に近接して設置できない場合に有効となる。   When the light receiving element cannot be disposed near the optical fiber 1, a lens 7 is provided between the optical fiber 1 and the light receiving element 6 as shown in FIG. By condensing with the above, smaller beam diameters 8 and 9 can be obtained. In this case, contrary to the case of FIG. 1, the beam diameters 24 and 25 of the conventional optical fiber 21 are smaller at the position where the distance from the outer peripheral surface of the optical fiber 1 is shorter, but the outer periphery of the optical fiber 1 is smaller. It is smaller than the beam diameters 24 and 25 in the conventional optical fiber 21 at a position away from the surface. Therefore, this is effective when the light receiving element 6 cannot be installed close to the optical fiber 1.

さらに、本発明の光ファイバ1は、上記コア1aの先端部がクラッド1bより突出していることが好ましい。これによって、コア1aの先端面3をより小さな曲率半径に加工することができる。   Furthermore, in the optical fiber 1 of the present invention, it is preferable that the tip of the core 1a protrudes from the cladding 1b. Thereby, the front end surface 3 of the core 1a can be processed into a smaller radius of curvature.

そして、上記コア1aの先端面3を曲率半径500μm以下とするができ、曲率半径の小さな先端面3によって、集光された光はビーム径4、5をより小さくすることができる。   The tip surface 3 of the core 1a can have a curvature radius of 500 μm or less, and the collected light can have a smaller beam diameter 4 and 5 by the tip surface 3 having a small curvature radius.

上記曲率半径が500μmを越えると、コア1aの先端面3による集光効果が小さくなり、効果的にビーム径を小さくすることができない。さらに、曲率半径は50〜150μmとすることがより好ましい。 When the curvature radius exceeds 500 μm, the light condensing effect by the tip surface 3 of the core 1a is reduced, and the beam diameter cannot be effectively reduced. Furthermore, the radius of curvature is more preferably 50 to 150 μm.

例えば、コア1aの先端面3の曲率半径が500μmでコア1aの径が10μmの場合は、突出量は50μm程度となる。   For example, when the radius of curvature of the tip surface 3 of the core 1a is 500 μm and the diameter of the core 1a is 10 μm, the protruding amount is about 50 μm.

なお、コア1aの先端面3は、図3に示す部分断面図に示すように曲面状であればよく、コア1aとクラッド1bとが同一面状に形成されていてもよい。この場合も、コア1aをクラッド1bより突出させた場合と同様にその曲率半径は500μm以下とすることが好ましい。   The tip surface 3 of the core 1a may be curved as shown in the partial cross-sectional view shown in FIG. 3, and the core 1a and the clad 1b may be formed on the same surface. In this case, the radius of curvature is preferably 500 μm or less as in the case where the core 1a is protruded from the clad 1b.

また、本発明の光ファイバ1は、図4に示す部分断面図のように、コア1aの先端に、反射膜10を形成することが好ましく、光ファイバ1の先端の斜面によって光が全反射しない場合でも全ての光を反射させることができ、この反射部での損失が無くなり、結果として受光素子への結合効率が高くなる。   Further, in the optical fiber 1 of the present invention, as shown in the partial cross-sectional view shown in FIG. 4, it is preferable to form a reflective film 10 at the tip of the core 1 a, and light is not totally reflected by the slope of the tip of the optical fiber 1. Even in this case, it is possible to reflect all the light, and there is no loss at the reflection portion, and as a result, the coupling efficiency to the light receiving element is increased.

上記反射膜は、金属ではAu、Ag、Al等によって、また誘電体ではSiO、TiO、Ta等からなり、金属膜の場合は厚みが0.05〜10μm、誘電体膜では、1〜4層程度で反射膜となる膜厚となるようにし、これらを蒸着やスパッタリングによって光ファイバ1のコア1aおよびクラッド1bの先端面の全面に形成する。 The reflective film is made of Au, Ag, Al or the like for a metal, and SiO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5 or the like for a dielectric. The thickness of the metal film is 0.05 to 10 μm. 1 to 4 layers are formed so as to form a reflection film, and these are formed on the entire front end surfaces of the core 1a and the clad 1b of the optical fiber 1 by vapor deposition or sputtering.

さらに、光ファイバ1の先端に形成された傾斜面は、その傾斜面の法線と光軸2のなす角が35〜45°であることが好ましい。この角度が45°を越える場合、光ファイバ1のコア1aとクラッド1bの屈折率にもよるが、傾斜面で光が全反射しない場合が生じてしまい、反射しない光が損失となってしまう。また、35°未満であると、受光素子の受光面に光が斜めに入射し、この受光面での反射が大きくなり、これによって損失が大きくなる。   Further, the inclined surface formed at the tip of the optical fiber 1 preferably has an angle between the normal of the inclined surface and the optical axis 2 of 35 to 45 °. When this angle exceeds 45 °, although depending on the refractive indexes of the core 1a and the clad 1b of the optical fiber 1, there is a case where the light is not totally reflected on the inclined surface, and the light that is not reflected is lost. On the other hand, when the angle is less than 35 °, light is incident on the light receiving surface of the light receiving element at an angle, and reflection on the light receiving surface increases, thereby increasing loss.

ここで、本発明の光ファイバの加工方法を図5に基づいて説明する。   Here, the processing method of the optical fiber of this invention is demonstrated based on FIG.

先ず、コア1aおよびクラッド1bを有する光ファイバ1の先端部を回転する研磨シートに対して所定の角度をなすように接触させて研磨し、図5(a)のように先端面を35〜45°程度となるよう加工する。   First, the tip of the optical fiber 1 having the core 1a and the clad 1b is polished by bringing it into contact with the rotating polishing sheet so as to form a predetermined angle, and the tip surface is 35 to 45 as shown in FIG. Process to about °.

次いで、光ファイバ1のクラッド1bをフッ化アンモニウム等に斜めに浸すことによりクラッド1bを選択的に溶かし、同図(b)のようにコア1aの先端部を突出させる。   Next, the cladding 1b of the optical fiber 1 is obliquely immersed in ammonium fluoride or the like to selectively melt the cladding 1b, and the tip of the core 1a is protruded as shown in FIG.

なお、クラッド1bの外周部も溶けるため、浸す部分はできるだけ研磨した面のみを浸すようにする。   In addition, since the outer peripheral part of the clad 1b is also melted, only the polished surface is immersed as much as possible.

さらに、その先端部に放電等によって局所的な熱を加えコア1aの周辺を溶かすことにより、同図(c)に示すようにコア1aの先端面3を曲面状に加工することができる。   Furthermore, the tip end surface 3 of the core 1a can be processed into a curved surface as shown in FIG. 5C by applying local heat to the tip portion by electric discharge or the like to melt the periphery of the core 1a.

なお、コア1aの先端面3の曲率半径は、フッ化アンモニウム等に浸す時間を制御することによって調整することができ、突出量が大きくなるとコア1aの曲率半径は小さくなり、突出量が小さくなると曲率半径は大きくなる。   The radius of curvature of the tip surface 3 of the core 1a can be adjusted by controlling the time of immersion in ammonium fluoride or the like. When the amount of protrusion increases, the radius of curvature of the core 1a decreases and when the amount of protrusion decreases. The radius of curvature increases.

また、上述の加工方法において、クラッド1bを選択的に溶かす工程を行わず、先端部に放電等の局所的な熱を加えることにより、コア1aとクラッド1bの全面を曲面状に加工することも可能である。この方法は、曲率半径が大きい場合に適している。   Further, in the above-described processing method, the entire surface of the core 1a and the cladding 1b may be processed into a curved shape by applying local heat such as electric discharge to the tip without performing the step of selectively melting the cladding 1b. Is possible. This method is suitable when the radius of curvature is large.

このようにして得られた光ファイバ1は、図6に示すような受光用の光モジュールとして好適に用いることができ、Siプラットフォーム11にV溝12を設け、ここに受光素子6を載置し、上述のような本発明の光ファイバ1をV溝12に載置する。そして、その先端面3で光線の方向を変え、一旦集光させた後、光ファイバ1の外周面から光が出射し受光素子6の受光面6aに入射される仕組みである。この場合、光ファイバ1からの出射光のビーム径が小さいため、受光素子6を光ファイバ1の近接して載置することができ、特に、高速通信用に用いられる受光面の小さな受光素子を用いる光モジュールに好適に用いることができる。この場合、受光素子6の受光面6aの直径が20μm以下の場合に特に好適に用いることができる。   The optical fiber 1 thus obtained can be suitably used as a light receiving optical module as shown in FIG. 6, and a V-groove 12 is provided in a Si platform 11 where a light receiving element 6 is placed. The optical fiber 1 of the present invention as described above is placed in the V groove 12. Then, the direction of the light beam is changed at the distal end surface 3, and after once condensed, light is emitted from the outer peripheral surface of the optical fiber 1 and is incident on the light receiving surface 6 a of the light receiving element 6. In this case, since the beam diameter of the light emitted from the optical fiber 1 is small, the light receiving element 6 can be placed close to the optical fiber 1, and in particular, a light receiving element having a small light receiving surface used for high-speed communication. It can use suitably for the optical module to be used. In this case, it can be particularly preferably used when the diameter of the light receiving surface 6a of the light receiving element 6 is 20 μm or less.

(実施例1)
次いで、本発明の光ファイバの実施例について説明する。
(Example 1)
Next, examples of the optical fiber of the present invention will be described.

本発明の光ファイバの実施例として、図1に示すような光ファイバ1を作製した。使用した光ファイバの仕様は以下の通りである。   As an example of the optical fiber of the present invention, an optical fiber 1 as shown in FIG. 1 was produced. The specifications of the optical fiber used are as follows.

外径(クラッドの外径):125μm
クラッドの屈折率:1.4440
コアの直径:10μm
コアの屈折率:1.4490
光ファイバ内のビーム径:10μm
また、光ファイバの先端は、光軸に対して45°となるよう斜めに形成し、コア1aの先端面を楕円体の曲面状とし、その長軸方向の曲率半径を500μm、短軸方向の曲率半径を250μmとした。
Outer diameter (clad outer diameter): 125 μm
Refractive index of clad: 1.4440
Core diameter: 10 μm
Refractive index of the core: 1.4490
Beam diameter in optical fiber: 10 μm
The tip of the optical fiber is formed obliquely at 45 ° with respect to the optical axis, the tip surface of the core 1a is an ellipsoidal curved surface, the radius of curvature in the major axis direction is 500 μm, and the minor axis direction is The curvature radius was 250 μm.

また、比較例として、図1(d)、(e)に示すような従来の光ファイバ21を作製した。光ファイバの仕様は、コアの先端が平面であることを除けば上記と同様である。   As a comparative example, a conventional optical fiber 21 as shown in FIGS. 1D and 1E was manufactured. The specifications of the optical fiber are the same as described above except that the tip of the core is flat.

そして、この2種類の光ファイバを用いて、端面加工されていない側の光ファイバを波長1.55μmの光源に接続し、光ファイバから出射される光のビーム径を測定するための拡大レンズ付きの撮像管を出射光の光軸に合わせて配置し、撮像管の位置を光軸方向に移動してビーム径の測定を行った。なお、ビーム径は1/e幅で示す。 Then, using these two types of optical fibers, an optical fiber on the side where the end face is not processed is connected to a light source having a wavelength of 1.55 μm, and a magnifying lens is provided for measuring the beam diameter of light emitted from the optical fiber. The imaging tube was arranged in accordance with the optical axis of the emitted light, and the position of the imaging tube was moved in the optical axis direction to measure the beam diameter. The beam diameter is indicated by 1 / e 2 width.

図9(a)に本発明の光ファイバ、比較例である従来の光ファイバの円周方向のビーム
径と軸方向のビーム径をそれぞれ示した。
FIG. 9A shows the beam diameter in the circumferential direction and the beam diameter in the axial direction of the optical fiber of the present invention and the conventional optical fiber as a comparative example, respectively.

図9(a)より明らかなように、光ファイバの側面からの距離が0〜60μmと近い範囲においては、従来の光ファイバより円周方向のビーム径および軸方向のビーム径ともに小さくなっていることが判る。したがって、高速通信用で使用される直径20μm以下の小さい受光面を有するような受光素子に対して、結合効率を高く、損失の小さい光ファイバを得ることがきる。また、受光面の直径20μmよりもビーム径が小さくなるような距離に受光面を配置することで結合効率をより高くすることができる。   As is clear from FIG. 9A, in the range where the distance from the side surface of the optical fiber is close to 0 to 60 μm, both the beam diameter in the circumferential direction and the beam diameter in the axial direction are smaller than those in the conventional optical fiber. I understand that. Therefore, it is possible to obtain an optical fiber with high coupling efficiency and low loss for a light receiving element having a small light receiving surface with a diameter of 20 μm or less used for high speed communication. Further, the coupling efficiency can be further increased by arranging the light receiving surface at such a distance that the beam diameter is smaller than the diameter of 20 μm of the light receiving surface.

(実施例2)
次いで、図2に示すように、光ファイバと受光素子との間にレンズを用いた光学系で評価した。
(Example 2)
Next, as shown in FIG. 2, the evaluation was performed by an optical system using a lens between the optical fiber and the light receiving element.

光ファイバの仕様、光の波長は上記実施例1と同様であり、コアの先端を長軸方向の半径が208μm、短軸方向の半径が104μmの楕円体とした。   The specifications of the optical fiber and the wavelength of light were the same as in Example 1, and the tip of the core was an ellipsoid having a major axis radius of 208 μm and a minor axis radius of 104 μm.

また、レンズは、屈折率が1.50、直径100μmのボールレンズを使用した。   As a lens, a ball lens having a refractive index of 1.50 and a diameter of 100 μm was used.

さらに、比較例として、実施例1で用いた光ファイバと同様に、図1(d)、(e)に示すような光ファイバを用いた。   Further, as a comparative example, an optical fiber as shown in FIGS. 1D and 1E was used in the same manner as the optical fiber used in Example 1.

そして、実施例1と同様にそれぞれのビーム径を測定した。   And each beam diameter was measured like Example 1. FIG.

図9(b)に先端加工された光ファイバ1から出射されボールレンズ透過後の円周方向のビーム径8と軸方向のビーム径9を示した。   FIG. 9B shows the beam diameter 8 in the circumferential direction and the beam diameter 9 in the axial direction after being emitted from the optical fiber 1 processed at the tip and transmitted through the ball lens.

なお、図9(b)の横軸は光ファイバ側面からボールレンズまでの距離を示している。   In addition, the horizontal axis of FIG.9 (b) has shown the distance from an optical fiber side surface to a ball lens.

図9(b)より、円周方向のビーム径については、光ファイバの側面とレンズとの距離が70μm以下では従来の光ファイバの方が小さいが、70μm以上では本発明の光ファイバの方がビーム径が小さくなっていることが判る。   From FIG. 9 (b), the beam diameter in the circumferential direction is smaller for the conventional optical fiber when the distance between the side surface of the optical fiber and the lens is 70 μm or less, but for the optical fiber of the present invention when the distance is 70 μm or more. It can be seen that the beam diameter is small.

したがって、受光素子を光ファイバに近接して設置できない場合にビーム径が従来のものより小さくなるため受光素子の受光面への損失が少なくなり、結果として高い結合効率が得られることとなる。   Therefore, when the light receiving element cannot be installed close to the optical fiber, the beam diameter is smaller than that of the conventional one, so that the loss to the light receiving surface of the light receiving element is reduced, and as a result, high coupling efficiency is obtained.

以上より、受光素子を光ファイバに近接する場合は図1のように構成し、離す場合は図2の構成を用いることにより、従来の方法より高い結合効率を得ることが可能となる。   As described above, when the light receiving element is close to the optical fiber, the structure shown in FIG. 1 is used. When the light receiving element is separated from the optical fiber, the structure shown in FIG. 2 is used.

(a)、(b)、(c)は本発明の光ファイバの一実施形態を示し、それぞれ先端部の正面図、部分断面図、部分斜視図であり、(d)、(e)は従来の光ファイバを示し、それぞれ正面図、部分断面図である。(A), (b), (c) shows one Embodiment of the optical fiber of this invention, respectively, The front view of a front-end | tip part, a fragmentary sectional view, and a fragmentary perspective view, (d), (e) is conventional The optical fiber of these is shown, and it is a front view and a partial sectional view, respectively. (a)、(b)は本発明の光ファイバからの出射光をレンズを用いて受光した際のビーム径を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining the beam diameter at the time of receiving the emitted light from the optical fiber of this invention using a lens. 本発明の光ファイバの他の実施形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing other embodiments of the optical fiber of the present invention. 本発明の光ファイバの他の実施形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing other embodiments of the optical fiber of the present invention. (a)〜(c)は本発明の光ファイバの製造方法を説明する部分断面図である。(A)-(c) is a fragmentary sectional view explaining the manufacturing method of the optical fiber of this invention. 本発明の光モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical module of this invention. 従来の光ファイバの先端部を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the front-end | tip part of the conventional optical fiber. 従来の光ファイバの先端部を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the front-end | tip part of the conventional optical fiber. (a)、(b)は光ファイバのビーム径の測定結果を示すグラフである。(A), (b) is a graph which shows the measurement result of the beam diameter of an optical fiber.

符号の説明Explanation of symbols

1、31 光ファイバ
1a、21a、31a コア
1b、21b、31b クラッド
2、22 光軸
3 コアの先端面
4 円周方向のビーム径
5 軸方向のビーム径
6、26 受光素子
6a、26a 受光面
7 レンズ
8 円周方向のビーム径
9 軸方向のビーム径
10 反射膜
11 Siプラットフォーム
12 V溝
14 出射光
23、33 斜面
32 出射点
34 仮想的な出射点
35 球面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 31 Optical fiber 1a, 21a, 31a Core 1b, 21b, 31b Clad 2, 22 Optical axis 3 Core tip surface 4 Beam diameter in the circumferential direction 5 Beam diameter in the axial direction 6, 26 Light receiving element 6a, 26a Light receiving surface 7 Lens 8 Beam diameter in circumferential direction 9 Beam diameter in axial direction 10 Reflective film 11 Si platform 12 V groove 14 Emission light 23, 33 Slope 32 Emission point 34 Virtual emission point 35 Spherical surface

Claims (6)

コアとクラッドからなる光ファイバの先端部を光軸に対して斜めに形成するとともに、少なくとも上記コアの先端部が曲面状であることを特徴とする光ファイバ。 An optical fiber comprising: an optical fiber having a core and a clad formed with a tip portion inclined with respect to the optical axis, and at least the tip portion of the core having a curved surface. 上記コアの先端がクラッドより突出していることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。 The optical fiber according to claim 1, wherein a tip of the core protrudes from the clad. 上記コアの先端が曲率半径500μm以下の曲面状であることを特徴とする請求項1または2に記載の光ファイバ。 The optical fiber according to claim 1 or 2, wherein the tip of the core has a curved shape with a radius of curvature of 500 µm or less. 上記コアの先端に反射膜を形成したことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の光ファイバ。 The optical fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein a reflection film is formed at a tip of the core. 請求項1〜4の何れかに記載の光ファイバの加工方法であって、光ファイバの先端を研磨によって斜めに形成した後、上記クラッドを優先的に侵食することによってコアの先端をクラッドより突出させ、放電加工によってコアの先端を曲面状に加工することを特徴とする光ファイバの加工方法。 5. The optical fiber processing method according to claim 1, wherein the tip of the core protrudes from the clad by preferentially eroding the clad after forming the tip of the optical fiber obliquely by polishing. And processing the tip of the core into a curved surface by electric discharge machining. 請求項1〜4の何れかに記載の光ファイバを用いたことを特徴とする光モジュール。 An optical module comprising the optical fiber according to claim 1.
JP2003366555A 2003-10-27 2003-10-27 Optical fiber, its processing method and optical module using this optical fiber Pending JP2005128449A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003366555A JP2005128449A (en) 2003-10-27 2003-10-27 Optical fiber, its processing method and optical module using this optical fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003366555A JP2005128449A (en) 2003-10-27 2003-10-27 Optical fiber, its processing method and optical module using this optical fiber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005128449A true JP2005128449A (en) 2005-05-19

Family

ID=34644870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003366555A Pending JP2005128449A (en) 2003-10-27 2003-10-27 Optical fiber, its processing method and optical module using this optical fiber

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005128449A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007097461A (en) * 2005-10-03 2007-04-19 Systec:Kk Light-emitting fishing rod
JP2007164091A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Omron Corp Optical waveguide and optical cable module
JP2008046288A (en) * 2006-08-14 2008-02-28 Furukawa Electric Co Ltd:The Optical element array, and optical module and its manufacturing method
KR101763637B1 (en) * 2015-08-25 2017-08-03 부경대학교 산학협력단 Optical fiber, apparatus and method cutting of fiber tips for total internal reflection with a controlled laser

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007097461A (en) * 2005-10-03 2007-04-19 Systec:Kk Light-emitting fishing rod
JP2007164091A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Omron Corp Optical waveguide and optical cable module
JP4725314B2 (en) * 2005-12-16 2011-07-13 オムロン株式会社 Optical cable module and manufacturing method thereof
JP2008046288A (en) * 2006-08-14 2008-02-28 Furukawa Electric Co Ltd:The Optical element array, and optical module and its manufacturing method
KR101763637B1 (en) * 2015-08-25 2017-08-03 부경대학교 산학협력단 Optical fiber, apparatus and method cutting of fiber tips for total internal reflection with a controlled laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010026505A (en) Focusing fiber optic
US6501878B2 (en) Optical fiber termination
US7347631B2 (en) Optical power monitor
JP2009258365A (en) Optical receptacle
US9841570B2 (en) Optical fiber assembly, optical coupling device, and optical fiber coupling device
JPH11218641A (en) Optical fiber with lens and laser module
KR20120103686A (en) Lateral emission apparatus and manufacturing method thereof
WO2014002715A1 (en) Optical fiber and optical cable
EP0683410B1 (en) Optical fiber light coupling interface with an enlarged incident surface
JP2018163370A (en) Termination of optical fiber with low backreflection
US20020172459A1 (en) Method and apparatus for coupling light into an optical waveguide
JP2005128449A (en) Optical fiber, its processing method and optical module using this optical fiber
JP2007500870A (en) Fiber with lens with small form factor and method for producing the same
US7876987B2 (en) Optical device and exposure apparatus
JP2006201294A (en) Bundled fiber and optical amplifier
JP2012208371A (en) Optical device
JPH05107428A (en) End structure of optic fiber and manufacture thereof
CN113568114A (en) Optical receptacle and optical transceiver
JP2000321470A (en) Optical fiber and laser machining apparatus
JP2001264551A (en) Optical waveguide for optical spectrometer whose incident aperture are integrally shaped
TWI813409B (en) Photonic integrated circuit structure and method for manufacturing a spot size converter thereof
JP2004258387A (en) Tip slanted fiber
JP2004061887A (en) Fiber lens
JP4416129B2 (en) Optical fiber with a lens having a high refractive index layer formed at the tip, and an optical coupling module using the optical fiber with a lens
JP2009237374A (en) Optical fiber component and optical module using the optical fiber component