JP2005512111A - 高パワー拡大ビームコネクタ - Google Patents

高パワー拡大ビームコネクタ Download PDF

Info

Publication number
JP2005512111A
JP2005512111A JP2003511008A JP2003511008A JP2005512111A JP 2005512111 A JP2005512111 A JP 2005512111A JP 2003511008 A JP2003511008 A JP 2003511008A JP 2003511008 A JP2003511008 A JP 2003511008A JP 2005512111 A JP2005512111 A JP 2005512111A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
lens
high power
beam connector
lensed
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.)
Withdrawn
Application number
JP2003511008A
Other languages
English (en)
Inventor
ウクラインツィーク,ルイェルカ
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.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
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 Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of JP2005512111A publication Critical patent/JP2005512111A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/381Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
    • G02B6/3813Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres for transmission of high energy beam
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/262Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/32Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3833Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
    • G02B6/3853Lens inside the ferrule

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

高パワー拡大ビームコネクタ(100)及び高パワー拡大ビームコネクタを作成及び使用するための方法が記載されている。基本的に、高パワー拡大ビームコネクタは、第2のレンズ付光ファイバ(106)と光学的に結合されているが空間的には第2のレンズ付光ファイバ(106)から隔てられている、第1のレンズ付光ファイバ(104)を備える。第1のレンズ付光ファイバ(104)は、その内部を進行する光ビームを拡大して、コリメートされた光ビームを出力することができる。第2のレンズ付光ファイバ(106)は、光ビームが第1のレンズ付光ファイバ(104)から第2のレンズ付光ファイバ(106)に進むように、コリメートされた光ビームを受け取り、受け取った光ビームを集束することができる。同様の態様で、高パワー拡大ビームコネクタは、光ビームを第2のレンズ付光ファイバ(106)から第1のレンズ付光ファイバ(104)に伝えることができる。

Description

関連出願の説明
本出願は、2001年7月5日に出願された、名称を「高パワー用途のための拡大ビームコネクタ」とする、米国仮特許出願第60/303610号の恩典を請求するものである。上記仮特許出願の明細書は本明細書に参照として含まれる。
本発明は全般的には光コネクタに関し、特に、高パワー用途において光ファイバを結合するために用いることができる高パワー拡大ビームコネクタに関する。
光コネクタ製造業者は高パワー用途において光ファイバを結合するために用いることができる光コネクタの設計を試行し続けてきた。従来の突当結合型コネクタは、結合部または結合部近傍に残る、清浄化過程に起因するいかなる粒子汚染またはパッケージ封入によるいかなる接着剤も突発故障を引き起こし得るので、高パワー用途には適していないと考えられている。
米国特許出願第09/812108号明細書
したがって、従来の突当結合型コネクタの上述の問題を解決する高パワー光コネクタが必要とされている。
本発明の高パワー拡大ビームコネクタ及び方法は上記の要求及びその他の要求に応えるものである。
本発明は高パワー用途において光ファイバを結合するために用いることができる高パワー拡大ビームコネクタを含む。基本的に、本高パワー拡大ビームコネクタは、第2のレンズ付光ファイバと光学的に結合されているが空間的には第2のレンズ付光ファイバから隔てられている、第1のレンズ付光ファイバを備える。第1のレンズ付光ファイバは、第1のレンズ付光ファイバ内を進行している光ビームを拡大して、コリメートされた光ビームを出力することができる。第2のレンズ付光ファイバは、光ビームが第1のレンズ付光ファイバから第2のレンズ付光ファイバに進むように、コリメートされた光ビームを受け取り、受け取った光ビームを集束することができる。同様の態様で、この高パワー拡大ビームコネクタは第2のレンズ付光ファイバから第1のレンズ付光ファイバに光ビームを伝えることができる。本発明は、高パワー拡大ビームコネクタを作成及び使用するための方法も含む。
添付図面とともになされる以下の詳細な説明を参照することにより、本発明のより完全な理解を得ることができる。
図1〜11を参照すれば、高パワー拡大ビームコネクタ100の好ましい実施形態並びに高パワー拡大ビームコネクタ100を作成及び使用するための好ましい方法900及び1100が開示されている。高パワー拡大ビームコネクタ100はただ一対のファイバを光学的に接続するとして説明されるが、高パワー拡大ビームコネクタ100を一対またはそれより多くの対のファイバを接続するために用いられ得ること(図10参照)は当然である。したがって、高パワー拡大ビームコネクタ100並びに好ましい方法900及び1100はそのような限定された態様で解されるべきではない。
基本的に、高パワー拡大ビームコネクタ100は、第2のレンズ付光ファイバ106に光学的に結合されているが空間的には第2のレンズ付光ファイバ106から隔てられている、第1のレンズ付光ファイバ104を備える。第1のレンズ付光ファイバ104は、第1のレンズ付光ファイバ104内を進行している光ビーム302を拡大して(発散させて)、コリメートされた光ビーム302を出力することができる(図3はレンズ付ファイバ104と106の間にあるときにコリメートされる光ビーム302を示す)。第2のレンズ付光ファイバ106は、光ビーム302が第1のレンズ付光ファイバ104から第2のレンズ付光ファイバ106に進むように、コリメートされた光ビーム302を受け取り、受け取った光ビーム302を集束する(収斂させる)ことができる。同様の態様で、高パワー拡大ビームコネクタ100は光ビーム302を第2のレンズ付光ファイバ106から第1のレンズ付光ファイバ104に伝えることができる。
図1を参照すれば、一対以上のファイバ101(例:コーニング(Corning)SMF−28(商標)などの単一モードファイバ)を光学的に接続するために用いることができる高パワー拡大ビームコネクタ100の分解組立図をブロック図が示している。高パワー拡大ビームコネクタ100は、例えば、100mW以上で動作するラマン増幅器を含む、広範な光増幅器とともに用いることができる。上述したように、従来の突当結合型コネクタは、結合部または結合部近傍に残る、清浄化過程に起因するいかなる粒子汚染またはパッケージ封入によるいかなる接着剤も突発故障を引き起こし得るであろうから、高パワー用途には適していないと考えられている。しかし、高パワー拡大ビームコネクタ100は、光ビームの実効面積が、レンズ116及び118の凸面において、約90μm(λ=1550nm,コーニング「SMF−28」)から20,000μmをこえる大きさまで拡大されるから、高パワー(例えば100mW以上)用途に十分適している。言い換えれば、高パワー拡大ビームコネクタ100は、パワー密度がかなり低くなることを意味するビーム面積拡大により、汚れまたは接着剤のような汚染物にそれほど敏感ではない。したがって、レンズ付光ファイバ104と106の間に空間的接触がないことにより、パワー運用能力が向上し、汚れまたは接着剤のような汚染物の影響が最小限に抑えられる。
図1に示されるように、高パワー拡大ビームコネクタ100は、第1のレンズ付光ファイバ104及び第2のレンズ付光ファイバ106を支持するパッケージ102を備える。詳しくは、パッケージ102は、挿入損失を最小限に抑えるために、第1のレンズ付光ファイバ104及び第2のレンズ付光ファイバ106が対面し、あらかじめ定められた距離だけ互いに隔てられるように、第1のレンズ付光ファイバ104及び第2のレンズ付光ファイバ106を支持し、位置を合せる。
パッケージ102は、第1のフェルール108、第2のフェルール110及び嵌合位置合せ固定具112を備える。第1のフェルール108は第1のレンズ付光ファイバ104を支持し、保護する。同様に、第2のフェルール110は第2のレンズ付光ファイバ106を支持し、保護する。嵌合位置合せ固定具112は1本またはそれより多くの位置合せピン114(2本が示されている)とともに、第1のレンズ付光ファイバ104が第2のレンズ付光ファイバ106からあらかじめ定められた距離だけ隔てられるように、第1のフェルール108及び第2のフェルール110を所定の位置に合せて、保持することができる。位置合せピン114は2本のレンズ付光ファイバ104及び106の位置合せにも役立つ。
第1のフェルール108及び第2のフェルール110は、多様な材料でつくることができ、多様な形態をとることができる。そのような形態の1つが図1に示され、図1では、第1のレンズ付光ファイバ104及び第2のレンズ付光ファイバ106の凸レンズ116及び118がそれぞれ第1のフェルール108及び第2のフェルール110から突き出ている。別のそのような形態が図2に示され、図2では、第1のレンズ付光ファイバ104及び第2のレンズ付光ファイバ106の凸レンズ116及び118が第1のフェルール108及び第2のフェルール110のそれぞれから突き出てはいない。代わりに、第1のフェルール108及び第2のフェルール110はそれぞれ、上蓋部品(図示せず)及び、第1のレンズ付光ファイバ104及び第2のレンズ付光ファイバ106の周囲にエポキシ樹脂で貼り合された、基台部品202a及び202bからつくられている。この第2の例では、第1のフェルール108及び第2のフェルール110を突き合せることができ、その場合でも第1のレンズ付光ファイバ104及び第2のレンズ付光ファイバ106の間にあらかじめ定められた距離を維持することができる。
動作中、高パワー拡大ビームコネクタ100は、その内部を進行している光ビーム302を拡大し、コリメートされた光ビーム302を出力することができる(図3は光ビーム302を示す)、第1のレンズ付光ファイバ104を備える。第2のレンズ付光ファイバ106は、光ビーム302が第1のレンズ付光ファイバ104から第2のレンズ付光ファイバ106に進むように、コリメートされた光ビーム302を受け取り、受け取った光ビーム302を集束することができる。同様の態様で、高パワー拡大ビームコネクタ100は、光ビーム302を第2のレンズ付光ファイバ106から第1のレンズ付光ファイバ104に伝えることもできる。第1のレンズ付光ファイバ104及び第2のレンズ付光ファイバ106に関する詳細は、図3〜8に関して以下に記載される。
図3を参照すれば、2本のレンズ付光ファイバ104及び106の様々な幾何学的寸法を示すブロック図がある。レンズ付光ファイバ104及び106の幾何学的寸法は、第1のレンズ付光ファイバ104が第2のレンズ付光ファイバ106から隔てられるべき距離を規定する。下式:
Figure 2005512111
が成立するときに、レンズ116及び118が完全コリメータとなることは当然である。ここで:
T=レンズ116及び118の厚さ;
=レンズ116及び118の曲率半径;
n=レンズ116及び118の屈折率;
Φ=位相シフト;
である。
例えば、波長1550nmにおいてシリカ(n=1.444)を用いれば、レンズ116及び118は、T/R=3.25のときに完全コリメータである。実際には、レンズ付光ファイバ104及び106は点光源ではないこと及び球形レンズ部116及び118は非常に小さいために回折効果が大きいことから、球形レンズ116及び118の厚さを焦点の回折シフトだけ大きくする必要がある。したがって、実際上、T/R比は3.25より大きい。
具体例としての高パワー拡大ビームコネクタ100は、レンズ116及び118のそれぞれの表面からビームウエストを50ないし100μm離し、したがって100から200μmのレンズ116と118の間隔を与える形状寸法を有し得る。そのような高パワー拡大ビームコネクタ100は、曲率半径(R)が227μm,厚さ(T)が765μm,ビームウエストにおけるモードフィールド径(MFD)が85μmの、レンズ116及び118を有することになろう。球形レンズ部116及び118の上記設計により、高パワー拡大ビームコネクタ100において横方向及び角度の位置合せずれに対する許容度を広くすることができる(図8A〜8B参照)。
図4を参照すれば、本発明に用いることができる具体例としてのレンズ付光ファイバ104及び106の顕微鏡写真が示されている。図示されるようなガラスレンズ400(例えば平凸コリメーティングレンズ、レンズ部材)は、対象の波長で透明となるガラスでつくられ、光ファイバ101に融着接続される。ガラスレンズ400の熱膨張係数(CTE)は光ファイバ101のCTEに一致するかまたはほとんど一致する。本質的に、ガラスレンズ400は厚さ“T”及び曲率半径“R”を有する(図3参照)。さらに具体的には、ガラスレンズ400はスロート部402並びに球形レンズ部116及び118を含む。レンズ付光ファイバ104及び106は、スロート部402の一端を光ファイバ101に融着接続することによりつくることができる。次いで、タングステンフィラメントをもつ融着接続機を用いてスロート部402の他端に凸レンズ116及び118を形成することができる。ガラスレンズ400に関するより詳細な議論は、コーニング社の特許文献1に記載されている。特許文献1の内容は本明細書に参照として含まれる。
好ましい実施形態において、レンズ付光ファイバ104及び106、特にレンズ116及び118は、ホウケイ酸ガラスでつくられる。ホウケイ酸ガラスでつくられた球形レンズ部116及び118では複屈折の問題が生じないが、シリカでつくられた球形レンズは偏波依存損失に寄与する複屈折性を示す。さらに、レンズ116及び118をホウケイ酸ガラスでつくると、高パワー拡大ビームコネクタ100の性能を強化できる。その理由は、ファイバ101のホウケイ酸ガラスへの融着接続により、モードフィールド径(MFD)を拡大し、レンズ付光ファイバ104及び106の横方向位置合せずれに対する許容度を大きくする熱コア拡張がおこるからである。さらに、シリカの代わりにホウケイ酸ガラスを用いると、レンズ116及び118の作成プロセスの再現性がさらに一層高まる。
ホウケイ酸ガラスでつくられたレンズ付光ファイバ104及び106とシリカでつくられたレンズ付光ファイバ104及び106の間のさらに詳細な比較については図5を参照されたい。特に、図5を参照すれば、熱コア拡張の効果がわかる。データ点は、コーニング社の「SMF−28」に取り付けられたシリカレンズ及びホウケイ酸ガラスレンズについてx及びy方向で測定されたMFDを表す。実線はガウスビームモデルフィッティングを表す。データは、コーニング社の「SMF−28」のコアが10.4μmの公称ファイバモードフィールドから約13.6μmに拡張したことを示す。
図6A及び6Bを参照すれば、λ=1550nmにおける、単一モードファイバ(例:コーニング社の「SMF−28」)についての、レンズ104及び106の様々な形状寸法とビームウエストまでの様々な距離の間の関係を示すグラフが描かれている。このタイプの情報は、高パワー拡大ビームコネクタ100における球形レンズ部116と118の所望の間隔の決定に役立つ。
再び図1及び3を参照すれば、球形レンズ部116及び118を、光ビーム302がレンズ116及び118の表面に当ったときに光ビーム302が反射してファイバ101に戻ることを防止するように機能する反射防止(AR)膜(図示せず)で被覆することもできる。発明者等が行った実験では、AR被覆レンズ付光ファイバ104及び106とAR被覆のないレンズ付光ファイバ104及び106の過剰損失すなわち結合効率を、レンズ116と118を対面させて、最大パワー読み値が得られるようにレンズ116と118を位置合せすることにより測定した。反射防止膜被覆レンズ付光ファイバ104と106の一般的な結合効率が0.2dB/対より小さいことに注意すべきである。実験の間は、一方のレンズ116を広帯域光源に接続し、他方のレンズ118を検出器に接続した。表1はAR被覆レンズ116及び118とAR被覆のないレンズ116及び118の反射減衰量の測定値を示す。
Figure 2005512111
表1からわかるように、波長1542nmにおける反射減衰量測定値は、平均減衰量が、AR被覆レンズ116及び118では−60dBより小さく、AR被覆のないレンズ116及び118ではほぼ−40dBであることを示した。6つのAR被覆レンズ116及び118の試験試料については、反射減衰量測定値は−57dBと−69dBの間の範囲にあり、反射減衰量測定値が−60dBより大きいレンズは1つだけであった。これらの測定は、R〜225μm,T〜800μmの、比較的小さいレンズ116及び118について行った。反射減衰量(後方反射損失)測定値のさらに詳細な解析を、図7に関して以下に記載する。
図7を参照すれば、様々なレンズ付光ファイバ104及び106の後方反射損失すなわち反射減衰量の計算値を示すグラフが描かれている。基本的に、反射率が0.25%の被覆をもつAR被覆レンズ104及び105について、55dBより小さい後方反射損失の達成が可能であることがわかる。曲率半径がより小さいレンズ104及び106では、同じレンズ厚において、後方反射損失が小さくなるであろう。これにより、レンズ104及び106の設計のフレキシビリティが高まり、所望のレンズ−レンズ間隔に対して後方反射損失を最小限に抑えることが可能になる。
図8A〜8Cを参照すれば、高パワー拡大ビームコネクタ100に関わる様々な許容度(例えば、横方向オフセット、角度オフセット、軸方向変位)のグラフが示されている。詳しくは、これらのグラフは、横方向、角度及び軸方向位置合せずれの、レンズ付光ファイバ104及び106(MFD=62μm)をもつ高パワー拡大ビームコネクタ100、及び、「SMF−28」(MFD=10.4μm)、大実効面積NZ−DSF(MFD=9.6μm)及びNZ−DSF(MFD=8.4μm)などの単一モードファイバの、従来の突当結合コネクタにおける、損失への影響を示す。従来の突当結合コネクタに比較して、高パワー拡大ビームコネクタ100(例えばレンズ付光ファイバ104及び106)では横方向及び軸方向許容度がかなり広いことが、図8A及び8Cからわかる。しかし図8Bからは、高パワー拡大ビームコネクタ100では角度位置合せずれに対する許容度がかなり狭まることがわかる。角度位置合せずれに対する許容度が狭まるのは高パワー拡大ビームコネクタ100のMFDが大きくなっているためである。したがって高パワー拡大ビームコネクタ100の機構設計は非可傾とすべきである。さらに作動距離(例えばレンズ−レンズ間隔)が短ければ角度位置合せずれにより横方向位置合せずれが小さくなるから、作動距離を短くすることが好ましい。
図9を参照すれば、高パワー拡大ビームコネクタ100を作成するための好ましい方法900の工程のフローチャートが示されている。高パワー拡大ビームコネクタ100を作成するため、第1のレンズ付光ファイバ104が第1のフェルール108に挿入される(工程902)。同様に、第2のレンズ付光ファイバ106が第2のフェルール110に挿入される(工程904)。好ましい実施形態においては、反射減衰量(後方反射損失)を低減するために、第1のレンズ付光ファイバ104及び第2のレンズ付光ファイバ106には反射防止膜が被覆される。
その後、第1のフェルール108が第2のフェルール110に連結される(工程906)。これは、いくつかの態様で達成され得る。例えば、図1に示されるように、嵌合位置合せ固定具112を1本以上の位置合せピン114(2本が示されている)とともに用いて、第1のフェルール108及び第2のフェルール110を位置合せして、保持することができる。あるいは、第1のフェルール108及び第2のフェルール110を、例えばキー付差込みカップリングまたは結合受栓を用いて、互いに連結することができる。この結果、第1のレンズ付光ファイバ104が第2のレンズ付光ファイバ106に対して位置合せされ、第2のレンズ付光ファイバ106からあらかじめ定められた距離だけ隔てられるような態様で、第1のフェルール108及び第2のフェルール110が互いに対して確実に固定される。
第1のフェルール108の第2のフェルール110への連結後、高パワー拡大ビームコネクタ100、特に第1のレンズ付光ファイバ104は、第1のレンズ付光ファイバ104内を進行している光ビーム302を拡大して、コリメートされた光ビーム302を第2のレンズ付光ファイバ106に向けて出力することができる。第2のレンズ付光ファイバ106は、光ビーム302が第1のレンズ付光ファイバ104から第2のレンズ付光ファイバ106に進むように、コリメートされた光ビーム302を受け取ると、受け取った光ビーム302を集束する。同様の態様で、高パワー拡大ビームコネクタ100は光ビーム302を第2のレンズ付光ファイバ106から第1のレンズ付光ファイバ104に伝えることもできる。
図10を参照すれば、本発明にしたがうレンズ付光ファイバを二対備える、具体例としての高パワー拡大ビームコネクタ100の側断面の写真が示されている。
図11を参照すれば、高パワー拡大ビームコネクタ100を使用するための好ましい方法1100の工程のフローチャートが示されている。基本的に、高パワー拡大ビームコネクタ100の第1のレンズ付光ファイバ104は第1の光コンポーネント(例えば増幅器)に接続される(工程1102)。同様に、高パワー拡大ビームコネクタ100の第2のレンズ付光ファイバ106は第2の光コンポーネント(例えば増幅器)に接続される(工程1104)。
これで高パワー拡大ビームコネクタ100の集成が完了する。第1のレンズ付光ファイバ104は、第1のレンズ付光ファイバ104内を進行している光ビーム302を拡大して、コリメートされた光ビーム302を第2のレンズ付光ファイバ106に向けて出力することができる。第2のレンズ付光ファイバ106は、光ビーム302が第1のレンズ付光ファイバ104から第2のレンズ付光ファイバ106に進むように、コリメートされた光ビーム302を受け取ると、受け取った光ビーム302を集束する。同様の態様で、高パワー拡大ビームコネクタ100は光ビーム302を第2のレンズ付光ファイバ106から第1のレンズ付光ファイバ104に伝えることができる。
本発明の実施形態を添付図面に1つしか示さず、また上記の詳細な説明に記述しなかったが、本発明は開示した実施形態に限定されるものではなく、添付される特許請求の範囲に記載され、特許請求の範囲で定められる本発明の精神を逸脱することなく、数多くの再構成、改変及び置換が可能であることは当然である。
本発明にしたがう高パワー拡大ビームコネクタの分解組立図を示すブロック図である 図1に示される高パワー拡大ビームコネクタのレンズ付光ファイバを支持するために用いられる具体例としての2つのフェルールの基台部の斜視図である 2本のレンズ付光ファイバの様々な幾何学的寸法を示すブロック図である 図1に示される高パワー拡大ビームコネクタに組み込むことができるレンズ付光ファイバの顕微鏡写真である シリカ平凸レンズ及びホウケイ酸ガラス平凸レンズを有するレンズ付光ファイバへの熱コア拡張の効果を示すグラフである 単一モードファイバ(例:コーニング社の「SMF−28」)についてのλ=1550nmにおける様々なレンズ形状寸法とビームウエストまでの様々な距離の間の関係を示すグラフである 単一モードファイバ(例:コーニング社の「SMF−28」)についてのλ=1550nmにおける様々なレンズ形状寸法とビームウエストまでの様々な距離の間の関係を示すグラフである 様々なレンズ付ファイバの後方反射損失すなわち反射減衰量の計算値を示すグラフである 図1に示される高パワー拡大ビームコネクタに関わる横方向オフセット許容度を示すグラフである 図1に示される高パワー拡大ビームコネクタに関わる角度オフセット許容度を示すグラフである 図1に示される高パワー拡大ビームコネクタに関わる軸方向変位許容度を示すグラフである 図1に示される高パワー拡大ビームコネクタを作成するための好ましい方法の各工程を示すフローチャートである 本発明にしたがう二対のレンズ付光ファイバを備える具体例としての高パワー拡大ビームコネクタの側断面を示す写真である 図1に示される高パワー拡大ビームコネクタを使用するための好ましい方法の各工程を示すフローチャートである
符号の説明
100 高パワー拡大ビームコネクタ
101 ファイバ
102 パッケージ
104,106 レンズ付光ファイバ
108,110 フェルール
112 嵌合位置合せ固定具
114 位置合せピン
116,118 レンズ

Claims (29)

  1. 高パワー拡大ビームコネクタにおいて、
    第1のレンズ付光ファイバ、及び
    前記第1のレンズ付光ファイバと光学的に結合されているが、空間的には前記第1のレンズ付光ファイバからあらかじめ定められた距離だけ隔てられている第2のレンズ付光ファイバ、
    を備えることを特徴とする高パワー拡大ビームコネクタ。
  2. 前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバを支持できるパッケージをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  3. 請求項2に記載の高パワー拡大ビームコネクタにおいて、前記パッケージが、
    前記第1のレンズ付光ファイバを支持できる第1のフェルール、
    前記第2のレンズ付光ファイバを支持できる第2のフェルール、及び
    前記第1のレンズ付光ファイバが前記第2のレンズ付光ファイバから前記あらかじめ定められた距離だけ隔てられるように、前記第1のフェルール及び前記第2のフェルールを位置合せして保持できる嵌合位置合せ固定具、
    をさらに備えることを特徴とする高パワー拡大ビームコネクタ。
  4. 前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバのそれぞれの一部がホウケイ酸ガラスでつくられていることを特徴とする請求項1に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  5. 前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバのそれぞれが光ファイバ及び、スロート部と球形レンズ部とを含む平凸コリメーティングレンズを備えることを特徴とする請求項1に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  6. 前記スロート部及び前記球形レンズ部は、それぞれが、前記第1のレンズ付光ファイバを前記第2のレンズ付光ファイバから空間的に隔てるべき前記あらかじめ定められた距離を規定する形状寸法を有することを特徴とする請求項5に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  7. 前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバを、100mW以上で動作する高パワー用途に使用できることを特徴とする請求項1に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  8. 前記高パワー拡大ビームコネクタがアレイ配列高パワー拡大ビームコネクタであることを特徴とする請求項1に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  9. 前記高パワー拡大ビームコネクタに光増幅器を付帯させることを特徴とする請求項1に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  10. 100mW以上で動作する高パワー用途に使用される高パワー拡大ビームコネクタにおいて、前記高パワー拡大ビームコネクタが、
    光ビームを拡大すること及びコリメートされた光ビームを出力することができる第1のレンズ付光ファイバ、及び
    前記第1のレンズ付光ファイバからあらかじめ定められた距離だけ隔てられ、前記光ビームが前記第1のレンズ付光ファイバから前記第2の光ファイバに進むように、前記コリメートされた光ビームを受け取ること及び前記受け取った光ビームを集束することができる第2のレンズ付光ファイバ、
    を備えることを特徴とする高パワー拡大ビームコネクタ。
  11. 前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバが対面し、前記あらかじめ定められた距離だけ空間的に隔てられるような態様で、前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバを支持及び位置合せすることができるパッケージをさらに備えることを特徴とする請求項10に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  12. 前記第1及び第2のレンズ付光ファイバは、それぞれが光ファイバ及び、スロート部と球形レンズ部とを含む平凸コリメーティングレンズを備えることを特徴とする請求項10に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  13. 前記スロート部及び前記球形レンズ部は、それぞれが、前記第1のレンズ付光ファイバを前記第2のレンズ付光ファイバから空間的に隔てるべき前記あらかじめ定められた距離を規定する形状寸法を有することを特徴とする請求項12に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  14. 前記球形レンズ部は、それぞれが反射防止膜で被覆されていることを特徴とする請求項12に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  15. 前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバの一部がホウケイ酸ガラスでつくられていることを特徴とする請求項12に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  16. 前記高パワー拡大ビームコネクタが一対より多くの前記第1及び第2のレンズ付光ファイバを備えることを特徴とする請求項10に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  17. 前記高パワー拡大ビームコネクタにラマン増幅器を付帯させることを特徴とする請求項10に記載の高パワー拡大ビームコネクタ。
  18. 高パワー拡大ビームコネクタを作成するための方法において、
    第1のレンズ付光ファイバを第1のフェルールに挿入する工程、
    第2のレンズ付光ファイバを第2のフェルールに挿入する工程、及び
    前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバが位置合せされ、あらかじめ定められた距離だけ互いに隔てられ、よって、前記第1のレンズ付光ファイバが、前記第1のレンズ付光ファイバ内を進行している光ビームを拡大し、次いで、コリメートされた光ビームを受け取り、前記受け取った光ビームを集束する前記第2のレンズ付光ファイバに向けて、前記第1のレンズ付光ファイバから前記第2のレンズ付光ファイバに進むように出力することを可能にするように、前記第1のフェルール及び前記第2のフェルールを確実に固定する工程、
    を含むことを特徴とする方法。
  19. 前記第1及び第2のレンズ付光ファイバは、それぞれが光ファイバ及び、スロート部と球形レンズ部とを含む平凸コリメーティングレンズを備えることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  20. 前記スロート部及び前記球形レンズ部は、それぞれが、前記第1のレンズ付光ファイバを前記第2のレンズ付光ファイバから空間的に隔てるべき前記あらかじめ定められた距離を規定する形状寸法を有することを特徴とする請求項19に記載の方法。
  21. 前記球形レンズ部は、それぞれが反射防止膜で被覆されることを特徴とする請求項19に記載の方法。
  22. 前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバの一部がホウケイ酸ガラスでつくられることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  23. 前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバが、100mW以上で動作する高パワー用途に使用され得ることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  24. 高パワー拡大ビームコネクタを使用するための方法において、
    前記高パワー拡大ビームコネクタの第1のレンズ付光ファイバを第1の光コンポーネントに接続する工程、及び
    前記高パワー拡大ビームコネクタの第2のレンズ付光ファイバを第2の光コンポーネントに接続する工程、
    を含み、
    前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバが位置合せされ、あらかじめ定められた距離だけ互いに隔てられ、よって、前記第1のレンズ付光ファイバが、前記第1のレンズ付光ファイバ内を進行している光ビームを拡大し、コリメートされた光ビームを受け取り、前記受け取った光ビームを集束する前記第2のレンズ付光ファイバに向けて、前記第1の光コンポーネントから前記第2の光コンポーネントに進むように出力することを可能にすることを特徴とする方法。
  25. 前記第1及び第2のレンズ付光ファイバは、それぞれが光ファイバ及び、スロート部と球形レンズ部とを含む平凸コリメーティングレンズを備えることを特徴とする請求項24に記載の方法。
  26. 前記スロート部及び前記球形レンズ部は、それぞれが、前記第1のレンズ付光ファイバを前記第2のレンズ付光ファイバから空間的に隔てるべき前記あらかじめ定められた距離を規定する形状寸法を有することを特徴とする請求項25に記載の方法。
  27. 前記球形レンズ部は、それぞれが反射防止膜で被覆されていることを特徴とする請求項25に記載の方法。
  28. 前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバの一部がホウケイ酸ガラスでつくられていることを特徴とする請求項24に記載の方法。
  29. 前記第1のレンズ付光ファイバ及び前記第2のレンズ付光ファイバを、100mW以上で動作する高パワー用途に使用できることを特徴とする請求項24に記載の方法。
JP2003511008A 2001-07-05 2002-05-31 高パワー拡大ビームコネクタ Withdrawn JP2005512111A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US30361001P 2001-07-05 2001-07-05
PCT/US2002/017122 WO2003005088A1 (en) 2001-07-05 2002-05-31 High power expanded beam connector and methods for using and making the high power expanded beam connector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005512111A true JP2005512111A (ja) 2005-04-28

Family

ID=23172878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003511008A Withdrawn JP2005512111A (ja) 2001-07-05 2002-05-31 高パワー拡大ビームコネクタ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6632025B2 (ja)
JP (1) JP2005512111A (ja)
KR (1) KR20040015330A (ja)
CN (1) CN1275061C (ja)
TW (1) TWI235259B (ja)
WO (1) WO2003005088A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018092643A1 (ja) * 2016-11-17 2018-05-24 ソニー株式会社 光コネクタ、光ケーブルおよび電子機器

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6856749B2 (en) * 2002-10-10 2005-02-15 Fitel Technologies, Inc. Optical coupling and alignment device
US7455462B2 (en) * 2004-08-20 2008-11-25 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Zone two fiber optic cable
WO2006042241A2 (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Nuvasive, Inc. Surgical access system and related methods
US8463439B2 (en) 2009-03-31 2013-06-11 Intuitive Surgical Operations, Inc. Optic fiber connection for a force sensing instrument
DE202005005362U1 (de) * 2005-04-05 2005-06-02 Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg Datenübertragungskabel mit FAKRA-Gehäuse
CA2612450C (en) 2005-06-28 2014-04-29 Zbx Corporation Membrane array and analytical device
US7329050B1 (en) 2006-03-10 2008-02-12 Translume, Inc. Tapered, single-mode optical connector
EP2003477B1 (de) 2007-06-15 2012-05-23 Trumpf Laser Marking Systems AG Elektro-optische Hybrid-Steckverbindung zur Übertragung von hohen optischen Leistungen und elektrischen Signalen
US10718909B2 (en) * 2008-07-29 2020-07-21 Glenair, Inc. Expanded beam fiber optic connection system
US7775725B2 (en) * 2008-10-29 2010-08-17 Tyco Electronics Corporation Single-channel expanded beam connector
EP2394190A4 (en) * 2009-02-03 2018-04-25 Winchester Electronics Corporation Fiber optic jack and connector
US20110229077A1 (en) 2010-03-19 2011-09-22 Davide Domenico Fortusini Small-form-factor fiber optic interface devices with an internal lens
CN102782545B (zh) * 2010-03-19 2015-07-08 康宁公司 用于电子装置的光纤接口装置
US8520989B2 (en) * 2010-03-19 2013-08-27 Corning Incorporated Fiber optic interface devices for electronic devices
US8622632B2 (en) * 2010-03-19 2014-01-07 Corning Incorporated Small-form-factor fiber optic interface assemblies for electronic devices having a circuit board
US8651749B2 (en) * 2010-03-19 2014-02-18 Corning Incorporated Fiber optic interface with translatable ferrule device
CN102012546A (zh) * 2010-09-03 2011-04-13 张莉 一种光纤交换系统中的交换板
US8774577B2 (en) 2010-12-07 2014-07-08 Corning Cable Systems Llc Optical couplings having coded magnetic arrays and devices incorporating the same
US8781273B2 (en) 2010-12-07 2014-07-15 Corning Cable Systems Llc Ferrule assemblies, connector assemblies, and optical couplings having coded magnetic arrays
WO2012099769A2 (en) 2011-01-20 2012-07-26 Corning Incorporated Receptacle ferrule assemblies with gradient index lenses and fiber optic connectors using same
US8905648B2 (en) * 2011-06-29 2014-12-09 Cinch Connectivity Solutions, Inc. Expanded beam fiber optic connector
US8827567B2 (en) * 2011-08-10 2014-09-09 Tyco Electronics Corporation Field-installable expanded beam connector system
US8734024B2 (en) 2011-11-28 2014-05-27 Corning Cable Systems Llc Optical couplings having a coded magnetic array, and connector assemblies and electronic devices having the same
WO2013096367A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Ipg Photonics Corporation Pigtailed fiber connector system
TWI548900B (zh) * 2012-03-20 2016-09-11 鴻海精密工業股份有限公司 光纖連接器
US10114174B2 (en) 2012-05-31 2018-10-30 Corning Optical Communications LLC Optical connectors and optical coupling systems having a translating element
US9588302B2 (en) * 2012-06-01 2017-03-07 Te Connectivity Corporation Expanded-beam connector with molded lens
US9151912B2 (en) 2012-06-28 2015-10-06 Corning Cable Systems Llc Optical fiber segment holders including shielded optical fiber segments, connectors, and methods
US9304265B2 (en) 2012-07-26 2016-04-05 Corning Cable Systems Llc Fiber optic connectors employing moveable optical interfaces with fiber protection features and related components and methods
US9195008B2 (en) 2013-02-26 2015-11-24 Winchester Electronics Corporation Expanded beam optical connector and method of making the same
KR101355048B1 (ko) * 2013-02-28 2014-02-06 주식회사 티에스엘티 렌즈형 광전 복합 커넥터
EP3014323A2 (en) 2013-06-25 2016-05-04 Corning Optical Communications LLC Optical plug having a translating cover and a complimentary receptacle
WO2016048825A1 (en) 2014-09-23 2016-03-31 Corning Optical Communications LLC Optical connectors and complimentary optical receptacles having magnetic attachment
EP3287064A1 (en) * 2015-04-23 2018-02-28 Olympus Corporation Endoscope system
US9645325B2 (en) * 2015-05-01 2017-05-09 Corning Optical Communications LLC Expanded-beam ferrule with high coupling efficiency for optical interface devices
US10291332B2 (en) * 2017-04-11 2019-05-14 Innovatice Micro Technology Self-aligned silicon fiber optic connector
CN112731594B (zh) * 2021-03-31 2021-08-17 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 一种光纤智能耦合系统及方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1504490A (en) * 1975-11-28 1978-03-22 Bowthorpe Hellerman Ltd Optical fibre connector
DE3062617D1 (en) 1979-07-09 1983-05-11 Post Office Method of precisely locating the end of a dielectric optical waveguide in a waveguide coupling device
US4925267A (en) * 1984-07-02 1990-05-15 Polaroid Corporation Structure and fabrication of components for connecting optical fibers
GB2175411B (en) 1985-05-16 1988-08-03 Stc Plc Silica rod lens optical fibre terminations
US4854663A (en) 1986-12-04 1989-08-08 Itt Corporation Lensed optic fiber terminus and method
US4781431A (en) 1986-12-29 1988-11-01 Labinal Components And Systems, Inc. Lensed optical connector
US4969702A (en) * 1989-05-22 1990-11-13 Tektronix, Inc. Laser pigtail assembly and method of manufacture
GB9102715D0 (en) * 1991-02-08 1991-03-27 Smiths Industries Plc Optical fibre couplings
US5293438A (en) 1991-09-21 1994-03-08 Namiki Precision Jewel Co., Ltd. Microlensed optical terminals and optical system equipped therewith, and methods for their manufacture, especially an optical coupling method and optical coupler for use therewith
JPH10123358A (ja) * 1996-10-21 1998-05-15 Ando Electric Co Ltd 光結合器
US6328482B1 (en) * 1998-06-08 2001-12-11 Benjamin Bin Jian Multilayer optical fiber coupler
JP2000206360A (ja) * 1999-01-18 2000-07-28 Alps Electric Co Ltd 光ファイバ結合装置
US6438290B1 (en) * 2000-06-22 2002-08-20 Eastman Kodak Company Micro-aspheric collimator lens

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018092643A1 (ja) * 2016-11-17 2018-05-24 ソニー株式会社 光コネクタ、光ケーブルおよび電子機器
JPWO2018092643A1 (ja) * 2016-11-17 2019-10-17 ソニー株式会社 光コネクタ、光ケーブルおよび電子機器
US11022764B2 (en) 2016-11-17 2021-06-01 Sony Corporation Optical connector, optical cable, and electronic device
JP7077952B2 (ja) 2016-11-17 2022-05-31 ソニーグループ株式会社 光コネクタ、光ケーブルおよび電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003005088A1 (en) 2003-01-16
US6632025B2 (en) 2003-10-14
US20030012513A1 (en) 2003-01-16
TWI235259B (en) 2005-07-01
CN1275061C (zh) 2006-09-13
CN1541341A (zh) 2004-10-27
KR20040015330A (ko) 2004-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005512111A (ja) 高パワー拡大ビームコネクタ
JP2004534271A (ja) ハイブリッド型ファイバ拡大ビームコネクタ
TWI579607B (zh) 具有梯度折射率透鏡之插座箍組件及使用該插座箍組件之光纖連接器
JP7191011B2 (ja) ビーム拡大用デュアル反射面を有する光ファイバコネクタフェルールアセンブリ、並びにそれを組み込んだ拡大ビームコネクタ
US7068883B2 (en) Symmetric, bi-aspheric lens for use in optical fiber collimator assemblies
JP2022110114A (ja) ビーム拡大用単一反射面を有する光ファイバコネクタフェルールアセンブリ、並びにそれを組み込んだ拡大ビームコネクタ
JP2004537065A (ja) 拡大ビームコネクタシステム
JP2007193006A (ja) 光通信用光学部品
US6744566B2 (en) Symmetric, bi-aspheric lens for use in transmissive and reflective optical fiber components
TW200426418A (en) Optical collimator structure
JP2004126563A (ja) レンズ一体型光ファイバとその製造方法
JP2005017702A (ja) 光コネクタおよびその接続構造
JP2654755B2 (ja) 凹凸嵌合接続による低反射型光部品
JP2007178603A (ja) 光部品およびその製造方法
JPS5927884B2 (ja) 光フアイバの接続方法
JP2005308880A (ja) 光コネクタおよびその製造方法
JP3238002B2 (ja) 光コネクタ端面処理方法および装置
JPH0497106A (ja) 低反射光フアイバ端末及び低反射光コネクタ並びに低反射光フアイバ端末の製造方法
JP2020129063A (ja) 光ファイバ、多芯光ファイバ、及び光コネクタ
JP2006154243A (ja) フェルール型光部品の接続構造
JPH06194546A (ja) ファイバカプラ
JP2020095183A (ja) 光コネクタ
JPH04175707A (ja) レセプタクル
JP2002228894A (ja) 光ファイバコリメータおよび光部品

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050802