JP2007212551A

JP2007212551A - 光軸調整機構

Info

Publication number: JP2007212551A
Application number: JP2006029923A
Authority: JP
Inventors: Shinji Iio; 晋司飯尾; Morio Wada; 守夫和田; Yasuyuki Suzuki; 泰幸鈴木; Mamoru Hihara; 衛日原
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2006-02-07
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2007-08-23

Abstract

【課題】コリメータ系の結合においてコリメータレンズから出射される光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合に、このずれを解消することが可能な光軸調整機構を実現する。
【解決手段】空間光学結合部品の光軸調整機構において、入射光を平行光にするコリメータレンズと、平行光の光軸を調整する平板と、平板からの出射光を集光するフォーカスレンズとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信システムに使用される空間光学結合部品の光軸調整機構に関し、特にコリメータ系の結合においてコリメータレンズから出射される光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合に、このずれを解消することが可能な光軸調整機構に関する。

光通信システムやデータディスク装置では、非常に多くの空間光学結合部品が使用されている。特に光通信システム内部ではレーザダイオード、光変調器、高速受光素子、アイソレータ及び波長フィルタ等が使用され、そのほとんどは２枚のレンズを使用したコリメータ系の結合方法で結合されている。

従来の光軸調整機構に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開平４−０８４１１５号公報特開２００１−１９６６７４号公報特開２００５−２９２２４８号公報

図３はこのような従来の光軸調整機構の一例を示す構成ブロック図である。図３において１は入射光を平行光にするコリメータレンズ、２はコリメータレンズ１からの平行光を集光するフォーカスレンズである。１００は光源であるレーザダイオード、１０１は光ファイバである。

レーザダイオード１００から出射されるレーザ光はコリメータレンズ１に入射され、コリメータレンズ１により平行光となる。この平行光はフォーカスレンズ２により集光され、光ファイバ１０１の一端に入射される。

通常の組み立てではレーザダイオード１００とコリメータレンズ１の固定を最初に行う。このコリメータ系の結合方法の長所として、平行ずれには軸ずれしにくいことが挙げられる。

図３に示すように、レーザダイオード１００とコリメータレンズ１が一体になった部分Ａが少々上方に平行にずれた場合でも、フォーカスレンズ２の有効範囲にある光線のほとんどは焦点で結合するため、結合損失が著しく大きくなることはない。

この結果、レーザダイオード１００から出射されたレーザ光をコリメータレンズ１で平行光とし、この平行光をフォーカスレンズ２により集光し、光ファイバ１０１に入射することにより、結合損失が著しく大きくならずに結合することが可能になる。

しかし、図３に示す従来例では、コリメータレンズ１からの平行光がフォーカスレンズ２の有効範囲を超えてずれた場合は結合損失が著しく大きくなっていくという問題点があった。

もし、フォーカスレンズ２及び光ファイバ１０１が全ての軸方向のずれに対して調整できれば、理想に近い光学結合が可能になる。しかし、ずれに対して調整できない軸方向に大きなずれが発生した場合の結合損失回復は非常に難しい。

従って本発明が解決しようとする課題は、コリメータ系の結合においてコリメータレンズから出射される光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合に、このずれを解消することが可能な光軸調整機構を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
空間光学結合部品の光軸調整機構において、
入射光を平行光にするコリメータレンズと、前記平行光の光軸を調整する平板と、この平板からの出射光を集光するフォーカスレンズとを備えたことにより、コリメータレンズから出射される光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合に、このずれを解消することが可能になる。

請求項２記載の発明は、
空間光学結合部品の光軸調整機構において、
入射光を平行光にするコリメータレンズと、前記平行光の光軸を調整する第１の平板と、この第１の平板からの出射光の光軸を前記第１の平板の調整方向に対して直交する方向に調整する第２の平板と、この第２の平板からの出射光を集光するフォーカスレンズとを備えたことにより、コリメータレンズから出射される光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合に、このずれを解消することが可能になる。

請求項３記載の発明は、
空間光学結合部品の光軸調整機構において、
入射光を平行光にするコリメータレンズと、前記平行光の光軸をそれぞれ調整する複数の平板と、これら複数の平板からの出射光を集光するフォーカスレンズとを備えたことにより、コリメータレンズから出射される光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合に、このずれを解消することが可能になる。

請求項４記載の発明は、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明である光軸調整機構において、
前記平板が、
空気より高い屈折率を有する物質から構成されることにより、コリメータレンズから出射される光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合に、このずれを解消することが可能になる。

請求項５記載の発明は、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明である光軸調整機構において、
前記平板が、
表面に反射防止処理を施したことにより、コリメータレンズから出射される光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合に、このずれを解消することが可能になる。

本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，４及び請求項５の発明によれば、入射光をコリメータレンズで平行光とし、この平行光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合、光軸がフォーカスレンズの有効範囲に入るように平板の傾きを調節することにより、光軸ずれを解消することが可能になる。

請求項２，４及び請求項５の発明によれば、入射光をコリメータレンズで平行光とし、この平行光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合、光軸がフォーカスレンズの有効範囲に入るように第１の平板及び第２の平板の傾きを調節することにより、光軸ずれを解消することが可能になる。

請求項３，４及び請求項５の発明によれば、入射光をコリメータレンズで平行光とし、この平行光の光軸がコリメータレンズで調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズの有効範囲を超えてずれた場合、光軸がフォーカスレンズの有効範囲に入るように複数の平板の傾きを調節することにより、光軸ずれを解消することが可能になる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る光軸調整機構の一実施例を示す構成ブロック図である。図１において１，２，１００及び１０１は図３と同一符号を付してあり、３は屈折率が空気より高い物質で製作され、コリメータレンズ１からの平行光の光軸ずれを解消する平板である。

レーザダイオード１００から出射されるレーザ光はコリメータレンズ１に入射され、コリメータレンズ１により平行光となる。この平行光は平板３により光軸が調整され、フォーカスレンズ２に入射される。そして、フォーカスレンズ２により集光され、光ファイバ１０１の一端に入射される。

ここで、図１に示す実施例の動作を説明する。コリメータレンズ１からの平行光の光軸がコリメータレンズ１で調整できない軸方向にずれ、フォーカスレンズ２の有効範囲を外れた場合、光軸がフォーカスレンズ２の有効範囲に入るように平板３の傾きを調節する。

この結果、レーザダイオード１００から出射されたレーザ光をコリメータレンズ１で平行光とし、この平行光の光軸がコリメータレンズ１で調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズ２の有効範囲を超えてずれた場合、光軸がフォーカスレンズ２の有効範囲に入るように平板３の傾きを調節することにより、光軸ずれを解消することが可能になる。

図２は本発明に係る光軸調整機構の他の実施例を示す構成ブロック図である。図２において１，２，３，１００及び１０１は図１と同一符号を付してあり、４は屈折率が空気より高い物質で製作され、平板３からの平行光の光軸ずれを解消する平板である。図２中（ａ）は上から見た上面図、（ｂ）は横から見た側面図である。

レーザダイオード１００から出射されるレーザ光はコリメータレンズ１に入射され、コリメータレンズ１により平行光となる。図２中（ａ）において、この平行光は平板３により紙面に対して水平方向に光軸が調整され、この調整された平行光が平板４により紙面に対して垂直方向に光軸が調整される。

そして、フォーカスレンズ２に入射され、フォーカスレンズ２により集光され、光ファイバ１０１の一端に入射される。

ここで、図２に示す実施例の動作を説明する。コリメータレンズ１からの平行光の光軸がコリメータレンズ１で調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズ２の有効範囲を超えてずれた場合、光軸がフォーカスレンズ２の有効範囲に入るように平板３及び平板４の傾きを調節する。

この結果、レーザダイオード１００から出射されたレーザ光をコリメータレンズ１で平行光とし、この平行光の光軸がコリメータレンズ１で調整できない軸方向にずれ、且つ、フォーカスレンズ２の有効範囲を超えてずれた場合、光軸がフォーカスレンズ２の有効範囲に入るように平板３及び平板４の傾きを調節することにより、光軸ずれを解消することが可能になる。

なお、図２中（ａ）に示す実施例においては平板３が紙面に対して水平方向のずれを調整し、平板４が紙面に対して垂直方向のずれを調整する構成としているが、必ずしもこのようにする必要は無く、平板３が紙面に対して垂直方向のずれを調整し、平板４が紙面に対して水平方向のずれを調整する構成としてもよい。

同様に、図２中（ａ）に示す実施例においては平板３が紙面に対して水平方向のずれを調整し、平板４が紙面に対して垂直方向のずれを調整する構成としているが、必ずしもこのようにする必要は無く、水平方向及び垂直方向に限らず、平板３の調整する方向と平板４の調整する方向が直交する構成であればよい。

また、図２に示す実施例においては光軸のずれを調整する平板は平板３及び平板４の２枚であるが、必ずしも２枚に限定する必要は無く、３枚以上の平板で調整を行ってもよい。この場合、各平板の光軸を調整する方向は特に限定するものではない。

また、図１、若しくは、図２に示す実施例においては平板３、若しくは、平板４の表面に反射防止処理を施していないが、ＡＲ（Anti Reflection）コート等の反射防止処理を施してもよい。

本発明に係る光軸調整機構の一実施例を示す構成ブロック図である。本発明に係る光軸調整機構の他の実施例を示す構成ブロック図である。従来の光軸調整機構の一例を示す構成ブロック図である。

符号の説明

１コリメータレンズ
２フォーカスレンズ
３，４平板
１００レーザダイオード
１０１光ファイバ

Claims

空間光学結合部品の光軸調整機構において、
入射光を平行光にするコリメータレンズと、
前記平行光の光軸を調整する平板と、
この平板からの出射光を集光するフォーカスレンズと
を備えたことを特徴とする光軸調整機構。
空間光学結合部品の光軸調整機構において、
入射光を平行光にするコリメータレンズと、
前記平行光の光軸を調整する第１の平板と、
この第１の平板からの出射光の光軸を前記第１の平板の調整方向に対して直交する方向に調整する第２の平板と、
この第２の平板からの出射光を集光するフォーカスレンズと
を備えたことを特徴とする光軸調整機構。
空間光学結合部品の光軸調整機構において、
入射光を平行光にするコリメータレンズと、
前記平行光の光軸をそれぞれ調整する複数の平板と、
これら複数の平板からの出射光を集光するフォーカスレンズと
を備えたことを特徴とする光軸調整機構。
前記平板が、
空気より高い屈折率を有する物質から構成されることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光軸調整機構。
前記平板が、
表面に反射防止処理を施したことを特徴とする
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光軸調整機構。