JP2007333798A - 光デバイス及びレンズアッセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、光学特性や耐候性等の性能面において高い信頼性が得られ、かつ、製造コストを低減できる光デバイスを提供する。
【解決手段】光デバイス１は、光ファイバ５が挿入固定された毛細管６と、毛細管６を保持する保持スリーブ７第１毛細管アッセンブリ２と、光ファイバ８、９が挿入固定された毛細管１０と、毛細管１０を保持する保持スリーブ１１とを有する第２毛細管アッセンブリ３と、光ファイバ５の先端面５ａと空隙を介して対向する第１レンズ１２と、光ファイバ８、９の先端面８ａ、９ａと空隙を介して対向する第２レンズ１３と、第１レンズ１２と第２レンズ１３との間に介装されたバンドパスフィルタ１４と、これら部品を収容する収容部材１５とを有するレンズアッセンブリ４とで構成される。収容部材１５の一端面１５ａに第１毛細管アッセンブリ２の保持スリーブ７が固定され、収容部材１５の他端面１５ｂに第２毛細管アッセンブリ３の保持部材１１が固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信システムに用いられる光合分波器、光アイソレータ、光サーキュレータ、光スイッチ、光利得等価器等の光デバイス、及び、当該光デバイスに用いられるレンズアッセンブリに関する。

この種の光デバイスとしては、光ファイバの端部が固定された毛細管とレンズとを共通のスリーブに接着剤等で固定した毛細管・レンズアッセンブリを２つ作製し、これらアッセンブリをレンズ同士が光機能部品（光学フィルタ、光アイソレータコア等）を介して対向するように収容部材（円筒部材や箱部材）の内部に接着剤等で固定したものが知られている（例えば下記の特許文献１〜４）。レンズは、光ファイバから出射された光を平行光にし、また、平行光を集光して光ファイバに入射させる機能を有するものである。レンズとしては、屈折率分布型の円柱状レンズ（いわゆるＧＲＩＮレンズ：一端は光軸と直交する垂直面、他端は傾斜面にする場合が多い）、同一の曲率中心を有する２つの部分球面状のレンズ面を両端に設けた均一屈折率のレンズ（いわゆるドラムレンズ）、部分球面状のレンズ面を一端に設けた均一屈折率の円柱状レンズ（いわゆるＣレンズ：他端は傾斜面にする場合が多い）、非球面レンズ等が用いられる。

また、下記の特許文献５では、光ファイバとレンズとの間で光軸調整を可能にするため、光ファイバの端部が固定された毛細管（フェルール）をスリーブの凹状部に埋設した毛細管アッセンブリと、レンズを円筒状ブッシュ内に固定したレンズアッセンブリとを作製し、毛細管アッセンブリとレンズアッセンブリとの相対位置を調整して、光ファイバとレンズとの間の光軸調整を行った後、スリーブの端面と円筒状ブッシュの端面とを相互に固定している。光ファイバの先端面、及びこれを保持した毛細管の端面は球面状に研磨され、毛細管がスリーブによって加圧されることにより、光ファイバの先端面はレンズの入出射面とＰＣ接触（Physical Contact）する。レンズとしては、ＧＲＩＮレンズが用いられている。また、光機能部品としてのフィルタは、レンズアッセンブリとは別の部材（ベース部材７ｂ）に固定され、相対向するレンズアッセンブリ間に介装されている。

また、下記の特許文献６では、バンドパスフィルタ、光アイソレータといった各種光学部品を外径寸法が一致した別々の円筒状スリーブに固定して複数のエレメントを作製し、各エレメントの円筒状スリーブに形成した位置合わせ用のマーカーにより、各エレメントを相互に位置合わせして積層固定している（円筒状本体）。そして、このようにして作製した円筒状本体の一端に、毛細管アッセンブリ（フェルールアッセンブリ）をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に光軸調整して固定すると共に、円筒状本体の他端に、球レンズを有するエレメントをＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に光軸調整して固定し、さらに毛細管アッセンブリ（フェルールアッセンブリ）をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に光軸調整して固定している。また、上記のエレメントとして、レンズホルダに圧入固定された非球面レンズとバンドパスフィルタとを円筒状スリーブに固定したものが開示されている（図２Ａ）。

特開２００２−１８２０６１号公報 特開２００３−３４４６９７号公報 特開２００５−１０３７２号公報 特開２００５−２４９２８号公報 特開２００４−２７１８９４号公報 特開２００３−１２１６８１号公報

２つの毛細管・レンズアッセンブリをレンズ同士が光機能部品を介して対向するように収容部材の内部に固定した構成の光デバイスでは、各毛細管・レンズアッセンブリにおいて、入出射する光の光軸がスリーブの中心軸と一致しないことが多い。そのため、光機能部品を予め固定した収容部材の内部に各毛細管・レンズアッセンブリを挿入した状態で、最適な光学調芯状態となるように各毛細管・レンズアッセンブリの位置を調整する必要がある。そして、その位置調整を可能にするために、各毛細管・レンズアッセンブリのスリーブの外周と収容部材の内周との間に比較的大きな隙間（直径差）を確保しなければならない。その結果、各毛細管・レンズアッセンブリのスリーブの外周を収容部材の内周に接着剤で固定する際、上記隙間に比較的多量の接着剤が入ることになり、該接着剤の硬化収縮や経年劣化に起因して、完成品である光デバイスの光学特性や耐候性等の性能面において、高い信頼性が得られない場合があった。

特に、近年、光通信の分野では、マルチメディア情報社会の進展に伴い、高速度光通信や、波長多重通信（ＷＤＭ）、高密度波長多重通信（ＤＷＤＭ）などの必要性が高まっており、これら通信システムに用いられる光デバイスに対して、より高エネルギーの光が入出力される条件下での信頼性向上が要求されるようになってきた。この種の光デバイスにおける比較的多量の接着剤の使用は、高エネルギーの入出力光に起因する光デバイスの温度上昇に伴い、接着剤の熱劣化の懸念を増大させることになる。また、接着剤が入出力光の光路中にある場合、条件によっては、接着剤が入出力光の高エネルギーに耐えられず、焼損等の破損を起こす可能性があることも予想される。

また、レンズとスリーブ、スリーブと収容部材とがそれぞれ相互に固定されているため、各部材の熱膨張量又は収縮量の差に起因する応力がレンズに集中した場合、屈折率が部分的に変化して光学特性に狂いが生じる。

また、特許文献５の光デバイスは、２つのレンズと、光機能部品（フィルタ）とが、それぞれ個別にアッセンブリされており、左右のベース部材（７ａ、７ｂ）と左右の毛細管アッセンブリを含めると、合計６つのエレメントを積層して相互に固定した構造になっている。しかも、毛細管アッセンブリのスリーブの端面をレンズアッセンブリの円筒状ブッシュの端面に接合した状態で、光ファイバの先端面がレンズの入出射面とＰＣ接触するようになっており、また、光ファイバの先端面とフィルタ（１７）との間の軸方向距離がレンズ及び円筒状ブッシュとベース部材（７ａ、７ｂ）の軸方向寸法によって決まる構造になっている。そのため、調芯作業が面倒であるばかりでなく、各エレメントの位置を調整する自由度が少なく、最適な光学調芯状態を得るために各エレメントの構成部品を高精度に加工する必要がある。その結果、製造コストが高くなる。

特許文献６の光デバイスでは、バンドパスフィルタ、光アイソレータといった各種光学部品を含む複数のエレメントの各円筒状スリーブを同じ外径寸法に形成し、各円筒状スリーブの外径寸法でのマーカーによる位置合わせで、各種光学部品の光学調芯状態が得られるようにしている。そのため、各円筒状スリーブの外周と内周との同軸度や軸方向寸法、各円筒状スリーブに対する各光学部品の固定位置を高精度に管理する必要があり、製造コストが高くなる。

本発明の課題は、光学特性や耐候性等の性能面において、高い信頼性が得られる光デバイスを提供することである。

本発明の他の課題は、製造コストを低減できる光デバイスを提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、光ファイバが挿入固定された毛細管と、該毛細管を保持する保持部材とを有する第１毛細管アッセンブリと、光ファイバが挿入固定された毛細管と、該毛細管を保持する保持部材とを有する第２毛細管アッセンブリと、第１毛細管アッセンブリの光ファイバの先端と空隙を介して対向する第１レンズと、第２毛細管アッセンブリの光ファイバの先端と空隙を介して対向する第２レンズと、第１レンズと第２レンズとの間に介装された光機能部品と、これら部品を収容する収容部材とを有するレンズアッセンブリとを備え、収容部材の一端面に第１毛細管アッセンブリの保持部材が固定され、収容部材の他端面に第２毛細管アッセンブリの保持部材が固定された光デバイスを提供する。

本発明の光デバイスは、第１レンズ、第２レンズ、及び光機能部品を収容したレンズアッセンブリの収容部材の両端面に、第１毛細管アッセンブリと第２毛細管アッセンブリをそれぞれ固定する構造であるので、レンズアッセンブリに対する第１毛細管アッセンブリ及び第２毛細管アッセンブリの位置を最適な光学調芯状態となるように調整する際、毛細管アッセンブリの調整位置への移動が収容部材の内周によって制限されることがない。従って、従来の光デバイスに比べて、収容部材の内周側に調芯のための大きな隙間を確保する必要がなく、レンズや光機能部品を固定するために必要な接着剤の量を少なくすることができる。これにより、接着剤の硬化収縮や経年劣化に起因する光デバイスの光学特性や耐候性等の低下を抑制して、信頼性の高い光デバイスを構築することができる。また、レンズアッセンブリに対する第１毛細管アッセンブリ及び第２毛細管アッセンブリの位置調整の自由度が比較的大きいので、各構成部品を必要以上に高精度に加工することなく、最適な光学調芯状態を得ることができ、しかも、その調芯作業も比較的容易に行うことができる。これにより、製造コストを低減することができる。

ここで、光機能部品は、光学フィルタ（バンドパスフィルタ、長波長透過／反射フィルタ、短波長透過／反射フィルタ、補正用利得等価フィルタ等）や光アイソレータコア等である。

第１レンズと第２レンズは、それぞれ、光ファイバから出射された光を平行光にし、また、平行光を集光して光ファイバに入射させる機能を有するものとすることができる。また、第１レンズと第２レンズは、上述したＧＲＩＮレンズ、ドラムレンズ、Ｃレンズ、又は非球面レンズであっても良いが、その一方又は双方は、球レンズの一部を平面部に加工して製作されたレンズ（以下、このようにして製作されたレンズを「半球状レンズ」という。）であることが好ましい。この半球状レンズは、上記の平面部と、球レンズの球面の一部がそのまま残された球面部（部分球面）とを有している。球面部の球面頂点から曲率中心を通って平面部に至る線分の長さ（Ｌ）は、球面部の曲率半径（Ｒ：球レンズの半径）と同じか、それよりも大きいことが好ましい。このようにすれば、球面部と平面部との境界に鋭角部が形成されなくなるので、半球状レンズに欠け等の損傷が生じにくくなり、また、ピンセット等の把持治具を用いて容易に取り扱うことができる。尚、平面部は上記の線分と直交する面となる。

上記の半球状レンズは、ＧＲＩＮレンズ等に比べ、球面部の曲率半径（Ｒ：球レンズの半径）や上記線分の長さ（Ｌ）等のレンズ形状や素材（材料の種類や組成）を変えるだけで、その光学特性を容易に変更できるという利点がある。また、素材となる球レンズが高精度で作製できるので、この球レンズを加工して得られた半球状レンズは精度が高く、しかも比較的安価に作製することができる。

上記の半球状レンズは、平面部が毛細管アッセンブリの光ファイバの先端と対向するように配置されていることが好ましく、より好ましくは、平面部が光ファイバの光軸と直交するように配置される。上記の半球状レンズは、同じ屈折率と同じ焦点距離を有するドラムレンズに比べて、光ファイバの先端との間の空隙量を大きくすることができるので、光ファイバへの反射戻り光の影響を低減する上で有効である。また、平面部が光ファイバの光軸と直交するように半球状レンズを配置することにより、その平面部において該レンズを透過する光の屈折による光軸の傾きズレを防止又は抑制することができる。

上記の半球状レンズは、レンズアッセンブリの収容部材に直接固定するようにしても良いが、貫通孔を有するレンズホルダに固定するようにするのが好ましい。具体的には、半球状レンズの球面部をレンズホルダの貫通孔の一端側縁部に当接させた状態で、半球状レンズを接着剤等でレンズホルダに固定する。半球状レンズの球面部をレンズホルダの貫通孔の一端側縁部に当接させることにより、半球状レンズの球面部の曲率中心とレンズホルダの貫通孔の中心とを容易に一致させることができる。尚、レンズホルダの貫通孔の大きさ及び形状は、このような調芯作用が得られる範囲で適宜決定すれば良い。例えば、貫通孔の形状として、円形、正多角形（正三角形、正方形、正六角形等）を採用することができる。

また、レンズホルダの外周と貫通孔の中心との同軸度や、端面と外周との直角度を管理し、この管理されたレンズホルダを収容部材に接着剤等で固定することにより、このレンズホルダに固定された半球状レンズの曲率中心を収容部材の中心軸と一致又は略一致させることができる。これにより、その後の毛細管アッセンブリの調芯作業がより容易になる。また、この場合、半球状レンズは、レンズホルダの一端側に固定され、かつ、収容部材に対しては直接固定されないので、半球状レンズ、レンズホルダ、及び収容部材の相互間に熱膨張量又は収縮量の差が生じたとしても、光学特性に狂いを生じさせるような応力は半球状レンズに作用しない。

光機能部品は、上記のレンズホルダの他端側に固定するようにしても良い。例えば、レンズホルダの一端側に半球状レンズを固定し、他端側に光機能部品を固定した組付体を予め製作しておき、この組付体を収容部材に収容し、位置調整した後、レンズホルダを収容部材に固定するという組立方法を採用することにより、組立作業の簡素化を図ることができる。また、レンズホルダの貫通孔が光路になるので、光機能部品をレンズホルダに接着剤で固定する場合でも、この接着剤は光路中に入らない。さらに、半球状レンズと光機能部品との間の距離は、レンズホルダの光軸方向の厚さを管理することによって、簡易に精度良く設定することができる。

また、本発明は、上記課題を解決するため、球レンズの一部を平面部に加工して製作されたレンズと、貫通孔を有するレンズホルダと、これら部品を収容する収容部材とを備えたレンズアッセンブリであって、レンズはその球面部がレンズホルダの貫通孔の一端側縁部に当接した状態で該レンズホルダに固定されている構成を提供する。

上記構成において、レンズは、その平面部が収容部材の一端面と平行になるように配置されていることが好ましい。

また、レンズホルダの他端側に隣接して、光機能部品が収容部材に収容されている構成としても良い。この場合、光機能部品をレンズホルダの他端側に固定しても良い。さらに、レンズホルダを収容部材に固定するようにしても良い。

また、光機能部品に順次隣接して、貫通孔を有する第２レンズホルダと球レンズの一部を平面部に加工して製作された第２レンズとが収容部材に収容されており、第２レンズはその球面部が第２レンズホルダの貫通孔の他端側縁部に当接した状態で該第２レンズホルダに固定されている構成としても良い。この場合、第２レンズホルダを収容部材に固定するようにしても良い。また、第２レンズは、その平面部が収容部材の他端面と平行になるように配置されていることが好ましい。

本発明によれば、光学特性や耐候性等の性能面において、高い信頼性が得られる光デバイスを提供することができる。

また、本発明によれば、製造コストを低減して、より安価な光デバイスを提供することである。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、第１の実施形態に係る光デバイス１の概略構成を示している。この光デバイス１は、単芯のコリメータと２芯のコリメータとを組み合わせたもので、波長多重通信（ＷＤＭ）等に用いることができる。

光デバイス１は、第１毛細管アッセンブリ２と、第２毛細管アッセンブリ３と、レンズアッセンブリ４とを主要な要素として構成される。

第１毛細管アッセンブリ２は、単芯の内孔に１本の光ファイバ５が接着剤で固定されたガラス製の毛細管６と、毛細管６の外周に同軸状に外挿され、接着剤等で固定されたガラス製の保持スリーブ７とを備えている。光ファイバ５の先端面５ａ及び毛細管６の先端面６ａは、光ファイバ５の光軸に対して傾斜した同一傾斜面に研磨加工され、これにより光ファイバ５の先端での反射戻り光が抑制されるようになっている。また、光ファイバ５の先端面５ａには、反射防止膜が形成されている。保持スリーブ７の一方の端面７ａは、光ファイバ５の光軸と直交する面に形成され、その直角度は、例えば、光ファイバ５の光軸を法線とする幾何学的な理想平面に対して±０．５度以下、好ましくは±０．１度以下の精度で管理される。

第２毛細管アッセンブリ３は、２芯の内孔に２本の光ファイバ８、９がそれぞれ接着剤で固定されたガラス製の毛細管１０と、毛細管１０の外周に同軸状に外挿され、接着剤等で固定されたガラス製の保持スリーブ１１とを備えている。光ファイバ８、９の先端面８ａ、９ａ及び毛細管１０の先端面１０ａは、光ファイバ８、９の光軸に対して傾斜した同一傾斜面に研磨加工され、これにより光ファイバ８、９の先端での反射戻り光が抑制されるようになっている。また、光ファイバ８、９の先端面８ａ、９ａには、反射防止膜が形成されている。保持スリーブ１１の一方の端面１１ａは、光ファイバ８、９の光軸と直交する平面に形成され、その直角度は、例えば、光ファイバ８、９の光軸を法線とする幾何学的な理想平面に対して±０．５度以下、好ましくは±０．１度以下の精度で管理される。

レンズアッセンブリ４は、第１毛細管アッセンブリ２の光ファイバ５の先端面５ａと空隙を介して対向する第１レンズ１２と、第２毛細管アッセンブリ３の光ファイバ８、９の先端面８ａ、９ａと空隙を介して対向する第２レンズ１３と、第１レンズ１２と第２レンズ１３との間に介装された光機能部品、例えばフィルタ、特にバンドパスフィルタ１４と、これら部品を収容するガラス製の収容スリーブ１５とを主要な要素として構成される。

図２に拡大して示すように、この実施形態において、第１レンズ１２は、球レンズの一部を平面部に加工して製作されたレンズであり（半球状レンズ）、球レンズの一部を研磨加工等により切除して形成された平面部１２ａと、球レンズの残余の部分である球面部１２ｂとを有している。球面部１２ｂの球面頂点から曲率中心（Ｏ１：球レンズの球面中心）を通って平面部１２ａに至る線分の長さ（Ｌ１）は、球面部１２ｂの曲率半径（Ｒ１：球レンズの半径）よりも大きい。また、第２レンズ１３も、球レンズの一部を平面部に加工して製作されたレンズであり（半球状レンズ）、球レンズの一部を研磨加工等により切除して形成された平面部１３ａと、球レンズの残余の部分である球面部１３ｂとを有している。球面部１３ｂの球面頂点から曲率中心（Ｏ２：球レンズの球面中心）を通って平面部１３ａに至る線分の長さ（Ｌ２）は、球面部１３ｂの曲率半径（Ｒ２：球レンズの半径）よりも大きい。尚、この実施形態において、第１レンズ１２と第２レンズ１３は、上記線分の長さ（Ｌ１、Ｌ２）及び曲率半径（Ｒ１、Ｒ２）が同じであり（Ｌ１＝Ｌ２、Ｒ１＝Ｒ２）、上記線分の長さ（Ｌ１、Ｌ２）と曲率半径（Ｒ１、Ｒ２）とがＬ１（Ｌ２）＝１．２×Ｒ１（Ｒ２）の関係を有している。

第１レンズ１２と第２レンズ１３は、例えば、均一屈折率の光学ガラスからなり、そのような光学ガラスとして、屈折率が１．７以上のＭＫ−１８（日本電気硝子株式会社製）、屈折率が１．９以上のＲＨ−２１（日本電気硝子株式会社製）等を挙げることができる。尚、例えば、ＭＫ−１８により形成され、Ｌ１（Ｌ２）＝１．２×Ｒ１（Ｒ２）の関係を有する第１レンズ１２と第２レンズ１３は、同じ屈折率と同じ焦点距離を有するドラムレンズに比べて、光ファイバの先端との間の空隙量を約３．７倍程度大きくすることができるので、光ファイバへの反射戻り光を約１／１０以下に低減できる。また、第１レンズ１２と第２レンズ１３の平面部１２ａ、１３ａと球面部１２ｂ、１３ｂにおける光が透過する部分には、反射防止膜が形成されている。

第１レンズ１２は、第１レンズホルダ１６を介して収容スリーブ１５に固定されている。第１レンズホルダ１６は、ガラス、金属、又はセラミックス等により（この実施形態ではガラスにより）、円形リング状又は円筒状に形成され、その中心部に円形の貫通孔１６ａを有している。第１レンズ１２は、その球面部１２ｂを第１レンズホルダ１６の貫通孔１６ａの一端側縁部に当接させた状態で、接着剤で第１レンズホルダ１６の一端側に固定されている。第１レンズ１２の球面部１２ｂを第１レンズホルダ１６の貫通孔１６ａの一端側縁部に当接させることにより、球面部１２ｂの曲率中心（Ｏ１）と第１レンズホルダ１６の貫通孔１６ａの中心とを容易に一致させることができる。第１レンズホルダ１６は、その外周と貫通孔１６ａの中心との同軸度や、端面と外周との直角度が管理され、その外周を収容スリーブ１５の内周に接着剤で固定される。このような管理された第１レンズホルダ１６に第１レンズ１２を固定することにより、第１レンズホルダ１６を収容スリーブ１５の内周に固定した状態で、第１レンズ１２の球面部１２ｂの曲率中心（Ｏ１）を収容スリーブ１５の内周の中心軸と一致又は略一致させることができる。また、第１レンズ１２は、第１レンズホルダ１６の一端側に固定され、かつ、収容スリーブ１５の内周には直接固定されないので、収容スリーブ１５や第１レンズホルダ１６との間の熱膨張量又は収縮量の差が生じたとしても、光学特性に狂いを生じさせるような応力は第１レンズ１２に作用しない。

第２レンズ１３は、第２レンズホルダ１７を介して収容スリーブ１５の内周に固定されている。第２レンズホルダ１７は、ガラス、金属、又はセラミックス等により（この実施形態ではガラスにより）、円形リング状又は円筒状に形成され、その中心部に円形の貫通孔１７ａを有している。第２レンズ１３は、その球面部１３ｂを第２レンズホルダ１７の貫通孔１７ａの他端側縁部に当接させた状態で、接着剤で第２レンズホルダ１７の他端側に固定されている。第２レンズ１３の球面部１３ｂを第２レンズホルダ１７の貫通孔１７ａの他端側縁部に当接させることにより、球面部１３ｂの曲率中心（Ｏ２）と第２レンズホルダ１７の貫通孔１７ａの中心とを容易に一致させることができる。第２レンズホルダ１７は、その外周と貫通孔１７ａの中心との同軸度や、端面と外周との直角度が管理され、その外周を収容スリーブ１５の内周に接着剤で固定される。このような管理された第２レンズホルダ１７に第２レンズ１３を固定することにより、第２レンズホルダ１７を収容スリーブ１５の内周に固定した状態で、第２レンズ１３の球面部１３ｂの曲率中心（Ｏ２）を収容スリーブ１５の内周の中心軸と一致又は略一致させることができる。また、第２レンズ１３は、第２レンズホルダ１７の他端側に固定され、かつ、収容スリーブ１５の内周には直接固定されないので、収容スリーブ１５や第２レンズホルダ１７との間の熱膨張量又は収縮量の差が生じたとしても、光学特性に狂いを生じさせるような応力は第２レンズ１３に作用しない。

この実施形態において、光機能部品としてのバンドパスフィルタ１４は、第２レンズホルダ１７の一端側に接着剤で固定されている。バンドパスフィルタ１４は、第２レンズホルダ１７の貫通孔１７ａを介して第２レンズ１３の球面部１３ｂと対向すると共に、第１レンズホルダ１６の貫通孔１６ａを介して第１レンズ１２の球面部１２ｂと対向する。尚、バンドパスフィルタ１４の一端面は、第１レンズホルダ１６の他端面に当接させても良いし、該他端面から離しても良い。あるいは、バンドパスフィルタ１４を、第２レンズホルダ１７と第１レンズホルダ１６の双方に接着剤で固定するようにしても良い。

収容スリーブ１５の一端面１５ａと他端面１５ｂは、それぞれ、収容スリーブ１５の内周の中心軸と直交する平面に形成され、その直角度は、例えば、内周の中心軸を法線とする幾何学的な理想平面に対して±０．５度以下、好ましくは±０．１度以下の精度で管理される。また、第１レンズ１２の平面部１２ａは収容スリーブ１５の一端面１５ａと平行であり、第２レンズ１３の平面部１３ａは収容スリーブ１５の他端面１５ｂと平行である。

図１に示すように、第１毛細管アッセンブリ２とレンズアッセンブリ４は、保持スリーブ７の端面７ａと収容スリーブ１５の一端面１５ａとを突き合わせ状にして接着剤で固定され、第２毛細管アッセンブリ３とレンズアッセンブリ４は、保持スリーブ１１の端面１１ａと収容スリーブ１５の他端面１５ｂとを突き合わせ状にして接着剤で固定される。第１レンズ１２の平面部１２ａは第１毛細管アッセンブリ２の光ファイバ５の先端面５ａと空隙を介して対向し、第２レンズ１３の平面部１３ａは第２毛細管アッセンブリ３の光ファイバ８、９の先端面８ａ、９ａと空隙を介して対向する。

この実施形態の光デバイス１は、例えば次のようにして組み立てることができる。

まず、第２レンズホルダ１７に上述した態様で第２レンズ１３とバンドパスフィルタ１４を接着剤で固定して、これら３部品からなる組付体を作製する。その際、適宜、位置決め治具で押圧して、第２レンズ１３の平面部１３ａと、第２レンズホルダ１７の端面（中心軸に対する直角度が管理された端面）とが平行又は略平行になるように固定する。そして、この組付体を収容スリーブ１５の内周に挿入し、その位置を調整した後、第２レンズホルダ１７の外周を収容スリーブ１５の内周に接着剤で固定する。尚、組付体の第２レンズホルダ１７を収容スリーブ１５の内周にスムーズに挿入できるように、第２レンズホルダ１７の外周径と収容スリーブ１５の内周径とを略一致させてある（第２レンズホルダ１７の外周と収容スリーブ１５の内周との間のクリアランスが可及的に小さくなるようにしている）。このようにすれば、第２レンズ１３の平面部１３ａが収容スリーブ１５の他端面１５ｂと平行で、かつ、収容スリーブ１５の内周の中心軸と直交した状態又はこれに近い状態となるように、上記の組付体を収容スリーブ１５に固定することができる。また、上述のように、第２レンズホルダ１７の外周と貫通孔１７ａの中心との同軸度や、端面と外周との直角度を管理することにより、第２レンズ１３の球面部１３ｂの曲率中心（Ｏ２）を収容スリーブ１５の内周の中心軸と一致又は略一致させることができる。

つぎに、第１レンズホルダ１６に上述した態様で第１レンズ１２を接着剤で固定して、これら２部品からなる組付体を作製する。その際、適宜、位置決め治具で押圧して、第１レンズ１３の平面部１２ａと、第１レンズホルダ１６の端面（中心軸に対する直角度が管理された端面）とが平行又は略平行になるように固定する。そして、この組付体を収容スリーブ１５の内周に挿入し、その位置を調整した後、第１レンズホルダ１６の外周を収容スリーブ１５の内周に接着剤で固定する。尚、組付体の第１レンズホルダ１６を収容スリーブ１５の内周にスムーズに挿入できるように、第１レンズホルダ１６の外周径と収容スリーブ１５の内周径とを略一致させてある（第１レンズホルダ１６の外周と収容スリーブ１５の内周との間のクリアランスが可及的に小さくなるようにしている）。このようにすれば、第１レンズ１２の平面部１２ａが収容スリーブ１５の一端面１５ａと平行で、かつ、収容スリーブ１５の内周の中心軸と直交した状態又はこれに近い状態となるように、上記の組付体を収容スリーブ１５に固定することができる。また、上述のように、第１レンズホルダ１６の外周と貫通孔１６ａの中心との同軸度や、端面と外周との直角度を管理することにより、第１レンズ１２の球面部１２ｂの曲率中心（Ｏ１）を収容スリーブ１５の内周の中心軸と一致又は略一致させることができる。

つぎに、上記の組付体を固定した収容スリーブ１５の他端面１５ｂに、第２毛細管アッセンブリ３の保持スリーブ１１の端面１１ａを突き合わせ、両者の相対位置を、光ファイバ８、９の光軸方向（Ｚ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）に調整すると共に、その突き合わせた第２毛細管アッセンブリ３の保持スリーブ１１内で毛細管１０を光軸方向（Ｚ軸方向に）に移動させて、毛細管１０に固定された光ファイバ８、９の先端面８ａ、９ａの位置を調整し、例えば一方の光ファイバ８から出射された光がバンドパスフィルタ１４で反射して、他方の光ファイバ９に戻るように、最適な光学調芯状態で接着固定する。

さらに、上記の組付体を固定した収容スリーブ１５の一端面１５ａに、第１毛細管アッセンブリ２の保持スリーブ７の端面７ａを突き合わせ、両者の相対位置を、光ファイバ５の光軸方向（Ｚ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）に調整すると共に、その突き合わせた第１毛細管アッセンブリ２の保持スリーブ７内で毛細管６を光軸方向（Ｚ軸方向に）に移動させて、毛細管６に固定された光ファイバ５の先端面５ａの位置を調整し、例えば第２毛細管アッセンブリ３の一方の光ファイバ８から出射された光がバンドパスフィルタ１４を通過して、光ファイバ５に入射するように、最適な光学調芯状態で接着固定する。

上述の光デバイス１の組立方法において、光デバイス１を構成する部材が全て透明材料（例えば樹脂、ガラス等）で形成されていると、接着剤としてＵＶ硬化型接着剤の使用が可能になるため、組立作業の作業性が向上する。また、保持スリーブ７（１１）と毛細管６（１０）との接着、及び／又は、毛細管アッセンブリ２（３）とレンズアッセンブリ４との接着において、ＵＶ硬化型接着剤で仮止めした後、信頼性の高い熱硬化接着剤で固定するようにしても良い。

つぎに、この実施形態の光デバイス１の一使用例（光分波器としての使用例）について説明する。

例えば、第２毛細管アッセンブリ３の一方の光ファイバ８から相異なる波長λ１、λ２の光が出射される。バンドパスフィルタ１４は、波長λ１の光を反射し、波長λ２の光を通過させる光学的特性を有している。第２毛細管アッセンブリ３の光ファイバ８から出射された波長λ１の光は、第２レンズ１３によって平行光にコリメートされ、バンドパスフィルタ１４で反射される。バンドパスフィルタ１４で反射された波長λ１光は、第２レンズ１３によって集光されて、第２毛細管アッセンブリ３の他方の光ファイバ９に戻される。一方、第２毛細管アッセンブリ３の光ファイバ８から出射された波長λ２の光は、第２レンズ１３によって平行光にコリメートされ、バンドパスフィルタ１４に入る。そして、バンドパスフィルタ１４を通過し、第１レンズ１２によって集光されて、第１毛細管アッセンブリ２の光ファイバ５に入射する。

図３は第２の実施形態に係る光デバイス２１の概略構成を示し、図４はそのレンズアッセンブリ４を示している。尚、第１の実施形態に係る光デバイス１と、実質的に同一の部品及び部分には同一の参照数字を附して、重複する説明を省略する。

この実施形態の光デバイス２１が、前述した第１の実施形態の光デバイス１と実質的に異なる点は、単芯のコリメータ同士を組み合わせている点、光機能部品としてアイソレータコア１４’を用いている点である。

第１毛細管アッセンブリ２では、毛細管６の単芯の内孔に１本の光ファイバ５が接着剤で固定され、第２毛細管アッセンブリ３では、毛細管１０’の単芯の内孔に１本の光ファイバ８が接着剤で固定されている。また、光機能部品としてのアイソレータコア１４’は、第２レンズホルダ１７の一端側に接着剤で固定されている。その他の事項は、第１の実施形態の光デバイス１に準じるので、重複する説明を省略する。

第１実施形態に係る光デバイスの概略構成を示す縦断面図である。 第１実施形態に係る光デバイスのレンズアッセンブリの概略構成を示す縦側面図である。 第２実施形態に係る光デバイスの概略構成を示す縦断面図である。 第２実施形態に係る光デバイスのレンズアッセンブリの概略構成を示す縦側面図である。

符号の説明

１ 光デバイス
２ 第１毛細管アッセンブリ
５ 光ファイバ
５ａ 先端面
６ 毛細管
６ａ 先端面
７ 保持スリーブ
７ａ 端面
３ 第２毛細管アッセンブリ
８ 光ファイバ
８ａ 先端面
９ 光ファイバ
９ａ 先端面
１０ 毛細管
１０ａ 先端面
１０’ 毛細管
１０’ａ 先端面
１１ 保持スリーブ
１１ａ 端面
４ レンズアッセンブリ
１２ 第１レンズ
１２ａ 平面部
１２ｂ 球面部
Ｏ１ 曲率中心
Ｌ１ 線分の長さ
Ｒ１ 曲率半径
１３ 第２レンズ
１３ａ 平面部
１３ｂ 球面部
Ｏ２ 曲率中心
Ｌ２ 線分の長さ
Ｒ２ 曲率半径
１４ バンドパルフィルタ（光機能部品）
１４’ アイソレータコア（光機能部品）
１５ 収容スリーブ
１５ａ 一端面
１５ｂ 他端面
１６ 第１レンズホルダ
１６ａ 貫通孔
１７ 第２レンズホルダ
１７ａ 貫通孔

Claims (14)

1. 光ファイバが挿入固定された毛細管と、該毛細管を保持する保持部材とを有する第１毛細管アッセンブリと、
   光ファイバが挿入固定された毛細管と、該毛細管を保持する保持部材とを有する第２毛細管アッセンブリと、
   前記第１毛細管アッセンブリの光ファイバの先端と空隙を介して対向する第１レンズと、前記第２毛細管アッセンブリの光ファイバの先端と空隙を介して対向する第２レンズと、前記第１レンズと第２レンズとの間に介装された光機能部品と、これら部品を収容する収容部材とを有するレンズアッセンブリとを備え、
   前記収容部材の一端面に前記第１毛細管アッセンブリの保持部材が固定され、前記収容部材の他端面に前記第２毛細管アッセンブリの保持部材が固定された光デバイス。
2. 前記第１レンズ及び第２レンズのうち少なくとも一方のレンズは、球レンズの一部を平面部に加工して製作されたものである請求項１に記載の光デバイス。
3. 前記少なくとも一方のレンズは、前記平面部が前記光ファイバの先端と対向するように配置されている請求項２に記載の光デバイス。
4. 前記少なくとも一方のレンズに隣接して、貫通孔を有するレンズホルダが前記収容部材に収容されており、前記少なくとも一方のレンズは、その球面部が前記レンズホルダの貫通孔の一端側縁部に当接した状態で該レンズホルダに固定されている請求項２又は３に記載の光デバイス。
5. 前記レンズホルダの他端側に前記光機能部品が固定されている請求項４に記載の光デバイス。
6. 前記レンズホルダが前記収容部材に固定されている請求項４又は５に記載の光デバイス。
7. 球レンズの一部を平面部に加工して製作されたレンズと、貫通孔を有するレンズホルダと、これら部品を収容する収容部材とを備えたレンズアッセンブリであって、
   前記レンズは、その球面部が前記レンズホルダの貫通孔の一端側縁部に当接した状態で該レンズホルダに固定されていることを特徴とするレンズアッセンブリ。
8. 前記レンズは、前記平面部が前記収容部材の一端面と平行になるように配置されている請求項７に記載のレンズアッセンブリ。
9. 前記レンズホルダの他端側に隣接して、光機能部品が前記収容部材に収容されている請求項７又は８に記載のレンズアッセンブリ。
10. 前記光機能部品が前記レンズホルダの他端側に固定されている請求項９に記載のレンズアッセンブリ。
11. 前記レンズホルダが前記収容部材に固定されている請求項７から１０の何れかに記載のレンズアッセンブリ。
12. 前記光機能部品に順次隣接して、貫通孔を有する第２レンズホルダと球レンズの一部を平面部に加工して製作された第２レンズとが前記収容部材に収容されており、前記第２レンズはその球面部が前記第２レンズホルダの貫通孔の他端側縁部に当接した状態で該第２レンズホルダに固定されている請求項９から１１の何れかに記載のレンズアッセンブリ。
13. 前記第２レンズは、前記平面部が前記収容部材の他端面と平行になるように配置されている請求項１２に記載のレンズアッセンブリ。
14. 前記第２レンズホルダが前記収容部材に固定されている請求項１２又は１３に記載のレンズアッセンブリ。

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