JP2010156905A - 光学レンズユニットおよびその製造方法 - Google Patents

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Manabu Oda
学 織田
Kazuo Morioka
一夫 森岡
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Abstract

【課題】本発明は、光通信光学系に用いられる光学レンズユニットに関し、信頼性を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明は、レーザー光源１から射出されたレーザー光を光ファイバ２の先端部分に集光する光学レンズユニット３に関して、光学レンズユニット３はガラスレンズ４とこのガラスレンズ４を支持する鏡筒５により構成され、鏡筒５に設けられた貫通孔７におけるガラスレンズ４との当接面１２を表面粗さが異なる少なくとも二つの領域１１，１２で構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、光通信光学系に用いられる光学レンズユニットおよびその製造方法に関する。
一般的な光通信光学系は、レーザー光源から発信されたレーザー光を光ファイバの先端部分に集光させるため、レーザー光源の射出方向に発散光を収束光に変換する光学レンズユニットが設けられている。
そして、光学レンズユニットはレーザー光線を光学処理するためのガラスレンズと、このガラスレンズをレーザー光源に取り付ける筒状の鏡筒から形成され、ガラスレンズによりレーザー光の光学処理を行うとともに、鏡筒と光学レンズでレーザー光源を覆いその内部に不活性ガスを充填することによりレーザー光源を形成する半導体チップの酸化防止を行っている。
従来このような光学レンズユニットは、鏡筒を形成する素体に切削加工を施して貫通孔を形成し、この貫通孔内にてガラスレンズとなる光学硝材をプレス成形し、このガラスレンズの外周側面を貫通孔の内周面に当接させ鏡筒とガラスレンズを一体化させていた。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００８−１６９０５１号公報
しかしながら、光通信光学系に用いられる光学レンズユニットは、近年、小型化が進み、ガラスレンズと鏡筒の当接面積が小さくなってきており、この小さい当接面積において気密性及び係合性を確保することが困難になりつつあり、光学レンズユニットとして気密性及び係合性を確保し信頼性を高めることが重要になってきた。
そこで、本発明はこのような問題を解決し、高い信頼性を有する光学レンズユニット及びその製造を提供することを目的とする。
この目的を達成するために本発明は、レーザー光源から射出されたレーザー光を光ファイバの先端部分に集光する光学レンズユニットに関して、光学レンズユニットはガラスレンズとこのガラスレンズを支持する鏡筒により構成され、鏡筒に設けられた貫通孔におけるガラスレンズとの当接面を表面粗さが異なる少なくとも二つの領域で構成したのである。
この構成により本発明は、光学レンズユニットの信頼性を高めることが出来る。
以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
図１は光通信光学系の発信部分を模式的に示したものであり、レーザー光源１と光ファイバ２の間に光学レンズユニット３が配置された構造であり、光学レンズユニット３はレーザー光源１から射出された発散光であるレーザー光を光ファイバ２の先端部分に集光するガラスレンズ４と、このガラスレンズ４をレーザー光源１に接続する鏡筒５により構成されている。
なお、レーザー光源１は、発光源となる半導体チップ１ａの酸化等による特性劣化を抑制すべく半導体チップを鏡筒５及びガラスレンズ４により封口し内部空間６に不活性ガスを充填した構造としている。
また、このような光学レンズユニット３を形成する場合、図２に示すように貫通孔７を有する筒状の鏡筒５の内部にガラスレンズ４を成形する光学硝材８を配置し、この光学硝材８をガラス転移点以上に加熱し成形金型９でプレス成形するとともに、このプレス変形によりガラスレンズ４の外周面を貫通孔７の内周面に当接させ一体化している。
ここで、この光学レンズユニット３は図３に示すように、鏡筒５の貫通孔７におけるガラスレンズ４との当接面１０を表面粗さが異なる二つの領域１１，１２により構成している。具体的には当接面１０における光ファイバ２側部分を表面粗さが０．１８０μｍの粗面領域１１とし、レーザー光源１側部分を表面粗さ０．０８０μｍの滑らか面領域１２としている。
この構成によれば、ガラスレンズ４と貫通孔７の当接面１０における接合状態が、滑らか面領域１２においてはガラスレンズ４の外周面と貫通孔７の密着性が高まり図１に示す内部空間６の気密性を確保できるとともに、粗面領域１１においては表面の摩擦係数が高まりガラスレンズ４の外周面と貫通孔７の係合性を確保することができ、この結果として光学レンズユニット３の信頼性を高めることが出来るのである。
なお、粗面領域１１はガラスレンズ４との係合性を確保する為に表面粗さが０．１５０μｍ以上であることが望ましく、滑らか面領域１２は内部空間の気密性を確保する為には表面粗さが０．１００μｍ以下であることが望ましい。
また、貫通孔７における光ファイバ２側部分を粗面領域１１としレーザー光源１側部分を滑らか面領域１２としたのは、レーザー光源１における半導体チップ１ａに出来るだけ近い位置で気密性を確保することで、内部空間６の雰囲気を安定化させるためである。
なお、このように鏡筒５に設けられる貫通孔７に対してガラスレンズ４との当接面１０に表面粗さが異なる二つの領域１１，１２を形成するにあたっては、図４に示すように先ず鏡筒５を形成する素体５ａのレーザー光源１側に相当する面に対して破線１３で示す部分にプレス加工を施し凹部１４を形成し、次に光ファイバ２側から破線１５で示すように凹部１４の傾斜部分に至るまで切削加工を施し貫通孔７を形成することで、プレス加工面１６は表面粗さが大きくなり切削加工面１７は表面粗さが小さくなるため、この加工境界１８を接合面１２の領域内に設定することで接合面１２に表面粗さが異なる二つの領域１１，１２を形成することが出来るのである。
本発明は、光学レンズユニットの信頼性を高められるという効果を有し、特に光通信光学系に用いられる小型の光学レンズユニットにおいて有用となる。
本発明の一実施形態における光通信光学系を示す模式図 同光通信光学系を構成する光学レンズユニットの製造方法を示す模式図 同光学レンズユニットを示す断面図 同光学レンズユニットを構成する鏡筒の製造方法を示す模式図
１ レーザー光源
２ 光ファイバ
３ 光学レンズユニット
４ ガラスレンズ
５ 鏡筒
７ 貫通孔
１１ 粗面領域（第２の領域）
１２ 滑らか面領域（第１の領域）

Claims (3)

  1. レーザー光源から射出されたレーザー光を光ファイバの先端部分に集光させる光学レンズユニットであって、前記光学ユニットは、貫通孔を有する鏡筒と、前記貫通孔の内周面に当接されるガラスレンズとからなり、前記貫通孔における前記ガラスレンズの当接面が表面粗さの異なる少なくとも二つの領域により構成されたことを特徴とする光学レンズユニット。
  2. 当接面におけるレーザー光源側の領域を第１の領域とし、前記当接面における光ファイバ側の領域を第２の領域とし、前記第１の領域の表面粗さを前記第２の領域の表面粗さより小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の光学レンズユニット。
  3. レーザー光源から射出されたレーザー光を光ファイバの先端部分に集光させる光学レンズユニットの製造方法であって、前記光学レンズユニットは、貫通孔を有する鏡筒と、前記貫通孔内にてプレス成形されその外周部が前記貫通孔の内周面に当接支持されるガラスレンズとからなり、前記鏡筒を作るにあたり、前記貫通孔の前記ガラスレンズとの当接面におけるレーザー光源側の領域を第１の領域とし、前記当接面における光ファイバ側の領域を第２の領域とし、前記鏡筒を形成する素体に前記貫通孔を形成するにあたり、前記素体の前記光ファイバ側に向けられる側よりプレス加工により前記貫通孔を部分的に形成する凹部を形成するとともに前記第２の領域を形成し、前記素体の前記レーザー光源に向けられる側より前記凹部に至るように切削加工を施し前記貫通孔を形成するとともに前記第１の領域を形成することを特徴とした光学レンズユニットの製造方法。
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