JP2013200479A - 光学装置及び光学装置の製造方法 - Google Patents
光学装置及び光学装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013200479A JP2013200479A JP2012069462A JP2012069462A JP2013200479A JP 2013200479 A JP2013200479 A JP 2013200479A JP 2012069462 A JP2012069462 A JP 2012069462A JP 2012069462 A JP2012069462 A JP 2012069462A JP 2013200479 A JP2013200479 A JP 2013200479A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical device
- pcf
- transition region
- optical fiber
- 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.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 91
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 23
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 65
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 7
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 27
- 101100348958 Caenorhabditis elegans smf-3 gene Proteins 0.000 description 17
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 101150099374 PCF2 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
レンズ部材と中空光ファイバとを融着する際に中空光ファイバ側の一定領域には、加熱によってガラス化した遷移領域が形成されて光の導波特性が劣化する。この問題を解決した光学装置を提供する。
【解決手段】
光学装置20はレンズ部材1と中空の穴を有するPCF2を融着したものである。レンズ部材1とPCF2を加熱して融着する際に、PCF2に配設された空孔6が塞がれガラス化した遷移領域7の長さを考慮して、レンズ部材1は、遷移領域7を越えてPCF2の空孔端面9に焦点位置を設定する。これにより、レンズ部材1からPCF2に入射する光が遷移領域7によって導波特性が劣化されることを防ぐ。
【選択図】図1
Description
そこで本発明の目的は、レンズ部材と中空光ファイバを融着接合して光を導波する構成において、融着時に中空光ファイバの空孔部が融解し塞がれてしまう遷移領域があっても、導波特性を劣化させることのない光学装置を提供することである。
中空光ファイバとレンズ部材とを接合した光学装置において、レンズ部材は、中空光ファイバとの接合部に形成された遷移領域より遠方で合焦するような特性を有するように構成されたことを特徴としている。
以下、本発明の好適な実施形態として第1実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。図1は本発明による光学装置20の断面構成を示し、図2はその斜視Aを示す。図3はレンズ部材と中空光ファイバの融着接合においてガラス化した遷移領域7ができる工程を示す。
図1において、光学装置20は、レンズ部材1として本実施形態では屈折率分布型のGIレンズ(以下GIレンズ1とする)を使用し、GIレンズ1と中空光ファイバ2(以下、PCFと略記する)が接合面8で融着接合されている。遷移領域7はPCF2の接合部側においてそのクラッド部5が、融着時の加熱溶融によって空孔6が塞がれガラス化した領域である。GIレンズ1の焦点位置は予めGIレンズ1の外側に設定されており、GIレンズ1に入射した光はGIレンズ1によって屈折され、PCF2のガラス化した遷移領域7を越えてPCF2の空孔端部9に焦点が結ばれるように設計されている。次に、図2は図1の光学装置20の矢視Aを示す。光学装置20において、融着接合されたPCF2は中央部にコア部4を有し、その周囲のクラッド部5には複数の空孔6が周期的に配設されている。この中空構造において、コア部4と配設された空孔6により光を閉じ込めて導波できるようになっている。
以上説明した図1に示す光学装置20の構成において、GIレンズ1側から入射した光はGIレンズ1によって屈折されPCF2側へ入る。そしてPCF2において長さが規定値に制御された遷移領域7を越えて空孔端部9に焦点を結ぶため、遷移領域7で拡散されること無くPCF2へ導波することができる。
次に、図3は前述のガラス化した遷移領域7が形成される工程を示す。図3(a)において、GIレンズ1とPCF2が融着接合する初期の状態を示す。GIレンズ1とPCF2のそれぞれの接合端面を製造装置(図示なし)に配設された2つのアーク電極10の間に所定の間隔をもって配置し、2つの電極10間にアーク放電を開始することにより、放電プラズマ11を発生させる。次に、図3(b)において、所定の放電時間を経過したあとGIレンズ1とPCF2を互いに近づける方向に移動させ融着させる。この融着する過程で、PCF2は放電プラズマ11の熱により空孔6が融解して塞がり、ガラス化して遷移領域7が形成される。一方、GIレンズ1側は表面が融解してPCF2と接合面8で融着接合し、光学装置20が完成する。
上記光学装置20の構成によれば、所定の条件下でアーク放電の放電時間を管理することによりPCF2に形成される遷移領域7の長さを規定値に制御することが可能となった。これにより、GIレンズ1の焦点位置をPCF2の遷移領域7を越えてPCF2の空孔端部9に合致させることが可能になり、導波特性を劣化させることのない光学装置20を提供できる。
次に、図5を参照して第2実施形態について説明する。図5に示す光学装置30は、図1に示す第1実施形態の光学装置20に対応しており、同一構成要素には同一番号を付している。図5において、光学装置30は第1実施形態の光学装置20に対して、GIレンズを2連のGIレンズ1aとGIレンズ1bにしたものであり又、別の光ファイバとの接続構成を図示したものである。
図5に示す光学装置30において、PCF2とGIレンズ1aは接合面8で融着接合されている。遷移領域7はPCF2の接合部側におけるクラッド部5において、融着時の加熱溶融によって空孔6が塞がれガラス化した領域である。次に、レンズ部はGIレンズとして第1のGIレンズ1aと第2のGIレンズ1bを組合せて使用し、総合的なGIレンズとしての焦点距離を設定し、その焦点位置は予めGIレンズ1aの外側に設定されている。次に、SMF3はGIレンズ1bと光学結合されており、SMF3から入射した光は、総合的なGIレンズとしてGIレンズ1bとGIレンズ1aによって屈折され、PCF2のガラス化した遷移領域7を越えてPCF2の空孔端部9に焦点が結ばれるように設計されている。
以上説明した光学装置30の構成において、SMF3側から入射した光はGIレンズ1bにおいて屈折され、GIレンズ1aに入射する。次にGIレンズ1aにおいてさらに屈
折され、GIレンズ1aとPCF2の接合面8を通過し、PCF2のガラス化した遷移領域7を通過し、PCF2の空孔端部9に焦点を結ぶ。PCF2のガラス化した遷移領域7の長さを考慮してGIレンズ1bとGIレンズ1aを総合した焦点距離を設計しPCF2の空孔端部9に焦点を結ぶように設定してあるので、SMF3からPCF2へ効率よく導波することができる。
以上説明した第2実施形態によれば、2つのGIレンズ(GIレンズ1a、GIレンズ1b)を組み合わせることにより、レンズ系の焦点距離やNA(開口数)に関する設計の自由度が増し、異なる種類の光ファイバ間を接続することが容易になり、SMF3とPCF2の間の導波を効率良く行うことができる光学装置30を提供できる。
次に、図6を参照して第3実施形態について説明する。図6は光学装置40を示し、図1に示す光学装置20に対応し、同一構成要素には同一番号を付し重複する説明は省略する。第3実施形態の光学装置40が第1実施形態の光学装置20と異なるところは、PCF2を挟んで両側にGIレンズ1が融着接合されている点である。図6においてPCF2の両側の接合面8近傍には第1実施形態の融着と同様に、ガラス化した遷移領域7が形成されている。第1実施形態の融着と同様にそれぞれの遷移領域7の長さを考慮してあり、それぞれのGIレンズ1の焦点位置を外側に設け、接合状態において遷移領域7を越えてそれぞれの空孔端部9に焦点位置を設定した構成になっている。これにより光学装置40が完成する。
以上説明した第3実施形態によれば、PCF2を挟んでGIレンズ1を融着接合した構成とすることにより、2つのレンズ1の外側端部に光ファイバを配設すれば、両光ファイバ間を結ぶ非接触コネクタとして利用できる光学装置40を提供できる。
次に、図7(a)〜(d)を参照して、第4実施形態における光学装置21の製造方法について説明する。図7に示す光学装置21の製造方法が第1実施形態の図3に示す光学装置20の製造方法と異なるところは、PCF2の融着する端面を予め融解させて遷移領域7を作り出しておき、遷移領域7の端面を研磨してカットすることで空孔端部9までの距離を規定値にそろえて精度を高めておくことである。
図7(a)はPCF2を単独で接合端面を融解させる工程を示す。単独でPCF2の接合端面を製造装置(図示なし)に配設された2つのアーク電極10の間に所定の位置に配置する。2つの電極10間にアーク放電を開始することにより、放電プラズマ11を発生し
PCF2の端部を加熱する。次に図7(b)は遷移領域7の形成工程を示す。この工程において、所定のアーク放電時間が経過するとPCF2の端部の空孔6が融解し塞がりガラス化して遷移領域7が形成される。このとき、遷移領域7の長さが規定値より少し長くなる様に放電条件を設定する。
以上説明した図7に示す形態の光学装置21の製造方法によれば、PCF2の融着端面を予め融解させて、遷移領域7を作り出しておき、端面を研磨することで空孔端部9までの距離を規定値にそろえることができる。これによりGIレンズ1と高い精度の遷移領域7の長さを持つPCF2aとを融着した光学装置21を得て、GIレンズ1の焦点位置を、より正確にPCF2の空孔端部9に合致させることができる。これにより安定した導波特性を有する光学装置21の製造方法を提供できる。
1a、1b GIレンズ
2 PCF(中空光ファイバ)
2a 先端を研磨したPCF
3 SMF
4 コア(部)
5 クラッド(部)
6 空孔(部)
7 遷移領域(ガラス化)
7a 遷移領域の規定値より長い部分
8 接合面
9 空孔端部
10 アーク電極
11 放電プラズマ
12 砥石
20、21、30、40、100 光学装置
Claims (7)
- 中空光ファイバとレンズ部材とを接合した光学装置において、前記レンズ部材は、前記中空光ファイバとの接合部に形成された遷移領域より遠方で合焦するような特性を有するように構成されたことを特徴とする光学装置。
- 前記レンズ部材は、NA(開口数)の異なるレンズ部材が複数連なって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 前記レンズ部材の他端には、前記中空光ファイバとMFD(モードフィールド径)が異なる第2の光ファイバが接合されており、前記中空光ファイバと前記第2の光ファイバの各々のモードフィールド径に応じて、前記複数のレンズ部材の各屈折率が選択されることを特徴とする請求項2に記載の光学装置。
- 前記中空光ファイバは、PCF(フォトニック結晶ファイバ)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記レンズ部材は、GIレンズ(屈折率分布型レンズ)であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記中空光ファイバと、前記レンズ部材の外径は、ほぼ同径であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学装置。
- 中空光ファイバとレンズ部材とを接合する光学装置の製造方法であって、前記中空光ファイバの接合面側を予め融解して遷移領域を設ける工程と、前記遷移領域を所定の長さに形成する工程と、所定の長さに形成された前記遷移領域の端面を研磨する工程と、研磨された前記遷移領域の端面と前記レンズ部材とを融着する工程とからなり、前記遷移領域の長さは、前記レンズ部材が前記遷移領域より遠方で合焦するような特性を有する長さとなるように形成することを特徴とする光学装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012069462A JP5858838B2 (ja) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | 光学装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012069462A JP5858838B2 (ja) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | 光学装置の製造方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013200479A true JP2013200479A (ja) | 2013-10-03 |
JP2013200479A5 JP2013200479A5 (ja) | 2014-12-18 |
JP5858838B2 JP5858838B2 (ja) | 2016-02-10 |
Family
ID=49520757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012069462A Active JP5858838B2 (ja) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | 光学装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5858838B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3039289A1 (fr) * | 2015-07-22 | 2017-01-27 | Thales Sa | Terminaison pour fibre optique a coeur creux |
JP2022502716A (ja) * | 2018-10-03 | 2022-01-11 | ルメニシティ・リミテッド | 光導波路アダプタ組立体 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006209085A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Precise Gauges Co Ltd | 光部品の製造方法及び製造装置、並びに、光部品 |
JP2009175271A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Ntt Advanced Technology Corp | 光ファイバ端部形状及び光ファイバ端部処理方法 |
JP2009187010A (ja) * | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Gwangju Inst Of Science & Technology | フレネルレンズ一体型光ファイバ及びその製造方法{FiberLensWithFresnelZonePlateLensAndMethodForProducingTheSame} |
JP2011175245A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-09-08 | Citizen Holdings Co Ltd | レーザ光源 |
-
2012
- 2012-03-26 JP JP2012069462A patent/JP5858838B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006209085A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Precise Gauges Co Ltd | 光部品の製造方法及び製造装置、並びに、光部品 |
JP2009175271A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Ntt Advanced Technology Corp | 光ファイバ端部形状及び光ファイバ端部処理方法 |
JP2009187010A (ja) * | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Gwangju Inst Of Science & Technology | フレネルレンズ一体型光ファイバ及びその製造方法{FiberLensWithFresnelZonePlateLensAndMethodForProducingTheSame} |
JP2011175245A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-09-08 | Citizen Holdings Co Ltd | レーザ光源 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3039289A1 (fr) * | 2015-07-22 | 2017-01-27 | Thales Sa | Terminaison pour fibre optique a coeur creux |
JP2022502716A (ja) * | 2018-10-03 | 2022-01-11 | ルメニシティ・リミテッド | 光導波路アダプタ組立体 |
JP7371828B2 (ja) | 2018-10-03 | 2023-10-31 | マイクロソフト テクノロジー ライセンシング,エルエルシー | 光導波路アダプタ組立体 |
US11960119B2 (en) | 2018-10-03 | 2024-04-16 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Optical waveguide adapter assembly |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5858838B2 (ja) | 2016-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10429589B2 (en) | Optical fiber for silicon photonics | |
US7742669B2 (en) | Optical fiber pump multiplexer | |
JP3615735B2 (ja) | 相当大きな断面積の光学素子に溶着接続された光ファイバを使用するコリメータの製造 | |
WO2013136579A1 (ja) | 光ファイバコンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置 | |
JP5093527B2 (ja) | 複合光導波路、波長可変フィルタ、波長可変レーザ、および光集積回路 | |
CN110542949B (zh) | 一种用于硅光波导连接和耦合的光纤制作方法及加热装置 | |
JP2009187010A (ja) | フレネルレンズ一体型光ファイバ及びその製造方法{FiberLensWithFresnelZonePlateLensAndMethodForProducingTheSame} | |
CN102253457A (zh) | 一种热扩芯光纤准直器 | |
US7580609B1 (en) | Fiber intensity reducing devices and related systems | |
JP2009031459A (ja) | 可視光伝送用シングルモード光ファイバ | |
EP2614393A1 (en) | Optical fiber assembly and methods of making the same | |
JP2013007959A (ja) | 光ファイバの端面処理方法及び光ファイバの端末構造 | |
JP5858838B2 (ja) | 光学装置の製造方法 | |
JP2019095783A (ja) | 光ファイバのコア径変換体及び異種光ファイバ接続体 | |
CN109387904B (zh) | 一种光纤激光合束器及其制造方法 | |
JP2015175958A (ja) | 半導体レーザモジュール、半導体レーザ光源及び半導体レーザシステム | |
US11092747B2 (en) | Whispering gallery mode resonator and manufacturing method thereof | |
JP2005017702A (ja) | 光コネクタおよびその接続構造 | |
JP2017111173A (ja) | ファイバヒューズ抑圧ファイバ及び光コネクタ | |
JP2008299029A (ja) | フェルールおよびその製造方法ならびそれを用いた光デバイス、ファイバスタブ、光レセプタクル | |
CN203337850U (zh) | 扩束光纤 | |
JP2008299303A (ja) | レンズ付き光ファイバとその製造方法 | |
JP2006154868A (ja) | レンズ機能付き光ファイバおよびその製造方法 | |
CN216979357U (zh) | 一种对光纤阵列产生的输入光斑进行压缩整形的光波导 | |
JP2006113488A (ja) | 光ファイバコリメータおよびこれを用いた光ファイバ部品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD07 | Notification of extinguishment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427 Effective date: 20130626 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141030 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141030 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150529 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150626 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151215 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5858838 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |