JP2654755B2 - Low-reflection optical components with uneven mating connection - Google Patents

Low-reflection optical components with uneven mating connection

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JP2654755B2
JP2654755B2 JP6066549A JP6654994A JP2654755B2 JP 2654755 B2 JP2654755 B2 JP 2654755B2 JP 6066549 A JP6066549 A JP 6066549A JP 6654994 A JP6654994 A JP 6654994A JP 2654755 B2 JP2654755 B2 JP 2654755B2
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optical component
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三章 池田
紘一 西沢
史郎 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバとレンズと
を凹凸嵌合により接続した低反射型光部品に関し、更に
詳しく述べると、光ファイバ先端面に円錐状の凸部を形
成し、レンズ接続面には円錐状の凹部を形成して、両者
を直接嵌合させて接着固定した光部品に関するものであ
る。この技術は、例えば光ファイバを伝搬する光を平行
ビームに変換したり、逆に平行ビームを光ファイバに効
率よく結合させるピグテイル型ファイバコリメータなど
に適用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-reflection type optical component in which an optical fiber and a lens are connected by concave and convex fitting, and more particularly, to a lens having a conical convex portion formed on the end face of the optical fiber. The present invention relates to an optical component in which a conical concave portion is formed in a connection surface, and the two are directly fitted to each other and bonded and fixed. This technique can be applied to, for example, a pigtail-type fiber collimator that converts light propagating through an optical fiber into a parallel beam, or conversely, efficiently couples the parallel beam to the optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバと屈折率分布型ロッドレンズ
とを、それらの光軸を精度よく合わせて一体化した光部
品は従来公知である。その代表的な例であるファイバコ
リメータは、光ファイバを伝播した光を平行ビームに変
換し、逆に空間伝搬した平行ビームを光ファイバに結合
する機能を有する。そのためファイバコリメータが形成
する平行ビーム空間に各種の光学部品を配置することに
よって、光分岐器、光分波器、光スイッチ等が構成でき
る。
2. Description of the Related Art An optical component in which an optical fiber and a gradient index rod lens are integrated so that their optical axes are accurately aligned has been conventionally known. A fiber collimator, which is a typical example, has a function of converting light that has propagated through an optical fiber into a parallel beam, and coupling the parallel beam that has spatially propagated to the optical fiber. Therefore, by disposing various optical components in the parallel beam space formed by the fiber collimator, an optical splitter, an optical demultiplexer, an optical switch, and the like can be configured.

【0003】従来のピグテイル型ファイバコリメータ
は、例えば次のような構造になっていた。ロッドレンズ
は円筒状のレンズホルダ内に挿入し、接着剤などにより
固定する。他方、光ファイバケーブルは円筒状のスリー
ブで保持する。光ファイバケーブルの先端部分で露出し
ている光ファイバは、金属又はガラスなどからなるパイ
プに挿入し、更にフェルール内に挿入して保持する。そ
して、このフェルールを前記レンズホルダに差し込んで
光軸調整を行い、間に樹脂接着剤を充填することで全体
を固着一体化する。なおスリーブはレンズホルダに嵌め
込む。ここで光ファイバ先端面は、ロッドレンズ端面に
対して一定間隔をおいて対向しており(接触していな
い)、それらの隙間にマッチングオイル等を介在させ
て、光軸調整や拡がり角の調整を行っている。
A conventional pigtail type fiber collimator has, for example, the following structure. The rod lens is inserted into a cylindrical lens holder and fixed with an adhesive or the like. On the other hand, the optical fiber cable is held by a cylindrical sleeve. The optical fiber exposed at the tip of the optical fiber cable is inserted into a pipe made of metal or glass, and further inserted and held in a ferrule. Then, the ferrule is inserted into the lens holder, the optical axis is adjusted, and a resin adhesive is filled between the ferrules to integrally fix the ferrule. Note that the sleeve is fitted into the lens holder. Here, the tip end of the optical fiber is opposed to (not in contact with) the end face of the rod lens at a constant interval, and the matching of the matching oil or the like is interposed between the gaps to adjust the optical axis or adjust the divergence angle. It is carried out.

【0004】このようなファイバコリメータにおいて、
ロッドレンズ端面が光軸に対して垂直の場合には、その
端面での後方反射量(反射戻り光量)が多くなる。そこ
で、戻り光に敏感な光源などを接続する場合には、ロッ
ドレンズ端面を斜めに加工し反射光が光ファイバに戻ら
ないようにして後方反射量を低減することも行われてい
る。
In such a fiber collimator,
When the end surface of the rod lens is perpendicular to the optical axis, the amount of back reflection (the amount of reflected return) at the end surface increases. Therefore, when a light source or the like sensitive to return light is connected, the end face of the rod lens is processed obliquely so that the reflected light does not return to the optical fiber to reduce the amount of back reflection.

【0005】ところで、光ファイバとレンズとを結合す
る光コネクタに関しては、レンズの焦点位置に自動的に
突起又は窪みを形成させ、光ファイバ先端のコア部に窪
み又は突起を形成して光ファイバ端面と無調整で光結合
させる技術が提案されている(特開平5−333232
号公報)。ここで突起は、平板マイクロレンズアレイの
一方の面に感光性樹脂(例えば感光性ポリイミド樹脂)
を塗布し、反対側のレンズ面からコリメート光を入射す
ることにより焦点位置で自動的に露光させ、硬化後、現
像処理することによって形成している。
Meanwhile, as for an optical connector for coupling an optical fiber and a lens, a projection or a depression is automatically formed at a focal position of the lens, and a depression or a projection is formed at a core portion at the tip of the optical fiber to form an end face of the optical fiber. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-333232) has been proposed.
No.). Here, the projection is formed on one surface of the flat microlens array by a photosensitive resin (for example, photosensitive polyimide resin).
Is applied, collimated light is incident from the lens surface on the opposite side to automatically expose at the focal position, and after curing, is formed by developing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来構造のファイバコ
リメータにおいて、ロッドレンズ端面が光軸に対して垂
直面の場合は後方反射量が大きく−20dB程度もあ
る。ロッドレンズ端面を傾斜面とすると、後方反射量は
低減するが(−40dB程度)、ロッドレンズ端面の斜
め加工が必要となり、高品質を安定して得ることが難し
い。ユーザー側からは後方反射に関して、それ以上の低
減衰化(具体的には、−50dB以下)を望む要求があ
るものの、それには対応し難い。また、いずれにして
も、ロッドレンズの両端面を精密研磨しなければなら
ず、加工工程が多くなり高価になる欠点がある。更に、
レンズと光ファイバとの光軸位置を合わせる精密調芯を
はじめとする組み立て作業に熟練を要し、組立工数が多
くかかる。フェルールなど高精度の部品を必要とするた
め、材料コストも高くなる。
In the fiber collimator having the conventional structure, when the rod lens end face is perpendicular to the optical axis, the amount of back reflection is large and is about -20 dB. If the rod lens end surface is an inclined surface, the amount of rear reflection is reduced (about -40 dB), but oblique processing of the rod lens end surface is required, and it is difficult to stably obtain high quality. Although there is a request from the user side for further reduction of the back reflection (specifically, -50 dB or less), it is difficult to cope with the demand. In any case, both ends of the rod lens must be precisely polished, resulting in a disadvantage that the number of processing steps increases and the cost increases. Furthermore,
The assembling work including precision alignment for aligning the optical axis position of the lens and the optical fiber requires skill, and the number of assembling steps is increased. Since high-precision parts such as ferrules are required, material costs are also high.

【0007】また、この種のファイバコリメータでは、
温度サイクルの前後の損失変動を保証しているが、実際
には昇温途中あるいは降温途中の損失変動が問題になる
場合が多い。光ファイバ先端面とロッドレンズ端面との
間には、ある程度の間隔が存在するので、充填した樹脂
接着剤で周囲を固着しても、使用部材や接着剤などの熱
膨張率差によって前記間隔が変化するし、光ファイバケ
ーブルに加わる外部応力などによっても間隔が変化し、
それらが損失変動につながる。また隙間にマッチングオ
イルを入れている場合は、周囲温度の変動による膨張・
収縮によって特性のゆらぎが生じ、それが大きな問題と
なる。
In this type of fiber collimator,
Although the loss fluctuation before and after the temperature cycle is guaranteed, in practice, the loss fluctuation during the temperature rise or the temperature fall often becomes a problem. Since there is a certain distance between the end surface of the optical fiber and the end surface of the rod lens, even if the periphery is fixed with a filled resin adhesive, the distance may be changed due to a difference in the coefficient of thermal expansion of the used member or the adhesive. The distance changes due to external stress applied to the optical fiber cable,
They lead to loss fluctuations. Also, if matching oil is placed in the gap, the expansion
Shrinkage causes characteristic fluctuations, which is a major problem.

【0008】レンズの焦点位置に自動的に突起又は窪み
を形成させ、コアに窪み又は突起を形成した光ファイバ
端面と無調整で光結合させる光コネクタでは、精密な調
芯作業は不要となるものの、レンズ材料がガラスである
のに対して、突起材料は樹脂などであり、屈折率の違い
は避けられない。その屈折率差によって、界面での反射
が生じるため、後方反射量の低減には限界があり、高性
能化は困難である。
In an optical connector in which a projection or a depression is automatically formed at a focal position of a lens and optically coupled to an end face of an optical fiber having a depression or a projection in a core without adjustment, precise alignment work is unnecessary. Meanwhile, while the lens material is glass, the projection material is resin or the like, and a difference in refractive index is inevitable. Since the reflection at the interface is caused by the difference in the refractive index, there is a limit in reducing the amount of back reflection, and it is difficult to achieve high performance.

【0009】本発明の目的は、レンズと光ファイバとの
接続に際して、レンズ接続面側の斜め加工や精密研磨加
工が不要であり、精密調芯作業無しに容易に自動調芯で
き、フェルールのような高精度の部材も要らず、熟練者
による特殊技術を殆ど必要とせずに組み立てができ、中
量・大量生産に適した構造の低反射型光部品を提供する
ことである。
An object of the present invention is to eliminate the need for oblique processing or precision polishing on the lens connection surface side when connecting a lens to an optical fiber, and to easily perform automatic alignment without precision alignment work, and to provide a ferrule-like structure. It is an object of the present invention to provide a low-reflection optical component having a structure suitable for medium-volume and mass-production, which does not require any high-precision members, can be assembled with little need for a special technique by a skilled person.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、凹凸嵌合によ
り光ファイバの先端面にレンズを直接結合した構成の光
部品である。即ち本発明は、光ファイバの先端面に、該
光ファイバのコア部自体が円錐状に突出している凸部を
形成し、該凸部と嵌合する凹部をレンズ接続面に形成
し、それら凸部と凹部を直接嵌合させて、その嵌合部近
傍で光学接着剤により固定した凹凸嵌合接続による低反
射型光部品である。ここで使用するレンズとしては、例
えば屈折率分布型ロッドレンズが好ましく、その一方の
端面を精密研磨面、他方の端面を切断面とし、該切断面
の光軸位置に円錐状圧子の熱間プレス転写による凹部を
形成する。光ファイバはガラスファイバであり、先端面
の凸部はエッチングにより形成する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an optical component having a structure in which a lens is directly connected to the distal end face of an optical fiber by fitting concave and convex. That is, the present invention forms a convex portion in which the core portion of the optical fiber itself protrudes in a conical shape on the distal end surface of the optical fiber, forms a concave portion that fits with the convex portion on the lens connection surface, and This is a low-reflection type optical component that has a concave-convex fitting connection in which a portion and a concave portion are directly fitted and fixed with an optical adhesive near the fitted portion. As the lens used here, for example, a gradient index rod lens is preferable, and one end face is a precision polished face, the other end face is a cut face, and a conical indenter is hot pressed at the optical axis position of the cut face. A concave portion is formed by transfer. The optical fiber is a glass fiber, and the projection on the tip surface is formed by etching.

【0011】光ファイバケーブル先端でその外被から露
出している光ファイバとレンズとの結合体を、外被の一
部を含めて筒状のジャケット内に収納し、外被端部近傍
のみでジャケットに接着一体化する。筒状のジャケット
は、例えばレンズを保持する保護カバー部と、中心を光
ファイバケーブルが挿通するケーブル押さえ部とからな
る。光ファイバとレンズとの結合体を保護カバー部内に
配置した状態で、露出している光ファイバの大部分及び
レンズが保護カバー部に対してフリーとなるように、光
ファイバケーブルの外被先端近傍部分と保護カバー部と
の間のみに接着剤を注入して固定する。これによってピ
グテイル型の光部品が構成される。なおジャケットは、
2個の筒状体を前後に結合する構造でもよいし、半筒状
の二つ割り成形品を組み合わせる構造でもよい。
The combined body of the optical fiber and the lens, which is exposed from the jacket at the end of the optical fiber cable, is housed in a tubular jacket including a part of the jacket, and is held only in the vicinity of the end of the jacket. Adhesively integrated with the jacket. The tubular jacket includes, for example, a protective cover for holding a lens, and a cable holder for inserting an optical fiber cable at the center. With the combined optical fiber and lens in the protective cover, near the distal end of the jacket of the optical fiber cable so that most of the exposed optical fibers and the lens are free with respect to the protective cover. An adhesive is injected and fixed only between the portion and the protective cover portion. Thus, a pigtail-type optical component is formed. The jacket is
A structure in which two cylindrical bodies are joined back and forth may be used, or a structure in which half-cylindrical split molded products are combined.

【0012】[0012]

【作用】光ファイバ先端面の凸部とレンズ接続面の凹部
とは、互いに嵌合し物理的に接触しており、それによっ
て自動的に調芯がなされる。しかも凸部及び凹部ともに
円錐状で斜めになっており、且つ凸部は光ファイバのコ
ア部自体からなるので屈折率に差は無く、それらのため
に後方反射量は大幅に(具体的には−50dB以下)減
少する。光ファイバとレンズとは物理的に接触した状態
で接着固定されており、それによって温度特性並びに耐
衝撃性の向上を図っている。
The convex portion of the optical fiber tip surface and the concave portion of the lens connection surface are fitted and physically in contact with each other, whereby the alignment is automatically performed. Moreover, both the convex portion and the concave portion are conical and oblique, and the convex portion is composed of the core portion of the optical fiber itself, so that there is no difference in the refractive index. -50 dB or less). The optical fiber and the lens are adhered and fixed in physical contact with each other, thereby improving the temperature characteristics and the impact resistance.

【0013】レンズは保護カバー部に対してクリアラン
スをもっているので、温度変化に応じて保護カバー部の
中の空気の呼吸が許容され、且つ光ファイバの僅かな撓
み変形なども許されるため、光ファイバとレンズとが直
接結合しているにもかかわらず、過大な熱応力が光ファ
イバに加わるのを防ぎ、光ファイバの破断などの発生を
防止する。また、これによって昇温途中及び降温途中で
の損失変動も最小限度に抑えられる。
Since the lens has a clearance with respect to the protective cover, air in the protective cover is allowed to breathe in response to a change in temperature, and slight deformation of the optical fiber is allowed. Even though the lens and the lens are directly coupled to each other, excessive thermal stress is prevented from being applied to the optical fiber, and breakage of the optical fiber is prevented. In addition, loss fluctuation during heating and cooling can be minimized.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明に係る光部品の一実施例を示す
説明図であり、Aは全体構成を示し、Bは凹凸嵌合接続
部の拡大断面を示している。この光部品は光ファイバ1
0の先端にレンズ12を直接結合した構造である。即
ち、光ファイバ10の先端面に、そのコア部14自体が
円錐状に突出している凸部16を形成し、該凸部16と
嵌合する円錐状の凹部18をレンズ12の一方の端面
(接続面)に形成する。そして、これら凸部16と凹部
18とを直接嵌合させ、その嵌合部近傍で光学接着剤2
0によって接着固定した構成である。
FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of an optical component according to the present invention, wherein A shows the entire configuration, and B shows an enlarged cross section of the concave / convex fitting connection portion. This optical component is an optical fiber 1
This is a structure in which the lens 12 is directly coupled to the front end of the lens. That is, a convex portion 16 whose core portion 14 protrudes in a conical shape is formed on the distal end surface of the optical fiber 10, and a conical concave portion 18 fitted with the convex portion 16 is formed on one end surface of the lens 12 ( Connection surface). Then, the convex portion 16 and the concave portion 18 are directly fitted to each other, and the optical adhesive 2 near the fitted portion.
0 is an adhesively fixed configuration.

【0015】ここで光ファイバ10は、コア部が酸化ゲ
ルマニウムをドープした材料からなる単一モードガラス
ファイバであり、光ファイバ10の先端をフッ酸(H
F)とフッ化アンモニウム(NH4 F)の混液でエッチ
ング処理することで、底面径約10μm、高さ約4μm
の円錐状の凸部16を形成してある。従って凸部16は
コア部14と同一材料からなる。次にレンズ12は屈折
率分布型ロッドレンズであり、両端面とも光軸に垂直な
面を有する円柱形状のガラスからなり、イオン拡散によ
り中心軸から半径方向に屈折率分布をもたせたものであ
る。レンズ12の一方の端面は精密に研磨するが、他方
の端面は切断したままの面でよく、その切断面の光軸位
置に、210〜400℃程度に加熱した円錐状(例えば
頂角120度程度)のダイヤモンド圧子を5秒程度押し
付ける。この熱間プレス法により、前記凸部16に対応
する形状の円錐状の凹部18を形成できる。形成される
凹部18は、ダイヤモンド圧子の型精度で転写されるた
め、レンズ端面が切断面でも(精密研磨面でなくても)
十分な面精度が得られるのである。
The optical fiber 10 is a single mode glass fiber whose core is made of a material doped with germanium oxide, and the tip of the optical fiber 10 is made of hydrofluoric acid (H
F) and ammonium fluoride (NH 4 F) by etching with a mixed solution, a bottom diameter of about 10 μm and a height of about 4 μm
Are formed. Therefore, the protrusion 16 is made of the same material as the core 14. Next, the lens 12 is a gradient index rod lens, which is made of cylindrical glass having both end faces perpendicular to the optical axis, and has a refractive index distribution in the radial direction from the central axis by ion diffusion. . One end face of the lens 12 is precisely polished, but the other end face may be a cut face, and a cone shape heated to about 210 to 400 ° C. (for example, a vertex angle of 120 °) is provided at the optical axis position of the cut face. ) Is pressed for about 5 seconds. By this hot pressing method, a conical concave portion 18 having a shape corresponding to the convex portion 16 can be formed. The concave portion 18 to be formed is transferred with the accuracy of the shape of the diamond indenter, so that the lens end surface can be either a cut surface (even if it is not a precision polished surface).
Sufficient surface accuracy can be obtained.

【0016】図2に示すように、光ファイバ10の先端
面をレンズ12の接続面に向け、当接させると、凸部1
6と凹部18の嵌合によって精密自動的に位置合わせが
なされる。その際に生じる極く僅かな隙間の調整や出射
ビームの拡がり角などの調整のために、必要があれば、
両者の間にマッチングオイル(図示せず)を介在させて
もよい。光学接着剤20としては、作業性の観点から、
例えば紫外線硬化性の接着剤が好ましい。このようにし
て、光ファイバとレンズとが一体に結合した光部品が得
られる。
As shown in FIG. 2, when the distal end surface of the optical fiber 10 is directed toward the connection surface of the lens 12 and is brought into contact therewith, the projection 1
By the fitting of the recess 6 with the recess 6, the positioning is automatically performed automatically. In order to adjust the very small gap that occurs at that time or to adjust the divergence angle of the output beam, if necessary,
A matching oil (not shown) may be interposed between the two. As the optical adhesive 20, from the viewpoint of workability,
For example, an ultraviolet curable adhesive is preferable. Thus, an optical component in which the optical fiber and the lens are integrally coupled is obtained.

【0017】このような光部品は、円錐状の凸部16と
円錐状の凹部18との直接嵌合による接続であるため、
光ファイバを伝播してレンズに向かうビームが接続部で
反射しても、光軸方向には戻り難く、そのため反射戻り
光は大幅に低減される。実験結果によれば、上記のよう
に製作した凹凸嵌合による接続構造によって、後方反射
量が−50dB以下の光部品が容易に得られた。
Since such an optical component is connected by direct fitting of the conical convex portion 16 and the conical concave portion 18,
Even if the beam propagating through the optical fiber and traveling toward the lens is reflected at the connection portion, it is difficult for the beam to return in the optical axis direction, so that the reflected return light is greatly reduced. According to the experimental results, an optical component having a back reflection amount of −50 dB or less was easily obtained by the connection structure formed by the concave-convex fitting manufactured as described above.

【0018】現実には、光ファイバの凸部とレンズの凹
部の形状は、製作精度の関係上、必ずしも完全に一致す
るとは限らない。図3のAは、凹部18が深く凸部16
が低い場合である。図3のBは、逆に凹部18が浅く凸
部16が高い場合である。図面は、かなり極端に描いて
あるが、実際には、隙間(特にコア部14の先端部分で
の隙間)は極く僅かである。このような状態でも、凸部
16が凹部18に嵌合することで自動調芯がなされ、光
ファイバ10とレンズ12とは必ず物理的に接触した状
態となる。必要があれば、隙間にマッチングオイル22
を挾めばよい。隙間は上記のように極く僅かであるの
で、マッチングオイル22を挾んだとしても、それによ
る温度特性への影響は殆どない。
In reality, the shapes of the convex portion of the optical fiber and the concave portion of the lens do not always completely match in terms of manufacturing accuracy. 3A shows that the concave portion 18 is deep and the convex portion 16
Is low. FIG. 3B shows a case where the concave portion 18 is shallow and the convex portion 16 is high. Although the drawings are drawn to be extremely extreme, the gaps (especially at the tip of the core portion 14) are very small. Even in such a state, the self-alignment is performed by fitting the convex portion 16 into the concave portion 18, and the optical fiber 10 and the lens 12 always come into physical contact with each other. If necessary, add matching oil 22 to the gap.
You just have to put Since the gap is extremely small as described above, even if the matching oil 22 is sandwiched, there is almost no effect on the temperature characteristics.

【0019】このような光部品(光ファイバとレンズと
の結合体)は、通常、筒状のジャケット内に組み込まれ
て保持される。その一例として、ピグテイル型ファイバ
コリメータの例を図4に示す。光ファイバケーブルは、
光ファイバ10を外被30で被覆した構造であり、先端
部の外被を切除することで、先端部のみで光ファイバ1
0が露出している。ジャケットは、レンズ12を保持す
る円筒状の保護カバー部32と、中心を光ファイバケー
ブル30が丁度挿通可能な内径をもつ円筒状のケーブル
押さえ部34とからなり、該ケーブル押さえ部34の先
端小径段部が保護カバー部32の基端側に嵌合する構成
である。このようなジャケットは、プラスチックスある
いは金属(例えば黄銅)で製作する。
Such an optical component (a combination of an optical fiber and a lens) is usually incorporated and held in a tubular jacket. FIG. 4 shows an example of a pigtail type fiber collimator as one example. Fiber optic cable
This is a structure in which the optical fiber 10 is covered with a jacket 30. By cutting off the jacket at the distal end, the optical fiber 1 is covered only at the distal end.
0 is exposed. The jacket comprises a cylindrical protective cover portion 32 for holding the lens 12 and a cylindrical cable pressing portion 34 having an inner diameter at the center of which the optical fiber cable 30 can be inserted exactly. The step portion is configured to fit on the base end side of the protective cover portion 32. Such a jacket is made of plastics or metal (for example, brass).

【0020】このファイバコリメータの製作順序は次の
如くである。まず光ファイバケーブル30をケーブル押
さえ部34に挿通しておき、光ファイバ10の先端とレ
ンズ12の接続面とを、前記実施例のように凹凸嵌合さ
せて光学接着剤20で接続する。そしてレンズ12を保
護カバー部32の基端側から先端側の段部32aまで挿
入し、ケーブル押さえ部34を嵌合させる。このように
して光ファイバ10とレンズ12との結合体をジャケッ
ト内に配置した状態で、露出している光ファイバ10の
大部分及びレンズ12が保護カバー部32に対してフリ
ーとなるように(レンズ12は保護カバー部32に対し
て接着されずに一定のクリアランスをもつ)、光ファイ
バケーブルの外被先端部分近傍と保護カバー部32との
間のみに接着剤注入口36から接着剤38を注入して固
定する。なお符号40は接着剤注入の際の空気抜き孔で
ある。
The manufacturing order of the fiber collimator is as follows. First, the optical fiber cable 30 is inserted through the cable holding portion 34, and the tip of the optical fiber 10 and the connection surface of the lens 12 are fitted with the concave and convex as in the above-described embodiment and connected with the optical adhesive 20. Then, the lens 12 is inserted from the base end side of the protective cover part 32 to the step part 32a on the distal end side, and the cable pressing part 34 is fitted. With the combined body of the optical fiber 10 and the lens 12 thus arranged in the jacket, most of the exposed optical fiber 10 and the lens 12 are free with respect to the protective cover portion 32 ( The lens 12 has a certain clearance without being adhered to the protective cover 32), and the adhesive 38 is supplied from the adhesive inlet 36 only between the vicinity of the distal end portion of the optical fiber cable and the protective cover 32. Inject and fix. Reference numeral 40 denotes an air vent hole when the adhesive is injected.

【0021】図4の実施例は、ともに筒状の保護カバー
部32とケーブル押さえ部34とを嵌合させるジャケッ
ト構造であるが、保護カバー部とケーブル押さえ部とが
連続した半筒状の一体成形品とし、そのような二つ割り
形状の成形品を2個組み合わせる構造でもよい。その場
合には、一方の半筒状の成形品の中に、光ファイバとレ
ンズとの結合体を収め、他方の半筒状の成形品で覆っ
て、光ファイバケーブルの外被先端部分近傍とジャケッ
トとの間のみに接着剤を注入して固定する。
The embodiment shown in FIG. 4 has a jacket structure in which the cylindrical protective cover 32 and the cable pressing portion 34 are fitted together. However, the protective cover and the cable pressing portion are formed into a semi-cylindrical integrated body. It is also possible to adopt a structure in which two molded products having such a split shape are combined as a molded product. In such a case, the combined body of the optical fiber and the lens is placed in one half-cylindrical molded product, covered with the other half-cylindrical molded product, and the vicinity of the tip of the jacket of the optical fiber cable. An adhesive is injected only between the jacket and fixed.

【0022】一般に、このようなピグテイル型ファイバ
コリメータでは、光ファイバケーブルは長く且つ重いた
め、引張り力などの外部応力が作用し易い。接着剤38
による固定は、この外部応力が光ファイバ10とレンズ
12との接続部に及ぶのを防ぐ。光ファイバ10とレン
ズ12とは直接嵌合状態で接着されているので、レンズ
12を保護カバー部32に対して接着せずにフリーに
し、また光ファイバ10の周辺にも空間を設けておくこ
とで、ガラス(レンズ)とプラスチックあるいは金属
(ジャケット)との熱膨張差を吸収でき、光ファイバ1
0がいくぶん撓むように変形することでも熱膨張差を吸
収できる。更には光ファイバ周囲に形成される空間内の
空気の呼吸をレンズ12と保護カバー部32とのクリア
ランスで許容することで、その空気の熱膨張・熱収縮に
よる応力を緩和できる。これらによって、温度特性が向
上し、光ファイバが破断する虞れもなくなる。
Generally, in such a pigtail type fiber collimator, since an optical fiber cable is long and heavy, an external stress such as a tensile force is likely to act. Adhesive 38
Fixation prevents the external stress from reaching the connection between the optical fiber 10 and the lens 12. Since the optical fiber 10 and the lens 12 are directly bonded to each other in a fitted state, the lens 12 is not bonded to the protective cover portion 32 without bonding, and a space is provided around the optical fiber 10. Can absorb the difference in thermal expansion between glass (lens) and plastic or metal (jacket).
Deformation so that 0 is slightly bent can also absorb the difference in thermal expansion. Further, by allowing the breathing of the air in the space formed around the optical fiber by the clearance between the lens 12 and the protective cover 32, the stress due to the thermal expansion and contraction of the air can be reduced. As a result, the temperature characteristics are improved, and there is no possibility that the optical fiber is broken.

【0023】この低反射型光部品は、ファイバコリメー
タとして有用である。一方のレンズ端面の光軸中心位置
からの入射光が他方のレンズ端面で平行光となるような
レンズ系を選定使用すると、光ファイバを伝播した光
は、レンズによって平行性の良好な光ビームに変換され
る。逆にレンズに平行ビームが入射すると、それを効率
よく光ファイバに結合させることができる。従って、こ
のようなファイバコリメータが形成する平行ビーム空間
に光学部品を配置すれば、光分岐器、光分波器、光スイ
ッチなどを構成できる。レンズ選定によっては、コリメ
ート光を出射するのではなく、レンズ端面から出射する
ビームに所望の拡がり角度を持たせるような光部品も構
成できる。また上記の実施例では、レンズとして屈折率
分布型ロッドレンズを用いているが、球レンズであって
もよい。
This low reflection type optical component is useful as a fiber collimator. If a lens system is selected so that incident light from the optical axis center position of one lens end surface becomes parallel light at the other lens end surface, the light propagated through the optical fiber is converted into a light beam with good parallelism by the lens. Is converted. Conversely, when a parallel beam enters the lens, it can be efficiently coupled to the optical fiber. Therefore, if optical components are arranged in the parallel beam space formed by such a fiber collimator, an optical splitter, an optical splitter, an optical switch, and the like can be configured. Depending on the selection of the lens, an optical component that does not emit the collimated light but gives a desired divergence angle to the beam emitted from the lens end face can also be configured. In the above embodiment, a gradient index rod lens is used as a lens, but a spherical lens may be used.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明は上記のように、光ファイバの先
端面に円錐状に突出している凸部を形成し、レンズ接続
面の凹部と直接嵌合させて接着固定する構造なので、後
方反射量低減のためにレンズに斜め加工を施す必要がな
く、またレンズ接続面が切断面でよく(精密研磨面であ
る必要がない)、加工工程が短縮され、安価なレンズが
使用できる。本発明では、凸部と凹部の嵌合によって自
動的に調芯されるため、熟練を要する精密調芯作業が要
らず、製造装置も簡素化でき、またフェルールのような
高精度の高価な部材も不要となり、中量・多量生産も可
能となるので、製造コストも大幅に低減する。
As described above, the present invention has a structure in which a protruding portion that protrudes in a conical shape is formed on the tip end surface of an optical fiber and is directly fitted into the concave portion of the lens connection surface and is adhesively fixed. There is no need to perform oblique processing on the lens to reduce the amount, the lens connection surface may be a cut surface (no need to be a precision polished surface), the processing steps are shortened, and an inexpensive lens can be used. In the present invention, since the alignment is automatically performed by the fitting of the convex portion and the concave portion, precision alignment work requiring skill is not required, the manufacturing apparatus can be simplified, and a high-precision expensive member such as a ferrule is used. Is also unnecessary, and medium- and high-volume production is possible, so that the manufacturing cost is greatly reduced.

【0025】本発明では、光ファイバのコア部自体が円
錐状に突出している凸部とレンズ接続面の円錐状の凹部
とが直接嵌合している構造なので、光ファイバを通って
伝搬したビームが接続部で反射しても光ファイバには戻
り難く、そのため後方反射量を大幅に低減できる(−5
0dB以下)。また凹凸嵌合部は物理的に接触している
ので、温度特性が向上するし、耐衝撃性並びに耐振動性
も向上する。これらによって、良好な特性を呈し、且つ
周囲の環境の変化に対して安定した高品質の低反射型光
部品が得られる。
According to the present invention, since the core portion of the optical fiber itself has a structure in which the convex portion protruding in a conical shape and the conical concave portion of the lens connecting surface are directly fitted, the beam propagated through the optical fiber. Is hardly returned to the optical fiber even if it is reflected at the connection part, so that the amount of back reflection can be greatly reduced (−5).
0 dB or less). Further, since the concave and convex fitting portions are in physical contact, the temperature characteristics are improved, and the shock resistance and the vibration resistance are also improved. As a result, a high-quality low-reflection optical component that exhibits good characteristics and is stable against changes in the surrounding environment can be obtained.

【0026】本発明は、光ファイバとレンズとの結合体
を、外被の一部を含めて筒状のジャケット内に収納し、
外被端部近傍のみでジャケットに接着一体化したので、
極めて簡単な構造となり、部材点数の低減、各部材の簡
素化によるコストダウン、組み立ての容易さなどの効果
により、大幅な低廉化が可能である。そして、光ファイ
バケーブルは光ファイバを外被で被覆した構造であり、
長く重いが、光ファイバとレンズとの結合体をジャケッ
トで保持した時に、主として外被とジャケットとが接着
剤で固定され、レンズとジャケットは接着されずに相互
にフリーな状態で、光ファイバの周囲も大部分空間であ
るので、各部材の熱膨張差を吸収して、ジャケット内で
光ファイバに過大な応力がかかるのを防ぐことができ、
光ファイバの破損が生じる虞れはない。
According to the present invention, a combined body of an optical fiber and a lens is housed in a cylindrical jacket including a part of a jacket,
Adhesive integrated with the jacket only near the end of the jacket,
The structure is extremely simple, and the cost can be significantly reduced due to effects such as reduction in the number of members, simplification of each member, cost reduction, and ease of assembly. And the optical fiber cable has a structure in which the optical fiber is covered with a jacket,
Although it is long and heavy, when the combined body of the optical fiber and the lens is held by the jacket, the jacket and the jacket are mainly fixed with an adhesive, and the lens and the jacket are not bonded and are free from each other. Since the surroundings are also mostly spaces, it is possible to absorb the difference in thermal expansion of each member and prevent the optical fiber from being subjected to excessive stress in the jacket.
There is no possibility that the optical fiber will be damaged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る光部品の一実施例を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of an optical component according to the present invention.

【図2】その組み立て説明図。FIG. 2 is an explanatory view of the assembly.

【図3】凹凸嵌合接続部の例を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing an example of an uneven fitting connection portion.

【図4】ジャケットに組み込んだ本発明に係る光部品の
一例を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of an optical component according to the present invention incorporated in a jacket.

【符号の説明】 10 光ファイバ 12 レンズ 14 コア部 16 凸部 18 凹部 20 光学接着剤 30 光ファイバケーブル 32 保護カバー部 34 ケーブル押さえ部DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical fiber 12 Lens 14 Core part 16 Convex part 18 Concave part 20 Optical adhesive 30 Optical fiber cable 32 Protective cover part 34 Cable holding part

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光ファイバとレンズを結合した光部品に
おいて、光ファイバの先端面に、該光ファイバのコア部
自体が円錐状に突出するようにエッチングにより形成し
凸部を設けると共に、該凸部と嵌合する円錐状をなす
ように円錐状圧子の転写により形成した凹部をレンズの
接続面に設け、それら凸部と凹部とを直接嵌合させて、
その嵌合部近傍で光学接着剤により固定したことを特徴
とする凹凸嵌合接続による低反射型光部品。
1. An optical component comprising an optical fiber and a lens, wherein a core portion of the optical fiber is formed on a tip end surface of the optical fiber by etching so as to protrude in a conical shape.
Provided with a convex portion was, forms a conical to mate with the convex portion
The concave portion formed by the transfer of the conical indenter is provided on the connection surface of the lens as described above , and the convex portion and the concave portion are directly fitted,
A low-reflection type optical component having a concave / convex fitting connection, wherein the optical component is fixed by an optical adhesive near the fitting portion.
【請求項2】 レンズが屈折率分布型ロッドレンズであ
り、その一方の端面を精密研磨面、他方の端面を切断面
とし、該切断面の光軸位置に円錐状圧子の転写による凹
部が形成されている請求項1記載の光部品。
2. The lens is a gradient index rod lens, one end surface of which is a precision polished surface and the other end surface of which is a cut surface, and a concave portion formed by transferring a conical indenter at an optical axis position of the cut surface. The optical component according to claim 1, wherein:
【請求項3】 光ファイバケーブル先端で外被から露出
している光ファイバとレンズとの結合体を、外被の一部
を含めて筒状のジャケット内に収納し、外被端部近傍の
みでジャケットに接着一体化した請求項1記載の光部
品。
3. A combined body of an optical fiber and a lens, which is exposed from a jacket at the tip of an optical fiber cable, is housed in a cylindrical jacket including a part of the jacket, and only in the vicinity of the end of the jacket. The optical component according to claim 1, wherein the optical component is bonded and integrated with the jacket.
【請求項4】 筒状のジャケットは、レンズを保持する
保護カバー部と、中心を光ファイバケーブルが挿通する
ケーブル押さえ部とを備え、光ファイバとレンズとの結
合体を保護カバー部内に収納した状態で、露出している
光ファイバの大部分とレンズが保護カバー部に対してフ
リーとなるように、光ファイバケーブルの外被先端近傍
部分と保護カバー部との間のみに接着剤を注入して固定
した請求項3記載の光部品。
4. A tubular jacket includes a protective cover for holding a lens, and a cable pressing portion through which an optical fiber cable is inserted. A combined body of the optical fiber and the lens is housed in the protective cover. In this state, inject the adhesive only between the protective cover and the vicinity of the tip of the jacket of the optical fiber cable so that most of the exposed optical fiber and the lens are free with respect to the protective cover. 4. The optical component according to claim 3, wherein the optical component is fixed.
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