JP3441013B2 - 光結合レンズ - Google Patents
光結合レンズInfo
- Publication number
- JP3441013B2 JP3441013B2 JP08978094A JP8978094A JP3441013B2 JP 3441013 B2 JP3441013 B2 JP 3441013B2 JP 08978094 A JP08978094 A JP 08978094A JP 8978094 A JP8978094 A JP 8978094A JP 3441013 B2 JP3441013 B2 JP 3441013B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- max
- optical
- optical coupling
- light
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光結合レンズ、より詳
細には半導体レーザーもしくは発光ダイオードから放射
される光束を光ファイバの入射端面に光結合させるため
のレンズに関する。
細には半導体レーザーもしくは発光ダイオードから放射
される光束を光ファイバの入射端面に光結合させるため
のレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータネットワークを初めとする
通信分野で、伝送可能な情報料の多さから、光通信が主
流となりつつある。光通信の信号源としては、制御の容
易性や安価であること等の理由から、一般に半導体レー
ザーや発光ダイオード（以下、それぞれ、ＬＤおよびＬ
ＥＤと略記する）が用いられている。また、信号を乗せ
られた光を伝送する伝送体としては一般に、光ファイバ
が使用されている。
通信分野で、伝送可能な情報料の多さから、光通信が主
流となりつつある。光通信の信号源としては、制御の容
易性や安価であること等の理由から、一般に半導体レー
ザーや発光ダイオード（以下、それぞれ、ＬＤおよびＬ
ＥＤと略記する）が用いられている。また、信号を乗せ
られた光を伝送する伝送体としては一般に、光ファイバ
が使用されている。
【０００３】光結合レンズは、上記ＬＤ，ＬＥＤから放
射される光束を光ファイバの入射端面に光結合させるた
めのレンズである。光源から放射される全光量に対し、
光ファイバに確実に送りこまれて、光ファイバにより伝
送される光量の比を「光結合率」と呼ぶが、ノイズの少
ない強い信号が伝送されるためには、光結合レンズによ
る光結合率が有効に大きいことが必要である。
射される光束を光ファイバの入射端面に光結合させるた
めのレンズである。光源から放射される全光量に対し、
光ファイバに確実に送りこまれて、光ファイバにより伝
送される光量の比を「光結合率」と呼ぶが、ノイズの少
ない強い信号が伝送されるためには、光結合レンズによ
る光結合率が有効に大きいことが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、光結合率の大きい新
規な光結合レンズの提供を目的とする。この発明の他の
目的は、光結合率が大きく、光結合の途上で各種の測定
やスイッチングを容易に実施し得る新規な光結合レンズ
の提供にある。
情に鑑みてなされたものであって、光結合率の大きい新
規な光結合レンズの提供を目的とする。この発明の他の
目的は、光結合率が大きく、光結合の途上で各種の測定
やスイッチングを容易に実施し得る新規な光結合レンズ
の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の「光結合レン
ズ」は、光源であるＬＤもしくはＬＥＤから放射される
光束を、光ファイバの入射端面に光結合させるためのレ
ンズである（請求項１，２）。
ズ」は、光源であるＬＤもしくはＬＥＤから放射される
光束を、光ファイバの入射端面に光結合させるためのレ
ンズである（請求項１，２）。
【０００６】光結合レンズは、単一のレンズにより構成
され、このレンズの、光ファイバ側のレンズ面が「光軸
対称の非球面」であることも可能である。
され、このレンズの、光ファイバ側のレンズ面が「光軸
対称の非球面」であることも可能である。
【０００７】この場合、この非球面を通過する光線の最
大高さをｈｍａｘ、最大高さ：ｈｍａｘにおける非球面
値をＺ(ｈｍａｘ)、上記非球面の光軸上の曲率半径をｒ
とするとき、これらは、条件 （１−１） ０．８｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＞Ｚ(ｈｍａｘ) ＞｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝ を満足する。
大高さをｈｍａｘ、最大高さ：ｈｍａｘにおける非球面
値をＺ(ｈｍａｘ)、上記非球面の光軸上の曲率半径をｒ
とするとき、これらは、条件 （１−１） ０．８｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＞Ｚ(ｈｍａｘ) ＞｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝ を満足する。
【０００８】なお、「光軸対称の非球面」は、この明細
書において、光軸に合致させてＺ軸を、光ファイバ側に
向かって正としてとり、光軸に直交する方向に座標：ｈ
を取るとき、光軸上における曲率半径をｒ、円錐定数を
Ｋ、高次の非球面係数をＡ，Ｂ，Ｃとするとき、 Ｚ(ｈ)＝(１/ｒ)ｈ２／［１＋√{１−(Ｋ＋１)(１/ｒ)２ｈ２｝］ ＋Ａ・ｈ４＋Ｂ・ｈ６＋Ｃ・ｈ８ （１） なる式で表される曲線を光軸の回りに回転することによ
り得られる曲面である。
書において、光軸に合致させてＺ軸を、光ファイバ側に
向かって正としてとり、光軸に直交する方向に座標：ｈ
を取るとき、光軸上における曲率半径をｒ、円錐定数を
Ｋ、高次の非球面係数をＡ，Ｂ，Ｃとするとき、 Ｚ(ｈ)＝(１/ｒ)ｈ２／［１＋√{１−(Ｋ＋１)(１/ｒ)２ｈ２｝］ ＋Ａ・ｈ４＋Ｂ・ｈ６＋Ｃ・ｈ８ （１） なる式で表される曲線を光軸の回りに回転することによ
り得られる曲面である。
【０００９】レンズの光源側のレンズ面は、これを球面
とすることができる。あるいは、光源側のレンズ面も、
光軸対称の非球面としてもよい。
とすることができる。あるいは、光源側のレンズ面も、
光軸対称の非球面としてもよい。
【００１０】請求項１記載の光結合レンズは、光源側か
ら光ファイバ側へ向かって、第１，第２レンズを配して
成る。「第１レンズ」は、光源からの光束を、光軸に平
行な平行光束とする。「第２レンズ」は、第１レンズに
よる平行光束を、光ファイバの入射端面に向かって集光
させる。
ら光ファイバ側へ向かって、第１，第２レンズを配して
成る。「第１レンズ」は、光源からの光束を、光軸に平
行な平行光束とする。「第２レンズ」は、第１レンズに
よる平行光束を、光ファイバの入射端面に向かって集光
させる。
【００１１】第１レンズの光ファイバ側のレンズ面は、
光軸対称の非球面であり、この非球面を通過する光線の
最大高さをｈｍａｘ、最大高さ：ｈｍａｘにおける非球
面値をＺ(ｈｍａｘ)、上記非球面の光軸上の曲率半径を
ｒとするとき、これらは、条件 （２−１） ０．８｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＞Ｚ(ｈｍａｘ) ＞｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝ を満足する。
光軸対称の非球面であり、この非球面を通過する光線の
最大高さをｈｍａｘ、最大高さ：ｈｍａｘにおける非球
面値をＺ(ｈｍａｘ)、上記非球面の光軸上の曲率半径を
ｒとするとき、これらは、条件 （２−１） ０．８｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＞Ｚ(ｈｍａｘ) ＞｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝ を満足する。
【００１２】また、第１および第２レンズの焦点距離を
それぞれｆ１，ｆ２とするとき、これらは、条件 （２−２） ０．１５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．２５ を満足する。
それぞれｆ１，ｆ２とするとき、これらは、条件 （２−２） ０．１５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．２５ を満足する。
【００１３】請求項１記載の光結合レンズにおいても、
第１レンズの光ファイバ側のレンズ面以外の１以上のレ
ンズ面にも、光軸対称の非球面を採用することができ
る。例えば、請求項２記載の光結合レンズのように、第
１レンズの光ファイバ側のレンズ面とともに、第２レン
ズの光源側のレンズ面も光軸対称の非球面とすることが
できる。
第１レンズの光ファイバ側のレンズ面以外の１以上のレ
ンズ面にも、光軸対称の非球面を採用することができ
る。例えば、請求項２記載の光結合レンズのように、第
１レンズの光ファイバ側のレンズ面とともに、第２レン
ズの光源側のレンズ面も光軸対称の非球面とすることが
できる。
【００１４】
【作用】この発明の光結合レンズにより、光源からの光
束を結合される光ファイバは、良く知られたように、一
般に軸芯部分が高屈折率：ｎ１のコア部で、その周囲
を、低屈折率：ｎ２のクラッド層が囲繞した構成となっ
ている。
束を結合される光ファイバは、良く知られたように、一
般に軸芯部分が高屈折率：ｎ１のコア部で、その周囲
を、低屈折率：ｎ２のクラッド層が囲繞した構成となっ
ている。
【００１５】光ファイバの入力端面（ファイバの軸心方
向に直交する）を光結合レンズの光軸と直交させた状態
で、光結合レンズから入射端面のコア部に入射する光線
の上記軸芯に対する角度をθとすると、この光線が光フ
ァイバにより伝送される条件、即ち、コア部に入射した
光線が、コア部とクラッド層との境界部において、コア
部側へ全反射される条件は、周知の通り、「ｓｉｎθ＜
√（ｎ１ ２−ｎ２ ２）」であり、θの臨界角：θ０は、
シングルモードファイバにおいては、一般に６度前後で
ある。
向に直交する）を光結合レンズの光軸と直交させた状態
で、光結合レンズから入射端面のコア部に入射する光線
の上記軸芯に対する角度をθとすると、この光線が光フ
ァイバにより伝送される条件、即ち、コア部に入射した
光線が、コア部とクラッド層との境界部において、コア
部側へ全反射される条件は、周知の通り、「ｓｉｎθ＜
√（ｎ１ ２−ｎ２ ２）」であり、θの臨界角：θ０は、
シングルモードファイバにおいては、一般に６度前後で
ある。
【００１６】即ち、光結合効率を高めるためには、光結
合レンズからの光束が、６度程度以下の収束角で、光フ
ァイバのコア部に入射するようにしなければならない。
このとき、光結像レンズに球面収差があると、光結合率
が大きく影響される。
合レンズからの光束が、６度程度以下の収束角で、光フ
ァイバのコア部に入射するようにしなければならない。
このとき、光結像レンズに球面収差があると、光結合率
が大きく影響される。
【００１７】条件（１−１），（２−１）は、光結合レ
ンズの球面収差を光結合率の観点から規制する条件であ
る。条件（１−１），（１−２）の下限を超えると、非
球面を用いない状態となり球面収差が補正不足となる。
球面収差が補正不足だと、光ファイバのコア部に、上記
臨界角を超える角度で入射する光線が多くなり、光結合
率が低下する。
ンズの球面収差を光結合率の観点から規制する条件であ
る。条件（１−１），（１−２）の下限を超えると、非
球面を用いない状態となり球面収差が補正不足となる。
球面収差が補正不足だと、光ファイバのコア部に、上記
臨界角を超える角度で入射する光線が多くなり、光結合
率が低下する。
【００１８】また条件（１−１），（２−１）の上限を
超えると、球面収差が補正過剰となって、入射端面で、
コア部からはみ出す光線が増え、やはり光結合率が低下
してしまう。
超えると、球面収差が補正過剰となって、入射端面で、
コア部からはみ出す光線が増え、やはり光結合率が低下
してしまう。
【００１９】請求項１，２記載の光結合レンズでは、光
源からの光束が第１レンズにより光軸に平行な平行光束
とされ、次いで第２レンズにより光ファイバの入射端面
に向けて集光される。従って、第１レンズと第２レンズ
との間の、平行光束の部分を利用して、各種の測定やス
イッチングを行うことができる。
源からの光束が第１レンズにより光軸に平行な平行光束
とされ、次いで第２レンズにより光ファイバの入射端面
に向けて集光される。従って、第１レンズと第２レンズ
との間の、平行光束の部分を利用して、各種の測定やス
イッチングを行うことができる。
【００２０】この発明の光結合レンズに対し、光源とし
て用いられるＬＤ，ＬＥＤは、発散性の光束を放射す
る。この発散性の光束は、発散角の増大とともに釣鐘型
の曲線を描いて光強度が低下する正規分布型の光強度分
布を有し、この特性を表す「半値半角（放射光束におけ
る最大光強度の１／２の強度を持つ発散角範囲の１／２
の角度領域）」は周知の如く１０〜２０度である。
て用いられるＬＤ，ＬＥＤは、発散性の光束を放射す
る。この発散性の光束は、発散角の増大とともに釣鐘型
の曲線を描いて光強度が低下する正規分布型の光強度分
布を有し、この特性を表す「半値半角（放射光束におけ
る最大光強度の１／２の強度を持つ発散角範囲の１／２
の角度領域）」は周知の如く１０〜２０度である。
【００２１】このような光源から放射される発散性の光
束の、発散の起点を中心として、光軸に対し３０度傾く
光線を連ねてできる円錐状の領域を考えると、この円錐
状領域に放射される光量は、全放射光量の９５％以上と
なる。
束の、発散の起点を中心として、光軸に対し３０度傾く
光線を連ねてできる円錐状の領域を考えると、この円錐
状領域に放射される光量は、全放射光量の９５％以上と
なる。
【００２２】従って、光結合レンズに、光源からの光を
十分に取り込むには、開口数：ＮＡとしては０．５（＝
ｓｉｎ３３度）程度あれば十分であることになる。この
ように取り込んだ光束は、光ファイバの入射端面に向か
って、前記の６度程度の収束角で収束されねばならな
い。
十分に取り込むには、開口数：ＮＡとしては０．５（＝
ｓｉｎ３３度）程度あれば十分であることになる。この
ように取り込んだ光束は、光ファイバの入射端面に向か
って、前記の６度程度の収束角で収束されねばならな
い。
【００２３】請求項１、２記載の発明の光結合レンズの
ように、第１，第２レンズにより光結合レンズを構成す
る場合、第１レンズの焦点距離と、第２レンズの焦点距
離の比は、光源からの光を十分に取り込み、尚且つ効率
良く光ファイバに入射させるために、各レンズのＮＡの
比の、逆数程度、即ち、｜ｆ１／ｆ２｜≒（第２レンズ
のＮＡ）／（第１レンズのＮＡ）である必要がある。
ように、第１，第２レンズにより光結合レンズを構成す
る場合、第１レンズの焦点距離と、第２レンズの焦点距
離の比は、光源からの光を十分に取り込み、尚且つ効率
良く光ファイバに入射させるために、各レンズのＮＡの
比の、逆数程度、即ち、｜ｆ１／ｆ２｜≒（第２レンズ
のＮＡ）／（第１レンズのＮＡ）である必要がある。
【００２４】条件（２−２）は、この条件を定めたもの
で、上限を超えると、第１レンズが光源から取り込む光
量が少なくなったり、あるいは、光ファイバに入射する
光線で前記臨界角：θ０を超えるものが多くなって光結
合率が低下したりする。また、下限を超えると、第１レ
ンズのＮＡが必要以上に大きくなって、レンズによる収
差補正が困難な状況になったり、光ファイバの入射端面
における光束径が大きくなってコア部をはみ出す部分が
大きくなったりする。
で、上限を超えると、第１レンズが光源から取り込む光
量が少なくなったり、あるいは、光ファイバに入射する
光線で前記臨界角：θ０を超えるものが多くなって光結
合率が低下したりする。また、下限を超えると、第１レ
ンズのＮＡが必要以上に大きくなって、レンズによる収
差補正が困難な状況になったり、光ファイバの入射端面
における光束径が大きくなってコア部をはみ出す部分が
大きくなったりする。
【００２５】
【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。
【００２６】光源側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲
率半径（光軸対称の非球面に於いては光軸上の曲率半
径）を「ｒｉ（請求項１，２記載のレンズに対してｉ＝
１〜４）」、光源側から数えて第ｉ番目のレンズ面と第
ｉ＋１番目のレンズ面との光軸上の面間隔を「ｄｉ（請
求項１，２記載のレンズに対してｉ＝１〜３）」で表
し、光源側から数えて第ｊ番目のレンズ材質の、波長：
１３００ｎｍの光に対する屈折率を「ｎｊ（請求項１，
２記載のレンズに対してｊ＝１，２）」で表す。
率半径（光軸対称の非球面に於いては光軸上の曲率半
径）を「ｒｉ（請求項１，２記載のレンズに対してｉ＝
１〜４）」、光源側から数えて第ｉ番目のレンズ面と第
ｉ＋１番目のレンズ面との光軸上の面間隔を「ｄｉ（請
求項１，２記載のレンズに対してｉ＝１〜３）」で表
し、光源側から数えて第ｊ番目のレンズ材質の、波長：
１３００ｎｍの光に対する屈折率を「ｎｊ（請求項１，
２記載のレンズに対してｊ＝１，２）」で表す。
【００２７】また光源であるＬＤもしくはＬＥＤの発光
端面から、第１レンズ面までの光軸上の距離を「ｄ
０（ｉ＝０）」とし、最も光ファイバ側にあるレンズ面
から光ファイバの入射端面に到る光軸上の距離を、請求
項１，２記載のレンズに対して「ｄ４（ｉ＝４）」でそ
れぞれ表す。
端面から、第１レンズ面までの光軸上の距離を「ｄ
０（ｉ＝０）」とし、最も光ファイバ側にあるレンズ面
から光ファイバの入射端面に到る光軸上の距離を、請求
項１，２記載のレンズに対して「ｄ４（ｉ＝４）」でそ
れぞれ表す。
【００２８】非球面に就いては、光軸上の曲率半径とと
もに、式（１）における円錐定数：Ｋ，高次の非球面係
数：Ａ，Ｂ，Ｃを与えて形状を特定する。
もに、式（１）における円錐定数：Ｋ，高次の非球面係
数：Ａ，Ｂ，Ｃを与えて形状を特定する。
【００２９】実施例３は請求項１記載の発明の実施例、
実施例４は請求項２記載の発明の実施例である。始めに
参考例を２例挙げる。
実施例４は請求項２記載の発明の実施例である。始めに
参考例を２例挙げる。
【００３０】
参考例１
ｉ ｒｉ ｄｉ ｊ ｎｊ
０ ０．３８５
１ １．０００ １．９８３ １ １．７６８１７
２ −１．０００ ５．９２７ 。
【００３１】非球面
第２面：Ｋ＝−１．０７１１６，Ａ＝０．４８１８６８
×１０-2,Ｂ＝−０．３０８７５９×１０-1，Ｃ＝
０．３８２１５７ 。
×１０-2,Ｂ＝−０．３０８７５９×１０-1，Ｃ＝
０．３８２１５７ 。
【００３２】条件式の値
０．８｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．１３
２，Ｚ(ｈｍａｘ)＝−０．１４８ ｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．１６５
。
２，Ｚ(ｈｍａｘ)＝−０．１４８ ｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．１６５
。
【００３３】
参考例２
ｉ ｒｉ ｄｉ ｊ ｎｊ
０ ０．３９０
１ １．０００ １．９７５ １ １．７６８１７
２ −１．０００ ５．８５７ 。
【００３４】非球面
第１面：Ｋ＝−０．１５２７３×１０2，Ａ＝−０．１
５７１７３ 第２面：Ｋ＝−０．９５８７１９，Ａ＝−０．１３５５
６３×１０-1, Ｂ＝ ０．７０７３４８×１０-2，Ｃ＝−０．４１２７
２６×１０-2 。
５７１７３ 第２面：Ｋ＝−０．９５８７１９，Ａ＝−０．１３５５
６３×１０-1, Ｂ＝ ０．７０７３４８×１０-2，Ｃ＝−０．４１２７
２６×１０-2 。
【００３５】条件式の値
０．８｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．１６０
Ｚ(ｈｍａｘ)＝−０．１８２
｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．２００
。
。
【００３６】実施例１は請求項１記載の発明の実施例、
実施例２は請求項２記載の発明の実施例である。
実施例２は請求項２記載の発明の実施例である。
【００３７】
実施例１
ｉ ｒｉ ｄｉ ｊ ｎｊ
０ ０．１４０
１ ０．９００ １．７９３ １ １．７６８１７
２ −０．９００ ５．０
３ ３．９７０ ０．９６９ ２ １．７６８１７
４ ∞ ４．５９２ 。
【００３８】非球面
第２面：Ｋ＝−１．００７５２，Ａ＝−０．９８５３２
２×１０-1, Ｂ＝−０．１８０７７２×１０-1，Ｃ＝ ０．５３８３
１９×１０-1 。
２×１０-1, Ｂ＝−０．１８０７７２×１０-1，Ｃ＝ ０．５３８３
１９×１０-1 。
【００３９】条件式の値
０．８｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．１２
２， Ｚ(ｈｍａｘ)＝−０．１４３ ｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．１５２ ｜ｆ１／ｆ２｜＝０．１９９
。
２， Ｚ(ｈｍａｘ)＝−０．１４３ ｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．１５２ ｜ｆ１／ｆ２｜＝０．１９９
。
【００４０】
実施例２
ｉ ｒｉ ｄｉ ｊ ｎｊ
０ ０．１４０
１ ０．９００ １．７９３ １ １．７６８１７
２ −０．９００ ５．０
３ ３．９７０ ０．９６９ ２ １．７６８１７
４ ∞ ４．５９２ 。
【００４１】非球面
第２面：Ｋ＝−１．０５３７５，Ａ＝−０．９０７２１
×１０-1, Ｂ＝−０．１９５９９３×１０-1，Ｃ＝ ０．７０３６
０４×１０-1 第３面：Ｋ＝ ０．１３２５１７×１０，Ａ＝ ０．１
１９９７９×１０-1, Ｂ＝−０．５４６４３５×１０-2
。
×１０-1, Ｂ＝−０．１９５９９３×１０-1，Ｃ＝ ０．７０３６
０４×１０-1 第３面：Ｋ＝ ０．１３２５１７×１０，Ａ＝ ０．１
１９９７９×１０-1, Ｂ＝−０．５４６４３５×１０-2
。
【００４２】条件式の値
０．８｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．１２
２， Ｚ(ｈｍａｘ)＝−０．１４４ ｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．１５２
。
２， Ｚ(ｈｍａｘ)＝−０．１４４ ｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＝−０．１５２
。
【００４３】｜ｆ１／ｆ２｜＝０．１９９
。
。
【００４４】図１〜４に順次、上記参考例１、２、実施
例１、２の光結合レンズの光結合状態を示す。これらの
図において、符号１０は光源、符号２０は光ファイバを
示している。
例１、２の光結合レンズの光結合状態を示す。これらの
図において、符号１０は光源、符号２０は光ファイバを
示している。
【００４５】なお、上記参考例１，２における「光結合
率」は、参考例１が５８％（−２．４ｄＢ）、参考例２
が６３％（−２ｄＢ）である。１個のボールレンズ（参
考例１，２における非球面量を０としたもの）による光
結合では、９％（−１０．５ｄＢ）である。
率」は、参考例１が５８％（−２．４ｄＢ）、参考例２
が６３％（−２ｄＢ）である。１個のボールレンズ（参
考例１，２における非球面量を０としたもの）による光
結合では、９％（−１０．５ｄＢ）である。
【００４６】上記実施例１、２における光結合率は、実
施例１が６７％（−１．７ｄＢ）、実施例２が６９％
（−１．６ｄＢ）である。ボールレンズ（実施例１、２
における第１レンズで非球面量を０としたもの）と凸レ
ンズ（実施例１における第２レンズ）の組合せで光結合
を行った場合は２４％（−６．２ｄＢ）である。
施例１が６７％（−１．７ｄＢ）、実施例２が６９％
（−１．６ｄＢ）である。ボールレンズ（実施例１、２
における第１レンズで非球面量を０としたもの）と凸レ
ンズ（実施例１における第２レンズ）の組合せで光結合
を行った場合は２４％（−６．２ｄＢ）である。
【００４７】なお、上記参考例１、２、実施例１、２と
も、光源としては波長：１３００ｎｍの光を放射する半
導体レーザー、光ファイバとしては、シングルモードフ
ァイバで一般的な、直径：０．０１ｍｍのものを想定し
ている。
も、光源としては波長：１３００ｎｍの光を放射する半
導体レーザー、光ファイバとしては、シングルモードフ
ァイバで一般的な、直径：０．０１ｍｍのものを想定し
ている。
【００４８】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光結合レンズを提供できる。この発明の光結合
レンズは、上記の如き構成となっているので、光源であ
るＬＤあるいはＬＥＤからの光束を高い光結合率をもっ
て有効に、光ファイバに光結合させることができる（請
求項１、２）。
ば新規な光結合レンズを提供できる。この発明の光結合
レンズは、上記の如き構成となっているので、光源であ
るＬＤあるいはＬＥＤからの光束を高い光結合率をもっ
て有効に、光ファイバに光結合させることができる（請
求項１、２）。
【００４９】また、請求項１、２記載の光結合レンズ
は、第１レンズと第２レンズとの間において、光束が平
行光束になるので、この部分において、各種の測定やス
イッチングを行うことができる。
は、第１レンズと第２レンズとの間において、光束が平
行光束になるので、この部分において、各種の測定やス
イッチングを行うことができる。
【図１】参考例１の光結合レンズの光結合状態を示す図
である。
である。
【図２】参考例２の光結合レンズの光結合状態を示す図
である。
である。
【図３】実施例１の光結合レンズの光結合状態を示す図
である。
である。
【図４】実施例２の光結合レンズの光結合状態を示す図
である。
である。
１０ 光源（ＬＤ，ＬＥＤ）
２０ 光ファイバ
Claims (2)
- 【請求項１】光源である半導体レーザーもしくは発光ダ
イオードから放射される光束を、光ファイバの入射端面
に光結合させるためのレンズであって、 光源からの光束を、光軸に平行な平行光束とする第１レ
ンズと、 この第１レンズによる平行光束を光ファイバの入射端面
に向かって集光させる第２レンズとを有し、 上記第１レンズの光ファイバ側のレンズ面が、光軸対称
の非球面であり、 上記非球面を通過する光線の最大高さをｈｍａｘ、最大
高さ：ｈｍａｘにおける非球面値をＺ(ｈｍａｘ)、上記
非球面の光軸上の曲率半径をｒとするとき、これらが、
条件 （２−１） ０．８｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝＞Ｚ(ｈｍａｘ) ＞｛ｒ−√（ｒ２−ｈｍａｘ ２）｝ を満足し、 第１および第２レンズの焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ２
とするとき、これらが、条件 （２−２） ０．１５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．２５ を満足することを特徴とする光結合レンズ。 - 【請求項２】請求項１記載の光結合レンズにおいて、 第２レンズの光源側のレンズ面も光軸対称の非球面であ
ることを特徴とする光結合レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08978094A JP3441013B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 光結合レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08978094A JP3441013B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 光結合レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294778A JPH07294778A (ja) | 1995-11-10 |
| JP3441013B2 true JP3441013B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=13980200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08978094A Expired - Fee Related JP3441013B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 光結合レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3441013B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1298459A3 (en) * | 2001-09-27 | 2005-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aspherical rod lens and method of manufacturing aspherical rod lens |
| WO2016147378A1 (ja) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | ナルックス株式会社 | 光学系及び光学素子 |
| CN107544101A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-05 | 重庆光遥光电科技有限公司 | 一种用于ld和光纤耦合的单个非球面透镜 |
| CN109031544A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-18 | 苏州汇影光学技术有限公司 | 一种大功率led光纤耦合系统 |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP08978094A patent/JP3441013B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07294778A (ja) | 1995-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3950075A (en) | Light source for optical waveguide bundle | |
| KR100857974B1 (ko) | 회절 전송 렌즈 및 광학 모듈 | |
| US5699464A (en) | Lens structure for focusing the light emitted by a multimode fiber | |
| US6349159B1 (en) | Lenses that launch high bandwidth modes into a fiber optic cable while eliminating feedback to a laser | |
| JP2003529793A (ja) | １つの単一ファイバ光ガイドと多数の単一ファイバ光ガイドとの間で光を伝達するためのカプリングを含む光学システム | |
| JPS5926703A (ja) | 光伝送装置 | |
| US20040114860A1 (en) | Optical system for injection of light from a light source into a medium | |
| US9110246B2 (en) | High power spatial filter | |
| US4721353A (en) | Optical transmission system comprising a monomode optical transmission fibre having a tapered end portion | |
| KR100817638B1 (ko) | 초점을 모으는 광섬유 | |
| US4902093A (en) | Laser diode to fiber reflective coupling | |
| JP3441013B2 (ja) | 光結合レンズ | |
| US6961489B2 (en) | High speed optical system | |
| JPH0638128B2 (ja) | 光結合用レンズ | |
| CN107589498A (zh) | 一种将多分路半导体激光耦合进单根光纤的耦合系统 | |
| CN111463656A (zh) | 光纤耦合系统 | |
| JP2000206360A (ja) | 光ファイバ結合装置 | |
| US20030179448A1 (en) | Apparatus for providing an image of a remote object accessible only through an aperture of finite diameter | |
| US7218813B2 (en) | Optical communication system | |
| JPS63224385A (ja) | 半導体レ−ザ結合装置 | |
| JP6805277B2 (ja) | 光レセプタクル | |
| JPH08234097A (ja) | 光学レンズ系 | |
| JP3333583B2 (ja) | 集光用レンズおよび集光用レンズアレイ | |
| JPH10142446A (ja) | レンズ付き光ファイバ | |
| US11415751B2 (en) | Free space coupling of an aiming beam using tapered or grated cladding |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |