JPH01314212A - 光ビームコリメータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光フアイバ通信システム等に用いられる光ビ
ームコリメータ及びその製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来の光ビームコリメータとしては特願昭５９−１５２
５２号（特開昭６０−１６２２０９号公報）に記載され
たものがある。以下、これに沿って説明する。

第２図は従来の光ビームコリメータの一例を示すもので
、光ファイバ１をその中心軸部に保持したフェルール２
、透明なガラススペーサ３及び球レンズ（又はその周囲
を削除したもの）４が金属製のスリーブ５内にその同軸
上に収納・保持され、さらに接着剤６により固定されて
なっている。なお、前記光ファイバ１はその端面がフェ
ルール２の端面と一致する如く保持され、また、ガラス
スペーサ３の光ファイバ１及びフェルール２に接する面
、並びに球レンズ４に接する面は光学研磨され、さらに
これら２面間の距離は球レンズ４に入射する外部からの
平行な光ビームが光ファイバ１の端面で焦点を結ぶ如く
設定されている。

前記光ビームコリメータによれば、光ファイバ１の端面
より射出された光ビームはガラススペーサ３中をしだい
に拡がるなから通過し、球レンズ４により平行な光ビー
ムに変換されて外部に放射され、また、外部より球レン
ズ４に入射された平行な光ビームは該球レンズ４及びガ
ラススペーサ３を介して光ファイバ１の端面に集光され
る。

第３図は前述した光ビームコリメータを用いて光合波器
を構成した例を示すもので、複数、ここでは２つの光ビ
ームコリメータ７．８を、予め光の合波機能を有する光
デバイス（但し、本件に直接関係しないので細部は省略
する。）９を取付けた筐体１０のマウント部１０ａ、１
０ｂに接着あるいは半田付は等により固定してなってい
る。なお、光ビームコリメータを用いた他の装置として
は光分波器や光結合器等がある。

通常、前述した光ビームコリメータの筐体への固定は複
数の光ビームコリメータの光軸が全て一致する如く調整
された後に行なわれるが、光ビームコリメータの外周か
ら予測される光ビームの光軸の位置と該光ビームコリメ
ータより実際に射出される光ビームの光軸の位置との一
致度（以下、光ビームの射出光軸精度と称す。）が高け
れば無調整で固定することが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） 第４図は前述した光ビームコリメータにおける光軸のず
れのようすを示すもので、光ファイバ１の光軸１１と球
レンズ４の中心軸１２とのずれにより光ビームの方向が
光軸１１に対して角度θだけずれ、また、光軸１１とス
リーブ５の中心軸１３とのずれにより光ビームの位置が
光軸１１１；対して距離ｄだけずれることになる。

このように従来の光ビームコリメータにおける光軸のず
れは多数の部材が組合わされることによって発生し、ま
た、この際、各部材の誤差が加算されるため、従来の光
ビームコリメータでは光ビームの射出光軸精度を高くす
ることは非常に困難であり、従って、装置取付は時の無
調整化を実現することができず、また、部品数が多いた
め、その組立工数が多いという問題点があった。

本発明は前記問題点を解決し、組立容易で且つ光ビーム
の射出光軸精度が高い光ビームコリメータ及びその製造
方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明では前記目的を達成するため、全体略棒状の透明
部材からなり、一方の端面には外側に突出した球面を備
え、光ファイバの外径にほぼ等しい内径を有する孔を他
方の端面から中心軸に沿って前記球面の焦点位置まで備
えてなるコリメータ本体の前記孔内に、光ファイバをそ
の端面と前記孔の底面とが当接する如く収納し固定した
光ビームコリメータと、光ファイバの外径には（女等し
い内径を有する中空軸孔を備えた透明なパイプ部材の該
中空軸孔に光ファイバをその端面が前記中空軸孔の途中
に位置する如く挿入し、前記中空軸孔の開口側より前記
パイプ部材と同一の屈折率を有する透明な接着剤を充填
して光ファイバとパイプ部材とを固定し、前記パイプ部
材の接着剤を充填した側の端面を前記光ファイバの端面
がその焦点位置となる外側に突出した球面を形成する如
く前記接着剤とともに研磨した光ビームコリメータの製
造方法とを提案する。

（作　用） 本発明の光ビームコリメータによれば、光ファイバの端
面より射出した光ビームは光ファイバの光軸、即ちコリ
メータ本体の軸に沿ってしだいに拡がりながら該コリメ
ータ本体中を進み、一方の端面の球面によりコリメータ
本体の軸を中心とする平行な光ビームに変換されて外部
に放射される。

なお、外部からコリメータ本体の軸に沿って入射される
平行な光ビームは前記と逆の経路で光ファイバの端面に
集光される。

また、本発明の光ビームコリメータの製造方法によれば
、パイプ部材の中空軸孔に光ファイバを挿入する工程、
パイプ部材の中空軸孔に接着剤を充填する工程、及びパ
イプ部材の一方の端面を接着剤とともに研磨する工程の
３つの工程で光ビームコリメータが製造される。

（実施例） 第１図は本発明の光ビームコリメータの一実施例を示す
もので、図中、１は光ファイバ、２０はコリメータ本体
である。コリメータ本体２０は全体略棒状、ここでは円
柱状の透明部材、例えばガラスからなり、その一方の端
面は外側に突出した球面２１を形成している。また、他
方の端面２２から中心軸に沿って前記球面２１の焦点位
置まで、光ファイバ１の外径にほぼ等しい内径を有する
孔２３が設けられている。而して、光ファイバ１はコリ
メータ本体２０の孔２３内に、その端面が該孔２３の底
面２３ａと当接する如く収納され、固定されている。

前記光ビームコリメータによれば、光ファイバ１の端面
より射出した光ビームは光ファイバ１の光軸と同軸上に
存在するコリメータ本体２０の軸に沿って、しだいに拡
がりながら該コリメータ本体２０中を進み、球面２１よ
り外部へ放射されるが、この際、孔２３の底面２３ａ１
即ち光ファイバ１の端面が球面２１の焦点位置にあるた
め、前記光ビームはコリメータ本体２０の軸を中心とす
る平行な光ビームに変換されて放射されることになる。

また、外部よりコリメータ本体２０の軸に沿って球面２
１に入射される平行な光ビームは該球面２１により光フ
ァイバ１の端面に集光されることになる。

前述した光ビームコリメータではコリメータ本体２０そ
のものが装置に対する取付部を構成するので、その射出
光軸精度は極めて高く、無調整で取付は可能となる。

第５図（ａ）〜（ｄ）は本発明の光ビームコリメータの
製造方法の一実施例を示すもので、以下、図面に従って
説明する。

まず、外周に対する偏心が２〜３μｍ以内でその内径が
光ファイバの外径とほぼ同一の中空軸孔３１を有するガ
ラスパイプ３０を用意する（１５図（ａ））。

次に、前記ガラスパイプ３０の−の端面３２側より中空
軸孔３１内に光ファイバ１をその端面が所定の位置とな
るまで挿入する（第５図（ｂ））。

次に、ガラスパイプ３０の他の端面３３側より中空軸孔
３１内にガラスパイプｐＯと同一の屈折率を有する透明
な接着剤４０を充填し、硬化させる（第５図（Ｃ））。

さらに、ガラスパイプ３０の端面３３を外側に−突出す
る球面３３″が形成される如く接着剤４０とともに研磨
する（第５図（ｄ））が、この際、該球面３３″の焦点
位置−が光ファイバ１の端面と一致する如く、その曲率
半径（通常、１〜２　ａｍ程度）及び前述した光ファイ
バ１の端面の位置を設定す○゛　　　前述した如くして
製造された光ビームコリメーるものとする。

夕は接着剤４０によって充填した部分を除いて第１図で
説明した光ビームコリメータと同一であり、また、接着
剤４０の屈折率は前述したようにガラスパイプ３０と同
一であるから第１図で説明したコリメータと同一の作用
を示す。

なお、前述した接着剤４０としては、例えばエポキシ系
の光学用接着剤が用いられる。また、ガラスパイプ３０
と光ファイバ１との結合強度を上げるため、光ファイバ
１とガラスパイプ３０の端面３２側とを接着剤にて固定
しても良い。また、前述した球面３３′の研磨には光コ
ネクタ等に用いられるフェルールの球面研磨技術が適用
可能である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の光ビームコリメータによれ
ば、光ファイバの端面より射出した光ビームは光ファイ
バの光軸、即ちコリメータ本体の軸に沿うでしだいに拡
がりながら該コリメータ本体中を進み、一方の端面の球
面によりコリメータ本体の軸を中心とする平行な光ビー
ムに変換されて外部に放射されることになるので、その
射出光軸精度を極めて高くすることができ、従って、光
ビームコリメータを使用した装置を、所定の治具を用い
たり高精度な筐体を用いるのみで無調整で組立てること
が可能となる。また、本発明の光ビームコリメータの製
造方法によれば、既存の技術の応用により実行可能な３
つの工程により前述した効果を備えた光ビームコリメー
タを高精度に製造することができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ビームコリメータの一実施例を示す
断面図、第２図は従来の光ビームコリメータの一例を示
す断面図、第３図は光ビームコリメータを用いた装置の
一例を示す図、第４図は従来の光ビームコリメータにお
ける光軸のずれのようすを示す図、第５図（ａ）　（ｂ
）　（ｅ）　（ｄ）は本発明の光ビームコリメータの製
造方法の一実施例を示す工程図である。 １・・・光ファイバ、２０・・・コリメータ本体、２１
・・・球面、２３・・・孔。 特許出願人　沖電気工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）全体略棒状の透明部材からなり、一方の端面には
   外側に突出した球面を備え、光ファイバの外径にほぼ等
   しい内径を有する孔を他方の端面から中心軸に沿って前
   記球面の焦点位置まで備えてなるコリメータ本体の前記
   孔内に、 光ファイバをその端面と前記孔の底面とが当接する如く
   収納し固定した ことを特徴とする光ビームコリメータ。
2. （２）光ファイバの外径にほぼ等しい内径を有する中空
   軸孔を備えた透明なパイプ部材の該中空軸孔に光ファイ
   バをその端面が前記中空軸孔の途中に位置する如く挿入
   し、 前記中空軸孔の開口側より前記パイプ部材と同一の屈折
   率を有する透明な接着剤を充填して光ファイバとパイプ
   部材とを固定し、 前記パイプ部材の接着剤を充填した側の端面を前記光フ
   ァイバの端面がその焦点位置となる外側に突出した球面
   を形成する如く前記接着剤とともに研磨した ことを特徴とする光ビームコリメータの製造方法。