JPH01319710A - Incident position adjusting device for light beam - Google Patents
Incident position adjusting device for light beamInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ガスレーザや半導体レーザ等の光ビームを光
伝送ファイバーに効率よく入射させる装置に関し、更に
詳しくは、光ビームを集光する厚肉集光レンズを、傾斜
角度が自由に変えられるように設置した光ビームの入射
位2調整装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a device for efficiently injecting a light beam such as a gas laser or a semiconductor laser into an optical transmission fiber, and more specifically relates to a device for efficiently injecting a light beam such as a gas laser or a semiconductor laser into an optical transmission fiber. This invention relates to a light beam incident position two adjustment device in which a condenser lens is installed so that its inclination angle can be freely changed.
[従来の技術]
従来技術においては、第4図に示すようにガスレーザや
半導体レーザ等から発生した光ビーム10は集光レンズ
12によって集光されて光伝送ファイバー14へ送られ
る。光ビームIOを光伝送ファイバー14に効率よく入
射させるためには、光ビーム10に対して光伝送ファイ
バー14が精度よく配置されている必要があり、その組
み立て精度が入射効率を左右することになる。[Prior Art] In the prior art, as shown in FIG. 4, a light beam 10 generated from a gas laser, a semiconductor laser, etc. is condensed by a condenser lens 12 and sent to an optical transmission fiber 14. In order to efficiently input the optical beam IO into the optical transmission fiber 14, the optical transmission fiber 14 needs to be arranged with high accuracy with respect to the optical beam 10, and the assembly accuracy will affect the input efficiency. .
入射効率を悪化させる原因の一つとして、光伝送ファイ
バー14に入射する光ビームの主光線位置が光伝送ファ
イバー14のコア位置と一致していないことに起因する
ものがある。従って光伝送ファイバー14は、そのコア
位置が集光レンズ12によって集光される位置にくるよ
うに厳密に調整されていなければならない、このような
調整は光ファイバー14の取り付は位置を移動すること
によって行うことになる。One of the causes of deterioration of the incidence efficiency is that the principal ray position of the light beam incident on the optical transmission fiber 14 does not match the core position of the optical transmission fiber 14. Therefore, the optical transmission fiber 14 must be precisely adjusted so that its core position is at the position where the light is focused by the condensing lens 12. Such adjustment requires that the optical fiber 14 be installed by moving the position. This will be done by
[発明が解決しようとする課題]
ところが光伝送ファイバー14として単一モードファイ
バーを用いている時などは、そのコア径(直径)が10
μm以下と非常に小さいので、それに入射する光ビーム
IOの主光線の調整精度を非常に高くしなければならな
い。[Problem to be solved by the invention] However, when a single mode fiber is used as the optical transmission fiber 14, the core diameter (diameter) is 10
Since it is very small, less than μm, the adjustment precision of the principal ray of the optical beam IO incident on it must be made very high.
前記のように単一モードファイバーのときには1μm以
下の精度での調整が必要とされている。しかし1μm以
下の高精度で位置調節できる激動台は、装置が大損りと
なり高価である。As mentioned above, when using a single mode fiber, adjustment with an accuracy of 1 μm or less is required. However, a turbulent table whose position can be adjusted with high accuracy of 1 μm or less is expensive and requires a lot of damage to the device.
また、それによる調整作業は大変困難であり、組み立て
精度が十分でないために高い入射効率が得られない可能
性は十分にある。In addition, the adjustment work involved is very difficult, and there is a good possibility that high incidence efficiency cannot be obtained because the assembly accuracy is insufficient.
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
集光レンズを通して光ビームを光伝送ファイバーに入射
させるときの位置調整を容易に行うことができ、それに
よって入射効率を高めることができるような光ビームの
入射位置調整装置を提供することにある。The purpose of the present invention is to eliminate such drawbacks of the prior art,
It is an object of the present invention to provide a light beam incident position adjustment device that can easily adjust the position when the light beam is incident on an optical transmission fiber through a condensing lens, thereby increasing the incidence efficiency.
[課題を解決するための手段]
上記の目的を達成できる本発明は、第1図に示すように
、ガスレーザや半導体レーザ等で発生した光ビーム10
を、集光レンズ15で集光して光伝送ファイバー14に
入射させる装置であって、集光レンズ15として厚肉レ
ンズを用い、その傾斜角度を可変できるように構成した
ものである。[Means for Solving the Problems] As shown in FIG. 1, the present invention, which can achieve the above object,
This is a device in which the light is focused by a condensing lens 15 and incident on the optical transmission fiber 14. A thick lens is used as the condensing lens 15, and the inclination angle of the condensing lens 15 is made variable.
ここで厚肉集光レンズ15はレンズホルダ内に組み込ま
れ、該レンズホルダは、その一方の端部では支点により
揺動可能に保持され、他方の端部ではレンズホルダの中
心軸にほぼ直角な2方向で調整可能な3点支持機構によ
って支持されている。そして前記厚肉集光レンズ15の
傾斜角をθとすると、角度θを自由に変化できるように
なっている。Here, the thick-walled condensing lens 15 is incorporated into a lens holder, and the lens holder is swingably held at one end by a fulcrum, and at the other end, the lens holder is held substantially perpendicular to the central axis of the lens holder. It is supported by a three-point support mechanism that is adjustable in two directions. If the inclination angle of the thick condensing lens 15 is θ, then the angle θ can be changed freely.
[作用コ
光ビームlOに対して厚肉集光レンズ15を角度θだけ
傾けて配置すると、光ビームIOは厚肉集光レンズ15
の物体側主平面H,に入射角θで入射して、距離d離れ
た位置にある像側主平面H2から出射角θで出射する。[If the thick condensing lens 15 is arranged at an angle θ with respect to the working light beam IO, the light beam IO will be
The light enters the object-side principal plane H, at an incident angle θ, and exits from the image-side principal plane H2, located a distance d away, at an exit angle θ.
そして焦点位置にある光伝送ファイバー14に入射する
。The light then enters the optical transmission fiber 14 at the focal position.
この焦点位置は光ビーム10の主光線から距離δ離れた
位置にあり、その距離δと角度θとの関係は、
δ=d−sinθ ・・・ +11であ
る。従って光伝送ファイバー14が光ビーム10の主光
線の位置から離れて設置されていても、上記+11式を
満足するように厚肉集光レンズ15を傾ければよいこと
が判る。This focal point position is located at a distance δ from the principal ray of the light beam 10, and the relationship between the distance δ and the angle θ is δ=d−sinθ...+11. Therefore, even if the optical transmission fiber 14 is installed away from the position of the chief ray of the light beam 10, it is understood that the thick condensing lens 15 can be tilted so as to satisfy the above equation +11.
ここで集光レンズ15として厚肉レンズを使用する理由
は、上記のように物体側主平面H+と像側主平面H8の
位置が離れていることが必要であり、薄肉レンズではこ
のような方法で位111整ができないからである。The reason for using a thick lens as the condensing lens 15 here is that the object-side principal plane H+ and image-side principal plane H8 must be spaced apart as described above, and a thin lens cannot be used in this way. This is because it is not possible to make a 111 arrangement.
[実施例]
光伝送ファイバー14への入射位置を如何に高精度で調
整できるかは、レンズホルダ16の傾斜角θを如何に高
精度で調節できるかによって決まる。第2図及び第3図
はレンズホルダ16の具体的な支持構造の一例を示して
いる。[Example] How accurately the position of incidence on the optical transmission fiber 14 can be adjusted depends on how accurately the inclination angle θ of the lens holder 16 can be adjusted. FIGS. 2 and 3 show an example of a specific support structure for the lens holder 16. FIG.
内部に厚肉集光レンズが組み込まれているレンズホルダ
16は、全体がほぼ円筒状をなし、出射側の外周部には
互いに直角な切欠き部16a、16bが形成されている
。このレンズホルダI6は、その入射側の端部では支点
18により揺動可能に保持される。この支点18は例え
ばジャイロスコープに類似した構造で、出射側端部をX
軸方向とY軸方向とに自由度を持つように保持する。レ
ンズホルダ16の出射側には調節点が設けられる。この
調節点は、切欠き部16a、16bにそれぞれ当接する
1lli節ネジ20a、20bと、それらの反対側に位
置するバネ22との3点支持機構である。バネ22の内
部には固定用の押さえネジ24が設けられる。The lens holder 16, in which the thick condensing lens is incorporated, has a generally cylindrical shape as a whole, and has notches 16a and 16b formed at right angles to each other on the outer periphery on the exit side. This lens holder I6 is swingably held by a fulcrum 18 at its end on the incident side. This fulcrum 18 has a structure similar to, for example, a gyroscope, and its output side end is
It is held so that it has degrees of freedom in the axial direction and the Y-axis direction. An adjustment point is provided on the exit side of the lens holder 16. This adjustment point is a three-point support mechanism consisting of 1lli bar screws 20a and 20b that abut the notches 16a and 16b, respectively, and a spring 22 located on the opposite side thereof. A fixing screw 24 is provided inside the spring 22.
例えば調整ネジ20aを回転すると距離りだけ前進もし
くは後退し、レンズホルダ16の端部はY軸方向にバネ
22の力に抗して変位する。For example, when the adjustment screw 20a is rotated, the lens holder 16 moves forward or backward by a distance, and the end of the lens holder 16 is displaced in the Y-axis direction against the force of the spring 22.
これによってレンズホルダ1Gの傾斜角、ひいては厚肉
集光レンズ15の傾斜角θを可変でき、調整が済んだな
らば押さえネジ24を回転させてレンズホルダ16の外
周面に当接させることによってその位置で固定できる。This makes it possible to vary the inclination angle of the lens holder 1G and, by extension, the inclination angle θ of the thick condensing lens 15. Once the adjustment is completed, the cap screw 24 can be rotated to bring it into contact with the outer peripheral surface of the lens holder 16. Can be fixed in position.
調整ネジ20aが距離りだけ動いた時には厚肉集光レン
ズ15の傾斜角θは、
θ= jan−’ (h / a ) −
・(21となる。When the adjustment screw 20a moves by the distance, the inclination angle θ of the thick condenser lens 15 is θ=jan-' (h/a)-
・(It becomes 21.
ここでレンズホルダ16における支点18と調節点との
間の距離aを80mm、in!節点におけるネジ20a
、20bのピッチを0.5mm+とじ、ドライバー等で
調整ネジの回転角を、5変車位で調整できるとすると、
ネジの軸方向の分解能り、は、
hc=0.5・ (5/360)
=6. 94x 100−2(+*)
である、この分解能hCだけUR節点が変動した時のレ
ンズホルダ16の傾斜角θ。は、θ、 −tan−’
(he / a )= jan伺(6,94X 10−
”/80)=4.97xlO−’(度)
となる、その時、第1図における光ビームの主光線の位
置ずれ調整の分解能δ、は、厚肉集光レンズ15として
物体側主平面H,と像側主平面H!の間の距離dが21
1II11のものを用いたとすると、
δc =2. OO−5in (4,97x 10−
’)=1.73X10−’(m+w)
=0.173 (μm)
となり、1.c+m以下の調節が可能である。上記の説
明から、本発明によって光伝送ファイバーの位置ずれに
対して十分精度よく入射光ビームの位置を調節できるこ
とが判る。Here, the distance a between the fulcrum 18 and the adjustment point on the lens holder 16 is 80 mm, in! Screw 20a at the node
, 20b is set at a pitch of 0.5 mm +, and the rotation angle of the adjustment screw can be adjusted in 5 degrees using a screwdriver, etc.,
The resolution in the axial direction of the screw is hc=0.5・(5/360)=6. The inclination angle θ of the lens holder 16 when the UR node changes by this resolution hC, which is 94x 100-2(+*). is θ, -tan-'
(he / a) = jan visit (6,94X 10-
"/80) = 4.97xlO-' (degrees). At that time, the resolution δ of the positional shift adjustment of the principal ray of the light beam in FIG. The distance d between the image-side principal plane H! and the image side principal plane H! is 21
1II11 is used, δc =2. OO-5in (4,97x 10-
')=1.73X10-'(m+w)=0.173 (μm), 1. Adjustment below c+m is possible. From the above description, it can be seen that the present invention allows the position of the incident light beam to be adjusted with sufficient precision against the positional deviation of the optical transmission fiber.
以上本発明の好ましい一実施例について詳述したが、そ
のような支持機構のみに限定されるものではない、上記
のよう幌支点と調節点とで支持する構造ではそれらの間
隔を101111以上に設定するのが望ましい。Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, it is not limited to such a support mechanism.In the above-mentioned structure in which the hood is supported by the hood fulcrum and the adjustment point, the distance between them is set to 101111 or more. It is desirable to do so.
[発明の効果]
本発明は上記のように集光レンズとして厚肉レンズを用
い、その傾斜角を調整自在に保持した構造だから、その
角度調整によって光ビームの主光線の位置をずらせて光
伝送ファイバーの位置に合わせることができ、入射効率
を高めることができる優れた効果がある。[Effects of the Invention] As described above, the present invention uses a thick lens as a condensing lens, and has a structure in which the inclination angle of the lens can be adjusted. Therefore, by adjusting the angle, the position of the principal ray of the light beam is shifted, and light transmission is possible. It has the excellent effect of being able to match the position of the fiber and increasing the incidence efficiency.
特に一方の端部では支点により揺動可能に保持し、他方
の端部では光軸に直角な2軸方向で調整ネジにより位置
調整可能な3点支持機構を採用したから、ネジの微小な
進退によってレンズホルダの傾斜角を1μm以下の高精
度で微調整でき、光伝送ファイバーでの受光光量を測定
しつつ調整ネジを回転させて最大光量が得られるように
調整すればよく、調整に特別な技術が要らず未熟練者で
あっても容易に且つ迅速に入射位置を調整できる効果が
ある。In particular, we adopted a three-point support mechanism in which one end can be held swingably by a fulcrum, and the other end can be adjusted in position by adjusting screws in two axes perpendicular to the optical axis. The inclination angle of the lens holder can be finely adjusted with a high precision of 1 μm or less, and all you have to do is measure the amount of light received by the optical transmission fiber and rotate the adjustment screw to obtain the maximum amount of light. This has the effect that even an unskilled person can easily and quickly adjust the incident position without requiring any skill.
また微動台に比べて構造が格段と簡単で小型であり、非
常に安価なものとなる。Furthermore, the structure is much simpler and smaller than that of the fine movement table, and it is very inexpensive.
第1図は本発明に係る光ビームの入射位置調整装置の基
本的な構成を示す説明図、第2図はそのレンズホルダの
支持構造の一例を示す側面図、第3図はその正面図、第
4図は従来技術を示、す説明図である。
10・・・光ビーム、12・・・集光レンズ、14・・
・光伝送ファイバー、15・・・厚肉集光レンズ、16
・・・レンズホルダ、1B・・・支点、20a。
20b・・・調整ネジ、22・・・スプリング。
特許出願人 日本板硝子株式会社FIG. 1 is an explanatory diagram showing the basic configuration of a light beam incident position adjusting device according to the present invention, FIG. 2 is a side view showing an example of the support structure of the lens holder, and FIG. 3 is a front view thereof. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the prior art. 10... Light beam, 12... Condensing lens, 14...
・Optical transmission fiber, 15... Thick condensing lens, 16
... Lens holder, 1B... Fulcrum, 20a. 20b...adjustment screw, 22...spring. Patent applicant Nippon Sheet Glass Co., Ltd.
Claims (1)
装置であって、厚肉集光レンズを組み込んだレンズホル
ダを、その一方の端部では支点により揺動可能に保持し
、他方の端部ではレンズホルダの中心軸にほぼ直角な2
方向で調整可能な3点支持機構によって支持しているこ
とを特徴とする光ビームの入射位置調整装置。1. A device for condensing a light beam and making it enter an optical transmission fiber, in which a lens holder incorporating a thick condensing lens is swingably held by a fulcrum at one end, and 2, which is approximately perpendicular to the central axis of the lens holder.
A light beam incident position adjusting device characterized in that the light beam is supported by a three-point support mechanism that is adjustable in direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15298488A JPH01319710A (en) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Incident position adjusting device for light beam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15298488A JPH01319710A (en) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Incident position adjusting device for light beam |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01319710A true JPH01319710A (en) | 1989-12-26 |
Family
ID=15552422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15298488A Pending JPH01319710A (en) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Incident position adjusting device for light beam |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01319710A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5026411A (en) * | 1989-12-21 | 1991-06-25 | At&T Bell Laboratories | Fabrication of optical couplers |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP15298488A patent/JPH01319710A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5026411A (en) * | 1989-12-21 | 1991-06-25 | At&T Bell Laboratories | Fabrication of optical couplers |
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