JPH0297906A - ファイバコリメータの配置構造 - 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】 概要 光デバイスの構成要素であるファイバコリメータの配置
構造に関し、 最大光結合効率を得るために行う光軸調整を容易にする
ことを目的とし、 屈折率分布形ロッドレンズを切断して２つの１／４ピッ
チロッドレンズを形成し、一方の１／４ピッチロッドレ
ンズの幾何学的中心軸上に光ファイバを配置して入力側
のファイバコリメータとし、もう一方の１／４ピッチロ
ッドレンズの幾何学的中心軸上に光ファイバを配置して
出力側のファイバコリメータとし、上記１／４ピッチロ
ッドレンズのうち一方が他方に対して切断前の位置関係
から幾何学的中心軸を中心として１８０゛回転した位置
関係となるように上記入力側及び出力側のファイバコリ
メータを配置して構成する。

産業上の利用分野 本発明は光デバイスの構成要素であるファイバコリメー
タの配置構造に関する。

光ファイバを光伝送路とする光通信又は光伝送の分野に
おいては、光送信機、光受信機のほかにも、光を一方向
にのみ透過する光アイソレータ、光強度を所定の割合で
減衰させる光減衰器等の種々の光デバイスが使用される
。この種の光デバイスは、通常、光伝送路の途中に挿入
して使用されるので、光ファイバから出射した光を平行
光ビームにし、あるいは平行光ビームを集束させて光フ
ァイバに入射させるために、光デバイスはファイバコリ
メータを構成要素として具備している。このようなファ
イバコリメータを配置固定する場合、入力側及び出力側
のファイバコリメータの位置関係が直接的に光結合効率
に影響を及ぼすから、光デバイスの作成にあたってはフ
ァイバコリメータを高精度に位置調整する必要があり、
調整作業の簡略化が要望されている。

従来の技術 第６図は一般的な光デバイスを説明するための図である
。入力側の光ファイバ４１とレンズ４２を一体的に固定
保持してファイバコリメータ４３とし、レンズ４４と出
力側の光ファイバ４５を一体的に固定保持してファイバ
コリメータ４６とし、ファイバコリメータ４３．４６間
に適当な機能部４７を挿入して構成されている。入力側
の光ファイバ４１から出射した光は、レンズ４２により
平行光ビームとされ、平行光ビーム部において機能部４
７により減衰等の適当な処理を受けた後、レンズ４４に
より集束されて出力側の光ファイバ４５に導入されるよ
うになっている。

第７図はファイバコリメータの一構成例を示す図である
。このファイバコリメータは、１／４ピッチロッドレン
ズ５１の端面に光ファイバ５２を配置して構成されてい
る。１／４ピッチロッドレンズ５１は、半径方向に放物
線形状の屈折率分布を有する屈折率分布形ロッドレンズ
を所定長さに切断して形成されている。このため、光フ
ァイバ５２から出射した光線束５３はコリメートされて
平行光線束５４となり、又、可逆的にみて平行光線束５
４は集束されて光ファイバ５２に導入され、入力側及び
出力側のファイバコリメータとして使用することができ
るようになっている。

発明が解決しようとする課題 しかし、第８図に示すように、１／４ピッチロッドレン
ズ５１の幾何学的中心軸Ｇ　Ａ　ｓ　１を含む平面内に
おける半径ｒ方向の屈折率分布は、屈折率分布形ロッド
レンズの製造技術上の問題から、幾何学的中心軸Ｇ　Ａ
ｓ＋を対称軸とする放物線形状とはならず、最大屈折率
部分を結んだ光軸ＯＡｓ＋と幾何学的中心軸Ｇ　Ａ　ｓ
　＋とは必ずしも一致しない。

光軸ＯＡ、１と幾何学的中心軸Ｇ　Ａｓ、とが一致して
いないと、第９図に示すように、１／４ピッチロッドレ
ンズ５１により概略平行光ビームとされた光ファイバ５
２の出射光は、幾何学的中心軸ＧＡｓ＋に対して光軸Ｏ
Ａ　ｓ　＋の側に傾斜する。尚、同図においては、幾何
学的中心軸Ｇ　Ａ　ｓ　＋又は光軸ＯＡ　ｓ　＋と平行
なＸ軸、Ｘ軸と垂直なＸ軸、Ｘ軸及びＸ軸と垂直なｙ軸
からなる直交三次元座標が設定されている。このように
１／４ピッチロッドレンズ５１から出射される平行光ビ
ームが幾何学的中心軸Ｇ　Ａ　ｓ　ｒに対して傾斜して
いると、例えば光軸と幾何学的中心軸とが一致した１／
４ピッチロッドレンズ６１を用いて構成されているもう
一方のファイバコリメータを配置固定する場合、最大光
結合効率を得るためには、ｘ、ｙ、Ｘ軸上において１／
４ピッチロッドレンズ６１の位置の確定をなすとともに
、その幾何学的中心軸Ｇ　Ａ６．が１／４ピツチロツ°
ドレンズ５１の幾何学的中心軸ＧＡ２．となす角度（θ
）を調整する必要がある。このように、ファイバコリメ
ータの従来の配置構造であると、最大光結合効率を得る
ために行う位置調整及び角度調整（これらの調整を光軸
調整と言う。

）が煩雑であるという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、光
軸調整を容易に行うことが可能なファイバコリメータの
配置構造の提供を目的としている。

課題を解決するための手段 第１図は本発明の原理図である。

同図（ａ）において、■は屈折率分布形ロッドレンズで
あり、その先軸○Ａは幾何学的中心軸ＧΔと一致してい
ないものとする。図中右側部分に示されている曲線は、
幾何学的中心軸ＧＡを含む平面内における屈折率分布形
ロッドレンズ１の半径ｒ方向の屈折率分布を示している
。

同図（ｂ）において、２．３は屈折率分布形ロッドレン
ズ１を切断して形成される１／４ピッチロッドレンズで
ある。

一方の１／４ピッチロッドレンズ２の幾何学的中心軸Ｇ
Ａ２上には光ファイバ４が配置され、これにより、入力
側のファイバコリメータ５が構成されている。

もう一方の１／４ピッチロッドレンズ３の幾何学的中心
軸Ｇ　Ａ　３　上には光ファイバ６が配置され、これに
より、出力側のファイバコリメータ７が構成されている
。

そして、１／４ピッチロッドレンズ２．３のうちの一方
が他方に対して上記切断前の位置関係から幾何学的中心
軸を中心として１８０°回転した位置関係となるように
、入力側及び出力側のファイバコリメータ５，７が配置
されている。

作　　　用 本発明の構成によれば、屈折率分布形ロッドレンズ１を
切断してなる２つの１／４ピッチロッドレンズ２．３を
用い、これらのうちの一方が他方に対して切断前の位置
関係から１８０°回転した位置関係となるように入力側
及び出力側のファイバコリメータ５．７を配置している
ので、第１図（ｂ）に示すように、入力側の光ファイバ
４と出力側の光ファイバ５の最大光結合効率が達成され
ているときのそれぞれの幾何学的中心軸Ｇ　Ａ　２　　
とＧＡ、との位置関係は平行になる。従って、光軸調整
を行うに際して、幾何学的中心軸Ｇ　Ａ　２　　とＧＡ
、とを平行にしておけば、一方のファイバコリメータを
他方に対してｘ、ｙ、ｚ軸方向の位置調整を行うだけで
、最大光結合効率を得ることができる。即ち、角度調整
を行うことなしに、最大光結合効率を得ることができ、
光軸調整が簡略化される。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例図であって、ファイバコリメー
タの製造工程を説明するための断面図である。１１は円
筒形状のスリーブであり、その内径は例えば１．５００
ｍｍである。先ず、スリーブ１１の中空部に、この実施
例では外形が１．４９９　ｍｍの円柱形状の１／２ピッ
チロッドレンズ１２を概略中央部まで挿入し固定する。

このとき、１／２ピツチロッドレンズ１２を正確に２等
分に切断するために、スリーブ１１の端面から１／２ピ
ッチロッドレンズ１２の端面までの距離を測定しておく
。そして、入力側の光ファイバ１３が挿入固定されたフ
ェルール１４をスリーブ１１の一方の側から中空部に挿
入し、フェルール１４が１／２ビツチロッドレンズ１２
の端面に当接した状態で例えば接着剤により固定する。

スリーブ１１の他方の側についても同様に、出力側の光
ファイバ１５が挿入固定されたフェルール１６を中空部
に挿入固定する。フェルール１４．１６の外径はこの実
施例では１．４９９　ｍｍであり、光フアイバ挿入孔の
偏心は１μｍ以内である。ここで、１／２ピッチロッド
レンズ１２の外径寸法及び光フアイバ挿入孔の偏心につ
いては１μｍ以内の精度を得ることができるので、光フ
ァイバ１３．１５を正確に１／２ピソチロッドレンズ１
２の幾何学的中心軸に一致させることができる。

１／２ピッチロッドレンズ１２及び各フェルール１４．
１６が挿入固定されたスリーブ１１は、１／２ピッチロ
ッドレンズ１２がその光軸方向に正確に三等分されるよ
うな位置（図中切断面がＣで示されている。）にて切断
され、その斜視図が第３図に示されるような入力側及び
出力側のファイバコリメータ１７．１８とされる。この
場合、ファイバコリメータを光デバイスに配置固定する
際に一方を他方に対して１８０°回転させる必要がある
ので、切断前にスリーブ１１０表面に切断面を横切る標
識を付しておくことが望ましい。尚、第２ｒＩＡ及び第
３図において、ｌｌａ、Ｉｌｂは切断された後のスリー
ブ、１２ａ、１２ｂは切断された後の１／４ピッチロッ
ドレンズをそれぞれ示している。最後に、各ファイバコ
リメータにおける１／４ピッチロッドレンズ１２ａ、１
２ｂの露出端面に、表面に無反射膜が形成された例えば
厚みが０．１ｍｆｆＩのガラス板を光学接着剤により貼
り付けておく。こうしておくことで、１／４ピッチロッ
ドレンズと空気層との間の界面における反射損失を減少
させるとともに、１／４ピッチロッドレンズの傷を防止
することができる。

第４図は入力側及び出力側のファイバコリメータ１７．
１８を光減衰器に配置固定した状態を示す断面図である
。２１は筐体であり、その内部には、円盤状の減衰膜部
材２２が軸部材２３により回動自在に設けられている。

減衰膜部材２２には減衰率が円周方向に連続的に変化す
る減衰膜が同心円状に設けられており、これにより所望
の減衰率を得ることができるようになっている。このよ
うな光減衰器にファイバコリメータ１７．１８を配置固
定する場合、この実施例では、先ず、入力側のファイバ
コリメータ１７を筐体２１に固定しておく。そして、出
力側のファイバコリメータ１８については、ピッチロッ
ドレンズの切断前の位置関係から幾何学的中心軸を中心
として１８ｏ。

回転した位置関係となり、且つ、１／４ピッチロッドレ
ンズ１２ａ、１２ｂが平行となるように保持した状態で
、減衰膜部材２２を介在させていないときの光結合効率
が最大となるように、出力側のファイバコリメータ１８
を光軸に垂直なＸ、ｙ平面内で位置調整を行い、出力側
のファイバコリメータ１８を例えば接着剤２０により筐
体２１に固定する。ここで、２軸方向（光軸方向）につ
いては、入力側及び出力側のファイバコリメータ１７．
１８間に平行光ビーム系が形成されておりＺ軸方向の変
位に対して光結合効率が大きく変化することはないので
、出力側のファイバコリメータ１８を２軸方向に精密な
位置調整を行うことは不要である。

このように本実施例によれば、例えば微動台を用いるこ
とにより、出力側のファイバコリメータ１８についてｘ
、ｙ平面内の位置調整を行うことだけで、高い光結合効
率を得ることができるから、従来と比較して光軸調整を
容易に行うことが可能になる。

本実施例では、１／２ピッチロッドレンズをスリーブに
挿入固定した後にこれらを切断するようにしているが、
１／２ピッチロッドレンズを切断してから各スリーブに
固定するようにしても良い。

第５図は本発明の他の実施例を示す図である。

この例では、ｌ／２ピッチロッドレンズ３１をその光軸
と垂直な平面に対して傾斜した切断面Ｃ１にて切断して
１／４ピッチロッドレンズ３１８゜３１ｂを得るように
しており、この場合においても前実施例と同様に、光軸
調整を簡略化することができる。この実施例によれば、
１／４ピッチロッドレンズ３１ａ、３１ｂの切断端面を
斜めにしているので、一方を他方に対して切断前の位置
関係から１８０°回転させる作業を容易に行うことがで
きる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、一方のファイバ
コリメータにおける１／４ピッチロッドレンズの中心軸
を他方の中心軸に対して平行にした状態で最大光結合効
率を得るための位置調整を行うことができるので、光軸
調整が簡略化されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例図であって、ファイバコリメー
タの製造方法を説明するための断面図、第３図はファイ
バコリメータの斜視図、第４図は光減衰器の断面図、 第５図は本発明の他の実施例を示す１／２ピッチロッド
レンズの切断面の説明図、 第６図は一般的な光デバイスの説明図、第７図はファイ
バコリメータの一構成例を説明するための図、 第８図及び第９図は従来技術の問題点を説明するための
図である。 ｌ・・・屈折率分布形ロッドレンズ、 ２．３．１２ａ、１２ｂ、３１ａ、３１ｂ・・・１／４
　ピッチロッドレンズ、 ４．６，１３．１５・・・光ファイバ ５．７．１７．１８・・・ファイバコリメータ、１２．
３１・・・１／２ピッチロッドレンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 屈折率分布形ロッドレンズ（１）を切断して２つの１／
   ４ピッチロッドレンズ（２、３）を形成し、一方の１／
   ４ピッチロッドレンズ（２）の幾何学的中心軸（ＧＡ＿
   ２）上に光ファイバ（４）を配置して入力側のファイバ
   コリメータ（５）とし、 もう一方の１／４ピッチロッドレンズ（３）の幾何学的
   中心軸（ＧＡ＿３）上に光ファイバ（６）を配置して出
   力側のファイバコリメータ（７）とし、上記１／４ピッ
   チロッドレンズ（２、３）のうち一方が他方に対して切
   断前の位置関係から幾何学的中心軸を中心として１８０
   °回転した位置関係となるように上記入力側及び出力側
   のファイバコリメータ（５、７）を配置したことを特徴
   とするファイバコリメータの配置構造。