JPH04116509A - 光源装置および光軸合わせ方法 - 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、光通信や光フアイバジャイロなどで用いられ
る光源装置および光軸合わせ方法に関する。

〈従来の技術〉 典型的な先行技術は第８図に示されている。この光源装
置は、光フアイバジャイロなどの光源として用いられる
もので、半導体光源であるレーザダイオード１からの光
を第１のホルダ１１に固定したコリメートレンズ２１お
よび第２のホルダ１２に固定した集光レンズ２２を介し
て、フェルール３に先端部が保持された光ファイバ２の
端面中央に集光して入射させるようにしている。

第１のホルダ１１は、筒状に構成した第２のホルダ１２
に、コリメートレンズ２１が一定されたレンズ取付部１
１ａを嵌合させ、参照符号！！１で示す第２のホルダ１
２の周縁部を溶接するようにして取り付けられている。

これにより、コリメートレンズ２１と集光レンズ２２と
の光軸合わせか同時に行われる。

また、レーザダイオード１は、基板４が固定されている
光源ホルダ５を、第１のホルダ１１のうち第２のホルダ
１２とは反対側に形成した取付凹所６に嵌合させて接着
剤により固定するようにして取り付けられ、第１のホル
ダ】】に形成した収納空間７に収納されている。光源ホ
ルダ５の第１のホルダ１１への取付けにより、レーザダ
イオード１とコリメートレンズ２１との光軸合わせか同
時に行われる。

フェルール３は、このフェルール３か嵌合されて溶接固
定されているスリーブ８を第２のホルダ１２のうち第１
のホルダ１１とは反対側の表面に溶接するようにして、
第２のホルダ１２に固定されている。

この構成により、レーザダイオード１から発生したレー
ザ光は、コリメートレンズ２Ｉて平行光にコリメートさ
れ、さらに集光レンズ２２て光ファイバ２の端面の中央
に集光される。このようにして、光ファイバ２と光源装
置との結合か達成される。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の光源装置では、第１および第２のホルダ１１　１
２の相互の固定は溶接により行われ、また第１のホルダ
１１と光源ホルダ５との相互の固定は接着剤を用いて行
われている。そして、組立を容易にするために第１のホ
ルダ１１のレンズ取付部１１ａの外径ｒ１は第２のレン
ズホルダ１２の内径ｒ２よりも小さくなっており、これ
により第１および第２のホルダ１１．１２の間にはクリ
アランス（隙間）９か生じている。また、同様に光源ホ
ルダ５と第１のホルダ１１との間にもクリアランスｌＯ
が生じている。

このクリアランス９，１０のために、第１および第２の
ホルダ１１．１２の固定、ならびに第１のホルダ１１お
よび光源ホルダ５の固定において、それぞれの軸心の相
互間のずれが不可避的に生じ、これにより半導体光源１
、コリメートレンズ２１および集光レンズ２２の光軸相
互間のずれが生じていた。このように光軸合わせの精度
が良好でないために、集光レンズ２２から導出される出
力光に所望の光量が得られない場合があり、出力光量に
ばらつきが生じていた。

さらに、クリアランス９，１０が生じているために、溶
接や接着剤による固定では、第２のホルダ１２内の空間
および第１のホルダ１１においてレーザダイオードｌを
収納している収納空間７を気密に保つことができないの
で、レンズ２１，２２およびレーザダイオード１が湿度
変化などの環境の変化の影響を受は易いという問題もあ
った。

そこで本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、光
学部材相互の光軸合わせか確実に行われるとともに、各
光学部材に対する環境変化の影響を低減した光源装置を
提供することである。

また、本発明の他の目的は、光軸合わせが格段に正確に
行われる光軸合わせ方法を提供することである。

く課題を解決するための手段および作用〉上記の目的を
達成するための請求項１記載の光源装置は、半導体光源
と、第１のホルダに固定され上記半導体光源からの光源
光が導かれる第１の光学部材と、第２のホルダに固定さ
れ上記第１の光学部材を介した上記光源光が導かれる第
２の光学部材とを有する光源装置において、 上記第１のホルダと第２のホルダとを相互に圧入固定し
たものである。

上記の構成によれば、第１のホルダと第２のホルダとの
固定は、第１のホルダと第２のホルダとを相互に圧入す
ることによって達成され、これにより同時に第１の光学
部材と第２の光学部材との光軸合わせも達成される。第
１のホルダと第２のホルダとを圧入固定するようにした
ので、両者間にはクリアランスが生じておらず、したが
って従来の溶接による固定の場合に比較して、上記光軸
合わせの精度が格段に向上される。さらに、第１のホル
ダと第２のホルダとが気密に結合されることになるので
、第１および第２の光学部材に対する外部環境の変化の
影響を低減できる。

請求項２記載の光源装置は、上記半導体光源は光源ホル
ダに固定されており、この光源ホルダを上記第１のホル
ダに圧入固定したことを特徴とする。

このようにすれば、半導体光源と第１の光学部材との光
軸合わせが精度良く行われ、しかも光源ホルダと第１の
光学部材とが気密に結合、されるので、半導体光源およ
び第１の光学部材に対する外部環境の変化の影響を排除
できる。

また、請求項３記載の光源装置は、上記第１のホルダお
よび第２のホルダは真鍮を材料として構成されており、 上記第２のホルダに、溶接可能な材料で構成した取付部
材を圧入固定したことを特徴とする。

この構成によれば、第１および第２のホルダを真鍮で構
成したので、その加工が容易であり、また加工容易性に
起因して高い寸法精度を得ることができる。、また、第
２のホルダには溶接可能な材料で構成した取付部材を圧
入固定したので、真鍮で構成された第２のホルダには直
接他の部材を溶接固定することができないにもかかわら
ず、上記取付部材への溶接によって、他の部材を第２の
ホルダに溶接によって結合させることができる。

これにより、たとえば第２の光学部材に結合させるべき
第３の光学部材が、圧入によっては得られないほど高い
取付精度を要する場合に、上記第３の光学部材からの光
源光をモニタするなどしながら上記第３の光学部材を位
置決めし、この第３の光学部材を保持した保持部材を上
記取付部材に溶接固定するようにすれば、所望の取付精
度で上記第３の光学部材を上記第２の光学部材に結合さ
せることができる。

また、本発明の光軸合わせ方法は、第１の光学部材と第
２の光学部材との光軸を合わせる方法であって、 上記第１の光学部材を第１のホルダに固定し、上記第２
の光学部材を上記第１のホルダに圧入可能な第２のホル
ダに固定°し、 上記第１のホルダと上記第２のホルダとを相互に圧入固
定することを特徴とする。

この方・法によれば、第１のホルダと第２のホルダとの
間にはクリアランスが生じていないので、第１のホルダ
および第２のホルダの相互の圧入固定によって、同時に
、第１および第２の光学部材の光軸合わせを精度良く行
うことができる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の光源装置の基本的な構成を
示す断面図である。この光源装置は、たとえば光フアイ
バジャイロの光源として用いられるもので、光源ホルダ
３０に固定した基板３１にマウントされた半導体光源で
あるレーザダイ−オド３２からの光を、第１のホルダ４
１に固定した第１の光学部材であるコリメートレンズ５
１で平行光にコリメートした後、第２のホルダ４２に固
定した第２の光学部材である集光レンズ５２で集光して
、フェルール３４に先端部を固定した光ファイバ３３の
端面中央に導くようにしたものである。上記第１のホル
ダ４１は第２のホルダ４２の取付凹所７１に圧入されて
取り付けられており、光源ホルダ３０は第１のホルダ４
１の取付凹所６６に圧入されて取り付けられている。

第２図は上記第１のホルダ４１の断面図である。

この第１のホルダ４１はたとえば加工の容易性を考慮し
て真鍮を材料として、軸線６１に関して回転対称に構成
されたもので、コリメートレンズ５１を取り付ける取付
孔６２が上記の軸線６１に沿って形成されたレンズ取付
部６３と、第２のホルダ４２の端面を当接させて第１お
よび第２のホルダ４１．４２相互間の位置決めを行わせ
るためのフランジ部６４とを備えている。さらに、光源
ホルダ３０側には、レーザダイオード３２を収容するた
めの収納凹所６５が形成されており、さらに収納凹所６
５よりも大きな径を有し上記光源ホルダ３０を固定させ
るための上記の取付凹所６６か形成されている。この取
付凹所６６の側面６６ａは、断面が軸線６１方向中間部
を軸線６１に向かって突出させたほぼ円弧形状となって
いる。これによりたとえば軟鉄電解ニッケル金メツキ材
なとの弾性を有する材料で構成される光源ホルダ３０が
圧入された場合に、この光源ホルダ３０がきつく締結さ
れてその脱落が防がれるとともに、上記の収納凹所６５
内のレーザダイオード３２が収納される空間が気密に保
たれる。光源ホルダ３ｏの圧入の際には、取付凹所６６
にはシリコン樹脂剤を塗布することが好ましく、これに
より収納凹所６５内の空間の気密性を一層向上できる。

第３図は上記第２のホルダ４２の構成を示す断面図であ
る。第２のホルダ４２は、たとえばステンレスを材料と
してほぼ円筒状に構成され、集光レンズ５２を取り付け
るための取付孔７２か軸線７０に沿って形成されている
。第１のホルダ４１側に、この第１のホルダ４１が圧入
される取付凹所７１が形成されている。この取付凹所７
１の入口には、テーパ一部７１ａか形成されて第１のホ
ルダ４１の圧入の際の導入作業の効率化が図られている
とともに、比較的径の大きなガイド部７１ｂが形成され
ている。このガイド部７１ｂにより、第１のホルダ４１
か圧入前に取付凹所７１の途中まで導入されるので、第
１のホルダ４１の圧入時にはこの第１のホルダ４１が確
実に軸線７０に沿う方向に変位して取付凹所７１内へ嵌
入される。

取付凹所７０のガイド部７１ｂよりも内方側の部分の内
径Ｄ２は、第１のホルダ４１のレンズ取付部６３の外径
ＤＩ（第２図参照）よりも小さく形成されており、これ
により第１のホルダ４１を取付凹所７１に圧入した後に
は、この第１のホルダ４１はきつ（締結され、その内部
空間か気密に保たれる。上記の径Ｄｌ、Ｄ２の大小関係
は、具体的には、締まり嵌めどなるように第１のホルダ
４１の外径Ｄ１および第２のホルダ４２の内径Ｄ２の各
公差を設定することにより実現される。

なお、第１のホルダ４１を第２のホルダ４２に圧入する
際には、取付凹所７１の表面にシリコン樹脂剤を塗布す
ることが好ましく、これにより取付凹所７１内の空間の
気密性を一層向上できる。

第２のホルダ４２のうち第１のホルダ４１とは反対側の
端面には、たとえばステンレスで構成され、上記フェル
ール３４が溶接固定される第４図図示のスリーブ３５が
溶接によって固定される。

このスリーブ３５の溶接に当たっては、光ファイバ３３
からの光出力がモニタされ、この光出力が最大となるよ
うにスリーブ３５が位置決めされる。

そして、光出力が最大となった状態で、たとえばレーザ
溶接により、スリーブ３５の第２のホルダ４２への取付
けが行われる。このように、第１および第２のホルダ４
１．４２ならびに第１のホルダ４１および光源ホルダ３
０の各固定を圧入により行っているにもかかわらず、ス
リーブ３５と第２のホルダ４２との固定は溶接により行
うこととしているのは、圧入により得られる位置決め精
度が１００μｍ程度であるのに対して、光ファイバ３３
と集光レンズ５２との光結合に要求される精度は１μｍ
程度であるからである。

このようにスリーブ３５と第２のホルダ４２との固定は
、溶接に依らざるを得ないので、スリーブ３５と第２の
ホルダ４２とは前述のように溶接が可能なステンレスな
との材料で構成される必要がある。

以上のような本実施例の光源装置では、光源ホルダ３０
が第１のホルダ４１に圧入されて取り付けられ、この取
付けにより同時にレーザダイオード３２とコリメートレ
ンズ５１との光軸合わせが達成されている。さらに、第
１のホルダ４１は第２のホルダ４２に圧入されて取り付
けられ、この取付けにより同時にコリメートレンズ５１
と集光レンズ５２との光軸合わせか達成されている。光
源ホルダ３０と第１のホルダ４１との間、および第１の
ホルダ４１と第２のホルダ４２との間には、当然にクリ
アランスが生じていないので、上記の各光軸合わせは精
度良く行われる。このように光軸合わせが良好に行われ
る結果、集光レンズ５２から導出される出力光の光量を
、常に所望の光量とすることができ、出力光量の安定化
に寄与することができる。

しかも、各ホルダ３０，４１．４２がそれぞれ相互に圧
入により固定されていることにより、第２のホルダ４２
の収納凹所７１内の空間、および第１のホルダ４１にお
いてレーザダイオード３２が収納される収納凹所６５内
の空間はいずれも気密に保たれる。これにより、レンズ
５１．５２およびレーザダイオード３２などに対する、
たとえば湿度変化なとの外部環境の変化の影響を排除す
ることができるので、安定した光出力を得ることができ
るようになるとともに、光源装置の耐湿性を格段に向上
することができる。

第５図は本発明の他の実施例の基本的な構成を示す断面
図である。この第５図において前述の第１図に示された
各部に対応する部分には同一の参照符号を付して示す。

この実施例における前述の第１の実施例との最も特徴的
な差異は、第１のホルダ４１が圧入される第２のホルダ
４２Ａが加工容易な真鍮で構成されており、この第２の
ホルダ４２Ａのスリーブ３５側にステンレスなどの溶接
可能な材料で構成したリング状の取付部材８０か圧入さ
れて、この取付部材８０に上記のスリーブ３５が溶接固
定されていることである。

第２のホルダ４２Ａには、第６図に示すように取付部材
８０を嵌入させるための外径の小さな取付筒部８１が形
成されており、この取付筒部８１に第７図に図示のリン
グ状の取付部材８０が圧入固定される。

前述の第１の実施例の構成では、スリーブ３５の溶接固
定の必要性のために、第２のホルダ４２を、加工が比較
的困難なステンレスなどで構成する必要があったのに対
して、本実施例の構成では、第２のホルダ４２Ａを真鍮
を用いて構成したのでその加工が容易であり、この加工
容易性に起因して高い寸法精度で第２のホルダ４２Ａを
作成することができる。しかも溶接可能なステンレスで
構成した取付部材８０の働きによりスリーブ３５の取付
けも達成できる。

このように本実施例によれば、第２のホルダ４２Ａの加
工が容易となり、したがって高い寸法精度での加工が可
能となるので、コリメートレンズ５１と集光レンズ５２
との光軸合わせが一層高精度で行われるようになる。し
かも第１のホルダ４１および第２のホルダ４２Ａをいず
れも真鍮を材料として構成したので、コストの低減にも
寄与することができる。

なお、本発明は前述の各実施例に限定されるものではな
い。たとえば、上記の実施例では、光源ホルダ３０が第
１のホルダ４２に圧入によって固定されるようにしたが
、光源ホルダ３０と第１のホルダ４２との相互取付けは
、従来のように接着剤を用いて行ってもよい。さらに上
記の実施例では、溶接可能な材料としてステンレスを例
にとったが、スリーブ３５やリング状の取付部材８０の
材料には、他の溶接可能な任意の材料が適用されてもよ
い。さらに上記の実施例では、第１．第２のホルダにレ
ンズが固定される場合を例にとったか、レンズの他に凹
面鏡、回折格子、偏光子などの光学部材が固定されても
よい。また、上記の実施例では、光ファイバに結合され
る光源装置を例にとったが、本発明は半導体光源とこの
半導体光源に結合されるべき光学部材とを有する光源装
置に対して広〈実施することができるものである。

その他本発明の要旨を変更しない範囲内において、種々
の変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 請求項１記載の光源装置によれば、第１のホルダと第２
のホルダとを圧入固定するようにしたので、両者間には
クリアランスが生じておらず、したがって従来のように
溶接による固定の場合に比較して、上記光軸合わせの精
度が格段に向上される。さらに、第１のホルダと第２の
ホルダとが気密に結合されることになるので、第１およ
び第２の光学部材に対する外部環境の変化の影響を低減
できる。

また、請求項２記載の光源装置によれば、半導体光源と
第１の光学部材との光軸合わせが精度良く行われ、しか
も光源ホルダと第１の光学部材とが気密に結合されるの
で、半導体光源および第１の光学部材に対する外部環境
の変化の影響を排除できる。

さらに、請求項３記載の光源装置によれば、第１および
第２のホルダを真鍮で構成したので、その加工が容易で
あり、したがって高い寸法精度を得ることができる。こ
れにより、第１および第２の光学部材ならびに半導体光
源の光軸合わせを一層高精度で行えるようになる。また
、第２のホルダには溶接可能な材料で構成した取付部材
を圧入固定したので、真鍮で構成された第２のホルダは
溶接不能であるにもかかわらず、上記取付部材への溶接
によって、他の部材を第２のホルダに溶接によって結合
させることかできる。さらには、安価な真鍮を用いて第
１および第２のホルダを構成したことにより、コストの
低減にも寄与することができる。

また、本発明の光軸合わせ方法によれば、第１のホルダ
と第２のホルダとの間にはクリアランスか生じていない
ので、第１のホルダおよび第２のホルダの相互の圧入固
定によって、同時に、第１および第２の光学部材の光軸
合わせを精度良く行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の〜実施例の光源装置の構成を示す断面
図、 第２図は第１のホルダ４Ｉの断面図、 第３図は第２のホルダ４２の断面図、 第４図はスリーブ３５の断面図、 第５図は本発明の他の実施例の構成を示す断面図、 第６図は第２のホルダ４２Ａの断面図、第７図は取付部
材８０の断面図、 第８図は従来技術の構成を示す断面図である。 ３０・・・光源ホルダ、３２・・・レーザダイオード、
３３・・・光ファイバ、４１・・・第１のホルダ、４２
゜４２Ａ・・・第２のホルダ、５１・・・コリメートレ
ンズ（第１の光学部材）、５２・・集光レンズ（第２の
光学部材）、８０・・・取付部材 第１図 第２図 １−−．６１ 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体光源と、第１のホルダに固定され上記半導体
   光源からの光源光が導かれる第１の光学部材と、第２の
   ホルダに固定され上記第１の光学部材を介した上記光源
   光が導かれる第２の光学部材とを有する光源装置におい
   て、上記第１のホルダと第２のホルダとを相互 に圧入固定したことを特徴とする光源装置。 ２、上記半導体光源は光源ホルダに固定されており、こ
   の光源ホルダを上記第１のホルダに圧入固定したことを
   特徴とする請求項１記載の光源装置。 ３、上記第１のホルダおよび第２のホルダは真鍮を材料
   として構成されており、 上記第２のホルダに、溶接可能な材料で構 成した取付部材を圧入固定したことを特徴とする請求項
   １または２記載の光源装置。 ４、第１の光学部材と第２の光学部材との光軸を合わせ
   る方法であって、 上記第１の光学部材を第１のホルダに固定 し、 上記第２の光学部材を上記第１のホルダに 圧入可能な第２のホルダに固定し、 上記第１のホルダと上記第２のホルダとを 相互に圧入固定することを特徴とする光軸合わせ方法。