JPH04157406A - 光結合系の固定方法 - Google Patents
光結合系の固定方法Info
- Publication number
- JPH04157406A JPH04157406A JP28194390A JP28194390A JPH04157406A JP H04157406 A JPH04157406 A JP H04157406A JP 28194390 A JP28194390 A JP 28194390A JP 28194390 A JP28194390 A JP 28194390A JP H04157406 A JPH04157406 A JP H04157406A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light
- fixed
- light output
- input element
- 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.)
- Granted
Links
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 51
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 34
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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。
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、光出射素子からの光を光入射素子へ結合させ
る光結合性の固定方法に関する。
る光結合性の固定方法に関する。
〈従来の技術とその課題〉
半導体レーザ（ＬＤとも表わす）と単一モード光ファイ
バとの光結合系にあっては、従来より種々の構成が提案
されているが、発明者は結合効率が高くかつモジュール
の製作時における軸ずれトレランスが緩い擬似共焦点複
合レンズ系を提案し［河野他、光結合方法：特願昭５８
−１６９３８３］ 、そのモジニールの特性について報
告した［河野他、Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄ ｈｉｇｈ
ｌｙ ５ｔａｂｌｅ １ａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ ｍｏｄ
ｕｌｅ ｆｏｒ ｓｉｎｇｌｅ−ｔｏｄｅ ｆｉｂｅｒ
ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ
ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｉｃａｌ−ｅｎｄｅｄ ＧＲＩＮ
ｒｏｄ １ｅｎｓｅａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ
ｆｉｂｅｒ、 人ｐｐ１． ｏｐｔ、 ｖｏ
ｌ、２＆ ｐｐ、２０１Ｌ １９８９コ 。
バとの光結合系にあっては、従来より種々の構成が提案
されているが、発明者は結合効率が高くかつモジュール
の製作時における軸ずれトレランスが緩い擬似共焦点複
合レンズ系を提案し［河野他、光結合方法：特願昭５８
−１６９３８３］ 、そのモジニールの特性について報
告した［河野他、Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄ ｈｉｇｈ
ｌｙ ５ｔａｂｌｅ １ａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ ｍｏｄ
ｕｌｅ ｆｏｒ ｓｉｎｇｌｅ−ｔｏｄｅ ｆｉｂｅｒ
ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ
ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｉｃａｌ−ｅｎｄｅｄ ＧＲＩＮ
ｒｏｄ １ｅｎｓｅａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ
ｆｉｂｅｒ、 人ｐｐ１． ｏｐｔ、 ｖｏ
ｌ、２＆ ｐｐ、２０１Ｌ １９８９コ 。
第２図はこの擬似共焦点複合レンズ系（以下、擬似共焦
点系と略す）を用いた半導体レーザモジニールの模式図
を示す。同図にオし）て、１０は半導体レーザ、１は第
ルンズ、２は第２レンズ、４は単一モード光ファイバ、
５は中子、６は一体化ホルダ、７は一体化ホルダのガイ
ド、８は光ファイバ４のナイロンコード、９はステムを
示している。かかる光結合系の製作に当っては、半導体
レーザ１０はステム９に人間の手でボンディングされて
固定され、この半導体レーザ１０に対しその基準面に基
づき先球ＧＲＩＮロッドレンズである第２レンズ２が位
置固定される。
点系と略す）を用いた半導体レーザモジニールの模式図
を示す。同図にオし）て、１０は半導体レーザ、１は第
ルンズ、２は第２レンズ、４は単一モード光ファイバ、
５は中子、６は一体化ホルダ、７は一体化ホルダのガイ
ド、８は光ファイバ４のナイロンコード、９はステムを
示している。かかる光結合系の製作に当っては、半導体
レーザ１０はステム９に人間の手でボンディングされて
固定され、この半導体レーザ１０に対しその基準面に基
づき先球ＧＲＩＮロッドレンズである第２レンズ２が位
置固定される。
このような半導体レーザ１０及び第ルンズを有する光出
力系に対し、光ファイバ４の端面に密着しその端面に光
を収束する第２レンズ２と単一モード光ファイバ４を固
定した中子５とがホルダ６に一体化された一体化部をガ
イド７に配置する。この場合、一体化部は、モジュール
を簡単に製作するため単体として一体化され、光出力系
に一体化部を位置合わせするだけでＬＤモジュールが形
成されるようになっている。
力系に対し、光ファイバ４の端面に密着しその端面に光
を収束する第２レンズ２と単一モード光ファイバ４を固
定した中子５とがホルダ６に一体化された一体化部をガ
イド７に配置する。この場合、一体化部は、モジュール
を簡単に製作するため単体として一体化され、光出力系
に一体化部を位置合わせするだけでＬＤモジュールが形
成されるようになっている。
ここで、擬似共焦点系におけろ光結合の原理を第３図を
も参照して説明する。この擬似共焦点系では、半導体レ
ーザ端面と第ルンズ１との距離を焦点距離よりも長くと
っており、スポットサイズがＷＬｏの半導体レーザ１０
からの出力光を第ルンズ１によりスポットサイズがＷ
′となるようやや絞りぎみのビームに変換する。一方、
中子５に固定されたスポットサイズＷの単一モード光フ
ァイバ４から、この単一モード光ファイバ４と同じく一
体化部として組合せられた第２レンズ（ＧＲＩＮロッド
レンズ）２に第３図（ｂ）の如く光を注入した場合を考
えるとき、第２レンズ２の存在によってこの逆方向の光
が拡げられ、スポットサイズＷ、が一体化部のスポット
サイズとしてはＷ′の仮想ファイバとみなせることがで
きる。
も参照して説明する。この擬似共焦点系では、半導体レ
ーザ端面と第ルンズ１との距離を焦点距離よりも長くと
っており、スポットサイズがＷＬｏの半導体レーザ１０
からの出力光を第ルンズ１によりスポットサイズがＷ
′となるようやや絞りぎみのビームに変換する。一方、
中子５に固定されたスポットサイズＷの単一モード光フ
ァイバ４から、この単一モード光ファイバ４と同じく一
体化部として組合せられた第２レンズ（ＧＲＩＮロッド
レンズ）２に第３図（ｂ）の如く光を注入した場合を考
えるとき、第２レンズ２の存在によってこの逆方向の光
が拡げられ、スポットサイズＷ、が一体化部のスポット
サイズとしてはＷ′の仮想ファイバとみなせることがで
きる。
そして、この第ルンズ１による絞りぎみビームを一体化
部である仮想ファイバに入射させることにより、半導体
レーザ１０の出射光を単一モード光ファイバ４に入射さ
せることになる。このことは、換言すれば、スポットサ
イズＷＬｏ′の第ルンズ１出射後のビームとスポットサ
イズＷ、′の仮想ファイバとの結合であり、よって、Ｗ
Ｌｏ′ とＷＦ′ との両スポットサイズが一致するよ
うに設計すれば、高い結合効率が実現できることとなる
。
部である仮想ファイバに入射させることにより、半導体
レーザ１０の出射光を単一モード光ファイバ４に入射さ
せることになる。このことは、換言すれば、スポットサ
イズＷＬｏ′の第ルンズ１出射後のビームとスポットサ
イズＷ、′の仮想ファイバとの結合であり、よって、Ｗ
Ｌｏ′ とＷＦ′ との両スポットサイズが一致するよ
うに設計すれば、高い結合効率が実現できることとなる
。
そして、この両スポットサイズＷ Ｊ 、 ＷＦ／は
単一モード光ファイバ４のスポットサイズＷＦより大き
いため、固定部である光出射系に対し一体化部である仮
想ファイバの軸ずれのトレランスは緩和され、半導体レ
ーザモジュールの輩作許容性の大幅な緩和につながる。
単一モード光ファイバ４のスポットサイズＷＦより大き
いため、固定部である光出射系に対し一体化部である仮
想ファイバの軸ずれのトレランスは緩和され、半導体レ
ーザモジュールの輩作許容性の大幅な緩和につながる。
他方、ここで第ルンズ１の位置ずれの発生を数式により
示せば、第ルンズ１が光軸方向に所定の位置からγだけ
位置ずれしたとすると、第ルンズ１の出射後のビームウ
ェスト（スポットサイズＷＬｏ′の部分）は光軸方向に
次式ΔＺだけ位置ずれする。
示せば、第ルンズ１が光軸方向に所定の位置からγだけ
位置ずれしたとすると、第ルンズ１の出射後のビームウ
ェスト（スポットサイズＷＬｏ′の部分）は光軸方向に
次式ΔＺだけ位置ずれする。
△Ｚ ＝ −ｍ γ ・・（１）ここで、ｍ
は第ルンズ１による半導体レーザのスポットサイズの像
倍率であり次式（２）％式％ スポットサイズが余り大きくなると角度ずれのトレラン
スが厳しくなるので、擬似共焦点系では、一般に１３か
ら２０程度の像倍率に選ばれる。通常、半導体レーザ１
０のスポットサイズＷＬＩ、は１μｍ程度であるのでビ
ームウェストのスポットサイズＷ ′は１３μｍ〜２０
μｍ程度となっている。
は第ルンズ１による半導体レーザのスポットサイズの像
倍率であり次式（２）％式％ スポットサイズが余り大きくなると角度ずれのトレラン
スが厳しくなるので、擬似共焦点系では、一般に１３か
ら２０程度の像倍率に選ばれる。通常、半導体レーザ１
０のスポットサイズＷＬＩ、は１μｍ程度であるのでビ
ームウェストのスポットサイズＷ ′は１３μｍ〜２０
μｍ程度となっている。
半導体レーザモジュールの製作に当っては、前述の如く
半導体レーザ１ｔマステム９にボンデインクされ、この
場合、所望の固定位置に対し光軸方向に実際上的±１０
μｍ（すなわち、γ＝±１０μｍ）程度のばらつきが生
じる。そして、擬似共焦点系においては、この第ルンズ
１を光軸方向に所定位置に調整することは、半導体モジ
ュールの構造上困難である。
半導体レーザ１ｔマステム９にボンデインクされ、この
場合、所望の固定位置に対し光軸方向に実際上的±１０
μｍ（すなわち、γ＝±１０μｍ）程度のばらつきが生
じる。そして、擬似共焦点系においては、この第ルンズ
１を光軸方向に所定位置に調整することは、半導体モジ
ュールの構造上困難である。
この結果、擬似共焦点系におけろ従来の固定方法では、
第ルンズ１の位置ずれのばらつきにより、第ルンズ出射
後のビームの拡がりがばらつくことにな９、第ルンズ１
を含む光出射系に対して一体化部である仮想ファイバの
最適位置は±１．６９ｍから±４ｍ程度光軸方向にばら
つくことになる。ところが、この位置ずれにより仮想フ
ァイバが一律化ホルダのガイド７から光軸方向に抜は出
てしまうという問題が生ずる。
第ルンズ１の位置ずれのばらつきにより、第ルンズ出射
後のビームの拡がりがばらつくことにな９、第ルンズ１
を含む光出射系に対して一体化部である仮想ファイバの
最適位置は±１．６９ｍから±４ｍ程度光軸方向にばら
つくことになる。ところが、この位置ずれにより仮想フ
ァイバが一律化ホルダのガイド７から光軸方向に抜は出
てしまうという問題が生ずる。
そして、この半導体レーザモジュールの製作の不具合は
高価な通信用半導体レーザを用いたレーザモジュールの
歩留りを悪化させるという問題を生起する。
高価な通信用半導体レーザを用いたレーザモジュールの
歩留りを悪化させるという問題を生起する。
また、上述の第ルンズ１の位置ずれに基づき、この位置
ずれを補う一体化部の位置決めを行なう場合には、第ル
ンズ１によるスポットサイズＷ ′と一体化部のスポッ
トサイズＷＦ′の整合がとれないという光結合効率の問
題ともなる。
ずれを補う一体化部の位置決めを行なう場合には、第ル
ンズ１によるスポットサイズＷ ′と一体化部のスポッ
トサイズＷＦ′の整合がとれないという光結合効率の問
題ともなる。
第２図は擬似共焦点系の半導体レーザモジュールにつき
示し、それに基づき説明してきたが、上述の問題は、第
４図に示す第２レンズ分割形共焦点複合レンズ系を用い
た半導体レーザモジュールにも云える。第４図は第２レ
ンズ分割型共焦点複合レンズ系半導体レーザモジュール
［河野他： Ｌａ５ｅｒ ｄｉｏｄｅ ｍ０ｄｌｅ ｆ
ｏｒ ５１ｇ１ｅ−ｔｏｄｅ ｆｉｂｅｒ ｂａｓｅｄ
ｏｎ ｎｅｗ ｅｏｎｆｏｃａｌ ｃｏｍｂｉｎａｔ
ｉｏｎ １ｅｎｓ ｍｅｔｈｏｄ：ＩＥＥＥＪｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ、
ｖｏｌ、ＬＴ−４ｐｐ、 １４０７．１９８６ ］の模
式図を示す。この第２レンズ分割形共焦点被合レンズ系
では半導体レーザ１０から出射された光半導体レーザ１
０に対してほぼ焦点の位置に配置された球レンズである
第ルンズ１によりほぼ平行光に変換されろ。この平行光
はＧＲＩＮロッドレンズである第２レンズ２で、第１図
の擬似共焦点系におけろ第ルンズ出射後のビームと同程
度の絞りぎみのビームとする。つまり、第２レンズ分割
系の光結合は、擬似共焦点系の場合と同様に、この第２
レンズ２による絞りぎみのビームと第３レンズ（ＧＲＩ
Ｎロッドレンズ）３及び単一モード光ファイバ４からな
る仮想ファイバとの結合と考えることができる。
示し、それに基づき説明してきたが、上述の問題は、第
４図に示す第２レンズ分割形共焦点複合レンズ系を用い
た半導体レーザモジュールにも云える。第４図は第２レ
ンズ分割型共焦点複合レンズ系半導体レーザモジュール
［河野他： Ｌａ５ｅｒ ｄｉｏｄｅ ｍ０ｄｌｅ ｆ
ｏｒ ５１ｇ１ｅ−ｔｏｄｅ ｆｉｂｅｒ ｂａｓｅｄ
ｏｎ ｎｅｗ ｅｏｎｆｏｃａｌ ｃｏｍｂｉｎａｔ
ｉｏｎ １ｅｎｓ ｍｅｔｈｏｄ：ＩＥＥＥＪｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ、
ｖｏｌ、ＬＴ−４ｐｐ、 １４０７．１９８６ ］の模
式図を示す。この第２レンズ分割形共焦点被合レンズ系
では半導体レーザ１０から出射された光半導体レーザ１
０に対してほぼ焦点の位置に配置された球レンズである
第ルンズ１によりほぼ平行光に変換されろ。この平行光
はＧＲＩＮロッドレンズである第２レンズ２で、第１図
の擬似共焦点系におけろ第ルンズ出射後のビームと同程
度の絞りぎみのビームとする。つまり、第２レンズ分割
系の光結合は、擬似共焦点系の場合と同様に、この第２
レンズ２による絞りぎみのビームと第３レンズ（ＧＲＩ
Ｎロッドレンズ）３及び単一モード光ファイバ４からな
る仮想ファイバとの結合と考えることができる。
第２レンズ分割系の場合に、半導体レーザ１０と第ルン
ズ１との光軸方向における相互位置の設定誤差γと第２
レンズ２を出射した後のビームウェストの光軸方向にお
ける位置ずれ△２は、擬似共焦点系の場合と同様に式（
１）で示され、第２レンズ２の光軸方向の設定誤差の影
響は擬似共焦点系と同様に第２レンズ分割系においても
重要とな９、かつ擬似共焦点系と同様の問題を生ずる。
ズ１との光軸方向における相互位置の設定誤差γと第２
レンズ２を出射した後のビームウェストの光軸方向にお
ける位置ずれ△２は、擬似共焦点系の場合と同様に式（
１）で示され、第２レンズ２の光軸方向の設定誤差の影
響は擬似共焦点系と同様に第２レンズ分割系においても
重要とな９、かつ擬似共焦点系と同様の問題を生ずる。
本発明は、上述の問題に鑑み、光出射素子と第ルンズと
の光軸方向の相互位置のずれの影響である歩留９や結合
効率の悪化を解消するようにした光結合系の固定方法の
提供を目的とする。
の光軸方向の相互位置のずれの影響である歩留９や結合
効率の悪化を解消するようにした光結合系の固定方法の
提供を目的とする。
く課題を解決するための手段〉
上述の目的を達成する本発明の構成は、（１） レン
ズと光入射素子とを光出射素子を有する光出射系に位置
１ｉｉｕｔ、て固定する方法において、 前記光入射素子と前記レンズとを相互に移動可能に別々
に配置し、前記光出射系からの前記光入射素子への光を
最適に結合させた後、前記レンズと前記光入射素子との
相互位置を固定し、ついでこの位置固定した前記レンズ
と前記光入射素子との一体化部を光軸垂直方向に位置調
整した後固定したことを特徴とし、 （２）光出射素子、第ルンズ、第２レンズ、及び光入射
素子をこの順序に配列し、前記光出射素子と前記第ルン
ズとの距離をこの第ルンズの焦点距離よりも大またば小
とするように配置することにより、前記光出射素子から
出射した光線を前記第ルンズ出射後に収束ぎみのビーム
または発散ぎみのビームとして形成した光結合系にあっ
て、前記光出射素子をステムに固定し、その後第ルンズ
を前記光出射素子に対して位置固定し、次に前記第２レ
ンズと前記光入射素子とを前記光出射素子からの出射光
に対して結合効率が最適となるように位置ｌｌｌ１整し
た後、前記第２レンズと前記光入射素子との相対位置を
固定し、この後位置固定した前記第２レンズと前記光入
射素子との一体化部を前記第ルンズ出射後の収束ぎみま
たは発散ぎみにビームに対して光軸垂直方向に位置調節
した後固定したことを特徴とし、 （３）光出射素子、第ルンズ、第２レンズ、第３レンズ
及び光入射素子をこの順序に配列し、前記光出射素子と
前記第ルンズとの距離をこの第ルンズの焦点距離に近（
なるように配置することにより、前記光出射素子から出
射した光線を前記第ルンズ出射後にほぼ平行ビームとし
て形成し、前記第２レンズ出射後に収束ぎみのビームま
たは発散ぎみのビームとして形成した光結合系にあって
、前記光出射素子をステムに固定した後、前記第ルンズ
もしくはこの第ルンズを保持するホルダを前記光出射素
子に対して位置固定し、次に前記第２レンズを位置調整
した後固定し、次に前記第３レンズと前記光入射素子と
を前記光出射素子からの出射光に対して結合効率が最適
となるように位置調整した後、前記第３レンズと前記光
入射素子との相対位置を固定し、この後位置固定した前
記第３レンズと前記光入射素子との一体化部を前記第２
レンズ出射後の前記収束ぎみまたは発散ぎみのビームに
対して光軸垂直方向に位置調整した後固定したことを特
徴とし、 （４）光出射素子、第ルンズ、第２レンズ、及び光入射
素子をこの順序に配列し、前記光出射素子と前記第ルン
ズとの距離をこの第ルンズのほぼ焦点距離とするように
配置することにより、前記光出射素子から出射した光線
を前記第ルンズ出射後にほぼ平行ビームとして形成した
光結合系にあって、前記光出射素子をステムに固定した
後、前記第ルンズを前記光出射素子に対して位置固定し
、次に前記第２レンズと前記光入射素子とを前記光出射
素子からの出射光に対して結合効率が最適となるように
位置調整した後、前記第２レンズと前記光入射素子との
相対位置を固定し、この後位置固定した前記第２レンズ
と前記光入射素子との一体化部を前記第ルンズ出射後の
ほぼ平行ビームに対して光軸垂直方向に位置調整した後
固定したことを特徴とし、（５）光出射素子と光入射素
子との配置を入れ替で行なうことを特徴とする。
ズと光入射素子とを光出射素子を有する光出射系に位置
１ｉｉｕｔ、て固定する方法において、 前記光入射素子と前記レンズとを相互に移動可能に別々
に配置し、前記光出射系からの前記光入射素子への光を
最適に結合させた後、前記レンズと前記光入射素子との
相互位置を固定し、ついでこの位置固定した前記レンズ
と前記光入射素子との一体化部を光軸垂直方向に位置調
整した後固定したことを特徴とし、 （２）光出射素子、第ルンズ、第２レンズ、及び光入射
素子をこの順序に配列し、前記光出射素子と前記第ルン
ズとの距離をこの第ルンズの焦点距離よりも大またば小
とするように配置することにより、前記光出射素子から
出射した光線を前記第ルンズ出射後に収束ぎみのビーム
または発散ぎみのビームとして形成した光結合系にあっ
て、前記光出射素子をステムに固定し、その後第ルンズ
を前記光出射素子に対して位置固定し、次に前記第２レ
ンズと前記光入射素子とを前記光出射素子からの出射光
に対して結合効率が最適となるように位置ｌｌｌ１整し
た後、前記第２レンズと前記光入射素子との相対位置を
固定し、この後位置固定した前記第２レンズと前記光入
射素子との一体化部を前記第ルンズ出射後の収束ぎみま
たは発散ぎみにビームに対して光軸垂直方向に位置調節
した後固定したことを特徴とし、 （３）光出射素子、第ルンズ、第２レンズ、第３レンズ
及び光入射素子をこの順序に配列し、前記光出射素子と
前記第ルンズとの距離をこの第ルンズの焦点距離に近（
なるように配置することにより、前記光出射素子から出
射した光線を前記第ルンズ出射後にほぼ平行ビームとし
て形成し、前記第２レンズ出射後に収束ぎみのビームま
たは発散ぎみのビームとして形成した光結合系にあって
、前記光出射素子をステムに固定した後、前記第ルンズ
もしくはこの第ルンズを保持するホルダを前記光出射素
子に対して位置固定し、次に前記第２レンズを位置調整
した後固定し、次に前記第３レンズと前記光入射素子と
を前記光出射素子からの出射光に対して結合効率が最適
となるように位置調整した後、前記第３レンズと前記光
入射素子との相対位置を固定し、この後位置固定した前
記第３レンズと前記光入射素子との一体化部を前記第２
レンズ出射後の前記収束ぎみまたは発散ぎみのビームに
対して光軸垂直方向に位置調整した後固定したことを特
徴とし、 （４）光出射素子、第ルンズ、第２レンズ、及び光入射
素子をこの順序に配列し、前記光出射素子と前記第ルン
ズとの距離をこの第ルンズのほぼ焦点距離とするように
配置することにより、前記光出射素子から出射した光線
を前記第ルンズ出射後にほぼ平行ビームとして形成した
光結合系にあって、前記光出射素子をステムに固定した
後、前記第ルンズを前記光出射素子に対して位置固定し
、次に前記第２レンズと前記光入射素子とを前記光出射
素子からの出射光に対して結合効率が最適となるように
位置調整した後、前記第２レンズと前記光入射素子との
相対位置を固定し、この後位置固定した前記第２レンズ
と前記光入射素子との一体化部を前記第ルンズ出射後の
ほぼ平行ビームに対して光軸垂直方向に位置調整した後
固定したことを特徴とし、（５）光出射素子と光入射素
子との配置を入れ替で行なうことを特徴とする。
く作 用〉
本発明はレンズと光入射素子とからなる仮想ファイバを
用いる光結合系において、まず光入射素子とレンズ間の
距離を調整することにより、レンズに入射する光を光入
射素子に結合させた後、それらの相互位冒を固定し、こ
れにより形成したレンズと光入射素子の一体化部、即ち
仮想ファイバを光軸垂直方向に位置調整することにより
、光入射素子を位置！ｌ整することができて、像倍率ｍ
を小さくすることができ、光出射系の光軸方向の設定誤
差を容易に解消できる。
用いる光結合系において、まず光入射素子とレンズ間の
距離を調整することにより、レンズに入射する光を光入
射素子に結合させた後、それらの相互位冒を固定し、こ
れにより形成したレンズと光入射素子の一体化部、即ち
仮想ファイバを光軸垂直方向に位置調整することにより
、光入射素子を位置！ｌ整することができて、像倍率ｍ
を小さくすることができ、光出射系の光軸方向の設定誤
差を容易に解消できる。
〈実 施 例〉
ここで、第１図を参照して本発明の詳細な説明する。第
１図は擬似共焦点系の半導体レーザそジュールの模式図
を示す。同図において、第２図と同一部分には同符号を
付す。
１図は擬似共焦点系の半導体レーザそジュールの模式図
を示す。同図において、第２図と同一部分には同符号を
付す。
すなわち、１０は光出射系の一部である半導体レーザ、
１は先球ＧＲＩＮロッドレンズである第ルンズ、２はＧ
ＲＩＮロッドレンズである第２レンズ、４は光入射素子
である単一モード光ファイバ、５は中子、６は一律化ホ
ルダ、８はナイロンコード、９はステムである。
１は先球ＧＲＩＮロッドレンズである第ルンズ、２はＧ
ＲＩＮロッドレンズである第２レンズ、４は光入射素子
である単一モード光ファイバ、５は中子、６は一律化ホ
ルダ、８はナイロンコード、９はステムである。
かかる半導体レーザモジュールを製作するに当っては、
半導体レーザ１０をステム９に固定し第ルンズ１を固定
するまでは従来方法と同じである。
半導体レーザ１０をステム９に固定し第ルンズ１を固定
するまでは従来方法と同じである。
かかる光出射系に対して一体化部の固定は従来と異なる
。すなわち、まず、第２レンズ２を一律化ホルダ６に固
定しておく。この−体化ホルダ６に対して固定された第
２レンズ２が存在する反面、この一体化ホルダ６に対し
て中子５に固定された単一モード光ファイバ４が動き得
る乙とになる。
。すなわち、まず、第２レンズ２を一律化ホルダ６に固
定しておく。この−体化ホルダ６に対して固定された第
２レンズ２が存在する反面、この一体化ホルダ６に対し
て中子５に固定された単一モード光ファイバ４が動き得
る乙とになる。
そして、この単一モード光ファイバ４を中子５内で光軸
方向に動かしつつ一律化ホルダ６を面内調整することに
より光出射系に対して最大結合効率が得られる状態とす
る。かかる状態において、中子５を一律化ホルダ６に固
定する。
方向に動かしつつ一律化ホルダ６を面内調整することに
より光出射系に対して最大結合効率が得られる状態とす
る。かかる状態において、中子５を一律化ホルダ６に固
定する。
この結果、第２レンズ２と単一モード光ファイバ４の光
軸方向の相対位置が決まり、第２レンズ２と単一モード
光ファイバ４とによる仮想ファイバが形成される。ここ
で、本実施例においても第ルンズ１の固定までは従来の
方法と同じであるため、光軸方向における第ルンズ１の
位置設定誤差γは±１０μｍ程度存在する。
軸方向の相対位置が決まり、第２レンズ２と単一モード
光ファイバ４とによる仮想ファイバが形成される。ここ
で、本実施例においても第ルンズ１の固定までは従来の
方法と同じであるため、光軸方向における第ルンズ１の
位置設定誤差γは±１０μｍ程度存在する。
ところが、本例では単一モード光ファイバ４を光軸方向
に位置調整することができるので、前述の式（１）の像
倍率ｍを、単一モード光ファイバ４のスポットサイズ岑
を例えば５．５μｍとするとＷＬｏを１μｍとしてＷＬ
ｏ′／ＷＬｂ＝ｍであるｍ＝５．５とすることができ、
従来に比してｍを非常に小さくすることができ、この結
果、式（１）の△２は±３００μｍとなって、第２レン
ズ２による光軸方向の設定誤差を容易に解消できる。
に位置調整することができるので、前述の式（１）の像
倍率ｍを、単一モード光ファイバ４のスポットサイズ岑
を例えば５．５μｍとするとＷＬｏを１μｍとしてＷＬ
ｏ′／ＷＬｂ＝ｍであるｍ＝５．５とすることができ、
従来に比してｍを非常に小さくすることができ、この結
果、式（１）の△２は±３００μｍとなって、第２レン
ズ２による光軸方向の設定誤差を容易に解消できる。
そして、乙の場合にも単一モード光ファイバ４の軸ずれ
トレランスは緩いため、例えば星−モード光ファイバ４
の固定にはレーザ溶接などが適用できることとなる。
トレランスは緩いため、例えば星−モード光ファイバ４
の固定にはレーザ溶接などが適用できることとなる。
一体化ホルダ６にて一体化された単一モード光ファイバ
４と第２レンズ２との仮想ファイバは、その後光軸垂直
方向に位置固定されて半導体レーザモジュールが作製さ
れる。
４と第２レンズ２との仮想ファイバは、その後光軸垂直
方向に位置固定されて半導体レーザモジュールが作製さ
れる。
第１図は擬似共焦点系につき示したのであるが第４図に
示す第２レンズ分割系の場合にも、一体化部を擬似共焦
点系に係る前記実施例と同じ構成にすることにより、本
発明を適用できる。また、図示せずも第ルンズと第２レ
ンズを用い、レンズ間のビームがほぼ平行光である従来
の共焦点複合レンズ系について、レンズと単一モード光
ファイバを一体化する場合にも、本発明を適用できる。
示す第２レンズ分割系の場合にも、一体化部を擬似共焦
点系に係る前記実施例と同じ構成にすることにより、本
発明を適用できる。また、図示せずも第ルンズと第２レ
ンズを用い、レンズ間のビームがほぼ平行光である従来
の共焦点複合レンズ系について、レンズと単一モード光
ファイバを一体化する場合にも、本発明を適用できる。
なお、擬似共焦点系、第２レンズ分割形共焦点系、従来
の共焦点系、す外の構成においても、レンズと単一モー
ド光ファイバを一体化した仮想ファイバを用いろ光結合
系であれば本発明を適用できる。また、光入射素子とし
て、単一モード光ファイバの場合について説明したが、
光導波路を用いる場合についても同様であることは言う
までもない。
の共焦点系、す外の構成においても、レンズと単一モー
ド光ファイバを一体化した仮想ファイバを用いろ光結合
系であれば本発明を適用できる。また、光入射素子とし
て、単一モード光ファイバの場合について説明したが、
光導波路を用いる場合についても同様であることは言う
までもない。
上記例では光出射素子として半導体レーザを用いた場合
について説明したが、それ以外光変調素子のような半導
体光波路など、他の光出射素子を用いても同様である。
について説明したが、それ以外光変調素子のような半導
体光波路など、他の光出射素子を用いても同様である。
また、光ファイバを光入射素子とせず、光ファイバから
の出射光をレンズを介して受光素子に入射させる構成と
して本発明の適用が可能である。
の出射光をレンズを介して受光素子に入射させる構成と
して本発明の適用が可能である。
〈発明の効果〉
以上実施例にて説明したように本発明によれば、光入射
素子をレンズに対して位置調整するため、仮想ファイバ
全体を光軸方向に大きく変位させることなく、光を光入
射素子に結合でき、製品としてのモジュールの歩留りを
向上させかつ結合効率を悪化させることがない。なお、
固定後はレンズと光入射素子の固定後は仮想ファイバを
構成するため、スポットサイズ拡大に伴う軸ずれのトレ
ランスの緩和効果をそのまま維持できる。
素子をレンズに対して位置調整するため、仮想ファイバ
全体を光軸方向に大きく変位させることなく、光を光入
射素子に結合でき、製品としてのモジュールの歩留りを
向上させかつ結合効率を悪化させることがない。なお、
固定後はレンズと光入射素子の固定後は仮想ファイバを
構成するため、スポットサイズ拡大に伴う軸ずれのトレ
ランスの緩和効果をそのまま維持できる。
第１図は本発明実施例の固定方法にて製作した擬似共焦
点系半導体レーザモジュールの構成図、第２図は、従来
の固定方法で製作した擬似共焦点系半導体レーザモジュ
ールの構成図、第３図は、擬似共焦点系の原理を説明す
る図、第４図は従来の固定方法で製作した第２レンズ分
割形共焦点系半導体レーザモジュールの構成図である。 図 中、 １は擬似共焦点系又は第２レンズ分割系における第ルン
ズ、２は第２レンズ、３は第２レンズ分割系におけろ第
３レンズ、４は単一モード光ファイバ、５は中子、６は
一体化ホルダ、７は一体化ホルダのガイド、５８はナイ
ロンコード、９はステム、１０ば半導体レーザである。 特 許 出 願 人 日本電信電話株式会社 代 理 人
点系半導体レーザモジュールの構成図、第２図は、従来
の固定方法で製作した擬似共焦点系半導体レーザモジュ
ールの構成図、第３図は、擬似共焦点系の原理を説明す
る図、第４図は従来の固定方法で製作した第２レンズ分
割形共焦点系半導体レーザモジュールの構成図である。 図 中、 １は擬似共焦点系又は第２レンズ分割系における第ルン
ズ、２は第２レンズ、３は第２レンズ分割系におけろ第
３レンズ、４は単一モード光ファイバ、５は中子、６は
一体化ホルダ、７は一体化ホルダのガイド、５８はナイ
ロンコード、９はステム、１０ば半導体レーザである。 特 許 出 願 人 日本電信電話株式会社 代 理 人
Claims (5)
- （１）レンズと光入射素子とを光出射素子を有する光出
射系に位置調整して固定する方法において、 前記光入射素子と前記レンズとを相互に移動可能に別々
に配置し、前記光出射系からの前記光入射素子への光を
最適に結合させた後、前記レンズと前記光入射素子との
相互位置を固定し、ついでこの位置固定した前記レンズ
と前記光入射素子との一体化部を光軸垂直方向に位置調
整した後固定したことを特徴とする光結合系の固定方法
。 - （２）光出射素子、第１レンズ、第２レンズ、及び光入
射素子をこの順序に配列し、前記光出射素子と前記第１
レンズとの距離をこの第１レンズの焦点距離よりも大ま
たは小とするように配置することにより、前記光出射素
子から出射した光線を前記第１レンズ出射後に収束ぎみ
のビームまたは発散ぎみのビームとして形成した光結合
系にあって、前記光出射素子をステムに固定し、その後
第１レンズを前記光出射素子に対して位置固定し、次に
前記第２レンズと前記光入射素子とを前記光出射素子か
らの出射光に対して結合効率が最適となるように位置調
整した後、前記第２レンズと前記光入射素子との相対位
置を固定し、この後位置固定した前記第２レンズと前記
光入射素子との一体化部を前記第１レンズ出射後の収束
ぎみまたは発散ぎみにビームに対して光軸垂直方向に位
置調節した後固定したことを特徴とする光結合系の固定
方法。 - （３）光出射素子、第１レンズ、第２レンズ、第３レン
ズ及び光入射素子をこの順序に配列し、前記光出射素子
と前記第１レンズとの距離をこの第１レンズの焦点距離
に近くなるように配置することにより、前記光出射素子
から出射した光線を前記第１レンズ出射後にほぼ平行ビ
ームとして形成し、前記第２レンズ出射後に収束ぎみの
ビームまたは発散ぎみのビームとして形成した光結合系
にあって、前記光出射素子をステムに固定した後、前記
第１レンズもしくはこの第１レンズを保持するホルダを
前記光出射素子に対して位置固定し、次に前記第２レン
ズを位置調整した後固定し、次に前記第３レンズと前記
光入射素子とを前記光出射素子からの出射光に対して結
合効率が最適となるように位置調整した後、前記第３レ
ンズと前記光入射素子との相対位置を固定し、この後位
置固定した前記第３レンズと前記光入射素子との一体化
部を前記第２レンズ出射後の前記収束ぎみまたは発散ぎ
みのビームに対して光軸垂直方向に位置調整した後固定
したことを特徴とする光結合系の固定方法。 - （４）光出射素子、第１レンズ、第２レンズ、及び光入
射素子をこの順序に配列し、前記光出射素子と前記第１
レンズとの距離をこの第１レンズのほぼ焦点距離とする
ように配置することにより、前記光出射素子から出射し
た光線を前記第１レンズ出射後にほぼ平行ビームとして
形成した光結合系にあって、前記光出射素子をステムに
固定した後、前記第１レンズを前記光出射素子に対して
位置固定し、次に前記第２レンズと前記光入射素子とを
前記光出射素子からの出射光に対して結合効率が最適と
なるように位置調整した後、前記第２レンズと前記光入
射素子との相対位置を固定し、この後位置固定した前記
第２レンズと前記光入射素子との一体化部を前記第１レ
ンズ出射後のほぼ平行ビームに対して光軸垂直方向に位
置調整した後固定したことを特徴とする光結合系の固定
方法。 - （５）光出射素子と光入射素子との配置を入れ替て行な
うことを特徴とする請求項１、２、３又は４項記載の光
結合系の固定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02281943A JP3080394B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 光結合系の固定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02281943A JP3080394B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 光結合系の固定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04157406A true JPH04157406A (ja) | 1992-05-29 |
| JP3080394B2 JP3080394B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=17646080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02281943A Expired - Fee Related JP3080394B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 光結合系の固定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080394B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057974A1 (ja) * | 2005-11-21 | 2007-05-24 | Toyo Glass Co., Ltd. | 発光素子・光ファイバ結合モジュール及び発光素子・光ファイバ結合モジュール用部品 |
| WO2012108545A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. | Optical module having enhanced optical coupling efficiency between laser diode and optical fiber |
| JP2015169797A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光送信装置 |
| WO2020245867A1 (ja) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ接続構造 |
| CN113359251A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-07 | 深圳市极致兴通科技有限公司 | 一种高速光器件的快速耦合方法 |
-
1990
- 1990-10-22 JP JP02281943A patent/JP3080394B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057974A1 (ja) * | 2005-11-21 | 2007-05-24 | Toyo Glass Co., Ltd. | 発光素子・光ファイバ結合モジュール及び発光素子・光ファイバ結合モジュール用部品 |
| JPWO2007057974A1 (ja) * | 2005-11-21 | 2009-04-30 | 東洋ガラス株式会社 | 発光素子・光ファイバ結合モジュール及び発光素子・光ファイバ結合モジュール用部品 |
| WO2012108545A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. | Optical module having enhanced optical coupling efficiency between laser diode and optical fiber |
| JP2012168240A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 光モジュール |
| CN103370643A (zh) * | 2011-02-10 | 2013-10-23 | 住友电工光电子器件创新株式会社 | 激光二极管和光纤之间的光耦合效率增强的光学组件 |
| US20130294726A1 (en) * | 2011-02-10 | 2013-11-07 | Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. | Optical module having enhanced optical coupling efficiency between laser diode and optical fiber |
| JP2015169797A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光送信装置 |
| WO2020245867A1 (ja) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ接続構造 |
| US12061361B2 (en) | 2019-06-03 | 2024-08-13 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical fiber connecting structure |
| CN113359251A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-07 | 深圳市极致兴通科技有限公司 | 一种高速光器件的快速耦合方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3080394B2 (ja) | 2000-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5293438A (en) | Microlensed optical terminals and optical system equipped therewith, and methods for their manufacture, especially an optical coupling method and optical coupler for use therewith | |
| CA2448945C (en) | System and method for fabricating arrayed optical fiber collimators | |
| US6014483A (en) | Method of fabricating a collective optical coupling device and device obtained by such a method | |
| US6470120B2 (en) | Method and apparatus for aligning fiber optics with optical elements | |
| US6301059B1 (en) | Astigmatic compensation for an anamorphic optical system | |
| US7444046B2 (en) | Diode laser array coupling optic and system | |
| EP1560052A1 (en) | Method and apparatus for adjusting the path of an optical beam | |
| US7433558B2 (en) | Methods for optical isolation in high power fiber-optic systems | |
| US10746933B2 (en) | Fiber coupled laser source pump with wavelength division multiplexer, isolator, tap filter, and photodetector | |
| US4050784A (en) | Light beam coupler for axially discoincident optical fibers | |
| CN106461895A (zh) | 自由空间光耦合系统和装置 | |
| JPH02212806A (ja) | 半導体レーザを導光体に結合するためのアイソレータ付きオプチカルヘッド | |
| US7909518B2 (en) | Optical assembly connecting a laser with optical fibre | |
| US20120288231A1 (en) | Laser package including tilted laser and method of using same | |
| US5701373A (en) | Method for improving the coupling efficiency of elliptical light beams into optical waveguides | |
| JPH04157406A (ja) | 光結合系の固定方法 | |
| US20020015560A1 (en) | Coupling system between an optical fibre and an optical device | |
| JPH0544643B2 (ja) | ||
| JPS5853322B2 (ja) | 小形集光器 | |
| JPS6251515B2 (ja) | ||
| US20240264387A1 (en) | Dual lens optical coupling to multicore fiber | |
| JPH03149510A (ja) | 半導体レーザ光ファイバ結合装置およびその製造方法 | |
| Lipson et al. | Opto-mechanical considerations for laser-fiber coupling and packaging | |
| US20050168825A1 (en) | Method and apparatus for adjusting the path of an optical beam | |
| JPH03155518A (ja) | レーザ光源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |