JPH041718A - 光コリメータおよび光結合部品 - 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、光ファイバから出力した光を光ビームとして
空間に飛ばし、偏光の選択や波長の選択など光学的な変
化を加えたのち再び他の光ファイバに光学結合する光コ
リメータおよび光コリメータを用いた光結合部品に関す
るものである。

従来の技術 従来、この種の光コリメータを使用した光結合部品は第
６図に示す構成であった。第６図において４１は球レン
ズ、４２はレンズホルダ、４３はコイルバネ、４４はバ
ネ押え、４５はコリメータホルダ、４６はフェルール挿
入口、４７はフェルール案内孔である。

球レンズ４１はコリメータホルダ４５に挿入したレンズ
ホルダ４２に入れ、コイルバネ４３と雄ネジの付いたバ
ネ押え４４で固定する。

光ファイバを挿入したフェルール（図示せず）をフェル
ールホルダ４５のフェルール挿入口４６からフェルール
案内孔４７へ挿入する。精密に加工されたフェルール（
図示せず）およびフェルール案内孔４７により光ファイ
バ（図示せず〉の中心軸と球レンズ４１の中心軸が一致
する。光ファイバから出力した光は球レンズ４１で平行
光に変換されて出力される（特開昭６３−２０１６０６
号公報）。

発明が解決しようとする課題 このような従来の構成では、光コリメータに光コネクタ
を着脱しても光軸を正確に合わせるためにコリメータホ
ルダ４５のフェルール案内孔４７やレンズホルダ４２を
精密加工しなければならない。また、コリメータホルダ
４５は光コネクタを使用するように構成されているため
光コリメータは大きく、さらに、この光コリメータを光
結合部品に使用すると部品数が多いために光結合部品が
大きく、また、高価になると言う問題があった。

本発明はこのような課題を解決するもので、光コリメー
タに接続機能を持たせ、部品数の少ない光コネクタ接続
型の光コリメータおよび光コネクタ接続型の光コリメー
タを用いた光結合部品を提供するものである。

課題を解決するための手段 そしてこの目的を達成するために本発明は、割りスリー
ブと、この割りスリーブの他端側内に、その一端側を挿
入したキャピラリと、このキャピラリ内に挿入した光フ
ァイバと、前記キャピラリの他端側が、その一端側から
挿入されたレンズホルダと、このレンズホルダの他端側
から挿入されたロッドレンズからなり、前記割りスリー
ブの他端側を、前記レンズホルダの一端側に固定すると
ともに、この割りスリーブの一端側からフェルールを挿
入したものである。

作用 以上の構成とすれば割りスリーブにより光コリメータに
接続機能が持たされ、これにより少ない部品で光フアイ
バ接続形光コリメータを構成できるので、光結合部品を
コンパクトでしかも使いやすくすることができることと
なる。

実施例 第１図は本発明の第１の実施例による光コリメータの構
成を示すもので、第１図は断面図、第２図は斜視図、第
３図は光コリメータの動作を説明するために光コリメー
タに光ファイバを挿入した図である。第１図、第２図に
おいて１は集束性ロッドレンズである。２はレンズホル
ダ、３はその径小部、４はその割りスリーブ固定孔であ
る。

５はキャピラリで内部に光ファイバ６が固定されている
。７は割りスリーブで、その他端側は接着剤８でレンズ
ホルダ２に固定されている。また第３図において９はプ
リズムで、接着剤１０により集束性ロッドレンズ１の他
端側に固定されている。１１はフェルール、１２は光フ
ァイバである。

すなわちセラミック製キャピラリ５に光ファイバ６を挿
入し、両端を鏡面研磨する。次に０．２５ピツチの集束
性ロッドレンズ１とキャピラリ５を両者を先に接着した
状態でセラミック製レンズホルダ３に集束性ロッドレン
ズ１側から挿入し、接着剤（図示せず）で固定する。こ
の時、集束性ロッドレンズ１と光ファイバ６が密着する
ように固定する。セラミック裂創りスリーブ７をキャピ
ラリ５の一端側にかぶせ、割りスリーブ７の他端側を割
りスリーブ固定孔４に入れる。割りスリーブ固定孔４で
のみ割りスリーブ７を接着剤８で固定する。なおキャピ
ラリ５はレンズホルダ２への挿入寸法を割りスリーブ７
の挿入寸法より大きくした方が好ましい。

次に、第３図を参照しながら光コリメータの動作につい
て説明する。

光コリメータは光学部品に接着して使用するものである
。プリズム９にレンズホルダ２を接着剤１０で接着する
。

レンズホルダ２の先端に径小部３を設けて、接着剤１０
がレンズホルダ２の側面に回らないように接着剤溜りを
設けている。

セラミック製フェルール１１には光ファイバ１２を挿入
し、先端を鏡面研磨している。フェルール１１の外径は
２１１ＩＩ１１で、キャピラリ５と同じである。したが
って、割りスリーブ７にフェルール１１を挿入すると光
ファイバ６と光ファイバ１２が光学結合して、光ファイ
バ１２から出射した光は光ファイバ６を通り、ロッドレ
ンズ１で平行光線に変換されて出力される。

一方、割りスリーブ７は他端側をレンズホルダ２の割り
スリーブ固定孔４に接着剤８で固定されている。したが
って、フェルール１１を割りスリーブ７から引き抜く時
に割りスリーブ７がフェルール１１と共に移動してキャ
ピラリ５から外れることがないので、フェルール１１の
脱着が容易になる。また、割りスリーブ７は他端側だけ
を固定しているので、割りスリーブとしての動作に問題
はない。

なお、キャピラリ５９割りスリーブ７およびフェルール
１１はセラミック製としたが、キャピラリ５２割りスリ
ーブ７およびフェルール１１は樹脂製であっても良い。

第４図は本発明の第２の実施例の光結合部品の構成を示
した図である。第４図において、１３ａ。

１３ｂは偏光ビームスプリッタ、１４ａ、１４ｂは偏光
膜、１５は１／４波長板、１６は電気光学結晶、１７は
電極、１８ａ、１８ｂは光コリメータ、１９〜２６は光
である。その他は先に示したものと同じである。ただし
、ａ、ｂは入力側と出力側を区別するための添字で、入
力側にａを、出力側にｂを付けている。

光結合部品である光電圧センサの動作について説明する
前に、その主要構成部品である１／４波長板と電気光学
結晶の機能について説明する。

第５図（ａ）は１／４波長板の機能を説明した図で、第
５図（ａ）において１５は１／４波長板、２７は１／４
波長板１５の結晶軸の方向、２８は入力光、２９は入力
光の偏光、３０は出力光、３１は出力光の偏光を示す。

水晶でできた１／４波長板１５の結晶軸の方向２７は直
線偏光２９の入射光２８に対して４５度傾いて設ける。

直線偏光２９の入射光２８を１／４波長板１５に入射す
ると、１／４波長板１５の２つの結晶軸２７の方向の各
偏光成分はπ／２の位相差を持つので、出力光３０は円
偏光３１に変換される。したがって、１／４波長板１５
の結晶軸２７に対して４５度の角度で直線偏光２９が入
射すると、円偏光３１の出力光３０が出力される。

第５図（ｂ）は電気光学結晶の機能について説明した図
で、第５図（ｂ）において１７ａ、１７ｂは電極、３４
は入射光、３５は入射光の偏光状態、３６は出力光、３
７は出力光の偏光状態を示す。

ニオブ酸リチウム結晶１６のＸ軸方向に電圧が加わるよ
うに電極１７ａ、１７ｂを設け、電圧を加える。円偏光
３５の入射光３４をニオブ酸リチウム結晶１６のＺ軸方
向に入射する。ニオブ酸リチウム結晶１６を通過した光
は位相変調を受け、楕円偏光３７の出力光３６となって
出力する。

したがって、円偏光３５の入射光３４をニオブ酸リチウ
ム結晶１６のＸ軸方向に電圧を加え、Ｚ軸方向に光を透
過すると楕円偏光３７の光３６として出力され、電極１
７ａ、１７ｂに加える電圧の大きさに比例して出力光３
６の偏光状態が変化する。

以下第４図を参照しながら本発明の第２の実施例につい
て説明する。

接続用の光ファイバ１２ａはコア径８０μｍ、外径１２
５μｍで、外径２吋のセラミックフェルールｌｌａに挿
入した後、先端を鏡面研磨して構成する。

光コリメータ１８ａの割りスリーブ７ａに接続したフェ
ルールｌｌａの光ファイバ１２ａに入射した光１９はキ
ャピラリ５ａ内の光ファイバ６ａを通過したのちロッド
レンズ１ａで平行光線２０に変換される。

平行光線２０は偏光ビームスプリッタ１３ａの偏光膜１
４ａで直線偏光の平行光線２１になる。

直線偏光の平行光線２１が偏光ビームスプリツタ１３ａ
に接着した１／４波長板１５を透過すると円偏光の平行
光線２２に変換される。１／４波長板１５に接着したニ
オブ酸リチウム結晶１６のＸ軸方向に電界が加わるよう
に電極１７ａ、１７ｂを設けている。電極１７ａ、１７
ｂに電圧Ｖ　（ｖ）が加えられるとニオブ酸リチウム結
晶１６が持つ電気光学効果により屈折率が変化するので
、ニオブ酸リチウム結晶１６を透過した円偏光の平行光
線２２は楕円偏光の平行光線２３に変換される。楕円偏
光の平行光線２３はニオブ酸リチウム結晶１６の他端に
接着した偏光ビームスプリッタ１３ｂの偏光膜１４ｂで
特定の偏光面だけが選択的に反射され、直線偏光の平行
光線２４となる。直線偏光の平行光線２４は偏光ビーム
スプリッタ１３ｂに接着した光コリメータ１８ｂの集束
性ロッドレンズ１ｂで集光され、集光された光２５はキ
ャピラリ５ｂ内の光ファイバ６ｂを通過し、割りスリー
ブ７ｂで接続されたフェルールｌｌｂ内の光ファイバ１
２ｂに結合され、光２６として出力される。

したがって、光ファイバ１２　ｂから出力した光２６の
光強度はニオブ酸リチウム結晶１６の電極１７ａ、１７
ｂに加えられた電圧に比例して変化するので、電圧セン
サとして動作する。

なお、光結合部品は光電圧センサとしたが、光結合部品
は接続形光コリメータを用いたものならばいかなる機能
を持ったものでも良い。

偏光ビームスプリッタ１３ａ、１３ｂの偏光膜１４ａ、
１４ｂは特定の偏光面だけを選択的に反射としたが、偏
光ビームスプリッタ１３ａ、１３ｂの偏光膜１４ａ、１
４ｂは特定の偏光面だけを選択的に透過するものであっ
ても良いことは言うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、割りスリーブを用い、こ
れにフェルールを挿入して用いることにより、部品数を
削減して光コネクタ接続形光コリメータを安価にするこ
とができる。また、光結合部品に光コネクタ接続型光コ
リメータを用いることにより、コンパクトでしかも使い
やすい光結合部品を構成することができると言う効果が
ある。

さらに、光コネクタ接続形光コリメータにはジャケット
付き光ファイバはないので、光ファイバが折れるという
ことがないと言う効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による光コリメータを示
す断面図、第２図は第１の実施例による光コリメータを
示す斜視図、第３図は本発明の第１の実施例による光コ
リメータの断面図、第４図は光電圧センサの構成を示し
た断面図、第５図は１／４波長板とニオブ酸リチウム結
晶に電圧を加τ°゛ えた時の偏光面の変化を示した図９、第５図（ａ）は１
／４波長板を透過する光の偏光面の変化を示した斜視図
、第５図（ｂ）はニオブ酸リチウム結晶に電圧を加えた
時に透過する光の偏光面の変化を示した斜視図、第６図
は従来の光コリメータの構成を示した断面図である。 １・・・・・・集束性ロッドレンズ、２・・・・・・レ
ンズホルダ、５・・・・・・キャピラリ、６・・・・・
・光ファイバ、７・・・・・・割りスリーブ、８・・・
・・・接着剤、９・・・・・・プリズム、１０・・・・
・・接着剤、１１・・・・・・フェルール、１２・・・
・・・光ファイバ　１３ａ、１３ｂ・・・・・・偏光ビ
ーム−スプリッタ、１４ａ、１４ｂ・・・・・・偏光膜
、１５・・・・・・１／４波長板、１６・・・・・・ニ
オブ酸リチウム結晶、１７　ａ　、　１７　ｂ−電極、
１８ａ、１８ｂ−・・・光コリメータ。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名！！　フェ
ルール １２　　光ファイバ １７４遍八援 へｑ〜２６ 光 ↑−１９ し 忙 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）割りスリーブと、この割りスリーブの他端側内に
   、その一端側を挿入したキャピラリと、このキャピラリ
   内に挿入した光ファイバと、前記キャピラリの他端側が
   、その一端側から挿入されたレンズホルダと、このレン
   ズホルダの他端側から挿入されたロッドレンズからなり
   、前記割りスリーブの他端側を、前記レンズホルダの一
   端側に固定するとともに、この割りスリーブの一端側か
   らフェルールを挿入した光コリメータ。
2. （２）請求項（１）に記載の第１の光コリメータから出
   力した平行な光ビームを反射および直線偏光に変換する
   第１の偏光ビームスプリッタと、この第１の偏光ビーム
   スプリッタにより直線偏光に変換された光ビームを円偏
   光に変換する１／４波長板と、この１／４波長板により
   円偏光に変換された光ビームを、加えた電圧によって楕
   円偏光に変換するニオブ酸リチウム結晶と、このニオブ
   酸リチウム結晶により楕円偏光に変換された光ビームを
   直線偏光に変換および反射する第２の偏光ビームスプリ
   ッタと、この第２の偏光ビームスプリッタで直線偏光に
   変換された光ビームを光ファイバに結合する請求項（１
   ）に記載の第２の光コリメータとを備えた光結合部品。