JPH05196805A - アレイ型レンズの製造方法 - Google Patents
アレイ型レンズの製造方法Info
- Publication number
- JPH05196805A JPH05196805A JP740492A JP740492A JPH05196805A JP H05196805 A JPH05196805 A JP H05196805A JP 740492 A JP740492 A JP 740492A JP 740492 A JP740492 A JP 740492A JP H05196805 A JPH05196805 A JP H05196805A
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- Japan
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- lens
- array type
- lenses
- array
- type lens
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アレイを構成する各レンズ間の光軸方向の寸
法誤差を低減し、アレイ型素子との結合効率の高いアレ
イ型レンズを実現する。 【構成】 アレイ型素子にそれぞれ結合される複数のレ
ンズを有するアレイ型レンズの製造方法において、先球
ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２をＶ溝基板１１のＶ溝１１ｂ
に配置すると共に揃え治具１３の穴１３ｂに先端部を挿
入してレンズ１２の先端を揃えた後、各レンズ１２をＶ
溝基板１１と平板１３とで挾持し且つ止め具１５を嵌合
して固定し、その後、レンズ１２の他端を一括研磨す
る。
法誤差を低減し、アレイ型素子との結合効率の高いアレ
イ型レンズを実現する。 【構成】 アレイ型素子にそれぞれ結合される複数のレ
ンズを有するアレイ型レンズの製造方法において、先球
ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２をＶ溝基板１１のＶ溝１１ｂ
に配置すると共に揃え治具１３の穴１３ｂに先端部を挿
入してレンズ１２の先端を揃えた後、各レンズ１２をＶ
溝基板１１と平板１３とで挾持し且つ止め具１５を嵌合
して固定し、その後、レンズ１２の他端を一括研磨す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アレイ型レンズの製造
方法に係り、アレイ型素子との結合効率が高いアレイ型
レンズの製造方法に関する。
方法に係り、アレイ型素子との結合効率が高いアレイ型
レンズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、大規模マトリクス光スイッチング
の研究の進展に伴い、スイッチング素子の性能は飛躍的
に高まりつつある。したがって、この素子の性能を十分
に引き出すために、モジュール化によって付与されるア
レイ型レンズ等にも高性能の要求が強まってきている。
そして、この要求に答えるには、スイッチング素子の入
出射アレイ型光導波路とアレイ型レンズとの結合効率を
高めなければいけない。
の研究の進展に伴い、スイッチング素子の性能は飛躍的
に高まりつつある。したがって、この素子の性能を十分
に引き出すために、モジュール化によって付与されるア
レイ型レンズ等にも高性能の要求が強まってきている。
そして、この要求に答えるには、スイッチング素子の入
出射アレイ型光導波路とアレイ型レンズとの結合効率を
高めなければいけない。
【０００３】図６には、光スイッチモジュール内のアレ
イ型光導波路，アレイ型レンズ及びアレイ型仮想（Ｖｉ
ｒｔｕａｌ）ファイバの構成例を示す。同図に示すよう
に、アレイ型レンズ１は、複数のロッドレンズ２をシリ
コンＶ溝などの基板３に固定したものであり、アレイ型
レンズ１の一方側にはアレイ型光導波路４が、他方側に
はアレイ型仮想ファイバ５が配置されている。このよう
な構成では、アレイ型光導波路４の各導波路とアレイ型
仮想ファイバ５の各光ファイバとはアレイ型レンズ１の
各ロッドレンズ２を介してそれぞれ光結合される。
イ型光導波路，アレイ型レンズ及びアレイ型仮想（Ｖｉ
ｒｔｕａｌ）ファイバの構成例を示す。同図に示すよう
に、アレイ型レンズ１は、複数のロッドレンズ２をシリ
コンＶ溝などの基板３に固定したものであり、アレイ型
レンズ１の一方側にはアレイ型光導波路４が、他方側に
はアレイ型仮想ファイバ５が配置されている。このよう
な構成では、アレイ型光導波路４の各導波路とアレイ型
仮想ファイバ５の各光ファイバとはアレイ型レンズ１の
各ロッドレンズ２を介してそれぞれ光結合される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のアレイ型レンズ
１は個別に研磨した各レンズ２を基板３に固定したもの
である。したがって、各レンズ２には長手方向の寸法に
かなりのばらつきが存在し、アレイ型光導波路４とアレ
イ型仮想ファイバ５との結合効率を低減させていた。
１は個別に研磨した各レンズ２を基板３に固定したもの
である。したがって、各レンズ２には長手方向の寸法に
かなりのばらつきが存在し、アレイ型光導波路４とアレ
イ型仮想ファイバ５との結合効率を低減させていた。
【０００５】図７は、焦点距離が極めて短い微小レンズ
系において、レンズが光軸方向にずれた場合の結像を示
す。図中、（Ａ）はレンズが正規の位置にある場合の結
像を示し、（Ｂ）はレンズが正規の位置から光軸方向に
αずれた場合を示す。また、図中、ｆはレンズの焦点距
離，Δｚはαのずれによる結像点のずれ量，ｗ1 ，ｗ 2
はスポットサイズを示す。
系において、レンズが光軸方向にずれた場合の結像を示
す。図中、（Ａ）はレンズが正規の位置にある場合の結
像を示し、（Ｂ）はレンズが正規の位置から光軸方向に
αずれた場合を示す。また、図中、ｆはレンズの焦点距
離，Δｚはαのずれによる結像点のずれ量，ｗ1 ，ｗ 2
はスポットサイズを示す。
【０００６】ここで、像倍率ｍ（＝ｗ2 ／ｗ1 ）とする
と、αとΔｚとの間には、 Δｚ＝ｍ2 α ・・・・・・・（１） の関係がある。したがって、レンズの固定時に各々のレ
ンズが光軸方向に±１μｍ程度ばらつけば、像倍率ｍ＝
１０とすると、ビームの結像率は±１００μｍと大きく
ばらつくことになる。そして、このビームの結像点のず
れによる結合効率は次式で表される。なお、λは波長で
１．５５μｍ，ｗはスポットサイズである。 η＝４／（４＋（λΔｚ／πｗ2 ）2 ）・・・・（２）
と、αとΔｚとの間には、 Δｚ＝ｍ2 α ・・・・・・・（１） の関係がある。したがって、レンズの固定時に各々のレ
ンズが光軸方向に±１μｍ程度ばらつけば、像倍率ｍ＝
１０とすると、ビームの結像率は±１００μｍと大きく
ばらつくことになる。そして、このビームの結像点のず
れによる結合効率は次式で表される。なお、λは波長で
１．５５μｍ，ｗはスポットサイズである。 η＝４／（４＋（λΔｚ／πｗ2 ）2 ）・・・・（２）
【０００７】したがって、式（１）と（２）より、レン
ズアレイを構成する各レンズの光軸方向のずれ量αと、
当該レンズ及び仮想ファイバの結合効率との関係がわか
る。そして、この関係を示したのが図８である。これに
よると、上述したアレイ型レンズ１内の各々のレンズ２
の光軸方向のばらつきに基づく仮想ファイバ５と各レン
ズ２との結合効率は、スポットサイズｗを仮想ファイバ
５において１３μｍと大きくしたとしても、αが５μｍ
程度あると、場合によっては１０ｄβも損失するところ
が出でくる。
ズアレイを構成する各レンズの光軸方向のずれ量αと、
当該レンズ及び仮想ファイバの結合効率との関係がわか
る。そして、この関係を示したのが図８である。これに
よると、上述したアレイ型レンズ１内の各々のレンズ２
の光軸方向のばらつきに基づく仮想ファイバ５と各レン
ズ２との結合効率は、スポットサイズｗを仮想ファイバ
５において１３μｍと大きくしたとしても、αが５μｍ
程度あると、場合によっては１０ｄβも損失するところ
が出でくる。
【０００８】なお、以上は光軸方向のずれのみを考慮し
ただけであって、実際にはアレイ型レンズ１を構成する
レンズ２の角度ばらつきも存在するため、実際にはさら
に損失が増えていることになる。
ただけであって、実際にはアレイ型レンズ１を構成する
レンズ２の角度ばらつきも存在するため、実際にはさら
に損失が増えていることになる。
【０００９】本発明はこのような事情に鑑み、アレイを
構成する各レンズ間の光軸方向の寸法誤差を低減し、ア
レイ型素子との結合効率が高いアレイ型レンズを製造す
る方法を提供することを目的とする。
構成する各レンズ間の光軸方向の寸法誤差を低減し、ア
レイ型素子との結合効率が高いアレイ型レンズを製造す
る方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係るアレイ型レンズの製造方法は、アレイ型素子に
それぞれ結合される複数のレンズを有するアレイ型レン
ズの製造方法において、前記複数のレンズを固定用部材
に配置すると共に揃え治具により各レンズの一端を揃え
た後、各レンズと前記固定用部材とを固定し、その後、
各レンズの他端を一括して研磨することを特徴とする。
明に係るアレイ型レンズの製造方法は、アレイ型素子に
それぞれ結合される複数のレンズを有するアレイ型レン
ズの製造方法において、前記複数のレンズを固定用部材
に配置すると共に揃え治具により各レンズの一端を揃え
た後、各レンズと前記固定用部材とを固定し、その後、
各レンズの他端を一括して研磨することを特徴とする。
【００１１】
【作用】前記構成の製造方法によると、アレイを構成す
る各レンズは一端を揃えた状態で固定用部材に固定され
た後、他端が一括して研磨されるので、光軸方向の寸法
誤差がない。
る各レンズは一端を揃えた状態で固定用部材に固定され
た後、他端が一括して研磨されるので、光軸方向の寸法
誤差がない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を一実施例に基づいて説明す
る。
る。
【００１３】図１は一実施例に係る製造工程において、
レンズを研磨治具に固定した状態を示す斜視図、図２は
その平面図であり、図３〜５は研磨治具に固定するまで
の工程を示す。
レンズを研磨治具に固定した状態を示す斜視図、図２は
その平面図であり、図３〜５は研磨治具に固定するまで
の工程を示す。
【００１４】まず、レンズ固定用部材として図３に示す
Ｖ溝基板１１を準備する。このＶ溝基板１１はシリコン
単結晶１１ａに４本のＶ溝１１ｂを形成したものであ
り、Ｖ溝１１ｂはシリコン単結晶１１ａのウェットエッ
チングの異方性を利用して形成した。
Ｖ溝基板１１を準備する。このＶ溝基板１１はシリコン
単結晶１１ａに４本のＶ溝１１ｂを形成したものであ
り、Ｖ溝１１ｂはシリコン単結晶１１ａのウェットエッ
チングの異方性を利用して形成した。
【００１５】次に、図４に示すように、Ｖ溝基板１１の
Ｖ溝１１ｂに先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２を載置し、
揃え治具１３を用いて先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２を
先端位置を揃える。揃え治具１３は、平板１３ａにＶ溝
１１ｂと同じピッチで、同じ高さの位置に、先球ＧＲ１
Ｎロッドレンズ１２の直径よりは少し小径で且つ同径の
穴部１３ｂを４つ形成したものである。この揃え治具は
Ｖ溝基板１１の一端面と平行に配置して各穴１３ｂに先
球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２の先端を挿入した状態でレ
ンズ先端部と穴１３ｂの開口部とを当接することによ
り、先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２の位置を揃えること
ができるものであり、先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２の
先端部を傷つけることがないように工夫したものであ
る。
Ｖ溝１１ｂに先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２を載置し、
揃え治具１３を用いて先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２を
先端位置を揃える。揃え治具１３は、平板１３ａにＶ溝
１１ｂと同じピッチで、同じ高さの位置に、先球ＧＲ１
Ｎロッドレンズ１２の直径よりは少し小径で且つ同径の
穴部１３ｂを４つ形成したものである。この揃え治具は
Ｖ溝基板１１の一端面と平行に配置して各穴１３ｂに先
球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２の先端を挿入した状態でレ
ンズ先端部と穴１３ｂの開口部とを当接することによ
り、先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２の位置を揃えること
ができるものであり、先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２の
先端部を傷つけることがないように工夫したものであ
る。
【００１６】このように、Ｖ溝基板１１上の先球ＧＲ１
Ｎロッドレンズ１２の先端部側を揃えた状態で各Ｖ溝１
１ｂに接着剤を流し込み、その後、図５に示すように固
定部材として平板１４を先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２
上に載せて平板１４とＶ溝基板１１とを挾持する止め具
１５を側方から嵌め込み、しっかりと固定する（図１参
照）。そして、接着剤が固定した後、各先球ＧＲ１Ｎロ
ッドレンズ１２の他端（平端面）側を研磨材で一括研磨
し、４本の先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２の長さを揃え
る。
Ｎロッドレンズ１２の先端部側を揃えた状態で各Ｖ溝１
１ｂに接着剤を流し込み、その後、図５に示すように固
定部材として平板１４を先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２
上に載せて平板１４とＶ溝基板１１とを挾持する止め具
１５を側方から嵌め込み、しっかりと固定する（図１参
照）。そして、接着剤が固定した後、各先球ＧＲ１Ｎロ
ッドレンズ１２の他端（平端面）側を研磨材で一括研磨
し、４本の先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ１２の長さを揃え
る。
【００１７】研磨後、止め具１５，平板１４及び揃え治
具１３を外し、アレイ型レンズとする。このようにして
製造したアレイ型レンズは、先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ
１２の長手方向（光軸方向）の長さに従来のようにばら
つきが生じていないので、アレイ型素子の光結合に用い
た場合、結合効率を低減させることはない。
具１３を外し、アレイ型レンズとする。このようにして
製造したアレイ型レンズは、先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ
１２の長手方向（光軸方向）の長さに従来のようにばら
つきが生じていないので、アレイ型素子の光結合に用い
た場合、結合効率を低減させることはない。
【００１８】以上は、本発明の一実施例を示したもので
あり、本発明を限定するものではない。例えば、レンズ
として、先球ＧＲ１Ｎロッドレンズを用いたが、本発明
は他のいかなる種類のレンズにも適用できる。また、ア
レイを構成するレンズは何本であっても差し支えない。
さらに、固定用部材も特に限定されず、レンズを位置決
め配置し、固定できるものであればよい。
あり、本発明を限定するものではない。例えば、レンズ
として、先球ＧＲ１Ｎロッドレンズを用いたが、本発明
は他のいかなる種類のレンズにも適用できる。また、ア
レイを構成するレンズは何本であっても差し支えない。
さらに、固定用部材も特に限定されず、レンズを位置決
め配置し、固定できるものであればよい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による製造
方法によるとアレイを構成する各々のレンズの光軸方向
の寸法のばらつきを低減することができ、アレイ型素子
との高い結合効率を有するアレイ型レンズを実現するこ
とができる。
方法によるとアレイを構成する各々のレンズの光軸方向
の寸法のばらつきを低減することができ、アレイ型素子
との高い結合効率を有するアレイ型レンズを実現するこ
とができる。
【図１】一実施例においてレンズを研磨治具で固定した
状態を示す斜視図である。
状態を示す斜視図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】一実施例の作業工程を示す説明図である。
【図４】一実施例の作業工程を示す説明図である。
【図５】一実施例の作業工程を示す説明図である。
【図６】従来のアレイ型光結合率を示す説明図である。
【図７】レンズのずれによる結合点のずれを示す説明図
である。
である。
【図８】レンズの光軸方向のずれと結合損失との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
１１ Ｖ溝基板 １１ａ シリコン単結晶 １１ｂ Ｖ溝 １２ 先球ＧＲ１Ｎロッドレンズ １３ 揃え治具 １４ 平板 １５ 止め具
Claims (1)
- 【請求項１】 アレイ型素子にそれぞれ結合される複数
のレンズを有するアレイ型レンズの製造方法において、
前記複数のレンズを固定用部材に配置すると共に揃え治
具により各レンズの一端を揃えた後、各レンズと前記固
定用部材とを固定し、その後、各レンズの他端を一括し
て研磨することを特徴とするアレイ型レンズの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP740492A JPH05196805A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | アレイ型レンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP740492A JPH05196805A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | アレイ型レンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196805A true JPH05196805A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=11664942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP740492A Withdrawn JPH05196805A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | アレイ型レンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05196805A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107003494A (zh) * | 2014-12-18 | 2017-08-01 | 奥林巴斯株式会社 | 光学单元和内窥镜 |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP740492A patent/JPH05196805A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107003494A (zh) * | 2014-12-18 | 2017-08-01 | 奥林巴斯株式会社 | 光学单元和内窥镜 |
| CN107003494B (zh) * | 2014-12-18 | 2020-06-12 | 奥林巴斯株式会社 | 光学单元和内窥镜 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |