JPH058804B2 - - Google Patents
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- JPH058804B2 JPH058804B2 JP59047400A JP4740084A JPH058804B2 JP H058804 B2 JPH058804 B2 JP H058804B2 JP 59047400 A JP59047400 A JP 59047400A JP 4740084 A JP4740084 A JP 4740084A JP H058804 B2 JPH058804 B2 JP H058804B2
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- Japan
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- optical fiber
- axis
- face
- light source
- angle
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 25
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4206—Optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、単一モード光フアイバと楕円形の近
視野像を有している光源との結合光学系に関する
ものである。
視野像を有している光源との結合光学系に関する
ものである。
単一モード光フアイバは、多モード光フアイバ
に比べて信号の歪が小さい等の利点を有してお
り、光通信等において重要な位置を占めている。
そして、このような光通信には通常はレーザ光が
使用されており、またこのレーザ光の光源として
は小型で且つ効率が高い半導体レーザが多用され
ている。
に比べて信号の歪が小さい等の利点を有してお
り、光通信等において重要な位置を占めている。
そして、このような光通信には通常はレーザ光が
使用されており、またこのレーザ光の光源として
は小型で且つ効率が高い半導体レーザが多用され
ている。
ところで、半導体レーザの近視野像は楕円形を
成しており、半導体レーザからのビームを集光し
て光フアイバの端面へ垂直に入射させると、この
端面には近視野像と相似の楕円形スポツトが形成
される。
成しており、半導体レーザからのビームを集光し
て光フアイバの端面へ垂直に入射させると、この
端面には近視野像と相似の楕円形スポツトが形成
される。
一方、単一モード光フアイバに存在する横モー
ドは最低次のモードのみであり、単一モード光フ
アイバ中を伝播するビームはガウスビームのみで
ある。従つて、単一モード光フアイバの端面に円
形スポツトを形成してガウスビームになるように
モード選択をしなければ、単一モード光フアイバ
と半導体レーザとの結合効率が低下する。
ドは最低次のモードのみであり、単一モード光フ
アイバ中を伝播するビームはガウスビームのみで
ある。従つて、単一モード光フアイバの端面に円
形スポツトを形成してガウスビームになるように
モード選択をしなければ、単一モード光フアイバ
と半導体レーザとの結合効率が低下する。
この為に、レーザ光を集光するレンズ系に例え
ば円形の開き絞りを付加してこの開き絞りをモー
ドセレクタとし、単一モード光フアイバの端面に
円形スポツトを形成する方法が実用化されてい
る。ところが、この方法では、モード選択は行わ
れるが開き絞りによる光損失が生じるので、総合
的な結合効率は結局あまり高くならない。
ば円形の開き絞りを付加してこの開き絞りをモー
ドセレクタとし、単一モード光フアイバの端面に
円形スポツトを形成する方法が実用化されてい
る。ところが、この方法では、モード選択は行わ
れるが開き絞りによる光損失が生じるので、総合
的な結合効率は結局あまり高くならない。
しかも、上述のように半導体レーザからのビー
ムを光フアイバの端面へ垂直に入射させると、こ
の端面で反射したビーム半導体レーザへ戻り、雑
音が多くて安定度の低い結合しか得ることができ
ない。
ムを光フアイバの端面へ垂直に入射させると、こ
の端面で反射したビーム半導体レーザへ戻り、雑
音が多くて安定度の低い結合しか得ることができ
ない。
本発明は、このような問題点を鑑み、結合効率
及び安定度の何れも高い単一モード光フアイバと
光源との結合光学系を提供することを目的として
いる。
及び安定度の何れも高い単一モード光フアイバと
光源との結合光学系を提供することを目的として
いる。
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
第１図は、本実施例による結合光学系の全体を
示している。半導体レーザ１は、活性層２に平行
な方向に長く垂直な方向に短い楕円形の近視野像
３を有している。そして第１図では、この近視野
像３の短径方向をＸ軸方向とし、長径方向をＹ軸
方向としている。
示している。半導体レーザ１は、活性層２に平行
な方向に長く垂直な方向に短い楕円形の近視野像
３を有している。そして第１図では、この近視野
像３の短径方向をＸ軸方向とし、長径方向をＹ軸
方向としている。
半導体レーザ１から射出されるビーム４が活性
層２に平行な面内で有する広がり角度2θ は28°
であり、活性層２に垂直な面内で有する広がり角
度2θ ⊥は34°である。
層２に平行な面内で有する広がり角度2θ は28°
であり、活性層２に垂直な面内で有する広がり角
度2θ ⊥は34°である。
このような角度で射出されたビーム４は、集光
レンズ５によつて集光される。この集光点の近傍
には単一モード光フアイバ６の入射端面７が配置
されているが、光フアイバ６の軸心は、第１図の
X″−Z″平面内でビーム４の光軸つまりZ″軸に対
してθ1の角度だけ傾いている。
レンズ５によつて集光される。この集光点の近傍
には単一モード光フアイバ６の入射端面７が配置
されているが、光フアイバ６の軸心は、第１図の
X″−Z″平面内でビーム４の光軸つまりZ″軸に対
してθ1の角度だけ傾いている。
第２図は、単一モード光フアイバ６の入射端面
７の近傍を示している。この入射端面７は光フア
イバ６の軸心に垂直な面からθ2の角度だけ傾いて
いる。そしてこの為に、ビーム４はθ1＋θ2の入射
角で入射端面７に入射する。
７の近傍を示している。この入射端面７は光フア
イバ６の軸心に垂直な面からθ2の角度だけ傾いて
いる。そしてこの為に、ビーム４はθ1＋θ2の入射
角で入射端面７に入射する。
従つて、入射端面７で屈折したビーム４が光フ
アイバ６の軸心方向へ伝播するビーム１１となる
為には、光フアイバ６のコア部の屈折部をnCとす
ると、スネルの法則によつて、 sin（θ1＋θ2）／sinθ2＝nC …… という条件を満たせばよい。
アイバ６の軸心方向へ伝播するビーム１１となる
為には、光フアイバ６のコア部の屈折部をnCとす
ると、スネルの法則によつて、 sin（θ1＋θ2）／sinθ2＝nC …… という条件を満たせばよい。
また、入射端面７への入射直前にX″方向及び
Y″方向の夫々で2ωX及び2ωYのビーム径を有して
いるビーム４が、光フアイバ６内でビーム径2ωC
の円形の断面を有するビーム１１となる為には、
2ωY＝2ωC、ωX＜2ωYとすると、 ′cos（θ1＋θ2）＝2ωX …… ′cosθ2＝2ωC＝2ωY …… であればよい。なお′は、入射端面７における
ビーム１１の楕円形の断面の長径である。
Y″方向の夫々で2ωX及び2ωYのビーム径を有して
いるビーム４が、光フアイバ６内でビーム径2ωC
の円形の断面を有するビーム１１となる為には、
2ωY＝2ωC、ωX＜2ωYとすると、 ′cos（θ1＋θ2）＝2ωX …… ′cosθ2＝2ωC＝2ωY …… であればよい。なお′は、入射端面７における
ビーム１１の楕円形の断面の長径である。
この結果、式及びより、
2ωX／cos（θ1＋θ2）＝2ωY／cosθ2 ……
となる。また、式及びより、
nc 2sin2θ2＋（ωX／ωY）2（１−sin2θ2）＝１
θ2＝sin-1√（１−2）（c 2−2） ……
但し、
β＝ωX／ωY ……
となる。更に、式及びより
θ1＝sin-1（nc sinθ2）−θ2 ……
を得る。
従つて、例えばnC＝1.52とすると、式より
β＝ωX／ωY＝sinθ゜／sinθ゜＝sin14°／sin
17°＝0.83 となるので、この値と式、更には式より θ2＝26° θ1＝15.8 を得る。
17°＝0.83 となるので、この値と式、更には式より θ2＝26° θ1＝15.8 を得る。
つまり、角度θ1及びθ2をこのように設定すれ
ば、光フアイバ６と半導体レーザ１と高効率で結
合される。
ば、光フアイバ６と半導体レーザ１と高効率で結
合される。
また、第２図より明らかなように、入射端面７
で反射されたビーム１２は、集光レンズ５及び半
導体レーザ１へは戻らない。この結果、半導体レ
ーザ１の雑音が少なくなり、光フアイバ６と半導
体レーザ１と安定的に結合される。
で反射されたビーム１２は、集光レンズ５及び半
導体レーザ１へは戻らない。この結果、半導体レ
ーザ１の雑音が少なくなり、光フアイバ６と半導
体レーザ１と安定的に結合される。
なお、集光レンズ５として自己集束性レンズを
使用すると、この自己集束性レンズは球面収差が
容易に補正され得て外径も２〜３mmと非常に小さ
いので、小型で且つ結合効率が高い結合光学系と
することができる。
使用すると、この自己集束性レンズは球面収差が
容易に補正され得て外径も２〜３mmと非常に小さ
いので、小型で且つ結合効率が高い結合光学系と
することができる。
また、本発明例においては光源として半導体レ
ーザ１を使用したが、近視野像が楕円形を成す光
源であれば他の光源であつてもよい。
ーザ１を使用したが、近視野像が楕円形を成す光
源であれば他の光源であつてもよい。
以上のように、本発明は、楕円形の近視野像を
有している光源から射出されるビームの光軸に対
する単一モード光フアイバの軸心の傾斜角度θ1と
この軸心に対する入射端面の垂線の傾斜角度θ2と
所定の値に選定しているので、入射端面に入射し
たビームは断面円形のビームとして単一モード光
フアイバ中を軸心方向へ伝播する。
有している光源から射出されるビームの光軸に対
する単一モード光フアイバの軸心の傾斜角度θ1と
この軸心に対する入射端面の垂線の傾斜角度θ2と
所定の値に選定しているので、入射端面に入射し
たビームは断面円形のビームとして単一モード光
フアイバ中を軸心方向へ伝播する。
従つて、モードセレクタが不要な為に結合効率
が非常に厚く、しかも入射端面で反射するビーム
が光源へ戻らないので雑音が少なくて安定度の高
い単一モード光フアイバと光原との結合光学系を
提供することができる。
が非常に厚く、しかも入射端面で反射するビーム
が光源へ戻らないので雑音が少なくて安定度の高
い単一モード光フアイバと光原との結合光学系を
提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略的な斜視
図、第２図は第１図の要部を拡大した概略的な側
面図である。 なお図面に用いられた符号において、１……半
導体レーザ、３……近視野像、４，１１，１２…
…ビーム、６……単一モード光フアイバ、７……
入射端面である。
図、第２図は第１図の要部を拡大した概略的な側
面図である。 なお図面に用いられた符号において、１……半
導体レーザ、３……近視野像、４，１１，１２…
…ビーム、６……単一モード光フアイバ、７……
入射端面である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 楕円形の近視野像を有していると光源と、 この光源から射出されるビームの光軸と前記近
視野像の短径方向とを含む面内で前記光軸に対し
て軸心が角度θ1で傾斜すると共に、入射端面の垂
線と前記光軸との間の角度が大きくなるように前
記面内で前記軸心に対して前記垂線が角度θ2で傾
斜している単一モード光フアイバとを夫々具備
し、 前記入射端面への入射直前に前記短径方向及び
前記近視野像の長径方向で前記ビームが有してい
るビーム径を夫々2ωX及び2ωYとし、 β＝ωX／ωY とし、前記単一モード光フアイバのコア部の屈折
率をnCとしたときに、 前記角度θ1、θ2が、 θ1＝sin-1（nC sinθ2）−θ2 θ2＝sin-1√（１−2）（C 2−2） を満足している単一モード光フアイバと光源との
結合光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4740084A JPS60191211A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 単一モ−ド光フアイバと光源との結合光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4740084A JPS60191211A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 単一モ−ド光フアイバと光源との結合光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60191211A JPS60191211A (ja) | 1985-09-28 |
| JPH058804B2 true JPH058804B2 (ja) | 1993-02-03 |
Family
ID=12774058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4740084A Granted JPS60191211A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 単一モ−ド光フアイバと光源との結合光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60191211A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6167809A (ja) * | 1984-09-12 | 1986-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザモジユ−ル |
| JPH0612367B2 (ja) * | 1986-10-09 | 1994-02-16 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レ−ザと光フアイバとの結合方法 |
| GB0208497D0 (en) | 2002-04-12 | 2002-05-22 | Point Source Ltd | Optical fibres |
| US7702198B2 (en) | 2007-09-28 | 2010-04-20 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor laser module and light scanning device and image forming apparatus using the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553688A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of coupling semiconductor laser and photo-fiber |
| JPS5569115A (en) * | 1978-11-20 | 1980-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Optical coupling device |
| JPS58132709A (ja) * | 1982-02-02 | 1983-08-08 | Hirama Rika Kenkyusho:Kk | 半導体レ−ザ−と光フアイバ−の結合方式 |
| JPS60166906A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-30 | Toshiba Corp | 光学素子パツケ−ジ |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP4740084A patent/JPS60191211A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553688A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of coupling semiconductor laser and photo-fiber |
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| JPS58132709A (ja) * | 1982-02-02 | 1983-08-08 | Hirama Rika Kenkyusho:Kk | 半導体レ−ザ−と光フアイバ−の結合方式 |
| JPS60166906A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-30 | Toshiba Corp | 光学素子パツケ−ジ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60191211A (ja) | 1985-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |