JPH06118260A - 光結合装置 - Google Patents
光結合装置Info
- Publication number
- JPH06118260A JPH06118260A JP26742492A JP26742492A JPH06118260A JP H06118260 A JPH06118260 A JP H06118260A JP 26742492 A JP26742492 A JP 26742492A JP 26742492 A JP26742492 A JP 26742492A JP H06118260 A JPH06118260 A JP H06118260A
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- light
- optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザや光導波路と光ファイバとの結
合を容易に且つ簡単な構成で行うことができる光結合装
置を提供する。 【構成】 光ファイバ１のコア径とほぼ等しい径を有す
る第１の開口２に連続した嵌合部５に光ファイバ１を挿
入・固定し、該第１の開口２を小さな径の横断面とする
略円錐状の反射面をなした導光部４の大きな径の横断面
である第２の開口３側に半導体レーザ６を設置すること
により、該半導体レーザ６から出射された光ビーム７を
導光部４の反射面で反射して第１の開口２、即ち光ファ
イバ１のコア１ａに誘導する。
合を容易に且つ簡単な構成で行うことができる光結合装
置を提供する。 【構成】 光ファイバ１のコア径とほぼ等しい径を有す
る第１の開口２に連続した嵌合部５に光ファイバ１を挿
入・固定し、該第１の開口２を小さな径の横断面とする
略円錐状の反射面をなした導光部４の大きな径の横断面
である第２の開口３側に半導体レーザ６を設置すること
により、該半導体レーザ６から出射された光ビーム７を
導光部４の反射面で反射して第１の開口２、即ち光ファ
イバ１のコア１ａに誘導する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光素子と光ファイバと
を結合するための光結合装置に関するものである。
を結合するための光結合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体レーザや光導波路から出射
される光を光ファイバに結合する場合は、半導体レーザ
や光導波路と光ファイバの端面とを直接、突き合わせて
結合するか、球レンズ又は非球面レンズを用いて出射光
を集束して光ファイバに結合するようになしていた。
される光を光ファイバに結合する場合は、半導体レーザ
や光導波路と光ファイバの端面とを直接、突き合わせて
結合するか、球レンズ又は非球面レンズを用いて出射光
を集束して光ファイバに結合するようになしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た結合には半導体レーザや光導波路と光ファイバ、さら
にはレンズとの精密な位置合わせが必要となり、その
分、作業に手間がかかり、また、半導体レーザや光導波
路、光ファイバ等を固定するための精密な固定手段が必
要となり、いずれも出来上がった製品のコストアップを
招くという問題があった。
た結合には半導体レーザや光導波路と光ファイバ、さら
にはレンズとの精密な位置合わせが必要となり、その
分、作業に手間がかかり、また、半導体レーザや光導波
路、光ファイバ等を固定するための精密な固定手段が必
要となり、いずれも出来上がった製品のコストアップを
招くという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、半導体レーザや光導波路
と光ファイバとの結合を容易に且つ簡単な構成で行うこ
とができる光結合装置を提供することにある。
と光ファイバとの結合を容易に且つ簡単な構成で行うこ
とができる光結合装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、請求項１では、光ファイバのコア径とほぼ
等しい径を有する第１の開口と、該第１の開口より大き
な径を有する第２の開口と、該第２の開口から入射した
光を第１の開口まで反射させながら誘導する導光部と、
第１の開口を挟んで導光部の反対側に設けられ且つ該第
１の開口と光ファイバのコアとが一致するように光ファ
イバあるいは光ファイバフェルールを嵌合・支持する嵌
合部とを備えた光結合装置、また、請求項２では、第１
の開口及び第２の開口を横断面とする略円錐状の反射面
で形成された導光部を備えた請求項１記載の光結合装
置、また、請求項３では、導光部に透明な媒質を充填し
た請求項２記載の光結合装置、また、請求項４では、第
２の開口側の媒質の表面を凸面状となした請求項３記載
の光結合装置を提案する。
成するため、請求項１では、光ファイバのコア径とほぼ
等しい径を有する第１の開口と、該第１の開口より大き
な径を有する第２の開口と、該第２の開口から入射した
光を第１の開口まで反射させながら誘導する導光部と、
第１の開口を挟んで導光部の反対側に設けられ且つ該第
１の開口と光ファイバのコアとが一致するように光ファ
イバあるいは光ファイバフェルールを嵌合・支持する嵌
合部とを備えた光結合装置、また、請求項２では、第１
の開口及び第２の開口を横断面とする略円錐状の反射面
で形成された導光部を備えた請求項１記載の光結合装
置、また、請求項３では、導光部に透明な媒質を充填し
た請求項２記載の光結合装置、また、請求項４では、第
２の開口側の媒質の表面を凸面状となした請求項３記載
の光結合装置を提案する。
【０００６】
【作用】本発明の請求項１によれば、嵌合部に光ファイ
バあるいは光ファイバフェルールを嵌合・支持させ、第
２の開口に半導体レーザあるいは光導波路から出射され
る光を入射すれば、該光は導光部を反射しながら第１の
開口に到達し、該第１の開口を介して光ファイバのコア
に入射される。この際、光ファイバのコアと第１の開口
との位置合わせ精度は嵌合部の加工精度、光ファイバの
精度で決まり、半導体レーザあるいは光導波路と光ファ
イバとの位置合わせが容易になる。また、請求項２によ
れば、半導体レーザあるいは光導波路から第２の開口に
出射される光は導光部を形成する略円錐状の反射面を反
射しながら第１の開口に到達する。また、請求項３によ
れば、導光部に入射される光が空気と透明な媒質との境
界面で屈折し、該導光部の反射面に対する入射角が小さ
くなって反射回数が減少する。また、請求項４によれ
ば、凸レンズ効果によってさらに入射角が小さくなり、
反射回数が減少する。
バあるいは光ファイバフェルールを嵌合・支持させ、第
２の開口に半導体レーザあるいは光導波路から出射され
る光を入射すれば、該光は導光部を反射しながら第１の
開口に到達し、該第１の開口を介して光ファイバのコア
に入射される。この際、光ファイバのコアと第１の開口
との位置合わせ精度は嵌合部の加工精度、光ファイバの
精度で決まり、半導体レーザあるいは光導波路と光ファ
イバとの位置合わせが容易になる。また、請求項２によ
れば、半導体レーザあるいは光導波路から第２の開口に
出射される光は導光部を形成する略円錐状の反射面を反
射しながら第１の開口に到達する。また、請求項３によ
れば、導光部に入射される光が空気と透明な媒質との境
界面で屈折し、該導光部の反射面に対する入射角が小さ
くなって反射回数が減少する。また、請求項４によれ
ば、凸レンズ効果によってさらに入射角が小さくなり、
反射回数が減少する。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の光結合装置の第１の実施例を
示すもので、装置全体は金属等の機械的強度が大きく且
つ加工し易い素材からなり、光ファイバ１のコア径とほ
ぼ等しい径を有する第１の開口２と、該第１の開口２よ
り大きな径を有する第２の開口３と、第１の開口２及び
第２の開口３を横断面とする略円錐状の反射面で形成さ
れた導光部４と、第１の開口２を挟んで導光部４の反対
側に設けられ且つ該第１の開口２と光ファイバ１のコア
１ａとが一致するように光ファイバ（あるいは光ファイ
バフェルール）１を嵌合・支持する嵌合部５とを備えて
いる。
示すもので、装置全体は金属等の機械的強度が大きく且
つ加工し易い素材からなり、光ファイバ１のコア径とほ
ぼ等しい径を有する第１の開口２と、該第１の開口２よ
り大きな径を有する第２の開口３と、第１の開口２及び
第２の開口３を横断面とする略円錐状の反射面で形成さ
れた導光部４と、第１の開口２を挟んで導光部４の反対
側に設けられ且つ該第１の開口２と光ファイバ１のコア
１ａとが一致するように光ファイバ（あるいは光ファイ
バフェルール）１を嵌合・支持する嵌合部５とを備えて
いる。
【０００８】図２は本発明の光結合装置における光の伝
搬のようすを示すものである。光源Ｏから角度θ0で出
射された光は第２の開口３から入射し、導光部４の点Ａ
に達する。該点Ａに達した光はここで反射され、光路が
変更されて点Ｂに達する。このような反射及び光路の変
更を繰り返すことにより、第２の開口３から入射した光
は第１の開口２まで導かれる。図２では２回の反射で第
１の開口２まで光が誘導されているが、光結合装置の構
造（導光部４の反射面の角度、長さ、第１の開口２の
径、第２の開口３の径）及び光源Ｏの位置、光源Ｏから
の光の出射角度により、反射回数は変化する。
搬のようすを示すものである。光源Ｏから角度θ0で出
射された光は第２の開口３から入射し、導光部４の点Ａ
に達する。該点Ａに達した光はここで反射され、光路が
変更されて点Ｂに達する。このような反射及び光路の変
更を繰り返すことにより、第２の開口３から入射した光
は第１の開口２まで導かれる。図２では２回の反射で第
１の開口２まで光が誘導されているが、光結合装置の構
造（導光部４の反射面の角度、長さ、第１の開口２の
径、第２の開口３の径）及び光源Ｏの位置、光源Ｏから
の光の出射角度により、反射回数は変化する。
【０００９】図３は図１に示した光結合装置を用いて半
導体レーザと光ファイバとを結合した場合の動作を示す
もので、以下、詳細に説明する。
導体レーザと光ファイバとを結合した場合の動作を示す
もので、以下、詳細に説明する。
【００１０】まず、半導体レーザ６を第２の開口３側に
設置し、光ファイバ１を嵌合部５に挿入・固定する。第
１の開口２は光ファイバ１のコア１ａに一致するように
嵌合部５の中央に設けられているので、第１の開口２の
外側には光ファイバ１のコア１ａが配置される。
設置し、光ファイバ１を嵌合部５に挿入・固定する。第
１の開口２は光ファイバ１のコア１ａに一致するように
嵌合部５の中央に設けられているので、第１の開口２の
外側には光ファイバ１のコア１ａが配置される。
【００１１】半導体レーザ６から出力された光ビーム７
は第２の開口３から入射され、導光部４で反射されなが
ら第１の開口２まで誘導される。第１の開口２まで誘導
された光は光ファイバ１のコア１ａに結合される。
は第２の開口３から入射され、導光部４で反射されなが
ら第１の開口２まで誘導される。第１の開口２まで誘導
された光は光ファイバ１のコア１ａに結合される。
【００１２】この際、半導体レーザ６の位置が変化して
も、半導体レーザ６から出射される光ビーム７が第２の
開口３の内側にくれば、光ビーム７は第１の開口２まで
反射しながら誘導された後、第１の開口２から出射され
て光ファイバ１のコア１ａに結合される。第２の開口３
の径は光ファイバ１のコア１ａの径よりも大きく設定さ
れているので、半導体レーザ６から出射される光ビーム
７を直接、光ファイバ１のコア１ａに結合する場合に比
べて実装トレランスが拡大し、位置合わせが容易とな
る。また、本装置と光ファイバ１との相対位置は加工精
度により与えられるので、本装置と光ファイバ１との位
置合わせは不要となる。
も、半導体レーザ６から出射される光ビーム７が第２の
開口３の内側にくれば、光ビーム７は第１の開口２まで
反射しながら誘導された後、第１の開口２から出射され
て光ファイバ１のコア１ａに結合される。第２の開口３
の径は光ファイバ１のコア１ａの径よりも大きく設定さ
れているので、半導体レーザ６から出射される光ビーム
７を直接、光ファイバ１のコア１ａに結合する場合に比
べて実装トレランスが拡大し、位置合わせが容易とな
る。また、本装置と光ファイバ１との相対位置は加工精
度により与えられるので、本装置と光ファイバ１との位
置合わせは不要となる。
【００１３】従って、本実施例の光結合装置を用いれ
ば、半導体レーザ６から出射された光ビーム７を容易に
光ファイバ１に結合することができ、半導体レーザ６と
光ファイバ１との接続のスループットが向上する。
ば、半導体レーザ６から出射された光ビーム７を容易に
光ファイバ１に結合することができ、半導体レーザ６と
光ファイバ１との接続のスループットが向上する。
【００１４】図４は本発明の光結合装置の第２の実施例
を示すもので、ここでは第１の実施例の装置において導
光部４に透明な媒質８を充填し、且つ、該媒質８の第２
の開口３側の表面８ａを凸面としたものである。なお、
透明な媒質８としては、例えばガラス系材料やプラスチ
ック、ポリイミド、紫外線硬化樹脂等の有機系材料を用
いることができる。また、表面８ａを凸面とすることは
必須でなく、平坦面であっても良い。
を示すもので、ここでは第１の実施例の装置において導
光部４に透明な媒質８を充填し、且つ、該媒質８の第２
の開口３側の表面８ａを凸面としたものである。なお、
透明な媒質８としては、例えばガラス系材料やプラスチ
ック、ポリイミド、紫外線硬化樹脂等の有機系材料を用
いることができる。また、表面８ａを凸面とすることは
必須でなく、平坦面であっても良い。
【００１５】導光部４、即ち第１の開口２と第２の開口
３との間を透明な媒質８で充填することにより、第２の
開口３から入射される光は、空気と透明な媒質８との境
界面で屈折する。透明な媒質８の屈折率は空気の屈折率
よりも大きいので、屈折後の導光部４の反射面に対する
入射角が小さくなり、装置内部での反射回数が減少す
る。前記屈折による光の入射角の変更効果は境界面、即
ち表面８ａを外側に凸とすることにより増大する。
３との間を透明な媒質８で充填することにより、第２の
開口３から入射される光は、空気と透明な媒質８との境
界面で屈折する。透明な媒質８の屈折率は空気の屈折率
よりも大きいので、屈折後の導光部４の反射面に対する
入射角が小さくなり、装置内部での反射回数が減少す
る。前記屈折による光の入射角の変更効果は境界面、即
ち表面８ａを外側に凸とすることにより増大する。
【００１６】第１及び第２の実施例に示したような円錐
状の反射面を有する導光部４の構造では、反射回数が増
加する程、第１の開口２から出射される際の出射角度が
大きくなる（中心線に対する角度）。従って、本実施例
に示すように第１の開口２と第２の開口３との間を透明
な媒質８で充填することにより、第１の開口２から出射
される際の光の出射角度を小さくすることができる。一
般に、光ファイバへの光の結合効率は光の入射角に依存
し、入射角度が小さい程、結合効率は増大する。そのた
め、第１の開口２と第２の開口３との間を透明な媒質８
で充填することにより、光ファイバへの結合効率を向上
させることができる。
状の反射面を有する導光部４の構造では、反射回数が増
加する程、第１の開口２から出射される際の出射角度が
大きくなる（中心線に対する角度）。従って、本実施例
に示すように第１の開口２と第２の開口３との間を透明
な媒質８で充填することにより、第１の開口２から出射
される際の光の出射角度を小さくすることができる。一
般に、光ファイバへの光の結合効率は光の入射角に依存
し、入射角度が小さい程、結合効率は増大する。そのた
め、第１の開口２と第２の開口３との間を透明な媒質８
で充填することにより、光ファイバへの結合効率を向上
させることができる。
【００１７】図５は図４に示した光結合装置を用いて半
導体レーザと光ファイバとを結合した場合の動作を示す
もので、第１の実施例と同様、半導体レーザ６の位置が
多少変化しても、該半導体レーザ６から出射される光ビ
ーム９を第１の開口２に誘導でき、光ファイバ１のコア
１ａに高効率で結合できる。また、先に述べたように第
１の開口２と第２の開口３との間を透明な媒質８で充填
することにより、導光部４内を伝搬する光の角度が小さ
くなり、出射光の出射角度が小さくなり、光ファイバ１
との結合効率が向上する。
導体レーザと光ファイバとを結合した場合の動作を示す
もので、第１の実施例と同様、半導体レーザ６の位置が
多少変化しても、該半導体レーザ６から出射される光ビ
ーム９を第１の開口２に誘導でき、光ファイバ１のコア
１ａに高効率で結合できる。また、先に述べたように第
１の開口２と第２の開口３との間を透明な媒質８で充填
することにより、導光部４内を伝搬する光の角度が小さ
くなり、出射光の出射角度が小さくなり、光ファイバ１
との結合効率が向上する。
【００１８】本実施例では、第１の開口２と第２の開口
３との間を全て透明な媒質８で充填したが、一部だけ充
填することによっても同様な効果が得られる。また、第
１の開口２あるいは透明な媒質８で一部充填した場合の
第１の開口２側の表面を凹面にすれば出射角度が小さく
なり、光ファイバ１との結合効率が向上する。さらにま
た、第１の開口２あるいは第２の開口３に無反射コート
を施せば、この面での反射がなくなり、結合効率がさら
に向上する。
３との間を全て透明な媒質８で充填したが、一部だけ充
填することによっても同様な効果が得られる。また、第
１の開口２あるいは透明な媒質８で一部充填した場合の
第１の開口２側の表面を凹面にすれば出射角度が小さく
なり、光ファイバ１との結合効率が向上する。さらにま
た、第１の開口２あるいは第２の開口３に無反射コート
を施せば、この面での反射がなくなり、結合効率がさら
に向上する。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、精
度の高い位置合わせを必要とすることなく、半導体レー
ザや光導波路と光ファイバとの高効率な結合を簡単な構
成で容易に実現でき、これにより、半導体レーザや光導
波路と光ファイバとの接続のスループットを向上させる
ことができる。
度の高い位置合わせを必要とすることなく、半導体レー
ザや光導波路と光ファイバとの高効率な結合を簡単な構
成で容易に実現でき、これにより、半導体レーザや光導
波路と光ファイバとの接続のスループットを向上させる
ことができる。
【図１】本発明の光結合装置の第１の実施例を示す構成
図
図
【図２】本発明の光結合装置における光の伝搬のようす
を示す説明図
を示す説明図
【図３】図１の光結合装置を用いて光結合した場合の動
作の説明図
作の説明図
【図４】本発明の光結合装置の第２の実施例を示す構成
図
図
【図５】図４の光結合装置を用いて光結合した場合の動
作の説明図
作の説明図
１…光ファイバ、１ａ…コア、２…第１の開口、３…第
２の開口、４…導光部、５…嵌合部、６…半導体レー
ザ、７，９…光ビーム、８…媒質、８ａ…表面。
２の開口、４…導光部、５…嵌合部、６…半導体レー
ザ、７，９…光ビーム、８…媒質、８ａ…表面。
Claims (4)
- 【請求項１】 光ファイバのコア径とほぼ等しい径を有
する第１の開口と、 該第１の開口より大きな径を有する第２の開口と、 該第２の開口から入射した光を第１の開口まで反射させ
ながら誘導する導光部と、 第１の開口を挟んで導光部の反対側に設けられ且つ該第
１の開口と光ファイバのコアとが一致するように光ファ
イバあるいは光ファイバフェルールを嵌合・支持する嵌
合部とを備えたことを特徴とする光結合装置。 - 【請求項２】 第１の開口及び第２の開口を横断面とす
る略円錐状の反射面で形成された導光部を備えたことを
特徴とする請求項１記載の光結合装置。 - 【請求項３】 導光部に透明な媒質を充填したことを特
徴とする請求項２記載の光結合装置。 - 【請求項４】 第２の開口側の媒質の表面を凸面状とな
したことを特徴とする請求項３記載の光結合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26742492A JPH06118260A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 光結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26742492A JPH06118260A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 光結合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06118260A true JPH06118260A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17444659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26742492A Pending JPH06118260A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 光結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06118260A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1293401C (zh) * | 2004-05-25 | 2007-01-03 | 长春理工大学 | 空心圆台激光光纤耦合器 |
| CN106461893A (zh) * | 2014-04-29 | 2017-02-22 | 康宁股份有限公司 | 用于将光源耦合至光纤的光学连接器 |
-
1992
- 1992-10-06 JP JP26742492A patent/JPH06118260A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1293401C (zh) * | 2004-05-25 | 2007-01-03 | 长春理工大学 | 空心圆台激光光纤耦合器 |
| CN106461893A (zh) * | 2014-04-29 | 2017-02-22 | 康宁股份有限公司 | 用于将光源耦合至光纤的光学连接器 |
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