JPH06289238A - レンズ付き石英系光ファイバとその製造方法 - Google Patents
レンズ付き石英系光ファイバとその製造方法Info
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- JPH06289238A JPH06289238A JP5073420A JP7342093A JPH06289238A JP H06289238 A JPH06289238 A JP H06289238A JP 5073420 A JP5073420 A JP 5073420A JP 7342093 A JP7342093 A JP 7342093A JP H06289238 A JPH06289238 A JP H06289238A
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Abstract
石英系光ファイバとその製造方法を提供する。 【構成】 この光ファイバは、エッチング溶液によるエ
ッチング速度が相対的に最小である石英系ガラスで形成
されているコア1と外側にいくほどエッチング溶液によ
るエッチング速度が相対的に増大していく石英系ガラス
で形成されているクラッド2a,2bとから成る石英系
光ファイバの端面をエッチング溶液に浸漬することによ
り、前記端面に、突出するコアと外側にいくほど前記コ
アの突出長よりも短い長さで突出するクラッドを有する
レンズ部を形成して製造される。
Description
石英系光ファイバとその製造方法に関する。
モジュールは、光源である半導体レーザと石英系光ファ
イバの間にそのレーザ光を石英系光ファイバのコアに集
光するレンズを介挿することにより構成されている。こ
のモジュールは、半導体レーザと石英系光ファイバとの
間における結合効率を高くすることが必要であるため、
両者の結合パワーが最大となるように半導体レーザとレ
ンズと石英系光ファイバのコアとを調心して組立てられ
る。
面に直接レンズ部が形成されたレンズ付き石英系光ファ
イバが提案されている。この石英系光ファイバは、それ
自体の端面がレンズ機能を備えているため、上記モジュ
ールの製造に際しては、部品点数が減少し、しかも調心
作業の工数を低減することができ、コスト低減に資する
という利点がある。
部としては、例えば、図1〜図4で示したような構造の
ものが知られている。これらレンズ部のうち、図4で示
した構造のように、光ファイバの端面に曲面形状をなし
て突出するコア1とクラッド2の間が滑らかな連続曲面
を形成しているものは、半導体レーザと結合したときに
最も高い結合効率を示すことが知られている。
でのところ、図4で示した構造のレンズ部が最適である
ことは知られているが、しかしそれを製造する実用的な
方法は提案されていない。その理由は、光ファイバの端
面中央に突出するコアから外側のクラッドにかけて滑ら
かな連続曲面を形成することが技術的に困難であったか
らである。
示した構造のレンズ部であっても容易に形成することが
でき、もって半導体レーザとの結合効率が高いレンズ付
き石英系光ファイバとそれを製造する方法の提供を目的
とする。
的を達成するために鋭意研究を重ねる過程で、ゲルマニ
ウムを純粋石英にドープした石英系ガラス(ガラスAと
いう)と、ゲルマニウムとフッ素を純粋石英に一緒にド
ープした石英系ガラス(ガラスBという)と、純粋石英
またはそれにフッ素をドープした石英系ガラス(ガラス
Cという)との屈折率の大小を比較すると、ガラスA〜
ガラスB>ガラスCの順であり、またこれら石英系ガラ
スのフッ酸溶液によるエッチング速度は、ガラスA<ガ
ラスB<ガラスCの順で大きくなるという事実に着目し
た。
の外側にガラスBを配置し、更にその外側にガラスCを
配置して光ファイバを製造し、その光ファイバの端面を
フッ酸溶液でエッチングすれば、エッチング速度が最も
小さいガラスAのコアが端面中央に最も長く突出し、そ
の外側にはガラスB(ガラスAに対するクラッドとして
機能する)がコアの突出長より短い長さで突出するとの
着想を抱き、この着想に基づいて本発明を開発するに至
った。
ァイバは、突出するコアと外側にいくほど前記コアの突
出長より短い長さで突出するクラッドとを有するレンズ
部を端面に備えていることを特徴とし、とくに、前記端
面が端面に突出するコアと、前記コアの外側に配置さ
れ、前記コアの突出長より短い長さで突出する第1クラ
ッド部と、前記第1クラッド部の外側に配置された第2
クラッド部から成り、また、前記コアが純粋石英にゲル
マニウムをドープして成り、前記第1クラッド部が純粋
石英にゲルマニウムとフッ素を一緒にドープして成り、
前記第2クラッド部が純粋石英またはそれにフッ素をド
ープして成り、そして、レンズ部の全体が曲面形状にな
っているレンズ付き石英系光ファイバである。
法は、エッチング溶液によるエッチング速度が相対的に
最小である石英系ガラスで形成されているコアと、外側
にいくほどエッチング溶液によるエッチング速度が相対
的に増大していく石英系ガラスで形成されているクラッ
ドとから成る石英系光ファイバの端面をエッチング溶液
に浸漬することにより、前記端面に、突出するコアと外
側にいくほど前記コアの突出長よりも短い長さで突出す
るクラッドを有するレンズ部を形成することを特徴とす
る。
造に際しては、まず、つぎのような光ファイバが用意さ
れる。コアは、フッ酸とフッ化アンモニウムの混合溶液
によるエッチング速度が後述するクラッドに比べて相対
に小さく、かつ、その屈折率は相対的に高い石英系ガラ
スで構成されている。具体的には、純粋石英にゲルマニ
ウムがドープされている石英系ガラスであることが好ま
しい。
記したコアよりも上記の混合溶液によるエッチング速度
が大きく、かつ、屈折率は小さい石英系ガラスで構成さ
れている。この場合、外側に位置するクラッドの部分ほ
ど、その混合溶液によるエッチング速度が小さい石英系
ガラスで構成される。例えば、クラッドのうち、ガラス
Aのコアを直接被覆するある厚みの部分を純粋石英にゲ
ルマニウムとフッ素を一緒にドープした石英系ガラス
(ガラスB)で構成して第1クラッド部とし、その層の
外側に位置するクラッドの部分を純粋石英またはこれに
フッ素をドープした石英系ガラス(ガラスC)で構成し
て第2クラッド部とした2層構造を形成し、混合溶液に
よるエッチング速度が、光ファイバの断面で段階的(こ
の場合は2段階)に変化するようにすればよい。
記した2段階に限定されるものではなく、外側にいくほ
どエッチング速度が大きくなる石英系ガラスを複数種用
いることにより、多段階で形成してもよい。また、上記
した第1クラッド部の形成時に、純粋石英にドープする
ゲルマニウムとフッ素の共ドープ量を外側にいくほど多
くなるように連続的に変化させると、後述するエッチン
グ時には、これらドーパントの分布に基づいてエッチン
グ速度が径方向で連続的に変化するようになるので、コ
アとクラッドとの境界部分をある厚みに亘って連続的に
滑らかな面にすることができる。
切断し、その端面の部分をエッチング溶液に所望の時間
浸漬する。端面部分においては、コア,クラッドがエッ
チングされる。このとき、コアのエッチング速度は最も
遅く、端面の外側にいくほどエッチングは早く進む。そ
の結果、端面の中央には最も長い突出長でコアが残留
し、外側にいくほど突出長が短くなっていくクラッドが
残留する。
ッドを有する光ファイバの端面は、図5で示したよう
に、最も突出した円錐台形状のコア1、その外側にコア
の突出長より短い長さで突出するある厚みの第1クラッ
ド部2a、そしてその外側に位置する第2クラッド部2
bから成り、全体が階段の円錐台形状になる。この端面
は、このままの状態でもレンズ部として機能することが
可能であるが、更に、例えばこの階段状端面にレーザビ
ームを照射して加熱溶融すれば、図6で示したように、
端面全体を曲面形状にすることができる。すなわち、コ
ア1の頂部もエッジがとれて曲面になり、第1クラッド
2aの部分は第2クラッド2bに連なる滑らかな曲面に
なり、図4で示した構造のレンズ部を製造することがで
きる。
は、フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合水溶液などを
あげることができる。このときの混合溶液の濃度は、コ
アやクラッドの組成などによって適宜に選定されるが、
概ね、10〜50モル%程度であればよい。
た。すなわち、コアは、直径が約6μmであり、純粋石
英に比屈折率差で0.25%相当のゲルマニウムがドープ
され、そして、このコアの外周には、単独では比屈折率
差がそれぞれ+0.05%相当,−0.15%相当であるゲ
ルマニウムとフッ素を一緒に純粋石英にドープして比屈
折率差を純粋石英にドープして比屈折率差を純粋石英と
同等にした第1クラッドが厚み約4μmで形成され、更
にその外周には、純粋石英に−0.10%相当のフッ素が
ドープされている第2クラッドが厚み約3μmで形成さ
れている。この石英系光ファイバは、コアとクラッドと
の比屈折率差が0.35%のシングルモード構造のもので
ある。
切断し、その端面をフッ酸とフッ化アンモニウムとの混
合水溶液(混合体積比、1:4)に15分間浸漬した。
端面は、図5で示したような形状になった。第2クラッ
ド部2bの端面を基準にして、コア1の突出長は6μ
m,第1クラッド部2aの突出長は3μmであった。こ
れを試料1とする。
ーザを照射して、図6で示したように端面を曲面形状に
した。、これを試料2とする。比較のために、上記した
第1クラッド部を形成することなく、上記コア1の外周
に上記組成の第2クラッド部2bが全体のクラッドにな
っている石英系光ファイバの端面を上記混合水溶液に浸
漬して、図7で示したような構造の端面にした。これを
試料3とする。そしてこの試料3の端面に炭酸ガスレー
ザを照射して、図8で示したように、突出コアを曲面形
状にした。これを試料4とする。
98μm用レーザダイオード(FFPが水平方向で15
°,垂直方向で35°,出力30mW)との結合効率
を、光軸距離約3μmで測定した。試料1では40%,
試料2では50%,試料3では20%,試料4では25
%であった。
法によれば、半導体レーザとの結合効率が高いレンズ付
き石英系光ファイバを容易に製造することができる。こ
れは、エッチング溶液によるエッチング速度が異なる石
英系ガラスを適切に組み合わせて石英系光ファイバを製
造し、その端面にエッチング処理を施すことがもたらす
効果である。
側を示す側面図である。
の他の例を示す側面図である。
例を示す側面図である。
の更に別の例を示す側面図である。
を示す側面図である。
の例を示す側面図である。
を示す側面図である。
ズ部を示す側面図である。
的を達成するために鋭意研究を重ねる過程で、ゲルマニ
ウムを純粋石英にドープした石英系ガラス(ガラスAと
いう)と、ゲルマニウムとフッ素を純粋石英に一緒にド
ープした石英系ガラス(ガラスBという)と、純粋石英
またはそれにフッ素をドープした石英系ガラス(ガラス
Cという)との屈折率の大小を比較すると、ガラスA>
ガラスB〜ガラスCの順であり、またこれら石英系ガラ
スのフッ酸溶液によるエッチング速度は、ガラスA<ガ
ラスB<ガラスCの順で大きくなるという事実に着目し
た。
Claims (6)
- 【請求項1】 突出するコアと外側にいくほど前記コア
の突出長より短い長さで突出するクラッドとを有するレ
ンズ部を端面に備えていることを特徴とするレンズ付き
石英系光ファイバ。 - 【請求項2】 端面に突出するコアと、前記コアの外側
に配置され、前記コアの突出長より短い長さで突出する
第1クラッド部と、前記第1クラッド部の外側に配置さ
れた第2クラッド部から成る請求項1のレンズ付き石英
系光ファイバ。 - 【請求項3】 前記コアが純粋石英にゲルマニウムをド
ープして成り、前記第1クラッド部が純粋石英にゲルマ
ニウムとフッ素を一緒にドープして成り、前記第2クラ
ッド部が純粋石英またはそれにフッ素をドープして成る
請求項2のレンズ付き石英系光ファイバ。 - 【請求項4】 前記レンズ部が曲面形状になっている請
求項1〜請求項3のレンズ付き石英系光ファイバ。 - 【請求項5】 エッチング溶液によるエッチング速度が
相対的に最小である石英系ガラスで形成されているコア
と、外側にいくほどエッチング溶液によるエッチング速
度が相対的に増大していく石英系ガラスで形成されてい
るクラッドとから成る石英系光ファイバの端面をエッチ
ング溶液に浸漬することにより、前記端面に、突出する
コアと外側にいくほど前記コアの突出長よりも短い長さ
で突出するクラッドを有するレンズ部を形成することを
特徴とするレンズ付き石英系光ファイバの製造方法。 - 【請求項6】 前記レンズ部にレーザを照射して曲面形
状にする請求項5のレンズ付き石英系光ファイバの製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07342093A JP3282874B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | レンズ付き石英系光ファイバとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07342093A JP3282874B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | レンズ付き石英系光ファイバとその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06289238A true JPH06289238A (ja) | 1994-10-18 |
JP3282874B2 JP3282874B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=13517713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07342093A Expired - Lifetime JP3282874B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | レンズ付き石英系光ファイバとその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3282874B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0971252A2 (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-12 | Mitsubishi Chemical Corporation | Laser diode module |
JP2006221159A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-08-24 | Murata Mfg Co Ltd | 光送信モジュールおよびその製造方法 |
CN103676017A (zh) * | 2012-09-18 | 2014-03-26 | 富士通株式会社 | 制造光连接器的方法和光连接器 |
JP2015099329A (ja) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | 住友ベークライト株式会社 | 光導波路、光電気混載基板および電子機器 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP07342093A patent/JP3282874B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0971252A2 (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-12 | Mitsubishi Chemical Corporation | Laser diode module |
EP0971252A3 (en) * | 1998-07-10 | 2001-10-04 | Mitsubishi Chemical Corporation | Laser diode module |
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CN103676017A (zh) * | 2012-09-18 | 2014-03-26 | 富士通株式会社 | 制造光连接器的方法和光连接器 |
JP2015099329A (ja) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | 住友ベークライト株式会社 | 光導波路、光電気混載基板および電子機器 |
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