JPH07270642A - 反射型レンズ一体光ファイバー端末 - Google Patents
反射型レンズ一体光ファイバー端末Info
- Publication number
- JPH07270642A JPH07270642A JP7962894A JP7962894A JPH07270642A JP H07270642 A JPH07270642 A JP H07270642A JP 7962894 A JP7962894 A JP 7962894A JP 7962894 A JP7962894 A JP 7962894A JP H07270642 A JPH07270642 A JP H07270642A
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- Japan
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- optical fiber
- fiber
- optical
- light
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光受信機，光送信機等の光ファイバー端末に
接続する光学部品において、受光径を小さくすることに
より、高効率な光結合を行うために、光ファイバーから
の出射光を集束し、光線が球レンズの二界面を透過する
ための減衰量を低減化し、また受光素子３を電気回路板
５内に配置することにより二次元的な装置による小型
化、および電気配線４'の長さを短くすることによる寄
生キャパシタンスを減少させ、受信速度の制限をなく
す。 【構成】 第一の光ファイバー１と、この光ファイバー
のコア部と等価で単一な屈折率をもつ同一外径の光導入
拡大第二ファイバー部６と、第二ファイバーの先端の先
球レンズ部７の一部に前記ファイバー光軸に対して傾斜
した平面で削除した反射部８を形成し、Al，Cr，Auから
選択した金属膜あるいは誘電多層膜からなる反射膜を形
成した反射型レンズ一体光ファイバー端末。
接続する光学部品において、受光径を小さくすることに
より、高効率な光結合を行うために、光ファイバーから
の出射光を集束し、光線が球レンズの二界面を透過する
ための減衰量を低減化し、また受光素子３を電気回路板
５内に配置することにより二次元的な装置による小型
化、および電気配線４'の長さを短くすることによる寄
生キャパシタンスを減少させ、受信速度の制限をなく
す。 【構成】 第一の光ファイバー１と、この光ファイバー
のコア部と等価で単一な屈折率をもつ同一外径の光導入
拡大第二ファイバー部６と、第二ファイバーの先端の先
球レンズ部７の一部に前記ファイバー光軸に対して傾斜
した平面で削除した反射部８を形成し、Al，Cr，Auから
選択した金属膜あるいは誘電多層膜からなる反射膜を形
成した反射型レンズ一体光ファイバー端末。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光受信機，光送信機等
の光ファイバー端末に接続する光学部品に関するもので
ある。
の光ファイバー端末に接続する光学部品に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】光通信の発達に伴って利用されている光
受信機，光送信機等光通信システムの高速化，高密度化
が要求され、それぞれの機器においてその目標を達成す
るため、 素子キャパシタンスを低下させるために、受光径を小
さくする。 寄生キャパシタンスを低下させるために、受光素子部
の電気配線の長さを短くする必要がある。 高密度実装を行うために、電気回路板面と平行方向に
光ファイバーを配置する。等が必要となっている。
受信機，光送信機等光通信システムの高速化，高密度化
が要求され、それぞれの機器においてその目標を達成す
るため、 素子キャパシタンスを低下させるために、受光径を小
さくする。 寄生キャパシタンスを低下させるために、受光素子部
の電気配線の長さを短くする必要がある。 高密度実装を行うために、電気回路板面と平行方向に
光ファイバーを配置する。等が必要となっている。
【０００３】図２は従来のＰＤモジュールの概略図であ
り、シングルモード光ファイバー１の出射光に対して球
レンズ２を前方に配置し、さらにその延長線上にフォト
ディテクタ３を置き、その後部から電気配線４を出し
て、下方に折り曲げて電気回路板５と接続している。
り、シングルモード光ファイバー１の出射光に対して球
レンズ２を前方に配置し、さらにその延長線上にフォト
ディテクタ３を置き、その後部から電気配線４を出し
て、下方に折り曲げて電気回路板５と接続している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記課題
に対して次のような問題があり、 受光径を小さくすることにより、高効率な光結合を行
うためには、光ファイバーからの出射光を集束する必要
がある。 電気配線部の長さを短くするために、電気回路板上に
直接受光素子を配置する。したがって受光方向は電気回
路板と垂直な方向となるが、の高密度実装と相反す
る。 電気回路板面と平行方向に光ファイバーを配置する
と、受光素子を横にする必要があり、したがって受光素
子の電気配線が長くなってしまう。
に対して次のような問題があり、 受光径を小さくすることにより、高効率な光結合を行
うためには、光ファイバーからの出射光を集束する必要
がある。 電気配線部の長さを短くするために、電気回路板上に
直接受光素子を配置する。したがって受光方向は電気回
路板と垂直な方向となるが、の高密度実装と相反す
る。 電気回路板面と平行方向に光ファイバーを配置する
と、受光素子を横にする必要があり、したがって受光素
子の電気配線が長くなってしまう。
【０００５】また図２に示す構造においては、光線が球
レンズの二界面を透過するためにその減衰量が大きくな
り、また受光素子３が電気回路板５に垂直に位置するた
めに三次元的な配置による装置の大型化、および電気配
線４の長さによる寄生キャパシタンスの増大につなが
り、受信速度が制限される欠点があった。
レンズの二界面を透過するためにその減衰量が大きくな
り、また受光素子３が電気回路板５に垂直に位置するた
めに三次元的な配置による装置の大型化、および電気配
線４の長さによる寄生キャパシタンスの増大につなが
り、受信速度が制限される欠点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の欠点を解
決する手段として、中央部に導波構造をなす光ファイバ
ー先端に、SiO2もしくはSiO2を主成分とした単一屈折率
からなり、ガウス拡散によるビーム拡大に必要な長さと
半径をもつ球状のレンズに、ビームを反射させる平面部
を削除して形成した側面出射機能をもつレンズ一体型光
ファイバー端末の構造を提案するものである。
決する手段として、中央部に導波構造をなす光ファイバ
ー先端に、SiO2もしくはSiO2を主成分とした単一屈折率
からなり、ガウス拡散によるビーム拡大に必要な長さと
半径をもつ球状のレンズに、ビームを反射させる平面部
を削除して形成した側面出射機能をもつレンズ一体型光
ファイバー端末の構造を提案するものである。
【０００７】具体的には、第一の光ファイバーと、この
光ファイバーのコア部と等価な屈折率をもつ同一外径の
第二の光ファイバーが接合され、第二の光ファイバーの
先端は球状に形成され、この形成方法としては第二の光
ファイバー先端の球状部を熱溶融法により形成するもの
で、その先端部を熱溶融部中に送り入れることにより、
その先端に送り入れ量と等しい体積を有する半径の球状
レンズを形成する。
光ファイバーのコア部と等価な屈折率をもつ同一外径の
第二の光ファイバーが接合され、第二の光ファイバーの
先端は球状に形成され、この形成方法としては第二の光
ファイバー先端の球状部を熱溶融法により形成するもの
で、その先端部を熱溶融部中に送り入れることにより、
その先端に送り入れ量と等しい体積を有する半径の球状
レンズを形成する。
【０００８】この球状部において、その一部に前記ファ
イバー光軸に対して傾斜した平面で削除した反射部を形
成する。これは研削，研磨により加工したミラー面とし
て反射作用はあるが、その表面にさらにAl，Cr，Au等の
金属膜あるいは誘電多層膜からなる反射鏡を形成すると
反射率が向上する。傾斜角は光軸に対して45゜に規定す
ることが好ましいが、電気回路面との兼ね合いから限定
されるものであり、多様な角度に設定できる。
イバー光軸に対して傾斜した平面で削除した反射部を形
成する。これは研削，研磨により加工したミラー面とし
て反射作用はあるが、その表面にさらにAl，Cr，Au等の
金属膜あるいは誘電多層膜からなる反射鏡を形成すると
反射率が向上する。傾斜角は光軸に対して45゜に規定す
ることが好ましいが、電気回路面との兼ね合いから限定
されるものであり、多様な角度に設定できる。
【０００９】本発明の要旨は、ファイバー端にある球状
レンズ部の一部に光線の伝播方向に対して傾斜した平面
を形成し、その平面で光線を反射させ、かつこのレンズ
部を透過して集光した光線を放射することである。
レンズ部の一部に光線の伝播方向に対して傾斜した平面
を形成し、その平面で光線を反射させ、かつこのレンズ
部を透過して集光した光線を放射することである。
【００１０】
【実施例】本発明の光ファイバー端末先端部を、図１の
実施例に示すように作成した。先端SiO2ファイバーレン
ズ６、ピッグテールファイバー本線１、先端レンズ部
７、反射面８から構成される。
実施例に示すように作成した。先端SiO2ファイバーレン
ズ６、ピッグテールファイバー本線１、先端レンズ部
７、反射面８から構成される。
【００１１】先球製作は、図３に示すようにアーク放電
部９に石英ファイバー６を放電部９頭上から送り入れ曲
率Ｒ＝200μmの先球部を形成する。石英ファイバーの送
り長さの体積（円柱）が先球の体積になるように設定
し、溶融中の飛散量を考慮したファイバー長だけ溶融す
ることにより曲率Ｒ＝200μmの先球を得た。反射面８は
受光面法線に対して45゜の角度をもつ光学研磨面に、汚
れによる反射率を防止する意味でCrのスパッタ膜を形成
した。もちろん鏡面としても作用する。このとき光線伝
播方向を90゜屈折する際の挿入損失は認められなかっ
た。
部９に石英ファイバー６を放電部９頭上から送り入れ曲
率Ｒ＝200μmの先球部を形成する。石英ファイバーの送
り長さの体積（円柱）が先球の体積になるように設定
し、溶融中の飛散量を考慮したファイバー長だけ溶融す
ることにより曲率Ｒ＝200μmの先球を得た。反射面８は
受光面法線に対して45゜の角度をもつ光学研磨面に、汚
れによる反射率を防止する意味でCrのスパッタ膜を形成
した。もちろん鏡面としても作用する。このとき光線伝
播方向を90゜屈折する際の挿入損失は認められなかっ
た。
【００１２】本実施例で作成した90゜屈折光線のビーム
形状をガウシアンビームプロファイラーで測定したとこ
ろ、図４に示すように図１のａの位置に、ほぼ円形のビ
ーム光強度分布図４のｂを得、図４ｃ，ｄのガウス分布
をもつガウシアンビームによる集束光を確認した。ま
た、このファイバー端末のリターンロス（反射減衰量）
を測定したところ62dBの計測値を得た。
形状をガウシアンビームプロファイラーで測定したとこ
ろ、図４に示すように図１のａの位置に、ほぼ円形のビ
ーム光強度分布図４のｂを得、図４ｃ，ｄのガウス分布
をもつガウシアンビームによる集束光を確認した。ま
た、このファイバー端末のリターンロス（反射減衰量）
を測定したところ62dBの計測値を得た。
【００１３】
【発明の効果】本発明により、ファイバーレンズが光フ
ァイバーに直接融着できるので、光線の界面透過による
減衰が半減し、反射損失が少なく高い結合効率が実現で
きる。また電気回路上に受光素子が設置できるために、
二次元的な配置による高実装化、およびリード線の寄生
キャパシタンスの緩和が実現できた。そして従来のファ
イバーコリメータのように、レンズ系との高い公差で調
整することなく、ピッグテール部も含む光ファイバー端
末系として低価格で供給できる利点がある。
ァイバーに直接融着できるので、光線の界面透過による
減衰が半減し、反射損失が少なく高い結合効率が実現で
きる。また電気回路上に受光素子が設置できるために、
二次元的な配置による高実装化、およびリード線の寄生
キャパシタンスの緩和が実現できた。そして従来のファ
イバーコリメータのように、レンズ系との高い公差で調
整することなく、ピッグテール部も含む光ファイバー端
末系として低価格で供給できる利点がある。
【００１４】先球ファイバー製作時においては、熱溶融
法により石英ファイバーの送り長さの体積と球の体積を
一致させる制御が容易であり、表面張力を利用して球を
形成するため、同芯度が劣化しないで真球度の良いもの
ができ、研磨法における研磨キズや加工変質層等の問題
がなく、時間の浪費が解消できる。また構造上高反射減
衰量であるため、従来のファイバーコリメータのように
内部構成の変更や光軸調整などの必要がない。これらの
ことにより特に光受信機，光送信機等光通信システムに
おいて広範囲な用途に応用できる。
法により石英ファイバーの送り長さの体積と球の体積を
一致させる制御が容易であり、表面張力を利用して球を
形成するため、同芯度が劣化しないで真球度の良いもの
ができ、研磨法における研磨キズや加工変質層等の問題
がなく、時間の浪費が解消できる。また構造上高反射減
衰量であるため、従来のファイバーコリメータのように
内部構成の変更や光軸調整などの必要がない。これらの
ことにより特に光受信機，光送信機等光通信システムに
おいて広範囲な用途に応用できる。
【図１】本発明の反射型レンズ一体光ファイバー端末の
概略図。
概略図。
【図２】従来のＰＤモジュールの概略図。
【図３】本発明における先球レンズ部の形成実施態様
図。
図。
【図４】本発明によるビーム形状の測定図。
１ 光ファイバー ２ 球レンズ ３ 受光素子 ４，４' 電気配線 ５ 電気回路板 ６ SiO2ファイバーレンズ ７ 先球レンズ部 ８ 反射面 ９ アーク放電部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｍ
Claims (4)
- 【請求項１】 第一の光ファイバーと、この光ファイバ
ーのコア部と等価で単一な屈折率をもつ同一外径の光導
入拡大第二ファイバー部と、第二ファイバーの先端の球
状部の一部に、前記ファイバー光軸に対して傾斜した平
面で削除した反射部を形成したことを特徴とする反射型
レンズ一体光ファイバー端末。 - 【請求項２】 第二の光ファイバーにおいて、拡大光ビ
ームが第二ファイバー外周に接触しない第二の光ファイ
バー長を設定した請求項１記載の反射型レンズ一体光フ
ァイバー端末。 - 【請求項３】 第二のファイバー先端の球状部の削除傾
斜面角度が光線の伝播方向に対して45゜である請求項１
記載の反射型レンズ一体光ファイバー端末。 - 【請求項４】 第二のファイバー先端の球状部傾斜面に
Al，Cr，Auから選択した金属膜あるいは誘電多層膜から
なる反射膜を形成した請求項１記載の反射型レンズ一体
光ファイバー端末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7962894A JPH07270642A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 反射型レンズ一体光ファイバー端末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7962894A JPH07270642A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 反射型レンズ一体光ファイバー端末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270642A true JPH07270642A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13695349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7962894A Withdrawn JPH07270642A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 反射型レンズ一体光ファイバー端末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07270642A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004258387A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Kyocera Corp | 先端斜めファイバ |
| US6904197B2 (en) * | 2002-03-04 | 2005-06-07 | Corning Incorporated | Beam bending apparatus and method of manufacture |
| US6957006B2 (en) | 2002-02-15 | 2005-10-18 | Omron Corporation | Optical element and optical device using the same |
| US6996311B1 (en) | 2002-11-07 | 2006-02-07 | Pentax Corporation | Optical communication device |
| US7043118B2 (en) | 2002-05-22 | 2006-05-09 | Pentax Corporation | Optical communication apparatus |
| US7050677B2 (en) | 2002-11-05 | 2006-05-23 | Pentax Corporation | Optical fiber and method for producing the same |
| US7254296B2 (en) * | 2003-01-16 | 2007-08-07 | Sae Magnetics (Hong Kong) Limited | Apparatus for improved fiber optic coupling efficiency |
| JP2009003007A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | 受光素子モジュール |
| JP2009139216A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Seiko Instruments Inc | 鏡面冷却式露点計 |
| CN110007409A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-12 | 东莞铭普光磁股份有限公司 | 光收发模块接口组件及光器件 |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP7962894A patent/JPH07270642A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6957006B2 (en) | 2002-02-15 | 2005-10-18 | Omron Corporation | Optical element and optical device using the same |
| US6904197B2 (en) * | 2002-03-04 | 2005-06-07 | Corning Incorporated | Beam bending apparatus and method of manufacture |
| JP2011123493A (ja) * | 2002-03-04 | 2011-06-23 | Corning Inc | ビーム曲げ装置およびその製造方法 |
| US7043118B2 (en) | 2002-05-22 | 2006-05-09 | Pentax Corporation | Optical communication apparatus |
| US7050677B2 (en) | 2002-11-05 | 2006-05-23 | Pentax Corporation | Optical fiber and method for producing the same |
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| CN110007409A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-12 | 东莞铭普光磁股份有限公司 | 光收发模块接口组件及光器件 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |