JPH09189826A - ボールレンズを用いた光結合系装置及び光結合系製造方法 - Google Patents

ボールレンズを用いた光結合系装置及び光結合系製造方法

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JPH09189826A
JPH09189826A JP8292949A JP29294996A JPH09189826A JP H09189826 A JPH09189826 A JP H09189826A JP 8292949 A JP8292949 A JP 8292949A JP 29294996 A JP29294996 A JP 29294996A JP H09189826 A JPH09189826 A JP H09189826A
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ferrule
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optical coupling
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 光軸からボールレンズの中心軸を一定距離オ
フセットさせるのに必要な整列技術の難しさを解消し得
るボールレンズを用いた光結合系装置及び光結合系製造
方法を提供する。 【解決手段】 1本の光ファイバ14を支持及び固定す
るためにフェルール12を製造する工程と、前記フェル
ール12の中心部に前記1本の光ファイバ14を挿入し
た後固定する工程と、前記フェルール12の断面を研磨
する工程と、アンチ−リフレクションコーティング処理
されたボールレンズ16を製造する工程と、前記フェル
ール12とボールレンズ16を整列するためにオフセッ
ト距離D−dを計算してハウジング10を製造する工程
と、前記フェルール12をハウジング10に固定する工
程と、前記ハウジング10にボールレンズ16を一定の
圧力で圧入して固定する工程とからなる製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボールレンズを用い
た光結合系に係り、特に光軸からボールレンズの中心軸
を一定距離オフセットさせるのに必要な整列技術を向上
させ、且つ整列時に整列道具を使用しないボールレンズ
を用いた光結合系装置及び光結合系製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図1は従来の技術による光結合系の構成
を示す概略図である。前記図1によれば、前記光結合系
は、光ファイバ86を支持するフェルール84が設置さ
れ、前記フェルール84の周りには前記フェルール84
を固定するフェルールハウジング80が設置され、前記
フェルールハウジング80の一側面の周りには他の光結
合系と溶接結合するための突起82が設けられ、前記フ
ェルール84の一側には前記光ファイバ86から伝えら
れる光の経路の焦点を合わせるボールレンズ90が設置
され、前記ボールレンズ90の周りには前記ボールレン
ズ90を支持及び固定するレンズハウジング88が設置
されたものである。
【0003】このように構成された光結合系の製造方法
は次の通りである。1本または多本の光ファイバ86を
支持及び固定するためにフェルール84を製造し、前記
フェルール84の中心部に前記光ファイバ86を挿入し
た後固定する。その後、前記光ファイバ86の結合され
たフェルール84の断面を研磨し、前記研磨されたフェ
ルール84をエポキシまたは溶接によってフェルールハ
ウジング80に結合した後、前記光ファイバ86から伝
えられる光の経路の焦点を合わせるボールレンズ90を
製造してから、前記ボールレンズ90をレンズハウジン
グ88に固定させる。その後、前記フェルール84の固
定されたフェルールハウジング80とボールレンズ90
の固定されたレンズハウジング88を精密な整列道具を
用いて整列させる。その後、フェルールハウジング80
の一側面とレンズハウジング88の一側面とを溶接して
固定させる。
【0004】前記した方法の使用時にフェルール84と
ボールレンズ90を支持及び固定するそれぞれのフェル
ールハウジング80とレンズハウジング88をもってお
り、これらを用いて光結合系を製造する場合、エポキシ
または溶接によって固定するために製造工程が複雑にな
って生産性が落ち、且つ前記フェルールハウジング80
とレンズハウジング88との接合部で温度、振動及び衝
撃特性が良くなく、前記ボールレンズ90を用いる光結
合系で反射損失を向上させるために光の経路をボールレ
ンズ90の中心でない面にオフセットさせるので、精密
な整列器具が必ず要求されるために製品のコストが上昇
し、前記ボールレンズ90を溶接またはエポキシでフェ
ルール84の内部に固定するために再使用が不可能な問
題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような問題点を
解決するために、本発明の目的は、光軸からボールレン
ズの中心軸を一定距離オフセットさせるのに必要な整列
技術の難しさを解消し得るボールレンズを用いた光結合
系装置及び光結合系製造方法を提供することにある。
【0006】本発明の他の目的は、ボールレンズを用い
る光結合系を温度や振動や衝撃などの環境特性に合うよ
うに安定した構造設計を実現し得る装置及び方法を提供
することにある。本発明のまた他の目的は、フェルール
とボールレンズの整列時に整列道具を使用せずに整列し
得る装置及び方法を提供することにある。
【0007】本発明の別の目的は、2本以上の光ファイ
バのフェルールを用いた光結合系を製造し得る装置及び
方法を提供することにある。更に本発明の目的は、ボー
ルレンズを圧入してハウジングに固定することによりボ
ールレンズを再使用することのできる装置及び方法を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のボールレンズを用いた光結合系装置は、
光ファイバを支持するフェルールと、前記光ファイバか
ら伝えられる光の経路の焦点を合わせるボールレンズ
と、前記フェルールとボールレンズを整列するハウジン
グとから構成されたことを特徴とする。
【0009】また、上記の目的を達成するために、本発
明のボールレンズを用いた光結合系製造方法は、1本の
光ファイバを支持及び固定するためにフェルールを製造
する第1過程と、前記フェルールの中心部に前記1本の
光ファイバを挿入した後固定する第2過程と、前記1本
の光ファイバが結合されたフェルールの断面を研磨する
第3過程と、前記1本の光ファイバから伝えられる光の
経路の焦点を合わせるためにアンチ−リフレクションコ
ーティング(anti-reflection coating) 処理されたボー
ルレンズを製造する第4過程と、前記フェルールとボー
ルレンズを整列するためにオフセット距離を計算してハ
ウジングを製造する第5過程と、前記フェルールをハウ
ジングに固定する第6過程と、前記ハウジングにボール
レンズを一定の圧力で圧入して固定する第7過程とから
なることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施例を詳細に説明する。本発明によるボール
レンズを用いた光結合系は、図2に示すように、光ファ
イバ14を支持するフェルール12が設置され、前記フ
ェルール12の一側には前記光ファイバ14から伝えら
れる光18の経路焦点を合わせるためにアンチ−リフレ
クションコーティング処理されたボールレンズ16が設
置され、前記フェルール12とボールレンズ16の周り
には前記フェルール12とボールレンズ16を整列する
ハウジング10が設置されたものである。この際、前記
ハウジング10は前記フェルール12とボールレンズ1
6を同時に支持及び固定し得るように形成されている。
【0011】このように構成された光結合系の製造方法
を次に説明する。1本の光ファイバ14を支持及び固定
するためにフェルール12を製造する第1過程と、前記
フェルール12の中心部に前記1本の光ファイバ14を
挿入した後固定する第2過程と、前記1本の光ファイバ
14が結合されたフェルール12の断面を研磨する第3
過程と、前記1本の光ファイバ14から伝えられる光1
8の経路の焦点を合わせるためにアンチ−リフレクショ
ン処理したボールレンズ16を製造する第4過程と、前
記フェルール12とボールレンズ16を整列するために
オフセット距離D−dを計算してハウジング10を製造
する第5過程とを含み、この時、前記オフセット距離は
数式:レンズの焦点距離−レンズの半径で計算すること
ができる。尚、図5及び図6に示すように、前記光結合
系の反射損失特性を−45dB以下に保持するようにす
るため、オフセット距離D−dは100μm、光ファイ
バを通過した光と進行軸との角度θは8.6度となるよ
うに製造する。また、前記オフセット距離D−dを10
0μm、光ファイバを通過した光と進行軸との角度θを
8.6度にするためには、レンズと光ファイバはアンチ
−リフレクションコーティング処理し、ボールレンズの
直径は2mm、波長は155μmに製造する。そして、
前記フェルール12をアンチ−リフレクションコーティ
ング処理した後、ハウジング10に固定する第6過程
と、前記ハウジング10にボールレンズ16を一定の圧
力で圧入して固定する第7過程とをさらに含んで光結合
系を製造する。
【0012】尚、図3に示すように、2本の光ファイバ
が配列された光結合系は、それぞれの光ファイバ24,
28を支持するそれぞれのフェルール22,26が設置
され、前記それぞれのフェルール22,26の一側には
前記光ファイバ24から伝えられる光32の経路と前記
光ファイバ28から伝えられる光34の経路の焦点を合
わせるためにアンチ−リフレクションコーティング処理
されたボールレンズ30が設置され、前記それぞれのフ
ェルール22,26とボールレンズ30の周りには前記
それぞれのフェルール22,26とボールレンズ30を
整列するハウジング20が設置されたものである。この
時、前記ハウジング20は前記それぞれのフェルール2
2,26とボールレンズ30を同時に支持及び固定し得
るように形成され、且つ前記光結合系は2本以上の光フ
ァイバが配列されるように構成されている。
【0013】このように構成された光結合系の製造方法
を次に説明する。2本の光ファイバ24と光ファイバ2
8を支持及び固定するためにそれぞれのフェルール22
とフェルール26を製造する第1過程と、前記フェルー
ル22の中心部に前記光ファイバ24を挿入した後固定
し、前記フェルール26の中心部に前記光ファイバ28
を挿入した後固定する第2過程と、前記それぞれのフェ
ルール22,26の断面を研磨する第3過程と、前記光
ファイバ24から伝えられる光30の経路の焦点と前記
光ファイバ28から伝えられる光34の経路の焦点を同
時に合わせるためにアンチ−リフレクションコーティン
グ処理したボールレンズ30を製造する第4過程と、前
記それぞれのフェルール22,26とボールレンズ30
を整列するためにオフセット距離D−dを計算してハウ
ジング20を製造する第5過程とを含み、この時、前記
オフセット距離は数式:レンズの焦点距離−レンズの半
径で計算することができる。尚、図5及び図6に示すよ
うに、前記光結合系の反射損失特性を−45dB以下に
保持するために、オフセット距離D−dを100μm,
光ファイバを通過した光と進行軸との角度θを8.6
度、前記光ファイバ間の間隔Lを200μm,2本の光
ファイバから伝えられる光の交差支点をボールレンズの
外側面から960μmに製造する。また、前記オフセッ
ト距離D−dを100μm,光ファイバを通過した光と
進行軸との角度θを8.6度にするためには、レンズと
光ファイバはアンチ−リフレクションコーティング処理
し、ボールレンズの直径は2mm,波長は1.55μm
に製造する。前記それぞれのフェルール22,26をア
ンチ−リフレクションコーティング処理した後ハウジン
グ20に固定する第6過程と、前記ハウジング20にボ
ールレンズ30を一定の圧力で圧入して固定する第7過
程とをさらに含んで光結合系を製造する。
【0014】図4は、本発明の光結合系を用いて作った
波長分割結合器の構成を示す概略図である。前記図4を
参照すると、前記波長分割結合器の一側では、2本の光
ファイバ42,46を支持するそれぞれのフェルール4
0,44が設けられ、前記フェルール40,44の一側
には前記2本の光ファイバ42,46から伝えられる光
50,52の経路の焦点を合わせるためにアンチ−リフ
レクションコーティング処理されたボールレンズ48が
設けられ、前記フェルール40,44とボールレンズ4
8の周りには前記フェルール40,44とボールレンズ
48を固定し且つボールレンズ48を整列するハウジン
グ38が設けられ、前記波長分割結合器の他側には、1
本の光ファイバ68を支持するフェルール66が設けら
れ、前記フェルール66の一側には前記1本の光ファイ
バ68から伝えられる光60の経路の焦点を合わせるた
めにアンチ−リフレクションコーティング処理されたボ
ールレンズ64が設けられ、前記フェルール66とボー
ルレンズ64の周りには前記フェルール66とボールレ
ンズ64を固定し且つボールレンズ64を整列するハウ
ジング62が設けられ、前記ボールレンズ48とボール
レンズ64との間には前記2本の光ファイバ42,46
から伝えられる光50,52は反射し且つ1本の光ファ
イバ68から伝えられる光60は透過するように製造さ
れた誘電体フィルタ56が設けられ、前記フィルタ56
の上下端部には前記フィルタ56を固定する支持ホルダ
54が設けられ、このように構成された部品の離脱を防
止し且つ外部から保護するためのスリーブ36で構成さ
れ、波長分割結合器を製造することができる。この際、
前記波長分割結合器は光ファイバの数に関係なく製造さ
れる。
【0015】
【発明の効果】前記のように構成された本発明は次の効
果を奏する。前記ボールレンズを用いた光結合系装置及
び光結合系の製造方法は、フェルールとボールレンズを
固定するハウジングの製造時に整列するために、光軸か
らボールレンズの中心軸を一定距離オフセットさせるの
に必要な整列技術の難しさを解消することができ、且つ
前記ボールレンズを用いる光結合系を温度、振動、衝撃
などの環境特性に合うように安定した構造の設計を実現
することができ、前記フェルールとボールレンズの整列
時に整列道具を使用せずに整列することができるので、
整列時間が短縮されて生産性を向上させることができ、
さらに、2本以上の光ファイバのフェルールを用いた光
結合系の製造時にも容易に製造することができ、前記ボ
ールレンズを圧入してハウジングに固定するためにボー
ルレンズを再使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の技術による光結合系の構成を示す概略図
である。
【図2】本発明による光結合系の構成を示す概略図であ
る。
【図3】本発明による2本の光ファイバが配列された光
結合系の構成を示す概略図である。
【図4】本発明の光結合系を用いて作った波長分割結合
器の構成を示す概略図である。
【図5】本発明によるボールレンズと光ファイバ軸との
オフセット距離と反射損失との関係を示すグラフであ
る。
【図6】本発明によるボールレンズと光ファイバ軸のオ
フセット距離と出力光の進行角度との関係を示すグラフ
である。
【符号の説明】
10,20,38,62 ハウジング 12,22,26,40,44,66 フェルール 14,24,28,42,46,68 光ファイバ 16,30,48,64 ボールレンズ 18,32,34,50,52,60 光(光ファイバ
を通過した光) 36 スリーブ 54 支持ホルダ 56 フィルタ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボールレンズを用いた光結合系におい
    て、 前記光結合系は、光ファイバを支持するフェルールと、 前記光ファイバから伝えられる光の経路の焦点を合わせ
    るボールレンズと、 前記フェルールとボールレンズを整列するハウジングと
    から構成されたことを特徴とするボールレンズを用いた
    光結合系装置。
  2. 【請求項2】 前記ハウジングは、前記フェルールとボ
    ールレンズを同時に支持及び固定し得るように形成され
    る請求項1記載のボールレンズを用いた光結合系装置。
  3. 【請求項3】 前記光結合系は2本以上の光ファイバが
    配列されるように構成されたことを特徴とする請求項1
    記載のボールレンズを用いた光結合系装置。
  4. 【請求項4】 前記ボールレンズは反射損失を向上させ
    るためにアンチ−リフレクションコーティング処理され
    たことを特徴とする請求項1記載のボールレンズを用い
    た光結合系装置。
  5. 【請求項5】 波長分割結合器において、 前記波長分割結合器の一側に2本の光ファイバを支持す
    るために設けられたそれぞれのフェルールと、 前記フェルールの一側に設置され、前記2本の光ファイ
    バから伝えられる光の経路の焦点を合わせるボールレン
    ズと、 前記フェルールとボールレンズの周りには前記フェルー
    ルとボールレンズを固定し且つボールレンズを整列する
    ために設けられるハウジングと、 前記波長分割結合器の他側に設置されて1本の光ファイ
    バを支持するフェルールと、 前記フェルールの一側には前記1本の光ファイバから伝
    えられる光の経路の焦点を合わせるために設けられるボ
    ールレンズと、 前記フェルールとボールレンズの周りには前記フェルー
    ルとボールレンズを固定し且つボールレンズを整列する
    ために設置されるハウジングと、 前記ボールレンズとボールレンズとの間に設置され、前
    記2本の光ファイバから伝えられる光は反射し且つ1本
    の光ファイバから伝えられる光は透過するように製造さ
    れた誘電体フィルタと、 前記フィルタの上下端部に設けられて前記フィルタを固
    定する支持ホルダと、 このように構成された部品の離脱を防止し且つ外部から
    保護するためのスリーブとから構成されることを特徴と
    するボールレンズを用いた光結合系装置。
  6. 【請求項6】 前記波長分割結合器は光ファイバの数に
    関係なく製造されることを特徴とする請求項5記載のボ
    ールレンズを用いた光結合系装置。
  7. 【請求項7】 前記ボールレンズは反射損失を向上させ
    るためにアンチ−リフレクションコーティング処理され
    たことを特徴とする請求項5記載のボールレンズを用い
    た光結合系装置。
  8. 【請求項8】 1本の光ファイバが配列された光結合系
    の製造方法において、 1本の光ファイバを支持及び固定するためにフェルール
    を製造する第1過程と、 前記フェルールの中心部に前記1本の光ファイバを挿入
    した後固定する第2過程と、 前記1本の光ファイバが結合されたフェルールの断面を
    研磨する第3過程と、 前記1本の光ファイバから伝えられる光の経路の焦点を
    合わせるためにアンチ−リフレクションコーティング処
    理されたボールレンズを製造する第4過程と、 前記フェルールとボールレンズを整列するためにオフセ
    ット距離を計算してハウジングを製造する第5過程と、 前記フェルールをハウジングに固定する第6過程と、 前記ハウジングにボールレンズを一定の圧力で圧入して
    固定する第7過程とからなることを特徴とするボールレ
    ンズを用いた光結合系製造方法。
  9. 【請求項9】 2本の光ファイバが配列された光結合系
    の製造方法において、 2本の光ファイバをそれぞれ支持及び固定するためにそ
    れぞれのフェルールを製造する第1過程と、 前記フェルールの中心部に前記光ファイバを挿入した後
    固定し、前記フェルールの中心部に前記光ファイバを挿
    入した後固定する第2過程と、 前記それぞれのフェルールの断面を研磨する第3過程
    と、 前記光ファイバから伝えられる光の経路の焦点と前記光
    ファイバから伝えられる光の経路の焦点を同時に合わせ
    るためにアンチ−リフレクションコーティング処理した
    ボールレンズを製造する第4過程と、 前記それぞれのフェルールとボールレンズを整列するた
    めにオフセット距離を計算してハウジングを製造する第
    5過程と、 前記それぞれのフェルールをハウジングに固定する第6
    過程と、 前記ハウジングにボールレンズを一定の圧力で圧入して
    固定する第7過程とからなることを特徴とするボールレ
    ンズを用いた光結合系製造方法。
  10. 【請求項10】 前記光結合系は−45dB以下の反射
    損失特性を保持することができることを特徴とする請求
    項8または9記載のボールレンズを用いた光結合系製造
    方法。
  11. 【請求項11】 前記反射損失特性を−45dB以下に
    保持するために、オフセット距離を100μm、光ファ
    イバを通過した光と進行軸との角度を8.6度に製造し
    たことを特徴とする請求項10記載のボールレンズを用
    いた光結合系製造方法。
  12. 【請求項12】 前記オフセット距離を100μm、光
    ファイバを通過した光と進行軸との角度θを8.6度に
    保持するために、レンズ及び光ファイバはアンチ−リフ
    レクションコーティング処理し、ボールレンズの直径は
    2mm、波長は1.55μmに製造したことを特徴とす
    る請求項11記載のボールレンズを用いた光結合系製造
    方法。
  13. 【請求項13】 前記2本の光ファイバからの反射損失
    特性を−45dB以下にするために、オフセット距離は
    100μm、前記光ファイバ間の間隔Lは200μm、
    光ファイバを通過した光と進行軸との角度θは8.6
    度、2本の光ファイバから伝えられる光の交差支点はボ
    ールレンズの外側面から960μmとなるように製造し
    たことを特徴とする請求項9記載のボールレンズを用い
    た光結合系製造方法。
  14. 【請求項14】 前記オフセット距離は数式:レンズの
    焦点距離−レンズの半径で計算することができることを
    特徴とする請求項8または請求項9記載のボールレンズ
    を用いた光結合系製造方法。
  15. 【請求項15】 前記第6過程において、前記フェルー
    ルはアンチ−リフレクションコーティング処理してハウ
    ジングに固定されることを特徴とする請求項8または請
    求項9記載のボールレンズを用いた光結合系製造方法。
JP8292949A 1995-11-10 1996-11-05 ボールレンズを用いた光結合系装置及び光結合系製造方法 Expired - Lifetime JP3051349B2 (ja)

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KR40650/1995 1995-11-10

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