JPH1078531A - 光ファイバ超小型レンズ及びその形成方法 - Google Patents
光ファイバ超小型レンズ及びその形成方法Info
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- JPH1078531A JPH1078531A JP9191688A JP19168897A JPH1078531A JP H1078531 A JPH1078531 A JP H1078531A JP 9191688 A JP9191688 A JP 9191688A JP 19168897 A JP19168897 A JP 19168897A JP H1078531 A JPH1078531 A JP H1078531A
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- G02B6/3818—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres of a low-reflection-loss type
- G02B6/3822—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres of a low-reflection-loss type with beveled fibre ends
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバ超小型レンズにおいて、光ファイバ
と非対称性出力を有するレーザ・ダイオードとの間の結
合効率を高め、超小型レンズからレーザ・ダイオードへ
の後方反射レベルを低減すること。 【解決手段】上記課題は、光ファイバ(1) のウェッジ先
端における２つの平坦な表面(5, 6)の交差線(7) が、超
小型レンズ(4) の長軸をなし、その交差線(7) を光ファ
イバの縦軸(3) に対して９０゜未満の角度(θ)で位置合
わせすることにより達成される。
と非対称性出力を有するレーザ・ダイオードとの間の結
合効率を高め、超小型レンズからレーザ・ダイオードへ
の後方反射レベルを低減すること。 【解決手段】上記課題は、光ファイバ(1) のウェッジ先
端における２つの平坦な表面(5, 6)の交差線(7) が、超
小型レンズ(4) の長軸をなし、その交差線(7) を光ファ
イバの縦軸(3) に対して９０゜未満の角度(θ)で位置合
わせすることにより達成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバへの光
放射線の結合に関し、とりわけ、光ファイバ超小型レン
ズ、及びそれを用いた光放射源に関する。
放射線の結合に関し、とりわけ、光ファイバ超小型レン
ズ、及びそれを用いた光放射源に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ・ダイオードから光ファイ
バへの光放射線の結合における２つの重要な点は、結合
の効率と、光ファイバからレーザ・ダイオードへの放射
の後方反射レベルである。後方反射レベルを低下させる
ための、あるいは、結合効率を高めるためのさまざまな
技法が知られている。後方反射レベルを低下させるため
の既知の技法は、レーザ・ダイオードに対して光ファイ
バを傾斜させるか、あるいは、光ファイバの端面を斜め
に研磨することによって、光放射線が、光ファイバの端
面に９０゜以外の角度で当たるように構成することであ
る。他の既知の技法には、ファイバの端面に反射防止コ
ーティングを施すことや、あるいは、ファイバの端面に
荒削りを施して、米国特許第5,479,549 号に教示のよう
に、フレネル反射を最小限に抑えることが含まれる。こ
れらの技法では、光の集束が得られず、従って、後方反
射レベルはある程度低下するかもしれないが、レーザ・
ダイオードと光ファイバの間の結合効率が低くなる。
バへの光放射線の結合における２つの重要な点は、結合
の効率と、光ファイバからレーザ・ダイオードへの放射
の後方反射レベルである。後方反射レベルを低下させる
ための、あるいは、結合効率を高めるためのさまざまな
技法が知られている。後方反射レベルを低下させるため
の既知の技法は、レーザ・ダイオードに対して光ファイ
バを傾斜させるか、あるいは、光ファイバの端面を斜め
に研磨することによって、光放射線が、光ファイバの端
面に９０゜以外の角度で当たるように構成することであ
る。他の既知の技法には、ファイバの端面に反射防止コ
ーティングを施すことや、あるいは、ファイバの端面に
荒削りを施して、米国特許第5,479,549 号に教示のよう
に、フレネル反射を最小限に抑えることが含まれる。こ
れらの技法では、光の集束が得られず、従って、後方反
射レベルはある程度低下するかもしれないが、レーザ・
ダイオードと光ファイバの間の結合効率が低くなる。
【０００３】既知のように、光ファイバの先端に形成さ
れた超小型レンズを用いることによって、結合の効率が
改善される。この技法は特に有効である。というのは、
超小型レンズと光ファイバが、永久的に位置合わせされ
て、レーザ・ダイオードとの位置合わせ状態に容易に位
置決め及び保持可能である、単一アセンブリを形成する
ためである。対称性の光ファイバに対して、非対称の出
力放射パターンを有する半導体レーザを結合する場合、
特定の問題に直面する。例えば、エルビウム・ドーピン
グ・ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の励起に用いられる９
８０ｎｍの半導体レーザは、アスペクト比が４：１以上
の極度に楕円形の出力放射パターンを有する。こうした
非対称性光源からの放射線を有効に結合するため、アナ
モルフィック光ファイバ超小型レンズが開発された。１
９９０年９月のJournal of Lightwave Technology,Volu
me 8, No.9の「Efficient power coupling from a 980n
m,broad area laser to a single mode fibre using a
wedge-shaped fibre endface（ウェッジ形状のファイバ
端面を用いた９８０ｎｍ広域レーザから単一モードファ
イバへの効率的なパワー結合）」には、Shah他によっ
て、単純なウェッジ形状の光ファイバ超小型レンズが提
案されており、また、米国特許第5,455,870号には、ダ
ブル・ウェッジ超小型レンズ設計が開示されている。
れた超小型レンズを用いることによって、結合の効率が
改善される。この技法は特に有効である。というのは、
超小型レンズと光ファイバが、永久的に位置合わせされ
て、レーザ・ダイオードとの位置合わせ状態に容易に位
置決め及び保持可能である、単一アセンブリを形成する
ためである。対称性の光ファイバに対して、非対称の出
力放射パターンを有する半導体レーザを結合する場合、
特定の問題に直面する。例えば、エルビウム・ドーピン
グ・ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の励起に用いられる９
８０ｎｍの半導体レーザは、アスペクト比が４：１以上
の極度に楕円形の出力放射パターンを有する。こうした
非対称性光源からの放射線を有効に結合するため、アナ
モルフィック光ファイバ超小型レンズが開発された。１
９９０年９月のJournal of Lightwave Technology,Volu
me 8, No.9の「Efficient power coupling from a 980n
m,broad area laser to a single mode fibre using a
wedge-shaped fibre endface（ウェッジ形状のファイバ
端面を用いた９８０ｎｍ広域レーザから単一モードファ
イバへの効率的なパワー結合）」には、Shah他によっ
て、単純なウェッジ形状の光ファイバ超小型レンズが提
案されており、また、米国特許第5,455,870号には、ダ
ブル・ウェッジ超小型レンズ設計が開示されている。
【０００４】非対称性の出力放射パターンを有するこれ
らの半導体レーザは又、特に後方反射に耐えられず、そ
の出力スペクトルを大幅に変化させる可能性がある。Ｅ
ＤＦＡの励起に利用される高パワー９８０ｎｍ半導体レ
ーザの場合、後方反射によって生じる出力スペクトルの
変化によって、通常は９８０ｎｍの励起放出が、エルビ
ウムの吸収帯域外へと追いやられ、このためＥＤＦＡ
が、激しい利得変動の影響を受けやすくなる可能性があ
る。これらの問題については、Giles 他が、１９９４年
８月のIEEE Photonics Technology Letters, volume 6,
No. 8の「Reflection-induced changes in the optica
l spectra of 980nm QW lasers（９８０ｎｍＱＷレーザ
の光スペクトルにおける反射誘導変化）」において論じ
ている。Giles 他は、バルク格子またはファイバ格子反
射器を利用して、制御された狭帯域反射を生じさせるこ
とによって、これらのレーザの疑似反射に対する耐性を
改善することを提案している。この提案は、Ventrudo他
（１９９４年１２月８日のElectronic Letters, volume
13, No. 25の「Wavelength and Intensity Stabilisat
ion of 980nm diode lasers coupled to fibre Bragg g
ratings(ファイバ・ブラッグこうしに結合された９８０
ｎｍダイオード・レーザの波長及び強度安定性）」、及
び米国特許第5,485,481 号）によって取り上げられ、彼
らは、ファイバ・ブラッグ格子からの光学フィードバッ
クを利用して、市販の９８０ｎｍ励起ダイオード・レー
ザのスペクトル特性を改良している。
らの半導体レーザは又、特に後方反射に耐えられず、そ
の出力スペクトルを大幅に変化させる可能性がある。Ｅ
ＤＦＡの励起に利用される高パワー９８０ｎｍ半導体レ
ーザの場合、後方反射によって生じる出力スペクトルの
変化によって、通常は９８０ｎｍの励起放出が、エルビ
ウムの吸収帯域外へと追いやられ、このためＥＤＦＡ
が、激しい利得変動の影響を受けやすくなる可能性があ
る。これらの問題については、Giles 他が、１９９４年
８月のIEEE Photonics Technology Letters, volume 6,
No. 8の「Reflection-induced changes in the optica
l spectra of 980nm QW lasers（９８０ｎｍＱＷレーザ
の光スペクトルにおける反射誘導変化）」において論じ
ている。Giles 他は、バルク格子またはファイバ格子反
射器を利用して、制御された狭帯域反射を生じさせるこ
とによって、これらのレーザの疑似反射に対する耐性を
改善することを提案している。この提案は、Ventrudo他
（１９９４年１２月８日のElectronic Letters, volume
13, No. 25の「Wavelength and Intensity Stabilisat
ion of 980nm diode lasers coupled to fibre Bragg g
ratings(ファイバ・ブラッグこうしに結合された９８０
ｎｍダイオード・レーザの波長及び強度安定性）」、及
び米国特許第5,485,481 号）によって取り上げられ、彼
らは、ファイバ・ブラッグ格子からの光学フィードバッ
クを利用して、市販の９８０ｎｍ励起ダイオード・レー
ザのスペクトル特性を改良している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光フ
ァイバと非対称性出力を有するレーザ・ダイオードとの
間の結合効率を高め、超小型レンズからレーザ・ダイオ
ードへの後方反射レベルを低減すること、及びそのため
の簡単で有効な技法を提供することにある。
ァイバと非対称性出力を有するレーザ・ダイオードとの
間の結合効率を高め、超小型レンズからレーザ・ダイオ
ードへの後方反射レベルを低減すること、及びそのため
の簡単で有効な技法を提供することにある。
【０００６】本出願人の計算によれば、その先端が光フ
ァイバの軸に対して９０゜をなす（Shah他による解説の
ように）、単純なウェッジ形状の光ファイバ超小型レン
ズによって、−３０ｄＢの後方反射が生じる。この後方
反射レベルは、９８０ｎｍのレーザ・ダイオードの出力
スペクトルを乱すのに十分である。とにかく、ウェッジ
の先端が丸められていたら、後方反射レベルはもっと高
くなる。本発明は、アナモルフィック超小型レンズから
反射される如何なる光放射線も、レーザ・ダイオードの
活性領域から離して向け、同時に、レーザ・ダイオード
と光ファイバとの間における高い結合効率も維持するこ
とを保証しようとするものである。
ァイバの軸に対して９０゜をなす（Shah他による解説の
ように）、単純なウェッジ形状の光ファイバ超小型レン
ズによって、−３０ｄＢの後方反射が生じる。この後方
反射レベルは、９８０ｎｍのレーザ・ダイオードの出力
スペクトルを乱すのに十分である。とにかく、ウェッジ
の先端が丸められていたら、後方反射レベルはもっと高
くなる。本発明は、アナモルフィック超小型レンズから
反射される如何なる光放射線も、レーザ・ダイオードの
活性領域から離して向け、同時に、レーザ・ダイオード
と光ファイバとの間における高い結合効率も維持するこ
とを保証しようとするものである。
【０００７】充分設計されたＥＤＦＡの場合、超小型レ
ンズからの後方反射が、後方反射の唯一の重要な発生源
になる見込みが高く、従って、本発明による超小型レン
ズを利用したＥＤＦＡの性能は向上する。
ンズからの後方反射が、後方反射の唯一の重要な発生源
になる見込みが高く、従って、本発明による超小型レン
ズを利用したＥＤＦＡの性能は向上する。
【０００８】さらに、本発明によれば、ファブリ−ペロ
空洞効果を排除することによって、半導体レーザ・ダイ
オードへの超小型レンズの正確且つ安定な位置合わせが
容易となる。
空洞効果を排除することによって、半導体レーザ・ダイ
オードへの超小型レンズの正確且つ安定な位置合わせが
容易となる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、集束手段の長軸が光ファイバの縦軸に対して垂直
ではない、アナモルフィック集束手段からなる光ファイ
バ超小型レンズが提供される。
れば、集束手段の長軸が光ファイバの縦軸に対して垂直
ではない、アナモルフィック集束手段からなる光ファイ
バ超小型レンズが提供される。
【００１０】アナモルフィック集束手段は、円柱状とす
ることができ、本質的に、円柱の軸が光ファイバの縦軸
に対して垂直にならないように、光ファイバの端部に形
成された円柱レンズからなる。しかし、アナモルフィッ
ク集束手段は、互いに傾斜して、ウェッジを形成する、
少なくとも２つの平坦な表面からなることが望ましい。
この場合、ウェッジの先端における２つの平坦な表面の
交差線が、集束手段の長軸をなして、光ファイバの縦軸
に対して９０゜未満の角度で位置合わせされる。
ることができ、本質的に、円柱の軸が光ファイバの縦軸
に対して垂直にならないように、光ファイバの端部に形
成された円柱レンズからなる。しかし、アナモルフィッ
ク集束手段は、互いに傾斜して、ウェッジを形成する、
少なくとも２つの平坦な表面からなることが望ましい。
この場合、ウェッジの先端における２つの平坦な表面の
交差線が、集束手段の長軸をなして、光ファイバの縦軸
に対して９０゜未満の角度で位置合わせされる。
【００１１】本発明の実施例によれば、光ファイバ超小
型レンズにおいて、２つの平坦な表面の交差線と光ファ
イバの軸との間の角度が、８９゜未満で、７５゜より大
きい方が望ましく、この角度は、８３゜であるのが最も
望ましい。
型レンズにおいて、２つの平坦な表面の交差線と光ファ
イバの軸との間の角度が、８９゜未満で、７５゜より大
きい方が望ましく、この角度は、８３゜であるのが最も
望ましい。
【００１２】２つの平坦な表面の交差線に対して垂直な
平面内におけるウェッジの先端の輪郭は、三角形とする
ことができる。代替案として、ウェッジの先端における
輪郭は、湾曲させることも可能である。こうして輪郭を
湾曲させることによって、光ファイバに対する光放射線
の結合効率が高くなる。
平面内におけるウェッジの先端の輪郭は、三角形とする
ことができる。代替案として、ウェッジの先端における
輪郭は、湾曲させることも可能である。こうして輪郭を
湾曲させることによって、光ファイバに対する光放射線
の結合効率が高くなる。
【００１３】ウェッジの先端における輪郭が湾曲してい
る場合、湾曲の漸近線が２つの平坦な表面内に位置する
のが有利である。この湾曲は、双曲線であることが最も
望ましい。
る場合、湾曲の漸近線が２つの平坦な表面内に位置する
のが有利である。この湾曲は、双曲線であることが最も
望ましい。
【００１４】最適な結合を確保するために、ウェッジの
開先角度が、９５゜と１２５゜の間にあることが望まし
い。
開先角度が、９５゜と１２５゜の間にあることが望まし
い。
【００１５】有利には、ウェッジの先端は、ウェッジを
形成する平坦な表面の各々と等しい角度で傾斜した第３
の平坦な表面により好適に、光ファイバの縦軸の付近で
切断される。ウェッジのこうした先端切断によって、光
ファイバのコアに近い超小型レンズの活性領域を、レー
ザ・ダイオードの切開面にさらに近くなるように接近さ
せることが可能になり、この結果、結合効率が向上す
る。
形成する平坦な表面の各々と等しい角度で傾斜した第３
の平坦な表面により好適に、光ファイバの縦軸の付近で
切断される。ウェッジのこうした先端切断によって、光
ファイバのコアに近い超小型レンズの活性領域を、レー
ザ・ダイオードの切開面にさらに近くなるように接近さ
せることが可能になり、この結果、結合効率が向上す
る。
【００１６】本発明の第２の態様によれば、出力切開面
を備えた半導体レーザ・ダイオードと、出力切開面を介
してレーザ・ダイオードの活性領域から出力される光放
射線を受けるべく位置合わせされた、本発明の第１の態
様による光ファイバ超小型レンズとからなる光放射源が
提供される。この場合、レーザ・ダイオードから出力さ
れ、超小型レンズからレーザ・ダイオードの活性領域へ
と反射される、光放射線のレベルが大幅に低減される。
を備えた半導体レーザ・ダイオードと、出力切開面を介
してレーザ・ダイオードの活性領域から出力される光放
射線を受けるべく位置合わせされた、本発明の第１の態
様による光ファイバ超小型レンズとからなる光放射源が
提供される。この場合、レーザ・ダイオードから出力さ
れ、超小型レンズからレーザ・ダイオードの活性領域へ
と反射される、光放射線のレベルが大幅に低減される。
【００１７】本発明の第１の態様によれば、光ファイバ
超小型レンズの２つの平坦な表面の交差線は、光ファイ
バの縦軸に対して垂直ではないので、光ファイバの縦軸
に平行な方向に光ファイバに入射する光が、スネルの法
則によって屈折されることになる。従って、本発明の第
２の態様の実施例の場合、光ファイバの縦軸は、半導体
レーザ・ダイオードの出力切開面に対して垂直でないこ
とが望ましく、それにより、レーザ・ダイオードからの
光放射線は、光ファイバの縦軸に平行な方向において、
光ファイバ超小型レンズに確実に当たらない。これによ
り、レーザ・ダイオードから光ファイバへの光放射線の
結合効率が高くなる。
超小型レンズの２つの平坦な表面の交差線は、光ファイ
バの縦軸に対して垂直ではないので、光ファイバの縦軸
に平行な方向に光ファイバに入射する光が、スネルの法
則によって屈折されることになる。従って、本発明の第
２の態様の実施例の場合、光ファイバの縦軸は、半導体
レーザ・ダイオードの出力切開面に対して垂直でないこ
とが望ましく、それにより、レーザ・ダイオードからの
光放射線は、光ファイバの縦軸に平行な方向において、
光ファイバ超小型レンズに確実に当たらない。これによ
り、レーザ・ダイオードから光ファイバへの光放射線の
結合効率が高くなる。
【００１８】光ファイバの縦軸は、半導体レーザ・ダイ
オードの出力切開面と、８９゜と８３゜の間の角度をな
すことが望ましく、８７゜の角度をなすのが最も望まし
い。
オードの出力切開面と、８９゜と８３゜の間の角度をな
すことが望ましく、８７゜の角度をなすのが最も望まし
い。
【００１９】従って、本発明の実施例の場合、超小型レ
ンズのウェッジの先端は、光ファイバの縦軸に対する垂
線から離して位置合わせされ、光ファイバ自体の縦軸
は、レーザ・ダイオードの切開面に対する垂線から離し
て位置合わせされる。
ンズのウェッジの先端は、光ファイバの縦軸に対する垂
線から離して位置合わせされ、光ファイバ自体の縦軸
は、レーザ・ダイオードの切開面に対する垂線から離し
て位置合わせされる。
【００２０】本発明の第３の態様によれば、光ファイバ
超小型レンズを形成する方法が提供される。
超小型レンズを形成する方法が提供される。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１には、本発明の実施例による
光ファイバ超小型レンズ４の概略図が示されている。光
ファイバ１は、その縦軸３に中心がくるコア２を備えて
いる。光ファイバ１の一方の端部において、光ファイバ
は、ウェッジ形状をしている。ウェッジ形状は、交差線
７で接する２つの平坦な表面５及び６によって形成され
る。交差線７は、光ファイバ１の縦軸３と角度θをな
す。
光ファイバ超小型レンズ４の概略図が示されている。光
ファイバ１は、その縦軸３に中心がくるコア２を備えて
いる。光ファイバ１の一方の端部において、光ファイバ
は、ウェッジ形状をしている。ウェッジ形状は、交差線
７で接する２つの平坦な表面５及び６によって形成され
る。交差線７は、光ファイバ１の縦軸３と角度θをな
す。
【００２２】次に、図２を参照して、角度θの選択に影
響する要因について説明する。図２は、本発明の実施例
に従って、光ファイバ超小型レンズ４と位置合わせされ
た、活性領域９を備える半導体レーザ・ダイオード８の
概略図である。半導体レーザ・ダイオード８の出力放射
パターンは、楕円形であり、その近視野モードは、長半
径Ｗと短半径ｗを有する。超小型レンズ４は、その交差
線が、レーザ・ダイオード８の近視野モードの長軸と同
じ平面内（すなわち、図２の紙面内）に納まるように、
半導体レーザ・ダイオード８と位置合わせされている。
光ファイバ超小型レンズ４の角度θの選定は、半導体レ
ーザ・ダイオード８から光ファイバ超小型レンズ４まで
の最適結合距離Ｄにおいて、超小型レンズ４から後方反
射される光放射線が、半導体レーザ・ダイオード８の動
作を乱さないように、活性領域９から十分遠くで切開面
１０に達するようになされる。
響する要因について説明する。図２は、本発明の実施例
に従って、光ファイバ超小型レンズ４と位置合わせされ
た、活性領域９を備える半導体レーザ・ダイオード８の
概略図である。半導体レーザ・ダイオード８の出力放射
パターンは、楕円形であり、その近視野モードは、長半
径Ｗと短半径ｗを有する。超小型レンズ４は、その交差
線が、レーザ・ダイオード８の近視野モードの長軸と同
じ平面内（すなわち、図２の紙面内）に納まるように、
半導体レーザ・ダイオード８と位置合わせされている。
光ファイバ超小型レンズ４の角度θの選定は、半導体レ
ーザ・ダイオード８から光ファイバ超小型レンズ４まで
の最適結合距離Ｄにおいて、超小型レンズ４から後方反
射される光放射線が、半導体レーザ・ダイオード８の動
作を乱さないように、活性領域９から十分遠くで切開面
１０に達するようになされる。
【００２３】図２に示す構成によって、レーザ・ダイオ
ード８が被るファイバ超小型レンズ４からの後方反射が
除去されるが、レーザ・ダイオード８から光ファイバ１
への光放射線の結合効率は最適ではない。従って、図３
を参照すると、レーザ・ダイオード８の切開面１０に対
する垂線に対して角度ψをなすように、光ファイバ１の
縦軸３を傾斜させるのが望ましい。角度ψの選定は、ウ
ェッジの先端７に当たるレーザ・ダイオード８からの光
放射線が、ファイバの縦軸３に平行な方向に光ファイバ
１へと屈折するようになされる。角度ψは、従って、下
記の式によって与えられる。
ード８が被るファイバ超小型レンズ４からの後方反射が
除去されるが、レーザ・ダイオード８から光ファイバ１
への光放射線の結合効率は最適ではない。従って、図３
を参照すると、レーザ・ダイオード８の切開面１０に対
する垂線に対して角度ψをなすように、光ファイバ１の
縦軸３を傾斜させるのが望ましい。角度ψの選定は、ウ
ェッジの先端７に当たるレーザ・ダイオード８からの光
放射線が、ファイバの縦軸３に平行な方向に光ファイバ
１へと屈折するようになされる。角度ψは、従って、下
記の式によって与えられる。
【００２４】 ｎ・ｃｏｓ（θ）＝ｃｏｓ（θ−ψ） ［１］ ここで、ｎは、光ファイバ１の屈折率である。
【００２５】超小型レンズ４によって後方反射される光
放射線から、半導体レーザ・ダイオード８の近視野モー
ドへと結合されて戻る光の減衰度は、下記の式から推定
可能である。
放射線から、半導体レーザ・ダイオード８の近視野モー
ドへと結合されて戻る光の減衰度は、下記の式から推定
可能である。
【００２６】
【数１】
【００２７】ここで、ωは、図３に示すように、交差線
７とレーザ切開面１０間の角度であり、下記によって与
えられる。
７とレーザ切開面１０間の角度であり、下記によって与
えられる。
【００２８】 ω＝９０−θ＋ψ ［３］ 式［２］は、９８０ｎｍの歪みＭＱＷレーザ・ダイオー
ドに関する典型的な値、すなわちω＝０．７μｍ、Ｗ＝
３．０μｍ、及びＤ＝１０μｍについて、図１５にωの
関数としてグラフ化されている。
ドに関する典型的な値、すなわちω＝０．７μｍ、Ｗ＝
３．０μｍ、及びＤ＝１０μｍについて、図１５にωの
関数としてグラフ化されている。
【００２９】図１５から明らかなように、切開面に対し
て垂直に位置合わせされたウェッジ・レンズからのゼロ
減衰（ω＝０）は、３０ｄＢであるが、これは、レーザ
・ダイオードにおけるスペクトル不安定性をなくすには
不十分である。角度ωが１０゜まで増大すると、減衰は
約４２ｄＢまで増大する。本出願人は、この減衰レベル
が、９８０ｎｍレーザ・ダイオードにおけるスペクトル
不安定性を満足がゆく程度にまでなくすのに十分であ
る、ということを見出した。
て垂直に位置合わせされたウェッジ・レンズからのゼロ
減衰（ω＝０）は、３０ｄＢであるが、これは、レーザ
・ダイオードにおけるスペクトル不安定性をなくすには
不十分である。角度ωが１０゜まで増大すると、減衰は
約４２ｄＢまで増大する。本出願人は、この減衰レベル
が、９８０ｎｍレーザ・ダイオードにおけるスペクトル
不安定性を満足がゆく程度にまでなくすのに十分であ
る、ということを見出した。
【００３０】ｎが約１．５のシリカ光ファイバ超小型レ
ンズを用いる場合、θ及びψの最適値は、それぞれ、約
８３゜及び約３゜であることが分かっている。
ンズを用いる場合、θ及びψの最適値は、それぞれ、約
８３゜及び約３゜であることが分かっている。
【００３１】当業者には明らかなように、特性（例え
ば、放射パターンのアスペクト比、波長等）が異なるレ
ーザ・ダイオードに対して、異なる最適値が存在するこ
とになり、これらは、式［１］、［２］、及び［３］を
用いて求めることができる。
ば、放射パターンのアスペクト比、波長等）が異なるレ
ーザ・ダイオードに対して、異なる最適値が存在するこ
とになり、これらは、式［１］、［２］、及び［３］を
用いて求めることができる。
【００３２】図３に示す構成を用いると、従来技術によ
るウェッジ形状の超小型レンズを利用して実現可能な値
に等しい結合効率を実現することが可能であり、同時
に、超小型レンズからレーザ・ダイオードへの後方反射
の影響を排除することもできる。図４を参照すると、ウ
ェッジの先端に対して、ダブル・ウェッジ輪郭１１、双
曲線輪郭１２、または、円形輪郭（不図示）を用いるこ
とによって、結合効率をさらに高めることも可能であ
る。平坦な表面５と６間の角度φは、ウェッジ開先角度
として知られるが、これを、当業者には周知の手段によ
って最適化することもできる。
るウェッジ形状の超小型レンズを利用して実現可能な値
に等しい結合効率を実現することが可能であり、同時
に、超小型レンズからレーザ・ダイオードへの後方反射
の影響を排除することもできる。図４を参照すると、ウ
ェッジの先端に対して、ダブル・ウェッジ輪郭１１、双
曲線輪郭１２、または、円形輪郭（不図示）を用いるこ
とによって、結合効率をさらに高めることも可能であ
る。平坦な表面５と６間の角度φは、ウェッジ開先角度
として知られるが、これを、当業者には周知の手段によ
って最適化することもできる。
【００３３】図５には、本発明のさらにもう１つの実施
例の概略が示されている。本出願人は、状況によって、
光ファイバ４とレーザ・ダイオード８の切開面１０との
間の最適距離Ｄが、位置合わせ時に、これら２つの間の
衝突の危険があるほど十分に短い場合がある（例えば、
距離Ｄは、わずか８μｍの場合もある）。従って、光フ
ァイバ１のコア２に近接したウェッジの先端１３を切断
するのが有利である。これは、平坦な表面５及び６と等
しい角度で、第３の平面１４を設けることによって実現
可能である。
例の概略が示されている。本出願人は、状況によって、
光ファイバ４とレーザ・ダイオード８の切開面１０との
間の最適距離Ｄが、位置合わせ時に、これら２つの間の
衝突の危険があるほど十分に短い場合がある（例えば、
距離Ｄは、わずか８μｍの場合もある）。従って、光フ
ァイバ１のコア２に近接したウェッジの先端１３を切断
するのが有利である。これは、平坦な表面５及び６と等
しい角度で、第３の平面１４を設けることによって実現
可能である。
【００３４】次に、図６から図９を参照して、本発明の
実施例に基づいて光ファイバ超小型レンズを形成する方
法について説明する。図６に示すように、磁気ホルダ１
５を利用して、光ファイバ１が保持される。磁気ホルダ
１５は、２つの部分１５ａ及び１５ｂからなり、その間
に光ファイバが保持される。磁気ホルダ１５の各部分
は、光ファイバ１をしっかりと把持するよう寸法決めさ
れた溝１６を有する。図７には、磁気ホルダの一部１５
ａの内面の正面図が示されている。磁気ホルダ１５ａの
内部表面の溝１６は、磁気ホルダ１５ａの内面内に位置
し、縦回転軸１７に対して（９０−θ）の角度をなして
いる。磁気ホルダのもう一方の部分１５ｂは、回転軸１
７に対して同じ角度をなす整合溝１６を有する。光ファ
イバ１は、磁気ホルダの第１の部分１５ａの溝１６内に
配置される。ホルダの第２の部分１５ｂを第１の部分１
５ａの上に配置すると、光ファイバ１は、ホルダの２つ
の部分１５ａ及び１５ｂの溝１６内にしっかり保持され
ることになる。図８及び９を参照すると、磁気ホルダ１
５は、光ファイバ１を平坦な回転研削ディスク１８に対
して保持するように位置決めされるので、ファイバ軸３
と研削ディスク１８の平面間の角度が、所望のウェッジ
開先角度φの１／２になる。ウェッジの一方の平坦な表
面５が研削されると、磁気ホルダ１５は、回転縦軸１７
まわりを１８０゜（図９の位置Ａから位置Ｂまで）回転
させられて、再び、ファイバ軸３が、研削ディスク１８
に対して同じ角度φ／２をなすように位置決めされ、ウ
ェッジのもう一方の平坦な表面６が形成される。磁気ホ
ルダ１５の溝１６と回転軸１７の間の角度に起因して、
ウェッジの平坦な表面５及び６の交差線７と光ファイバ
１の縦軸３との間の所望の角度θが確保される。
実施例に基づいて光ファイバ超小型レンズを形成する方
法について説明する。図６に示すように、磁気ホルダ１
５を利用して、光ファイバ１が保持される。磁気ホルダ
１５は、２つの部分１５ａ及び１５ｂからなり、その間
に光ファイバが保持される。磁気ホルダ１５の各部分
は、光ファイバ１をしっかりと把持するよう寸法決めさ
れた溝１６を有する。図７には、磁気ホルダの一部１５
ａの内面の正面図が示されている。磁気ホルダ１５ａの
内部表面の溝１６は、磁気ホルダ１５ａの内面内に位置
し、縦回転軸１７に対して（９０−θ）の角度をなして
いる。磁気ホルダのもう一方の部分１５ｂは、回転軸１
７に対して同じ角度をなす整合溝１６を有する。光ファ
イバ１は、磁気ホルダの第１の部分１５ａの溝１６内に
配置される。ホルダの第２の部分１５ｂを第１の部分１
５ａの上に配置すると、光ファイバ１は、ホルダの２つ
の部分１５ａ及び１５ｂの溝１６内にしっかり保持され
ることになる。図８及び９を参照すると、磁気ホルダ１
５は、光ファイバ１を平坦な回転研削ディスク１８に対
して保持するように位置決めされるので、ファイバ軸３
と研削ディスク１８の平面間の角度が、所望のウェッジ
開先角度φの１／２になる。ウェッジの一方の平坦な表
面５が研削されると、磁気ホルダ１５は、回転縦軸１７
まわりを１８０゜（図９の位置Ａから位置Ｂまで）回転
させられて、再び、ファイバ軸３が、研削ディスク１８
に対して同じ角度φ／２をなすように位置決めされ、ウ
ェッジのもう一方の平坦な表面６が形成される。磁気ホ
ルダ１５の溝１６と回転軸１７の間の角度に起因して、
ウェッジの平坦な表面５及び６の交差線７と光ファイバ
１の縦軸３との間の所望の角度θが確保される。
【００３５】２つの平坦な表面５及び６の交差線７が光
ファイバ１のコア２の中心を通ることを保証するため、
研削工程が、研削表面６と５の間で交互に繰り返され、
交差線７の位置に関する光学的チェックが、各研削ステ
ップ間において実施される。光学的チェックには、９８
０ｎｍレーザから光ファイバ１の遠隔端部へと光放射線
を発射するステップと、ＣＣＤカメラ及びモニタによっ
て、超小型レンズから放出される遠視野パターンを環視
するステップが含まれる。図１０には、非対称性の遠視
野パターンが示されており、これは、交差線７が光ファ
イバ１のコア２を横切って中心に位置しないことを表
す。図１１は、対称性の遠視野パターンであり、今度
は、交差線７がコア２を横切って中心に位置することを
表す。
ファイバ１のコア２の中心を通ることを保証するため、
研削工程が、研削表面６と５の間で交互に繰り返され、
交差線７の位置に関する光学的チェックが、各研削ステ
ップ間において実施される。光学的チェックには、９８
０ｎｍレーザから光ファイバ１の遠隔端部へと光放射線
を発射するステップと、ＣＣＤカメラ及びモニタによっ
て、超小型レンズから放出される遠視野パターンを環視
するステップが含まれる。図１０には、非対称性の遠視
野パターンが示されており、これは、交差線７が光ファ
イバ１のコア２を横切って中心に位置しないことを表
す。図１１は、対称性の遠視野パターンであり、今度
は、交差線７がコア２を横切って中心に位置することを
表す。
【００３６】レーザ・ダイオードの出力スペクトルに対
する、本発明の実施例による光ファイバ超小型レンズの
効果を実証するため、従来技術の単純なウェッジ・レン
ズに結合された場合と、本発明による超小型レンズに結
合された場合の、同じ９８０ｎｍレーザ・ダイオードの
光学スペクトルを測定した。図１２には、１分間にわた
って光学スペクトル・アナライザから得られた、従来技
術のウェッジ・レンズについてのパワー対波長曲線Ａ
と、本発明による超小型レンズについてのパワー対波長
曲線Ｂが示されている。光学スペクトル・アナライザ
は、１分間以内にレーザ・ダイオードの波長帯域を２０
０回掃引して、各波長毎に測定される最大パワーを保有
するように設定した。曲線Ａから明らかなように、レー
ザ・ダイオードは、従来技術のウェッジ・レンズに結合
された場合、測定期間中に、約２ｎｍの範囲にわたっ
て、１０個の特異な縦モード間をモード・ホッピングし
た。一方曲線Ｂは、レーザ・ダイオードが本発明による
超小型レンズに結合された場合の出力スペクトルを示す
が、曲線Ｂから明らかなように、出力は、測定期間全体
にわたって同じ縦モード内に留まった。従来技術のウェ
ッジ・レンズに結合した場合に呈示されるようなモード
・ホッピングが特に問題となるのは、レーザ・ダイオー
ドが、エルビウム・ドーピング・ファイバ増幅器のよう
な希土類の増幅器の励起に利用される場合である。レー
ザ・ダイオードのパワー出力が全モードにおいて同じで
あったとしても、エルビウムの吸収係数が波長に応じて
変動する（ピーク波長から５ｎｍ離れると、約１０％降
下する）ので、ＥＤＦＡの利得または出力パワーの変動
は、レーザ・ダイオードの励起波長の変動に伴うことに
なる。ＥＤＦＡにおけるこの利得変動によって、ＥＤＦ
Ａが増幅しようとする信号に望ましくない変調が生じる
ことになる。
する、本発明の実施例による光ファイバ超小型レンズの
効果を実証するため、従来技術の単純なウェッジ・レン
ズに結合された場合と、本発明による超小型レンズに結
合された場合の、同じ９８０ｎｍレーザ・ダイオードの
光学スペクトルを測定した。図１２には、１分間にわた
って光学スペクトル・アナライザから得られた、従来技
術のウェッジ・レンズについてのパワー対波長曲線Ａ
と、本発明による超小型レンズについてのパワー対波長
曲線Ｂが示されている。光学スペクトル・アナライザ
は、１分間以内にレーザ・ダイオードの波長帯域を２０
０回掃引して、各波長毎に測定される最大パワーを保有
するように設定した。曲線Ａから明らかなように、レー
ザ・ダイオードは、従来技術のウェッジ・レンズに結合
された場合、測定期間中に、約２ｎｍの範囲にわたっ
て、１０個の特異な縦モード間をモード・ホッピングし
た。一方曲線Ｂは、レーザ・ダイオードが本発明による
超小型レンズに結合された場合の出力スペクトルを示す
が、曲線Ｂから明らかなように、出力は、測定期間全体
にわたって同じ縦モード内に留まった。従来技術のウェ
ッジ・レンズに結合した場合に呈示されるようなモード
・ホッピングが特に問題となるのは、レーザ・ダイオー
ドが、エルビウム・ドーピング・ファイバ増幅器のよう
な希土類の増幅器の励起に利用される場合である。レー
ザ・ダイオードのパワー出力が全モードにおいて同じで
あったとしても、エルビウムの吸収係数が波長に応じて
変動する（ピーク波長から５ｎｍ離れると、約１０％降
下する）ので、ＥＤＦＡの利得または出力パワーの変動
は、レーザ・ダイオードの励起波長の変動に伴うことに
なる。ＥＤＦＡにおけるこの利得変動によって、ＥＤＦ
Ａが増幅しようとする信号に望ましくない変調が生じる
ことになる。
【００３７】本発明の実施例による光ファイバ超小型レ
ンズによって得られるもう１つの利点は、超小型レンズ
をレーザ・ダイオードに位置合わせする場合に、ファブ
リ−ペロ空洞効果が排除される点にある。図１３及１４
には、それぞれ、従来技術のウェッジ・レンズと、本発
明による超小型レンズについて、光ファイバに結合され
る光学パワーの変動が、超小型レンズとレーザ・ダイオ
ードとの間の距離の関数として示されている。従来技術
のウェッジ・レンズの先端からレーザ・ダイオードへの
後方反射によって、結合パワーの変動が生じるが、これ
は、レンズの先端とレーザ・ダイオードの前部切開面の
間に形成される弱いファブリ−ペロ空洞に起因する。こ
の弱いファブリ−ペロ空洞によって、この場合、レンズ
と切開面の距離に対する結合パワーの曲線に、振幅が約
５％のリップルが重畳される。このリップルによって、
光ファイバ超小型レンズを初期に位置合わせして、最適
な結合を達成することが困難になる。というのは、多く
の局部的な擬似最大値が存在するためである。さらに、
完全にパッケージ化された光源の場合、例えば温度変化
に起因して、光ファイバ超小型レンズとレーザ・ダイオ
ードとの間の距離がわずかに変動すると、これらリップ
ルのために、光ファイバに結合されるパワーにはるかに
大きい揺動が生じることになる。図１４から明らかなよ
うに、本発明による超小型レンズを用いた場合、超小型
レンズとレーザ・ダイオード間の距離に応じた結合パワ
ーの変動は滑らかであり、ファブリ−ペロ空洞リップル
の徴候は見られない。これによって、最適な結合距離を
信頼性良くまた正確に実現することが可能になり、しか
も、サービス時における結合パワーの変動を最小限に抑
えることが保証される。
ンズによって得られるもう１つの利点は、超小型レンズ
をレーザ・ダイオードに位置合わせする場合に、ファブ
リ−ペロ空洞効果が排除される点にある。図１３及１４
には、それぞれ、従来技術のウェッジ・レンズと、本発
明による超小型レンズについて、光ファイバに結合され
る光学パワーの変動が、超小型レンズとレーザ・ダイオ
ードとの間の距離の関数として示されている。従来技術
のウェッジ・レンズの先端からレーザ・ダイオードへの
後方反射によって、結合パワーの変動が生じるが、これ
は、レンズの先端とレーザ・ダイオードの前部切開面の
間に形成される弱いファブリ−ペロ空洞に起因する。こ
の弱いファブリ−ペロ空洞によって、この場合、レンズ
と切開面の距離に対する結合パワーの曲線に、振幅が約
５％のリップルが重畳される。このリップルによって、
光ファイバ超小型レンズを初期に位置合わせして、最適
な結合を達成することが困難になる。というのは、多く
の局部的な擬似最大値が存在するためである。さらに、
完全にパッケージ化された光源の場合、例えば温度変化
に起因して、光ファイバ超小型レンズとレーザ・ダイオ
ードとの間の距離がわずかに変動すると、これらリップ
ルのために、光ファイバに結合されるパワーにはるかに
大きい揺動が生じることになる。図１４から明らかなよ
うに、本発明による超小型レンズを用いた場合、超小型
レンズとレーザ・ダイオード間の距離に応じた結合パワ
ーの変動は滑らかであり、ファブリ−ペロ空洞リップル
の徴候は見られない。これによって、最適な結合距離を
信頼性良くまた正確に実現することが可能になり、しか
も、サービス時における結合パワーの変動を最小限に抑
えることが保証される。
【００３８】以下に、本発明の実施態様を列挙する。
【００３９】１．光ファイバ超小型レンズにおいて、ア
ナモルフィック集束手段からなり、該集束手段の長軸
が、光ファイバの縦軸に対して垂直でないことを特徴と
する、光ファイバ超小型レンズ。
ナモルフィック集束手段からなり、該集束手段の長軸
が、光ファイバの縦軸に対して垂直でないことを特徴と
する、光ファイバ超小型レンズ。
【００４０】２．前記アナモルフィック集束手段は略円
柱状であり、前記集束手段の長軸は、円柱の軸をなすこ
とを特徴とする、前項１に記載の光ファイバ超小型レン
ズ。
柱状であり、前記集束手段の長軸は、円柱の軸をなすこ
とを特徴とする、前項１に記載の光ファイバ超小型レン
ズ。
【００４１】３．前記アナモルフィック集束手段は、互
いに傾斜して、ウェッジを形成する少なくとも２つの平
坦な表面からなり、該ウェッジの先端における２つの平
坦な表面の交差線が、前記集束手段の長軸をなすことを
特徴とする、前項１に記載の光ファイバ超小型レンズ。
いに傾斜して、ウェッジを形成する少なくとも２つの平
坦な表面からなり、該ウェッジの先端における２つの平
坦な表面の交差線が、前記集束手段の長軸をなすことを
特徴とする、前項１に記載の光ファイバ超小型レンズ。
【００４２】４．前記集束手段の長軸と光ファイバの縦
軸との間の角度が、８９゜より小さく７５゜より大きい
ことを特徴とする、前項１、２、または３に記載の光フ
ァイバ超小型レンズ。
軸との間の角度が、８９゜より小さく７５゜より大きい
ことを特徴とする、前項１、２、または３に記載の光フ
ァイバ超小型レンズ。
【００４３】５．前記集束手段の長軸と光ファイバの縦
軸との間の角度が、８３゜であることを特徴とする、前
項４に記載の光ファイバ超小型レンズ。
軸との間の角度が、８３゜であることを特徴とする、前
項４に記載の光ファイバ超小型レンズ。
【００４４】６．前記ウェッジの先端の輪郭が、前記２
つの平坦な表面の交差線に対して垂直な平面において湾
曲することを特徴とする、前項３から５のいずれか一項
に記載の光ファイバ超小型レンズ。
つの平坦な表面の交差線に対して垂直な平面において湾
曲することを特徴とする、前項３から５のいずれか一項
に記載の光ファイバ超小型レンズ。
【００４５】７．前記ウェッジの先端の輪郭の漸近線
が、前記２つの平坦な表面内に位置することを特徴とす
る、前項６に記載の光ファイバ超小型レンズ。
が、前記２つの平坦な表面内に位置することを特徴とす
る、前項６に記載の光ファイバ超小型レンズ。
【００４６】８．前記輪郭は略双曲線状であることを特
徴とする、前項６または７に記載の光ファイバ超小型レ
ンズ。
徴とする、前項６または７に記載の光ファイバ超小型レ
ンズ。
【００４７】９．前記輪郭は略円形であることを特徴と
する、前項６または７に記載の光ファイバ超小型レン
ズ。
する、前項６または７に記載の光ファイバ超小型レン
ズ。
【００４８】10．前記２つの平坦な表面間の角度が、９
５゜と１２５゜の間であることを特徴とする、前項３か
ら９のいずれか一項に記載の光ファイバ超小型レンズ。
５゜と１２５゜の間であることを特徴とする、前項３か
ら９のいずれか一項に記載の光ファイバ超小型レンズ。
【００４９】11．前記ウェッジの先端は、光ファイバの
縦軸の付近で切断されることを特徴とする、前項３から
１０のいずれか一項に記載の光ファイバ超小型レンズ。
縦軸の付近で切断されることを特徴とする、前項３から
１０のいずれか一項に記載の光ファイバ超小型レンズ。
【００５０】12．前記ウェッジの先端は、前記少なくと
も２つの平坦な表面の各々と等しい角度で傾斜した第３
の平坦な表面によって切断されることを特徴とする、前
項１１に記載の光ファイバ超小型レンズ。
も２つの平坦な表面の各々と等しい角度で傾斜した第３
の平坦な表面によって切断されることを特徴とする、前
項１１に記載の光ファイバ超小型レンズ。
【００５１】13．光放射源において、出力切開面を有す
る半導体レーザ・ダイオードと、該出力切開面を介して
レーザ・ダイオードの活性領域から出力される光放射線
を受けるべく位置合わせされた、前項１から１２のいず
れか一項に記載の光ファイバ超小型レンズとからなり、
それによって、レーザ・ダイオードから出力されて、超
小型レンズからレーザ・ダイオードの活性領域へと後方
反射される光放射線のレベルが大幅に低減されることを
特徴とする、光放射源。
る半導体レーザ・ダイオードと、該出力切開面を介して
レーザ・ダイオードの活性領域から出力される光放射線
を受けるべく位置合わせされた、前項１から１２のいず
れか一項に記載の光ファイバ超小型レンズとからなり、
それによって、レーザ・ダイオードから出力されて、超
小型レンズからレーザ・ダイオードの活性領域へと後方
反射される光放射線のレベルが大幅に低減されることを
特徴とする、光放射源。
【００５２】14．光ファイバの縦軸が、前記半導体レー
ザ・ダイオードの前記出力切開面に対して垂直ではない
ことを特徴とする、前項１３に記載の光放射源。
ザ・ダイオードの前記出力切開面に対して垂直ではない
ことを特徴とする、前項１３に記載の光放射源。
【００５３】15．光ファイバの縦軸が、前記半導体レー
ザ・ダイオードの前記出力切開面と、８９゜と８３゜の
間の角度をなすことを特徴とする、前項１４に記載の光
放射源。
ザ・ダイオードの前記出力切開面と、８９゜と８３゜の
間の角度をなすことを特徴とする、前項１４に記載の光
放射源。
【００５４】16．光ファイバの縦軸が、前記半導体レー
ザ・ダイオードの前記出力切開面と８７゜の角度をなす
ことを特徴とする、前項１４に記載の光放射源。
ザ・ダイオードの前記出力切開面と８７゜の角度をなす
ことを特徴とする、前項１４に記載の光放射源。
【００５５】17．前記超小型レンズの２つの平坦な表面
の交差線と前記レーザ・ダイオードの前記出力切開面と
の間の角度が、５゜と１５゜の間にあることを特徴とす
る、前項１３から１６のいずれか一項に記載の光放射
源。
の交差線と前記レーザ・ダイオードの前記出力切開面と
の間の角度が、５゜と１５゜の間にあることを特徴とす
る、前項１３から１６のいずれか一項に記載の光放射
源。
【００５６】18．前記超小型レンズの２つの平坦な表面
の交差線と前記レーザ・ダイオードの前記出力切開面と
の間の角度が、約１０゜であることを特徴とする、前項
１７に記載の光放射源。
の交差線と前記レーザ・ダイオードの前記出力切開面と
の間の角度が、約１０゜であることを特徴とする、前項
１７に記載の光放射源。
【００５７】19．前記レーザ・ダイオードから出力され
る光放射線の波長が、希土類ドーピング光ファイバ増幅
器またはレーザの励起に適していることを特徴とする、
前項１３から１８のいずれか一項に記載の光放射源。
る光放射線の波長が、希土類ドーピング光ファイバ増幅
器またはレーザの励起に適していることを特徴とする、
前項１３から１８のいずれか一項に記載の光放射源。
【００５８】20．前記レーザ・ダイオードから出力され
る光放射線の波長が、エルビウム・ドーピング・ファイ
バ増幅器またはレーザの励起に適していることを特徴と
する、前項１３から１８のいずれか一項に記載の光放射
源。
る光放射線の波長が、エルビウム・ドーピング・ファイ
バ増幅器またはレーザの励起に適していることを特徴と
する、前項１３から１８のいずれか一項に記載の光放射
源。
【００５９】21．前記レーザ・ダイオードから出力され
る光放射線の波長が、９８０ｎｍであることを特徴とす
る、前項１３から１８のいずれか一項に記載の光放射
源。
る光放射線の波長が、９８０ｎｍであることを特徴とす
る、前項１３から１８のいずれか一項に記載の光放射
源。
【００６０】22．光ファイバの一端に光ファイバ超小型
レンズを形成する方法において、 ｉ）光ファイバをホルダ内に、該ホルダの回転軸に対し
てある角度で実装するステップと、 ii）光ファイバの上記一端に第１の表面を研削するステ
ップと、 iii)上記ホルダを上記回転軸のまわりで１８０゜回転さ
せるステップと、 iv）光ファイバの上記一端に第２の表面を研削するステ
ップと、を含む方法。
レンズを形成する方法において、 ｉ）光ファイバをホルダ内に、該ホルダの回転軸に対し
てある角度で実装するステップと、 ii）光ファイバの上記一端に第１の表面を研削するステ
ップと、 iii)上記ホルダを上記回転軸のまわりで１８０゜回転さ
せるステップと、 iv）光ファイバの上記一端に第２の表面を研削するステ
ップと、を含む方法。
【００６１】23．ｖ）光ファイバ超小型レンズの品質
を、そこに光を通すことによりチェックするステップ
と、 vi）所望の品質が得られるまで、前記ステップii）から
ｖ）を繰り返すステップを更に含むことを特徴とする、
前項２２に記載の方法。
を、そこに光を通すことによりチェックするステップ
と、 vi）所望の品質が得られるまで、前記ステップii）から
ｖ）を繰り返すステップを更に含むことを特徴とする、
前項２２に記載の方法。
【００６２】
【発明の効果】本発明は上述のように、光ファイバのウ
ェッジ先端における２つの平坦な表面の交差線が、超小
型レンズの長軸をなして、その交差線を光ファイバの縦
軸に対して９０゜未満の角度（θ）で位置合わせし、更
に、レーザ・ダイオードの出力切開面の垂線に対して角
度（ψ）をもたせて、光ファイバの縦軸を傾斜させるこ
とによって、超小型レンズからレーザ・ダイオードの活
性領域への後方反射レベルを、従来技術の−３０ｄＢか
ら−４２ｄＢ以下へと低減することができ、レーザ・ダ
イオード出力スペクトルを安定化することが可能になる
と共に、光ファイバの屈折率を利用してレーザ・ダイオ
ードと光ファイバ間の結合効率を向上させることが可能
になる。
ェッジ先端における２つの平坦な表面の交差線が、超小
型レンズの長軸をなして、その交差線を光ファイバの縦
軸に対して９０゜未満の角度（θ）で位置合わせし、更
に、レーザ・ダイオードの出力切開面の垂線に対して角
度（ψ）をもたせて、光ファイバの縦軸を傾斜させるこ
とによって、超小型レンズからレーザ・ダイオードの活
性領域への後方反射レベルを、従来技術の−３０ｄＢか
ら−４２ｄＢ以下へと低減することができ、レーザ・ダ
イオード出力スペクトルを安定化することが可能になる
と共に、光ファイバの屈折率を利用してレーザ・ダイオ
ードと光ファイバ間の結合効率を向上させることが可能
になる。
【００６３】また、ウェッジ先端を、上記２つの平坦な
表面の各々と等しい角度で傾斜した第３の平坦な表面に
より、光ファイバの縦軸の付近で切断することによっ
て、光ファイバのコアに近い超小型レンズの活性領域
を、レーザ・ダイオードの切開面にさらに近く接近させ
ることができ、結合効率を更に向上させることが可能に
なる。
表面の各々と等しい角度で傾斜した第３の平坦な表面に
より、光ファイバの縦軸の付近で切断することによっ
て、光ファイバのコアに近い超小型レンズの活性領域
を、レーザ・ダイオードの切開面にさらに近く接近させ
ることができ、結合効率を更に向上させることが可能に
なる。
【００６４】また本発明によれば、レーザ・ダイオード
の出力スペクトルにモード・ホッピングが生じないの
で、レーザ・ダイオードをエルビウム・ドーピング・フ
ァイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の励起に用いた場合、励起波
長が変動してもＥＤＦＡの利得又は出力パワーは変動せ
ず、ＥＤＦＡによる増幅信号の変調が防止される。
の出力スペクトルにモード・ホッピングが生じないの
で、レーザ・ダイオードをエルビウム・ドーピング・フ
ァイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の励起に用いた場合、励起波
長が変動してもＥＤＦＡの利得又は出力パワーは変動せ
ず、ＥＤＦＡによる増幅信号の変調が防止される。
【００６５】更に本発明によれば、超小型レンズをレー
ザ・ダイオードに位置合わせする際に、ファブリ−ペロ
空洞効果が排除されるので、超小型レンズとレーザ・ダ
イオード間の距離に応じた結合パワーの変動は滑らかと
なり、最適な結合距離を信頼性良くまた正確に実現する
ことが可能になり、しかも、サービス時における結合パ
ワーの変動を最小限に抑えることが可能となる。
ザ・ダイオードに位置合わせする際に、ファブリ−ペロ
空洞効果が排除されるので、超小型レンズとレーザ・ダ
イオード間の距離に応じた結合パワーの変動は滑らかと
なり、最適な結合距離を信頼性良くまた正確に実現する
ことが可能になり、しかも、サービス時における結合パ
ワーの変動を最小限に抑えることが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例による光ファイバ超小型
レンズの概略図である。
レンズの概略図である。
【図２】レーザ・ダイオードに対して位置合わせされた
図１の超小型レンズを示す図である。
図１の超小型レンズを示す図である。
【図３】本発明の第２の態様の実施例による光放射源を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の第１の態様の第２と第３の実施例によ
る超小型レンズの輪郭を示す、超小型レンズの先端の略
断面図である。
る超小型レンズの輪郭を示す、超小型レンズの先端の略
断面図である。
【図５】本発明の第１の態様の第４の実施例を示す概略
図である。
図である。
【図６】本発明の実施例による超小型レンズの製造に利
用される磁気ホルダの側面図である。
用される磁気ホルダの側面図である。
【図７】図６の磁気ホルダを半分にした内部表面の正面
図である。
図である。
【図８】本発明の実施例による超小型レンズの製造に利
用される装置を示す略側面図である。
用される装置を示す略側面図である。
【図９】本発明の実施例による超小型レンズの製造に利
用される装置を示す略正面図である。
用される装置を示す略正面図である。
【図１０】超小型レンズが正しく形成されていない場合
の、本発明による超小型レンズを介して出力される遠視
野パターンを示す等高線図である。
の、本発明による超小型レンズを介して出力される遠視
野パターンを示す等高線図である。
【図１１】超小型レンズが正しく形成されている場合
の、本発明による超小型レンズを介して出力される遠視
野パターンを示す等高線図である。
の、本発明による超小型レンズを介して出力される遠視
野パターンを示す等高線図である。
【図１２】９８０ｎｍのレーザ・ダイオードが、従来技
術の単純なウェッジ・レンズに結合された場合と（曲線
Ａ）、本発明の第１の実施例による超小型レンズに結合
された場合（曲線Ｂ）の波長曲線に対して実験的に得ら
れたパワーを示す図である。
術の単純なウェッジ・レンズに結合された場合と（曲線
Ａ）、本発明の第１の実施例による超小型レンズに結合
された場合（曲線Ｂ）の波長曲線に対して実験的に得ら
れたパワーを示す図である。
【図１３】従来技術の単純なウェッジ・レンズの場合
の、超小型レンズとレーザ・ダイオード間の距離が変化
するにつれて生じる、９８０ｎｍのレーザ・ダイオード
から光ファイバに結合される光パワーの変動を示す図で
ある。
の、超小型レンズとレーザ・ダイオード間の距離が変化
するにつれて生じる、９８０ｎｍのレーザ・ダイオード
から光ファイバに結合される光パワーの変動を示す図で
ある。
【図１４】本発明の第１の実施例による超小型レンズの
場合の、超小型レンズとレーザ・ダイオード間の距離が
変化するにつれて生じる、９８０ｎｍのレーザ・ダイオ
ードから光ファイバに結合される光パワーの変動を示す
図である。
場合の、超小型レンズとレーザ・ダイオード間の距離が
変化するにつれて生じる、９８０ｎｍのレーザ・ダイオ
ードから光ファイバに結合される光パワーの変動を示す
図である。
【図１５】ウェッジの先端とレーザ・ダイオードの切開
面との間の角度ωの関数として理論的に計算された、ウ
ェッジ・レンズから９８０ｎｍのレーザ・ダイオードに
結合して戻される光パワーの減衰のグラフである。
面との間の角度ωの関数として理論的に計算された、ウ
ェッジ・レンズから９８０ｎｍのレーザ・ダイオードに
結合して戻される光パワーの減衰のグラフである。
１ 光ファイバ ３ 光ファイバの縦軸 ４ 光ファイバ超小型レンズ ５ 第１の平坦な表面 ６ 第２の平坦な表面 ７ 第１と第２の平坦な表面の交差線 ８ 半導体レーザ・ダイオード １０ 出力切開面 １４ 第３の平坦な表面 １５ 磁気ホルダ
Claims (1)
- 【請求項１】 光ファイバ超小型レンズにおいて、 アナモルフィック集束手段からなり、該集束手段の長軸
が、光ファイバの縦軸に対して垂直でないことを特徴と
する、光ファイバ超小型レンズ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB96305605.6 | 1996-07-30 | ||
| EP96305605A EP0822429B1 (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Optical fibre microlens, optical radiation source employing the same and manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1078531A true JPH1078531A (ja) | 1998-03-24 |
| JP4024349B2 JP4024349B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=8225035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19168897A Expired - Fee Related JP4024349B2 (ja) | 1996-07-30 | 1997-07-17 | 光ファイバ超小型レンズ及びその形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5940557A (ja) |
| EP (1) | EP0822429B1 (ja) |
| JP (1) | JP4024349B2 (ja) |
| DE (1) | DE69638208D1 (ja) |
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1997
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