JPS5838621Y2 - レ−ザ光源 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は反射光の影響を減少させた、レーザ光源に関す
るものである。

半導体レーザ（以下ＬＤと略す）における放射光の拡が
り角と光ファイバにおける受光角とは一般に異なり、従
って結合効率を向上させるためには結合装置を必要とす
る。

第１図は一般的なＬＤにおける放射光の拡がり角を示す
図である。

同図において１はＬＤ、２はジャンクションをあられし
ている。

今、ジャンクション２に平行な方向Ｊ をＸ軸に、垂直
な方向１ Ｊ工をｙ軸にとるものとする。

第１図に釦いて３は放射光の遠視野像を示し、これに対
する拡がり角は、放射光の強度を１としたとき、それが
ＩＡとなる角θ１／６によってあられされる。

拡がり角θ１／６の大きさはＪ、方向については↓θ１
／３＝：＝３０Ｑ （１）Ｊ 方向につ
いては Ｉ Ｌθ１／６中５° （２） である。

捷た光ファイバの受光角は、通信用として一般に利用さ
れているものは、ＮＡ＝０．２すなわち受光角約１１’
である。

したがってこのようなＬＤと光ファイバとを結合する場
合、結合効率を良くするためには、ＬＤの放射光の拡が
り角の大きい方をファイバの受光角に変換することが必
要である。

そこで例えばレンズを用いて結合する場合、結合用のレ
ンズの特性としては、レーザ出射角を１／３に変換する
系を用いればよい。

これによって第１図のｙ方向の拡がり角は約１０°以下
に変換され、Ｘ方向の拡がり角は約１．ｆ以下に変換さ
れる。

このようにファイバ端面におけるレザー光の入射角は、
Ｘ方向とｙ方向とで異なっている。

第２図は従来のレーザ光源の構成を示す図である。

同図において４はＬＤ、５は第ルンズ、６は第２レンズ
、７は光ファイバであり、ＬＤ４からの放射光ばＸ方向
における拡がりだけが示されている。

ＬＤ４の放射光は約５°の拡がり角をもって第２レンズ
６に入射し、その出射光は引き続いて第２レンズ６に入
射する。

このようにして第２レンズ６からの出射光は光ファイバ
ーの端面に入射し、このときの入射角は約１．７°とな
るように構成されていて、前述のごとき最良の結合効率
が得られるようになっている。

一方、一般にＬＤは反射光の影響を受けやすいことが知
られている。

すなわち何らかの経路によって反射光がＬＤの発光状態
の活性層へ戻ると、反射光と発振光との干渉が生じて発
振が不安定になり、光出力の変化や発振スペクトルの変
化等の現象を生じる。

従ってＬＤの発振を安定にするためには、極力反射光の
入射を抑制する必要があり、第１図の従来のレーザ光源
は反射光の入射が多い欠点がある。

このようなＬＤにおける反射光の入射を抑圧する方法と
して、レンズ式レーザ・ファイバ結合に釦いて、ファイ
バのん対端を斜めに研磨する方法や、ファイバを傾斜さ
せて取付ける方法があり、これらについては本出願人に
よって既に提案されている。

しかしながらこのようにファイバ自体に何らかの加工を
行なう方法は、ＬＤとレンズ系とを一体化するモジュー
ル化が困難であり、またファイバの脱着が簡単に行えな
い等の欠点を有するものであった。

本考案はこのような従来技術の欠点を除去しようとする
ものであって、その目的はレンズ技レーザ・ファイバ結
合に釦いて、レンズの一部に加工することによってレー
ザ自体に加工を必要とせずに、反射戻り光を減少させる
ことができるレーザ光源を提供することにある。

こ（７）目的を達成するため本考案のレーザ光源にむい
ては、レンズ式レーザ・ファイバ結合において、出射端
面を斜めに形成されたレンズを光ファイバ入射端側に具
えるとともに、該レンズの軸線と異なる位置に光ファイ
バを配置したことを特徴としている。

以下実施例について説明する。

第３図は本考案のレーザ光源の一実施例の構成を示す図
である。

同図において４．５．７のあられすところは第２図の場
合と異ならない。

６′は出射面８を斜めに研磨された第２レンズである。

また９は光ファイバーの入射端面、１０は軸線である。

第３図においてＬＤ４から放射された光は第ルンズ５、
第２レンズ６′を経て光ファイバーの入射端面９に入射
するように構成されている。

この場合、第２レンズ６′の出射面８はレンズの軸線１
０に対し垂直でなく角θだけ傾けである。

このため第２レンズ６′を出射した光は軸線１０からあ
る傾斜をもって光ファイバーの端面９に入射したのちフ
ァイバー内を進行する。

このため光ファイバ７は軸線１０からある距離ｔだけ離
れた位置に設けられている。

従ってレンズ６′か１４フアイバ１に入射した光のうち
端局９で反射した光は第２レンズ６′の方へ戻ることが
ないので、前述したような反射光によるＬＤ の発振
不安定を生じるｐそれはない。

第４図は、第２レンズ６′および光ファイバ７の配置を
示す拡大図である。

同図に釦いて第２レンズ６′に釦ける出射面８は軸線１
０と垂直な而に対して角θの傾きを有する。

今、出射面８に釦けるレーザ光線の出射角をφとすると
、ファイバＴに対する入射角は（φ−０）であられされ
る。

今、第２レンズの出射面８について考えると、第２レン
ズを構成する物質の屈折率をｎ、周囲の媒質の屈折率を
１として ｎ５ｉｎＯ＝ｓｉｎφ （３）なる関
係があることは明らかである。

しかして第４図における光ファイバ７への入射角（ψ−
θ）を２°以上とすれは、端面９における反射光の戻り
を、ＬＤ４にむける発振に影響を生じない程度芽で減少
させることができる。

これは実験的に確認した値である。

しかし入射角（ψ−θ）をあ１り大きくすると第２レン
ズ６′の出射光の、ファイバ７に対する結合効率が低下
する。

従って入射角（φ−θ）の実用的に適当な範囲は２°な
いし４°である。

従って第２レンズ６′の出射面の傾き角θは例えば屈折
率ｎ＝１．５１のとき、４°ないし８°が適当である。

第５図は傾き角θと入射角（φ−θ）との関係を示す図
である。

同図は第２レンズ６′の屈折率ｎ−１，５１の場合を示
しており、同図から入射角（φ−θ）の２°ないし４°
の範囲に対して傾き角θは４°ないし８°が適当である
ことが示される。

このように本考案のレーザ光源によれはファイバ入射端
からＬＤへ戻る反射光を減少させてＬＤの発振に対する
影響を少くすることができる。

さらに本考案のレーザ光源によれば、遠方におけるファ
イバの出射端から反射して戻る反射光に対しても効果を
有する。

第６図は本考案のレーザ光源における光ファイバへの入
射光と遠方からの反射介、との関係を示す図である。

同図において符号４，５，６’、７，８，９，１０のあ
られすところは第３図の場合と異ならない。

１１は光ファイバ７に対する入射光の中心成分、１２は
入射端面９に釦ける反射光の中心成分、１３は光ファイ
バ７の出射端１４に釦ける反射光が端面９から再び出射
した光の中心成分を示している。

第６図から明らかなように、反射光１２．１３は距離ｔ
の選択によっていずれも第２レンズ６′に殆んど尺射し
ないようにすることが可能であり、距離ｔは第２レンズ
６′と入射端面９の距離を変えることによって尺射角（
φ−θ）を変えることなく変更することが可能である。

なお上述の実施例においては結合装置として２枚組レン
ズを用いた場合について述べたカ、コノ場合に限らず、
１枚レンズ方式、屈折率分布形レンズ方式等の場合につ
いても本考案を適用し得ることは言う寸でもない。

以上説明したように本考案のレーザ光源によれば、光フ
ァイバに対して特に加工する必要がなく、レンズの一部
に加工を行なうのみで足りるので、ＬＤとレンズ系とを
一体化してモジュール化することが容易であり、また光
ファイバの脱着も容易に行なうことができるので極めて
効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体レーザに釦ける放射光の拡がり角を示す
図、第２図は従来のレンズ式レーザ光源の構成を示す図
、第３図は本考案のレーザ光源の一実施例の構成を示す
図、第４図は第２レンズと光ファイバの配置を示す拡大
図、第５図は傾き角θと尺射角（ψ−θ）との関係を示
す図、第６図は本考案のレーザ光源における光ファイバ
の入射光と反射光との関係を示す図である。 １・・・・・・半導体レーザ（ＬＤ）、２・・・・・・
ジャンクション、３・・・・・・放射光の遠視野像、４
・・・・・・半導体レーｆ（ＬＬ））、５・・・・・・
第ルンズ、６，６’・・・・・・第２レンズ、７・・・
・・・光ファイバ、８・・・・・−第２レンズの出射面
、９・・・・・・光ファイバの入射端面、１０・・・・
・・軸線、１１・・・・・・入射光、１２・・・・・・
入射端面における反射光、１３・・・・・・出射端面に
おける反射光。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. レンズ式レーザ・ファイバ結合において、出射端面を斜
   めに形成されたレンズを光フアイバ入射端１則に具える
   とともに、該レンズの軸線と異なる位置に光ファイバを
   配置したことを特徴とするレーザ光源。