JPS59180515A - 光フアイバ結合用発光素子 - Google Patents

光フアイバ結合用発光素子

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JPS59180515A
JPS59180515A JP58053524A JP5352483A JPS59180515A JP S59180515 A JPS59180515 A JP S59180515A JP 58053524 A JP58053524 A JP 58053524A JP 5352483 A JP5352483 A JP 5352483A JP S59180515 A JPS59180515 A JP S59180515A
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JP
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light
emitting element
optical fiber
light emitting
transparent body
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JP58053524A
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English (en)
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Toshiaki Tanaka
敏明 田中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は光通信或いは光フアイバセンサなどに用いら
れる光フアイバ結合用発光素子に関するもので、光ファ
イバとの結合効率の改善に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来用いられている光フアイバ結合用発光素子は第1図
に示すよ一すなもので、素子基台部となる回転放物面の
反射板12を有する金属ステム11上に1例えばGaA
tAs系の発光ダイオードからなる発光素子ベレット1
oを配設し、このような金属ステム11にガラスからな
る透明体13aおよびその支持体14から成るレンズシ
ェルリを、上記ベレット1oに透明体13aが対向する
ようかぶせたものである。尚、図の11mは金属ステム
11に固定された導出リードでボンディングワイヤ12
を介しベレット10に接続している。また18は、屈折
率の整合によシイレット1oの外部孔光効率を高めるた
めと4レツト10の保護のために塗布された透明シリコ
ン樹脂で、19は上記の光フアイバ結合用発光素子に結
合される光ファイバを示したものである。
ところで、一般に、元ファイバではコアとクラッドとの
屈折率差によって光フアイバ内に進入できる有効な光の
入射角範囲が決まっている。
この範囲は通常NA(開口数)で表現され、一般のファ
イバのNAは0.2〜0.4程度である。
例えばNAが0.4のファイバでは入射角θIが23.
6°以内の入射光しか受けつけない。
第1図の装置では、ベレット10からの発光のうち反射
板12で反射されない光AIのかなシのものが光ファイ
バ19への入射角θlが大きすぎ上記ファイバ19内に
進入できないため、結合効率の低いものであった。
第2図に示すものは、第1図の装置における平盤状の透
明体13aの代わシに凸レンズからなる透明体13bを
設け、ベレット10からの発光のうち反射板12で反射
されない光AIの光路を入射角θlが略Ooとなるよう
に曲げて結合効率の改善を図ろうとしたものである。こ
の場合には、反射板12で反射されず、側方に向った光
AI の入射角θ1が低減しその分の結合効率は改善す
る。しかしながら、ベレット1oからの発光のうち回転
放物状の反射板12で反射され、一旦はぼ平行光となっ
た光A2は、凸レンズにおいて大きく進路を曲げられる
ため、入射角θlが光ファイバ19へ入光可能な入射角
範囲を越えるものが一部に出てくる。従って、この場合
にも結合効率が不十分である。しかも凸レンズを有する
ものではレンズ13bが厚くなるため素子が大型化する
という欠点があった。
〔発明の目的〕
この発明は上記のような点に鑑みなされたものでその目
的とするところは、反射板によシ反射された光および反
射板で反射されない光のいずれをも効果的に光ファイバ
に送シ込むことのできる結合効率の改善された光フアイ
バ結合用発光素子を提供することにある。
〔発明の概要〕
す寿わちこの発明に係る光フアイバ結合用発光素子では
、ステムの素子配設部に配設された発光素子ペレットに
対向する透明体の形状を、発光素子ベレット上の中央部
においては屈折作用がないように平盤状なものとし、そ
の周辺部においては、ベレットから周辺部に向った光が
光ファイバに略垂直に入射するように凸レンズもしくは
それに近い形状に透明体の中心から遠ざかるにつれ肉厚
を薄くしたものである。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照してこの発明の一実施例につき説明する
。第3図の断面図忙おいて、従来のものと同様に鉄を主
材とし、表面に光沢金メッキを施したステム11に素子
配設部となる回転放物面状の反射板12を形成し、この
ステム11に銀ペーストを用いて例えばGaAtAs系
の発光素子ペレット10を固着し、デンディングワイヤ
17を用いて導出リード11&とベレット10との電気
的接続を行なう。その後、ベレット10の保護および屈
折率の整合のためシリコン樹脂18でエンキャップし、
これにガラスからなる透明体13cおよびその支持体1
4から々るシェルUを溶接する。
ここで、上記透明体13cは、反射板12の開口部の径
に対応してその真上の部分が平盤状をなしておシ、゛と
の平盤部13pの周囲は焦点が発光素子ペレット10の
pn接合部となるような凸レンズ形状をなしている。
上記のような形状の透明体13eを有する光ファイバ結
合用発光素子では、ペレット10からの光のうち、回転
放物面状の反射板12で反射された光Atは、上記透明
体13cの平盤部13pに略垂直に入射する。この平盤
状の部分では光路が曲げられないため、光A、は略垂直
に光ファイバ19に入光する。
また、反射板12で反射されなかった光で上記平盤状の
部分に入光したものも、光路を曲げられることなく光フ
ァイ/々19に入射する。このペレット10からの光の
うち上記透明体13cの中央部の平盤部13pの範囲を
透過するものは、光ファイバ19への入射角が小さいた
め、光フアイバ19内に進入することができる。
まだ、反射板12で反射されなかった光のうち、透明体
13eの周辺部に向った光AIは、この周辺部の凸レン
ズ部分で、この凸レンズの光軸方向に曲げられる。ここ
で、この凸レンズ部分の焦点は発光素子ベレット10の
pn接合部付近にあるだめ、この凸レンズ部分を透過し
た光は、′光ファイバ19に略垂直に入射する。
以上のように、第3図に示す光ファイノ々結合用発光素
子では効果的に発光素子ベレット10の発光を光ファイ
バ19に導くことができる。
なお、NA=0.4の光ファイバを用いて試験した結果
、反射板12で反射されず直接外部に向った光のうち、
光ファイバに入光しない無駄な光の量が第1図に示すも
のでは約80%あったのに対し、第3図に示すものでは
約50%に低減した。さらに第2図の透明体13bが凸
レンズである場合に比らべ第3図のものでは透明体13
cの中央部が平坦であるため透明体13cの厚さが薄く
なシ素子の大型化を招かないものであることは言うまで
もない。
なお、上記実施例では反射板12が回転放物面である場
合につき述べたが、これはにレット10からの光からと
の光フアイバ結合用発光素子の光軸に略平行な反射光を
つ〈シ出せるものであれば、厳密な回転放物面でなくて
も良い。
第4図に示すものはこの発明の他の実施例を示すもので
あ“る。ここに示すものは、レンズシェル■に設ける透
明体13cの形状を円錐台状にしたものである。との場
合にも、透明体の略中央の平盤部13pを透過する光は
そのままの角度で光ファイバに達し、周囲の曲面部分を
透過する光は、透明体の中心方向に屈折し光ファイバへ
光を効率的に供給できる。
この他透明体↓3Cは第5図に示すように、平盤なガラ
ス材の周辺部に切シ込み部20を設けることにより形成
してもよく、マた第6図のように光フアイバ側でなく発
光素子ベレット側10にレンズ加工を施したものを用い
ても良く、またこれらを組み合わせてもよい。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、発光素子(レットから
の発光を効率良く光ファイ・ぐに導くことのできる光フ
ァイノ々結合用発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ従来の光フアイバ結合用
発光素子を示す断面図、第3図はこの発明の一実施例を
示す断面図、第4図乃至第6図はそれぞれとの発明の他
の実施例を示す断面図である。 10・・・発光素子ベレット、11・・・ステム、12
・・・反射板、13C・・・透明体、1.9p・・・平
盤部、14・・・支持体、15・・・レンズシェル、1
9・・・光ファイバ0 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第3図 第5図 第6図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)素子基台部上の発光素子ベレットからの光を透明
    体を通して導びく光フアイバ結合用発光素子において、
    上詰透明体は発光素子ベレットと対向する中央部が平盤
    状で周辺部が透明体の中心から遠ざかるにつれ肉厚が薄
    くなっていることを特徴とする光フアイバ結合用発光素
    子。
  2. (2)上記素子基台部が発光素子ペレットを囲む凹面状
    の反射板からなることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の光フアイバ結合用発光素子。
  3. (3)上記透明体は、その中央部の平盤状の部分が上記
    凹面状の反射板の開口部の直上にその開口部と略等しい
    、面積で形成されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第2項記載Q光ファイツク結合用発光素子。
  4. (4)上記反射板は、回転放物面状の凹面を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項または第3項記載の
    光フアイバ結合用発光素子。
  5. (5)上記透明体の周辺部は、焦点が発光素子ペレット
    のpn接合面付近に設定された凸レンズからなることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項いずれか記
    載の光フアイバ結合用発光素子。
  6. (6)上記透明体は、円錐台形状をなしていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項いずれか記載
    の光フアイバ結合用発光素子。
JP58053524A 1983-03-31 1983-03-31 光フアイバ結合用発光素子 Pending JPS59180515A (ja)

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