JPS59195611A - レンズ系 - Google Patents

レンズ系

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Publication number
JPS59195611A
JPS59195611A JP7026883A JP7026883A JPS59195611A JP S59195611 A JPS59195611 A JP S59195611A JP 7026883 A JP7026883 A JP 7026883A JP 7026883 A JP7026883 A JP 7026883A JP S59195611 A JPS59195611 A JP S59195611A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lenses
concave
lens system
gradient index
Prior art date
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Pending
Application number
JP7026883A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Nakamura
猛 中村
Yoshio Miyake
三宅 良雄
Toshio Takei
竹居 敏夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP7026883A priority Critical patent/JPS59195611A/ja
Publication of JPS59195611A publication Critical patent/JPS59195611A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/32Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

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】 この発明は円柱状屈折率分布型レンズを用いたレンズ系
に関するものである。
従来のこの種レンズ系は、?11えば第1図に示すよう
に円柱状屈折率分布型レンズLX、 L2と光7アイパ
Fl、F2で構成されている。この装置では光ファイバ
F1よシ入射した光束R1のうち、ある枝長の光が円柱
状屈折率分布型レンズL1によシ平行光束几2とな92
円柱状屈折率分布型レンズL2によシ集光されて光束R
aとなシ、光ファイバF2に出射される。ところで2円
柱状屈折率分布型レンズL1とL2 は波長によシ焦点
距離が異なるために、光ファイバF1よシ入射した光束
孔1のうち、ある歿長よシ短かい波長の光は円柱屈折率
分布型レンズL1によシ収束光束R4となシ2円柱状屈
Fr率分布型レンズL2 によシ、光ファイバF2の端
面の手前で集光する光束R5となシ、光ファイバF2に
入射する光量ハ、光ファイバF2の端面に光束が集光す
る場合に比べ少なくなる。また、光束孔1のうち、ある
波長の光より長い波長の光は円柱状屈折率分布型レンズ
Ll  によシ平行光束よシ少し広がシ角を持つ拡散光
束R6とな)2円柱状屈折率分布型レンズL2によシ光
ファイバF2の端面で集光しない光束孔7となシ、光フ
ァイバF2に入射する光量は、光ファイバF2の端面に
光束が集光す機会に比べ少なくなる。このように円柱状
屈折率分布型レンズだけを用いて複数の波長からなる光
を光ファイバから光ファイバに結合させる物合、波長に
よシ結合損失が悪くなる欠点があった。
この発明はこれらの欠点を除去するために凹レンズと凸
レンズの両者もしくは、いずれか一方と円柱状屈折率分
布型レンズとをそれぞれ密着させて組み合わせたもので
、以下図面について詳細に説明する。
第2図は本発明によるレンズ系の一実施例でめシ2本発
明によるレンズ系全2つ用いた場合である。第3図は、
第2図の断面図である。Ll、L2は中心軸に対し屈折
率が2乗分布しているような円柱状屈折率分布型レンズ
(ロッドL/7ズL”’tL4は片面が凹面、他面が平
面の凹レンズである。
ロッドレンズLl、 、L2と凹レンズL3.L4の元
軸に一致しておシ、第2図のO−dで表わされている。
この実施例では、ロッドレンズの分散に比べ小さな分散
を持つ光学材料で西レンズが作られている。
また、近軸領域において、ロッドレンズと凹レンズの入
射高をそれぞれhl、 b2.ある2つの波長における
分散をF1、シ1.焦点距Mをfl、 fz  とする
とを満足している。また、凹レンズL3とロッドレンズ
L1および凹レンズL4とロッドレンズL2とは。
それぞれ密着しておシ、凹レンズとロッドレンズとを合
わせた合成焦点距離は、(1)式よシある2つの波長で
tユ、同じである。促って凹レンズとロッドレンズとに
よる合成焦点位置に光ファイ/(PIの@面を置くこと
によシ、ある2つの波長を含んだ光が光ファイバF1か
ら出射された光束6 Rzとすると、それぞれの波長の
光は、凹レンズとロッドレンズとによ)、径の運なる平
行光墓几8.R9となる。光束孔8.R9[ロッドレン
ズL2と凹レンズL4とによシ集光され、 INJじ光
束Rxoとな先光ファイバP2に入射される。 したが
って、違なる波長に対して、同じ焦点位置を持つ作用を
利用して波長多重の光通信における光フアイバ間の結合
に応用することかできる。
また2才・4図は2本発明の他の笑施しUであって本発
明のレンズ系を2つ用いた例である。
Ll、 L2Fi、両端面が平面である円柱状屈折率分
委しン2(aッドレンズンであシ、L5.L7 は片面
が平面、他面が凹面の凹レンズ、L6.Lg は片面が
平面、他面か凸面の凸レンズであシ、PI、F2  は
光ファイバである。
凸レンズと凹レンズとロッドレンズは、それぞれ密着し
ておシ、また。レンズ系の両端が平面となるように組み
合わされている。また、近軸領域において、凹レンズL
6と凹レンズL5七ロット°レンスL1 の入射高をそ
れぞれhtt h2m ha、 ;bル2つの波長にお
ける分散をq F2.シ3.焦点距離をfl。
fz、 faとると を満足している。また、凹レンズL8.旧レンズL70
ツドレンズL2  も同様である。凸レンズと凹レンズ
とロッドレンズとを組み合わせたレンズ系の合成焦点位
置は、ある2つの波長において、2式を満足しているの
で同じである。そこテ、光ファイバF1 の端面′f:
片方のレンズ系の合成焦点位置に、光ンフイバF2を他
方のレンズ系の合成焦点位置に置くことによシ、光ファ
イバF1から出射されたある2つの波長の光束R11は
凸レンズLb、t!l!JレンズL5.ロッドレンズL
1よシなるレンズ系によシ平行光束となシ他方のレンズ
系によ少集光されて光束几12となシ、光ファイバF2
に入射する。
また、レンズ系の両端が平面であるために、光ファイバ
や他の光学素子との接合部が均一な厚みとなシ、光ファ
イバ等の他の光学素子との結合が行ないやすい。また、
それぞれのレンズが密着しているので、レンズ間での損
失が少ない。従って。
違なる波長に対して同じ焦点位置を持つことと光ファイ
バ等の光学素子と結合が行ないやすいこととレンズ系内
での損失が少ないことのオリ点をオリ用して波長多重の
光通信における光素子に応用することができる。
第5図は本発明の他の実施例であシ、LIIFi、凸レ
ンズ、Lloは凹レンズ、 L9は2両端面の円柱状屈
折率分布型レンズ(ロッドレンズ)であシ、それぞれの
レンズは密着している。
F3は2元ファイバである。本実1M例では2それぞれ
のレンズの光軸は一致しておシ0−0で表わされている
。i番目の近軸鎖酸における入射高eit分散をシミ、
焦点距離をfiとすると を満足している。従って、ある2つの波長でのレンズ系
の合焦点位置は一致している。本実施?lIはある2つ
の波長の平行光束石3を集光して光ファイバF3に入射
する場合を示している。
16図は本発明の他の実施例であシ、L12は片端が凸
面のロッドレンズ、Ll3は2両面が凹面の凹レンズで
ある。その他は第5図と同じである。
オフ図は2本発明の他の実施例であシ、L14は片端が
凸面のロッドレンズ、Ll5は凹レンズ、Ll6は凸レ
ンズである。その他は第5図と同じである。
28図は2本発明の他の実施・列であシ、L17は片端
が凹面のロッドレンズ、Ll8は両面が凸面の凸レンズ
である。その他は、第5図と同じである。
29図は2本発明の他の実施例で表jD、L19Fi。
片端が凹面のロッドレンズ、L20は凸レンズ、L21
は両面が四面の凹レンズである。その他は25図と同じ
である。
第10図は2本発明の他の実施例であシ、L22は片端
が凹面のロッドレンズ、L23は凸レンズ、L24は2
片面が平面の凹レンズである。レンズ系の両端面は平面
であシ、それぞれのレンズは密着されている。その他は
第5図と同じである。
j・11図は1本発明の他の実施例であシ、L25は片
@が凹面のロフトレンズ、  L28/−j−、片面が
平面の凸レンズである。その他は、第11図と 同じで
ある。
第12図は2本発明の他の実施例であシ、L26は片端
が凸面のロッドレンズ、L29/l′i、片面が平面の
凹レンズであシ、その他は第11図と同じである。
第13図は2本発明の他の実施例であシ、L27は片端
が凸面のロッドレンズ、  L30I/′i、、  凹
レンズ。
L31 /ri 、片面の凸レンズである。その他は、
第10と同じである。
なお2以上は光通信の光素子の場合について説明したが
、この発明はこれに限らず複写機に用いられているロッ
ドレンズアレイに使用してもよ50以上のように、この
発明に係るレンズ系では。
それぞれのレンズが密着しているから、レンズ間での損
失が少なく、また、2つの波長において焦点位置が同じ
であるから、2つの波長を同一地点に集光することがで
きる利点がある。また2両端面を平面とした場合には、
接合部の厚みが均一となるために光ファイバ等の他の光
学素子と結合が行ないやすい利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のレンズ系の断面図、第2図は。 本発明の一実施例を示す図、第3図は第2図の断面図、
第4図から第13図は2本発明の他の実験示す図である
。 図中、  Fl〜F3 は光ファイバ、  Ll、 L
2. L9. L12L14 、 Ll7. Ll9 
、 L22 、 L25〜L27 (、j円柱状屈折率
分布型レンズ、 L3〜L8. LIO、Lll、 L
l3. Ll5 、 Ll6 、 Ll8 。 L20 、 L21 、 L23 、 L24 、 L
28〜IJ3ヱはレンズ、  R1〜几13は光束、o
−o’に光軸である。 なお9図中、同一あるいは相箔部分には同一符号を付し
て示しである。 代理人大岩増雄 第5凶 第6図 第7図 第8図 ム18      乙17 fiIh9  逸 ム21  L20     LI9

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)光軸からの距離の11ぼ2乗に比例して屈折率が
    減少する円柱状屈折率分布型レンズを用いたレンズ系に
    おいて、上記円柱状屈折率分布型レンズの分散と異なる
    光学材料で作られた。1個または複数個のレンズと上記
    円柱状屈折率分布型レンズとをレンズ間に空気層を介在
    させることなく。 それぞれを密着させて組み合わせたことを特徴とするレ
    ンズ系。 (2)  円柱状屈折率分布型レンズの両端面全平面と
    し、1個または複数個の凹レンズと上記屈折率分布型レ
    ンズとを組み合わせたことを特徴とする特許請求の範囲
    オ(1)項記載のレンズ系。 (3)i番目のレンズの分散をシ□、焦点距離をfi。 近@頚城での入射高をhi、レンズの個数(i−Rとし
    た時、几 hi2 i昌−−uif、  ”0 ′f!:、はぼ満足するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲オ(2)項記載のレンズ
    系(4)  円柱状屈折率分布型レンズの両端面を平面
    とし、凹レンズと、上記凹レンズの分散と異なる光学材
    料で作られた凸レンズと上記円柱状屈折率分布型レンズ
    とを組み合わせたことを特徴とする特許請求の範囲オ(
    1)項記載のレンズ系。 (5) i番目のレンズの分散をシミ、焦点距離t−’
    L近軸領域での入射高をhi、レンズの個数を几としと
    する特許請求の範囲オ(4)項記載のレンズ系。 (6)円柱状屈折率分布型レンズと9片面が平面である
    凹レンズと2片面が平面である凸レンズとを両端が平面
    となるように組み合わせたことを特徴とする特許請求の
    範囲オ(4)項のレンズ系。 (7)i番目のレンズの分散をシミ、焦点距離をfi。 近軸領域での入射高k”tレンズの個数fRとしする特
    許請求の範囲オ(6)項記載のレンズ系。 (8)円柱状屈折率分布型レンズの片端面もしくは両端
    面もしくは両端面を凸面とし、凹レンズと上記円柱状屈
    折率分布型レンズとを組み合わせたことを特徴とする特
    許請求の範囲オ(1)項記載のレンズ系 (9)i番目のレンズの分散を目、焦点距離をfi。 近軸領域での入射高をhj、レンズの個数を几とじとす
    る特許請求の範囲オ(8)項記載のレンズ系aO)  
    円柱状屈折率分布型レンズと片面である凹レンズとを両
    端面が平面となるように組み合わせたことを特徴とする
    特許請求の範囲オ(8)項記載のレンズ系 C11li8目のレンズの分散をシミ、焦点距離をfi
    。 近軸領域での入射高をhi、レンズの個数iRとじとす
    る特許請求の範囲オα0)項記載のレンズ系。 021  円柱状−都折率分布型レンズの片端面もしく
    は両端面を凸面とし、凹レンズと上記凹レンズの分散と
    異なる光学材料で作られた凸レンズと上記円柱状屈折率
    分布型レンズとを組合わせたことを特徴とする特許請求
    の範囲オ(1)項記載のレンズ系a□□□ i番目のレ
    ンズの分散を月、焦点距離t−f1゜近軸領域での入射
    高をhi、レンズの個数を几としとする特許請求の範囲
    オ(2)項記載のレンズ系。 (141両端面が平面となるように組み合わせたことを
    特徴とする特許請求の範囲オ(2)項記載のレンズ系。 Q5)  i番目のレンズの分散をシミ、焦点距離k 
    fit近軸領域での入射高k”eレンズの個数をRとし
    とする特許請求の範囲オ(141項記載のレンズ系。 aυ  円柱状屈折率分布型レンズの片端面もしくは両
    端面を凹面とし、凸レンズと上記円柱状屈折率分布型レ
    ンズとを組み合わせたことを特徴とする特許請求の範囲
    オ(1)項記載のレンズ系。 α′II i番目のレンズの分散をシミ、焦点距ivを
    fi近軸領域での入射高をhi、レンズの個数をRとし
    とする特許請求の範囲オ06)項記載のレンズ系。 081  凸レンズの片面を平向とし9両端面か平面と
    なるように組み合わせたことを特徴とする特許請求の範
    囲オ叫項記載のレンズ系。 (191i番目のレンズの分散をシミ、焦点距離f、i
    i*近軸饋域での入射高Th”yレンズの個数−6Bと
    じとする特許請求の範囲オαa項記載のレンズ系。 (4) 円柱状屈折率分布型レンズの片端面もしくは両
    端面を凹面とし、凹レンズと上記凹レンズの分散と異な
    る光学材料で作られた凸レンズと、上記円柱状屈折率分
    布型レンズとを組み合わせたことを特徴とする特許請求
    の範囲オ(1)項記載のレンズ系。 l2IJi番目のレンズの分散をシミ、焦点距離をfi
    。 近軸領域での入射高をhj、レンズの個数を几とじとす
    る特許請求の範囲オ(イ)項記載のレンズ系。 四 両端面が平面となるように組み合わせたことを特徴
    とする特許請求の範囲オ(4)項記載のレンズ系。 (2Bli番目のレンズの分散をシミ、焦点距離’Th
    fit近軸領域での入射高’frhi+レンズの個数を
    几としとする特許請求の範囲オ四項記載のレンズ系。
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