JPS597916A - レ−ザ−ダイオ−ド・シングルモ−ド光フアイバ−結合システム - Google Patents
レ−ザ−ダイオ−ド・シングルモ−ド光フアイバ−結合システムInfo
- Publication number
- JPS597916A JPS597916A JP11806182A JP11806182A JPS597916A JP S597916 A JPS597916 A JP S597916A JP 11806182 A JP11806182 A JP 11806182A JP 11806182 A JP11806182 A JP 11806182A JP S597916 A JPS597916 A JP S597916A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- mode optical
- laser diode
- self
- lens
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4206—Optical features
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーずダイオードからの光をシングルモード光
ファイバーへ高効率で結合することを可能にし、かつそ
の加工及び組立も従来のシステムに比べ簡単化したレー
ず−ダイオード・シングルモード光ファイバー結合シス
テムに関する。
ファイバーへ高効率で結合することを可能にし、かつそ
の加工及び組立も従来のシステムに比べ簡単化したレー
ず−ダイオード・シングルモード光ファイバー結合シス
テムに関する。
近年、シングルモード光ファイバーを用いたセンサーシ
ステム及び長矩離広帯域伝送システムの開発が活発にな
って来ている。シングルモード光ファイバーを用いたシ
ステムを実現するには、レーず−ダイオードとシングル
モード光ファイバーとの間の電気・光変換装置の加工及
び組立が必要不可欠であるが、一般的にその組立は難か
しく電気−光結合効率もそれほど良いとは言えない。特
に、発光径が楕円のレーザーダイオードケ用いた電気−
光変換は見通しがついていない状況にある。
ステム及び長矩離広帯域伝送システムの開発が活発にな
って来ている。シングルモード光ファイバーを用いたシ
ステムを実現するには、レーず−ダイオードとシングル
モード光ファイバーとの間の電気・光変換装置の加工及
び組立が必要不可欠であるが、一般的にその組立は難か
しく電気−光結合効率もそれほど良いとは言えない。特
に、発光径が楕円のレーザーダイオードケ用いた電気−
光変換は見通しがついていない状況にある。
ここで、一般に、レーず−ダイオードの発光ビームはガ
ウシアンビームであり、シングルモード光ファイバー内
の光波もガウシアンビームで近似される。そのため、レ
ーデ−ダイオードの発光ビームをあるビーム変換用光学
系により変換しそのビ−ムウエスト苓ニシングル七−ド
Ｌファイバー４ｉ １ｆｌｌ」−に結ｆ象させて、ビー
トウェストの径谷−／ングルモード光ファイバー内の光
波の径と一致させるとレーず−ダイオードとシングルモ
ード光ファイバーとの間の結合効率が最大となることが
わかっている。
ウシアンビームであり、シングルモード光ファイバー内
の光波もガウシアンビームで近似される。そのため、レ
ーデ−ダイオードの発光ビームをあるビーム変換用光学
系により変換しそのビ−ムウエスト苓ニシングル七−ド
Ｌファイバー４ｉ １ｆｌｌ」−に結ｆ象させて、ビー
トウェストの径谷−／ングルモード光ファイバー内の光
波の径と一致させるとレーず−ダイオードとシングルモ
ード光ファイバーとの間の結合効率が最大となることが
わかっている。
従来、レーず一ダイオードとシングルモード光ファイバ
ーとの結合に際して、ビーム変換用光学系を使用せずに
直接に接続する最も簡便なバットジヨイントの場合には
最大結合効率が得られない欠点がある。また、自己集束
型（セルフォック）レンズをビーム変換用光学系として
用いた場合には端面反射による戻り光の影響がある欠点
があり、ボールレンズを用いた場合にはレンズ径が数百
μｍとなるために加工、組立及び調整が難かしい欠点が
ある。自己集束型レンズとボールレンズとから成る複合
ビーム変換用光学系を用いる場合には、複合化の際に両
レンズの軸合わせが容易でない欠点がある。
ーとの結合に際して、ビーム変換用光学系を使用せずに
直接に接続する最も簡便なバットジヨイントの場合には
最大結合効率が得られない欠点がある。また、自己集束
型（セルフォック）レンズをビーム変換用光学系として
用いた場合には端面反射による戻り光の影響がある欠点
があり、ボールレンズを用いた場合にはレンズ径が数百
μｍとなるために加工、組立及び調整が難かしい欠点が
ある。自己集束型レンズとボールレンズとから成る複合
ビーム変換用光学系を用いる場合には、複合化の際に両
レンズの軸合わせが容易でない欠点がある。
本発明の目的は、レーず−ダイオードとシングルモード
光ファイバーとの間に介挿する自己集束型１ンズの片端
面あるいは両端面を球面状あるいは円筒状に加工するこ
とにより、レーず一ダイオードとシングルモード光ファ
イバーとを高結合効率で結合できかつ加工及び組立も簡
単にできるレーザーダイオード・シングルモード光ファ
イバー結合ンステムを提供することである。
光ファイバーとの間に介挿する自己集束型１ンズの片端
面あるいは両端面を球面状あるいは円筒状に加工するこ
とにより、レーず一ダイオードとシングルモード光ファ
イバーとを高結合効率で結合できかつ加工及び組立も簡
単にできるレーザーダイオード・シングルモード光ファ
イバー結合ンステムを提供することである。
以下に図面を参照して本発明について詳細に説明する。
第１図は真円発光径を持つレーずダイオード用の本発明
のレーず一ダイオード・シングルモード光ファイバー結
合システムの実施例を示す図である。第１図（ａ）は結
合システムの上面図を示し、第１図（ｂ）は側面図を示
１．ている。１は真円発光径を持つレーず−ダイオード
、２は端面を球面状に加工した自己集束型１／ンズ、３
はシングルモード光ファイバーである。レ−ず一ダイオ
ード１からの真円発光ビームＬ、は自己集束型レンズ２
の球面状端面によりレンズ作用を受け、シングルモード
光ファイバー３の端面上においてビームウェストとなる
ビームＬ２ に変換される。この時、ビームウェスト
径はシングルモード光ファイバー内光波径と一致してい
るので、レーザーダイオードとシングルモード光ファイ
バーとの間に１００％の結合効率が得られる。自己集束
型レンズ２の球面状端面は研磨により形成してもよいし
、半球レンズを貼りつけても形成できる。
のレーず一ダイオード・シングルモード光ファイバー結
合システムの実施例を示す図である。第１図（ａ）は結
合システムの上面図を示し、第１図（ｂ）は側面図を示
１．ている。１は真円発光径を持つレーず−ダイオード
、２は端面を球面状に加工した自己集束型１／ンズ、３
はシングルモード光ファイバーである。レ−ず一ダイオ
ード１からの真円発光ビームＬ、は自己集束型レンズ２
の球面状端面によりレンズ作用を受け、シングルモード
光ファイバー３の端面上においてビームウェストとなる
ビームＬ２ に変換される。この時、ビームウェスト
径はシングルモード光ファイバー内光波径と一致してい
るので、レーザーダイオードとシングルモード光ファイ
バーとの間に１００％の結合効率が得られる。自己集束
型レンズ２の球面状端面は研磨により形成してもよいし
、半球レンズを貼りつけても形成できる。
第２図は楕円発光径を持つレーず一ダイオード用の本発
明のレーず−ダイオード・シングルモード光ファイバー
結合シヌテムの別の実施例を示す図である。第２図（ａ
）は上面図を示し、第２図（ｂ）は側面図を示している
。４は楕円発光径を持つレーず一ダイオード、５は両端
面を直交する円筒面に加工した自己集束型レンズであり
、ろはシングルモード光ファイバーである。自己集束型
レンズ５の円筒面は研磨によＶあるいは円柱レンズを貼
り付けることにより形成できる。レーザーダイオード４
から発生された上面図に示されるように上下方面に拡が
りを持つビームＬ３ は円筒状に加工された自己集束
型レンズ５の端面によりレンズ作用全骨け、次にこのレ
ンズ５により、シングルモード光ファイバー５の端面上
にこのシングルモード光ファイバー内光波径と同じ径の
ビームウェストが結像されるようにビームＬ４ に変
換される。ここで、自己集束型レンズの出射端面曲率は
上下方向の拡がりを持つビームにはレンズ作用ケ持たな
いため考えなくてよい。同様に、上面図において横方向
の拡が１持つビームには自己集束型レンズの入射端面曲
率は無視できる。つまり、レーザーダイオードからのビ
ームＬ３１１−１ｔ自己集束型レンズ５の入射端面によ
りレンズ作用を受け、出射端面の円筒面の作用によりシ
ングルモード光ファイバー３（７）端面上にシングルモ
ード光ファイバー内光波径と同じ径のビームウェストが
結像されるように変換される。従って、レーず−ダイオ
ード４の楕円発光径がシングルモード光ファイバー６の
入射端面上では真円ビームウェストに変換されているＯ 例えば、発光放射角度４０° の真円ビーム径を持つ土
ろμｍ発光のレーず−ダイオードの場合でに１、自己集
束型レンズの先端を半径１００１：ｂ＋ｍ の半球状に
力［１ｔニすればレ−ず−ダイオードー自己集束型レン
ズ間距離１００μｍ １．自己集束型レンズ−シングル
モード光ファイバー間距離１４朝で最大結合が得られる
。また、放射角度上方向１０°、１１方向４０° を持
つ０．８５μｍ発光レーデーダイオードの場合には、自
己集束型レンズはレーず一ダイオードに近い側の先端を
上方向のみにレンズ作用を持つように半径４．３ ｍｍ
の円筒状に加工し、シングルモード光ファイバー側の先
端２１１方向のみにレンズ作用を持つように半径２２．
４ｍの円筒状に加工すると、レ−ず−ダイオードー自己
集束型レンズ間６００μｍ、自己集束型レンズ−シング
ルモード光ファイバー間３．１ Ｉ＋Ｉ＋ｌ＋で最大結
合が得られる。
明のレーず−ダイオード・シングルモード光ファイバー
結合シヌテムの別の実施例を示す図である。第２図（ａ
）は上面図を示し、第２図（ｂ）は側面図を示している
。４は楕円発光径を持つレーず一ダイオード、５は両端
面を直交する円筒面に加工した自己集束型レンズであり
、ろはシングルモード光ファイバーである。自己集束型
レンズ５の円筒面は研磨によＶあるいは円柱レンズを貼
り付けることにより形成できる。レーザーダイオード４
から発生された上面図に示されるように上下方面に拡が
りを持つビームＬ３ は円筒状に加工された自己集束
型レンズ５の端面によりレンズ作用全骨け、次にこのレ
ンズ５により、シングルモード光ファイバー５の端面上
にこのシングルモード光ファイバー内光波径と同じ径の
ビームウェストが結像されるようにビームＬ４ に変
換される。ここで、自己集束型レンズの出射端面曲率は
上下方向の拡がりを持つビームにはレンズ作用ケ持たな
いため考えなくてよい。同様に、上面図において横方向
の拡が１持つビームには自己集束型レンズの入射端面曲
率は無視できる。つまり、レーザーダイオードからのビ
ームＬ３１１−１ｔ自己集束型レンズ５の入射端面によ
りレンズ作用を受け、出射端面の円筒面の作用によりシ
ングルモード光ファイバー３（７）端面上にシングルモ
ード光ファイバー内光波径と同じ径のビームウェストが
結像されるように変換される。従って、レーず−ダイオ
ード４の楕円発光径がシングルモード光ファイバー６の
入射端面上では真円ビームウェストに変換されているＯ 例えば、発光放射角度４０° の真円ビーム径を持つ土
ろμｍ発光のレーず−ダイオードの場合でに１、自己集
束型レンズの先端を半径１００１：ｂ＋ｍ の半球状に
力［１ｔニすればレ−ず−ダイオードー自己集束型レン
ズ間距離１００μｍ １．自己集束型レンズ−シングル
モード光ファイバー間距離１４朝で最大結合が得られる
。また、放射角度上方向１０°、１１方向４０° を持
つ０．８５μｍ発光レーデーダイオードの場合には、自
己集束型レンズはレーず一ダイオードに近い側の先端を
上方向のみにレンズ作用を持つように半径４．３ ｍｍ
の円筒状に加工し、シングルモード光ファイバー側の先
端２１１方向のみにレンズ作用を持つように半径２２．
４ｍの円筒状に加工すると、レ−ず−ダイオードー自己
集束型レンズ間６００μｍ、自己集束型レンズ−シング
ルモード光ファイバー間３．１ Ｉ＋Ｉ＋ｌ＋で最大結
合が得られる。
このように、端面加工型自己集束型レンズを使用すれば
、端面曲率半径１綱前後と大きくすることが可能であり
、端面曲率半径が大きなこと及び、自己集束型レンズを
用いていることにより、ＮＡばそれほど小さくはならず
レーず−ダイオードとの位置合わせは困難ではなく、丑
だレ−ず一ダイオードへの戻り光の影響も軽減される。
、端面曲率半径１綱前後と大きくすることが可能であり
、端面曲率半径が大きなこと及び、自己集束型レンズを
用いていることにより、ＮＡばそれほど小さくはならず
レーず−ダイオードとの位置合わせは困難ではなく、丑
だレ−ず一ダイオードへの戻り光の影響も軽減される。
特に、両端面を円筒状にかつそれぞれの円筒面を互いに
直交させるように加工すると楕円発光径を持つレーず−
ダイオードとシングルモード光ファイバーとの結合効率
は最大値をとることがわかった。
直交させるように加工すると楕円発光径を持つレーず−
ダイオードとシングルモード光ファイバーとの結合効率
は最大値をとることがわかった。
組立の手順について説明すると、まずレーず−ダイオー
ドと自己集束型レンズと全固定し光軸合わせを行なった
後一体化する。この際、光軸と垂直方向のずれに対して
は自己集束型レンズ自体が大きなＮＡ’に持つため許容
誤差範囲は大きい。次に、レーず−ダイオード及び自己
集束型レンズの一体化し７たものにシングルモード光フ
アイバーケ光軸を合わせた後結合して組立が児了する。
ドと自己集束型レンズと全固定し光軸合わせを行なった
後一体化する。この際、光軸と垂直方向のずれに対して
は自己集束型レンズ自体が大きなＮＡ’に持つため許容
誤差範囲は大きい。次に、レーず−ダイオード及び自己
集束型レンズの一体化し７たものにシングルモード光フ
アイバーケ光軸を合わせた後結合して組立が児了する。
レーず一ダイオードと自己集束型レンズとの同定にあ１
り精度全必要としないため組立工程はかなり改善され、
かつビームを最適に変換しているため効率も改善されて
いる。
り精度全必要としないため組立工程はかなり改善され、
かつビームを最適に変換しているため効率も改善されて
いる。
第１図は本発明のレーず一ダイオード・シングルモード
光ファイバー結合システムの実施例を示す図、第２図は
本発明のレーず−ダイオード・シングルモード光ファイ
バー結合システムの別の実施例を示す図である。 １．４ニレ−ず−ダイオード ２．５：自己集束型レンズ ろニシングルモード光ファイバー 特許出願人 住友電気工業株式会社 （外２名） 第１図 第２図 （０）
光ファイバー結合システムの実施例を示す図、第２図は
本発明のレーず−ダイオード・シングルモード光ファイ
バー結合システムの別の実施例を示す図である。 １．４ニレ−ず−ダイオード ２．５：自己集束型レンズ ろニシングルモード光ファイバー 特許出願人 住友電気工業株式会社 （外２名） 第１図 第２図 （０）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１片端面あるいは両端面を曲面に形成した自己集束
型レンズをレーず一ダイオードとシングルモード光ファ
イバーとの間に介挿し両者を光学的に結合することを特
徴とするレーサ゛′−ダイオード・シングルモード光フ
ァイバー結合システム。 （２＋ （＋１にお゛いて、前記自己集束型レンズの
レーサ゛−ダイオード側端面が球面から成ることを特徴
とするレーザーダイオード拳シングルモード光ファイバ
ー結合システム。 （３）（１）において、前記自己集束型レンズの両端面
がそれぞれＩＵ交する円筒面から成ることを特徴とする
レーず−ダイオード・シングルモード光ファイバー結合
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11806182A JPS597916A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | レ−ザ−ダイオ−ド・シングルモ−ド光フアイバ−結合システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11806182A JPS597916A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | レ−ザ−ダイオ−ド・シングルモ−ド光フアイバ−結合システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS597916A true JPS597916A (ja) | 1984-01-17 |
Family
ID=14727042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11806182A Pending JPS597916A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | レ−ザ−ダイオ−ド・シングルモ−ド光フアイバ−結合システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597916A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001041289A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-02-13 | Valeo | 自動車のクラッチのための可撓性フライホイール |
| US6670208B2 (en) | 2000-06-23 | 2003-12-30 | Nec Corporation | Optical circuit in which fabrication is easy |
| US6829079B2 (en) | 2000-12-22 | 2004-12-07 | Nec Corporation | Optical path control apparatus with mirror section, and manufacturing method for the same |
-
1982
- 1982-07-07 JP JP11806182A patent/JPS597916A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001041289A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-02-13 | Valeo | 自動車のクラッチのための可撓性フライホイール |
| US6670208B2 (en) | 2000-06-23 | 2003-12-30 | Nec Corporation | Optical circuit in which fabrication is easy |
| US7242828B2 (en) | 2000-06-23 | 2007-07-10 | Nec Corporation | Optical circuit in which fabrication is easy |
| US6829079B2 (en) | 2000-12-22 | 2004-12-07 | Nec Corporation | Optical path control apparatus with mirror section, and manufacturing method for the same |
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