JPS60153010A - 光結合方式 - Google Patents
光結合方式Info
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- JPS60153010A JPS60153010A JP711584A JP711584A JPS60153010A JP S60153010 A JPS60153010 A JP S60153010A JP 711584 A JP711584 A JP 711584A JP 711584 A JP711584 A JP 711584A JP S60153010 A JPS60153010 A JP S60153010A
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- fiber
- coupling
- semiconductor laser
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- optical
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- 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
- G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
- G02B6/4203—Optical features
-
- 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
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光フアイバ端面や種々の光学部品から反射さ
れて半導体レーザの活性層に再びレーザ光が入射する量
を低減させる光結合方式に関する。
れて半導体レーザの活性層に再びレーザ光が入射する量
を低減させる光結合方式に関する。
従来、反射光を低減する簡易な手段として、伝送用光フ
ァイバに比べてコア径または開口数のうち少なくとも一
方が小さい光出力用光ファイバを備えた光フアイバ付半
導体レーザは、半導体レーザに光出力取出し用光ファイ
バを直結するため、ファイバ端面での反射量が大きいと
いう欠点があった。
ァイバに比べてコア径または開口数のうち少なくとも一
方が小さい光出力用光ファイバを備えた光フアイバ付半
導体レーザは、半導体レーザに光出力取出し用光ファイ
バを直結するため、ファイバ端面での反射量が大きいと
いう欠点があった。
本発明の目的は、光フアイバ端面や種々の光学部品から
の反射を低減する光結合方式を提供することにある。
の反射を低減する光結合方式を提供することにある。
半導体レーザにおいて、外部に放射されたレーザ光が反
射されて再び半導体レーザの活性層に入射すると、半導
体レーザの発振スペクトル、電流対光出力特性などが変
化し、動作が不安定になり雑音特性や歪特性に大きな悪
影響を及ぼす。この対策として、ファラデー回転子を利
用した光アイソレータが使用されているが、高価であり
寸法も大きいために、簡易で安価な光結合方式が要求さ
れる。このような光結合方式として、コア径や開口数の
小さなファイバ（例えば、単一モードファイバ）を伝送
用ファイバの先端につけてレーザとの結合用に使用する
手法があり１反射光を伝送用ファイバと結合用ファイバ
の接続点で低減できる。
射されて再び半導体レーザの活性層に入射すると、半導
体レーザの発振スペクトル、電流対光出力特性などが変
化し、動作が不安定になり雑音特性や歪特性に大きな悪
影響を及ぼす。この対策として、ファラデー回転子を利
用した光アイソレータが使用されているが、高価であり
寸法も大きいために、簡易で安価な光結合方式が要求さ
れる。このような光結合方式として、コア径や開口数の
小さなファイバ（例えば、単一モードファイバ）を伝送
用ファイバの先端につけてレーザとの結合用に使用する
手法があり１反射光を伝送用ファイバと結合用ファイバ
の接続点で低減できる。
さらに、結合用ファイバのレーザ側端面での反射も問題
になる。この解決策としては、ファイバの端面を単純に
斜めに加工する方法もあるが、ファイバの先端を楔状、
角錐状、円錐状などに加工することによって、反射を軽
減できると同時にレーザから結合用ファイバへの結合効
率を改善できる。特にこのことは、結合用ファイバとし
てコア径や開口数の小さなものを使用するので効果的で
ある。
になる。この解決策としては、ファイバの端面を単純に
斜めに加工する方法もあるが、ファイバの先端を楔状、
角錐状、円錐状などに加工することによって、反射を軽
減できると同時にレーザから結合用ファイバへの結合効
率を改善できる。特にこのことは、結合用ファイバとし
てコア径や開口数の小さなものを使用するので効果的で
ある。
また、光アイソレータで低減する反射光は一般には少な
くとも数百ｍ以上の距離の伝送用ファイバ内を伝搬する
ため、光は全く偏波面が保存されずあらゆる方向に偏波
している。このため、二つのレンズの間に偏光子を挿入
して反射を低減できる。
くとも数百ｍ以上の距離の伝送用ファイバ内を伝搬する
ため、光は全く偏波面が保存されずあらゆる方向に偏波
している。このため、二つのレンズの間に偏光子を挿入
して反射を低減できる。
以下、本発明の一実施例を説明する。
第１図（ａ）は本発明の基本構成を示し、半導体レーザ
１と伝送用光ファイバ６との間に二つのレンズ２，３及
び先端を楔状に研磨した結合用ファイバ５を設け、反射
光低減作用を行なわせる光結合方式である。
１と伝送用光ファイバ６との間に二つのレンズ２，３及
び先端を楔状に研磨した結合用ファイバ５を設け、反射
光低減作用を行なわせる光結合方式である。
ここで、半導体レーザ１から放射された光はレンズ２，
３によって集光されて結合用ファイバ５へ入射する。こ
のようにレンズを使用する理由は結合用ファイバを半導
体レーザに直結する場合、結合効率を維持するためにレ
ーザとファイバの距離が数μｍ以内となりファイバから
端面からの反射が問題となるからである。勿論レンズか
らの反射光も考慮する必要があり、特にレーザ側のレン
ズ２からの反射が問題となるのでレンズの選択に注意す
る必要がある。このレンズ２としＣは、例えば球レンズ
を使用する方法があり、屈折率が１．５２、直径３ｍｍ
の球レンズを焦点距離程度まで半導体レーザに近づけで
も、発振スペクトルは安定である。
３によって集光されて結合用ファイバ５へ入射する。こ
のようにレンズを使用する理由は結合用ファイバを半導
体レーザに直結する場合、結合効率を維持するためにレ
ーザとファイバの距離が数μｍ以内となりファイバから
端面からの反射が問題となるからである。勿論レンズか
らの反射光も考慮する必要があり、特にレーザ側のレン
ズ２からの反射が問題となるのでレンズの選択に注意す
る必要がある。このレンズ２としＣは、例えば球レンズ
を使用する方法があり、屈折率が１．５２、直径３ｍｍ
の球レンズを焦点距離程度まで半導体レーザに近づけで
も、発振スペクトルは安定である。
次に、結合用ファイバとしては端面４を第１図（ｂ）４
’のように例えば楔状に研磨したものを用いる。このよ
うに端面を加工することによって、結合用ファイバ端面
から半導体レーザに戻る反射光を低減できる。垂直端面
ファイバ７の場合は第２図（、）のようにレーザ光が反
射し、半導体レーザへ戻り易いが、第２図（ｂ）のよう
に加工した端面の場合は半導体レーザへ戻る量は非常に
小さくなる。
’のように例えば楔状に研磨したものを用いる。このよ
うに端面を加工することによって、結合用ファイバ端面
から半導体レーザに戻る反射光を低減できる。垂直端面
ファイバ７の場合は第２図（、）のようにレーザ光が反
射し、半導体レーザへ戻り易いが、第２図（ｂ）のよう
に加工した端面の場合は半導体レーザへ戻る量は非常に
小さくなる。
第３８（ａ）は垂直端面ファイバ７に入射したレーザ光
の軌跡を示す。この場合、ファイバの軸となる角が大き
くファイバの最大受光角を越えるものは、コアの外側へ
放射されてしまう。ところが、第３図（ｂ）のように加
工したファイバの場合は、端面で一種のレンズ的効果が
あるために、比較的大きな入射角の光もファイバ内を伝
搬する・結合用ファイバ５は、コア径や開口数が伝送用
ファイバ６より小さな１〜２ｍ程度の単一モードファイ
バなどを使用する。結合用ファイバ５として、コア径１
０μｍ、比屈折率差０．２５％のファイバ、伝送用ファ
イバ６としてのコア径４０μｍ、比屈折率差０．８％の
グレーデッド型ファイバを使用した場合、結合用ファイ
バから伝送用ファイバへの損失は約０．７ｄＢ、伝送用
ファイバから結合用ファイバへの損失は７ｄＢ以上が得
られた。
の軌跡を示す。この場合、ファイバの軸となる角が大き
くファイバの最大受光角を越えるものは、コアの外側へ
放射されてしまう。ところが、第３図（ｂ）のように加
工したファイバの場合は、端面で一種のレンズ的効果が
あるために、比較的大きな入射角の光もファイバ内を伝
搬する・結合用ファイバ５は、コア径や開口数が伝送用
ファイバ６より小さな１〜２ｍ程度の単一モードファイ
バなどを使用する。結合用ファイバ５として、コア径１
０μｍ、比屈折率差０．２５％のファイバ、伝送用ファ
イバ６としてのコア径４０μｍ、比屈折率差０．８％の
グレーデッド型ファイバを使用した場合、結合用ファイ
バから伝送用ファイバへの損失は約０．７ｄＢ、伝送用
ファイバから結合用ファイバへの損失は７ｄＢ以上が得
られた。
ここで、放射されたレーザ光が、アイソレータを通過し
、伝送用ファイバの端面や種々の光学部品で反射された
光が再びアイソレータを通過しレーザ端面に戻るまでに
減衰する量を反射減衰量と定義することにする。例えば
、波長０．８１μｍの埋込みへテロレーザを使用する場
合、この反射減衰量が２０ｄＢより小さくなる程度のと
ころで雑音が増大し、半導体レーザの発振スペクトルが
変化することが測定されており、反射減衰量が２０ｄＢ
以上となることがアイソレータに要求される。
、伝送用ファイバの端面や種々の光学部品で反射された
光が再びアイソレータを通過しレーザ端面に戻るまでに
減衰する量を反射減衰量と定義することにする。例えば
、波長０．８１μｍの埋込みへテロレーザを使用する場
合、この反射減衰量が２０ｄＢより小さくなる程度のと
ころで雑音が増大し、半導体レーザの発振スペクトルが
変化することが測定されており、反射減衰量が２０ｄＢ
以上となることがアイソレータに要求される。
前述の定数を持つファイバによって第１図（ａ）の簡易
形光アイソレータを構成し、θ＝６０°の場合、反射減
衰量は約２１ｄＢあり、アイソレータとしての要求が満
足される。また、実際に２ｋｍの伝送用ファイバを接続
したときの雑音レベルは、ファラデー回転子を使用した
一般のアイソレータとほぼ同程度である。
形光アイソレータを構成し、θ＝６０°の場合、反射減
衰量は約２１ｄＢあり、アイソレータとしての要求が満
足される。また、実際に２ｋｍの伝送用ファイバを接続
したときの雑音レベルは、ファラデー回転子を使用した
一般のアイソレータとほぼ同程度である。
本実施例の光結合方式においては、結合用ファイバのコ
ア径や開口数が小さいために結合用ファイバの挿入損失
が大きくなるが、この問題は、前述のように先端を楔状
などに加工し結合効率を改善することが有効となる。こ
の先端の形状は楔状とは限らず、第１図（ｂ）のように
頂点をコアの中心とする角錐状４′または円錐状４″で
も同様の効果がある。
ア径や開口数が小さいために結合用ファイバの挿入損失
が大きくなるが、この問題は、前述のように先端を楔状
などに加工し結合効率を改善することが有効となる。こ
の先端の形状は楔状とは限らず、第１図（ｂ）のように
頂点をコアの中心とする角錐状４′または円錐状４″で
も同様の効果がある。
第４図は、第１図（、）に示した基本構成において、レ
ンズ２，３の間に偏光子８を挿入したものである。一般
に、伝送用ファイバの端面や種々の光学部品で反射され
た光は少なくとも数百ｍ以上、ファイバ内を伝搬してい
るので、直線偏光であったレーザ光は全く偏波面が保存
されずあらゆる方向に偏波している。このため、二つの
レンズ２．３の間にレーザの入射光が最も透過するよう
に偏光子を挿入すれば、第１図（ａ）に示した構成で低
減し得た反射光のさらに約１／２に反射光を低減できる
。
ンズ２，３の間に偏光子８を挿入したものである。一般
に、伝送用ファイバの端面や種々の光学部品で反射され
た光は少なくとも数百ｍ以上、ファイバ内を伝搬してい
るので、直線偏光であったレーザ光は全く偏波面が保存
されずあらゆる方向に偏波している。このため、二つの
レンズ２．３の間にレーザの入射光が最も透過するよう
に偏光子を挿入すれば、第１図（ａ）に示した構成で低
減し得た反射光のさらに約１／２に反射光を低減できる
。
本発明によれば、半導体レーザへの反射量を低減し、フ
ァラデー回転子を使った一般の光アイソレータと同様に
雑音レベルの劣化を防ぐことができ、結合用ファイバの
端面を楔状などに研磨することによって、端面からの反
射を低減し、結合効率も改善できるので効果がある。
ァラデー回転子を使った一般の光アイソレータと同様に
雑音レベルの劣化を防ぐことができ、結合用ファイバの
端面を楔状などに研磨することによって、端面からの反
射を低減し、結合効率も改善できるので効果がある。
第１図（、）は本発明の基本構成を示す説明図、第１図
（ｂ）は結合用ファイバの端面の形状を示す説明図、第
２図（ａ）（ｂ）は結合用光ファイバのレーザ側端面で
の反射状態を垂直端面と加工した端面で比較した説明図
、第３図（ａ）（ｂ）は結合用光ファイバのレーザ側端
面での入射状態を垂直端面と加工した端面で比較した説
明図、第４図は本発明の基本構成で二つのレンズのａｔ
Ｉに偏光子を挿 入した構成を示す説明図。 １・・・半導体レーザ、２，３・・・レンズ、４・・・
結合用光ファイバの加工した端面、４′・・・楔状のフ
ァイバ端面、４′・・・角錐状のファイバ端面、４′・
・・円錐状のファイバ端面、５・・・結合用光ファイバ
、６・・・伝送用光ファイバ、７・・・垂直端面の結合
用光フ第 １ 図 第２図 第 ３ 図 第４図 α、くα２
（ｂ）は結合用ファイバの端面の形状を示す説明図、第
２図（ａ）（ｂ）は結合用光ファイバのレーザ側端面で
の反射状態を垂直端面と加工した端面で比較した説明図
、第３図（ａ）（ｂ）は結合用光ファイバのレーザ側端
面での入射状態を垂直端面と加工した端面で比較した説
明図、第４図は本発明の基本構成で二つのレンズのａｔ
Ｉに偏光子を挿 入した構成を示す説明図。 １・・・半導体レーザ、２，３・・・レンズ、４・・・
結合用光ファイバの加工した端面、４′・・・楔状のフ
ァイバ端面、４′・・・角錐状のファイバ端面、４′・
・・円錐状のファイバ端面、５・・・結合用光ファイバ
、６・・・伝送用光ファイバ、７・・・垂直端面の結合
用光フ第 １ 図 第２図 第 ３ 図 第４図 α、くα２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザからの光を光ファイバに入射させる光
結合系において、伝送用光ファイバよりコア径、開口数
（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐａｒｔｕｒｅ）の少なくと
も一方が小さく、レーザ側端面がコアの中心を頂点とし
た□角錐状、円錐状または楔状の形状を有する結合用光
ファイバを半導体レーザと伝送用光フアイバ間に挿入し
、該半導体レーザと結合用光ファイバをレンズにより結
合することを特徴とする光結合方式。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光結合方式において、
結合用に二つのレンズを用い、これらレンズの間に半導
体レーザからの出射光が最も透過するように偏光子を挿
入したことを特徴とする光結合方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP711584A JPS60153010A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 光結合方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP711584A JPS60153010A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 光結合方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60153010A true JPS60153010A (ja) | 1985-08-12 |
Family
ID=11657086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP711584A Pending JPS60153010A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 光結合方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60153010A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62251707A (ja) * | 1986-04-24 | 1987-11-02 | Fujitsu Ltd | 光受動部品 |
| EP0283256A2 (en) * | 1987-03-18 | 1988-09-21 | Tektronix Inc. | Scanning optical microscope |
| EP0689072A1 (en) * | 1994-06-22 | 1995-12-27 | Corning Incorporated | Anamorphic microlens for coupling optical fibers to elliptical light beams |
| WO1997014066A3 (en) * | 1995-10-12 | 1997-07-03 | Sdl Inc | Method for improving the coupling efficiency of elliptical light beams into optical waveguides |
| EP0822429A1 (en) * | 1996-07-30 | 1998-02-04 | Hewlett-Packard Company | Optical fibre microlens and optical radiation source employing the same |
| US6332721B1 (en) | 1998-07-10 | 2001-12-25 | Mitsubishi Chemical Corp. | Laser diode module |
| GB2399652A (en) * | 2003-02-24 | 2004-09-22 | Optek Ltd | Light guide with plural facets at its end |
| JP2014010303A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Fujikura Ltd | 光モジュール |
| CN113253397A (zh) * | 2020-01-27 | 2021-08-13 | 朗美通经营有限责任公司 | 回射光纤端盖 |
-
1984
- 1984-01-20 JP JP711584A patent/JPS60153010A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62251707A (ja) * | 1986-04-24 | 1987-11-02 | Fujitsu Ltd | 光受動部品 |
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| EP0283256A3 (en) * | 1987-03-18 | 1990-02-07 | Tektronix Inc. | Scanning optical microscope |
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| WO1997014066A3 (en) * | 1995-10-12 | 1997-07-03 | Sdl Inc | Method for improving the coupling efficiency of elliptical light beams into optical waveguides |
| US5701373A (en) * | 1995-10-12 | 1997-12-23 | Sdl, Inc. | Method for improving the coupling efficiency of elliptical light beams into optical waveguides |
| EP0822429A1 (en) * | 1996-07-30 | 1998-02-04 | Hewlett-Packard Company | Optical fibre microlens and optical radiation source employing the same |
| JPH1078531A (ja) * | 1996-07-30 | 1998-03-24 | Hewlett Packard Co <Hp> | 光ファイバ超小型レンズ及びその形成方法 |
| US5940557A (en) * | 1996-07-30 | 1999-08-17 | Hewlett-Packard Company | Optical fibre microlens and optical radiation source employing the same |
| US6332721B1 (en) | 1998-07-10 | 2001-12-25 | Mitsubishi Chemical Corp. | Laser diode module |
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| CN113253397A (zh) * | 2020-01-27 | 2021-08-13 | 朗美通经营有限责任公司 | 回射光纤端盖 |
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