JPS60191211A - 単一モ−ド光フアイバと光源との結合光学系 - Google Patents
単一モ−ド光フアイバと光源との結合光学系Info
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- JPS60191211A JPS60191211A JP4740084A JP4740084A JPS60191211A JP S60191211 A JPS60191211 A JP S60191211A JP 4740084 A JP4740084 A JP 4740084A JP 4740084 A JP4740084 A JP 4740084A JP S60191211 A JPS60191211 A JP S60191211A
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- Japan
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- optical fiber
- single mode
- axis
- mode optical
- light source
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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
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4206—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
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- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
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- 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、単一モード光ファイバと楕円形の近視野像を
有している光源との結合光学系に関するものである。
有している光源との結合光学系に関するものである。
単一モード光ファイバは、多モード光ファイバに比べて
信号の歪が小さい等の利点を有しており、光通信等にお
いて重要な位置を占めている。そして、このような光通
信には通常はレーザ光が使用されており、またこのレー
ザ光の光源としては小型で且つ効率が高い半導体レーザ
が多用されている。
信号の歪が小さい等の利点を有しており、光通信等にお
いて重要な位置を占めている。そして、このような光通
信には通常はレーザ光が使用されており、またこのレー
ザ光の光源としては小型で且つ効率が高い半導体レーザ
が多用されている。
ところで、半導体レーザの近視野像は楕円形を成してお
り、半導体レーザからのビームを集光して光ファイバの
端面へ垂直に入射させると、この端面には近視野像と相
似の楕円形スポットが形成される。
り、半導体レーザからのビームを集光して光ファイバの
端面へ垂直に入射させると、この端面には近視野像と相
似の楕円形スポットが形成される。
一方、単一モード光ファイバに存在する横モードは最低
次のモートのみであり、単一モード光ファイバ中を伝播
するビームはガウスビームのみである。従って、単一モ
ード光ファイバの端面に円形スポットを形成してガウス
ビームになるようにモード選択をしなければ、単一モー
ド光ファイバと半導体レーザとの結合効率が低下する。
次のモートのみであり、単一モード光ファイバ中を伝播
するビームはガウスビームのみである。従って、単一モ
ード光ファイバの端面に円形スポットを形成してガウス
ビームになるようにモード選択をしなければ、単一モー
ド光ファイバと半導体レーザとの結合効率が低下する。
この為に、レーザ光を集光するレンズ系に例えば円形の
開き絞りを付加してこの開き絞りをモードセレクタとし
、単一モード光ファイバの端面に円形スポットを形成す
る方法が実用化されている。
開き絞りを付加してこの開き絞りをモードセレクタとし
、単一モード光ファイバの端面に円形スポットを形成す
る方法が実用化されている。
ところが、この方法では、モード選択は行われるが開き
絞りによる光損失が生しるので、総合的な結合効率は結
局あまり高くならない。
絞りによる光損失が生しるので、総合的な結合効率は結
局あまり高くならない。
しかも、上述のように半導体レーザからのビームを光フ
ァイバの端面へ垂直に入射させると、この端面で反射し
たビームが半導体レーザへ戻り、雑音が多くて安定度の
低い結合しか得ることができない。
ァイバの端面へ垂直に入射させると、この端面で反射し
たビームが半導体レーザへ戻り、雑音が多くて安定度の
低い結合しか得ることができない。
本発明は、このような問題点に鑑み、結合効率及び安定
度の何れもが高い単一モード光ファイバと光源との結合
光学系を提供することを目的としている。
度の何れもが高い単一モード光ファイバと光源との結合
光学系を提供することを目的としている。
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
第１図は、本実施例による結合光学系の全体を示してい
る。半導体レーザ１は、活性層２に平行な方向に長く垂
直な方向に短い楕円形の近視野像３を有している。そし
て第１図では、この近視野像３の短径方向をＸ軸方向と
し、長径方向をＹ軸方向としている。
る。半導体レーザ１は、活性層２に平行な方向に長く垂
直な方向に短い楕円形の近視野像３を有している。そし
て第１図では、この近視野像３の短径方向をＸ軸方向と
し、長径方向をＹ軸方向としている。
半導体レーザ１から射出されるビーム４が活性層２に平
行な面内で有する広がり角度２〜 は２８゜であり、活
性層２に垂直な面内で有する広がり角度２勉 は３４°
である。
行な面内で有する広がり角度２〜 は２８゜であり、活
性層２に垂直な面内で有する広がり角度２勉 は３４°
である。
このような角度で射出されたビーム４は、集光レンズ５
によって集光される。この集光点の近傍には単一モード
光ファイバ６の入射端面７が配置されているが、光ファ
イハロの軸心は、第１図のｘ ” −ｚ ″平面内でビ
ーム４の光軸つまりＺ″軸に対してθ、の角度だけ傾い
ている。
によって集光される。この集光点の近傍には単一モード
光ファイバ６の入射端面７が配置されているが、光ファ
イハロの軸心は、第１図のｘ ” −ｚ ″平面内でビ
ーム４の光軸つまりＺ″軸に対してθ、の角度だけ傾い
ている。
第２図は、単一モード光ファイバ６の入射端面７の近傍
を示している。この入射端面７は光ファイハロの軸心に
垂直な面から０２の角度だけ傾いている。そしてこの為
に、ビーム４はθ１＋θ２の入射角で入射端面７に入射
する。
を示している。この入射端面７は光ファイハロの軸心に
垂直な面から０２の角度だけ傾いている。そしてこの為
に、ビーム４はθ１＋θ２の入射角で入射端面７に入射
する。
従って、入射端面７で屈折したビーム４が光ファイバ６
の軸心方向へ伝播するビーム１１となる為には、光ファ
イバ６のコア部の屈折率をｎｃとすると、スネルの法則
によって、 ｓｉｎ θ２ という条件を満たせばよい。
の軸心方向へ伝播するビーム１１となる為には、光ファ
イバ６のコア部の屈折率をｎｃとすると、スネルの法則
によって、 ｓｉｎ θ２ という条件を満たせばよい。
また、入射端面７への入射直前にｘ ”方向及びＹ″方
向の夫々で２ω８及び２ω７のビーム径を有しているビ
ーム４が、光ファイハロ内でビーム径２ω０の円形の断
面を有するビーム１１となる為には、２ω９−２ω。、
ω８〈ω９とすると、ＡＡ’ｃｏｓ（θ８ ＋θ２’）
＝ ２、．１．−−−−−−−−−−−■ＡＡ′ｃｏ
ｓ θ２−２ω、−２ωｙ ’−’−”−”−・−−一
−−−−〇であればよい。なおＡＡ′は、入射端面７に
おけるビーム１１の楕円形の断面の長径である。
向の夫々で２ω８及び２ω７のビーム径を有しているビ
ーム４が、光ファイハロ内でビーム径２ω０の円形の断
面を有するビーム１１となる為には、２ω９−２ω。、
ω８〈ω９とすると、ＡＡ’ｃｏｓ（θ８ ＋θ２’）
＝ ２、．１．−−−−−−−−−−−■ＡＡ′ｃｏ
ｓ θ２−２ω、−２ωｙ ’−’−”−”−・−−一
−−−−〇であればよい。なおＡＡ′は、入射端面７に
おけるビーム１１の楕円形の断面の長径である。
この結果、弐〇及び■より、
ｃｏｓ （θ１＋０２） ｃ、ｏｓ θ２となる。また
、弐〇及び■より、 ωＶ ｅ ２＝ｓｉｎ −’ ｆｉ〒ｊ丁−石７こ７石−〇但
し、β−ωＸ／ωｙ ’−−−−−−−−■となる。更
に、式■及び■より θ＋ ＝ｓｉｎ −’ （ｎｃｓｉｎ θ２）−０２’
−’−”−’−’−■を得る。
、弐〇及び■より、 ωＶ ｅ ２＝ｓｉｎ −’ ｆｉ〒ｊ丁−石７こ７石−〇但
し、β−ωＸ／ωｙ ’−−−−−−−−■となる。更
に、式■及び■より θ＋ ＝ｓｉｎ −’ （ｎｃｓｉｎ θ２）−０２’
−’−”−’−’−■を得る。
従って、例えばｎｃ＝１．５２とすると、式■よりとな
るので、この値と式■、更には弐〇よりθｇ’＝２６’ θ＋ ＝１５．８゜ を得る。
るので、この値と式■、更には弐〇よりθｇ’＝２６’ θ＋ ＝１５．８゜ を得る。
つまり、角度０皿及びθ２をこのように設定すれば、光
ファイバ６と半導体レーザｌとが高効率で結合される。
ファイバ６と半導体レーザｌとが高効率で結合される。
また、第２図より明らかなように、入射端面７で反射さ
れたビーム１２は、集光レンズ５及び半導体レーザ１へ
は戻らない。この結果、半導体レーザ１の雑音が少なく
なり、光ファイハロと半導体レーザ１とが安定的に結合
される。
れたビーム１２は、集光レンズ５及び半導体レーザ１へ
は戻らない。この結果、半導体レーザ１の雑音が少なく
なり、光ファイハロと半導体レーザ１とが安定的に結合
される。
なお、集光レンズ５として自己集束性レンズを使用する
と、この自己集束性レンズは球面収差が容易に補正され
得て外径も２〜３朋と非常に小さいので、小型で且つ結
合効率が高い結合光学系とすることができる。
と、この自己集束性レンズは球面収差が容易に補正され
得て外径も２〜３朋と非常に小さいので、小型で且つ結
合効率が高い結合光学系とすることができる。
また、本実施例においては光源として半導体レーザ１を
使用したが、近視野像が楕円形を成す光源であれば他の
光源であってもよい。
使用したが、近視野像が楕円形を成す光源であれば他の
光源であってもよい。
以上のように、本発明は、単一モード光ファイバの入射
端面を軸心に対して斜めに形成すると共に、楕円形の近
視野像を有する光源からのビームを上記の入射端面に対
して傾斜する方向から入射させ、この入射したビームを
断面円形のビームとして上記の単一モード光ファイバ中
を軸心方向へ伝播させるようにしたものである。
端面を軸心に対して斜めに形成すると共に、楕円形の近
視野像を有する光源からのビームを上記の入射端面に対
して傾斜する方向から入射させ、この入射したビームを
断面円形のビームとして上記の単一モード光ファイバ中
を軸心方向へ伝播させるようにしたものである。
従って、モードセレクタが不要な為に結合効率が非常に
高く、しかも入射端面で反射するビームが光源へ戻らな
いので雑音が少なくて安定度の高い単一モード光ファイ
バと光源との結合光学系を提供することができる。
高く、しかも入射端面で反射するビームが光源へ戻らな
いので雑音が少なくて安定度の高い単一モード光ファイ
バと光源との結合光学系を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略的な斜視図、第２
図は第１図の要部を拡大した概略的な側面図である。 なお図面に用いられた符号において、 １−−−−−−−−−−−−−一半導体レーザ３−−−
−−−−−−−−−−−−−−一近視野像４、 ＩＬ
１２−−−−ビーム ６−−−−−−−−−−−−−−単一モード光ファイバ
７−−−−−−−−−−−−−−− 入射端面である。 代理人 上屋 勝 常包芳男
図は第１図の要部を拡大した概略的な側面図である。 なお図面に用いられた符号において、 １−−−−−−−−−−−−−一半導体レーザ３−−−
−−−−−−−−−−−−−−一近視野像４、 ＩＬ
１２−−−−ビーム ６−−−−−−−−−−−−−−単一モード光ファイバ
７−−−−−−−−−−−−−−− 入射端面である。 代理人 上屋 勝 常包芳男
Claims (1)
- 楕円形の近視野像を有している光源と、軸心に対して傾
斜している入射端面を有し且つ前記軸心が前記光源から
射出されるビームの光軸に対して傾斜するように配置さ
れている単一モード光ファイバとを夫々具備し、前記ビ
ームが前記単一モード光ファイバ中を断面円形のビーム
として前記軸心方向へ伝播するようにした単一モード光
ファイバと光源との結合光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4740084A JPS60191211A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 単一モ−ド光フアイバと光源との結合光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4740084A JPS60191211A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 単一モ−ド光フアイバと光源との結合光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60191211A true JPS60191211A (ja) | 1985-09-28 |
| JPH058804B2 JPH058804B2 (ja) | 1993-02-03 |
Family
ID=12774058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4740084A Granted JPS60191211A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 単一モ−ド光フアイバと光源との結合光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60191211A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6167809A (ja) * | 1984-09-12 | 1986-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザモジユ−ル |
| JPS6394208A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザと光フアイバとの結合方法 |
| EP1353203A2 (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-15 | Point Source Limited | Optical fibres |
| US7702198B2 (en) | 2007-09-28 | 2010-04-20 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor laser module and light scanning device and image forming apparatus using the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553688A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of coupling semiconductor laser and photo-fiber |
| JPS5569115A (en) * | 1978-11-20 | 1980-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Optical coupling device |
| JPS58132709A (ja) * | 1982-02-02 | 1983-08-08 | Hirama Rika Kenkyusho:Kk | 半導体レ−ザ−と光フアイバ−の結合方式 |
| JPS60166906A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-30 | Toshiba Corp | 光学素子パツケ−ジ |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP4740084A patent/JPS60191211A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553688A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of coupling semiconductor laser and photo-fiber |
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|---|---|---|---|---|
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| EP1353203A2 (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-15 | Point Source Limited | Optical fibres |
| EP1353203A3 (en) * | 2002-04-12 | 2005-02-02 | Point Source Limited | Optical fibres |
| US7006724B2 (en) | 2002-04-12 | 2006-02-28 | Point Source Limited | Optical fibers |
| US7702198B2 (en) | 2007-09-28 | 2010-04-20 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor laser module and light scanning device and image forming apparatus using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH058804B2 (ja) | 1993-02-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |