JPS60205515A - 光フアイバと半導体レーザーの結合装置およびその製造方法 - Google Patents

光フアイバと半導体レーザーの結合装置およびその製造方法

Info

Publication number
JPS60205515A
JPS60205515A JP60040249A JP4024985A JPS60205515A JP S60205515 A JPS60205515 A JP S60205515A JP 60040249 A JP60040249 A JP 60040249A JP 4024985 A JP4024985 A JP 4024985A JP S60205515 A JPS60205515 A JP S60205515A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
gradient
fiber
radius
refractive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60040249A
Other languages
English (en)
Inventor
ルードルフ、カイル
コンラート、マチユセツク
ユリウス、ウイツトマン
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.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schuckertwerke AG, Siemens AG filed Critical Siemens Schuckertwerke AG
Publication of JPS60205515A publication Critical patent/JPS60205515A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202Packages, 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
    • G02B6/4203Optical features

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、グラジェント形しンズト屈折レンズから成
り光ファイバと半導体レーザーの間に置かれる光結合装
置とその製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
光ファイバ特に単一モード光ファイバと半導体レーザー
の間の光結合に対しては多数の光結合器が提案され、調
べられている。(J、1.5akai。
T、 Kimura : IEEE 、7ournal
of Qu、 Electron。
Qv−16(19BO)p、1059−1066;M、
 5aruWatarj、 ’r、Sugje : x
p:gz Jo%a1of Qu、Electron、
QF!−17(1981)J)−1021〜1027 
: H,Kuwahara、M、5asaki。
N、Tokoyo: Appl、0ptice 19 
(1980)p。
2578〜2586 ; M、Sumida、K、Ta
kemot。
: Electron、 Lett、18 (1982
)、p、582〜587 ; G、D、Khoe、 J
、Poulissen、H,M、deVrieze :
 E:Lectron Lett、19 (1983)
p、 205〜207. K、Y、Ljon : El
ectron。
Lett、19(1985)p、750〜751)光結
合装置に対する二つの重要な判定基準は結合効率ができ
るだけ高いことと反射光によるレーザーへの反作用がで
きるだけ低いことであって、これらは結合光学系の適切
な構成によって影響を受けるものである。
例えばグラジェント形レンズと球面レンズを組合せた個
別レンズを使用して大きな開口角とレーザー・第一レン
ズ面間の比較的広い間隔が達成される。レーザーとレン
ズの間の間隔≠(す衣−ふl−レンズ面で反射された光
の反作用が低減されるが、反作用を及ぼすレンズ面が多
数になるとこのオリ点は失われる。その上個別レンズの
個数が増えると調整段数が増大する。
例えばレンズを融着したファイバ・テーパーのように結
合器とファイバーが固定結合されていると必要な調整段
数が減少する。この場合開口角が小さくなシ、レーザー
とレンズの間の間隔が比較的狭く第一レンズ面による反
作用が多数の個別レンズを使用する場合よりも大きくな
ることが欠点である。ただしそれに対しては融着された
レンズの第一レンズ面だけが問題となる。
〔発明が解決すべき問題点〕 この発明の目的は、冒頭に挙げた光結合装置に対して大
きな開口角と渠−レンズ面による反作用の低減と反射面
の減少全可能にし、更に必要な調整段数を少くすること
である。
〔問題点の解決手段〕
rσ)8酒、+た欽紬÷蟲営關44渭+111比媒Nて
挙げたレンズ構成によって達成される。
〔作用効果〕
この発明による光結合装置は、大きな開口角と4−レン
ズ面による低い反作用という個別レンズ装置の挙り点と
調整段と反射面の数が少ないという集積レンズ装置の利
点を併合したものである。
この発明による光結合装置は光ファイバと結きされ、そ
れによってレーザーのビームスポット半径をそれよシ大
きい光ファイバのスポット半径に適合させること力釦■
能となる。光ファイバのスポット半径は光フアイバ内を
伝送される基底モードのビーム半径によってきまるもの
である。
この兇明の有利な実施態様は特許請求の範囲・42項乃
至第7項に示されている。
特に特許請求の範囲第5項によシグラジェント形ファイ
バの終端面の直径が少くとも近似的にその曲率半径の2
倍に寺しくなっているとき屈折レンズのレンズ面を正し
い曲率半径とすることが容易になることは実験により確
かめられた。
継ぎ足されたグラジェント・レンズの直径カ上記の曲率
半径よりも大きいときはグラジェント・レンズをエッチ
して特許請求の範囲第6項による装置とすると有利であ
る。
この発明による光結合装置の製法の一例rt特許請求の
範囲第8項に示されている。特許請求の範囲第9項と第
10項は特許請求の範囲gg10項に従って屈折レンズ
′fr:製作する際の二つの互に異った工程を示す。特
許請求の範囲46項による装置は特許請求の範囲第11
項に示されているようにして上記の方法によって製作す
ると有利である。
〔実施例〕
図面についてこの発明を更に詳細に説明する。
例、t dグラジェント形ファイバ又は他の二次面線形
屈折率分布を示す誘電光導波路のようなグラジェント・
レンズにおいては断面上の強度分布がガウス曲線51で
示される伝送光のビームスポット半径Wがレンズの長さ
方向に訃いて周期的に変化する。即ち第1図に示すよう
にスポット半径Wはグラジェント・レンズ2′の軸に沿
って最大半径Wma xと最小半径Wm1nの間で波の
形で周期的に変動する。スポット半径WfがWm1nに
等しい単一モード・ファイバ1に結合する際精確な整合
に必要な最大スポット半径WmaXは文献(A、Njc
ia: Loeγ4nalysj、e of 1a8e
r −fiber eouplingand fibe
r Qombiner、 and/its appli
cationto wavele%gth divis
ion multiplexing。
Appl、0ptics、 21 (1982) p、
4280−4289ンによシ次式: %式% で与えられる。ここでW。はグラジェント形ファイバ2
0内を伝搬可能の基底モードのスポット半径である。
光結合装置の焦点距離をできるだけ長くし、それによっ
て半導体レーザーとレンズの間の間隔を大きくするため
にri最大スポット半径WmaXをできるだけ大きくし
なければならない。WmaXはw(。
の二乗に比例して増大するから、基底モードのスポット
半径WOができるだけ大きなグラジェント形ファイバが
有利である。典型的な値は波長λO=1.3μmにおい
て7am≦Wo≦10amの範囲内である。単一モード
・ファイバ20においてスポット半径wfが5μm≦w
f≦6μmのときスポットの拡大係数は1.5から4の
間である。第1図に示したグラジェント・レンズのピッ
チ長はグラジェント形ファイバの場合約1閣である。グ
ラジェント形ファイバのピッチ長の計算法は文献(W、
J、Tomlinson : Aberration 
of GR工N−rod 1enses in mLl
tlmode optical fiberdevic
es、 Appl、 Opt、 19 (198’O)
、p。
1117〜1125)にd己載されている。
上記の知識はI@2図に示した実施列にかいても考慮さ
れている。第2図において1は”第1図のものと同じ単
一モード・ファイバであシ、このファイバに直接継ぎ足
されたグラジェント形ファイバ2は規定長りに至るまで
第1図のグラジェント形ファイバ2′に精確に対応する
。、ファイバ2の規定長りはP/4≦L(P/2の範囲
内にあり、主として所望の開口角と所望の焦点距離に関
係する。フラジ1ント形ファイバ内のビームの拡大は第
1図に示したように周期的に起るので、規定長をV4+
 n −P/2≦L < P/2−4− n −P/2
の範囲内ておくことも可能である。ここでnは任意の自
然数である。しかしこの場合グラジェント形ファイバの
レンズ収差特に球面収差は増幅されて作用する。
規定長りのグラジェント形ファイバ2にtri HA 
Frレンズ6が融着される。図示のものではこのレンズ
の屈折レンズ面は球面であるが、非球面レンズ面を使用
することも可能である。
半導体レーザー4はそのレーザー光放出開L]Aが屈折
レンズ5の焦点面F内にあるように結合装置に対して配
置されている。半導体レーザー4を出たレーザー光ML
、Sのスポット直径dが結合装置2を通過して単一モー
ド・ファイバに達すゐまでに変化する情況は境界線5で
示されている。
開口Aを出だ預散光線り日のスポット直径driし一ザ
ー4から屈折レンズ6のレンズ面61に達するまでにほ
ぼ2 wmax に対応する大きさに増大する。この拡
大された直径は屈折レンズろ内では大きく変ることなく
保持され、グラジェント形ファイバ2を過ぎると単一モ
ード・ファイバ1の基底モードのスポット直径に対応す
る値2 Wm1n=2Wfに縮小されてグラジェント形
ファイバ2と単一モード・ファイバ1の境界面に達する
。単一モード・ファイバ1内でtよこの縮小直径が保持
される。
第2図の結合装置の製作は次のように行われる。
市販の継ぎ足し器を使用してグラジェント形ファイバを
単一モード・ファイバ1に継ぎ足し、切断器によって所
定の長さLに切断する。単一モード・ファイバと外直径
が等しいグラジェント形ファイバを使用すると、継ぎ足
しと切1析を問題無く行うことができる。
継ぎ足されたグラジェント形ファイバの平坦に切断され
た自由端には石英レンズ又は高屈折率ガズば、グラジェ
ント形ファイバの終端をアーク放電で溶融して丸くする
ことによって作られる。屈折レンズ面の所望の曲率半径
は、グラジェント形ファイバの終端部を予め所望のレン
ズ面曲率半径の2倍の直径にエッチしておくことにより
最も簡単に作ることができる。高屈折レンズはグラジェ
ント形ファイバを高屈折率ガラスのJ融体に浸漬するこ
とによって作られる。グラジェント形ファイバを引き上
げると調整された大きさの膚が付着し表面張力によシレ
ンズ形状をとる。これによって球面レンズと非球面レン
ズのいずれをも作ることができる。
第6図は単一モード・ファイバ1とそれに継ぎ足された
グラジェント形ファイバ2および融着された屈折レンズ
6から構成される光結合装置を示す。このグラジェント
形ファイバ2rtそのレンズ3を融着する終端部をエツ
チング剤に浸して屈折レンズ30球形レンズ面61の所
望曲率半径rの少くとも近似的に2倍に等しい直径りに
する。このエツチング処理はグラジェント形ファイバ2
を単一モード・7アイパ1に継ぎ足した後に又当然屈折
レンズ3を融着する前て行うのが効果的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は単一モード光ファイバに結合されたグラジェン
ト形ファイバ内の光線伝搬状態を示し、第2図は半導体
レーザーを単一モード・ンアイパに結合する結合装置の
一例、第6図は終端部がエッチされたグラジェント形フ
ァイバを使用する結合装置の一例を示すもので、1は単
一モード・ファイバ、2と2′はグラジェント形ファイ
バ、3は屈折レンズ、4は半導体レーザーである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)光ファイバとレーザーの間に置かれたグラジェント
    ・レンズが直接光ファイバ(1)に継ぎ足された特定の
    長さのグラジェント形ファイバ(2)から成り、このフ
    ァイバの最小スポット半径(Wmin)は光ファイバ(
    1)のスポット半径(wr)にほぼ等し−く選ばれてい
    ること、特定の長さLがグラジェント形ファイバのピッ
    チ長をPとして次式二 P/4+n−p72≦L<P/2+n−P/2.n=α
     1,2・・・ で与えられること、屈折レンズ(3)
    が特定長のグラジェント形ファイバ(2)に融着された
    し/ズであり、その屈折面が半導体レーザーに向けられ
    、その焦点面(F)の近くに半導体レーザー(4)のレ
    ーザー光放出開口(A)が置かれていることを特徴とす
    るグラジェント・レンズと屈折レンズから構成された光
    ファイバと半導体レーザーの結合装置。 2)最大スポット半径(WmaX)が最小スポット半径
    (Wmin)の1.4倍以上であることを特徴とする特
    許請求の範8第1項記載の装置。 3) R大スポット半径(wmax)が最小スポット半
    径(”m1n)の1.5倍よりも大きいことを特徴とす
    る特許請求の範囲第2項記載の装置。 4)屈折レンズ(3)が球面レンズ面を持つことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項乃至第3項の一つに記載の
    装置。 5)屈折レンズが融着されているグラジェント形ファイ
    バの端部が屈折レンズ面(61)の規定曲率半径(r)
    の少くともほぼ2倍の直径を持つことを特徴とする特許
    請求の範囲第4項記載の装置。 6ン グラジェント形ファイバがレンズ面(61)の規
    定曲率半径(r)の少くとも近似的に2倍の直径になる
    までエッチされていることを特徴とする特許請求の範囲
    第5項記載の装置。 7)屈折レンズが非球面レンズ面を持つことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項乃至第6項の一つに記載の装置
    。 8)グラジェント形ファイバを光ファイバに継ぎ足した
    後規定の長さに切断すること、継ぎ足されたグラジェン
    ト形ファイバの切断端に屈折レンズを融着することを特
    徴とするグラジェント・レンズと半導体レーザーの結合
    装置の製造方法。 9)継ぎ足されたグラジェント形ファイバの切1!!T
    端をアーク放電で溶融して丸くすることによって屈折レ
    ンズが作られることを特徴とする特許請求の範囲第8項
    記載の方法。 10)継ぎ足されたグラジェント形ファイバの平坦に切
    +ffiされた端部を溶融ガラスに浸漬した後4融ガラ
    スから引き出すことによって屈折レンズが作られること
    を特徴とする特許請求の範囲第8項記載の方法。 11)継ぎ足されたグラジェント形ファイバヲ/fil
    折レンズの取付は前に腐蝕剤に浸漬してエッチし、レン
    ズ面(31)の規定曲率半径(r)の少くとも近似的に
    2倍に対応する直径とすることを特徴とする特許請求の
    範囲第9項記載の方法。
JP60040249A 1984-03-02 1985-02-28 光フアイバと半導体レーザーの結合装置およびその製造方法 Pending JPS60205515A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3407840 1984-03-02
DE3407840.1 1984-03-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60205515A true JPS60205515A (ja) 1985-10-17

Family

ID=6229481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60040249A Pending JPS60205515A (ja) 1984-03-02 1985-02-28 光フアイバと半導体レーザーの結合装置およびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0155379B1 (ja)
JP (1) JPS60205515A (ja)
AT (1) ATE86759T1 (ja)
DE (1) DE3486097D1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02216109A (ja) * 1989-02-17 1990-08-29 Nec Corp 半導体レーザモジュールの製造方法
JPH0416403U (ja) * 1990-05-31 1992-02-10
JP2006512616A (ja) * 2002-12-31 2006-04-13 コーニング インコーポレイテッド 光ファイバレンズ及び作成方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3605659A1 (de) * 1986-02-21 1987-08-27 Standard Elektrik Lorenz Ag Ankoppeloptik fuer lichtwellenleiter
FR2681438B1 (fr) * 1991-09-16 1994-12-09 Alcatel Nv Procede pour limiter les pertes de couplage entre une fibre optique monomode et un systeme optique presentant respectivement des diametres de mode differents.
FR2699292B1 (fr) * 1992-12-15 1995-03-03 France Telecom Procédé de préparation par lentillage multiple d'une fibre optique en vue d'un couplage optimum avec un phototransducteur et système optique obtenu.
FR2699293B1 (fr) * 1992-12-15 1995-03-03 France Telecom Système optique monolithique comportant des moyens de couplage perfectionnés entre une fibre optique et un phototransducteur.
FR2718854B1 (fr) * 1994-04-13 1996-07-12 France Telecom Procédé de préparation d'une fibre optique en vue d'un couplage avec un phototransducteur et système optique ainsi obtenu.
JP3645013B2 (ja) * 1994-10-14 2005-05-11 三菱電機株式会社 光伝送装置、固体レーザ装置、及びこれらを用いたレーザ加工装置
JPH08292341A (ja) * 1995-02-23 1996-11-05 Furukawa Electric Co Ltd:The レンズ付きファイバ
US6963682B2 (en) * 2002-03-04 2005-11-08 Corning Incorporated Beam altering fiber lens device and method of manufacture
US6904197B2 (en) 2002-03-04 2005-06-07 Corning Incorporated Beam bending apparatus and method of manufacture
FR2838200B1 (fr) * 2002-04-08 2004-08-06 Optogone Sa Collimateur optique pour fibre monomode presentant une section de fibre a gradient d'indice, fibre monomode a coeur etendu et procede de fabrication correspondants
US6738544B2 (en) * 2002-06-11 2004-05-18 Megladon Manufacturing Group Thermally-shaped optical fiber and a method for forming the optical fiber
CN100360967C (zh) * 2002-12-31 2008-01-09 康宁股份有限公司 光纤透镜及制造方法
EP2056144B1 (de) * 2007-10-31 2012-08-08 Highyag Lasertechnologie GmbH Endstück für Lichtleitfaser

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5719586A (en) * 1980-07-09 1982-02-01 Tanto Kk Roller hearth kiln
JPS58145909A (ja) * 1982-02-25 1983-08-31 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光源・光フアイバ結合用レンズ機構

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2360951A1 (de) * 1973-12-06 1975-06-12 Siemens Ag Koppelvorrichtung fuer eine optische nachrichtenuebertragungsanlage
DE2805358C2 (de) * 1978-02-09 1982-04-08 Aeg-Telefunken Ag, 1000 Berlin Und 6000 Frankfurt Aperturwandler zur Ankopplung eines optischen Senders verhältnismäßiger kleiner kreisförmiger Koppelfläche, insbesondere einer lichtemittierenden Diode, an eine Gradientenfaser
DE3101378C2 (de) * 1981-01-17 1985-01-10 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Optik zur Ankopplung eines faseroptischen Lichtwellenleiters
DE3134508A1 (de) * 1981-09-01 1983-03-17 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt "optische faser mit einer anamorphotisch abbildenden endflaeche und verfahren zu deren herstellung"

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5719586A (en) * 1980-07-09 1982-02-01 Tanto Kk Roller hearth kiln
JPS58145909A (ja) * 1982-02-25 1983-08-31 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光源・光フアイバ結合用レンズ機構

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02216109A (ja) * 1989-02-17 1990-08-29 Nec Corp 半導体レーザモジュールの製造方法
JPH0416403U (ja) * 1990-05-31 1992-02-10
JP2006512616A (ja) * 2002-12-31 2006-04-13 コーニング インコーポレイテッド 光ファイバレンズ及び作成方法

Also Published As

Publication number Publication date
ATE86759T1 (de) 1993-03-15
EP0155379A2 (de) 1985-09-25
EP0155379B1 (de) 1993-03-10
DE3486097D1 (de) 1993-04-15
EP0155379A3 (en) 1987-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS60205515A (ja) 光フアイバと半導体レーザーの結合装置およびその製造方法
TWI230812B (en) Beam altering fiber lens device and method of manufacture
TWI252338B (en) Beam bending apparatus and method of manufacture
US4456330A (en) Optical coupling system and method for manufacturing same
US6442313B2 (en) Optical fiber grating and manufacturing method thereof
CN109154699B (zh) 光纤和光纤器件
US7920763B1 (en) Mode field expanded fiber collimator
JPS61264304A (ja) 光学フアイバ端末とその製作法
CA3073803A1 (en) Method and apparatus for self-alignment connection of optical fiber to waveguide of photonic integrated circuit
JPH0777631A (ja) 光ファイバー接続装置
GB2596483A (en) Fiber laser pump reflector
JP2015094840A (ja) コンバイナ及びその製造方法
US10833470B2 (en) Optical fiber and fiber laser
US20070165982A1 (en) Expanding single-mode fiber mode field for high power applications by fusion with multi-mode fiber
US20220362878A1 (en) Optical fiber, laser generator, laser processing apparatus, and method of manufacturing optical fiber
US7280734B2 (en) Expanding single mode fiber mode field for high power applications by fusion with multimode fiber
Hillerich et al. Deterioration of taper lens performance due to taper asymmetry
US20020114568A1 (en) Optical fiber termination collimator and process of manufacture
JP2896947B2 (ja) 光ファイバの端部構造及びその製造方法
JP3274691B2 (ja) 微小レンズ付光ファイバ端末の製造方法
Urquhart Fibre laser resonators
US20230008662A1 (en) Optical fiber with a tapered core
KR20190048126A (ko) 방사상 전파를 위한 광섬유 팁의 제조방법
US11609380B2 (en) Laser device and method for manufacturing laser device
JP2017026660A (ja) 光ファイバ端末