JPS6057049B2 - 開口数変換用凸レンズ - Google Patents
開口数変換用凸レンズInfo
- Publication number
- JPS6057049B2 JPS6057049B2 JP55103398A JP10339880A JPS6057049B2 JP S6057049 B2 JPS6057049 B2 JP S6057049B2 JP 55103398 A JP55103398 A JP 55103398A JP 10339880 A JP10339880 A JP 10339880A JP S6057049 B2 JPS6057049 B2 JP S6057049B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- numerical aperture
- convex lens
- refractive index
- optical
- conversion
- 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.)
- Expired
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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
- G02B6/4202—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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光ファイバとの結合効率が高くしかも入射
端側て高開口数を確保し得る新規な構造の凸レンズに関
する。
端側て高開口数を確保し得る新規な構造の凸レンズに関
する。
近年、光ファイバの開発に伴い従来からある光学レン
ズの代りに中心側ほど屈折率が高く且つ径方向外周側に
向かうに従つて漸次屈折率が低くなつた丸棒状のグレー
デツド形レンズ（ロッドレンズ）が作り出され、光学レ
ンズよりも大幅にコンパクト化し得るために光ファイバ
の端末に接続する結像光学系や集光レンズ等として利用
されている。
ズの代りに中心側ほど屈折率が高く且つ径方向外周側に
向かうに従つて漸次屈折率が低くなつた丸棒状のグレー
デツド形レンズ（ロッドレンズ）が作り出され、光学レ
ンズよりも大幅にコンパクト化し得るために光ファイバ
の端末に接続する結像光学系や集光レンズ等として利用
されている。
ところで、伝送損失が最も少ないとされている石英系
ファイバは、他のファイバと比較して開口数が小さく即
ち光の入射角度の範囲が狭いため、通信用の信号光線を
伝送する場合には、光源からの光線のほんの一部しか送
ることができず、強力な光源が必要となる。
ファイバは、他のファイバと比較して開口数が小さく即
ち光の入射角度の範囲が狭いため、通信用の信号光線を
伝送する場合には、光源からの光線のほんの一部しか送
ることができず、強力な光源が必要となる。
又、この石英系ファイバをイメージファイバとして画像
伝送に使用した場合には、開口数が小さいため明るい画
像を伝送することができなかつた。しかも、光学系相互
の接続部でのこれら光学系の開口数が異なる場合は、最
も小さな開口数の光学系で光線の入射角が規定されてし
まうため、例え開口数の大きなグレーデツド形レンズを
光線の導入側に使用しても、光ファイバ自体の開口数が
小さい場合には、このグレーデツド形レンズから光ファ
イバへ入射する光線の一部が損失となつてしまい、結合
効率を低下させる原因となつていた。このような観点か
ら、本発明は従来のグレーデツド形レンズに代わり、光
ファイバとの結合効率か高くしかも入射端側で高開口数
を確保し得る新規な構造のコンパクトな凸レンズを提供
することを目的とする。
伝送に使用した場合には、開口数が小さいため明るい画
像を伝送することができなかつた。しかも、光学系相互
の接続部でのこれら光学系の開口数が異なる場合は、最
も小さな開口数の光学系で光線の入射角が規定されてし
まうため、例え開口数の大きなグレーデツド形レンズを
光線の導入側に使用しても、光ファイバ自体の開口数が
小さい場合には、このグレーデツド形レンズから光ファ
イバへ入射する光線の一部が損失となつてしまい、結合
効率を低下させる原因となつていた。このような観点か
ら、本発明は従来のグレーデツド形レンズに代わり、光
ファイバとの結合効率か高くしかも入射端側で高開口数
を確保し得る新規な構造のコンパクトな凸レンズを提供
することを目的とする。
この目的を達成する本発明の開口数変換用凸レンズにか
かる構成は、一端が平坦面で構成されると共に他端が凸
形の三次元彎曲面で構成された一定な径のガラス棒の長
手方向に沿つて前記一端よりも前記他端側ほど屈折率を
漸次低下させたことを特徴とするものである。
かる構成は、一端が平坦面で構成されると共に他端が凸
形の三次元彎曲面で構成された一定な径のガラス棒の長
手方向に沿つて前記一端よりも前記他端側ほど屈折率を
漸次低下させたことを特徴とするものである。
以下、本発明による凸レンズを通信用光伝送路に応用し
た一実施例について第１図及び第２図を参照しながら詳
細に説明する。
た一実施例について第１図及び第２図を参照しながら詳
細に説明する。
本実施例の入射端部の断面構造を表わす第１図に示すよ
うに、入射端面１が凸状の三次元彎曲面（本実施例ては
球面の一部）となつた丸棒状をなす開口数変換用凸レン
ズ２の平坦な射出端面には通信用光ファイバ３の一端面
が密着状態で接続している。
うに、入射端面１が凸状の三次元彎曲面（本実施例ては
球面の一部）となつた丸棒状をなす開口数変換用凸レン
ズ２の平坦な射出端面には通信用光ファイバ３の一端面
が密着状態で接続している。
この開口数変換用凸レンズ２の光軸４に垂直な面内での
屈折率は、中心部及び周縁部ともに等しく、この点が従
来のグレーデツド形レンズ．と本発明との異なる点であ
る。しかし、軸方向屈折率分布は第２図に示すように入
射端面１から通信用光ファイバ３に接続する射出端面へ
向けて次第に屈折率が高くなつており、これによつて図
中、一点鎖線で示す光軸４に対しθの入射角で開Ｊ口数
変換用凸レンズ２に入射した光線５は、次第に光軸４と
のなす角が小さくなるように曲折し、前記θよりも大幅
に小さい射出角で通信用光ファイバ３のコア部６に入射
する。従つて、この開口数変換用凸レンズ２の入射端面
１側の開口数より・も通信用光ファイバ３の開口数が小
さくても、通信用光ファイバ３の開口数で規定される最
大人射角以上の光線５を導入することが可能であり、従
来よりも大幅に光源からの光を多く採り込むことができ
る。つまり、強大な光信号の伝送を企図し得るが、前記
屈折率分布は第２図のような直線状に限るもではない。
本実施例では開口数変換用凸レンズ２の光軸４に沿つた
方向の屈折率分布を連続的に変化させているため、例え
ば気相軸付け法によつて時間の経過と共にドーパント濃
度を順次変化させる必要があり、製造手順がめんどうと
なる。
屈折率は、中心部及び周縁部ともに等しく、この点が従
来のグレーデツド形レンズ．と本発明との異なる点であ
る。しかし、軸方向屈折率分布は第２図に示すように入
射端面１から通信用光ファイバ３に接続する射出端面へ
向けて次第に屈折率が高くなつており、これによつて図
中、一点鎖線で示す光軸４に対しθの入射角で開Ｊ口数
変換用凸レンズ２に入射した光線５は、次第に光軸４と
のなす角が小さくなるように曲折し、前記θよりも大幅
に小さい射出角で通信用光ファイバ３のコア部６に入射
する。従つて、この開口数変換用凸レンズ２の入射端面
１側の開口数より・も通信用光ファイバ３の開口数が小
さくても、通信用光ファイバ３の開口数で規定される最
大人射角以上の光線５を導入することが可能であり、従
来よりも大幅に光源からの光を多く採り込むことができ
る。つまり、強大な光信号の伝送を企図し得るが、前記
屈折率分布は第２図のような直線状に限るもではない。
本実施例では開口数変換用凸レンズ２の光軸４に沿つた
方向の屈折率分布を連続的に変化させているため、例え
ば気相軸付け法によつて時間の経過と共にドーパント濃
度を順次変化させる必要があり、製造手順がめんどうと
なる。
そこで、屈折澹率の異なる複数枚のガラス板を屈折率の
順に接合して一本の棒状に成形し、更に従来からある平
凸レンズを屈折率が最も低いガラス板に接合することて
も本発明の開口数変換用凸レンズとして使用することが
可能である。この場合、平凸レンズの屈折率は最低屈折
率のガラス板と同じか或いはそれ以下の方が好ましい。
なお、入射端面１を球面に加工する手段としては、ガラ
スの表面張力を利用してこの入射端面１を軟化溶融させ
ることで達成できる。又、本実施例ては入射端部につい
てのみ説明したが、射出端部にも本発明の開口数変換用
凸レンズを装着することが可能であり、これをイメージ
ファイバの結像レンズとして用いた場合には、この結像
レンズ及びイメージファイバに対して結合可能な光線の
入射面が大きくなるため、明るい画像伝送を行なうこと
ができる。このように本発明によると、光線の進行方向
前方ほど屈折率が高くなるような屈折率分布の開口数変
換用凸レンズが光ファイバと等径で製造し得るため、凸
レンズの後方に凹レンズを配置したのと同一条件の光学
系にもかかわらず全体をコンパクト化できる。
順に接合して一本の棒状に成形し、更に従来からある平
凸レンズを屈折率が最も低いガラス板に接合することて
も本発明の開口数変換用凸レンズとして使用することが
可能である。この場合、平凸レンズの屈折率は最低屈折
率のガラス板と同じか或いはそれ以下の方が好ましい。
なお、入射端面１を球面に加工する手段としては、ガラ
スの表面張力を利用してこの入射端面１を軟化溶融させ
ることで達成できる。又、本実施例ては入射端部につい
てのみ説明したが、射出端部にも本発明の開口数変換用
凸レンズを装着することが可能であり、これをイメージ
ファイバの結像レンズとして用いた場合には、この結像
レンズ及びイメージファイバに対して結合可能な光線の
入射面が大きくなるため、明るい画像伝送を行なうこと
ができる。このように本発明によると、光線の進行方向
前方ほど屈折率が高くなるような屈折率分布の開口数変
換用凸レンズが光ファイバと等径で製造し得るため、凸
レンズの後方に凹レンズを配置したのと同一条件の光学
系にもかかわらず全体をコンパクト化できる。
しかも、入射光線が漸近線のようにすべて光軸近傍に収
束する状態となるため、広い角度から光を採り込むこと
が可能であり、大光量の光を伝送し得る。
束する状態となるため、広い角度から光を採り込むこと
が可能であり、大光量の光を伝送し得る。
第１図は本発明を通信用光伝送路に応用した一実施例の
概略構造を表わす伝送原理図、第２図は本実施例の開口
数変換用凸レンズの光軸方向に沿う屈折率分布を表わす
グラフてあり、図中の符号で、１は入射端面、２は開口
数変換用凸レンズ、３は通信用光ファイバ、４は光軸、
５は光線、６はコア部である。
概略構造を表わす伝送原理図、第２図は本実施例の開口
数変換用凸レンズの光軸方向に沿う屈折率分布を表わす
グラフてあり、図中の符号で、１は入射端面、２は開口
数変換用凸レンズ、３は通信用光ファイバ、４は光軸、
５は光線、６はコア部である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一端が平坦面で構成されると共に他端が凸形の三次
元彎曲面で構成されたガラス棒の長手方向に沿つて前記
一端よりも前記他端側ほど屈折率を漸次低下させたこと
を特徴とする開口数変換用凸レンズ。 ２ それぞれ屈折率が異なる複数枚のガラス板を前記屈
折率の順に接合して棒状に形成し、更に最も屈折率が低
い前記ガラス板に凸レンズを接合したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載した開口数変換用凸レンズ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55103398A JPS6057049B2 (ja) | 1980-07-28 | 1980-07-28 | 開口数変換用凸レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55103398A JPS6057049B2 (ja) | 1980-07-28 | 1980-07-28 | 開口数変換用凸レンズ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60118929A Division JPS60258508A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 光伝送路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5727215A JPS5727215A (en) | 1982-02-13 |
| JPS6057049B2 true JPS6057049B2 (ja) | 1985-12-13 |
Family
ID=14352946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55103398A Expired JPS6057049B2 (ja) | 1980-07-28 | 1980-07-28 | 開口数変換用凸レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057049B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5933415A (ja) * | 1982-08-18 | 1984-02-23 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | レンズ及びその製造方法 |
| JPS60237401A (ja) * | 1984-05-10 | 1985-11-26 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 屈折率分布型媒体及びその製造方法 |
| US5500911A (en) * | 1994-08-05 | 1996-03-19 | The Whitaker Corporation | Lensed optical fiber assembly and process for alignment with an active device |
| DE69423044T2 (de) * | 1994-09-23 | 2000-06-08 | Enplas Corp | Flächenartige Lichtquelle |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3729253A (en) * | 1971-05-28 | 1973-04-24 | Western Electric Co | Optical system comprising a single element having a continuously varying index of refraction |
| JPS5050937A (ja) * | 1973-09-04 | 1975-05-07 | ||
| JPS5418172B2 (ja) * | 1976-10-16 | 1979-07-05 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53134938U (ja) * | 1977-03-31 | 1978-10-25 | ||
| JPS5418172U (ja) * | 1978-06-22 | 1979-02-06 |
-
1980
- 1980-07-28 JP JP55103398A patent/JPS6057049B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3729253A (en) * | 1971-05-28 | 1973-04-24 | Western Electric Co | Optical system comprising a single element having a continuously varying index of refraction |
| JPS5050937A (ja) * | 1973-09-04 | 1975-05-07 | ||
| JPS5418172B2 (ja) * | 1976-10-16 | 1979-07-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5727215A (en) | 1982-02-13 |
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