JPS6057564B2 - シングルモ−ド光フアイバ整合器 - Google Patents
シングルモ−ド光フアイバ整合器Info
- Publication number
- JPS6057564B2 JPS6057564B2 JP14351778A JP14351778A JPS6057564B2 JP S6057564 B2 JPS6057564 B2 JP S6057564B2 JP 14351778 A JP14351778 A JP 14351778A JP 14351778 A JP14351778 A JP 14351778A JP S6057564 B2 JPS6057564 B2 JP S6057564B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- thin film
- metal thin
- single mode
- optical
- 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
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
- G02B6/327—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends with angled interfaces to reduce reflections
-
- 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)
- Lens Barrels (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光ファイバの接続に関し、殊にシングルモード
光ファイバ接続に使用する整合器に関する。
光ファイバ接続に使用する整合器に関する。
普通の光ファイバ（マルチモード光ファイバ）は光波が
伝導するコア部分と、それを覆うクラッド部分からなつ
ているが、コア径寸法は約６０μ■ときわめて細いため
、光ファイバの接続は高い精度が要求される。
伝導するコア部分と、それを覆うクラッド部分からなつ
ているが、コア径寸法は約６０μ■ときわめて細いため
、光ファイバの接続は高い精度が要求される。
現在マルチモードファイバ接続はＶ溝法、３ロッド法、
スリーブ法及びセルフアライメント法等により一応解決
されている。ところがシングルモード光ファイバはコア
径寸法が約６μｍである。（クラッド径寸法はマルチモ
ード光ファイバとほぼ等しく約１５０μ）マルチモード
光ファイバをバッドジョイントした場合の接続光ファイ
バ間の光軸の軸ずれの許容誤差は２μ肌とされているが
、同程度の許容誤差をシングルモード光ファイバのバツ
トジヨイントに要求するならば０．２μ几の光軸ずれと
なり、到底現場の機械工作接着加工では不可能なことが
判る。従つてシングルモード光ファイバを接続するため
には抜本的な方法が必要となる。この解決方法として直
ぐ考え付かれるのがレンズを用いて接続光ファイバ間の
光軸を整合する方法である。
スリーブ法及びセルフアライメント法等により一応解決
されている。ところがシングルモード光ファイバはコア
径寸法が約６μｍである。（クラッド径寸法はマルチモ
ード光ファイバとほぼ等しく約１５０μ）マルチモード
光ファイバをバッドジョイントした場合の接続光ファイ
バ間の光軸の軸ずれの許容誤差は２μ肌とされているが
、同程度の許容誤差をシングルモード光ファイバのバツ
トジヨイントに要求するならば０．２μ几の光軸ずれと
なり、到底現場の機械工作接着加工では不可能なことが
判る。従つてシングルモード光ファイバを接続するため
には抜本的な方法が必要となる。この解決方法として直
ぐ考え付かれるのがレンズを用いて接続光ファイバ間の
光軸を整合する方法である。
第１図に示すようにシングルモード光ファイバ（以下光
ファイバと称す）１、１’の端エ：元力臣：〒ヒ曲数さ
せることは極めて困難であり、さらにレンズの製作が難
しい。
ファイバと称す）１、１’の端エ：元力臣：〒ヒ曲数さ
せることは極めて困難であり、さらにレンズの製作が難
しい。
次にレンズの中で製作の容易な球レンズを使用した第２
図の方法が考えられる。
図の方法が考えられる。
図で３、３’はほぼ光ファイバの径寸法に等しい微小径
を有する球レンズである。第３図に従来から使用されて
いる球レンズと光ファイバの結合方法を示す。但しこれ
はレーザと光ファイバ或はＬＥＤと光ファイバとの結合
を目指したものである。光ファイバ１はコア１Ａ１クラ
ッド１Ｂ１プラスチックジャケット１Ｃにより構成され
る。光ファイバ１の端部に孔４を明け、この孔４に接着
材５を介して球レンズ３を結合する。ところが、第１に
光ファイバの端部を真直角に切断仕上することが困難で
あり、ガラス材料の光ファイバに穿孔することが困難で
、中央部に穿孔することはさらに困難である。又、孔４
に接着材５がうまく充填できず内部に気泡を生じ易い。
さらに現在使用される接着材の屈折率は高々１．６でコ
ア部１Ａの屈折率１．４に一致しない。本発明は球レン
ズが光ファイバ整合用に適していること及び光ファイバ
の端面の直角仕上が現在の加工技術を以つてしては困難
ではあるがほぼ完全な平面が得られることに着目してな
されたもので、光ファイバの切断端面に亘つて金属薄膜
を形成し、その金属薄膜に、端面に沿つて光ファイバの
光軸中心よりｙ＝ｆ−Ｓｉｎδ（ｙ＝δの傾きを補正し
た偏心量、ｆ＝球レンズの焦点距離、δ＝光ファイバ光
軸に対する端面の傾角）の位置に中心を有する円形孔を
貫穿し、金属薄膜の外表面上に円形孔を介して球レンズ
を固設して２本の光ファイバを接続するようにしたシン
グルモード光ファイバ整合器により達成される。
を有する球レンズである。第３図に従来から使用されて
いる球レンズと光ファイバの結合方法を示す。但しこれ
はレーザと光ファイバ或はＬＥＤと光ファイバとの結合
を目指したものである。光ファイバ１はコア１Ａ１クラ
ッド１Ｂ１プラスチックジャケット１Ｃにより構成され
る。光ファイバ１の端部に孔４を明け、この孔４に接着
材５を介して球レンズ３を結合する。ところが、第１に
光ファイバの端部を真直角に切断仕上することが困難で
あり、ガラス材料の光ファイバに穿孔することが困難で
、中央部に穿孔することはさらに困難である。又、孔４
に接着材５がうまく充填できず内部に気泡を生じ易い。
さらに現在使用される接着材の屈折率は高々１．６でコ
ア部１Ａの屈折率１．４に一致しない。本発明は球レン
ズが光ファイバ整合用に適していること及び光ファイバ
の端面の直角仕上が現在の加工技術を以つてしては困難
ではあるがほぼ完全な平面が得られることに着目してな
されたもので、光ファイバの切断端面に亘つて金属薄膜
を形成し、その金属薄膜に、端面に沿つて光ファイバの
光軸中心よりｙ＝ｆ−Ｓｉｎδ（ｙ＝δの傾きを補正し
た偏心量、ｆ＝球レンズの焦点距離、δ＝光ファイバ光
軸に対する端面の傾角）の位置に中心を有する円形孔を
貫穿し、金属薄膜の外表面上に円形孔を介して球レンズ
を固設して２本の光ファイバを接続するようにしたシン
グルモード光ファイバ整合器により達成される。
以下、実施例について本発明を説明する。
第４図に示す如く、コア１Ａ１クラッド１Ｂで−構成し
た光ファイバ１の切断端面に均等な厚さＴを有する金属
薄膜６を形成する。
た光ファイバ１の切断端面に均等な厚さＴを有する金属
薄膜６を形成する。
上述したように光ファイバを光軸に対して真直角に切断
することは不可能である。（切断面の光ファイバ光軸に
対する傾角をδとする。）次に金属薄膜上に型をあ一て
がい、光ファイバ１の端面に沿つて光ファイバの光軸中
心より偏心量の位置に任意半径ｒを有する円形孔を貫設
する。
することは不可能である。（切断面の光ファイバ光軸に
対する傾角をδとする。）次に金属薄膜上に型をあ一て
がい、光ファイバ１の端面に沿つて光ファイバの光軸中
心より偏心量の位置に任意半径ｒを有する円形孔を貫設
する。
尚ｆは取付けるべき球レンズ３の焦点距離で、ｒは球レ
ンズの半径Ｒよりも小さい。金属薄膜に円形孔を貫設す
るには金属薄膜６上の（１）式の位置に半径ｒの孔を有
する型を当てがい、精密電子ビーム露光或は光学露光を
あて膜の部分を除去する。さらに金属薄膜６の外表面上
にこのようにして得た円形孔を介して球レンズ３を７の
部分に接着固定すると球レンズ３とコア１Ａの光軸が一
致し、これを２組対向させて第２図のように配置すれば
理論的に完全な光ファイバ整合器が得られる。尚球レン
ズは小径なので在来の光ファイバ用コネクタを部品を変
更せずに使用することができる。本発明にかかる整合器
を用いて光ファイバ結合したものと従来のバッドジョイ
ント法により結合ノした光ファイバの比較を夫々実線及
び点線を用いて第５図に示す。縦軸は挿入損失Ｌ（ＤＢ
）を示す。この場合Ｌ＝１０１０ｇ（Ｐへ，／Ｐ，ｎ）
である。横軸に夫々Ｙ〒接続した光ファイバ光軸間の軸
ずれ、Ｄ＝球レンズの間隙（第２図参照）、０＝接一続
した光ファイバ光軸間の傾きを示す。光ファイバ接続に
おいて、損失の最大要因は接続した光ファイバ光軸間の
軸ずれであるが、第５図に示すようにバッドジョイント
の場合軸ずれ２．５μｍに対して２．７ｄＢの損失を生
ずるが本発明の場合０．８ｄＢ゛に過ぎない。尚本発明
ではθの値がバッドジョイントより僅か劣るがコネクタ
にアダプタを使用することによりＹの値で０が押えられ
るので問題にならない。上述の説明は接続すべき光ファ
イバが同一種類のパラメータを有する場合について述べ
た。
ンズの半径Ｒよりも小さい。金属薄膜に円形孔を貫設す
るには金属薄膜６上の（１）式の位置に半径ｒの孔を有
する型を当てがい、精密電子ビーム露光或は光学露光を
あて膜の部分を除去する。さらに金属薄膜６の外表面上
にこのようにして得た円形孔を介して球レンズ３を７の
部分に接着固定すると球レンズ３とコア１Ａの光軸が一
致し、これを２組対向させて第２図のように配置すれば
理論的に完全な光ファイバ整合器が得られる。尚球レン
ズは小径なので在来の光ファイバ用コネクタを部品を変
更せずに使用することができる。本発明にかかる整合器
を用いて光ファイバ結合したものと従来のバッドジョイ
ント法により結合ノした光ファイバの比較を夫々実線及
び点線を用いて第５図に示す。縦軸は挿入損失Ｌ（ＤＢ
）を示す。この場合Ｌ＝１０１０ｇ（Ｐへ，／Ｐ，ｎ）
である。横軸に夫々Ｙ〒接続した光ファイバ光軸間の軸
ずれ、Ｄ＝球レンズの間隙（第２図参照）、０＝接一続
した光ファイバ光軸間の傾きを示す。光ファイバ接続に
おいて、損失の最大要因は接続した光ファイバ光軸間の
軸ずれであるが、第５図に示すようにバッドジョイント
の場合軸ずれ２．５μｍに対して２．７ｄＢの損失を生
ずるが本発明の場合０．８ｄＢ゛に過ぎない。尚本発明
ではθの値がバッドジョイントより僅か劣るがコネクタ
にアダプタを使用することによりＹの値で０が押えられ
るので問題にならない。上述の説明は接続すべき光ファ
イバが同一種類のパラメータを有する場合について述べ
た。
バッドジョイントによれば、光軸ずれの精度は別として
同一種類の光ファイバの接続は可能であるが、パラメー
タ例えば相対屈折率差Δ、コア半径ａの異なる光ファイ
バ間を接続すれば大きな損失を生ずる。このために特殊
な整合材を必要とする。第６図にパラメータに差のある
光ファイバ接続の場合の本発明の対応を示す。光ファイ
バ１１のコア半径をａ１、相対屈折率差をΔ１、取付け
た球レンズ３″の半径をＲ１、光ファイバ１２のコア半
径を？、相対屈折率差をΔ２、取付けた球レンズ３″の
半径をＲ２とする。ａ１く？、Δ１〉Δ２の場合Ｒ１〈
Ｒ２が決まる。これに第４図を参照して、より接続する
光ファイバの夫々の金属薄膜の厚さ、穿孔する孔の半径
を最適に調整して各光ファイバのパラメータ（相対屈折
率差Δ１ Δ２、コア半径ａ１、〜等）の微小差、変化
を吸収し、補正することができる。尚、１３，１４は夫
々の金属薄膜を示す。本発明は上記のように形成したの
で、シングルモード光ファイバの接続が可能となり、接
続に特殊なコネクタを必要とせず、又異種のパラメータ
を有する光ファイバの接続も可能である等多くの利点を
有する。
同一種類の光ファイバの接続は可能であるが、パラメー
タ例えば相対屈折率差Δ、コア半径ａの異なる光ファイ
バ間を接続すれば大きな損失を生ずる。このために特殊
な整合材を必要とする。第６図にパラメータに差のある
光ファイバ接続の場合の本発明の対応を示す。光ファイ
バ１１のコア半径をａ１、相対屈折率差をΔ１、取付け
た球レンズ３″の半径をＲ１、光ファイバ１２のコア半
径を？、相対屈折率差をΔ２、取付けた球レンズ３″の
半径をＲ２とする。ａ１く？、Δ１〉Δ２の場合Ｒ１〈
Ｒ２が決まる。これに第４図を参照して、より接続する
光ファイバの夫々の金属薄膜の厚さ、穿孔する孔の半径
を最適に調整して各光ファイバのパラメータ（相対屈折
率差Δ１ Δ２、コア半径ａ１、〜等）の微小差、変化
を吸収し、補正することができる。尚、１３，１４は夫
々の金属薄膜を示す。本発明は上記のように形成したの
で、シングルモード光ファイバの接続が可能となり、接
続に特殊なコネクタを必要とせず、又異種のパラメータ
を有する光ファイバの接続も可能である等多くの利点を
有する。
第１図は従来のシングルモード光ファイバの接続方法を
示す概略図、第２図は球レンズを用いた光ファイバ接続
の概略図、第３図は球レンズと光ファイバを結合する従
来方法を示す図、第４図は本発明にかかるシングルモー
ド光ファイバ整合器の要部を示す縦断面図、第５図は本
発明にかかる整合器と従来のバッドジョイントによる光
ファイバの整合の比較図、第６図は本発明にかかり、接
続すべき光ファイバのパラメータに差のある場合の整合
を示す図である。 １，１″，１１，１２・・・・・・シングルモード光フ
ァイバ、３，３″，３■・・・・・球レンズ、６，１３
，１４・・・・・・金属薄膜。
示す概略図、第２図は球レンズを用いた光ファイバ接続
の概略図、第３図は球レンズと光ファイバを結合する従
来方法を示す図、第４図は本発明にかかるシングルモー
ド光ファイバ整合器の要部を示す縦断面図、第５図は本
発明にかかる整合器と従来のバッドジョイントによる光
ファイバの整合の比較図、第６図は本発明にかかり、接
続すべき光ファイバのパラメータに差のある場合の整合
を示す図である。 １，１″，１１，１２・・・・・・シングルモード光フ
ァイバ、３，３″，３■・・・・・球レンズ、６，１３
，１４・・・・・・金属薄膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シングルモード光ファイバの端面に亘つて金属薄膜
を形成し、上記金属薄膜層に上記端面に沿つて光ファイ
バの光軸中心よりｙ＝ｆ・ｓｉｎδの位置に中心を有す
る円形孔を貫設し、金属薄膜の外表面上に上記円形孔を
介して球レンズを固設して２本の光ファイバを接続する
ようにしたことを特徴とするシングルモード光ファイバ
整合器。 上式においてｙ＝δの傾きを補正した偏心量 ｆ＝球レンズの焦点距離 δ＝光ファイバ光軸に対する端面の傾角 ２ 次式を満足するように接続すべき光ファイバの金属
薄膜の厚さ及び円形孔の半径を調整して夫々の光ファイ
バ間の差或は変化を補正した特許請求の範囲第１項記載
のシングルモード光ファイバ整合器。 ｒ＝√［Ｒ＾２−（ｆ−Ｔ）＾２］ 上式において ｒ＝円形孔の半径 Ｒ＝球レンズの半径 ｆ＝球レンズの焦点距離 Ｔ＝金属薄膜の厚さ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14351778A JPS6057564B2 (ja) | 1978-11-22 | 1978-11-22 | シングルモ−ド光フアイバ整合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14351778A JPS6057564B2 (ja) | 1978-11-22 | 1978-11-22 | シングルモ−ド光フアイバ整合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5570809A JPS5570809A (en) | 1980-05-28 |
| JPS6057564B2 true JPS6057564B2 (ja) | 1985-12-16 |
Family
ID=15340574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14351778A Expired JPS6057564B2 (ja) | 1978-11-22 | 1978-11-22 | シングルモ−ド光フアイバ整合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057564B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0252785U (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-16 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60100705U (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-09 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 光フアイバ−結合装置 |
| JPH07111489B2 (ja) * | 1985-07-15 | 1995-11-29 | 富士通株式会社 | 光分波器 |
| NL8901821A (nl) * | 1988-08-25 | 1990-03-16 | Philips Nv | Reflectiearm bollensconnectordeel. |
| DE58908151D1 (de) * | 1989-05-29 | 1994-09-08 | Siemens Ag | Anordnung zum optischen Koppeln eines elektrooptischen Wandlermoduls mit einem Lichtwellenleiter mittels zweier Linsen. |
-
1978
- 1978-11-22 JP JP14351778A patent/JPS6057564B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0252785U (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5570809A (en) | 1980-05-28 |
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