JPS62105117A - 可変焦点光結合レンズ - Google Patents
可変焦点光結合レンズInfo
- Publication number
- JPS62105117A JPS62105117A JP24538585A JP24538585A JPS62105117A JP S62105117 A JPS62105117 A JP S62105117A JP 24538585 A JP24538585 A JP 24538585A JP 24538585 A JP24538585 A JP 24538585A JP S62105117 A JPS62105117 A JP S62105117A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- laser beam
- bias current
- lens block
- lens
- 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
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光結合レンズに関し、特にレーザダイオード等
の光源または、アバランシェフォトダイオード等の光検
出器と光ファイバを結合するための光結合レンズに関す
る。
の光源または、アバランシェフォトダイオード等の光検
出器と光ファイバを結合するための光結合レンズに関す
る。
従来、この種の光結合レンズを用いた光モジュールは、
光源（または光検出器）、固定焦点のレンズ系および光
ファイバを主な構成要素としていた。
光源（または光検出器）、固定焦点のレンズ系および光
ファイバを主な構成要素としていた。
第３図は、レーザダイオードと光ファイバを光結合した
光モジュールの従来例を示す。
光モジュールの従来例を示す。
レーザダイオード１の光出力窓２と光ファイバ１１のコ
ア部１２は、レンズブロック９の光軸４上に配置されて
いる。レーザダイオード１の光出力窓２から出射したレ
ーザ光３は端面反射を防止するための反射防止膜８を通
って固定焦点のレンズブロック９に入射する。このレン
ズブロック９には種々の形式があり、先球型セルフォッ
クレンズ、共焦点レンズ等が実用されているが、いずれ
も固定焦点のレンズ系で、光ファイバ１１のうち、コア
部分１２に焦点を結ぶように調節されている。
ア部１２は、レンズブロック９の光軸４上に配置されて
いる。レーザダイオード１の光出力窓２から出射したレ
ーザ光３は端面反射を防止するための反射防止膜８を通
って固定焦点のレンズブロック９に入射する。このレン
ズブロック９には種々の形式があり、先球型セルフォッ
クレンズ、共焦点レンズ等が実用されているが、いずれ
も固定焦点のレンズ系で、光ファイバ１１のうち、コア
部分１２に焦点を結ぶように調節されている。
この場合、レーザ光ｌＯをコア部１２上にシャープに結
像させることが極めて重要であり、結合損失はこのレン
ズ系の性能によって決まると言える。
像させることが極めて重要であり、結合損失はこのレン
ズ系の性能によって決まると言える。
そのため従来は個々の光モジュールにつき光パワーの測
定をしながらレンズ系の調整を行ない最少損失となる点
でレンズ系を固定する手法をとっていた。
定をしながらレンズ系の調整を行ない最少損失となる点
でレンズ系を固定する手法をとっていた。
上述した従来の光結合レンズ系は、個々の光モジュール
につき最少損失となるように調整する必要がある上に、
レンズ系を固定した後の温度変動、経年変化等によりレ
ンズ系の焦点距離が変化し、光結合損失も変動するとい
う欠点がある。
につき最少損失となるように調整する必要がある上に、
レンズ系を固定した後の温度変動、経年変化等によりレ
ンズ系の焦点距離が変化し、光結合損失も変動するとい
う欠点がある。
本発明の光結合レンズは、固定焦点のレンズブロー、り
と、前記レンズブロックの入射面に接着され、直流バイ
アス電流の大きさによって屈折率が変る透明な、ｎ型半
導体層とｐ型半導体層からなる２重層を有する。
と、前記レンズブロックの入射面に接着され、直流バイ
アス電流の大きさによって屈折率が変る透明な、ｎ型半
導体層とｐ型半導体層からなる２重層を有する。
このように、印加する直流バイアス電流の大きさによっ
て屈折率が変化する半導体二重層を備えることにより、
光結合レンズの焦点距離が可変となって光モジユール製
造時の個別調整が不要になり、また、レンズ系の温度変
化や経年変化による焦点距離の変化を容易に補正するこ
とができる。
て屈折率が変化する半導体二重層を備えることにより、
光結合レンズの焦点距離が可変となって光モジユール製
造時の個別調整が不要になり、また、レンズ系の温度変
化や経年変化による焦点距離の変化を容易に補正するこ
とができる。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の可変焦点光結合レンズを用いた光モジ
ュールの一実施例の構成図である。
ュールの一実施例の構成図である。
本実施例は、第３図の従来の固定焦点レンズブロック９
の入射面に透明な半導体層５．６からなる半導体二重層
を接着したものである。
の入射面に透明な半導体層５．６からなる半導体二重層
を接着したものである。
レーザダイオード１の光出力窓２から出射したレーザ光
３は、反射防止膜８２を介して透明な半導体二重層に入
射する。この半導体二重層は固有の屈折率をもっている
が、その屈折率は二重層に流れる直流バイアス電流によ
り変化する性質をもっている。具体的には通常のレーザ
ダイオードの発光層と導波層の二重層と同じＩｎＧａＡ
ｇＰとＰ−１ｎＰの二重層等が使用される。それぞれの
半導体層５，６には、直流バイアス電流を流すための電
極７１および７ｚが取付けられている。この半導体二重
層は固定焦点レンズブロック９にやはり反射防止膜８Ｉ
を介して接着されており、レーザ光ｌＯは光ファイバ
１１のコア部１２上に焦点を結ぶ。
３は、反射防止膜８２を介して透明な半導体二重層に入
射する。この半導体二重層は固有の屈折率をもっている
が、その屈折率は二重層に流れる直流バイアス電流によ
り変化する性質をもっている。具体的には通常のレーザ
ダイオードの発光層と導波層の二重層と同じＩｎＧａＡ
ｇＰとＰ−１ｎＰの二重層等が使用される。それぞれの
半導体層５，６には、直流バイアス電流を流すための電
極７１および７ｚが取付けられている。この半導体二重
層は固定焦点レンズブロック９にやはり反射防止膜８Ｉ
を介して接着されており、レーザ光ｌＯは光ファイバ
１１のコア部１２上に焦点を結ぶ。
しかし、一般には焦点距離がややずれるため、光結合レ
ンズとしての最少損失とはならない、この場合、電極７
または７ より注入する直流バイアス電流を変化させ
ることにより、半導体二重層の等価屈折率を変化させ、
固定焦点レンズブロック９への入射光の入射角を微少変
化させることができ、その結果レーザ光ＩＯの焦点位置
を最少損失となるよう調整することができる。
ンズとしての最少損失とはならない、この場合、電極７
または７ より注入する直流バイアス電流を変化させ
ることにより、半導体二重層の等価屈折率を変化させ、
固定焦点レンズブロック９への入射光の入射角を微少変
化させることができ、その結果レーザ光ＩＯの焦点位置
を最少損失となるよう調整することができる。
第２図（ａ）はレーザ光の進路を説明し、それによって
焦点距＃調整の原理を示すものである。第２図（ａ）で
は簡単のため１反射防止膜８．，８Ｊは図示されていな
い、電極？＋、？ｚより注入する直流バイアス電流を一
定値に保った状態で入射したレーザ光３は、各半導体Ｒ
５，６の屈折率およびレンズブロックの屈折率によって
定まる経路（図中実線で示す）をたどるものとする、こ
の状態で電極７ または７ から注入する直流バイアス
電流を変化させると半導体層５，６の屈折率がかわり、
レーザ光は新らしい経路（図中破線で示す）をたどるこ
とになる。その結果、レンズブロック９への入射位置お
よび入射角が変化することが図より明らかである。τ方
、第２図（ｂ）はレンズブロック９内における半径方向
の屈折率分布を示しており、図から判る通り、レンズブ
ロック９においては中・中軸に近い程屈折率が大きくな
っている。その結果、レンズブロック９中でレーザ光屈
折率分布によって決まる弧を画いた後出射することにな
る。この場合、レンズブロック９への入射位置および入
射角が異なると当然レンズブロック９内のレーザ光の軌
跡は異なり、結果として出射したレーザ光１０の結像す
る焦点距離は異なってくる。すなわち、半導体Ｒ５，６
へ加える直流バイアス電流の大きさにより焦点距離の調
整ができるわけである。
焦点距＃調整の原理を示すものである。第２図（ａ）で
は簡単のため１反射防止膜８．，８Ｊは図示されていな
い、電極？＋、？ｚより注入する直流バイアス電流を一
定値に保った状態で入射したレーザ光３は、各半導体Ｒ
５，６の屈折率およびレンズブロックの屈折率によって
定まる経路（図中実線で示す）をたどるものとする、こ
の状態で電極７ または７ から注入する直流バイアス
電流を変化させると半導体層５，６の屈折率がかわり、
レーザ光は新らしい経路（図中破線で示す）をたどるこ
とになる。その結果、レンズブロック９への入射位置お
よび入射角が変化することが図より明らかである。τ方
、第２図（ｂ）はレンズブロック９内における半径方向
の屈折率分布を示しており、図から判る通り、レンズブ
ロック９においては中・中軸に近い程屈折率が大きくな
っている。その結果、レンズブロック９中でレーザ光屈
折率分布によって決まる弧を画いた後出射することにな
る。この場合、レンズブロック９への入射位置および入
射角が異なると当然レンズブロック９内のレーザ光の軌
跡は異なり、結果として出射したレーザ光１０の結像す
る焦点距離は異なってくる。すなわち、半導体Ｒ５，６
へ加える直流バイアス電流の大きさにより焦点距離の調
整ができるわけである。
なお、本実施例においてはレーザダイオードを用いた光
源側について説明したが、ＬＥＤ等の他の光源において
もまた、フォトディテクターとしてＡＰＤ、ＰＩＮダイ
オード等を用いた受光系に対して使用することができる
のは勿論である。
源側について説明したが、ＬＥＤ等の他の光源において
もまた、フォトディテクターとしてＡＰＤ、ＰＩＮダイ
オード等を用いた受光系に対して使用することができる
のは勿論である。
以上説明したように本発明は、印加される直流バイアス
電流の大きさによって屈折率が変化する半導体層と、固
定焦点レンズブロックを組合せることにより、光結合レ
ンズ全体としての焦点距離を可変とし、光モジユール製
造時の個別調整を不要にするとともに、温度変化、経年
変化等によるレーザ光の光軸上の焦点距離変化を電気的
に調整可能とすることができる効果がある０本発明によ
る光結合レンズと先出力計を組合せれば、結合損失を常
に最少に保つ自動制御ループを組むことも可能となる。
電流の大きさによって屈折率が変化する半導体層と、固
定焦点レンズブロックを組合せることにより、光結合レ
ンズ全体としての焦点距離を可変とし、光モジユール製
造時の個別調整を不要にするとともに、温度変化、経年
変化等によるレーザ光の光軸上の焦点距離変化を電気的
に調整可能とすることができる効果がある０本発明によ
る光結合レンズと先出力計を組合せれば、結合損失を常
に最少に保つ自動制御ループを組むことも可能となる。
第１図は本発明の可変焦点光結合レンズを用いた光モジ
ュールの一実施例の構成図、第２図（ａ）は、可変焦点
光結合レンズ内のレーザ光の進路を示す図、第２図（ｂ
）はレンズブロック９の半径方向の屈折率分布をあられ
すグラフ、第３図は光モジュールの従来例の構成図であ
る。 １・・・レーザダイオード、２・・・光出力窓、３．１
０・・・レーザ光、 ４・・・光軸、５．６・・・半
導体層、 ７７ ・・・電極、８８ ・・・反射防
止膜、 ９・・・固定焦点レンズブロック、 １１・・・光ファイバ、 １２・・・コア部。
ュールの一実施例の構成図、第２図（ａ）は、可変焦点
光結合レンズ内のレーザ光の進路を示す図、第２図（ｂ
）はレンズブロック９の半径方向の屈折率分布をあられ
すグラフ、第３図は光モジュールの従来例の構成図であ
る。 １・・・レーザダイオード、２・・・光出力窓、３．１
０・・・レーザ光、 ４・・・光軸、５．６・・・半
導体層、 ７７ ・・・電極、８８ ・・・反射防
止膜、 ９・・・固定焦点レンズブロック、 １１・・・光ファイバ、 １２・・・コア部。
Claims (1)
- 固定焦点のレンズブロックと、前記レンズブロックの入
射面に接着され、直流バイアス電流の大きさによって屈
折率が変る透明なｎ型半導体層とｐ型半導体層からなる
２重層を有する可変焦点光結合レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24538585A JPS62105117A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 可変焦点光結合レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24538585A JPS62105117A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 可変焦点光結合レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62105117A true JPS62105117A (ja) | 1987-05-15 |
Family
ID=17132870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24538585A Pending JPS62105117A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 可変焦点光結合レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62105117A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03256236A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-14 | Hitachi Ltd | 光ピックアップ |
| JPH03283024A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-13 | Hitachi Ltd | 光ピックアップ |
| US5126875A (en) * | 1989-07-19 | 1992-06-30 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical device having a variable refractive index profile |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP24538585A patent/JPS62105117A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5126875A (en) * | 1989-07-19 | 1992-06-30 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical device having a variable refractive index profile |
| JPH03256236A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-14 | Hitachi Ltd | 光ピックアップ |
| JPH03283024A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-13 | Hitachi Ltd | 光ピックアップ |
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