JPS62115404A - Optical coupler - Google Patents
Optical couplerInfo
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- JPS62115404A JPS62115404A JP25496785A JP25496785A JPS62115404A JP S62115404 A JPS62115404 A JP S62115404A JP 25496785 A JP25496785 A JP 25496785A JP 25496785 A JP25496785 A JP 25496785A JP S62115404 A JPS62115404 A JP S62115404A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光通信および光情報処理に用いられている半
導体レーザからの出射光を光ファイバに結合するための
光通信用および光情報処理用の光結合器に関するもので
ある。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention is applicable to optical communication and optical information processing for coupling emitted light from a semiconductor laser used in optical communication and optical information processing to an optical fiber. This relates to an optical coupler for use.
従来から既に知られている光結合器においては、光ファ
イバの端面からの反射光を防止するために、光ファイバ
の端面を光軸に対し斜めに研■加工するか、あるいは斜
めに研暦加工された光ファイバの端面に反射防止膜の施
されたガラス板(以下、反射防止膜板という)を接着剤
で固定する等の手段が採用されていた。In conventionally known optical couplers, in order to prevent light from being reflected from the end face of the optical fiber, the end face of the optical fiber is polished diagonally with respect to the optical axis, or polished diagonally. A method such as fixing a glass plate coated with an antireflection film (hereinafter referred to as an antireflection film plate) with an adhesive to the end face of the optical fiber has been adopted.
ところで、前者のように光ファイバの端面を光軸に対し
斜めにカットする方法では、この端面での反射による半
導体レーザへの戻り光を低減できるという利点はあるが
、半導体レーザからの出射光を効率よく光ファイバ内へ
取り込むことができず、例えば8度の傾きを有する場合
、10dB以上の結合損失を生ずるという欠点があった
。By the way, the former method, in which the end face of the optical fiber is cut obliquely to the optical axis, has the advantage of reducing the amount of light that returns to the semiconductor laser due to reflection at this end face, but it also reduces the amount of light emitted from the semiconductor laser. It is not possible to efficiently introduce the fiber into the optical fiber, and when the inclination is, for example, 8 degrees, there is a drawback that a coupling loss of 10 dB or more occurs.
このため、通常は後者のように反射防止膜板による手段
を採用している。しかし、この方法では光ファイバの斜
め研暦、この研暦面への反射防止膜板の接着という煩わ
しい作業が必要であるばかりでなく、接着剤を用いてい
るため、熱的環境の変化が激しければ材料の膨張係数の
違い等により、接着部分に剥離や気泡が生じる要因とな
り、耐環境性や長期安定性の面で問題を有していた。For this reason, a means using an anti-reflection film plate is usually adopted as in the latter case. However, this method not only requires the cumbersome work of diagonally grinding the optical fiber and gluing the anti-reflection coating to the surface of the grinder, but also causes drastic changes in the thermal environment because adhesive is used. Otherwise, differences in expansion coefficients of the materials may cause peeling or bubbles to form in the bonded area, resulting in problems in terms of environmental resistance and long-term stability.
また、前記結合損失を低減させうる手段としては、例え
ばアプライド・オプティクス(Appl 1eclOp
tics) 1980年第19巻第2578頁所載の桑
原氏による論文に記載されたテーパ先球ファイバを使う
ものや、実願昭51137440r先球集束性光伝送体
」や実願(整理番号
4580526VO発送日59.7.30)r凸曲面付
ウッドレンズを用いた光結合器」に記載された先球集束
性ロッドレンズを使う手段が挙げられる。これらの光結
合器においては、半導体レーザと光ファイバとの結合効
率がかなり良くなることは既に知られている。例えば、
光ファイバとして単一モードファイバを用いた場合には
、各々3.5dB、2..7dBの結合損失で半導体レ
ーザからの出力光ビームが結合されている。Further, as a means for reducing the coupling loss, for example, applied optics (Appl 1eclOp
tics) 1980, Volume 19, Page 2578, which uses a tapered spherical fiber described in the paper by Mr. Kuwabara, Utility Application 51137440r spherical convergence optical transmitter'' and Utility Application (Reference number 4580526 VO dispatched) An example of this method is to use a converging rod lens with a spherical tip as described in ``Optical coupler using Wooden lens with convex curved surface''. It is already known that in these optical couplers, the coupling efficiency between the semiconductor laser and the optical fiber is considerably improved. for example,
When a single mode fiber is used as the optical fiber, 3.5 dB and 2.5 dB, respectively. .. The output light beams from the semiconductor lasers are combined with a coupling loss of 7 dB.
本発明の目的は上述した問題点に鑑みなされたもので、
反射減衰量とか結合損失等光結合器の基本的な特性を従
来に比べて低下させることなく、光ファイバの斜め研磨
とか接着剤を用いることによる作業の煩雑化、さらには
耐環境性や信頼性の低下という問題を解消しうる光結合
器を提供するにある。The purpose of the present invention was made in view of the above-mentioned problems,
The basic characteristics of optical couplers such as return loss and coupling loss are not degraded compared to conventional ones, and the work is complicated by diagonal polishing of optical fibers and the use of adhesives, as well as environmental resistance and reliability. An object of the present invention is to provide an optical coupler that can solve the problem of a decrease in
本発明の光結合器は、光ファイバの半導体レーザ側に集
束性ロッドレンズを光学的に接触するごとく配置すると
共に、光ファイバの集束性ロッドレンズ側の端面を凸曲
面状に形成しかつ集束性ロッドレンズの光ファイバ側端
面を光軸に対し斜めに形成した構造とし、もって上述し
た目的を達成せんとするものである。In the optical coupler of the present invention, a focusing rod lens is arranged on the semiconductor laser side of an optical fiber so as to be in optical contact with it, and the end surface of the optical fiber on the focusing rod lens side is formed into a convex curved shape, and the focusing rod lens is arranged so as to be in optical contact with the semiconductor laser side of the optical fiber. The rod lens has a structure in which the end surface on the optical fiber side is formed obliquely with respect to the optical axis, thereby achieving the above-mentioned object.
以下、図に示す実施例を用いて、本発明の詳細な説明す
る。Hereinafter, the present invention will be explained in detail using embodiments shown in the drawings.
図は本発明に係わる光結合器の一実施例を示す概略構成
図である。座標系を図示のごとく定める。The figure is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an optical coupler according to the present invention. Define the coordinate system as shown.
Y軸は紙面に垂直に向いている。接合面1を有する半導
体レーザ2は発光面3からの出力光ビーム4の光軸51
がZ軸と平行になるようにヒートシンク5上に融着固定
されている。屈折率分布がほぼ次式で与えられる第1の
集束性ロッドレンズ6は、半導体レーザ2の発光面3に
近接
して配置される端面6aが凸曲面状に研磨されてハる。The Y-axis is oriented perpendicular to the plane of the paper. A semiconductor laser 2 having a junction surface 1 has an optical axis 51 of an output light beam 4 from a light emitting surface 3.
is fused and fixed on the heat sink 5 so that it is parallel to the Z-axis. In the first focusing rod lens 6 whose refractive index distribution is approximately given by the following equation, an end surface 6a disposed close to the light emitting surface 3 of the semiconductor laser 2 is polished into a convex curved shape.
n(r、) −n。1 (f a
lrl’)ここで、nolは中心軸52上の屈折率、a
l は第1の集束性ロッドレンズ6の集束パラメータ
、rl は第1の集束性ロッドレンズ6の中心軸52
からの距離をそれぞれ表わす。n(r,) −n. 1 (f a
lrl') Here, nol is the refractive index on the central axis 52, a
l is the focusing parameter of the first focusing rod lens 6, and rl is the central axis 52 of the first focusing rod lens 6.
Each represents the distance from.
第1の集束性ロッドレンズ6に所定距離離間して配置さ
れた第2の集束性ロッドレンズ7は、その第1の端面7
aが第1の集束性ロッドレンズ6側に面しており、かつ
第1の端面7aと反対側に位胃する第2の端面7bは光
軸に対し斜めに研磨加工されている。この第2の端面7
bは光ファイバ8の端面8aに接触した状態で配置され
ている。A second focusing rod lens 7 arranged a predetermined distance apart from the first focusing rod lens 6 has a first end surface 7 thereof.
The second end surface 7b facing the first focusing rod lens 6 side and opposite to the first end surface 7a is polished obliquely with respect to the optical axis. This second end face 7
b is placed in contact with the end surface 8a of the optical fiber 8.
特に、第2の集束性ロッドレンズ7と光ファイバ8は双
方が一体となって固定されている。また、光ファイバ8
の端面8aは放電加工または研廖加工等によって凸曲面
状に形成されている。In particular, the second converging rod lens 7 and the optical fiber 8 are both fixed together. In addition, optical fiber 8
The end surface 8a is formed into a convex curved surface by electric discharge machining, grinding machining, or the like.
第2の集束性ロッドレンズ7の屈折率分布についても、
はぼ次式で与えられている。Regarding the refractive index distribution of the second focusing rod lens 7,
is given by the following equation.
n (r2) =no2 (l −−32r22)今、
2つの集束性ロッドレンズ6.7に関し、al>a2
、not>no2の条件を満たすように選んだ。つまり
、第1の集束性ロッドレンズ6では開口数を大きくする
ことによって半導体レーザ2からの出力光ビーム4をで
きる限り第1の集束性ロッドレンズ6内に取り込み、第
2の集束性ロッドレンズ7で入射光を光ファイバ8のス
ポ、7 )サイズに緩やかにしぼり込むようにしている
。本実施例では、第1の集束性ロッドレンズ6として、
no、=1.63、al =0.175−2mm。n (r2) = no2 (l −-32r22) now,
For two focusing rod lenses 6.7, al>a2
, not>no2. In other words, by increasing the numerical aperture of the first focusing rod lens 6, as much of the output light beam 4 from the semiconductor laser 2 as possible is captured into the first focusing rod lens 6, and the second focusing rod lens 7 The incident light is gently narrowed down to the size of the optical fiber 8. In this embodiment, as the first focusing rod lens 6,
no, = 1.63, al = 0.175-2 mm.
r、==o、9mm、レンズピッチ0.23ピツチのも
のを使用し、第2の集束性ロッドレンズ7として、no
2=1.59、a2 =0.107−2mm。r, == o, 9 mm, lens pitch 0.23 pitch, and as the second focusing rod lens 7, no.
2=1.59, a2=0.107-2mm.
r2=Q、9mm、レンズピッチQ、20ピ、ソチのも
のを使用した。また、光ファイバ8は、先端の端面8a
の凸曲面の曲率半径が60μm、コア径10mm、カッ
トオフ波長1.1μmの単一モードファイハを使用し、
半導体レーザ2は発振波長が1,3μmのものを使用し
た。このときの結合損失は2.7dBで、従来のものと
同程度の低損失な値が得られた。また、反射減衰量も3
0dB以上が得られ、反射防止膜板を使用した場合と同
等以上であった。r2=Q, 9mm, lens pitch Q, 20pi, and those from Sochi were used. Further, the optical fiber 8 has an end face 8a at the tip.
A single mode fiber with a radius of curvature of the convex curved surface of 60 μm, a core diameter of 10 mm, and a cutoff wavelength of 1.1 μm is used.
The semiconductor laser 2 used had an oscillation wavelength of 1.3 μm. The coupling loss at this time was 2.7 dB, which was about the same low loss as the conventional one. Also, the return loss is 3
0 dB or more was obtained, which was equivalent to or higher than when an antireflection film plate was used.
なお、上述した実施例においては、第2の集束性ロッド
レンズ7の端面7bと光ファイバ8の端面8aとは接触
した状態で配置された構成を示したが、両者は光学的に
接触した構成であればよい。In the above embodiment, the end surface 7b of the second focusing rod lens 7 and the end surface 8a of the optical fiber 8 are arranged in contact with each other. That's fine.
ここで光学的接触とは、光の波長の1/4以内の距離で
面と面とが向かい合っていることをいう。Optical contact here means that two surfaces face each other at a distance within 1/4 of the wavelength of light.
なお、本発明では第1の集束性ロッドレンズ6の代わり
に球レンズを使用しても同様の効果が得られる。In addition, in the present invention, the same effect can be obtained even if a ball lens is used instead of the first focusing rod lens 6.
以上説明したように本発明に係わる光結合器によれば、
反射減衰量はもとより、結合損失等光結合器の基本的な
特性は従来のものと比べ同等以上のものが得られている
。また、実装上光ファイバの先端に反射防止膜板を接着
固定する必要がないので、従来のような接着部分の剥離
、気泡の発生を確実に回避でき、耐環境性、信頼性の増
大を図ることができる。さらに、光ファイバの斜め研磨
とか接着に要する作業の煩雑性もなくすことができ、作
業時間の短縮化を図ることもできる。As explained above, according to the optical coupler according to the present invention,
The basic characteristics of the optical coupler, such as return loss and coupling loss, are equivalent to or better than conventional ones. In addition, since there is no need to adhesively fix an anti-reflection film plate to the tip of the optical fiber during mounting, it is possible to reliably avoid peeling of the adhesive part and generation of bubbles as in the past, improving environmental resistance and reliability. be able to. Furthermore, it is possible to eliminate the complexity of operations required for oblique polishing and bonding of optical fibers, and it is also possible to shorten the working time.
図は本発明に係わる光結合器の一実施例を示す概略構成
図である。
2・・・・・・半導体レーザ、
7・・・・・・第2の集束性ロッドレンズ、7b・・・
・・・第2の端面、8・・・・・・光ファイバ、8a・
・・・・・端面。The figure is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an optical coupler according to the present invention. 2... Semiconductor laser, 7... Second focusing rod lens, 7b...
...Second end surface, 8...Optical fiber, 8a.
·····End face.
Claims (1)
合させる光結合器において、光ファイバの半導体レーザ
側に集束性ロッドレンズを光学的に接触するごとく配置
すると共に、光ファイバの集束性ロッドレンズ側の端面
を凸曲面状に形成し、かつ集束性ロッドレンズの光ファ
イバ側端面を光軸に対し斜めに形成したことを特徴とす
る光結合器。In an optical coupler that couples a light beam emitted from a semiconductor laser to an optical fiber, a focusing rod lens is arranged on the semiconductor laser side of the optical fiber so as to be in optical contact with the optical fiber, and a focusing rod lens is arranged on the focusing rod lens side of the optical fiber. An optical coupler characterized in that an end face is formed into a convex curved shape, and the end face on the optical fiber side of the focusing rod lens is formed obliquely with respect to the optical axis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25496785A JPS62115404A (en) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | Optical coupler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25496785A JPS62115404A (en) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | Optical coupler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62115404A true JPS62115404A (en) | 1987-05-27 |
Family
ID=17272354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25496785A Pending JPS62115404A (en) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | Optical coupler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62115404A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0497987U (en) * | 1990-12-28 | 1992-08-25 | ||
EP0971252A2 (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-12 | Mitsubishi Chemical Corporation | Laser diode module |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP25496785A patent/JPS62115404A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0497987U (en) * | 1990-12-28 | 1992-08-25 | ||
EP0971252A2 (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-12 | Mitsubishi Chemical Corporation | Laser diode module |
EP0971252A3 (en) * | 1998-07-10 | 2001-10-04 | Mitsubishi Chemical Corporation | Laser diode module |
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