JPS6296912A - Fixing structure for optical lens - Google Patents
Fixing structure for optical lensInfo
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- JPS6296912A JPS6296912A JP23828685A JP23828685A JPS6296912A JP S6296912 A JPS6296912 A JP S6296912A JP 23828685 A JP23828685 A JP 23828685A JP 23828685 A JP23828685 A JP 23828685A JP S6296912 A JPS6296912 A JP S6296912A
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- optical fiber
- ball lens
- ferrule
- optical
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- Pending
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- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔目次〕
概要
産業上の利用分野
従来の技術(第4図〜第6図)
発明が解決しようとする問題点
問題点を解決するための手段(第1図)作用
実施例(第2図、第3図)
発明の効果
〔概要〕
光ファイバを光デバイスに正確に接続するために、基板
に穴状部分を形成し、この穴状部分の形状を、球レンズ
外周面の2点が基板に対して同一高さに接し、かつこの
2点を結ぶ線を底辺として球レンズ中心と一致する垂線
上に頂点を有する二等辺三角形状にしたものである。[Detailed Description of the Invention] [Table of Contents] Overview Industrial Application Fields Prior Art (Figures 4 to 6) Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems (Figure 1) Effects Embodiment (FIGS. 2 and 3) Effects of the invention [Summary] In order to accurately connect an optical fiber to an optical device, a hole-shaped portion is formed in a substrate, and the shape of this hole-shaped portion is adjusted to match the outer periphery of a spherical lens. Two points on the surface are in contact with the substrate at the same height, and the shape is an isosceles triangle with the line connecting these two points as the base and the apex on the perpendicular line that coincides with the center of the spherical lens.
本発明は光ファイバを使用した光学系の光学レンズの固
定構造に係り、特に球レンズを保持する基板に溝部を設
けてその溝部内に平行光学系を構成する球レンズを保持
するものである。The present invention relates to a structure for fixing an optical lens in an optical system using an optical fiber, and particularly to a structure in which a groove is provided in a substrate for holding a ball lens, and a ball lens constituting a parallel optical system is held within the groove.
光ファイバは光通信等で使用されているが、この光ファ
イバを使用して光を分岐したり、合波したり、遮断した
り特定波長の光を通過させたりするようなことを行うた
めに、第4図に示す如く、平行光学系にし、前記の如き
各種機能を行わせることになる。Optical fibers are used in optical communications, etc., but in order to use these optical fibers to branch, combine, block, or pass light of specific wavelengths. As shown in FIG. 4, a parallel optical system is used to perform the various functions described above.
即ち、光ファイバ21.22間にレンズ23.25を配
置して光を平行光学系にし、この間にハーフミラ−24
を挿入すれば、光ファイバ21から伝送された光をこの
ハーフミラ−24で分岐して、レンズ28でこの分岐光
を集束し、光ファイバ27によりこの分岐光を例えばモ
ニタ装置に導(ことができる、またハーフミラ−24の
代わりにフィルタを使用すれば、特定波長の光を通過し
たり、反射したり、特定波長の光のみを通過させたりす
ることが可能となる。このとき光ファイバ21からの出
力光は、光ファイバ21の屈折率と空気の屈折率の比に
より定まる開口角で広がるので、これをレンズ23で平
行光線にし、レンズ25.28で集束して光ファイバ2
2.27に導くことになる。そしてこの平行光学系を利
用して分岐器や結合器等各種光デバイスを構成すること
ができる。That is, lenses 23 and 25 are arranged between the optical fibers 21 and 22 to make the light into a parallel optical system, and a half mirror 24 is arranged between the optical fibers 21 and 22.
If the optical fiber 21 is inserted, the light transmitted from the optical fiber 21 is split by the half mirror 24, the split light is focused by the lens 28, and the split light is guided to, for example, a monitor device by the optical fiber 27. Also, if a filter is used instead of the half mirror 24, it becomes possible to pass or reflect light of a specific wavelength, or to allow only light of a specific wavelength to pass. The output light spreads at an aperture angle determined by the ratio of the refractive index of the optical fiber 21 to the refractive index of air, so it is made into a parallel beam by the lens 23, focused by the lenses 25 and 28, and sent to the optical fiber 2.
This will lead to 2.27. Using this parallel optical system, various optical devices such as splitters and couplers can be constructed.
この光デバイスを作成する場合、第5図に示す如く、光
ファイバ30を金属製の円筒状のレンズホルダ31・の
一端に挿入固定し、球レンズ32を同じくレンズホルダ
31の他側の開口部に固定する。そしてこのような円筒
状のレンズホルダ31を、第6図18+に示す如く、こ
れまた金属製の保持器33で保持したものを複数用意し
て基板35上に金属製のスペーサ34を介して配置する
。このときレンズホルダ31と31′の光軸11β′を
一致させるため、第6図(blに示す如く、一方のスペ
ーサ34′に傾斜面を形成しておき、このスペーサ34
′の挿入状態を変更する等により光軸1.12’が一致
するように調節したのち、例えばレーザ溶接等の固着手
段により各ホルダ、スペーサ、基板等を固着する。When creating this optical device, as shown in FIG. Fixed to. Then, a plurality of such cylindrical lens holders 31 held by metal holders 33 are prepared and placed on the substrate 35 with metal spacers 34 interposed therebetween, as shown in FIG. 6, 18+. do. At this time, in order to align the optical axes 11β' of the lens holders 31 and 31', as shown in FIG.
After adjusting the optical axes 1 and 12' so that they are aligned by changing the insertion state of the holders, the holders, spacers, substrates, etc. are fixed by a fixing means such as laser welding.
C発明が解決しようとする問題点〕
このように、従来では平行光学系を構成する場合、複数
の部品を組合せてその位置決めを行ってからこれらを固
定するため、光デバイスを組立てるのにかなりの手数と
時間を必要とするという問題があった。平行光学系にフ
ィルタ等を配置して分岐器等を構成する場合、さらにそ
の配置部品数が増加して、はるかに手数がかかるものと
なる。[Problems to be solved by the invention] As described above, conventionally, when constructing a parallel optical system, a plurality of parts are assembled, positioned, and then fixed, so it takes a considerable amount of time to assemble an optical device. There was a problem in that it required a lot of effort and time. When configuring a splitter or the like by arranging a filter or the like in a parallel optical system, the number of parts to be arranged increases further, making it much more troublesome.
本発明の目的は、前記問題点を解決するため、平行光学
系を簡単に構成することができる光学レンズの固定構造
を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an optical lens fixing structure that allows a parallel optical system to be easily constructed.
前記目的を達成するため、本発明では、第1図に示す如
く、基板4に球レンズ3が挿入される二等辺三角形状の
広がり角を有する開口部5と、光導波部品である光ファ
イバ1を保護するフェルール2が挿入される溝部6を形
成する。凹部10における球レンズ30対向側にも同様
の構成の開口部、溝部が形成され、球レンズ3′、光フ
ァイバ1′を保護するフェルール2′が設けられる。In order to achieve the above object, the present invention, as shown in FIG. A groove 6 is formed into which a ferrule 2 is inserted to protect the ferrule. A similar opening and groove are formed on the opposite side of the recess 10 to the ball lens 30, and a ferrule 2' for protecting the ball lens 3' and the optical fiber 1' is provided.
本発明によれば球レンズ3を前記二等辺三角形状の開口
部5に挿入し、光ファイバ1のフェルール2を前記溝部
6内に挿入することによりこれらの正確な位置決めがで
きるので、これらを適宜手段で固着すればよい。なお、
第1図(MlのBで示す如く、フェルール2の幅dより
もd、たけ突出した係上部を形成すれば光ファイバ1と
球レンズ3の位置を、きわめて簡単に、正確に位置決め
することができる。According to the present invention, by inserting the ball lens 3 into the isosceles triangular opening 5 and inserting the ferrule 2 of the optical fiber 1 into the groove 6, these can be accurately positioned. It can be fixed by any means. In addition,
As shown in Fig. 1 (B in Ml), if a protruding portion is formed that protrudes by a distance d greater than the width d of the ferrule 2, the position of the optical fiber 1 and the ball lens 3 can be positioned extremely easily and accurately. can.
本発明の一実施例構成を第2図および第3図により、他
図を参照しながら説明する。The structure of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 and other figures.
第2図は分岐器における本発明の一実施例構成図、第3
図はその製造工程説明図である。Figure 2 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention in a turnout;
The figure is an explanatory diagram of the manufacturing process.
図中、他図と同符号部は同一部分を示し、11は光ファ
イバ、12はフェルール、13は球レンズ、14は基板
、16は溝部、17はミラー、1日は誘電体多層膜、1
9.19′はミラー17が挿入される溝部、20は凹部
である。In the figure, the same reference numerals as in other figures indicate the same parts, 11 is an optical fiber, 12 is a ferrule, 13 is a ball lens, 14 is a substrate, 16 is a groove, 17 is a mirror, 1 is a dielectric multilayer film,
9.19' is a groove into which the mirror 17 is inserted, and 20 is a recess.
光ファイバ11はミラー17から反射される分岐光が伝
導されるものであり、他の光ファイバと同様に接着剤に
よりフェルール12に固定されている。The optical fiber 11 transmits the branched light reflected from the mirror 17, and is fixed to the ferrule 12 with an adhesive like other optical fibers.
基板14は、フェルール2.2′、12が挿入、固定さ
れる溝部6.6′、16、ミラー17が挿入される溝部
19.19′及び凹部20が形成され、例えば後述する
感光ガラスで構成されている。The substrate 14 is formed with grooves 6.6' and 16 into which the ferrules 2.2' and 12 are inserted and fixed, grooves 19 and 19' into which the mirror 17 is inserted, and a recess 20, and is made of, for example, photosensitive glass, which will be described later. has been done.
凹部20には、前記第1図ta+に示したと同じく、球
レンズ3.3′、13が配置される二等辺三角形状の広
がり角を有する開口部が、例えば3箇所形成されている
。これら開口部には係止部Bが形成されフェルールの先
端がこれと係止することにより光ファイバの先端位置決
めを行うことができる。In the recess 20, as shown in FIG. 1 ta+, for example, three openings are formed, each having an isosceles triangular shape in which the ball lenses 3, 3' and 13 are arranged. Locking portions B are formed in these openings, and by locking the tip of the ferrule with the locking portions B, the tip of the optical fiber can be positioned.
ミラー17には、周知の如く誘電体多層膜18が設けら
れ、その材質、層数、膜厚に応じて分岐量を制御するこ
とができる。The mirror 17 is provided with a dielectric multilayer film 18 as is well known, and the amount of branching can be controlled depending on the material, number of layers, and film thickness.
従って、基板14に、第2図ta+に示す如く、フェル
ール2.2′、12にそれぞれ光ファイバ1.1′、1
1を接着固定したのちにこれらフェルール2.2′、1
2を配置し、例えばガラスハンダで固定・する、また球
レンズ3.3′、13をこれまた第2図(alの如く配
置してガラス接着剤で固定する。さらにミラー17を溝
19.19′内に挿入して同様に固定する。Therefore, as shown in FIG.
After fixing ferrules 2.2' and 1 with adhesive,
2 and fix it with glass solder, for example. Also, the ball lenses 3, 3' and 13 are also arranged as shown in FIG. 2 (al) and fixed with glass adhesive. ’ and secure in the same way.
これにより、第2図(blに示す如く、光学系が形成さ
れるので、光ファイバ1からの入力光は球レンズ3によ
り平行光にされたのちミラー17を通過して球レンズ3
′により集束され、光ファイバ1′に導入されるが、そ
の一部はミラー17により反射されて球レンズ13によ
り光ファイバ11に分岐されることになる。As a result, an optical system is formed as shown in FIG.
' and is introduced into the optical fiber 1', but part of it is reflected by the mirror 17 and branched into the optical fiber 11 by the ball lens 13.
なお、第1図(alに示す如く、球レンズ3の焦点距離
はfであってこの部分に光導波部品である光ファイバ1
の先端が位置している。また二等辺三角形状の開口部5
の頂角点Cは球レンズ3の焦点よりも光フアイバ1側に
ある(逆にみれば頂角点Cより球レンズ3の焦点が内側
にある)、そして球レンズ3が開口部5と接する接点位
置は基板4に対して同一高さであり、この接点位置を結
ぶ線を底辺として前記二等辺三角形が形成されることに
なる。そしてその頂点は球レンズ3の中心を通る前記底
辺における垂線上にある。また溝6は球レンズ3の中心
線と平行になるように加工され、球レンズ3の焦点位置
に光ファイバ1、即ち光導波部品の中心が位置し、溝6
は光ファイバ1を保護固定するフェルール2の外形と嵌
合するように加工されている。In addition, as shown in FIG.
The tip of is located. Also, an opening 5 in an isosceles triangular shape
The apex point C of is located closer to the optical fiber 1 than the focal point of the ball lens 3 (on the contrary, the focal point of the ball lens 3 is inside the apex point C), and the ball lens 3 is in contact with the aperture 5. The contact positions are at the same height with respect to the substrate 4, and the isosceles triangle is formed with the line connecting these contact positions as the base. The apex is on a perpendicular line to the base passing through the center of the spherical lens 3. Further, the groove 6 is processed to be parallel to the center line of the ball lens 3, and the center of the optical fiber 1, that is, the optical waveguide component is located at the focal position of the ball lens 3, and the groove 6
is processed so as to fit with the outer shape of the ferrule 2 that protects and fixes the optical fiber 1.
次に、第3図により基板14として感光ガラスを使用し
たときにこれに前記の如き善導6.6′、19.19′
や凹部20を形成する手法について、第3図にもとづき
説明する。Next, when photosensitive glass is used as the substrate 14 as shown in FIG.
A method of forming the recessed portion 20 will be explained based on FIG.
ここで、感光ガラスとしては、例えば金属イオンを増感
剤と2ともに加えて溶解した珪酸塩ガラスが使用される
。このガラスは紫外線に感光し、加熱現像処理により金
属コロイドを生じさらにそれが核となって結晶が成長す
る。この結晶は非常に微細で酸に溶は易く、そのため複
雑な形状の孔、溝、外形など微細な加工が可能であり、
孔にテーパーをつけるとか斜めの孔をあけることもでき
る。Here, as the photosensitive glass, for example, silicate glass in which metal ions and a sensitizer are added and dissolved is used. This glass is sensitive to ultraviolet light, and a heat development process produces metal colloids, which serve as nuclei to grow crystals. These crystals are extremely fine and easily soluble in acid, making it possible to process them into minute shapes such as holes, grooves, and external shapes of complex shapes.
It is also possible to taper the hole or drill the hole at an angle.
■ 感光性の珪酸塩ガラスよりなる基板Gに、前記各部
分のパターンを画いたマスクをのせ、紫外線を照射する
ことにより該ガラス基板内に潜像を作る。(2) A mask with the pattern of each portion described above is placed on a substrate G made of photosensitive silicate glass, and a latent image is created in the glass substrate by irradiating it with ultraviolet rays.
■ 熱処理を行い感光部分つまり潜像部分を結晶化させ
酸に溶は易くする。なお後の結晶化するときの前工程と
して未露出部分にも紫外線を照射する。(2) Heat treatment is performed to crystallize the photosensitive area, that is, the latent image area, making it easier to dissolve in acid. Note that the unexposed portions are also irradiated with ultraviolet rays as a pre-process for later crystallization.
■ 結晶化した部分を酸で溶解除去する。またエツチン
グ時間の調整により孔の深さを調整することができる。■ Dissolve and remove the crystallized portion with acid. Further, the depth of the hole can be adjusted by adjusting the etching time.
■ エツチング処理したものを熱処理により結晶化する
。これによりもはや感光しない、物理的、化学的耐久性
にすぐれたものとなる。■ The etched material is crystallized by heat treatment. This makes it no longer sensitive to light and has excellent physical and chemical durability.
深さの異なる溝をエツチングするとき、最初に深い溝の
みのマスクパターンにより露光して前記の如くエツチン
グ処理を行い、次に浅い溝と深い溝とのマスクパターン
により露光を行い、同様にエツチング処理する。When etching grooves of different depths, first expose with a mask pattern of only deep grooves and perform the etching process as described above, then expose with a mask pattern of shallow grooves and deep grooves, and perform the etching process in the same way. do.
なお前記の例では各部の固定にガラスハンダを使用した
例について説明したが、勿論接着剤を使用することもで
きる。またガラス基板にメッキを施しておけば部分的に
レーザ溶接を行うこともできる。Although the above example uses glass solder to fix each part, it is of course possible to use adhesive. Furthermore, if the glass substrate is plated, it is also possible to perform partial laser welding.
また基板としてはガラスに限定されるものではなく、金
属を使用して同様な溝や凹部を形成したものを使用する
こともできる。Furthermore, the substrate is not limited to glass, but may also be made of metal and have similar grooves or recesses formed therein.
本発明によれば、あらかじめ基板に光ファイバや球レン
ズ等が配置し易いように溝や凹部が形成されているので
、非常に容易に光デバイスを組立てることができる。According to the present invention, since grooves and recesses are formed in advance on the substrate to facilitate placement of optical fibers, ball lenses, etc., it is possible to assemble the optical device very easily.
第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明の一実施例構成図、 第3図は基板の製造工程説明図、 第4図は分岐器の説明図、 第5図はレンズホルダ説明図、 第6図は従来例を示す。 Figure 1 is a diagram of the principle of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention. Figure 3 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the board, Figure 4 is an explanatory diagram of the turnout; Figure 5 is an explanatory diagram of the lens holder. FIG. 6 shows a conventional example.
Claims (1)
光導波部品を設置する溝部(6)を形成し、前記開口部
と溝部の接合部分が球レンズの焦点位置となりこの部分
に光導波体の先端が設定されたことを特徴とする光学レ
ンズの固定構造。[Claims] An opening (5) having a divergence angle in which a spherical lens is disposed on a substrate;
Fixing of an optical lens, characterized in that a groove (6) is formed in which an optical waveguide component is installed, and a joining part between the opening and the groove becomes a focal point of a spherical lens, and the tip of an optical waveguide is set at this part. structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23828685A JPS6296912A (en) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | Fixing structure for optical lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23828685A JPS6296912A (en) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | Fixing structure for optical lens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6296912A true JPS6296912A (en) | 1987-05-06 |
Family
ID=17027931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23828685A Pending JPS6296912A (en) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | Fixing structure for optical lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6296912A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02110425A (en) * | 1988-10-19 | 1990-04-23 | Fujitsu Ltd | Optical circuit element |
US5181216A (en) * | 1990-08-27 | 1993-01-19 | At&T Bell Laboratories | Photonics module apparatus |
US5771323A (en) * | 1996-08-28 | 1998-06-23 | Hewlett-Packard Company | Micro-photonics module |
US5930429A (en) * | 1997-07-01 | 1999-07-27 | Hewlett-Packard Company | Micro-photonics module integrated on a single substrate |
WO2001002889A1 (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Institut National D'optique | Auto-focus micro-lens holder |
JP2004119045A (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Osram-Melco Ltd | Lighting apparatus |
-
1985
- 1985-10-24 JP JP23828685A patent/JPS6296912A/en active Pending
Cited By (6)
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