JPS63100407A - Optical fiber coupler - Google Patents

Optical fiber coupler

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Publication number
JPS63100407A
JPS63100407A JP10616087A JP10616087A JPS63100407A JP S63100407 A JPS63100407 A JP S63100407A JP 10616087 A JP10616087 A JP 10616087A JP 10616087 A JP10616087 A JP 10616087A JP S63100407 A JPS63100407 A JP S63100407A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
coupler
coupler body
optical
detector
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
Application number
JP10616087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ハロルド・ロバーツ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
A D C FIBER OPUTEIKUSU CORP
Original Assignee
A D C FIBER OPUTEIKUSU CORP
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Filing date
Publication date
Application filed by A D C FIBER OPUTEIKUSU CORP filed Critical A D C FIBER OPUTEIKUSU CORP
Priority to JP10616087A priority Critical patent/JPS63100407A/en
Publication of JPS63100407A publication Critical patent/JPS63100407A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野及び従来技術) 光フアイバカップラは、通常、発光源からの変調光を光
ファイバに供給すると共に、光ファイバからの光を検出
素子に供給するために使用される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention and Prior Art) An optical fiber coupler typically supplies modulated light from a light emitting source to an optical fiber, and also supplies light from the optical fiber to a detection element. used.

そのようなカップラは、光ファイバにより伝搬されるか
又は伝搬されるべき変調光をマルチブレクス又はデマル
チプクスするためにも使用することができる。1982
年11月24日に本発明者により出願された同時係属出
願(出願番号444.499)を参照。
Such couplers can also be used to multiplex or demultiplex modulated light that is or is to be propagated by an optical fiber. 1982
See co-pending application (application number 444.499) filed by the inventor on November 24, 2009.

通常、この種のカップラは数多く使用される場合が多く
、信頼性の高いカップラを最小限の生産工程で大量に低
コストで生産できることが望ましい。また、そのような
カップラは、温度変化の激しい環境下や、カップラの光
学的特性又はアライメントの劣下及び結合機能の劣下を
伴うその他の影響を及ぼす環境下で正常に機能しなけれ
ばならない。
Normally, a large number of couplers of this type are used, and it is desirable to be able to produce highly reliable couplers in large quantities at low cost with a minimum of production steps. Additionally, such couplers must function properly in environments with severe temperature changes and other influences that degrade the optical properties or alignment of the coupler and degrade the coupling function.

光ファイバの端部と発光体及び検出器との間で光を結合
する際の損失を低く抑えるために、カッブラ素子を配置
するときは位置決めを非常に精密に行なわなければなら
ない。この目的のために射出成形技術を採用することが
できるが、カップラ金型の全ての凹部を材料で満たすた
めに側方の加圧作業が必要であるので工程は複雑になる
ことが多い。従って、側方加圧作業を必要とする成形を
避けることができるようなカップラが望ましい。
In order to keep losses low when coupling light between the end of the optical fiber and the emitter and detector, the positioning of the coupler element must be very precise. Injection molding techniques can be employed for this purpose, but the process is often complicated by the need for side pressure operations to fill all recesses in the coupler mold with material. Therefore, a coupler that avoids forming that requires side pressing operations is desirable.

カップラにおいて接続損失をできる限り少なくするため
又は使用に融通性をもたせるために集束、ビーム分割又
は球面収差及びコマ収差の修正を可能にするような光学
的特性も望ましい。
Optical properties that allow focusing, beam splitting, or correction of spherical and coma aberrations to minimize splice losses in the coupler or to provide flexibility of use are also desirable.

(発明の概要) 本発明の教示によれば、光ファイバの端部とそれぞれの
検出器及び発光体との間に1つ又は2つ以上の集束面を
介して光学的結合が構成されるようなカップラが提供さ
れる。カップラを一体のプラスチック部品として成形し
、光ファイバの端部と発光体及び検出器とがあらかじめ
成形された空胴に正確に配置されるように構成すること
により、高い位置精度と、その結果としての精度なアラ
イメントが得られる。ファイバの端部と発光体及び検出
器との間で光を案内する集束面もカップラ本体の凹部と
して成形される。カップラ本体の全ての重要な構成要素
は1回の射出成形工程で形成されるので、低コストで正
確に再現性よくカップラを製造することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the teachings of the present invention, optical coupling is established between the ends of optical fibers and respective detectors and emitters through one or more focusing surfaces. A coupler is provided. By molding the coupler as a one-piece plastic part and configuring it so that the end of the optical fiber and the emitter and detector are precisely positioned in the pre-shaped cavity, high positional accuracy and, as a result, Accurate alignment can be obtained. The focusing surface that guides the light between the end of the fiber and the emitter and detector is also shaped as a recess in the coupler body. All critical components of the coupler body are formed in a single injection molding process, allowing the coupler to be manufactured accurately and reproducibly at low cost.

本発明の好ましい実施例においては、カップラの集束面
は反射被覆膜なしに内面全反射の原理に基づいて作用す
る反射面である。それらの面は、球面収差及びコマ収差
を修正すること又は集束面の配置に融通性をもたせるこ
とが望まれるか否かに応じて非球面又は球面とすれば良
い。いずれの形状をとっても金型のコストはほぼ等しい
。全ての構成要素受入れ空洞をカップラ本体の対向する
面に配置することにより、側面加圧成形を避けることが
できる。集束面は、光ファイバの端部と発光体及び検出
器との間で光路を完全に分離することが望まれる場合に
は分割される。反射面を使用する場合、カップラは、温
度又はその他の効果及び波長の変化に起因する屈折率及
び寸法の変化の影響を受けない。
In a preferred embodiment of the invention, the focusing surface of the coupler is a reflective surface that operates on the principle of total internal reflection without a reflective coating. The surfaces may be aspheric or spherical depending on whether it is desired to correct spherical aberrations and coma or to provide flexibility in the placement of the focusing surfaces. The cost of the mold is approximately the same regardless of the shape. Side pressing can be avoided by locating all component receiving cavities on opposite sides of the coupler body. The focusing plane is split if complete separation of the optical path between the end of the optical fiber and the emitter and detector is desired. When using reflective surfaces, the coupler is not subject to changes in refractive index and dimensions due to temperature or other effects and changes in wavelength.

別の好ましい実施例においては、カップラはビーム分割
面まで延在する溝を含む。溝は、光ファイバの端部がビ
ーム分割面に近接するように光ファイバを受入れ、位置
決めする。一方の光路は光ファイバの端部からビーム分
割面における反射により発光体又は検出器の受入れ空胴
に至る。他方の光路はビーム分割面を介して成形集束面
からの内面全反射により発光体又は検出器の受入れ空胴
に至る。この実施例によれば°カップラ金型の側面加圧
作業は不要である。
In another preferred embodiment, the coupler includes a groove extending to the beam splitting plane. The groove receives and positions the optical fiber such that the end of the optical fiber is proximate to the beam splitting plane. One optical path leads from the end of the optical fiber to the receiving cavity of the emitter or detector by reflection at the beam splitting plane. The other optical path leads via the beam splitting surface to the receiving cavity of the emitter or detector by total internal reflection from the shaped focusing surface. According to this embodiment, there is no need to press the side surface of the coupler mold.

本発明の別の実施例においては、一方の集束面は反射面
であり、他方の集束面は屈折面である。
In another embodiment of the invention, one focusing surface is a reflective surface and the other focusing surface is a refractive surface.

(実施例) 本発明は、反射面又は屈折面の少なくとも2つの光学面
が、光フアイバ端部と発光体又は検出器のような能動素
子との間に物理的に分離される光路を限定するような光
フアイバカップラに関する。
Embodiments The present invention defines an optical path in which at least two optical surfaces, reflective or refractive, are physically separated between an optical fiber end and an active element, such as an emitter or a detector. Regarding optical fiber couplers such as

カップラの反射面又は屈折面は、通常、空気とカップラ
本体を形成するプラスチック材料との界面として形成さ
れる。
The reflective or refractive surface of the coupler is typically formed as an interface between the air and the plastic material forming the coupler body.

第1図に示される本発明の第1の実施例によれば、カッ
プラ本体10は、光ファイバの端部をカップラ本体10
の成形プラスチックとの界面14に配置するように光フ
ァイバ及びコネクタを固着する取付はボート12を有す
る。カップラ本体1oは、通常の用途において好ましく
は発光体又は検出器をそれぞれ1つずつ受入れ、正確に
アライメントするような大きさに形成される空胴16及
び18を含む。
According to a first embodiment of the invention shown in FIG.
The mounting has a boat 12 for securing the optical fibers and connectors for positioning at the interface 14 with the molded plastic. Coupler body 1o includes cavities 16 and 18 that are sized to preferably receive and precisely align one emitter or detector in normal use.

本発明で利用される種類の発光体又は検出器は、センタ
リングされた発光又は検出軌跡を含む。空1416及び
18の中心と、界面14にある光ファイバの端部との間
の光路は楕円面20及び22によりそれぞれ提供される
。それらの楕円面は、内面全反射を達成し且つ反射被N
膜を不要にするために臨界角以上の角度で傾斜して形成
される。楕円面2o及び22は、それぞれ空11m24
及び26の端面としてカップラ本体10の内部に成形さ
れる。そのような非球面は球面収差をなくす。楕円面2
0の場合、その形状は、挿入される発光体により光が照
射されるが又は挿入される検出器が光に応答する箇所で
ある空rf416内の中心点28の位置に楕円の一方の
焦点が異なるように定められる。楕円面20の他方の焦
点は界面14にある光ファイバの端部の位置と一致する
Emitters or detectors of the type utilized in the present invention include centered emission or detection trajectories. The optical path between the centers of voids 1416 and 18 and the end of the optical fiber at interface 14 is provided by ellipsoids 20 and 22, respectively. Those ellipsoids achieve total internal reflection and reflect N
In order to eliminate the need for a membrane, it is formed at an angle greater than the critical angle. Elliptical surfaces 2o and 22 are each empty 11m24
and 26 are molded inside the coupler body 10 as end faces. Such an aspheric surface eliminates spherical aberration. Ellipsoid 2
0, the shape is such that one focus of the ellipse is at the center point 28 in the air rf 416 where the light is emitted by the inserted light emitter or where the inserted detector responds to the light. defined differently. The other focal point of the ellipsoid 20 coincides with the position of the end of the optical fiber at the interface 14.

従って、光路30は光ファイバの端部と中心点28との
間に限定される。中心点28の空胴16に対する光学特
性と同様の特性を有する空胴18に対する点32に立体
楕円の一方の焦点が但なるような大きさに楕円面22が
定められる。楕円面22の立体楕円の他方の焦点は、光
ファイバが界面14まで延在する点にあるので、光路3
4は点32と界面14との間に限定される。楕円面20
及び22を界面14の位置から見た場合、それらは一般
に第4図のセグメント36及び38として見える。セグ
メント36及び38の分割線42に位置を変え、それに
相応してそれぞれの光路30及び34により伝搬される
光のパーセンテージを調節すめために、空胴24の最内
端40の位置を様々に変えることができる。通常の用途
においては、このパーセンテージは各光路について50
%ずつである。
Optical path 30 is thus defined between the end of the optical fiber and center point 28. The ellipsoidal surface 22 is sized such that one focal point of the three-dimensional ellipse is located at a point 32 relative to the cavity 18 that has optical properties similar to those of the center point 28 relative to the cavity 16 . The other focal point of the three-dimensional ellipse of the ellipsoidal surface 22 is at the point where the optical fiber extends to the interface 14, so the optical path 3
4 is defined between point 32 and interface 14. Ellipsoid 20
and 22 when viewed from the location of interface 14, they generally appear as segments 36 and 38 in FIG. Varying the position of the innermost end 40 of the cavity 24 to vary the position of the dividing line 42 of the segments 36 and 38 and correspondingly adjust the percentage of light transmitted by the respective optical paths 30 and 34. be able to. In typical applications, this percentage is 50% for each optical path.
% each.

点28と点32との間のスプリアス光の伝搬を減少させ
るためにそれらの間の光の伝搬をなくすことが望ましい
ならば、空胴24及び26を取付はボート12の軸に関
して90″″離れる位置まで回しても良い。
If it is desired to eliminate light propagation between points 28 and 32 to reduce the propagation of spurious light between them, cavities 24 and 26 may be mounted 90'' apart with respect to the axis of boat 12. You can also turn it to the desired position.

空胴16及び18に供給される光又は受取られる光の間
の界面14での反射によって起こるクロストークを除却
するために、楕円面20及び/又は楕円面22を分割し
ても良い。界面14から楕円面20及び22を見たとき
の分割の状態が第5図に示される。その位置から見たと
き、楕円面22は第5図の視野の左側の部分46と右側
の部分48を占め、楕円面20は第5図の視野の上から
下へ伸びる細い中心部分50を構成する。
Elliptical surface 20 and/or ellipsoidal surface 22 may be segmented to eliminate crosstalk caused by reflections at interface 14 between light provided or received by cavities 16 and 18. The state of division when looking at the ellipsoidal surfaces 20 and 22 from the interface 14 is shown in FIG. When viewed from that position, the ellipsoid 22 occupies the left portion 46 and the right portion 48 of the field of view in FIG. do.

通常、カップラ本体10の材料はGeneral El
ectric CompanyのLEXAN  (登録
商標)などの透明で射出成形可能なプラスチックである
。一般に、透明なアクリルプラスチック又はポリカーボ
ネートプラスチックが特に有用であることがわかってい
る。
Usually, the material of the coupler body 10 is General El.
A clear, injection moldable plastic such as LEXAN® from the electric Company. In general, transparent acrylic or polycarbonate plastics have been found to be particularly useful.

カップラ本体10の内部に空y内面を形成する射出成形
技術は先行技術において良く知られている。
Injection molding techniques for forming hollow interior surfaces within the coupler body 10 are well known in the prior art.

このようなカップラに使用できるプラスチックレンズ又
はその他の形状の光学成形部品を製造している会社は数
社ある。
Several companies manufacture plastic lenses or other shaped optical molded parts that can be used in such couplers.

第2図は、成形プラスチックのカップラ本体60の別の
実施例を示す。カップラ本体60は、光ファイバの端部
が界面64においてセンタリングされるように光ファイ
バ及びコネクタを固着する取付はボート62を含む。そ
れぞれの光路66及び68は光ファイバの端部の界面6
4の中心と、発光体又は検出器を受入れる空胴70及び
72の中心との間に限定される。光路66及び68は全
反射楕円内面74.76及び78により形成される。全
反射楕円内面74.76及び78の楕円は点80におい
て共通の焦点を有し、全反射楕円内面74の他方の焦点
は界面64の光ファイバの端部にある。全反射楕円内面
76の他方の焦点は空胴70の点82にあり、全反射楕
円内面78の他方の焦点は空@72の点84にある。そ
れらの点82及び84は、それぞれの空胴に挿入される
発光体又は検出器により光が照射されるか又は受取られ
る位置である。全反射楕円内面76は点80と点82と
の中間にあり、全反射楕円内面78は点80と点84と
の中間にある。
FIG. 2 shows another embodiment of a molded plastic coupler body 60. Coupler body 60 includes a mounting boat 62 that secures the optical fiber and connector such that the end of the optical fiber is centered at interface 64 . The respective optical paths 66 and 68 are connected to the interface 6 at the end of the optical fiber.
4 and the centers of cavities 70 and 72 that receive the emitters or detectors. The optical paths 66 and 68 are formed by total internal reflection ellipsoidal surfaces 74, 76 and 78. The ellipses of the total internal reflection elliptical surfaces 74 , 76 and 78 have a common focus at point 80 , and the other focus of the total internal reflection elliptical surface 74 is at the end of the optical fiber at the interface 64 . The other focus of the total internal reflection ellipse 76 is at point 82 in the cavity 70 and the other focus of the total internal reflection ellipse 78 is at a point 84 in the cavity 72. These points 82 and 84 are the locations where light is emitted or received by the emitters or detectors inserted into the respective cavities. Total internal reflection elliptical inner surface 76 is located midway between points 80 and 82, and total internal reflection elliptical internal surface 78 is located midway between points 80 and 84.

カップラ本体60を成形する場合、全ての空胴は上面又
は底面に向かって設けられるので、側方からの加圧作業
は不要である。これは、コストの低減及びそのようなカ
ップラの射出成形の精度の向上という点で大きな利点と
なる。
When molding the coupler body 60, all cavities are provided toward the top or bottom surface, so no lateral pressure work is required. This is a major advantage in terms of reduced costs and increased accuracy of injection molding of such couplers.

全反射楕円内面76を形成する空胴の最内端である点8
6の位置は、通常は第4図の透視図に従って、光路66
及び68の間で分割される光のパーセンテージを限定す
る。反射面の分割も第5図に示されるパターンに従って
行なうことができるが、その他のパターンも希望に応じ
て採用することもできる。
Point 8 which is the innermost end of the cavity forming the total reflection elliptical inner surface 76
The position of 6 is usually in accordance with the perspective view of FIG.
and 68. Although the reflective surface can be divided according to the pattern shown in FIG. 5, other patterns can also be adopted as desired.

各光路66.68は2つの相対向する楕円面からの反射
を含むので、各光路の反射面の集束機能をコマ収差及び
球面収差について修正することができる。
Since each optical path 66,68 includes reflections from two opposing ellipsoidal surfaces, the focusing function of the reflective surfaces of each optical path can be corrected for comatic and spherical aberrations.

第3図は、光ファイバの端部と発光体及び検出器を受入
れる空胴との間の光路に内面全反射集束面を利用する第
3の実流例を示す。図示されるように、カップラ本体9
0は、光ファイバの端部をカップラ本体90のプラスチ
ックとの界面94の中心に配置するように、光ファイバ
をその被覆ケーブル及びコネクタを介入してカップラ本
体90に固着する取付はボート92を有する。第1及び
第2の空胴96及び98は、希望に応じて発光体又は検
出器を収容するためにカップラ本体90の内部の取付は
ボート92の両側に設けられる。空胴96及び98の間
の先縁100及び102は、内面全反射コリメータ放物
面104及Tj106と、端面105と、内面全反射集
束放物面108及び110とによりそれぞれ提供される
FIG. 3 shows a third practical example that utilizes an internal total internal reflection focusing surface in the optical path between the end of the optical fiber and the cavity that receives the emitter and detector. As shown, the coupler body 9
0 has a mounting boat 92 that secures the optical fiber to the coupler body 90 with its sheathed cable and connector intervening so that the end of the optical fiber is centered at the interface 94 with the plastic of the coupler body 90. . First and second cavities 96 and 98 are provided on opposite sides of the boat 92 for mounting within the coupler body 90 to accommodate emitters or detectors as desired. Leading edges 100 and 102 between cavities 96 and 98 are provided by total internal reflection collimating paraboloids 104 and Tj 106, end faces 105, and total internal reflection focusing paraboloids 108 and 110, respectively.

内面全反射集束放物面108及び110は集束性を有し
ているため、配置に特にIll約はなく、希望に応じて
光フアイバ端部の界面94から任意の距離に配置するこ
とができる。界面94から見たときの、内面全反射コリ
メータ放物面104及び106により提供される視野の
分割も、第4図及び第5図に関して先に説明した通りに
調整することができる。
Since the internal total reflection focusing paraboloids 108 and 110 have focusing properties, there are no particular restrictions on their placement, and they can be placed at any distance from the interface 94 at the end of the optical fiber as desired. The division of the field of view provided by the total internal reflection collimator paraboloids 104 and 106 when viewed from the interface 94 can also be adjusted as described above with respect to FIGS. 4 and 5.

カップラ本体90の成形にも側方からの加圧作業は不要
である。従って、第3図の実施例のカップラは非常に効
率良く成形することができる。第1図から第3図のカッ
プラは、全ての面が反射面であるために、屈折率、寸法
及び波長の変化の影響を受けない。
Forming the coupler body 90 also requires no lateral pressure work. Therefore, the coupler of the embodiment of FIG. 3 can be molded very efficiently. The couplers of FIGS. 1-3 are insensitive to changes in refractive index, size, and wavelength because all surfaces are reflective.

第6図(^)及び第6図(B)は、光ファイバの端部と
発光体又は検出器を受入れる空胴の位置との間で光を導
くためにビーム分割面を使用する本発明の第2の実施例
を示す。第6図(八)はカップラ本体120の断面図で
あり、第6図(B)は上面122を示す。カップラ本体
120は、通常は光ファイバの端部が誘電体で被膜され
たビーム分割面126に隣接するように光ファイバのみ
が接着される満124を含む。第1図の空胴128はビ
ーム分割面126にすぐ隣接してセンタリングされ、上
面122に向かって開き、光フアイバ端部からビーム分
割面126における反射により光が照射されるか又は受
取られるように発光体(又は検出器)を位置決めする。
Figures 6(^) and 6(B) illustrate the use of a beam splitting surface to direct light between the end of an optical fiber and a cavity location that receives an emitter or detector. A second example is shown. FIG. 6(8) is a sectional view of the coupler body 120, and FIG. 6(B) shows the top surface 122. Coupler body 120 typically includes a filler 124 to which only the optical fiber is bonded such that the end of the optical fiber is adjacent a beam splitting surface 126 coated with a dielectric. Cavity 128 in FIG. 1 is centered immediately adjacent beam-splitting surface 126 and opens toward top surface 122 so that light can be emitted or received from the end of the optical fiber by reflection at beam-splitting surface 126. Position the emitter (or detector).

誘電体被覆膜により与えられるビーム分割機能によって
ビーム分割面126を介して伝搬される光の部分は光路
130を形成する。この光路130は、光路130を検
出器(又は発光体)素子を保持する空胴134の中心に
向かって再び導く集束面132からの内面全反射を含む
The portion of the light that is propagated through the beam splitting surface 126 due to the beam splitting function provided by the dielectric coating forms an optical path 130. This optical path 130 includes total internal reflection from a focusing surface 132 that redirects the optical path 130 towards the center of a cavity 134 holding the detector (or emitter) element.

第6図(八)及び第6図(B)のカップラは、金型に対
する側方からの加圧作業なしに射出成形することができ
る。光フアイバ端部は屈折率整合材料を介してビーム分
割面126に結合することができるが、そのような材料
を使用しなくても良い。第6図(A)及び第6図(B)
の実施例は、空胴128の内部に配置される発光体から
の結合並びに通常は検出器を受入れるために使用される
空胴134への結合を特に効率良く達成する。
The couplers of FIGS. 6(8) and 6(B) can be injection molded without applying any side pressure to the mold. The optical fiber end can be coupled to the beam splitting surface 126 through an index matching material, but such material need not be used. Figure 6 (A) and Figure 6 (B)
The embodiment achieves particularly efficient coupling from the emitter disposed inside the cavity 128 as well as to the cavity 134, which would normally be used to receive a detector.

空胴128及び空胴134は、発光体又は検出器のハウ
ジングを精密に位置決めするためのくぼみ136を含む
Cavities 128 and 134 include recesses 136 for precise positioning of emitter or detector housings.

第7図は、本発明の第3の実施例を示す。図示されるよ
うに、カップラ本体140は、光フィイバ144の端部
をカップラ本体140との界面146に当接して配置す
るようにコネクタの内部の光ファイバ144を受入れる
カップリング142を有する。第1の光路148は、光
ファイバ144の端部から全反射内面150を介して空
胴154の内部の検出器又は発光体アセンブリ 152
まで形成される。第2の光路156は、光フフイバ14
4の端部から屈折面158を介してカップラ本体140
の第2の空胴162の内部の発光体又は検出器アセンブ
リ 160に至る。
FIG. 7 shows a third embodiment of the invention. As shown, the coupler body 140 has a coupling 142 that receives the optical fiber 144 within the connector to position the end of the optical fiber 144 against an interface 146 with the coupler body 140. A first optical path 148 is from the end of the optical fiber 144 through a total internal reflection surface 150 to a detector or emitter assembly 152 inside the cavity 154 .
is formed up to. The second optical path 156 is connected to the optical fiber 14
4 through the refractive surface 158 to the coupler body 140.
to a light emitter or detector assembly 160 inside a second cavity 162 of.

第7図に示されるように、検出器及び発光体は半導体検
出素子又は半導体発光素子からの光を結像するか又は導
くためにレンズ164を利用する集束形のものである。
As shown in FIG. 7, the detector and emitter are of a focusing type that utilizes a lens 164 to image or direct light from the semiconductor detector or emitter.

本発明においては、この実施例に限らず希望に応じて他
の形態の検出器及び発光体を使用することもできる。
The present invention is not limited to this embodiment, and other forms of detectors and light emitters may be used as desired.

全反射内面150及び屈折面158を光ファイバ144
の端部から見ると、第4図及び第5図に関して先に述べ
たような特徴を有する。あるいは、全反射内面150及
び屈折面158は第8図に示されるように分割されても
良く、この場合、部分170は全反射内面150及び屈
折面158のいずれか一方に相当し、部分172は他方
の面に相当する。同様に、第9図のセグメント 114
及び176は、全反射内面150及び屈折面158、又
は指示されるセグメントを形成するのに適切であると思
われるそれらの面の延長を示す。このように反射面及び
屈折面を分割すると、界面146から対向する空胴へ戻
される反射がなくなり、従ってクロストークが低減され
るので有利である。
The total reflection inner surface 150 and the refraction surface 158 are connected to the optical fiber 144.
When viewed from the end, it has the characteristics described above with respect to FIGS. 4 and 5. Alternatively, the total internal reflection surface 150 and the refractive surface 158 may be divided as shown in FIG. Corresponds to the other side. Similarly, segment 114 in FIG.
and 176 indicate the totally reflective inner surface 150 and the refractive surface 158, or extensions of those surfaces as may be appropriate to form the indicated segment. Splitting the reflective and refractive surfaces in this manner is advantageous because it eliminates reflections from the interface 146 back into the opposing cavity, thus reducing crosstalk.

第10図(A)  及び第10図(B)  は、第7図
の実施例の変形例を示す。この場合、反射機能と屈折機
能はカップラ本体184の内部の同心面180及び18
2の間で分割される。第10図(B)  は、光ファイ
バの端部186と、それぞれ発光体又は検出器を受入れ
る空肩188及び190との間の反射光路及び屈折光路
を形成する反射面182及び屈折面180を含むカップ
ラの一部分を示す。第10図(^) は、それらの面を
光ファイバの端部から見た図である。
10(A) and 10(B) show a modification of the embodiment of FIG. 7. FIG. In this case, the reflective and refractive functions are provided by concentric surfaces 180 and 18 inside the coupler body 184.
It is divided between 2. FIG. 10(B) includes a reflective surface 182 and a refractive surface 180 that form reflective and refractive optical paths between an end 186 of the optical fiber and shoulders 188 and 190 that receive emitters or detectors, respectively. A portion of the coupler is shown. FIG. 10(^) is a view of these planes viewed from the end of the optical fiber.

第10図(A)  及び第10図(B)  に示される
実施例も、同様に、光ファイバとの界面における反射に
起因する発光体素子と検出器素子との間のクロストーク
を除却する。
The embodiment shown in FIGS. 10(A) and 10(B) also eliminates crosstalk between the emitter and detector elements due to reflections at the interface with the optical fiber.

上述の全ての実施例において、クロストークの除却のた
めに光ファイバの端部に屈折率整合材料を使用しても良
い。
In all of the embodiments described above, index matching materials may be used at the ends of the optical fibers to eliminate crosstalk.

第7図の全反射内面150と、第10図(A)  及び
第10図(8)  の反射面182とは、それぞれ通常
は上述のような楕円面であり、2つの焦点は光ファイバ
の端部の位置及び検出器又は発光体を受入れる空胴の光
学的中心位置と一致するように設定される。
The total internal reflection surface 150 in FIG. 7 and the reflective surface 182 in FIGS. 10(A) and 10(8) are each normally an elliptical surface as described above, and the two focal points are at the end of the optical fiber. and the optical center position of the cavity receiving the detector or emitter.

屈折面158及び180  は、通常、希望に応じて球
面収差を除去する0artesian 0void  
(デカルト卵形体)である。
Refracting surfaces 158 and 180 are typically 0 artesian 0 void to eliminate spherical aberration as desired.
(Cartesian oval body).

以上、屈折面と共に又は屈折面を含まずに1つ又は2つ
以上の内面全反射集束面を利用し、カップリングを伴な
う光ファイバの端部の中心を発光体素子又は検出器素子
に対して精密にアライメントするために射出成形技術を
使用して容易に成形することができる光フアイバカップ
ラについて説明した。上述の実施例は本発明の単なる例
であり、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって
のみ限定される。
The above utilizes one or more internal total internal reflection focusing surfaces with or without a refractive surface to center the end of an optical fiber with coupling to an emitter element or a detector element. A fiber optic coupler has been described that can be easily molded using injection molding techniques for precise alignment. The embodiments described above are merely examples of the invention, and the scope of the invention is limited only by the appended claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、内面全反射集束面を有する本発明によるカッ
プラの横断面図、 第2図は、内面全反射楕円面を使用し、側方加圧作業を
必要としない金型により製造される第1図とは別のカッ
プラの横断面図、 第3図は、内面全反射放物面を使用し、側方加圧作業を
必要としない金型により製造される第1図とは別のカッ
プラの横断面図、 第4図は、第1図、第2図又は第3図の反射面を上から
見た図、 第5Mは、第1図、第2図又は第3図の反射面の別の形
態を上から見た図、 第6図(八)  及び第6図(B)  は、それぞれ、
結合機能を達成するためにビーム分割面と、内面全反射
集束面とを有する本発明の第2の好ましい実施例による
カップラの横断面図及び平面図、第7図は、結合機能を
達成するために屈折集束面と、内面全反射集束面とを有
する本発明の別の実施例によるカップラの横断面図、 第8図は、本発明の1つ又は2つ以上のカップラと共に
使用される別の集束面を上から見た図、第9図は、本発
明の1つ又は2つ以上のカップラと共に使用される別の
集束面を上から見た図、及び 第10図(A)  及び第10図(B)  は、それぞ
れ、1つの屈折集束面と1つの内面全反射集束面とを有
する本発明による別のカップラの平面図及び断面図であ
る。 10.60.90,120,140,184・・・・・
・カップラ本体、12.62.92・・・・・・取付ボ
ート、1G、18,70,72,96,98,128,
134,154,162,188.190・・・・・・
空胴 20.22  ・・・・・・楕円面 30、34.66、68.100.102.130.1
48.156  ・・・・・・光路74.76.78・
・・・・・全反gA楕円内面104.106  ・・・
・・・内面全反射コリメータ放物面、108.110 
 ・・・・・・内面全反射集束放物面、124  ・・
・・・・)鳥、   142  ・・・・・・カップリ
ング、144  ・・・・・・光ファイバ、 150.182  ・・・・・・全反射内面、158、
180  ・・・・・・屈折面。 FIG、 3 FIG、 4              FIG、 
5FIG、 8                  
 FIG、 9手続ネltl正書 昭和62年5月28日 1、事件の表示 昭和62年特許願第106160号 2、発明の名称 光フアイバカップラ 3、補正をする者 事件との関係    特許出願人 名 称   エイデイシー・ファイバー・オブテイクス
・コーポレーション 4、代理人 住 所  東京都港区南青山−丁目1番1号5、補正命
令の日付(自発) 7、補正の内容 (1)本願明細書の第16頁19行と20行との間に改
行して下記の文章を加入する。 記 「(発明の効果) 前記したように、この発明は、モノリスティックな光透
過性のプラスチックス素材により成形されたブロック体
からなるカップラ本体を備え、このカップラ本体の互い
に相対向する一対の側面に、検出器、発光体ならびに光
ファイバを位置決め配置する凹部を前記カップラ本体と
一体に形成し、少なくとも二つの光学面を前記凹部と同
じ側面における前記カップラ本体の内部に一体形成し、
光ファイバの端部と、それぞれの検出器及び発光体との
間に光学的結合が達成される光路を前記カップラ本体の
内部に形成してなることを特徴とするものであるから、
射出成形技術により成形する構造として最適であり、特
に、カップラ本体の互いに相対向する一対の側面に、検
出器、発光体ならびに光ファイバを位置決め配置する凹
部を前記カップラ本体と一体に形成するものであるため
、成形金型が単純な合わせ金型でよく、これによって成
形精度、成形品の寸法精度が向上し、品質的にすぐれた
成形品を得ることができる作用、効果を奏するものであ
る。J 以上
FIG. 1 is a cross-sectional view of a coupler according to the invention having an internal total reflection focusing surface, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a coupler according to the present invention having an internal total reflection ellipsoid surface, manufactured by a mold that does not require lateral pressing operations. Fig. 3 is a cross-sectional view of a coupler different from Fig. 1, and Fig. 3 is a cross-sectional view of a coupler different from Fig. 1, which uses an internal total internal reflection paraboloid and is manufactured by a mold that does not require lateral pressing work. A cross-sectional view of the coupler; Figure 4 is a top view of the reflective surface in Figure 1, Figure 2, or Figure 3; Figure 5M is a view of the reflective surface in Figure 1, Figure 2, or Figure 3; The top views of another form of , Figure 6 (8) and Figure 6 (B), respectively,
FIG. 7 is a cross-sectional view and a plan view of a coupler according to a second preferred embodiment of the invention having a beam splitting surface and an internal total internal reflection focusing surface for achieving a combining function. FIG. 8 is a cross-sectional view of a coupler according to another embodiment of the present invention having a refractive focusing surface and an internal total internal reflection focusing surface. FIG. A top view of a focusing surface, FIG. 9 is a top view of another focusing surface for use with one or more couplers of the present invention, and FIGS. Figure (B) shows a top view and a cross-sectional view of another coupler according to the invention, respectively, having one refractive focusing surface and one internal total internal reflection focusing surface. 10.60.90,120,140,184...
・Coupler body, 12.62.92...Mounting boat, 1G, 18, 70, 72, 96, 98, 128,
134,154,162,188.190...
Cavity 20.22 ...Ellipsoid 30, 34.66, 68.100.102.130.1
48.156 ・・・・Optical path 74.76.78・
... Full anti-gA elliptical inner surface 104.106 ...
...Internal total reflection collimator paraboloid, 108.110
...Internal total reflection focusing paraboloid, 124...
...) bird, 142 ...coupling, 144 ...optical fiber, 150.182 ...total internal reflection, 158,
180...Refracting surface. FIG, 3 FIG, 4 FIG,
5FIG, 8
FIG, 9 Procedures Netl Official Book May 28, 1985 1, Case Description 1988 Patent Application No. 106160 2, Name of Invention Optical Fiber Coupler 3, Person Making Amendment Relationship to Case Name of Patent Applicant Name ADC Fiber Obtains Corporation 4, Agent address: 1-1-5 Minami Aoyama-chome, Minato-ku, Tokyo Date of amendment order (voluntary) 7. Contents of amendment (1) Page 16, line 19 of the specification of the present application Add the following text with a line break between and line 20. ``(Effects of the Invention) As described above, the present invention includes a coupler body made of a block body molded from a monolithic light-transmitting plastic material, and a pair of mutually opposing side surfaces of the coupler body. a recess for positioning and arranging a detector, a light emitter, and an optical fiber is formed integrally with the coupler body, and at least two optical surfaces are integrally formed inside the coupler body on the same side as the recess;
The coupler is characterized in that an optical path is formed inside the coupler body to achieve optical coupling between the end of the optical fiber and the respective detector and light emitter.
It is most suitable as a structure molded by injection molding technology, and in particular, a recessed portion for positioning and arranging a detector, a light emitter, and an optical fiber is formed integrally with the coupler body on a pair of mutually opposing side surfaces of the coupler body. Therefore, the molding die can be a simple mating die, which improves the molding accuracy and the dimensional accuracy of the molded product, and has the effect of making it possible to obtain a molded product with excellent quality. J or more

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)モノリスティックな光透過性のプラスチックス素
材により成形されたブロック体からなるカップラ本体を
備え、このカップラ本体の互いに相対向する一対の側面
に、検出器、発光体ならびに光ファイバを位置決め配置
する凹部を前記カップラ本体と一体に形成し、少なくと
も二つの光学面を前記凹部と同じ側面における前記カッ
プラ本体の内部に一体形成し、光ファイバの端部と、そ
れぞれの検出器及び発光体との間に光学的結合が達成さ
れる光路を前記カップラ本体の内部に形成してなること
を特徴とする光ファイバカップラ。
(1) Equipped with a coupler body made of a block molded from a monolithic light-transmitting plastic material, and a detector, a light emitter, and an optical fiber are positioned and arranged on a pair of opposing sides of the coupler body. a recess is formed integrally with the coupler body, at least two optical surfaces are integrally formed inside the coupler body on the same side as the recess, and at least two optical surfaces are formed integrally within the coupler body on the same side as the recess, and at least two optical surfaces are formed integrally with the end of the optical fiber and the respective detectors and light emitters. An optical fiber coupler characterized in that an optical path between which optical coupling is achieved is formed inside the coupler body.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51113505A (en) * 1975-03-31 1976-10-06 Nippon Serufuotsuku Kk Multiplex optical fiber communication equipment
JPS5515144A (en) * 1978-07-17 1980-02-02 Mitsubishi Electric Corp Photo circuit element
JPS5953316B2 (en) * 1978-02-06 1984-12-24 東洋エアゾ−ル工業株式会社 Self-propelled aerosol suspension containing fine abrasive powder

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