JPS63318508A - Optical fiber coupling module - Google Patents
Optical fiber coupling moduleInfo
- Publication number
- JPS63318508A JPS63318508A JP15466187A JP15466187A JPS63318508A JP S63318508 A JPS63318508 A JP S63318508A JP 15466187 A JP15466187 A JP 15466187A JP 15466187 A JP15466187 A JP 15466187A JP S63318508 A JPS63318508 A JP S63318508A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- light
- face
- reflected light
- coupling module
- 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
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体レーザと光ファイバとの結合モジュール
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser and optical fiber coupling module.
従来の技術
半導体レーザと光ファイバとを結合する場合、半導体レ
ーザから出射される光は、通常的20変種度の広がり角
を持っている。効率よく光ファイバと結合するため、(
1)半導体レーザと光ファイバとの間に集束用レンズを
設置する、(2)光ファイバの先に微小レンズを取シ付
ける、(3)光ファイバの先端をレンズ状に整形する等
の方法が考えられて来た。゛しかしながらいずれの場合
においても、最大の結合効率を得られる位置に光ファイ
バを固定する必要がある。そのため第3図に示すように
、半導体レーザ101から出射された光は球レンズ10
2によシ集束され光ファイバ103のコア部分に入射す
る。光ファイバの先端部を固定するために、一般にセラ
ミック製のフェルール104をを用いフェルール104
と共に固定されている。BACKGROUND OF THE INVENTION When coupling a semiconductor laser to an optical fiber, the light emitted from the semiconductor laser typically has a divergence angle of 20 degrees. In order to efficiently couple with optical fiber, (
Methods include 1) installing a focusing lens between the semiconductor laser and the optical fiber, (2) attaching a microlens to the tip of the optical fiber, and (3) shaping the tip of the optical fiber into a lens shape. It has been thought of. However, in either case, it is necessary to fix the optical fiber at a position where maximum coupling efficiency can be obtained. Therefore, as shown in FIG. 3, the light emitted from the semiconductor laser 101 is transmitted to the ball lens 10.
2 and enters the core portion of the optical fiber 103. In order to fix the tip of the optical fiber, a ceramic ferrule 104 is generally used.
It is fixed with.
ステムは3分割されておりそれぞれステムA1os。The stem is divided into 3 parts, each stem A1os.
ステムB106.ステムC107とすると、ステムA1
otsには電極リード108が貫通されて取付けられて
いる。ステムAlO3とステムB106との位置により
球レンズ102の半導体レーザに対する位置合わせを行
ない固定する。さらにステムB106とステムC107
との位置により光ファイバ103の焦点を結ぶように固
定すると言う方法が採用されて来た。Stem B106. If stem C107 is used, stem A1
An electrode lead 108 is passed through and attached to the ots. The ball lens 102 is aligned and fixed with respect to the semiconductor laser by the positions of the stem AlO3 and the stem B106. Furthermore, stem B106 and stem C107
A method has been adopted in which the optical fiber 103 is fixed so as to be focused depending on its position.
発明が解決しようとする問題点
第3図において光ファイバ103は半導体レーザ1o1
との光の結合効率を最大にするように位置合わせを行っ
た後、固定するが、固定剤としては(1)高分子有脂に
よる接着剤又は半田によシ固定する場合あるいは(2)
溶接によシ固定する場合があるが、どちらの場合も固定
する際に位置が1μm以上移動することがあるため、結
合効率を最大にした結合モジュールを製作するのが困難
であった。Problems to be Solved by the Invention In FIG. 3, the optical fiber 103 is a semiconductor laser 1o1.
After positioning is performed to maximize the light coupling efficiency, the fixing agent is (1) polymeric fat adhesive or solder, or (2) fixing.
In some cases, the parts are fixed by welding, but in either case, the position may shift by 1 μm or more during fixation, making it difficult to manufacture a coupling module with maximum coupling efficiency.
さらに使用中の温度変化によ多結合効率が変化すると言
う問題があった。Furthermore, there is a problem in that the multi-coupling efficiency changes due to temperature changes during use.
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するための技術的な手段は、光ファイ
バの端部を斜めに加工することにより、光ファイバへの
入射光と反射光を分離することと、光ファイバのコア部
分のみを4分の1波長あるいは4分の1波長の奇数倍だ
け凸形状とすることと、加工された光ファイバの端面か
らの反射光を観察することによジ、光集束手段の位置合
わせを行うことにより常に最大結合効率が得られるよう
にフィードバック制御を行うことである。Means for solving the problem The technical means for solving the above problem is to separate the incident light and the reflected light into the optical fiber by processing the end of the optical fiber diagonally. By making only the core portion of the optical fiber convex by a quarter wavelength or an odd multiple of a quarter wavelength, and by observing the reflected light from the end face of the processed optical fiber, light focusing can be achieved. Feedback control is performed so that the maximum coupling efficiency is always obtained by aligning the means.
作 用
この技術的手段による作用は次のようなものである。す
なわち、光ディスク等の光学的ピックアップに見られる
ように、光集束手段の焦点の位置に4分の1波長の高さ
だけ異なった部分を設けることにより反射光は7−リエ
変換された形状となり、たとえば分割された光検出器に
よりプッシュプル法と呼ばれる方法により位置合わせ用
の制御信号が得られる。さらに4分割された光検出器と
光ファイバの端面との間にシリンドリカルレンズを設置
することにより非点収差法により焦点位置合わせ用の制
御信号を得ることができる。Effects The effects of this technical means are as follows. That is, as seen in optical pickups such as optical discs, by providing portions that differ in height by a quarter wavelength at the focal point of the light focusing means, the reflected light has a shape that has been subjected to 7-lier transformation. For example, a control signal for alignment can be obtained using a method called a push-pull method using divided photodetectors. Further, by installing a cylindrical lens between the four-divided photodetector and the end face of the optical fiber, a control signal for focus positioning can be obtained by the astigmatism method.
実施例
以下、本発明の一実施例における光ファイバ結合モジュ
ールを添付図面にもとづいて説明する。Embodiment Hereinafter, an optical fiber coupling module according to an embodiment of the present invention will be explained based on the accompanying drawings.
第1図は、同実施例モジュールの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of the module of the same embodiment.
半導体レーザ1より出射されたレーザ光2はロッドレン
ズ3により集光されて、光ファイバ4のコア部に入射す
る。光ファイバ4の端面は入射光6と反射光6とを分離
するため約10度の傾きを持って斜めに加工されている
。光ファイバからの反射光6は、結像レンズ7とシリン
ドリカルレンズ8を通って、4分割光検出器に入射され
るように構成されている。Laser light 2 emitted from semiconductor laser 1 is focused by rod lens 3 and enters the core portion of optical fiber 4 . The end face of the optical fiber 4 is obliquely processed to have an inclination of about 10 degrees in order to separate the incident light 6 and the reflected light 6. The reflected light 6 from the optical fiber is configured to pass through an imaging lens 7 and a cylindrical lens 8 and enter a four-split photodetector.
光ファイバ4は、たとえば光通信に用いる波長から1.
3μm帯用O7ングルモードファイバの場合、直径が1
26μmφ である、コア部分10の直径は約10μm
である。この光ファイバ4の端面は第2図に示すように
傾き角θ=11°の傾きを持つ平坦部分11と、凸形状
になっているコア部分1oとが形成されている。凸形状
となっているのは光ファイバ4のうちコア部分のみであ
り、凸部の高さは波長λの%もしくは、λ/4 の奇数
倍とする。さらにコア部分1oの周辺の平坦部分11は
一辺が20/Imの四角形となっており、平坦部分より
外側のクラッド部分は四角すい形状12に加工しておく
。The optical fiber 4 has, for example, a wavelength of 1.
In the case of O7 single mode fiber for 3 μm band, the diameter is 1
The diameter of the core portion 10 is approximately 10 μm.
It is. As shown in FIG. 2, the end face of the optical fiber 4 is formed with a flat portion 11 having an inclination angle of θ=11° and a convex core portion 1o. Only the core portion of the optical fiber 4 has a convex shape, and the height of the convex portion is set to be a percentage of the wavelength λ or an odd multiple of λ/4. Further, a flat portion 11 around the core portion 1o is a square with a side of 20/Im, and a cladding portion outside the flat portion is processed into a square pyramid shape 12.
第1図に示すように光ファイバ4は、電磁石あるいはピ
エゾ素子等を用いたアクチュエータ13により3次元の
方向に光ファイバ4を移動制御できるように構成されて
いる。さらに四角すい形状12のクラッドの4つの面に
対向して4個の光検出器14が設置されており、光ファ
イバ4の端面のうち平坦部分11以外に入射光6の焦点
位置が位置ずれをおこした場合、対向する光検出器14
のひとつに入射光6が入射されるように構成されれてい
る。また四角すい形状12のクラッドには入射光をより
多く光検出器に導くため反射膜が形成されてもよい。As shown in FIG. 1, the optical fiber 4 is configured so that its movement can be controlled in three-dimensional directions by an actuator 13 using an electromagnet, a piezo element, or the like. Furthermore, four photodetectors 14 are installed facing the four surfaces of the quadrangular pyramid-shaped cladding 12 to prevent the focal position of the incident light 6 from shifting on the end surface of the optical fiber 4 other than the flat portion 11. If this occurs, the opposing photodetector 14
The structure is such that the incident light 6 is incident on one of the two. Further, a reflective film may be formed on the quadrangular pyramid-shaped cladding 12 in order to guide more incident light to the photodetector.
まず焦点位置合わせの原理であるが、光ファイバ4から
の反射光6はシリンドリカルレンズ8を通して4分割光
検出器9に入射されるが、シリンドリカルレンズ8によ
る非点収差により焦点が合った時には、4分割検出器の
上に真円の像が形成され、4つの位置合わせ信号16は
等しくなる。First, regarding the principle of focus alignment, the reflected light 6 from the optical fiber 4 is incident on the 4-split photodetector 9 through the cylindrical lens 8, but when it is focused due to the astigmatism caused by the cylindrical lens 8, A perfect circular image is formed on the split detector and the four alignment signals 16 are equal.
それより近いか、あるいは遠い場合には、それぞれ9o
度異った隋円の像を形成するため、焦点より近いか遠い
かが判別可能となり、4分割光検出器60対向する2つ
の素子の出力信号の和が等しくなるようにアクチュエー
タにより焦点位置合わせを行うことができる。If closer or further away, 9 o each.
Since images of Sui circles with different degrees are formed, it is possible to determine whether the image is near or far from the focal point, and the focal position is adjusted by the actuator so that the sum of the output signals of the two opposing elements of the 4-split photodetector 60 is equal. It can be carried out.
光ファイバ4の凸形状をしたコア部分1oによる回折パ
ターンは、コア部分と焦点の位置関係で変わる。コア部
分に焦点がある場合、4分割光検出器9で検出される回
折光強度分布は左右対称であるが、焦点がどちらかに偏
ると左右非対称となるため、左右どちら側にずれを生じ
たか判別でき4分割光検出器9の近接する2つの素子の
出力信号の和が等しくなるようにアクチュエータ13に
より位置合わせを行うことが出来る。The diffraction pattern due to the convex core portion 1o of the optical fiber 4 changes depending on the positional relationship between the core portion and the focal point. When the focus is on the core part, the diffracted light intensity distribution detected by the 4-split photodetector 9 is symmetrical, but if the focus is biased to either side, it becomes asymmetrical. Positioning can be performed by the actuator 13 so that the sum of the output signals of two adjacent elements of the four-division photodetector 9 is equal.
さらに光集束手段が外乱等によシ大きく位置ずれを起こ
し、4分割検出器6の位置調整の範囲を超えた場合、光
ファイバ4の端面の平坦部11を、前記位置調整の範囲
より小さくしておくことにより、入射光6の焦点は光フ
ァイバ4の四角すい形状12のいずれかの1辺に入射す
るため、対向して設けられた4つの光検出器14のうち
1素子に光が入射することとなり、4つの粗動用信号1
6の1つから、ずれの方向を修正する制御信号を得るこ
とが出来、アクチュエータ13により、プッシュプル法
による高精度な位置合わせを行うことが出来る位置調整
の範囲まで、光ファイバを引きもどすことが出来る。Furthermore, if the light focusing means is significantly displaced due to disturbance or the like and exceeds the position adjustment range of the 4-split detector 6, the flat portion 11 on the end face of the optical fiber 4 should be made smaller than the position adjustment range. By doing so, the focal point of the incident light 6 is incident on one side of the square pyramid shape 12 of the optical fiber 4, so that the light is incident on one element of the four photodetectors 14 provided facing each other. Therefore, the four coarse movement signals 1
6, a control signal for correcting the direction of deviation can be obtained, and the actuator 13 is used to pull the optical fiber back to a position adjustment range where highly accurate positioning can be performed by the push-pull method. I can do it.
従って、外乱等による光集束手段の位置ずれのうち、大
きなものについては、4つの光検出器14からの粗動用
信号により、さらに焦点及び精度の良い位置合わせにつ
いては、4分割光検出器編からの位置合わせ信号により
それぞれ修正するこ゛とが出来る。Therefore, for large positional deviations of the light focusing means due to disturbances, etc., coarse movement signals from the four photodetectors 14 can be used, and for more accurate focusing and positioning, refer to the 4-split photodetector edition. It is possible to correct each position according to the positioning signal of .
なお波長λの属またはλ/4 の奇数倍だけ光ファイバ
4のコア部分1oだけ凸形状としたのは、凹形状であっ
ても同様の位置合わせ方法を用いることができるが、凸
形状のほうが光ファイバの実効的な開口N、A、を大き
くでき、光の結合効率を大きく出来るためである。Note that the reason why only the core portion 1o of the optical fiber 4 is made convex by an odd number multiple of wavelength λ or λ/4 is that although the same alignment method can be used even if it is a concave shape, it is better to use a convex shape. This is because the effective apertures N and A of the optical fiber can be increased, and the light coupling efficiency can be increased.
また光ファイバ4の端面を斜めに加工することによジ光
ファイバ4からの反射光が半導体レーザ1にもどる量が
小さく出来、半導体レーザ1の発光ノイズを増大させる
ことがない。Furthermore, by processing the end face of the optical fiber 4 obliquely, the amount of reflected light from the optical fiber 4 returning to the semiconductor laser 1 can be reduced, so that the emission noise of the semiconductor laser 1 is not increased.
発明の効果
光ファイバ結合モジュールを製作する場合における、光
学部品取付は時の位置合わせが容易となり、部品固定の
際の位置ずれが結合効率に及ぼす影響を無くすことが出
来る。さらに使用中の温度変化による影響を無くすこと
が出来、高結合効率の安定した光ファイバ結合モジュー
ルが構成できる。Effects of the Invention When manufacturing an optical fiber coupling module, it becomes easy to align the optical components when attaching them, and it is possible to eliminate the influence of positional deviation when fixing the components on the coupling efficiency. Furthermore, the effects of temperature changes during use can be eliminated, and a stable optical fiber coupling module with high coupling efficiency can be constructed.
第1図は本発明の一実施例における光ファイバ3図は従
来の光ファイバ結合モジュールの断面図である。
1・・・・・・半導体レーザ、3・・・・・・光集束レ
ンズ、4・・・・・・光ファイバ、7・・・・・・結像
レンズ、8・・・・・・シリンドリカルレンズ、9・・
・・・・4分割光検出器、13・・・・・・アクチュエ
ータ、14・・・・・・光検出器。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第
3 図 rot−手鼻体レーデ
諌レンズ
先ファイバ
フェルール
ステムA
ステムB
ステムC
電掻リードFIG. 1 shows an optical fiber according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of a conventional optical fiber coupling module. 1... Semiconductor laser, 3... Light focusing lens, 4... Optical fiber, 7... Imaging lens, 8... Cylindrical Lens, 9...
...4-split photodetector, 13... actuator, 14... photodetector. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person
3 Figure rot-hand nose body lede insole lens end fiber ferrule Stem A Stem B Stem C Electric lead
Claims (3)
ド部分に対して4分の1波長もしくは4分の1波長の奇
数倍の高さだけ凸形状となっている光ファイバの端面に
集束させる光集束手段と、前記光ファイバからの反射光
を入射光と分離して取り出す光分離手段と、前記反射光
を用いて前記光集束手段の位置合わせを行う手段とを備
えてなる光ファイバ結合モジュール。(1) Focus the emitted light from a semiconductor laser onto the end face of an optical fiber in which only the core portion is convex with respect to the cladding portion by a height of a quarter wavelength or an odd multiple of a quarter wavelength. An optical fiber coupling module comprising a light focusing means, a light separating means for separating the reflected light from the optical fiber from the incident light, and a means for aligning the light focusing means using the reflected light. .
より入射光と反射光とを光分離する手段とする特許請求
の範囲第1項記載の光ファイバ結合モジュール。(2) The optical fiber coupling module according to claim 1, wherein the optical fiber coupling module is a means for separating incident light and reflected light by tilting the light incident end face of the optical fiber.
記四角すいの4つの斜面に対向する位置に光検出器を設
置し、光検出器からの信号により光集束手段の位置合わ
せを行う特許請求の範囲第1項記載の光ファイバ結合モ
ジュール。(3) A patent in which the light incident end face of the optical fiber is shaped like a square pyramid, a photodetector is installed at a position facing the four slopes of the square pyramid, and the position of the light focusing means is aligned based on the signal from the photodetector. An optical fiber coupling module according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15466187A JPS63318508A (en) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | Optical fiber coupling module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15466187A JPS63318508A (en) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | Optical fiber coupling module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63318508A true JPS63318508A (en) | 1988-12-27 |
Family
ID=15589123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15466187A Pending JPS63318508A (en) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | Optical fiber coupling module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63318508A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6529535B2 (en) * | 2000-02-01 | 2003-03-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser diode module |
-
1987
- 1987-06-22 JP JP15466187A patent/JPS63318508A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6529535B2 (en) * | 2000-02-01 | 2003-03-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser diode module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR900008380B1 (en) | Optical head apparatus | |
US20070258148A1 (en) | Light quantity distribution control element and optical apparatus using the same | |
JP2001100145A (en) | Laser marker | |
JPS59149315A (en) | Optical apparatus for semiconductor laser | |
US5031991A (en) | Optical coupling circuit element | |
JPH02115814A (en) | Light beam scanning device | |
JPS6111947A (en) | Optical head device | |
JPS60150016A (en) | Adjusting and assembling device for lens system | |
JPS63318508A (en) | Optical fiber coupling module | |
JPS63229640A (en) | Optical head device | |
JPS59231736A (en) | Focus and tracking error detector | |
JPH0544643B2 (en) | ||
JPS63228421A (en) | Automatic focusing device | |
JPS5973712A (en) | Flatness measuring device | |
CN115046744B (en) | Focal plane detection and inclination adjustment method and device based on SLM (Selective laser melting) generated light spot lattice | |
JP2000162409A (en) | Solid immersion lens and its manifacture | |
JPS6139240A (en) | Focus detector | |
JP2501117B2 (en) | Method for adjusting relative position between semiconductor laser chip and lens | |
JP2709090B2 (en) | Waveguide type optical head | |
JPH09211274A (en) | Manufacture of laser diode module | |
JPS6350920A (en) | Optical head with optical axis adjusting device | |
JPH0461636A (en) | Optical head | |
JPH04167236A (en) | Optical disk apparatus | |
JPH11339297A (en) | Optical pickup | |
JPS6117232A (en) | Optical head device |