TWI410688B - 光元件以及透鏡組件 - Google Patents

Description

光元件以及透鏡組件

本發明是有關於光通信系統中所使用的光合分波器(optical multiplexer/demultiplexer)、光頻隔離器(optical isolator)、光循環器(optical circulator)、光開關(optical switch)、光增益均衡器(optical gain equalizer)等光元件、以及上述光元件中所使用的透鏡組件。

作為光元件，眾所周知有如下的光元件(例如下述之專利文獻1~4)，即，製作2個毛細管．透鏡組件，上述毛細管．透鏡組件是藉由黏接劑等而固定於共同固定有光纖(optical fiber)的端部的毛細管(ferrule tube)與透鏡的套筒(sleeve)，利用使透鏡彼此隔著光功能零件(濾光器、光頻隔離器芯等)而對向的方式，再藉由黏接劑等而將上述組件固定於收容構件(圓筒構件及箱構件)的內部。透鏡具有如下功能：將自光纖所射出的光變為平行光，對平行光進行聚光後使平行光入射至光纖。作為透鏡使用有：折射率分佈型的圓柱狀透鏡(所謂的GRIN透鏡：較多的情形是一端為與光軸正交的垂直面，另一端為傾斜面)、將具有相同曲率中心的2個部分球面狀的透鏡面設置於兩端的折射率均勻的透鏡(即所謂的鼓形透鏡(drum lens))、將部分球面狀的透鏡面設置於其中一端的折射率均勻的圓柱狀透鏡(所謂的C透鏡：較多的情形是另一端為傾斜面)、以及非球面透鏡等。

又，於下述專利文獻5中，為了可以在光纖與透鏡之間調整光軸，製作有：將固定著光纖端部的毛細管(ferrule)埋設於套筒的凹狀部的毛細管組件、及將透鏡固定於圓筒狀襯套內的透鏡組件。對毛細管組件與透鏡組件的相對位置進行調整，並進行光纖與透鏡之間的光軸調整後，使套筒的端面與圓筒狀襯套的端面相互固定。將光纖的前端面以及保持上述前端面的毛細管的端面研磨成球面狀，並利用套筒來對毛細管進行加壓。藉此，使光纖的前端面與透鏡的入射/出射面進行PC接觸(Physical Contact)。作為透鏡，可以使用GRIN透鏡。又，作為光功能零件的濾波器，其可以固定在不同於透鏡組件的其他構件(基座構件7b,base component)上，且介裝於相向的透鏡組件之間。

又，於下述專利文獻6中，將帶通濾波器(bandpass filter)、光頻隔離器等各種光學零件固定於外徑尺寸一致的各個圓筒狀套筒中以製作多個元件(element)。並且，藉由形成於各元件的圓筒狀套筒的用於對準位置的標識(marker)，而使各元件相互對準並積層固定(圓筒狀本體)。繼而，於X、Y、Z軸方向上對毛細管組件(ferrule assembly)的光軸進行調整後，將上述毛細管組件固定於以上述方式製成的圓筒狀本體的一端，並且於X、Y、Z軸方向上對具有球面透鏡的元件的光軸進行調整後，將上述具有球面透鏡的元件固定於圓筒狀本體的另一端。進而，在X、Y、Z軸方向上對毛細管組件(ferrule assembly)的光軸進行調整後再固定上述毛細管組件。又，作為上述元件，揭示有如下者(專利文獻6的圖2A)，即，將壓入固定到透鏡架中的非球面透鏡與帶通濾波器固定於圓筒狀套筒中的元件。

[專利文獻1]日本專利特開2002－182061號公報[專利文獻2]日本專利特開2003－344697號公報[專利文獻3]日本專利特開2005－10372號公報[專利文獻4]日本專利特開2005－24928號公報[專利文獻5]日本專利特開2004－271894號公報[專利文獻6]日本專利特開2003－121681號公報

在使透鏡彼此隔著光功能零件而對向，且將2個毛細管．透鏡組件固定於收容構件的內部而構成的光元件中，對於各毛細管．透鏡組件而言，較多的情形是入射出射的光的光軸與套筒的中心軸不一致。因此，在將各毛細管．透鏡組件插入至預先固定著光功能零件的收容構件內部的狀態下，為了達到最佳的光學調芯狀態，而必須調整各毛細管．透鏡組件的位置。繼而，為了可以對上述各毛細管．透鏡組件的位置進行調整，必須確保於各毛細管．透鏡組件的套筒的外周與收容構件的內周之間具有較大的間隙(直徑差)。其結果，當藉由黏接劑而將各毛細管．透鏡組件的套筒的外周固定於收容構件的內周時，存在如下情形：即，較多量的黏接劑進入上述間隙，且因上述黏接劑的硬化收縮或經年累月的劣化而導致作為完成品的光元件在光學特性或耐候性等性能方面無法獲得高的可靠性。

尤其，近年來於光通信領域中，伴隨著多媒體資訊社會的進展，高速度光通信、分波多工通信(WDM,wavelength division multiplex)、高密度分波多工通信(DWDM,dense wavelength division multiplex)等的必要性提高，對於上述通信系統中所使用的光元件而言，在入射出射更高能量的光的條件下，更加要求可靠性的提高。若於上述光元件中使用較多量的黏接劑，則因高能量的入射出射光而導致光元件溫度上升，隨之將增大黏接劑的熱劣化的可能性。又，當黏接劑處於入射出射光的光路中時，根據上述條件亦可以預想到：黏接劑有可能無法承受所入射出射的光的高能量，而引起燒損等破損。

又，由於透鏡與套筒、套筒與收容構件是分別各自相互固定，因此，當因各構件的熱膨脹量或收縮量的差而引起的應力集中到透鏡上時，折射率發生部分變化，從而導致光學特性的破壞。

又，專利文獻5的光元件中，分別獨立地組合著2個透鏡與光功能零件(濾波器)。若再包括左右的基座構件(7a、7b)與左右的毛細管組件，則上述專利文獻5的光元件為積層總共6個元件且相互固定的構造。而且，在將毛細管組件的套筒的端面接合至透鏡組件的圓筒狀襯套的端面的狀態下，光纖的前端面與透鏡的入射出射面進行PC接觸，又，光纖的前端面與濾波器(17)之間的軸方向距離是取決於透鏡及圓筒狀襯套與基座構件(7a、7b)的軸方向尺寸。因此，不僅調芯作業較為繁瑣，而且對各元件的位置進行調整的自由度較少。為了獲得最佳的光學調芯狀態，必須高精度地對各元件的構成零件進行加工。其結果，製造成本變高。

在專利文獻6的光元件中，將包括帶通濾波器、光頻隔離器等各種光學零件的多個元件的各圓筒狀套筒形成為相同的外徑尺寸，且利用各圓筒狀套筒的外徑尺寸的標識來進行位置對準，由此可以獲得各種光學零件的光學調芯狀態。因此，必須對各圓筒狀套筒的外周與內周的同軸度或軸方向尺寸、以及相對於各圓筒狀套筒的各光學零件的固定位置進行高精度地控制，因此，製造成本變高。

有鑑於此，本發明的目的在於提供一種在光學特性及耐候性等性能方面可以獲得高可靠性的光元件。

本發明的其他目的在於提供一種可以降低製造成本的光元件。

為了解決上述問題，本發明提供一種光元件，該光元件包括：第1毛細管組件，具有插入固定著光纖的毛細管、及保持上述毛細管的保持構件；第2毛細管組件，具有插入固定著光纖的毛細管、及保持上述毛細管的保持構件；以及透鏡組件，具有隔著空隙而與第1毛細管組件的光纖的前端對向的第1透鏡、隔著空隙而與第2毛細管組件的光纖的前端對向的第2透鏡、介裝於第1透鏡與第2透鏡之間的光功能零件、以及收容上述零件的收容構件，其中，於收容構件的一端面上固定著第1毛細管組件的保持構件，於收容構件的另一端面上固定著第2毛細管組件的保持構件。

本發明的光元件具有以下結構，即，在收容著第1透鏡、第2透鏡以及光功能零件的透鏡組件的收容構件的兩端面上，分別固定著第1毛細管組件與第2毛細管組件。因此，對於透鏡組件而言，將第1毛細管組件與第2毛細管組件的位置調整到最佳的光學調芯狀態時，毛細管組件向調整位置的移動不會受到收容構件的內周的限制。因此，與先前的光元件相比，無須於收容構件的內周側確保用以調芯的較大間隙，並且可以減少固定透鏡及光功能零件所須的黏接劑的量。藉此，可抑制因黏接劑的硬化收縮及經年累月的劣化所導致光元件的光學特性及耐候性等的下降，並且可以構建高可靠性的光元件。又，由於相對於透鏡組件而言，第1毛細管組件及第2毛細管組件的位置調整的自由度較大，因此，不需對各構成零件進行必要的高精度加工，亦可以獲得最佳的光學調芯狀態。並且，亦可以容易地進行上述調芯作業。藉此，可以降低製造成本。

此處，光功能零件是濾光器(帶通濾波器、長波長透射/反射濾波器、短波長透射/反射濾波器、修正用增益均衡濾波器等)或光頻隔離器芯(optical isolator core)等。

第1透鏡與第2透鏡可具有如下功能：分別將自光纖所出射的光變為平行光，且對平行光進行聚光後，使上述平行光入射至光纖。又，第1透鏡與第2透鏡亦可以為上述GRIN透鏡、鼓形透鏡、C透鏡、或非球面透鏡，但較好的是，其中一方或雙方是將球面透鏡的一部分加工成平面部而製成的透鏡(以下，將以上述方式而製成的透鏡稱為「半球狀透鏡」)。該半球狀透鏡具有上述平面部、及仍保留著球面透鏡的球面的一部分的球面部(部分球面)。較好的是，自球面部的球面頂點通過曲率中心後到達平面部的線段的長度(L)與球面部的曲率半徑(R：球面透鏡的半徑)相同，或著長度(L)大於上述球面部的曲率半徑。藉此，由於在球面部與平面部的邊界上不會形成銳角部，因此，半球狀透鏡不易產生缺損等損傷，並且可以容易地使用鋏子(pincette)等把持夾具來進行操作。再者，平面部為與上述線段正交的面。

上述半球狀透鏡與GRIN透鏡等相比，具有如下優點：僅改變球面部的曲率半徑(R：球面透鏡的半徑)、或上述線段的長度(L)等透鏡形狀及素材(材料的種類及組成)，即可容易地變更半球狀透鏡的光學特性。又，由於可以高精度地製作作為素材的球面透鏡，因此，對該球面透鏡進行加工而獲得的半球狀透鏡的精度較高，且可以廉價地製作。

對於上述半球狀透鏡而言，較好的是以使平面部與毛細管組件的光纖的前端對向的方式進行配置。更好的是，以使平面部與光纖的光軸正交的方式進行配置。上述半球狀透鏡與具有相同折射率與相同焦距的鼓形透鏡相比，可以增大與光纖的前端之間的空隙量，因此，可以有效地降低反射光對光纖的影響。又，以使平面部與光纖的光軸正交的方式來配置半球狀透鏡，藉此，於上述平面部處可以防止或抑制透過上述透鏡的光因折射而導致的光軸的斜率偏移。

上述半球狀透鏡可以直接固定於透鏡組件的收容構件，但較好的是固定於具有貫通孔的透鏡架(lens holder)。具體而言，在將半球狀透鏡的球面部抵接至透鏡架的貫通孔的一端側緣部的狀態下，藉由黏接劑等而將半球狀透鏡固定於透鏡架。使半球狀透鏡的球面部抵接至透鏡架的貫通孔的一端側緣部，藉此可以容易地使半球狀透鏡的球面部的曲率中心與透鏡架的貫通孔的中心一致。再者，於可以獲得上述調芯作用的範圍內，適當地決定透鏡架的貫通孔的大小及形狀。例如，作為貫通孔的形狀，可以採用圓形、正多邊形(正三角形、正方形、正六邊形等)。

又，控制透鏡架的外周與貫通孔的中心的同軸度、及端面與外周的垂直度，並利用黏接劑等而將上述經控制的透鏡架固定於收容構件，藉此，可以使固定於上述透鏡架的半球狀透鏡的曲率中心與收容構件的中心軸一致或大致一致。藉此，可以易於進行之後的毛細管組件的調芯作業。又，此時，半球狀透鏡固定於透鏡架的一端側，而並非直接固定於收容構件。因此，即使於半球狀透鏡、透鏡架、以及收容構件的相互之間產生熱膨脹量或收縮量的差，破壞光學特性的應力亦不會作用於半球狀透鏡。

光功能零件可以固定於上述透鏡架的另一端側。例如，可採用如下的組裝方法來簡化組裝作業，上述組裝方法是指：預先製作於透鏡架的一端側固定著半球狀透鏡，且於另一端側固定著光功能零件的安裝體。將上述安裝體收容於收容構件中，且對上述安裝體的位置進行調整之後，再將透鏡架固定於收容構件。又，由於透鏡架的貫通孔為光路，因此，即使藉由黏接劑而將光功能零件固定於透鏡架時，上述黏接劑亦不會進入至光路中。進而，控制透鏡架的光軸方向的厚度，藉此可以簡單且精確地對半球狀透鏡與光功能零件之間的距離進行設定。

又，為了解決上述問題，本發明提供一種透鏡組件。該透鏡組件包括：將球面透鏡的一部分加工成平面部而製成的透鏡、具有貫通孔的透鏡架、以及收容上述零件的收容構件；且在透鏡的球面部抵接至透鏡架的貫通孔的一端側緣部的狀態下，使透鏡固定於上述透鏡架。

於上述構成中，較好的是，此透鏡是以透鏡的平面部與收容構件的一端面平行的方式而配置。

又，亦可以與透鏡架的另一端側鄰接的方式，使光功能零件收容於收容構件中。此時，亦可將光功能零件固定於透鏡架的另一端側。再者，也可將透鏡架固定於收容構件中。

又，亦可以與光功能零件依序鄰接的方式，使具有貫通孔的第2透鏡架與將球面透鏡的一部分加工成平面部而製成的第2透鏡收容於收容構件中。並且，在第2透鏡的球面部抵接至第2透鏡架的貫通孔的另一端側緣部的狀態下，第2透鏡固定於上述第2透鏡架。此時，亦可以將第2透鏡架固定於收容構件中。又，較好的是，第2透鏡亦可以第2透鏡的平面部與收容構件的另一端面平行的方式來配置。

如利用本發明，可以提供一種於光學特性及耐候性等性能方面獲得高可靠性的光元件。

又，如利用本發明，可以提供一種降低製造成本且更廉價的光元件。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

以下，參照圖式來對本發明的實施形態進行說明。

圖1表示第1實施形態的光元件1的概略構成。該光元件1組合了單芯的準直器與2芯的準直器，且可以用於分波多工通信(WDM)等。

光元件1是以第1毛細管組件2、第2毛細管組件3、以及透鏡組件4為主要的要素而構成的。

第1毛細管組件2包括：玻璃製的毛細管6，於單芯的內孔中藉由黏接劑而固定著1根光纖5；及玻璃製的保持套筒7，同軸狀地外插至毛細管6的外周且藉由黏接劑等而固定。將光纖5的前端面5a及毛細管6的前端面6a研磨加工成相對於光纖5的光軸為傾斜的相同傾斜面。藉此，可抑制光纖5的前端的反射光。又，於光纖5的前端面5a上形成著抗反射膜(antireflection film)。保持套筒7的一個端面7a形成在與光纖5的光軸正交的面上，例如以如下精度對端面7a的垂直度(perpendicularity)進行控制，上述精度是指：相對於以光纖5的光軸為法線的幾何學理想平面為±0.5度或±0.5度以下，較好的是±0.1度或±0.1度以下。

第2毛細管組件3包括：玻璃製的毛細管10，於雙芯的內孔中分別藉由黏接劑而固定著兩根光纖8、9；及玻璃製的保持套筒11，同軸狀地外插至毛細管10的外周且藉由黏接劑等而固定。將光纖8、9的前端面8a、9a以及毛細管10的前端面10a研磨加工成相對於光纖8、9的光軸為傾斜的相同傾斜面。藉此，可抑制光纖8、9的前端的反射光。又，於光纖8、9的前端面8a、9a上形成著抗反射膜。保持套筒11的一個端面11a形成在與光纖8、9的光軸正交的平面上，例如以如下精度對端面11a的垂直度進行控制，上述精度是指：相對於以光纖8、9的光軸為法線的幾何學理想平面為±0.5度或±0.5度以下，較好的是±0.1度或±0.1度以下。

透鏡組件4以下述元件為主要的構成要素：隔著空隙而與第1毛細管組件2的光纖5的前端面5a對向的第1透鏡12；隔著空隙而與第2毛細管組件3的光纖8、9的前端面8a、9a對向的第2透鏡13；介裝於第1透鏡12與第2透鏡13之間的光功能零件，例如為濾波器，尤其是帶通濾波器14；以及收容上述零件的玻璃製的收容套筒15。

如圖2中的放大圖所示，於本實施形態中，第1透鏡12是將球面透鏡的一部分加工成平面部而製成的透鏡(半球狀透鏡)，且第1透鏡12具有：藉由研磨加工等將球面透鏡的一部分切除而成的平面部12a；以及球面透鏡的剩餘部分，即球面部12b。自球面部12b的球面頂點通過曲率中心(O1：球面透鏡的球面中心)後到達平面部12a的線段的長度(L1)，其大於球面部12b的曲率半徑(R1：球面透鏡的半徑)。又，第2透鏡13亦是將球面透鏡的一部分加工成平面部而製成的透鏡(半球狀透鏡)，且第2透鏡13具有：藉由研磨加工等將球面透鏡的一部分切除而成的平面部13a；以及球面透鏡的剩餘部分，即球面部13b。自球面部13b的球面頂點通過曲率中心(O2：球面透鏡的球面中心)後到達平面部13a的線段的長度(L2)，其大於球面部13b的曲率半徑(R2：球面透鏡的半徑)。再者，於本實施形態中，第1透鏡12與第2透鏡13具有如下的關係，即，上述線段的長度(L1、L2)及曲率半徑(R1、R2)相同(L1＝L2、R1＝R2)；上述線段的長度(L1、L2)與曲率半徑(R1、R2)為L1(L2)＝1.2×R1(R2)。

第1透鏡12與第2透鏡13例如由折射率均勻的光學玻璃所構成，作為上述光學玻璃，可列舉：折射率為1.7或1.7以上的MK－18(日本電氣硝子株式會社製)、以及折射率為1.9或1.9以上的RH－21(日本電氣硝子株式會社製)等。再者，例如，藉由MK－18而形成且具有L1(L2)＝1.2×R1(R2)關係的第1透鏡12與第2透鏡13，其與具有相同折射率與相同焦距的鼓形透鏡相比，可以將與光纖前端之間的空隙量增大約3.7倍左右，因此可以將向光纖反射的光減少至1/10或1/10以下。又，於第1透鏡12與第2透鏡13的平面部12a、13a及球面部12b、13b中的光會通過的部分處形成著抗反射膜。

第1透鏡12隔著第1透鏡架16(lens holder)而固定於收容套筒15。第1透鏡架16藉由玻璃、金屬、或陶瓷等(於本實施形態中為玻璃)而形成為圓形環狀或圓筒狀，於上述第1透鏡架16的中心部具有圓形的貫通孔16a。第1透鏡12於其球面部12b抵接至第1透鏡架16的貫通孔16a的一端側緣部的狀態下，藉由黏接劑而固定於第1透鏡架16的一端側。使第1透鏡12的球面部12b抵接至第1透鏡架16的貫通孔16a的一端側緣部，藉此可以容易地使球面部12b的曲率中心(O1)與第1透鏡架16的貫通孔16a的中心一致。第1透鏡架16控制其外周與貫通孔16a的中心的同軸度、及端面與外周的垂直度，並且藉由黏接劑而將第1透鏡架16的外周固定於收容套筒15的內周。將第1透鏡12固定於上述經控制的第1透鏡架16上，藉此，可以在將第1透鏡架16固定於收容套筒15的內周的狀態下，使第1透鏡12的球面部12b的曲率中心(O1)與收容套筒15的內周的中心軸一致或大致一致。又，第1透鏡12固定於第1透鏡架16的一端側而並未直接固定於收容套筒15的內周，因此，即使第1透鏡12與收容套筒15或第1透鏡架16之間產生熱膨脹量或收縮量的差，破壞光學特性的應力亦不會作用於第1透鏡12。

第2透鏡13隔著第2透鏡架17而固定於收容套筒15的內周。第2透鏡架17藉由玻璃、金屬或陶瓷等(於本實施形態中為玻璃)而形成為圓形環狀或圓筒狀，且於上述第2透鏡架17的中心部具有圓形的貫通孔17a。第2透鏡13於其球面部13b抵接至第2透鏡架17的貫通孔17a的另一端側緣部的狀態下，藉由黏接劑而固定於第2透鏡架17的另一端側。使第2透鏡13的球面部13b抵接至第2透鏡架17的貫通孔17a的另一端側緣部，藉此，可容易地使球面部13b的曲率中心(O2)與第2透鏡架17的貫通孔17a的中心一致。第2透鏡架17控制其外周與貫通孔17a的中心的同軸度、及端面與外周的垂直度，並且藉由黏接劑而將第2透鏡架17的外周固定於收容套筒15的內周上。將第2透鏡13固定於上述經控制的第2透鏡架17上，藉此，可以在將第2透鏡架17固定於收容套筒15的內周的狀態下，使第2透鏡13的球面部13b的曲率中心(O2)與收容套筒15的內周的中心軸一致或大致一致。又，由於第2透鏡13固定於第2透鏡架17的另一端側而並未直接固定於收容套筒15的內周，因此，即使第2透鏡13與收容套筒15或第2透鏡架17之間產生熱膨脹量或收縮量的差，破壞光學特性的應力亦不會作用於第2透鏡13。

於本實施形態中，作為光功能零件的帶通濾波器14是藉由黏接劑而固定於第2透鏡架17的一端側。帶通濾波器14隔著第2透鏡架17的貫通孔17a而與第2透鏡13的球面部13b對向，並且隔著第1透鏡架16的貫通孔16a而與第1透鏡12的球面部12b對向。再者，可以使帶通濾波器14的一端面抵接至第1透鏡架16的另一端面，亦可以使上述帶通濾波器14的一端面遠離上述第1透鏡架16的另一端面。或者，亦可以藉由黏接劑而將帶通濾波器14固定於第2透鏡架17與第1透鏡架16兩者。

收容套筒15的一端面15a與另一端面15b分別形成於與收容套筒15的內周的中心軸正交的平面上，例如以如下精度對上述收容套筒15的一端面15a與另一端面15b的垂直度進行控制，上述精度是指：相對於以內周的中心軸為法線的幾何學理想平面為±0.5度或±0.5度以下，較好的是±0.1度或±0.1度以下。又，第1透鏡12的平面部12a與收容套筒15的一端面15a平行，第2透鏡13的平面部13a與收容套筒15的另一端面15b平行。

如圖1所示，將保持套筒7的端面7a與收容套筒15的一端面15a設成突起接合狀，由此利用黏接劑來固定第1毛細管組件2與透鏡組件4。將保持套筒11的端面11a與收容套筒15的另一端面15b設成突起接合狀，由此利用黏接劑來固定第2毛細管組件3與透鏡組件4。第1透鏡12的平面部12a隔著空隙而與第1毛細管組件2的光纖5的前端面5a對向，且第2透鏡13的平面部13a隔著空隙而與第2毛細管組件3的光纖8、9的前端面8a、9a對向。

本實施形態中的光元件1例如可以利用如下方式來進行組裝。

首先，以上述形態，藉由黏接劑來將第2透鏡13與帶通濾波器14固定於第2透鏡架17，以製作包括上述3個零件的安裝體。此時，適當地藉由定位夾具來進行押壓，以使第2透鏡13的平面部13a與第2透鏡架17的端面(相對於中心軸的垂直度得到控制的端面)為平行或大致平行的方式而進行固定。繼而，將上述安裝體插入至收容套筒15的內周，對上述安裝體的位置進行調整後，藉由黏接劑而將第2透鏡架17的外周固定於收容套筒15的內周。再者，使第2透鏡架17的外周徑與收容套筒15的內周徑大致一致(盡可能地減小第2透鏡架17的外周與收容套筒15的內周之間的間隙)，進而可以平滑地將安裝體的第2透鏡架17插入至收容套筒15的內周。藉此，可以在第2透鏡13的平面部13a與收容套筒15的另一端面15b平行且與收容套筒15的內周的中心軸正交的狀態下、或者接近上述狀態的狀態下，將上述安裝體固定於收容套筒15。又，如上所述，對第2透鏡架17的外周與貫通孔17a的中心的同軸度、及端面與外周的垂直度進行控制，藉此可以使第2透鏡13的球面部13b的曲率中心(O2)與收容套筒15的內周的中心軸一致或大致一致。

其次，以上述形態，藉由黏接劑而將第1透鏡12固定於第1透鏡架16，以製作包括上述2個零件的安裝體。此時，適當地藉由定位夾具來進行押壓，以使第1透鏡12的平面部12a與第1透鏡架16的端面(相對與於中心軸的垂直度得到控制的端面)為平行或大致平行的方式而進行固定。繼而，將上述安裝體插入至收容套筒15的內周，並對上述安裝體的位置進行調整之後，藉由黏接劑而將第1透鏡架16的外周固定於收容套筒15的內周。再者，使第1透鏡架16的外周徑與收容套筒15的內周徑大致一致(盡可能地減小第1透鏡架16的外周與收容套筒15的內周之間的間隙)，進而可以平滑地將安裝體的第1透鏡架16插入至收容套筒15的內周。藉此，可以在使第1透鏡12的平面部12a與收容套筒15的一端面15a平行且與收容套筒15的內周的中心軸正交的狀態下、或者接近上述狀態的狀態下，將上述安裝體固定於收容套筒15。又，如上所述，對第1透鏡架16的外周與貫通孔16a的中心的同軸度、及端面與外周的垂直度進行控制，藉此可以使第1透鏡12的球面部12b的曲率中心(O1)與收容套筒15的內周的中心軸一致或大致一致。

其次，使第2毛細管組件3的保持套筒11的端面11a與固定著上述安裝體的收容套筒15的另一端面15b為突起接合，且於與光纖8、9的光軸方向(Z軸方向)正交的方向(X軸、Y軸方向)上調整兩者的相對位置。並且，於上述突起接合的第2毛細管組件3的保持套筒11內使毛細管10於光軸方向(Z軸方向)上移動，以調整固定於毛細管10中的光纖8、9的前端面8a、9a的位置。例如，以自其中一個光纖8所出射的光由帶通濾波器14反射而返回至另一個光纖9中的方式，於最佳的光學調芯狀態下進行黏接固定。

再者，使第1毛細管組件2的保持套筒7的端面7a與固定著上述安裝體的收容套筒15的一端面15a為突起接合，且於與光纖5的光軸方向(Z軸方向)正交的方向(X軸、Y軸方向)上調整兩者的相對位置。並且，於上述所對接的第1毛細管組件2的保持套筒7內使毛細管6於光軸方向(Z軸方向)上移動，以調整固定於毛細管6中的光纖5的前端面5a的位置。例如，以自第2毛細管組件3的一個光纖8所出射的光通過帶通濾波器14後入射至光纖5的方式，於最佳的光學調芯狀態下進行黏接固定。

於上述光元件1的組裝方法中，若構成光元件1的構件全部由透明材料(例如樹脂、玻璃等)所形成，則可以使用UV硬化型黏接劑來作為黏接劑，因此，可以提高組裝作業的作業性。又，於對保持套筒7(11)與毛細管6(10)進行黏接，及/或對毛細管組件2(3)與透鏡組件4進行黏接時，可以在藉由UV硬化型黏接劑而暫時固定之後，再利用可靠性高的熱硬化黏接劑來進行固定。

其次，對上述實施形態中的光元件1的一個使用例(作為光分波器的使用例)進行說明。

例如，自第2毛細管組件3一端的光纖8射出互不相同的波長為λ1、λ2的光。帶通濾波器14具有反射波長為λ1的光，且使波長為λ2的光通過的光學特性。自第2毛細管組件3的光纖8所射出的波長為λ1的光被第2透鏡13校準為平行光後，由帶通濾波器14反射。利用第2透鏡13來使由帶通濾波器14反射的波長為λ1的光集中後，返回至第2毛細管組件3另一端的光纖9。另一方面，自第2毛細管組件3的光纖8所射出的波長為λ2的光被第2透鏡13校準為平行光後，進入帶通濾波器14。繼而，上述波長為λ2的光通過帶通濾波器I4，且被第1透鏡12聚光後，入射至第1毛細管組件2的光纖5。

圖3表示第2實施形態中的光元件21的概略構成。圖4表示上述透鏡組件4。再者，對實質上與第1實施形態中的光元件1相同的零件及部分附以相同的參照數字，並省略重複說明。

本實施形態中的光元件21與前述第1實施形態中的光元件1實質上的不同點在於：將單芯的準直器彼此組合；及使用隔離器芯(isolator core)14'來作為光功能零件。

於第1毛細管組件2中，於毛細管6的單芯的內孔藉由黏接劑而固定著1根光纖5；於第2毛細管組件3中，於毛細管10'的單芯的內孔藉由黏接劑而固定著1根光纖8。又，作為光功能零件的隔離器芯14'是藉由黏接劑而固定於第2透鏡架17的一端側。其他事項以第1實施形態中的光元件1為準，因此省略重複說明。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．光元件

2．．．第1毛細管組件

5．．．光纖

5a、6a、8a、9a、10a、10'a．．．前端面

6、10、10'．．．毛細管

7、11．．．保持套筒

7a、11a、15a、15b．．．端面

3．．．第2毛細管組件

8、9．．．光纖

4．．．透鏡組件

12．．．第1透鏡

12a、13a．．．平面部

12b、13b．．．球面部

O1、O2．．．曲率中心

L1．．．線段的長度

R1．．．曲率半徑

13．．．第2透鏡

L2．．．線段的長度

R2．．．曲率半徑

14．．．帶通濾波器(光功能零件)

14'．．．隔離器芯(光功能零件)

15．．．收容套筒

16．．．第1透鏡架

16a、17a．．．貫通孔

17．．．第2透鏡架

圖1是表示第1實施形態的光元件的概略構成的縱剖面圖。

圖2是表示第1實施形態的光元件的透鏡組件的概略構成的縱側視圖。

圖3是表示第2實施形態的光元件的概略構成的縱剖面圖。

圖4是表示第2實施形態的光元件的透鏡組件的概略構成的縱側視圖。

1．．．光元件

2．．．第1毛細管組件

3．．．第2毛細管組件

4．．．透鏡組件

5、8、9．．．光纖

5a、6a、8a、9a、10a．．．前端面

6、10．．．毛細管

7、11．．．保持套筒

7a、11a、15a、15b．．．端面

12．．．第1透鏡

12a、13a．．．平面部

12b、13b．．．球面部

13．．．第2透鏡

14．．．帶通濾波器(光功能零件)

15．．．收容套筒

16．．．第1透鏡架

16a、17a．．．貫通孔

17．．．第2透鏡架

Claims (12)

1. 一種光元件，包括：一第1毛細管組件，具有插入且固定著光纖的毛細管、及保持上述毛細管的保持構件；一第2毛細管組件，具有插入且固定著光纖的毛細管、及保持上述毛細管的保持構件；以及一透鏡組件，具有隔著空隙而與上述第1毛細管組件的光纖前端對向的第1透鏡、隔著空隙而與上述第2毛細管組件的光纖前端對向的第2透鏡、介裝於上述第1透鏡與第2透鏡之間的光功能零件、及收容上述零件的收容構件；其中，上述第1透鏡及上述第2透鏡中的至少其中一個透鏡，其是將球面透鏡的一部分加工成平面部而製成的透鏡；以與上述至少一個透鏡鄰接的方式，使具有貫通孔的透鏡架收容於上述收容構件中；在上述透鏡的球面部與上述透鏡架的貫通孔的一端側緣部抵接的狀態下，上述至少一個透鏡是固定於上述透鏡架；其中，於上述收容構件的一端面固定著上述第1毛細管組件的保持構件；於上述收容構件的另一端面固定著上述第2毛細管組件的保持構件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光元件，其中上述至 少一方的透鏡是以：上述平面部與上述光纖的前端為對向的方式而配置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光元件，其中於上述透鏡架的另一端側固定著上述光功能零件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光元件，其中上述透鏡架固定於上述收容構件。
5. 一種透鏡組件，包括：一透鏡，將球面透鏡的一部分加工成平面部而製成；透鏡架，具有貫通孔；以及一收容構件，收容上述零件；其中，在上述透鏡的球面部與上述透鏡架的貫通孔的一端側緣部抵接的狀態下，上述透鏡固定於上述透鏡架。
6. 如申請專利範圍第5項所述之透鏡組件，其中上述透鏡是以上述平面部與上述收容構件的一端面平行的方式而配置。
7. 如申請專利範圍第5項或第6項所述之透鏡組件，其中以與上述透鏡架的另一端側鄰接的方式，使一光功能零件收容於上述收容構件中。
8. 如申請專利範圍第7項所述之透鏡組件，其中上述光功能零件固定於上述透鏡架的另一端側。
9. 如申請專利範圍第5項所述之透鏡組件，其中上述透鏡架固定於上述收容構件中。
10. 如申請專利範圍第7項所述之透鏡組件，其中以與上述光功能零件依序鄰接的方式，使具有貫通孔的一第2 透鏡架與將球面透鏡的一部分加工成平面部而製成的一第2透鏡收容於上述收容構件中；在該第2透鏡的球面部與上述第2透鏡架的貫通孔的另一端側緣部抵接的狀態下，上述第2透鏡固定於上述第2透鏡架。
11. 如申請專利範圍的第10項所述之透鏡組件，其中上述第2透鏡以上述平面部與上述收容構件的另一端面平行的方式而配置。
12. 如申請專利範圍第10項或第11項所述之透鏡組件，其中上述第2透鏡架固定於上述收容構件。