WO2008096832A1 - 光モジュール - Google Patents

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WO2008096832A1
WO2008096832A1 PCT/JP2008/052075 JP2008052075W WO2008096832A1 WO 2008096832 A1 WO2008096832 A1 WO 2008096832A1 JP 2008052075 W JP2008052075 W JP 2008052075W WO 2008096832 A1 WO2008096832 A1 WO 2008096832A1
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WO
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light source
light
optical module
lens
optical
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PCT/JP2008/052075
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takashi Fukuzawa
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Company, Limited
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4298—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4206—Optical features

Definitions

  • the present invention relates to an optical module, and more particularly to an optical module using LED.
  • Akita
  • a lens is attached to the end of a single (one) optical fiber in order to irradiate light from a light source onto a minute region, and light from the optical fiber is irradiated onto this minute region.
  • a microchemical system in which the axis adjustment is simplified and the entire apparatus is miniaturized (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-030 030).
  • a semiconductor laser (hereinafter referred to as “LD”) is known to be able to be handled as a point light source because of its high emission intensity, small emission angle, and small emission area.
  • one lens is placed between the light emitting surface position of the light source (LD) and the end surface position of the single fiber, and the light emitting surface of the light source (diameter L around the optical axis). 1)) on the end face of a single fiber with a diameter of L 2 L 1), that is, an optical system in which L 1: L 2 is approximately 1: 1 (hereinafter referred to as “1: 1 coupling system”). )) To form a simple and efficient single Light from the LD can be guided to the end face of the fiber.
  • LD has the advantage of being small and cheap. For these reasons, LD is widely used as a light source for microchemical systems.
  • LD cannot be used as the light source, such as when the substance to be measured does not emit fluorescence unless it is excited in the wavelength range (4500 to 600 nm) where it cannot oscillate with LD. is there.
  • Gas lasers and second harmonics can oscillate in the above wavelength range, but if they are used as light sources instead of LDs, the light sources themselves are large and expensive.
  • a light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”), which is a small and inexpensive light source capable of selecting various wavelengths, is often used in fluorescence measurement as a light source for emitting light in the above wavelength range.
  • this LED has a large light emitting area and a wide radiation angle as shown in Fig. 10. Therefore, even if a single lens is used as in the case of using the LD as a light source, it can be condensed efficiently. I can't.
  • the LED chip currently available as a general-purpose product has bonding wires 60 4 formed on the end face as electrodes, so the end face of a single fiber is connected to the LED chip. Any attempt to contact the light emitting surface will interfere with the bonding wire 6 0 4, so there must be a certain distance between the light emitting surface and the end face of the single fiber. There is a problem. Although it is not impossible to make an LED chip that does not have this bonding wire 604 on the end face, it will be an expensive light source. '
  • An object of the present invention is to provide a small and inexpensive optical module that efficiently guides light from a light source to an end face of an optical fiber using a general-purpose LED chip. Disclosure of the invention
  • a light source having a large light emitting area and a large radiation angle is installed at a position where one end of the light source coincides with the optical axis of the light from the light source.
  • An optical module comprising a multi-mode optical fiber, comprising two or more lenses installed between the light source and the multi-mode optical fiber, at a position that coincides with the optical axis of the light from the light source.
  • the lens group is formed by fixing the two or more lenses in a state where the optical axes are closely aligned.
  • the two or more lenses are preferably gradient index lenses.
  • a light source having a large light emitting area and a large radiation angle, and a multimode optical fiber to which light from the light source is guided at one end thereof are provided.
  • the optical module includes a gradient index lens having a pitch longer than 0.25 pitch, and includes a gradient index lens having a pitch longer than 0.25 pitch between the light source and the multimode optical fiber.
  • An optical module is provided in which one end of a chimode optical fiber is disposed.
  • the magnification of the system is preferably 1 or more.
  • the light source is preferably an LED in which wire bonding is formed on the light emitting surface side.
  • a wavelength cut filter for cutting light of a certain wavelength or more is provided between the light source and the multimode optical fiber.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a microchemical system including an optical module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A and 2B are schematic diagrams showing the schematic configuration of the optical module in FIG. 1.
  • FIG. 2A shows the case of a 1: 1 coupling system
  • FIG. 2B shows the case of an expansion coupling system.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a modification of the optical module in FIG. 2B.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams used to explain the structure of a gradient index lens.
  • Fig. 4A shows the definition of 1 pitch
  • Fig. 4B shows a 0.5 pitch lens and This is equivalent to two 0.25 pitch lenses that are equivalent to this.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state when two 0.21 pitch gradient index lenses are arranged.
  • Fig. 6 A and Fig. 6 B are diagrams used to explain the method of creating the light source.
  • Fig. 6 A shows the state before the bullet-type LED is polished
  • Fig. 6 B shows the state after the bullet-type LED is polished. Indicates the state.
  • FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a detection system that detects the amount of fiber light.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the optical module of the magnifying optical system.
  • Fig. 9 is a schematic diagram showing the schematic configuration of an optical module when using an LD.
  • FIG. 10 is a graph showing a relationship between the radiation angle of LED and the amount of light.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a modified example of a conventional optical module in the case of using LED.
  • an optical module comprising a light source having a large light emitting area and a large radiation angle, and a multimode optical fiber through which light from the light source is guided.
  • the lens group comprising two or more lenses installed at a position that coincides with the optical axis of the light from the light source, and where the light emitting surface of the light source forms an image
  • a small and inexpensive light that efficiently guides the light from the light source to the end face of the optical fiber by using a general-purpose LED chip as the light source.
  • the present invention has been made based on the above findings.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a microchemical system including an optical module according to an embodiment of the present invention.
  • a microchemical system 100 includes a microchemical chip 10 1 having a channel (not shown) formed therein, and excitation light having wavelengths 1 and i to a multiplexer 10 3.
  • An optical module 1 1 0 that guides light and a probe that receives excitation light from the optical module 1 1 0 at one end via a multiplexer / demultiplexer 1 0 3 (detection tip) Part) 1 0 4.
  • the multiplexer / demultiplexer 1 0 3 is designed to reflect light with a wavelength less than (X ' ⁇ ⁇ !) And transmit light with a wavelength greater than 2 ( ⁇ 2 > ⁇ !) .
  • the optical module 1 1 0 includes an LED 1 0 2 that oscillates excitation light having a dominant wavelength; I, an optical fiber 1 0 7, and a lens group 1 0 9. Prepare.
  • the probe 10 4 is provided with an optical fiber 10 5 at one end for guiding the excitation light oscillated from the LED 10 2 to the probe 10 4. Furthermore, the sample contained in the solution in the channel in the microchemical chip 101 is fluorescent with the main wavelength; L ′ 2 ( ⁇ ′ 2 > ⁇ 2 ) when excited by the excitation light with the main wavelength 'i Is generated.
  • the ⁇ -tube 10 4 receives the fluorescence of the main wavelength; I ′ 2 at the other end, and collects it at the tip of the optical fiber 10 5.
  • the micro chemical system 100 further detects the fluorescence intensity of the main wavelength 2 collected at the tip of the optical fiber 10 5 through the multiplexer / demultiplexer 10 3 and detects the fluorescence intensity. 1 0 6 is provided.
  • Multimode optical fibers are used for all of the optical fibers 1 0 5, 1 0 7 and 1 0 8.
  • FIG. 2B is a schematic diagram showing a schematic configuration of the optical module 110 of FIG.
  • the optical module 110 includes an LED 100, an optical fiber 1007, and a lens group 1009 composed of gradient index lenses 2Ola and 2101b.
  • the lens group 1 0 9 is arranged between the LED 1 0 2 and the optical fiber 1 0 7, and the light emitting surface of the LED 1 0 2 (region of diameter L 1 centered on the optical axis) is the optical fiber 1 0 7
  • An optical system with a large diameter L 2 ( L 1), that is, an optical system in which L 1: L 2 is approximately 1: 1 (hereinafter referred to as “1: 1 coupling system”) is formed. To do.
  • the gradient index lenses 2 0 1 a and 2 0 1 b have the same pitch below 0.25 pitch, and as will be described later in FIGS. 4A and 4B, It is a lens equivalent to the same spherical lens. Therefore, instead of the gradient index lenses 2 0 1 a and 2 0 1 b, two spherical lenses having the same focal length may be used side by side. However, it is desirable to use a gradient index lens from the viewpoint that the side surface of the lens can be easily held and the lens group 110 in the optical module can be easily positioned.
  • the amount of light guided to the multiplexer / demultiplexer 1 0 3 (hereinafter referred to as “fiber light amount”) is the LED 1 0 2 and It was possible to increase the maximum amount of fiber light obtained when a conventional optical module (Fig. 11) without a lens between the optical fibers 10 and 7 was used.
  • the amount of fiber light when using the above optical module 110 is obtained when using an optical module ( Figure 9) with one lens placed between the LED 10 2 and the optical fiber 10 07. It was possible to increase more than the maximum amount of fiber.
  • FIG. 2B is a schematic diagram showing a schematic configuration of a modification of the optical module 110 in FIG. 2A.
  • optical module 1 1 0 ' is basically the same as optical module 1 1 0 except that LED 1 0 2, lens group 1 0 9 and optical fiber 1 0 7 are in different positions. It is. Accordingly, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the lens group 1 0 9 has an LED 1 0 2 emitting surface (region of diameter L 1 centered on the optical axis) on the end face of the optical fiber 1 0 7 with a diameter L 2 (> L 1)
  • An optical system that forms an image with the size of 1) hereinafter referred to as “enlarged coupling system”) Form.
  • each of the two gradient index lenses is axially aligned within the optical module 110, but the axial alignment of the two gradient index lenses is preliminarily adjusted. You can use what is fixed in line. This can simplify the assembly.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a modified example of the optical module 1 1 0 ′ of FIG. 2B.
  • the optical module 1 1 0 ′′ is an optical module 1 1 0 ′ in FIG. 2B except that a gradient index lens 3 0 1 having a predetermined length is used instead of the lens group 1 0 9. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the gradient index lens means that the refractive index increases as the distance r from the center toward the outer circumference increases, as shown in the formula of the refractive index distribution N (r) in Eq. (1).
  • a gradient index lens is called an X pitch lens when its axial length has a length corresponding to the X period of this sine curve.
  • a gradient index lens having a length of one period (1 P) shown in FIG. 4A is called a one-pitch lens.
  • the focal length f of the gradient index lens has a relationship of Eq. (3) with the axial length Z of the lens in the case of a 0.25 pitch lens.
  • a lens with a pitch of 0.25 or less is equivalent to a spherical lens with its focal length f, and the focal length of the lens can be changed by changing the length (pitch) of the lens.
  • a refractive index distribution type lens that is larger than 0.25 pitch and smaller than 0.5 pitch performs the same optical function as two lenses with half the pitch.
  • a 0.5 pitch lens is equivalent to two 0.25 pitch lenses. That is, a gradient index lens that is larger than 0.25 pitch and smaller than 0.5 pitch is a lens in which two spherical lenses equivalent to the half pitch lens are arranged as shown in Fig. 4B. The lens is equivalent to a group.
  • the spherical lenses 2 0 1 a and 2 0 1 b have the same focal length as the 0.21 pitch refractive index distribution type lens, the 0.4 2 pitch refractive index distribution
  • the mold lens performs the same function as arranging two spherical lenses 2 0 1 a and 2 0 1 b.
  • the fiber light intensity could be the same as when using the optical module 1 1 0 '.
  • Optical module 1 Unlike 1 0 ′, the optical module 1 1 0 ′′ consists of a single lens, so there is no need to align the axes of the lenses, and assembly is easy.
  • the refractive index distribution coefficient V ”A of the lens is 0.3 3 9.
  • On-axis refractive index n is 1.6 0 7.
  • a 0.42 pitch lens is the same as a combination of two 0.21 pitch lenses. Become. _
  • the focal length f of the lens having the 0.21 pitch from the above formula (3) force is 1.90.
  • the distance h from the end face of the 0.21 pitch lens to the principal point position is 1.4 2 mm inward from the end face according to the following formulas (4) and (5).
  • h (1 / (n. * A)) * tan (( ⁇ * ⁇ ) / 2 ') ... (4)
  • ⁇ 2 ⁇ * ⁇ / A ... (5)
  • a long wavelength cut filter may be inserted in the space between the fiber 10 7 and the gradient index lens 3 0 1. As a result, it is possible to prevent light on the long wavelength side, which is a problem in fluorescence detection, from entering the fiber 107.
  • the optical module according to the present embodiment is not limited to the above-described microchemical system for fluorescence measurement as long as it is a system that needs to guide light from the LED to the optical fiber. Therefore, this optical module may be used to use the above microchemical system for phosphorescence measurement. It can also be used for in-car communication systems rather than microchemical systems.
  • a light source was created using a bullet-type LED (Oasis TO L—50 aUR: wavelength 6 30 nm, emitting at 2 O mA).
  • the sealing resin 60 3 that forms the shell-shaped portion of the shell-type LED 6 0 1 is approximately 0.1 mm from the bonding wire 6 0 4 from its tip.
  • a light source 6 05 as shown in FIG.
  • the detector 70 3 TQ8210 (main body), TQ82014 (sensor) manufactured by Advantest Co., Ltd.
  • the detection system 70 0 includes an optical module comprising a light source 6 0 5, a lens group 7 0 1 and an optical fiber 7 0 2, and an end face 7 of the optical fiber 7 0 2. And a detector 7 0 3 connected to 0 2 b.
  • the lens group 7 0 1 is a SELFOC lens (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) with a 0.2 1 pitch two-end AR (anti-reflection) lens 7 in order from the light source 6 0 5 polished surface 6 0 5 a. It consists of two lines of 0 1 a and 7 0 1 b.
  • the optical fiber 70 2 is composed of a multimode optical fiber having a core diameter ( ⁇ ) Z cladding diameter (/ z m) of 2 0 0/2 5 0.
  • SELFOC lenses 7 0 1 a and 7 0 lb are both graded-index lenses with an outer diameter of ⁇ ⁇ .8 mm, a focal length of 1.90 mm, and a back focus of 0.47 mm. Therefore, it has the same function as a spherical lens with a focal length of 1.90 nim.
  • the light emitting surface 60 05 b (region of diameter L 1 centered on the optical axis) of the light source 60 5 is the diameter L 2 L 1) on the end face of the optical fiber 70 2.
  • the optical system that forms an image (hereinafter referred to as “1: 1 coupled system”) is formed. At this time, the amount of fiber measured by detector 7 ° 3 was 30 ⁇ W.
  • an optical system (hereinafter referred to as “enlarged optical system”) in which L 1: L 2 is 1: 1.2 is formed. At this time, the amount of fiber measured by detector 7 ° 3 was 36 ⁇ W.
  • Example 3 Remove the lens group 7 0 1 from the detection system of Example 2 and place one lens of the 0.42 pitch SELFOC lens (SELFOCW 18 (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.)) that is AR coated on both ends at the same position. did. At this time, the fiber light amount measured by the detector 70 3 was 3 6 / iW, which is the same as the fiber light amount obtained in Example 2.
  • SELFOC lens manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.
  • a light source 6 0 5 ′ was created using a bullet type LED (Nichia-made N S P B 5 0 0 S: wavelength 47 0 nm, light emission at 2 O mA). Thereafter, the emission intensity of the light source 6 0 5 'was measured and found to be 7.7 mW.
  • the light source 6 0 5 was removed from the detection system of Example 3, and the light source 6 0 5 ′ was disposed at the same position. At this time, the amount of fiber measured by the detector 70 3 was 5 2 W.
  • the lens group 7 0 1 is removed from the detection system 70 0 of Example 1, and the end face of the optical fiber 70 2 is maintained while the optical axes of the light source 6 0 5 and the optical fiber 70 2 are substantially matched.
  • the position of 7 0 2 a was changed, and the maximum value of the fiber light intensity was measured with a detector 70 3.
  • the position of the end face 70 2 a coincided with the polished face 6 0 5 a of the light source 60 5 a, the light amount of the fiber became a maximum value of 14 ⁇ W.
  • the SELFOC lens 7 0 1 b was removed from the detection system 7 0 0 of Example 1. After that, with this optical module, an optical system was formed in which the above L 1: L 2 was 1: 1. At this time, the fiber light intensity measured by the detector 70 3 was a maximum value of 17 ⁇ W.
  • Comparative Example 3 (Comparative Example 3) In the optical module of Comparative Example 2, an optical system (hereinafter referred to as “reducing optical system”) in which the above L 1: L 2 is 0.8: 1 was formed. Fiber amount measured by the detector 7 0 3 this time was 1 5 mu W.
  • the light source 6 0 5 ′ having a wavelength of 4 70 nm is also used in the optical module.
  • Gradient index lens with the same focal length as one spherical lens It was found that the amount of fiber increased even when the 1: 1 coupling system was used (Comparative Example 3) and when a lens group consisting of two lenses was used (Example 4). From this, it was found that the light from the light source can be efficiently guided to the end face of the optical fiber by using a lens group consisting of two or more lenses in the optical module regardless of the wavelength of the light source. .
  • the light source has a large light emitting area and a large radiation angle, and one end thereof is located between the multimode optical fibers installed at a position that coincides with the optical axis of the light from the light source.
  • a lens group composed of two or more lenses installed at a position that coincides with the optical axis of light from the light source, and one end of the multimode optical fiber is disposed at a position where the light emitting surface of the light source forms an image.
  • the lens group is formed by fixing the two or more lenses in a state where the optical axes are substantially aligned with each other, so that the assembly can be simplified.
  • each of the two or more lenses is a gradient index lens, so that the side surfaces can be easily held, and the positioning of the lens group in the optical module is easy. Can be done.
  • a light source having a large light emitting area and a large radiation angle is disposed between a multimode optical fiber installed at a position where one end of the light source coincides with the optical axis of light from the light source. If a refractive index distribution type lens with a pitch longer than 0.25 pitch is provided and one end of a multimode optical fiber is placed at the position where the light emitting surface of the light source forms an image, the light source is a general-purpose product. Using LED chip, light from the light source efficiently on the end face of the optical fiber It is possible to provide a small, inexpensive, and easy-to-assemble optical module that guides light.
  • the optical module of the aspect of the present invention when the magnification of the system is 1 or more, light from the light source can be reliably guided to the end face of the optical fiber.
  • the light source is an LED in which wire-bonding is formed on the light emitting surface side
  • the light from the light source is more reliably attached to the end face of the optical fiber than the optical module that does not use a lens. Can be guided. '
  • the wavelength cut filter for cutting light of a certain wavelength or more is provided between the light source and the multimode optical fiber, the long wavelength side which causes a problem in fluorescence detection or the like is provided. It can prevent light from entering the light source.

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Abstract

汎用品であるＬＥＤチップを使用して、マルチモード光ファイバの端面に効率よくＬＥＤからの光を導光する小型で安価な光モジュールを提供する。光モジュール１１０は、ＬＥＤ１０２と、マルチモード光ファイバ１０７と、２つの屈折率分布型レンズ２０１ａ、２０１ｂからなるレンズ群１０９とを備える。

Description

光モジユ ーズレ
技術分野
本発明は、 光モジュールに関し、 特に L E Dを使用した光モジュール に関する。 明 田
背景技術
従来より、 マイクロウェル、 マイクロ化学チップ、 マイクロキヤビラ リ等内の微小領域にある微量の物質の検出を行うマイクロ化学システム においては、 光学的な測定方法が多く採用されている。 例えば熱レンズ 分光分析や蛍光検出などである。
また最近では、 光源からの光を微小領域に照射させるために単一 （一 本） の光ファイバの 端にレンズを取り付け、 光ファイバからの光をこ の微小領域に照射するこ とで、 光軸調整を簡単にし、 且つ装置全体を小 型化したマイクロ化学システムが提案されている （例えば、 特開 2 0 0 5— 3 0 8 3 0号公報参照） 。
一方、 半導体レーザー （以下 「 L D」 という。 ） は、 発光強度が強く、 放射角が小さく、 発光面積が小さいので点光源と して取り扱うことがで きることが知られている。
従って、 図 9に示すように、 光源 （ L D ) の発光面位置及ぴ単一ファ ィバの端面位置の間にレンズを 1つ配置し、 光源の発光面 （光軸を中心 とする径 L 1 の領域） .を単一ファイバの端面に径 L 2 L 1 ) の大き さで結像する、 すなわち、 L 1 ： L 2がほぼ 1 ： 1 となる光学系 （以下 「 1 ： 1結合系」 という。 ） を形成することで、 簡単且つ効率よく単一 ファイバの端面に L Dからの光を導光することができる。 さらに、 L D は小さくて安いとレ、う利点もある。 これらの理由から、 マイク ロ化学シ ステムの光源と して L Dが広く用いられている。
一方、 被測定物質が L Dでは発振することができない波長範囲 （ 4 5 0〜 6 0 0 n m ) で励起されないと蛍光を出さないものである場合等、 上記光源と して L Dを使用できない場合がある。 気体レーザーや第 2高 調波は上記波長範囲を発振することができるが、 これらを L Dの代わり の光源と して使用すると、 光源自体が大きく また高価となる。
従って、 種々の波長を選択できる小さくて安価な光源である発光ダイ オード （以下 「L E D」 という。 ） が上記波長範囲の光を出す光源と し て蛍光測定ではよく用いられている。 しかし、 この L E Dは発光面積が 大きく、 図 1 0に示すように放射角度も広いため、 上記 L Dを光源と し て用いる場合のよ うに単一のレンズを使用しても効率よく集光すること ができない。
従って、 L E Dを光源と して微小領域を検出するときには、 通常、 レ ンズを使用することなく単一ファイバに直接 L E Dからの光を導光する。 この場合、 単一ファイバの端面と L E Dの距離が近い程、 単一ファイバ の端面に光を多く導光することができる。 このため、 図 1 1に示すよう に、 L E Dチップ 6 0 1 の封止樹脂 6 0 3を研磨したもの （図 6 B ) に 単一ファイバの端面を対向させ、 これをフエルール等で固定した光モジ ユールが、 従来のマイクロ化学システムには用いられている。
しかし、 図 6 Aに示すように、 現在汎用品と して出回っている L E D チップには電極と してボンディングワイヤー 6 0 4が端面に形成されて いるので、 単一ファイバの端面を L E Dチップの発光面に当接させよう とすると、 ボンディングワイヤー 6 0 4 と干渉してしまうため、 発光面 と単一ファイバの端面の間には一定の距離を設けなくてはならないとい う問題がある。 このボンディ ングワイヤー 6 0 4が端面にでていない形 の L E Dチップを作成できないわけではないが、 高価な光源となってし まう。 '
本発明の目的は、 汎用品である L E Dチップを使用して、 光ファイバ の端面に効率よく光源からの光を導光する小型で安価な光モジュールを 提供することにある。 発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明の第 1の態様によれば、 発光面積 が大きく且つ放射角度が大きい光源と、 その一端が前記光源からの光の 光軸と慨一致する位置に設置されたマルチモード光ファイバとを備える 光モジュールにおいて、 前記光源と前記マルチモード光ファイバの間に あって、 前記光源からの光の光軸と慨一致する位置に設置された、 二つ 以上のレンズから成るレンズ群を備え、 前記光源の発光面が結像する位 置に、 前記マルチモー ド光ファイバの一端を配置する光モジュールが提 供される。
本第 1 の態様において、 前記レンズ群は、 前記二つ以上のレンズを光 軸を慨一致させた状態で固定したものから成ることが好ましい。
本第 1の態様において、 前記二つ以上のレンズは、 夫々屈折率分布型 レンズであることが好ましレ、。
上記目的を達成するために、 本発明の第 2の態様によれば、 発光面積 が大きく且つ放射角度が大きい光源と、 その一端に前記光源からの光が 導光されるマルチモード光ファイバとを備える光モジュールにおいて、 0 . 2 5 ピッチより長いピッチの屈折率分布型レンズを備え、 光源と前 記マルチモード光ファイバの間に 0 . 2 5 ピッチより長いピッチの屈折 率分布型レンズを備え、 前記光源の発光面が結像する位置に、 前記マル チモー ド光フアイパの一端を配置する光モジュールが提供される。 本第 2の態様において、 系の倍率が 1倍以上であることが好ましい。 本第 2の態様において、 前記光源は、 前記発光面側にワイヤーボンデ イングが形成されている L E Dであることが好ましい。
本第 2の態様において、 前記光源と前記マルチモード光ファイバの間 に一定の波長以上の光をカツ トする波長カツ トフィルタを備えることが 好ましい。 図面の簡単な説明
図 1は、，本発明の実施の形態に係る光モジュールを備えるマイクロ化 学システムの構成を概略的に示すプロック図である。
図 2 A, 図 2 Bは、 図 1の光モジュールの概略構成を示す模式図であ り、 図 2 Aは 1 ： 1結合系の場合、 図 2 Bは拡大結合系の場合を示す。 図 3は、 図 2 Bの光モジュールの変形例の概略構成を示す模式図であ る。
図 4 A, 図 4 Bは、 屈折率分布型レンズの構造を説明するために用い られる図であり、 図 4 Aは 1 ピッチの定義を示し、 図 4 Bは 0. 5 ピッ チのレンズ及びこれと等価な 0. 2 5 ピッチのレンズが 2ケ並んだもの を示す。
図 5は、 0. 2 1 ピッチの屈折率分布型レンズを 2つ並べたと きの状 態を示す図である。
図 6 A, 図 6 Bは、 光源を作成する方法を説明するために用いられる 図であり、 図 6 Aは砲弾型 L E Dの研磨前の状態を示し、 図 6 Bは砲弾 型 L E D研磨後の状態を示す。
図 7は、 ファイバ光量を検出する検出システムの構成を概略的に示す 模式図である。 図 8は、 拡大光学系の光モジュールの概略構成を示す模式図である。 図 9は、 L Dを用いた場合の光モジュールの概略構成を示す模式図で める。
図 1 0は、 L E Dの放射角度とその光量の関係を示すグラフ'を示す図 である。
図 1 1は、 L E Dを用いた場合の従来の光モジュールの変形例の概略 構成を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明者は、 上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、 発光面積 が大きく且つ放射角度が大きい光源と、 光源からの光が導光されるマル チモー ド光ファイバとを備える光モジュールにおいて、 光源とマルチモ ード光ファイバの間にあって、 光源からの光の光軸と慨一致する位置に 設置された、 二つ以上のレンズから成るレンズ群を備え、 光源の発光面 が結像する位置付近に、 マルチモード光ファイバの一端を配置すると、 上記光源と して汎用品である L E Dチップを使用して、 光ファイバの端 面に効率よく光源からの光を導光する小型で安価な光モジュールを提供 することができることを見出した。
本発明は、 上記知見に基づいてなされたものである。
以下、 本発明の実施の形態を図面を用いて詳述する。
図 1は、 本発明の実施の形態に係る光モジュールを備えるマイクロ化 学システムの構成を概略的に示すブロック図である。
図 1において、 マイクロ化学システム 1 0 0は、 内部に不図示の流路 が形成されたマイ ク ロ化学チップ 1 0 1 と、 波長； 1， iの励起光を合分 波器 1 0 3に導光する光モジュール 1 1 0 と、 光モジュール 1 1 0から の励起光を合分波器 1 0 3を介して一端で受光するプローブ （検出先端 部） 1 0 4 とを備える。 合分波器 1 0 3は； ( X ' α < λ！ ) 以下の波 長の光が反射し、 え 2 ( λ 2 > λ ！ ) 以上の波長の光が透過するよう設計 したものである。
光モジュール 1 1 0は、 図 2 Αに後述するよ うに、 主波長； I， の励 起光を発振する L E D 1 0 2 と、 光ファイ ノく 1 0 7 と、 レンズ群 1 0 9 とを備える。
また、 プローブ 1 0 4は、 L E D 1 0 2から発振された励起光をプロ ープ 1 0 4まで導光する光フアイバ 1 0 5をその一端に備える。さらに、 マイクロ化学チップ 1 0 1内の流路の溶液に含まれる試料は、主波長え ' iの励起光により励起されたときに主波長； L ' 2 ( λ ' 2 > λ 2 ) の蛍光 を発生する。
プ π—ブ 1 0 4は、その他端で主波長； I ' 2の蛍光を受光すると共に、 光ファイバ 1 0 5の先端に集光する。
マイクロ化学システム 1 0 0は、 さらに、 光ファイバ 1 0 5の先端に 集光された主波長え ' 2の蛍光を合分波器 1 0 3を介して受光してその 蛍光強度を検出する検出器 1 0 6を備える。
光ファイバ 1 0 5 , 1 0 7 ， 1 0 8はいずれも、 マルチモー ド光ファ ィバが用いられる。
図 2 Αは、図 1 の光モジュール 1 1 0の概略構成を示す模式図である。 図 2 Αにおいて、 光モジュール 1 1 0は、 L E D 1 0 2 と、 光フアイ ノ 1 0 7 と、 屈折率分布型レンズ 2 O l a , 2 0 1 bからなるレンズ群 1 0 9 とを備える。
レンズ群 1 0 9は L E D 1 0 2 と光ファイ ノく 1 0 7の間に配置され、 L E D 1 0 2の発光面 （光軸を中心とする径 L 1 の領域） が光ファイバ 1 0 7 の端面に径 L 2 ( = L 1 ) の大ききで結像する、 すなわち、 L 1 ： L 2がほぼ 1 ： 1 となる光学系 （以下 「 1 : 1結合系」 という。 ） を形 成する。
また、 屈折率分布型レンズ 2 0 1 a， 2 0 1 bは、 0. 2 5ピツチ以 下で同一のピッチを有し、 図 4 A, 図 4 Bで後述するように、 その焦点 距離と同一の球面レンズと等価のレンズである。 従って、 屈折率分布型 レンズ 2 0 1 a , 2 0 1 bのかわりにこれらと同一の焦点距離を有する 2つの球面レンズを並べて使用するよ うにしてもよい。 但し、 レンズの 側面を簡易に保持するこ とができ、 光モジュール内におけるレンズ群 1 0 9の位置決めを容易に行うことができるという観点からは屈折率分布 型レンズを使用する方が望ましい。
このよ う な光モジュール 1 1 0をマイクロ化学システム 1 0 0に使用 すると、 合分波器 1 0 3に導光される光量 （以下 「ファイバ光量」 とい う。 ） は、 L E D 1 0 2 と光ファイバ 1 0 7の間にレンズを配置しない 従来の光モジュール （図 1 1 ) を使用したときに得られる最大のフアイ パ光量より多くすることができた。 また、 上記光モジュール 1 1 0を使 用したときのファイバ光量は、 L E D 1 0 2 と光ファイバ 1 0 7の間に レンズを 1つ配置した光モジュール （図 9 ) を使用したときに得られる 最大のファイバ光量より も、 多くすることができた。
図 2 Bは、 図 2 Aの光モジュール 1 1 0の変形例の概略構成を示す模 式図である。
図 2 Bにおいて、 光モジュール 1 1 0 ' は、 L E D 1 0 2、 レンズ群 1 0 9及ぴ光ファイ ノく 1 0 7の位置が異なる点を除き、 光モジュール 1 1 0 と基本的に同一である。 従って、 同一の構成要素には同一の符号を 付し、 重複した説明は省略する。
光モジュール 1 1 0 ' においてレンズ群 1 0 9は、 L E D 1 0 2の発 光面 （光軸を中心とする径 L 1の領域） が光ファイバ 1 0 7の端面に径 L 2 (> L 1 ) の大きさで結像する光学系 （以下「拡大結合系」 という。 ） を形成する。
このよ う な光モジュール 1 1 0 ' をマイ ク ロ化学システム 1 0 0に使 用すると、 ファイバ光量は、 光モジュール 1 1 0を使用したときよ り も さらに多くすることができた。
尚、 本実施の形態では、 2つの屈折率分布型レンズの夫々を光モジュ ール 1 1 0内で軸調芯するよ うにしたが、 予め 2つの屈折率分布型レン ズの軸調心を行なって固定させてあるものを使用してもよレ、。 これによ り、 組み立てを簡易にすることができる。
図 3は、 図 2 Bの光モジュール 1 1 0 ' の変形例の概略構成を示す模 式図である。 ここで、 光モジュール 1 1 0 " は、 レンズ群 1 0 9の代わ りに所定の長さの屈折率分布型レンズ 3 0 1 を使用する点を除いて図 2 Bの光モジュール 1 1 0 ' と基本的に同一の構成を有する。 従って、 同 一の構成要素には同一の符号を付し、 重複した説明は省略する。
こ こで、 屈折率分布型レンズと は、 式 （ 1 ) の屈折率分布 N ( r ) の 式に示されるよ うに、 中心から外周方向に向かう距離 rが大きく なるに つれて、 屈折率が徐々に下る レンズ 4 0 1である。 従って、 この レンズ 4 0 1 内に導光された光線 4 0 2は、 図 4 Aに示すように、 式 （ 2 ) の ピッチでサインカーブを描いて進む。
【数 1 】
) nQ index on center axis
ΊΛ： Lens constant
【数 2 】
Figure imgf000009_0001
(2) また、 屈折率分布型レンズは、 その軸方向の長さがこのサインカーブ の X周期に当たる長さを有するとき、 X ピッチの レンズと呼ばれる。 例 えば、 図 4 Aに示す 1周期 （ 1 P) の長さを有する屈折率分布型レンズ は 1 ピッチの レンズと呼ばれる。
さ らに、 屈折率分布型レンズの焦点距離 f は、 0. 2 5 ピッチのレン ズの場合、 レンズの軸方向長さ Z と の間で式 （ 3 ) のよ うな関係が存在 する。
【数 3】 f
Figure imgf000010_0001
つまり 0. 2 5 ピッチ以下のレンズはその焦点距離 f を持つ球面レン ズと等価であって、 レンズの長さ （ピッチ） を変える事によ り レンズの 焦点距離を変える事ができる。
一方、 0. 2 5 ピッチよ り大きく、 0. 5 ピッチ以下である屈折率分 布型レンズは、 その半分のピッチのレンズが 2ケ並べたものと同等の光 学機能を果たす。 たとえば 0. 5 ピッチのレンズは 0. 2 5 ピッチのレ ンズが 2ケ並んだものと等価となる。 すなわち、 0. 2 5 ピッチよ り大 きく 、 0. 5 ピッチ以下の屈折率分布型レンズは、図 4 Bに示すよ うに、 その半分のピッチのレンズに等価な球面レンズが 2ケ並んだレンズ群と 等価なレンズとなる。
従って、 例えば、 球面レンズ 2 0 1 a , 2 0 1 bが夫々 0. 2 1 ピッ チの屈折率分布型レンズと同一の焦点距離を有するものであるとき、 0. 4 2 ピッチの屈折率分布型レンズは、 2つの球面レンズ 2 0 1 a , 2 0 1 bを並べたのと同等の機能を果たす。 このよ うな光モジユーノレ 1 1 0 " をマイクロ化学システム 1 0 0に使 用すると、 フ ァイバ光量は、 光モジュール 1 1 0 ' を使用したときと同 一にすることができた。. 光モジュール 1 1 0 ' と違い、 光モジュール 1 1 0 " は単一のレンズからなるので、 レンズ同士の軸調心を行なう必要 がなく、 簡易に組み立てを行う ことができる。
例えば、 波長 6 3 0 n mの L E D 1 0 2 と、 上記 0. 4. 2 ピッチの屈 折率分布型レンズを使用した光モジュールの場合、 レンズの屈折率分布 係数 V"Aは 0. 3 3 9、 軸上屈折率 n。は 1. 6 0 7 となる。 また、 上 述したよ うに、 0. 4 2 ピッチのレンズは、 0. 2 1 ピッチのレンズを 2つ組み合わせたものと同じとなる。 _
ここで、 上記式（ 3 ) 力 ら 0. 2 1 ピッチのレンズの焦点距離 f は 1. 9 0 となる。
また、 0. 2 1 ピッチのレンズの端面から主点位置までの距離 hは、 下記式 （ 4 ) , ( 5 ) よ り、 端面から内側に 1. 4 2 mmの位置となる。 h = ( 1 / ( n。 * A) ) * t a n ( ( Α * Ζ ) / 2') · · . ( 4 ) Ζ = 2 π * Ρ / A . . . ( 5 ) よって、 0. 4 2ピッチのレンズは、 図 5に示すよ うに、 2つのレン ズ 5 0 1， 5 0 2の近接する主点間距離 dが 2. 8 4 mmであって、 f = 1. 9 0のレンズを 2つ並べたものと同じ機能を果たす。
また、 系の倍率 M ( = L 2 / L 1 ) は、 下記の式 （ 6 ) の関係を有す
【数 4】
Figure imgf000011_0001
1 1 ：光源の発光面からレンズ端面までの距離 よって、 例えば、 上記 0 · 4 2ピッチのレンズから、 L E D 1 0 2の 発光面までの距離並びに光ファイバ 1 0 7までの距離を夫々、 0. 2 m m、 0. 8 mmとすると、 倍率 Mは 1. 2 となる。 また、 上記 0. 4 2 ピッチのレンズから、 L E D 1 0 2の発光面までの距離並ぴに光フアイ バ 1 0 7までの距離を夫々、 0. 8 mm、 0. 2 mmとすると、 倍率 M は 0. 8 となる。
尚、 ファイバ 1 0 7 と屈折率分布型レンズ 3 0 1の間の空間に長波長 カッ トフィルタを入れてもよい。 これにより、 蛍光検出等で問題になる 長波長側の光がファイバ 1 0 7に入るのを防止する事ができる。
尚、 本実施の形態に係る光モジュールは L E Dからの光を光ファイバ に導光する必要のあるシステムであればよく、 上述した蛍光測定用マイ クロ化学システムに限定されるわけでない。 従って、 燐光測定用に上記 マイク ロ化学システムを使用するためにこの光モジュールを使用しても よい。 また、 マイク ロ化学システムでなくて自動車内通信用のシステム に使用してもよレ、。
【実施例】
次に、 本発明の実施例について説明する。
(実施例 1 )
まず、 砲弾型 L E D (オアシス製 TO L— 5 0 a UR : 波長 6 3 0 nm、 2 O mAで発光） を用いて光源を作成した。 具体的には、 図 6 A に示すよ うに、.砲弾型 L E D 6 0 1の砲弾型の部分を形成する封止樹脂 6 0 3を、 その先端からボンディングワイヤー 6 0 4から約 0. 1 mm 離れた点線部 6 0 5まで研磨し、 図 6 Bに示すような光源 6 0 5を作成 した。 その後、 光源 6 0 5の研磨面 6 0 5 aに直接検出器 7 0 3 ( (株） ア ドパンテス ト製 TQ8210 (本体） ， TQ82014 (センサー） ） を対向させ.、 その発光強度を測定した結果、 3. 8 mWであった。 次に、 光源 6 0 5から光ファイバに導光された光量 （以下 「ファイバ 光量」 という。 ） を検出する検出システム 7 0 0を作成した。 具体的に は、 図 7に示すように、 検出システム 7 0 0は、 光源 6 0 5、 レンズ群 7 0 1及ぴ光ファイバ 7 0 2からなる光モジュールと、 光ファイバ 7 0 2の端面 7 0 2 bに接続されている検出器 7 0 3 とを備える。
レンズ群 7 0 1は、 光源 6 0 5の研磨面 6 0 5 aに近い方から順に、 S E L F O C レンズ （日本板硝子社製） の 0. 2 1 ピッチの两端 A R (anti-reflection) 付きレンズ 7 0 1 a , 7 0 1 bが二つ並んだもので 構成される。
光ファイバ 7 0 2は、 コア径 （ πι) Zクラッ ド径 （/z m) の値が 2 0 0 / 2 5 0であるマルチモード光ファイバから成る。
S E L F O Cレンズ 7 0 1 a， 7 0 l bは、共に、外径 φ ΐ . 8 mm、 焦点距離 1. 9 0 mm、 バックフォーカス 0. 4 7 m mの屈折率分布型 レンズ （ S E L F O C W 1 8 (日本板硝子社製） の 0. 2 1 ピッチの ものである。 従って、 焦点距離が 1. 9 0 nimである球面レンズと同等 の機能を有する。
本実施例の光モジュールで、 光源 6 0 5の発光面 6 0 5 b (光軸を中 心とする径 L 1の領域） が光ファイバ 7 0 2の端面に径 L 2 L 1 ) の大きさで結像する光学系 （以下 「 1 ： 1結合系」 という。 ） を形成す る。 このとき検出器 7 ◦ 3で測定されたファイバ光量は 3 0 μ Wであつ た。
(実施例 2 )
上記光モジュールで、 上記 L 1 ： L 2が 1 ： 1. 2 となる光学系 （以下 「拡大光学系」 という。 ） を形成する。 このとき検出器 7 ◦ 3で測定さ れたファイバ光量は 3 6 μ Wであった。
(実施例 3 ) 実施例 2の検出システムから レンズ群 7 0 1を外し、 それと同位置に 両端を ARコートした 0. 4 2 ピッチの S E L F O Cレンズ （S E L F O C W 1 8 (日本板硝子社製） ） の 1個のレンズを配置した。 このと き検出器 7 0 3で測定されたファイバ光量は実施例 2で得られたフアイ バ光量と同じ 3 6 /iWであった。
(実施例 4 )
実施例 1 と同様の方法で、砲弾型 L E D (日亜製 N S P B 5 0 0 S : 波長 4 7 0 n m、 2 O mAで発光） を用いて光源 6 0 5 ' を作成した。 その後、 光源 6 0 5 ' の発光強度を測定したところ、 7. 7 mWであつ た。
次に、 実施例 3の検出システムから光源 6 0 5を外し、 それと同位置 に光源 6 0 5 ' を配置した。 このとき検出器 7 0 3で測定されたフアイ バ光量は 5 2 Wであった。
(比較例 1 )
実施例 1の検出システム 7 0 ◦からレンズ群 7 0 1を外し、 光源 6 0 5 と光ファイバ 7 0 2の光軸がほぼ一致した状態を維持しつつ、 光ファ ィパ 7 0 2の端面 7 0 2 aの位置を変化させ、 ファイバ光量の最大値を 検出器 7 0 3で測定した。 その結果、 端面 7 0 2 aの位置が光源 6 0 5 の研磨面 6 0 5 a に一致したとき、 フアイパ光量が最大値である 1 4 μ Wとなった。
(比較例 2 )
実施例 1の検出システム 7 0 0から S E L F O Cレンズ 7 0 1 bを外 した。 その後、 この光モジュールで、 上記 L 1 ： L 2が 1 ： 1 となる光 学系を形成した。 このとき検出器 7 0 3で測定されたファイバ光量は最 大値である 1 7 μ Wであった。
(比較例 3 ) 比較例 2の光モジュールで、 上記 L 1 ： L 2が 0. 8 ： 1 となる光学 系 （以下 「縮小光学系」 という。 ） を形成した。 このとき検出器 7 0 3 で測定されたファイバ光量は 1 5 μ Wであった。
(比較例 4 )
実施例 4の検出システムの上記 0 . 4 2 ピッチの 1個のレンズを S E L F O C レンズ 7 0 1 a と交換した。 その後、 この光モジュールで、 上 記 L 1 ： L 2が 1 -- 1 となる光学系を形成した。 このとき検出器 7 0 3 で測定されたファイバ光量は最大値である 3 0 / Wとなった。
【表 2】
Figure imgf000015_0001
以 ヒの結果よ り 光モジュールにレンズを用いない場合（比較例 1 ) と、 1つの屈折率分布型レンズを用いた場合 （比較例 2 ) とでは、 ほとんど ファイバ光量に差は生じないことがわかった。 また、 L E Dのよ うに発光面積が広い光源を使用する場合、 図 8に示 すように発光面のできるだけ広い範囲からの光をレンズに集光させるぺ く、 通常比較例 3のよ うな縮小光学系が使用される。 しかし、 このよ う な光学系を用いても、 比較例 1， 2 と比べてファイバ光量にほとんど差 がないことがわかった。 これは、 L E Dの放射角度 （図 1 0 ) が大きい 一方、 このような縮小光学系では光源 6 0 5の開口数 N A ' は系の倍率 M ( = L 2 / L 1 ) に比例して小さくなる。 このため、 光源 5 0 5から の光のうち、 Θ ( = s i n - 1 N A ' ) より大きい放射角度を有するもの は、 図 8に示すよ うに全て結合損失となってしまうからであると考えら れる。
その一方、 比較例 2 と同じ 1 ： 1結合系であっても、 光モジュールに 2つのレンズからなるレンズ群を用いた場合 （実施例 1 ) は、 ファイバ 光量が約 1 . 8倍も増大することがわかった。 つまり、 光源 6 0 5 の発 光面 6 0 5 bめ一部が光ファイバ 7 0 2の端面 7 0 2 aで結像する位置 に 2つのレンズを配置すると、 汎用品である L E Dチップを使用して作 成された光源 6 0 5で、 光ファイバ 7 0 2の端面に効率よく光源 6 0 5 からの光を導光する小型で安価な光モジュールを提供することができる ことがわかった。 尚、 組み合わせレンズは全て同様の光学系を形成する ので、 レンズ群 7 0 1が 3つ以上のレンズからなるものであっても同様 の結果が得られると考えられる。
さらに、 同じ光モジュールを使用する場合であっても、 1 ： 1結合系 (実施例 1 ) よ り、 1 ： 1 . 2結合系の方が、 ファイバ光量を増加させる ことができることがわかった。
また、 波長 6 3 0 n mの光源 6 0 5を使用した場合 （実施例 1 〜 3 ) と同様に、 波長 4 7 0 n mの光源 6 0 5 ' を使用した場合も、 光モジュ ールに、 1つの球面レンズと同じ焦点距離を有する屈折率分布型レンズ を用いた場合 （比較例 3 ) と、 2つのレンズからなるレンズ群を用いた 場合 （実施例 4 ) では、 1 ： 1結合系であってもファイバ光量が増大す ることがわかった。 このことから、 光源の波長に関係なく、 光モジユー ルに 2つ以上のレンズからなるレンズ群を使用すると、 光ファイバの端 面に効率よく光源からの光を導光することができることがわかった。 産業上の利用可能性
本発明の態様の光モジュールによれば、 発光面積が大きく且つ放射角 度が大きい光源と、 その一端が光源からの光の光軸と慨一致する位置に 設置されたマルチモード光ファイバの間にあって、 光源からの光の光軸 と慨一致する位置に設置された、 二つ以上のレンズから成るレンズ群を 備え、 光源の発光面が結像する位置に、 前記マルチモー ド光ファイバの 一端を配置すると、 上記光源と して汎用品である L E Dチップを使用し て、 光ファイバの端面に効率よく光源からの光を導光する小型で安価な 光モジュールを提供するこ とができる。
本発明の態様の光モジュールによれば、 レンズ群は、 上記二つ以上の レンズを光軸を慨一致させた状態で固定したものから成るので、 組み立 てを簡易にすることができる。
本発明の態様の光モジュールによれば、上記二つ以上のレンズは、夫々 屈折率分布型レンズであるので、その側面を簡易に保持することができ、 光モジュール内におけるレンズ群の位置決めを容易に行うことができる。 本発明の態様の光モジュールによれば、 発光面積が大きく且つ放射角 度が大きい光源と、 その一端が光源からの光の光軸と慨一致する位置に 設置されたマルチモード光ファイバの間に 0 . 2 5 ピッチより長いピッ チの屈折率分布型レンズを備え、 光源の発光面が結像する位置に、 マル チモード光ファイバの一端を配置すると、 上記光源と して、 汎用品であ る L E Dチップを使用して、 光ファイバの端面に効率よく光源からの光 を導光する小型で安価、 且つ組み立てが簡易な光モジュールを提供する ことができる。
本発明の態様の光モジュールによれば、系の倍率が 1倍以上であると、 光フアイバの端面に確実に光源からの光を導光することができる。
本発明の態様の光モジュールによれば、 光源はその発光面側にワイヤ 一ボンディングが形成されている L E Dであるので、 レンズを用いない 光モジュールより も光ファイバの端面に確実に光源からの光を導光する ことができる。'
本発明の態様の光モジュールによれば、 光源とマルチモード光フアイ バの間に一定の波長以上の光をカツ トする波長カツ トフィルタを備える ので、 蛍光検出等で問題になる長波長側の光が光源に入るのを防止する 事ができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 発光面積が大きく且つ放射角度が大きい光源と、 その一端が前記光 源からの光の光軸と慨一致する位置に設置されたマルチモー ド光フアイ パとを備える光モジュールにおいて、
前記光源と前記マルチモード光フアイバの間にあって、 前記光源から の光の光軸と慨一致する位置に設置された、 二つ以上のレンズから成る レンズ群を備え、
前記光源の発光面が結像する位置に、 前記マルチモード光ファイバの —端を配置することを特徴とする光モジュール。
2 . 前記レンズ群は、 前記二つ以上のレンズを光軸を慨一致させた状態 で固定したものから成ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光モ ジュール。
3 . 前記二つ以上のレンズは、 夫々屈折率分布型レンズであることを特 徴とする請求の範囲第 1項記載の光モジュール。
4 . 発光面積が大きく且つ放射角度が大きい光源と、 その一端が前記光 源からの光の光軸と慨一致する位置に設置されたマルチモード光フアイ パとを備える光モジュールにおいて、
光源と前記マルチモード光ファイバの間に 0 · 2 5 ピッチより長いピ ツチの屈折率分布型レ ズを備え、
前記光源の発光面が結像する位置に、 前記マルチモード光ファイバの 一端を配置することを.特徴とする光モジュール。
5 . 系の倍率が 1倍以上であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載 の光モジユーノレ。
6 . 前記光源は、 前記発光面側にワイヤーボンディングが形成されてい る L E Dであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光モジュール。
7 . 前記光源と前記マルチモード光ファイバの間に一定の波長以上の光 をカツ トする波長力ッ トフィルタを備えるこ とを特徴とする請求の範囲 第 1項記載の光モジュール。
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