WO2024009495A1 - 減衰領域を備えた光学素子及びその製造方法 - Google Patents

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WO2024009495A1
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optical element
light
additional
exit
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宏則 堀切
海里 両角
宣志 槇
哲哉 善光
孝弘 藤岡
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ナルックス株式会社
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    • 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
    • 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
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

Definitions

  • the present invention relates to an optical element equipped with an attenuation region and a method for manufacturing the same.
  • optical elements In the field of optical communications, optical elements (optical modules) are used that optically couple a light-emitting element that functions as a light source and a light-receiving element. When using such an optical element, safety and standards may require that the amount of light passing through it be reduced so that a desired transmittance is achieved.
  • An optical element with a light attenuating film on the surface through which light passes so as to achieve a desired transmittance Patent Document 1
  • an optical element with a shape that diffuses light inside Patent Document 2 etc.
  • an optical element that optically couples a light-emitting element that functions as a light source and a light-receiving element which can be easily manufactured and achieves a desired transmittance with high precision, and a method for manufacturing the same. has not been developed. Therefore, an optical element that optically couples a light emitting element functioning as a light source and a light receiving element, which can be easily manufactured and achieves a desired transmittance over a wide range with high precision, and its manufacture. There is a need for a method.
  • the technical problem of the present invention is an optical element that optically couples a light emitting element that functions as a light source and a light receiving element, which can be easily manufactured and achieves a desired transmittance over a wide range with high precision.
  • An object of the present invention is to provide an optical element and a method for manufacturing the same.
  • the optical element of the first aspect of the present invention includes an entrance lens surface configured to face the light source and the light receiving element so as to optically couple the light source and the light receiving element that receives light from the light source.
  • the optical element includes an exit lens surface configured to face the exit lens surface, and an attenuation region in the path of light that enters from the entrance lens surface and reaches the exit lens surface.
  • the optical element further comprises an additional lens surface other than the input lens surface and the exit lens surface and another light source positioning surface for the additional lens surface, the additional lens surface being the additional lens surface.
  • the conjugate point of the intersection of the optical axis of the lens and the plane including the positioning surface is located on or near the path of light that enters from the entrance lens surface and reaches the exit lens surface.
  • the attenuation region refers to a region in which light is attenuated to a greater extent than other portions in the path of the light beam that enters from the entrance lens surface 111 and reaches the exit lens surface 131. Formation of the attenuation region by laser light will be explained later.
  • the optical axis of a lens surface refers to a straight line that passes through the vertex of the lens surface and is perpendicular to the lens surface. The conjugate point of the intersection of the optical axis of the additional lens surface and the plane including the positioning surface is located on or near the path of light that enters from the input lens surface and reaches the output lens surface.
  • the processing laser beam focused on the conjugate point changes the optical properties of the material around the conjugate point, and as a result, it enters from the input lens surface and passes through the exit lens surface.
  • the conjugate point is located at a position such that an attenuation region is formed on the path of light reaching the conjugate point.
  • the attenuation region of the optical element of this embodiment is easily formed by entering the laser beam from the additional lens surface while observing the intensity of the light entering from the entrance lens surface and exiting from the exit lens surface.
  • the desired transmittance can be achieved over a wide range with high precision.
  • the plane of the optical element provided with the entrance lens surface and the plane of the optical element provided with the exit lens surface are perpendicular to each other, and the additional The lens surface is provided on the surface of the optical element provided with the exit lens surface.
  • the additional lens surface is on the same surface of the optical element as the exit lens surface, mold parts for molding both lens surfaces can be integrally processed, and both lenses It is possible to improve the positional accuracy between the surfaces. Furthermore, since one ferrule can be used for processing optical fibers and communication optical fibers, there are fewer structures for positioning the ferrule. Therefore, manufacturing costs can be reduced. Furthermore, by providing the ferrule positioning structure on the same surface of the optical element as both lens surfaces, the mold parts for molding both lens surfaces and the above-mentioned positioning structure can be integrally processed. Therefore, it is possible to improve the alignment accuracy of the optical fiber for processing and the optical fiber for communication.
  • the plane of the optical element provided with the entrance lens surface and the plane of the optical element provided with the exit lens surface are perpendicular to each other, and the addition
  • the lens surface is provided on the surface of the optical element provided with the entrance lens surface.
  • the mold parts for molding both lens surfaces can be integrally processed, and both lens surfaces can be processed integrally. It is possible to improve the positional accuracy between the surfaces. Furthermore, since an optical fiber is used as the communication light source for transmittance measurement when creating the attenuation region, positioning of the communication light source is easy.
  • the plane of the optical element provided with the entrance lens surface and the plane of the optical element provided with the exit lens surface are perpendicular to each other, and the addition
  • the lens surface is provided on a surface of the optical element other than the surface of the optical element where the input lens surface is provided and the surface of the optical element where the exit lens surface is provided.
  • the thickness of the optical element can be increased. (height) can be reduced.
  • the surface of the optical element provided with the input lens surface and the surface of the optical element provided with the exit lens surface are parallel to each other, and the additional The lens surface is provided on a surface of the optical element other than the surface of the optical element where the input lens surface is provided and the surface of the optical element where the exit lens surface is provided.
  • an optical fiber extending in a direction perpendicular to the lower surface of the optical element, that is, perpendicular to the substrate surface of the communication light source. Further, by providing the additional lens surface on a surface of the optical element other than the surface of the optical element provided with the input lens surface and the surface of the optical element provided with the exit lens surface, The area can be reduced.
  • the surface of the optical element provided with the entrance lens surface and the surface of the optical element provided with the exit lens surface are parallel to each other, and the addition The lens surface is provided on the surface of the optical element provided with the exit lens surface.
  • the thickness (height) of the optical element can be reduced.
  • the positioning surface is parallel to the plane of the optical element provided with the additional lens surface.
  • the optical element of the seventh embodiment of the first aspect of the present invention is configured such that the light entering from the entrance lens surface and traveling within the optical element is a substantially collimated light beam.
  • the transmittance can be easily adjusted and an optical element having a transmittance with higher accuracy can be obtained.
  • the optical element according to the eighth embodiment of the first aspect of the present invention is an optical element for a multi-core optical fiber, and includes a plurality of input lens surfaces, a plurality of output lenses arranged in a row in the same direction, a plurality of additional lens surfaces and a common positioning surface of a plurality of light sources for the plurality of additional lens surfaces, the one input lens surface, the one output lens surface and the one additional lens surface forming a set; and in each set, the input lens surface, the output lens surface and the additional lens surface are arranged such that they have the same value with respect to the coordinates in the same direction, and the light enters from the input lens surface and reaches the output lens surface.
  • the additional lens surface has an attenuation region for light that is incident from the input lens surface and the light exits from the input lens surface; It is configured to be located on or near the path of light that reaches the lens surface.
  • a desired transmittance over a wide range can be achieved with high accuracy in an optical element for a multi-core optical fiber.
  • a method for manufacturing an optical element according to a second aspect of the present invention is a method for manufacturing an optical element that is configured to optically couple a light source and a light receiving element that receives light from the light source, and that has an attenuation region inside. comprising an entrance lens surface configured to face the light source, an exit lens surface configured to face the light receiving element, and an additional lens surface other than the entrance lens surface and the exit lens surface. a step of manufacturing an optical element with a laser beam incident on the additional lens surface while observing the intensity of light incident on the input lens surface and exiting from the output lens surface; forming an attenuated region having a desired transmittance for light incident from the input lens surface and reaching the output lens surface.
  • the attenuation region is formed by inputting laser light from the additional lens surface while observing the intensity of the light incident from the input lens surface and exiting from the output lens surface. It is easy to manufacture and can achieve a desired transmittance over a wide range with high accuracy.
  • the optical element is an optical element for a multi-core optical fiber, and the plurality of input lenses are arranged in a row in the same direction.
  • the exit lens surface and the additional lens surface are optical elements arranged such that they have the same value with respect to the coordinates in the same direction.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a system for forming an attenuation region within an optical element.
  • FIG. It is a flowchart for explaining the manufacturing method of an optical element.
  • 3 is a perspective view from above of the optical element of Example 1.
  • FIG. 3 is a perspective view from below of the optical element of Example 1.
  • FIG. 2 is a top view of the optical element of Example 1 equipped with a ferrule.
  • 6 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 5.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the portion indicated by C in FIG. 6.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the portion indicated by D in FIG. 7.
  • FIG. 3 is a diagram showing the path of a ray of light that enters from an input lens surface and reaches an output lens surface of an optical element.
  • FIG. 7 is a perspective view from above of the optical element of Example 2.
  • FIG. 7 is a perspective view from below of the optical element of Example 2.
  • FIG. 7 is a top view of the optical element of Example 2 equipped with a ferrule.
  • 14 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 13.
  • FIG. 14 is a diagram showing a BB cross section in FIG. 13.
  • FIG. 15 is an enlarged view of the portion indicated by C in FIG. 14.
  • FIG. 16 is an enlarged view of the portion indicated by D in FIG. 15.
  • FIG. 3 is a diagram showing the path of a ray of light that enters from an input lens surface and reaches an output lens surface of an optical element.
  • FIG. 7 is a perspective view from above of the optical element of Example 3.
  • FIG. 7 is a perspective view from below of the optical element of Example 3.
  • FIG. 7 is a top view of the optical element of Example 3 equipped with two ferrules.
  • 22 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 21.
  • FIG. 22 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 21.
  • FIG. FIG. 7 is a side view of an optical element of Example 3 equipped with two ferrules.
  • FIG. 7 is a perspective view from above of the optical element of Example 4.
  • FIG. 7 is a perspective view from above of the optical element of Example 3.
  • FIG. 7 is a perspective view from below of the optical element of Example 4.
  • FIG. 7 is a top view of the optical element of Example 3 equipped with a ferrule.
  • 28 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 27.
  • FIG. 28 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 27.
  • FIG. FIG. 4 is a side view of the optical element of Example 4 equipped with two ferrules.
  • FIG. 7 is a perspective view from above of the optical element of Example 5.
  • FIG. 7 is a perspective view from below of the optical element of Example 5.
  • FIG. 7 is a plan cross-sectional view of an optical element of Example 5 equipped with two ferrules.
  • 34 is a diagram showing a cross section taken along the line AA in FIG. 33.
  • FIG. 7 is a side cross-sectional view of an optical element of Example 5 equipped with two ferrules.
  • 34 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 33.
  • FIG. 7 is a top view of the optical element of Example 5 equipped with two ferrules.
  • FIG. 7 is a side view of an optical element of Example 5 equipped with two ferrules.
  • FIG. 6 is a perspective view from above of the optical element of Example 6.
  • FIG. 7 is a perspective view from below of the optical element of Example 6.
  • FIG. 7 is a top view of the optical element of Example 6.
  • FIG. 6 is a side view of the optical element of Example 6.
  • FIG. 6 is a bottom view of the optical element of Example 6.
  • FIG. 7 is a top view of the optical element of Example 6 equipped with two ferrules.
  • 45 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 44.
  • FIG. 45 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 44.
  • FIG. 46 is an enlarged view of the portion indicated by C in FIG. 45.
  • FIG. 47 is an enlarged view of the portion indicated by E in FIG. 46.
  • FIG. FIG. 7 is a top view of the optical element of Example 6 equipped with two ferrules. 7 is a perspective view from above of the optical element of Example 7.
  • FIG. FIG. 7 is a perspective view from below of the optical element of Example 7.
  • FIG. 7 is a top view of the optical element of Example 7.
  • FIG. 7 is a side view of an optical element of Example 7.
  • FIG. 7 is a bottom view of the optical element of Example 7.
  • FIG. 7 is a side view of the optical element of Example 7 with a ferrule attached.
  • 56 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 55.
  • FIG. 56 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 55.
  • FIG. 57 is an enlarged view of the portion indicated by C in FIG. 56.
  • FIG. 58 is an enlarged view of the portion indicated by D in FIG. 57.
  • FIG. FIG. 7 is a perspective view of the optical element of Example 7 equipped with a ferrule.
  • the optical element 100 of the present invention is configured to optically couple a light source and a light receiving element.
  • the light source is a semiconductor optical element such as a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), and the light receiving element is an optical fiber.
  • the light source is an optical fiber
  • the light receiving element is a semiconductor optical element such as a photodiode.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the optical element 100 according to an embodiment of the present invention, including the central axes of the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131.
  • FIG. 10 is a diagram showing the path of a light ray that enters from the entrance lens surface 111 of the optical element 100 and reaches the exit lens surface 131.
  • the light emitted from the light source 410 is made into a beam that is substantially collimated by the incident lens surface 111 provided on the surface 110 of the optical element 100, and travels inside the optical element 100. After being reflected by the surface 120 of the optical element 100, the substantially collimated beam reaches an exit lens surface 131 provided on the surface 130 of the optical element 100. The substantially collimated beam is focused onto the end face of the communication optical fiber 310 by the exit lens surface 131. In this way, the optical element 100 optically couples the light source 410 and the communication optical fiber 310.
  • An additional lens surface LLP for laser processing is provided on the surface 130 of the optical element 100. Laser light is incident on the additional lens surface LLP from the processing optical fiber 320.
  • the additional lens surface LLP is configured to focus the laser light received from the processing optical fiber 320 on or near the path of the ray that enters from the input lens surface 111 and reaches the output lens surface 131.
  • the communication optical fiber 310 and the processing optical fiber 320 are aligned with the output lens surface 131 and the additional lens surface LLP, respectively, by the ferrule (optical connector) 200.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a system for forming an attenuation region within an optical element 100.
  • the attenuation region refers to a region in which a light beam that enters from the entrance lens surface 111 and reaches the exit lens surface 131 undergoes greater attenuation in the path compared to other portions.
  • the material of the optical element 100 is preferably a plastic such as PEI (polyetherimide), PI (polyimide) and PESU (PES) (polyethersulfone).
  • a communication light source 410 such as a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) is optically connected to the entrance lens surface 111 of the optical element 100 .
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
  • a sensor 500 such as an optical power meter is optically connected to the output lens surface 131 of the optical element 100 via an optical fiber 310, and an additional lens surface LLP for processing the optical element 100 is connected via an optical fiber 320.
  • a processing light source 420 is optically connected.
  • the processing light source 420 is a fiber laser, an ultrashort pulse light laser, or the like.
  • the power of a fiber laser ranges from 20kW to 70kW.
  • Optical fiber 310 and optical fiber 320 are aligned by optical connector 200 with output lens surface 131 and additional lens surface LLP, respectively.
  • the output of the sensor 500 is connected to the input of the processor 600, the output of the processor 600 is connected to the input of the controller 700, and the output of the controller 700 is connected to the communication light source 410 and the processing light source 420.
  • the processor 600 sends instructions such as the output of the processing light source 420 to the controller 700 based on the output of the sensor 500, and the controller 700 controls the outputs of the communication light source 410 and the processing light source 420 based on the instructions from the processor 600. It is composed of
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the method for manufacturing the optical element 100.
  • an optical element including an entrance lens surface 111 configured to face the light source, an exit lens surface 131 configured to face the light receiving element, and an additional lens surface LLP is manufactured.
  • an attenuation region is formed within the optical element. Specifically, laser light is made to enter from the additional lens surface LLP via the optical fiber 320 while the sensor 500 observes the intensity of the light that enters the input lens surface 111 and exits from the output lens surface 131.
  • the laser light changes the refractive index of the material or increases the absorption of the material.
  • a part of the light traveling to the exit lens surface 131 is scattered or absorbed, and the amount of light that enters from the entrance lens surface 111 and reaches the exit lens surface 131 decreases. In this way, an attenuation region for light that enters the input lens surface 111 and exits from the output lens surface 131 is formed.
  • the senor 500 observes the intensity of the light that enters from the entrance lens surface 111 and exits from the exit lens surface 131, and based on the observed value, the processor 600 By controlling at least one of the intensity and the irradiation time of the laser beam via the controller 700, the additional lens surface LLP enters the incident lens surface 111 around the point where the laser beam is focused, and then the laser beam enters the exit lens surface. It is possible to form an attenuation region that achieves a desired transmittance for light emitted from 131.
  • control is performed for each set of the input lens surface 111, the output lens surface 131, and the additional lens surface LLP corresponding to one communication optical fiber. may be implemented.
  • the intensity of the light emitted from one exit lens surface 131 may be observed by the sensor 500, and the power of the laser light entering from the plurality or all additional lens surfaces LLP may be controlled based on the observed value.
  • the position of the point where the additional lens surface LLP focuses the laser light is determined by the principal ray of the light that enters from the input lens surface 111 and reaches the output lens surface 131, i.e. It is preferable to set it on the path of the light ray passing through the apex of the entrance lens surface 111 and the apex of the exit lens surface 131. The reason for this is that an attenuation region is formed around the peak position of the light intensity distribution in a cross section perpendicular to the traveling direction of the communication light beam that enters from the input lens surface 111 and reaches the output lens surface 131.
  • any transmittance in the range of 0% to 100% can be achieved.
  • a damping region can be formed.
  • the desired transmittance in optical communication is in the range of 90% to 25.5% (the ratio of the light intensity on the output side to the light intensity on the input side is -0.5 dB to -6.0 dB).
  • the material of the optical element in the example is polyetherimide (PEI), and the refractive index for light with a wavelength of 850 nanometers is 1.638.
  • Example 1 The optical element 100 of Example 1 is for batch connection of multi-core optical fibers, and is used together with an MT ferrule (Mechanically Transferable Ferrule) used for batch connection.
  • MT ferrule Mechanismically Transferable Ferrule
  • FIG. 3 is a perspective view from above of the optical element 100 of Example 1.
  • 12 additional lens surfaces LLP and 12 exit lens surfaces 131 are arranged in a row. The two columns are parallel to each other.
  • the diameter of the additional lens surface LLP and the exit lens surface 131 is 250 micrometers
  • the center-to-center spacing of two adjacent additional lens surfaces LLP and the center-to-center spacing of two adjacent exit lens surfaces 131 is 250 micrometers. It is a meter.
  • One additional lens surface LLP and one exit lens surface 131 form one set, and with respect to the coordinates in the column direction, the additional lens surface LLP and the exit lens surface 131 of the above set have the same value. will be placed in
  • the center-to-center spacing between one set of lens surfaces LLP and exit lens surface 131 is 500 micrometers.
  • FIG. 4 is a perspective view from below of the optical element 100 of Example 1.
  • Twelve incident lens surfaces 111 are arranged in a row on the lower surface of the optical element 100.
  • the row of input lens surfaces 111 is parallel to the row of additional lens surfaces LLP and the row of exit lens surfaces 131.
  • the diameter of the entrance lens surface 111 is 250 micrometers, and the center-to-center distance between two adjacent entrance lens surfaces 111 is 250 micrometers.
  • One entrance lens surface 111, one exit lens surface 131 and one additional lens surface LLP form one set, and with respect to the coordinates defined in the above column direction, the three lens surfaces of one set are
  • One set of the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 constitute an optical system for communication, and one set of additional lens surfaces LLP constitute the optical system for communication.
  • An optical system for forming an attenuation region is configured.
  • FIG. 5 is a top view of the optical element 100 of Example 1 with the ferrule 200 attached.
  • FIG. 6 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 5.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the portion indicated by C in FIG. 6. As shown in FIG. 8, the ferrule 200 is attached to the optical element 100 by fitting the ferrule fitting pin 150 of the optical element 100 into the recess of the ferrule 200.
  • FIG. 9 is an enlarged view of the portion indicated by D in FIG. 7.
  • the entrance lens surface 111, the exit lens surface 131 and the additional lens surface LLP shown in FIG. 9 belong to one set.
  • Entry lens surface 111 receives a light beam from light source 410 .
  • the output lens surface 131 focuses the light beam onto the end face of the communication optical fiber 310.
  • Additional lens surface LLP receives laser light from processing optical fiber 320.
  • the communication optical fiber 310 and the processing optical fiber 320 are positioned by the positioning surface 140.
  • the positioning plane 140 is parallel to the plane 130 of the optical element with the additional lens plane LLP and the exit lens plane 131.
  • FIG. 10 is a diagram showing the path of a light ray that enters from the entrance lens surface 111 of the optical element 100 and reaches the exit lens surface 131. Both the light beam incident from the entrance lens surface 111 and the laser beam incident from the additional lens surface LLP are totally reflected by the surface 120. The distance between the exit lens surface 131 and the surface 120 along the ray that reaches the vertex of the exit lens surface 131 is the distance between the additional lens surface LLP and the surface 120 along the ray that passes through the vertex of the additional lens surface LLP and reaches the surface 120. greater than the distance between 120 and 120.
  • the surface 120 is inclined at 45 degrees with respect to each of the path of a ray passing through the apex of the input lens surface 111 and reaching the surface 120 and the path of a ray passing through the apex of the exit lens surface 131 after being reflected by the surface 120. .
  • the additional lens surface LLP focuses the laser light incident from the additional lens surface LLP onto a point on the path of the light ray passing through the vertex of the input lens surface 111 and the vertex of the output lens surface 131.
  • the conjugate point of the intersection of the optical axis of the additional lens surface LLP and the plane containing the positioning surface 140 is the vertex of the input lens surface 111 and the vertex of the exit lens surface 131. is on the path of the ray passing through.
  • Table 1 is a table showing data of a communication optical system constituted by the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131.
  • the shapes of the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 are aspheric, and the amount of sag for each, that is, the distance in the optical axis direction between the vertex of the lens surface and a point on the lens surface can be expressed by the following equation.
  • the optical axis is a path of a ray passing through the apex of the input lens surface 111 and the apex of the output lens surface 131.
  • c curvature (reciprocal of radius of curvature)
  • r distance from the optical axis
  • k Conic constant.
  • c is determined to be positive when the shape of the lens surface is convex toward the object side, and negative when the shape of the lens surface is convex toward the image side.
  • the data on the radius of curvature and the conic constant are related to the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131, and the data on the diameter is regarding the light source, the entrance lens surface 111, and the exit lens surface 131.
  • the "distance between surfaces" of the light source is the distance along the optical axis between the light source and the incident lens surface 111
  • the “distance between surfaces” of the incident lens surface 111 is the distance between the incident lens surface 111 and the total reflection surface.
  • 120 and the "interface distance” of the total reflection surface 120 is the distance along the optical axis between the total reflection surface 120 and the exit lens surface 131.
  • 131 is the distance along the optical axis between the output lens surface 131 and the communication optical fiber 310.
  • Table 2 is a table showing data of an optical system for forming an attenuation region formed by the additional lens surface LLP.
  • the shape of the additional lens surface LLP is an aspherical surface, and the amount of sag can be expressed by the above equation (1).
  • the optical axis is a ray passing through the vertex of the additional lens surface LLP and the center of the end surface of the optical fiber 320 for processing.
  • the radius of curvature, conic constant, and focal length are data regarding the additional lens surface LLP
  • the diameter data are data regarding the light source and the additional lens surface LLP.
  • the "interplane distance" of the light source is the distance along the optical axis between the optical fiber 320 for laser light and the additional lens surface LLP
  • the "interplane distance” of the additional lens surface LLP is It is the distance along the optical axis between the additional lens surface LLP and the total reflection surface 120
  • the "interface distance” of the total reflection surface 120 is the distance between the total reflection surface 120 and the additional lens surface LLP to condense laser light. It is the distance along the optical axis between the point
  • Example 2 The optical element 100 of Example 2 is for batch connection of multicore optical fibers, and is used together with an MT ferrule (Mechanically Transferable Ferrule) used for batch connection.
  • MT ferrule Mechanismically Transferable Ferrule
  • FIG. 11 is a perspective view from above of the optical element 100 of Example 2.
  • 12 exit lens surfaces 131 and 12 additional lens surfaces LLP are arranged in a row.
  • the two columns are parallel to each other.
  • the diameter of the exit lens surface 131 and the additional lens surface LLP is 250 micrometers
  • the center-to-center distance between two adjacent exit lens surfaces 131 and the center-to-center distance between two adjacent additional lens surfaces LLP is 250 micrometers. It is a meter.
  • One additional lens surface LLP and one exit lens surface 131 form one set, and with respect to the coordinates in the column direction, the additional lens surface LLP and the exit lens surface 131 of the above set have the same value. will be placed in
  • the center-to-center spacing between the exit lens surface 131 and the additional lens surface LLP, which belong to one set is 500 micrometers.
  • FIG. 12 is a perspective view from below of the optical element 100 of Example 2.
  • Twelve incident lens surfaces 111 are arranged in a row on the lower surface of the optical element 100.
  • the row of input lens surfaces 111 is parallel to the row of additional lens surfaces LLP and the row of exit lens surfaces 131.
  • the diameter of the entrance lens surface 111 is 250 micrometers, and the center-to-center distance between two adjacent entrance lens surfaces 111 is 250 micrometers.
  • One entrance lens surface 111, one exit lens surface 131 and one additional lens surface LLP form one set, and with respect to the coordinates defined in the above column direction, the three lens surfaces of one set are
  • One set of the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 constitute an optical system for communication, and one set of additional lens surfaces LLP constitute the optical system for communication.
  • An optical system for forming an attenuation region is constructed.
  • FIG. 13 is a top view of the optical element 100 of Example 2 with the ferrule 200 attached.
  • FIG. 14 is a diagram showing the AA cross section of FIG. 13.
  • FIG. 15 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 13.
  • FIG. 16 is an enlarged view of the portion indicated by C in FIG. 14. As shown in FIG. 16, the ferrule 200 is attached to the optical element 100 by fitting the ferrule fitting pin 150 of the optical element 100 into the recess of the ferrule 200.
  • FIG. 17 is an enlarged view of the portion indicated by D in FIG. 15.
  • the entrance lens surface 111, the exit lens surface 131, and the additional lens surface LLP shown in FIG. 17 belong to one set.
  • Entry lens surface 111 receives a light beam from light source 410 .
  • the output lens surface 131 focuses the light beam onto the end face of the communication optical fiber 310.
  • Additional lens surface LLP receives laser light from processing optical fiber 320.
  • the communication optical fiber 310 and the processing optical fiber 320 are positioned by the positioning surface 140.
  • the positioning plane 140 is parallel to the plane 130 of the optical element with the additional lens plane LLP and the exit lens plane 131.
  • FIG. 18 is a diagram showing the path of a light ray that enters from the entrance lens surface 111 of the optical element 100 and reaches the exit lens surface 131.
  • Light rays entering from the entrance lens surface 111 are totally reflected by the surface 120.
  • the distance between the exit lens surface 131 and the surface 120 along the ray that reaches the apex of the exit lens surface 131 is equal to the distance between the exit lens surface 131 and the surface 120 along the ray that travels toward the surface 120 through the apex of the additional lens surface LLP. and the distance between surfaces 120.
  • the surface 120 is inclined at 45 degrees with respect to each of the path of a ray passing through the apex of the input lens surface 111 and reaching the surface 120 and the path of a ray passing through the apex of the exit lens surface 131 after being reflected by the surface 120. .
  • the data of the communication optical system constituted by the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 is the same as that of the first embodiment.
  • the additional lens surface LLP focuses the laser light incident from the additional lens surface LLP onto a point on the path of the light ray passing through the vertex of the input lens surface 111 and the vertex of the output lens surface 131.
  • the conjugate point of the intersection of the optical axis of the additional lens surface LLP and the plane containing the positioning surface 140 is the vertex of the input lens surface 111 and the vertex of the exit lens surface 131. is on the path of the ray passing through.
  • Table 3 is a table showing data of an optical system for forming an attenuation region formed by the additional lens surface LLP.
  • the shape of the additional lens surface LLP is an aspherical surface, and the amount of sag can be expressed by the above equation (1).
  • the optical axis is a ray passing through the vertex of the additional lens surface LLP and the center of the end surface of the optical fiber 320 for processing.
  • the radius of curvature, conic constant, and focal length data are data regarding the additional lens surface LLP
  • the diameter data are data regarding the light source and the additional lens surface LLP.
  • the "plane distance" of the light source is the distance along the optical axis between the laser light source and the additional lens surface LLP
  • the "interplane distance” of the additional lens surface LLP is the distance between the laser light source and the additional lens surface LLP. and the point on which the additional lens surface LLP focuses the laser light along the optical axis.
  • Example 3 The optical element 100 of Example 3 is for batch connection of multicore optical fibers, and is used together with an MT ferrule (Mechanically Transferable Ferrule) used for batch connection.
  • MT ferrule Mechanismically Transferable Ferrule
  • FIG. 19 is a perspective view from above of the optical element 100 of Example 3.
  • Twelve exit lens surfaces 131 are arranged in a row on one side of the optical element 100.
  • the diameter of the exit lens surface 131 is 250 micrometers, and the center-to-center distance between two adjacent exit lens surfaces 131 is 250 micrometers.
  • Twelve additional lens surfaces LLP are arranged in a row on the upper surface of the optical element 100 so as to be parallel to the above-described row of the exit lens surfaces 131.
  • the diameter of the lens surface LLP is 250 micrometers, and the center-to-center spacing of two adjacent additional lens surfaces LLP is 250 micrometers.
  • FIG. 20 is a perspective view from below of the optical element 100 of Example 3.
  • twelve entrance lens surfaces 111 are arranged in a row parallel to the above-mentioned row of exit lens surfaces 131.
  • the diameter of the entrance lens surface 111 is 250 micrometers, and the center-to-center distance between two adjacent entrance lens surfaces 111 is 250 micrometers.
  • One entrance lens surface 111, one exit lens surface 131 and one additional lens surface LLP form one set, and with respect to the coordinates defined in the above column direction, the three lens surfaces of one set are
  • One set of the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 constitute an optical system for communication, and one set of additional lens surfaces LLP constitute the optical system for communication.
  • An optical system for forming an attenuation region is configured.
  • FIG. 21 is a top view of the optical element 100 of Example 3 equipped with the ferrule 200 and the ferrule 220.
  • FIG. 22 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 21.
  • the ferrule 200 is attached to the optical element 100 by fitting the fitting pin 150 of the optical element 100 into the recess, and the ferrule 220 is attached to the recess by a separate ferrule 220 fitted into the recess of the optical element 100. It is attached to the optical element 100 by fitting the ferrule fitting pin 250, which is a part of the ferrule.
  • FIG. 23 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 21.
  • the entrance lens surface 111, the exit lens surface 131, and the additional lens surface LLP shown in FIG. 23 belong to one set.
  • Entry lens surface 111 receives a light beam from light source 410 .
  • the output lens surface 131 focuses the light beam onto the end face of the communication optical fiber 310.
  • Additional lens surface LLP receives laser light from processing optical fiber 320.
  • the optical fiber for processing 320 is positioned by the positioning surface 140.
  • the positioning plane 140 is parallel to the plane of the optical element provided with the additional lens surface LLP.
  • the communication optical system constituted by the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 is the same as that of the first embodiment.
  • the additional lens surface LLP focuses the laser light incident from the additional lens surface LLP onto a point on the path of the light ray passing through the vertex of the input lens surface 111 and the vertex of the output lens surface 131.
  • FIG. 24 is a side view of the optical element 100 of Example 3 equipped with the ferrule 200 and the ferrule 220.
  • Example 4 The optical element 100 of Example 4 is for batch connection of multi-core optical fibers, and is used together with an MT ferrule (Mechanically Transferable Ferrule) used for batch connection.
  • MT ferrule Mechanismically Transferable Ferrule
  • FIG. 25 is a perspective view from above of the optical element 100 of Example 4.
  • exit lens surfaces 131 are arranged in a row in the horizontal direction.
  • the diameter of the exit lens surface 131 is 250 micrometers, and the center-to-center distance between two adjacent exit lens surfaces 131 is 250 micrometers.
  • FIG. 26 is a perspective view from below of the optical element 100 of Example 4.
  • 12 entrance lens surfaces 111 and 12 additional lens surfaces LLP are arranged in a row parallel to the above row of exit lens surfaces 131, respectively.
  • the diameter of the entrance lens surface 111 and the additional lens surface LLP is 250 micrometers, and the center-to-center spacing of two adjacent entrance lens surfaces 111 and the center-to-center spacing of two adjacent additional lens surfaces LLP are 250 micrometers. It is a meter.
  • One additional lens surface LLP and one exit lens surface 131 form one set, and with respect to the coordinates in the column direction, the additional lens surface LLP and the exit lens surface 131 of the above set have the same value.
  • the center-to-center distance between the lens surface LLP and the exit lens surface 131 belonging to one set is 500 micrometers.
  • One entrance lens surface 111, one exit lens surface 131 and one additional lens surface LLP form one set, and with respect to the coordinates defined in the above column direction, the three lens surfaces of one set are
  • One set of the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 constitute an optical system for communication
  • one set of additional lens surfaces LLP constitute the optical system for communication.
  • An optical system for forming an attenuation region is configured.
  • FIG. 27 is a top view of the optical element 100 of Example 3 with the ferrule 200 attached.
  • FIG. 28 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 27.
  • the ferrule 200 is attached to the optical element 100 by fitting the fitting pin 150 of the optical element 100 into the recess, and the ferrule 220 is attached to the recess by a separate ferrule 220 fitted into the recess of the optical element 100. It is attached to the optical element 100 by fitting the ferrule fitting pin 250, which is a part of the ferrule.
  • FIG. 29 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 27.
  • the entrance lens surface 111, the exit lens surface 131, and the additional lens surface LLP shown in FIG. 29 belong to one set.
  • Entrance lens surface 111 receives a light beam from optical fiber 305, which acts as a light source.
  • the output lens surface 131 focuses the light beam onto the end face of the communication optical fiber 310.
  • Additional lens surface LLP receives laser light from processing optical fiber 320.
  • the optical fiber 305 and the processing optical fiber 320 are positioned by the positioning surface 140.
  • the positioning plane 140 is parallel to the plane 110 of the optical element with the entrance lens plane 111 and the additional lens plane LLP.
  • the communication optical system constituted by the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 is the same as that of the first embodiment.
  • the additional lens surface LLP focuses the laser light incident from the additional lens surface LLP onto a point on the path of the light ray passing through the vertex of the input lens surface 111 and the vertex of the output lens surface 131.
  • FIG. 30 is a side view of the optical element 100 of Example 4 equipped with the ferrule 200 and the ferrule 220.
  • Example 5 The optical element 100 of Example 5 is for connecting single-core fibers, and is used together with an LC ferrule for single-core fibers.
  • FIG. 31 is a perspective view from above of the optical element 100 of Example 5.
  • the ferrule of the communication optical fiber 310 is fitted into the cylinder.
  • a socket which is a hole with a circular cross section, and the position of this socket is such that the center axis of the hole with a circular cross section coincides with the vertex of the additional lens surface LLP. It is configured to pass.
  • the ferrule of the optical fiber for processing 320 is fitted into the hole.
  • FIG. 32 is a perspective view from below of the optical element 100 of Example 5.
  • An entrance lens surface 111 is provided on the lower surface of the optical element 100.
  • FIG. 33 is a plan cross-sectional view of the optical element 100 of Example 5 equipped with the ferrule 200 and the ferrule 220.
  • FIG. 34 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 33.
  • the communication optical fiber 310 is aligned with the output lens surface 131 by fitting the ferrule 200 into the cylinder of the cylindrical protrusion 160 on the side surface of the optical element 100.
  • Light from the light source 410 enters from the input lens surface 111, travels through the optical element 100, is reflected by the total reflection surface 120, and is then condensed onto the end surface of the communication optical fiber 310 by the output lens surface 131.
  • the diameter of the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 is 250 micrometers, and the communication optical system constituted by the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 35 is a side cross-sectional view of the optical element 100 of Example 5 equipped with the ferrule 200 and the ferrule 220.
  • FIG. 36 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 35.
  • a ferrule 200 is fitted into a cylinder of a cylindrical protrusion on the side surface of the optical element 100, and a ferrule 220 is fitted into a hole on the side surface of the optical element 100.
  • the communication optical fiber 310 is aligned with the output lens surface 131
  • the ferrule 220 the processed optical fiber 320 is aligned with the additional lens surface LLP.
  • the end face of the ferrule 220 is positioned by the positioning surface 140 of the optical element 100.
  • the positioning plane 140 is parallel to the plane of the optical element provided with the additional lens surface LLP.
  • FIG. 37 is a top view of the optical element 100 of Example 5 equipped with the ferrule 200 and the ferrule 220.
  • FIG. 38 is a side view of the optical element 100 of Example 5 equipped with the ferrule 200 and the ferrule 220.
  • Example 6 The optical element 100 of Example 6 is for batch connection of multicore optical fibers, and is used together with an MT ferrule (Mechanically Transferable Ferrule) used for batch connection.
  • MT ferrule Mechanismically Transferable Ferrule
  • FIG. 39 is a perspective view from above of the optical element 100 of Example 6.
  • FIG. 40 is a perspective view from below of the optical element 100 of Example 6.
  • FIG. 41 is a top view of the optical element 100 of Example 6. Twelve exit lens surfaces 131 are arranged in a row in the horizontal direction on the upper surface of the optical element 100. The diameter of the exit lens surface 131 is 250 micrometers, and the center-to-center distance between two adjacent exit lens surfaces 131 is 250 micrometers.
  • FIG. 42 is a side view of the optical element 100 of Example 6. Twelve additional lens surfaces LLP are arranged in a row on one side of the optical element 100 so as to be parallel to the above-described row of the exit lens surfaces 131.
  • the diameter of the additional lens surface LLP is 250 micrometers, and the center-to-center spacing of two adjacent additional lens surfaces LLP is 250 micrometers.
  • FIG. 43 is a bottom view of the optical element 100 of Example 6. Twelve input lens surfaces 111 are arranged in a row on the lower surface of the optical element 100 so as to be parallel to the above-described row of exit lens surfaces 131.
  • the diameter of the entrance lens surface 111 is 250 micrometers, and the center-to-center distance between two adjacent entrance lens surfaces 111 is 250 micrometers.
  • One entrance lens surface 111, one exit lens surface 131 and one additional lens surface LLP form one set, and with respect to the coordinates defined in the above column direction, the three lens surfaces of one set are
  • One set of the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 constitute an optical system for communication, and one set of additional lens surfaces LLP constitute the optical system for communication.
  • An optical system for forming an attenuation region is constructed.
  • FIG. 44 is a top view of the optical element 100 of Example 6 equipped with the ferrule 200 and the ferrule 220.
  • FIG. 45 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 44.
  • FIG. 46 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 44.
  • FIG. 47 is an enlarged view of the portion indicated by C in FIG. 45.
  • the ferrule 200 is attached to the optical element 100 by a ferrule fitting pin 150 provided on the optical element 100
  • the ferrule 220 is attached to the optical element 100 by a ferrule fitting pin 250, which is a separate part. .
  • FIG. 48 is an enlarged view of the portion indicated by E in FIG. 46.
  • the communication optical fiber 310 is aligned with the output lens surface 131 by attaching the ferrule 200
  • the processed optical fiber 320 is aligned with the additional lens surface LLP by attaching the ferrule 220.
  • the end face of the ferrule 220 is positioned by the positioning surface 140 of the optical element 100.
  • the positioning plane 140 is parallel to the plane of the optical element provided with the additional lens surface LLP.
  • the light from the light source 410 enters from the input lens surface 111 and travels through the optical element 100 before being focused on the end surface of the communication optical fiber 310 by the output lens surface 131.
  • the light from the processing optical fiber 320 is focused by the additional lens surface LLP at a point on the path of the light that enters from the entrance lens surface 111 and travels inside the optical element 100.
  • FIG. 49 is a top view of the optical element 100 of Example 6 equipped with the ferrule 200 and the ferrule 220.
  • Example 7 The optical element 100 of Example 7 is for batch connection of multi-core optical fibers, and is used together with an MT ferrule (Mechanically Transferable Ferrule) used for batch connection.
  • MT ferrule Mechanismically Transferable Ferrule
  • FIG. 50 is a perspective view from above of the optical element 100 of Example 7.
  • FIG. 51 is a perspective view from below of the optical element 100 of Example 7.
  • FIG. 52 is a top view of the optical element 100 of Example 7. Twelve exit lens surfaces 131 and twelve additional lens surfaces LLP are arranged in a row on the upper surface of the optical element 100, respectively. The two columns are parallel. The diameter of the exit lens surface 131 and the additional lens surface LLP is 250 micrometers. The center-to-center spacing of two adjacent exit lens surfaces 131 is 250 micrometers, and the center-to-center spacing of two adjacent additional lens surfaces LLP is 250 micrometers.
  • One additional lens surface LLP and one exit lens surface 131 form one set, and with respect to the coordinates in the column direction, the additional lens surface LLP and the exit lens surface 131 of the above set have the same value. will be placed in The center-to-center spacing between one set of lens surfaces LLP and exit lens surface 131 is 500 micrometers.
  • FIG. 53 is a side view of the optical element 100 of Example 7.
  • FIG. 54 is a bottom view of the optical element 100 of Example 7. Twelve input lens surfaces 111 are arranged in a row on the lower surface of the optical element 100 so as to be parallel to the above-described row of exit lens surfaces 131.
  • the diameter of the entrance lens surface 111 is 250 micrometers, and the center-to-center distance between two adjacent entrance lens surfaces 111 is 250 micrometers.
  • One entrance lens surface 111, one exit lens surface 131 and one additional lens surface LLP form one set, and with respect to the coordinates defined in the above column direction, the three lens surfaces of one set are
  • One set of the entrance lens surface 111 and the exit lens surface 131 constitute an optical system for communication, and one set of additional lens surfaces LLP constitute the optical system for communication.
  • An optical system for forming an attenuation region is configured.
  • FIG. 55 is a side view of the optical element 100 of Example 7 equipped with the ferrule 200.
  • FIG. 56 is a diagram showing the AA cross section of FIG. 55.
  • FIG. 57 is a diagram showing a cross section taken along line BB in FIG. 55. As shown in FIG. 57, the ferrule 200 is attached to the optical element 100 using a ferrule fitting pin provided on the optical element 100.
  • FIG. 58 is an enlarged view of the portion indicated by C in FIG. 56.
  • the communication optical fiber 310 is aligned with the output lens surface 131
  • the processed optical fiber 320 is aligned with the additional lens surface LLP.
  • the end face of the ferrule 220 is positioned by the positioning surface 140 of the optical element 100.
  • the positioning plane 140 is parallel to the plane of the optical element with the exit lens surface 131 and the additional lens surface LLP.
  • the light from the light source 410 enters from the input lens surface 111 and travels through the optical element 100 before being focused on the end surface of the communication optical fiber 310 by the output lens surface 131.
  • the light from the processing optical fiber 320 passes through the additional lens surface LLP, is reflected by the surface 120, and is focused on a point on the path of the light that enters from the input lens surface 111 and travels inside the optical element 100.
  • Ru is an enlarged view of the portion indicated by C in FIG. 56.
  • FIG. 59 is an enlarged view of the portion indicated by D in FIG. 57. As shown in FIG. 59, the ferrule 200 is attached to the optical element 100 using a ferrule fitting pin 150 provided on the optical element 100.
  • FIG. 60 is a perspective view of the optical element 100 of Example 7 equipped with the ferrule 200.
  • Characteristic table 4 of optical elements of each example is a table showing characteristics of optical elements of each example.
  • the additional lens surface for processing is on the same surface of the optical element as the exit lens surface. Therefore, the mold parts for molding both lens surfaces can be integrally processed, and the inter-plane position accuracy of both lens surfaces can be improved. Furthermore, since one ferrule can be used for processing optical fibers and communication optical fibers, there are fewer structures for positioning the ferrule. Therefore, manufacturing costs can be reduced.
  • the thickness (height) of the optical element can be reduced.
  • the additional lens surface for processing is on the same surface of the optical element as the input lens surface. Therefore, the mold parts for molding both lens surfaces can be integrally processed, and the inter-plane position accuracy of both lens surfaces can be improved. Furthermore, since an optical fiber is used as the communication light source for transmittance measurement when creating the attenuation region, positioning of the light source is easy.
  • the path of the laser beam for creating the attenuation region is parallel to the lower surface of the optical element, that is, parallel to the substrate surface of the communication light source, and is orthogonal to the communication light path. Therefore, it is possible to reduce the possibility that unintended reflected light enters the communication light path and deteriorates the accuracy of transmittance measurement. Furthermore, the thickness (height) of an optical element compatible with a ferrule for a single-core optical fiber such as an LC ferrule can be reduced.
  • the optical elements of Examples 6 and 7 can accommodate an optical fiber extending in a direction perpendicular to the lower surface of the optical element, that is, perpendicular to the substrate surface of the communication light source.

Landscapes

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Abstract

光源として機能する発光素子と受光素子とを光学的に結合する光学素子であって、簡単に製造することができ、広い範囲の所望の透過率を高い精度で実現する光学素子を提供する。光源と該光源からの光を受け取る受光素子とを光学的に結合するように、該光源に対向するように構成された入射レンズ面（１１１）と該受光素子に対向するように構成された出射レンズ面（１３１）とを備え、該入射レンズ面（１１１）から入射して該出射レンズ面（１３１）に到達する光の減衰領域を備えた光学素子であって、該入射レンズ面（１１１）及び該出射レンズ面（１３１）以外の追加のレンズ面（ＬＬＰ）及び該追加のレンズ面（ＬＬＰ）用の別の光源の位置決め面をさらに備え、該追加のレンズ面（ＬＬＰ）は、該追加のレンズ面（ＬＬＰ）の光軸と該位置決め面を含む平面との交点の共役点が、該入射レンズ面（１１１）から入射して該出射レンズ面（１３１）に到達する光の経路上またはその近傍に位置するように構成されている。

Description

減衰領域を備えた光学素子及びその製造方法
　本発明は、減衰領域を備えた光学素子及びその製造方法に関する。
　光通信の分野において光源として機能する発光素子と受光素子とを光学的に結合する光学素子（光モジュール）が使用されている。このような光学素子を使用する際に、安全性及び規格の観点から、所望の透過率が実現されるように通過する光量を減少させることが要求される場合がある。所望の透過率が実現されるように、光の通過する面に光減衰用の膜を備えた光学素子（特許文献１）、内部において光を拡散させる形状を備えた光学素子（特許文献２）などが開発されている。
　しかし、膜を備えた光学素子を製造するには工数及びコストが増加する。また、内部において光を拡散させる形状を備えた光学素子の場合には、拡散された光によるノイズが増加する可能性がある。また、いずれの方法の場合も広い範囲の所望の透過率を高い精度で実現するのは容易ではない。
　このように、光源として機能する発光素子と受光素子とを光学的に結合する光学素子であって、簡単に製造することができ、所望の透過率を高い精度で実現する光学素子及びその製造方法は開発されていない。そこで、光源として機能する発光素子と受光素子とを光学的に結合する光学素子であって、簡単に製造することができ、広い範囲の所望の透過率を高い精度で実現する光学素子及びその製造方法に対するニーズがある。
特開平11-119063 特開2008-145678
　本発明の技術的課題は、光源として機能する発光素子と受光素子とを光学的に結合する光学素子であって、簡単に製造することができ、広い範囲の所望の透過率を高い精度で実現する光学素子及びその製造方法を提供することである。
　本発明の第１の態様の光学素子は、光源と該光源からの光を受け取る受光素子とを光学的に結合するように、該光源に対向するように構成された入射レンズ面と該受光素子に対向するように構成された出射レンズ面とを備え、該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光の経路に減衰領域を備えた光学素子である。該光学素子は、該入射レンズ面及び該出射レンズ面以外の追加のレンズ面及び該追加のレンズ面用の別の光源の位置決め面をさらに備え、該追加のレンズ面は、該追加のレンズ面の光軸と該位置決め面を含む平面との交点の共役点が、該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光の経路上またはその近傍に位置するように構成されている。
　減衰領域とは入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１に到達する光ビームの経路において他の部分と比較して大きな光の減衰を生じさせる領域を指す。レーザ光による減衰領域の形成については後で説明する。レンズ面の光軸とはレンズ面の頂点を通りレンズ面に垂直な直線を指す。該追加のレンズ面の光軸と該位置決め面を含む平面との交点の共役点が、該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光の経路上またはその近傍に位置するとは、後で説明するように該共役点に集光される加工用レーザ光によって該共役点の周囲の材料の光学的な性質が変化し、結果として、該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光の経路上に減衰領域が形成されるような位置に該共役点が位置することを意味する。
　本態様の光学素子の減衰領域は、該入射レンズ面から光を入射させて該出射レンズ面から射出する光の強度を観測しながら該追加のレンズ面からレーザ光を入射して形成するので簡単に製造することができ、広い範囲の所望の透過率を高い精度で実現することができる。
　本発明の第１の態様の第１の実施形態の光学素子において、該入射レンズ面が備わる該光学素子の面と該出射レンズ面が備わる該光学素子の面とが互いに垂直であり、該追加のレンズ面は該出射レンズ面が備わる該光学素子の面に備わる。
　本実施形態において、該追加のレンズ面は該出射レンズ面と同じ光学素子の面上にあるので、両方のレンズ面の成形用の金型部品を一体的に加工することができ、両方のレンズ面の面間位置精度を向上させることができる。また、一つのフェルールを加工用光ファイバ及び通信用光ファイバに使用できるので、フェルールの位置決め用の構造も少ない。このため、製造コストを低くできる。さらに、フェルールの位置決め用の構造を両方のレンズ面と同じ光学素子の面上に備えることにより、両方のレンズ面及び上記の位置決め用の構造の成形用の金型部品を一体的に加工することができるので、加工用光ファイバ及び通信用光ファイバの心合わせ精度を向上させることができる。
　本発明の第１の態様の第２の実施形態の光学素子において、該入射レンズ面が備わる該光学素子の面と該出射レンズ面が備わる該光学素子の面とが互いに垂直であり、該追加のレンズ面は該入射レンズ面が備わる該光学素子の面に備わる。
　本実施形態において、該追加のレンズ面は該入射レンズ面と同じ光学素子の面上にあるので、両方のレンズ面の成形用の金型部品を一体的に加工することができ、両方のレンズ面の面間位置精度を向上させることができる。また、減衰領域作成時の透過率測定用の通信用光源に光ファイバを使用するので該通信用光源の位置決めが容易である。
　本発明の第１の態様の第３の実施形態の光学素子において、該入射レンズ面が備わる該光学素子の面と該出射レンズ面が備わる該光学素子の面とが互いに垂直であり、該追加のレンズ面は該入射レンズ面が備わる該光学素子の面及び該出射レンズ面が備わる該光学素子の面以外の該光学素子の面に備わる。
　本実施形態において、該入射レンズ面が備わる該光学素子の面及び該出射レンズ面が備わる該光学素子の面以外の該光学素子の面に該追加のレンズ面を備えることによって、光学素子の厚さ（高さ）を小さくすることができる。
　本発明の第１の態様の第４の実施形態の光学素子において、該入射レンズ面が備わる該光学素子の面と該出射レンズ面が備わる該光学素子の面とが互いに平行であり、該追加のレンズ面は該入射レンズ面が備わる該光学素子の面及び該出射レンズ面が備わる該光学素子の面以外の該光学素子の面に備わる。
　本実施形態によれば、光学素子の下面と垂直、すなわち通信用光源の基板面と垂直な方向に延伸する光ファイバに対応することができる。また、該入射レンズ面が備わる該光学素子の面及び該出射レンズ面が備わる該光学素子の面以外の該光学素子の面に該追加のレンズ面を備えることによって、基板における該光学素子の占める面積を小さくすることができる。
　本発明の第１の態様の第５の実施形態の光学素子において、該入射レンズ面が備わる該光学素子の面と該出射レンズ面が備わる該光学素子の面とが互いに平行であり、該追加のレンズ面は該出射レンズ面が備わる該光学素子の面に備わる。
　本実施形態によれば、光学素子の下面と垂直、すなわち通信用光源の基板面と垂直な方向に延伸する光ファイバに対応することができる。また、光学素子の厚さ（高さ）を小さくすることができる。
　本発明の第１の態様の第６の実施形態の光学素子において、該位置決め面は該追加のレンズ面が備わる該光学素子の面と平行である。
　本発明の第１の態様の第７の実施形態の光学素子において、該入射レンズ面から入り、該光学素子内を進行する光がほぼコリメートされた光ビームであるように構成されている。
　本実施形態によれば、ほぼコリメートされた光ビームの経路の減衰領域を形成するので、透過率の調整が容易でありより高い精度の透過率を有する光学素子が得られる。
　本発明の第１の態様の第８の実施形態の光学素子は、多芯光ファイバ用の光学素子であって、同じ方向にそれぞれ一列に配置された複数の入射レンズ面、複数の出射レンズ、複数の追加のレンズ面及び該複数の追加のレンズ面用の複数の光源の共通の位置決め面を備え、一つの入射レンズ面、一つの出射レンズ面及び一つの追加のレンズ面は一つの組を形成し、それぞれの組において、入射レンズ面、出射レンズ面及び追加のレンズ面は該同じ方向の座標に関し同じ値を有するように配置され、該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光の減衰領域を備え、該追加のレンズ面は、該追加のレンズ面の光軸と該共通の位置決め面を含む平面との交点の共役点が、該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光の経路上またはその近傍に位置するように構成されている。
　本実施形態によれば、多芯光ファイバ用の光学素子において広い範囲の所望の透過率を高い精度で実現することができる。
　本発明の第２の態様の光学素子の製造方法は、光源と該光源からの光を受け取る受光素子とを光学的に結合するように構成され、内部に減衰領域を備えた光学素子の製造方法であって、該光源に対向するように構成された入射レンズ面、該受光素子に対向するように構成された出射レンズ面及び該入射レンズ面及び該出射レンズ面以外の追加のレンズ面を備えた光学素子を製造するステップと、該入射レンズ面から光を入射させて該出射レンズ面から射出する光の強度を観測しながら該追加のレンズ面からレーザ光を入射して該光学素子の内部に該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光に対する所望の透過率の減衰領域を形成するステップと、を含む。
　本態様の光学素子の製造方法において、減衰領域は、該入射レンズ面から光を入射させて該出射レンズ面から射出する光の強度を観測しながら該追加のレンズ面からレーザ光を入射して形成するので簡単に製造することができ、広い範囲の所望の透過率を高い精度で実現することができる。
　本発明の第２の態様の第１の実施形態の光学素子の製造方法において、該光学素子が多芯光ファイバ用の光学素子であって、同じ方向にそれぞれ一列に配置された複数の入射レンズ面、複数の出射レンズ及び複数の追加のレンズ面を備え、一つの入射レンズ面、一つの出射レンズ面及び一つの追加のレンズ面は一つの組を形成し、それぞれの組において、入射レンズ面、出射レンズ面及び追加のレンズ面は該同じ方向の座標に関し同じ値を有するように配置された光学素子である。
　本実施形態によれば、広い範囲の所望の透過率を高い精度で実現した多芯光ファイバ用の光学素子を製造することができる。
光学素子内に減衰領域を形成するためのシステムの構成を示す図である。 光学素子の製造方法を説明するための流れ図である。 実施例１の光学素子の上方からの透視図である。 実施例１の光学素子の下方からの透視図である。 フェルールを装着した実施例１の光学素子の上面図である。 図５のＡ－Ａ断面を示す図である。 図５のＢ－Ｂ断面を示す図である。 図６のＣで示す図分の拡大図である。 図７のＤで示す図分の拡大図である。 光学素子の、入射レンズ面から入射して出射レンズ面に到達する光線の経路を示す図である。 実施例２の光学素子の上方からの透視図である。 実施例２の光学素子の下方からの透視図である。 フェルールを装着した実施例２の光学素子の上面図である。 図１３のＡ－Ａ断面を示す図である。 図１３のＢ－Ｂ断面を示す図である。 図１４のＣで示す図分の拡大図である。 図１５のＤで示す図分の拡大図である。 光学素子の、入射レンズ面から入射して出射レンズ面に到達する光線の経路を示す図である。 実施例３の光学素子の上方からの透視図である。 実施例３の光学素子の下方からの透視図である。 ２個のフェルールを装着した実施例３の光学素子の上面図である。 図２１のＡ－Ａ断面を示す図である。 図２１のＢ－Ｂ断面を示す図である。 ２個のフェルールを装着した実施例３の光学素子の側面図である。 実施例４の光学素子の上方からの透視図である。 実施例４の光学素子の下方からの透視図である。 フェルールを装着した実施例３の光学素子の上面図である。 図２７のＡ－Ａ断面を示す図である。 図２７のＢ－Ｂ断面を示す図である。 ２個のフェルールを装着した実施例４光学素子の側面図である。 実施例５の光学素子の上方からの透視図である。 実施例５の光学素子の下方からの透視図である。 ２個のフェルールを装着した実施例５の光学素子の平面断面図である。 図３３のＡ－Ａ断面を示す図である。 ２個のフェルールを装着した実施例５の光学素子の側面断面図である。 図３３のＢ－Ｂ断面を示す図である。 ２個のフェルールを装着した実施例５の光学素子の上面図である。 ２個のフェルールを装着した実施例５の光学素子の側面図である。 実施例６の光学素子の上方からの透視図である。 実施例６の光学素子の下方からの透視図である。 実施例６の光学素子の上面図である。 実施例６の光学素子の側面図である。 実施例６の光学素子の下面図である。 ２個のフェルールを装着した実施例６の光学素子の上面図である。 図４４のＡ－Ａ断面を示す図である。 図４４のＢ－Ｂ断面を示す図である。 図４５のＣで示す図分の拡大図である。 図４６のＥで示す図分の拡大図である。 ２個のフェルールを装着した実施例６の光学素子の上面図である。 実施例７の光学素子の上方からの透視図である。 実施例７の光学素子の下方からの透視図である。 実施例７の光学素子の上面図である。 実施例７の光学素子の側面図である。 実施例７の光学素子の下面図である。 フェルールを装着した実施例７の光学素子の側面図である。 図５５のＡ－Ａ断面を示す図である。 図５５のＢ－Ｂ断面を示す図である。 図５６のＣで示す図分の拡大図である。 図５７のＤで示す図分の拡大図である。 フェルールを装着した実施例７の光学素子の透視図である。
　本発明の光学素子１００は、光源及び受光素子を光学的に結合するように構成されている。光学素子１００が送信用に使用される場合には、一例として、光源はVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER、垂直共振器面発光レーザ)などの半導体光学素子であり、受光素子は光ファイバである。光学素子１００が受信用に使用される場合には、一例として、光源は光ファイバであり、受光素子はフォトダイオードなどの半導体光学素子である。
　図９は、本発明の一実施形態の光学素子１００の、入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１の中心軸を含む断面図である。
　図１０は、光学素子１００の、入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１に到達する光線の経路を示す図である。
　図９及び図１０は後で説明する実施例１に関するものである。図９及び図１０において光源４１０から放出された光は光学素子１００の面１１０上に備わる入射レンズ面１１１によってほぼコリメートされたビームとされ光学素子１００の内部を進行する。ほぼコリメートされたビームは光学素子１００の面１２０によって反射された後、光学素子１００の面１３０上に備わる出射レンズ面１３１に到達する。ほぼコリメートされたビームは出射レンズ面１３１によって通信用光ファイバ３１０の端面に集光される。このようにして光学素子１００によって光源４１０と通信用光ファイバ３１０とが光学的に結合される。
　光学素子１００の面１３０上にはレーザ加工用の追加のレンズ面ＬＬＰが備わる。追加のレンズ面ＬＬＰには加工用光ファイバ３２０からレーザ光が入射される。追加のレンズ面ＬＬＰは、入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１に到達する光線の経路上またはその近傍に加工用光ファイバ３２０から受け取ったレーザ光を集光するように構成されている。通信用光ファイバ３１０及び加工用光ファイバ３２０は、フェルール（光コネクタ）２００によってそれぞれ出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰに位置合わせされる。
　図１は、光学素子１００内に減衰領域を形成するためのシステムの構成を示す図である。減衰領域とは入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１に到達する光ビームの経路において他の部分と比較して大きな減衰を生じさせる領域を指す。光学素子１００の材料はPEI（ポリエーテルイミド）、ＰI（ポリイミド）及びPESU（PES）（ポリエーテルサルフォン）などのプラスチックであるのが好ましい。光学素子１００の入射レンズ面１１１にはVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER、垂直共振器面発光レーザ)などの通信用光源４１０が光学的に接続される。光学素子１００の出射レンズ面１３１には光ファイバ３１０を介して光パワーメータなどのセンサ５００が光学的に接続され、光学素子１００の加工用の追加のレンズ面ＬＬＰには光ファイバ３２０を介して加工用光源４２０が光学的に接続される。加工用光源４２０はファイバレーザ、超短パルス光レーザなどである。一例として、ファイバレーザの出力は、20ｋWから70ｋWの範囲である。光ファイバ３１０及び光ファイバ３２０は、光コネクタ２００によってそれぞれ出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰに位置合わせされる。センサ５００の出力はプロセッサ６００の入力に接続され、プロセッサ６００の出力はコントローラ７００の入力に接続され、コントローラ７００の出力は通信用光源４１０及び加工用光源４２０に接続される。プロセッサ６００はセンサ５００の出力に基づいて加工用光源４２０の出力などの指示をコントローラ７００へ送り、コントローラ７００はプロセッサ６００の指示に基づいて通信用光源４１０及び加工用光源４２０の出力を制御するように構成されている。
　図２は、光学素子１００の製造方法を説明するための流れ図である。
　図２のステップＳ１０１０において、光源に対向するように構成された入射レンズ面１１１、受光素子に対向するように構成された出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰを備えた光学素子を製造する。
　図２のステップＳ１０２０において、光学素子内に減衰領域を形成する。具体的に、入射レンズ面１１１から光を入射させ出射レンズ面１３１から射出する光の強度をセンサ５００によって観測しながら追加のレンズ面ＬＬＰから光ファイバ３２０を介してレーザ光を入射させる。追加のレンズ面ＬＬＰがレーザ光を集光する点の周囲では、レーザ光によって材料の屈折率が変化し、または材料の吸収率が増加する。材料の光学的な性質が変化した上記の領域と、入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１に到達する光の経路と、が重なると、入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１へ進行する光の一部が散乱または吸収され、入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１に到達する光は減少する。このようにして入射レンズ面１１１へ入射して出射レンズ面１３１から射出する光に対する減衰領域が形成される。追加のレンズ面ＬＬＰからのレーザ光の照射中に、入射レンズ面１１１から光を入射させて出射レンズ面１３１から射出する光の強度をセンサ５００によって観測し、その観測値に基づいてプロセッサ６００によってレーザ光の強度及び照射時間の少なくとも一方を、コントローラ７００を介して制御することによって、追加のレンズ面ＬＬＰがレーザ光を集光する点の周囲に、入射レンズ面１１１へ入射して出射レンズ面１３１から射出する光に対する所望の透過率を実現する減衰領域を形成することができる。
　光学素子１００が多芯光ファイバの一括接続用のものである場合には、１本の通信用光ファイバに対応する入射レンズ面１１１、出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰの組ごとに制御を実施してもよい。あるいは一つの出射レンズ面１３１から射出する光の強度をセンサ５００によって観測し、その観測値に基づいて複数または全ての追加のレンズ面ＬＬＰから入射するレーザ光のパワーを制御してもよい。
　一般的には、図１０に示すように、追加のレンズ面ＬＬＰがレーザ光を集光する点の位置を、入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１に到達する光の主光線、すなわち入射レンズ面１１１の頂点及び出射レンズ面１３１の頂点を通る光線の経路上とするのが好ましい。その理由は、入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１に到達する通信用の光ビームの進行方向に垂直な断面における光強度分布のピークとなる位置を中心に減衰領域を形成することによって、追加のレンズ面ＬＬＰから入射する加工用レーザ光の集光点の意図しない変化の影響を小さくできるからである。他方、所望の大きな値の透過率の減衰領域を実現するために上記の経路から離れた位置に追加のレンズ面ＬＬＰがレーザ光を集光する点を位置させることもできる。
　このようにレーザ光の強度、レーザ光の照射時間及び追加のレンズ面ＬＬＰがレーザ光を集光する点の位置を適切に定めることによって0％から100％の範囲の任意の透過率を実現する減衰領域を形成することができる。通常、光通信において所望される透過率は、90%から25.5%（出射側の光強度と入射側の光強度の比は-0.5dBから-6.0dB）の範囲である。
　以下において本発明の実施例を説明する。全ての実施例において対応する構成部分には同じ符号を使用する。実施例の光学素子の材料はポリエーテルイミド（PEI）であり、850ナノメータの波長の光に対する屈折率は1.638である。
実施例１
　実施例１の光学素子１００は多芯光ファイバの一括接続用のものであり、一括接続に使用されるＭＴフェルール（Mechanically Transferable Ferrule）と共に使用される。
　図３は、実施例１の光学素子１００の上方からの透視図である。
　光学素子１００の一側面には１２個の追加のレンズ面ＬＬＰ及び１２個の出射レンズ面１３１がそれぞれ一列に配置されている。二つの列は互いに平行である。追加のレンズ面ＬＬＰ及び出射レンズ面１３１の直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の追加のレンズ面ＬＬＰの中心間間隔及び隣接する２個の出射レンズ面１３１の中心間間隔は250マイクロメータである。一つの追加のレンズ面ＬＬＰ及び一つの出射レンズ面１３１は一つの組を形成し、上記の列方向の座標に関し、上記の組の追加のレンズ面ＬＬＰ及び出射レンズ面１３１は同じ値を有するように配置される。一つの組のレンズ面ＬＬＰ及び出射レンズ面１３１の中心間間隔は500マイクロメータである。
　図４は、実施例１の光学素子１００の下方からの透視図である。
　光学素子１００の下面には１２個の入射レンズ面１１１が一列に配置されている。入射レンズ面１１１の列は、追加のレンズ面ＬＬＰの列及び出射レンズ面１３１の列と平行である。入射レンズ面１１１の直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の入射レンズ面１１１の中心間間隔は250マイクロメータである。一つの入射レンズ面１１１、一つの出射レンズ面１３１及び一つの追加のレンズ面ＬＬＰは一つの組を形成し、上記の列の方向に定めた座標に関し、一つの組の３個のレンズ面は同じ値を有するように配置され、一つの組の入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１は通信用の光学系を構成し、一つの組の追加のレンズ面ＬＬＰは上記の通信用の光学系の減衰領域形成用の光学系を構成する。
　図５は、フェルール２００を装着した実施例１の光学素子１００の上面図である。
　図６は、図５のＡ－Ａ断面を示す図である。
　図７は、図５のＢ－Ｂ断面を示す図である。
　図８は、図６のＣで示す図分の拡大図である。図８に示すように、フェルール２００は、光学素子１００のフェルール勘合用ピン１５０をフェルール２００の凹部にはめ込むことによって光学素子１００に装着される。
　図９は、図７のＤで示す図分の拡大図である。図９に示す入射レンズ面１１１、出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰは、一つの組に属する。入射レンズ面１１１は光源４１０から光ビームを受け取る。出射レンズ面１３１は光ビームを通信用光ファイバ３１０の端面に集光する。追加のレンズ面ＬＬＰは加工用光ファイバ３２０からレーザ光を受け取る。通信用光ファイバ３１０及び加工用光ファイバ３２０は、位置決め面１４０によって位置決めされる。位置決め面１４０は、追加のレンズ面ＬＬＰ及び出射レンズ面１３１が備わる光学素子の面１３０と平行である。
　図１０は、光学素子１００の、入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１に到達する光線の経路を示す図である。入射レンズ面１１１から入射する光線及び追加のレンズ面ＬＬＰから入射するレーザ光線はともに面１２０によって全反射される。出射レンズ面１３１の頂点に到達する光線に沿った出射レンズ面１３１及び面１２０間の距離は、追加のレンズ面ＬＬＰの頂点を通り面１２０に到達する光線に沿った追加のレンズ面ＬＬＰ及び面１２０間の距離よりも大きい。面１２０は、入射レンズ面１１１の頂点を通り面１２０に到達する光線の経路及び面１２０で反射された後に出射レンズ面１３１の頂点を通る光線の経路のそれぞれに対して45度傾斜している。
　図１０に示すように、追加のレンズ面ＬＬＰは、追加のレンズ面ＬＬＰから入射したレーザ光を入射レンズ面１１１の頂点及び出射レンズ面１３１の頂点を通る光線の経路上の点に集光する。追加のレンズ面ＬＬＰに関し、追加のレンズ面ＬＬＰの光軸と位置決め面１４０を含む平面（面１４０と同一の平面）との交点の共役点は入射レンズ面１１１の頂点及び出射レンズ面１３１の頂点を通る光線の経路上である。
　表１は、入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１によって構成される通信用の光学系のデータを示す表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１の形状は非球面であり、それぞれのサグ量、すなわちレンズ面の頂点とレンズ面上の点との間の光軸方向の距離は以下の式で表せる。ここで光軸は、入射レンズ面１１１の頂点及び出射レンズ面１３１の頂点を通る光線の経路である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで
ｃ：曲率（曲率半径の逆数）
ｒ：光軸からの距離
ｋ：コーニック定数
である。ｃはレンズ面の形状が物体側に凸の場合に正となり、レンズ面の形状が像側に凸の場合に負となるように定める。
　表１において、曲率半径及びコーニック定数のデータは入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１に関するものであり、直径のデータは光源、入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１に関するものである。
　表１において、光源の「面間距離」は光源と入射レンズ面１１１との間の光軸に沿った距離であり、入射レンズ面１１１の「面間距離」は入射レンズ面１１１と全反射面１２０との間の光軸に沿った距離であり、全反射面１２０の「面間距離」は全反射面１２０と出射レンズ面１３１との間の光軸に沿った距離であり、出射レンズ面１３１の「面間距離」は出射レンズ面１３１と通信用光ファイバ３１０との間の光軸に沿った距離である。
　表２は、追加のレンズ面ＬＬＰによって構成される減衰領域形成用の光学系のデータを示す表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　追加のレンズ面ＬＬＰの形状は非球面であり、サグ量は上記の式（１）で表せる。追加のレンズ面ＬＬＰの光学系において光軸は追加のレンズ面ＬＬＰの頂点及び加工用光ファイバ３２０の端面中心を通る光線である。
　表２において、曲率半径、コーニック定数及び焦点距離は追加のレンズ面ＬＬＰに関するデータであり、直径のデータは光源及び追加のレンズ面ＬＬＰに関するデータである。
　表２において、光源の「面間距離」はレーザ光用の光ファイバ３２０と追加のレンズ面ＬＬＰとの間の光軸に沿った距離であり、追加のレンズ面ＬＬＰの「面間距離」は追加のレンズ面ＬＬＰと全反射面１２０との間の光軸に沿った距離であり、全反射面１２０の「面間距離」は全反射面１２０と追加のレンズ面ＬＬＰがレーザ光を集光する点との間の光軸に沿った距離である。
実施例２
　実施例２の光学素子１００は多芯光ファイバの一括接続用のものであり、一括接続に使用されるＭＴフェルール（Mechanically Transferable Ferrule）と共に使用される。
　図１１は、実施例２の光学素子１００の上方からの透視図である。
　光学素子１００の一側面には１２個の出射レンズ面１３１及び１２個の追加のレンズ面ＬＬＰがそれぞれ一列に配置されている。二つの列は互いに平行である。出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰの直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の出射レンズ面１３１の中心間間隔及び隣接する２個の追加のレンズ面ＬＬＰの中心間間隔は250マイクロメータである。一つの追加のレンズ面ＬＬＰ及び一つの出射レンズ面１３１は一つの組を形成し、上記の列方向の座標に関し、上記の組の追加のレンズ面ＬＬＰ及び出射レンズ面１３１は同じ値を有するように配置される。一つの組の属する出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰの中心間間隔は500マイクロメータである。
　図１２は、実施例２の光学素子１００の下方からの透視図である。
　光学素子１００の下面には１２個の入射レンズ面１１１が一列に配置されている。入射レンズ面１１１の列は、追加のレンズ面ＬＬＰの列及び出射レンズ面１３１の列と平行である。入射レンズ面１１１の直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の入射レンズ面１１１の中心間間隔は250マイクロメータである。一つの入射レンズ面１１１、一つの出射レンズ面１３１及び一つの追加のレンズ面ＬＬＰは一つの組を形成し、上記の列の方向に定めた座標に関し、一つの組の３個のレンズ面は同じ値を有するように配置され、一つの組の入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１は通信用の光学系を構成し、一つの組の追加のレンズ面ＬＬＰは上記の通信用の光学系の減衰領域形成用の光学系を構成する。
　図１３は、フェルール２００を装着した実施例２の光学素子１００の上面図である。
　図１４は、図１３のＡ－Ａ断面を示す図である。
　図１５は、図１３のＢ－Ｂ断面を示す図である。
　図１６は、図１４のＣで示す図分の拡大図である。図１６に示すように、フェルール２００は、光学素子１００のフェルール勘合用ピン１５０をフェルール２００の凹部にはめ込むことによって光学素子１００に装着される。
　図１７は、図１５のＤで示す図分の拡大図である。図１７に示す入射レンズ面１１１、出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰは、一つの組に属するものである。入射レンズ面１１１は光源４１０から光ビームを受け取る。出射レンズ面１３１は光ビームを通信用光ファイバ３１０の端面に集光する。追加のレンズ面ＬＬＰは加工用光ファイバ３２０からレーザ光を受け取る。通信用光ファイバ３１０及び加工用光ファイバ３２０は、位置決め面１４０によって位置決めされる。位置決め面１４０は、追加のレンズ面ＬＬＰ及び出射レンズ面１３１が備わる光学素子の面１３０と平行である。
　図１８は、光学素子１００の、入射レンズ面１１１から入射して出射レンズ面１３１に到達する光線の経路を示す図である。入射レンズ面１１１から入射する光線は面１２０によって全反射される。出射レンズ面１３１の頂点に到達する光線に沿った出射レンズ面１３１及び面１２０間の距離は、追加のレンズ面ＬＬＰの頂点を通り面１２０へ向かって進行する光線に沿った追加のレンズ面ＬＬＰ及び面１２０間の距離よりも小さい。面１２０は、入射レンズ面１１１の頂点を通り面１２０に到達する光線の経路及び面１２０で反射された後に出射レンズ面１３１の頂点を通る光線の経路のそれぞれに対して45度傾斜している。
　入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１によって構成される通信用の光学系のデータは実施例１のものと同じである。
　図１８に示すように、追加のレンズ面ＬＬＰは、追加のレンズ面ＬＬＰから入射したレーザ光を入射レンズ面１１１の頂点及び出射レンズ面１３１の頂点を通る光線の経路上の点に集光する。追加のレンズ面ＬＬＰに関し、追加のレンズ面ＬＬＰの光軸と位置決め面１４０を含む平面（面１４０と同一の平面）との交点の共役点は入射レンズ面１１１の頂点及び出射レンズ面１３１の頂点を通る光線の経路上である。
　表３は、追加のレンズ面ＬＬＰによって構成される減衰領域形成用の光学系のデータを示す表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
追加のレンズ面ＬＬＰの形状は非球面であり、サグ量は上記の式（１）で表せる。追加のレンズ面ＬＬＰの光学系において光軸は追加のレンズ面ＬＬＰの頂点及び加工用光ファイバ３２０の端面中心を通る光線である。
　表３において曲率半径、コーニック定数及び焦点距離のデータは追加のレンズ面ＬＬＰに関するデータであり、直径のデータは光源及び追加のレンズ面ＬＬＰに関するデータである。
　表３において、光源の「面間距離」はレーザ光源と追加のレンズ面ＬＬＰとの間の光軸に沿った距離であり、追加のレンズ面ＬＬＰの「面間距離」は追加のレンズ面ＬＬＰと追加のレンズ面ＬＬＰがレーザ光を集光する点との間の光軸に沿った距離である。
実施例３
　実施例３の光学素子１００は多芯光ファイバの一括接続用のものであり、一括接続に使用されるＭＴフェルール（Mechanically Transferable Ferrule）と共に使用される。
　図１９は、実施例３の光学素子１００の上方からの透視図である。
　光学素子１００の一側面には１２個の出射レンズ面１３１が一列に配置されている。出射レンズ面１３１の直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の出射レンズ面１３１の中心間間隔は250マイクロメータである。光学素子１００の上面には１２個の追加のレンズ面ＬＬＰが出射レンズ面１３１の上記の列と平行になるように一列に配置されている。レンズ面ＬＬＰの直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の追加のレンズ面ＬＬＰの中心間間隔は250マイクロメータである。
　図２０は、実施例３の光学素子１００の下方からの透視図である。
　光学素子１００の下面には１２個の入射レンズ面１１１が出射レンズ面１３１の上記の列と平行になるように一列に配置されている。入射レンズ面１１１の直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の入射レンズ面１１１の中心間間隔は250マイクロメータである。一つの入射レンズ面１１１、一つの出射レンズ面１３１及び一つの追加のレンズ面ＬＬＰは一つの組を形成し、上記の列の方向に定めた座標に関し、一つの組の３個のレンズ面は同じ値を有するように配置され、一つの組の入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１は通信用の光学系を構成し、一つの組の追加のレンズ面ＬＬＰは上記の通信用の光学系の減衰領域形成用の光学系を構成する。
　図２１は、フェルール２００及びフェルール２２０を装着した実施例３の光学素子１００の上面図である。
　図２２は、図２１のＡ－Ａ断面を示す図である。図２２に示すように、フェルール２００は、その凹部に光学素子１００の勘合用ピン１５０をはめ込むことによって光学素子１００に装着され、フェルール２２０は、その凹部に、光学素子１００の凹部にはめ込んだ別個の部品であるフェルール勘合用ピン２５０をはめ込むことによって光学素子１００に装着される。
　図２３は、図２１のＢ－Ｂ断面を示す図である。図２３に示す入射レンズ面１１１、出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰは、一つの組に属するものである。入射レンズ面１１１は光源４１０から光ビームを受け取る。出射レンズ面１３１は光ビームを通信用光ファイバ３１０の端面に集光する。追加のレンズ面ＬＬＰは加工用光ファイバ３２０からレーザ光を受け取る。加工用光ファイバ３２０は、位置決め面１４０によって位置決めされる。位置決め面１４０は、追加のレンズ面ＬＬＰが備わる光学素子の面と平行である。
　入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１によって構成される通信用の光学系は実施例１のものと同じである。追加のレンズ面ＬＬＰは、追加のレンズ面ＬＬＰから入射したレーザ光を入射レンズ面１１１の頂点及び出射レンズ面１３１の頂点を通る光線の経路上の点に集光する。
　図２４は、フェルール２００及びフェルール２２０を装着した実施例３の光学素子１００の側面図である。
実施例４
　実施例４の光学素子１００は多芯光ファイバの一括接続用のものであり、一括接続に使用されるＭＴフェルール（Mechanically Transferable Ferrule）と共に使用される。
　図２５は、実施例４の光学素子１００の上方からの透視図である。
　光学素子１００の一側面には１２個の出射レンズ面１３１が水平方向の一列に配置されている。出射レンズ面１３１の直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の出射レンズ面１３１の中心間間隔は250マイクロメータである。
　図２６は、実施例４の光学素子１００の下方からの透視図である。
　光学素子１００の下面には１２個の入射レンズ面１１１及び１２個の追加のレンズ面ＬＬＰがそれぞれ出射レンズ面１３１の上記の列と平行になるように一列に配置されている。入射レンズ面１１１及び追加のレンズ面ＬＬＰの直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の入射レンズ面１１１の中心間間隔及び隣接する２個の追加のレンズ面ＬＬＰの中心間間隔は250マイクロメータである。一つの追加のレンズ面ＬＬＰ及び一つの出射レンズ面１３１は一つの組を形成し、上記の列方向の座標に関し、上記の組の追加のレンズ面ＬＬＰ及び出射レンズ面１３１は同じ値を有するように配置される。一つの組に属するレンズ面ＬＬＰ及び出射レンズ面１３１の中心間間隔は500マイクロメータである。一つの入射レンズ面１１１、一つの出射レンズ面１３１及び一つの追加のレンズ面ＬＬＰは一つの組を形成し、上記の列の方向に定めた座標に関し、一つの組の３個のレンズ面は同じ値を有するように配置され、一つの組の入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１は通信用の光学系を構成し、一つの組の追加のレンズ面ＬＬＰは上記の通信用の光学系の減衰領域形成用の光学系を構成する。
　図２７は、フェルール２００を装着した実施例３の光学素子１００の上面図である。
　図２８は、図２７のＡ－Ａ断面を示す図である。図２８に示すように、フェルール２００は、その凹部に光学素子１００の勘合用ピン１５０をはめ込むことによって光学素子１００に装着され、フェルール２２０は、その凹部に、光学素子１００の凹部にはめ込んだ別個の部品であるフェルール勘合用ピン２５０をはめ込むことによって光学素子１００に装着される。
　図２９は、図２７のＢ－Ｂ断面を示す図である。図２９に示す入射レンズ面１１１、出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰは、一つの組に属するものである。入射レンズ面１１１は光源として機能する光ファイバ３０５から光ビームを受け取る。出射レンズ面１３１は光ビームを通信用光ファイバ３１０の端面に集光する。追加のレンズ面ＬＬＰは加工用光ファイバ３２０からレーザ光を受け取る。光ファイバ３０５及び加工用光ファイバ３２０は、位置決め面１４０によって位置決めされる。位置決め面１４０は、入射レンズ面１１１及び追加のレンズ面ＬＬＰが備わる光学素子の面１１０と平行である。
　入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１によって構成される通信用の光学系は実施例１のものと同じである。追加のレンズ面ＬＬＰは、追加のレンズ面ＬＬＰから入射したレーザ光を入射レンズ面１１１の頂点及び出射レンズ面１３１の頂点を通る光線の経路上の点に集光する。
　図３０は、フェルール２００及びフェルール２２０を装着した実施例４の光学素子１００の側面図である。
実施例５
　実施例５の光学素子１００は単芯ファイバの接続用のものであり、単芯ファイバ用のLCフェルールと共に使用される。
　図３１は、実施例５の光学素子１００の上方からの透視図である。
　光学素子１００の一つの側面には円筒形状の突起部があり、この突起部の位置は円筒の中心軸が出射レンズ面１３１の頂点を通るように構成されている。円筒に通信用光ファイバ３１０のフェルールを嵌合させる。また、光学素子１００の上記の側面と直交する他の側面には断面が円形の穴である受け口があり、この受け口の位置は断面が円形の穴の中心軸が追加のレンズ面ＬＬＰの頂点を通るように構成されている。穴に加工用光ファイバ３２０のフェルールを嵌合させる。
　図３２は、実施例５の光学素子１００の下方からの透視図である。
　光学素子１００の下面には入射レンズ面１１１が備わる。
　図３３は、フェルール２００及びフェルール２２０を装着した実施例５の光学素子１００の平面断面図である。
　図３４は、図３３のＡ－Ａ断面を示す図である。図３４において、光学素子１００の側面の円筒形状の突起部１６０の円筒にフェルール２００をはめ込むことによって通信用光ファイバ３１０が出射レンズ面１３１に位置合わせされる。光源４１０からの光は入射レンズ面１１１から入射し、光学素子１００内を進行し全反射面１２０で反射された後、出射レンズ面１３１によって通信用光ファイバ３１０の端面に集光される。入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１の直径は250マイクロメータであり、入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１によって構成される通信用の光学系は実施例１のものと同じである。
　図３５は、フェルール２００及びフェルール２２０を装着した実施例５の光学素子１００の側面断面図である。
　図３６は、図３５のＢ－Ｂ断面を示す図である。図３６において、光学素子１００の側面の円筒形状の突起部の円筒にフェルール２００がはめ込まれ、光学素子１００の側面の穴にフェルール２２０がはめ込まれている。フェルール２００のはめ込みによって通信用光ファイバ３１０が出射レンズ面１３１に位置合わせされ、フェルール２２０のはめ込みによって加工光ファイバ３２０が追加のレンズ面ＬＬＰに位置合わせされている。フェルール２２０の端面は光学素子１００の位置決め面１４０によって位置決めされる。位置決め面１４０は、追加のレンズ面ＬＬＰが備わる光学素子の面と平行である。
　図３７は、フェルール２００及びフェルール２２０を装着した実施例５の光学素子１００の上面図である。
　図３８は、フェルール２００及びフェルール２２０を装着した実施例５の光学素子１００の側面図である。
実施例６
　実施例６の光学素子１００は多芯光ファイバの一括接続用のものであり、一括接続に使用されるＭＴフェルール（Mechanically Transferable Ferrule）と共に使用される。
　図３９は、実施例６の光学素子１００の上方からの透視図である。
　図４０は、実施例６の光学素子１００の下方からの透視図である。
　図４１は、実施例６の光学素子１００の上面図である。光学素子１００の上面には１２個の出射レンズ面１３１が水平方向の一列に配置されている。出射レンズ面１３１の直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の出射レンズ面１３１の中心間間隔は250マイクロメータである。
　図４２は、実施例６の光学素子１００の側面図である。光学素子１００の一つの側面には１２個の追加のレンズ面ＬＬＰが出射レンズ面１３１の上記の列と平行になるように一列に配置されている。追加のレンズ面ＬＬＰの直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の追加のレンズ面ＬＬＰの中心間間隔は250マイクロメータである。
　図４３は、実施例６の光学素子１００の下面図である。光学素子１００の下面には１２個の入射レンズ面１１１が出射レンズ面１３１の上記の列と平行になるように一列に配置されている。入射レンズ面１１１の直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の入射レンズ面１１１の中心間間隔は250マイクロメータである。一つの入射レンズ面１１１、一つの出射レンズ面１３１及び一つの追加のレンズ面ＬＬＰは一つの組を形成し、上記の列の方向に定めた座標に関し、一つの組の３個のレンズ面は同じ値を有するように配置され、一つの組の入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１は通信用の光学系を構成し、一つの組の追加のレンズ面ＬＬＰは上記の通信用の光学系の減衰領域形成用の光学系を構成する。
　図４４は、フェルール２００及びフェルール２２０を装着した実施例６の光学素子１００の上面図である。
　図４５は、図４４のＡ－Ａ断面を示す図である。
　図４６は、図４４のＢ－Ｂ断面を示す図である。
　図４７は、図４５のＣで示す図分の拡大図である。図４７に示すように、フェルール２００は光学素子１００に備わるフェルール勘合用ピン１５０によって光学素子１００に装着され、フェルール２２０は、別個の部品であるフェルール勘合用ピン２５０によって光学素子１００に装着される。
　図４８は、図４６のＥで示す図分の拡大図である。図４８に示すように、フェルール２００の装着によって通信用光ファイバ３１０が出射レンズ面１３１に位置合わせされ、フェルール２２０の装着によって加工光ファイバ３２０が追加のレンズ面ＬＬＰに位置合わせされている。フェルール２２０の端面は光学素子１００の位置決め面１４０によって位置決めされる。位置決め面１４０は、追加のレンズ面ＬＬＰが備わる光学素子の面と平行である。光源４１０からの光は入射レンズ面１１１から入射し、光学素子１００内を進行した後、出射レンズ面１３１によって通信用光ファイバ３１０の端面に集光される。加工用光ファイバ３２０からの光は追加のレンズ面ＬＬＰによって、入射レンズ面１１１から入射して光学素子１００内を進行する光の経路上の点に集光される。
　図４９は、フェルール２００及びフェルール２２０を装着した実施例６の光学素子１００の上面図である。
実施例７
　実施例７の光学素子１００は多芯光ファイバの一括接続用のものであり、一括接続に使用されるＭＴフェルール（Mechanically Transferable Ferrule）と共に使用される。
　図５０は、実施例７の光学素子１００の上方からの透視図である。
　図５１は、実施例７の光学素子１００の下方からの透視図である。
　図５２は、実施例７の光学素子１００の上面図である。光学素子１００の上面には１２個の出射レンズ面１３１及び１２個の追加のレンズ面ＬＬＰがそれぞれ一列に配置されている。二つの列は平行である。出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰの直径は250マイクロメータである。隣接する２個の出射レンズ面１３１の中心間間隔は250マイクロメータであり、隣接する２個の追加のレンズ面ＬＬＰの中心間間隔は250マイクロメータである。一つの追加のレンズ面ＬＬＰ及び一つの出射レンズ面１３１は一つの組を形成し、上記の列方向の座標に関し、上記の組の追加のレンズ面ＬＬＰ及び出射レンズ面１３１は同じ値を有するように配置される。一つの組のレンズ面ＬＬＰ及び出射レンズ面１３１の中心間間隔は500マイクロメータである。
　図５３は、実施例７の光学素子１００の側面図である。
　図５４は、実施例７の光学素子１００の下面図である。光学素子１００の下面には１２個の入射レンズ面１１１が出射レンズ面１３１の上記の列と平行になるように一列に配置されている。入射レンズ面１１１の直径は250マイクロメータであり、隣接する２個の入射レンズ面１１１の中心間間隔は250マイクロメータである。一つの入射レンズ面１１１、一つの出射レンズ面１３１及び一つの追加のレンズ面ＬＬＰは一つの組を形成し、上記の列の方向に定めた座標に関し、一つの組の３個のレンズ面は同じ値を有するように配置され、一つの組の入射レンズ面１１１及び出射レンズ面１３１は通信用の光学系を構成し、一つの組の追加のレンズ面ＬＬＰは上記の通信用の光学系の減衰領域形成用の光学系を構成する。
　図５５は、フェルール２００を装着した実施例７の光学素子１００の側面図である。
　図５６は、図５５のＡ－Ａ断面を示す図である。
　図５７は、図５５のＢ－Ｂ断面を示す図である。図５７に示すように、フェルール２００は光学素子１００に備わるフェルール勘合用ピンによって光学素子１００に装着される。
　図５８は、図５６のＣで示す図分の拡大図である。図５８に示すように、フェルール２００の装着によって通信用光ファイバ３１０が出射レンズ面１３１に位置合わせされ、加工光ファイバ３２０が追加のレンズ面ＬＬＰに位置合わせされている。フェルール２２０の端面は光学素子１００の位置決め面１４０によって位置決めされる。位置決め面１４０は、出射レンズ面１３１及び追加のレンズ面ＬＬＰが備わる光学素子の面と平行である。光源４１０からの光は入射レンズ面１１１から入射し、光学素子１００内を進行した後、出射レンズ面１３１によって通信用光ファイバ３１０の端面に集光される。加工用光ファイバ３２０からの光は追加のレンズ面ＬＬＰを通過した後、面１２０によって反射され、入射レンズ面１１１から入射して光学素子１００内を進行する光の経路上の点に集光される。
　図５９は、図５７のＤで示す図分の拡大図である。図５９に示すように、フェルール２００は光学素子１００に備わるフェルール勘合用ピン１５０によって光学素子１００に装着される。
　図６０は、フェルール２００を装着した実施例７の光学素子１００の透視図である。
各実施例の光学素子の特徴
　表４は、各実施例の光学素子の特徴を示す表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　実施例１及び２の光学素子において、加工用の追加のレンズ面は出射レンズ面と同じ光学素子の面上にある。したがって、両方のレンズ面の成形用の金型部品を一体的に加工することができ、両方のレンズ面の面間位置精度を向上させることができる。また、一つのフェルールを加工用光ファイバ及び通信用光ファイバに使用できるので、フェルールの位置決め用の構造も少ない。このため、製造コストを低くできる。
　実施例３の光学素子において、加工用の追加のレンズ面は光学素子の側面ではなく光学素子の上面に配置されるので光学素子の厚さ（高さ）を小さくすることができる。
　実施例４の光学素子において、加工用の追加のレンズ面は入射レンズ面と同じ光学素子の面上にある。したがって、両方のレンズ面の成形用の金型部品を一体的に加工することができ、両方のレンズ面の面間位置精度を向上させることができる。また、減衰領域作成時の透過率測定用の通信用光源に光ファイバを使用するので上記の光源の位置決めが容易である。
　実施例５の光学素子において、減衰領域作成用のレーザ光の経路は、光学素子の下面と平行、すなわち通信用光源の基板面と平行であり、通信用の光の経路と直交する。したがって、意図しない反射光が通信用の光の経路に入り透過率測定の精度が悪くなる可能性を低くすることができる。また、LCフェルールのような単芯光ファイバ用のフェルールに対応した光学素子の厚さ（高さ）を小さくすることができる。
　実施例６及び７の光学素子において、光学素子の下面と垂直、すなわち通信用光源の基板面と垂直な方向に延伸する光ファイバに対応することができる。

Claims (11)

  1. 　光源と該光源からの光を受け取る受光素子とを光学的に結合するように、該光源に対向するように構成された入射レンズ面と該受光素子に対向するように構成された出射レンズ面とを備え、該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光の減衰領域を備えた光学素子であって、該入射レンズ面及び該出射レンズ面以外の追加のレンズ面及び該追加のレンズ面用の別の光源の位置決め面をさらに備え、該追加のレンズ面は、該追加のレンズ面の光軸と該位置決め面を含む平面との交点の共役点が、該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光の経路上またはその近傍に位置するように構成された光学素子。
  2. 　該入射レンズ面が備わる該光学素子の面と該出射レンズ面が備わる該光学素子の面とが互いに垂直であり、該追加のレンズ面は該出射レンズ面が備わる該光学素子の面に備わる請求項１に記載の光学素子。
  3. 　該入射レンズ面が備わる該光学素子の面と該出射レンズ面が備わる該光学素子の面とが互いに垂直であり、該追加のレンズ面は該入射レンズ面が備わる該光学素子の面に備わる請求項１に記載の光学素子。
  4. 　該入射レンズ面が備わる該光学素子の面と該出射レンズ面が備わる該光学素子の面とが互いに垂直であり、該追加のレンズ面は該入射レンズ面が備わる該光学素子の面及び該出射レンズ面が備わる該光学素子の面以外の該光学素子の面に備わる請求項１に記載の光学素子。
  5. 　該入射レンズ面が備わる該光学素子の面と該出射レンズ面が備わる該光学素子の面とが互いに平行であり、該追加のレンズ面は該入射レンズ面が備わる該光学素子の面及び該出射レンズ面が備わる該光学素子の面以外の該光学素子の面に備わる請求項１に記載の光学素子。
  6. 　該入射レンズ面が備わる該光学素子の面と該出射レンズ面が備わる該光学素子の面とが互いに平行であり、該追加のレンズ面は該出射レンズ面が備わる該光学素子の面に備わる請求項１に記載の光学素子。
  7. 　該位置決め面は該追加のレンズ面が備わる該光学素子の面と平行である請求項１に記載の光学素子。
  8. 　該入射レンズ面から入り、該光学素子内を進行する光がほぼコリメートされた光ビームであるように構成された請求項１に記載の光学素子。
  9. 　多芯光ファイバ用の光学素子であって、同じ方向にそれぞれ一列に配置された複数の入射レンズ面、複数の出射レンズ、複数の追加のレンズ面及び該複数の追加のレンズ面用の複数の光源の共通の位置決め面を備え、一つの入射レンズ面、一つの出射レンズ面及び一つの追加のレンズ面は一つの組を形成し、それぞれの組において、入射レンズ面、出射レンズ面及び追加のレンズ面は該同じ方向の座標に関し同じ値を有するように配置され、該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光の減衰領域を備え、該追加のレンズ面は、該追加のレンズ面の光軸と該共通の位置決め面を含む平面との交点の共役点が、該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光の経路上またはその近傍に位置するように構成された請求項１に記載の光学素子。
  10. 　光源と該光源からの光を受け取る受光素子とを光学的に結合するように構成され、内部に減衰領域を備えた光学素子の製造方法であって、
    　該光源に対向するように構成された入射レンズ面、該受光素子に対向するように構成された出射レンズ面及び該入射レンズ面及び該出射レンズ面以外の追加のレンズ面を備えた光学素子を製造するステップと、
    　該入射レンズ面から光を入射させて該出射レンズ面から射出する光の強度を観測しながら該追加のレンズ面からレーザ光を入射して該光学素子の内部に該入射レンズ面から入射して該出射レンズ面に到達する光に対する所望の透過率を実現する減衰領域を形成するステップと、を含む光学素子の製造方法。
  11. 　請求項１０に記載の光学素子の製造方法であって、該光学素子が多芯光ファイバ用の光学素子であって、同じ方向にそれぞれ一列に配置された複数の入射レンズ面、複数の出射レンズ及び複数の追加のレンズ面を備え、一つの入射レンズ面、一つの出射レンズ面及び一つの追加のレンズ面は一つの組を形成し、それぞれの組において、入射レンズ面、出射レンズ面及び追加のレンズ面は該同じ方向の座標に関し同じ値を有するように配置された光学素子である光学素子の製造方法。
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