JP2006234920A - 光学モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】 組み立てが容易で複雑な位置調整機構が不要であり、小型化が可能な分光機能を有する光学モジュールを提供する。
【解決手段】 分光素子として透過型回折格子10を使用し、入射光を光ファイバ50から入射し、コリメートレンズ30で平行光として透過型回折格子に入射する。この回折格子で回折された回折光は約90°折り曲げられ、集光レンズ40で受光素子アレイ20上に集光される。この構成の光学モジュールにおいて回折格子10はコリメートレンズを保持するコリメータ保持部材35および集光レンズを保持する集光レンズ保持部材45で挟み込み位置決め固定する。集光レンズ保持部材は受光素子アレイを保持する受光素子保持部材25と嵌合し、回転による調芯機構を備える。
【選択図】 図3
Description
N=±(cosα+sinα)/(mλ)、(ただし式中の±はmの符号と同じ符号を使用するものとする。)
で表されるように選ぶことが望ましい。この関係を満たす回折格子を使用することにより、入射角45°で回折光が入射光に対しておよそ90°折り曲げられる光学系を構成することができる。
また、回折光検出手段の位置合わせ機構が組み込まれているため、組立工程を大幅に簡便化することができる。
さらに光学モジュールを収容する筐体の中に、別途各光学素子の位置調整機構や接着固定時に必要なスペースを設ける必要がないので、光学モジュールの大幅な小型化が実現できる。
本発明の光学モジュールの基本的な光学系を図1に示す。本発明では分光素子として回折光学素子を使用する。図1に示す例では、回折光学素子として平板状透明基板12上に周期的な溝(格子)14を形成した透過型回折格子10を使用している。入射光4は略平行光であり、回折格子により回折された光は集光手段によって集光され回折光検出手段で検出される。
sinβ=sinα±Nmλ (1)
ただし、Nは回折格子の溝本数、mは回折次数、λは波長である。また式中の±はmの符号と同じ符号を使用するものとする。
N=±(cosα+sinα)/(mλ) (2)
の関係で表されるように選ぶと入射角45°で回折光が入射光に対しておよそ90°折り曲げられる図1のような光学系を構成することができる。
表1より、透過型回折格子の場合は、回折格子の取り付け角度が±5°ずれても、入射光と回折光のなす角は0.3°以下の変化量にとどまることが分かる。
すなわち、入射光源であるコリメータと、回折光を受光する集光レンズおよび受光素子の間の位置関係は、回折格子の取り付け角度によらず一定に保てばよい。
表2より、反射型回折格子の場合は、回折格子の取り付け角度が±5°ずれると、入射光と回折光のなす角は約20°もの変化量を生じることが分かる。
すなわち、回折格子の取り付け角度ずれに合わせて、入射光源であるコリメータと、回折光を受光する集光レンズおよび受光素子の間の位置関係を調整しなければ、分光した光を受光素子に導くことができない。
これは例えば、焦点距離7.96mmの集光レンズを使用し、有効受光幅35μmの受光素子にスポットを受光させる場合には、反射型回折格子よりも透過型回折格子のほうが25倍以上の角度許容誤差があることに相当する。
以上を踏まえ、本発明の光学モジュールは次のような各構成部品の保持機構を備えることを特徴とする。
図3は本発明の光学モジュールの中心軸における断面図である。光入射手段は光ファイバ60とコリメートレンズ30とで構成されるコリメータであり、光ファイバ60の端面から出射される入射光を平行光に変換して透過型回折格子10に入射する。このコリメータは第1の保持部材(コリメータ保持部材)35によって保持されている。コリメータ保持部材35は円筒状であり、円筒内の中空部分に光ファイバ60を保持するフェルール65とコリメートレンズ30が挿入され保持される。またこの中空部分は断面が円形でコリメータから出射した平行光束の光路となる。
また、受光素子アレイ20を保持する第3の保持部材(受光素子保持部材)25は集光レンズ保持部材と接続されている。その接続部の詳細については後述する。
以下、本発明の実施例として、小型分光モジュールの具体的構成について説明する。
この実施例は、光ファイバチップ、コリメータレンズ、透過型回折格子、集光レンズ、受光素子アレイによって構成される分光モジュールで、図3に示す基本構成を備えている。
集光レンズ保持部材45はコリメータ保持部材と同様黒アルマイト処理されたアルミニウム製の長さ6mm、外径約8mm、内径4mmの円筒で、片側端面を円筒の軸に対して45°の斜め面に加工し、もう一方の端部は受光素子保持部材25と嵌合させるために長さ3mmにわたって外径が6mmになるように外周を加工した。
受光素子保持部材25は、黒アルマイト処理されたアルミニウム製で上面10mm四方、足の長さ約5mmのコの字型のものを用いた。上面には集光レンズ保持部材45と嵌合するための直径約6.1mmの貫通穴を設けた。上面の側壁にはM1.7のネジ穴を設け、集光レンズ保持部材45と嵌合した後、ネジ止めにより集光レンズ保持部材45を固定する。受光素子アレイ20は受光素子保持部材25のコの字形部分にはめ込み、接着剤により固定する。
各保持部材同士はネジ止めにより固定は可能であるが、最終的には熱硬化性接着剤などで固定することが望ましい。
光ファイバ50の端面からコリメータレンズ30の第1面までの距離は約6.21mmとした。また図7に示すように、コリメータレンズ30の光軸33と集光レンズ第1面40aの頂点の距離Yは4.0mmとした。また回折格子10の基板の中心線10cを通りコリメータレンズ30の光軸33に平行な線からのコリメータレンズ30の光軸33の変位量D1は1.1mmとし、コリメータレンズ30の光軸33が回折格子基板中心面10cを通り回折格子10a面に平行な軸で90°折り返えした軸からの集光レンズ40の光軸43の変位量D2は0.8mmとした。また集光レンズ40第2面から受光素子表面までの距離を約6.17mmになるよう各素子を配置した。
筐体および受光素子アレイを含むモジュールのサイズは20×40×10mm内に実装でき、分光モジュールのサイズを大幅に小型化することができた。
20 受光素子アレイ
25 受光素子保持部材
30 コリメータレンズ
35 コリメータ保持部材
40 集光レンズ
45 集光レンズ保持部材
50 光ファイバ
60 フェルール
Claims (11)
- 回折格子を分光素子として用いた分光機能を有する光学モジュールにおいて、前記回折格子は透過型回折格子であり、該回折格子は、2つの中空部分を有する筒状の保持部材に挟み込まれ光入射面を第1の保持部材に接し光出射面を第2の保持部材に接して固定されており、前記第1の保持部材はその中空部分に光入射手段を保持しかつその中空部分は入射光の光路をなしており、前記第2の保持部材は前記回折格子に接する端部と反対側の端部が回折光検出手段と接続されその中空部分は回折光の光路をなしていることを特徴とする光学モジュール。
- 前記第1の保持部材の回折格子に接する側の端面とその筒の軸の方向とがなす角度と、前記第2の保持部材の回折格子に接する側の端面とその筒の軸の方向とがなす角度との和が、前記入射光と前記回折光がなす角度範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の光学モジュール。
- 前記光入射手段はコリメート手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の光学モジュール。
- 前記第2の保持部材はその中空部分に集光手段を保持していることを特徴とする請求項1に記載の光学モジュール。
- 前記第1の保持部材はコリメート手段の調整機構を備えることを特徴とする請求項3に記載の光学モジュール。
- 前記第2の保持部材の回折光検出手段との接続部は、該回折光検出手段を保持する保持部材と光軸周りに回転自在に嵌合されていることを特徴とする請求項1に記載の光学モジュール。
- 前記透過型回折格子の溝本数Nは、前記光入射手段から入射される光に含まれる波長λの入射光を入射角αで入射させ、m次回折光(mは整数)を利用するとき、
N=±(cosα+sinα)/(mλ)、(ただし式中の±はmの符号と同じ符号を使用するものとする。)
で表されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学モジュール。 - 前記光入射手段は、光ファイバと平凸レンズを備えることを特徴とする請求項5に記載の光学モジュール。
- 前記光入射手段は、光ファイバと屈折率分布型ロッドレンズを備えることを特徴とする請求項5に記載の光学モジュール。
- 前記集光手段は、平凸レンズであることを特徴とする請求項4に記載の光学モジュール。
- 前記回折光検出手段は、受光素子アレイであることを特徴とする請求項6に記載の光学モジュール。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010027140A2 (ko) * | 2008-09-03 | 2010-03-11 | 주식회사 나노베이스 | 파장 가변 분광계 및 그 파장 가변 방법 |
JP2010094693A (ja) * | 2008-10-15 | 2010-04-30 | Panasonic Corp | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |
CN105741657A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-06 | 江南大学 | 一种改良型平行光管 |
KR102439751B1 (ko) * | 2022-05-06 | 2022-09-02 | 주식회사 클레어옵틱 | 카메라를 구비하는 일체형 광학엔진 |
WO2023163224A1 (ja) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 株式会社エンプラス | 光レセプタクルおよび光モジュール |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS545454A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Nec Corp | Multiple branching circuit of optical wavelength using holograms |
JPH01182806A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光通信モジュール |
JPH02296205A (ja) * | 1989-05-11 | 1990-12-06 | Ricoh Co Ltd | 合分波素子 |
JPH07135303A (ja) * | 1993-09-14 | 1995-05-23 | Kyocera Corp | 光パッケージ |
WO1999001192A1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-01-14 | Horse Sense Corporation | Wagering game based on ranking order of game participants |
JP2000231033A (ja) * | 1999-02-12 | 2000-08-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバアレイおよび光導波路 |
JP2001330751A (ja) * | 2000-05-22 | 2001-11-30 | Alps Electric Co Ltd | 光分岐結合装置 |
US20030142405A1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-07-31 | John Hoose | Lamellar grating structure with polarization-independent diffraction efficiency |
US20030215182A1 (en) * | 2000-12-22 | 2003-11-20 | Christopher Lin | Method, apparatus, and system for compensation of amplifier gain slope and chromatic dispersion utilizing a virtually imaged phased array |
JP2004280027A (ja) * | 2003-01-24 | 2004-10-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回折格子素子 |
-
2005
- 2005-02-22 JP JP2005045687A patent/JP2006234920A/ja active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS545454A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Nec Corp | Multiple branching circuit of optical wavelength using holograms |
JPH01182806A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光通信モジュール |
JPH02296205A (ja) * | 1989-05-11 | 1990-12-06 | Ricoh Co Ltd | 合分波素子 |
JPH07135303A (ja) * | 1993-09-14 | 1995-05-23 | Kyocera Corp | 光パッケージ |
WO1999001192A1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-01-14 | Horse Sense Corporation | Wagering game based on ranking order of game participants |
JP2000231033A (ja) * | 1999-02-12 | 2000-08-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバアレイおよび光導波路 |
JP2001330751A (ja) * | 2000-05-22 | 2001-11-30 | Alps Electric Co Ltd | 光分岐結合装置 |
US20030215182A1 (en) * | 2000-12-22 | 2003-11-20 | Christopher Lin | Method, apparatus, and system for compensation of amplifier gain slope and chromatic dispersion utilizing a virtually imaged phased array |
US20030142405A1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-07-31 | John Hoose | Lamellar grating structure with polarization-independent diffraction efficiency |
JP2004280027A (ja) * | 2003-01-24 | 2004-10-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回折格子素子 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010027140A2 (ko) * | 2008-09-03 | 2010-03-11 | 주식회사 나노베이스 | 파장 가변 분광계 및 그 파장 가변 방법 |
WO2010027140A3 (ko) * | 2008-09-03 | 2010-04-29 | 주식회사 나노베이스 | 파장 가변 분광계 및 그 파장 가변 방법 |
JP2010094693A (ja) * | 2008-10-15 | 2010-04-30 | Panasonic Corp | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |
CN105741657A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-06 | 江南大学 | 一种改良型平行光管 |
WO2023163224A1 (ja) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 株式会社エンプラス | 光レセプタクルおよび光モジュール |
KR102439751B1 (ko) * | 2022-05-06 | 2022-09-02 | 주식회사 클레어옵틱 | 카메라를 구비하는 일체형 광학엔진 |
US11914216B2 (en) | 2022-05-06 | 2024-02-27 | Claroptic Co., Ltd. | Integrated optical engine having camera |
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