JP2014022700A - 光モジュール - Google Patents
光モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014022700A JP2014022700A JP2012163315A JP2012163315A JP2014022700A JP 2014022700 A JP2014022700 A JP 2014022700A JP 2012163315 A JP2012163315 A JP 2012163315A JP 2012163315 A JP2012163315 A JP 2012163315A JP 2014022700 A JP2014022700 A JP 2014022700A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light
- window
- optical
- emitting element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Lenses (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、反射戻り光と発光素子との光学的結合を抑制すると共に、利便性が良く、光学的性能に優れる光モジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】光を出射する発光素子11と、光が透過する窓レンズ2と、を有してなり、窓レンズ2を透過した光が外部に出射される光モジュール10であって、窓レンズ2が、その表面に第1のレンズ面2aと、その裏面に第2のレンズ面2bと、を備え、発光素子11と窓レンズ2との光軸が一致して設けられ、第1のレンズ面2aが発光素子11に面して設けられ、第1のレンズ面2aと第2のレンズ面2bとの一方が凸面であり、他方が凹面であることを特徴とする光モジュール10。
【選択図】図3
【解決手段】光を出射する発光素子11と、光が透過する窓レンズ2と、を有してなり、窓レンズ2を透過した光が外部に出射される光モジュール10であって、窓レンズ2が、その表面に第1のレンズ面2aと、その裏面に第2のレンズ面2bと、を備え、発光素子11と窓レンズ2との光軸が一致して設けられ、第1のレンズ面2aが発光素子11に面して設けられ、第1のレンズ面2aと第2のレンズ面2bとの一方が凸面であり、他方が凹面であることを特徴とする光モジュール10。
【選択図】図3
Description
本発明は、光を出射する発光素子と反射戻り光との光学的結合を抑制する光モジュールに関するものである。
光通信分野において、発光素子を収容し、その出射光が透過する透光窓を備えるハウジングを有する光モジュールが用いられている。そして、透光窓は、板状のガラスからなり、ハウジングは、発光素子の出射部の酸化を防止するために、ヘリウムなどの不活性ガスが充填され気密に封止されている。
ところで、発光素子から出射された出射光は、透光窓を透過してハウジングの外部に出射される。このとき、出射光の一部が透光窓で反射され発光素子へ戻り、この反射戻り光に起因するノイズが問題になっている。
この課題を解決するための光モジュール(半導体レーザ装置)が、特許文献1に開示されている。図12に、特許文献1に開示される光モジュールの断面略図を示す。図12に示すように、光モジュール500においては、発光素子である半導体レーザ513を収容するハウジング511(キャップ)の上面511aに、レーザ光が透過する開口部511bが形成されている。そして、ハウジング511の内側面511cに開口部511bを塞ぐように、板状の板ガラス502(カバーガラス)が低融点ガラス508により固定されている。
そして、板ガラス502によって反射されるレーザ光が半導体レーザ513に戻らないように、板ガラス502は、半導体レーザ513の光軸515に対して、非直交に設けられている。
図13は、特許文献1に開示される板状のガラスがレーザ光の光路に与える影響の説明図である。図13に示すように、光モジュール500においては、半導体レーザ513から出射された拡散光514aは、板ガラス502を透過してハウジング511(図13では図示しない)の外部に出射される。その際、拡散光514aの光軸515近傍の光束514bは、半導体レーザ513から出射されて板ガラス502に入射するまでは、光軸515上を、光軸515にほぼ平行に進行する。
ところが、板ガラス502は、半導体レーザ513の光軸515に対して、非直交に、すなわち板ガラス502の法線502aと半導体レーザ513の光軸とは互いに傾斜するように設けられている。そのため、拡散光514aが板ガラス502を透過すると、光束514bは、光軸515と法線502aとの傾斜角度502bや板ガラス502の厚さに応じて、光軸515上からずれた光路515a上を、光軸515にほぼ平行に進行する。
光モジュール500を光通信に用いる場合には、板ガラス502を透過した拡散光514aは、コリメートレンズ(図示せず)を用いて平行光にされた後に、集光レンズ(図示せず)を用いて光ファイバ(図示せず)の端面に集光される。その際、光束514bが、光軸515上からずれた光路515a上を進行するため、ずれた光路515aにコリメートレンズの光軸を合わせる必要がある。
このように、半導体レーザ513の光軸515からコリメートレンズの光軸をずらして、光路515aにコリメートレンズの光軸を合わせる必要がある。そのため、特許文献1に開示される光モジュール500は、組み立てが煩雑であるという課題があった。
また、半導体レーザ513から出射された拡散光514aは、コリメートレンズを用いて光ファイバなどの受光部に結合させる。その際、コリメートレンズ及び光ファイバは、各々の光軸が光軸515からずれた光路515aに一致するように、位置をずらして設置される。そのため、コリメートレンズ及び光ファイバの設置位置をずらすことを要因として、結合損失が発生するため、光学的性能が劣化するという課題があった。
本発明の目的は、このような課題を顧みてなされたものであり、反射戻り光と発光素子との光学的結合を抑制すると共に、組み立てが簡便で、光学的性能に優れる光モジュールを提供することである。
光を出射する発光素子と、前記光が透過する窓レンズと、を有してなり、前記窓レンズを透過した前記光が外部に出射される光モジュールであって、前記窓レンズが、その表面に第1のレンズ面と、その裏面に第2のレンズ面と、を備え、前記発光素子と前記窓レンズとの光軸が一致して設けられ、前記第1のレンズ面が前記発光素子に面して設けられ、前記第1のレンズ面と前記第2のレンズ面との一方が凸面であり、他方が凹面であることを特徴とする。
本発明の光モジュールにおいては、発光素子から出射される光は、第1のレンズ面と第2のレンズ面を透過する。その際に、窓レンズでの反射で生じる反射戻り光は、第1のレンズ面と第2のレンズ面による反射光である。本発明では、第1のレンズ面と第2のレンズ面との一方が凸面であり、他方が凹面である。よって、光軸の近傍を除いて、反射戻り光の光路は、発光素子から出射される光の光路と異なるため、反射戻り光は発光素子に集光することはない。
よって、本発明によれば、反射戻り光と発光素子との光学的結合は抑制される。
本発明の光モジュールにおいては、窓レンズが凹面と凸面とのレンズ面を有している。そのため、発光素子と窓レンズとの光軸を一致させて設けても、反射戻り光と発光素子との光学的結合は抑制される。そのため、窓レンズを透過する光は、窓レンズを透過する前後において、その光軸を変化させることはなく、発光素子の光軸と略一致する光路を進行する。
そのため、本発明の光モジュールは、光軸をずらして光軸調整をする必要がないため、組み立てが簡便である。また、光軸をずらすことを要因とする結合損失の発生がないので、光学的性能に優れる。
よって、本発明によれば、反射戻り光と発光素子との光学的結合を抑制すると共に、組み立てが簡便で、光学的性能に優れる光モジュールを提供することができる。
前記光を平行光にするコリメートレンズを有し、前記コリメートレンズが前記発光素子と前記窓レンズとの間に設けられると共に、前記コリメートレンズと前記窓レンズとの光軸が平行にして設けられ、前記第1のレンズ面が凸面であると共に、前記第2のレンズ面が凹面であることが好ましい。
発光素子と窓レンズとの光軸が一致して設けられ、コリメートレンズと窓レンズとの光軸は平行に設けられている。そのため、発光素子から出射される拡散光は、コリメートレンズによって平行光になり、窓レンズに入射する。そして、窓レンズによって反射される反射戻り光は平行光で、コリメートレンズに戻る時のみ発光素子に集光する。
一方、窓レンズにおいて、第1のレンズ面及び第2のレンズ面は、入射する光に対して凸面を対向させるので、窓レンズによって反射される反射戻り光は、拡散光である。そのため、窓レンズによって反射される反射戻り光は、発光素子に集光することはない。
よって、本発明によれば、反射戻り光と発光素子との光学的結合は抑制される。
発光素子と窓レンズとの光軸が一致にして設けられ、コリメートレンズと窓レンズとの光軸が平行にして設けられる。そのため、発光素子から出射される拡散光は、コリメートレンズによって平行光になり、窓レンズに入射する。そして、窓レンズに入射した平行光は、窓レンズを透過する前後において、その光軸を変化させることはなく、発光素子の光軸と一致する光路を進行する。
そのため、本発明の光モジュールを光通信に用いる場合には、発光素子の光軸と、光モジュールから出射された光を光ファイバの端面に集光させる集光レンズの光軸と、を一致させたままで光軸調整ができる。そのため、本発明の光モジュールは、光軸をずらして光軸調整する必要がないため、組み立てが簡便である。このずらすことを要因とする誤差が生じないため、光学的性能に優れる。
前記第1のレンズ面が凹面であり、前記第2のレンズ面が凸面であって、前記発光素子の出射光を平行光にするコリメートレンズが、前記発光素子と前記窓レンズとの間に設けられると共に、前記発光素子、前記コリメートレンズ、及び前記窓レンズの光軸が一致して設けられ、前記第1のレンズ面で反射した反射光が前記コリメートレンズと前記窓レンズとの間に焦点を持ち、前記焦点が、前記コリメートレンズの前記窓レンズと対向する面と前記第1のレンズ面との面間距離の中点よりも前記第1のレンズ面側に近い位置にあることが好ましい。
このような態様であれば、反射戻り光の一部をコリメートレンズの外側を通るように設けることができる。この際には、この反射戻り光の一部は、発光素子に戻ることはないので、反射戻り光と発光素子との光学的結合を更に抑制することができる。
本発明によれば、反射戻り光と発光素子との光学的結合を抑制すると共に、組み立てが簡便で、光学的性能に優れる光モジュールを提供することが可能である。
<第1の実施形態>
本実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図1に、第1の実施形態における鏡筒付き窓レンズの平面略図を示す。図2に、第1図に示すA−A線に沿って切断して矢印方向から視る断面略図を示す。図3に、第1の実施形態における光モジュールを示す。なお、各図面は、見やすくするために寸法を適宜異ならせて図示している。
本実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図1に、第1の実施形態における鏡筒付き窓レンズの平面略図を示す。図2に、第1図に示すA−A線に沿って切断して矢印方向から視る断面略図を示す。図3に、第1の実施形態における光モジュールを示す。なお、各図面は、見やすくするために寸法を適宜異ならせて図示している。
本実施形態の鏡筒付き窓レンズ1は、図1、図2に示すように、円筒状の鏡筒3と、平面視で円である窓レンズ2と、を有している。そして、鏡筒3は、光が通る開口部3aを備えており、開口部3aは、窓レンズ2に覆われている。鏡筒3は、たとえば、ステンレス鋼等を切削加工して製作される。また、窓レンズ2は、透明なガラスからなる。
窓レンズ2は、窓レンズ2の表面に、すなわち、図2に示すように、図の上側方向(Z2方向)に、第1のレンズ面2aを備えている。そして、窓レンズ2は、窓レンズ2の裏面に、すなわち、図2に示すように、図の下側方向(Z1方向)に、第2のレンズ面2bを備えている。
本実施形態においては、第1のレンズ面2aは、外方に突出する凸面であり、第2のレンズ面2bは、内方に窪んだ凹面である。第1のレンズ面2aにおいては、外方から入射して第1のレンズ面2aを透過した光は収束(集光)し、外方から入射して第1のレンズ面2aで反射する光は拡散(発散)する。
また、第2のレンズ面2bにおいては、第1のレンズ面2aを透過して第2のレンズ面2bに入射する光は、第2のレンズ面2bを透過する場合および反射する場合ともに、拡散する。
図2に示すように、第1のレンズ面2aおよび第2のレンズ面2bは、光軸3hを同一とし、光軸3hは鏡筒3の中心軸3fと一致するように形成されている。すなわち、光軸3hは、鏡筒付き窓レンズ1の光軸でもある。
本実施形態では、鏡筒3を円筒状としたが、これに限定されるものではない。鏡筒3は、平面視で多角形である筒状構造も可能である。窓レンズ2を、平面視で円であるとしたが、これに限定されるものではない。窓レンズ2は、平面視で楕円、多角形等も可能である。
窓レンズ2が透明なガラスから形成されるとしたが、これに限定されるものではない。透明であれば、樹脂等も可能である。
窓レンズ2の外径は、たとえば、0.5mm〜2.0mm程度である。第1のレンズ面2aの曲率半径は、たとえば、1.0mm〜2.0mm程度であり、第2のレンズ面2bの曲率半径は、たとえば、0.1mm〜1.0mm程度である。鏡筒3の外径は、たとえば、2.0mm〜3.0mm程度である。
第1の実施形態における光モジュール10は、図3に示すように、ハウジング13を有し、ハウジング13内に、図の左側から、光を出射する発光素子である半導体レーザ11と、コリメートレンズ12と、を収容している。そして、ハウジング13内にヘリウムなどの不活性ガスが充填されて、鏡筒付き窓レンズ1が、ハウジング13の図の右側の端部13bに気密に固定されている。不活性ガスを充填することで、半導体レーザ11の出射部の酸化を防いでいる。
台座11aが、図3に示すように、ハウジング13内の底面13aの上に、固定されている。そして、半導体レーザ11が、その出射部を図の右側方向に向けて台座11aの上に固定されている。
半導体レーザ11は、図の右側方向に向けて拡散光14aを出射する。半導体レーザ11から出射された拡散光14aは、コリメートレンズ12によって平行光14bに変えられ、平行光14bは図の右側方向に進行する。
そして、平行光14bの進行する先に、ハウジング13の端部13bに固定された鏡筒付き窓レンズ1が設置されている。そして、鏡筒付き窓レンズ1は、第1のレンズ面2aを半導体レーザ11側に向け、第2のレンズ面2bを外方に向けて設置されている。
本実施形態の光モジュール10においては、図3に示すように、半導体レーザ11およびコリメートレンズ12は、光軸15を一致するように、ハウジング13内に固定されている。次に、光軸15と鏡筒付き窓レンズ1の光軸3h(図2に図示)とが一致するように、鏡筒付き窓レンズ1は、ハウジング13に固定されている。下記では、光軸15を光モジュール10の光軸とする。
本実施形態の光モジュール10においては、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、および鏡筒付き窓レンズ1の光軸を一致させて設けているが、これに限定されるものではない。半導体レーザ11と鏡筒付き窓レンズ1との光軸が一致して設けられ、コリメートレンズ12と鏡筒付き窓レンズ1との光軸が平行にして設けられることも可能である。
窓レンズ2においては、平行光14bが第1のレンズ面2aに入射すると、平行光14bは第1のレンズ面2aを透過すると収束光14cになる。そして、収束光14cは第2のレンズ面2bを透過すると平行光14dになる。このように、窓レンズ2の第1のレンズ面2aと第2のレンズ面2bとは設けられている。
そのため、半導体レーザ11から出射された拡散光14aは、コリメートレンズ12を透過すると平行光14bになり、窓レンズ2を透過すると平行光14dとなり、光軸15と平行な光路16を進行する。その際、平行光14dは、平行光14dの中心を光軸15にほぼ一致させて進行する。
本実施形態によって、反射戻り光と半導体レーザ11との光学的結合が抑制されることを説明する。図4に、第1の実施形態における反射戻り光の説明図を示す。本実施形態においては、図4に示すように、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、および窓レンズ2は、上述のように光軸調整がなされている。そのため、反射戻り光は、平行光でコリメートレンズ12に戻った場合のみに、半導体レーザ11の出射部に集光する。反射戻り光が、拡散光や収束光でコリメートレンズ12に戻った場合には、その集光する位置、すなわち集光点14g、14hは、半導体レーザ11の出射部から外れる。
図4に示すように、平行光14bが第1のレンズ面2aで反射されて生じる反射戻り光14eは、第1のレンズ面2aが平行光14bに凸面を向けているので、拡散しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。そのため、反射戻り光14eは、拡散しながらコリメートレンズ12に入射し、半導体レーザ11の出射部よりも図面上左側の集光点14gに集光する。すなわち、反射戻り光14eは、半導体レーザ11の出射部に集光することはなく、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。
収束光14cが第2のレンズ面2bで反射されて生じる反射戻り光14fは、図4に示すように、第2のレンズ面2bが収束光14cに凸面を向けているので、拡散しながら第1のレンズ面2aに入射する。次に、第1のレンズ面2aを透過すると、拡散しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。そのため、反射戻り光14fは、拡散しながらコリメートレンズ12に入射し、コリメートレンズ12を透過すると、集光点14gよりも図面上左側の集光点14hに集光する。そのため、反射戻り光14fは、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。
このように、反射戻り光14e、14fの光路は、光軸15の近傍を除いて、発光素子である半導体レーザ11から出射される光の光路と異なるため、反射戻り光14e、14fは半導体レーザ11の出射部に集光することはない。よって、本実施形態によれば、反射戻り光14e、14fと半導体レーザ11との光学的結合を抑制することができる。
本実施形態によれば、図4に示すように、コリメートレンズ12と窓レンズ2とが平行光14bで結ばれているので、コリメートレンズ12と窓レンズ2との距離を変えても、光モジュール10から出射される平行光14dへの影響は小さい。ところが、コリメートレンズ12と窓レンズ2との距離を変えると、集光点14g、14hの位置を、図面上左右方向に移動させることができる。よって、本実施形態によれば、平行光14dへの影響を抑えて、反射戻り光14e、14fと半導体レーザ11との光学的結合の調整が可能である。
図5に、第1の実施形態における光モジュールを光通信に用いた例を示す。光モジュール10を光通信に用いる場合には、図5に示すように、集光レンズ32によって平行光14dが光ファイバ33の端面33aに光学的に結合される。
本実施形態によれば、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及び窓レンズ2の光軸15を一致させた状態で、すなわち、光軸15に対して窓レンズ2を傾斜させないで、反射戻り光14e、14fと半導体レーザ11との光学的結合を抑制することができる。よって、本実施形態においては、窓レンズ2を透過した平行光14dは、平行光14dの中心を光軸15にほぼ一致させて進行する。
そのため、本実施形態によれば、集光レンズ32の光軸35は、光モジュール10の光軸15に一致させた状態で、光モジュール10と集光レンズ32との光軸調整を行うことができる。そして、光軸15と光軸35とは、図5に示すように、直線状に配置させることができる。
よって、本実施形態によれば、集光レンズ32の光軸35を光モジュール10の光軸15からずらして、光軸調整をする必要がないので、組み立てが簡便である。
また、本実施形態によれば、光軸をずらして光軸調整をする必要がないので、このずらすことを要因とする誤差が生じない。そのため、半導体レーザ11を光ファイバ33の端面33aに光学的効率よく結合することができ、光学的性能に優れる。
次に、本実施形態における鏡筒付き窓レンズ1の製造方法について説明する。図6に、第1の実施形態における鏡筒付き窓レンズの製造方法の説明図を示す。
図6(a)に示す工程で、プレス装置50を準備する。プレス装置50は、胴型53、上金型51、下金型52、およびヒータ54を有して構成されている。そして、上金型51及び下金型52は、各々、平坦なベース面51b、52bから突出する突出部51a、52aを備えている。
上金型51の中心軸と下金型52の中心軸は、一致するように設けられている。そして、これらの中心軸に対して、ベース面51b、52bは直交するように設けられている。
次に、図6(b)に示す工程で、鏡筒3と窓素材2eが胴型53内に入れられる。その際、鏡筒3は、その内周面内に突出部52aが挿入され、窓素材2eは、突出部52aの上に置かれる。そして、ヒータ54によって窓素材2eが軟化する温度まで加熱される。
鏡筒3は、図2に示すように、鏡筒3の中心軸3fに直交する上面3gを有している。そして、鏡筒3は、上面3gをベース面52bに当接して置かれる。そのため、鏡筒3の中心軸3fは、上金型51の中心軸及び下金型52の中心軸と、ほぼ一致している。
次に、図6(c)に示す工程で、上金型51及び下金型52が、各々の中心軸にほぼ平行に動かされて上下から窓素材2eをプレスする。その結果、上金型51及び下金型52の形状が窓素材2eに転写されることで、鏡筒付き窓レンズ1が形成される。
このようにして、鏡筒付き窓レンズ1において、第1のレンズ面2aおよび第2のレンズ面2bの中心軸、すなわち光軸3h(図2に図示)は、鏡筒3の中心軸3f(図2に図示)に一致するように形成されると共に、上面3gに直交するように形成される。
次に、図6(d)に示す工程で、ヒータ54の電源が切られ所定の温度まで冷却される。そして、上金型51及び下金型52が胴型53から引き抜かれ、鏡筒付き窓レンズ1が上金型51及び下金型52から離型されることで、鏡筒付き窓レンズ1が製造される。
このように、本実施形態によれば、鏡筒3と窓素材2eのみを部材とし、金型を用いてプレス成型により、鏡筒付き窓レンズ1は一体成型される。本実施形態によれば、鏡筒付き窓レンズ1は、鏡筒3と窓素材2eのみで一体成型されるとしたが、これに限定されるものではない。ステンレス鋼等から切削加工で製作した鏡筒3と、ガラス部材からプレス成形した窓レンズ2とを低融点ガラス等の接着部材で接着することで、鏡筒付き窓レンズ1を製作することも可能である。
第1の実施形態における光モジュール10は、図3に示すように、半導体レーザ11や、コリメートレンズ12を収容するハウジング13と、上述のように製造した鏡筒付き窓レンズ1とを、ヘリウムなどの不活性ガスの雰囲気中で、固定することで製作される。
ハウジング13には、半導体レーザ11およびコリメートレンズ12の光軸15に直交する接合面13cが形成されている。そして、鏡筒付き窓レンズ1には、上述のように、上面3gが第1のレンズ面2aおよび第2のレンズ面2bの光軸3hに直交するように形成されている。
よって、本実施形態によれば、鏡筒付き窓レンズ1をハウジング13に固定する際に、接合面13cに上面3gを当接させて固定することで、半導体レーザ11およびコリメートレンズ12の光軸15と鏡筒付き窓レンズ1との光軸3hとを、一致させることが容易に可能である。
<変形例>
図7に、第1の実施形態における光モジュールの変形例を示す。図8に、変形例の光モジュールを光通信に用いた例を示す。本変形例は、第1の実施形態の光モジュール10から、コリメートレンズ12を取り除いた場合である。すなわち、本変形例の光モジュールは、半導体レーザ11と窓レンズ2を有して構成される。また、半導体レーザ11と窓レンズ2とは、光軸15を一致させている。
図7に、第1の実施形態における光モジュールの変形例を示す。図8に、変形例の光モジュールを光通信に用いた例を示す。本変形例は、第1の実施形態の光モジュール10から、コリメートレンズ12を取り除いた場合である。すなわち、本変形例の光モジュールは、半導体レーザ11と窓レンズ2を有して構成される。また、半導体レーザ11と窓レンズ2とは、光軸15を一致させている。
図7に示すように、半導体レーザ11から出射される拡散光18aは、窓レンズ2を透過すると拡散光18dとして、外部に出射される。この際に、拡散光18aが第1のレンズ面2a及び第2のレンズ面2bで反射されて生じる反射戻り光18b、18cは、第1のレンズ面2a及び第2のレンズ面2bが拡散光18aに対して凸面を向けているので、拡散しながら半導体レーザ11に向かって進行する。よって、反射戻り光18b、18cは、半導体レーザ11の出射部に集光することはなく、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。
よって、本変形例によれば、反射戻り光18b、18cと半導体レーザ11との光学的結合を抑制することができる。
本変形例の光モジュールを、光通信に用いる場合について説明する。図7に示すように、半導体レーザ11から出射される拡散光18aは、窓レンズ2を透過すると拡散光18dとして、外部に出射される。そのため、図8に示すように、拡散光18dを光ファイバ33の端面33aに光学的に結合させるためには、拡散光18dを平行光にするためのコリメートレンズ12と、この平行光を光ファイバ33の端面33aに集光するための集光レンズ32が必要である。
その際、窓レンズ2の光軸15に、コリメートレンズ12及び集光レンズ32の光軸を一致させた状態で、本変形例の光モジュールと、コリメートレンズ12、集光レンズ32、及び光ファイバ33の端面33aとを光軸調整することができる。
よって、本変形例によれば、コリメートレンズ12、集光レンズ32、及び光ファイバ33の光軸を窓レンズ2の光軸15からずらして光軸調整する必要がないので、組み立てが簡便である。
また、本変形例によれば、光軸をずらして光軸調整をする必要がないので、このずらすことを要因とする誤差が生じない。そのため、半導体レーザ11を光ファイバ33の端面33aに光学的効率よく、すなわち結合損失を抑えて結合することができ、光学的性能に優れる。
<第2の実施形態>
図9に、第2の実施形態における光モジュールを示す。図10に、第2の実施形態における反射戻り光の説明図を示す。本実施形態の光モジュール20においては、図9に示すように、鏡筒付き窓レンズ1は、凹面である第1のレンズ面2aを半導体レーザ11側に向け、凸面である第2のレンズ面2bを外方に向けている。本実施形態と第1の実施形態との相違点は、第1のレンズ面2aと第2のレンズ面2bとの形状が異なることのみであり、その他に関しては、ほぼ同様である。
図9に、第2の実施形態における光モジュールを示す。図10に、第2の実施形態における反射戻り光の説明図を示す。本実施形態の光モジュール20においては、図9に示すように、鏡筒付き窓レンズ1は、凹面である第1のレンズ面2aを半導体レーザ11側に向け、凸面である第2のレンズ面2bを外方に向けている。本実施形態と第1の実施形態との相違点は、第1のレンズ面2aと第2のレンズ面2bとの形状が異なることのみであり、その他に関しては、ほぼ同様である。
本実施例においては、窓レンズ2の外径は、たとえば、0.5mm〜2.0mm程度である。第1のレンズ面2aの曲率半径は、たとえば、0.1mm〜1.0mm程度であり、第2のレンズ面2bの曲率半径は、たとえば、1.0mm〜2.0mm程度である。鏡筒3の外径は、たとえば、2.0mm〜3.0mm程度である。
本実施形態において、反射戻り光と半導体レーザ11との光学的結合が抑制されることを説明する。本実施形態においては、図10に示すように、発光素子である半導体レーザ11、コリメートレンズ12、および窓レンズ2は、光軸調整がなされている。そのため、反射戻り光は、平行光でコリメートレンズ12に戻った場合のみに、半導体レーザ11の出射部に集光する。反射戻り光が、拡散光や収束光でコリメートレンズ12に戻った場合には、その集光する位置、すなわち集光点14m、14nは、半導体レーザ11の出射部から外れる。
図10に示すように、半導体レーザ11から出射した拡散光は、コリメートレンズ12で平行光14bに変わる。そして、平行光14bが第1のレンズ面2aで反射されて生じる反射戻り光14iは、第1のレンズ面2aが平行光14bに対して凹面を向けているので、収束しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。そのため、反射戻り光14iは、収束しながらコリメートレンズ12に入射し、コリメートレンズ12を透過すると、コリメートレンズ12と半導体レーザ11の間の集光点14mに集光する。そして、集光した後、拡散しながら半導体レーザ11に向かって進行する。そのため、反射戻り光14iは、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。
図10に示すように、平行光14bが第1のレンズ面2aを透過すると、拡散しながら第2のレンズ面2bに向かって進行する拡散光14wに変わる。そして、拡散光14wが第2のレンズ面2bで反射されて生じる反射戻り光14kは、第2のレンズ面2bが拡散光14wに対して凹面を向けているので、収束しながら第1のレンズ面2aに向かって進行する。次に、第1のレンズ面2aを透過すると、収束しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。そのため、反射戻り光14kは、収束しながらコリメートレンズ12に入射し、集光点14mよりも図面右側の集光点14nに集光する。すなわち、反射戻り光14kは、半導体レーザ11の出射部に集光することはなく、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。
このように、反射戻り光14i、14kの光路は、光軸15の近傍を除いて、発光素子である半導体レーザ11から出射される光の光路と異なるため、反射戻り光14i、14kは半導体レーザ11の出射部に集光することはない。よって、本実施形態によれば、反射戻り光14i、14kと半導体レーザ11との光学的結合を抑制することができる。
本実施形態によれば、図10に示すように、コリメートレンズ12と窓レンズ2とが平行光14bで結ばれているので、コリメートレンズ12と窓レンズ2との距離を変えても、光モジュール20(図9に図示)から出射される平行光14dへの影響は小さい。ところが、コリメートレンズ12と窓レンズ2との距離を変えると、集光点14m、14nの位置を、図面上左右方向に移動させることができる。よって、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、平行光14dへの影響を抑えて、反射戻り光14i、14kと半導体レーザ11との光学的結合の調整が可能である。
本実施形態によれば、図9、図10に示すように、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及び窓レンズ2の光軸15を一致させた状態で、すなわち、光軸15に対して窓レンズ2を傾斜させないで、反射戻り光14i、14kと半導体レーザ11との光学的結合を抑制することができる。よって、本実施形態においては、窓レンズ2を透過した平行光14dは、平行光14dの中心を光軸15にほぼ一致させて進行する。
そのため、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、光モジュール20を光ファイバの端面に集光する集光レンズの光軸を、光モジュール20の光軸15に一致させた状態で、光軸調整することができる。よって、本実施形態によれば、集光レンズの光軸を光軸15からずらして、光軸調整をする必要がないので、組み立てが簡便である。
また、本実施形態によれば、光軸をずらして光軸調整をする必要がないので、このずらすことを要因とする誤差が生じない。そのため、半導体レーザ11を光ファイバの端面に光学的効率よく、すなわち結合損失を抑えて結合することができ、光学的性能に優れる。
集光点14m、14n等の位置や位置関係は、第1のレンズ面2aおよび第2のレンズ面2bの曲率半径や、第1のレンズ面2aと第2のレンズ面2bとの面間距離等によって変わる。本実施形態においては、これらの値が、図10や図11に示す態様になるように選ばれているが、これに限定されるものではない。
<第1の変形例>
図11に、第2の実施形態における第1の変形例での反射戻り光の説明図を示す。本変形例においては、反射戻り光14iが、コリメートレンズ12の窓レンズ2と対向する面と第1のレンズ面2aとの面間距離の中点よりも第1のレンズ面2a側に近い位置に焦点、すなわち集光点14pを持つように、コリメートレンズ12と窓レンズ2との間の距離が設けられている。
図11に、第2の実施形態における第1の変形例での反射戻り光の説明図を示す。本変形例においては、反射戻り光14iが、コリメートレンズ12の窓レンズ2と対向する面と第1のレンズ面2aとの面間距離の中点よりも第1のレンズ面2a側に近い位置に焦点、すなわち集光点14pを持つように、コリメートレンズ12と窓レンズ2との間の距離が設けられている。
コリメートレンズ12と窓レンズ2との間の距離を大きくしても、窓レンズ2から外部に出射される平行光14dに与える影響は小さい。よって、本変形例においては、外部に出射される平行光14dに与える影響を抑えて、コリメートレンズ12の窓レンズ2と対向する面と第1のレンズ面2aとの面間距離の中点よりも第1のレンズ面2a側に近い位置に集光点14pを設けることが可能である。
第1のレンズ面2aの曲率半径を適切に選ぶことによっても、コリメートレンズ12の窓レンズ2と対向する面と第1のレンズ面2aとの面間距離の中点よりも第1のレンズ面2a側に近い位置に集光点14pを設けることは可能である。
平行光14bが第1のレンズ面2aで反射されて生じる反射戻り光14iは、図11に示すように、集光点14pに集光した後、拡散しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。次に、コリメートレンズ12を透過すると、半導体レーザ11の出射部よりも図面上左側に位置する集光点14sに集光する。すなわち、反射戻り光14iは、半導体レーザ11の出射部に集光することはなく、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。
拡散光14wが第2のレンズ面2bで反射されて生じる反射戻り光14kは、収束しながら第1のレンズ面2aに向かって進行する。次に、第1のレンズ面2aを透過すると収束し、集光点14qに集光した後、拡散しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。そのため、反射戻り光14kは、拡散しながらコリメートレンズ12に入射し、半導体レーザ11の出射部よりも図面上左側に位置する集光点14rに集光する。すなわち、反射戻り光14kは、半導体レーザ11の出射部に集光することはなく、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。
その際に、集光点14p及び集光点14qをコリメートレンズ12の窓レンズ2と対向する面と第1のレンズ面2aとの面間距離の中点よりも第1のレンズ面2a側に近い位置に設けることにより、反射戻り光14i及び反射戻り光14kは、より拡散した状態でコリメートレンズ12に入射する。その結果、反射戻り光14i及び反射戻り光14kは、より拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。
よって、本変形例によれば、反射戻り光14i、14kと半導体レーザ11との光学的結合を更に抑制することができる。
さらに、反射戻り光14i及び反射戻り光14kを、より拡散した状態でコリメートレンズ12に入射するように集光点14pや集光点14qを設けることも可能である。この場合、反射戻り光14i及び反射戻り光14kの一部が、コリメートレンズ12の外側を通過する。このように設けると、コリメートレンズ12の外側を通過する反射戻り光14iおよび反射戻り光14kの一部は、半導体レーザ11に戻ることができない。
よって、このような際には、反射戻り光14i、14kと半導体レーザ11との光学的結合を更に抑制することができる。
1 鏡筒付き窓レンズ
2 窓レンズ
2a 第1のレンズ面
2b 第2のレンズ面
3 鏡筒
3a 開口部
3f 中心軸
3g 上面
3h、15 光軸
10、20 光モジュール
11 半導体レーザ
11a 台座
12 コリメートレンズ
13 ハウジング
13a底面
13b 端部
13c 接合面
14a、14h 拡散光
14b、14d 平行光
14c 収束光
32 集光レンズ
33 光ファイバ
33a 端面
2 窓レンズ
2a 第1のレンズ面
2b 第2のレンズ面
3 鏡筒
3a 開口部
3f 中心軸
3g 上面
3h、15 光軸
10、20 光モジュール
11 半導体レーザ
11a 台座
12 コリメートレンズ
13 ハウジング
13a底面
13b 端部
13c 接合面
14a、14h 拡散光
14b、14d 平行光
14c 収束光
32 集光レンズ
33 光ファイバ
33a 端面
Claims (3)
- 光を出射する発光素子と、
前記光が透過する窓レンズと、を有してなり、前記窓レンズを透過した前記光が外部に出射される光モジュールであって、
前記窓レンズが、その表面に第1のレンズ面と、その裏面に第2のレンズ面と、を備え、前記発光素子と前記窓レンズとの光軸が一致して設けられ、前記第1のレンズ面が前記発光素子に面して設けられ、前記第1のレンズ面と前記第2のレンズ面との一方が凸面であり、他方が凹面であることを特徴とする光モジュール。 - 前記光を平行光にするコリメートレンズを有し、
前記コリメートレンズが、前記発光素子と前記窓レンズとの間に設けられると共に、前記コリメートレンズと前記窓レンズとの光軸が平行にして設けられ、前記第1のレンズ面が凸面であると共に、前記第2のレンズ面が凹面であることを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。 - 前記第1のレンズ面が凹面であり、前記第2のレンズ面が凸面であって、前記発光素子の出射光を平行光にするコリメートレンズが、前記発光素子と前記窓レンズとの間に設けられると共に、前記発光素子、前記コリメートレンズ、及び前記窓レンズの光軸が一致して設けられ、前記第1のレンズ面で反射した反射光が前記コリメートレンズと前記窓レンズとの間に焦点を持ち、前記焦点が、前記コリメートレンズの前記窓レンズと対向する面と前記第1のレンズ面との面間距離の中点よりも前記第1のレンズ面側に近い位置にあることを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012163315A JP2014022700A (ja) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | 光モジュール |
CN201310251609.1A CN103576254B (zh) | 2012-07-24 | 2013-06-24 | 光模块 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012163315A JP2014022700A (ja) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | 光モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014022700A true JP2014022700A (ja) | 2014-02-03 |
Family
ID=50048405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012163315A Pending JP2014022700A (ja) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | 光モジュール |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014022700A (ja) |
CN (1) | CN103576254B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018073882A (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-10 | 株式会社リコー | レーザ装置、点火装置、及び内燃機関 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6649090B2 (ja) * | 2016-01-04 | 2020-02-19 | 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 |
CN114545565A (zh) * | 2020-11-24 | 2022-05-27 | 华为技术有限公司 | 一种光器件 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11218649A (ja) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Hitachi Ltd | ビーム整形機能付光結合装置及びレーザダイオードモジュール |
JP2001228372A (ja) * | 2000-02-15 | 2001-08-24 | Nec Corp | 半導体レーザモジュール |
JP2003188452A (ja) * | 2001-12-14 | 2003-07-04 | Minolta Co Ltd | 光源装置及び光ピックアップ |
-
2012
- 2012-07-24 JP JP2012163315A patent/JP2014022700A/ja active Pending
-
2013
- 2013-06-24 CN CN201310251609.1A patent/CN103576254B/zh active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018073882A (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-10 | 株式会社リコー | レーザ装置、点火装置、及び内燃機関 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103576254B (zh) | 2015-05-20 |
CN103576254A (zh) | 2014-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007127797A (ja) | 光モジュール | |
US9971106B2 (en) | Optical receptacle and optical module | |
JP2016033600A (ja) | 光レセプタクルおよび光モジュール | |
WO2019013313A1 (ja) | 光レセプタクルおよび光モジュール | |
US9341796B2 (en) | Optical coupler and photoelectric conversion device having same | |
TW201400903A (zh) | 光插座及具備其的光模組 | |
JP2014022700A (ja) | 光モジュール | |
CN108490556B (zh) | 光模块 | |
WO2012115246A1 (ja) | 通信モジュールおよび携帯型電子機器 | |
WO2006016504A1 (ja) | 光電センサ用の光学素子およびこれを用いた光電センサ | |
JP2016139031A (ja) | 光レセプタクルおよび光モジュール | |
US11921331B2 (en) | Optical receptacle and optical module | |
JP2007235439A (ja) | 光無線通信装置 | |
US10547391B2 (en) | Optical module | |
US9915795B2 (en) | Light receptacle and light module | |
JP2014011442A (ja) | 鏡筒付き透光窓および光モジュール | |
WO2022144999A1 (ja) | 光レセプタクルおよび光モジュール | |
KR101611748B1 (ko) | 반도체 광원모듈 | |
JP7312576B2 (ja) | 光レセプタクルおよび光モジュール | |
US20230213712A1 (en) | Optical receptacle and optical module | |
TW201441701A (zh) | 光纖連接器 | |
TW201341878A (zh) | 光插座及具備它之光模組 | |
JP2011123121A (ja) | 双方向光モジュール | |
US11921332B2 (en) | Optical receptacle and optical module | |
JP2019086616A (ja) | 光レセプタクル、光モジュールおよび光伝送器 |