JP4440925B2 - Optical fiber collimator unit manufacturing table, optical fiber collimator unit manufacturing method, and optical fiber collimator unit - Google Patents
Optical fiber collimator unit manufacturing table, optical fiber collimator unit manufacturing method, and optical fiber collimator unit Download PDFInfo
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Description
本発明は、光ファイバの先端にGRINレンズを融着した光ファイバコリメータを、所定間隔離して対向させた光ファイバコリメータユニットで、特に、GRINレンズの先端面の法線方向がGRINレンズの軸に対して所定角度傾いた傾斜面となっている光ファイバコリメータユニット、及びその製造方法、並びにこのような光ファイバコリメータユニットを製造するための台に関する。 The present invention is an optical fiber collimator unit in which an optical fiber collimator in which a GRIN lens is fused to the tip of an optical fiber is opposed to each other by a predetermined distance. In particular, the normal direction of the tip surface of the GRIN lens is the axis of the GRIN lens. The present invention relates to an optical fiber collimator unit having an inclined surface inclined by a predetermined angle, a method for manufacturing the same, and a table for manufacturing such an optical fiber collimator unit.
単一モード光ファイバなどの光ファイバの先端にGRINレンズ(Graded Indexレンズ)を融着した光ファイバコリメータは下記特許文献1に開示され、光ファイバコリメータを所定間隔離して対向させた光ファイバコリメータユニットは、例えば下記の特許文献2などに開示されている。GRINレンズとは、中心から半径方向にかけて屈折率分布を有することでレンズとして作用する光ファイバであり、屈折率分布は二乗分布又は二乗分布に近い分布が望ましい。単一モード光ファイバなどの光ファイバ先端に所定長さ(伝搬光の蛇行周期の1/4の長さあるいはその奇数倍の長さ)のGRINレンズを融着したものは、単一モード光ファイバのコアから出た光が、GRINレンズの先端から平行光となって放射する。このように、平行光を放射する光ファイバを光ファイバコリメータと呼ぶ。また、光ファイバコリメータから放射された平行光が、対向する光ファイバコリメータの先端面に入射すると、GRINレンズのレンズ作用で単一モード光ファイバのコアに集光されるので、単一モード光ファイバから単一モード光ファイバに効率よく光が伝達される。また、対向した配置した光ファイバコリメータの間(ワーキングディスタンス)には、光アイソレータ、光スイッチなどの種々の光デバイスを装着することができる。
GRINレンズを融着した光ファイバコリメータでは、先端面での反射戻り光を低減させる目的で、GRINレンズ先端面の法線方向を軸方向に対して斜め方向(例えば7゜)に傾斜させることがある。この傾斜した端面から出た光は屈折するため、ワーキングディスタンスにしたがった軸位置補正が必要となる。 In an optical fiber collimator in which a GRIN lens is fused, the normal direction of the GRIN lens front end surface is inclined in an oblique direction (for example, 7 °) with respect to the axial direction in order to reduce reflected return light on the front end surface. is there. Since the light emitted from the inclined end face is refracted, it is necessary to correct the axial position according to the working distance.
図1はGRINレンズの端面が傾斜している光ファイバコリメータ対の説明図である。2本の光ファイバコリメータ20は、単一モード光ファイバ12の先端にGRINレンズ13を融着したもので、GRINレンズの先端面の法線方向(x軸方向)はGRINレンズ13の軸pに対して角度α(例えば7°)だけ傾いている。各GRINレンズ13の先端面は、対向して設けられているが、それらの軸p、pは軸位置補正量aだけずれて配置されている。左側の光ファイバコリメータ20から出る平行光cはGRINレンズ13の端面で屈折して放射され、右側の光ファイバコリメータ20のGRINレンズ13先端面に入射するが、その際先端面で再び屈折して入射し、光ファイバ12のコアに入射する。右側のGRINレンズ13先端面における反射光rは、左側の光ファイバコリメータ方向には反射されないので、反射戻り光が著しく低減される。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a pair of optical fiber collimators in which the end face of the GRIN lens is inclined. The two
このように、GRINレンズの端面が傾斜している光ファイバコリメータを対にした光ファイバコリメータユニットにおいては、軸位置補正が必要であり、これにたいへんな労力を要していた。また、光ファイバコリメータ対が複数あるアレイ状のユニットは、複数のコリメータ対の全てに対して軸位置補正を行わなければならないので、さらに煩雑な労力を必要としていた。本発明は、このような軸位置補正を簡単に行うことができ、光ファイバコリメータユニットを容易に製造できるようにすることを課題としてなされたものである。 As described above, in the optical fiber collimator unit in which the optical fiber collimator in which the end face of the GRIN lens is inclined is required as a pair, axial position correction is necessary, and this requires a great amount of labor. Further, an array unit having a plurality of optical fiber collimator pairs has to perform axial position correction for all of the plurality of collimator pairs, and thus requires more labor. An object of the present invention is to make it possible to easily perform such axial position correction and to easily manufacture an optical fiber collimator unit.
〔請求項1〕
本願の請求項1の発明は、上面が同一平面となっている2個の受台部を有し、
該受台部の少なくとも1個はX軸と直角方向に移動可能となっており、前記2個の受台部の上面には、GRINレンズの両端に光ファイバを融着した光ファイバ結合部品をその一方の融着部が一方の受台部上に、他方の融着部が他方の受台部上にある状態で保持可能な溝が形成されており、かつその溝の方向がX軸に対して所望角度傾斜していることを特徴とする光ファイバコリメータユニット製造用台である。[Claim 1]
The invention of
At least one of the cradle parts is movable in a direction perpendicular to the X axis, and an optical fiber coupling component in which optical fibers are fused to both ends of the GRIN lens is provided on the upper surface of the two cradle parts. A groove that can be held in a state in which the one fusion part is on one cradle part and the other fusion part is on the other cradle part is formed, and the direction of the groove is on the X axis. An optical fiber collimator unit manufacturing base characterized in that it is inclined at a desired angle.
この光ファイバコリメータユニット製造用台は、上記の構成であるので、後述の製造方法により、容易に光ファイバコリメータユニットを製造することができる。また、受台部をX軸と直角方向に移動することで、光ファイバコリメータの軸位置補正を容易に行うことができる。 Since the optical fiber collimator unit manufacturing base has the above-described configuration, the optical fiber collimator unit can be easily manufactured by the manufacturing method described later. Further, the axial position of the optical fiber collimator can be easily corrected by moving the cradle unit in a direction perpendicular to the X axis.
〔請求項2〕
本願の請求項2の発明は、前記各受台部において、前記溝が平行に複数本形成されていることを特徴とする請求項1の光ファイバコリメータユニット製造用台である。[Claim 2]
The invention according to claim 2 of the present application is the optical fiber collimator unit manufacturing base according to
各受台において、前記溝が平行に複数本形成されているので、光ファイバコリメータの対が複数あるアレイ状の光ファイバコリメータユニットを容易に製造できる。光ファイバコリメータの対が複数であっても、受台部をX軸と直角方向に移動することで、複数対の光ファイバコリメータの軸位置補正を一度に容易に行うことができる。 In each cradle, a plurality of the grooves are formed in parallel, so that an arrayed optical fiber collimator unit having a plurality of pairs of optical fiber collimators can be easily manufactured. Even when there are a plurality of pairs of optical fiber collimators, it is possible to easily correct the axial positions of a plurality of pairs of optical fiber collimators at once by moving the cradle unit in a direction perpendicular to the X axis.
〔請求項3〕
本願の請求項3の発明は、前記請求項1又は2の光ファイバコリメータユニット製造用台の前記溝に前記光ファイバ結合部品を、その一方の融着部が一方の受台部上に、他方の融着部が他方の受台部上にある状態で支持させるステップと、前記光ファイバ結合部品を前記2個の受台部上に固定手段で固定するステップと、前記光ファイバ結合部品のGRINレンズの中央部分を、両端に所望長さを残し、研削面の法線方向がX軸の方向となるように研削するステップと、前記少なくとも1個の受台部をX軸と直角方向に移動して一方の受台部を他方の受台部に対して相対的にX方向と直角方向に変位させるステップを有することを特徴とする光ファイバコリメータユニットの製造方法である。
[Claim 3]
The invention of claim 3 of the present application provides the optical fiber coupling component in the groove of the optical fiber collimator unit manufacturing base of
〔請求項4〕
本願の請求項4の発明は、上面が同一平面となっている2個の受台部を有し、
該受台部の少なくとも1個はX軸と直角方向に移動可能となっており、前記2個の受台部の上面にはX軸に対して所望角度傾斜した溝が形成され、それぞれの溝には光ファイバの先端にGRINレンズを融着した光ファイバコリメータが対向して保持されるとともに、固定手段によって固定されており、前記各光ファイバコリメータ先端のGRINレンズの先端面の法線方向が該GRINレンズの軸方向に対して所定角度傾いたX軸方向となっており、かつ、対向する2個のGRINレンズの軸がX軸と直角方向に相対的に所定量偏芯していることを特徴とする光ファイバコリメータユニットである。
[Claim 4]
The invention of claim 4 of the present application has two cradle parts whose upper surfaces are coplanar,
At least one of the cradle parts is movable in a direction perpendicular to the X axis, and grooves formed at a desired angle with respect to the X axis are formed on the upper surfaces of the two cradle parts. The optical fiber collimator with the GRIN lens fused to the tip of the optical fiber is held oppositely and fixed by a fixing means, and the normal direction of the tip surface of the GRIN lens at the tip of each optical fiber collimator is The X-axis direction is inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction of the GRIN lens, and the axes of the two opposing GRIN lenses are decentered by a predetermined amount in a direction perpendicular to the X-axis. Is an optical fiber collimator unit.
本発明の光ファイバコリメータユニットは、請求項1の台を用い、請求項3の製造方法により容易に製造することができる。
The optical fiber collimator unit of the present invention can be easily manufactured by the manufacturing method of claim 3 using the stand of
〔請求項5〕
本願の請求項5の発明は、前記各受台部において、前記溝が平行に複数本形成されていると共に、各溝に前記光ファイバコリメータが保持されていることを特徴とする請求項4の光ファイバコリメータユニットである。[Claim 5]
The invention of claim 5 of the present application is characterized in that, in each of the receiving parts, a plurality of the grooves are formed in parallel, and the optical fiber collimator is held in each groove. This is an optical fiber collimator unit.
この光ファイバコリメータユニットは、複数対の光ファイバコリメータを有するアレイ状のユニットであるが、請求項2の台を用い、請求項3の製造方法により容易に製造することができる。 The optical fiber collimator unit is an array unit having a plurality of pairs of optical fiber collimators. The optical fiber collimator unit can be easily manufactured by the manufacturing method of claim 3 using the table of claim 2.
本発明の光ファイバコリメータユニット製造用台、光ファイバコリメータユニットの製造方法及び光ファイバコリメータユニットは、受台部をX軸と直角方向に移動することで、光ファイバコリメータの軸位置補正を容易に行うことができる。また、光ファイバコリメータの対が複数ある場合でも、同様に、受台部をX軸と直角方向に移動することで、全てのコリメータ対の軸位置補正が同時になされる。したがって、高性能の光ファイバコリメータユニットを容易に製造することができる。 The optical fiber collimator unit manufacturing base, the optical fiber collimator unit manufacturing method, and the optical fiber collimator unit according to the present invention can easily correct the axial position of the optical fiber collimator by moving the receiving part in a direction perpendicular to the X axis. It can be carried out. Further, even when there are a plurality of pairs of optical fiber collimators, similarly, the axis positions of all the collimator pairs are corrected simultaneously by moving the receiving table in the direction perpendicular to the X axis. Therefore, a high-performance optical fiber collimator unit can be easily manufactured.
1 光ファイバコリメータユニット製造用台
2 基台
3 受台部
4 側壁部
5 載置面
6 ガイド壁
7 受台部
8 溝
9 雌ねじ孔
10 調整ボルト
11 光ファイバ結合部品
12 光ファイバ
13 GRINレンズ
14 樹脂被覆(固定手段)
15 切削部
16 光ファイバコリメータユニット
17 カバー板
18 接着剤
19 積層台
20光ファイバコリメータ
21 光ファイバコリメータユニットDESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Cutting part 16 Optical fiber collimator unit 17
図2〜4は実施例の光ファイバコリメータユニット製造用台1を表している。光ファイバコリメータ製造用台1は、基台2、受台部7などからなる。基台2はプラスチックで一体成形されており、図2において左側略半分に受台部3が形成されている。右側は受台3の上面よりも低くなっている載置面5が形成され、載置面5の両側に側壁部4が載置面5から立設されており、載置面5のX方向の端部には受台部7よりも低いガイド壁6が立設されている。受台部7はプラスチックで直方体形状に成形され、その幅は両側の側壁部4、4の間の距離よりも狭く、長さは受台部3とガイド壁6の間の距離とほぼ等しく、載置面5の上に載置される。各側壁部4、4には雌ねじ孔9が設けられ、これらに調整ボルト10が螺合している。調整ボルト10を回転することで受台部は載置面5の上を滑り、x軸と直角方向に移動し、任意の移動地点で固定される。移動手段は、このような調整ボルトに限るものではなく、例えばラックギアとピニオンギアの組み合わせなど、周知の手段を用いることができる。なお、本発明においてx軸とは、光ファイバコリメータ20のGRINレンズ13の先端面が向いている方向である。受台部3と受台部7の上面は同一平面、すなわち高さの等しい水平面となっており、4本の溝8が形成されている。溝8は、GRINレンズの両端に光ファイバを融着した光ファイバ結合部品11を、その一方の融着部が一方の受台部3上に、他方の融着部が他方の受台部7上にある状態で一直線に保持可能となっている。溝8の断面形状はV字状、U字状など自由であり、溝の深さも特に制限されない。溝の形状、深さは光ファイバ結合部品を一直線状に安定して保持できる形状、深さであればよい。
2 to 4 show an optical fiber collimator
図15は光ファイバ結合部品の説明図である。光ファイバ結合部品11は、GRINレンズ13の両端に単一モード光ファイバ12を融着したものである。この場合、GRINレンズ13と光ファイバ12の外径は等しくなっているが、外径が異なっていても支障ない。その場合は、溝8に保持したときにGRINレンズ結合部品11が一直線状になるように、GRINレンズを保持する部分と光ファイバを保持する部分で溝8の形状、深さを変えておくことが望ましい。中央のGRINレンズ13の長さLは、必要なワーキングディスタンスwに、光ファイバコリメータのGRINレンズ長さzの2倍の長さを足した長さ(L=w+2z)か、研磨で失われる長さを考慮してこれよりも若干長めに設定する。
FIG. 15 is an explanatory diagram of an optical fiber coupling component. The optical
図5〜11は、光ファイバコリメータ製造用台1を用いて光ファイバコリメータユニット16を製造する工程を説明している。準備段階として、図15の光ファイバ結合部品11を準備しておく。また、光ファイバコリメータ製造用台1の受台3、7上面の溝8が一直線状になるように受台部7の位置を調整しておく。
5 to 11 illustrate a process of manufacturing the optical fiber collimator unit 16 using the optical fiber
図5、6は、受台部3、7の各溝8に光ファイバ結合部品11を保持させた状態である。4本の光ファイバ結合部品11は、融着部がX軸と直角方向に並ぶように正確な位置にセットする。
5 and 6 show a state in which the optical
図7、8は、受台部3、7の上に樹脂被覆14を形成して光ファイバ結合部品11を固定した状態である。樹脂被覆14はモールド成形その他の任意の手段により形成してよい。樹脂は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂など任意である。また、光ファイバ結合部品を固定する手段は、樹脂被覆に限らず任意である。図12は、他の固定手段の例で、受台部3、7の上にプラスチック、ガラスなどのカバー板17を接着剤で接着し、光ファイバ結合部品11を固定している。
7 and 8 show a state in which the optical
図9、10は、各光ファイバ結合部品11のGRINレンズ13の中央部分を、受台部3、7、側壁部4と共に切削し、切削部15を形成した状態である。切削面15a、15bの法線方向はx軸方向となるようにする。切削部15はワーキングディスタンスとなる。切削部15の深さは、例えば所望の光デバイスを装着できるように適宜な深さとすればよい。切削は、周知のグラインダー、切削ロボットの切削ドリルなどで削り取った後、切削面、特にGRINレンズの端面を平滑に研磨することが望ましい。切削処理によって各光ファイバ結合部品11のGRINレンズレンズ13の中央部が取り除かれ、両側に光ファイバコリメータ20が残存する。
9 and 10 show a state in which the central portion of the
図11は両側の調整ボルト10、10を回転させて受台部7をx軸と直角の方向に移動し、軸位置調整を行った状態である。このように、4対の光ファイバコリメータ20の軸位置調整は、受台部7を移動させることで同時に行われる。
FIG. 11 shows a state in which the shaft position is adjusted by rotating the adjusting
図13は、図14に示すような光ファイバコリメータ対が複数段形成されたアレイ状の光ファイバコリメータユニットの製造方法の説明図である。図13の下段に示す、受台3、7の溝に光ファイバ結合部品11を保持させた状態で、同図の上段に示す積層台19を接着剤で接着して受台3、7を覆い、光ファイバ結合部品を固定する。積層台19の上面には光ファイバ結合部品を保持する溝8が形成されているので、その溝8に光ファイバ結合部品11を保持させ、さらに積層台19を接着剤で接着して積層台2を重ねる。この作業を繰り返すことで、任意の段数光ファイバ結合部品を積層する。最上部の光ファイバ結合部品は、樹脂被覆14などの任意の固定手段で固定する。このように、任意の段数積層したものに対し、上記の実施例と同様に切削、軸位置調整を行い、図14に示すような光ファイバコリメータの対が多段形成されたアレイ状の光ファイバコリメータユニットを製造することができる。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a method of manufacturing an arrayed optical fiber collimator unit in which a plurality of optical fiber collimator pairs as shown in FIG. 14 are formed. In the state where the optical
本発明の光ファイバコリメータユニット製造用台において、2個の受台部は双方がX軸と直角方向に移動可能であってもよい。例えば図2に示すものの場合、固定状態の受台部3の部分に、これに代えて受台部7と同じ構成の受台部を形成することも可能である。また、2個の受台部は必ずしも接触している必要はなく、離隔した状態で設けられても良い。 In the optical fiber collimator unit manufacturing table of the present invention, both of the two receiving parts may be movable in a direction perpendicular to the X axis. For example, in the case of what is shown in FIG. 2, it is also possible to form a receiving part having the same configuration as the receiving part 7 in place of the receiving part 3 in the fixed state. Further, the two receiving parts are not necessarily in contact with each other, and may be provided in a separated state.
本発明は、光ファイバの接続、特に光アイソレータ、光スイッチなどの種々の光デバイスを介しての光ファイバの接続に用いることができる。 The present invention can be used for optical fiber connection, in particular, optical fiber connection via various optical devices such as optical isolators and optical switches.
Claims (5)
該受台部の少なくとも1個はX軸と直角方向に移動可能となっており、
前記2個の受台部の上面には、GRINレンズの両端に光ファイバを融着した光ファイバ結合部品をその一方の融着部が一方の受台部上に、他方の融着部が他方の受台部上にある状態で保持可能な溝が形成されており、
かつその溝の方向がX軸に対して所望角度傾斜していることを特徴とする光ファイバコリメータユニット製造用台。It has two cradle parts whose upper surface is the same plane,
At least one of the receiving parts is movable in a direction perpendicular to the X axis,
On the upper surface of the two cradle parts, an optical fiber coupling part in which an optical fiber is fused to both ends of the GRIN lens has one fused part on one cradle part and the other fused part has the other. A groove that can be held in the state of being on the cradle part is formed,
A stand for manufacturing an optical fiber collimator unit, wherein the direction of the groove is inclined at a desired angle with respect to the X axis.
該受台部の少なくとも1個はX軸と直角方向に移動可能となっており、
前記2個の受台部の上面にはX軸に対して所望角度傾斜した溝が形成され、それぞれの溝には光ファイバの先端にGRINレンズを融着した光ファイバコリメータが対向して保持されるとともに、固定手段によって固定されており、前記各光ファイバコリメータ先端のGRINレンズの先端面の法線方向が該GRINレンズの軸方向に対して所定角度傾いたX軸方向となっており、かつ、対向する2個のGRINレンズの軸がX軸と直角方向に相対的に所定量偏芯していることを特徴とする光ファイバコリメータユニット。It has two cradle parts whose upper surface is the same plane,
At least one of the receiving parts is movable in a direction perpendicular to the X axis,
Grooves inclined at a desired angle with respect to the X axis are formed on the upper surfaces of the two receiving parts, and optical fiber collimators in which a GRIN lens is fused to the tip of the optical fiber are held opposite to each groove. And the normal direction of the tip surface of the GRIN lens at the tip of each optical fiber collimator is an X-axis direction inclined by a predetermined angle with respect to the axial direction of the GRIN lens, and An optical fiber collimator unit characterized in that the axes of two opposing GRIN lenses are eccentric by a predetermined amount in a direction perpendicular to the X axis.
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