JPH10307230A - レンズ付き光ファイバ - Google Patents

レンズ付き光ファイバ

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JPH10307230A
JPH10307230A JP9116812A JP11681297A JPH10307230A JP H10307230 A JPH10307230 A JP H10307230A JP 9116812 A JP9116812 A JP 9116812A JP 11681297 A JP11681297 A JP 11681297A JP H10307230 A JPH10307230 A JP H10307230A
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Japan
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optical fiber
lens
coupling efficiency
shape
core shaft
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JP9116812A
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Yuichiro Irie
雄一郎 入江
Toshio Kimura
俊雄 木村
Takeo Shimizu
健男 清水
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
    • G02B6/4203—Optical features

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い光結合効率を有し、かつ、精度よく、歩
留りよく加工することのできるレンズ付き光ファイバを
提供する。 【解決手段】 光ファイバ２１の先端部に、コア軸に対
して対称な二つの斜平面部２４とコア軸に対して垂直な
平面部２５から構成された楔形状部からなるレンズ２６
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの端面
にレンズを形成して光ビームとの光結合を高めたレンズ
付き光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ素子などの光源からの光ビ
ームと光ファイバとの光結合を高めるために、光ファイ
バの端面にレンズを形成したレンズ付き光ファイバが用
いられている。例えば図４に示すように、この光ファイ
バ１の端面に形成されたレンズ２は、外形が双曲線形状
部２ａと前記双曲線形状部２ａに内接する円形状部２ｂ
とからなる。この形状のレンズ２を有する光ファイバ１
は光結合効率が高く、内接円の半径Ｒが約３μｍで最大
の光結合効率が得られる（United States Patent,Paten
t Number 5,256,851. 参照）。また、図５に示すよう
に、レンズ１２の外形は２段のテーパ部１２ａ、１２ｂ
を有する楔形状をなしたものが提案（特開平８−５８６
５号公報）されている。図５に示す形状のレンズ１２を
有する光ファイバ１１も高い光結合効率を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
レンズ付き光ファイバには次のような問題があった。即
ち、 １）図４に示す第１の形状のレンズ２は、平板の研磨盤
を用いて光ファイバと研磨盤との角度を調整しながら研
磨して双曲線形状部２ａを形成するため、双曲線形状部
２ａの加工を再現性よく行うことが困難であり、歩留り
が低下する。また、光結合効率が円形状部２ｂの径によ
り敏感に変化するため、このことも歩留りを低下させる
原因となる。なお、この形状のレンズ２では、双曲線形
状部２ａに内接する円形状部２ｂの半径を測定するに際
し、双曲線形状部２ａと円形状部２ｂの境界を正確に定
めることが困難であり、外形検査に手間取るという問題
もある。 ２）図５に示す第２の形状のレンズ１２は、光ファイバ
１１と研磨盤との角度を一定に保ちながら研磨するの
で、第１の形状のレンズ２に比較すれば、加工は容易で
あるが、２段のテーパ部１２ａ、１２ｂを形成するた
め、加工に手間がかかり、形状の再現性、歩留りの向上
に限界がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、光ファイバの先端部に、コア
軸に対して対称な二つの斜平面部とコア軸に対して垂直
な平面部から構成された楔形からなるレンズを有するこ
とを特徴とするレンズ付き光ファイバである。
【０００５】本発明は鋭意理論的に検討した結果として
得られ新しい知見に基づくもので、上述の形状をした先
端部を有する光ファイバは高い光結合効率を有する。ま
た、この先端部の形状は三つの平面から構成された簡単
な形状であるため、容易に精度よく、かつ歩留りよく加
工することができる。また、外形検査も簡単に行うこと
ができる。なお、光ファイバの先端部の形状を、斜平面
部と垂直な平面部のなす角度が１１０°〜１７０°とな
り、前記斜平面部と前記垂直な平面部とが交差する二つ
の交線間の間隔が１〜４μｍとなるようにすると、光結
合効率が４０％以上となり、好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１（ａ）、（ｂ）はそれ
ぞれ、本発明にかかるレンズ付き光ファイバ２０の一実
施形態の先端部の正面図および側面図である。図におい
て、光ファイバ２１は断面形状が円形のコア２２とクラ
ッド２３を有している。光ファイバ２１の先端部には、
コア軸に対して対称な二つの斜平面部２４と、コア軸に
対して垂直な平面部２５から構成された楔形状部からな
るレンズ２６が形成されている。斜平面部２４と垂直な
平面部２５とのなす角度をθ、斜平面部２４と垂直な平
面部２５とが交差する二つの交線間の間隔を２ｄとし
た。
【０００７】上記レンズ付き光ファイバ２０は、以下の
ような加工により作製することができる。即ち、先ず光
ファイバ２１をクリーブカット（劈開）して垂直な平面
部２５を形成する。次いで、この光ファイバ２１を治具
を用いて平板の研磨盤とコア軸のなす角度を所望の角度
（θ−９０°）に保持しながら、研磨する。このように
研磨することにより光ファイバ２１の先端を楔形状のレ
ンズ２６にすることができる。上述のように、本実施形
態のレンズ付き光ファイバ２０は、クリーブカットと一
度の角度制御による光ファイバ２１の先端の研磨により
作製することができるので、加工工程が極めて簡単であ
り、容易に歩留りが向上し、加工コストが低減する。
【０００８】上記レンズ付き光ファイバ２０について、
図２に示す条件で光結合効率を測定した。即ち、光源３
０からの出射光の強度分布（モードフィールド）パター
ンは長径が４．８μｍ、短径が１．２μｍの楕円形とし
た。また、レンズ付き光ファイバ２０のモードフィール
ドパターンは直径６．０μｍの円形とした。ここで、光
源３０とレンズ付き光ファイバ２０の間隔は１０μｍと
し、光源３０のモードフィールドパターンの短径方向を
斜平面部２４と垂直な平面部２５とが交差する交線の方
向と直交する方向とした。上記条件で、斜平面部２４と
垂直な平面部２５とが交差する二つの交線間の間隔２ｄ
をパラメータとして、斜平面部２４と垂直な平面部２５
のなす角度θを変えて光結合効率を測定した。その結果
を図３に示す。図３からわかるように、ｄが０．５μｍ
〜２．０μｍ、θが１１０°〜１７０°の範囲で、４０
％程度ないしそれ以上の光結合効率が得られた。特に、
ｄ＝１．０μｍ、θ＝１４０〜１５０°では、９０％の
高い光結合効率が得られた。
【０００９】なお、比較例として、先端部をコア軸に直
交する平面状にしないで、部分円柱状にして上述の条件
で測定したところ、最大９７％の光結合効率が得られ
た。以上より、本実施形態は比較例に比して遜色のない
高い光結合効率を示しており、加工性の良さを考慮する
と、低コストで量産性のある優れたレンズ付き光ファイ
バとなる。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、高い光結合効率を有
し、かつ、精度よく、歩留りよく加工することのできる
レンズ付き光ファイバが得られるという優れた効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明にかかるレ
ンズ付き光ファイバの一実施形態の先端部の正面図およ
び側面図である。
【図２】上記実施形態の光結合効率を測定する説明図で
ある。
【図３】上記実施形態の斜平面部と平面部のなす角度θ
と光結合効率との関係を示す図である。
【図４】従来のレンズ付き光ファイバの斜視図である。
【図５】従来の他のレンズ付き光ファイバの側面図であ
る。
【符号の説明】
２０ レンズ付き光ファイバ ２１ 光ファイバ ２２ コア ２３ クラッド ２４ 斜平面部 ２５ 垂直な平面部 ２６ レンズ ３０ 光源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバの先端部に、コア軸に対して
    対称な二つの斜平面部とコア軸に対して垂直な平面部か
    ら構成された楔形からなるレンズを有することを特徴と
    するレンズ付き光ファイバ。
  2. 【請求項２】 前記斜平面部と前記垂直な平面部のなす
    角度が１１０°〜１７０°であり、前記斜平面部と前記
    垂直な平面部とが交差する二つの交線間の間隔が１μｍ
    〜４μｍであることを特徴とする請求項１記載のレンズ
    付き光ファイバ。
JP9116812A 1997-05-07 1997-05-07 レンズ付き光ファイバ Pending JPH10307230A (ja)

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EP98914036A EP0916976A4 (en) 1997-05-07 1998-04-16 OPTICAL FIBER HAVING A LENS
US09/214,202 US6301406B1 (en) 1997-05-07 1998-04-16 Optical fiber with lens
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