JPS62204212A - Optical coupler - Google Patents
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating
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- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は光フアイバ通信、光フアイバ応用計測・制御の
分野に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to the field of optical fiber communications and optical fiber application measurement and control.
従来の技術
第８図および第９図に従来の技術例の側面図および平面
図を示す。従来の光結合装置では、基板１上において、
プリズム２、自己収束性レンズ３および光ファイバ４は
、エポキシ系光学樹脂または紫外線硬化樹脂などの接着
剤３１により固定され、強度を増すために保持具３３を
用い接着剤３２で固定していた。なお６は光ファイバ４
のコア、７ａ〜７ｄは伝搬光である。BACKGROUND ART FIGS. 8 and 9 show a side view and a plan view of an example of a conventional technique. In a conventional optical coupling device, on the substrate 1,
The prism 2, self-focusing lens 3, and optical fiber 4 are fixed with an adhesive 31 such as an epoxy optical resin or an ultraviolet curing resin, and are fixed with an adhesive 32 using a holder 33 to increase strength. Note that 6 is optical fiber 4
The cores 7a to 7d are propagating lights.
発明が解決しようとする問題点
従来の技術では、光導波路５と光ファイバ４との結合の
ための位置調整を行った後、接着剤３１を硬化させて固
定を行っていたが、接着剤３１が硬化する際に、収縮、
膨張して位置ずれや角度ずれを起こし、修正ができない
ため高効率な結合が得られなかった。また、結合固定部
に樹脂を用いているため、わずかな外力に対して容易に
変形し、結合効率が変化してしまうという問題があった
。また、温度変化があると、５つの座標軸（Ｘ、Ｙ。Problems to be Solved by the Invention In the conventional technology, after adjusting the position for coupling the optical waveguide 5 and the optical fiber 4, the adhesive 31 is cured and fixed. When hardening, shrinkage,
Expansion causes positional and angular deviations that cannot be corrected, making it impossible to achieve highly efficient coupling. Furthermore, since resin is used for the coupling and fixing part, there is a problem in that it is easily deformed by a slight external force and the coupling efficiency changes. Also, when there is a temperature change, five coordinate axes (X, Y.
Ｚ、θ、β）が複雑に変化し、結合効率が大きく変動し
て実用上の点で問題となっていた。Z, θ, β) change in a complicated manner, and the coupling efficiency fluctuates greatly, which poses a practical problem.
問題点を解決するための手段
本発明の光結合装置は、基板上の光導波路上に圧接固定
したプリズムと、光ファイバに固定されたレンズとを介
して、光導波路と光ファイバを光結合させるもので、光
ファイバとレンズをホルダーにより一体化固定し、この
ホルダーを基板面上に固定された固定台の溝内に挿入配
置するとともに、この溝側壁とホルダーの両側部とを固
定したものである。Means for Solving the Problems The optical coupling device of the present invention optically couples an optical waveguide and an optical fiber via a prism fixed under pressure onto an optical waveguide on a substrate and a lens fixed to the optical fiber. The optical fiber and lens are integrally fixed with a holder, this holder is inserted into a groove of a fixing base fixed on the substrate surface, and the side walls of this groove and both sides of the holder are fixed. be.
また、プリズムの光の入出力面が平面の場合、その入出
力面は光軸に対しほぼ垂直に形成される。Further, when the light input/output surface of the prism is a flat surface, the input/output surface is formed substantially perpendicular to the optical axis.
プリズムの光の入出力面が円柱側面形状の一部を形成す
る場合、プリズムは円柱側面の回転中心軸がプリズム底
面上にあるようにされ、これが光導波路上に圧接され固
定される。When the light input/output surface of the prism forms part of a cylindrical side surface, the prism is arranged such that the rotation center axis of the cylindrical side surface is on the bottom surface of the prism, and this is pressed and fixed onto the optical waveguide.
特に、レンズは自己収束性レンズ、あるいは球レンズを
用いると良い。In particular, it is preferable to use a self-converging lens or a spherical lens.
レンズ端面またはプリズムのレンズ側表面に反射防止膜
を設けると、より高い結合効率が得られる。サファイア
基板上に形成したＰＬＺＴ系薄膜光薄膜光導波路、特に
効果的である。Higher coupling efficiency can be obtained by providing an antireflection film on the end face of the lens or the surface of the prism on the lens side. A PLZT thin film optical thin film optical waveguide formed on a sapphire substrate is particularly effective.
プリズムの固定には、光学接着剤または紫外線硬化樹脂
を用いて固定するのも有効である。It is also effective to fix the prism using an optical adhesive or an ultraviolet curing resin.
ホルダーと固定台との固定は、レーザ光によるはんだ付
、または溶接により行うと効果的である。The holder and the fixing base are effectively fixed by laser beam soldering or welding.
また、収縮率の小さなポリエステル系樹脂により固定す
ることによっても効果的な固定が行える。Further, effective fixing can also be achieved by fixing with a polyester resin having a small shrinkage rate.
固定台の形状が、基板に垂直な平面方向の投影形状がプ
リズムの圧接線を軸として基板面側からホルダー固定部
に至る部分が扇形状である場合、特に効果的である。It is particularly effective when the shape of the fixing base is such that the projected shape in the plane direction perpendicular to the substrate is fan-shaped in the part extending from the substrate surface side to the holder fixing part with the pressure tangent line of the prism as the axis.
作用
本発明によると、プリズムとレンズ間に樹脂を用いない
ため、従来光結合の変動要因となっていた樹脂硬化固定
時の収縮、膨張による光軸ずれがおこりにくく、高効率
結合が容易に得られる。また、固定台に、光ファイバと
レンズを一体化固定したホルダーをその両側部から挟み
固定することにより、安定で、変形しに＜＜シかも外力
に対して安定な光結合が得られる。プリズムの入出力面
が平面の場合、その入出力面を光軸に対しほぼ垂直にな
る様にすることにより、温度変化による線膨張による光
軸変動を小さく抑えることができる。According to the present invention, since no resin is used between the prism and the lens, the optical axis shift due to contraction and expansion when the resin is cured and fixed, which conventionally caused fluctuations in optical coupling, is less likely to occur, and highly efficient coupling can be easily achieved. It will be done. Further, by sandwiching and fixing a holder in which an optical fiber and a lens are integrally fixed to a fixing table from both sides thereof, optical coupling can be obtained that is stable and stable against external forces that may not cause deformation. When the input and output surfaces of the prism are flat, by making the input and output surfaces substantially perpendicular to the optical axis, fluctuations in the optical axis due to linear expansion due to temperature changes can be suppressed.
また、プリズムの入出力面が、円柱面形状であり、しか
も回転中心軸がプリズム底面上にあり、光導波路に圧接
されている場合には、入射光の入射あおり角が変動して
も、プリズムの入出力面には常に垂直入射し、光導波路
への結合点は変動しないので安定性が向上する。また、
固定台の側面形状が、プリズムの回転中心軸を中心とす
る扇形状である場合には、温度変化による固定台の光軸
変動は、入射あおり角度の変動のみとなり安定な結合が
得られる。特に、前記円柱形状のプリズムとの併用によ
り、さらに安定な光結合が得られる。In addition, if the input and output surfaces of the prism are cylindrical, and the center axis of rotation is on the bottom surface of the prism, and is pressed against the optical waveguide, even if the angle of incidence of the incident light changes, the prism Since the light is always perpendicularly incident on the input/output surface of the optical waveguide and the coupling point to the optical waveguide does not change, stability is improved. Also,
When the side surface shape of the fixed base is a fan shape centered on the rotation center axis of the prism, the optical axis variation of the fixed base due to temperature change is only a change in the angle of incidence, and stable coupling can be obtained. In particular, when used in combination with the cylindrical prism, more stable optical coupling can be obtained.
また、レンズ端面やプリズム面の反射防止膜は、結合効
率を高める作用がある。Furthermore, antireflection coatings on lens end surfaces and prism surfaces have the effect of increasing coupling efficiency.
さらに、レンズが自己収束性レンズ、あるいは球レンズ
の場合には、光ファイバとの光軸合わせがホルダーに、
光ファイバあるいは光ファイバを挿入したフェルールと
レンズとを挿入することで容易に行われ、レンズの収査
による光の損失増加を抑えることができる。Furthermore, if the lens is a self-focusing lens or a spherical lens, the holder is used to align the optical axis with the optical fiber.
This can be easily done by inserting an optical fiber or a ferrule into which the optical fiber is inserted and a lens, and it is possible to suppress an increase in light loss due to convergence of the lens.
プリズムの固定には、光学接着剤、あるいは紫外線硬化
樹脂を用いることにより、光導波路の導波光のしみ出し
部での損失を抑制し、高効率結合が実現できる。By using an optical adhesive or an ultraviolet curing resin to fix the prism, it is possible to suppress loss at the seepage portion of the guided light of the optical waveguide and realize highly efficient coupling.
ホルダーと固定台の固定には、レーザ光によるはんだ付
または溶接を用いると、固定時の光軸ずれかわずかであ
り、また高強度の固定が可能であるため、安定で高効率
結合が得られる。また、ポリエステル系樹脂は硬化時の
収縮率が小さく（例えばテクノビット４０００（登録商
標）、***クルツアー社製は収縮率０．１〜０．２％）
、ホルダーと固定台の固定時の光軸ずれが極めてわずか
となり、安定な高効率結合が容易に得られる。When the holder and fixing base are fixed using laser beam soldering or welding, the optical axis shifts only slightly during fixation, and high-strength fixation is possible, resulting in a stable and highly efficient connection. . In addition, polyester resins have a small shrinkage rate during curing (for example, Technovit 4000 (registered trademark), manufactured by Kultur AG, West Germany, has a shrinkage rate of 0.1 to 0.2%).
, optical axis deviation when fixing the holder and fixing base is extremely small, making it easy to obtain stable and highly efficient coupling.
実施例
第１図および第２図に本発明の第１の実施例を示す側面
図および平面図を示す。Embodiment FIGS. 1 and 2 show a side view and a plan view of a first embodiment of the present invention.
基板１上に形成された光導波路５上にプリズム２が圧接
線１１で圧接固定されており、入出力面２ａに対向して
レンズ３および光ファイバ４を一体固定したホルダー８
を固定台９の中央に形成された上下方向の固定溝１０の
間にはさんで固定しである。固定台９とホルダー８とは
最近接する固定部１２により固定されている。固定台９
は対称面１３を有し、基板１に垂直で光軸を含む平面を
挟んで左右にほぼ等しい形状にされている。固定台９は
基板１に固定されている。A prism 2 is press-fitted onto an optical waveguide 5 formed on a substrate 1 with a press-contact line 11, and a holder 8 has a lens 3 and an optical fiber 4 integrally fixed thereto facing the input/output surface 2a.
is fixed by sandwiching it between vertical fixing grooves 10 formed in the center of the fixing base 9. The fixing base 9 and the holder 8 are fixed by a fixing part 12 that is closest to them. Fixed stand 9
has a plane of symmetry 13, and has substantially equal shapes on both sides of a plane that is perpendicular to the substrate 1 and includes the optical axis. A fixed base 9 is fixed to the substrate 1.
＝７− 以上、第１図および第２図に従って具体的に述べる。=7- The above will be described in detail according to FIGS. 1 and 2.
基板１にサファイア単結晶（６面）を用い、光導波路５
にＰＬＺＴ系薄膜を用いて試作したものを用いて実験し
た。光導波路５の実効屈折率は２．５であり、光導波路
５の幅（Ｙ方向）は１０μｍであった。プリズム２の材
料にはＧａＰ （屈折率約３．３）を用いた。波長０．
８３μ曹の光を導波させた時、導波角θは約４０．７度
であった。光ファイバ４はコア６の直径８μｍのものを
用い、レンズ３には直径１ 、８ｍｍの自己収束性レン
ズを用い、倍率１．２５倍になる様にレンズ長を調整し
た。光ファイバ４とレンズ３とはエポキシ系の光学接着
剤を用いてホルダー８中で固定した。プリズム２の入出
力面２ａは基板面に対し、約４９度の角度に設定しであ
る。A sapphire single crystal (6 sides) is used for the substrate 1, and the optical waveguide 5
Experiments were conducted using a prototype made using a PLZT-based thin film. The effective refractive index of the optical waveguide 5 was 2.5, and the width (Y direction) of the optical waveguide 5 was 10 μm. GaP (refractive index of approximately 3.3) was used as the material for the prism 2. Wavelength 0.
When light of 83 μC was guided, the waveguide angle θ was about 40.7 degrees. The optical fiber 4 used had a core 6 with a diameter of 8 μm, and the lens 3 was a self-focusing lens with a diameter of 1.8 mm, and the lens length was adjusted so that the magnification was 1.25 times. The optical fiber 4 and lens 3 were fixed in a holder 8 using an epoxy optical adhesive. The input/output surface 2a of the prism 2 is set at an angle of approximately 49 degrees with respect to the substrate surface.
光軸はほぼ入出力面２ａに垂直になっている。ホルダー
８を調整し、光導波路５に光を結合させ最高結合点に保
ち、固定台９を基板１にポリエステル系接着剤（テクノ
ビット４０００ （登録商標）、***クルツアー社製）
により固定した。固定台９は、＝８一
基板１の上面に垂直な面を対称面１３とし、ホルダー８
をちょうど挟み込む２枚の固定板９ａ、９ｂで形成され
る固定溝１０を形成しである。その後ホルダー８を２枚
の固定板９ａ、９ｂに、同一接着剤にて固定した。硬化
時の光軸ずれは１μｍ以下であった。この場合の光結合
時に、光結合損失が１ｄＢ低下する位置精度はＸ、Ｙ、
Ｚ軸方向は約１μｍ程度であり、あおり角θは約０．５
度偏角βは約０．１度であった。従来の技術ではレンズ
３とプリズム２間を樹脂で固定するため、硬化時に数μ
ｍ以上のずれがおこり、数ｄＢ以上の光結合損失を生じ
ていた。本発明の場合では、固定に伴なう結合損失増加
は約０．５ｄＢと極めて優秀な結果が得られた。また、
プリズム２の入出力面２ａが光軸に対しほぼ垂直となっ
ているため、ホルダー８の位置ずれによる光結合損失増
加は極小となっている。The optical axis is approximately perpendicular to the input/output surface 2a. Adjust the holder 8 to couple the light to the optical waveguide 5 and keep it at the highest coupling point, and attach the fixing base 9 to the substrate 1 using polyester adhesive (Technovit 4000 (registered trademark), manufactured by Kultur GmbH, West Germany).
It was fixed by The fixed base 9 has a plane of symmetry 13 that is perpendicular to the upper surface of the substrate 1 and a holder 8.
A fixing groove 10 is formed by two fixing plates 9a and 9b that exactly sandwich the two fixing plates 9a and 9b. Thereafter, the holder 8 was fixed to two fixing plates 9a and 9b using the same adhesive. The optical axis shift during curing was 1 μm or less. In this case, the positional accuracy that reduces the optical coupling loss by 1 dB during optical coupling is X, Y,
The Z-axis direction is about 1 μm, and the tilt angle θ is about 0.5
The degree deviation angle β was approximately 0.1 degree. In the conventional technology, the lens 3 and the prism 2 are fixed with resin, so a few μm is removed during curing.
A deviation of more than m occurred, resulting in an optical coupling loss of several dB or more. In the case of the present invention, the increase in coupling loss due to fixing was approximately 0.5 dB, which was an extremely excellent result. Also,
Since the input/output surface 2a of the prism 2 is substantially perpendicular to the optical axis, an increase in optical coupling loss due to misalignment of the holder 8 is minimized.
入出力面２ａが入射光軸に対し垂直から傾くと、屈折に
より位置ずれ量が増幅され複雑なずれを生じ、大きな光
結合損失増加を生ずる。プリズム２と光導波路５との固
定には、光学接着剤あるいは紫外線硬化樹脂を滴下し、
プリズム２と光導波路５とのギャップ中にしみ込ませ硬
化させた。光学接着剤の場合は、硬化に時間を要するが
、堅固な固定ができた。また紫外線硬化樹脂の場合は、
硬化時間は短いが硬度が低いものが得られた。両者との
安定で良好な結合特性が得られていた。When the input/output surface 2a is tilted from perpendicular to the incident optical axis, the amount of positional deviation is amplified by refraction, resulting in a complicated deviation and a large increase in optical coupling loss. To fix the prism 2 and the optical waveguide 5, drop optical adhesive or ultraviolet curing resin.
It was soaked into the gap between the prism 2 and the optical waveguide 5 and cured. In the case of optical adhesive, it took time to harden, but it was able to be firmly fixed. In addition, in the case of ultraviolet curing resin,
A product with a short curing time but low hardness was obtained. Stable and good bonding characteristics with both were obtained.
第３図に本発明の第２の実施例を示す側面図を示す。第
３図において、プリズム２２は、圧接線１１を回転軸と
する円柱側面形状の一部が、レンズ側入出力面２２ａ形
状となっている円柱状プリズムである。また、固定台ｚ
９は基板１に垂直で、光軸を含む平面への投影形状が基
板１面側からホルダ−８固定部に至る部分が扇形状を有
しており、対称面がほぼこの平面と一致している。また
、固定台２９のホルダ−８固定部分は、固定溝３０によ
り２枚の固定板２９ａ、２９ｂに分れているのは、前述
の第１の実施例と同じである。この系ではレンズ３から
プリズム２２、光結合部への光軸は理想的には直線状と
なる。FIG. 3 shows a side view showing a second embodiment of the invention. In FIG. 3, the prism 22 is a cylindrical prism in which a part of the cylindrical side surface shape having the pressure tangent line 11 as the rotation axis forms a lens side input/output surface 22a. In addition, the fixed stand z
9 is perpendicular to the substrate 1, and the projected shape on the plane including the optical axis has a fan shape from the substrate 1 side to the fixing part of the holder 8, and the plane of symmetry almost coincides with this plane. There is. Further, the holder 8 fixing portion of the fixing base 29 is divided into two fixing plates 29a and 29b by the fixing groove 30, as in the first embodiment described above. In this system, the optical axis from the lens 3 to the prism 22 to the optical coupling section is ideally linear.
第４図に示す様に、扇形の固定板２９ａ、２９ｂのホル
ダ−８固定位置は温度ＴがｄＴ変化した時、ｄθ＝θ・
α・ｄＴだけ角度変化する。ここで、αは線膨張係数で
ある。従って第３図において、温度変化による位置変化
は、θ方向とＺ方向のみとなり、θ方向に関してはビー
ムを絞っているために約０．５度程度の余裕度があるた
め、位置ずれによる光結合損失増加が少なくなる様な構
成となっている。ホルダー８の固定の際の発明の効果は
、第１の実施例とほぼ同じであるが、第２の実施例にお
いては、温度に対する安定度が優れた方法であることが
わかる。固定台２９の材料にステンレスを用いた場合、
線膨張率はＩ Ｘ ｔｏ−’ （１／℃）であるので、
１０℃変化した場合のあおり角ずれはｄ ｅ ＝０．０
０４度となる。また、サファイア基板１の伸びは、線膨
張率が６ Ｘ １０−’ （１／”Ｃ）なので、プリズ
ム２２、固定台２９間距離が５ＩＩ１ｍとして約０．３
μｍとなり、光結合損失の変化はわずかである。As shown in FIG. 4, when the temperature T changes by dT, the fixing position of the fan-shaped fixing plates 29a and 29b on the holder 8 is dθ=θ・
The angle changes by α・dT. Here, α is a linear expansion coefficient. Therefore, in Fig. 3, the positional change due to temperature change is only in the θ direction and the Z direction, and in the θ direction there is a margin of about 0.5 degrees because the beam is narrowed, so optical coupling due to positional deviation is The structure is designed to reduce the increase in losses. The effect of the invention when fixing the holder 8 is almost the same as that of the first embodiment, but it can be seen that the second embodiment has excellent stability against temperature. When stainless steel is used as the material for the fixed base 29,
Since the coefficient of linear expansion is I X to-' (1/℃),
The tilt angle deviation when changing by 10°C is d e =0.0
It will be 04 degrees. Furthermore, since the coefficient of linear expansion is 6 x 10-'(1/''C), the elongation of the sapphire substrate 1 is approximately 0.3 assuming that the distance between the prism 22 and the fixed base 29 is 5II1m.
μm, and the change in optical coupling loss is slight.
ホルダーと固定台の固定にポリエステル系樹脂の外にＹ
ＡＧレーザによるはんだ付けや、スポット溶接による固
定を試みた。この場合、一度のレ−ザ光の照射により数
μｍの位置ずれを生じるが、位置ずれを補正する方向に
複数のレーザ光を照射することにより、１μｍ以下の位
置あわせ精度が実現できる。また、複数のレーザ光を同
時に照射することにより、位置ずれを極めて小さく抑え
られることも確認した。この方法は固定が迅速に行われ
量産性に富む方法である。Y outside the polyester resin to fix the holder and fixed base.
We tried fixing using AG laser soldering and spot welding. In this case, a single laser beam irradiation causes a positional deviation of several μm, but by irradiating a plurality of laser beams in a direction that corrects the positional deviation, a positioning accuracy of 1 μm or less can be achieved. It was also confirmed that positional deviation can be kept to an extremely small level by irradiating multiple laser beams simultaneously. This method allows quick fixation and is highly suitable for mass production.
第５図には、ホルダー３７の別の実施例の断面図を示す
。第５図において、光ファイバ４は、フェルール３４に
入れて接着固定した後端面研磨を行い、ホルダー３７に
挿入し、そして自己収束性レンズ３６を挿入して光学接
着剤で固定したものである。フェルール３７を用いるこ
とにより、光ファイバ４の端末の垂直性が良くなり、光
軸あわせが容易になるという特徴がある。なお、３３は
ジャケット、３５は結合面である。FIG. 5 shows a sectional view of another embodiment of the holder 37. In FIG. 5, the optical fiber 4 is placed in a ferrule 34, fixed with adhesive, polished on its rear end, inserted into a holder 37, and then a self-focusing lens 36 is inserted and fixed with an optical adhesive. By using the ferrule 37, the perpendicularity of the end of the optical fiber 4 is improved, and optical axis alignment is facilitated. Note that 33 is a jacket and 35 is a bonding surface.
第６図においては、第５図における自己収束性レンズ３
６の代わりに、球レンズ３８をホルダー３９の孔に落と
し込み、少量の光学接着剤で固定したものである。この
場合の特長は、安価な球レンズを使用でき、光軸あわせ
が容易であるという点である。In FIG. 6, the self-focusing lens 3 in FIG.
6, a ball lens 38 is dropped into the hole of the holder 39 and fixed with a small amount of optical adhesive. The advantage of this case is that an inexpensive ball lens can be used and optical axis alignment is easy.
第７図には、第３図の円柱面プリズムの別の形状を示す
。第７図において、プリズム４０の入出力面４０ａの回
転軸が圧接線１１となっているのは第３図とかわらない
が、プリズム４０と光導波路６の接触部が鈍角を成し、
プリズム抑圧時のかけなどが発生しにくいという利点を
有し、かつテーパー状のギャップε１を形成することに
より、小さいビームスポット径でも高い効率の光結合が
得られる。FIG. 7 shows another shape of the cylindrical prism shown in FIG. 3. In FIG. 7, the axis of rotation of the input/output surface 40a of the prism 40 is the pressure tangent line 11, which is the same as in FIG. 3, but the contact portion between the prism 40 and the optical waveguide 6 forms an obtuse angle,
It has the advantage of being less likely to cause distortion when suppressing the prism, and by forming the tapered gap ε1, highly efficient optical coupling can be obtained even with a small beam spot diameter.
なお、テーパーギャップは、プリズム入射面４０ａが円
柱状側面形状でなくとも、平面状であっても。Note that the taper gap can be formed even if the prism entrance surface 40a does not have a cylindrical side surface shape or has a planar shape.
ビームスポット径によりギャップ角Ｅ１を調整すること
により高結合効率が得られるのはいうまでもない。It goes without saying that high coupling efficiency can be obtained by adjusting the gap angle E1 depending on the beam spot diameter.
なお、各実施例の説明においては、光ファイバから光導
波路への光結合を取り上げたが、光路が逆の場合も、同
様な効果が得られるのはいうまでもないことである。In the description of each embodiment, optical coupling from an optical fiber to an optical waveguide has been discussed, but it goes without saying that similar effects can be obtained even when the optical path is reversed.
発明の効果
従来の方法では、光ファイバ、レンズなどの位置あわせ
の後の樹脂による固定時に、修正できない数μｍの複雑
な方向の位置ずれを生じ、光結合効率の大巾な低下をき
たしていたものが、本発明の構成によると、光結合効率
（損失）の低下（増加）を１ｄＢ以下に低く抑えること
が可能となり、安定な固定が得られる。また、光ファイ
バとレンズをホルダーにより一体化固定し、それを基板
に固定した固定台に固定するために、外力に対して強く
、結合効率の変化が１桁以下に抑えることができる。Effects of the Invention In conventional methods, when optical fibers, lenses, etc. are fixed with resin after alignment, a misalignment of several μm in a complicated direction that cannot be corrected occurs, resulting in a significant drop in optical coupling efficiency. However, according to the configuration of the present invention, it is possible to suppress the decrease (increase) in optical coupling efficiency (loss) to 1 dB or less, and stable fixation can be obtained. Furthermore, since the optical fiber and lens are integrally fixed by a holder and then fixed to a fixed base fixed to a substrate, it is strong against external forces, and changes in coupling efficiency can be suppressed to one order of magnitude or less.
また、温度変化に対して、従来では、固定部に樹脂を用
いているため、複雑な伸張を行い、数度（”Ｃ）の温度
変動に対して数ｄＢの結合効率の変化を生ずるため、定
温度制御が必要であったのに対し、本発明の構成による
と、１０℃の温度変化でも１ｄＢ以下という極めて安定
な光結合効率を得ることができ、定温度制御を不要にし
得る。In addition, in response to temperature changes, conventionally, since resin is used for the fixing part, it undergoes complicated expansion, resulting in a change in coupling efficiency of several dB for a temperature change of several degrees (C). While constant temperature control was required, according to the configuration of the present invention, an extremely stable optical coupling efficiency of 1 dB or less can be obtained even with a temperature change of 10° C., making constant temperature control unnecessary.
第１図および第２図は本発明の第１の実施例の光結合装
置を示す垂曽忰一部切欠側面図および正面図、第３図は
同第２の実施例の装置の一部切欠側面図、第４図は本発
明の扇形固定台の温度変化による形状変化を示す図、第
５図および第６図は本発明のホルダ一部分のフェルール
を用いた実施例を示す断面図、第７図は本発明の円柱プ
リズムの別の実施例を示す側面図、第８図および第９図
は従来の装置を示す側面図および平面図である。
１・・・基板、２，２２．４０・・・プリズム、３ 、
３６．３８・・・レンズ、４・・・光ファイバ、８，３
７．３９・・・ホルダー、９，２９・・・固定台、１１
・・・圧接線代理人 森 本 義 弘
ＬＤ−
第１図
ｓ −一一九隼琥幕
一１６＝
第２図
第３図
第４図
第５図
第１図
渥
第７図
第２図1 and 2 are a partially cutaway side view and a front view of an optical coupling device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partially cutaway side view of the optical coupling device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a side view, and FIG. 4 is a diagram showing the shape change due to temperature change of the fan-shaped fixing base of the present invention. FIGS. The figure is a side view showing another embodiment of the cylindrical prism of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are a side view and a plan view showing a conventional device. 1...Substrate, 2,22.40...Prism, 3,
36.38...Lens, 4...Optical fiber, 8,3
7.39...Holder, 9,29...Fixing stand, 11
... Pressure tangent agent Yoshihiro Morimoto LD - Figure 1 s - 119 Hayabusa Bakuichi 16 = Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 1 Figure 7 Figure 2
Claims (1)
に、入出力用光ファイバを光結合させる光結合装置にお
いて、前記プリズムを光導波路上に圧接固定し、前記光
ファイバとレンズとをホルダーを介して互いに一体化固
定し、このホルダーを基板上に固定された固定台の溝内
に挿入配置するとともに、この溝側壁と前記ホルダーの
両側部とを固定したことを特徴とする光結合装置。 ２、プリズムの光のレンズ側入出力面の形状が、平面で
かつ光軸に対しほぼ垂直となるように形成したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光結合装置。 ３、プリズムの光のレンズ側入出力面の形状が円柱側面
形状の一部となるように、かつ前記円柱側面の回転中心
軸がプリズム底面上にあるように形成したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光結合装置。 ４、レンズが自己収束性レンズ、あるいは球レンズであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光結合
装置。 ５、レンズ端面またはプリズムの光の透過面の表面に、
反射防止膜を形成したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の光結合装置。 ６、基板上の光導波路が、サファイア基板上に形成され
たＰＬＺＴ系薄膜光導波路であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光結合装置。 ７、プリズムを光学接着剤または紫外線硬化樹脂により
光導波路上に固定することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の光結合装置。 ８、ホルダーと固定台を、レーザ光によるはんだ付、あ
るいは溶接により固定することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の光結合装置。 ９、ホルダーと固定台を、ポリエステル系樹脂により固
定することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
結合装置。 １０、固定台の基板に垂直な平面方向の投影形状が、プ
リズムの圧接線を軸とし、基板面側からホルダー固定部
に至る部分が扇形状であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の光結合装置。[Claims] 1. In an optical coupling device for optically coupling an input/output optical fiber to an optical waveguide on a substrate via a prism and a lens, the prism is fixedly pressed onto the optical waveguide, and the optical fiber is and a lens are integrally fixed to each other via a holder, the holder is inserted into a groove of a fixing base fixed on a substrate, and the side walls of the groove and both sides of the holder are fixed. Optical coupling device. 2. The optical coupling device according to claim 1, wherein the shape of the input/output surface of the prism on the lens side is flat and substantially perpendicular to the optical axis. 3. A patent claim characterized in that the shape of the light input/output surface on the lens side of the prism is formed as a part of the shape of the cylindrical side surface, and the rotation center axis of the cylindrical side surface is on the bottom surface of the prism. The optical coupling device according to item 1. 4. The optical coupling device according to claim 1, wherein the lens is a self-converging lens or a spherical lens. 5. On the surface of the lens end face or the light transmitting surface of the prism,
2. The optical coupling device according to claim 1, further comprising an antireflection film. 6. The optical coupling device according to claim 1, wherein the optical waveguide on the substrate is a PLZT thin film optical waveguide formed on a sapphire substrate. 7. The optical coupling device according to claim 1, wherein the prism is fixed on the optical waveguide using an optical adhesive or an ultraviolet curing resin. 8. The optical coupling device according to claim 1, wherein the holder and the fixing base are fixed by laser beam soldering or welding. 9. The optical coupling device according to claim 1, wherein the holder and the fixing base are fixed with polyester resin. 10. Claim 1, characterized in that the projected shape of the fixing base in a plane direction perpendicular to the substrate is fan-shaped with the pressure tangent line of the prism as the axis, and the portion extending from the substrate surface side to the holder fixing part. Optical coupling device as described in .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4783386A JPS62204212A (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Optical coupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4783386A JPS62204212A (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Optical coupler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62204212A true JPS62204212A (en) | 1987-09-08 |
Family
ID=12786354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4783386A Pending JPS62204212A (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Optical coupler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62204212A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001281477A (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-10 | Tdk Corp | Optical waveguide |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53115244A (en) * | 1977-03-16 | 1978-10-07 | Mitsubishi Electric Corp | Photo coupler |
| JPS55132076A (en) * | 1979-04-02 | 1980-10-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photoreceptor |
-
1986
- 1986-03-05 JP JP4783386A patent/JPS62204212A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53115244A (en) * | 1977-03-16 | 1978-10-07 | Mitsubishi Electric Corp | Photo coupler |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001281477A (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-10 | Tdk Corp | Optical waveguide |
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