JPS6223008A

JPS6223008A - コリメ−タ

Info

Publication number: JPS6223008A
Application number: JP16174985A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Tamura; 安昭田村; Hidenari Maeda; 前田　英成
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1985-07-24
Filing date: 1985-07-24
Publication date: 1987-01-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は光ファイバの光結合手段として用いられるコリ
メータに関するものである。

（従来の技術）従来、このような分野の技術として、例えば第２図に記
載されるものがあった。以下、これを図を用いて説明す
る。同図において、１は棒状の球レンズ、２はガラスス
ペーサ、３は中心軸部に光ファイバ４を保持するセラミ
ックス等からなるフェルール、５はこれらの球レンズ１
、ガラススペーサ２およびフェルール３を同一軸心上に
一体保持する金属製のスリーブ、６，７は球レンズ１と
ガラススペーサ２との問およびガラススペーサ２とフェ
ルール３との間に充填された屈折率の整合効果を得るた
めの高分子系樹脂製の透明樹脂である。なお、上記光フ
ァイバ４とフェルール３の各先端面とは均一面をなし、
しかも光ファイバ４の先端部は球レンズ１の焦点位はに
設定しである。

したがって、光ファイバ４の先端面からの出射光は球レ
ンズ１によって平行光に変換され、同様のコリメータを
介して他の光ファイバに損失少なく伝播されていく。

また、第３図に示すＪ：うに、球レンズ１とガラススペ
ーサ２との間に上記のような透明樹脂６を充填しないも
のが提案されており、ここでは球レンズ１とガラススペ
ーサ２とはその軸心部で互いに点接触しているのみであ
る。かかる実施例にあっても、上記同様に、光ファイバ
４の先端面からの出射光を平行光に変換するように作用
する。

一般に、光フアイバ結合系においては、良好な光結合状
態を得るには、上記各部品の位置関係を精密に最適設定
し、しかもその状態で極めて高精度に保持する必要があ
り、該位置関係が微小変動することも阻止する必要があ
る。

（発明が解法しようとする問題点）しかしながら、上記第２図のコリメータでは、ガラス製
の球レンズ１およびガラススペーサ２、セラミックス製
のフェルール３、金属製のスリーブ５、高分子系樹脂の
透明樹脂６．７などの材質が異なる部品が固定的に一体
結合されているので、これらの材質の温度膨張係数の違
いから、周囲温度の影響を受けて機械的歪が発生し、最
適にセットした上記位置関係が崩れ、光学的特性の劣化
を招くという問題点があった。特に、その機械的歪が大
きい場合には、応力撤去後も、初期の位置関係に戻らな
くなるという欠点があった。

また、球レンズ１とガラススペーサ２との間に充填され
ている透明樹脂は大きな厚みがあり、この透明樹脂の光
学的特性の劣化が光結合損失劣化に直接影響するという
問題点があり、特に、これを細径コアのシングルモード
ファイバにこのコリメータを適用した場合、光伝達特性
の劣化が著しくなるという問題点があった。

一方、第３図に示すコリメータでは、透明樹脂６がない
ため光学的特性の劣化は無祝し得る如くなるが、上記温
度の影響による機械的歪の発生とこれによる光学的性の
劣化を防ぐことができないという問題点があった。

本発明の目的は上記従来の問題点を除去し、光学的特性
の安定したコリメータを提供りることにある。

（問題点を解決するだめの手段）本発明は上記目的を達成するために、光ファイバとフェ
ルールの各先端面を均一面となし、この均一面に無反射
処理したガラス板を貼り付けるとともに、球レンズの焦
点位置に上記光ファイバの先端面を位置させ、さらに、
上記球レンズと上記ガラス板との間に空隙を設けたもの
である。

（作用）本発明によれば、球レンズと無反射処理したガラス板と
の間に空隙を設けたので、熱膨張や収縮による機械的歪
が、これらの一方で生じても、他方に何ら影響を与える
ことがない。また、スリーブに対し球レンズおよびフェ
ルールをそれぞれ別々にねじ止めなどすることにより、
球レンズとフェルールとの相対位置が固定される。また
、無反射処理されたガラス板とフェルール先端面とは光
学接着剤にて固定され、これら相互間には機械的応力は
作用しない。従って、上記球レンズ、フェルール、ガラ
ス板の一方が他方に応力を及ぼすことがなく、しかもこ
れらの各部分同士の位置関係が常に一定に保たれる。

（実施例）第１図は本発明にかかるコリメータの一実施例を示す断
面図であって、ここでは球レンズ１とフェルール３とは
一定間隔を保ってスリーブ５内に挿入かつ固定されてい
る。なお、球レンズ１はこの固定が確実になるように周
囲の一部が切削されている。また、フェルール３は従来
と同じく光ファイバ４を軸心部に保持し、これらの先端
面は均一面となるように一括研磨（８）されている。

この一括研磨面８にはＡＲ（アンチリフレクション）コ
ーティング（無反射処理）されたガラス板９が光学接着
剤によって貼り付けられており、球レンズ１とガラス板
９とは空隙１０を介して互いに無接触で対向している。

かかる構成になるコリメータでは、球レンズ１とガラス
板９とが空隙を介して互いに対向しているので、これら
の一方が熱膨張や収縮した場合に、これが直ちに他方に
影響しないので、一方の機械的歪による応力を他方に及
ぼすことがなくなり、光学的特性を著しく劣化させる恐
れがなくなる。

また、スリーブ５に対して球レンズ１およびフェルール
３を別々に独自のねじで保持させることにより、スリー
ブ５、球レンズ１およびフェルール３相互の位置は安定
保持される。

さらに、無反射処理したガラス板９はフェルール３の上
記一括研磨面８に光学接着剤によって密着され、他の部
分には接触および固定されていないので、これら相互間
に一方から他方への歪を発生せしめる要素がなく、光学
特性を劣化づる原因を生じることがない。更にまた、球
レンズ１の端面反射効果と無反射処理したガラス板９の
効果により、反射減衰量の大きい光結合系が実現できる
。

なお、実験によれば、この実施例のコリメータをコア径
９μｍのシングルモードファイバ間の光結合に適用し、
波長１．３μｍ１球レンズ間の距離を１０〜５０ａｌ＋
とした場合、その光結合損失は０．５ｄＢ以下であった
。

また、上記コリメータによる光結合の損失の温度範囲一
１０℃〜＋６０℃に対する全変動幅を１６対について調
べたところ、第４図に示すように全て０．１５ｄＢ以下
となり、権めて良好な結果が得られることが分かった。

ちなみに、第２図に示す従来のコリメータに対し、同一
条件で測定した結果、数ｄＢの損失があった。

第５図は本発明の他の実施例を示すものである。

ここでは第１図のような周囲を切削した球レンズ１を用
いずに、球レンズ１１を、スリーブ１２の先端を切削し
て形成した分割片１２ａ、１２ｂ間にそのまま挿入し、
この分割片１２ａ、１２ｂの弾発力を利用して、この球
レンズ１１を保持する構成としたものである。かかる実
施例においても、第１図のものと同一の作用、効果が得
られるとともに、球レンズ１１の取り付けおよび位置決
めが容易になる利点がある。

また、本発明のざらに他の実施例として、第１図に示す
コリメータにおいて、空隙１０付近のスリーブ５に、空
隙１０の間隔と同程度の径の貫通孔を、スリーブ５の中
心軸を垂直に横切る如く両側に設けたものがある。この
実施例によれば、該貫通孔に治具を挿入することにより
、レンズ１とフェルール３の一括研摩面８との間隔（な
お、本発明の］リメータにおいて、ガラス板９の厚さは
性能にあまり関与しない。）を簡単に且つ精麿良く設定
することができる。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、光ファイバとフェ
ルールとの均一面に無反射処理したガラス板を貼り付け
、このガラス板と上記球レンズとの間に空隙を設（プた
構成としたので、温度膨張係数の相違に起因して、上記
光ファイバとフェルールおよび他の部品のいずれかに生
じる機械的歪が他に影響を及ぼすことを有効に防止でき
、特に光ファイバとフェルールとの間の直接的な応力の
及ぼし合いを断つので、光学特性の劣化を効果的に防止
できる。また、上記空隙には透明樹脂などが介在される
ことがないので、光学的損失を生じることがなく、光学
特性の改善を図ることもできる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコリメータの一実施例を示す断面図、
第２図は従来のコリメータの一例を示す断面図、第３図
は他の従来例を示す断面図、第４図は第１図のコリメー
タによる光結合損失の温度変化に対する全変動幅を示Ｊ
ヒストグラム、第５図は本発明の他の実施例を示す斜視
図である。１．１１・・・球レンズ、３・・・フェルール、４・・
・光ファイバ、５，１２・・・スリーブ、８・・・一括
＋ｉｌＴＩｍ面、９・・・無反射処理したガラス板、１
０・・・空隙。特許出願人　沖電気工業株式会社代理人弁理士　古　　１）　精　　孝１：球ルンス。３：フＩルール４：先ファイバ゛５ニスリーブ８ニ一括研眉面９：がうλ板１０°空薄本発明の一大旅例を示す断面図１：ｆｆレンス゛２：力°ラススペーサ３：フ：ルール４：先フフイハ゛５ニスリーフ゛６．７：遭胡１＄１１７指従来のコリメータと示すｆｒ′ｒｉ図１　：球ルンス。２：がラススペーサ３：フニル−ル４：光フフイバ５ニスリーフ゛７：透ａｌｌ樹鳥第３図損失全変動幅（ｄＢ）ｖ、１図のコリメータにＪる・性能を示す図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光ファイバを保持するフェルールと、球レンズと
、これらのフェルールおよび球レンズを同一軸心上に一
体保持するスリーブとを有するコリメータにおいて、上記光ファイバとフェルールの各先端面を均一面となし
、上記均一面に無反射処理したガラス板を貼り付け、上記球レンズの焦点位置に上記光ファイバの上記先端面
を位置させ、上記球レンズと上記ガラス板との間に空隙を設けたこと
を特徴とするコリメータ。
（２）球レンズをスリーブ先端を切欠して作つた複数の
分割片間に保持させたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のコリメータ。