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JP4002144B2 - Multi-core optical collimator and optical module using the same - Google Patents
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JP4002144B2 - Multi-core optical collimator and optical module using the same - Google Patents

Multi-core optical collimator and optical module using the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信や光計測で使用する多芯光コリメータ及びこれからなる光モジュールに関し、特に、複数のファイバをこれらの間で必要に応じて光スイッチ、光分岐、光結合等の各種動作を行わせつつ相互に接続するための多芯光コリメータ等に関する。
【0002】
【従来の技術】
一対の多心ファイバを、MT(mechanically transferable)接続方式を利用して着脱自在に接続する方法が知られている(特開平8−114724等)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の接続方式では、一対の多心ファイバが単純に接続されるだけであり、これらの接続に際して光分岐、合波等の機能を持たせることができない。
【0004】
そこで、本発明は、一対の多心ファイバを固定した一対の筐体を着脱自在に接続する際に、光分岐、合波等の多様な機能を持たせることができる光モジュールを提供することを目的とする。
【0005】
また、本発明は、高密度の多心ファイバからなる多芯光コリメータであって、上記のような多様な機能を有する光モジュールを実現する多芯光コリメータを提供することを目的とする。
【0006】
また、本発明は、多心ファイバをそれぞれ固定した一対の多芯光コリメータの連結に際して、連結による挿入損失を低減することができる光モジュールを提供することを目的とする。
【0007】
また、本発明は、一対の多心ファイバを非接触で光学的に精密に接続することができる光モジュールを実現する多芯光コリメータを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る多芯光コリメータは、複数のファイバの端部を所定方向に平行に保持するとともに、当該複数のファイバの端面を前記所定方向に垂直な所定円周上に配置して固定するファイバユニットと、前記ファイバユニットに対向して配置されるコリメータレンズとを備える。
【0009】
上記多芯光コリメータでは、ファイバユニットが当該複数のファイバの端面を前記所定方向に垂直な所定円周上に配置して固定するので、複数のファイバの端面を、特にファイバが多数の場合にも、所定円周の中心軸に関して等価に配置することができる。よって、各ファイバの配置の対称性を高めてコリメートされる光の特性を近づけることができるので、かかる多芯光コリメータを2つ組み合わせて光モジュールとして光分岐、合波等の多様な機能を持たせる場合に、低損失で精密な動作を達成することができる。
【0010】
また、上記多芯光コリメータの別の具体的な態様では、前記所定円周の中心軸が、前記コリメータレンズの光軸と一致する。この場合、コリメータレンズの光軸に関して各ファイバの端面を対称に配置することができ、コリメータレンズによってコリメートされる各ファイバからの光の特性を一致させることができる。これにより、多芯光コリメータやこれから構成される光モジュールの動作特性を高めることができる。
【0011】
また、上記多芯光コリメータの具体的な態様では、前記ファイバユニットが、複数対のファイバの端部を前記所定方向に平行に保持するとともに、当該複数対のファイバの端面を前記所定円周上に配置して固定する。この場合、多チャンネルの光信号の一括処理が可能な高密度高機能の光モジュールを提供することができる。
【0012】
また、上記多芯光コリメータの別の具体的な態様では、前記複数対のファイバを構成する各対の端面が、前記所定円周の中心を挟んで対称に配置される。この場合、鏡のように反転した同一形状の一対の多芯光コリメータを準備することにより、光分岐、合波等の多様な機能を有する光モジュールを提供することができる。
【0013】
また、上記多芯光コリメータの別の具体的な態様では、前記ファイバユニットが、複数対のファイバの端部を前記所定方向に平行に保持するとともに、一方の対のファイバの端面を前記複数のファイバとして前記所定円周である第1の円周上に配置して固定するとともに、他方の対のファイバの端面を前記所定円周と同軸で半径が大きい第2の円周上に配置して固定する。この場合、ファイバの密度すなわちチャンネル数を簡易に高めることができる。
【0014】
また、上記多芯光コリメータの別の具体的な態様では、前記一方の対のファイバに設けた端面が、前記所定円周の中心を挟んで対称に配置され、前記他方の対のファイバに設けた端面が、前記所定円周の中心を挟んで対称に配置される。この場合も、鏡のように反転した同一形状の一対の多芯光コリメータを準備することにより、光分岐、合波等の多様な機能を有する光モジュールを提供することができる。
【0015】
また、上記多芯光コリメータの別の具体的な態様では、前記第1の円周である前記所定円周の中心軸が、前記コリメータレンズの光軸と一致するとともに、前記第2の円周が、前記第1の円周よりも前記コリメータレンズに近接して配置される。この場合、コリメータレンズの結像特性を補正することができ、光モジュールの動作特性を高めることができる。
【0016】
また、上記多芯光コリメータの別の具体的な態様では、各ファイバの端面が、前記所定円周の中心軸に対して所定の傾斜角で傾斜する。この場合、所定の傾斜角の調節によって各ファイバの端面で戻り光が発生することを防止できる。なお、上記所定の傾斜角は、前記複数ファイバ中で伝搬される光の全反射臨界角の半分よりも大きな角度とすることが好ましい。
【0017】
また、上記多芯光コリメータの別の具体的な態様では、各ファイバの端面が、前記所定円周の中心軸に対して対称に形成された凹面形状、円錐面形状、断面V字形状、及び段差溝状のいずれかの面上に形成される。この場合、各ファイバの端面で戻り光が発生することを防止できるだけでなく、コリメータレンズの結像特性を補正することもできる。
【0018】
なお、上記のような凹面形状や円錐面形状の面は、通常ファイバユニットの突合せ面に形成される。球状や円錐状のチップを有する研磨部材をファイバユニットの突合せ面の適所に押し当てて切削・研磨することで、上記のような各ファイバの端面を一括して簡易に形成することができる。また、断面V字形状や段差溝状の面は、円盤状の研磨盤をファイバユニットの突合せ面の適所に押し当てて切削・研磨することで形成される。特に断面V字形状の面を形成する場合、円盤の外周の厚み中心に頂点を有するとともに、回転軸に対して等しい傾斜角を有する一対の研磨面からなる研磨盤を利用する。以上のような加工において、ファイバユニットを支持するステージは、ファイバユニットをこれに固定した複数のファイバに平行に移動させることが望ましく、ファイバユニットにアライメント用のガイド孔が形成されている場合、研磨部材や研磨盤を駆動する研磨ヘッド側に、ガイド孔に嵌合するガイドピンを設けることで、簡易に加工精度を高めることができる。
【0019】
また、本発明に係る光モジュールは、それぞれ上述の構造を有する第1及び第2の多芯光コリメータと、前記第1及び第2の多芯光コリメータをそれぞれの前記所定円周の中心軸が一致するようにアライメントして保持するガイド手段とを備える。この場合、第1の多芯光コリメータのコリメータレンズと、第2の多芯光コリメータのコリメータレンズとの焦点距離を等しくして、両者を焦点距離の2倍だけ離間させることにより、第1の多芯光コリメータと第2の多芯光コリメータとを同一形状にしつつ、両者を効率良く接続することができる。
【0020】
また、光モジュールの具体的な態様では、前記第1の多芯光コリメータと、前記第2の多芯光コリメータとの間に、平板状の光学素子が着脱自在に挿入されている。この場合、光学素子は、ミラー、減光フィルタ、バンドパスフィルタ等とすることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係る光モジュールを、図面を参照して詳細に説明する。
【0022】
図1(a)は、第1実施形態の光モジュールを概念的に説明する上方からの断面図であり、図1(b)は、図1(a)に示す光モジュールの側方からの断面図である。
【0023】
この光モジュール10は、2対の光ファイバF11〜F14をAB方向に平行に配置して固定する第1ファイバユニット20と、2対の光ファイバF21〜F24をAB方向に平行に配置して固定する第2ファイバユニット30と、第1ファイバユニット20と組み合わせることによって各光ファイバF11〜F14から出射した光を平行光束にするレンズL1を有する第1コリメータユニット40と、第2ファイバユニット30と組み合わせることによって各光ファイバF21〜F24から出射した光をコリメートするレンズL2を有する第2コリメータユニット50と、これらのユニット20、30、40、50に貫通してこれらを相互に位置決めする一対のガイドピン60と、これらのユニット20、30、40、50を挟持して固定するクリップ70とを備える。ここで、第1ファイバユニット20及び第1コリメータユニット40は、第1の多芯光コリメータを構成し、第2ファイバユニット30及び第2コリメータユニット50は、第2の多芯光コリメータを構成する。なお、各ユニット20、30、40、50は、フィラを混ぜた熱可塑性若しくは熱可塑性樹脂等の各種エンジニアリングプラスチックを金型を利用して成形することによって形成される。
【0024】
図2(a)は、第1ファイバユニット20の突合せ面21の状態を説明する斜視図であり、図2(b)は、第2ファイバユニット30の突合せ面31の状態を説明する斜視図である。第1ファイバユニット20の突合せ面21には、各光ファイバF11〜F14に対応する4つのファイバ端面E11〜E14が露出する。また、第1ファイバユニット20の突合せ面21には、一対のガイドピン60を通すための一対のガイド孔23が形成されている。各ガイド孔23は、円形断面を有し、その直径は、ガイドピン60の円形断面の直径と等しくなっている。一方、第2ファイバユニット30の突合せ面31にも、各光ファイバF21〜F24に対応する4つのファイバ端面E21〜E24が露出する。また、第2ファイバユニット30の突合せ面31には、一対のガイドピン60を通すための一対のガイド孔33が形成されている。各ガイド孔33は、円形断面を有し、その直径は、ガイドピン60の円形断面の直径と等しくなっている。
【0025】
図3は、第1ファイバユニット20の突合せ面21の拡大斜視図である。各ファイバ端面E11〜E14は、突合せ面21上に仮想的に形成された円周R上に等間隔で配置されている。つまり、ファイバ端面E11とファイバ端面E14とは、円周Rの中心CPに関して点対称に配置されており、ファイバ端面E12とファイバ端面E13も、円周Rの中心CPに関して点対称に配置されている。ここで、円周Rは、第1ファイバユニット20と共通の中心軸CAを有している。すなわち、中心軸CAは、突合せ面21に対して垂直に延び、円周Rの中心CPを貫通する。
【0026】
なお、第2ファイバユニット30の突合せ面31も、第1ファイバユニット20の突合せ面21と同様の状態となっている。つまり、各ファイバ端面E21〜E24は、突合せ面31上に中心軸CAを中心として仮想的に形成された円周上に等間隔で配置されている。
【0027】
図1に戻って、第1コリメータユニット40は、レンズL1を収容して固定するためのレンズ孔41を有する。レンズL1は、このレンズ孔41の中央に接着剤等によって固定されている。すなわち、レンズL1は、第1コリメータユニット40の両対向端面から焦点距離fだけそれぞれ離れた位置に固定されている。
【0028】
第2コリメータユニット50は、第1コリメータユニット40と同一の形状を有する。すなわち、レンズ孔51の中央には、レンズL2が収容されて固定されている。
【0029】
各ガイドピン60は、第1ファイバユニット20に設けたガイド孔23と、第1及び第2コリメータユニット40、50に設けたガイド孔と、第2ファイバユニット30に設けたガイド孔33とに順次通されて、これらのガイド孔と嵌合する。これにより、各ユニット20、30、40、50の中心軸CAが一致して相互にアライメントされた状態で連結される。なお、ガイドピン60とガイド孔23、33とは、ガイド手段を構成する。
【0030】
各クリップ70は、詳細な説明を省略するが、連結された各ユニット20、30、40、50の上面又は下面に当接する板部材と、第1及び第2ファイバユニット20、30の両側面に係合する板バネとからなる。並べた各ユニット20、30、40、50に一対のガイドピン60を通して上記のクリップ70にこれらユニット20、30、40、50を挟持させることで、アライメントされた状態の全ユニット20、30、40、50が一体的に固定される。
【0031】
以下、図1(a)及び(b)に示す光モジュール10の動作の一例について説明する。第1ファイバユニット20に設けた光ファイバF11のファイバ端面E11から発散しつつ出射されたレーザ光は、第1レンズL1で平行光束とされて、第1及び第2コリメータユニット40、50の境界を中心軸CA近傍で通過する。そのまま直進して第2レンズL2に入射されたレーザ光は、第2レンズL2によって集光され、第2ファイバユニット30に設けた光ファイバF22のファイバ端面E22に入射する。ここで、ファイバ端面E11とファイバ端面E22とは、両ファイバユニット20、30を対向して固定した場合、中心軸CAを挟んで反対位置にある。つまり、中心軸CAを挟んで反対位置にある光ファイバF11から光ファイバF22にレーザ光が非接触で光学的に結合される。同様に、ファイバ端面E12とファイバ端面E21とは中心軸CAを挟んで反対位置に配置されており、中心軸CAを挟んで反対位置にある光ファイバF12から光ファイバF21にレーザ光が非接触で光学的に結合される。また、ファイバ端面E13とファイバ端面E24とは中心軸CAを挟んで反対位置に配置されており、中心軸CAを挟んで反対位置にある光ファイバF13から光ファイバF24にレーザ光が非接触で光学的に結合される。さらに、ファイバ端面E14とファイバ端面E23とは中心軸CAを挟んで反対位置に配置されており、中心軸CAを挟んで反対位置にある光ファイバF14から光ファイバF23にレーザ光が非接触で光学的に結合される。
【0032】
なお、各ユニット20、30、40、50は上述のように分離可能になっており、例えば第1ファイバユニット20を第2ファイバユニット30と同一形状の別のファイバユニットに連結して信号光の切換を行うことができる。
【0033】
図4(a)〜(d)は、第1ファイバユニット20の変形例を示す。図4(a)に示す第1変形例のファイバユニット20Bの場合、突合せ面21上に6つのファイバ端面Eを備える。各ファイバ端面Eは、突合せ面21上に中心軸CAを中心として仮想的に形成された円周R上に等間隔で配置されている。なお、図示を省略しているが、光モジュールとして組み立てられた際に対向配置される第2ファイバユニットの突合せ面も、第1ファイバユニット20Bの突合せ面21と同様の状態となっている。これにより、第1ファイバユニット20Bのいずれかのファイバ端面Eと、中心軸CAを挟んで反対位置に配置される第2ファイバユニット(不図示)側の対応ファイバ端面との間で、光信号の結合が可能になる。
【0034】
図4(b)に示す第2変形例のファイバユニット20Cの場合、突合せ面21上の内側の円周R1上に対向して配置される一対のファイバ端面Eaと、外側の円周R2上に対向して配置される一対のファイバ端面Ebとを備える。内側の円周R1と外側の円周R2は、中心軸CAを共通にしており、4つのファイバ端面Ea、Ebは、一列に配置される。なお、図示を省略しているが、光モジュールとして組み立てられた際に対向配置される第2ファイバユニットの突合せ面も、第1ファイバユニット20Cの突合せ面21と同様の状態となっている。これにより、第1ファイバユニット20Cのいずれかのファイバ端面Ea、Ebと、中心軸CAを挟んで反対位置に配置される第2ファイバユニット(不図示)側の対応ファイバ端面との間で、光信号の結合が可能になる。
【0035】
図4(c)に示す第3変形例のファイバユニット20Dの場合、突合せ面21上の内側の円周R1上に対向して配置される2対のファイバ端面Eaと、外側の円周R2上に対向して配置される2対のファイバ端面Ebとを備える。なお、図示を省略しているが、光モジュールとして組み立てられた際に対向配置される第2ファイバユニットの突合せ面も、第1ファイバユニット20Dの突合せ面21と同様の状態となっている。これにより、第1ファイバユニット20Dのいずれかのファイバ端面Ea、Ebと、中心軸CAを挟んで反対位置に配置される第2ファイバユニット(不図示)側の対応ファイバ端面との間で、光信号の結合が可能になる。
【0036】
図4(d)に示す第4変形例のファイバユニット20Eの場合、突合せ面21上の内側の円周R1上に対向して配置される2対のファイバ端面Eaと、中間の円周R2上に対向して配置される4対のファイバ端面Ebと、外側の円周R3上に対向して配置される2対のファイバ端面Ecとを備える。ここで、内側の円周R1と中間の円周R2と外側の円周R3とは、中心軸CAを共通にしており、ファイバ端面Ea〜Ecの各対は、中心軸CAを挟んで対向して配置されている。これにより、第1ファイバユニット20Dのいずれかのファイバ端面Ea、Eb、Ecと、中心軸CAを挟んで反対位置に配置される第2ファイバユニット(不図示)側の対応ファイバ端面との間で、光信号の結合が可能になる。
【0037】
〔第2実施形態〕
以下、本発明の第2実施形態に係る光モジュールを説明する。第2実施形態の光モジュールは、第1実施形態に係る光モジュールを変形したものであり、同一部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
【0038】
図5に示すように、本実施形態の光モジュール110は、第1及び第2コリメータユニット40、50の間に、着脱自在の平板状の光学素子であるミラー81を備える。なお、第1及び第2コリメータユニット40、50の間には、予めミラー81を挟むための空間を設けることもできる。また、第1実施形態における第2コリメータユニット50の幅を、ミラー81の厚さだけ薄くすることもできる。
【0039】
図5の光モジュール110の動作を、図6を参照しつつ説明する。まず、第1ファイバユニット20に設けた光ファイバF11のファイバ端面E11から発散しつつ出射されたレーザ光IL1は、第1レンズL1で平行光束とされて、第1及び第2コリメータユニット40、50の境界に配置されたミラー81で反射される。ミラー81で反射されたレーザ光OL1は、第1レンズL1に戻って再度集光され、第1ファイバユニット20に設けた光ファイバF14のファイバ端面E14に入射する。ここで、ファイバ端面E11とファイバ端面E14とは、中心軸CAを挟んで反対位置にある。つまり、中心軸CAを挟んで反対位置にある光ファイバF11からのレーザ光IL1が光ファイバF14に非接触で光学的に結合されてレーザ光OL1として出射する。同様に、ファイバ端面E13とファイバ端面E21とは、中心軸CAを挟んで反対位置に配置されており、中心軸CAを挟んで反対位置にある光ファイバF13からのレーザ光IL2が光ファイバF12に非接触で光学的に結合されてレーザ光OL2として出射する。
【0040】
なお、ミラー81を両コリメータユニット40、50の間から取り除いた場合、図1と同一の構造になるので、光ファイバF11〜F14と、光ファイバF21〜F24との間で、第1実施形態の場合と同様の光結合が達成される。なお、この場合、ミラー81の代わりにスペーサ等を配置すれば、両ユニット40、50の間隔を保つことができる。
【0041】
また、図5に示すように、第1コリメータユニット40にミラー81を当接するように配置する場合、第2コリメータユニット50や第2ファイバユニット30は不要になり、これらに代えてミラー81を第1コリメータユニット40に固定する部材を設けてもよい。
【0042】
また、ミラー81をバンドパスフィルタに置き換えることもできる。かかるバンドパスフィルタが波長λ1の帯域を反射させ、波長λ2の帯域を透過させる場合、波長λ1の入射光に対しては、図6に示すように動作するにも拘わらず、波長λ2の入射光に対しては、図1(a)、(b)や図2で説明したように動作することになる。
【0043】
〔第3実施形態〕
以下、本発明の第3実施形態に係る光モジュールを説明する。第3実施形態の光モジュールは、第1実施形態に係る光モジュールを変形したものである。
【0044】
図7は、第3実施形態の光モジュールを概念的に説明する部分縦断面図である。この光モジュール210は、2対の光ファイバF11〜F14を光軸に平行に配置して固定するファイバユニットである第1フェルール220と、2対の光ファイバF21〜F24を光軸に平行に配置して固定する別のファイバユニットである第2フェルール230と、第1フェルール220と組み合わせることによって各光ファイバF11〜F14から出射した光を平行光束にする第1レンズL1を有する第1レンズ部240と、第2フェルール230と組み合わせることによって各光ファイバF21〜F24から出射した光をコリメートする第2レンズL2を有する第2レンズ部250と、第1及び第2レンズ部240、250の間に配置されてバンドパスフィルタ82を保持するホルダ280と、これらを収納するケーシング260とを備える。ここで、第1フェルール220及び第1レンズ部240は、第1の多芯光コリメータを構成し、第2フェルール230及び第2レンズ部250は、第2の多芯光コリメータを構成する。外周が金属製の第1フェルール220と、金属製の第1レンズ部240とは、互いにYAG溶接によって固定され、金属製のケーシング260に対してYAG溶接によって固定されている。また、外周が金属製の第2フェルール230と、金属製の第2レンズ部250と、金属製のホルダ280も、互いにYAG溶接によって固定され、ケーシング260に対してYAG溶接によって固定されている。
【0045】
図8(a)は、第1フェルール220の端部の拡大斜視図であり、(b)は、第1フェルール220の端面図である。各ファイバ端面E11〜E14は、端面221上に仮想的に形成された円周R上に等間隔で配置されている。つまり、ファイバ端面E11とファイバ端面E14とは、円周Rの中心CPに関して点対称に配置されており、ファイバ端面E12とファイバ端面E13も、円周Rの中心CPに関して点対称に配置されている。ここで、円周Rは、第1ファイバユニット20と共通の中心軸CAを有している。
【0046】
なお、第2フェルール230の端面231も、第1フェルール220の端面221と同様の状態となっている。つまり、各ファイバ端面E21〜E24は、端面221上に中心軸CAを中心として仮想的に形成された円周上に等間隔で配置されている。
【0047】
図9は、光モジュール210動作を説明する模式図である。ファイバ端面E12とファイバ端面E21とは中心軸を挟んで反対位置に配置されており、バンドパスフィルタ82の透過波長帯である波長λ2のレーザ光IL11は、光ファイバF12から光ファイバF21に結合され、同様に波長λ2のレーザ光IL12は、光ファイバF14から光ファイバF23に結合される。一方、バンドパスフィルタ82の反射波長帯である波長λ1のレーザ光IL21は、光ファイバF24から光ファイバF21に結合され、同様に波長λ1のレーザ光IL22は、光ファイバF22から光ファイバF23に結合される。つまり、光ファイバF21に波長λ1、λ2のレーザ光IL11、IL21を合波して出射させることができ、光ファイバF23に波長λ1、λ2のレーザ光IL12、IL22を合波して出射させることができる。
【0048】
なお、第3実施形態の光モジュール210は、波長λ2のレーザ光に対しては、第1実施形態の光モジュール10と同等に機能し、光ファイバF11が光ファイバF22に結合され、光ファイバF13が光ファイバF24に結合される。
【0049】
図10(a)〜(d)は、第1フェルール220の変形例を示す。図10(a)に示す第1変形例のフェルール220Bの場合、図4(a)の場合と同様に、6つのファイバ端面Eを備える。各ファイバ端面Eは、フェルール端に中心軸CAを中心として仮想的に形成された円周R上に等間隔で配置されている。なお、図示を省略しているが、光モジュールとして組み立てられた際に対向配置される第2フェルールも同様の状態となっている。これにより、第1フェルール220Bのいずれかのファイバ端面Eと、中心軸CAを挟んで反対位置に配置される第2フェルール(不図示)側の対応ファイバ端面との間で、光信号の結合が可能になる。
【0050】
図10(b)に示す第2変形例のフェルール220Cの場合、図4(b)の場合と同様に、内側の円周R1上に対向して配置される一対のファイバ端面Eaと、外側の円周R2上に対向して配置される一対のファイバ端面Ebとを備え、4つのファイバ端面Ea、Ebは、一列に配置される。なお、図示を省略しているが、光モジュールとして組み立てられた際に対向配置される第2フェルールも同様の状態となっている。これにより、第1フェルール220Cのいずれかのファイバ端面Ea、Ebと、中心軸CAを挟んで反対位置に配置される第2フェルール(不図示)側の対応ファイバ端面との間で、光信号の結合が可能になる。
【0051】
図10(c)に示す第3変形例のフェルール220Dの場合、図4(c)の場合と同様に、内側の円周R1上に対向して配置される2対のファイバ端面Eaと、外側の円周R2上に対向して配置される2対のファイバ端面Ebとを備える。なお、図示を省略しているが、光モジュールとして組み立てられた際に対向配置される第2フェルールも同様の状態となっている。これにより、第1フェルール220Cのいずれかのファイバ端面Ea、Ebと、中心軸CAを挟んで反対位置に配置される第2フェルール(不図示)側の対応ファイバ端面との間で、光信号の結合が可能になる。
【0052】
図10(d)に示す第4変形例のフェルール220Eの場合、図4(d)の場合と同様に、内側の円周R1上に対向して配置される2対のファイバ端面Eaと、中間の円周R2上に対向して配置される4対のファイバ端面Ebと、外側の円周R3上に対向して配置される2対のファイバ端面Ecとを備える。ここで、内側の円周R1と中間の円周R2と外側の円周R3とは、中心軸CAを共通にしており、ファイバ端面Ea〜Ecの各対は、中心軸CAを挟んで対向して配置されている。なお、図示を省略しているが、光モジュールとして組み立てられた際に対向配置される第2フェルールも同様の状態となっている。これにより、第1フェルール220Dのいずれかのファイバ端面Ea、Eb、Ecと、中心軸CAを挟んで反対位置に配置される第2フェルール(不図示)側の対応ファイバ端面との間で、光信号の結合が可能になる。
【0053】
〔第4実施形態〕
以下、本発明の第4実施形態に係る光モジュールを説明する。第4実施形態の光モジュールは、第1実施形態に係る光モジュール(特に図4(b)に示すもの)を変形したものである。
【0054】
図11は、第4実施形態の光モジュールの要部を説明する斜視図である。この光モジュールの場合、第1ファイバユニット20の突合せ面321に段差溝状の凹部321aが形成されており、この凹部321aに、4つのファイバ端面Ea、Ebが露出している。この場合、第1対のファイバ端面Eaの位置(すなわち図4(b)の円周R1の位置)は、第2対のファイバ端面Ebの位置(すなわち図4(b)の円周R2の位置)よりも奥になっている。つまり、後者のファイバ端面Ebの方が第1コリメータユニット40の第1レンズL1に近接した位置に配置されている。このように、ファイバ端面Ea、Ebの配置を中心軸CAの方向に関して変更している理由は、第1レンズL1の球面収差、この場合光軸から離れるに従って結像位置がレンズ側に近くなる現象を補正したものである。
【0055】
なお、詳細な説明は省略するが、第2ファイバユニット30の突合せ面にも、第2レンズL2の球面収差を補正するための溝状の凹部331aが形成されている(後述する図12参照)。
【0056】
図12(a)、(b)は、第4実施形態の光モジュールの動作を説明する図である。図12(a)の場合のように、両コリメータユニット40、50の間にミラー81を挿入していない場合、外側の光ファイバF31からのレーザ光は、反転した外側の光ファイバF44に結合され、内側の光ファイバF32からのレーザ光は、反転した内側の光ファイバF43に結合される。この際、各光ファイバF31、F32からの各レーザ光は、第1レンズL1を経て正確にコリメートされ、中心軸CAを横切った後、第2レンズL2を経て各光ファイバF44、F43の端面に正確にフォーカスする。図12(b)の場合のように、両コリメータユニット40、50の間にミラー81を挿入した場合、外側の光ファイバF31からのレーザ光は、対向する外側の光ファイバF34に結合され、内側の光ファイバF32からのレーザ光は、対向する内側の光ファイバF33に結合される。この際、各光ファイバF31、F32からの各レーザ光は、第1レンズL1を経て正確にコリメートされ、中心軸CAを横切るようにミラー81で反射され、再び第1レンズL1を経て各光ファイバ 34 、F 33の端面に正確にフォーカスする。
【0057】
以上の第4実施形態の光モジュールによれば、一対の光ファイバF31、F32からの信号光を、一対の光ファイバF44、F43と、一対の光ファイバF34、F33とのいずれかに同時に切り換えることができる。しかも、各光ファイバF44、F43、F34、F33の端面に正確に集光することができるので、光モジュールによる挿入損失を低減することができる。
【0058】
図13(a)及び図13(b)は、図11に示す第4実施形態の光モジュールを製造するための端面加工装置を説明する平面図及び側面図である。この端面加工装置は、ファイバユニット20(30)を固定してファイバユニット20(30)とともに移動するスライドステージ90と、スライドステージ90に対向して配置されてファイバユニット20(30)の突合せ面321(331)を研磨する研磨ヘッド91とを備える。なお、スライドステージ90上のファイバユニット20(30)は、エンジニアリングプラスチックを金型で成形することによって製造され、平行に配置された4本の光ファイバF31〜F34(F41〜F44)を挟んで対称な位置には、一対のガイド孔23(33)が形成されている。また、ファイバユニット20(30)の突合せ面321(331)は、研磨によって光ファイバF31〜F34(F41〜F44)の光軸等に垂直で平滑な平坦面に加工されている。
【0059】
スライドステージ90は、ステージ駆動装置92によって駆動することにより、水平なAB方向に所定速度で移動させることができる。ここで、スライドステージ90の移動方向ABは、ファイバユニット20(30)に設けたガイド孔23(33)の延びる方向と一致させている。研磨ヘッド91は、ヘッド本体93に回転可能に支持された円形の研磨盤94と、研磨盤94の回転軸94aに連結されて研磨盤94を回転させる回転駆動装置95と、研磨ヘッド91をファイバユニット20(30)に対して案内する一対のガイドピン96とを備える。
【0060】
各ガイドピン96の外径は、各ガイド孔23(33)の内径と一致している。また、一対のガイドピン96の間隔Wは、一対のガイド孔23(33)の間隔と等しくなっている。さらに、ガイドピン96の軸間の中心線CLは、研磨盤94の厚み中心を通る。さらに、この中心線CLは、研磨盤94の回転軸94aと同一平面内にあってこれと直行する。これにより、スライドステージ90がAB方向に移動してファイバユニット20(30)が研磨ヘッド91に近接すると、両ガイドピン96がガイド孔23(33)に挿入されて、研磨ヘッド91がファイバユニット20(30)に対して精密にアライメントされる。さらにファイバユニット20(30)を研磨ヘッド91に近接させると、回転する研磨盤94に設けた研磨面94bによってファイバユニット20(30)の突合せ面321(331)が部分的に研削・研磨される。この際、ガイドピン96の軸間の中心線CLは、研磨盤94の厚み中心を通るので、突合せ面321(331)のうち、中央側の光ファイバF32、F33(F42、F43)が露出する部分のみが研削・研磨され、外側の光ファイバF31、F34(F41、F44)が露出する部分は研削されない。これにより、図11に示すような、段差溝状の凹部321aが形成され、この凹部321aに光ファイバF32、F33(F42、F43)の端面Eaが露出することになる。なお、ファイバユニット20(30)の加工に際しては、研磨盤94を何段階かに分けて交換する。研磨盤94の交換に際しては、研磨盤94の研磨面94bを形成するダイヤモンドペースト等の粒子を徐々に細かくして光ファイバF32、F33(F42、F43)の端面が鏡面状に仕上がるようにする。
【0061】
なお、以上の加工において、一対の光ファイバF32、F33の間隔は、250μm程度であり、研磨盤94の厚みは、500μm程度かそれ以下とした。また、研磨盤94の半径は、2cm程度かそれ以上とした。
【0062】
〔第5実施形態〕
以下、本発明の第5実施形態に係る光モジュールを説明する。第5実施形態の光モジュールは、第4実施形態に係る光モジュールを変形したものである。
【0063】
図14は、第5実施形態の光モジュールの要部を説明する斜視図である。この光モジュールの場合、第1ファイバユニット20の突合せ面421に断面V字形状の凹部421aが形成されており、この凹部421aには、4つのファイバ端面Ea、Ebが露出している。この場合も、中央側のファイバ端面Eaが、外側のファイバ端面Ebよりも奥に配置されている。このように、ファイバ端面Ea、Ebの配置を中心軸CAの方向に関して変更することにより、第1レンズL1の球面収差を補正することができる。さらに、各ファイバ端面Ea、Ebには、凹部421aの傾斜角αに対応する傾斜が形成されている。このような傾斜を設けることにより、ファイバ端面Ea、Ebで伝播光がフレネル反射されて光源側に戻ることを防止することができ、このような反射光によって光源の劣化や挿入損失の増大を誘起しないようにしている。ここで、光ファイバの屈折率が1.4〜1.5であること及びコアの屈折率が0.2〜0.3%大きく設定されていることを考慮すると、全反射臨界角は4〜5゜となるので、具体的な作製例では、ファイバ端Ea、Ebの傾斜角度αを8゜として、戻り光の伝搬を防止した。
【0064】
なお、詳細な説明は省略するが、第2ファイバユニット30の突合せ面にも、第2レンズL2の球面収差を補正するための断面V字形の凹部431aが形成されている(後述する図15参照)。この凹部431aも同様の傾斜を有し、ファイバ端面で伝播光が反射されて光源側に戻ることを防止できる。
【0065】
図15(a)、(b)は、第5実施形態の光モジュールの動作を説明する図である。図15(a)の場合のように、両コリメータユニット40、50の間にミラー81を挿入していない場合、一対の光ファイバF31、F32からのレーザ光は、中心軸CAを挟んで対称な光ファイバF44、F43に結合される。この際、各光ファイバF31、F32からの各レーザ光は、第1及び第2レンズL1、L2を経て各光ファイバF44、F43の端面に正確にフォーカスする。図15(b)の場合のように、両コリメータユニット40、50の間にミラー81を挿入した場合、一対の光ファイバF31、F32からのレーザ光は、中心軸CAを挟んで対称な光ファイバF34、F33に結合される。この際も、各光ファイバF31、F32からの各レーザ光は、第1レンズL1等を経て各光ファイバF34、F33の端面に正確にフォーカスする。
【0066】
以上の第5実施形態の光モジュールによれば、各光ファイバF44、F43、F34、F33の端面に正確に集光することができるので、光モジュールによる挿入損失を低減することができる。しかも、光モジュールによるからの戻り光を防止でき、光モジュールの特性を改善することができる。
【0067】
図16(a)は、図14に示す第5実施形態の光モジュールを製造するための端面加工装置を説明する平面図であり、図16(b)は、図16(a)の端面加工装置の研磨ヘッドの部分拡大図である。この端面加工装置は、図13(a)、(b)の端面加工装置を変形したものであり、回転軸194aのまわりに回転する研磨盤194の研磨面194bが2面で形成され、厚み中心TCの位置で最も突起して頂点TEを形成している。各研磨面194bの厚み中心TCに垂直な面に対する傾斜角度は、図14に示す凹部421aの傾斜角αに対応するものとなっており、具体的な作製例では約8°とした。
【0068】
図示の端面加工装置において、ファイバユニット20(30)が研磨ヘッド91に近接すると、両ガイドピン96及びガイド孔23(33)によって研磨ヘッド91がファイバユニット20(30)に対してアライメントされるとともに、研磨盤194によってファイバユニット20(30)の突合せ面321(331)が部分的に研削・研磨される。この際、断面V字状の研磨面194bによって、突合せ面321(331)に、図14に示すようなV溝状の凹部421aが形成される。なお、ファイバユニット20(30)の加工に際しては、研磨盤194を何段階かに分けて交換する。研磨盤194の交換に際しては、研磨盤194の研磨面194bを形成するダイヤモンドペーストの粒子を徐々に細かくして光ファイバF31〜F34( 41 〜F 44)の端面が鏡面状に仕上げられるようにする。
【0069】
〔第6実施形態〕
以下、本発明の第6実施形態に係る光モジュールを説明する。第6実施形態の光モジュールは、第1実施形態に係る光モジュールを変形したものである。
【0070】
図17は、第6実施形態の光モジュールの要部を説明する斜視図である。この光モジュールの場合、第1ファイバユニット20の突合せ面521に凹面形状乃至円錐形状の凹部521aが形成されている。図18(a)に示す例では、凹面形状の凹部521aが形成されており、図18(b)に示す例では、円錐形状の凹部521aが形成されている。この凹部521aに露出する4つのファイバ端面E11〜E14には、中心軸CAに向けて傾斜角αの傾斜が共通して形成されている。このような傾斜を設けることにより、各ファイバ端面E11〜E14で伝播光が反射されて光源側に戻ることを防止している。
【0071】
なお、詳細な説明は省略するが、第2ファイバユニット30の突合せ面にも、第2レンズL2の球面収差を補正するための凹面形状乃至円錐形状の凹部が形成されている。この凹部も同様の傾斜を有し、各ファイバ端面で伝播光が反射されて光源側に戻ることを防止できる。
【0072】
図19(a)、(b)は、第6実施形態の光モジュールの一動作例を説明する図である。一対の光ファイバF11、F13からのレーザ光は、中心軸CAを挟んで対称位置に配置される光ファイバF22、F24に結合される。この際、凹部521aに露出する各光ファイバF11、F13の端面からの各信号光は、それぞれ第1及び第2レンズL1、L2を経て凹部531aに露出する各光ファイバF22、F24の端面に正確にフォーカスする。
【0073】
なお、第1及び第2コリメータユニット40、50の間にミラーを挿入した場合、一対の光ファイバF11、F13からのレーザ光は、中心軸CAを挟んで対称位置に配置される光ファイバF14、F12にそれぞれ効率良く結合される。
【0074】
図20は、図17及び図18(a)に示す第6実施形態の光モジュールを製造するための端面加工装置を説明する平面図である。この端面加工装置は、図13(a)、(b)に示す端面加工装置の研磨ヘッド91の構造を変更した研磨ヘッド291を備える。この研磨ヘッド291は、ヘッド本体93に回転可能に支持された球形の研磨部材294と、研磨部材294の回転軸294aに連結されて研磨部材294を回転させる回転駆動装置95と、研磨ヘッド291をファイバユニット20に対して案内する一対のガイドピン96とを備える。
【0075】
ここで、研磨部材294の回転軸294aは、ファイバユニット20の突合せ面521に対して垂直に延びており、間隔Wだけ離間するガイドピン96の軸間の中心線CLと一致する。また、研磨部材294に設けた球形のチップ294cの中心は、中心線CL上に配置されている。ファイバユニット20を研磨ヘッド291に近接させると、回転する研磨部材294の球形のチップ294cによって、ファイバユニット20の突合せ面521が研削・研磨される。この際、ガイドピン96の軸間の中心線CLは、各光ファイバF11〜F14から等距離の中心線を通るので、突合せ面521の中央が加工されて図18(a)に示すような球面状の凹部521aが形成される。この凹部521aには、各光ファイバF11〜F14の端面E11〜E14が露出する。なお、ファイバユニット20の加工に際しては、研磨部材294を交換しつつ何段階かに分けて研削・研磨を行って凹部521を徐々に仕上げる。
【0076】
図21は、図20の装置の変形例、すなわち図17及び図18(b)に示す光モジュールを製造するための端面加工装置を説明する図である。この装置では、図18(b)に示す円錐状の凹部521aを形成するため、回転軸394aの先端に円錐状のチップ394cを備える研磨部材394を用いる。この場合、回転軸394aの軸心とチップ394cの円錐軸とを一致させる。このような研磨部材394は、図20のチップ294cに置き換えられる。
【0077】
図22は、図20及び図21に示す研磨部材294、394を変形したものである。図22(a)に示す研磨部材494場合、回転軸494aの先端に半球状のチップ494cを備える。このような研磨部材494も、回転によって球状の研磨面を形成するので、図20に示す研磨部材294の場合と同様に、図18(a)と同様の凹部521aを形成することができる。また、図22(b)に示す研磨部材594場合、回転軸594aの先端に円盤状のチップ594cを備える。このような研磨部材594も、回転によって球状の研磨面を形成するので、図20に示す研磨部材294の場合と同様に、図18(a)と同様の凹部521aを形成することができる。さらに、図22(c)に示す研磨部材694場合、回転軸694aの先端に三角板状のチップ694cを備える。このような研磨部材694は、回転によって円錐状の研磨面を形成するので、図21に示す研磨部材394の場合と同様に、図18(b)と同様の凹部521aを形成することができる。
【0078】
〔第7実施形態〕
以下、本発明の第7実施形態に係る光モジュールを説明する。第7実施形態の光モジュールは、第6実施形態に係る光モジュールを変形したものである。
【0079】
図23は、第7実施形態の光モジュールの要部を説明する斜視図である。この光モジュールの場合も、第1ファイバユニット20の突合せ面621に凹部621aが形成されており、この凹部621aに同一円周上に配置される6つのファイバ端面E61〜E66が露出する。図24(a)に示す例では、凹面形状の凹部621aに同一円周上に配置されるファイバ端面E61〜E66が露出する。また、図24(b)に示す例では、円錐形状の凹部621aに同一円周上に配置される6つのファイバ端面E61〜E66が露出する。なお、図24(a)、(b)では、片側のファイバ端面E64〜E66とこれに対応する光ファイバF64〜F66のみを図示している。
【0080】
図25は、第7実施形態の光モジュールの動作を説明する図である。図25の場合のように、第1コリメータユニット40の端面にミラー81を配置した場合、ファイバ端面E66からのレーザ光は、レンズL1及びミラー81を経て、反対位置にあるファイバ端面E63に入射する。同様に、ファイバ端面E65からのレーザ光はファイバ端面E62に入射し、ファイバ端面E64からのレーザ光はファイバ端面E61に入射する。この際も、各ファイバ端面E64〜E66からのレーザ光は対称位置のファイバ端面E61〜E63に正確にフォーカスする。
【0081】
〔第8実施形態〕
以下、本発明の第8実施形態に係る光モジュールを説明する。第8実施形態の光モジュールは、第7実施形態に係る光モジュールを変形したものである。
【0082】
図26は、第8実施形態の光モジュールの要部を説明する斜視図である。この光モジュールの場合も、第1ファイバユニット20の突合せ面721に凹面形状乃至円錐形状の凹部721aが形成されている。この凹部721aには、図4(d)の場合と同様に、3つの円周上に配置される計16のファイバ端面E7a〜E7pが露出する。図示のように、第1コリメータユニット40の端面にミラー81を配置した場合、ファイバ端面E7aからのレーザ光は、レンズL1及びミラー81を経て、反対位置にあるファイバ端面E7pに入射する。同様に、ファイバ端面E7bからのレーザ光はファイバ端面E7oに入射し、ファイバ端面E7cからのレーザ光はファイバ端面E7nに入射する。さらに、他のファイバ端面E7d〜E7hからのレーザ光は、残ったファイバ端面E7i〜E7mのうち反対位置にあるものにそれぞれ入射する。この際、各ファイバ端面E7a〜E7hからのレーザ光は、対称位置のファイバ端面E7i〜E7pに正確にフォーカスする。
【0083】
〔第9実施形態〕
以下、本発明の第9実施形態に係る光モジュールを説明する。第9実施形態の光モジュールは、第8実施形態に係る光モジュールを変形したものである。
【0084】
この光モジュールの場合、図27に示すように、ミラー881が上下方向に可動になっており、ミラー881を昇降させるアクチュエータ891と、アクチュエータ891の動作を制御するコントローラ892とを備える。ここで、アクチュエータ891は、ステッピングモータ、ピエゾ素子、MEMS等で構成することができ、ミラー881を所望のタイミングで必要量だけ昇降させることができる。
【0085】
図28は、ミラー881の構造を説明する図である。4つの反射面881a〜881dは、それぞれ微少な傾き差を有する。これにより、図27の一群のファイバ端面E7a、E7b、E7e、E7fからの信号光を反射させる角度を4通りに選択することができる。例えば、反射面881aを図27の中心軸CA上に配置する場合、4つのファイバ端面E7a、E7b、E7e、E7fからの信号光を、通常通りそれぞれ一群のファイバ端面E7p、E7o、E7l、E7kに入射させることができる。また、反射面881bを図27の中心軸CA上に配置する場合、4つのファイバ端面E7a、E7b、E7e、E7fからの信号光を、それぞれ一群のファイバ端面E7h、E7g、E7d、E7cに入射させることができる。さらに、反射面881cを図27の中心軸CA上に配置する場合、4つのファイバ端面E7a、E7b、E7e、E7fからの信号光を、それぞれ一群のファイバ端面E7n、E7m、E7j、E7iに入射させることができる。さらに、反射面881dを図27の中心軸CA上に配置する場合、4つのファイバ端面E7a、E7b、E7e、E7fからの信号光を、それぞれ元の一群のファイバ端面E7f、E7e、E7b、E7aに入れ替えて入射させることができる。
【0086】
つまり、コントローラ892からアクチュエータ891に適当な制御信号を送ることにより、ミラー881の位置を制御することができ、第1群のファイバ端面E7a、E7b、E7e、E7fからの信号光を、それ自身や、第2群のファイバ端面E7p、E7o、E7l、E7k、第3群のファイバ端面E7h、E7g、E7d、E7c、及び第4群のファイバ端面E7n、E7m、E7j、E7iに切り換えて入射させることができる。
【0087】
なお、この場合、内側のファイバ端面E7f、E7g、E7j、E7kの位置を決定する第1の円周と、中間のファイバ端面E7b、E7c、E7e、E7h、E7i、E7l、E7n、E7oの位置を決定する第2の円周と、外側のファイバ端面E7a、E7d、E7m、E7pの位置を決定する第3の円周とをそれぞれ適当な半径に定めることにより、各群を構成するファイバ端面の配置を完全に矩形で等しいものとできる。これにより、ミラー881の位置を切り換えても、一対の群を構成する対応するファイバ端面間で低損失の光結合を実現することができる。
【0088】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る多芯光コリメータによれば、ファイバユニットが当該複数のファイバの端面を前記所定方向に垂直な所定円周上に配置して固定するので、複数のファイバの端面を、特にファイバが多数の場合にも、所定円周の中心軸に関して等価に配置することができる。よって、各ファイバの配置の対称性を高めてコリメートされる光の特性を近づけることができるので、かかる多芯光コリメータを2つ組み合わせて光モジュールとして光分岐、合波等の多様な機能を持たせる場合に、低損失で精密な動作を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、第1実施形態の光モジュールを概念的に説明する上方からの断面構造図であり、(b)は、側方からの断面構造図である。
【図2】(a)は、第1ファイバユニットの突合せ面の状態を説明する斜視図であり、(b)は、第2ファイバユニットの突合せ面の状態を説明する斜視図である。
【図3】第1ファイバユニットの突合せ面を概念的に説明する拡大斜視図である。
【図4】(a)〜(d)は、第1実施形態における第1ファイバユニットの変形例を示す。
【図5】(a)は、第2実施形態の光モジュールを概念的に説明する上方からの断面構造図であり、(b)は、側方からの断面構造図である。
【図6】第2実施形態の光モジュールを概念的に説明する斜視図である。
【図7】第3実施形態の光モジュールを概念的に説明する部分縦断面図である。
【図8】(a)は、第1フェルールの端部の拡大斜視図であり、(b)は、第1フェルールの端面図である。
【図9】図7の光モジュールの動作を説明する模式図である。
【図10】(a)〜(d)は、第3実施形態における第1フェルールの変形例を示す。
【図11】第4実施形態の光モジュールの要部を説明する斜視図である。
【図12】(a)、(b)は、第4実施形態の光モジュールの動作を説明する図である。
【図13】(a)は、図12の光モジュールの一部を製造するための端面加工装置の平面構造を示す図であり、(b)は、(a)に示す端面加工装置の側面構造を示す図である。
【図14】第5実施形態の光モジュールの要部を説明する斜視図である。
【図15】(a)、(b)は、第5実施形態の光モジュールの動作を説明する図である。
【図16】(a)は、図15の光モジュールの一部を製造するための端面加工装置の平面構造を示す図であり、(b)は、(a)に示す装置の腰部を示す拡大図である。
【図17】第6実施形態の光モジュールの要部を説明する斜視図である。
【図18】(a)、(b)は、図15の第1ファイバユニットの突合せ面の形状例を概念的に説明する側方断面図である。
【図19】(a)、(b)は、第6実施形態の光モジュールの一動作例を説明する上方と側方からの断面構造図である。
【図20】図18の光モジュールの一部を製造するための端面加工装置の平面構造を示す図である。
【図21】図20に示す端面加工装置の変形例を示す斜視図である。
【図22】(a)〜(c)は、図20及び図21に示す端面加工装置の変形例を示す斜視図である。
【図23】第7実施形態の光モジュールの要部を説明する斜視図である。
【図24】(a)、(b)は、図23に示す第1ファイバユニットの突合せ面の形状例を概念的に説明する側方断面図である。
【図25】第7実施形態の光モジュールの動作を説明する図である。
【図26】第8実施形態の光モジュールの要部を説明する斜視図である。
【図27】第9実施形態の光モジュールを説明する図である。
【図28】図22に含まれるミラー881の構造を説明する図である。
【符号の説明】
10 光モジュール
20 第1ファイバユニット
30 第2ファイバユニット
23,33 ガイド孔
40 第1コリメータユニット
50 第2コリメータユニット
60 ガイドピン
70 クリップ
81 ミラー
82 バンドパスフィルタ
881 ミラー
891 アクチュエータ
892 コントローラ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-core optical collimator used in optical communication and optical measurement, and an optical module comprising the same, and in particular, various operations such as optical switching, optical branching, optical coupling, etc., between a plurality of fibers as necessary. The present invention relates to a multi-core optical collimator and the like for connecting with each other.
[0002]
[Prior art]
A method of detachably connecting a pair of multi-core fibers using an MT (mechanically transferable) connection method is known (Japanese Patent Laid-Open No. 8-114724, etc.).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the connection method described above, a pair of multi-fibers are simply connected, and functions such as optical branching and multiplexing cannot be provided for these connections.
[0004]
Therefore, the present invention provides an optical module that can have various functions such as optical branching and multiplexing when a pair of housings fixed with a pair of multi-fibers are detachably connected. Objective.
[0005]
Another object of the present invention is to provide a multi-core optical collimator that is a multi-core optical collimator made of a high-density multi-core fiber and that realizes an optical module having various functions as described above.
[0006]
It is another object of the present invention to provide an optical module that can reduce insertion loss due to connection when connecting a pair of multi-core optical collimators each having a multi-core fiber fixed thereto.
[0007]
It is another object of the present invention to provide a multi-core optical collimator that realizes an optical module capable of optically and precisely connecting a pair of multi-core fibers in a non-contact manner.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a multi-core optical collimator according to the present invention holds end portions of a plurality of fibers in parallel in a predetermined direction, and sets end surfaces of the plurality of fibers on a predetermined circumference perpendicular to the predetermined direction. And a collimator lens disposed to face the fiber unit.
[0009]
In the multi-core optical collimator, the fiber unit places and fixes the end faces of the plurality of fibers on a predetermined circumference perpendicular to the predetermined direction, so that the end faces of the plurality of fibers, particularly when there are many fibers, are used. The center axis of the predetermined circumference can be equivalently arranged. Therefore, it is possible to increase the symmetry of the arrangement of each fiber and bring the characteristics of the collimated light closer, so that two such multi-core optical collimators can be combined to have various functions such as optical branching and multiplexing as an optical module. In this case, precise operation can be achieved with low loss.
[0010]
In another specific aspect of the multi-core optical collimator, a central axis of the predetermined circumference coincides with an optical axis of the collimator lens. In this case, the end face of each fiber can be arranged symmetrically with respect to the optical axis of the collimator lens, and the characteristics of the light from each fiber collimated by the collimator lens can be matched. Thereby, the operation characteristic of a multi-core optical collimator and an optical module comprised from this can be improved.
[0011]
Further, in a specific aspect of the multi-core optical collimator, the fiber unit holds the end portions of a plurality of pairs of fibers in parallel with the predetermined direction, and the end faces of the plurality of pairs of fibers are arranged on the predetermined circumference. Place and fix to. In this case, it is possible to provide a high-density and high-function optical module capable of batch processing of multi-channel optical signals.
[0012]
In another specific aspect of the multi-core optical collimator, the end faces of each pair constituting the plurality of pairs of fibers are arranged symmetrically with respect to the center of the predetermined circumference. In this case, by preparing a pair of multi-core optical collimators having the same shape inverted like a mirror, an optical module having various functions such as optical branching and multiplexing can be provided.
[0013]
Further, in another specific aspect of the multi-core optical collimator, the fiber unit holds end portions of a plurality of pairs of fibers in parallel with the predetermined direction, and end faces of one pair of fibers are disposed on the plurality of fibers. The fiber is arranged and fixed on the first circumference which is the predetermined circumference, and the end faces of the other pair of fibers are arranged on the second circumference which is coaxial with the predetermined circumference and has a large radius. Fix it. In this case, the density of the fiber, that is, the number of channels can be easily increased.
[0014]
In another specific aspect of the multi-core optical collimator, the end faces provided on the one pair of fibers are arranged symmetrically with respect to the center of the predetermined circumference, and are provided on the other pair of fibers. The end faces are arranged symmetrically across the center of the predetermined circumference. Also in this case, by preparing a pair of multi-core optical collimators having the same shape inverted like a mirror, an optical module having various functions such as optical branching and multiplexing can be provided.
[0015]
  Further, in another specific aspect of the multi-core optical collimator, a central axis of the predetermined circumference which is the first circumference coincides with an optical axis of the collimator lens, andSecond circumferenceIs disposed closer to the collimator lens than the first circumference. In this case, the imaging characteristics of the collimator lens can be corrected, and the operating characteristics of the optical module can be improved.
[0016]
In another specific aspect of the multi-core optical collimator, the end face of each fiber is inclined at a predetermined inclination angle with respect to the central axis of the predetermined circumference. In this case, it is possible to prevent the return light from being generated at the end face of each fiber by adjusting the predetermined inclination angle. The predetermined inclination angle is preferably larger than half the total reflection critical angle of light propagating in the plurality of fibers.
[0017]
Further, in another specific aspect of the multi-core optical collimator, the end surface of each fiber has a concave shape, a conical surface shape, a V-shaped cross section formed symmetrically with respect to the central axis of the predetermined circumference, and It is formed on any surface of the step groove shape. In this case, it is possible not only to prevent the return light from being generated at the end face of each fiber, but also to correct the imaging characteristics of the collimator lens.
[0018]
The concave surface or conical surface as described above is usually formed on the butt surface of the fiber unit. By pressing and polishing a polishing member having a spherical or conical tip at an appropriate position on the abutting surface of the fiber unit, the end surfaces of the fibers as described above can be easily formed collectively. In addition, the V-shaped cross-section or stepped groove-shaped surface is formed by pressing a disk-shaped polishing disk against an appropriate position on the abutting surface of the fiber unit for cutting and polishing. In particular, when forming a V-shaped surface, a polishing disk having a vertex at the thickness center of the outer periphery of the disk and a pair of polishing surfaces having an equal inclination angle with respect to the rotation axis is used. In the processing as described above, it is desirable that the stage supporting the fiber unit is moved in parallel with a plurality of fibers fixed to the fiber unit. If the alignment guide hole is formed in the fiber unit, polishing is performed. By providing a guide pin that fits into the guide hole on the side of the polishing head that drives the member or the polishing board, the processing accuracy can be easily increased.
[0019]
The optical module according to the present invention includes a first multi-core optical collimator having the above-described structure, and a first multi-core optical collimator having a central axis of the predetermined circumference. Guide means for aligning and holding them so as to match. In this case, the focal lengths of the collimator lens of the first multi-core optical collimator and the collimator lens of the second multi-core optical collimator are made equal to each other, and both are separated by twice the focal length. Both the multi-core optical collimator and the second multi-core optical collimator can be efficiently connected while having the same shape.
[0020]
In a specific aspect of the optical module, a flat optical element is detachably inserted between the first multi-core optical collimator and the second multi-core optical collimator. In this case, the optical element can be a mirror, a neutral density filter, a band pass filter, or the like.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, an optical module according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1A is a sectional view conceptually illustrating the optical module of the first embodiment, and FIG. 1B is a sectional view from the side of the optical module shown in FIG. FIG.
[0023]
The optical module 10 includes a first fiber unit 20 that fixes two pairs of optical fibers F11 to F14 arranged in parallel to the AB direction, and two pairs of optical fibers F21 to F24 arranged and fixed in parallel to the AB direction. In combination with the second fiber unit 30, the first collimator unit 40 having the lens L 1 that converts the light emitted from each of the optical fibers F 11 to F 14 into a parallel light beam in combination with the first fiber unit 20. Accordingly, a second collimator unit 50 having a lens L2 for collimating the light emitted from each of the optical fibers F21 to F24, and a pair of guide pins that pass through these units 20, 30, 40, 50 and position them mutually. 60 and a clip 70 for clamping and fixing these units 20, 30, 40, 50. . Here, the first fiber unit 20 and the first collimator unit 40 constitute a first multi-core optical collimator, and the second fiber unit 30 and the second collimator unit 50 constitute a second multi-core optical collimator. . Each unit 20, 30, 40, 50 is formed by molding various engineering plastics such as thermoplastic or thermoplastic resin mixed with filler using a mold.
[0024]
2A is a perspective view illustrating the state of the butting surface 21 of the first fiber unit 20, and FIG. 2B is a perspective view illustrating the state of the butting surface 31 of the second fiber unit 30. is there. Four fiber end faces E11 to E14 corresponding to the optical fibers F11 to F14 are exposed at the butting surface 21 of the first fiber unit 20. In addition, a pair of guide holes 23 through which the pair of guide pins 60 are passed is formed in the abutting surface 21 of the first fiber unit 20. Each guide hole 23 has a circular cross section, and the diameter thereof is equal to the diameter of the circular cross section of the guide pin 60. On the other hand, the four fiber end faces E21 to E24 corresponding to the optical fibers F21 to F24 are also exposed on the butting surface 31 of the second fiber unit 30. In addition, a pair of guide holes 33 for allowing the pair of guide pins 60 to pass therethrough is formed in the butting surface 31 of the second fiber unit 30. Each guide hole 33 has a circular cross section, and the diameter thereof is equal to the diameter of the circular cross section of the guide pin 60.
[0025]
FIG. 3 is an enlarged perspective view of the butting surface 21 of the first fiber unit 20. The fiber end faces E11 to E14 are arranged at equal intervals on a circumference R virtually formed on the abutting face 21. That is, the fiber end face E11 and the fiber end face E14 are arranged point-symmetrically with respect to the center CP of the circumference R, and the fiber end face E12 and the fiber end face E13 are also arranged point-symmetrically with respect to the center CP of the circumference R. . Here, the circumference R has a central axis CA common to the first fiber unit 20. That is, the central axis CA extends perpendicularly to the butting surface 21 and penetrates the center CP of the circumference R.
[0026]
The abutting surface 31 of the second fiber unit 30 is also in the same state as the abutting surface 21 of the first fiber unit 20. That is, the fiber end faces E21 to E24 are arranged at equal intervals on a circumference virtually formed on the butting face 31 with the central axis CA as the center.
[0027]
Returning to FIG. 1, the first collimator unit 40 has a lens hole 41 for accommodating and fixing the lens L1. The lens L1 is fixed to the center of the lens hole 41 with an adhesive or the like. In other words, the lens L1 is fixed at a position away from both opposing end faces of the first collimator unit 40 by the focal length f.
[0028]
The second collimator unit 50 has the same shape as the first collimator unit 40. That is, in the center of the lens hole 51, the lens L2 is accommodated and fixed.
[0029]
Each guide pin 60 is sequentially formed in a guide hole 23 provided in the first fiber unit 20, a guide hole provided in the first and second collimator units 40 and 50, and a guide hole 33 provided in the second fiber unit 30. Threaded and engages with these guide holes. As a result, the central axes CA of the units 20, 30, 40, and 50 are connected in alignment with each other. The guide pin 60 and the guide holes 23 and 33 constitute guide means.
[0030]
Although the detailed description of each clip 70 is omitted, a plate member that abuts on the upper surface or the lower surface of each connected unit 20, 30, 40, 50, and both side surfaces of the first and second fiber units 20, 30 are provided. It consists of an engaging leaf spring. All the units 20, 30, 40 in an aligned state are held by holding the units 20, 30, 40, 50 in the above-described clip 70 through a pair of guide pins 60 through the units 20, 30, 40, 50 arranged side by side. , 50 are fixed together.
[0031]
Hereinafter, an example of the operation of the optical module 10 illustrated in FIGS. 1A and 1B will be described. The laser light emitted while diverging from the fiber end face E11 of the optical fiber F11 provided in the first fiber unit 20 is converted into a parallel light flux by the first lens L1, and the boundary between the first and second collimator units 40, 50 is obtained. Passes near the central axis CA. The laser light that has traveled straight and entered the second lens L 2 is collected by the second lens L 2 and enters the fiber end face E 22 of the optical fiber F 22 provided in the second fiber unit 30. Here, the fiber end surface E11 and the fiber end surface E22 are in opposite positions with the central axis CA interposed therebetween when both the fiber units 20 and 30 are fixed facing each other. In other words, the laser beam is optically coupled in a non-contact manner from the optical fiber F11 at the opposite position across the central axis CA to the optical fiber F22. Similarly, the fiber end surface E12 and the fiber end surface E21 are disposed at opposite positions with the central axis CA interposed therebetween, and laser light is not contacted from the optical fiber F12 at the opposite position with the central axis CA in between to the optical fiber F21. Optically coupled. Further, the fiber end surface E13 and the fiber end surface E24 are disposed at opposite positions with the central axis CA interposed therebetween, and laser light is optically contacted from the optical fiber F13 at the opposite position with the central axis CA interposed therebetween to the optical fiber F24. Combined. Further, the fiber end face E14 and the fiber end face E23 are disposed at opposite positions with the central axis CA interposed therebetween, and the laser light is optically contacted from the optical fiber F14 at the opposite position with the central axis CA interposed therebetween to the optical fiber F23. Combined.
[0032]
Each unit 20, 30, 40, 50 is separable as described above. For example, the first fiber unit 20 is connected to another fiber unit having the same shape as the second fiber unit 30, and the signal light Switching can be performed.
[0033]
4A to 4D show modified examples of the first fiber unit 20. In the case of the fiber unit 20 </ b> B of the first modification shown in FIG. 4A, six fiber end surfaces E are provided on the butt surface 21. The fiber end surfaces E are arranged at equal intervals on a circumference R virtually formed on the butting surface 21 around the central axis CA. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the butting surface of the 2nd fiber unit arrange | positioned facing when assembled as an optical module is also in the same state as the butting surface 21 of the first fiber unit 20B. Thereby, between one of the fiber end faces E of the first fiber unit 20B and the corresponding fiber end face on the second fiber unit (not shown) side disposed at the opposite position across the central axis CA, the optical signal is transmitted. Can be combined.
[0034]
In the case of the fiber unit 20C of the second modification shown in FIG. 4 (b), a pair of fiber end faces Ea disposed on the inner circumference R1 on the butting surface 21 and an outer circumference R2 are disposed. And a pair of fiber end faces Eb arranged to face each other. The inner circumference R1 and the outer circumference R2 share the central axis CA, and the four fiber end faces Ea and Eb are arranged in a line. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the abutting surface of the 2nd fiber unit arrange | positioned facing when assembled as an optical module is also in the same state as the abutting surface 21 of the first fiber unit 20C. As a result, light is transmitted between any one of the fiber end faces Ea and Eb of the first fiber unit 20C and the corresponding fiber end face on the second fiber unit (not shown) side disposed at the opposite position across the central axis CA. Signal coupling becomes possible.
[0035]
In the case of the fiber unit 20D of the third modification shown in FIG. 4 (c), two pairs of fiber end faces Ea disposed on the inner circumference R1 on the butting surface 21 and the outer circumference R2 are arranged. And two pairs of fiber end faces Eb arranged opposite to each other. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the butting surface of the 2nd fiber unit arrange | positioned facing when assembled as an optical module is also in the same state as the butting surface 21 of the first fiber unit 20D. As a result, between the fiber end faces Ea, Eb of any of the first fiber units 20D and the corresponding fiber end faces on the second fiber unit (not shown) side arranged at opposite positions with the central axis CA interposed therebetween, Signal coupling becomes possible.
[0036]
In the case of the fiber unit 20E of the fourth modified example shown in FIG. 4D, two pairs of fiber end faces Ea disposed on the inner circumference R1 on the butting surface 21 and an intermediate circumference R2 are provided. Are provided with four pairs of fiber end surfaces Eb, and two pairs of fiber end surfaces Ec disposed on the outer circumference R3. Here, the inner circumference R1, the middle circumference R2, and the outer circumference R3 share the central axis CA, and each pair of the fiber end faces Ea to Ec are opposed to each other across the central axis CA. Are arranged. As a result, between any one of the fiber end faces Ea, Eb, Ec of the first fiber unit 20D and the corresponding fiber end face on the second fiber unit (not shown) side disposed at the opposite position across the central axis CA. The optical signal can be combined.
[0037]
[Second Embodiment]
Hereinafter, an optical module according to a second embodiment of the present invention will be described. The optical module according to the second embodiment is a modification of the optical module according to the first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0038]
As shown in FIG. 5, the optical module 110 of the present embodiment includes a mirror 81 that is a detachable flat optical element between the first and second collimator units 40 and 50. In addition, a space for sandwiching the mirror 81 may be provided between the first and second collimator units 40 and 50 in advance. In addition, the width of the second collimator unit 50 in the first embodiment can be reduced by the thickness of the mirror 81.
[0039]
The operation of the optical module 110 in FIG. 5 will be described with reference to FIG. First, the laser light IL1 emitted while diverging from the fiber end face E11 of the optical fiber F11 provided in the first fiber unit 20 is converted into a parallel light beam by the first lens L1, and the first and second collimator units 40, 50 are used. It is reflected by the mirror 81 arranged at the boundary. The laser beam OL 1 reflected by the mirror 81 returns to the first lens L 1 and is condensed again, and enters the fiber end face E 14 of the optical fiber F 14 provided in the first fiber unit 20. Here, the fiber end surface E11 and the fiber end surface E14 are in opposite positions with the central axis CA interposed therebetween. That is, the laser beam IL1 from the optical fiber F11 at the opposite position across the central axis CA is optically coupled to the optical fiber F14 in a non-contact manner and emitted as the laser beam OL1. Similarly, the fiber end surface E13 and the fiber end surface E21 are disposed at opposite positions with the central axis CA interposed therebetween, and the laser light IL2 from the optical fiber F13 at the opposite position with the central axis CA interposed therebetween is applied to the optical fiber F12. Optically coupled in a non-contact manner and emitted as laser light OL2.
[0040]
When the mirror 81 is removed from between the collimator units 40 and 50, the structure is the same as that shown in FIG. 1, and therefore, the optical fiber F11 to F14 and the optical fibers F21 to F24 are not affected by the first embodiment. Similar optical coupling is achieved. In this case, if a spacer or the like is arranged instead of the mirror 81, the interval between the units 40 and 50 can be maintained.
[0041]
Further, as shown in FIG. 5, when the mirror 81 is disposed so as to contact the first collimator unit 40, the second collimator unit 50 and the second fiber unit 30 become unnecessary, and the mirror 81 is replaced with the first mirror 81. A member that is fixed to one collimator unit 40 may be provided.
[0042]
Further, the mirror 81 can be replaced with a band-pass filter. When such a bandpass filter reflects the band of wavelength λ1 and transmits the band of wavelength λ2, the incident light of wavelength λ2 is incident on the incident light of wavelength λ1, although it operates as shown in FIG. In contrast, the operation is performed as described in FIGS. 1A and 1B and FIG.
[0043]
[Third Embodiment]
Hereinafter, an optical module according to a third embodiment of the present invention will be described. The optical module according to the third embodiment is a modification of the optical module according to the first embodiment.
[0044]
FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view conceptually illustrating the optical module according to the third embodiment. This optical module 210 has a first ferrule 220, which is a fiber unit for fixing two pairs of optical fibers F11 to F14 parallel to the optical axis, and two pairs of optical fibers F21 to F24 parallel to the optical axis. In combination with the second ferrule 230, which is another fiber unit to be fixed, and the first ferrule 220, the first lens portion 240 having the first lens L1 that converts the light emitted from each of the optical fibers F11 to F14 into a parallel light beam. And a second lens part 250 having a second lens L2 for collimating the light emitted from each of the optical fibers F21 to F24 in combination with the second ferrule 230, and disposed between the first and second lens parts 240, 250. And a holder 280 for holding the band-pass filter 82 and a casing 260 for storing them. Here, the first ferrule 220 and the first lens unit 240 constitute a first multi-core optical collimator, and the second ferrule 230 and the second lens unit 250 constitute a second multi-core optical collimator. The first ferrule 220 made of a metal and the first lens part 240 made of metal are fixed to each other by YAG welding, and fixed to the metal casing 260 by YAG welding. The second ferrule 230 made of metal, the second lens portion 250 made of metal, and the holder 280 made of metal are also fixed to each other by YAG welding and fixed to the casing 260 by YAG welding.
[0045]
FIG. 8A is an enlarged perspective view of the end portion of the first ferrule 220, and FIG. 8B is an end view of the first ferrule 220. The fiber end faces E11 to E14 are arranged at equal intervals on a circumference R virtually formed on the end face 221. That is, the fiber end face E11 and the fiber end face E14 are arranged point-symmetrically with respect to the center CP of the circumference R, and the fiber end face E12 and the fiber end face E13 are also arranged point-symmetrically with respect to the center CP of the circumference R. . Here, the circumference R has a central axis CA common to the first fiber unit 20.
[0046]
The end face 231 of the second ferrule 230 is also in the same state as the end face 221 of the first ferrule 220. That is, the fiber end faces E21 to E24 are arranged at equal intervals on a circumference virtually formed on the end face 221 around the central axis CA.
[0047]
  FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the operation of the optical module 210. The fiber end face E12 and the fiber end face E21 are arranged at opposite positions across the central axis, and the laser light having the wavelength λ2 that is the transmission wavelength band of the bandpass filter 82IL11 is coupled from the optical fiber F12 to the optical fiber F21, and similarly, laser light having a wavelength λ2.IL12 is coupled from the optical fiber F14 to the optical fiber F23. On the other hand, a laser beam having a wavelength λ1 that is a reflection wavelength band of the bandpass filter 82IL21 is coupled from the optical fiber F24 to the optical fiber F21, and similarly, laser light having a wavelength λ1.IL22 is coupled from optical fiber F22 to optical fiber F23. That is, the laser beams IL11 and IL21 having the wavelengths λ1 and λ2 can be combined and emitted to the optical fiber F21, and the laser beams IL12 and IL22 having the wavelengths λ1 and λ2 can be combined and emitted to the optical fiber F23. it can.
[0048]
Note that the optical module 210 of the third embodiment functions in the same manner as the optical module 10 of the first embodiment for laser light of wavelength λ2, and the optical fiber F11 is coupled to the optical fiber F22, and the optical fiber F13. Are coupled to the optical fiber F24.
[0049]
FIGS. 10A to 10D show modified examples of the first ferrule 220. FIG. In the case of the ferrule 220B of the first modified example shown in FIG. 10A, as in the case of FIG. 4A, six fiber end faces E are provided. The fiber end faces E are arranged at equal intervals on a circumference R virtually formed around the central axis CA at the ferrule end. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the 2nd ferrule arrange | positioned facing when assembled as an optical module is also in the same state. As a result, the optical signal is coupled between one of the fiber end faces E of the first ferrule 220B and the corresponding fiber end face on the second ferrule (not shown) side disposed at the opposite position across the central axis CA. It becomes possible.
[0050]
In the case of the ferrule 220C of the second modification shown in FIG. 10 (b), as in the case of FIG. 4 (b), a pair of fiber end faces Ea disposed opposite to the inner circumference R1, and the outer A pair of fiber end faces Eb arranged opposite to each other on the circumference R2, and the four fiber end faces Ea, Eb are arranged in a line. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the 2nd ferrule arrange | positioned facing when assembled as an optical module is also in the same state. As a result, between the fiber end faces Ea, Eb of any of the first ferrules 220C and the corresponding fiber end faces on the second ferrule (not shown) side disposed at opposite positions with the central axis CA in between Bonding is possible.
[0051]
In the case of the ferrule 220D of the third modified example shown in FIG. 10 (c), as in the case of FIG. 4 (c), two pairs of fiber end faces Ea disposed opposite to the inner circumference R1 and the outer side And two pairs of fiber end faces Eb disposed opposite to each other on the circumference R2. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the 2nd ferrule arrange | positioned facing when assembled as an optical module is also in the same state. As a result, between the fiber end faces Ea, Eb of any of the first ferrules 220C and the corresponding fiber end faces on the second ferrule (not shown) side disposed at opposite positions with the central axis CA in between Bonding is possible.
[0052]
In the case of the ferrule 220E of the fourth modified example shown in FIG. 10 (d), as in the case of FIG. 4 (d), two pairs of fiber end faces Ea arranged opposite to each other on the inner circumference R1, and the middle 4 pairs of fiber end faces Eb arranged opposite to each other on the circumference R2, and two pairs of fiber end faces Ec arranged opposite to the outer circumference R3. Here, the inner circumference R1, the middle circumference R2, and the outer circumference R3 share the central axis CA, and each pair of the fiber end faces Ea to Ec are opposed to each other across the central axis CA. Are arranged. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the 2nd ferrule arrange | positioned facing when assembled as an optical module is also in the same state. As a result, light is transmitted between any one of the fiber end faces Ea, Eb, Ec of the first ferrule 220D and the corresponding fiber end face on the second ferrule (not shown) side disposed at the opposite position across the central axis CA. Signal coupling becomes possible.
[0053]
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, an optical module according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The optical module according to the fourth embodiment is a modification of the optical module according to the first embodiment (particularly the one shown in FIG. 4B).
[0054]
FIG. 11 is a perspective view illustrating a main part of the optical module according to the fourth embodiment. In the case of this optical module, a step groove-like recess 321a is formed on the butting surface 321 of the first fiber unit 20, and the four fiber end faces Ea and Eb are exposed in the recess 321a. In this case, the position of the first pair of fiber end faces Ea (that is, the position of the circumference R1 in FIG. 4B) is the position of the second pair of fiber end faces Eb (ie, the position of the circumference R2 of FIG. 4B). ) That is, the latter fiber end surface Eb is disposed at a position closer to the first lens L1 of the first collimator unit 40. As described above, the reason why the arrangement of the fiber end faces Ea and Eb is changed with respect to the direction of the central axis CA is that the spherical aberration of the first lens L1, in this case, the phenomenon that the imaging position becomes closer to the lens side as the distance from the optical axis increases. Is corrected.
[0055]
Although not described in detail, a groove-like recess 331a for correcting the spherical aberration of the second lens L2 is also formed on the abutting surface of the second fiber unit 30 (see FIG. 12 described later). .
[0056]
  FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining the operation of the optical module of the fourth embodiment. When the mirror 81 is not inserted between the collimator units 40 and 50 as in FIG. 12A, the laser light from the outer optical fiber F31 is coupled to the inverted outer optical fiber F44. The laser light from the inner optical fiber F32 is coupled to the inverted inner optical fiber F43. At this time, each laser beam from each of the optical fibers F31 and F32 is accurately collimated through the first lens L1, crosses the central axis CA, and then passes through the second lens L2 to the end face of each of the optical fibers F44 and F43. Focus accurately. When the mirror 81 is inserted between the collimator units 40 and 50 as in the case of FIG. 12B, the laser light from the outer optical fiber F31 is coupled to the outer optical fiber F34 facing to the inner side. The laser light from the optical fiber F32 is coupled to the opposed inner optical fiber F33. At this time, each laser beam from each of the optical fibers F31 and F32 is accurately collimated through the first lens L1, reflected by the mirror 81 so as to cross the central axis CA, and again through the first lens L1.F 34 , F 33Focus exactly on the end face.
[0057]
According to the optical module of the fourth embodiment described above, the signal light from the pair of optical fibers F31 and F32 is simultaneously switched to one of the pair of optical fibers F44 and F43 and the pair of optical fibers F34 and F33. Can do. Moreover, since the light can be accurately condensed on the end faces of the optical fibers F44, F43, F34, and F33, insertion loss due to the optical module can be reduced.
[0058]
FIG. 13A and FIG. 13B are a plan view and a side view for explaining an end face processing apparatus for manufacturing the optical module of the fourth embodiment shown in FIG. This end surface processing apparatus includes a slide stage 90 that moves together with the fiber unit 20 (30) while fixing the fiber unit 20 (30), and a butting surface 321 of the fiber unit 20 (30) that is disposed facing the slide stage 90. And a polishing head 91 for polishing (331). The fiber unit 20 (30) on the slide stage 90 is manufactured by molding an engineering plastic with a mold, and is symmetrical with respect to four optical fibers F31 to F34 (F41 to F44) arranged in parallel. A pair of guide holes 23 (33) is formed at this position. Further, the abutting surface 321 (331) of the fiber unit 20 (30) is processed into a smooth flat surface perpendicular to the optical axis of the optical fibers F31 to F34 (F41 to F44) by polishing.
[0059]
The slide stage 90 can be moved in the horizontal AB direction at a predetermined speed by being driven by the stage driving device 92. Here, the moving direction AB of the slide stage 90 coincides with the extending direction of the guide hole 23 (33) provided in the fiber unit 20 (30). The polishing head 91 includes a circular polishing disk 94 rotatably supported by the head main body 93, a rotation driving device 95 that is connected to a rotation shaft 94a of the polishing disk 94 and rotates the polishing disk 94, and the polishing head 91 is a fiber. And a pair of guide pins 96 for guiding the unit 20 (30).
[0060]
The outer diameter of each guide pin 96 coincides with the inner diameter of each guide hole 23 (33). The interval W between the pair of guide pins 96 is equal to the interval between the pair of guide holes 23 (33). Further, the center line CL between the axes of the guide pins 96 passes through the thickness center of the polishing board 94. Further, the center line CL is in the same plane as the rotating shaft 94a of the polishing board 94 and is perpendicular to the same. Accordingly, when the slide stage 90 moves in the AB direction and the fiber unit 20 (30) approaches the polishing head 91, both guide pins 96 are inserted into the guide holes 23 (33), and the polishing head 91 is moved to the fiber unit 20. (30) is precisely aligned. When the fiber unit 20 (30) is further brought close to the polishing head 91, the abutting surface 321 (331) of the fiber unit 20 (30) is partially ground and polished by the polishing surface 94b provided on the rotating polishing board 94. . At this time, since the center line CL between the axes of the guide pins 96 passes through the thickness center of the polishing board 94, the optical fibers F32 and F33 (F42 and F43) on the center side of the abutting surface 321 (331) are exposed. Only the portion is ground and polished, and the portions where the outer optical fibers F31 and F34 (F41 and F44) are exposed are not ground. As a result, a step-shaped recess 321a as shown in FIG. 11 is formed, and the end faces Ea of the optical fibers F32 and F33 (F42 and F43) are exposed in the recess 321a. When processing the fiber unit 20 (30), the polishing board 94 is replaced in several stages. When the polishing disk 94 is replaced, particles such as diamond paste forming the polishing surface 94b of the polishing disk 94 are gradually made fine so that the end faces of the optical fibers F32 and F33 (F42 and F43) are finished in a mirror shape.
[0061]
In the above processing, the distance between the pair of optical fibers F32 and F33 is about 250 μm, and the thickness of the polishing board 94 is about 500 μm or less. The radius of the polishing board 94 is about 2 cm or more.
[0062]
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, an optical module according to a fifth embodiment of the present invention will be described. The optical module according to the fifth embodiment is a modification of the optical module according to the fourth embodiment.
[0063]
FIG. 14 is a perspective view illustrating a main part of the optical module according to the fifth embodiment. In this optical module, a concave portion 421a having a V-shaped cross section is formed on the abutting surface 421 of the first fiber unit 20, and the four fiber end faces Ea and Eb are exposed in the concave portion 421a. Also in this case, the fiber end surface Ea on the center side is disposed behind the fiber end surface Eb on the outer side. In this way, the spherical aberration of the first lens L1 can be corrected by changing the arrangement of the fiber end faces Ea and Eb with respect to the direction of the central axis CA. Furthermore, each fiber end surface Ea, Eb is formed with an inclination corresponding to the inclination angle α of the recess 421a. By providing such an inclination, it is possible to prevent propagating light from being Fresnel-reflected at the fiber end faces Ea and Eb and return to the light source side. Such reflected light induces deterioration of the light source and an increase in insertion loss. I try not to. Here, considering that the refractive index of the optical fiber is 1.4 to 1.5 and the refractive index of the core is set to be 0.2 to 0.3% larger, the total reflection critical angle is 4 to Therefore, in the specific manufacturing example, the inclination angle α of the fiber ends Ea and Eb is set to 8 ° to prevent the propagation of the return light.
[0064]
Although not described in detail, a concave portion 431a having a V-shaped cross section for correcting the spherical aberration of the second lens L2 is also formed on the abutting surface of the second fiber unit 30 (see FIG. 15 described later). ). This recess 431a has the same inclination, and can prevent propagation light from being reflected by the fiber end face and returning to the light source side.
[0065]
FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating the operation of the optical module of the fifth embodiment. When the mirror 81 is not inserted between the collimator units 40 and 50 as in the case of FIG. 15A, the laser beams from the pair of optical fibers F31 and F32 are symmetrical with respect to the central axis CA. Coupled to optical fibers F44 and F43. At this time, the laser beams from the optical fibers F31 and F32 are accurately focused on the end faces of the optical fibers F44 and F43 through the first and second lenses L1 and L2. When the mirror 81 is inserted between the collimator units 40 and 50 as in FIG. 15B, the laser beams from the pair of optical fibers F31 and F32 are symmetrical optical fibers with the central axis CA interposed therebetween. Combined with F34 and F33. Also at this time, the laser beams from the optical fibers F31 and F32 are accurately focused on the end faces of the optical fibers F34 and F33 via the first lens L1 and the like.
[0066]
According to the optical module of the fifth embodiment described above, since the light can be accurately condensed on the end faces of the optical fibers F44, F43, F34, and F33, insertion loss due to the optical module can be reduced. In addition, return light from the optical module can be prevented, and the characteristics of the optical module can be improved.
[0067]
FIG. 16A is a plan view for explaining an end face processing apparatus for manufacturing the optical module of the fifth embodiment shown in FIG. 14, and FIG. 16B is an end face processing apparatus of FIG. It is the elements on larger scale of this polishing head. This end face processing apparatus is a modification of the end face processing apparatus shown in FIGS. 13A and 13B, and the polishing surface 194b of the polishing board 194 that rotates around the rotation shaft 194a is formed of two surfaces, and the center of thickness is obtained. The vertex TE is formed so as to protrude most at the position of TC. The inclination angle of each polishing surface 194b with respect to the plane perpendicular to the thickness center TC corresponds to the inclination angle α of the recess 421a shown in FIG. 14, and is about 8 ° in a specific manufacturing example.
[0068]
  In the illustrated end face processing apparatus, when the fiber unit 20 (30) is close to the polishing head 91, the polishing head 91 is aligned with the fiber unit 20 (30) by the guide pins 96 and the guide holes 23 (33). The abutting surface 321 (331) of the fiber unit 20 (30) is partially ground and polished by the polishing board 194. At this time, a V-shaped recess 421a as shown in FIG. 14 is formed on the abutting surface 321 (331) by the polishing surface 194b having a V-shaped cross section. When processing the fiber unit 20 (30), the polishing board 194 is replaced in several stages. When exchanging the polishing disk 194, the diamond paste particles forming the polishing surface 194b of the polishing disk 194 are gradually made finer so that the optical fibers F31 to F34 (F 41 ~ F 44) So that the end face of) is mirror finished.
[0069]
[Sixth Embodiment]
Hereinafter, an optical module according to a sixth embodiment of the present invention will be described. The optical module according to the sixth embodiment is a modification of the optical module according to the first embodiment.
[0070]
FIG. 17 is a perspective view for explaining a main part of the optical module according to the sixth embodiment. In the case of this optical module, a concave or conical recess 521 a is formed on the abutting surface 521 of the first fiber unit 20. In the example shown in FIG. 18A, a concave concave portion 521a is formed, and in the example shown in FIG. 18B, a conical concave portion 521a is formed. The four fiber end faces E11 to E14 exposed in the recess 521a are commonly formed with an inclination of an inclination angle α toward the central axis CA. By providing such an inclination, the propagation light is prevented from being reflected by the fiber end faces E11 to E14 and returning to the light source side.
[0071]
Although not described in detail, a concave surface or a conical concave portion for correcting the spherical aberration of the second lens L2 is also formed on the abutting surface of the second fiber unit 30. This recess also has the same inclination, and can prevent propagation light from being reflected at the end face of each fiber and returning to the light source side.
[0072]
FIGS. 19A and 19B are diagrams illustrating an operation example of the optical module according to the sixth embodiment. Laser light from the pair of optical fibers F11 and F13 is coupled to optical fibers F22 and F24 disposed at symmetrical positions with the central axis CA interposed therebetween. At this time, the signal lights from the end faces of the optical fibers F11 and F13 exposed in the recess 521a are accurately transmitted to the end faces of the optical fibers F22 and F24 exposed in the recess 531a via the first and second lenses L1 and L2, respectively. Focus on.
[0073]
When a mirror is inserted between the first and second collimator units 40 and 50, the laser beams from the pair of optical fibers F11 and F13 are arranged at symmetrical positions with the central axis CA interposed therebetween. Each is coupled to F12 efficiently.
[0074]
FIG. 20 is a plan view for explaining an end surface processing apparatus for manufacturing the optical module of the sixth embodiment shown in FIGS. 17 and 18A. This end face processing apparatus includes a polishing head 291 in which the structure of the polishing head 91 of the end face processing apparatus shown in FIGS. 13A and 13B is changed. The polishing head 291 includes a spherical polishing member 294 that is rotatably supported by the head main body 93, a rotation driving device 95 that is connected to a rotation shaft 294a of the polishing member 294, and rotates the polishing member 294, and a polishing head 291. A pair of guide pins 96 for guiding the fiber unit 20 are provided.
[0075]
Here, the rotating shaft 294 a of the polishing member 294 extends perpendicularly to the abutting surface 521 of the fiber unit 20 and coincides with the center line CL between the axes of the guide pins 96 that are separated by the interval W. The center of the spherical tip 294c provided on the polishing member 294 is disposed on the center line CL. When the fiber unit 20 is brought close to the polishing head 291, the butt surface 521 of the fiber unit 20 is ground and polished by the spherical tip 294c of the rotating polishing member 294. At this time, since the center line CL between the axes of the guide pins 96 passes through the center line of equal distance from each of the optical fibers F11 to F14, the center of the abutting surface 521 is processed and a spherical surface as shown in FIG. A concave portion 521a is formed. The end faces E11 to E14 of the optical fibers F11 to F14 are exposed in the recess 521a. When the fiber unit 20 is processed, the recess 521 is gradually finished by performing grinding and polishing in several stages while exchanging the polishing member 294.
[0076]
FIG. 21 is a view for explaining a modification of the apparatus of FIG. 20, that is, an end face processing apparatus for manufacturing the optical module shown in FIGS. 17 and 18B. In this apparatus, in order to form the conical recess 521a shown in FIG. 18B, a polishing member 394 having a conical tip 394c at the tip of the rotating shaft 394a is used. In this case, the axis of the rotation shaft 394a and the cone axis of the tip 394c are made to coincide. Such a polishing member 394 is replaced with a chip 294c in FIG.
[0077]
FIG. 22 is a modification of the polishing members 294 and 394 shown in FIGS. In the case of the polishing member 494 shown in FIG. 22A, a hemispherical tip 494c is provided at the tip of the rotating shaft 494a. Since such a polishing member 494 also forms a spherical polishing surface by rotation, a recess 521a similar to FIG. 18A can be formed as in the case of the polishing member 294 shown in FIG. In the case of the polishing member 594 shown in FIG. 22B, a disk-shaped tip 594c is provided at the tip of the rotating shaft 594a. Since such a polishing member 594 also forms a spherical polishing surface by rotation, a recess 521a similar to FIG. 18A can be formed as in the case of the polishing member 294 shown in FIG. Further, in the case of the polishing member 694 shown in FIG. 22C, a triangular plate-shaped chip 694c is provided at the tip of the rotating shaft 694a. Since such a polishing member 694 forms a conical polishing surface by rotation, a recess 521a similar to that in FIG. 18B can be formed as in the case of the polishing member 394 shown in FIG.
[0078]
[Seventh Embodiment]
Hereinafter, an optical module according to a seventh embodiment of the present invention will be described. The optical module according to the seventh embodiment is a modification of the optical module according to the sixth embodiment.
[0079]
FIG. 23 is a perspective view illustrating a main part of the optical module according to the seventh embodiment. Also in this optical module, a concave portion 621a is formed on the butting surface 621 of the first fiber unit 20, and six fiber end surfaces E61 to E66 arranged on the same circumference are exposed in the concave portion 621a. In the example shown in FIG. 24A, the fiber end surfaces E61 to E66 arranged on the same circumference are exposed in the concave-shaped concave portion 621a. In the example shown in FIG. 24B, six fiber end faces E61 to E66 arranged on the same circumference are exposed in the conical recess 621a. In FIGS. 24A and 24B, only the fiber end faces E64 to E66 on one side and the corresponding optical fibers F64 to F66 are shown.
[0080]
FIG. 25 is a diagram for explaining the operation of the optical module according to the seventh embodiment. When the mirror 81 is disposed on the end face of the first collimator unit 40 as in FIG. 25, the laser light from the fiber end face E66 enters the fiber end face E63 at the opposite position via the lens L1 and the mirror 81. . Similarly, laser light from the fiber end face E65 enters the fiber end face E62, and laser light from the fiber end face E64 enters the fiber end face E61. Also at this time, the laser beams from the fiber end faces E64 to E66 are accurately focused on the fiber end faces E61 to E63 at symmetrical positions.
[0081]
[Eighth Embodiment]
Hereinafter, an optical module according to an eighth embodiment of the present invention will be described. The optical module according to the eighth embodiment is a modification of the optical module according to the seventh embodiment.
[0082]
FIG. 26 is a perspective view illustrating a main part of the optical module according to the eighth embodiment. Also in the case of this optical module, a concave surface or a conical concave portion 721a is formed on the butting surface 721 of the first fiber unit 20. As in the case of FIG. 4D, a total of 16 fiber end faces E7a to E7p arranged on three circumferences are exposed in the recess 721a. As shown in the figure, when the mirror 81 is arranged on the end face of the first collimator unit 40, the laser light from the fiber end face E7a enters the fiber end face E7p at the opposite position via the lens L1 and the mirror 81. Similarly, laser light from the fiber end face E7b is incident on the fiber end face E7o, and laser light from the fiber end face E7c is incident on the fiber end face E7n. Further, the laser beams from the other fiber end faces E7d to E7h are incident on the remaining fiber end faces E7i to E7m at the opposite positions. At this time, the laser beams from the fiber end faces E7a to E7h are accurately focused on the fiber end faces E7i to E7p at symmetrical positions.
[0083]
[Ninth Embodiment]
The optical module according to the ninth embodiment of the present invention will be described below. The optical module according to the ninth embodiment is a modification of the optical module according to the eighth embodiment.
[0084]
In the case of this optical module, as shown in FIG. 27, a mirror 881 is movable in the vertical direction, and includes an actuator 891 that raises and lowers the mirror 881 and a controller 892 that controls the operation of the actuator 891. Here, the actuator 891 can be composed of a stepping motor, a piezo element, a MEMS, or the like, and can raise and lower the mirror 881 by a necessary amount at a desired timing.
[0085]
FIG. 28 is a diagram illustrating the structure of the mirror 881. The four reflecting surfaces 881a to 881d each have a slight difference in inclination. Thus, four angles for reflecting the signal light from the group of fiber end faces E7a, E7b, E7e, E7f in FIG. 27 can be selected. For example, when the reflecting surface 881a is arranged on the central axis CA in FIG. 27, the signal light from the four fiber end faces E7a, E7b, E7e, E7f is respectively transmitted to the group of fiber end faces E7p, E7o, E7l, E7k as usual. It can be made incident. Further, when the reflecting surface 881b is arranged on the central axis CA in FIG. 27, signal light from the four fiber end faces E7a, E7b, E7e, E7f is incident on the group of fiber end faces E7h, E7g, E7d, E7c, respectively. be able to. Further, when the reflecting surface 881c is arranged on the central axis CA in FIG. 27, signal light from the four fiber end faces E7a, E7b, E7e, E7f is incident on the group of fiber end faces E7n, E7m, E7j, E7i, respectively. be able to. Further, when the reflecting surface 881d is arranged on the central axis CA in FIG. 27, the signal light from the four fiber end faces E7a, E7b, E7e, E7f is respectively transmitted to the original group of fiber end faces E7f, E7e, E7b, E7a. It can be switched and made incident.
[0086]
In other words, by sending an appropriate control signal from the controller 892 to the actuator 891, the position of the mirror 881 can be controlled, and the signal light from the first group of fiber end faces E7a, E7b, E7e, E7f can be transmitted by itself or The second group of fiber end faces E7p, E7o, E7l, E7k, the third group of fiber end faces E7h, E7g, E7d, E7c, and the fourth group of fiber end faces E7n, E7m, E7j, E7i it can.
[0087]
In this case, the first circumference for determining the position of the inner fiber end faces E7f, E7g, E7j, E7k and the positions of the intermediate fiber end faces E7b, E7c, E7e, E7h, E7i, E7l, E7n, E7o The arrangement of the fiber end faces constituting each group is determined by setting the second circumference to be determined and the third circumference to determine the positions of the outer fiber end faces E7a, E7d, E7m, E7p to appropriate radii. Can be completely rectangular and equal. Thereby, even if the position of the mirror 881 is switched, low-loss optical coupling can be realized between the corresponding fiber end faces constituting the pair of groups.
[0088]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the multi-core optical collimator according to the present invention, the fiber unit arranges and fixes the end faces of the plurality of fibers on a predetermined circumference perpendicular to the predetermined direction. The end faces of the fibers can be equally arranged with respect to the center axis of the predetermined circumference, especially when there are many fibers. Therefore, it is possible to increase the symmetry of the arrangement of each fiber and bring the characteristics of the collimated light closer, so that two such multi-core optical collimators can be combined to have various functions such as optical branching and multiplexing as an optical module. In this case, precise operation can be achieved with low loss.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional structural view from above conceptually illustrating an optical module according to a first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional structural view from the side.
FIG. 2A is a perspective view illustrating a state of a butting surface of a first fiber unit, and FIG. 2B is a perspective view illustrating a state of a butting surface of a second fiber unit.
FIG. 3 is an enlarged perspective view conceptually illustrating a butting surface of the first fiber unit.
FIGS. 4A to 4D show modified examples of the first fiber unit in the first embodiment. FIGS.
FIG. 5A is a sectional structural view from above conceptually illustrating the optical module of the second embodiment, and FIG. 5B is a sectional structural view from the side.
FIG. 6 is a perspective view conceptually illustrating an optical module according to a second embodiment.
FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view conceptually illustrating an optical module according to a third embodiment.
8A is an enlarged perspective view of the end portion of the first ferrule, and FIG. 8B is an end view of the first ferrule.
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the operation of the optical module in FIG. 7;
FIGS. 10A to 10D show modified examples of the first ferrule in the third embodiment.
FIG. 11 is a perspective view illustrating a main part of an optical module according to a fourth embodiment.
FIGS. 12A and 12B are diagrams illustrating the operation of the optical module according to the fourth embodiment. FIGS.
13A is a diagram showing a planar structure of an end face processing apparatus for manufacturing a part of the optical module of FIG. 12, and FIG. 13B is a side view structure of the end face processing apparatus shown in FIG. FIG.
FIG. 14 is a perspective view illustrating a main part of an optical module according to a fifth embodiment.
FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating the operation of the optical module according to the fifth embodiment. FIGS.
16A is a view showing a planar structure of an end face processing apparatus for manufacturing a part of the optical module of FIG. 15, and FIG. 16B is an enlarged view showing a waist portion of the apparatus shown in FIG. FIG.
FIG. 17 is a perspective view illustrating a main part of an optical module according to a sixth embodiment.
18A and 18B are side cross-sectional views conceptually illustrating an example of the shape of the butting surface of the first fiber unit in FIG.
FIGS. 19A and 19B are sectional structural views from above and from the side for explaining an operation example of the optical module according to the sixth embodiment. FIGS.
20 is a diagram showing a planar structure of an end face processing apparatus for manufacturing a part of the optical module of FIG. 18;
FIG. 21 is a perspective view showing a modified example of the end surface processing apparatus shown in FIG. 20;
22 (a) to 22 (c) are perspective views showing modifications of the end surface processing apparatus shown in FIGS. 20 and 21. FIG.
FIG. 23 is a perspective view illustrating a main part of an optical module according to a seventh embodiment.
24A and 24B are side cross-sectional views conceptually illustrating an example of the shape of the butting surface of the first fiber unit shown in FIG.
FIG. 25 is a diagram illustrating the operation of the optical module according to the seventh embodiment.
FIG. 26 is a perspective view illustrating a main part of an optical module according to an eighth embodiment.
FIG. 27 is a diagram illustrating an optical module according to a ninth embodiment.
28 is a diagram illustrating the structure of a mirror 881 included in FIG.
[Explanation of symbols]
10 Optical module
20 First fiber unit
30 Second fiber unit
23,33 Guide hole
40 First collimator unit
50 Second collimator unit
60 guide pins
70 clips
81 mirror
82 Bandpass filter
881 Mirror
891 Actuator
892 controller

Claims (17)

複数のファイバの端部を所定方向に平行に保持するとともに、当該複数のファイバの端面を前記所定方向に垂直な所定円周上に配置して固定するファイバユニットと、
前記ファイバユニットに対向して配置されるコリメータレンズと、
を備える多芯光コリメータであって、
前記複数のファイバの端面は、凹部の面上に形成される多芯光コリメータ。
A fiber unit that holds the end portions of the plurality of fibers in parallel in a predetermined direction, and fixes and arranges the end faces of the plurality of fibers on a predetermined circumference perpendicular to the predetermined direction;
A collimator lens disposed to face the fiber unit;
A multi-core optical collimator comprising :
The end faces of the plurality of fibers are multi-core optical collimators formed on the surface of the recess.
前記所定円周の中心軸は、前記コリメータレンズの光軸と一致する請求項1記載の多芯光コリメータ。  The multi-core optical collimator according to claim 1, wherein a central axis of the predetermined circumference coincides with an optical axis of the collimator lens. 前記ファイバユニットは、複数対のファイバの端部を前記所定方向に平行に保持するとともに、当該複数対のファイバの端面を前記所定円周上に配置して固定する請求項1及び請求項2のいずれか記載の多芯光コリメータ。  3. The fiber unit according to claim 1, wherein the fiber unit holds end portions of a plurality of pairs of fibers in parallel with the predetermined direction, and fixes and fixes the end faces of the plurality of pairs of fibers on the predetermined circumference. Any one of the multi-core optical collimators. 前記複数対のファイバ構成する各対の端面は、前記所定円周の中心を挟んで対称に配置される請求項3記載の多芯光コリメータ。  4. The multi-core optical collimator according to claim 3, wherein the end faces of each pair of the plurality of pairs of fibers are arranged symmetrically with respect to a center of the predetermined circumference. 前記ファイバユニットは、複数対のファイバの端部を前記所定方向に平行に保持するとともに、一方の対のファイバの端面を前記複数のファイバとして前記所定円周である第1の円周上に配置して固定するとともに、他方の対のファイバの端面を前記所定円周と同軸で半径が大きい第2の円周上に配置して固定する請求項1及び請求項2のいずれか記載の多芯光コリメータ。  The fiber unit holds the end portions of a plurality of pairs of fibers in parallel with the predetermined direction, and the end faces of one pair of fibers are arranged on the first circumference as the plurality of fibers on the first circumference. The multi-core according to any one of claims 1 and 2, wherein the end faces of the other pair of fibers are arranged and fixed on a second circumference that is coaxial with the predetermined circumference and has a large radius. Optical collimator. 前記一方の対のファイバに設けた端面は、前記所定円周の中心を挟んで対称に配置され、前記他方の対のファイバに設けた端面は、前記所定円周の中心を挟んで対称に配置される請求項5記載の多芯光コリメータ。  The end surfaces provided on the one pair of fibers are arranged symmetrically across the center of the predetermined circumference, and the end faces provided on the other pair of fibers are arranged symmetrically across the center of the predetermined circumference. The multi-core optical collimator according to claim 5. 前記第1の円周である前記所定円周の中心軸は、前記コリメータレンズの光軸と一致するとともに、前記第2の円周は、前記第1の円周よりも前記コリメータレンズに近接して配置される請求項5及び請求項6のいずれか記載の多芯光コリメータ。  A center axis of the predetermined circumference which is the first circumference coincides with an optical axis of the collimator lens, and the second circumference is closer to the collimator lens than the first circumference. The multi-core optical collimator according to claim 5, wherein the multi-core optical collimator is disposed. 各ファイバの端面は、前記所定円周の中心軸に対して所定の傾斜角で傾斜する請求項1から請求項7のいずれか記載の多芯光コリメータ。  The multi-core optical collimator according to any one of claims 1 to 7, wherein an end face of each fiber is inclined at a predetermined inclination angle with respect to a central axis of the predetermined circumference. 各ファイバの端面は、前記所定円周の中心軸に対して対称に形成された凹面形状、円錐面形状、断面V字形状、及び段差溝状のいずれかである前記凹部の面上に形成される請求項8記載の多芯光コリメータ。  The end face of each fiber is formed on the surface of the concave portion which is any one of a concave shape, a conical surface shape, a V-shaped cross section, and a step groove shape formed symmetrically with respect to the central axis of the predetermined circumference. The multi-core optical collimator according to claim 8. 複数のファイバの端部を所定方向に平行に保持するとともに、当該複数のファイバの端面を前記所定方向に垂直な所定円周上に配置して固定する第1ファイバユニットと、前記第1ファイバユニットに対向して配置される第1コリメータレンズと、を有する第1の多芯光コリメータと、
複数のファイバの端部を所定方向に平行に保持するとともに、当該複数のファイバの端面を前記所定方向に垂直な所定円周上に配置して固定する第2ファイバユニットと、前記第2ファイバユニットに対向して配置される第2コリメータレンズと、を有する第2の多芯光コリメータと、
前記第1及び第2の多芯光コリメータを、それぞれの所定円周の中心軸が一致するようにアライメントして保持するガイド手段と、
を備える光モジュールであって、
前記第1及び第2の多芯光コリメータのそれぞれにおいて、各ファイバの端面は凹部の面上に形成される光モジュール
A first fiber unit for holding end portions of a plurality of fibers in parallel in a predetermined direction, and fixing and arranging end surfaces of the plurality of fibers on a predetermined circumference perpendicular to the predetermined direction; A first multi-core optical collimator having a first collimator lens disposed opposite to
A second fiber unit that holds the end portions of the plurality of fibers in parallel in a predetermined direction, and fixes and arranges the end faces of the plurality of fibers on a predetermined circumference perpendicular to the predetermined direction; and the second fiber unit A second multi-core optical collimator having a second collimator lens disposed opposite to
Guide means for aligning and holding the first and second multi-core optical collimators so that the center axes of the respective predetermined circumferences coincide with each other;
An optical module comprising :
In each of the first and second multi-core optical collimators, an end face of each fiber is formed on a concave surface .
前記第1の多芯光コリメータと、前記第2の多芯光コリメータとの間に、平板状の光学素子が着脱自在に挿入されている請求項10記載の光モジュール。  The optical module according to claim 10, wherein a flat optical element is detachably inserted between the first multi-core optical collimator and the second multi-core optical collimator. 前記第1及び第2の多芯光コリメータのそれぞれにおいて、各ファイバの端面は、前記所定円周の中心軸に対して所定の傾斜角で傾斜する請求項11記載の光モジュール。  12. The optical module according to claim 11, wherein in each of the first and second multi-core optical collimators, an end face of each fiber is inclined at a predetermined inclination angle with respect to a central axis of the predetermined circumference. 前記第1及び第2の多芯光コリメータのそれぞれにおいて、各ファイバの端面は、前記所定円周の中心軸に対して対称に形成された凹面形状、円錐面形状、断面V字形状、及び段差溝状のいずれかである前記凹面上に形成される請求項12記載の光モジュール。  In each of the first and second multi-core optical collimators, the end surface of each fiber has a concave shape, a conical surface shape, a V-shaped cross section, and a step formed symmetrically with respect to the central axis of the predetermined circumference. The optical module according to claim 12, wherein the optical module is formed on the concave surface having any one of groove shapes. 前記所定円周の中心軸は、前記コリメータレンズの光軸と一致し、前記第1の多芯光コリメータの各ファイバの端面は、前記所定円周の中心軸を挟んで前記第2の多芯光コリメータの各ファイバの端面と対称になる位置に配置される請求項12及び請求項13のいずれか記載の光モジュール。  The center axis of the predetermined circumference coincides with the optical axis of the collimator lens, and the end face of each fiber of the first multi-core optical collimator has the second multi-core across the center axis of the predetermined circumference. The optical module according to claim 12, wherein the optical module is disposed at a position symmetrical to an end face of each fiber of the optical collimator. 前記第1及び第2ファイバユニットは、それぞれ複数対のファイバの端部を前記所定方向に平行に保持するとともに、一方の対のファイバの端面を前記複数のファイバとして前記所定円周である第1の円周上に配置して固定するとともに、他方の対のファイバの端面を前記所定円周と同軸で半径が大きい第2の円周上に配置して固定する請求項12から請求項13のいずれか記載の光モジュール。  The first and second fiber units each hold the end portions of a plurality of pairs of fibers in parallel with the predetermined direction, and the end faces of one pair of fibers are the predetermined circumferences with the plurality of fibers as the first circumference. The end face of the other pair of fibers is arranged and fixed on a second circumference that is coaxial with the predetermined circumference and has a large radius. Any one of the optical modules. 前記所定円周の中心軸は、前記コリメータレンズの光軸と一致し、前記第1の多芯光コリメータの前記一方の対のファイバに設けた端面は、前記所定円周の中心軸を挟んで前記第2の多芯光コリメータの対応するファイバの端面と対称になる位置に配置され、前記第1の多芯光コリメータの前記他方の対のファイバに設けた端面は、前記所定円周の中心軸を挟んで前記第2の多芯光コリメータの対応するファイバの端面と対称になる位置に配置される請求項15記載の光モジュール。  The center axis of the predetermined circumference coincides with the optical axis of the collimator lens, and end faces provided on the one pair of fibers of the first multi-core optical collimator sandwich the center axis of the predetermined circumference. The second multi-core optical collimator is disposed at a position symmetrical to the end face of the corresponding fiber, and the end face provided on the other pair of fibers of the first multi-core optical collimator is the center of the predetermined circumference The optical module according to claim 15, wherein the optical module is disposed at a position symmetrical to an end face of a corresponding fiber of the second multi-core optical collimator across an axis. 前記第1の円周である前記所定円周の中心軸は、前記コリメータレンズの光軸と一致するとともに、前記第2の円周は、前記第1の円周よりも前記コリメータレンズに近接して配置される請求項16記載の光モジュール。  A center axis of the predetermined circumference which is the first circumference coincides with an optical axis of the collimator lens, and the second circumference is closer to the collimator lens than the first circumference. The optical module according to claim 16, which is arranged as follows.
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