JP7644535B2 - 減衰領域を備えた光学素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
受光素子は光ファイバである。光学素子100が受信用に使用される場合には、光源は光ファイバであり、受光素子はフォトダイオードなどの半導体光学素子である。
用に使用される場合には、入射面が光源であるVCSELなどの半導体光学素子に対向し、出
射面が受光素子である光ファイバの端面に対向する。
a:光源L0から入射面S1までの光軸に沿った距離
b:入射面S1から第1の像L1までの光軸に沿った距離
c:第1の像L1から出射面S2までの光軸に沿った距離
d:出射面S2から第2の像L2までの光軸に沿った距離
n:光学素子の屈折率
f1:入射面S1の焦点距離
f2:出射面S2の焦点距離
p1:入射面S1における光束半径
p2:出射面S2における光束半径
h0:光源L0の光軸からの最大高さ
h1:第1の像L1の光軸からの最大高さ
D:出射面S2の有効径
θ0:光源の拡散角度(半角値、単位はラジアン)
h2:第2の像L2の光軸からの最大高さ
hcore:ファイバコアの半径
sag:サグ量、すなわちレンズ面頂点からの光軸方向の距離
レンズ面頂点から物体側は負、像側は正
c0:曲率(曲率半径の逆数)
r:光軸からの距離
k:コーニック定数
図9は実施例1の光学素子の動作時の光線経路を示す図である。実施例1の光学素子は、光源L0及び受光素子を光学的に結合するように、光源L0に対向するように構成された入射面S1と該受光素子に対向するように構成された出射面S2とを備えている。実施例1の光学素子は送信用光学素子であり、光源はVCSELであり、受光素子は光ファイバで
ある。実施例1の光学素子は内部に反射面Rを備える。VCSELから放出された光は光学素
子内で光源の像(第1の像)L1を形成した後、反射面Rで全反射され出射面S2を通過した後光ファイバの端面の近傍で光源L0の像(第2の像)L2を形成する。図9に示す光学系において光源L0と第2の像L2とは共役関係にある。図9において、実線は光源の中心から出る光線を示し点線は光源の中心から5μmの高さの点から出る光線を示す。
図13は実施例2の光学素子の動作時の光線経路を示す図である。実施例2の光学素子は、光源L0及び受光素子を光学的に結合するように、光源L0に対向するように構成された入射面S1と該受光素子に対向するように構成された出射面S2とを備えている。実施例2の光学素子は送信用光学素子であり、光源はVCSELであり、受光素子は光ファイバ
である。実施例2の光学素子は内部に反射面を備えていない。VCSELから放出された光は
光学素子内で光源L0の像(第1の像)L1を形成した後、出射面S2を通過した後光ファイバの端面の近傍で光源の像(第2の像)L2を形成する。図13に示す光学系において光源L0と第2の像L2とは共役関係にある。図13において、実線は光源の中心から出る光線を示し点線は光源の中心から5μmの高さの点から出る光線を示す。
イバ210と対向する。
図17は、光源と該光源からの光を受け取る受光素子とを光学的に結合するように、該光源に対向するように構成された入射面と該受光素子に対向するように構成された出射面とを備えた光学素子であって、内部に通過する光の量を減少させる減衰領域を備えた光学素子の製造方法を説明する流れ図である。
及び受光素子からなる光学系において、光源から入射面に入射した光が光学素子内において光源の第1の像を形成し、出射面から射出した後、外部に光源の第2の像を形成するようにすることができる。さらに式(7)を満たすことにより光束が出射面及び受光素子の受光面内に収まる。また、受光素子が光ファイバである場合に式(8)を満たせば光ファイバにおける光の損失は生じない。
学素子は上記の材料を使用して射出成形によって一体に製造することができる。
の像の光軸上の位置からの光軸に沿った距離が、光学素子の入射面から出射面までの光軸に沿った距離の+/-5%以内であればより好ましい。
Claims (5)
- 光源と該光源からの光を受け取る受光素子とを光学的に結合するように、該光源に対向するように構成された入射面と該受光素子に対向するように構成された出射面とを備え、内部に減衰領域を備えた光学素子の製造方法であって、
該光源から該入射面に入射した光が該光学素子内において該光源の第1の像を形成し、該出射面から射出した後、該光源の第2の像を形成するように形状を定めた光学素子を製造するステップと、
該入射面または該出射面を介してレーザ光を照射することによって該第1の像が形成される位置の近傍に、通過する光の量を減少させる減衰領域を形成するステップと、を含む光学素子の製造方法。 - 該入射面及び該出射面の少なくとも一方がフェルールを介して光ファイバに対向するように構成されており、該減衰領域を形成するステップにおいて、該フェルール及び該入射面または該出射面を介して該レーザ光を照射する請求項1に記載の光学素子の製造方法。
- 該光学素子が受信用光学素子であり、減衰領域を形成するステップにおいて、動作時の光ファイバの位置にファイバレーザを配置して該入射面を介して該レーザ光を照射する請求項1または2に記載の光学素子の製造方法。
- 該光学素子が送信用光学素子であり、減衰領域を形成するステップにおいて、動作時のほぼ該第2の像の位置にファイバレーザを配置して該出射面を介して該レーザ光を照射する請求項1または2に記載の光学素子の製造方法。
- 該光学素子を通過した後の強度を観測しながら該レーザ光を照射することによって該減衰領域の減衰率を所望の値とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。
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