JPS6041327B2 - Optical signal coupling lens - Google Patents
Optical signal coupling lensInfo
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- JPS6041327B2 JPS6041327B2 JP16897082A JP16897082A JPS6041327B2 JP S6041327 B2 JPS6041327 B2 JP S6041327B2 JP 16897082 A JP16897082 A JP 16897082A JP 16897082 A JP16897082 A JP 16897082A JP S6041327 B2 JPS6041327 B2 JP S6041327B2
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Description
【発明の詳細な説明】
{1} 発明の技術分野
本発明は光信号結合用レンズ、特に例えば多数のアレイ
に配した半導体レーザと光フアィバとの光信号の結合、
多数の光検知器と光導波路との結合等といった光信号の
結合に適した光信号結合用レンズに関するものである。Detailed Description of the Invention {1} Technical Field of the Invention The present invention relates to a lens for optical signal coupling, particularly for coupling optical signals between semiconductor lasers and optical fibers arranged in a large number of arrays,
The present invention relates to an optical signal coupling lens suitable for coupling optical signals such as coupling between a large number of photodetectors and an optical waveguide.
‘21 技術の背景光フアィバ通信や光情報処理の応用
分野は急激な勢いで拡大する一方であり、多様な光回路
素子の提供が要望されている。'21 Background of the Technology The application fields of optical fiber communication and optical information processing are rapidly expanding, and there is a demand for the provision of a variety of optical circuit elements.
例えば光通信処理に欠くことのできないものとして、光
信号結合用レンズがある。光信号結合用レンズとしては
、集東性ロッド・レンズや球レンズ等があり、例えば半
導体レーザと光フアィバとの接続において結合効率を上
げるために用いられたり、各種光受動部品において、そ
の挿入損失を少なくするために利用されたりしている。
球レンズとしては、例えばサファイア製のものやプラス
チック製のものがあるが、プラスチック製のものは一般
に経年変化が問題となる。For example, an optical signal coupling lens is indispensable for optical communication processing. Optical signal coupling lenses include east-focusing rod lenses and ball lenses, which are used, for example, to increase coupling efficiency when connecting semiconductor lasers and optical fibers, and to reduce insertion loss in various optical passive components. It is also used to reduce
Ball lenses include, for example, those made of sapphire and those made of plastic, but those made of plastic generally suffer from deterioration over time.
従来、サファイア製の球状光信号結合用レンズで、それ
ぞれのレンズが所望の間隔で固定化して多数同一の平面
上に配置されたようなものは存在しなかった。Conventionally, there has been no sapphire spherical optical signal coupling lens in which a large number of lenses are fixed at desired intervals and arranged on the same plane.
【3} 発明の目的と構成
本発明はサファイア製の球状のレンズがマトリックス状
に所望の間隔で配置されたものを提供し、例えば多数の
レーザ・ダイオードと光フアィバとをそれぞれ確実に接
続できるようにする等、広い用途に使用可能な光信号結
合用レンズを提供することを目的としている。[3] Object and structure of the invention The present invention provides a lens in which spherical lenses made of sapphire are arranged in a matrix at desired intervals, so that, for example, a large number of laser diodes and optical fibers can be reliably connected to each other. The purpose of the present invention is to provide an optical signal coupling lens that can be used for a wide range of applications, such as
そのため、本発明の光信号結合用レンズは、酸化アルミ
ニウムを主成分とする盤状のグリーンシートに複数の球
状サファイアをマトリックス状に配置して埋設し、暁結
してなることを特徴としている。以下図面を参照しつつ
実施例に従って説明する。■ 発明の実施例
第1図は本発明の一実施構成、第2図は本発明に係る光
信号結合用レンズの製造方法説明図、第3図および第4
図は本発明の応用例説明図、第5図は本発明の他の一実
施例説明図を示す。Therefore, the optical signal coupling lens of the present invention is characterized by being formed by embedding a plurality of spherical sapphires arranged in a matrix in a disk-shaped green sheet whose main component is aluminum oxide, and then solidifying the green sheet. Embodiments will be described below with reference to the drawings. ■ Embodiments of the Invention Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of a method for manufacturing an optical signal coupling lens according to the present invention, and Figs.
The figure shows an explanatory diagram of an applied example of the present invention, and FIG. 5 shows an explanatory diagram of another embodiment of the present invention.
本発明の光信号結合用レンズは、例えば第1図図示の如
く、酸化アルミニウム(AI2Q)を主成分とする、い
わゆるグリーンシートを焼結することによって生成され
るアルミナセラミツクス1の中に、多数のサファイア製
の球状レンズ2を埋め込んだ構造を持つものである。The optical signal coupling lens of the present invention, for example, as shown in FIG. It has a structure in which a spherical lens 2 made of sapphire is embedded.
言うまでもなく、アルミナセラミックスーは多結晶構造
となっており、一方、サファイアは単結晶構造をもつ。
しかし、酸化アルミニウム(AI203)を主成分とす
る点で同質であり、焼成によって、アルミナセラミック
ス1とサファイアの球状レンズ2とは、表面で融着し、
堅固に結合する。各球状レンズ2の配置は、焼成前のグ
リーンシーに、予め球状レンズ2を埋め込むための孔を
開ける際に、任意に定めることができる。所望の間隔で
単に一列に配置してもよいし、例えば正三角形や正六角
形等の平面連続パターンの頂点にくるように配置しても
よい。なお、アルミナセラミツクスーの基台は、例えば
0.5柳の厚さをもつ。本発明の光信号結合用レンズは
、例えば第2図図示の如くにして、製造することができ
る。Needless to say, alumina ceramic has a polycrystalline structure, while sapphire has a single crystalline structure.
However, they are of the same quality in that the main component is aluminum oxide (AI203), and by firing, the alumina ceramics 1 and the sapphire spherical lens 2 are fused on the surface,
Tightly bond. The arrangement of each spherical lens 2 can be arbitrarily determined when a hole for embedding the spherical lens 2 is made in advance in the green sea before firing. They may be simply arranged in a line at desired intervals, or they may be arranged at the vertices of a planar continuous pattern such as a regular triangle or a regular hexagon. Note that the alumina ceramic base has a thickness of, for example, 0.5 willow. The optical signal coupling lens of the present invention can be manufactured, for example, as shown in FIG.
まず、第2図イ図示の如く、適当な厚さの盤状グリーン
シート3に、例えばNC加工機4によって、所望の間隔
で孔を穿談する。孔の大きさは、埋め込むサファイアの
球状レンズ2の直径とほぼ同じ程度とする。この孔にサ
ファイア製の球状レンズ2を鉄挿する。第2図口は、球
状レンズ2を鉄挿した状態の断面図を示している。これ
を第2図ハの工程で焼成すると、第2図二図示の如く、
グリーンシート3はアルミナセラミツクスーに変化し、
焼き縮みおよび融着によって、球状レンズ2をあたかも
一体化したかのように、堅固に保持することとなる。な
お、グリーンシート3に適当な不純物を混入し、アルミ
ナセラミックスーが着色するようにしてもよい。このよ
うにして製造された光信号結合用レンズは、各種のアレ
イデバイスのパツケ−ジに用いることができる。First, as shown in FIG. 2A, holes are punched at desired intervals in a disc-shaped green sheet 3 of an appropriate thickness using, for example, an NC processing machine 4. The size of the hole is approximately the same as the diameter of the sapphire spherical lens 2 to be embedded. A spherical lens 2 made of sapphire is inserted into this hole. The opening in FIG. 2 shows a cross-sectional view of the spherical lens 2 inserted in iron. When this is fired in the process shown in Figure 2 C, as shown in Figure 2 2,
Green sheet 3 changes to alumina ceramics,
By shrinking and fusing, the spherical lens 2 is firmly held as if it were integrated. Note that a suitable impurity may be mixed into the green sheet 3 to color the alumina ceramic. The optical signal coupling lens manufactured in this manner can be used in packages for various array devices.
第3図は半導体レーザと光フアィバとの接続に用いた例
を示している。最近、光通信の分野で半導体レーザが脚
光を浴びるようになってきたが、例えば第3図図示の如
く、多数のレーザ・ダイオード5と光フアィバ6とを、
アルミナセラミツクスーとサファイア製の球状レンズ2
とからなる本発明の光信号結合用レンズを用いて接続す
ることができる。単にバラバラに接続した場合に比べて
、全体の装置の小型化が可能となり、また経年変化の少
ない安定した装置を構成することが可能となる。また、
第4図図示の如く、光センサの部品として使用すること
もできる。FIG. 3 shows an example used for connecting a semiconductor laser and an optical fiber. Recently, semiconductor lasers have come into the spotlight in the field of optical communications. For example, as shown in FIG.
Alumina ceramic and sapphire spherical lens 2
Connection can be made using the optical signal coupling lens of the present invention consisting of the following. Compared to the case where the devices are simply connected separately, it is possible to downsize the entire device, and it is also possible to construct a stable device with little change over time. Also,
As shown in FIG. 4, it can also be used as a component of an optical sensor.
マトリックス状に多数配置した光検知器8からなるアレ
イデバイス7に、本発明に係る光信号結合用レンズを対
応せしめて受光することにより、質の高い光の検知が可
能となる。特に、球状レンズ2を通すことによって、単
に光ビームを検知するだけでなく、光ビームが移動する
ような場合に、その移動する方向を検知することも可能
となる。本発明に係る球状レンズ2を、次のような構造
を持つものにすることによって、特に短焦)点のレンズ
を構成することができる。By associating the optical signal coupling lens according to the present invention with an array device 7 consisting of a large number of photodetectors 8 arranged in a matrix to receive light, high quality light can be detected. In particular, by passing the light beam through the spherical lens 2, it becomes possible not only to simply detect the light beam, but also to detect the direction in which the light beam moves when it moves. By making the spherical lens 2 according to the present invention have the following structure, a particularly short focus lens can be constructed.
従釆、短焦点レンズは製造工程が複雑で長くなり、きわ
めて高価であった。However, short focal length lenses require a complicated and long manufacturing process and are extremely expensive.
そのため、特殊用途以外の通常の光回路部品として、実
際の製品に用いられることはなかった。しかし、もし安
価であれば、例えば装置の小型化等に大きく寄与し、光
回路部品として適用可能な範囲は広い。従来、短焦点レ
ンズが高価であった。理由として、効率よく同じ性能、
品質のものを再現して製造することが困難であったとい
うこともある。例えば第5図A図示の如く、グリーンシ
ート3に鉄挿したサファイア製の球状レンズ2上に、グ
リーンシートまたはアルミナ等の小片10を付着させる
。Therefore, it has not been used in actual products as a normal optical circuit component other than for special purposes. However, if it were inexpensive, it would greatly contribute to the miniaturization of devices, for example, and would have a wide range of applications as optical circuit components. Conventionally, short focus lenses have been expensive. The reason is that the same performance is efficiently achieved,
In some cases, it was difficult to reproduce and manufacture products of high quality. For example, as shown in FIG. 5A, a green sheet or a small piece 10 of alumina or the like is attached onto a sapphire spherical lens 2 inserted into a green sheet 3.
この小片10はサファイア材の微粉末でもよい。そして
、第2図において説明した如く、それをグリーンシート
3の基台とともに焼成する。そうすると、その小片10
は、図示の如く、球状レンズ2にしっかりと融着し、球
状レンズ2に凸部11を形成する。この凸部11はアル
ミナセラミックスであり、光に対してサファイアとほぼ
同様な性質を示す。凸部11の先端は、多少の表面張力
が作用し、自然に半球状になる。最初に球状レンズ2に
付着させるグリーンシート等の小片10を、さらに第5
図B図示の如く、だるま状に積み重ねることによって、
それを焼成し、球状レンズ2に図示のようなコーン状凸
部12を形成することもできる。This small piece 10 may be a fine powder of sapphire material. Then, as explained in FIG. 2, it is fired together with the base of the green sheet 3. Then, the small piece 10
As shown in the figure, is firmly fused to the spherical lens 2 to form a convex portion 11 on the spherical lens 2. This convex portion 11 is made of alumina ceramics, and exhibits almost the same properties to light as sapphire. A certain amount of surface tension acts on the tip of the convex portion 11, and the tip naturally becomes hemispherical. A small piece 10 such as a green sheet is first attached to the spherical lens 2, and then a fifth
By stacking them in a potbell shape as shown in Figure B,
It is also possible to form the cone-shaped convex portion 12 on the spherical lens 2 by firing it.
コーン状凸部12の先端部を、例えば5仏の程度の球状
とし、コーン状部分の長さを204の以下に形成するこ
とも容易に可能である。さらに図示省略するが、上記凸
部11または12等を、球状レンズ2の上面および下面
の両側に形成することも可能である。上記凸部11また
は12を有する球状レンズ2は、二重レンズ構造をもち
、短焦点のレンズ特性をもつ。It is also easily possible to make the tip of the cone-shaped convex portion 12 into a spherical shape, for example, about 5 mm, and to form the cone-shaped portion to have a length of 204 mm or less. Furthermore, although not shown, the convex portions 11 or 12 may be formed on both sides of the upper and lower surfaces of the spherical lens 2. The spherical lens 2 having the convex portion 11 or 12 has a double lens structure and has short focus lens characteristics.
第5図C図示の如く、この球状レンズ2をレーザ・ダイ
オード5と光フアィバ6との結合に用いて、レーザ光の
集東効果を上げることができる。例えば、レーザ・ダイ
オード5の発するレーザ光の固有ビーム・スポット・サ
イズがWLDであり、光フアイバ6のもつ固有ビーム・
スポット・サイズがWFであるとする。また、凸部12
のレンズ特性が焦点距離ナ,であり、球状レンズ2の本
体部分のレンズ特性がナ2であるとすると、次式の関係
が満足される。WLD・ナ,
WF−−ナ2
このように、本発明に係る光信号結合用レンズを簡単に
短焦点のものとすることもできる。As shown in FIG. 5C, by using this spherical lens 2 to couple the laser diode 5 and the optical fiber 6, the east focusing effect of the laser beam can be enhanced. For example, the characteristic beam spot size of the laser light emitted by the laser diode 5 is WLD, and the characteristic beam spot size of the optical fiber 6 is WLD.
Suppose the spot size is WF. In addition, the convex portion 12
Assuming that the lens characteristic of is the focal length n, and the lens characteristic of the main body portion of the spherical lens 2 is n2, the following relationship is satisfied. WLD・Na, WF−−Na2 In this way, the optical signal coupling lens according to the present invention can be easily made to have a short focus.
なお、上記コーン状凸部12等は元の球状レンズ2と融
着しており、剥脱することはない。■ 発明の効果
以上説明した如く本発明によれば、経年変化の少ない堅
固なアレイデバイス用の光信号結合用レンズを提供する
ことができる。Note that the cone-shaped convex portion 12 and the like are fused to the original spherical lens 2 and will not come off. (2) Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, it is possible to provide an optical signal coupling lens for an array device that is stable and stable over time.
光回路部品としての適用分野も広い。It has a wide range of applications as an optical circuit component.
第1図は本発明の一実施例構成、第2図は本発明に係る
光信号結合用レンズの製造方法説明図、第3図および第
4図は本発明の応用例説明図、第5図は本発明の他の一
実施例説明図を示す。
図中、1はアルミナセラミックス、2は球状レンズ、3
はグリーンシート、5はしーザ・ダイオード、6は光フ
アィバを表わす。オー図
オ2図
才3図
才4図
亥5図Fig. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing method of an optical signal coupling lens according to the present invention, Figs. 3 and 4 are explanatory diagrams of an application example of the present invention, and Fig. 5 shows an explanatory diagram of another embodiment of the present invention. In the figure, 1 is alumina ceramics, 2 is a spherical lens, and 3
5 represents a green sheet, 5 represents a laser diode, and 6 represents an optical fiber. O diagram O 2 diagram 3 diagram 4 diagram Pig 5 diagram
Claims (1)
ートに複数の球状サフアイアをマトリツクス状に配置し
て埋設し、焼結してなることを特徴とする光信号結合用
レンズ。1. An optical signal coupling lens characterized in that a plurality of spherical sapphires are arranged and embedded in a matrix in a disc-shaped green sheet mainly composed of aluminum oxide, and then sintered.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16897082A JPS6041327B2 (en) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | Optical signal coupling lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16897082A JPS6041327B2 (en) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | Optical signal coupling lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5957212A JPS5957212A (en) | 1984-04-02 |
| JPS6041327B2 true JPS6041327B2 (en) | 1985-09-17 |
Family
ID=15877939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16897082A Expired JPS6041327B2 (en) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | Optical signal coupling lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041327B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6264739A (en) * | 1985-09-06 | 1987-03-23 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | Sealing device for flexible vessel |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1182328B (en) * | 1984-12-19 | 1987-10-05 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | COUPLER FOR OPTICAL FIBERS |
| JP2576473B2 (en) * | 1986-08-28 | 1997-01-29 | 日本電気株式会社 | Optical wiring circuit unit |
| JPH02245712A (en) * | 1989-03-20 | 1990-10-01 | Fujitsu Ltd | Substrate for optical hybrid ic |
-
1982
- 1982-09-28 JP JP16897082A patent/JPS6041327B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6264739A (en) * | 1985-09-06 | 1987-03-23 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | Sealing device for flexible vessel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5957212A (en) | 1984-04-02 |
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