JPS6131445B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は高開口数の光伝送路に関し、特に石英
系光フアイバを用いた光伝送路に好適なものであ
る。

＜従来の技術＞ 近年、光フアイバの開発に伴い従来からある光
学レンズの代りに中心側ほど屈折率が高く且つ径
方向外周側に向かうに従つて漸次屈折率が低くな
つた丸棒状のグレーデツド形レンズ（ロツドレン
ズ）が作り出され、光学レンズよりも大幅にコン
パクト化し得るために光フアイバの端末に接続す
る結像光学系や集光レンズ等として利用されてい
る。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 伝送損失が最も少ないとされている石英系フア
イバは、他のフアイバと比較して開口数が小さく
即ち光の入射角度の範囲が狭いため、通信用の信
号光線を伝送する場合には、光源からの光線のほ
んの一部しか送ることができず、強力な光源が必
要となる。又、この石英系フアイバをイメージフ
アイバとして画像伝送に使用した場合には、開口
数が小さいため明るい画像を伝送することができ
なかつた。しかも、光学系相互の接続部でのこれ
ら光学系の開口数が異なる場合には、最も小さな
開口数の光学系で光線の入射角が規定されてしま
うため、例え開口数の大きなグレーデツド形レン
ズを光線の導入側に使用しても、光フアイバ自体
の開口数が小さい場合には、このグレーデツド形
レンズから光フアイバへ入射する光線の一部が損
失となつてしまい、結合効率を低下させる原因と
なつていた。

このような観点から、本発明は例え低開口数の
石英系フアイバを用いたとしても結果として高開
口数となるような光伝送路を提供することを目的
とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の光伝送路は、一端が平坦面で構成され
ると共に他端が凸形の三次形彎曲面で構成され且
つ長手方向に沿つて前記一端よりも前記他端側ほ
ど屈折率を漸次低下させた開口数変換用レンズの
前記一端を光フアイバの端面に接続したことを特
徴とするものである。

＜作用＞ 光軸に対して一定角度傾斜して開口数変換用凸
レンズに入射した光軸は、光軸とのなす角が次第
に小さくなるように曲折し、光フアイバの入射端
面に対して小さな入射角で入射する。

＜実施例＞ 本発明を通信用光伝送路に応用した一実施例に
ついて第１図及び第２図を参照しながら詳細に説
明する。

本実施例の入射端部の断面構造を表わす第１図
に示すように、入射端面１が凸状の三次元彎曲面
（本実施例では球面の一部）となつた丸棒状をな
す開口数変換用凸レンズ２の平坦な射出端面には
通信用光フアイバ３の一端面が密着状態で接続し
ている。この開口数変換用凸レンズ２の光軸４に
垂直な面内での屈折率は、中心部及び周縁部とも
に等しく、この点が従来のグレーデツド形レンズ
と異なる点である。しかし、軸方向屈折率分布は
第２図に示すように入射端面１から通信用光フア
イバ３に接続する射出端面へ向けて次第に屈折率
が高くなつており、これによつて図中、一点鎖線
で示す光軸４に対しθの入射角で開口数変換用凸
レンズ２に入射した光線５は、次第に光軸４との
なす角が小さくなるように曲折し、前記θよりも
大幅に小さい射出角で通信用光フアイバ３のコア
部６に入射する。従つて、この開口数変換用凸レ
ンズ２の入射端面１側の開口数より通信用光フア
イバ３の開口数が小さくても、通信用光フアイバ
３の開口数で規定される最大入射角以上の光線５
を導入することが可能であり、従来よりも大幅に
光源からの光を多く採り込むことができる。つま
り、強大な光信号の伝送を企画し得るが、前記屈
折率分布は第２図のような直線状に限るものでは
ない。

本実施例では開口数変換用凸レンズ２の光軸４
に沿つた方向の屈折率分布を連続的に変化させて
いるため、例えば気相軸付け法によつて時間の経
過と共にドーパント濃度を順次変化させる必要が
あり、製造手順がめんどうとなる。そこで、屈折
率の異なる複数枚のガラス板を屈折率の順に接合
して一本の棒状に成形し、更に従来からある平凸
レンズを屈折率が最も低いガラス板に接合するこ
とでも本発明の開口数変換用凸レンズとして使用
することが可能である。この場合、平凸レンズの
屈折率は最低屈折率のガラス板と同じか或いはそ
れ以下の方が好ましい。なお、入射端面１を球面
に加工する手段としては、ガラスの表面張力を利
用してこの入射端面１を軟化溶融させることで達
成できる。又、本実施例では入射端部についての
み説明したが、射出端部にも上述した開口数変換
用凸レンズを装着することが可能であり、これを
イメージフアイバの結像レンズとして用いた場合
には、この結像レンズやイメージフアイバに対し
て結合可能な光線の入射角が大きくなるため、明
るい画像伝送を行なうことができる。

＜発明の効果＞ 本発明の光伝送路によると、光線の進行方向前
方ほど屈折率が高くなるような屈折率分布の開口
数変換用凸レンズを光フアイバと等径で製造し得
るため、凸レンズの後方に凹レンズを配置したの
と同一条件の光学系にもかかわらず全体をコンパ
クト化できる。しかも、入射光線が漸近線のよう
にすべて光軸近傍に収束する状態となるため、広
い角度から光を採り込むことが可能であり、大光
量の光を伝送し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を通信用光伝送路に応用した一
実施例の概略構造を表わす伝送原理図、第２図は
これに使用した開口数変換用凸レンズの光軸方向
に沿う屈折率分布を表わすグラスであり、図中の
符号で １は入射端面、２は開口数変換用凸レンズ、３
は通信用光フアイバ、４は光軸、５は光線、６は
コア部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が平坦面で構成されると共に他端が凸形
   の三次元彎曲面で構成され且つ長手方向に沿つて
   前記一端よりも前記他端側ほど屈折率を漸次低下
   させた一定な径の開口数変換用レンズの前記一端
   を光フアイバの端面に接続したことを特徴とする
   光伝送路。 ２ それぞれ屈折率が異なる複数枚のガラス板を
   前記屈折率の順に接合して棒状に形成し、更に最
   も屈折率が低い前記ガラス板に凸レンズを接合し
   てなる開口数変換用凸レンズの最も屈折率が高い
   前記ガラス板に光フアイバの端面を接続したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した光
   伝送路。