JPH0138664B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 所望の長さより短いレンズ要素２０を形成
し、このレンズ要素にガラスプレート２１を取り
つけて上記レンズ要素の前面に対して軸方向に移
動できる後面を定義し、この後面に当接させて光
フアイバ２６を配置し、この光フアイバに光を伝
搬させ、上記レンズ要素２０の前面から出射され
る光ビームを検出し、この光ビームが平行になる
位置で上記レンズ要素２０および上記ガラスプレ
ート２１をそのレンズ要素の後面に光等価粘着剤
のドロツプ２２により固定するマイクロ光学レン
ズの製造方法。

２ 粘着剤は光ビームが平行になる位置が得られ
たときに、紫外線照射により硬化可能な材料であ
る特許請求の範囲第１項に記載の光学レンズの製
造方法。

３ 所望の長さより短いレンズ要素２０を形成
し、このレンズ要素にガラスプレート２１を取り
つけ、上記レンズ要素の周囲にこのレンズ要素に
対して滑動自在であり上記ガラスプレートとの距
離を加減できるスリーブを設けて上記レンズ要素
の前面に対して軸方向に移動できる後面を定義
し、この後面に当接させて光フアイバ２６を配置
し、この光フアイバに光を伝搬させ、上記レンズ
要素２０の前面から出射される光ビームを検出
し、この光ビームが平行になる位置で上記レンズ
要素２０および上記ガラスプレート２１を上記ス
リーブに接着剤により固定するマイクロ光学レン
ズの製造方法。

〔技術分野〕

本発明はマイクロレンズに関する。

〔背景技術〕

例えばロツド型レンズまたはグレーテイドイン
デクス（GRIN）型レンズ等のマイクロレンズ
は、多数のマイクロ光学素子、例えば光学的なフ
アイバとフアイバとのコネクタ、フアイバと素子
とのカプラ、その他に使用されている。光フアイ
バ装置で使用する場合には、通常は、理想的なレ
ンズではその後面に一致している後焦点面に光フ
アイバを配置し、これにより、フアイバ中を伝搬
した光をレンズから平行ビームで出射する。しか
し、後面に向けてフアイバを配置したときに、出
射光ビームを確実に最適に平行化できるような長
さが必要であり、その長さに従来例レンズを製造
することは困難であつた。

本発明は、所望の長さのマイクロ光学レンズを
提供し、このようなマイクロ光学レンズの製造方
法を提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

本発明は第一の発明はマイクロ光学レンズの製
造方法を提供するものであり、この製造方法で
は、所望の長さより短いレンズ要素を形成し、こ
のレンズ要素に第二の要素を取りつけて上記レン
ズ要素の前面に対して軸方向に移動できる後面を
定義し、この後面に当接させて光フアイバを配置
し、この光フアイバで光を伝搬させ、上記レンズ
要素の前面から出射される光ビームを検出し、こ
の光ビームが平行になるまで上記前面と上記後面
との相対的位置を調節し、この光ビームが平行に
なる位置で上記レンズ要素および上記第二の要素
を固定する。

本発明の第二の発明はマイクロ光学レンズであ
り、レンズ要素と、マイクロ光学レンズを有効焦
点面に延長する焦点合わせに関係しない延長要素
とを備える。

ここで「有効焦点面」とは、よく知られている
光学の原理等により計算された公称の焦点面に、
平行に隣接または一致する面の意味で用いる。

実際には、例えば光フアイバをレンズに連結す
るための最適の位置により決められる有効焦点面
は、通常は、公称の焦点面より短い位置にある。
実際の有効焦点面の位置は、特に全体的な光学的
構成（例えば光フアイバコネクタのレンズとレン
ズとの空間）に依存する。本発明は、有効焦点面
に延長されたマイクロ光学レンズを高精度で製造
できる。

第二の要素すなわち延長要素は、光透過性で硬
化可能な粘着剤のドロツプを含み、このドロツプ
は、レンズ要素の後面に固定され、その後ろ側に
ガラスプレートを担持する。粘着剤は、光ビーム
が平行になる位置が得られたときに、紫外線照射
により硬化可能である。

選択的な構成として、第二の要素が、レンズ要
素の周囲に、このレンズ要素に対して滑動自在
で、光ビームが平行になる位置が得られときに接
着剤でその位置を固定できるスリーブを含むこと
ができる。

本発明の一例の実施例を添付図面を参照して説
明する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例ロツドレンズの概略図である。

第２図は本発明により構成されたレンズの概略
図である。

第３図は本発明により構成された別のレンズの
概略図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

第１図に示したロツドレンズ１０は、ガラスま
たはシリカで製造され、曲線状の前面１１および
平坦な後面１２を有する。光フアイバとともに使
用する場合には、終端面がレンズの後面に接触す
るように光フアイバ１４を配置する。フアイバ中
に伝搬された光は、レンズ１０により平行ビーム
に形成され、このビームがレンズの前面１０から
出射される。理想的なレンズにするためには、出
射ビームが平行ビームになるように、レンズの後
面１２を後焦点面に一致させるべきである。現実
には、従来のマイクロ光学レンズを要求される精
度で製造することは困難であり、例えばレンズと
フアイバとの最適な結合を得るために必要なレン
ズの正確な長さを確立することは困難である。

第２図に示したマイクロ光学レンズは、本発明
により以下のように製造される。最初の工程で
は、所望の完成したレンズより短いロツド型レン
ズ要素２０を製造する。このレンズ要素２０は、
ガラス、シリカまたは他の適切な屈折率の適当な
透明光学材料で、従来方法法により形成される。

紫外線で硬化する光透過粘着剤のドロツプ２２
で、ガラスプレート２１をレンズ要素２０に取り
付ける。

これに適する粘着剤は、エール共和国ダブリン
市のロクタイト社（Loctite Ltd）製ロクタイト
357である。より一般的には、この方法での使用
に適する組成物は、実質的に縮むことなしに透明
な非散乱固体に硬化する必要がある。硬化の前後
で組成物の屈折率が実質的に同じであるなら、
種々の屈折率に対して自動的に補償できるので、
材料の屈折率はほとんど関係ない。

粘着剤を硬化させる前に、レンズ要素２０の後
面２４に向かう方向および離れる方向にプレート
２１を移動させることができる。

このときに、適当な取り付け具２８を用いて、
光フアイバ２６をガラスプレート２１の後面に当
接させて配置する。取り付け具２８はその終端面
に円形溝２９が形成されており、この円形溝２９
は真空ポンプに連結される。ポンプが動作してい
るときには溝２９の空間が真空にされ、部材２８
とこれに取り付けられた光フアイバ２６とが吸引
によりガラスプレート２１の方向に移動する。取
り付け具２８はXYZ並進ステージ（図示せず）
により担持され、どの方向でも正確に移動でき
る。

フアイバ２６は、光源およびレンズ要素２０の
前面から離れた点に配置されたミラー３１に結合
され、その面はレンズ要素の軸に直角になつてい
いる。光は、フアイバ２６中を伝搬し、レンズ２
０から出射し、ミラー３１の方向に伝搬し、反射
してレンズ要素を通つてフアイバ２６に戻る。戻
つた光は、フアイバ２６からＸカプラ（図示せ
ず）でフアイバ２６の外部に取り出され、光検出
器に伝搬する。このとき、レンズ要素２０の後面
に対するガラスプレート２１の相対的な位置を並
進ステージの動作で変化させ、光検出器の出力を
観測する。光検出器の出力が最大のときに、ガラ
スプレート２１をその位置に保持し、紫外線照射
により粘着剤を硬化する。粘着剤が硬化したとき
に、レンズ要素の後面２４に対してガラスプレー
トをしつかりと保持する。光検出器の出力が最大
のときに、レンズ要素２０から出射される光ビー
ムが平行ビームであると仮定している。したがつ
て、最大出力から得られるまでレンズ要素２０に
対するプレート２１の位置を調整し、最大出力が
得られた位置でプレートを固定することにより、
所望のビームを発生できるように長さが正確に定
義されたレンズ要素を製造できる。

ビームの平行性を検知する別な方法として、ビ
ーム走査装置等の公知の技術を用いて出射される
ビームの強度分布を測定する方法がある。これ
は、技術的に成熟したよく知られた方法であり、
詳細は説明しない。

第３図は本発明の別の実施例構造図である。こ
の例では、レンズ要素２０とガラスプレート２１
との距離を加減するために、レンズ要素２０に対
して滑動自在なスリーブ３５を設けておき、前記
例と同様にガラスプレート２１とレンズ要素２０
との相対的位置を調節してから、接着剤３４によ
りその位置を固定する。