JP2002328259A - 光学素子 - Google Patents
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
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- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
- G02B6/2937—In line lens-filtering-lens devices, i.e. elements arranged along a line and mountable in a cylindrical package for compactness, e.g. 3- port device with GRIN lenses sandwiching a single filter operating at normal incidence in a tubular package
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバ１１からの出射光を屈折率分布型ロ
ッドレンズ１３で平行光とし、フィルタ４で反射させた
のち、再びロッドレンズ１３で集光し、光ファイバ１２
に結合する光学系においては、光ファイバ１１からの出
射光の主光線が光ファイバ１２の光軸３２と一致せず、
それに起因する結合損失が発生する。 【解決手段】光ファイバ１１，１２の光軸３１，３２の
間隔をＷ、ロッドレンズの光軸３３上の長さをＺとする
とき、 Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ)2≦６×１０-5 の条件を満たすようにする。ただし、ｇはロッドレンズ
の屈折率分布係数、Ｐは１周期長である。
ッドレンズ１３で平行光とし、フィルタ４で反射させた
のち、再びロッドレンズ１３で集光し、光ファイバ１２
に結合する光学系においては、光ファイバ１１からの出
射光の主光線が光ファイバ１２の光軸３２と一致せず、
それに起因する結合損失が発生する。 【解決手段】光ファイバ１１，１２の光軸３１，３２の
間隔をＷ、ロッドレンズの光軸３３上の長さをＺとする
とき、 Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ)2≦６×１０-5 の条件を満たすようにする。ただし、ｇはロッドレンズ
の屈折率分布係数、Ｐは１周期長である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを利用
した通信システムに用いられる光学素子に関する。さら
に詳細には、反射層を備えた屈折率分布型ロッドレンズ
を用いた光学素子に関する。
した通信システムに用いられる光学素子に関する。さら
に詳細には、反射層を備えた屈折率分布型ロッドレンズ
を用いた光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、インターネットの急速な普及によ
り、光ファイバ通信網の容量の増大が強く求められてお
り、その手段としてＷＤＭ（波長多重）通信の開発が急
速に進められている。ＷＤＭ通信においては、わずかな
波長差の光を個別に変調し、１本の光ファイバにこれら
の光を多重化して伝送する。伝送の終点においては、多
重化された波長の異なる信号を波長ごとに分離して受光
する。この多重化を合波、分離を分波と呼ぶ。この合
波、分波を行う１つの方法として光学フィルタを用いた
合波・分波器が用いられている。
り、光ファイバ通信網の容量の増大が強く求められてお
り、その手段としてＷＤＭ（波長多重）通信の開発が急
速に進められている。ＷＤＭ通信においては、わずかな
波長差の光を個別に変調し、１本の光ファイバにこれら
の光を多重化して伝送する。伝送の終点においては、多
重化された波長の異なる信号を波長ごとに分離して受光
する。この多重化を合波、分離を分波と呼ぶ。この合
波、分波を行う１つの方法として光学フィルタを用いた
合波・分波器が用いられている。
【０００３】図６上段に合波器の例を示す。図６上段に
示すように、波長合波器は、３本の光ファイバと１対の
レンズおよびフィルタから構成される。光ファイバ１０
１からは波長λ１の光が出射し、ロッドレンズ１０３に
入射する。λ１の光はロッドレンズ１０３で平行ビーム
に変換され、フィルタ１０４に到達する。フィルタ１０
４はλ１の光を反射し、この反射された光は再びロッド
レンズ１０３に入射し、このレンズで集光され光ファイ
バ１０２に結合する。光ファイバ１１１からは波長λ２
の光が出射する。λ２の光はロッドレンズ１１３で平行
ビームに変換され、フィルタ１０４に到達する。フィル
タ１０４はλ２の光を透過し、このフィルタ１０４を透
過した光はロッドレンズ１０３に入射し、このレンズで
集光され光ファイバ１０２に結合する。このようにし
て、光ファイバ１０１から出射した波長λ１の光と、光
ファイバ１１１から出射した波長λ２の光は、合波され
て光ファイバ１０２に結合される。
示すように、波長合波器は、３本の光ファイバと１対の
レンズおよびフィルタから構成される。光ファイバ１０
１からは波長λ１の光が出射し、ロッドレンズ１０３に
入射する。λ１の光はロッドレンズ１０３で平行ビーム
に変換され、フィルタ１０４に到達する。フィルタ１０
４はλ１の光を反射し、この反射された光は再びロッド
レンズ１０３に入射し、このレンズで集光され光ファイ
バ１０２に結合する。光ファイバ１１１からは波長λ２
の光が出射する。λ２の光はロッドレンズ１１３で平行
ビームに変換され、フィルタ１０４に到達する。フィル
タ１０４はλ２の光を透過し、このフィルタ１０４を透
過した光はロッドレンズ１０３に入射し、このレンズで
集光され光ファイバ１０２に結合する。このようにし
て、光ファイバ１０１から出射した波長λ１の光と、光
ファイバ１１１から出射した波長λ２の光は、合波され
て光ファイバ１０２に結合される。
【０００４】分波の場合は、図６の下段に示すように、
光ファイバ１０２から波長λ１とλ２の光が出射し、ロ
ッドレンズ１０３に入射する。これらの光はロッドレン
ズ１０３で平行ビームに変換され、フィルタ１０４に到
達する。フィルタ１０４はλ１の光を反射し、この反射
された光は再びロッドレンズ１０３に入射し、このレン
ズで集光され光ファイバ１０１に結合する。λ２の光は
ロッドレンズ１０３で平行ビームに変換され、フィルタ
１０４に到達する。フィルタ１０４はλ２の光を透過
し、このフィルタ１０４を透過した光はロッドレンズ１
１３に入射し、このレンズで集光され光ファイバ１１２
に結合する。このようにして、光ファイバ１０２から出
射した波長λ１の光とλ２は、光ファイバ１０１と光フ
ァイバ１１２に分波される。
光ファイバ１０２から波長λ１とλ２の光が出射し、ロ
ッドレンズ１０３に入射する。これらの光はロッドレン
ズ１０３で平行ビームに変換され、フィルタ１０４に到
達する。フィルタ１０４はλ１の光を反射し、この反射
された光は再びロッドレンズ１０３に入射し、このレン
ズで集光され光ファイバ１０１に結合する。λ２の光は
ロッドレンズ１０３で平行ビームに変換され、フィルタ
１０４に到達する。フィルタ１０４はλ２の光を透過
し、このフィルタ１０４を透過した光はロッドレンズ１
１３に入射し、このレンズで集光され光ファイバ１１２
に結合する。このようにして、光ファイバ１０２から出
射した波長λ１の光とλ２は、光ファイバ１０１と光フ
ァイバ１１２に分波される。
【０００５】図６に示す光学系を実際に使用する場合に
は、図７に示すようにフィルタ４を左側のロッドレンズ
３の端面４３ｂに密着させる場合がある。ただし、図７
においては右側のロッドレンズは省略している。このよ
うにすると、この光学系をモジュール化する場合など
に、ロッドレンズとフィルタを別々に位置決めして固定
する必要がなく、組立が容易になり、かつ長期的な安定
性も向上するという利点がある。これはロッドレンズ端
面が平面であるという特徴を生かした構成である。
は、図７に示すようにフィルタ４を左側のロッドレンズ
３の端面４３ｂに密着させる場合がある。ただし、図７
においては右側のロッドレンズは省略している。このよ
うにすると、この光学系をモジュール化する場合など
に、ロッドレンズとフィルタを別々に位置決めして固定
する必要がなく、組立が容易になり、かつ長期的な安定
性も向上するという利点がある。これはロッドレンズ端
面が平面であるという特徴を生かした構成である。
【０００６】出射側光ファイバ１及び入射側光ファイバ
２は、図６同様に平行に配置され、両光ファイバ１、２
の端面４１、４２とロッドレンズ３の端面４３ａとは、
適当な間隔をおいて対向配置されている。その間隙は空
気層である場合もあるが、マッチングオイルや接着剤な
どの媒質５で満たされる場合もある。
２は、図６同様に平行に配置され、両光ファイバ１、２
の端面４１、４２とロッドレンズ３の端面４３ａとは、
適当な間隔をおいて対向配置されている。その間隙は空
気層である場合もあるが、マッチングオイルや接着剤な
どの媒質５で満たされる場合もある。
【０００７】ロッドレンズ３の屈折率分布は、例えば以
下の式によって表される（例えば特開昭６０−９１３１
６号公報参照）。 ｎ（ｒ）2 ＝ｎ0 2 ・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8（ｇ・ｒ）8 ＋・・・｝ ただし、 ｒ：ロッドレンズの光軸から測った径方向の距離 ｒ0：ロッドレンズの有効半径 ｎ0：ロッドレンズの光軸上での屈折率 ｇ：２次の屈折率分布係数 ｈ4、ｈ6、ｈ8・・・：４、６、８・・・次の屈折率分
布係数
下の式によって表される（例えば特開昭６０−９１３１
６号公報参照）。 ｎ（ｒ）2 ＝ｎ0 2 ・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8（ｇ・ｒ）8 ＋・・・｝ ただし、 ｒ：ロッドレンズの光軸から測った径方向の距離 ｒ0：ロッドレンズの有効半径 ｎ0：ロッドレンズの光軸上での屈折率 ｇ：２次の屈折率分布係数 ｈ4、ｈ6、ｈ8・・・：４、６、８・・・次の屈折率分
布係数
【０００８】このロッドレンズの１周期長Ｐは、２π／
ｇに等しい。ロッドレンズ３の光軸上の長さＺを０．２
５Ｐよりわずかに短く設定すると、光ファイバ１から出
射された光束はフィルタ４のある端面で略平行光線とな
る。したがって、フィルタ４によって反射された光束
は、再び集光されて光ファイバ２に戻される。
ｇに等しい。ロッドレンズ３の光軸上の長さＺを０．２
５Ｐよりわずかに短く設定すると、光ファイバ１から出
射された光束はフィルタ４のある端面で略平行光線とな
る。したがって、フィルタ４によって反射された光束
は、再び集光されて光ファイバ２に戻される。
【０００９】ここで、両光ファイバ１、２はロッドレン
ズ３の光軸２３と平行に並べ、光ファイバ１の端面４１
の位置を光軸２１方向および光軸２１と垂直方向に調整
すると、光ファイバ１から出射された光束は光ファイバ
２の光軸２２上端面４２に焦点を結ぶので、高い結合効
率を得ることができる。
ズ３の光軸２３と平行に並べ、光ファイバ１の端面４１
の位置を光軸２１方向および光軸２１と垂直方向に調整
すると、光ファイバ１から出射された光束は光ファイバ
２の光軸２２上端面４２に焦点を結ぶので、高い結合効
率を得ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図７の配置
では光ファイバ１の出射光の主光線（ガウシアンビーム
の対称中心をなす、最大強度の光線と定義する）が光フ
ァイバ２の光軸２２と一致せず、図８に示すように、Ｘ
Ｚ平面内での傾きθdが生じる。したがって、θdの大き
さに応じた結合損失が発生する。
では光ファイバ１の出射光の主光線（ガウシアンビーム
の対称中心をなす、最大強度の光線と定義する）が光フ
ァイバ２の光軸２２と一致せず、図８に示すように、Ｘ
Ｚ平面内での傾きθdが生じる。したがって、θdの大き
さに応じた結合損失が発生する。
【００１１】傾きθdをなくすには、ロッドレンズ３の
長さを０．２５ピッチとし、光ファイバ端面４１、４２
をロッドレンズ端面４３ａに密着させれば良い。しか
し、このように設計すると、焦点合わせやファイバ位置
の微妙な調整を行う自由度が失われてしまうという難点
が生じる。レンズ長を短くすると光ファイバ１、２の端
面４１、４２とレンズ３の端面４３ａの間隔は長くなる
ので上記調整は楽になるが、この場合は傾きθdによる
損失が大きくなってしまうという問題点がある。
長さを０．２５ピッチとし、光ファイバ端面４１、４２
をロッドレンズ端面４３ａに密着させれば良い。しか
し、このように設計すると、焦点合わせやファイバ位置
の微妙な調整を行う自由度が失われてしまうという難点
が生じる。レンズ長を短くすると光ファイバ１、２の端
面４１、４２とレンズ３の端面４３ａの間隔は長くなる
ので上記調整は楽になるが、この場合は傾きθdによる
損失が大きくなってしまうという問題点がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、傾きθdによ
る損失を実用上差し支えない範囲に留めるための条件を
提示するものである。
る損失を実用上差し支えない範囲に留めるための条件を
提示するものである。
【００１３】互いに平行に光軸間隔がＷになるように配
置した出射側光ファイバ及び入射側光ファイバと、半径
方向に次式 ｎ（ｒ）2 ＝ｎ0 2 ・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8（ｇ・ｒ）8 ＋・・・｝ で表される屈折率分布を有し、光軸上の長さがＺである
屈折率分布型ロッドレンズによって構成され、出射側光
ファイバから出射した光束がロッドレンズの第１の端面
に入射され、ロッドレンズ内部で略平行光束に変換され
たのち、ロッドレンズの第１の端面に相対する第２の端
面に載置したフィルタ等の反射手段によってその少なく
とも一部が反射され、ロッドレンズ内部で再び収束光に
変換され入射側光ファイバに入射する前記光ファイバの
光軸とロッドレンズの光軸が互いに平行な光学系を有す
る光学素子において、次式 Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ)2≦６×１０-5 の条件を満たすことが望ましい。ここで ｒ：ロッドレンズの光軸から測った径方向の距離 ｒ0：ロッドレンズの有効半径 ｎ0：ロッドレンズの光軸上での屈折率 ｇ：２次の屈折率分布係数 ｈ4、ｈ6、ｈ8、・・・：４、６、８、・・・次の屈折
率分布係数 Ｐ：ロッドレンズの１周期長（２π／ｇに等しい） Ｚ：ロッドレンズの光軸上の長さ である。
置した出射側光ファイバ及び入射側光ファイバと、半径
方向に次式 ｎ（ｒ）2 ＝ｎ0 2 ・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8（ｇ・ｒ）8 ＋・・・｝ で表される屈折率分布を有し、光軸上の長さがＺである
屈折率分布型ロッドレンズによって構成され、出射側光
ファイバから出射した光束がロッドレンズの第１の端面
に入射され、ロッドレンズ内部で略平行光束に変換され
たのち、ロッドレンズの第１の端面に相対する第２の端
面に載置したフィルタ等の反射手段によってその少なく
とも一部が反射され、ロッドレンズ内部で再び収束光に
変換され入射側光ファイバに入射する前記光ファイバの
光軸とロッドレンズの光軸が互いに平行な光学系を有す
る光学素子において、次式 Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ)2≦６×１０-5 の条件を満たすことが望ましい。ここで ｒ：ロッドレンズの光軸から測った径方向の距離 ｒ0：ロッドレンズの有効半径 ｎ0：ロッドレンズの光軸上での屈折率 ｇ：２次の屈折率分布係数 ｈ4、ｈ6、ｈ8、・・・：４、６、８、・・・次の屈折
率分布係数 Ｐ：ロッドレンズの１周期長（２π／ｇに等しい） Ｚ：ロッドレンズの光軸上の長さ である。
【００１４】上記条件範囲は Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ)2≦２×１０-5 であればより好ましい。
【００１５】両光ファイバの端面は、両光ファイバの光
軸に垂直な直線に平行であって、両光ファイバの光軸に
垂直な平面に対して傾斜角を有することが望ましく、ま
たロッドレンズの光ファイバに対向する端面も、前記両
光ファイバの光軸に垂直な直線に平行であって、両光フ
ァイバの光軸に垂直な平面に対して傾斜角を有すること
が望ましい。
軸に垂直な直線に平行であって、両光ファイバの光軸に
垂直な平面に対して傾斜角を有することが望ましく、ま
たロッドレンズの光ファイバに対向する端面も、前記両
光ファイバの光軸に垂直な直線に平行であって、両光フ
ァイバの光軸に垂直な平面に対して傾斜角を有すること
が望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。本発明の実施の形態である
光学素子の光学系を図１に示す。上段はＹＺ平面（側
面）図であり、下段はＸＺ平面（上面）図である。基本
的な光学系は図７に示したものと同様である。本実施の
形態における光学素子は、出射側光ファイバ１１と屈折
率分布型ロッドレンズ１３と入射側光ファイバ１２とが
配列されて構成されている。
をさらに具体的に説明する。本発明の実施の形態である
光学素子の光学系を図１に示す。上段はＹＺ平面（側
面）図であり、下段はＸＺ平面（上面）図である。基本
的な光学系は図７に示したものと同様である。本実施の
形態における光学素子は、出射側光ファイバ１１と屈折
率分布型ロッドレンズ１３と入射側光ファイバ１２とが
配列されて構成されている。
【００１７】図１に示すように、出射側光ファイバ１１
及び入射側光ファイバ１２は平行に配置され、その光軸
３１と３２の間隔はＷである。光ファイバの端面（ロッ
ドレンズとの対向面）５１、５２は、反射光によるクロ
ストークを防止するために通常斜めに加工されている。
この斜め面（斜め加工した端面）５１、５２は図１にお
いてＸＹ平面に平行な面がＸ軸の周りに回転した方向に
傾斜している（傾き角をＸＹ平面とこの斜め面の角度で
定義し、θFとする）。θFは６゜〜８゜の場合が多い。
及び入射側光ファイバ１２は平行に配置され、その光軸
３１と３２の間隔はＷである。光ファイバの端面（ロッ
ドレンズとの対向面）５１、５２は、反射光によるクロ
ストークを防止するために通常斜めに加工されている。
この斜め面（斜め加工した端面）５１、５２は図１にお
いてＸＹ平面に平行な面がＸ軸の周りに回転した方向に
傾斜している（傾き角をＸＹ平面とこの斜め面の角度で
定義し、θFとする）。θFは６゜〜８゜の場合が多い。
【００１８】同じ理由によりロッドレンズ３の端面（光
ファイバとの対向面）５３ａも斜めに加工されているこ
とが多い（この端面の傾き角もθFと同様に定義し、θR
とする）。両光ファイバ１１、１２の端面５１、５２と
ロッドレンズ１３の端面５３ａとは、適当な間隔Ｌをお
いて対向配置されており、その間隙部分を満たす媒質５
の屈折率をｎLとする。
ファイバとの対向面）５３ａも斜めに加工されているこ
とが多い（この端面の傾き角もθFと同様に定義し、θR
とする）。両光ファイバ１１、１２の端面５１、５２と
ロッドレンズ１３の端面５３ａとは、適当な間隔Ｌをお
いて対向配置されており、その間隙部分を満たす媒質５
の屈折率をｎLとする。
【００１９】ロッドレンズ１３の屈折率分布は、以下の
式によって表される。 ｎ（ｒ）2 ＝ｎ0 2 ・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8（ｇ・ｒ）8 ＋・・・｝ ここで、 ｒ：ロッドレンズの光軸から測った径方向の距離 ｒ0：ロッドレンズの有効半径 ｎ0：ロッドレンズの光軸上での屈折率 ｇ：２次の屈折率分布係数 ｈ4、ｈ6、ｈ8・・・：４、６、８・・・次の屈折率分
布係数
式によって表される。 ｎ（ｒ）2 ＝ｎ0 2 ・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8（ｇ・ｒ）8 ＋・・・｝ ここで、 ｒ：ロッドレンズの光軸から測った径方向の距離 ｒ0：ロッドレンズの有効半径 ｎ0：ロッドレンズの光軸上での屈折率 ｇ：２次の屈折率分布係数 ｈ4、ｈ6、ｈ8・・・：４、６、８・・・次の屈折率分
布係数
【００２０】このロッドレンズの１周期長Ｐは、２π／
ｇに等しい。ロッドレンズ１３の光軸３３上の長さＺ
は、０．２５Ｐよりわずかに短くしているので、光ファ
イバ１から出射された光束は反射手段であるフィルタ４
などのある端面５３ｂで略平行光線となる。従って、フ
ィルタ４によって反射された光束は、再び集光して入射
側光ファイバ１２に戻される。なお、ロッドレンズの有
効半径ｒ0とはロッドレンズの光学性能が有効に発揮さ
れる範囲を言う。ロッドレンズの外周部分は収差が大き
いなどレンズ特性に乱れがある場合があり、通常、有効
半径はロッドレンズの物理的半径より小さい。ただし、
各図において、物理的半径部分については図示を省略し
ている。
ｇに等しい。ロッドレンズ１３の光軸３３上の長さＺ
は、０．２５Ｐよりわずかに短くしているので、光ファ
イバ１から出射された光束は反射手段であるフィルタ４
などのある端面５３ｂで略平行光線となる。従って、フ
ィルタ４によって反射された光束は、再び集光して入射
側光ファイバ１２に戻される。なお、ロッドレンズの有
効半径ｒ0とはロッドレンズの光学性能が有効に発揮さ
れる範囲を言う。ロッドレンズの外周部分は収差が大き
いなどレンズ特性に乱れがある場合があり、通常、有効
半径はロッドレンズの物理的半径より小さい。ただし、
各図において、物理的半径部分については図示を省略し
ている。
【００２１】ここで、両光ファイバ１１、１２はＺ軸と
平行に並べ、その光軸３１、３２のＹ座標を、ロッドレ
ンズの光軸３３を基準としてΔｙとする。ΔｙとＬを調
整すると、光ファイバ１１から出射された光束は光ファ
イバ１２の光軸３２上端面５２に焦点を結ぶので、高い
結合効率を得ることができる。
平行に並べ、その光軸３１、３２のＹ座標を、ロッドレ
ンズの光軸３３を基準としてΔｙとする。ΔｙとＬを調
整すると、光ファイバ１１から出射された光束は光ファ
イバ１２の光軸３２上端面５２に焦点を結ぶので、高い
結合効率を得ることができる。
【００２２】この光学系で問題となる主光線の傾きθd
に起因する結合損失の大きさは、ロッドレンズの屈折率
分布によって決まる光学特性およびロッドレンズの形
状、光ファイバとロッドレンズの位置関係に依存する。
そこでこの結合損失の性質を具体的な光学系に対してシ
ミュレーションによって調べた。結合効率の計算には、
米国Sinclair Optics社製の光学設計ソフトウェア「Osl
o Six」を用いた。
に起因する結合損失の大きさは、ロッドレンズの屈折率
分布によって決まる光学特性およびロッドレンズの形
状、光ファイバとロッドレンズの位置関係に依存する。
そこでこの結合損失の性質を具体的な光学系に対してシ
ミュレーションによって調べた。結合効率の計算には、
米国Sinclair Optics社製の光学設計ソフトウェア「Osl
o Six」を用いた。
【００２３】図６に示す光学系について、各種パラメー
タを変えて最適化を行ない、結合損失の計算を行なった
結果を表１に示す。光ファイバは両者とも使用波長λ＝
１５５０ｎｍ、開口数（ＮＡ）＝０．１（１／ｅ2強度
での広がり）の単一モード光ファイバとした。
タを変えて最適化を行ない、結合損失の計算を行なった
結果を表１に示す。光ファイバは両者とも使用波長λ＝
１５５０ｎｍ、開口数（ＮＡ）＝０．１（１／ｅ2強度
での広がり）の単一モード光ファイバとした。
【００２４】計算に際しては、以下のパラメータ ｒ0：ロッドレンズの有効半径 ｎ0：ロッドレンズの光軸上での屈折率 ｇ：２次の屈折率分布係数 θF：光ファイバ端面の傾き角度 θR：ロッドレンズ端面の傾き角度 Ｗ：両光ファイバの光軸間隔 を最初に設定してから、 Ｌ：光ファイバとロッドレンズの端面間隔 Δｙ：Ｙ軸方向の光ファイバ光軸の位置（ロッドレンズ
光軸を基準とする） を変化させ、焦点位置が入射側光ファイバの光軸上端面
に一致するように最適化した。
光軸を基準とする） を変化させ、焦点位置が入射側光ファイバの光軸上端面
に一致するように最適化した。
【００２５】高次の屈折率分布係数については、ｈ4＝
＋０．６７とすることにより球面収差を補正した。結合
損失に関する計算結果は、反射層の反射率が１００％の
場合の結合損失をｄＢ単位で表したものである。境界面
でのフレネル反射と内部吸収は無視している。
＋０．６７とすることにより球面収差を補正した。結合
損失に関する計算結果は、反射層の反射率が１００％の
場合の結合損失をｄＢ単位で表したものである。境界面
でのフレネル反射と内部吸収は無視している。
【００２６】計算結果より、結合損失の大きさは、 ・両光ファイバの光軸間隔Ｗに比例する（図２参照）。 ・ロッドレンズ長Ｚの０．２５Ｐからのずれ（０．２５
−Ｚ／Ｐ）の２乗に比例する（図３参照）。 ・ 屈折率分布係数ｇに比例する（図４参照）。 という性質があることが示された。したがって結合損失
は Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2 に比例するといえる。
−Ｚ／Ｐ）の２乗に比例する（図３参照）。 ・ 屈折率分布係数ｇに比例する（図４参照）。 という性質があることが示された。したがって結合損失
は Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2 に比例するといえる。
【００２７】このことを示すため、表１の結果をグラフ
化したものが図５であり、横軸は Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2 であり、縦軸は結合損失である。このグラフから、よい
比例関係があることが読み取れる。この比例関係を用い
れば、結合損失をある値以下におさえるために Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2 を一定値以下にすればよいことがわかる。
化したものが図５であり、横軸は Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2 であり、縦軸は結合損失である。このグラフから、よい
比例関係があることが読み取れる。この比例関係を用い
れば、結合損失をある値以下におさえるために Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2 を一定値以下にすればよいことがわかる。
【００２８】複数の要素を組み合わせた光学系からなる
光学素子には複数の要因により、損失が発生する。θd
に起因する結合損失はその内の一つに過ぎず、光学素子
全体を低損失に設計するためには、この損失を最低でも
０．３ｄＢ以下に抑える必要がある。このためには、図
５より Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2≦６×１０-5 の条件を満たす設計を行なえばよい。
光学素子には複数の要因により、損失が発生する。θd
に起因する結合損失はその内の一つに過ぎず、光学素子
全体を低損失に設計するためには、この損失を最低でも
０．３ｄＢ以下に抑える必要がある。このためには、図
５より Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2≦６×１０-5 の条件を満たす設計を行なえばよい。
【００２９】さらに結合損失を小さく、たとえば０．１
ｄＢ以下とするには Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2≦２×１０-5 の条件とすれば良い。
ｄＢ以下とするには Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2≦２×１０-5 の条件とすれば良い。
【００３０】ここで、ロッドレンズ１３の光軸３３上の
長さＺは、ロッドレンズ１３と光ファイバ１１、１２と
の間隔Ｌをある程度取るために、Ｚ＜０．２５Ｐである
のが望ましい。Ｌの値は、ロッドレンズ近軸光線の式よ
り、 Ｌ＝ｃｏｔ(ｇＺ)／（ｎ０・ｇ） と表わされる。焦点調節の余裕をとるためには、Ｌの値
が５μm（光ファイバー結合の焦点深度）以上が必要な
ので、上記数式によるＬの値が５μm以上となるように
Ｚの値を決めることが望ましい（レーザー研究 Vol.8,
No.5, pp13 (1980)参照）。
長さＺは、ロッドレンズ１３と光ファイバ１１、１２と
の間隔Ｌをある程度取るために、Ｚ＜０．２５Ｐである
のが望ましい。Ｌの値は、ロッドレンズ近軸光線の式よ
り、 Ｌ＝ｃｏｔ(ｇＺ)／（ｎ０・ｇ） と表わされる。焦点調節の余裕をとるためには、Ｌの値
が５μm（光ファイバー結合の焦点深度）以上が必要な
ので、上記数式によるＬの値が５μm以上となるように
Ｚの値を決めることが望ましい（レーザー研究 Vol.8,
No.5, pp13 (1980)参照）。
【００３１】表１を参照すると、Ｚ＝０．２４５Ｐのと
きでも、Ｌが５０μｍ程度とれる場合もあり、Ｚは０．
２５Ｐより僅かに小さくすれば、Ｌに関してある程度の
調整代が確保される。一方、Ｌが大きくなり過ぎると斜
め端面に起因するコマ収差が大きくなるので、Ｚの下限
は０．１５Ｐ以上、より好ましくは０．２０Ｐ以上の範
囲とする。
きでも、Ｌが５０μｍ程度とれる場合もあり、Ｚは０．
２５Ｐより僅かに小さくすれば、Ｌに関してある程度の
調整代が確保される。一方、Ｌが大きくなり過ぎると斜
め端面に起因するコマ収差が大きくなるので、Ｚの下限
は０．１５Ｐ以上、より好ましくは０．２０Ｐ以上の範
囲とする。
【００３２】本発明における光ファイバ（出射側光ファ
イバ１１及び入射側光ファイバ１２）は光通信用の単一
モード光ファイバ（使用波長域は９００ｎｍから１６０
０ｎｍ程度）を前提としているが、ステップインデック
ス型や屈折率分布型のマルチモード光ファイバなどを他
の波長域で使用することも、もちろん可能である。
イバ１１及び入射側光ファイバ１２）は光通信用の単一
モード光ファイバ（使用波長域は９００ｎｍから１６０
０ｎｍ程度）を前提としているが、ステップインデック
ス型や屈折率分布型のマルチモード光ファイバなどを他
の波長域で使用することも、もちろん可能である。
【００３３】本発明に使用するロッドレンズ１３の有効
部分の外径２ｒ0は０．１ｍｍから５ｍｍの範囲にある
ことが望ましい。外径が上記の範囲を越えるロッドレン
ズは、製作が困難である。
部分の外径２ｒ0は０．１ｍｍから５ｍｍの範囲にある
ことが望ましい。外径が上記の範囲を越えるロッドレン
ズは、製作が困難である。
【００３４】また、ロッドレンズ１３の有効部分の外径
は光ファイバ１１から出射された光束を無駄なく利用す
るために光ファイバ１１のクラッド外径ｄfの２倍以上
であるのがより望ましく、ｄfの規格が０．１２５ｍｍ
であることから、２ｒ0は０．２５ｍｍ以上であること
が望ましい。また、外径が２ｍｍを超えると光学素子全
体の小型軽量化が困難となるため、２ｍｍ以下であるこ
とがより望ましい。なお、通信用ロッドレンズの事実上
の国際標準となっている外径１．８ｍｍは特に望ましい
値であり、計算はｒ0＝０．９ｍｍの場合を中心に行っ
ている。
は光ファイバ１１から出射された光束を無駄なく利用す
るために光ファイバ１１のクラッド外径ｄfの２倍以上
であるのがより望ましく、ｄfの規格が０．１２５ｍｍ
であることから、２ｒ0は０．２５ｍｍ以上であること
が望ましい。また、外径が２ｍｍを超えると光学素子全
体の小型軽量化が困難となるため、２ｍｍ以下であるこ
とがより望ましい。なお、通信用ロッドレンズの事実上
の国際標準となっている外径１．８ｍｍは特に望ましい
値であり、計算はｒ0＝０．９ｍｍの場合を中心に行っ
ている。
【００３５】もちろん、Ｗはｄfより小さくすることは
できない。また２本の光ファイバ１１、１２とロッドレ
ンズ１３の間で光の入出射が無駄なく行われるために
は、少なくとも両光ファイバ１１、１２のクラッド外周
部がロッドレンズ１３の有効径の外側に出ない必要があ
る。このためＷは、 ｄf≦Ｗ≦２ｒ0−ｄf の範囲にある必要がある。実際には光ファイバからの出
射光はその開口角にしたがって広がりをもつので、Ｗは
上式の上限より充分小さく設定するのが望ましい。
できない。また２本の光ファイバ１１、１２とロッドレ
ンズ１３の間で光の入出射が無駄なく行われるために
は、少なくとも両光ファイバ１１、１２のクラッド外周
部がロッドレンズ１３の有効径の外側に出ない必要があ
る。このためＷは、 ｄf≦Ｗ≦２ｒ0−ｄf の範囲にある必要がある。実際には光ファイバからの出
射光はその開口角にしたがって広がりをもつので、Ｗは
上式の上限より充分小さく設定するのが望ましい。
【００３６】ロッドレンズ１３の中心屈折率ｎ0の下限
は、材料としてガラスやプラスチックを用いる場合、
１．４程度となる。また、ロッドレンズ１３の材料とし
てガラスを用い、酸化鉛、酸化ランタン等の高屈折率成
分を多くすると、中心屈折率ｎ 0は最大２．０程度まで
大きくすることができる。しかし、高屈折率成分を多く
するとイオン交換の速度が極端に遅くなったり、失透し
易くなる、といった問題点が生じるため、中心屈折率ｎ
0の望ましい範囲は１．５５以上１．８０以下である。
は、材料としてガラスやプラスチックを用いる場合、
１．４程度となる。また、ロッドレンズ１３の材料とし
てガラスを用い、酸化鉛、酸化ランタン等の高屈折率成
分を多くすると、中心屈折率ｎ 0は最大２．０程度まで
大きくすることができる。しかし、高屈折率成分を多く
するとイオン交換の速度が極端に遅くなったり、失透し
易くなる、といった問題点が生じるため、中心屈折率ｎ
0の望ましい範囲は１．５５以上１．８０以下である。
【００３７】ロッドレンズ１３の明るさは、レンズが光
を取り込むことのできる範囲を示す開口角θ＝ｎ0・ｇ
・ｒ0（単位ｒａｄ）によって規定され、この開口角θ
は、 ０．１≦θ≦１．０ の範囲にあるのが望ましい。θの値が０．１未満の場合
には、開口数ＮＡが小さくなるために光ファイバ１１か
ら出射する光をすべて集めることが困難となり、ケラレ
損失が大きくなる。また、θの値が１．０を超える屈折
率差の大きいロッドレンズは製作が困難となる。ロッド
レンズの製作が容易なさらに望ましい範囲は、０．１５
≦θ≦０．６０である。
を取り込むことのできる範囲を示す開口角θ＝ｎ0・ｇ
・ｒ0（単位ｒａｄ）によって規定され、この開口角θ
は、 ０．１≦θ≦１．０ の範囲にあるのが望ましい。θの値が０．１未満の場合
には、開口数ＮＡが小さくなるために光ファイバ１１か
ら出射する光をすべて集めることが困難となり、ケラレ
損失が大きくなる。また、θの値が１．０を超える屈折
率差の大きいロッドレンズは製作が困難となる。ロッド
レンズの製作が容易なさらに望ましい範囲は、０．１５
≦θ≦０．６０である。
【００３８】ロッドレンズ１３の収差量は、屈折率分布
係数ｈ4、ｈ6、ｈ8、・・・によって決定される。本発
明での使用状況下では、ｈ4＝＋０．６７とすれば、開
口数ＮＡが０．２以下の範囲で球面収差量がほぼ回折限
界以下となるので、十分な性能が得られる（レーザー研
究 Vol.8, No.5, pp13 (1980)参照）。収差量をさらに
小さくするためには、ｈ6、ｈ8、・・・の値を最適化す
ればよい。
係数ｈ4、ｈ6、ｈ8、・・・によって決定される。本発
明での使用状況下では、ｈ4＝＋０．６７とすれば、開
口数ＮＡが０．２以下の範囲で球面収差量がほぼ回折限
界以下となるので、十分な性能が得られる（レーザー研
究 Vol.8, No.5, pp13 (1980)参照）。収差量をさらに
小さくするためには、ｈ6、ｈ8、・・・の値を最適化す
ればよい。
【００３９】出射側光ファイバ１１及び入射側光ファイ
バ１２の端面（ロッドレンズとの対向面）５１，５２の
法線と光ファイバの光軸３１、３２とのなす角度θF
は、４°から１５°の範囲にあるのが望ましい。この角
度が４°未満であるとクロストーク防止の効果が十分得
られず、また、１５°を超えるとコマ収差が発生して結
合効率が低下するおそれがある。通常、角度θFは６°
から８°の範囲に設定されており、これがより望ましい
範囲である。
バ１２の端面（ロッドレンズとの対向面）５１，５２の
法線と光ファイバの光軸３１、３２とのなす角度θF
は、４°から１５°の範囲にあるのが望ましい。この角
度が４°未満であるとクロストーク防止の効果が十分得
られず、また、１５°を超えるとコマ収差が発生して結
合効率が低下するおそれがある。通常、角度θFは６°
から８°の範囲に設定されており、これがより望ましい
範囲である。
【００４０】同じ理由により、ロッドレンズ１３の端面
（光ファイバとの対向面）５３ａも斜めに加工されてお
り、その角度をθRとする。角度θRについても、４°か
ら１５°の範囲にあるのが望ましく、より望ましいのは
６°から８°の範囲である。
（光ファイバとの対向面）５３ａも斜めに加工されてお
り、その角度をθRとする。角度θRについても、４°か
ら１５°の範囲にあるのが望ましく、より望ましいのは
６°から８°の範囲である。
【００４１】光ファイバ１１、１２の端面５１、５２と
ロッドレンズ１３の端面５３ａの間隙は、空気もしくは
真空とするのが最も簡単である。しかし、前述したよう
に屈折率の大きい媒質５で満たせば結合損失を減らす効
果があると共に、境界面でのフレネル反射が減少するの
で無反射コートを省略することができるという長所もあ
る。光通信用の単一モード光ファイバのコア中心屈折率
は１．４５程度（石英の値）であるので、上記媒体の屈
折率ｎLは、 １．４≦ｎL≦１．８ が特に望ましい範囲である。
ロッドレンズ１３の端面５３ａの間隙は、空気もしくは
真空とするのが最も簡単である。しかし、前述したよう
に屈折率の大きい媒質５で満たせば結合損失を減らす効
果があると共に、境界面でのフレネル反射が減少するの
で無反射コートを省略することができるという長所もあ
る。光通信用の単一モード光ファイバのコア中心屈折率
は１．４５程度（石英の値）であるので、上記媒体の屈
折率ｎLは、 １．４≦ｎL≦１．８ が特に望ましい範囲である。
【００４２】表１より、標準的な数値例を説明する。光
ファイバはクラッド外径１２５μｍで端面を８°に斜め
加工した単一モード光ファイバを使用する。ロッドレン
ズは有効部分の外径が１．８ｍｍでレンズ長は０．２３
Ｐとする。レンズ中心の屈折率は１．５９、屈折率分布
係数ｇ＝０．３２６ｍｍ-1である。この場合、開口率は
０．４６７となる。この組合せで、Ｗ＝２５０μｍ、間
隙は空気とすると Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2＝３．２６×１０-5 である。このときＬ＝０．２３６６ｍｍ、Δｙ＝−１
９．７μｍが最適位置であり、計算による結合損失は
０．１８ｄＢと０．３ｄＢ以下との要求を満たしてい
る。同じ構成で、光ファイバとロッドレンズの端面の間
に屈折率１．５の接着剤を介在させた場合、Ｌ＝０．３
６４ｍｍとやや大きくなり、結合損失が０．１２ｄＢ程
度とかなり改善される好ましい結果となる。
ファイバはクラッド外径１２５μｍで端面を８°に斜め
加工した単一モード光ファイバを使用する。ロッドレン
ズは有効部分の外径が１．８ｍｍでレンズ長は０．２３
Ｐとする。レンズ中心の屈折率は１．５９、屈折率分布
係数ｇ＝０．３２６ｍｍ-1である。この場合、開口率は
０．４６７となる。この組合せで、Ｗ＝２５０μｍ、間
隙は空気とすると Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2＝３．２６×１０-5 である。このときＬ＝０．２３６６ｍｍ、Δｙ＝−１
９．７μｍが最適位置であり、計算による結合損失は
０．１８ｄＢと０．３ｄＢ以下との要求を満たしてい
る。同じ構成で、光ファイバとロッドレンズの端面の間
に屈折率１．５の接着剤を介在させた場合、Ｌ＝０．３
６４ｍｍとやや大きくなり、結合損失が０．１２ｄＢ程
度とかなり改善される好ましい結果となる。
【００４３】レンズ長を０．２４Ｐとし、それ以外は上
記と同様な条件とした場合、 Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2＝０．８２×１０-5 であり、結合損失が０．１ｄＢ以下となる条件を満たす
ようになる。計算上の結合損失も０．０５５ｄＢと０．
１ｄＢ以下となる。ただしＬ＝０．１１７４ｍｍと光フ
ァイバとロッドレンズの間隙は小さくなる。
記と同様な条件とした場合、 Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2＝０．８２×１０-5 であり、結合損失が０．１ｄＢ以下となる条件を満たす
ようになる。計算上の結合損失も０．０５５ｄＢと０．
１ｄＢ以下となる。ただしＬ＝０．１１７４ｍｍと光フ
ァイバとロッドレンズの間隙は小さくなる。
【００４４】逆にレンズ長を０．２１Ｐとすると、 Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2＝１．３０×１０-4 となり上記の条件を外れる。
【００４５】本発明で提示したパラメータＷ・ｇ・
（０．２５−Ｚ／Ｐ）2はｎ0やｒ0含まない。これは、
レンズのパラメータであるｇとＺが与えられたとき、Ｗ
を上式に従って適切に設定すれば、その他のレンズや光
ファイバのパラメータにはよらず、結合損失の小さい光
学系が実現できることを意味している。図５に示した各
点は表１の種々の条件による計算結果を含んでおり、こ
れは結合損失とＷ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2の直線
関係が、レンズや光ファイバのパラメータにはよらずに
成り立つことを示している。
（０．２５−Ｚ／Ｐ）2はｎ0やｒ0含まない。これは、
レンズのパラメータであるｇとＺが与えられたとき、Ｗ
を上式に従って適切に設定すれば、その他のレンズや光
ファイバのパラメータにはよらず、結合損失の小さい光
学系が実現できることを意味している。図５に示した各
点は表１の種々の条件による計算結果を含んでおり、こ
れは結合損失とＷ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ）2の直線
関係が、レンズや光ファイバのパラメータにはよらずに
成り立つことを示している。
【００４６】また本発明で提示した上記のパラメータ
は、反射手段の特性にも無関係である。本発明の光学素
子がはじめに説明したように、合波素子あるいは分波素
子である場合には、反射手段として波長選択性のフィル
タが用いられる。これはロッドレンズ端面に光学多層膜
を形成することによって実現できる。この他、目的によ
って反射手段は金属反射層、その他の機能を有する反射
手段であっても本発明の条件は適用できる。
は、反射手段の特性にも無関係である。本発明の光学素
子がはじめに説明したように、合波素子あるいは分波素
子である場合には、反射手段として波長選択性のフィル
タが用いられる。これはロッドレンズ端面に光学多層膜
を形成することによって実現できる。この他、目的によ
って反射手段は金属反射層、その他の機能を有する反射
手段であっても本発明の条件は適用できる。
【００４７】さらに、上記の実施形態では出射側光ファ
イバと入射側光ファイバが１個のロッドレンズに対して
１対、各１本の場合について説明している。しかし物理
的な配置が可能な限り、１個のロッドレンズに対して複
数本、複数対の出射側、入射側光ファイバを設けてもよ
い。
イバと入射側光ファイバが１個のロッドレンズに対して
１対、各１本の場合について説明している。しかし物理
的な配置が可能な限り、１個のロッドレンズに対して複
数本、複数対の出射側、入射側光ファイバを設けてもよ
い。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１端面に反射手段を有する屈折率分布型ロッドレンズの
他端面に出射側光ファイバと入射側光ファイバの対を設
けた光学素子の結合損失を一定値以下の小さい値とする
ことができる。
１端面に反射手段を有する屈折率分布型ロッドレンズの
他端面に出射側光ファイバと入射側光ファイバの対を設
けた光学素子の結合損失を一定値以下の小さい値とする
ことができる。
【図１】 本発明の光学素子を示す図である。
【図２】 本発明の光学素子の特性の計算例を示す図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の光学素子の他の特性の計算例を示す
図である。
図である。
【図４】 本発明の光学素子の他の特性の計算例を示す
図である。
図である。
【図５】 本発明が提案するパラメータに対する光学素
子の特性の計算例を示す図である。
子の特性の計算例を示す図である。
【図６】 ロッドレンズを用いた分波・合波素子の光学
系を示す図である。
系を示す図である。
【図７】 ロッドレンズを用いた光学素子の一形態を模
式的に表した図である。
式的に表した図である。
【図８】 ロッドレンズを用いた光学素子の主光線を表
わした図である。
わした図である。
１、１１、１０１、１１１ 出射側光ファイバ ２、１２、１０２ 入射側光ファイバ ３、１３、１０３、１１３ ロッドレンズ ４、１０４ フィルタ ５ 光ファイバとロッドレンズの間隙を満たす媒質 ６ 主光線 ２１，２２，３１，３２ 光ファイバの光軸 ２３，３３ ロッドレンズの光軸 ４１，４２、５１、５２ 光ファイバの端面 ４３ａ、４３ｂ、５３ａ、５３ｂ ロッドレンズの端面
Claims (4)
- 【請求項１】互いに平行に光軸間隔がＷになるように配
置した出射側光ファイバ及び入射側光ファイバと、半径
方向に次式 ｎ（ｒ）2 ＝ｎ0 2 ・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8（ｇ・ｒ）8 ＋・・・｝ で表される屈折率分布を有し、光軸上の長さがＺである
屈折率分布型ロッドレンズとによって構成され、 前記出射側光ファイバから出射した光束が前記ロッドレ
ンズの第１の端面に入射され、該ロッドレンズ内部で略
平行光束に変換されたのち、該ロッドレンズの第１の端
面に相対する第２の端面に載置した反射手段によってそ
の少なくとも一部が反射され、ロッドレンズ内部で再び
収束光に変換され前記入射側光ファイバに入射する前記
光ファイバの光軸とロッドレンズの光軸が互いに平行な
光学系を有する光学素子において、 次式 Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ)2≦６×１０-5 の条件を満たすことを特徴とする光学素子。ここで ｒ：ロッドレンズの光軸から測った径方向の距離 ｎ0：ロッドレンズの光軸上での屈折率 ｇ：２次の屈折率分布係数 ｈ4、ｈ6、ｈ8・・・：４、６、８・・・次の屈折率分
布係数 Ｐ：ロッドレンズの１周期長（２π／ｇに等しい） である。 - 【請求項２】請求項１に記載の光学素子において、 Ｗ・ｇ・（０．２５−Ｚ／Ｐ)2≦２×１０-5 の条件を満たす光学素子。
- 【請求項３】前記両光ファイバの端面が、両光ファイバ
の光軸に垂直な直線に平行で、かつ両光ファイバの光軸
に垂直な平面に対して傾斜角を有することを特徴とする
請求項１または２に記載の光学素子。 - 【請求項４】前記ロッドレンズの前記光ファイバに対向
する端面が、前記両光ファイバの光軸に垂直な直線に平
行で、かつ両光ファイバの光軸に垂直な平面に対して傾
斜角を有することを特徴とする請求項１または２に記載
の光学素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001129344A JP2002328259A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 光学素子 |
| US10/131,047 US6807337B2 (en) | 2001-04-26 | 2002-04-25 | Optical device |
| CNB021185174A CN1249472C (zh) | 2001-04-26 | 2002-04-26 | 光学仪器 |
| EP02009264A EP1253450A3 (en) | 2001-04-26 | 2002-04-26 | Multiplexsystem using a GRIN lens and a filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002328259A true JP2002328259A (ja) | 2002-11-15 |
Family
ID=18977884
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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