(57)【要約】【課題】本発明は、レーザ光源から発せられた光線を光ファイバに集光する光学素子に関して、光学素子の反射特性を広帯域化させることを目的とするものである。【解決手段】この目的を達成するために本発明は、レーザ光源１から発せられた光線を光ファイバ２に集光する光学素子３において、光学素子３の光学機能面３ａの面内位置に設けられる反射防止膜６の膜厚を光線の近軸領域６ａより外周領域６ｂを薄く設定したことにより、光学素子の反射特性を広帯域化させることができるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から発せられた光線を光ファイバに集光する光学素子であって、前記光学素子は光学機能面に反射防止膜を有し、前記反射防止膜の膜厚を前記光学機能面の面内位置において前記光線の近軸領域より外周領域を薄く設定したことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
光学機能面を凸レンズ形状としたことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
反射防止膜を多層構造としたことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源から発せられた光線を光ファイバに集光する光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、レーザ光源から射出された光線を光ファイバに集光させる光学素子は、その光学機能面の表面に反射防止膜が設けられるものであり、その反射防止膜は蒸着工法により製膜されている。
【０００３】
そして、この蒸着工法による製膜は、光学機能面に対して一様な膜厚で形成し膜厚分布による特性バラツキを抑制していた。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−２３２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した光学素子はレーザ光源から射出された光線を光ファイバに集光させる光通信用途やレーザーディスプレイ用途に用いられるため、光学素子の透過する信号が多波長存在するため、反射防止膜の反射特性を広帯域化しなければならず、上述した蒸着工法のように膜厚を一様に設定した場合、その反射特性のピークが膜厚に対応して一つとなってしまうことから広帯域化が困難なものとなっていた。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、光学素子の反射特性を広帯域化させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明は、レーザ光源から発せられた光線を光ファイバに集光する光学素子において、光学素子の光学機能面に設けられる反射防止膜の膜厚を光線の近軸領域より外周領域を薄く設定したのである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、レーザ光源から射出された光線を光ファイバに集光させる光学素子の反射特性を広帯域化することが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態について図を用いて説明する。
【００１０】
図１は、レーザ光源１から発せられた光線を光ファイバ２に集光する光学素子３を用いた光通信用の光学ユニットを示したものであり、この光学ユニットは基台４に実装された半導体からなるレーザ光源１と、このレーザ光源１を囲む鏡筒５と、この鏡筒５の内周面に保持された光学素子３とから形成され、レーザ光源１から射出された光線を光ファイバ２の先端部分に集光させるものである。なお、基台４に実装されたレーザ光源１の近傍部分は鏡筒５及び光学素子３により密封されている。
【００１１】
また、光学素子３は光線を屈折させて光ファイバ２に集光させる光学機能面３ａに対して、光線の反射光がレーザ光源１に悪影響を及ぼさないようにするために反射防止膜６が形成されている。なお、この反射防止膜６の構成としては五酸化タンタルなどの光屈折率層と二酸化珪素などの低屈折率層を積層化することにより形成している。また、光学機能面３ａの外側部分は光学素子３を鏡筒５に取り付けるフランジ部３ｂとして使用している。
【００１２】
そして、この光学素子３の光学機能面３ａの面内位置における反射防止膜６の膜厚分布を、図２に示すように、光線の光軸７に対する近軸領域６ａより外周領域６ｂを薄く設定することで、光学素子３の反射特性を広帯域化している。
【００１３】
すなわち、反射防止膜６は所定の設計波長に応じて膜厚を設定するため、反射特性がその膜厚により決定されるものであるが、この膜厚を光学機能面３ａの面内位置において近軸領域６ａにおける膜厚ｄ０と有効径の外周部分に位置する外周領域６ｂでの膜厚ｄ１を異ならせることにより、光学素子３の反射特性が図３に示されるように近軸領域６ａにおいては膜厚ｄ０に応じた波長λ０にピーク特性を形成し、また、外周端領域においては膜厚ｄ１に応じた波長λ１にピーク特性を形成する反射特性が構成されるため、結果、光学素子３として複数の反射特性が組み合わされ、従来の均一膜厚により構成された反射防止膜６の広帯域化が図れるのである。
【００１４】
なお、この光学ユニットにおいては送信波長が１３１０ｎｍで、受信波長が１５５０ｎｍであるため、近軸領域６ａにおける膜厚ｄ０を受信波長（１５５０ｎｍ）より若干長目の１６００ｎｍに対してピーク波長が形成される膜厚に設定し、外周領域６ｂの膜厚ｄ１を送信波長（１３１０ｎｍ）より若干短目の１２５０ｎｍに対してピーク波長が形成される膜厚に設定することで、送信波長（１３１０ｎｍ）から受信波長（１５５０ｎｍ）に至る波長帯域に応じた広帯域な反射特性を得ることができる。
【００１５】
また、図２においては光学機能面３ａ平坦面である光学素子３で説明したが図１に示すように凸型レンズ形状とすれば光線の入射角が近軸領域６ａより外周領域６ｂの方が大きくなるため、膜厚分布による影響がより顕著に現れるので広帯域化に有効である。また、反射防止膜６の膜厚分布を形成した状態で、さらに一般的に知られている広帯域化の手法である反射防止膜６の多層化構成を組み合わせることにより、より効果的に広帯域化することが出来るのである。
【００１６】
そして、図１に示す光学ユニットのように、光学素子３が鏡筒５内に一体化された構造においては、反射防止膜６の形成工程が光学素子３を鏡筒５内に一体化した状態で蒸着させることで、反射防止膜６の膜厚分布を調節することが出来るのである。
【００１７】
すなわち、光学素子３を筒状の鏡筒５内に挿入した状態で反射防止膜６を蒸着させることで、図４に示すように蒸着治具８に光学素子３と鏡筒５を一体化した被蒸着物（特に図示せず）を配置し、蒸着治具８を回転移動させながら蒸着を行うため、蒸着治具８の移動方向が蒸着源９から飛散する蒸着物の進行方向とほぼ直交することになり、図５に示すように鏡筒５が光学素子３の周囲に設けられた側壁として蒸着源から見た陰を形成する部材として働き、この結果、光学素子３の近軸領域６ａが外周領域６ｂより厚く蒸着される現象が起きるので、この現象を利用することで、蒸着面側における鏡筒５の突出量を大きくすれば近軸領域６ａと外周領域６ｂの膜厚の差が大きくなり、鏡筒５の突出量を小さくすれば近軸領域６ａと外周領域６ｂの膜厚の差が小さくなるというように反射防止膜６の膜厚分布を調節することができる。また、鏡筒５の開口部分に対する蒸着マスクの開口径を調節して蒸着する場合でも同様に反射防止膜６の膜厚分布を調節することができる。
【００１８】
なお、レーザ光源１から発せられた光線を光ファイバ２に集光する光学ユニットにおける光線の伝達方向は双方向性を有するため、上述した反射防止膜６に対する膜厚分布の形成は、光学素子３の光学機能面３ａの少なくとも一方に構成することで効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、レーザ光源から発せられた光線を光ファイバに集光する光学素子に関して反射防止特性を広帯域化でき、特に光通信やレーザーディスプレイなどの多波長用途の光学素子に有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態の光学素子の一例の光学ユニットを示す模式図
【図２】同光学素子における反射防止膜の膜厚分布を示す図
【図３】同光学素子の反射特性を示す図
【図４】同光学素子に反射防止膜を形成する蒸着工程を示す模式図
【図５】同蒸着工程における蒸着状態を示す模式図
【符号の説明】
【００２１】
１  レーザ光源
２  光ファイバ
３  光学素子
６  反射防止膜
６ａ  近軸領域
６ｂ  外周領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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