(57)【要約】【課題】ビームの損失を最小化するとともに小型化及び大量生産を可能にする光ファイバ結合器及びその製作方法を提供すること。【解決手段】  所定厚さ及び面積を有する基板110と、該基板110の一方側に装着されて光を放射させる光放射手段120と、光放射手段120から放射されたビーム中、上下方向のビームを集束または視準させる第１微細レンズ130と、光放射手段120から発振されたビーム中、左右方向のビームを集束または視準させる第２微細レンズ140と、それら第１及び第２微細レンズ130、140により集束または視準されたビームを出力する光出力手段150と、を含んで光ファイバ結合器を構成する。【選択図】図１
2004213003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定厚さ及び面積を有する基板と、
該基板の一方側に装着されて光を放射する光放射手段と、
前記基板の第1装着溝に装着されて、前記光放射手段から放射されたビーム中、上下方向のビームを集束又は視準させる第1微細レンズと、
前記基板上に突出して形成されて、前記光放射手段から発振されたビーム中、左右方向のビームを集束又は視準させる複数の第2微細レンズと、
前記基板の第2装着溝に装着されて、前記第1及び第2微細レンズにより集束又は視準されたビームを出力する光出力手段と、を含んで構成されることを特徴とする光ファイバ結合器。
【請求項２】
前記第1及び第2微細レンズは、前記光放射手段と光出力手段間に配置されて、前記第1微細レンズは、前記光放射手段側に位置し、前記第2微細レンズは、前記光出力手段側に位置することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ結合器。
【請求項３】
前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ結合器。
【請求項４】
前記第1装着溝は、所定長さを有して断面逆三角形状に切削形成されることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ結合器。
【請求項５】
前記第1微細レンズは、所定長さ及び外径を有して円筒状に形成されることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ結合器。
【請求項６】
前記光放射手段は、複数の光ダイオードが一列に配列されることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ結合器。
【請求項７】
前記第2微細レンズは、所定厚さ及び形状を有する、複数の２次元ディスク型レンズで、前記光出力手段は、前記各ディスク型レンズと同一線上に形成された複数の出力端光ファイバから構成されることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ結合器。
【請求項８】
前記ディスク型レンズは、ビームの進行方向に向いた平面部と、半円面部とにより構成されることを特徴とする請求項７記載の光ファイバ結合器。
【請求項９】
前記出力端光ファイバが装着される第2装着溝は、所定長さを有して断面逆三角形状に切削形成されることを特徴とする請求項７記載の光ファイバ結合器。
【請求項１０】
前記複数の出力端光ファイバは、二層に整列されて束ねられることを特徴とする請求項７記載の光ファイバ結合器。
【請求項１１】
前記複数の出力端光ファイバは、二層以上に整列されて束ねられることを特徴とする請求項７記載の光ファイバ結合器。
【請求項１２】
前記第2微細レンズは、所定厚さ及び形状を有する、複数の２次元ディスク型レンズと、所定厚さを有して楕円状に形成された一つの集束レンズと、から構成され、前記光出力手段は、前記集束レンズと所定距離を置いて配置される一つの出力端光ファイバであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ結合器。
【請求項１３】
前記出力端光ファイバが装着される第2装着溝は、所定長さを有して断面逆三角形状に切削形成されることを特徴とする請求項１２記載の光ファイバ結合器。
【請求項１４】
前記ディスク型レンズは、ビームの進行方向に向いた平面部と、半円面部とにより構成されることを特徴とする請求項１２記載の光ファイバ結合器。
【請求項１５】
所定厚さ及び面積を有する基板の上面に所定形状の各装着溝をそれぞれ切削形成する段階と、
前記基板に厚膜感光剤を所定厚さに塗布し、写真描画工程により左右方向のビームを集束又は視準する第2微細レンズを形成する段階と、
前記基板の各装着溝に上下方向のビームを集束又は視準する第1微細レンズ、及びビームをポンピングする出力端光ファイバをそれぞれ接着する段階と、
前記基板に各光ダイオードを整列して接着する段階と、を含んでいることを特徴とする光ファイバ結合器の製作方法。
【請求項１６】
前記第2微細レンズを形成した後、これらの第2微細レンズに反射防止膜を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１５記載の光ファイバ結合器の製作方法。
【請求項１７】
前記各装着溝は、トレンチ状に切削形成されることを特徴とする請求項１５記載の光ファイバ結合器の製作方法。
【請求項１８】
前記第2微細レンズは、所定高さ及び平面/曲面を有する、複数の２次元ディスク型レンズと、所定厚さを有して楕円状に形成された一つの集束レンズと、から構成されることを特徴とする請求項１５記載の光ファイバ結合器の製作方法。
【請求項１９】
前記第2微細レンズは、所定厚さ及び形状を有する、複数の２次元ディスク型レンズで、これらのディスク型レンズは、平面及び曲面により構成されることを特徴とする請求項１５記載の光ファイバ結合器の製作方法。
【請求項２０】
前記第1及び第2微細レンズは、前記各光ダイオードと出力端光ファイバ間に配置され、前記第1微細レンズは、前記光ダイオード側に位置し、前記第2微細レンズは、前記出力端光ファイバ側に位置することを特徴とする請求項１５記載の光ファイバ結合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ結合器に係るもので、より詳細には、ビームの損失を最小化するだけでなく、小型化及び大量生産を可能にする光ファイバ結合器及びその製作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、高出力レーザ光の需要が増加するにつれて、高出力半導体レーザの新しい応用分野に対する研究が活発に進行している。
【０００３】
この応用分野は、光記録媒体のCD-RW及びDVD-RAM、大画面用プロジェクターなどのレーザを利用したディスプレー、レーザ無線通信、レーザを利用した物質加工(熔接、切断及び半導体関連の微細加工等)、医療用、軍事用、並びに光増幅器及びポンピング光源などに拡大されている。
【０００４】
そして、固体レーザのポンピング光源、物質加工及び医療用レーザにおいては、数ワット(W)級以上の高い光出力が必要であって、特に、固体レーザのポンピングは、高出力ダイオードレーザのための重要な応用分野である。
【０００５】
このような光出力を得るために、高出力光ダイオードをアレイ状(array type)に配列する方法があるが、このような光ダイオード配列の効率を高めるために、光ダイオード配列から放射されるいくつかのレーザビームを各光ダイオードに対応する数の光ファイバに結合させ、それら光ファイバの配列を束ねて、ポンピングのための光源として利用することによって、光ダイオードアレイから出射されるビームに、より高い光出力を得ることができる。
【０００６】
これを応用した光ファイバ結合器は、適正な開口率及びコアの直径を有する光ファイバアレイと、ダイオードアレイビームを視準する役割を果たす屈折光学レンズとを含んでいる。
【０００７】
また、屈折光学レンズを含む既存の光ファイバ結合器は、多重モード高出力ダイオードのレーザビームのために設計された素子で、このレーザ光源の発散を減少して光ファイバに結合するために、複雑な３次元のレンズ構造及び高性能の光学系が要求される。
【０００８】
さらに、光ダイオードからの発散角は、光ダイオードの構造によって決定され、一般的に、上記高出力光ダイオードの発散角は、縦方向(垂直方向)約32〜44゜、横方向(水平方向)8〜12゜の範囲であるが、これは、半導体レーザ発振領域の横断面の大きさが数マイクロメータ(μm)で非常に小さいことから、回折作用によって大きい角度で出力光を発散するためである。
このとき、出力光は横及び縦の発散角度が相互異なるため、全体的な横モードの分布は楕円状になる。
【０００９】
また、このように発散角が非対称的に形成されるため、出力端光ファイバに入射されるレーザビームの損失を減少するためには、レーザビームの発散角を減少することが好ましく、この場合、各発散方向に対して、集束性があるレンズを活用した光学系により発散角を減少させることで、出力端光ファイバに高い効率を与えるように光学的に結合することができる。
【００１０】
このように、出射光源の光ダイオードと出力端光ファイバとの光学的連結により、水平及び垂直方向で相互に異なる発散角を有するために、二つのレンズ面が必要になる。
【００１１】
図８及び図９は、従来の3次元レンズを利用した結合光学系で、一般のレーザダイオードの垂直方向及び水平方向における発散角の差による、各レンズから出力端光ファイバまでのビーム経路がそれぞれ示されている。
【００１２】
図示されたように、図８には、光ダイオード10から出射された発散角の大きいレーザビームが垂直方向に視準されるレンズR1の動作が示される。また、図９には、光ダイオード10から出射されるレーザビームが側面方向に集束されて、出力端光ファイバ20のコアまたは導波路に入射されるレンズR2の動作が示されている。
【００１３】
このように、光ファイバ結合器は、光ダイオードから放射されるビーム形状を変換するために、上記レンズR1は、高い開口率を有する発散角の大きい軸で視準し、2次元レンズR2は、光ダイオードの発散角の小さい軸に対して拡張される光源を投射する。
【００１４】
また、光ファイバ結合器のビーム成形機能は、ほとんど円形状スポットを出力端光ファイバの入口部に形成することで、レーザモードをポンピングさせるために使用するが、この構造物の効率は、光学系だけでなく、ダイオードレーザ及び光ファイバによっても左右される。
【００１５】
さらに、光ファイバ結合器により最大の性能を発揮するために、レーザの発散角は可能な限り小さく、光ファイバの開口及びコアの大きさを大きくすべきであるので、所望の光学系に応じて大きさを正確に整列する必要があるが、これは、小さな角を有して光ファイバに入る光が、コア-クラッディング境界面(core-cladding  interface)から全反射(total internal reflection)されることで、一部の吸収により出力が減少するためである。
【００１６】
従って、光ファイバ結合光学系は、最大の結合効率を有するように光学系を設計する必要があり、かつ、光ファイバを含むことで光源を最適にすべきである。このとき、視準の役割をする各レンズは、光ダイオードから放射されるレーザビームの発散角を減少させ、視準ビームの直径が小さくなるほど固体レーザ媒質によりレーザポンピングが容易になる。この結果、光学的素子の数を減少させると共に、ポンピングのためのエネルギー密度を増加させる。
【００１７】
一方、高出力光ダイオードアレイに光学的に連結して利用する光ファイバの場合、開口率は0.16〜0.39のものが多く使用され、コアの大きさは100〜600um領域のものが多く使用される。特に、小さな開口率を有する光ファイバ連結光ダイオードは、医療用及び固体レーザポンピングにおいて重要に使用されるが、このような用途の結合光学系のレンズは、主にガラス材質からなるレンズを金型により射出することによって製作される。
【００１８】
また、他の方法として、二方向のビームを視準または集束するために二つのレンズをくっつけて使用することもできるし、シリンダー形状のレンズを結合器に適用することもできる。このような方法は、高価なレンズをレーザダイオードに整列して接着し、レンズを通した視準ビームは、複数のレンズを経て光ファイバに集束または配列することで、高出力のビームを得ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
然るに、このような二つの方法は、全て複雑な３次元状の高価なレンズまたは一連のレンズを配列しているが、これらの３次元レンズは、精密加工された高価な金型を利用して射出成形されるために、大量生産には有利であるが、金型製作が困難で原価が上昇するという不都合な点があった。
【００２０】
また、上記レンズの最小の大きさは、金型のレンズ曲面を加工するための工具の最小の大きさにより制限されるため、技術により結合光学系を超小型化(スリム化)するには相当な制約が加えられるという不都合な点があった。
【００２１】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、ビームの損失を最小化するだけでなく、小型化及び大量生産を可能にし、原価を低減し得る光ファイバ結合器及びその製作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ結合器は、所定面積を有する基板110と、該基板110の一方側に装着されて光を放射させる光放射手段120と、基板110の第１装着溝111に装着されて、光放射手段120から発振されたビーム中、上下方向のビームを集束または視準させる第１微細レンズ130と、基板110上に突出して形成されて、光放射手段120から発振されたビーム中、左右方向のビームを集束または視準させる第２微細レンズ140と、基板110の第２装着溝112に装着されて、第１及び第２微細レンズにより集束または視準されたビームを出力する光出力手段150と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る光ファイバ結合器の製作方法は、所定面積を有する基板110に所定形状の装着溝を切削形成する段階と、基板110に厚膜感光剤を所定厚さに塗布して、写真描画工程により左右方向のビームを集束または視準する第２微細レンズ140を形成する段階と、基板110の各装着溝に上下方向のビームを集束または視準する第１微細レンズ130、及びビームをポンピングする出力端光ファイバ151をそれぞれ接着する段階と、基板110に各光ダイオードを整列して接着する段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明に係る光ファイバ結合器及びその製作方法は、光学系の整列誤差を減少するだけでなく、ビームの集束度を向上させることで、ビームの損失を減少し、出力端光ファイバ151の効率を高めることができる。
【００２５】
また、組立工数を減少するだけでなく、各素子間の均一性を高め、大量生産を可能にすることで、製造単価を大いに減少させることができる。
さらに、スリム化が可能であるため、適用範囲も多様化するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る光ファイバ結合器の第１実施形態を示した斜視図で、図２は図１の光ファイバ結合器を示した平面図で、図３は、図１の光ファイバ結合器を示した正面図である。
【００２７】
図示されたように、本発明に係る光ファイバ結合器の第１実施形態においては、基板110と、基板110の一方側に装着されて光を放射させる光放射手段120と、光放射手段120に隣接した基板110の上面に切削形成された第１装着溝111と、この切削溝111に装着されて、光放射手段120から発振されたビーム中、上下方向のビームを集束または視準させる第１微細レンズ130と、第１微細レンズ130に隣接するように基板110上に突出して形成され、光放射手段120から発振されたビーム中、左右方向のビームを集束または視準させる複数の第２微細レンズ140と、これらの第２微細レンズ140に隣接した基板110の上面に切削形成された複数の第２装着溝112と、基板110の第２装着溝112にそれぞれ装着されて、第１及び第２微細レンズ130、140により集束または視準されたビームを出力する複数の光出力手段150と、を含んで構成されている。
【００２８】
即ち、第１及び第２微細レンズ130、140は、基板110上の光放射手段120と光出力手段150間に形成されるが、第１微細レンズ130は、光放射手段120側に形成され、第２微細レンズ140は、光出力手段150側に形成される。
【００２９】
また、基板110は、シリコン基板として矩形状に所定面積及び厚さを有して形成され、各第１及び第２装着溝111、112は、相互に直角をなすように断面逆三角形状に切削形成される。
【００３０】
即ち、第１装着溝111は、基板110の縦方向に切削形成され、また複数個の第２装着溝112は、所定の間隔を有して第１装着溝111と直角をなすように基板110の横方向に切削形成される。
【００３１】
また、第２微細レンズ140は、所定厚さ及び形状を有して2次元状に形成された複数のディスク型レンズ141であるが、このとき、該ディスク型レンズ141は、所定厚さを有する矩形状に形成され、その横方向の一方側面が半円面状に湾曲される。
【００３２】
また、複数の第２微細レンズ140は、基板110の上面の縦方向に所定間隔を有して一列に突出して形成されることで、第１装着溝111の側部に平行に配置される。
【００３３】
また、光出力手段150は、各ディスク型レンズ141に同一ライン上に配置される複数の出力端光ファイバ151を含んでいる。第２装着溝112内には、第２微細レンズ140と同数の出力端光ファイバ151がそれぞれ装着される。これにより、出力端光ファイバ151は、ディスク型レンズ141にそれぞれ対向するようになっている。
【００３４】
このとき、複数の出力端光ファイバ151は、二層に整列されて束ねられるか、または二層以上に整列されて束ねられる。
【００３５】
また、第１微細レンズ130は、所定長さ及び外径を有する円筒状に形成され、基板110の第１装着溝111に装着されて接着剤により接着される。
【００３６】
また、光放射手段120は、複数の光ダイオード121により形成されるが、これらの各光ダイオード121は、第１微細レンズ130と平行に一列に、所定間隔を有して基板110上に接着剤により接着される。
【００３７】
以下、このように構成された光ファイバ結合器の動作について説明する。
【００３８】
まず、光放射手段120の各光ダイオード121からレーザビームが発散されるが、このレーザビームは、横及び縦方向の発散角度が相互に異なるように発生する楕円状の発散ビームで、第１微細レンズ130の円筒状レンズに入射される。
【００３９】
次いで、第１微細レンズ130の円筒状レンズは、発散角の大きい垂直ビームをスポット状に集束させ、この集束されたビームは、２次元レンズの第２微細レンズ140を経て各出力端光ファイバ151にそれぞれ集束される。このとき、２次元レンズの第２微細レンズ140は、水平方向のビームを視準する役割を果たし、この視準されたビームは、出力端光ファイバ151に集束される。また、第２微細レンズ140のレンズ曲率が調節されて、出力端光ファイバ151に集束されるレーザビームの角度を調節するようになる。
【００４０】
このとき、各出力端光ファイバ151を通過したレーザビームは、一つに集められて固体レーザの高出力ポンピング源として使用することもできる。
【００４１】
このように構成された光ファイバ結合器は、全体的な光学系の整列誤差を最小化するだけでなく、レーザビームの集束度を向上させるように、光ファイバ結合器を構成する基板110及び第２微細レンズ140が、半導体製造工程技術及びマイクロマシニング技術を応用したMEMS技術により製作されている。よって、小型化が可能なだけでなく、構造的にも大量生産が可能になる。
【００４２】
図４は本発明に係る光ファイバ結合器の第２実施形態を示した斜視図であり、図５は図４の平面図であり、図６は図４の側面図である。
【００４３】
図示したように、本発明に係る光ファイバ結合器の第２実施形態として、光ファイバ結合器は、基板110と、該基板110の一方側に装着されて光を放射する光放射手段120と、この光放射手段120に隣接した基板110の上面に切削形成された第１装着溝111と、第１装着溝111に装着されて、光放射手段120から放射されたビーム中、上下方向のビームを集束または視準させる第１微細レンズ130と、基板110の上面に延長突出形成されて、光放射手段120から発振されたビーム中、左右方向のビームを集束または視準させる第２微細レンズ140と、基板110の他方側縁に切削形成された第２装着溝112と、該第２装着溝に装着されて、第１及び第２微細レンズ130、140により集束または視準されたビームを出力する光出力手段150と、を含んで構成されている。
【００４４】
また、光放射手段120及び基板110の第１装着溝111に固定される第１微細レンズ130は、第１実施形態と同様に形成される。
【００４５】
また、第２微細レンズ140は、所定厚さ及び形状を有する、複数の２次元ディスク型レンズ141と、所定厚さを有して楕円状に形成された一つの集束レンズ142と、から構成される。
【００４６】
このとき、2次元ディスク型レンズ141は、所定厚さを有する矩形状に形成され、その横方向の一方側面は半円面状に湾曲形成されて、基板110の上面に設けた第１装着溝111の側方に所定間隔を有して形成される。
【００４７】
また、集束レンズ142は、所定曲率の二つの楕円状曲面及び所定厚さを有して形成され、その楕円状曲面は、各ディスク型レンズ141の総長さとほぼ同様に形成されることで、集束レンズ142は、各ディスク型レンズ141の側方に平行をなすように基板110の上面に配列される。
【００４８】
また、光出力手段150は、集束レンズ142と所定距離を有して、第２装着溝112に接着剤により接着される出力端光ファイバ151であり、この出力端光ファイバ151が装着される第２装着溝112は、所定長さの断面逆三角形状を有する。この第２装着溝112は、基板110の長手方向に形成されて、集束レンズ142の中心線上に配置されている。
【００４９】
以下、このような光ファイバ結合器の動作について説明する。
【００５０】
まず、光放射手段120の各光ダイオード121からレーザビームが発散されるが、このレーザビームは、横及び縦方向の発散角度が相互に異なるように発生する楕円状の発散ビームであり、第１微細レンズ130の円筒状レンズに入射する。次いで、第１微細レンズ130の円筒状レンズは、発散角の大きい垂直ビームをスポット状に集束させ、この集束されたビームは、第２微細レンズ140の各ディスク型レンズ141及び集束レンズ142を経て出力端光ファイバ151に集束される。
【００５１】
このとき、各ディスク型レンズ141は、水平方向のビームを視準する役割をし、各ディスク型レンズ141からそれぞれ視準されたビームは、集束レンズ142により一つのビームとして出力端光ファイバ151に集束される。また、第２微細レンズ140のレンズ曲率を調節することで、出力端光ファイバ151に集束されるレーザビームの角度を調節するようになる。
【００５２】
このような光ファイバ結合器は、全体的な光学系の整列誤差を最小化するだけでなく、レーザビームの集束程度を高めるように構成される。また、光ファイバ結合器を構成する基板110、並びに第２微細レンズ140のディスク型レンズ141及び集束レンズ142が、マイクロマシニング技術及び半導体製造工程を利用したMEMS技術により製作されるために、小型化が可能なだけでなく、構造的に大量生産が可能になる。
【００５３】
図７(A)〜(D)は、本発明に係る光ファイバ結合器の製作方法を示した工程正面図であり、図示されたように、光ファイバ結合器の製作方法は、所定厚さ及び面積を有する基板110に所定形状の装着溝111、112を切削形成する段階と、基板110に厚膜感光剤を所定厚さに塗布し、写真描画工程により左右方向のビームを集束または視準する第２微細レンズ140を形成する段階と、基板110の各装着溝111、112に上下方向のビームを集束または視準するための第１微細レンズ130、及びビームをポンピングする出力端光ファイバ151をそれぞれ接着する段階と、基板110に各光ダイオード121を整列して接着する段階と、を含んでいる。
【００５４】
即ち、図７(A)に示したように、基板110は、結晶方向を有するシリコンウエハに所定の洗浄工程を行った後、写真描画工程により装着溝用エッチングマスクをパターニングするように形成される。
【００５５】
このとき、各装着溝は、トレンチ状に形成される。この装着溝は、KOH等の化学エッチング溶液を用いて異方性湿式エッチングによりトレンチ状に切削形成し、その後、シリコンディープ反応性イオンエッチング(silicon  deep  reactive  ion  etching：silicon  deep  RIE)などの乾式エッチング方法により微細加工する。
【００５６】
また、各装着溝111、112の深さは、それら各装着溝111、112にそれぞれ装着される各レンズの外径、長さ及び出力端光ファイバ151の外径に応じて決定される。
【００５７】
また、第２微細レンズ140は、SU-8などの厚膜感光剤をシリコン基板110上に所定厚さに塗布し、写真描画工程により製作する。
【００５８】
この第２微細レンズ140は、図７(B)に示したように、所定高さを有して、三つの平面及び一つの曲面により各側面がそれぞれ形成された各ディスク型レンズ141と、所定高さを有して楕円状に形成された一つの集束レンズ142とを含んでいる。これらの各ディスク型レンズ141及び集束レンズ142は、同一高さを有して２次元レンズとして、一列に隣接して配置される。
【００５９】
異なる実施形態では、第２微細レンズ140は、所定高さを有して、各側面が三つの平面及び一つの曲面に形成された各ディスク型レンズ141から構成され、各ディスク型レンズ141は、同一の高さを有して２次元レンズとして一列に配列される。
【００６０】
この他、第２微細レンズ140は、多様な形態に構成することができるが、この場合、第２微細レンズ140は、一回の写真描画工程により製造され、各レンズ相互間の整列は、写真描画工程により自動的に行われる。
【００６１】
次いで、第２微細レンズ140を形成した後、図７(C)に示したように、これらの第２微細レンズ140に反射防止膜Lを形成する段階を行うが、反射防止膜Lは、全面にスパッタリング工程や昇華工程(evaporation process)などの薄膜蒸着方法により形成される。
【００６２】
次いで、図７(D)に示したように、第１微細レンズ130及び出力端光ファイバ151を各装着溝111、112にそれぞれ形成し、紫外線硬化樹脂接着剤や熱硬化性接着剤などにより整列接合する。このとき、第１微細レンズ130は、所定長さ及び外径を有する円筒状レンズで、それら第１微細レンズ130及び出力端光ファイバ151は、ピックアンドプレイス方式(pick-and-place method)により装着溝にそれぞれ配置される。
【００６３】
また、各光ダイオード121をシリコン基板110にシリコンバルクマイクロマシニング工程及びソルダー接合(solder  bonding)技術などにより整列接合するが、このとき、各光ダイオード121の装着領域に該当する基板110に高い熱伝導度を有する銅などの中間層を挿入し、動作中、光ダイオード121から発生する熱を迅速に放熱する機能を更に付加する。
【００６４】
このような光ファイバ結合器の製作方法は、光ダイオードアレイから出る各ビームを一つの出力端光ファイバ151に集束する結合光学系を、半導体製造工程及びマイクロマシニング技術により集積化することで、光学系の整列誤差を減少するだけでなく、ビームの集束を上昇することができる。また、小型化が可能になるだけでなく、組立工程数を減少して大量生産が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明に係る光ファイバ結合器の第１実施形態を示した斜視図である。
【図２】図２は、図１の光ファイバ結合器を示した平面図である。
【図３】図３は、図１の光ファイバ結合器を示した正面図である。
【図４】図４は、本発明に係る光ファイバ結合器の第２実施形態を示した斜視図である。
【図５】図５は、図４の平面図である。
【図６】図６は、図４の側面図である。
【図７】図７(A)〜(D)は、図４の光ファイバ結合器の製作方法を順次示した工程正面図である。
【図８】図８は、従来の3次元レンズを利用した結合光学系の動作説明図である。
【図９】図９は、従来の3次元レンズを利用した結合光学系の別の動作説明図である
【符号の説明】
【００６６】
110：基板                              111：第１装着溝
112：第２装着溝                        120：光放射手段
121：光ダイオード                      130：第１微細レンズ
140：第２微細レンズ                    141：ディスク型レンズ
142：集束レンズ                        150：光出力手段
151：出力端光ファイバ
【図１】
2004213003.tif 000003
【図２】
2004213003.tif 000004
【図３】
2004213003.tif 000005
【図４】
2004213003.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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