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JP3852709B2 - 光パワーモニターとその製造方法 - Google Patents

光パワーモニターとその製造方法 Download PDF

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JP3852709B2
JP3852709B2 JP2005022927A JP2005022927A JP3852709B2 JP 3852709 B2 JP3852709 B2 JP 3852709B2 JP 2005022927 A JP2005022927 A JP 2005022927A JP 2005022927 A JP2005022927 A JP 2005022927A JP 3852709 B2 JP3852709 B2 JP 3852709B2
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Description

本発明は、光ファイバー内の光の強度もしくは光量を測定する光パワーモニターに関す
る。
光信号の一部を分岐して強度を検出する装置に光パワーモニターがある。特許文献１に
光パワーモニターの一例を示す。
特開２００３−２０２２６２号 図１，図３
図６に文献１の図３に記載されている光パワーモニターの構成概略を示す。特許文献１
の光パワーモニターは、入力側光ファイバー７１と、出力側光ファイバー７２、２芯キャ
ピラリー（本発明では、ピッグテールファイバーと称す）７３、２芯キャピラリー７３と
同一径の円筒形状の屈折率分布レンズ（本発明では、Ｇｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ Ｌｅｎ
ｓ、以下ＧＲＩＮレンズと称す）７４、ドットミラー（本発明では、タップ膜と称す）７
５、フォトディテクター（本発明では、フォトダイオードと称す）７６、受光回路７７、
表示器７８から構成されている。
光ファイバー７１から入力された光信号は、２芯キャピラリー７３を通りＧＲＩＮレン
ズ７４でドットミラー７５に集光される。集光された光の大部分はドットミラー７５の表
面で反射され、ＧＲＩＮレンズ７４に戻り、２芯キャピラリー７３を通して出力側光ファ
イバー７２により出力される。ドットミラー７５を透過した光はフォトディテクター７６
で検出され、光信号から電気信号に変換される。電気信号は受光回路７７を介し、表示器
７８に光強度として表示される。本明細書では、特に断わりのない限り光量と光強度は同
義語として使用している。
図７ａ）〜ｅ）に示すように、ピッグテールファイバー８０とＧＲＩＮレンズ８１は所
定の間隔を持って対向させている。図７ａ）〜ｃ）に示す特許文献２，３，４は対向面が
垂直面である。図７ｄ），ｅ）特許文献５，６はピッグテールファイバー８０とＧＲＩＮ
レンズ８１が約８度の傾斜角を有して対向している。図７ａ）〜ｅ）は、図を判り易くす
るため、ピッグテールファイバー８０とＧＲＩＮレンズ８１の対向面以外は、特許文献の
図示と異なった形状で記載している。特許文献２〜４の垂直面を対向させる構造では、ピ
ッグテールファイバー８０とＧＲＩＮレンズ８１の対向面を平行にして所定の間隔が得ら
れる様に調整するだけで良く、組立が簡単である。しかし、ピッグテールファイバーとＧ
ＲＩＮレンズの端面で光の一部は反射してコア内を逆戻りして、後から進行してくる光と
干渉し合い光の反射損失を発生させる。反射損失を低減する方法として特許文献５，６で
開示されている様に、対向面に約６から約１０度で平均８度の傾斜を設けることが行われ
ている。この約６から約１０度の角度を設けることで、ピッグテールファイバーとＧＲＩ
Ｎレンズの端面で反射した光がコア内を逆戻りするのを防ぐことができる。対向面を垂直
から傾斜にすることで、反射損失は５０〜５５（ｄＢ）まで低下させることができるが、
ピッグテールファイバー８０とＧＲＩＮレンズ８１の組立が非常に難しくなることは容易
に理解できる。
特開昭６２−２６９９０９ 図１，図２ ＵＳＰ ６６０３９０６ 図２，図３ ＵＳＰ ５７９０３１４ 図１，図５，図６ 特開２００１−１３３６２ 図１ 特表平１０−５１１４７６ 図６
特許文献１〜６では、ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズ、これらを固定する円
筒形チューブは模式的に描かれているだけで、これらの寸法関係や位置関係、組立の問題
点に付いては何ら開示されていない。ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズの対向面
を垂直から傾斜にすることで、組立が非常に難しくなることは容易に理解できるが、これ
らを解決する方法も開示されていない。例えば、光パワーモニターの周囲温度が上がった
時でも、ピッグテールファイバーやＧＲＩＮレンズ、フォトダイオードの位置関係がずれ
て特性が劣化しない様に、接着剤の厚みを薄くすることが好ましい。接着剤の厚みを薄く
すると言う事は、ピッグテールファイバーやＧＲＩＮレンズ、フォトダイオードの外径と
組合せるチューブとスリーブの内径の差を小さくする必要がある。この差を小さくすると
、組立時に他方のチューブと干渉したりして、組立が難しくなるものである。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、ピッグテールファイバーと
ＧＲＩＮレンズを傾斜対向面とし、反射損失が低く、組立が容易な光パワーモニター及び
その製造方法を提供することを目的とする。
本発明の光パワーモニターは、２本の光ファイバーが接続され約８度の傾斜角を持つ端
面を持つピッグテールファイバーと、
ピッグテールファイバーの前記端面と対向している約８度の傾斜角を持った一方の端面と
、タップ膜が設けられた他の端面とをそれぞれ両端に持ったＧＲＩＮレンズと、
ＧＲＩＮレンズの前記タップ膜に対向して設けられた集光レンズ付きフォトダイオードと
、
前記ピッグテールファイバーと前記ＧＲＩＮレンズとのそれぞれが内部に接着固定されて
いる２つの略円筒形チューブＢ，Ａと、
前記ＧＲＩＮレンズのタップ膜側と前記フォトダイオードの集光レンズ側とのそれぞれを
両端から挿入して接着固定している略円筒状スリーブとを有するものであって、
前記ピッグテールファイバーと前記ＧＲＩＮレンズとの対向する端面の少なくとも一方は
、その鋭角部が面取りされて形成した、円弧とその弦とを持つ面取り部を有し、
その面取り部の設けられているピッグテールファイバーあるいはＧＲＩＮレンズが内部に
接着固定されている略円筒形チューブＢあるいはＡの端面と当該面取り部とが同一面とな
って、ピッグテールファイバーが内部に接着固定されている略円筒形チューブＢの端面と
ＧＲＩＮレンズが内部に接着固定されている略円筒形チューブＡの端面とが接着固定され
て、対向するピッグテールファイバー端面とＧＲＩＮレンズの前記一方の端面との間に所
定の間隔を設けていることが好ましい。
光信号の入出力には、２本の光ファイバーと２芯キャピラリーを用いても良いが、光フ
ァイバーと保持部が一体化されていて、容易に取扱いできるピッグテールファイバーを用
いることが好ましい。ピッグテールファイバーを通して入力された光信号は、ＧＲＩＮレ
ンズ端面に成膜されたタップ膜で大部分の光はピッグテールファイバー側に反射され、一
部はタップ膜を透過してフォトダイオードに到達する。タップ膜はＳｉＯ２、ＴｉＯ２、
Ｔａ２Ｏ５などからなる誘電体多層膜で、真空蒸着法などにより製膜される。各層の膜厚
構成を変えることで、光信号の反射と透過の強度比を変えることができる。
ピッグテールファイバーに入射する光の強度に対して、ＧＲＩＮレンズを透過してフォ
トダイオードに到達する光の強度は、０．５％以上２０％以下であることが好ましい。フ
ォトダイオードに到達する光の強度が０．５％未満であると、フォトダイオードは精度良
く光の強度を検出することが困難である。フォトダイオードに到達する光の強度が２０％
以上であると、タップ膜で反射しピッグテールファイバーから出力される光量が減衰し過
ぎる。また、フォトダイオードに入る光強度が大き過ぎ、検出能力を超えて飽和してしま
う。タップ膜の代わりにドットミラーのようなハーフミラーを用いてもよい。また、フォ
トダイオードは光信号の強度を効率よく検知できるので、レンズ付きであることが好まし
い。
ピッグテールファイバーとタップ膜を有するＧＲＩＮレンズは、略円筒形チューブと接
着剤で接着固定される。略円筒形チューブの材質は、ガラスやセラミックスが好ましい。
ガラス製の略円筒形チューブは、熱膨張係数がピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズ
と近いので、温度変化に対する光学的誤差が生じにくいと言う利点がある。ピッグテール
ファイバーとＧＲＩＮレンズ、略円筒形チューブの接着固定にはエポキシ系樹脂を用いる
ことが好ましい。エポキシ系樹脂は容易に取扱うことができ、温度変化に対する熱膨張が
比較的小さいので好ましいものである。ＧＲＩＮレンズとレンズ付きフォトダイオードは
、円筒状の外形を有するスリーブと接着剤で接着固定される。スリーブの材質には、略円
筒形チューブと同様にガラスやセラミックスが好ましく、接着固定にはエポキシ系樹脂を
用いることが好ましい。
ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズの端面は、約６から約１０度、平均８度の角
度を設けて対向させることで、ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズの端面で反射し
た光が逆戻りするのを防ぐことができる。ＧＲＩＮレンズを固定しピッグテールファイバ
ーをＸ，Ｙ，Ｚ方向に微動させ反射損失が最小になる位置を測定しながら、組立てること
が必要である。ＧＲＩＮレンズとピッグテールファイバーの位置を保ちながら、ガラスチ
ューブを介しエポキシ樹脂でこれらを接着固定する。
本発明の光パワーモニターは、ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズは、略円筒形
チューブＡ，Ｂの２個が接着剤で接着固定されており、ＧＲＩＮレンズの面取り部と略円
筒形チューブＡの端面もしくは、ピッグテールファイバーの面取り部と略円筒形チューブ
Ｂの端面が同一面となっている。
接着剤でＧＲＩＮレンズと略円筒形チューブＡが接着固定され、ピッグテールファイバ
ーと略円筒形チューブＢが接着固定され、更に略円筒形チューブＡとＢを接着固定するこ
とで、ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズの位置決めを行うものである。略円筒形
チューブＡとＢを接着固定するとき、略円筒形チューブＡの端面からＧＲＩＮレンズの鋭
角端部が出ていると、該鋭角端部は略円筒形チューブＢにも入ることになる。ＧＲＩＮレ
ンズ鋭角端部を略円筒形チューブＢに入ることになった場合、ＧＲＩＮレンズ鋭角端部が
略円筒形チューブＢの内壁に接触し、ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズの所定の
距離が得られなくなる。また、ＧＲＩＮレンズ鋭角端部が欠けて、破片がピッグテールフ
ァイバーとＧＲＩＮレンズの間に入ってしまうことがある。いずれにしても、ＧＲＩＮレ
ンズ鋭角端部が略円筒形チューブＢに入らないようにすることで組立易くなるだけでなく
、ＧＲＩＮレンズ鋭角端部の欠けを防ぐことができる。ピッグテールファイバーも同様で
、ピッグテールファイバー鋭角端部が略円筒形チューブＡに入らないようにすることが好
ましい。
ＧＲＩＮレンズの面取り部と略円筒形チューブＡの端面を同一面とすることで、略円筒
形チューブＡの端面とＧＲＩＮレンズの径方向中心線を垂直に組立てることが容易になる
。ＧＲＩＮレンズと略円筒形チューブＡが精度良く垂直に組立てられることにより、ピッ
グテールファイバーと略円筒形チューブＢの組立も容易となる。精度良く組立られるため
、ＧＲＩＮレンズ外径と略円筒形チューブＡの内径差を小さくすることができ、接着剤の
厚みを薄くすることができ、外部温度が変化しても熱膨張差による各部品の位置の変動を
最小限に抑えることができる。ピッグテールファイバーと略円筒形チューブＢも同様であ
る。
前記本発明の光パワーモニターにおいて、ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズと
の対向する端面の少なくとも一方に設けられた面取り部は、その円弧中心から弦までの距
離で定義される面取り量が当該面取り部の設けられたピッグテールファイバーあるいはＧ
ＲＩＮレンズの直径の２０〜４０％であることが好ましい。
径の２０％以下であるとＧＲＩＮレンズの面取り部と略円筒形チューブＡの端面を同一
面としても、ピッグテールファイバーの鋭角端部が略円筒形チューブＡに入ってしまうこ
とがあるためである。径の４０％以上の面取りを行うと傾斜端面にした効果が無くなる恐
れがあるためである。ピッグテールファイバーもしくはＧＲＩＮレンズのいずれかに面取
りを設ける場合は３０〜４０％、ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズの何れにも面
取りを設ける場合は２０〜３０％がより好ましい範囲である。
本発明の光パワーモニターの製造方法は、
２本の光ファイバーが接続され約８度の傾斜角を持つ端面を持つピッグテールファイバー
と、
約８度の傾斜角を持った一方の端面と、タップ膜が設けられた他の端面とをそれぞれ両端
に持つとともに、前記一方の端面は、その鋭角部が面取りされて形成した、円弧とその弦
とを持つ面取り部を有するＧＲＩＮレンズと、
前記ピッグテールファイバーと前記ＧＲＩＮレンズとのそれぞれを内部に挿入できる２つ
の略円筒形チューブＢ，Ａと、
集光レンズ付きフォトダイオードと、
略円筒状スリーブとを用意して、
ＧＲＩＮレンズの略円筒形チューブＡにＧＲＩＮレンズを挿入して、ＧＲＩＮレンズの面
取り部と略円筒形チューブＡの端面とを同一面にしてお互いを接着固定し、
ピッグテールファイバーの略円筒形チューブＢにピッグテールファイバーを挿入し、
フォトダイオードの集光レンズ側を略円筒状スリーブの一端から挿入しフォトダイオード
を略円筒状スリーブに接着固定し、
ピッグテールファイバーの端面とＧＲＩＮレンズの前記一方の端面とを所定の間隔を介し
て対向させて、ピッグテールファイバーの２本の光ファイバーの一方から光を入れて他方
の光ファイバーから出てくる光の強度が最大となるようにピッグテールファイバーとＧＲ
ＩＮレンズとの位置を調整し、
ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズとをその位置に保持して、ピッグテールファイ
バーをその略円筒形チューブＢ内に接着固定するとともに両略円筒形チューブＡ，Ｂの端
面同士を接着固定し、
ＧＲＩＮレンズのタップ膜側を略円筒状スリーブの他端から挿入しＧＲＩＮレンズを略円
筒状スリーブに接着固定する。
ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズ、略円筒形チューブＡ，Ｂは熱膨張係数が同
じ様なガラスで製作されることが好ましい。ＧＲＩＮレンズとレンズ付きフォトダイオー
ドを接合するスリーブの材質は、光を通さない材質であれば良く、ガラスに限らずセラミ
ックや金属を使用することができる。ＧＲＩＮレンズとレンズ付きフォトダイオードの位
置精度は、ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズ程には必要がないためである。
ＧＲＩＮレンズとピッグテールファイバーの位置調整を行う工程は、ピッグテールファ
イバーの一方から光を入射し、他方からの出射光を測定し最大になる位置を求めることが
好ましい。単に機械的に位置決めを行なったのでは、挿入損失が大きくなり光パワーモニ
ターに要求される性能を得ることができない。
上記本発明の光パワーモニターの製造方法において、ピッグテールファイバーの端面に
面取り部を設けた場合は、その製造方法は次のものとなる。２本の光ファイバーが接続さ
れ約８度の傾斜角を持つ端面を持ち、当該端面は、その鋭角部が面取りされて形成した、
円弧とその弦とを持つ面取り部を有するピッグテールファイバーと、
約８度の傾斜角を持った一方の端面と、タップ膜が設けられた他の端面とをそれぞれ両端
に持つＧＲＩＮレンズと、
前記ピッグテールファイバーと前記ＧＲＩＮレンズとのそれぞれを内部に挿入できる２つ
の略円筒形チューブＢ，Ａと、
集光レンズ付きフォトダイオードと、
略円筒状スリーブとを用意して、
ピッグテールファイバーの略円筒形チューブＢにピッグテールファイバーを挿入して、ピ
ッグテールファイバーの面取り部と略円筒形チューブＢの端面とを同一面にしてお互いを
接着固定し、
ＧＲＩＮレンズの略円筒形チューブＡにＧＲＩＮレンズを挿入し、
フォトダイオードの集光レンズ側を略円筒状スリーブの一端から挿入しフォトダイオード
を略円筒状スリーブに接着固定し、
ピッグテールファイバーの端面とＧＲＩＮレンズの前記一方の端面とを所定の間隔を介し
て対向させて、ピッグテールファイバーの２本の光ファイバーの一方から光を入れて他方
の光ファイバーから出てくる光の強度が最大となるようにピッグテールファイバーとＧＲ
ＩＮレンズとの位置を調整し、
ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズとをその位置に保持して、ＧＲＩＮレンズをそ
の略円筒形チューブＡ内に接着固定するとともに両略円筒形チューブＡ，Ｂの端面同士を
接着固定し、
ＧＲＩＮレンズのタップ膜側を略円筒状スリーブの他端から挿入しＧＲＩＮレンズを略円
筒状スリーブに接着固定する。

以 上
前述工程で光パワーモニターを製作した後、外部からの光の影響を避けるために光パワ
ーモニターの外側を、光を通さない材料で覆うことが好ましい。金属ケースを被せる方法
や遮光性のある塗料を塗布する方法、遮光性の熱収縮チューブを被せる方法等用いること
ができる。
ＧＲＩＮレンズとピッグテールファイバーのいずれか、もしくは両方の対向面の鋭角部
が面取りされて、該面取り部と略円筒形チューブＡもしくはＢの端面を同一面に接着固定
することで、面取りを行っていないＧＲＩＮレンズもしくはピッグテールファイバーの鋭
角部が、略円筒形チューブＡもしくはＢの内壁と接触することなく組立てることができる
ため、組立工数の低減、組立歩留りの向上が得られた。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に、本発明の光パワーモニターの断面図を示す。図１は、外光を遮る金属ケースや
熱収縮チューブを取り除いた状態である。本実施例の光パワーモニター１０は、入力側光
ファイバー１２と出力側光ファイバー１３を接続したピッグテールファイバー１１、タッ
プ膜１４が端部に成膜された円筒形状のＧＲＩＮレンズ１５、ピッグテールファイバー１
１とＧＲＩＮレンズ１５を接着剤で接着固定する略円筒形チューブＡ１６、略円筒形チュ
ーブＢ１７、レンズ付きフォトダイオード１８、ＧＲＩＮレンズ１５とレンズ付きフォト
ダイオード１８を固着するスリーブ１９からなっている。各部品は接着剤ａ２１から接着
剤ｅ２５で接着固定した。
入力側光ファイバー１２から入力された光信号は、ピッグテールファイバー１１を通り
ＧＲＩＮレンズ１５のタップ膜１４が成膜された端面に集光される。集光された光信号の
大部分はタップ膜１４で反射され、ＧＲＩＮレンズ１５に戻りピッグテールファイバー１
１を通して出力側光ファイバー１３に戻る。タップ膜１４を透過した一部の光信号はレン
ズ付きフォトダイオード１８で検出され、光信号から電気信号に変換される。
本実施例では、ピッグテールファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１５の対向面は、各々の
径方向断面に対し８度の傾斜角Θを有している。８度の傾斜角Θをなす対向面とすること
により、ピッグテールファイバー１４とＧＲＩＮレンズ１５の対向面における光反射の影
響を抑制している。ＧＲＩＮレンズ１５の鋭角部は面取りを行っている。図２に示すよう
に、面取り量ｍはＧＲＩＮレンズ１５の直径Ｄ１．８ｍｍの３０％である０．５４ｍｍと
した。使用光の波長が１３１０ｎｍの時は、ＧＲＩＮレンズの中心長さＬは４．４２ｍｍ
とした。使用光の波長が１５５０ｎｍの場合は、Ｌを１０μｍ長くし４．４３ｍｍとした
。ＧＲＩＮレンズ１５の面取りされた面と略円筒形チューブＡ１６の端面が同一になるよ
うに接着剤ａ２１で接着固定した。ＧＲＩＮレンズ１５のフォトダイオード１８との対向
面には真空蒸着法によりタップ膜１４を成膜した。タップ膜１４はＳｉＯ２、ＴｉＯ２、
Ｔａ２Ｏ５などからなる誘電体多層膜で、各層の膜厚構成を変えＧＲＩＮレンズ１５から
到達する光強度のうち、５％を透過させフォトダイオード１８で検出できるようにし、残
り９５％の光はタップ膜１４で反射され、ＧＲＩＮレンズ１５に戻りピッグテールファイ
バー１１を通して出力側光ファイバー１３に戻した。
図３を用いて、実施例１の光パワーモニターの組立工程を詳細に説明する。光パワーモ
ニター１０は、ピッグテールファイバー１１と略円筒形チューブＢ１７で構成されるファ
イバーユニット５１、鋭角部が面取りされたＧＲＩＮレンズ１５と略円筒形チューブＡ１
６で構成されるレンズユニット５２、フォトダイオード１８とスリーブ１９で構成される
ダイオードユニット５３を接着剤で接着固定している。ファイバーユニット５１とレンズ
ユニット５２を所定の位置に接着固定したものを、本願ではファイバーレンズユニット５
６と称している。図３ａ）のファイバーユニット５１の組立から図３ｇ）の光パワーモニ
ター１完成までの工程を順を追って以下詳細に説明する。
図３ａ）はファイバーユニット５１の組立工程である。本工程ではピッグテールファイ
バー１１に略円筒形チューブＢ１７を被せるだけで、接着剤ｂ２２で接着は行わない。図
３ｂ）はレンズユニット５２の組立工程である。鋭角部が面取りされたＧＲＩＮレンズ１
５に略円筒形チューブＡ１６を被せ、接着剤ａ２１で接着固定しレンズユニット５２を得
た。ＧＲＩＮレンズの鋭角部の面取りされた面と略円筒形チューブＡ１６の端面が同一面
になるように組立てた。同一面とは、略円筒形チューブＡの端面に対しＧＲＩＮレンズの
面の飛出しが２０μｍ以下、凹みが５０μｍ以下としている。また、略円筒形チューブＡ
の端面に対してＧＲＩＮレンズの直角度は、±１度以内に制御した。図３ｃ）はダイオー
ドユニット５３の組立工程である。フォトダイオード１８とスリーブ１９を接着剤ｄ２４
で接着固定している。略円筒形チューブＡ１６，Ｂ１７とスリーブ１９の材質はガラスで
ある。
図３ｄ）は、組立治具Ａ５４、組立治具Ｂ５５を用いファイバーユニット５１とレンズ
ユニット５２を所定の間隔を保ち調芯するもので、本工程での組立精度が光パワーモニタ
ーの性能を決めることになる。組立治具Ａ５４にレンズユニット５１を固定し、組立治具
Ｂ５５にファイバーユニット５１を固定する。組立治具Ｂ５５は組立治具５４上でＸ，Ｙ
，Ｚ方向に微動させることができる。入力側光ファイバー１２より入射光を入れ出力側光
ファイバー１３より出てくる光を測定しながら強度が最大になるように、組立治具Ｂ５５
を微動調整した。ファイバーユニット５１とレンズユニット５２の最適位置が求められた
時点で、組立治具Ｂ５５を固定し入射光と出射光測定の装置を外した。図３ｅ）は、ファ
イバーユニット５１とレンズユニット５２の接着固定である。ファイバーユニット５１に
被されていた略円筒形チューブＢ１７を、略円筒形チューブＡ１６に接するように移動さ
せ、接着剤ｂ２２でピッグテールファイバー１１と略円筒形チューブＡ１６を接着固定し
た。接着剤ｃ２３で略円筒形チューブＡ１６と略円筒形チューブＢ１７を接着固定した後
、組立治具より取り出し、図３ｆ）に示すファイバーレンズユニット５６を得た。
図３ｇ）は、ファイバーレンズユニット５６とダイオードユニット５３の組立工程であ
る。接着剤ｅ２５でＧＲＩＮレンズとスリーブ１９を接着固定して、光パワーモニター１
の組立を完了させた。図３では、図示と説明を省いているが外部からの遮光のため、遮光
性の熱収縮チューブを被覆した。
図４に、ファイバーレンズユニット５６の拡大図を示し、従来の面取りなしのＧＲＩＮ
レンズを用いた場合の不具合と、本願の面取りを行ったＧＲＩＮレンズを用いると従来の
不具合が解消された理由を説明する。図４ａ）に、従来の面取りなしのＧＲＩＮレンズを
用いた場合で、組立が上手く行った状態を示す。面取りなしのＧＲＩＮレンズ１５’の先
端と略円筒形チューブＡ１６の端面が同一になるように、かつ、略円筒形チューブＡ１６
の端面とＧＲＩＮレンズ１５’の中心線が直角になるように接着固定される。接着剤の図
示は省いている。ピッグテールファイバー１１とＧＲＩＮレンズとの必要距離Ｗを設定す
ると、ピッグテールファイバー１１の先端は略円筒形チューブＡ１６に入り込んでいる。
図４ｂ）に、不具合の一例を示す。本不具合は、略円筒形チューブ１６の端面とＧＲＩＮ
レンズ１５’の中心線が直角からずれて接着固定された場合である。ＧＲＩＮレンズ１５
’が傾いている分だけピッグテールファイバー１１も傾けざるを得なくなり、ピッグテー
ルファイバーの先端鋭角部が略円筒形チューブＡ１６の内壁のｚ部と接触したり、ピッグ
テールファイバーの外面が略円筒形チューブＢ１７の内壁のｚ’部と接触し、ピッグテー
ルファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１６との必要距離Ｗが得られずｗ’のように大きくな
ってしまい、光パワーモニターの特性が得られなくなる。
図４ｃ）に、本願の構造を示す。ＧＲＩＮレンズ１５の面取りされ大きな面となった部
位と、略円筒形チューブＡ１６の端面を組立治具にセットすることで、容易に略円筒形チ
ューブＡ１６の端面とＧＲＩＮレンズ１５の中心線を直角に組立てることができた。また
、ＧＲＩＮレンズ１５が面取りされた分だけピッグテールファイバー１１を、略円筒形チ
ューブＡ１６の端面から遠避けることが可能となり、ピッグテールファイバー１１を略円
筒形チューブＢ１７内に納めることが可能となった。このため、ピッグテールファイバー
１１の先端が略円筒形チューブＡ１６の内壁に接触して組立に支障が出るようなことが無
くなっただけでなく、光パワーモニターの特性が安定した。
図４ａ）に示す従来の光パワーモニターと、図４ｃ）に示す本願の光パワーモニターを
各２００個分投入し、組立工数と特性歩留りを比較した。組立工数は、図３ｄ）のファイ
バーユニット５１とレンズユニット５２を所定の間隔を保ち調芯する工程の２００個の平
均工数で、従来の構造を１として比率をとった。特性歩留りは、図３ｄ）工程で図４で示
したピッグテールファイバー１１とＧＲＩＮレンズとの必要距離Ｗが得られなかった光パ
ワーモニターや、完成後での特性検査で不合格となった光パワーモニターの総数を投入数
２００で除し百分率表示した。組立工数は０．８３となり１７％の工数削減が得られた。
特性歩留りは、図４ａ）に示す従来品が９６％、図４ｃ）に示す本実施例品は１００％で
あった。従来品の不具合４％である８個は、図４ｂ）で示したｚ部での接触による不良６
個、ｚ’部での接触による不良が２個であった。ＧＲＩＮレンズの面取りを行うことで、
ＧＲＩＮレンズの価格は１０から２０％上昇したが、組立工数の低下、特性歩留りの向上
で十二分にＧＲＩＮレンズの価格上昇分は吸収できた。
図５ａ）に、ピッグテールファイバーの鋭角先端部を面取りした実施例を示す。組立方
法は、面取りを施したピッグテールファイバー１１’の面取り部と略円筒形チューブＢ１
７の端面を同一面となるように接着固定しファイバーユニットを形成した。面取りのない
ＧＲＩＮレンズ１５’に略円筒形チューブＡ１６を被せレンズユニットを形成した。組立
治具にファイバーユニットを固定し、入力側光ファイバー１２より入射光を入れ出力側光
ファイバー１３より出てくる光を測定しながら強度が最大になるように、レンズユニット
をＸ，Ｙ，Ｚ方向に微動調整した。略円筒形チューブＡ１６を移動しＧＲＩＮレンズ１５
’と接着固定した後、略円筒形チューブＢ１７と接着固定してファイバーレンズユニット
を得た。ダイオードユニットを付加し光パワーモニターを得た。
図５ａ）に示すように、ＧＲＩＮレンズの鋭角部の先端は略円筒形チューブＢ１７の内
筒に入り込むことがないので、実施例１と同じような組立工数０．８４と特性歩留り１０
０％が得られた。
図５ｂ）ｃ）に、ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズ両方の鋭角部を面取りした
実施例を示す。図５ｂ）は、ＧＲＩＮレンズ１５の面取り部と略円筒形チューブＡ１６の
端面を同一としたもので、図５ｃ）は、ピッグテールファイバー１１’の面取り部と略円
筒形チューブＢ１７の端面を同一としたものである。図５ｂ）は実施例１の組立方法、図
５ｃ）は実施例２の組立方法を用いた。図５ｂ）ｃ）とも、実施例１，２と同じような組
立工数０．８２と特性歩留り１００％が得られた。
本発明の実施例１の光パワーモニターの断面図である。 実施例１の鋭角部が面取りされたＧＲＩＮレンズの斜視図である。 実施例１の光パワーモニターの組立工程図である。 実施例２の光パワーモニターの部分断面図である。 実施例３の光パワーモニターの部分断面図である。 光パワーモニターの構成概略を示す図である。 特許文献で開示されたピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズの対向部の構成図である。
符号の説明
１０ 光パワーモニター、１１，１１’ ピッグテールファイバー、
１２ 入力側光ファイバー、１３ 出力側光ファイバー、１４ タップ膜、
１５，１５’ ＧＲＩＮレンズ、１６ 略円筒形チューブＡ、
１７ 略円筒形チューブＢ、１８ フォトダイオード、１９ スリーブ、
２１ 接着剤ａ、２２ 接着剤ｂ、２３ 接着剤ｃ、２４ 接着剤ｄ、
２５ 接着剤ｅ、５１ ファイバーユニット、５２ レンズユニット、
５３ ダイオードユニット、５４ 組立治具Ａ、５５ 組立治具Ｂ、
５６ ファイバーレンズユニット、７１ 入力側光ファイバー、
７２ 出力側光ファイバー、７３ ２芯キャピラリー、
７４ 屈折率分布レンズ、７５ ドットミラー、７６ フォトディテクター、
７７ 受光回路、７８ 表示器、８０ ピッグテールファイバー、
８１ ＧＲＩＮレンズ。

Claims (4)

  1. ２本の光ファイバーが接続され約８度の傾斜角を持つ端面を持つピッグテールファイバ
    ーと、
    ピッグテールファイバーの前記端面と対向している約８度の傾斜角を持った一方の端面と
    、タップ膜が設けられた他の端面とをそれぞれ両端に持ったＧＲＩＮレンズと、
    ＧＲＩＮレンズの前記タップ膜に対向して設けられた集光レンズ付きフォトダイオードと
    、
    前記ピッグテールファイバーと前記ＧＲＩＮレンズとのそれぞれが内部に接着固定されて
    いる２つの略円筒形チューブと、
    前記ＧＲＩＮレンズのタップ膜側と前記フォトダイオードの集光レンズ側とのそれぞれを
    両端から挿入して接着固定している略円筒状スリーブとを有する光パワーモニターであっ
    て、
    前記ピッグテールファイバーと前記ＧＲＩＮレンズとの対向する端面の少なくとも一方は
    、その鋭角部が面取りされて形成した、円弧とその弦とを持つ面取り部を有し、
    その面取り部の設けられているピッグテールファイバーあるいはＧＲＩＮレンズが内部に
    接着固定されている略円筒形チューブの端面と当該面取り部とが同一面となって、ピッグ
    テールファイバーが内部に接着固定されている略円筒形チューブの端面とＧＲＩＮレンズ
    が内部に接着固定されている略円筒形チューブの端面とが接着固定されて、対向するピッ
    グテールファイバー端面とＧＲＩＮレンズの前記一方の端面との間に所定の間隔を設けて
    いることを特徴とする光パワーモニター。
  2. 前記ピッグテールファイバーと前記ＧＲＩＮレンズとの対向する端面の少なくとも一方
    に設けられた前記面取り部は、その円弧中心から弦までの距離で定義される面取り量が当
    該面取り部の設けられたピッグテールファイバーあるいはＧＲＩＮレンズの直径の２０〜
    ４０％である請求項１記載の光パワーモニター。
  3. ２本の光ファイバーが接続され約８度の傾斜角を持つ端面を持つピッグテールファイバ
    ーと、
    約８度の傾斜角を持った一方の端面と、タップ膜が設けられた他の端面とをそれぞれ両端
    に持つとともに、前記一方の端面は、その鋭角部が面取りされて形成した、円弧とその弦
    とを持つ面取り部を有するＧＲＩＮレンズと、
    前記ピッグテールファイバーと前記ＧＲＩＮレンズとのそれぞれを内部に挿入できる２つ
    の略円筒形チューブと、
    集光レンズ付きフォトダイオードと、
    略円筒状スリーブとを用意して、
    ＧＲＩＮレンズの略円筒形チューブにＧＲＩＮレンズを挿入して、ＧＲＩＮレンズの面取
    り部と略円筒形チューブの端面とを同一面にしてお互いを接着固定し、
    ピッグテールファイバーの略円筒形チューブにピッグテールファイバーを挿入し、
    フォトダイオードの集光レンズ側を略円筒状スリーブの一端から挿入しフォトダイオード
    を略円筒状スリーブに接着固定し、
    ピッグテールファイバーの端面とＧＲＩＮレンズの前記一方の端面とを所定の間隔を介し
    て対向させて、ピッグテールファイバーの２本の光ファイバーの一方から光を入れて他方
    の光ファイバーから出てくる光の強度が最大となるようにピッグテールファイバーとＧＲ
    ＩＮレンズとの位置を調整し、
    ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズとをその位置に保持して、ピッグテールファイ
    バーをその略円筒形チューブ内に接着固定するとともに両略円筒形チューブの端面同士を
    接着固定し、
    ＧＲＩＮレンズのタップ膜側を略円筒状スリーブの他端から挿入しＧＲＩＮレンズを略円
    筒状スリーブに接着固定する
    ことを特徴とする光パワーモニターの製造方法。
  4. ２本の光ファイバーが接続され約８度の傾斜角を持つ端面を持ち、当該端面は、その鋭
    角部が面取りされて形成した、円弧とその弦とを持つ面取り部を有するピッグテールファ
    イバーと、
    約８度の傾斜角を持った一方の端面と、タップ膜が設けられた他の端面とをそれぞれ両端
    に持つＧＲＩＮレンズと、
    前記ピッグテールファイバーと前記ＧＲＩＮレンズとのそれぞれを内部に挿入できる２つ
    の略円筒形チューブと、
    集光レンズ付きフォトダイオードと、
    略円筒状スリーブとを用意して、
    ピッグテールファイバーの略円筒形チューブにピッグテールファイバーを挿入して、ピッ
    グテールファイバーの面取り部と略円筒形チューブの端面とを同一面にしてお互いを接着
    固定し、
    ＧＲＩＮレンズの略円筒形チューブにＧＲＩＮレンズを挿入し、
    フォトダイオードの集光レンズ側を略円筒状スリーブの一端から挿入しフォトダイオード
    を略円筒状スリーブに接着固定し、
    ピッグテールファイバーの端面とＧＲＩＮレンズの前記一方の端面とを所定の間隔を介し
    て対向させて、ピッグテールファイバーの２本の光ファイバーの一方から光を入れて他方
    の光ファイバーから出てくる光の強度が最大となるようにピッグテールファイバーとＧＲ
    ＩＮレンズとの位置を調整し、
    ピッグテールファイバーとＧＲＩＮレンズとをその位置に保持して、ＧＲＩＮレンズをそ
    の略円筒形チューブ内に接着固定するとともに両略円筒形チューブの端面同士を接着固定
    し、
    ＧＲＩＮレンズのタップ膜側を略円筒状スリーブの他端から挿入しＧＲＩＮレンズを略円
    筒状スリーブに接着固定する
    ことを特徴とする光パワーモニターの製造方法。
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