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JP2014022700A - Optical module - Google Patents

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JP2014022700A
JP2014022700A JP2012163315A JP2012163315A JP2014022700A JP 2014022700 A JP2014022700 A JP 2014022700A JP 2012163315 A JP2012163315 A JP 2012163315A JP 2012163315 A JP2012163315 A JP 2012163315A JP 2014022700 A JP2014022700 A JP 2014022700A
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JP
Japan
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lens
light
window
optical
emitting element
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012163315A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Imai
秀行 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
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Priority to CN201310251609.1A priority patent/CN103576254B/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module which suppresses optical coupling between a reflecting return light and a light emitting element, is convenient, and is excellent in optical performance.SOLUTION: An optical module 10 comprises a light emitting element 11 for emitting light and a window lens 2 which light transmits, and emits light that has transmitted the window lens 2 outside. The window lens 2 is provided on its surface with a first lens surface 2a and on its back surface with a second lens surface 2b. In the optical module 10, optical axes of the light emitting element 11 and of the window lens 2 coincide, the first lens surface 2a is provided facing the light emitting element 11, and one of the first lens surface 2a and the second lens surface 2b is a projection surface, and the other is a recessed surface.

Description

本発明は、光を出射する発光素子と反射戻り光との光学的結合を抑制する光モジュールに関するものである。   The present invention relates to an optical module that suppresses optical coupling between a light emitting element that emits light and reflected return light.

光通信分野において、発光素子を収容し、その出射光が透過する透光窓を備えるハウジングを有する光モジュールが用いられている。そして、透光窓は、板状のガラスからなり、ハウジングは、発光素子の出射部の酸化を防止するために、ヘリウムなどの不活性ガスが充填され気密に封止されている。   In the optical communication field, an optical module is used that has a housing that houses a light emitting element and includes a light-transmitting window through which the emitted light passes. The translucent window is made of plate-like glass, and the housing is filled with an inert gas such as helium and hermetically sealed in order to prevent oxidation of the emission part of the light emitting element.

ところで、発光素子から出射された出射光は、透光窓を透過してハウジングの外部に出射される。このとき、出射光の一部が透光窓で反射され発光素子へ戻り、この反射戻り光に起因するノイズが問題になっている。   By the way, the emitted light emitted from the light emitting element passes through the light transmitting window and is emitted to the outside of the housing. At this time, part of the emitted light is reflected by the light transmitting window and returns to the light emitting element, and noise caused by the reflected return light is a problem.

この課題を解決するための光モジュール(半導体レーザ装置)が、特許文献1に開示されている。図12に、特許文献1に開示される光モジュールの断面略図を示す。図12に示すように、光モジュール500においては、発光素子である半導体レーザ513を収容するハウジング511(キャップ)の上面511aに、レーザ光が透過する開口部511bが形成されている。そして、ハウジング511の内側面511cに開口部511bを塞ぐように、板状の板ガラス502(カバーガラス)が低融点ガラス508により固定されている。   An optical module (semiconductor laser device) for solving this problem is disclosed in Patent Document 1. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of an optical module disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. 12, in the optical module 500, an opening 511b through which laser light is transmitted is formed on an upper surface 511a of a housing 511 (cap) that houses a semiconductor laser 513 that is a light emitting element. Then, a plate-like plate glass 502 (cover glass) is fixed by a low melting point glass 508 so as to block the opening 511 b on the inner side surface 511 c of the housing 511.

そして、板ガラス502によって反射されるレーザ光が半導体レーザ513に戻らないように、板ガラス502は、半導体レーザ513の光軸515に対して、非直交に設けられている。   The plate glass 502 is provided non-orthogonally with respect to the optical axis 515 of the semiconductor laser 513 so that the laser light reflected by the plate glass 502 does not return to the semiconductor laser 513.

特開2011−216583号公報JP 2011-216583 A

図13は、特許文献1に開示される板状のガラスがレーザ光の光路に与える影響の説明図である。図13に示すように、光モジュール500においては、半導体レーザ513から出射された拡散光514aは、板ガラス502を透過してハウジング511(図13では図示しない)の外部に出射される。その際、拡散光514aの光軸515近傍の光束514bは、半導体レーザ513から出射されて板ガラス502に入射するまでは、光軸515上を、光軸515にほぼ平行に進行する。   FIG. 13 is an explanatory diagram of the influence of the plate-like glass disclosed in Patent Document 1 on the optical path of laser light. As shown in FIG. 13, in the optical module 500, the diffused light 514a emitted from the semiconductor laser 513 passes through the plate glass 502 and is emitted outside the housing 511 (not shown in FIG. 13). At this time, the light beam 514b in the vicinity of the optical axis 515 of the diffused light 514a travels almost parallel to the optical axis 515 on the optical axis 515 until it is emitted from the semiconductor laser 513 and enters the plate glass 502.

ところが、板ガラス502は、半導体レーザ513の光軸515に対して、非直交に、すなわち板ガラス502の法線502aと半導体レーザ513の光軸とは互いに傾斜するように設けられている。そのため、拡散光514aが板ガラス502を透過すると、光束514bは、光軸515と法線502aとの傾斜角度502bや板ガラス502の厚さに応じて、光軸515上からずれた光路515a上を、光軸515にほぼ平行に進行する。   However, the plate glass 502 is provided so as to be non-orthogonal with respect to the optical axis 515 of the semiconductor laser 513, that is, the normal line 502a of the plate glass 502 and the optical axis of the semiconductor laser 513 are inclined with respect to each other. Therefore, when the diffused light 514a is transmitted through the plate glass 502, the light beam 514b is on the optical path 515a shifted from the optical axis 515 depending on the inclination angle 502b between the optical axis 515 and the normal line 502a and the thickness of the plate glass 502. It travels almost parallel to the optical axis 515.

光モジュール500を光通信に用いる場合には、板ガラス502を透過した拡散光514aは、コリメートレンズ(図示せず)を用いて平行光にされた後に、集光レンズ(図示せず)を用いて光ファイバ(図示せず)の端面に集光される。その際、光束514bが、光軸515上からずれた光路515a上を進行するため、ずれた光路515aにコリメートレンズの光軸を合わせる必要がある。   When the optical module 500 is used for optical communication, the diffused light 514a transmitted through the plate glass 502 is converted into parallel light using a collimator lens (not shown), and then used using a condensing lens (not shown). It is condensed on the end face of an optical fiber (not shown). At this time, since the light beam 514b travels on the optical path 515a shifted from the optical axis 515, it is necessary to align the optical axis of the collimating lens with the shifted optical path 515a.

このように、半導体レーザ513の光軸515からコリメートレンズの光軸をずらして、光路515aにコリメートレンズの光軸を合わせる必要がある。そのため、特許文献1に開示される光モジュール500は、組み立てが煩雑であるという課題があった。   Thus, it is necessary to shift the optical axis of the collimating lens from the optical axis 515 of the semiconductor laser 513 so that the optical axis of the collimating lens is aligned with the optical path 515a. Therefore, the optical module 500 disclosed in Patent Document 1 has a problem that assembly is complicated.

また、半導体レーザ513から出射された拡散光514aは、コリメートレンズを用いて光ファイバなどの受光部に結合させる。その際、コリメートレンズ及び光ファイバは、各々の光軸が光軸515からずれた光路515aに一致するように、位置をずらして設置される。そのため、コリメートレンズ及び光ファイバの設置位置をずらすことを要因として、結合損失が発生するため、光学的性能が劣化するという課題があった。   Further, the diffused light 514a emitted from the semiconductor laser 513 is coupled to a light receiving unit such as an optical fiber using a collimator lens. At that time, the collimating lens and the optical fiber are installed with their positions shifted so that the optical axes of the collimating lens and the optical fiber coincide with the optical path 515a shifted from the optical axis 515. For this reason, there is a problem in that optical performance deteriorates because coupling loss occurs due to shifting of the installation positions of the collimating lens and the optical fiber.

本発明の目的は、このような課題を顧みてなされたものであり、反射戻り光と発光素子との光学的結合を抑制すると共に、組み立てが簡便で、光学的性能に優れる光モジュールを提供することである。   The object of the present invention has been made in view of such problems, and provides an optical module that suppresses optical coupling between reflected return light and a light-emitting element, is easy to assemble, and has excellent optical performance. That is.

光を出射する発光素子と、前記光が透過する窓レンズと、を有してなり、前記窓レンズを透過した前記光が外部に出射される光モジュールであって、前記窓レンズが、その表面に第1のレンズ面と、その裏面に第2のレンズ面と、を備え、前記発光素子と前記窓レンズとの光軸が一致して設けられ、前記第1のレンズ面が前記発光素子に面して設けられ、前記第1のレンズ面と前記第2のレンズ面との一方が凸面であり、他方が凹面であることを特徴とする。   A light emitting element that emits light; and a window lens that transmits the light; and an optical module that emits the light transmitted through the window lens to the outside. A first lens surface and a second lens surface on the back surface thereof, wherein the light axes of the light emitting element and the window lens are provided so as to coincide with each other, and the first lens surface is provided on the light emitting element. One of the first lens surface and the second lens surface is a convex surface, and the other is a concave surface.

本発明の光モジュールにおいては、発光素子から出射される光は、第1のレンズ面と第2のレンズ面を透過する。その際に、窓レンズでの反射で生じる反射戻り光は、第1のレンズ面と第2のレンズ面による反射光である。本発明では、第1のレンズ面と第2のレンズ面との一方が凸面であり、他方が凹面である。よって、光軸の近傍を除いて、反射戻り光の光路は、発光素子から出射される光の光路と異なるため、反射戻り光は発光素子に集光することはない。   In the optical module of the present invention, the light emitted from the light emitting element passes through the first lens surface and the second lens surface. At that time, the reflected return light generated by the reflection at the window lens is reflected light from the first lens surface and the second lens surface. In the present invention, one of the first lens surface and the second lens surface is a convex surface, and the other is a concave surface. Therefore, except for the vicinity of the optical axis, the optical path of the reflected return light is different from the optical path of the light emitted from the light emitting element, and therefore the reflected return light is not condensed on the light emitting element.

よって、本発明によれば、反射戻り光と発光素子との光学的結合は抑制される。   Therefore, according to the present invention, the optical coupling between the reflected return light and the light emitting element is suppressed.

本発明の光モジュールにおいては、窓レンズが凹面と凸面とのレンズ面を有している。そのため、発光素子と窓レンズとの光軸を一致させて設けても、反射戻り光と発光素子との光学的結合は抑制される。そのため、窓レンズを透過する光は、窓レンズを透過する前後において、その光軸を変化させることはなく、発光素子の光軸と略一致する光路を進行する。   In the optical module of the present invention, the window lens has a concave and convex lens surface. For this reason, even if the optical axes of the light emitting element and the window lens are aligned, the optical coupling between the reflected return light and the light emitting element is suppressed. Therefore, the light passing through the window lens does not change its optical axis before and after passing through the window lens, and travels on an optical path that substantially matches the optical axis of the light emitting element.

そのため、本発明の光モジュールは、光軸をずらして光軸調整をする必要がないため、組み立てが簡便である。また、光軸をずらすことを要因とする結合損失の発生がないので、光学的性能に優れる。   Therefore, the optical module of the present invention does not require optical axis adjustment by shifting the optical axis, and is easy to assemble. Further, since there is no coupling loss caused by shifting the optical axis, the optical performance is excellent.

よって、本発明によれば、反射戻り光と発光素子との光学的結合を抑制すると共に、組み立てが簡便で、光学的性能に優れる光モジュールを提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optical module that suppresses the optical coupling between the reflected return light and the light emitting element, is easy to assemble, and has excellent optical performance.

前記光を平行光にするコリメートレンズを有し、前記コリメートレンズが前記発光素子と前記窓レンズとの間に設けられると共に、前記コリメートレンズと前記窓レンズとの光軸が平行にして設けられ、前記第1のレンズ面が凸面であると共に、前記第2のレンズ面が凹面であることが好ましい。   A collimating lens for collimating the light; the collimating lens is provided between the light emitting element and the window lens; and the optical axes of the collimating lens and the window lens are provided in parallel. It is preferable that the first lens surface is a convex surface and the second lens surface is a concave surface.

発光素子と窓レンズとの光軸が一致して設けられ、コリメートレンズと窓レンズとの光軸は平行に設けられている。そのため、発光素子から出射される拡散光は、コリメートレンズによって平行光になり、窓レンズに入射する。そして、窓レンズによって反射される反射戻り光は平行光で、コリメートレンズに戻る時のみ発光素子に集光する。   The optical axes of the light emitting element and the window lens are provided so as to coincide with each other, and the optical axes of the collimating lens and the window lens are provided in parallel. Therefore, the diffused light emitted from the light emitting element becomes parallel light by the collimator lens and enters the window lens. The reflected return light reflected by the window lens is parallel light and is condensed on the light emitting element only when returning to the collimating lens.

一方、窓レンズにおいて、第1のレンズ面及び第2のレンズ面は、入射する光に対して凸面を対向させるので、窓レンズによって反射される反射戻り光は、拡散光である。そのため、窓レンズによって反射される反射戻り光は、発光素子に集光することはない。   On the other hand, in the window lens, the first lens surface and the second lens surface have the convex surfaces facing the incident light, so that the reflected return light reflected by the window lens is diffused light. Therefore, the reflected return light reflected by the window lens is not condensed on the light emitting element.

よって、本発明によれば、反射戻り光と発光素子との光学的結合は抑制される。   Therefore, according to the present invention, the optical coupling between the reflected return light and the light emitting element is suppressed.

発光素子と窓レンズとの光軸が一致にして設けられ、コリメートレンズと窓レンズとの光軸が平行にして設けられる。そのため、発光素子から出射される拡散光は、コリメートレンズによって平行光になり、窓レンズに入射する。そして、窓レンズに入射した平行光は、窓レンズを透過する前後において、その光軸を変化させることはなく、発光素子の光軸と一致する光路を進行する。   The light emitting element and the window lens are provided with the same optical axis, and the collimating lens and the window lens are provided with the optical axes in parallel. Therefore, the diffused light emitted from the light emitting element becomes parallel light by the collimator lens and enters the window lens. The parallel light incident on the window lens travels along an optical path that matches the optical axis of the light emitting element without changing its optical axis before and after passing through the window lens.

そのため、本発明の光モジュールを光通信に用いる場合には、発光素子の光軸と、光モジュールから出射された光を光ファイバの端面に集光させる集光レンズの光軸と、を一致させたままで光軸調整ができる。そのため、本発明の光モジュールは、光軸をずらして光軸調整する必要がないため、組み立てが簡便である。このずらすことを要因とする誤差が生じないため、光学的性能に優れる。   Therefore, when the optical module of the present invention is used for optical communication, the optical axis of the light emitting element and the optical axis of the condenser lens for condensing the light emitted from the optical module on the end face of the optical fiber are matched. The optical axis can be adjusted as it is. Therefore, the optical module of the present invention does not require optical axis adjustment by shifting the optical axis, and is easy to assemble. Since an error caused by this shifting does not occur, the optical performance is excellent.

前記第1のレンズ面が凹面であり、前記第2のレンズ面が凸面であって、前記発光素子の出射光を平行光にするコリメートレンズが、前記発光素子と前記窓レンズとの間に設けられると共に、前記発光素子、前記コリメートレンズ、及び前記窓レンズの光軸が一致して設けられ、前記第1のレンズ面で反射した反射光が前記コリメートレンズと前記窓レンズとの間に焦点を持ち、前記焦点が、前記コリメートレンズの前記窓レンズと対向する面と前記第1のレンズ面との面間距離の中点よりも前記第1のレンズ面側に近い位置にあることが好ましい。   The collimating lens which makes the 1st lens surface concave, the 2nd lens surface convex, and makes the emitted light of the light emitting element parallel light is provided between the light emitting element and the window lens. In addition, the light axes of the light emitting element, the collimating lens, and the window lens are provided so that the reflected light reflected by the first lens surface is focused between the collimating lens and the window lens. It is preferable that the focal point is at a position closer to the first lens surface side than the midpoint of the distance between the surfaces of the collimating lens facing the window lens and the first lens surface.

このような態様であれば、反射戻り光の一部をコリメートレンズの外側を通るように設けることができる。この際には、この反射戻り光の一部は、発光素子に戻ることはないので、反射戻り光と発光素子との光学的結合を更に抑制することができる。   In such an embodiment, a part of the reflected return light can be provided so as to pass outside the collimating lens. At this time, a part of the reflected return light does not return to the light emitting element, so that the optical coupling between the reflected return light and the light emitting element can be further suppressed.

本発明によれば、反射戻り光と発光素子との光学的結合を抑制すると共に、組み立てが簡便で、光学的性能に優れる光モジュールを提供することが可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while suppressing the optical coupling | bonding of reflected return light and a light emitting element, it is possible to provide the optical module which is easy to assemble and is excellent in optical performance.

第1の実施形態における鏡筒付き窓レンズの平面略図である。1 is a schematic plan view of a window lens with a lens barrel in a first embodiment. 第1図に示すA−A線に沿って切断して矢印方向から視る断面略図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 第1の実施形態における光モジュールである。It is an optical module in a 1st embodiment. 第1の実施形態における反射戻り光の説明図である。It is explanatory drawing of the reflected return light in 1st Embodiment. 第1の実施形態における光モジュールを光通信に用いた例である。It is an example which used the optical module in 1st Embodiment for optical communication. 第1の実施形態における鏡筒付き窓レンズの製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the window lens with a lens-barrel in 1st Embodiment. 第1の実施形態における光モジュールの変形例である。It is a modification of the optical module in 1st Embodiment. 変形例の光モジュールを光通信に用いた例である。It is an example which used the optical module of the modification for optical communications. 第2の実施形態における光モジュールである。It is an optical module in a 2nd embodiment. 第2の実施形態における反射戻り光の説明図である。It is explanatory drawing of the reflected return light in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における第1の変形での反射戻り光の説明図である。It is explanatory drawing of the reflected return light in the 1st deformation | transformation in 2nd Embodiment. 特許文献1に開示される光モジュールの断面略図である。1 is a schematic cross-sectional view of an optical module disclosed in Patent Document 1. 特許文献1に開示される板状のガラスがレーザ光の光路に与える影響の説明図である。It is explanatory drawing of the influence which the plate-shaped glass disclosed by patent document 1 has on the optical path of a laser beam.

<第1の実施形態>
本実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図1に、第1の実施形態における鏡筒付き窓レンズの平面略図を示す。図2に、第1図に示すA−A線に沿って切断して矢印方向から視る断面略図を示す。図3に、第1の実施形態における光モジュールを示す。なお、各図面は、見やすくするために寸法を適宜異ならせて図示している。
<First Embodiment>
This embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view of a window lens with a lens barrel in the first embodiment. FIG. 2 is a schematic sectional view taken along the line AA shown in FIG. FIG. 3 shows an optical module according to the first embodiment. Each drawing is illustrated with dimensions appropriately changed for easy viewing.

本実施形態の鏡筒付き窓レンズ1は、図1、図2に示すように、円筒状の鏡筒3と、平面視で円である窓レンズ2と、を有している。そして、鏡筒3は、光が通る開口部3aを備えており、開口部3aは、窓レンズ2に覆われている。鏡筒3は、たとえば、ステンレス鋼等を切削加工して製作される。また、窓レンズ2は、透明なガラスからなる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the window lens 1 with a lens barrel of the present embodiment includes a cylindrical lens barrel 3 and a window lens 2 that is a circle in plan view. The lens barrel 3 includes an opening 3 a through which light passes, and the opening 3 a is covered with the window lens 2. The lens barrel 3 is manufactured by cutting stainless steel or the like, for example. The window lens 2 is made of transparent glass.

窓レンズ2は、窓レンズ2の表面に、すなわち、図2に示すように、図の上側方向(Z2方向)に、第1のレンズ面2aを備えている。そして、窓レンズ2は、窓レンズ2の裏面に、すなわち、図2に示すように、図の下側方向(Z1方向)に、第2のレンズ面2bを備えている。   The window lens 2 includes a first lens surface 2a on the surface of the window lens 2, that is, as shown in FIG. 2, in the upper direction (Z2 direction) in the figure. The window lens 2 includes a second lens surface 2b on the back surface of the window lens 2, that is, in the lower direction (Z1 direction) in the figure as shown in FIG.

本実施形態においては、第1のレンズ面2aは、外方に突出する凸面であり、第2のレンズ面2bは、内方に窪んだ凹面である。第1のレンズ面2aにおいては、外方から入射して第1のレンズ面2aを透過した光は収束(集光)し、外方から入射して第1のレンズ面2aで反射する光は拡散(発散)する。   In the present embodiment, the first lens surface 2a is a convex surface protruding outward, and the second lens surface 2b is a concave surface recessed inward. On the first lens surface 2a, the light incident from the outside and transmitted through the first lens surface 2a converges (condenses), and the light incident from the outside and reflected by the first lens surface 2a is Diffuse (diverge).

また、第2のレンズ面2bにおいては、第1のレンズ面2aを透過して第2のレンズ面2bに入射する光は、第2のレンズ面2bを透過する場合および反射する場合ともに、拡散する。   In addition, in the second lens surface 2b, light that is transmitted through the first lens surface 2a and incident on the second lens surface 2b is diffused both when transmitted through the second lens surface 2b and when reflected. To do.

図2に示すように、第1のレンズ面2aおよび第2のレンズ面2bは、光軸3hを同一とし、光軸3hは鏡筒3の中心軸3fと一致するように形成されている。すなわち、光軸3hは、鏡筒付き窓レンズ1の光軸でもある。   As shown in FIG. 2, the first lens surface 2 a and the second lens surface 2 b have the same optical axis 3 h, and the optical axis 3 h is formed to coincide with the central axis 3 f of the lens barrel 3. That is, the optical axis 3h is also the optical axis of the window lens 1 with a lens barrel.

本実施形態では、鏡筒3を円筒状としたが、これに限定されるものではない。鏡筒3は、平面視で多角形である筒状構造も可能である。窓レンズ2を、平面視で円であるとしたが、これに限定されるものではない。窓レンズ2は、平面視で楕円、多角形等も可能である。   In the present embodiment, the lens barrel 3 is cylindrical, but is not limited to this. The lens barrel 3 can also have a cylindrical structure that is polygonal in plan view. Although the window lens 2 is assumed to be a circle in plan view, the present invention is not limited to this. The window lens 2 can be an ellipse or a polygon in plan view.

窓レンズ2が透明なガラスから形成されるとしたが、これに限定されるものではない。透明であれば、樹脂等も可能である。   Although the window lens 2 is formed of transparent glass, the present invention is not limited to this. If it is transparent, a resin or the like is also possible.

窓レンズ2の外径は、たとえば、0.5mm〜2.0mm程度である。第1のレンズ面2aの曲率半径は、たとえば、1.0mm〜2.0mm程度であり、第2のレンズ面2bの曲率半径は、たとえば、0.1mm〜1.0mm程度である。鏡筒3の外径は、たとえば、2.0mm〜3.0mm程度である。   The outer diameter of the window lens 2 is, for example, about 0.5 mm to 2.0 mm. The curvature radius of the first lens surface 2a is, for example, about 1.0 mm to 2.0 mm, and the curvature radius of the second lens surface 2b is, for example, about 0.1 mm to 1.0 mm. The outer diameter of the lens barrel 3 is, for example, about 2.0 mm to 3.0 mm.

第1の実施形態における光モジュール10は、図3に示すように、ハウジング13を有し、ハウジング13内に、図の左側から、光を出射する発光素子である半導体レーザ11と、コリメートレンズ12と、を収容している。そして、ハウジング13内にヘリウムなどの不活性ガスが充填されて、鏡筒付き窓レンズ1が、ハウジング13の図の右側の端部13bに気密に固定されている。不活性ガスを充填することで、半導体レーザ11の出射部の酸化を防いでいる。   As shown in FIG. 3, the optical module 10 in the first embodiment has a housing 13, and a semiconductor laser 11, which is a light emitting element that emits light from the left side of the figure, and a collimating lens 12 in the housing 13. And is housed. The housing 13 is filled with an inert gas such as helium, and the lens barrel-equipped window lens 1 is hermetically fixed to the right end 13 b of the housing 13. By filling the inert gas, oxidation of the emission part of the semiconductor laser 11 is prevented.

台座11aが、図3に示すように、ハウジング13内の底面13aの上に、固定されている。そして、半導体レーザ11が、その出射部を図の右側方向に向けて台座11aの上に固定されている。   As shown in FIG. 3, the base 11 a is fixed on the bottom surface 13 a in the housing 13. The semiconductor laser 11 is fixed on the pedestal 11a with its emitting part facing the right side of the figure.

半導体レーザ11は、図の右側方向に向けて拡散光14aを出射する。半導体レーザ11から出射された拡散光14aは、コリメートレンズ12によって平行光14bに変えられ、平行光14bは図の右側方向に進行する。   The semiconductor laser 11 emits diffused light 14a toward the right side of the figure. The diffused light 14a emitted from the semiconductor laser 11 is converted into parallel light 14b by the collimator lens 12, and the parallel light 14b travels in the right direction in the figure.

そして、平行光14bの進行する先に、ハウジング13の端部13bに固定された鏡筒付き窓レンズ1が設置されている。そして、鏡筒付き窓レンズ1は、第1のレンズ面2aを半導体レーザ11側に向け、第2のレンズ面2bを外方に向けて設置されている。   And the window lens 1 with a lens barrel fixed to the edge part 13b of the housing 13 is installed ahead of the parallel light 14b. The lens barrel-equipped window lens 1 is installed with the first lens surface 2a facing the semiconductor laser 11 and the second lens surface 2b facing outward.

本実施形態の光モジュール10においては、図3に示すように、半導体レーザ11およびコリメートレンズ12は、光軸15を一致するように、ハウジング13内に固定されている。次に、光軸15と鏡筒付き窓レンズ1の光軸3h(図2に図示)とが一致するように、鏡筒付き窓レンズ1は、ハウジング13に固定されている。下記では、光軸15を光モジュール10の光軸とする。   In the optical module 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 are fixed in the housing 13 so that the optical axes 15 coincide. Next, the lens barrel-equipped window lens 1 is fixed to the housing 13 so that the optical axis 15 and the optical axis 3h (illustrated in FIG. 2) of the lens barrel-equipped window lens 1 coincide with each other. In the following, the optical axis 15 is the optical axis of the optical module 10.

本実施形態の光モジュール10においては、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、および鏡筒付き窓レンズ1の光軸を一致させて設けているが、これに限定されるものではない。半導体レーザ11と鏡筒付き窓レンズ1との光軸が一致して設けられ、コリメートレンズ12と鏡筒付き窓レンズ1との光軸が平行にして設けられることも可能である。   In the optical module 10 of this embodiment, the optical axes of the semiconductor laser 11, the collimating lens 12, and the window lens 1 with the lens barrel are made to coincide with each other, but the present invention is not limited to this. It is also possible that the optical axes of the semiconductor laser 11 and the window lens 1 with a lens barrel are aligned with each other, and the optical axes of the collimating lens 12 and the window lens 1 with a lens barrel are provided in parallel.

窓レンズ2においては、平行光14bが第1のレンズ面2aに入射すると、平行光14bは第1のレンズ面2aを透過すると収束光14cになる。そして、収束光14cは第2のレンズ面2bを透過すると平行光14dになる。このように、窓レンズ2の第1のレンズ面2aと第2のレンズ面2bとは設けられている。   In the window lens 2, when the parallel light 14b is incident on the first lens surface 2a, the parallel light 14b becomes the convergent light 14c when passing through the first lens surface 2a. The convergent light 14c becomes parallel light 14d when transmitted through the second lens surface 2b. Thus, the first lens surface 2a and the second lens surface 2b of the window lens 2 are provided.

そのため、半導体レーザ11から出射された拡散光14aは、コリメートレンズ12を透過すると平行光14bになり、窓レンズ2を透過すると平行光14dとなり、光軸15と平行な光路16を進行する。その際、平行光14dは、平行光14dの中心を光軸15にほぼ一致させて進行する。   Therefore, the diffused light 14 a emitted from the semiconductor laser 11 becomes parallel light 14 b when transmitted through the collimator lens 12, and becomes parallel light 14 d when transmitted through the window lens 2, and travels along an optical path 16 parallel to the optical axis 15. At that time, the parallel light 14d travels with the center of the parallel light 14d substantially aligned with the optical axis 15.

本実施形態によって、反射戻り光と半導体レーザ11との光学的結合が抑制されることを説明する。図4に、第1の実施形態における反射戻り光の説明図を示す。本実施形態においては、図4に示すように、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、および窓レンズ2は、上述のように光軸調整がなされている。そのため、反射戻り光は、平行光でコリメートレンズ12に戻った場合のみに、半導体レーザ11の出射部に集光する。反射戻り光が、拡散光や収束光でコリメートレンズ12に戻った場合には、その集光する位置、すなわち集光点14g、14hは、半導体レーザ11の出射部から外れる。   It will be described that the optical coupling between the reflected return light and the semiconductor laser 11 is suppressed by this embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of the reflected return light in the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the semiconductor laser 11, the collimating lens 12, and the window lens 2 are adjusted in optical axis as described above. Therefore, the reflected return light is focused on the emitting portion of the semiconductor laser 11 only when returning to the collimating lens 12 with parallel light. When the reflected return light returns to the collimating lens 12 with diffused light or convergent light, the condensing position, that is, the condensing points 14g and 14h deviate from the emitting part of the semiconductor laser 11.

図4に示すように、平行光14bが第1のレンズ面2aで反射されて生じる反射戻り光14eは、第1のレンズ面2aが平行光14bに凸面を向けているので、拡散しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。そのため、反射戻り光14eは、拡散しながらコリメートレンズ12に入射し、半導体レーザ11の出射部よりも図面上左側の集光点14gに集光する。すなわち、反射戻り光14eは、半導体レーザ11の出射部に集光することはなく、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。   As shown in FIG. 4, the reflected return light 14e generated when the parallel light 14b is reflected by the first lens surface 2a is collimated while diffusing since the first lens surface 2a has a convex surface facing the parallel light 14b. Proceed toward the lens 12. Therefore, the reflected return light 14e enters the collimating lens 12 while being diffused, and is collected at a condensing point 14g on the left side of the drawing from the emitting portion of the semiconductor laser 11. That is, the reflected return light 14e is not condensed on the emission part of the semiconductor laser 11, but returns to the emission part of the semiconductor laser 11 in a diffused state.

収束光14cが第2のレンズ面2bで反射されて生じる反射戻り光14fは、図4に示すように、第2のレンズ面2bが収束光14cに凸面を向けているので、拡散しながら第1のレンズ面2aに入射する。次に、第1のレンズ面2aを透過すると、拡散しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。そのため、反射戻り光14fは、拡散しながらコリメートレンズ12に入射し、コリメートレンズ12を透過すると、集光点14gよりも図面上左側の集光点14hに集光する。そのため、反射戻り光14fは、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。   The reflected return light 14f generated by reflecting the convergent light 14c on the second lens surface 2b has a convex surface directed toward the convergent light 14c as shown in FIG. 1 is incident on the lens surface 2a. Next, when the light passes through the first lens surface 2a, the light advances toward the collimating lens 12 while diffusing. Therefore, the reflected return light 14f enters the collimating lens 12 while diffusing, and when it passes through the collimating lens 12, it is condensed at a condensing point 14h on the left side of the drawing from the condensing point 14g. Therefore, the reflected return light 14f returns to the emitting part of the semiconductor laser 11 in a diffused state.

このように、反射戻り光14e、14fの光路は、光軸15の近傍を除いて、発光素子である半導体レーザ11から出射される光の光路と異なるため、反射戻り光14e、14fは半導体レーザ11の出射部に集光することはない。よって、本実施形態によれば、反射戻り光14e、14fと半導体レーザ11との光学的結合を抑制することができる。   Thus, since the optical paths of the reflected return lights 14e and 14f are different from the optical path of the light emitted from the semiconductor laser 11 as the light emitting element except for the vicinity of the optical axis 15, the reflected return lights 14e and 14f are the semiconductor lasers. The light is not condensed on the 11 exit portions. Therefore, according to the present embodiment, the optical coupling between the reflected return lights 14e and 14f and the semiconductor laser 11 can be suppressed.

本実施形態によれば、図4に示すように、コリメートレンズ12と窓レンズ2とが平行光14bで結ばれているので、コリメートレンズ12と窓レンズ2との距離を変えても、光モジュール10から出射される平行光14dへの影響は小さい。ところが、コリメートレンズ12と窓レンズ2との距離を変えると、集光点14g、14hの位置を、図面上左右方向に移動させることができる。よって、本実施形態によれば、平行光14dへの影響を抑えて、反射戻り光14e、14fと半導体レーザ11との光学的結合の調整が可能である。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the collimating lens 12 and the window lens 2 are connected by the parallel light 14b. Therefore, even if the distance between the collimating lens 12 and the window lens 2 is changed, the optical module is used. The influence on the parallel light 14d emitted from 10 is small. However, if the distance between the collimating lens 12 and the window lens 2 is changed, the positions of the condensing points 14g and 14h can be moved in the horizontal direction in the drawing. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to adjust the optical coupling between the reflected return lights 14e and 14f and the semiconductor laser 11 while suppressing the influence on the parallel light 14d.

図5に、第1の実施形態における光モジュールを光通信に用いた例を示す。光モジュール10を光通信に用いる場合には、図5に示すように、集光レンズ32によって平行光14dが光ファイバ33の端面33aに光学的に結合される。   FIG. 5 shows an example in which the optical module according to the first embodiment is used for optical communication. When the optical module 10 is used for optical communication, the parallel light 14 d is optically coupled to the end face 33 a of the optical fiber 33 by the condenser lens 32 as shown in FIG.

本実施形態によれば、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及び窓レンズ2の光軸15を一致させた状態で、すなわち、光軸15に対して窓レンズ2を傾斜させないで、反射戻り光14e、14fと半導体レーザ11との光学的結合を抑制することができる。よって、本実施形態においては、窓レンズ2を透過した平行光14dは、平行光14dの中心を光軸15にほぼ一致させて進行する。   According to the present embodiment, the reflected return light 14e is obtained in a state where the optical axes 15 of the semiconductor laser 11, the collimating lens 12, and the window lens 2 are matched, that is, without tilting the window lens 2 with respect to the optical axis 15. , 14f and the semiconductor laser 11 can be suppressed. Therefore, in the present embodiment, the parallel light 14d transmitted through the window lens 2 travels with the center of the parallel light 14d substantially coincident with the optical axis 15.

そのため、本実施形態によれば、集光レンズ32の光軸35は、光モジュール10の光軸15に一致させた状態で、光モジュール10と集光レンズ32との光軸調整を行うことができる。そして、光軸15と光軸35とは、図5に示すように、直線状に配置させることができる。   Therefore, according to this embodiment, the optical axis of the optical module 10 and the condenser lens 32 can be adjusted in a state where the optical axis 35 of the condenser lens 32 is aligned with the optical axis 15 of the optical module 10. it can. The optical axis 15 and the optical axis 35 can be arranged linearly as shown in FIG.

よって、本実施形態によれば、集光レンズ32の光軸35を光モジュール10の光軸15からずらして、光軸調整をする必要がないので、組み立てが簡便である。   Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to adjust the optical axis by shifting the optical axis 35 of the condenser lens 32 from the optical axis 15 of the optical module 10, so that assembly is simple.

また、本実施形態によれば、光軸をずらして光軸調整をする必要がないので、このずらすことを要因とする誤差が生じない。そのため、半導体レーザ11を光ファイバ33の端面33aに光学的効率よく結合することができ、光学的性能に優れる。   Further, according to the present embodiment, it is not necessary to adjust the optical axis by shifting the optical axis, so that an error caused by this shifting does not occur. Therefore, the semiconductor laser 11 can be optically coupled to the end face 33a of the optical fiber 33, and the optical performance is excellent.

次に、本実施形態における鏡筒付き窓レンズ1の製造方法について説明する。図6に、第1の実施形態における鏡筒付き窓レンズの製造方法の説明図を示す。   Next, the manufacturing method of the window lens 1 with a lens barrel in the present embodiment will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a window lens with a lens barrel in the first embodiment.

図6(a)に示す工程で、プレス装置50を準備する。プレス装置50は、胴型53、上金型51、下金型52、およびヒータ54を有して構成されている。そして、上金型51及び下金型52は、各々、平坦なベース面51b、52bから突出する突出部51a、52aを備えている。   In the step shown in FIG. 6A, the press device 50 is prepared. The press device 50 includes a body mold 53, an upper mold 51, a lower mold 52, and a heater 54. The upper mold 51 and the lower mold 52 include projecting portions 51a and 52a that project from the flat base surfaces 51b and 52b, respectively.

上金型51の中心軸と下金型52の中心軸は、一致するように設けられている。そして、これらの中心軸に対して、ベース面51b、52bは直交するように設けられている。   The central axis of the upper mold 51 and the central axis of the lower mold 52 are provided so as to coincide with each other. The base surfaces 51b and 52b are provided so as to be orthogonal to these central axes.

次に、図6(b)に示す工程で、鏡筒3と窓素材2eが胴型53内に入れられる。その際、鏡筒3は、その内周面内に突出部52aが挿入され、窓素材2eは、突出部52aの上に置かれる。そして、ヒータ54によって窓素材2eが軟化する温度まで加熱される。   Next, in the step shown in FIG. 6B, the lens barrel 3 and the window material 2 e are placed in the barrel mold 53. At this time, the lens barrel 3 has the protruding portion 52a inserted into the inner peripheral surface thereof, and the window material 2e is placed on the protruding portion 52a. The heater 54 is heated to a temperature at which the window material 2e is softened.

鏡筒3は、図2に示すように、鏡筒3の中心軸3fに直交する上面3gを有している。そして、鏡筒3は、上面3gをベース面52bに当接して置かれる。そのため、鏡筒3の中心軸3fは、上金型51の中心軸及び下金型52の中心軸と、ほぼ一致している。   The lens barrel 3 has an upper surface 3g orthogonal to the central axis 3f of the lens barrel 3, as shown in FIG. The lens barrel 3 is placed with the upper surface 3g in contact with the base surface 52b. Therefore, the central axis 3 f of the lens barrel 3 substantially coincides with the central axis of the upper mold 51 and the central axis of the lower mold 52.

次に、図6(c)に示す工程で、上金型51及び下金型52が、各々の中心軸にほぼ平行に動かされて上下から窓素材2eをプレスする。その結果、上金型51及び下金型52の形状が窓素材2eに転写されることで、鏡筒付き窓レンズ1が形成される。   Next, in the step shown in FIG. 6C, the upper mold 51 and the lower mold 52 are moved substantially parallel to the respective central axes to press the window material 2e from above and below. As a result, the shape of the upper mold 51 and the lower mold 52 is transferred to the window material 2e, whereby the window lens 1 with a lens barrel is formed.

このようにして、鏡筒付き窓レンズ1において、第1のレンズ面2aおよび第2のレンズ面2bの中心軸、すなわち光軸3h(図2に図示)は、鏡筒3の中心軸3f(図2に図示)に一致するように形成されると共に、上面3gに直交するように形成される。   In this way, in the window lens 1 with the lens barrel, the central axes of the first lens surface 2a and the second lens surface 2b, that is, the optical axis 3h (shown in FIG. 2) are the central axes 3f ( 2) and is formed so as to be orthogonal to the upper surface 3g.

次に、図6(d)に示す工程で、ヒータ54の電源が切られ所定の温度まで冷却される。そして、上金型51及び下金型52が胴型53から引き抜かれ、鏡筒付き窓レンズ1が上金型51及び下金型52から離型されることで、鏡筒付き窓レンズ1が製造される。   Next, in the step shown in FIG. 6D, the heater 54 is turned off and cooled to a predetermined temperature. Then, the upper mold 51 and the lower mold 52 are pulled out from the body mold 53, and the window lens 1 with the lens barrel is released from the upper mold 51 and the lower mold 52, whereby the window lens 1 with the lens barrel is formed. Manufactured.

このように、本実施形態によれば、鏡筒3と窓素材2eのみを部材とし、金型を用いてプレス成型により、鏡筒付き窓レンズ1は一体成型される。本実施形態によれば、鏡筒付き窓レンズ1は、鏡筒3と窓素材2eのみで一体成型されるとしたが、これに限定されるものではない。ステンレス鋼等から切削加工で製作した鏡筒3と、ガラス部材からプレス成形した窓レンズ2とを低融点ガラス等の接着部材で接着することで、鏡筒付き窓レンズ1を製作することも可能である。   As described above, according to the present embodiment, the lens barrel-attached window lens 1 is integrally molded by using only the lens barrel 3 and the window material 2e as members and press molding using a mold. According to the present embodiment, the window lens 1 with the lens barrel is integrally formed only with the lens barrel 3 and the window material 2e, but the present invention is not limited to this. It is possible to manufacture the window lens 1 with the lens barrel by bonding the lens barrel 3 manufactured by cutting from stainless steel or the like and the window lens 2 press-molded from the glass member with an adhesive member such as low-melting glass. It is.

第1の実施形態における光モジュール10は、図3に示すように、半導体レーザ11や、コリメートレンズ12を収容するハウジング13と、上述のように製造した鏡筒付き窓レンズ1とを、ヘリウムなどの不活性ガスの雰囲気中で、固定することで製作される。   As shown in FIG. 3, the optical module 10 in the first embodiment includes a semiconductor laser 11, a housing 13 that houses a collimating lens 12, and a window lens 1 with a lens barrel manufactured as described above, such as helium. It is manufactured by fixing in an inert gas atmosphere.

ハウジング13には、半導体レーザ11およびコリメートレンズ12の光軸15に直交する接合面13cが形成されている。そして、鏡筒付き窓レンズ1には、上述のように、上面3gが第1のレンズ面2aおよび第2のレンズ面2bの光軸3hに直交するように形成されている。   The housing 13 is formed with a joint surface 13 c orthogonal to the optical axis 15 of the semiconductor laser 11 and the collimating lens 12. As described above, the window lens 1 with the lens barrel is formed such that the upper surface 3g is orthogonal to the optical axes 3h of the first lens surface 2a and the second lens surface 2b.

よって、本実施形態によれば、鏡筒付き窓レンズ1をハウジング13に固定する際に、接合面13cに上面3gを当接させて固定することで、半導体レーザ11およびコリメートレンズ12の光軸15と鏡筒付き窓レンズ1との光軸3hとを、一致させることが容易に可能である。   Therefore, according to this embodiment, when the window lens 1 with the lens barrel is fixed to the housing 13, the optical axis of the semiconductor laser 11 and the collimating lens 12 is fixed by bringing the upper surface 3g into contact with the bonding surface 13c and fixing it. 15 and the optical axis 3h of the window lens 1 with the lens barrel can be easily matched.

<変形例>
図7に、第1の実施形態における光モジュールの変形例を示す。図8に、変形例の光モジュールを光通信に用いた例を示す。本変形例は、第1の実施形態の光モジュール10から、コリメートレンズ12を取り除いた場合である。すなわち、本変形例の光モジュールは、半導体レーザ11と窓レンズ2を有して構成される。また、半導体レーザ11と窓レンズ2とは、光軸15を一致させている。
<Modification>
FIG. 7 shows a modification of the optical module in the first embodiment. FIG. 8 shows an example in which the modified optical module is used for optical communication. This modification is a case where the collimating lens 12 is removed from the optical module 10 of the first embodiment. That is, the optical module of the present modification is configured to include the semiconductor laser 11 and the window lens 2. The semiconductor laser 11 and the window lens 2 have the optical axis 15 coincident.

図7に示すように、半導体レーザ11から出射される拡散光18aは、窓レンズ2を透過すると拡散光18dとして、外部に出射される。この際に、拡散光18aが第1のレンズ面2a及び第2のレンズ面2bで反射されて生じる反射戻り光18b、18cは、第1のレンズ面2a及び第2のレンズ面2bが拡散光18aに対して凸面を向けているので、拡散しながら半導体レーザ11に向かって進行する。よって、反射戻り光18b、18cは、半導体レーザ11の出射部に集光することはなく、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。   As shown in FIG. 7, when the diffused light 18a emitted from the semiconductor laser 11 passes through the window lens 2, it is emitted to the outside as diffused light 18d. At this time, the reflected return lights 18b and 18c generated when the diffused light 18a is reflected by the first lens surface 2a and the second lens surface 2b are diffused by the first lens surface 2a and the second lens surface 2b. Since the convex surface is directed to 18a, it proceeds toward the semiconductor laser 11 while diffusing. Therefore, the reflected return lights 18b and 18c are not condensed on the emission part of the semiconductor laser 11, but return to the emission part of the semiconductor laser 11 in a diffused state.

よって、本変形例によれば、反射戻り光18b、18cと半導体レーザ11との光学的結合を抑制することができる。   Therefore, according to the present modification, the optical coupling between the reflected return lights 18b and 18c and the semiconductor laser 11 can be suppressed.

本変形例の光モジュールを、光通信に用いる場合について説明する。図7に示すように、半導体レーザ11から出射される拡散光18aは、窓レンズ2を透過すると拡散光18dとして、外部に出射される。そのため、図8に示すように、拡散光18dを光ファイバ33の端面33aに光学的に結合させるためには、拡散光18dを平行光にするためのコリメートレンズ12と、この平行光を光ファイバ33の端面33aに集光するための集光レンズ32が必要である。   The case where the optical module of this modification is used for optical communication will be described. As shown in FIG. 7, when the diffused light 18a emitted from the semiconductor laser 11 passes through the window lens 2, it is emitted to the outside as diffused light 18d. Therefore, as shown in FIG. 8, in order to optically couple the diffused light 18d to the end face 33a of the optical fiber 33, the collimator lens 12 for making the diffused light 18d parallel light and the parallel light into the optical fiber. The condensing lens 32 for condensing on the end surface 33a of 33 is required.

その際、窓レンズ2の光軸15に、コリメートレンズ12及び集光レンズ32の光軸を一致させた状態で、本変形例の光モジュールと、コリメートレンズ12、集光レンズ32、及び光ファイバ33の端面33aとを光軸調整することができる。   At this time, the optical module, the collimating lens 12, the condensing lens 32, and the optical fiber of the present modification are made in a state where the optical axes of the collimating lens 12 and the condensing lens 32 are aligned with the optical axis 15 of the window lens 2. The optical axis of the end surface 33a of 33 can be adjusted.

よって、本変形例によれば、コリメートレンズ12、集光レンズ32、及び光ファイバ33の光軸を窓レンズ2の光軸15からずらして光軸調整する必要がないので、組み立てが簡便である。   Therefore, according to this modification, it is not necessary to adjust the optical axis by shifting the optical axes of the collimating lens 12, the condenser lens 32, and the optical fiber 33 from the optical axis 15 of the window lens 2. .

また、本変形例によれば、光軸をずらして光軸調整をする必要がないので、このずらすことを要因とする誤差が生じない。そのため、半導体レーザ11を光ファイバ33の端面33aに光学的効率よく、すなわち結合損失を抑えて結合することができ、光学的性能に優れる。   Moreover, according to this modification, it is not necessary to adjust the optical axis by shifting the optical axis, so that an error caused by this shifting does not occur. Therefore, the semiconductor laser 11 can be coupled to the end face 33a of the optical fiber 33 optically efficiently, that is, with reduced coupling loss, and the optical performance is excellent.

<第2の実施形態>
図9に、第2の実施形態における光モジュールを示す。図10に、第2の実施形態における反射戻り光の説明図を示す。本実施形態の光モジュール20においては、図9に示すように、鏡筒付き窓レンズ1は、凹面である第1のレンズ面2aを半導体レーザ11側に向け、凸面である第2のレンズ面2bを外方に向けている。本実施形態と第1の実施形態との相違点は、第1のレンズ面2aと第2のレンズ面2bとの形状が異なることのみであり、その他に関しては、ほぼ同様である。
<Second Embodiment>
FIG. 9 shows an optical module according to the second embodiment. FIG. 10 is an explanatory diagram of the reflected return light in the second embodiment. In the optical module 20 of the present embodiment, as shown in FIG. 9, the window lens 1 with a lens barrel is a convex second lens surface with the concave first lens surface 2 a facing the semiconductor laser 11 side. 2b is facing outward. The only difference between the present embodiment and the first embodiment is that the shapes of the first lens surface 2a and the second lens surface 2b are different, and the others are substantially the same.

本実施例においては、窓レンズ2の外径は、たとえば、0.5mm〜2.0mm程度である。第1のレンズ面2aの曲率半径は、たとえば、0.1mm〜1.0mm程度であり、第2のレンズ面2bの曲率半径は、たとえば、1.0mm〜2.0mm程度である。鏡筒3の外径は、たとえば、2.0mm〜3.0mm程度である。   In this embodiment, the outer diameter of the window lens 2 is, for example, about 0.5 mm to 2.0 mm. The curvature radius of the first lens surface 2a is, for example, about 0.1 mm to 1.0 mm, and the curvature radius of the second lens surface 2b is, for example, about 1.0 mm to 2.0 mm. The outer diameter of the lens barrel 3 is, for example, about 2.0 mm to 3.0 mm.

本実施形態において、反射戻り光と半導体レーザ11との光学的結合が抑制されることを説明する。本実施形態においては、図10に示すように、発光素子である半導体レーザ11、コリメートレンズ12、および窓レンズ2は、光軸調整がなされている。そのため、反射戻り光は、平行光でコリメートレンズ12に戻った場合のみに、半導体レーザ11の出射部に集光する。反射戻り光が、拡散光や収束光でコリメートレンズ12に戻った場合には、その集光する位置、すなわち集光点14m、14nは、半導体レーザ11の出射部から外れる。   In the present embodiment, it will be described that the optical coupling between the reflected return light and the semiconductor laser 11 is suppressed. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the optical axes of the semiconductor laser 11, the collimator lens 12, and the window lens 2 that are light emitting elements are adjusted. Therefore, the reflected return light is focused on the emitting portion of the semiconductor laser 11 only when returning to the collimating lens 12 with parallel light. When the reflected return light returns to the collimating lens 12 with diffused light or convergent light, the condensing positions, that is, the condensing points 14m and 14n are out of the emitting part of the semiconductor laser 11.

図10に示すように、半導体レーザ11から出射した拡散光は、コリメートレンズ12で平行光14bに変わる。そして、平行光14bが第1のレンズ面2aで反射されて生じる反射戻り光14iは、第1のレンズ面2aが平行光14bに対して凹面を向けているので、収束しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。そのため、反射戻り光14iは、収束しながらコリメートレンズ12に入射し、コリメートレンズ12を透過すると、コリメートレンズ12と半導体レーザ11の間の集光点14mに集光する。そして、集光した後、拡散しながら半導体レーザ11に向かって進行する。そのため、反射戻り光14iは、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。   As shown in FIG. 10, the diffused light emitted from the semiconductor laser 11 is converted into parallel light 14 b by the collimator lens 12. The reflected return light 14i generated when the parallel light 14b is reflected by the first lens surface 2a is focused on the collimating lens 12 while converging because the first lens surface 2a has a concave surface with respect to the parallel light 14b. Proceed toward. Therefore, the reflected return light 14 i is incident on the collimating lens 12 while converging and passes through the collimating lens 12, and then converges on a condensing point 14 m between the collimating lens 12 and the semiconductor laser 11. And after condensing, it advances toward the semiconductor laser 11 while diffusing. Therefore, the reflected return light 14i returns to the emission part of the semiconductor laser 11 in a diffused state.

図10に示すように、平行光14bが第1のレンズ面2aを透過すると、拡散しながら第2のレンズ面2bに向かって進行する拡散光14wに変わる。そして、拡散光14wが第2のレンズ面2bで反射されて生じる反射戻り光14kは、第2のレンズ面2bが拡散光14wに対して凹面を向けているので、収束しながら第1のレンズ面2aに向かって進行する。次に、第1のレンズ面2aを透過すると、収束しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。そのため、反射戻り光14kは、収束しながらコリメートレンズ12に入射し、集光点14mよりも図面右側の集光点14nに集光する。すなわち、反射戻り光14kは、半導体レーザ11の出射部に集光することはなく、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。   As shown in FIG. 10, when the parallel light 14b passes through the first lens surface 2a, it changes to diffused light 14w that travels toward the second lens surface 2b while diffusing. The reflected return light 14k generated when the diffused light 14w is reflected by the second lens surface 2b is focused on the first lens while converging because the second lens surface 2b faces the concave surface with respect to the diffused light 14w. Proceed toward the surface 2a. Next, when passing through the first lens surface 2a, it proceeds toward the collimating lens 12 while converging. Therefore, the reflected return light 14k enters the collimating lens 12 while converging, and is collected at the condensing point 14n on the right side of the drawing with respect to the condensing point 14m. That is, the reflected return light 14k is not condensed on the emission part of the semiconductor laser 11, but returns to the emission part of the semiconductor laser 11 in a diffused state.

このように、反射戻り光14i、14kの光路は、光軸15の近傍を除いて、発光素子である半導体レーザ11から出射される光の光路と異なるため、反射戻り光14i、14kは半導体レーザ11の出射部に集光することはない。よって、本実施形態によれば、反射戻り光14i、14kと半導体レーザ11との光学的結合を抑制することができる。   Thus, since the optical paths of the reflected return lights 14i and 14k are different from the optical path of the light emitted from the semiconductor laser 11 as the light emitting element except for the vicinity of the optical axis 15, the reflected return lights 14i and 14k are the semiconductor lasers. The light is not condensed on the 11 exit portions. Therefore, according to the present embodiment, the optical coupling between the reflected return lights 14i and 14k and the semiconductor laser 11 can be suppressed.

本実施形態によれば、図10に示すように、コリメートレンズ12と窓レンズ2とが平行光14bで結ばれているので、コリメートレンズ12と窓レンズ2との距離を変えても、光モジュール20(図9に図示)から出射される平行光14dへの影響は小さい。ところが、コリメートレンズ12と窓レンズ2との距離を変えると、集光点14m、14nの位置を、図面上左右方向に移動させることができる。よって、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、平行光14dへの影響を抑えて、反射戻り光14i、14kと半導体レーザ11との光学的結合の調整が可能である。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 10, the collimating lens 12 and the window lens 2 are connected by the parallel light 14b, so that the optical module can be obtained even if the distance between the collimating lens 12 and the window lens 2 is changed. 20 (shown in FIG. 9) has a small influence on the parallel light 14d. However, if the distance between the collimating lens 12 and the window lens 2 is changed, the positions of the condensing points 14m and 14n can be moved in the horizontal direction in the drawing. Therefore, according to the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to adjust the optical coupling between the reflected return lights 14i and 14k and the semiconductor laser 11 while suppressing the influence on the parallel light 14d.

本実施形態によれば、図9、図10に示すように、半導体レーザ11、コリメートレンズ12、及び窓レンズ2の光軸15を一致させた状態で、すなわち、光軸15に対して窓レンズ2を傾斜させないで、反射戻り光14i、14kと半導体レーザ11との光学的結合を抑制することができる。よって、本実施形態においては、窓レンズ2を透過した平行光14dは、平行光14dの中心を光軸15にほぼ一致させて進行する。   According to the present embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, the optical axis 15 of the semiconductor laser 11, the collimating lens 12, and the window lens 2 is aligned, that is, the window lens with respect to the optical axis 15. The optical coupling between the reflected return lights 14i and 14k and the semiconductor laser 11 can be suppressed without tilting 2. Therefore, in the present embodiment, the parallel light 14d transmitted through the window lens 2 travels with the center of the parallel light 14d substantially coincident with the optical axis 15.

そのため、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、光モジュール20を光ファイバの端面に集光する集光レンズの光軸を、光モジュール20の光軸15に一致させた状態で、光軸調整することができる。よって、本実施形態によれば、集光レンズの光軸を光軸15からずらして、光軸調整をする必要がないので、組み立てが簡便である。   Therefore, according to this embodiment, the optical axis of the condensing lens which condenses the optical module 20 on the end surface of the optical fiber is made to coincide with the optical axis 15 of the optical module 20 as in the first embodiment. Thus, the optical axis can be adjusted. Therefore, according to this embodiment, it is not necessary to adjust the optical axis by shifting the optical axis of the condensing lens from the optical axis 15, so that the assembly is simple.

また、本実施形態によれば、光軸をずらして光軸調整をする必要がないので、このずらすことを要因とする誤差が生じない。そのため、半導体レーザ11を光ファイバの端面に光学的効率よく、すなわち結合損失を抑えて結合することができ、光学的性能に優れる。   Further, according to the present embodiment, it is not necessary to adjust the optical axis by shifting the optical axis, so that an error caused by this shifting does not occur. Therefore, the semiconductor laser 11 can be optically efficiently coupled to the end face of the optical fiber, that is, coupled with reduced coupling loss, and the optical performance is excellent.

集光点14m、14n等の位置や位置関係は、第1のレンズ面2aおよび第2のレンズ面2bの曲率半径や、第1のレンズ面2aと第2のレンズ面2bとの面間距離等によって変わる。本実施形態においては、これらの値が、図10や図11に示す態様になるように選ばれているが、これに限定されるものではない。   The positions and positional relationships of the condensing points 14m, 14n, etc. include the curvature radii of the first lens surface 2a and the second lens surface 2b, and the inter-surface distance between the first lens surface 2a and the second lens surface 2b. Varies depending on etc. In the present embodiment, these values are selected so as to be the modes shown in FIG. 10 and FIG. 11, but the present invention is not limited to this.

<第1の変形例>
図11に、第2の実施形態における第1の変形例での反射戻り光の説明図を示す。本変形例においては、反射戻り光14iが、コリメートレンズ12の窓レンズ2と対向する面と第1のレンズ面2aとの面間距離の中点よりも第1のレンズ面2a側に近い位置に焦点、すなわち集光点14pを持つように、コリメートレンズ12と窓レンズ2との間の距離が設けられている。
<First Modification>
FIG. 11 is an explanatory diagram of reflected return light in the first modification example of the second embodiment. In this modification, the reflected return light 14i is closer to the first lens surface 2a side than the midpoint of the distance between the surfaces of the collimating lens 12 facing the window lens 2 and the first lens surface 2a. A distance between the collimating lens 12 and the window lens 2 is provided so as to have a focal point, that is, a condensing point 14p.

コリメートレンズ12と窓レンズ2との間の距離を大きくしても、窓レンズ2から外部に出射される平行光14dに与える影響は小さい。よって、本変形例においては、外部に出射される平行光14dに与える影響を抑えて、コリメートレンズ12の窓レンズ2と対向する面と第1のレンズ面2aとの面間距離の中点よりも第1のレンズ面2a側に近い位置に集光点14pを設けることが可能である。   Even if the distance between the collimating lens 12 and the window lens 2 is increased, the influence on the parallel light 14d emitted from the window lens 2 to the outside is small. Therefore, in this modification, the influence on the parallel light 14d emitted to the outside is suppressed, and the midpoint of the distance between the surfaces of the collimating lens 12 facing the window lens 2 and the first lens surface 2a is determined. Also, it is possible to provide a condensing point 14p at a position close to the first lens surface 2a side.

第1のレンズ面2aの曲率半径を適切に選ぶことによっても、コリメートレンズ12の窓レンズ2と対向する面と第1のレンズ面2aとの面間距離の中点よりも第1のレンズ面2a側に近い位置に集光点14pを設けることは可能である。   By appropriately selecting the radius of curvature of the first lens surface 2a, the first lens surface is more than the midpoint of the distance between the surfaces of the collimating lens 12 facing the window lens 2 and the first lens surface 2a. It is possible to provide the condensing point 14p at a position close to the 2a side.

平行光14bが第1のレンズ面2aで反射されて生じる反射戻り光14iは、図11に示すように、集光点14pに集光した後、拡散しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。次に、コリメートレンズ12を透過すると、半導体レーザ11の出射部よりも図面上左側に位置する集光点14sに集光する。すなわち、反射戻り光14iは、半導体レーザ11の出射部に集光することはなく、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。   As shown in FIG. 11, the reflected return light 14i generated by reflecting the parallel light 14b on the first lens surface 2a is condensed at the condensing point 14p and then travels toward the collimating lens 12 while diffusing. Next, when the light passes through the collimating lens 12, the light is condensed at a condensing point 14 s located on the left side in the drawing from the emission part of the semiconductor laser 11. That is, the reflected return light 14i is not condensed on the emission part of the semiconductor laser 11, but returns to the emission part of the semiconductor laser 11 in a diffused state.

拡散光14wが第2のレンズ面2bで反射されて生じる反射戻り光14kは、収束しながら第1のレンズ面2aに向かって進行する。次に、第1のレンズ面2aを透過すると収束し、集光点14qに集光した後、拡散しながらコリメートレンズ12に向かって進行する。そのため、反射戻り光14kは、拡散しながらコリメートレンズ12に入射し、半導体レーザ11の出射部よりも図面上左側に位置する集光点14rに集光する。すなわち、反射戻り光14kは、半導体レーザ11の出射部に集光することはなく、拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。   The reflected return light 14k generated by reflecting the diffused light 14w by the second lens surface 2b travels toward the first lens surface 2a while converging. Next, when the light passes through the first lens surface 2a, the light converges, converges on the condensing point 14q, and then proceeds toward the collimating lens 12 while diffusing. Therefore, the reflected return light 14k enters the collimating lens 12 while diffusing, and is collected at a condensing point 14r located on the left side in the drawing with respect to the emitting portion of the semiconductor laser 11. That is, the reflected return light 14k is not condensed on the emission part of the semiconductor laser 11, but returns to the emission part of the semiconductor laser 11 in a diffused state.

その際に、集光点14p及び集光点14qをコリメートレンズ12の窓レンズ2と対向する面と第1のレンズ面2aとの面間距離の中点よりも第1のレンズ面2a側に近い位置に設けることにより、反射戻り光14i及び反射戻り光14kは、より拡散した状態でコリメートレンズ12に入射する。その結果、反射戻り光14i及び反射戻り光14kは、より拡散した状態で半導体レーザ11の出射部に戻る。   At this time, the condensing point 14p and the condensing point 14q are closer to the first lens surface 2a than the midpoint of the distance between the surface of the collimating lens 12 facing the window lens 2 and the first lens surface 2a. By providing in the close position, the reflected return light 14i and the reflected return light 14k enter the collimating lens 12 in a more diffused state. As a result, the reflected return light 14i and the reflected return light 14k return to the emission part of the semiconductor laser 11 in a more diffused state.

よって、本変形例によれば、反射戻り光14i、14kと半導体レーザ11との光学的結合を更に抑制することができる。   Therefore, according to this modification, the optical coupling between the reflected return lights 14i and 14k and the semiconductor laser 11 can be further suppressed.

さらに、反射戻り光14i及び反射戻り光14kを、より拡散した状態でコリメートレンズ12に入射するように集光点14pや集光点14qを設けることも可能である。この場合、反射戻り光14i及び反射戻り光14kの一部が、コリメートレンズ12の外側を通過する。このように設けると、コリメートレンズ12の外側を通過する反射戻り光14iおよび反射戻り光14kの一部は、半導体レーザ11に戻ることができない。   Furthermore, it is also possible to provide the condensing point 14p and the condensing point 14q so that the reflected return light 14i and the reflected return light 14k enter the collimating lens 12 in a more diffuse state. In this case, some of the reflected return light 14 i and the reflected return light 14 k pass outside the collimating lens 12. If provided in this way, part of the reflected return light 14 i and the reflected return light 14 k that pass outside the collimating lens 12 cannot return to the semiconductor laser 11.

よって、このような際には、反射戻り光14i、14kと半導体レーザ11との光学的結合を更に抑制することができる。   Therefore, in such a case, the optical coupling between the reflected return lights 14i and 14k and the semiconductor laser 11 can be further suppressed.

1 鏡筒付き窓レンズ
2 窓レンズ
2a 第1のレンズ面
2b 第2のレンズ面
3 鏡筒
3a 開口部
3f 中心軸
3g 上面
3h、15 光軸
10、20 光モジュール
11 半導体レーザ
11a 台座
12 コリメートレンズ
13 ハウジング
13a底面
13b 端部
13c 接合面
14a、14h 拡散光
14b、14d 平行光
14c 収束光
32 集光レンズ
33 光ファイバ
33a 端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Window lens with lens barrel 2 Window lens 2a 1st lens surface 2b 2nd lens surface 3 Lens barrel 3a Opening part 3f Center axis 3g Top surface 3h, 15 Optical axis 10, 20 Optical module 11 Semiconductor laser 11a Base 12 Collimating lens 13 Housing 13a Bottom surface 13b End portion 13c Joint surface 14a, 14h Diffused light 14b, 14d Parallel light 14c Converging light 32 Condensing lens 33 Optical fiber 33a End surface

Claims (3)

光を出射する発光素子と、
前記光が透過する窓レンズと、を有してなり、前記窓レンズを透過した前記光が外部に出射される光モジュールであって、
前記窓レンズが、その表面に第1のレンズ面と、その裏面に第2のレンズ面と、を備え、前記発光素子と前記窓レンズとの光軸が一致して設けられ、前記第1のレンズ面が前記発光素子に面して設けられ、前記第1のレンズ面と前記第2のレンズ面との一方が凸面であり、他方が凹面であることを特徴とする光モジュール。
A light emitting element that emits light;
An optical module comprising: a window lens that transmits the light; and the light transmitted through the window lens is emitted to the outside.
The window lens includes a first lens surface on a front surface thereof and a second lens surface on a rear surface thereof, and the light axes of the light emitting element and the window lens are provided so as to coincide with each other. An optical module having a lens surface facing the light emitting element, wherein one of the first lens surface and the second lens surface is a convex surface and the other is a concave surface.
前記光を平行光にするコリメートレンズを有し、
前記コリメートレンズが、前記発光素子と前記窓レンズとの間に設けられると共に、前記コリメートレンズと前記窓レンズとの光軸が平行にして設けられ、前記第1のレンズ面が凸面であると共に、前記第2のレンズ面が凹面であることを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。
Having a collimating lens for collimating the light;
The collimating lens is provided between the light emitting element and the window lens, the optical axes of the collimating lens and the window lens are provided in parallel, and the first lens surface is a convex surface, The optical module according to claim 1, wherein the second lens surface is a concave surface.
前記第1のレンズ面が凹面であり、前記第2のレンズ面が凸面であって、前記発光素子の出射光を平行光にするコリメートレンズが、前記発光素子と前記窓レンズとの間に設けられると共に、前記発光素子、前記コリメートレンズ、及び前記窓レンズの光軸が一致して設けられ、前記第1のレンズ面で反射した反射光が前記コリメートレンズと前記窓レンズとの間に焦点を持ち、前記焦点が、前記コリメートレンズの前記窓レンズと対向する面と前記第1のレンズ面との面間距離の中点よりも前記第1のレンズ面側に近い位置にあることを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。   The collimating lens which makes the 1st lens surface concave, the 2nd lens surface convex, and makes the emitted light of the light emitting element parallel light is provided between the light emitting element and the window lens. In addition, the light axes of the light emitting element, the collimating lens, and the window lens are provided so that the reflected light reflected by the first lens surface is focused between the collimating lens and the window lens. And the focal point is located closer to the first lens surface than the midpoint of the distance between the surfaces of the collimating lens facing the window lens and the first lens surface. The optical module according to claim 1.
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