[发明专利]光学设备及透镜组件

说明书

技术领域

本发明涉及光通信系统所使用的光合分波器、光隔离器、光循环器、光开关、光增益等效器等光学设备以及该光学设备所使用的透镜组件。

背景技术

作为这种光学设备，公知的是，制作两个毛细管·透镜组件，该毛细管·透镜组件是将固定了光纤的端部的毛细管和透镜用粘接剂而固定在共通的套管上而成的，将这些组件以透镜彼此隔着光功能部件(光学滤波器、光隔离器芯等)而相对的方式用粘接剂固定在收容构件(圆形部件或箱形部件)的内部(如下述的专利文献1～4)。透镜具有使从光纤射出的光转变成平行光并使平行光聚光且射入光纤的功能。作为透镜，可以使用折射率分布型的圆柱状透镜(也就是GRIN透镜：一端为与光轴正交的垂直面而另一端为倾斜面的情况较多)、两端设置有具有同一曲率中心的两个部分球面状的透镜面的同一折射率的透镜(即鼓状透镜)、一端设置有部分球面状的透镜面的同一折射率的圆柱状透镜(也就是C透镜：另一端多数是倾斜面)以及非球面透镜等。

在下述的专利文献5中，为了在光纤与透镜之间能够进行光轴的调节，而制作毛细管组件和透镜组件，该毛细管组件是将固定有光纤端部的毛细管埋设在套管的凹状部；该透镜组件是将透镜固定在圆筒状袖套内，调节毛细管组件与透镜组件的相对位置，调节光纤与透镜之间的光轴后，将套管的端面与圆筒状袖套的端面相互固定。光纤的前端面及保持它的毛细管端面都研磨成球面状，毛细管被套管加压，由此光纤的前端面与透镜的出入射面PC接触(Physical Contact)。作为透镜，使用GRIN透镜。作为光功能部件的滤波器与透镜组件一起固定于另一个部件上(基础部件7b)，并装在相对向的透镜组件之间。

在下述的专利文献6中，将作为带通滤波器、光隔离器等的各种光学零件固定于外径尺寸一致的各自的圆筒状套管中制成多个元件，按照各元件的圆柱形套管中形成的各对位用的标记，将各元件互相对位层叠固定(即圆筒状主体)。而且，对毛细管组件在X、Y、Z轴方向进行光轴调节，并将其固定于这样制作而成的圆筒状主体的一端，同时，对具有球透镜的部件在X、Y、Z轴方向进行光轴调节并将其固定在圆筒状主体的另一端，然后再进行毛细管组件在X、Y、Z轴方向的光轴调节并将其固定。另外，作为上述元件，已经公开有将压入固定在透镜保持架的非球面透镜和带通滤波器固定于圆筒状套管中的元件。(如图2A)。

专利文献1：(日本)特开2002-182061号公报

专利文献2：(日本)特开2003-344697号公报

专利文献3：(日本)特开2005-10372号公报

专利文献4：(日本)特开2005-24928号公报

专利文献5：(日本)特开2004-271894号公报

专利文献6：(日本)特开2003-121681号公报

就将两个毛细管·透镜组件以透镜彼此隔着光功能部件而相对的方式固定在收容构件内部的构成的光学设备而言，在各毛细管·透镜组件中，出入射光的光轴与套管的中心轴不一致的情况很多。因此，在将各毛细管·透镜组件插入预先固定有光功能部件的收容构件的内部的状态下，为了达到最合适的光学调芯状态，有必要调整各毛细管·透镜组件的位置。并且，为了能够进行其位置调整，必须确保各毛细管·透镜组件的套管外周与收容构件的内周之间有较大的空隙(直径差)。其结果是，将各毛细管·透镜组件的套管外周用粘接剂固定在收容构件内周时，上述空隙中进入大量的粘接剂，由于该粘接剂的固化收缩以及经年劣化，作为完成品的光学设备的光学特性以及耐候性等性能方面有时不能得到很高的可靠性。

尤其是近年来，在光通信领域，伴随着多媒体信息社会的发展，高速度光通信、波长多路通信(WDM)、高密度波长多路通信(DWDM)等的必要性已经提高，对用于这些通信系统的光学设备来说，在输入输出更高能量的光的条件下的可靠性的要求逐渐提高。由于在这种光学设备中使用比较多的粘接剂，伴随高能量光的输入输出引起的光学设备的温度升高，增大了人们对粘接剂热劣化的担心。另外，也让人预想到粘接剂处于输入输出光的光路中时，由于不同的条件，粘接剂不能耐受输入输出光的高能量，可能引起烧损等破损。

另外，由于透镜和套管、套管和收容构件各自互相固定，因各部件的热膨胀量或收缩量的差引起的应力集中在透镜上时，折射率会部分变化产生光学特性的失调。