[发明专利]光耦合用透镜以及光源

说明书

技术领域

本发明涉及光耦合用透镜以及搭载了该光耦合用透镜的光源模件，其中，光耦合用透镜使得从光源射出的光，聚光于形成光传送路的光导波路、光纤或SHG元件等。

背景技术

使得从半导体激光光源射出的激光，通过聚光光学系，聚光于形成光传送路的光导波路、光纤或SHG元件等端面的半导体光源模件技术，已经有所公开。

作为一个例子，以往有如图1所示的光源模件，其中，来自于激光二极管1的光2，介过第1透镜3以及第2透镜4，聚光于二次谐波发生(SHG)元件5的光导波路入射端5a，将光导波于光导波路，从光导波路的另一端，输出二次谐波光。

这种来自于光源的光通过光导波路后进行输出的光源模件，其中，要求将来自于光源的光聚光于光导波路的入射端，将光束有效地耦合于光导波路。

但是，准线(passive alignment)组装中，由于组装的误差，入射端5a上的聚光斑点出现偏离，引起耦合效率降低或完全不耦合。例如，单模式纤维中，芯径或模式纤维径为10μm以下，即使是多模式纤维，也只不过在50μm左右，而SHG元件等的光导波路有的只有数μm。因为有必要使光入射到如此微小的区域上，所以，半导体激光或透镜或导波路等光学要素的调整也必须在上述水准进行。为此，难于通过准线达成耦合性能，且存在出成率差之问题。

为了解决上述问题，在透镜3、4上搭载移动透镜的机构，调整透镜3、4的位置，从而使聚光斑点入射到入射端5a，以完善耦合效率。

专利文献1中的发明记载了一种结构，其形式相当于在上述第1透镜3和第2透镜4之间配置弱透镜，使设置的弱透镜在光轴方向移动。

根据所述的发明，耦合效率的变化量相对弱透镜的移动量来说较小，所以，缓和了调整精度，并容易进行调整。

另外，专利文献2中公开的技术，是在使从半导体激光照射的激光通过聚光光学系聚光于光纤等端面时，检测来自于端面的反射光或正在穿过光传送路的光，在光轴垂直方向驱动聚光光学系统，使斑点确切聚光于光纤等端面。

专利文献1：(日本)特开2005-222049号公报

专利文献2：(日本)特开2003-338795号公报

发明内容

专利文献1记载的发明，为了缓和调整精度而必须增加1个弱透镜，所以透镜数增多，结构也复杂化大型化，且成本提高。另外，专利文献2记载的发明，由传动装置移动透镜，该结构中，驱动透镜进行调整时产生的像差引起耦合劣化，有时还会引起透镜的驱动调整感度增大。为了避免上述现象，可以考虑用2个以上的透镜构成光学系统，将来自于光源的光束聚光于光纤端面或SHG元件的导波路等。移动多个透镜时，只要能够使各透镜作3维空间变位，便能够理想地调整光束的聚光位置，但是要使各透镜作3维空间变位，驱动装置的结构变得复杂大型。因此，要求例如限制透镜的驱动方向，尽量简化驱动装置的结构。

在此，对斑点偏离的方向和耦合效率的关系进行检讨。

图2是图1光学系统中聚光斑点的形式半径以及SHG导波路的形式半径分别为2.5μm时，光轴方向(图1中Z轴方向)以及光轴垂直方向(图1中X，Y轴方向)的斑点偏离所对应的耦合效率的变化示意曲线。

从图示曲线可知，光轴方向偏离所对应的耦合效率变化，相对光轴垂直方向偏离所对应的耦合效率变化来说缓和。

根据上述现象，可以考虑仅在光轴垂直方向修正透镜的位置，不采用在光轴方向移动透镜的机构，由此简化模件。由于Z轴方向的调整精度不严，所以可以在高精度组装后，只要对X轴和Y轴方向调整透镜位置，便可构成向光导波路的高耦合效率模件。

但是，不管怎样在Z轴方向进行高精度组装，一旦在光轴垂直方向调整透镜位置，则聚光斑点不仅在光轴垂直方向，而且在光轴方向也发生偏离。造成耦合效率降低。

在此，在仅光轴垂直方向移动透镜对透镜进行位置调整而光轴方向不移动透镜的结构中，要求抑制透镜在光轴垂直方向移动所伴随的光轴方向的斑点偏离。

同样如专利文献2记载的发明，由传动装置移动透镜，该构成中，由例如对光源进行准直的透镜和将准直光耦合到导波路的透镜之2个透镜，构成将来自于光源的光束聚光于光纤端面或SHG元件的导波路等上的光学系统，检讨用传动装置，分别在垂直于光轴的X方向和垂直于光轴以及X方向的Y方向，驱动修正2个构成透镜。根据这种驱动，能够修正X方向和Y方向的斑点偏离。