JP2001194130A - 光ファイバ端面研磨角測定装置 - Google Patents

光ファイバ端面研磨角測定装置

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JP2001194130A
JP2001194130A JP2000001313A JP2000001313A JP2001194130A JP 2001194130 A JP2001194130 A JP 2001194130A JP 2000001313 A JP2000001313 A JP 2000001313A JP 2000001313 A JP2000001313 A JP 2000001313A JP 2001194130 A JP2001194130 A JP 2001194130A
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JP
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axis
face
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optical fiber
angle
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English (en)
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Takashi Mitsuma
高志 三津間
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜め研磨された偏波面保持光ファイバの端面
の研磨角度θと、その端面における最大傾斜軸と偏波主
軸とのなす角度θY を測定可能とする。 【解決手段】 Z軸回りに回転する回転機構を備えたX
YZ3軸ステージ21に、光軸をZ軸方向として取り付
けたファイバ14の端面をZ軸方向から顕微鏡22で観
察する。顕微鏡22に取り付けたカメラ23の画像をも
とに回転機構を回転制御して端面の偏波主軸をX軸もし
くはY軸に合わせた後、ステージ21を移動制御して端
面上の3点に順次焦点を合わせる。ステージ21の移動
量から3点のX,Y,Z座標を求め、それら座標から平
面の式を算出し、その式から上記2つの角度θ,θY
求める。演算及びステージ21の制御には例えばパーソ
ナルコンピュータ25を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は斜め研磨された光
ファイバの端面の研磨角度を測定する装置に関し、特に
偏波面保存光ファイバ(PMF)においてその研磨角度
と、研磨面における最大傾斜軸と偏波主軸とのなす角度
とを同時に測定することができる測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば光ファイバピグテール付の半導体
レーザ(LD)モジュールや光変調器モジュール等の光
モジュールにおいては、光ファイバピグテールの先端
(モジュール側の一端)を斜め研磨することが一般に行
われており、これにより光ファイバ端面での光反射を防
止するものとなっている。
【0003】図2はこのように斜め研磨された光ファイ
バピグテールの一端部を示したものであり、光ファイバ
11はこの例ではフェルール12に挿通保持されてお
り、このフェルール12の先端が角度θで斜め研磨され
て、光ファイバ11の端面が研磨角度(傾斜角度)θを
なすものとされている。
【0004】研磨角度θの検査はフェルール12を図
中、矢印13で示したように、その光軸に対して垂直な
方向から顕微鏡で観察し、フェルール12をその軸回り
に回転させて斜め研磨された端面が観察方向と、つまり
矢印13方向と平行になるようにすることによって行わ
れ、この時の顕微鏡のモニタ画像から研磨角度θを測定
し、検査していた。
【0005】従来においては、光ファイバ11がシング
ルモードファイバ(SMF)の場合のみならず、例えば
偏波面保存光ファイバの場合においても上述のようにし
て研磨角度θを測定することにより、研磨品質の検査が
行われていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
がシングルモードファイバの場合には、その端面の斜め
研磨において、光接続性能上、光軸に対する研磨角度θ
だけが問題であるため、上述のようにして研磨角度θを
検査することによって、品質保証を行うことができるも
のの、光ファイバが偏波面保存光ファイバの場合には以
下のような状況が生じ、品質上、問題が生じるものとな
っていた。
【0007】即ち、斜め研磨された端面において、その
傾斜面の最大傾斜軸と偏波主軸とにずれがあり、最大傾
斜軸が偏波主軸に対して傾いていると、例えば出射ファ
イバの場合、楕円形をなす出射光のモードフィールドの
楕円の長短軸も傾いてしまうことになる。
【0008】図3は偏波面保存光ファイバとしてPAN
DAファイバを例にこの様子を示したものであり、図3
AはPANDAファイバ14の斜め研磨された端面を示
し、図3Bはその出射光のモードフィールドを示す。
【0009】PANDAファイバ14は断面円形の応力
付与部15がコア16を挟んで両側に配置されたもので
あって、これらは顕微鏡で観察することができ、コア1
6と2つの応力付与部15とを貫く直線の方向(この例
ではY軸)が光の伝搬速度の相対的に遅い偏波面の方
向、即ちスロー軸であって通常光伝送の主軸として用い
られる。なお、偏波主軸は通常スロー軸とされるが、ス
ロー軸と直交するファースト軸(この例ではX軸)を主
軸として用いる場合もある。
【0010】図3Aにおける破線は最大傾斜軸17を示
したものであって、スロー軸(Y軸)に対し、角度θY
傾いたものとなっており、これによりモードフィールド
も図3Bに示したようにθY 傾いたものとなる。このよ
うな傾きθY が存在していると、光接続において、例え
ば偏波主軸を合わせて接続した場合には接続損失が増大
するものとなり、一方損失を抑えようとするとクロスト
ークの悪化を招くことになる。
【0011】従って、偏波面保存光ファイバにおいては
斜め研磨された研磨角度θと共に、偏波主軸に対する最
大傾斜軸のずれの有無を検査することが必要となる。
【0012】この発明の目的は以上のような状況に鑑
み、斜め研磨された偏波面保存光ファイバの端面の研磨
角度と、その端面における最大傾斜軸と偏波主軸とのな
す角度を同時に測定することができるようにした測定装
置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、偏波
面保存光ファイバの端面の研磨角度とその端面における
最大傾斜軸と偏波主軸とのなす角度を測定する装置は、
Z軸回りに回転する回転機構を備えたXYZ3軸ステー
ジと、そのステージに光軸がZ軸方向とされて取り付け
られた光ファイバの端面をZ軸方向から観察する顕微鏡
と、その顕微鏡に取り付けられたカメラと、そのカメラ
の画像をもとに上記回転機構を回転制御して上記端面の
偏波主軸をX軸もしくはY軸に合わせた後、ステージを
移動制御して上記端面上の一直線上にない3点に順次顕
微鏡の焦点を合わせる手段と、ステージの移動量から上
記3点のX,Y,Z座標を求め、それら座標から上記端
面のなす平面の式を算出して、その平面の式から上記端
面の研磨角度とその端面における最大傾斜軸と偏波主軸
とのなす角度を求める手段とを具備するものとされる。
【0014】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して実施例により説明する。
【0015】図1はこの発明の一実施例の構成を模式的
に示したものである。ステージ21はZ軸回りに回転す
る回転機構を備えたXYZ3軸ステージとされ、このス
テージ21に端面が斜め研磨された偏波面保存光ファイ
バが保持される。この例では偏波面保存光ファイバとし
てPANDAファイバ14を有する光ファイバピグテー
ルの、図2と同様の構成とされた一端部がステージ21
に取り付けられたものとなっており、フェルール12に
保持されたPANDAファイバ14はその光軸がZ軸方
向とされている。
【0016】顕微鏡22はステージ21の上方に位置さ
れ、フェルール12の端面に位置するPANDAファイ
バ14の端面をZ軸方向から観察できるものとされる。
【0017】顕微鏡22にはカメラ23が取り付けられ
ており、カメラ23で写し出された画像はこの例では画
像処理装置24で処理されてパーソナルコンピュータ2
5に入力されるものとなっている。なお、画像処理装置
24にはモニタ26が接続されており、カメラ23によ
る観察画像がその画面に表示される。
【0018】パーソナルコンピュータ(以下、PCと記
す)25は所定の手順に従って画像処理装置24から画
像データを取り込み、ステージ21の回転及びXYZ3
軸のアクチュエータ21aを駆動制御し、かつステージ
21の移動量読取器21bから移動量を取り込んで所要
の演算を実行するもので、その演算によってファイバ端
面の研磨角度と、その端面における最大傾斜軸と偏波主
軸とのなす角度を算出する。以下、この図1に示した測
定装置による測定手順の詳細について説明する。
【0019】今、PANDAファイバ14の端面が図3
Aに示したように斜め研磨されており、かつその軸回り
に任意の角度位置で、つまり偏波主軸がX,Y軸とずれ
た状態でステージ21に保持されているとする。PC2
5はステージ21のアクチュエータ21aを駆動制御し
て、PANDAファイバ14の端面を顕微鏡22によっ
て観察できるようにステージ21を移動させ、画像処理
装置24からの画像データをもとにステージ21の回転
機構を回転させてファイバ端面の偏波主軸をX軸もしく
はY軸に合わせる。ここではスロー軸をY軸に合わせる
ようにし、つまり図3Aに示した座標配置になるように
する。
【0020】次に、PC25はアクチュエータ21aを
駆動制御してステージ21を移動させ、画像データをも
とにファイバ端面上の任意の3点に順次顕微鏡22の焦
点を正確に合わせる。3点はなるべく互いに離れ、一直
線上にないクラッド上の3点を選ぶことが望ましく、実
際にはファイバ径に対応して予め3点の位置を定めてお
き、それらの点においてそれぞれ焦点合わせを行う。
【0021】上記のような操作により、PC25は読取
器21bから各点に対応するステージ21の移動量を取
得し、その移動量から各点のX,Y,Z座標を決定す
る。これら3点の座標を(X1 ,Y1 ,Z1 ),
(X2 ,Y2 ,Z2 ),(X3 ,Y3,Z3 )とする
と、この3点を通る平面の式、つまりファイバ端面のな
す平面の式、 aX+bY+cZ=1 (a,b,c:定数) を求めることができる。PC25は3元連立方程式を解
くことによってa,b,cを算出し、上記式を決定す
る。
【0022】算出された平面の式から、その面のZ=0
面となす角度と、X軸もしくはY軸となす角度を求める
ことができ、これらがそれぞれ斜め研磨されたファイバ
端面の研磨角度θと、その端面における最大傾斜軸17
と偏波主軸(スロー軸)とのなす角度θY に相当するも
のとなる。
【0023】このように、この例によればファイバ端面
の研磨角度と、その端面における最大傾斜軸の偏波主軸
に対するずれ(傾き)を同時に測定することができる。
【0024】なお、上述した例ではPANDAファイバ
を例として説明しているが、PANDAファイバに限ら
ず、偏波主軸を顕微鏡観察によって認識できる全ての偏
波面保存光ファイバに、この測定装置を用いることがで
きる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
斜め研磨された偏波面保存光ファイバの端面の研磨角度
の測定と同時に、その端面における最大傾斜軸と偏波主
軸とのなす角度(ずれ)を簡易に測定することができ
る。
【0026】従って、この測定装置を使用してファイバ
端面の研磨角の検査を行えば接続損失が少なく、かつク
ロストークの少ない光接続を実現できるものとなり、例
えば光ファイバピグテール付の光モジュール等におい
て、その性能向上に寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の構成を説明するための
図。
【図2】光ファイバピグテールの先端部を示す図、Aは
側面図、Bは正面図。
【図3】Aは偏波面保存光ファイバの斜め研磨された端
面において最大傾斜軸と偏波主軸とがずれている様子を
示す図、BはAを出射ファイバとした場合の出射光のモ
ードフィールドを示す図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偏波面保存光ファイバの端面の研磨角度
    とその端面における最大傾斜軸と偏波主軸とのなす角度
    を測定する装置であって、 Z軸回りに回転する回転機構を備えたXYZ3軸ステー
    ジと、 そのステージに光軸がZ軸方向とされて取り付けられた
    上記光ファイバの端面をZ軸方向から観察する顕微鏡
    と、 その顕微鏡に取り付けられたカメラと、 そのカメラの画像をもとに上記回転機構を回転制御して
    上記端面の偏波主軸をX軸もしくはY軸に合わせた後、
    上記ステージを移動制御して上記端面上の一直線上にな
    い3点に順次上記顕微鏡の焦点を合わせる手段と、 上記ステージの移動量から上記3点のX,Y,Z座標を
    求め、それら座標から上記端面のなす平面の式を算出し
    て、その平面の式から上記端面の研磨角度とその端面に
    おける最大傾斜軸と偏波主軸とのなす角度を求める手段
    とよりなることを特徴とする光ファイバ端面研磨角測定
    装置。
JP2000001313A 2000-01-07 2000-01-07 光ファイバ端面研磨角測定装置 Withdrawn JP2001194130A (ja)

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