JP2002214488A

JP2002214488A - 光モジュールの光軸測定装置、光軸測定方法、光モジュールの製造装置及び製造方法

Info

Publication number: JP2002214488A
Application number: JP2001015110A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Terada; 真介寺田; Shinichiro Iizuka; 晋一郎飯塚
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストかつ短時間で光モジュールの光出射端
面を光軸測定部に対して基準化することができる光モジ
ュールの光軸測定装置を提供する。【解決手段】本発明の光モジュールＭの光軸測定装置Ａ
１は、光モジュールＭを保持するモジュール保持部１
と、そのモジュール保持部１に保持された光モジュール
Ｍの光軸を測定する光軸測定部２と、その光軸測定部２
の測定軸Ｋに対して垂直に維持された基準面３ａを備え
た面合わせ部３と、光モジュールＭの光出射端面を面合
わせ部３の基準面３ａに倣わせるようにモジュール保持
部１を移動させる移動部４とを有する。モジュール保持
部１は、移動部４との間に設けられたバネ等の弾性部５
によって上下方向及び傾斜方向に移動可能に支持されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野におい
て用いられる半導体レーザモジュール等の光モジュール
の光軸測定装置、光軸測定方法、光モジュールの製造装
置及び製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は光モジュールの構造を模式的に示
す平面断面図である。図３に示すように、光モジュール
Ｍは、内部を気密封止する中空のパッケージ５０と、パ
ッケージ５０の内部に設けられ、光を出射する発光素子
（ＬＤ）５１と、ＬＤ５１の前側（図３では上側）端面
から出射された光が入射される光ファイバ５２とを有す
る。

【０００３】ＬＤ５１と光ファイバ５２との間にはＬＤ
５１からの光を光ファイバ５２に集光させる集光レンズ
５３が配置されている。集光レンズ５３はパッケージ５
０のフランジ部５０ａに固定されたレンズ保持部５４に
よって保持されている。レンズ保持部５４の端部には金
属製のスライドリング５５が固定されている。

【０００４】光ファイバ５２はフェルール５６によって
保持され、そのフェルール５６は、スライドリング５５
の内部に固定されている。

【０００５】ＬＤ５１の前側端面から出射された光は集
光レンズ５３によって集光され、光ファイバ５２に入射
された後、外部に送出される。

【０００６】上記の光モジュールの組立作業において
は、ＬＤ５１から出射された光をいかに効率よく光ファ
イバ５２に入射させて所望のパワーを得るかという点が
重要である。最も理想的にパワーを得る状態は、ＬＤ５
１からの光が光結合中心軸Ｌ上を通過し、集光レンズ５
３を通過してフェルール５６端面の光ファイバのコア中
心に垂直に入射する場合である。ところが、実際にはＬ
Ｄ５１から出射された光はＬＤ５１の搭載精度によって
発光角度に誤差を持つため、理想状態のままの組立では
パワーを大きくロスしてしまうことになる。そのため、
光モジュールＭの組立作業においては、良好な光結合効
率を得るために光モジュールの光軸測定を行う必要があ
る。

【０００７】図４は従来の光軸測定装置を示す説明図で
ある。測定対象となるワーク（光モジュール）を光軸測
定する際には、光軸測定装置にワークをセットするが、
そのセット作業では部品の形状精度や組み立て精度等に
よってバラツキが生じる。従って、精度良く光軸測定を
行うためには、このバラツキを補償してワークと光軸測
定部が常に一定の位置関係を満たすように補正（基準
化）する必要がある。

【０００８】そこで、図４に示すように、従来の光軸測
定装置Ａ２では光軸測定の前に、光軸測定部５７に設け
られたオートフォーカス用光学系５８及び光モジュール
Ｍを載置するゴニオステージ５９等を用いて、光軸測定
部５７と光モジュールＭの光出射端面Ｈとの距離を測定
し、その結果に基づいて光モジュールＭを傾度調整する
ことにより、光モジュールＭの光出射端面Ｈを光軸測定
部５７に対して基準化する方法が用いられていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来例では、光軸測定
部と光モジュールの光出射端面との距離の調整のために
高価なオートフォーカス用光学系やゴニオステージ等を
用いるためコストがかかる。また、光モジュールの光出
射端面の３点以上に対するオートフォーカスや、ゴニオ
ステージによる端面の傾度調整を行うため、長い測定時
間がかかる。

【００１０】本発明は、低コストかつ短時間で光モジュ
ールの光出射端面を光軸測定部に対して基準化すること
ができる光モジュールの光軸測定装置、光軸測定方法、
光モジュールの製造装置及び製造方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光モジュールの
光軸測定装置は、光モジュールを保持するモジュール保
持部と、そのモジュール保持部に保持された光モジュー
ルの光軸を測定する光軸測定部と、その光軸測定部の測
定軸に対して垂直又は所定の角度に維持された基準面を
備えた面合わせ部と、前記光モジュールの光出射端面を
前記面合わせ部の基準面に倣わせるように前記モジュー
ル保持部を移動させる移動部とを有することを特徴とす
るものである。

【００１２】前記モジュール保持部は、前記移動部との
間に設けられた弾性部によって上下方向及び傾斜方向に
移動可能に支持されていてもよい。

【００１３】前記光モジュールの光出射端面を前記面合
わせ部の基準面に倣わせた状態で前記モジュール保持部
を固定する固定部を有してもよい。

【００１４】前記モジュール保持部は、その外周部がガ
イド部に接触した状態でガイドされながら移動してもよ
い。

【００１５】前記モジュール保持部の側面部は球面状に
形成されていてもよい。

【００１６】本発明の光モジュールの製造装置は、上記
記載の光モジュールの光軸測定装置と、光モジュールの
光出射端面から出射された光を集光するレンズを光モジ
ュールに供給するレンズ供給部と、を有することを特徴
とするものである。

【００１７】前記レンズを光モジュールに固定するレン
ズ固定部を有してもよい。

【００１８】本発明の光モジュールの光軸測定方法は、
光出射端面を備えた光モジュールの前記光出射端面の傾
度を調整する工程Ｓ１と、光モジュールから出射された
光の光軸を光軸測定部によって光軸測定する工程Ｓ２と
を有する光モジュールの光軸測定方法において、前記工
程Ｓ１における光モジュールの光出射端面の傾度調整
は、前記光軸測定部の測定軸に対して垂直又は所定の角
度に維持された基準面を備えた面合わせ部を光出射端面
に前記基準面に倣わせることにより、行うことを特徴と
するものである。

【００１９】本発明の光モジュールの製造方法は、光出
射端面を備える光モジュールの前記光出射端面の傾度を
調整する工程Ｓ１と、光モジュールから出射された光の
光軸を光軸測定部によって光軸測定する工程Ｓ２と、光
モジュールの出射端面にレンズを配置し、工程Ｓ２にお
ける光軸測定に基づいて、当該レンズを位置調整するこ
とにより光軸調整する工程Ｓ３と、当該レンズを光モジ
ュールに対して固定する工程Ｓ４と、当該レンズから出
射された光を受光する光ファイバを光モジュールに対し
て固定する工程Ｓ５と、を有する光モジュールの製造方
法において、工程Ｓ１における光モジュールの光出射端
面の傾度調整は、前記光軸測定部の測定軸に対して垂直
又は所定の角度に維持された基準面を備えた面合わせ部
を光出射端面に前記基準面に倣わせることにより行うこ
とを特徴とするものである。

【００２０】本発明によれば、光軸測定部の測定軸に対
して垂直又は所定の角度に維持された面合わせ部の基準
面に光モジュールの光出射端面を倣わせることにより、
光モジュールのセット時の端面傾度のバラつきに対して
角度補正を行うことができるので、光モジュールの光出
射端面を基準とする高精度の光軸測定を行うことができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態例
に係る光モジュールの光軸測定装置を示す斜視図であ
る。

【００２２】図１に示すように、本発明の実施形態例に
係る光モジュールＭの光軸測定装置Ａ１は、光モジュー
ルＭを保持するモジュール保持部１と、そのモジュール
保持部１に保持された光モジュールＭの光軸を測定する
光軸測定部２と、その光軸測定部２の測定軸Ｋに対して
垂直に維持された基準面３ａを備えた面合わせ部３と、
光モジュールＭの光出射端面を面合わせ部３の基準面３
ａに倣わせるようにモジュール保持部１を移動させる移
動部４とを有する。また、本発明の実施形態例に係る光
モジュールＭの製造装置は、上記光軸測定装置Ａ１と、
レンズ供給部となるハンド１０と、レンズ固定部となる
ＹＡＧレーザ溶接器９とを有する。

【００２３】モジュール保持部１は、光モジュールＭの
光出射端面Ｈを上側に配置した状態で、内部を開口して
形成された収容部１ａに光モジュールＭを保持してい
る。モジュール保持部１は、側面部１ｃ（図２参照）が
球面状に形成され、かつ光モジュールＭの光出射端面Ｈ
が前記側面部１ｃが構成する球の中心に位置するように
構成されている。

【００２４】モジュール保持部１は、移動部４との間に
設けられたバネ等の弾性部５によって上下方向及び傾斜
方向に移動可能に支持されている。弾性部５は、モジュ
ール保持部１の同一直線上にない３点以上の個所（図１
では３点の個所）に取り付けられている。

【００２５】面合わせ部３は、シリンダ装置６のロッド
６ａの先端部に支持されており、ロッド６ａの伸縮によ
り面合わせ部３を測定軸Ｋ上の位置に配置したり、引っ
込めたりすることができる。

【００２６】移動部４は、モジュール保持部１をＸ方向
に移動させるＸステージ４ａと、モジュール保持部１を
Ｙ方向に移動させるＹステージ４ｂと、モジュール保持
部１をＺ方向に移動させるＺステージ４ｃとを有する。

【００２７】モジュール保持部１の外側には円筒状に形
成されたガイド部７が設けられており、モジュール保持
部１は、その側面部１ｃがガイド部７の内周面に接触し
た状態でガイドされながら移動する。これによってモジ
ュール保持部１の移動が規制され、かつ安定する。

【００２８】ガイド部７には光モジュールＭの光出射端
面Ｈを面合わせ部３の基準面３ａに倣わせた状態でモジ
ュール保持部１を固定するためのレベルチャック部８
（固定部）を有する（図２参照）。

【００２９】モジュール保持部１及びガイド部７には、
ＹＡＧレーザ溶接器９のヘッド部９ａから出射される光
を通過させるための第１の挿入孔１ｂ及び第２の挿入孔
７ａがそれぞれ形成されている。

【００３０】次に、本発明の実施形態例に係る光モジュ
ールＭの光軸測定装置Ａ１の動作を説明する。図２は、
本発明の実施形態例に係る光モジュールＭの光軸測定装
置Ａ１の動作を説明するための説明図である。

【００３１】まず、光モジュールＭの光出射端面Ｈを上
側に配置した状態で、モジュール保持部１の収容部１ａ
に光モジュールＭを保持してセットする。その際、レベ
ルチャック部８は外側に待機しており、モジュール保持
部１はガイド部７にガイドされた状態で移動することが
できる。また、面合わせ部３は、その基準面３ａが光軸
測定部２の測定軸Ｋに対して垂直に維持されるようにシ
リンダ装置６によって位置決めされる（図２（Ａ）参
照）。

【００３２】次いで、移動部４のＺステージ４ｃをＺ方
向に移動させると、モジュール保持部１に保持された光
モジュールＭの光出射端面Ｈは、面合わせ部３の基準面
３ａに接触する。さらに、モジュール保持部１をＺ方向
に移動させると、モジュール保持部１は傾斜して光モジ
ュールＭの光出射端面Ｈは基準面３ａに倣い始め、同時
に複数の弾性部５はそれぞれ収縮する。

【００３３】光モジュールＭの光出射端面Ｈが基準面３
ａに完全に倣い柊わった後、レベルチャック部８を閉じ
てモジュール保持部１をガイド部７に固定する（図２
（Ｂ）参照）。

【００３４】その後、再び移動部４のＺステージ４ｃを
面合わせ部３側と反対方向に移動させてから、シリンダ
装置６のロッド６ａを短縮して面合わせ部３を外部に引
っ込める。その結果、光モジュールＭの光出射端面Ｈ
は、基準面３ａに合わせて取り付けた光軸測定部２に対
して垂直方向に位置することになる（以上、工程Ｓ
１）。

【００３５】これによって、光モジュールＭのセット時
の端面傾度のバラつきに対して角度補正を行うことがで
き、光モジュールＭの光出射端面Ｈを基準とする高精度
の光軸測定（光軸角度、光軸方向等の測定）を行うこと
ができる。

【００３６】すなわち、光モジュールＭ内のＬＤ５１か
ら光を出射させ、光軸測定部２において、その光の光軸
を測定する（以上、工程Ｓ２）。

【００３７】このような光軸測定に基づいて、光モジュ
ールＭのパッケージ５０に対してレンズ５３を固定す
る。すなわち、ハンド１０によってレンズ保持部５４に
保持されたレンズ５３を光モジュールＭの光出射端面Ｈ
に供給し、上記光軸測定に基づいて、光軸が測定軸Ｋに
対して所望の角度（例えば０°）となるように、パッケ
ージ５０へのレンズ５３の固定状態を調整する（以上、
工程Ｓ３）。その上でＹＡＧレーザ溶接器９のヘッド部
９ａからモジュール保持部１の第１の挿入孔１ｂ及びガ
イド部７の第２の挿入孔７ａを介してＹＡＧレーザ溶接
を行い、光モジュールＭにレンズ５３を固定する（以
上、工程Ｓ４）。

【００３８】その後さらに、図３に示すように、スライ
ドリング５５、フェルール５６付き光ファイバ５２がパ
ッケージ５０に対して固定され、光モジュールＭが完成
する（以上、工程Ｓ５）。

【００３９】本実施形態例の光軸測定装置Ａ１によれ
ば、光軸測定部２の測定軸Ｋに対して垂直に維持された
面合わせ部３の基準面３ａに光モジュールＭの光出射端
面Ｈを倣わせることにより、光モジュールＭのセット時
の端面傾度のバラつきに対して角度補正を行うことがで
きるので、光モジュールＭの光出射端面Ｈを基準とする
高精度の光軸測定を行うことができる。従って、光軸測
定部２と光モジュールＭの光出射端面Ｈとの距離測定に
よる端面基準化のために高価なオートフォーカス用光学
系やゴニオステージ等を用いる必要がないので、コスト
を大幅に低減することができる。

【００４０】また、光モジュールＭの光出射端面Ｈの３
点以上に対するオートフォーカスや、ゴニオステージに
よる光出射端面Ｈの傾度調整を行う必要がないので、測
定時間を短縮することができ、光モジュールＭの製造時
間を短縮できる。また、このように製造された光モジュ
ールＭは、従来と同様に非常に高い光結合効率で光を光
ファイバに結合することができる。

【００４１】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。例えば、面合
わせ部３の基準面３ａは、光軸測定部２の測定軸Ｋに対
して所定の角度（９０度以外の角度）に維持されていて
もよい。

【００４２】また、このような光モジュールの光軸測定
装置、測定方法は、光モジュールＭの製造目的のものに
限定されず、例えば空間伝送用に利用される光モジュー
ルにおける光出射特性の評価目的で使用される場合等に
も適用可能であることは言うまでもない。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、光軸測定部と光モジュ
ールの光出射端面との距離の調整のために高価なオート
フォーカス用光学系やゴニオステージ等を用いる必要が
ないので、コストを大幅に低減することができる。

【００４４】また、光モジュールの光出射端面の３点以
上に対するオートフォーカスや、ゴニオステージによる
光出射端面の傾度調整を行う必要がないので、測定時間
を短縮することができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例に係る光モジュールの光軸
測定装置を示す斜視図である。

【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の実施形態例に係る
光モジュールＭの光軸測定装置の動作を説明するための
説明図である。

【図３】光モジュールの構造を模式的に示す平面断面図
である。

【図４】従来の光軸測定装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ｍ：光モジュールＡ１：光軸測定装置１：モジュール保持部２：光軸測定部３：面合わせ部３ａ：基準面４：移動部５：弾性部６：シリンダ装置６ａ：ロッド７：ガイド部８：レベルチャック部（固定部）９：ＹＡＧレーザ溶接器９ａ：ＹＡＧレーザ溶接器のヘッド部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA06 AA35 CC00 GG07 LL02 TT02 TT08 2G065 AB09 BB02 BB06 BB44 BC23 DA13 2H037 AA01 BA03 DA06 DA18 DA22 5F073 BA01 FA08 FA30 HA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光モジュールを保持するモジュール保持部
と、そのモジュール保持部に保持された光モジュールの
光軸を測定する光軸測定部と、その光軸測定部の測定軸
に対して垂直又は所定の角度に維持された基準面を備え
た面合わせ部と、前記光モジュールの光出射端面を前記
面合わせ部の基準面に倣わせるように前記モジュール保
持部を移動させる移動部とを有することを特徴とする光
モジュールの光軸測定装置。
【請求項２】前記モジュール保持部は、前記移動部との
間に設けられた弾性部によって上下方向及び傾斜方向に
移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１に
記載の光モジュールの光軸測定装置。
【請求項３】前記光モジュールの光出射端面を前記面合
わせ部の基準面に倣わせた状態で前記モジュール保持部
を固定する固定部を有することを特徴とする請求項１又
は２に記載の光モジュールの光軸測定装置。
【請求項４】前記モジュール保持部は、その外周部がガ
イド部に接触した状態でガイドされながら移動すること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つの項に記載
の光モジュールの光軸測定装置。
【請求項５】前記モジュール保持部の側面部は球面状に
形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか１つの項に記載の光モジュールの光軸測定装置。
【請求項６】前記請求項１乃至５のいずれか１つの項に
記載の光モジュールの光軸測定装置と、光モジュールの光出射端面から出射された光を集光する
レンズを光モジュールに供給するレンズ供給部と、を有することを特徴とする光モジュールの製造装置。
【請求項７】前記レンズを光モジュールに固定するレン
ズ固定部を有することを特徴とする請求項６に記載の光
モジュールの製造装置。
【請求項８】光出射端面を備えた光モジュールの前記光
出射端面の傾度を調整する工程Ｓ１と、光モジュールか
ら出射された光の光軸を光軸測定部によって光軸測定す
る工程Ｓ２とを有する光モジュールの光軸測定方法にお
いて、前記工程Ｓ１における光モジュールの光出射端面の傾度
調整は、前記光軸測定部の測定軸に対して垂直又は所定
の角度に維持された基準面を備えた面合わせ部を光出射
端面に前記基準面に倣わせることにより、行うことを特
徴とする光モジュールの光軸測定方法。
【請求項９】光出射端面を備える光モジュールの前記光
出射端面の傾度を調整する工程Ｓ１と、光モジュールか
ら出射された光の光軸を光軸測定部によって光軸測定す
る工程Ｓ２と、光モジュールの出射端面にレンズを配置
し、工程Ｓ２における光軸測定に基づいて、当該レンズ
を位置調整することにより光軸調整する工程Ｓ３と、当
該レンズを光モジュールに対して固定する工程Ｓ４と、
当該レンズから出射された光を受光する光ファイバを光
モジュールに対して固定する工程Ｓ５と、を有する光モ
ジュールの製造方法において、工程Ｓ１における光モジュールの光出射端面の傾度調整
は、前記光軸測定部の測定軸に対して垂直又は所定の角
度に維持された基準面を備えた面合わせ部を光出射端面
に前記基準面に倣わせることにより行うことを特徴とす
る光モジュールの製造方法。