JP2003302555A - コリメータ製造方法及びコリメータ製造装置 - Google Patents

コリメータ製造方法及びコリメータ製造装置

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JP2003302555A
JP2003302555A JP2002109120A JP2002109120A JP2003302555A JP 2003302555 A JP2003302555 A JP 2003302555A JP 2002109120 A JP2002109120 A JP 2002109120A JP 2002109120 A JP2002109120 A JP 2002109120A JP 2003302555 A JP2003302555 A JP 2003302555A
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stage
optical power
ferrule
lens
mirror
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Minoru Sakai
実 酒井
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】レンズとフェルールの距離が適切なコリメータ
の、容易な製造を可能とする。 【解決手段】 ステージ1にレンズパイプ6とフェルー
ル4を保持し、次にステージ2にミラー7を固定する。
この状態で、ミラー7で反射されてレンズパイプ6に戻
ってくる光パワーを測定しながら、測定された光パワー
が最大値になるようにステージ2をZ軸方向に移動さ
せ、測定された光パワーが最大値の状態において、ミラ
ー7とレンズパイプ6の相対位置が所定の範囲内かどう
か測定し、もしも測定結果が範囲内の場合はレンズパイ
プ6とフェルール4間を固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光モジュールのコ
リメータ組み立てにおけるコリメータ製造装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来のコリメータの組み立てにおいて、
ビームウエスト位置は用途に合わせた光の波長毎に、レ
ンズとフェルールの距離を設計段階で決定しており、レ
ンズやフェルールをレンズパイプ等に設けられた位置決
め部に突き当てる方法や距離を測定しながらレンズを圧
入するなどの方法で組み立てを行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法ではコリメータを使用する光の波長によりビームウ
エスト位置が変わるため、レンズとフェルールの距離を
波長に合わせてコリメータを設計し直す必要があり、製
品開発における余計な設計工数が発生してしまう。
【0004】また、レンズやフェルールの製造精度によ
りビームウエスト位置にばらつきが発生するため、低損
失な結合が期待できなくなるなど品質上の問題が発生す
る。
【0005】そのために、組み立て時にビームウエスト
位置が調整できるようにコリメータの構造を変えると、
レンズとフェルールの距離によって出射される光の角度
が変化するようになってしまう。これにより、人手によ
る組み立てではビームウエスト位置の測定と調整に莫大
な時間を要してしまい、製造コストの見合わない製品に
なってしまう。また、ビームウエスト位置調整における
レンズとフェルールの距離調整は非常に細かく、人の手
による調整では、かなりの熟練が必要となるという問題
もある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明のコリメータ製造方法では、まず第1
のステージにレンズパイプとフェルールをZ軸方向に調
整可能な状態で保持し、次に第2のステージに、このレ
ンズパイプから出射される光を反射するミラーをZ軸方
向に移動可能に固定する。この状態で、ミラーで反射さ
れてレンズパイプに戻ってくる光パワーを測定しなが
ら、第2のステージを、測定された光パワーが最大値に
なるようにZ軸方向に移動させ、測定された光パワーが
最大値の状態において、ミラーとレンズパイプの相対位
置が所定の範囲内かどうか測定し、もしも測定結果が範
囲内の場合はレンズパイプとフェルール間を固定し、逆
に測定結果が範囲外の場合はレンズパイプとフェルール
のZ軸方向の距離を調整した後に、測定された光パワー
を最大値とするための第2のステージの移動を再度行う
構成となっている。
【0007】
【発明の実施の形態】(第1の実施例)図1はこの発明
の第1の実施例を示す全体構成図である。
【0008】ステージ1のθxとθyステージは、ビー
ムウエスト位置を測定する際に光を反射させるためのミ
ラー7の反射面に、レンズパイプ6とフェルール4で構
成されるコリメータから出射される光の角度を合わせる
ためのものである。ミラー7の反射面に垂直に光が当た
る角度であれば、可視光であるHe−Neレーザ光をコ
リメータから出射した光は的9の中心にあたるようにな
っている。即ち、He−Neレーザ光を的の中心に当た
るようにステージ1のθxとθyステージで角度を調整
すると、コリメータから出射される光の角度はミラー7
に対して垂直になる仕組みである。
【0009】ステージ1のZステージは、ビームウエス
ト位置調整に用いる。ステージ2のZステージは、Z方
向にミラー7を動かしながら光パワーを測定することで
ビームウエスト位置を測定するためのものである。
【0010】図2はこの発明の、第1の実施例のシステ
ム構成図である。
【0011】He−Neレーザ13は、コリメータから
可視光を出射するためのものである。
【0012】光源17は、ビームウエスト位置を測定す
るときに使用する光源であり、制御用コンピュータ11
に接続され使用する波長の光をコリメータより出射させ
るためのものである。
【0013】光パワーメータ18は、ビームウエスト位
置を測定するためのもので制御用コンピュータ11に接
続し光パワーをリアルタイムで測定する。
【0014】ステージドライバ12は、ステージ1とス
テージ2を移動制御するためのものであって、制御コン
ピュータ11により各方向に移動制御される。
【0015】制御コンピュータ11は、ビームウエスト
位置測定及びビームウエスト位置調整を行うためのもの
で、光源17より出力された光は、アイソレータ16と
サーキュレータ15を通り、光スイッチ14を経由しフ
ェルール4とレンズパイプ6で構成されるコリメータよ
り出射されミラー7により反射される。ミラー7により
反射された光はコリメータに入射され、光スイッチ14
とサーキュレータ15を通り光パワーメータ18で光パ
ワーとして測定される。ステージ2のZステージを移動
させながら光パワーを測定することで、図4の(a)に
示した光パワーの変化と、(b)に示したレンズ端面とビ
ームウエスト位置の距離関係に基づき、ビームウエスト
位置が測定できる。また、ステージ1のZステージでレ
ンズとフェルールの距離を変えることでビームウエスト
位置を調整することができる。
【0016】図3は、第1の実施例のビームウエスト位
置調整のステップを示したフローチャート図である。
【0017】まず、ステップ21は、ステージ1をセッ
ト位置へ移動させる。レンズパイプ6をレンズパイプチ
ャック5に固定し、フェルール4をフェルールチャック
3に固定する。
【0018】ステップ22は、He−Neレーザ13が
コリメータから出射されるよう、光スイッチ14を切り
替える。
【0019】ステップ23は、ミラー7をコリメータか
ら出射されたレーザ光路から外し、レーザ光が的9の中
心に当たるようにθxとθyステージで調整する。
【0020】ステップ21からステップ23はビームウ
エスト位置調整の準備作業であり、コリメータから出射
される光の角度をミラー7に対して垂直するためのもの
である。これによりコリメータから出射される光は、ビ
ームウエスト調整のためにレンズパイプ6のレンズとフ
ェルール4の距離を変えても角度が変わらなくなる。
【0021】ステップ24は、コリメータから出射され
た光をミラー7で反射させるためにミラー7を元の位置
に戻す。
【0022】ステップ25は、コリメータを実際に使用
する波長の光を光源17より出力し、コリメータから出
射するために光スイッチ14を切り替える。
【0023】ステップ26は、ビームウエスト位置測定
であり、測定したレンズ端面からの距離に対する光パワ
ーによりビームウエスト位置を記憶する。
【0024】ステップ27は、ステップ26で測定した
ビームウエスト位置が規格内であるか判断する。
【0025】規格内の場合、ステップ29へ進む。規格
外の場合ステップ28へ進む。
【0026】ステップ28は、ビームウエスト位置の調
整であり、ビームウエスト位置の規格値と測定値よりレ
ンズパイプ6のレンズとフェルール4の距離を補正す
る。このとき、補正量=(ビームウエスト規格値−ビー
ムウエスト測定値)×補正用係数 は制御用コンピュー
タ11で計算される。尚、補正用係数は、組み立てるコ
リメータの種類により最適な値が記憶されており、ビー
ムウエスト位置調整時に読み出される。
【0027】ステップ29は、ビームウエスト位置調整
後にレンズパイプ6とフェルール4を固定するためYA
G溶接を行う。
【0028】以上のように第1の実施例によれば、従
来、製品開発にかかっていた工数の削減と長時間かかっ
てしまうビームウエスト位置調整が熟練者でなくても短
時間に行うことができる。また、ビームウエスト位置を
確実に調整できるようになりコリメータ組み立て品質の
向上が期待できるのである。
【0029】(第2の実施例)しかしながら、第1の実
施例において組み立てられたコリメータは、フェルール
やレンズなどの精度や特性により、出射される光に偏角
をもってしまう。
【0030】このような出射される光に角度を持ったコ
リメータ使用すると、光モジュール組み立て時の光軸調
整に多くの時間を必要としてしまうという問題が発生す
る。また、出射角度が大きすぎるものは、光モジュール
の部材として使用できないことがある。
【0031】これらの問題を解決するため、コリメータ
から出射される光の角度をできるだけ小さく組み立てる
方法を第2の実施例として説明する。
【0032】図5はこの発明の第2の実施例を示す全体
構成図である。
【0033】ステージ32のθxとθyステージは、ビ
ームウエスト位置を測定する際に光を反射させるための
ミラー40の反射面を、レンズ39とパイプ36とフェ
ルール35で構成されるコリメータから出射される光の
角度を合わせるためのものである。ステージ32のZス
テージは、Z方向にミラー40を動かしながら光パワー
を測定することでビームウエスト位置を測定するための
ものである。
【0034】ステージ31のZステージは、ビームウエ
スト位置調整に用いる。
【0035】ステージ33のXとYステージは、レンズ
39をX及びY方向の平面上に移動させることで、コリ
メータから出射される光の角度を調整するためのもので
ある。可視光であるHe−Neレーザ光をコリメータか
ら出射し的41の中心に当たるようにすることで偏角を
なくす。
【0036】的41は、コリメータから出射された光を
当て偏角調整を行うための的であり、偏角のない状態で
出射された光が的の中心に当たるようになっている。
【0037】図6は第2の実施例のシステム構成であ
る。
【0038】He−Neレーザ44は、コリメータから
可視光を出射するためのものである。
【0039】光源48は、ビームウエスト位置を測定す
るときに使用する光源であり、制御用コンピュータ42
に接続され使用する波長の光をコリメータより出射させ
るためのものである。
【0040】光パワーメータ49は、ビームウエスト位
置を測定するためのもので制御用コンピュータ42に接
続し光パワーをリアルタイムで測定する。
【0041】ステージドライバ43は、ステージ31と
ステージ32及びステージ33を移動制御するためのも
のであって、制御コンピュータ42により各方向に移動
制御される。
【0042】制御コンピュータ42は、ビームウエスト
位置測定及びビームウエスト位置調整を行うためのもの
で、光源48より出力された光は、アイソレータ47と
サーキュレータ46を通り、光スイッチ45を経由しコ
リメータより出射されミラー40により反射される。ミ
ラー40により反射された光はコリメータに入射され、
光スイッチ45とサーキュレータ46を通り光パワーメ
ータ49で光パワーとして測定される。ステージ32の
Zステージを移動させながら光パワーを測定すること
で、ビームウエスト位置を測定する。また、ステージ3
1のZステージでレンズとフェルールの距離を変えるこ
とでビームウエスト位置を調整することができる。コリ
メータから出射される光の偏角調整は、ステージ33の
XとYステージにより行う。コリメータから出射される
光の偏角調整は、ビームウエスト位置調整前と調整後に
行う。
【0043】次に図7は本発明の偏角調整とビームウエ
スト位置調整のステップを示したフローチャート図であ
る。
【0044】まず、ステップ61は、ステージ31とス
テージ33をセット位置へ移動させる。パイプ36をパ
イプチャック37に固定し、フェルール35をフェルー
ルチャック44に固定する。その後、レンズ39をレン
ズチャック38に固定する。
【0045】ステップ62は、He−Neレーザ44が
コリメータから出射されるよう、光スイッチ45を切り
替える。
【0046】ステップ63は、ミラー40をコリメータ
から出射されたレーザ光路から外し、レーザ光が的41
の中心に当たるようにステージ33のXとYステージで
偏角調整をする。
【0047】ステップ61からステップ63はビームウ
エスト位置調整の準備作業である。
【0048】ステップ64は、コリメータから出射され
た光をミラー40で反射させるためにミラー40を元の
位置に戻す。
【0049】ステップ65は、コリメータを実際に使用
する波長の光を光源48より出力し、コリメータから出
射するために光スイッチ45を切り替える。
【0050】ステップ66は、コリメータから出射され
る光に対してミラー40の反射面を垂直してビームウエ
スト位置を正しく測定するためのものである。
【0051】ステップ67は、ビームウエスト位置測定
であり、測定したレンズ端面からの距離に対する光パワ
ーによりビームウエスト位置を記憶する。
【0052】ステップ68は、ステップ67で測定した
ビームウエスト位置が規格内であるか判断する。
【0053】規格内の場合、ステップ70へ進む。規格
外の場合ステップ69へ進む。
【0054】ステップ69は、ビームウエスト位置の調
整であり、ビームウエスト位置の規格値と測定値よりレ
ンズ39とフェルール35の距離を補正する。このと
き、補正量=(ビームウエスト規格値−ビームウエスト
測定値)×補正用係数 は制御用コンピュータ42で計
算される。尚、補正用係数は、組み立てるコリメータの
種類により最適な値が記憶されており、ビームウエスト
位置調整時に読み出される。
【0055】ステップ70は、ビームウエスト位置調整
後にパイプ36とフェルール35を固定するためYAG
溶接を行う。
【0056】ステップ71は、ミラー40をコリメータ
から出射されたレーザ光路から外し、レーザ光が的41
の中心に当たるようにステージ33のXとYステージで
最後の偏角調整をする。
【0057】ステップ72は、ビームウエスト位置調整
後にレンズ39とパイプ36を固定するためYAG溶接
を行う。
【0058】以上のように、第2の実施例によれば、出
射される光の偏角が小さく安定したコリメータが組み立
てられるようになり品質の向上が期待できる。
【0059】また、このように組み立てられた偏角の小
さいコリメータは、光モジュール組み立て時の光軸調整
時間が短くなる効果も期待できるのである。
【0060】第2の実施例では、コリメータから出射さ
れる光を的に当て偏角調整を作業者が行っていたが、図
8のように、この的の画像をCCDカメラ50より位置
認識ユニット51へ入力し位置検出を行い、制御用コン
ピュータからの指示でレンズをX及びY方向に動かし、
出射された光の位置を的の中心に補正することで、自動
偏角調整する構成とすることも可能である。
【0061】
【発明の効果】本発明によれば、ミラーで反射された光
の光パワーの変化によって、ビームウエスト位置を正確
に測定することができるので、レンズとフェルールの距
離が適切なコリメータを容易に製造することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の全体構成図である。
【図2】第1の実施例のシステム構成図である。
【図3】第1の実施例の、ビームウエスト位置調整のス
テップを示したフローチャート図である。
【図4】光パワーとレンズ端面からのビームウエスト位
置を説明した図である。
【図5】本発明の第2の実施例の全体構成図である。
【図6】第2の実施例のシステム構成図である。
【図7】第2の実施例の、偏角調整とビームウエスト位
置調整のステップを示したフローチャート図である。
【図8】CCDカメラと位置認識ユニットを用いて自動
偏角調整を行う場合のシステム構成図である。
【符号の説明】
1, 2, 31, 32, 33 ステージ 3, 34 フェルールチャック 4, 35 フェルール 5 レンズパイプチャック 6 レンズパイプ 7, 40, 50 ミラー 9, 41 的 11, 42 制御用コンピュータ 12, 43 ステージドライバ 13, 44 He−Neレーザ 14, 45 光スイッチ 15, 46 サーキュレータ 16, 47 アイソレータ 17, 48 光源 18, 49 光パワーメータ 36 パイプ 37 パイプチャック 38 レンズチャック 39 レンズ 50 CCDカメラ 51 位置認識ユニット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のステージにレンズパイプとフェル
    ールをZ軸方向に調整可能な状態で保持し、 第2のステージに、前記レンズパイプから出射される光
    を反射するミラーを前記Z軸方向に移動可能に固定し、 前記第2のステージを、前記ミラーで反射されて前記レ
    ンズパイプに戻ってくる光パワーを測定しながら、前記
    測定された光パワーが最大値になるように前記Z軸方向
    に移動させ、 前記光パワーが最大値の状態において、前記ミラーと前
    記レンズパイプの相対位置が所定範囲内かどうか測定
    し、 前記測定結果が前記所定範囲内の場合は前記レンズパイ
    プと前記フェルール間を固定し、 前記測定結果が前記所定範囲外の場合は、前記第2のス
    テージの前記レンズパイプと前記フェルールの前記Z軸
    方向の距離を調整した後に、前記測定された光パワーを
    最大値とするための前記第2のステージの移動を行うこ
    とを特徴とするコリメータ製造方法。
  2. 【請求項2】 レンズパイプとフェルールをZ軸方向に
    調整可能な状態で保持する第1のステージと、 前記レンズパイプから出射する光を前記フェルールに供
    給する光源と、 前記レンズパイプから出射される光を反射するミラーを
    前記Z軸方向に移動可能に固定する第2のステージと、 前記ミラーで反射され前記レンズパイプに戻ってくる光
    パワーを測定する光パワーメータと、 前記光パワーメータの測定結果に基づき前記第1のステ
    ージと前記第2のステージの動きを制御する制御用コン
    ピュータとを有し、 前記制御用コンピュータは、 前記光パワーメータの測定結果に基づき、前記測定され
    た光パワーが最大値になるように前記第2のステージを
    前記Z軸方向に移動させ、前記測定された光パワーが最
    大値の状態において、前記ミラーと前記レンズパイプの
    相対位置が所定範囲内の場合は前記レンズパイプと前記
    フェルール間を固定可能であると判定し、前記所定範囲
    外の場合は前記レンズパイプと前記フェルールの前記Z
    軸方向の距離を調整した後に、前記測定された光パワー
    を最大値とするための第2のステージの移動を行う制御
    用コンピュータとを有することを特徴とするコリメータ
    製造装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014026108A (ja) * 2012-07-26 2014-02-06 Nec Corp 光部品の光軸調整方法及び光軸調整装置
JP2014150222A (ja) * 2013-02-04 2014-08-21 Nippon Soken Inc レーザ発振装置とその製造方法

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