JP2005214917A

JP2005214917A - 光フィルタの特性検査用位置調整治具およびその調整方法

Info

Publication number: JP2005214917A
Application number: JP2004025222A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sato; 篤佐藤; Kiyoshi Shibuya; 潔渋谷; Shinji Hirata; 信治平田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】光フィルタ単体の特性検査において、フィルタに入射する測定光の角度およびフィルタを透過する測定光の受光部の位置決めばらつきにより、特性誤差や測定ばらつきを生じる。
【解決手段】光フィルタの特性を検査するための位置調整において、測定用光源３と調整用広帯域光源２６と両者光源の光路切替用の光スイッチ２７と被検フィルタ保持部２と測定光出射部５と測定光受光部８とを備えた構成を有する治具を提供するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信、光計測等で用いられる光フィルタの特性を検査するための位置調整治具およびその位置調整方法に関するものである。

光フィルタ単体で特性検査、例えば挿入損失やリターン・ロス、偏波依存性等を測定する場合、被検フィルタに直接測定光を入射し、その透過光または反射光の特性を測定することにより、被検フィルタの特性を特定する。このとき、測定光が被検フィルタに入射するときの入射角度が所定角度よりずれると、見かけ上の膜厚変化等により、特性誤差や測定ばらつきを生じる。このため、光フィルタに入射する測定光の入射角度を厳密に位置調整する必要がある。また、フィルタから出てくる測定光は、測定光受光部を介して光センサに入力されるが、この測定光受光部の位置、角度が測定光量に大きく影響する。このため、測定光の受光においても測定光受光部の厳密な位置、角度の調整が必要となる。

図２は従来の光フィルタ単体の特性検査に用いられる測定系の構成図である。

従来における光フィルタの特性検査方法を挿入損失特性の検査を例に図２、図３および図４を参照して説明する。

なお、リターン・ロス、偏波依存性など他の特性検査においても、被検フィルタの位置調整にかかる部分は挿入損失特性と同様である。

図２（ａ）において、３は可変波長レーザダイオード（ＴＬＤ）など測定用光源、６および１４は光強度を測定する光センサ、４は出射側の光ファイバ、５は出射光を平行光にするコリメータレンズ等測定光出射部、１２は測定光出射部５から出射される平行直進する測定光、９は測定光出射部５の出射方向を調整するための２軸スイベルステージ等角度調整機構、９ａは角度調整機構９に固定された測定光出射部５を支持する支柱、７は受光側の光ファイバ、８はコリメータレンズ等測定光受光部、１０は測定光受光部８の受光方向を調整するための２軸スイベルステージ等角度調整機構、１０ａは角度調整機構１０に固定された測定光受光部８を支持する支柱、１１は測定光受光部の位置を調整するための２軸直進ステージ、１３はサーキュレータまたは２分岐カプラである。また、図２（ｂ）において、１は被検フィルタ、２は被検フィルタ保持部、２ａは測定光出射部５から出射される平行直進する測定光１２が被検フィルタ１を透過するために設けた開口部である。図３において、１は被検フィルタ、１ａは被検フィルタ１の成膜面、２ｂは被検フィルタ保持部断面、１５は２軸スイベルステージ等角度調整機構９、１０の回転中心である。被検フィルタ１は、成膜面１ａ側に測定光出射部５がくるように被検フィルタ保持部２に保持される。被検フィルタ保持部２の高さはあらかじめ、２軸スイベルステージ等角度調整機構９の回転中心高さと、被検フィルタ１の下面高さとが一致するよう調整されている。測定光出射部５と測定光受光部８はそれぞれの光軸がほぼ重なる位置に配置されている。図４は２軸スイベルステージ等角度調整機構９、または１０の移動量と成膜面１ａからの反射光２０による光センサ１４の受光強度または透過光２１による光センサ６の受光強度との関係を示したものである。

光フィルタの挿入損失特性検査を行う場合、図２（ａ）において、まず、測定用光源３から測定光を放出する。ここで、測定用光源３としてはＤＷＤＭフィルタなど挿入損失の測定にダイナミックレンジの高い測定を要する場合、あるいは偏波依存性測定を行う場合、単波長光を出射する可変波長レーサダイオードが使用される。測定光出射部５からは測定光１２が平行光として出射され、この平行光が測定光受光部８に入射し、測定光１２は光ファイバ等ケーブル７を介して光センサ６に導かれる。次に、光センサ６で測定される光強度が最大となるように２軸スイベルステージ等角度調整機構１０および２軸直進ステージ１１の位置を調整する。この状態で測定用光源３から送出された光を光センサ６で測定し、その光レベルをＰ０とする。次に、被検フィルタ１の中心を測定光１２が透過するように、被検フィルタ保持部２の位置を調整する。次に、被検フィルタ１に測定光１２が垂直に入射するよう２軸スイベルステージ等角度調整機構９の角度位置を調整する。この角度位置の調整は次のように行われる。すなわち、測定用光源３より測定光を出射すると、測定光はサーキュレータ１３、光ファイバ４を介して、測定光出射部５から平行光となって出射される。このとき、測定光の一部は被検フィルタ１の成膜面１ａで反射され、再び測定光出射部５に入射し、サーキュレータ１３を介して、光センサ１４に導かれる。次に、光センサ１４に導かれる測定光の光強度が最大となるように２軸スイベルステージ等角度調整機構９の角度を調整する。光センサ１４に導かれる測定光の光強度が最大となったとき、測定光１２が被検フィルタ１に垂直に入射された状態となる。ところで一般に、光フィルタは、モジュール形態でのリターン・ロスの低減を目的として、測定光に対して垂直方向より一定角度、例えば２°あるいは３°と傾けた状態で入射するよう設計されている。そこで、被検フィルタ１の成膜面１ａに、設計角度で測定光が入射するように２軸スイベルステージ等角度調整機構９、または、被検フィルタ保持部２を一定角度分垂直入射角度から傾ける。次に、光センサ６に導かれる被検フィルタ１を透過した測定光が最大強度となるように測定光受光部８の位置、すなわち２軸スイベルステージ等角度調整機構１０および２軸直進ステージ１１を調整する。この状態で光源３から送出された測定光を光センサ６で測定し、その光レベルをＰ１とする。そして、測定したＰ０とＰ１との差を求めることにより、光フィルタの挿入損失特性が評価される。

なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平８−１７８７９９号公報

しかしながら、前記従来の光フィルタの特性を検査するための位置調整治具および調整方法では、測定光である可変波長レーザ光源を使用してフィルタへの測定光の入射角度および測定光受光部の位置・角度はフィルタの透過光量または反射光量の値が最大となる位置に調整されるため、調整誤差や調整ばらつきを発生しやすい。これは主に、可変波長レーザ光源などの単波長レーザによりフィルタで光学的な干渉を生じ、測定光１２の被検フィルタ１での透過光、および反射光が周期的、経時的に大きく変動することと、単波長レーザの僅かな経時的波長変動が、レーザ波長近傍におけるフィルタ損失特性の変化量、すなわち波長に対する挿入損失の勾配により、被検フィルタの透過光量、または反射光量の変動として現れることに起因する。この光量値が変動すると、最大光量位置からずれたところにフィルタへの測定光の入射角度調整、および測定光受光部８の位置・角度調整を合わせ込むことになり、フィルタ検査における測定誤差、測定ばらつき要因となっていた。

本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、その目的とするところは、光フィルタ単体の特性検査の特性誤差や測定ばらつきを低減するための位置調整治具および調整方法を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、特に、測定用光源と調整用広帯域光源と光スイッチと被検フィルタ保持部と測定光出射部と測定光受光部とを備えた構成を有しており、測定光出射部と測定光受光部の位置調整時、光路切替器となる光スイッチの切替により広帯域光源を使用することで、光学的な干渉を生じることがなく、また、広帯域光源であるため、被検フィルタの波長に対する挿入損失の勾配の影響をほとんど受けない。これにより、光量値の変動が無くなり、測定光が被検フィルタに入射するときの入射角度を精度良く調整することができ、また、被検フィルタを透過した測定光が測定光受光部に入射する光量のロスを低減することができ、特性誤差や測定ばらつきを低減するという作用効果が得られる。

本発明の請求項２に記載の発明は、光フィルタの特性検査において、調整用の広帯域光源により、被検フィルタに測定光が垂直に入射するよう２軸スイベルステージの角度位置を調整し、また、光センサに導かれる被検フィルタを透過した測定光が最大強度となるように測定光受光部の位置、すなわち２軸スイベルステージ等角度調整機構および２軸直進ステージを調整し、光スイッチにより測定用光源に切り替えて被検フィルタを測定することを特徴とする調整方法であり、測定光出射部と測定光受光部の位置調整時、光スイッチの切替により広帯域光源を使用することで、光学的な干渉を生じることがなく、また、広帯域光源であるため、被検フィルタの波長に対する挿入損失の勾配の影響をほとんど受けない。これにより、光量値の変動が無くなり、測定光が被検フィルタに入射する時の入射角度を精度良く調整することができ、また、被検フィルタを透過した測定光が測定光受光部に入射する光量のロスを低減するという作用効果が得られる。

本発明による光フィルタの特性を検査するための位置調整治具およびその位置調整方法によれば、光フィルタ単体の特性検査の特性誤差や測定ばらつきを低減し、かつ、そのための調整工数を削減するという効果を有する。

以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１、２に記載の発明について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における光フィルタ単体の特性検査に用いられる測定系の構成図である。

なお、従来の技術で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。

図１において、２６は広帯域光源、２７は光スイッチである。ここで、広帯域光源にはＡＳＥ光源、ＬＥＤ光源等を指し、被検フィルタ１の使用帯域にピークを有する波長帯域の光源を使用する。例えば、被検フィルタ１の帯域がＣバンドであれば１５５０ｎｍ付近にピークを有する広帯域光源を選択する。

光フィルタの特性検査を行う場合、図１において、まず、光スイッチ２７により、測定光出射部５から出射する測定光１２を広帯域光源２６に切り替える。次に、フィルタホルダ２を測定光１２がフィルタホルダ開口部２ｂを通過する位置に移動する。次に、光源３から測定光を放出すると、測定光出射部５からは測定光１２が平行光として出射され、この平行光が測定光受光部８に入射し、測定光は光ファイバ７を介して光センサ６に導かれる。次に、光センサで測定される光強度が最大となるように２軸スイベルステージ１０および２軸直進ステージ１１の位置を調整する。この状態でスイッチ２７により、測定光出射部５から出射する測定光１２を広帯域光源２６から測定用光源３側に切り替え、測定用光源３から出射された光を光センサ６で測定し、その光レベルをＰ０とする。次に、被検フィルタ１をフィルタホルダ２にのせ、被検フィルタ１の中心を測定光１２が透過するように、フィルタホルダ２の位置を調整する。次に、光スイッチ２７により、測定光出射部５から出射する測定光１２を広帯域光源２６に切り替える。広帯域光源２６より測定光を出射すると、測定光はサーキュレータまたは２分岐カプラ１３、光ファイバ４を介して、コリメータレンズ等測定光出射部５から平行光となって出射される。このとき、測定光の一部は被検フィルタ１の成膜面１ａで反射され、再びコリメータレンズ等測定光出射部５に入射し、サーキュレータまたは２分岐カプラ１３を介して、光センサ１４に導かれる。次に、光センサ１４に導かれる測定光の光強度が最大となるように２軸スイベルステージ９の角度を調整する。光センサ１４に導かれる測定光の光強度が最大となったとき、測定光がフィルタ１に垂直に入射された状態となる。次に、被検フィルタ１の成膜面１ａに、設計角度で測定光が入射するように２軸スイベルステージ９、または、フィルタホルダ２を一定の設計角度分傾ける。次に、光センサ６に導かれる被検フィルタ１を透過した測定光が最大強度となるようにコリメータレンズ等測定光受光部８の位置、すなわち２軸スイベルステージ１０および２軸直進ステージ１１を調整する。この状態で光スイッチ２７により測定光出射部５から出射する測定光１２を広帯域光源から測定用光源３に切り替え、測定用光源３から出射された光を測定光受光部８で測定し、その光レベルをＰ１とする。そして、測定したＰ０とＰ１との差を求めることにより、光フィルタの特性が評価される。

本発明にかかる光フィルタの特性検査用位置調整治具およびその調整方法は、光フィルタ単体の特性検査の特性誤差や測定ばらつきを低減し、また、そのための調整工数を削減するという効果を有し、光通信、光計測等で用いられる光フィルタの特性を検査する用途として有用である。

本発明の実施の形態１における光フィルタの特性を検査するための位置調整治具の斜視図（ａ），（ｂ）従来技術における光フィルタの特性を検査するための位置調整治具の斜視図同光フィルタのホルダ周辺部断面図同（ａ），（ｂ）角度調整機構位置と光センサの受光強度の関係を示す図

符号の説明

１被検フィルタ
１ａ被検フィルタの成膜面
１ｂ被検フィルタに設けられたウェッジ（テーパ）
２被検フィルタ保持部
２ａ開口部
２ｂ被検フィルタ保持部断面
３測定用光源
４光ファイバ
５コリメータレンズ等測定光出射部
６光センサ
７光ファイバ
８コリメータレンズ等測定光受光部
９２軸スイベルステージ等角度調整機構
９ａ支柱
１０２軸スイベルステージ等角度調整機構
１０ａ支柱
１１２軸直進ステージ
１２測定光
１３サーキュレータまたは２分岐カプラ
１４光センサ
１５２軸スイベルステージ等角度調整機構の回転中心
２０成膜面１ａでの反射光
２１被検フィルタでの透過光
２６広帯域光源
２７光スイッチ

Claims

測定用光源と調整用広帯域光源と光スイッチ等光路切替器と被検フィルタ保持部と測定光出射部と測定光受光部とを備えた光フィルタの特性検査用位置調整治具。
光フィルタの特性を検査するための光フィルタ位置調整において、調整用の広帯域光源により、被検フィルタに測定光が垂直に入射するよう２軸スイベルステージの角度位置を調整し、また、光センサに導かれる被検フィルタを透過した測定光が最大強度となるように測定光受光部の位置を２軸スイベルステージ等角度調整機構および２軸直進ステージにより調整し、光スイッチにより測定用光源に切り替えて被検フィルタを測定する、光フィルタの特性検査用位置調整方法。