JP2016148717A - 光ファイバの接続方法、装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】グレーティングカプラに対するファイバブロックの取付角を容易に調整できる光ファイバの接続方法、装置およびプログラムを提供する。【解決手段】光ファイバの端部に設けられているファイバブロックをグレーティングカプラに仮付けした状態で、光ファイバとグレーティングカプラとの間に様々な波長の光を伝搬させて、光ファイバとグレーティングカプラとの間の結合効率が高くなる光の波長を特定し、グレーティングカプラに仮付けされているファイバブロックが、データ伝送用の波長の光の伝搬に応じた取付角になるように調整する際に参照する角度の調整量を、グレーティングカプラの特性と特定した光の波長とに基づいて決定し、グレーティングカプラに仮付けされていたファイバブロックを、決定した調整量の角度に動かしてグレーティングカプラに固定する。【選択図】図２

Description

本願は、光ファイバの接続方法、装置およびプログラムに関する。

サーバやスーパーコンピュータの分野では、信号の伝送速度の高速化が求められている。そこで、近年では、電気配線よりも高速な伝送を実現できる技術として、光を信号の伝送に用いる光インターコネクションが提案されている。光インターコネクションは、光を使った配線技術であり、高周波領域での損失が大きく十分な帯域が取れない従来の電気配線に代わる技術である。

光インターコネクションでは、例えば、性能面や価格面で優れる光ファイバが配線部材として多用される。一方、例えば、光トランシーバや光カプラ、スプリッタ、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）といった光信号を処理するものは、基板上に部品として形成
されることが多い。また、最近では、半導体製造プロセスを使って製造されたシリコンフォトニクスも用いられつつある。半導体製造プロセスを使って製造された部品であれば、光信号を処理する部品を小さくすることができる。基板上に形成され或いは実装された光インターコネクション用の部品は、例えば、導波路の一端に形成されたグレーティングカプラに接続される光ファイバを通じて、様々な電子機器または電子部品と信号を取り交わす（例えば、特許文献１−３や非特許文献１を参照）。

特開２０１１−１３３５３６号公報 特開２０１１−１５４２２２号公報 特開２０１４−３５５４６号公報

Wim Bogaerts, Dirk Taillaert, Pieter Dumon, Dries Van Thourhout, Roel Baets著、「A polarization-diversity wavelength duplexer circuit in silicon-on-insulator photonic wires」、OPTICS EXPRESS 1567、Vol.15, No.4、2007年2月19日

導波路の端部に設けられるグレーティングカプラには、伝搬させる光の波長や光ファイバの端部の取付角が予め定められている。しかし、グレーティングカプラに形成されるグレーティングや、光ファイバの端部に設けられるファイバブロックの加工精度によっては、光ファイバがグレーティングに対し規定の角度で固定されない虞がある。そこで、互いが規定の角度となるように、取付角を漸次変えながら光を伝搬させて結合効率を測定することが行われる。しかしながら、取付角を漸次変えながら光を伝搬させて結合効率を測定する作業を繰り返し行い、取付角を調整することは煩わしい。

そこで、本願は、グレーティングカプラに対するファイバブロックの取付角を容易に調整できる光ファイバの接続方法、装置およびプログラムを提供する。

本願は、次のような光ファイバの接続方法を開示する。すなわち、本願で開示する光フ
ァイバの接続方法では、光ファイバの端部に設けられているファイバブロックをグレーティングカプラに仮付けした状態で、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間に様々な波長の光を伝搬させて、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間の結合効率が高くなる光の波長を特定し、前記グレーティングカプラに仮付けされている前記ファイバブロックが、データ伝送用の波長の光の伝搬に応じた取付角になるように調整する際に参照する角度の調整量を、前記グレーティングカプラの特性と前記特定した光の波長とに基づいて決定し、前記グレーティングカプラに仮付けされていた前記ファイバブロックを、決定した前記調整量の角度に動かして前記グレーティングカプラに固定する。

また、本願は、次のような光ファイバの接続装置を開示する。すなわち、本願で開示する光ファイバの接続装置は、光ファイバの端部に設けられているファイバブロックをグレーティングカプラに仮付けした状態で、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間に様々な波長の光を伝搬させて、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間の結合効率が高くなる光の波長を特定する手段と、前記グレーティングカプラに仮付けされている前記ファイバブロックが、データ伝送用の波長の光の伝搬に応じた取付角になるように調整する際に参照する角度の調整量を、前記グレーティングカプラの特性と前記特定した光の波長とに基づいて決定する手段と、前記グレーティングカプラに仮付けされていた前記ファイバブロックを、決定した前記調整量の角度に動かして前記グレーティングカプラに固定する手段と、を備える。

また、本願は、次のような光ファイバの接続プログラムを開示する。すなわち、本願で開示する光ファイバの接続プログラムは、光ファイバの端部に設けられているファイバブロックをグレーティングカプラに仮付けした状態で、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間に様々な波長の光を伝搬させて、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間の結合効率が高くなる光の波長を特定する処理と、前記グレーティングカプラに仮付けされている前記ファイバブロックが、データ伝送用の波長の光の伝搬に応じた取付角になるように調整する際に参照する角度の調整量を、前記グレーティングカプラの特性と前記特定した光の波長とに基づいて決定する処理と、前記グレーティングカプラに仮付けされていた前記ファイバブロックを、決定した前記調整量の角度に動かして前記グレーティングカプラに固定する処理と、を光ファイバの接続装置の制御装置に実行させる。

上記の光ファイバの接続方法、装置およびプログラムであれば、グレーティングカプラに対するファイバブロックの取付角を容易に調整できる。

図１は、実施形態に係る光ファイバの接続装置の構成図の一例である。 図２は、接続装置の制御装置が実行する接続処理のフローチャートの一例である。 図３は、ファイバブロックとグレーティングカプラとの間の結合効率と光の波長との相関関係を表したグラフの一例である。 図４は、ファイバブロックとグレーティングカプラとの間の結合効率と光の波長との相関関係を、ファイバブロックの角度毎に表したグラフの一例である。 図５は、ファイバブロックの傾斜角度とピーク波長との相関関係を示したグラフの一例である。 図６は、ファイバブロックの角度の変更手順の一例を示した図である。 図７は、光ファイバを一列で保持した単段のファイバブロックが取り付けられるグレーティングカプラの一例を示した図である。 図８は、光ファイバを複数列で保持した多段のファイバブロックが取り付けられるグレーティングカプラの一例を示した図である。 図９は、グレーティングの放射角度ずれとファイバブロックの補正角度との関係の一例を表したグラフである。

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

図１は、実施形態に係る光ファイバの接続装置の構成図の一例である。実施形態に係る光ファイバの接続装置１は、図１に示すように、制御装置２、ステージコントローラ３、光源４、ＰＤ（Photodiode）出力モニタ５、記憶装置６、ファイバブロック１１を動かすステージ７Ｂ、光導波路基板１２を動かすステージ７Ｋを備える。接続装置１は、光ファイバ１０の端部に設けられたファイバブロック１１を光導波路基板１２のグレーティングカプラ１３に接続する装置である。一端にファイバブロック１１が設けられている光ファイバ１０は、他端側に設けられている光コネクタ１４を介して、光源４に設けられている光ファイバ１０Ｋの光コネクタ１４Ｋ接続されている。

制御装置２は、メモリに展開されたコンピュータプログラムを実行することにより、接続装置１の各機器を制御する。制御装置２は、例えば、ＰＤ出力モニタ５から送られる情報や記憶装置６に格納されている較正式等の情報を参照し、ステージコントローラ３や光源４に各種の命令を行う。

ステージコントローラ３は、ステージ７Ｂ，７Ｋに備わっているモータ等の駆動機構を動作させる装置である。ステージコントローラ３は、制御装置２から送られる命令に従ってステージ７Ｂ，７Ｋを動作させ、ファイバブロック１１や光導波路基板１２の位置や姿勢（角度）を調整する。

光源４は、様々な波長の光を出射可能な多波長光源である。光源４としては、例えば、波長可変ＬＤ（Laser Diode）、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光源といっ
た広帯域光源、或いは波長が互いに異なる複数のＬＤをスイッチで切り替えるもの等を適用可能である。

ＰＤ出力モニタ５は、光導波路基板１２に設けられているグレーティングカプラ１３に併設されており、グレーティングカプラ１３のグレーティングが受光した光を検知するＰＤ８と繋がっている。ＰＤ８は、グレーティングカプラ１３のグレーティングに直結されていてもよいし、グレーティングから分岐した光導波路に接続されていてもよい。ＰＤ出力モニタ５は、ＰＤ８が検知した光の強度を数値データに変換し、制御装置２へ提供する。

以下、接続装置１において実現される接続処理のフローについて説明する。図２は、接続装置１の制御装置２が実行する接続処理のフローチャートの一例である。

制御装置２は、メモリに展開したコンピュータプログラムの実行を開始すると、ファイバブロック１１を光導波路基板１２に突き当てる命令をステージコントローラ３に対して行う（Ｓ１０１）。制御装置２の命令を受けたステージコントローラ３は、ステージ７Ｂやステージ７Ｋの駆動機器を動かし、ファイバブロック１１を光導波路基板１２のグレーティングカプラ１３に突き当てた後、ファイバブロック１１をやや上昇させ、ファイバブロック１１を光導波路基板１２の面に沿って動かせる程度にファイバブロック１１を僅かに浮かせる。ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間には、接着剤が充填される。ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間に充填される接着剤は、光の屈折率が硬化の前後で変化が少ないものが望ましい。

次に、制御装置２は、ファイバブロック１１を光導波路基板１２の表面と平行に動かしながら、もしくは表面に（略）垂直な軸を中心とした回転を行いながら光が強くなる位置を探索する（Ｓ１０２）。すなわち、制御装置２は、光源４やＰＤ出力モニタ５を作動させる。そして、制御装置２は、光源４から適当な波長の光を出射させた状態で、ファイバブロック１１がグレーティングカプラ１３上を動くようにステージ７Ｂやステージ７Ｋを作動させる。そして、制御装置２は、ＰＤ出力モニタ５によって検知される光の強度が最も高くなる位置でステージ７Ｂやステージ７Ｋを停止させる。この段階において、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間に充填されている接着剤はまだ硬化されておらず、ファイバブロック１１はグレーティングカプラ１３に仮付けされた状態である。

次に、制御装置２は、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間の結合効率と光の波長との相関関係を特定する（Ｓ１０３）。すなわち、制御装置２は、様々な波長の光を光源４に出射させながら、ＰＤ出力モニタ５によって検知される光の強度を取得する。そして、制御装置２は、ＰＤ出力モニタ５によって検知した光の強度に基づき、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間の結合効率を波長毎に算出する。なお、ＡＳＥ光源のような広いスペクトルを有するものを光源４として用いる場合、結合効率を波長毎に得るには、バンドパスフィルターに通した光をＰＤ８に入射して、スペクトル測定を行う。各波長における光源の光の強さやＰＤ８の感度は予め特定されており、記憶装置６に記憶されている。制御装置２は、各波長における光源の光の強さやＰＤ８の感度を基に、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間の結合効率を算出する。

次に、制御装置２は、ステップＳ１０３において取得した相関関係から、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間の結合効率が最も高くなる光の波長を算出する（Ｓ１０４）。図３は、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間の結合効率と光の波長との相関関係を表したグラフの一例である。制御装置２は、図３のグラフの実線が示すような相関関係をステップＳ１０３において取得した後、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間の結合効率が最も高くなる光の波長λ_ＰＥＡＫを算出する。ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間の結合効率が最も高くなる光の波長は、換言すると、図３のグラフの実線においてピークの部分における波長である。

次に、制御装置２は、記憶装置６に記憶されている較正式を使い、ファイバブロック１１の角度の調整量を算出する（Ｓ１０５）。ファイバブロック１１がグレーティングカプラ１３に仮付けされている状態なので、ステップＳ１０３において制御装置２が取得した結合効率と光の波長との相関関係は、例えば、図３のグラフの実線が示すように、結合効率がピークとなる波長が、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間でデータを伝送する際に用いる予定の設計上の光の中心波長λ_０と一致していない。そこで、制御装置２は、記憶装置６に記憶されている較正式を使い、ファイバブロック１１の角度の調整量を算出する。

なお、記憶装置６に記憶されている較正式は、以下のようにして得られたものである。例えば、仮にグレーティングカプラの放射角度が＋１°ずれている場合、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間の結合部分の損失は、ファイバブロック１１を＋１°傾けても最小になるとは限らない。ファイバブロック１１をグレーティングカプラ１３の放射角度に合わせても結合部分の損失が最小にならない理由としては、例えば、斜めになったファイバブロック１１への入射角度が屈折により変化することが挙げられる。これは、構成する材料の屈折率が分かれば計算で修正可能である。

また、ファイバブロック１１をグレーティングカプラ１３の放射角度に合わせても結合部分の損失が最小にならない他の理由としては、例えば、ファイバブロック１１を傾けると、グレーティングカプラ１３と光ファイバ１０の端部との間に隙間が生じる。図４は、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間の結合効率と光の波長との相関関係を、ファイバブロック１１の角度毎に表したグラフの一例である。ファイバブロック１１を傾けた場合に生ずるグレーティングカプラ１３と光ファイバ１０の端部との間の隙間には、ファイバブロック１１をグレーティングカプラ１３に固定するための接着剤が充填される。よって、隙間が大きくなり、グレーティングカプラ１３と光ファイバ１０の端部との間に充填される接着剤が多くなると光の損失が増大する。従って、ファイバブロック１１を傾けてグレーティングカプラ１３の放射角度に一致させることによる損失低減と、ファイバブロック１１を傾けると生ずるグレーティングカプラ１３と光ファイバ１０の端部との間の隙間による損失増大とは、トレードオフの関係になる。従って、ファイバブロック１１を傾けてグレーティングカプラ１３の放射角度に完全に一致させるよりも、ファイバブロック１１がグレーティングカプラ１３の放射角度よりもやや傾いたままの方が、結合効率が最も高くなる場合があり得る。

ファイバブロック１１の角度の最適な調整量は、例えば、シミュレーションで求めることができる。すなわち、例えば、グレーティングカプラ１３の放射角度とファイバブロック１１の傾斜角度を変えてトレランス特性をシミュレーションする。グレーティングカプラ１３と光ファイバ１０の端部との隙間の間隔は、グレーティングカプラ１３に対するファイバブロック１１の傾斜角度によって特定できる。そして、特性式から、ある放射角度ずれが生じたときに最も損失が小さくなるファイバブロック１１の傾斜角を数値計算で求める。放射角度ずれが生じたときに最も損失が小さくなるファイバブロック１１の傾斜角の算出をいくつかの条件について実施し、グラフにプロットすると、放射角度ずれθと傾斜角φがある傾きを持った直線の関係にあることが分かる。そこから、その直線の傾きｄφ／ｄθが求まる。また、グレーティングカプラ１３の特性に関する設計情報として、波長λと放射角度θの関係ｄθ／ｄλが既知なので、ｄθ／ｄλとｄφ／ｄθとを乗ずることにより、ｄφ／ｄλの較正式を求めることができる。

なお、較正式はこのような取得方法に限られない。グレーティングカプラ１３からの放射角度は光の波長で変化する。そこで、例えば、ファイバブロック１１を適当な角度φに傾けた状態でグレーティングカプラ１３に仮付けし、様々な波長の光を伝搬させて強度がピークとなる波長特性を求める。この際、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との隙間には、接着剤もしくは接着剤と同じ屈折率を有する屈折率整合剤を予め充填しておく。光の放射角度は波長によって変化するため、様々な波長の光を伝搬させて波長特性を求めることは、グレーティングカプラ１３の放射角度とファイバブロック１１の傾斜角度との最適な関係を自動的に測定していることに他ならない。図５は、ファイバブロック１１の傾斜角度とピーク波長との相関関係を示したグラフの一例である。様々な波長の光を伝搬させて波長特性を求めることにより、図５のグラフが示すような較正式ｄφ／ｄλ＝（ファイバブロック傾斜角度）÷（ピーク波長）を求めることもできる。

制御装置２は、ファイバブロック１１の角度の調整量を算出するにあたり、ステップＳ１０４において算出したλ_ＰＥＡＫと、データ伝送用の光の中心波長λ_０との差であるピーク波長ずれΔλ（＝λ_ＰＥＡＫ−λ_０）を算出する。そして、制御装置２は、算出したΔλに、上記のように取得されて記憶装置６に記憶された較正式ｄφ／ｄλを乗じ、ファイバブロック１１の角度の調整量である補正角度φ（＝ｄφ／ｄλ×Δλ）を算出する。

制御装置２は、補正角度φを算出した後、ファイバブロック１１の角度を調整する（Ｓ１０６）。図６は、ファイバブロック１１の角度の変更手順の一例を示した図である。制
御装置２は、補正角度φを算出した後にステージ７Ｂを動かして、ファイバブロック１１を上昇させ（Ｓ１０６−１）、ファイバブロック１１を補正角度φ分だけ回転させ（Ｓ１０６−２）、ファイバブロック１１を下降させる（Ｓ１０６−３）。そして、制御装置２は、ファイバブロック１１を光導波路基板１２に接触させた状態で（Ｓ１０６−４）、ファイバブロック１１を光導波路基板１２の表面に沿って移動（面内移動）させる（Ｓ１０６−５）。そして、制御装置２は、ＰＤ８によって検知される光の強度が最も高くなる位置を探索し、探索した位置でステージ７Ｂを停止させる（Ｓ１０６−６）。

制御装置２は、上記ステップＳ１０６の一連の処理を完了した後、ファイバブロック１１とグレーティングカプラ１３との間にある接着剤を硬化させて、ファイバブロック１１をグレーティングカプラ１３に固定する（Ｓ１０７）。制御装置２は、図示しない硬化手段を制御して接着剤を自動的に硬化させてもよいし、或いは、オペレータに硬化させてもよい。接着剤を硬化させる手段としては、例えば、接着剤が紫外線硬化性の場合には紫外線を発光するものを適用可能であり、接着剤が熱硬化性の場合には接着剤を加熱するものを適用可能である。

一般的に、グレーティングカプラは、干渉の原理を用いているため、屈折率環境に敏感である。例えば、光導波路を形成するシリコンの厚みのばらつきや、グレーティングを形成する際のエッチングの深さのばらつきによって実効屈折率が変化し、グレーティングカプラの放射角度が設計値から１〜２°ずれることがある。

また、光ファイバの端部は、先端を所望の角度で斜めにカットしたファイバブロック（フェルールまたはファイバアレイと呼ばれる場合もある）に収納され、ファイバブロックの角度で基板表面に保持される。このため、グレーティングカプラの放射角度が設計値からずれると、光ファイバへ斜め入射することになり、結合部分の損失が増大する。

グレーティングカプラの放射角度やファイバブロックの角度のずれの解決策として、いわゆるアクティブアライメント法がある。アクティブアライメント法は、光の強さを監視しながらファイバブロックを動かし、光が最も強く感知される位置にファイバブロックの位置を調整するものである。しかし、アクティブアライメント法をグレーティングカプラの放射角度のずれの修正に適用すると、以下のような課題が生じる。

まず、ファイバブロックの角度調節が難しいという課題が挙げられる。すなわち、ファイバブロックが光導波路基板に密着した状態では、ファイバブロックの角度を変えられないため、ファイバブロックを光導波路基板から一旦引き離すことになる。そして、ファイバブロックを光導波路基板から引き離した状態で、ファイバブロックを所定の角度だけ回転させる。その後、ファイバブロックを再び光導波路基板に密着させることになるが、光導波路基板に対するファイバブロックの相対的な姿勢が変化しているため、ファイバブロックを光導波路基板に再び密着させる際の下降量は、上昇量と異なる。このため、ファイバブロックを光導波路基板に再び密着させる際の操作に注意が求められる。

また、ファイバブロックを回転させる場合、回転中心とファイバの先端とが一致していることが望ましいが、現実には一致させることが困難である。よって、ファイバブロックの回転により、光ファイバの先端の位置ずれが生じる。このため、ファイバブロックを回転させてから真下に降ろしても、グレーティングと光ファイバの位置関係がファイバブロックの回転前の位置関係と異なってしまう。そこで、光導波路基板の表面と平行にファイバブロックを動かす水平方向のアクティブアライメントを再び行い、光の強度が最も高くなる位置を再探索することになる。

従来のアクティブアライメント法によれば、位置ずれや角度ずれの量や方向が未知の状
態で、位置や角度を少しずつ変化させながら最適ポイントを探索することになるため、グレーティングカプラの取付角の調整に適用すると膨大な手間と時間がかかり、非現実的である。この点、本実施形態に係る接続装置１を用いた接続方法であれば、上述したように、取付角を漸次変えながら光を伝搬させて結合効率を測定する作業が行われず、ファイバブロック１１の角度を変える工程が１回で済むので、グレーティングカプラ１３に対するファイバブロック１１の取付角を容易に調整することができる。

図７は、光ファイバ１０を一列で保持した単段のファイバブロック１１が取り付けられるグレーティングカプラ１３の一例を示した図である。光ファイバ１０を一列に保持した単段のファイバブロック１１が取り付けられるグレーティングカプラ１３の場合、接続装置１のＰＤ出力モニタ５に接続されるＰＤ８は、例えば、図７に示されるように、一列に並ぶ複数のグレーティングのうち最も外側にあるグレーティングに各々配置されていることが好ましい。ＰＤ８がこのように配置されていれば、一列に並ぶ複数のグレーティングに対し、ファイバブロック１１が傾いて固定される虞が無い。

図８は、光ファイバ１０を複数列で保持した多段のファイバブロック１１が取り付けられるグレーティングカプラ１３の一例を示した図である。多段のファイバブロック１１の場合、ファイバブロック１１を傾けると、各段の間におけるファイバのピッチが、各グレーティングのピッチに対して相対的に狭くなる。このため、個々のファイバとグレーティング間における角度ずれ及び隙間による損失の他、ファイバとグレーティングとが相対的に位置ずれすることによる損失が更に加わる。また、ファイバとグレーティングとの隙間は、ファイバの位置によって異なるため、個々のファイバとグレーティング間における隙間分の損失にばらつきが生じる。そのため、多段のファイバブロック１１の取付においては、隙間の大きい部分における位置ずれの抑制を優先し、位置ずれによる損失は隙間の小さい部分が担うようにすることが、全体的な損失の抑制に繋がる。そこで、記憶装置６に記憶させる多段のファイバブロック１１用の較正式を得る際は、例えば、位置ずれを含めたトレランス特性を取得する。そして、取得される複数の特性式から、ある放射角度ずれが生じたときに最も損失が小さくなるファイバブロック１１の傾斜角を数値計算で求める。これを幾つかの条件について実施し、グラフにプロットすると、放射角度ずれθと傾斜角φがある傾きを持った直線の関係として現れる。

図９は、グレーティングの放射角度ずれとファイバブロック１１の補正角度（傾斜角φ）との関係の一例を表したグラフである。例えば、複数の芯線を一括接続するＭＴ（Mechanical transfer）コネクタにおいて、グレーティングの設計放射角度を１０度、グレー
ティングとファイバとの間に充填する接着剤の屈折率が１．５５の場合、放射角度ずれが生じたときに最も損失が小さくなるファイバブロック１１の傾斜角を数値計算で求めてグラフにプロットすると、図９に示すように、放射角度ずれθと傾斜角φがある傾きを持った直線の関係として現れる。なお、図９のグラフにおいて「１２ＭＴ」と示した線は１２本のファイバが繋がった単段のファイバブロックであり、「２４ＭＴ」と示した線は１２本のファイバを２列にした２段のファイバブロックであり、「４８ＭＴ」と示した線は１２本のファイバを４列にした４段のファイバブロックの場合を示している。そして、単段、２段および４段のファイバブロックのそれぞれにおける放射角度ずれθと傾斜角φの関係を示す直線の傾きｄφ／ｄθとしては、例えば、以下の表１に示すような値が求まる。

なお、上記の表１に示すように、傾きｄφ／ｄθが１．０とならないのは、ファイバブロック１１の角度補正を行うと隙間が開くため、その損失が加算されるためである。よって、決定される補正角度は、角度ずれによる損失と隙間による損失との和が最小となる角度が望ましい。

グレーティングカプラ１３に関する既知の設計情報として、波長λと放射角度θの関係ｄθ／ｄλは取得できる。ｄθ／ｄλは、設計にもよるが概ね０．０５〜０．２度／ｎｍの値を取る。例えば、ｄθ／ｄλが０．１０の値を取るグレーティングカプラの場合、ｄφ／ｄθとｄθ／ｄλとを乗ずることにより得られる換算式は、例えば、下記のようになる。

ところで、一般的に、送信用のグレーティングカプラは、シリコン光導波路から出射するため、単一偏光で動作する。一方、受信用のグレーティングカプラは、光ファイバからの入射光の偏光状態が不定のため、図７や図８に示したように、単一偏波用グレーティングが交差した形状のものが用いられる。よって、グレーティングカプラは、送信用と受信用とでグレーティング形成のエッチング面積率が異なるため、同じ製造バラつきが発生した場合でも、角度ずれが互いに異なる可能性がある。そこで、例えば、互いの角度ずれ量が比較的小さい場合は、一方の角度ずれ（＝ピーク波長）を用いるか、送信用および受信用の両グレーティングの角度ずれの平均値を用いてファイバブロックの角度を較正することが好ましい。一方、互いの角度ずれ量が比較的大きい場合は、送信用のトレランス特性と受信用のトレランス特性とを取得する。そして、可能性のある角度ずれの組み合わせについて、最適な補正角度を求めて、表形式もしくは近似式として格納しておく。ファイバブロックの初期位置で波長特性を測定して各グレーティングにおけるピーク波長が得られた段階で、それぞれの角度ずれから、最適な補正角度を求めることが好ましい。

１・・接続装置：２・・制御装置：３・・ステージコントローラ：４・・光源：５・・ＰＤ出力モニタ：６・・記憶装置：７Ｂ，７Ｋ・・ステージ：８・・ＰＤ
１０，１０Ｋ・・光ファイバ：１１・・ファイバブロック：１２・・光導波路基板：１３・・グレーティングカプラ：１４，１４Ｋ・・光コネクタ

Claims (5)

1. 光ファイバの端部に設けられているファイバブロックをグレーティングカプラに仮付けした状態で、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間に様々な波長の光を伝搬させて、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間の結合効率が高くなる光の波長を特定し、
   前記グレーティングカプラに仮付けされている前記ファイバブロックが、データ伝送用の波長の光の伝搬に応じた取付角になるように調整する際に参照する角度の調整量を、前記グレーティングカプラの特性と前記特定した光の波長とに基づいて決定し、
   前記グレーティングカプラに仮付けされていた前記ファイバブロックを、決定した前記調整量の角度に動かして前記グレーティングカプラに固定する、
   光ファイバの接続方法。
2. 前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間の結合効率が高くなる光の波長を特定する際は、波長が互いに異なる複数の光源からの光、波長を変更可能な波長可変光源からの光、若しくは、所定のスペクトル幅を有する光源からの光のうち少なくとも何れかの光を、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間に伝搬させる、
   請求項１に記載の光ファイバの接続方法。
3. 前記調整量を決定する際は、グレーティングカプラに対する光ファイバの端部の角度を漸次変えながら様々な波長の光を伝搬させて測定した結果得られた前記特性と、前記特定した光の波長とに基づいて前記調整量を決定する、
   請求項１または２に記載の光ファイバの接続方法。
4. 光ファイバの端部に設けられているファイバブロックをグレーティングカプラに仮付けした状態で、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間に様々な波長の光を伝搬させて、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間の結合効率が高くなる光の波長を特定する手段と、
   前記グレーティングカプラに仮付けされている前記ファイバブロックが、データ伝送用の波長の光の伝搬に応じた取付角になるように調整する際に参照する角度の調整量を、前記グレーティングカプラの特性と前記特定した光の波長とに基づいて決定する手段と、
   前記グレーティングカプラに仮付けされていた前記ファイバブロックを、決定した前記調整量の角度に動かして前記グレーティングカプラに固定する手段と、を備える
   光ファイバの接続装置。
5. 光ファイバの接続装置において、前記接続装置の制御装置が実行する光ファイバの接続プログラムであって、
   光ファイバの端部に設けられているファイバブロックをグレーティングカプラに仮付けした状態で、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間に様々な波長の光を伝搬させて、前記光ファイバと前記グレーティングカプラとの間の結合効率が高くなる光の波長を特定する処理と、
   前記グレーティングカプラに仮付けされている前記ファイバブロックが、データ伝送用の波長の光の伝搬に応じた取付角になるように調整する際に参照する角度の調整量を、前記グレーティングカプラの特性と前記特定した光の波長とに基づいて決定する処理と、
   前記グレーティングカプラに仮付けされていた前記ファイバブロックを、決定した前記調整量の角度に動かして前記グレーティングカプラに固定する処理と、を実行させる
   光ファイバの接続プログラム。

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