JP2890423B2 - Optical waveguide measuring device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光導波路の特性評価を高精度に行える光導
波路の測定装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide measuring device capable of evaluating the characteristics of an optical waveguide with high accuracy.
本発明は、光導波路の測定装置において、試料台と、
第1及び第2のプリズムを有すると共に、試料台と第1
及び第2のプリズムとの間に配した試料を夫々対接させ
るためのプリズム押圧手段とプリズム移動手段とプリズ
ムの移動に追従し試料を裏面から押圧する押圧手段とを
有することによって、光導波路の特性評価を簡便かつ迅
速に行えるようにしたものである。The present invention relates to an optical waveguide measuring device, wherein a sample stage,
It has a first and a second prism, and has a sample stage and a first prism.
And a prism pressing means for bringing the sample disposed between the second prism and the second prism into contact with each other, a prism moving means, and a pressing means for pressing the sample from the back surface following the movement of the prism, thereby forming an optical waveguide. The characteristics can be easily and quickly evaluated.
近年、光導波路を利用した機能デバイスの研究開発が
盛んになっている。従来よりこれら光導波路の特性評価
を高精度に行え且つ使い易い装置の必要性は高かった
が、安定確実な装置は未だ無かった。まして、市販の装
置は皆無であった。2. Description of the Related Art In recent years, research and development of functional devices using optical waveguides have been active. Conventionally, there has been a strong need for a device which can evaluate the characteristics of these optical waveguides with high accuracy and is easy to use, but there has been no device that is stable and reliable. Moreover, there were no commercially available devices.
導波路の特性評価には、屈折率n、膜厚h及び光吸収
α等が測定、算出される。In evaluating the characteristics of the waveguide, the refractive index n, the film thickness h, the light absorption α, and the like are measured and calculated.
測定は、レーザビームと導波路の結合プリズムを用い
たプリズム結合(プリズムカップラー)法によってい
る。プリズム結合法は、第25図の原理図に示すように、
xyz微動−回転ステージ(1)上の測定すべき導波路試
料(2)にギャップ(空隙)を介してプリズム即ちカッ
プルインプリズム(3)及びカップルアウトプリズム
(4)を接する方法である。光ビーム(入力ビーム)
(5)はカップルインプリズム(3)の底面の直角コー
ナ近くに特定角度θで入射し、特定の導波モードと光結
合が生じて試料(2)に光ビームが導入されるもので、
入射角θを調整して任意の導波モードを励起できる。
(8)は偏光子、(9)は集束レンズ、(10)は試料台
である。The measurement is performed by a prism coupling (prism coupler) method using a coupling prism of a laser beam and a waveguide. The prism coupling method, as shown in the principle diagram of FIG. 25,
This is a method in which a prism, that is, a couple-in prism (3) and a couple-out prism (4) are brought into contact with a waveguide sample (2) to be measured on an xyz fine-rotation stage (1) through a gap (gap). Light beam (input beam)
(5) is incident at a specific angle θ near the right-angled corner on the bottom surface of the couple-in prism (3), optical coupling occurs with a specific waveguide mode, and a light beam is introduced into the sample (2).
By adjusting the incident angle θ, an arbitrary guided mode can be excited.
(8) is a polarizer, (9) is a focusing lens, and (10) is a sample stage.
導波光が得られたことを確認するためにはカップルア
ウトプリズム(4)から外に取り出した出力ビーム
(6)を受光素子又はスクリーン(7)に投影して検出
し確認する。プリズム(3)及び(4)には例えばルチ
ルプリズム等を使う。プリズム(3)(4)と試料
(2)間のギャップは波長の1/2以下にしなければ良好
な結合が得られないが、良く調整されたものでは高い結
合効率を得る。プリズム結合法は簡便でかなり良好な結
合効率で選択的にモードを励起できる利点があり導波特
性の測定によく適している。In order to confirm that the guided light has been obtained, the output beam (6) taken out from the couple-out prism (4) is projected on a light receiving element or a screen (7) to detect and confirm. For example, a rutile prism or the like is used for the prisms (3) and (4). Good coupling cannot be obtained unless the gap between the prisms (3) and (4) and the sample (2) is less than half the wavelength. However, a well-adjusted one provides high coupling efficiency. The prism coupling method has the advantage of being able to selectively excite modes with a simple and fairly good coupling efficiency, and is well suited for measuring waveguide characteristics.
ところで、上述の試料(2)とプリズム(3)(4)
との間のギャップを微妙に調整し、またこれを安定確実
に固定することは困難で実際には簡便とは言い難く、原
理的な実験だけではなく、定期的、継続かつ頻度の多い
所謂生産性の高い評価装置としては成り難かった。By the way, the above-mentioned sample (2) and prisms (3) and (4)
It is difficult to delicately adjust the gap between them, and it is difficult to fix them stably and reliably. Actually, it is difficult to say that it is simple. It was difficult to make a highly-evaluable evaluation device.
一方、従来の実験においては、プリズムと試料との互
いの接触を向上させるため定盤上等に互いに強固に抑え
付け固定したので、測定用レーザビームのカップルイン
プリズムへの入射角度の可変は、定盤をそのまま回転可
能(第25図参照)とするか或はレーザ光学系を角度可変
とする等、簡略であった。このため、高精度で繰返し再
現性等の高い回転機構が望まれていた。On the other hand, in the conventional experiment, since the prism and the sample are firmly pressed and fixed to each other on a surface plate or the like in order to improve the contact between the prism and the sample, the incident angle of the measurement laser beam to the couple-in prism can be varied. It was simple such that the surface plate could be rotated as it was (see FIG. 25) or the angle of the laser optical system could be changed. For this reason, a rotating mechanism with high accuracy and high repeatability has been desired.
また、同時にレーザビームのカップルインプリズムへ
の入射角度θの確認は角度目盛等、所謂分度器であっ
た。したがって読み取り誤差や間違い、また個人差が生
じたり読み取り精度(例えば0.001゜クラス)不足等は
望むべくもなく、従ってその角度設定の不確かさや、不
具合とともに正確な再現性も無理であった。At the same time, the angle of incidence θ of the laser beam to the couple-in prism was confirmed by a so-called protractor such as an angle scale. Therefore, reading errors and mistakes, individual differences, and lack of reading accuracy (for example, 0.001 ° class) were hardly desired, so that accurate reproducibility as well as uncertainty of the angle setting and troubles were impossible.
レーザビームとカップルインプリズムとの光軸の入射
位置出し(テーブル面に平行なレーザビームとカップル
インプリズムの入射スポットの高さ(又はレベル)位置
合わせのこと)において、初期位置出し設定や、プリズ
ムサイズの変更、レーザ出射装置系の変更等に対し、ス
ペーサ等によって互いの位置出し(レベル)を合わせる
のは容易ではなかった。それとともに、レーザビームの
プリズム最適位置の微少調整がむずかしいので、スムー
ズかつレベル測長の出来る最適な位置出しが必要であっ
た。In setting the incident position of the optical axis between the laser beam and the couple-in prism (aligning the height (or level) of the incident spot of the laser beam and the couple-in prism parallel to the table surface), setting the initial position and setting the prism It has not been easy to adjust the positions (levels) of each other by spacers or the like in response to a change in size, a change in the laser emission system, or the like. At the same time, it is difficult to finely adjust the optimum position of the prism of the laser beam. Therefore, it is necessary to find an optimum position for smooth and level measurement.
カップルインプリズムの入射角度の可変に際し、カッ
プリングを常にカップルインプリズムの底面の直角コー
ナ部に保つためのカップルインプリズム内の回転中心位
置出しは、単純な移動台ではプリズム形状寸法の変化や
測定試料サイズに対する対応も遅く、不確かで再現性に
乏しいので、高精度な機構で精密な移動測長器付のもの
が望まれていた。When the angle of incidence of the couple-in prism is variable, the center of rotation in the couple-in prism to keep the coupling always at the right-angled corner at the bottom of the couple-in prism can be measured or measured with a simple moving table. Since the response to the sample size is slow, uncertain and poor in reproducibility, a device with a high-precision mechanism and a precise moving length measuring device has been desired.
従来、プリズムと試料は例えばねじ等で背面から押し
付けて互いの接触を向上させるようになしていたが、プ
リズム及び試料を保持せずに、単にやみくもに押し付け
るだけでは、プリズムの浮き上がり、横ずれ、倒れが生
じ、かえって密着性が悪くなり、また、ねじで押し付け
るほどツイストする等カップリングに大いに支障を来す
ものであった。さらに、測定の信頼性と再現性は低く、
あらたな確実なプリズムの保持が望まれていた。Conventionally, the prism and the sample were pressed from the back with screws, for example, to improve the contact between each other.However, without holding the prism and the sample, simply pressing it blindly would cause the prism to rise, slip, or fall. However, the adhesion deteriorates, and the coupling is greatly hindered, such as twisting as the screw is pressed. In addition, measurement reliability and reproducibility are low,
It has been desired to hold a new prism.
プリズム結合法では、試料とプリズムとの間のギャッ
プを調整して良好な結合効率を得ねばならないが、従来
は、上述のごとくプリズムの保持を考慮せずにプリズム
と試料の接触にはただ単にねじで加圧、押し付けていた
ので、最適な接触具合となるように微調整することが難
しく、ギャップ寸法管理も出来なかった。したがって、
カップリングを生じさせることだけでも難しく、当然評
価測定の再現性は低かった。また同様に押し付けにスプ
リング圧を用いたものも接触具合が判らず、良好な結果
は得られなかった。加圧が単にねじ等では、加圧の方向
がプリズムと試料の接触面に垂直になるとは限らず、こ
のことがプリズムの浮き上がりや、倒れの原因と考えら
れる。このように従来では接触面に垂直な方向に加圧で
きる機構、手段が無かったとともに、信頼性、再現性の
高いギャップ調整と測長手段がなかった。従って、前述
の不確実なプリズム等の保持と、押し付けと、接触ギャ
ップの微調整の不具合等によって評価測定の成功は手先
業の熟練度とノウハウの蓄積によるもので、作業性、生
産性は著しく悪かった。In the prism coupling method, it is necessary to adjust the gap between the sample and the prism to obtain a good coupling efficiency.However, conventionally, as described above, the contact between the prism and the sample is simply performed without considering the holding of the prism. Since the screw was pressed and pressed, it was difficult to make fine adjustments to obtain the optimum contact condition, and the gap size could not be controlled. Therefore,
It was difficult to cause only the coupling, and the reproducibility of the evaluation measurement was naturally low. Similarly, when the spring pressure was used for the pressing, the degree of contact was not known, and good results were not obtained. When the pressure is simply applied by a screw or the like, the direction of the pressure is not always perpendicular to the contact surface between the prism and the sample, and this is considered to be a cause of the lifting or falling of the prism. As described above, conventionally, there has been no mechanism or means capable of applying pressure in the direction perpendicular to the contact surface, and there has been no gap adjustment and length measurement means having high reliability and reproducibility. Therefore, the success of the evaluation measurement due to the above-mentioned uncertain holding of the prism and the like, the pressing, and the fine adjustment of the contact gap, etc. is due to the skill and skill of the manual labor, and the workability and productivity are remarkable. It was bad.
本発明は、上述の点に鑑み、光導波路の特性評価を高
精度に且つ簡便、迅速に行えるようにした光導波路の測
定装置を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical waveguide measuring device that can easily, quickly, and accurately evaluate characteristics of an optical waveguide.
本発明の光導波路の測定装置は、試料保持台(31)と
第1及び第のプリズム(15)及び(16)とを有し、試料
保持台(31)と第1及び第2のプリズム(15)及び(1
6)との間に配した測定されるべき光導波路の試料(2
6)に夫々プリズム(15)及び(16)を対接させるため
のプリズム押圧手段(32)を有して成る。An optical waveguide measuring device according to the present invention includes a sample holder (31), first and second prisms (15) and (16), and includes a sample holder (31) and first and second prisms (15). 15) and (1)
6) The sample of the optical waveguide to be measured (2
6) has prism pressing means (32) for bringing the prisms (15) and (16) into contact with each other.
これら、試料保持台(31)、第1及び第2のプリズム
(15)(16)、プリズム押圧手段(32)はテーブル(4
5)上に配され、このテーブル(45)下に入射ビーム角
度を設定するための回転装置(17)、回転中心位置出し
調整装置(18)及びレーザビーム高さにプリズム(15)
(16)位置を合わせるためのレベル調整台(33)等が設
けられる。The sample holder (31), the first and second prisms (15) and (16), and the prism pressing means (32) are mounted on a table (4).
5) Rotation device (17), rotation center positioning adjustment device (18), and prism (15) for setting the height of the laser beam, which are arranged above and below this table (45) to set the incident beam angle
(16) A level adjustment stand (33) for adjusting the position is provided.
そして、両プリズム(15)及び(16)間の間隔を可変
とするためにプリズム移動手段(87)を設ける。又、こ
のプリズム移動手段(87)によるプリズム移動に追従し
て試料(26)を裏面からプリズム(15)及び(16)に圧
接するための押圧手段(101A)(101B)を設ける。そし
て、この場合、試料保持台(31)に押圧手段(101A)
(101B)が挿通するスリット(62)を設けることが望ま
しい。Then, a prism moving means (87) is provided to make the distance between the two prisms (15) and (16) variable. Further, pressing means (101A) (101B) for pressing the sample (26) from the back surface to the prisms (15) and (16) following the movement of the prism by the prism moving means (87) are provided. In this case, the pressing means (101A) is attached to the sample holding table (31).
It is desirable to provide a slit (62) through which (101B) is inserted.
試料保持台(31)に試料(26)が保持され、プリズム
(15)及び(16)がプリズム押圧手段(32)を介して試
料(26)の面に対接する。このとき、プリズム押圧手段
(32)により試料面とプリズムとの間のギャップ調整が
なされ、また常にプリズム(15)(16)が試料面に垂直
に印加押し付けられることによって、良好な光結合効率
が再現性よく得られる。The sample (26) is held on the sample holder (31), and the prisms (15) and (16) come into contact with the surface of the sample (26) via the prism pressing means (32). At this time, the gap between the sample surface and the prism is adjusted by the prism pressing means (32), and the prisms (15) and (16) are constantly applied and pressed perpendicularly to the sample surface, so that good optical coupling efficiency is obtained. Obtained with good reproducibility.
またプリズム移動手段(87)が設けられることによっ
て両プリズム(15)及び(16)間の間隔を任意に変えら
れるので、光吸収の測定を可能にする。Further, since the prism moving means (87) is provided, the distance between the two prisms (15) and (16) can be arbitrarily changed, so that the light absorption can be measured.
また、プリズム押圧手段(32)と共同して試料(26)
の背面からも押圧手段(101A)及び(101B)を介して押
圧することにより、プリズムを押し付けただけでは良好
な接触が得られないような例えば試料面の小さなうねり
に対しても良好な接触状態が得られ、確実な光結合が可
能となり、更に光結合効率も高まる。In addition, the sample (26) in cooperation with the prism pressing means (32)
By pressing from the back surface of the sample via the pressing means (101A) and (101B), a good contact state is obtained even for a small undulation on the sample surface where good contact cannot be obtained just by pressing the prism. Is obtained, and reliable optical coupling becomes possible, and the optical coupling efficiency is further increased.
以下、図面を参照して本発明による光導波路の測定装
置の実施例を説明する。Hereinafter, an embodiment of an optical waveguide measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本実施例の光導波路の測定装置の概略的構
成を示すもので、測定装置本体(11)、レーザビーム出
射装置(12)、光学系(13)及び光検出器(14)を備
え、全体が水平定盤上に配置されて成る。FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical waveguide measuring device according to the present embodiment. The measuring device main body (11), a laser beam emitting device (12), an optical system (13), and a photodetector (14). And the whole is arranged on a horizontal surface plate.
測定装置本体(11)は第2図以下で詳述するが、カッ
プルインプリズム(15)及びカップルアウトプリズム
(16)、カップルインプリズム(15)への入射ビーム角
度を設定するための回転装置(17)、回転中心位置出し
調整装置(18)等を備えて成る。カップルインプリズム
(15)及びカップルアウトプリズム(16)としては例え
ばルチルプリズムを用いる。レーザビーム出射装置(1
2)は、測定に必要な複数のレーザ照射手段、例えば波
長1.52μmのHe−Neレーザ(12A)、波長1.152μmのHe
−Neレーザ(12B)及び可視光の波長0.6328μmのHe−N
eレーザ(12C)が設けられる。The measuring apparatus main body (11) will be described in detail in FIG. 2 and the following drawings. The rotating apparatus for setting the incident beam angle to the couple-in prism (15), the couple-out prism (16), and the couple-in prism (15) ( 17), a rotation center position adjusting device (18) and the like. As the couple-in prism (15) and the couple-out prism (16), for example, a rutile prism is used. Laser beam emitting device (1
2) means a plurality of laser irradiation means necessary for measurement, for example, a He-Ne laser (12A) having a wavelength of 1.52 μm, and a He-Ne laser having a wavelength of 1.152 μm.
-Ne laser (12B) and He-N with visible light wavelength 0.6328μm
An e-laser (12C) is provided.
光学系(13)としては、レーザパワーが5mW以下と小
さいので、損失の少ないようにAuミラー(19)及び波長
分離ミラー(20)(21)を用いる。第1の波長分離ミラ
ー(20)は波長1.52μmのレーザ光の透過率が98.5%、
波長1.152μmのレーザ光の反射率が99%であるダイク
ロイックミラーで構成され、第2の波長分離ミラー(2
1)は波長1.152μm及び波長1.52μmのレーザ光の透過
率が98%、波長0.6328μmのレーザ光の反射率が99%で
あるダイクロイックミラーで構成される。各レーザ照射
手段(12A)(12B)(12C)からのレーザビーム(22A)
(22B)(22C)は、夫々対応するAuミラー(19)、波長
分離ミラー(20)(21)を介し、グラントムソンプリズ
ム(23)、ピンホール(24)を通って平凸レンズ(25)
で収束させて測定装置本体(11)のカップルインプリズ
ムを通して測定すべき光導波路の試料(26)に入射され
る。ここで平凸レンズ(25)としては1mm〜2mm径になっ
たレーザビームを試料(26)に数100μmのスポット径
で入射させるためにf=250mmの平凸レンズが用いられ
る。そしてカップルアウトプリズム(16)より取り出さ
れた出力光ビームは光検出器(14)、例えばCCDライン
センサで検出するようになされる。なお1.52μmの光の
場合は光検出器としてゲルマニウム・フォトダイオード
が用いられる。As the optical system (13), since the laser power is as small as 5 mW or less, an Au mirror (19) and wavelength separation mirrors (20) and (21) are used so as to minimize loss. The first wavelength separation mirror (20) has a transmittance of 98.5% for a laser beam having a wavelength of 1.52 μm,
It is composed of a dichroic mirror having a reflectivity of 99% for a laser beam having a wavelength of 1.152 μm.
1) is composed of a dichroic mirror having a transmittance of 98% for a laser beam having a wavelength of 1.152 μm and 1.52 μm and a reflectance of 99% for a laser beam having a wavelength of 0.6328 μm. Laser beam (22A) from each laser irradiation means (12A) (12B) (12C)
(22B) and (22C) pass through the corresponding Au mirror (19) and wavelength separating mirrors (20) and (21), and pass through a Glan-Thompson prism (23) and a pinhole (24) to form a plano-convex lens (25).
And is incident on the sample (26) of the optical waveguide to be measured through the couple-in prism of the measuring device main body (11). Here, as the plano-convex lens (25), a plano-convex lens of f = 250 mm is used in order to make a laser beam having a diameter of 1 mm to 2 mm incident on the sample (26) with a spot diameter of several 100 μm. The output light beam extracted from the couple-out prism (16) is detected by a photodetector (14), for example, a CCD line sensor. In the case of 1.52 μm light, a germanium photodiode is used as a photodetector.
第2図乃至第4図は測定装置本体(11)の一例を示
す。本例においては、測定すべき光導波路の試料(26)
を支持する試料保持台(31)、試料(26)に対接する1
対のプリズム即ちカップルインプリズム(15)及びカッ
プルアウトプリズム(16)、プリズム(15)(16)及び
試料(26)間のギャップを調整するギャップ調整装置
(32)〔(32A)(32B)〕、レベル調整台(33)、水平
面内を回転する回転装置(17)、回転中心位置出し調整
装置(18)等を備えて成る。2 to 4 show an example of the measuring device main body (11). In this example, the sample of the optical waveguide to be measured (26)
Sample holding table (31) supporting the sample, 1 in contact with the sample (26)
Gap adjusting device (32) for adjusting the gap between the pair of prisms, ie, couple-in prism (15) and couple-out prism (16), prism (15) (16) and sample (26) [(32A) (32B)] , A level adjustment table (33), a rotation device (17) for rotating in a horizontal plane, a rotation center position adjustment device (18), and the like.
即ち、水平定盤(34)上に装置本体上部を支えるレベ
ル調整台(33)が設けられる。このレベル調整台(33)
は、定盤(34)の他部に固定されたレーザビーム出射装
置(12)及び光学系(13)によって決まるレーザビーム
高さに対応して、該レーザビーム(22A)〜(22C)がカ
ップインプリズム(15)の最適な位置に容易に入射する
ようにカップインプリズム(15)を昇降微調できる機能
を有するもので、水平定盤(34)に固定されたガイド付
きの支柱(35)と、支柱(35)にガイドされて昇降可能
に配したスライダー(36)と、スライダー(36)を昇降
させるためのマイクロメータヘッド(37)を有して構成
される。支柱(35)とスライダー(36)間のガイド機構
は例えばあり溝又はV溝にコロやボールを入れた種々の
所謂リニアガイド等で構成される。このリニアガイドに
よってガタが少なく高精度で滑らかなスライダー(36)
の昇降が可能となされ、またマイクロメータヘッド(3
7)の目盛によって昇降調整の高さを確認しながら、マ
イクロメータヘッド(37)によってスライダー従ってプ
リズム(15)(16)の微少調整が出来るようになされ
る。That is, a level adjusting table (33) for supporting the upper part of the apparatus main body is provided on the horizontal platen (34). This level adjustment stand (33)
The laser beams (22A) to (22C) correspond to the laser beam height determined by the laser beam emitting device (12) and the optical system (13) fixed to the other part of the surface plate (34). It has a function to raise and lower the cup-in prism (15) so that it can easily enter the optimum position of the in-prism (15). The guide-supported post (35) fixed to the horizontal surface plate (34) And a slider (36) arranged to be able to move up and down while being guided by the support (35), and a micrometer head (37) for moving the slider (36) up and down. The guide mechanism between the support (35) and the slider (36) is composed of, for example, various so-called linear guides in which rollers or balls are put in a dovetail groove or a V-groove. High precision and smooth slider with little backlash due to this linear guide (36)
Of the micrometer head (3
The micrometer head (37) allows fine adjustment of the slider and thus the prisms (15) and (16) while checking the height of the elevation adjustment by the scale of (7).
かかるレベル調整台(33)のスライダー(36)の上部
にレーザビームの入射角度を設定するための回転装置
(17)が設けられる。この回転装置(17)は軸受部側筒
(38)に回転基板(39)の軸(図示せず)をダブルのア
ンギュラコンタクトボールベアリングで支持して構成す
ることによって、ガタの少ない高精度な回転を可能とし
ている。回転基板(39)の外周部には目盛(40)が付さ
れカップルインプリズム(15)へのレーザビーム入射角
度設定あるいは入射角度読み取りのおおよその目安とし
ているが、更に正確かつ簡便のために、回転装置(17)
内にロータリーエンコーダ(例えば光学式)を組み込
み、外部にデジタル表示装置を接続して角度の読み取り
間違いや、誤差等を排除し、高精度(0.001゜クラスの
読み取り、設定が再現性よくできるように構成するを可
とする。A rotating device (17) for setting the incident angle of the laser beam is provided above the slider (36) of the level adjusting table (33). This rotating device (17) is constructed by supporting the shaft (not shown) of the rotating substrate (39) on the bearing side cylinder (38) with double angular contact ball bearings, thereby achieving high-precision rotation with little backlash. Is possible. A scale (40) is provided on the outer periphery of the rotating substrate (39) to provide a rough guide for setting the incident angle of the laser beam to the couple-in prism (15) or for reading the incident angle. Rotating device (17)
A rotary encoder (for example, optical type) is built in, and a digital display device is connected to the outside to eliminate angle reading errors and errors, etc., so that high accuracy (0.001 (class reading and setting can be performed with good reproducibility) Can be configured.
ところで、カップルインプリズム(15)の入射ビーム
位置については、第5図Aに示すように入射レーザビー
ム(22)が常にプリズム(15)の底面直角コーナC近傍
に来ることがカップリング効率を良くするために重要で
ある。したがって、入射ビームの任意の角度設定を得る
ためにカップルインプリズム(15)を試料(26)と接し
たまま回転したときも入射ビームが常にプリズム(15)
の底面直角コーナC近傍に来るための回転中心は、次の
ようになる。By the way, regarding the incident beam position of the couple-in prism (15), as shown in FIG. 5A, the incident laser beam (22) always comes near the bottom right angle corner C of the prism (15) to improve the coupling efficiency. It is important to. Therefore, even when the couple-in prism (15) is rotated while being in contact with the sample (26) in order to obtain an arbitrary angle setting of the incident beam, the incident beam always remains in the prism (15).
The rotation center for approaching the corner C at the bottom right angle is as follows.
プリズム(15)に任意の角度α1で入射し、屈折する
レーザビームのコーナCへの入る角度α2は、プリズム
(15)の屈折率をn2とすれば、n1sinα1=n2sinα2で
あり、夫々任意の角度α1による数100μmのスポット
径のレーザビームは の円の接線を含む。したがって、ルチルプリズムでは波
長λ=1.152μmの時、屈折率n2=2.7321であり、また5
mm角プリズムを使用しているので、第5図Bに示すよう
にプリズム斜面と▲▼に接する =1.29の円の中心を回転中心0とする。この値はプリズ
ム(15)の寸法、材質及び光の波長によって変わる屈折
率によって変化する。従って、本例では諸条件により決
定されたカップルインプリズムの最適ポイントを精密か
つ容易に回転中心を合わせ込むために、回転装置(17)
上に回転中心位置出し調整装置(18)が設けられる。Enters the prism (15) at an arbitrary angle alpha 1, an angle alpha 2 enters into the corner C of the laser beam to be refracted, if the refractive index of the prism (15) and n 2, n 1 sinα 1 = n 2 a sin .alpha 2, the laser beam spot diameter of several 100μm by each arbitrary angle alpha 1 Includes the tangent of the circle. Therefore, in the rutile prism, when the wavelength λ = 1.152 μm, the refractive index n 2 = 2.7321,
Since a mm-square prism is used, it contacts the prism slope and ▲ ▼ as shown in FIG. 5B. Let the center of the circle of 1.29 be the center of rotation 0. This value varies depending on the size, material, and refractive index of the prism (15), which varies depending on the wavelength of light. Therefore, in this example, the rotation device (17) is used to accurately and easily align the rotation center with the optimum point of the couple-in prism determined by various conditions.
A rotation center position adjusting device (18) is provided above.
回転中点位置出し調整装置(18)は、Y方向(プリズ
ム(15)(16)と試料(26)間のギャップ方向)に移動
可能なY移動台(41)と、この上に配され、Y方向と直
交するX方向(試料(26)の長手方向)に移動可能なX
移動台(42)とを有し、マイクロメータヘッド(43)及
び(44)により夫々のY移動台(41)及びX移動台(4
2)の駆動及び測長がなされるように構成される。The rotation midpoint position adjusting device (18) is provided on a Y movable table (41) movable in the Y direction (gap direction between the prisms (15) and (16) and the sample (26)), and is disposed thereon. X movable in X direction (longitudinal direction of sample (26)) orthogonal to Y direction
A moving table (42), and the Y moving table (41) and the X moving table (4) by micrometer heads (43) and (44), respectively.
It is configured to perform the drive and length measurement of 2).
Y移動台(41)及びX移動台(42)では、スムーズに
微小移動でき、動作にガタが生じない所謂リニアガイド
機構が採用されている。またマイクロメータヘッド(4
3)及び(44)によって、回転中心を読み取るための微
調、微小測定が高い再現性をもって行うことが可能とな
る。The Y moving table (41) and the X moving table (42) employ a so-called linear guide mechanism which can move minutely smoothly and does not cause backlash in operation. The micrometer head (4
According to 3) and (44), fine adjustment and fine measurement for reading the rotation center can be performed with high reproducibility.
試料保持台(31)は、回転中心位置出し調整装置(1
8)のX移動台(42)に一体に取付けたテーブル(45)
上に設けられる。試料保持台(31)は第6図に示すよう
に試料(26)を垂直かつ適当な高さに支持する段部(3
6)の形成された垂直面(31a)を有する。この垂直面
(31a)はプリズム(15)(16)により試料(26)が加
圧された時、試料(26)を背面より支え試料(26)に曲
がりや歪みが生じないように、また加圧接触を確実にす
るために剛性をもって形成される。The sample holder (31) is equipped with a rotation center position adjustment device (1
8) Table (45) integrally mounted on X carriage (42)
Provided above. As shown in FIG. 6, the sample holder (31) has a step (3) supporting the sample (26) vertically and at an appropriate height.
6) having a vertical surface (31a). This vertical surface (31a) supports the sample (26) from the back when the sample (26) is pressed by the prisms (15) and (16) so that the sample (26) is not bent or distorted, and Rigidly formed to ensure pressure contact.
試料保持台(31)には予め、板バネによるクランプ
(79)が取付けられ、保持台(31)の段部(36)に試料
(26)を載せたときに、このクランプ(79)によって試
料(26)が保持されるように構成される。また試料(2
6)の形状等により、必要に応じてさらに上端より弾性
クリップ(78)を嵌着して試料(26)の保持を行うよう
に構成される。A clamp (79) using a leaf spring is attached to the sample holder (31) in advance, and when the sample (26) is placed on the step (36) of the holder (31), the sample is clamped by the clamp (79). (26) is configured to be retained. Sample (2
According to the shape of 6), the elastic clip (78) is further fitted from the upper end as necessary to hold the sample (26).
カップルインプリズム(15)及びカップルアウトプリ
ズム(16)は、夫々直角三角形をなし、その試料接触面
(46)とは反対側の頂部が試料接触面(46)と平行に切
除され平面(47)とされた形状に形成される。The couple-in prism (15) and the couple-out prism (16) each form a right-angled triangle, and the apex opposite to the sample contact surface (46) is cut parallel to the sample contact surface (46) to form a plane (47). Is formed.
カップルインプリズム(15)及びカップルアウトプリ
ズム(16)は、テーブル(45)上において支持器(48)
に取り付けられる。The couple-in prism (15) and the couple-out prism (16) are supported on a support (48) on a table (45).
Attached to.
支持器(48)は、プリズム(15)(16)を背面で支え
て押す平面(48a)と、試料(26)との接触時にプリズ
ム(15)(16)の浮き上がりや倒れを防ぐためのプリズ
ム上下面を与える支え面(48b)(48c)、プリズム(1
5)(16)の横ずれを防ぐためにプリズム側面及び斜面
を囲む面(48d)(48e)を有してなる。即ち、プリズム
(15)(16)は丁度試料(26)との接触面(46)を除い
て支持器(48)に埋め込まれる。さらに支持器(48)の
上面より止めねじ(49)にてプリズム(15)(16)を押
圧してさらにプリズム保持を確実にし、再現性を高くす
る。The support (48) is a plane (48a) that supports and pushes the prisms (15) and (16) at the back, and a prism that prevents the prisms (15) and (16) from rising and falling when contacting the sample (26). Support surface (48b) (48c) that provides upper and lower surfaces, prism (1
5) In order to prevent lateral displacement of (16), surfaces (48d) and (48e) surrounding the side surface and the inclined surface of the prism are provided. That is, the prisms (15) and (16) are embedded in the support (48) except for the contact surface (46) with the sample (26). Further, the prisms (15) and (16) are pressed by the set screws (49) from the upper surface of the support (48) to further secure the prism and improve reproducibility.
なお、プリズム(15)(16)全体を囲む支持器(48)
には光ビームの入射、出射させるための例えば幅3mmの
スリット(50)が設けられる。また、支持器(48)のプ
リズムと接する面は有害な反射光、散乱光を抑えるため
に黒艶消し色が施されている。A support (48) surrounding the entire prism (15) (16)
Is provided with, for example, a slit (50) having a width of 3 mm for inputting and outputting a light beam. The surface of the support (48) in contact with the prism has a black matte color to suppress harmful reflected light and scattered light.
各プリズム(15)及び(16)に対応する支持器(48)
に夫々関連してプリズム押圧手段即ちギャップ調整装置
(32)が設けられる。ギャップ調整装置(32)は、テー
ブル(45)上に試料保持台(31)に対して垂直に固定配
置したガイド部(52)と、このガイド部(52)に移動可
能に係合され、支持器(48)と一体に構成されたスライ
ダー(53)と、スライダー(53)に設けた精密ナット
(54)に螺合し、マイクロメータヘッドと同等の0.5mm
ピッチのリードスクリュー(55)とを有して構成され
る。更に微小な送りには差動ねじを使うを可とする。ガ
イド部(52)とスライダ(53)の係合には高精度かつ滑
らかでガタを最小に調整したあり溝構造が採用される。
リードスクリュー(55)はガイド部(52)上に植立する
ホルダー(56)と鍔付ベアリング(57)にて支えられ、
つまみ(58)及びスナップリング(59)が取り付けられ
る。つまみ(58)とホルダー(56)には目盛とバーニア
が付され、微小送り量の読み取りが可能となされてい
る。また、更に微小な測長としてマグネスケール等とデ
ジタル表示の組合せも有効である。尚、ギャップ調整の
うちプリズムと試料との当り具合を加圧レベルで判断す
るには、それぞれ試料保持台(31)またはスライダー
(53)とガイド側に圧力センサー等を設けて再現性を考
慮する。カップルインプリズム(15)のギャップ調整装
置(32)とカップルアウトプリズム(16)のギャップ調
整装置(32)は夫々左右対称となるようにテーブル(4
5)上の取付台(60)及び(61)に取付けられる。ここ
でカップルアウトプリズム(16)側の取付台(61)はテ
ーブル(45)に対して、長穴(62)及び締付ねじ(63)
を介して試料(26)の長手方向に可変できるように取付
けられる。これは光吸収αを測定するためにカップルイ
ンプリズム(15)及びカップルアウトプリズム(16)間
の間隔を変えることを可能にしている。Supports (48) corresponding to each prism (15) and (16)
A prism pressing means, that is, a gap adjusting device (32) is provided in connection with each. The gap adjusting device (32) is fixedly disposed on the table (45) perpendicular to the sample holder (31), and is movably engaged with the guide (52). 0.5mm, equivalent to a micrometer head, screwed onto a slider (53) integrated with the container (48) and a precision nut (54) provided on the slider (53)
And a lead screw (55) having a pitch. For a finer feed, a differential screw can be used. For the engagement between the guide portion (52) and the slider (53), a dovetailed groove structure with high precision and smoothness and adjusted to minimize backlash is adopted.
The lead screw (55) is supported by a holder (56) and a flanged bearing (57) that are planted on the guide (52).
The knob (58) and the snap ring (59) are attached. The knob (58) and the holder (56) are provided with a scale and a vernier so that a minute feed amount can be read. Further, a combination of a magnescale or the like and a digital display is also effective as a finer measurement. In order to determine the degree of contact between the prism and the sample in the gap adjustment on the basis of the pressure level, a pressure sensor or the like is provided on the sample holder (31) or the slider (53) and the guide side, and reproducibility is considered. . The gap adjusting device (32) of the couple-in prism (15) and the gap adjusting device (32) of the couple-out prism (16) are symmetrical with respect to the table (4).
5) Attached to upper mounting bases (60) and (61). Here, the mounting base (61) on the couple-out prism (16) side is attached to the table (45) with the elongated hole (62) and the tightening screw (63).
It is attached so that it can be changed in the longitudinal direction of the sample (26) via. This makes it possible to change the spacing between the couple-in prism (15) and the couple-out prism (16) to measure the light absorption α.
一方、テーブル(45)上にはカップルアウトプリズム
(16)からの出射ビームを検出するを検出器(14)例え
ばCCDラインセンサ、或はホトダイオードが配される。
即ち出射ビームの出射角範囲Aに対応する位置に光検出
器(14)例えばホトダイオード(図示の場合)を取付け
た基板(65)或はCCDラインセンサを取付けた基板が測
定に応じて選択的に支持体(64)に挟持的に取付けられ
る。On the other hand, a detector (14) for detecting a beam emitted from the couple-out prism (16), for example, a CCD line sensor or a photodiode is arranged on the table (45).
That is, the substrate (65) on which the photodetector (14), for example, a photodiode (in the case shown) is mounted, or the substrate on which the CCD line sensor is mounted is selectively positioned at a position corresponding to the output angle range A of the output beam according to the measurement. It is fixedly attached to the support (64).
支持体(64)は高さ方向、Y方向及びY方向に夫々移
動調整する移動調整台に支持される。即ち(69)はガイ
ド部(66)とスライダー(67)とリードスクリュー(6
8)からなる高さ方向の調整手段、(70)は例えばラッ
ク、ピニオン機構によるガイド部(71)とスライダ(7
2)からなるX方向の調整手段、(73)はガイド部(7
4)及びスライダー(75)からなるY方向の調整手段で
ある。尚、(76)はCCDラインセンサを配したときに不
必要な方向からの光を遮えぎるスリット(77)が設けら
れた遮蔽部で、ホトダイオードのときには取り除かれ
る。The support (64) is supported by a movement adjustment table that moves and adjusts in the height direction, the Y direction, and the Y direction, respectively. That is, (69) is a guide (66), a slider (67) and a lead screw (6
Height adjustment means consisting of 8), (70) is a guide part (71) by a rack or pinion mechanism and a slider (7
The adjustment means in the X direction consisting of 2), (73) is a guide portion (7
4) and a slider (75) in the Y direction. Incidentally, (76) is a shielding portion provided with a slit (77) for shielding light from an unnecessary direction when the CCD line sensor is arranged, and is removed in the case of a photodiode.
かかる構成の光導波路の測定装置においては、測定す
べき光導波路の試料(26)は、試料保持台(31)の段部
(36)上に垂直面(31a)に接して配置される。このと
きクランプ(79)にて仮固定される。また試料(26)の
形状によっては、第6図に示すように弾性クリップ(7
8)にて仮固定される。In the optical waveguide measuring device having such a configuration, the sample (26) of the optical waveguide to be measured is arranged on the step (36) of the sample holder (31) in contact with the vertical surface (31a). At this time, it is temporarily fixed by the clamp (79). Depending on the shape of the sample (26), the elastic clip (7
Temporarily fixed in 8).
そして、夫々のギャップ調整装置(32)を駆動してカ
ップルインプリズム(15)及びカップルアウトプリズム
(16)を試料(26)に対接させる。一方、レベル調整台
(33)のマイクロメータヘッド(37)を操作することに
より、プリズム(15)(16)の高さがレーザビーム高さ
に合わされる。また、回転中心位置出し調整装置(18)
のY移動台(41)及びX移動台(42)を駆動することに
より、回転中心の位置出しがなされ、回転装置(17)の
回転基板(39)を回転することによってカップルインプ
リズム(15)へのレーザビームの入射角が設定される。Then, the respective gap adjusting devices (32) are driven to bring the couple-in prism (15) and the couple-out prism (16) into contact with the sample (26). On the other hand, by operating the micrometer head (37) of the level adjustment table (33), the height of the prisms (15) and (16) is adjusted to the height of the laser beam. In addition, rotation center positioning adjustment device (18)
By driving the Y moving table (41) and the X moving table (42), the position of the center of rotation is determined, and by rotating the rotating substrate (39) of the rotating device (17), the couple-in prism (15) is rotated. The angle of incidence of the laser beam on is set.
上述の光導波路の測定装置によれば、次のような利点
を有する。The above-described optical waveguide measuring device has the following advantages.
レベル調整台(33)によりプリズム(15)(16)とレ
ーザービーム位置のレベル(高さ)合せが簡便に行え、
カップルインプリズム(15)への最適入射スポットの位
置出しが微調整出来る。また測長も可能となる。The level (height) of the prisms (15) and (16) and the position of the laser beam can be easily adjusted by the level adjustment table (33).
The position of the optimum incident spot on the couple-in prism (15) can be fine-tuned. Also, length measurement becomes possible.
回転装置(17)の高精度な軸と軸受を組合せて構成す
ることにより、機能的で安定且つ高精度な測定が可能と
なる。The combination of a high-precision shaft and a bearing of the rotating device (17) enables functional, stable and high-precision measurement.
回転角度読み取りにロータリーエンコーダとデジタル
表示を組み合わせることにより測定ビームの入射角度の
読み間違いや誤差をなくすことができ、高精度な入射角
の読みを可能とし、その再現性を向上することができ
る。By combining a rotary encoder and a digital display for reading the rotation angle, it is possible to eliminate reading errors and errors in the incident angle of the measurement beam, to enable highly accurate reading of the incident angle, and to improve its reproducibility.
回転中心位置出し調整装置(18)においてはリニアガ
イド機構とマイクロメータヘッドにより、回転中心位置
の微調、測長をガタなくスムーズに且つ確実に行うこと
ができる。従って、この微調、測長とによって、入射ビ
ームをカップルインプリズム(15)の底面直角コーナC
に常に一定に保つ回転中心を正確に設定することがで
き、光結合効率を良好にすることができる。In the rotation center position adjusting device (18), the fine adjustment and the length measurement of the rotation center position can be smoothly and reliably performed without play by the linear guide mechanism and the micrometer head. Therefore, by the fine adjustment and the length measurement, the incident beam is converted to the bottom right angle corner C of the couple-in prism (15).
The center of rotation that is always kept constant can be accurately set, and the optical coupling efficiency can be improved.
プリズム(15)(16)は夫々支持器(48)により背面
側全体がしっかり固定されているので、試料(26)との
接触においてプリズム(15)(16)の浮き上がり、倒
れ、横ずれ、ツイスト等が防止され、接触精度とその再
現性と結合効率が向上する。Since the entire back side of the prisms (15) and (16) is firmly fixed by the support (48), the prisms (15) and (16) rise, fall, laterally displace, twist, etc. in contact with the sample (26). Is prevented, and contact accuracy, reproducibility and coupling efficiency are improved.
ギャップ調整装置(32)により常にプリズム(15)
(16)を夫々試料(26)の面に垂直に加圧押し付けてい
るので、良好な結合効率と再現性が可能となる。目盛付
つまみによりギャップ調整の再現性が向上する。従っ
て、本装置によって光導波路を利用した機能デバイスの
開発に必要な光導波路の高精度な特性(屈折率、厚み、
伝搬損等)の評価が行える。Always prism (15) with gap adjustment device (32)
Since (16) is pressed and pressed perpendicularly to the surface of the sample (26), good coupling efficiency and reproducibility can be achieved. The reproducibility of the gap adjustment is improved by the graduated knob. Therefore, high-precision characteristics of the optical waveguide (refractive index, thickness,
(E.g., propagation loss).
第8図乃至第13図は測定装置の他の例を示す。なお、
第2図乃至第7図と対応する部分には同一符号を付して
重複説明を省略する。前述の第2図乃至第4図の測定装
置では、レーザビームと試料(26)即ち導波路の結合効
率を高める目的から、試料(26)と接触するプリズム
(15)(16)が試料(26)と平行で且つ浮き上がり、倒
れ、横ずれ、ツイスト等を起こさないで確実な結合と高
い再現性を保証するために、プリズム(15)(16)の夫
々をプリズム前面(試料との接触面)以外を包むような
支持器(48)に堅固に支持するようになしている。即
ち、支持器(48)のプリズム背面を支え押す垂直面(48
a)とプリズム上下面を支える面(48b)及び(48c)に
よって、プリズムの浮きや倒れを防止し、プリズム側面
及び斜面を囲む面(48d)及び(48e)によって横ずれ、
ツイストを防ぎ、さらに上面より止めねじ(49)によっ
てクランプしている。ところで、斯る堅固な支持器(4
8)に支えられたプリズム(15)(16)において、平面
精度の良いテーブル(45)と、これと垂直な試料保持台
(31)と、テーブル(45)に平行かつ保持台(31)に垂
直なギャップ調整装置(32)のスライド機構と、保持台
(31)に平行な背面及び垂直な下面等を持った支持器
(48)とによって、プリズム(15)(16)と保持台(3
1)が完全に平行で、かつ試料(26)が平行のときに
は、支持器(48)による堅固な支持は結合効率の高いカ
ップリングが簡単容易に実現出来る。従って、再現性の
高いものとなっている。8 to 13 show other examples of the measuring device. In addition,
2 to FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. 2 to 4, the prisms (15) and (16) in contact with the sample (26) are used to increase the coupling efficiency between the laser beam and the sample (26), that is, the waveguide. ), And in order to guarantee a reliable connection and high reproducibility without raising, falling, laterally displacing, twisting, etc., each of the prisms (15) and (16) is other than the prism front surface (contact surface with the sample). It is firmly supported by a support (48) that wraps around. That is, the vertical surface (48) supporting and pushing the back of the prism of the support (48)
a) and the surfaces (48b) and (48c) that support the upper and lower surfaces of the prism prevent the prism from floating and falling, and the sides (48d) and (48e) that surround the prism side and slopes cause lateral displacement,
Twist is prevented, and the set screw (49) is clamped from above. By the way, such a solid support (4
In the prisms (15) and (16) supported by 8), a table (45) with high planar accuracy, a sample holder (31) perpendicular to the table, and a holder (31) parallel to the table (45) The prisms (15) and (16) and the support (3) are provided by a slide mechanism of the vertical gap adjusting device (32) and a support (48) having a back surface and a vertical lower surface parallel to the support (31).
When 1) is completely parallel and the sample (26) is parallel, firm support by the support (48) can easily and easily realize coupling with high coupling efficiency. Therefore, the reproducibility is high.
さて、第2図乃至第4図の測定装置では、それぞれの
部品が形状に公差を持って製作される。従ってこれら部
品の集合としての組立の最終の精度の管理、維持によっ
てプリズム(15)(16)と、試料保持台(31)の平行精
度を出すことは比較的むずかしいことといえる。また、
もし試料(26)の表裏厚さ方向の平行が出ていない場合
は、逆にプリズム(15)(16)が支持器(48)によって
規制されていることによって、この非平行の具合はその
まま、プリズム(15)(16)と試料表面との互いの接触
具合に非平行を生じさせ、結合効率の低下、又は結合不
能となってしまう。このことは比較的起こりやすいとい
える。また、この状態で無理に押し付けては、プリズム
(15)(16)あるいは試料(26)の破損を招くこともあ
りうる。したがって、この様な状況においてもプリズム
と試料表面とのなじみを良くして確実に光結合が得られ
るようなプリズム支持が要求される。Now, in the measuring apparatus shown in FIGS. 2 to 4, each part is manufactured with a tolerance in shape. Therefore, it can be said that it is relatively difficult to achieve the parallel accuracy of the prisms (15) and (16) and the sample holder (31) by managing and maintaining the final accuracy of assembly as a set of these parts. Also,
If the sample (26) is not parallel in the thickness direction, the prism (15) (16) is constrained by the support (48). Non-parallelism occurs between the prisms (15) and (16) and the sample surface in contact with each other, which reduces the coupling efficiency or disables the coupling. This can be said to be relatively easy. In addition, forcible pressing in this state may damage the prisms (15) and (16) or the sample (26). Therefore, even in such a situation, it is required to support the prism so that the fitting between the prism and the sample surface is improved and the optical coupling is reliably obtained.
尚、測定用レーザビームの入射、出射のために上例で
は支持器(48)の一部にスリット(50)を設けている
が、プリズムがほとんど覆われているため、プリズム内
に無用の反射を戻し測定のノイズとなる懼れがある。In the above example, a slit (50) is provided in a part of the support (48) for the input and output of the measurement laser beam. However, since the prism is almost covered, unnecessary reflection is generated in the prism. And may cause measurement noise.
一方、光導波路の光吸収はカップルインプリズム(1
5)とカップルアウトプリズム(16)の間隔を少しずつ
変えてカップルアウト光の強度を検出することにより求
めることができる。第3図の例ではカップルアウトプリ
ズム(16)側のギャップ調整装置(32B)のテーブル(4
5)への取付台(61)の止め穴を長孔(62)にして回転
中心にあるカップルインプリズム(15)を基準としてカ
ップルアウトプリズム(16)を移動可能とし締付ねじ
(63)により固定している。この取付台(61)のねじ固
定は測定位置を移動する毎に固定し直さなければなら
ず、したがって、始めに調整した試料保持台(31)及び
試料(26)の面とプリズム(16)の面との平行度、試料
保持台(31)及び試料(26)の面に対するプリズム(1
6)、支持器(48)及びギャップ調整装置(32)の垂直
度の最適位置は、その測定毎に再調整し、設定しなけれ
ばならない。したがって、ギャップ傾きの変化等、一定
とはなりにくく測定の再現性はよくない。また、プリズ
ム間隔をパラメータとする測定の場合は、1回毎の調整
を必要とするために連続してスムーズな測定を阻害し、
時間、手間ともに大きな負担となる。またカップルイン
プリズム(15)及びカップルアウトプリズム(16)の間
隔はスケール等で測ってねじ固定したが、間隔の測長が
不確かなので測定データの精度の再現性が悪い場合があ
る。そこで、間隔変化させても、試料とプリズムの平行
度及び垂直度が変わらぬ移動台と間隔測長が望まれる。On the other hand, the light absorption of the optical waveguide is a couple-in prism (1
It can be obtained by detecting the intensity of the couple-out light while gradually changing the interval between 5) and the couple-out prism (16). In the example of FIG. 3, the table (4) of the gap adjusting device (32B) on the couple-out prism (16) side is used.
The mounting hole of the mounting base (61) to 5) is made to be a long hole (62), and the couple-out prism (16) can be moved based on the couple-in prism (15) at the center of rotation. It is fixed. The screw fixing of the mounting table (61) must be re-fixed every time the measuring position is moved. Therefore, the surfaces of the sample holder (31) and the sample (26) adjusted first and the prism (16) are fixed. Parallelism with the surface, the prism (1) with respect to the surface of the sample holder (31) and the sample (26).
6) The optimal vertical position of the support (48) and the gap adjusting device (32) must be readjusted and set for each measurement. Therefore, it is hard to be constant, such as a change in the gap inclination, and the reproducibility of the measurement is not good. In addition, in the case of the measurement using the prism interval as a parameter, it is necessary to adjust each time, which hinders continuous smooth measurement.
Both time and effort are heavy. Further, the distance between the couple-in prism (15) and the couple-out prism (16) is measured with a scale or the like and fixed with screws. However, since the length of the distance is uncertain, the reproducibility of the accuracy of the measurement data may be poor. Therefore, even if the distance is changed, there is a demand for a moving table and a distance measurement in which the parallelism and the verticality of the sample and the prism do not change.
第8図乃至第13図の例は上述したような点を改善した
ものである。先ず、本例としては試料の厚さ方向の非平
行、又は試料保持台に対するギャップ調整装置や支持器
によってプリズム接触面の非平行に対応するために、系
の中に自由度(フレキシブル)を有する要素を介装す
る。この自由度により、プリズムを試料の非平行による
押し付け力あるいはその反力によって互いの接触点を支
点あるいは力点として回転しプリズム面と試料面とがな
じむ様になる。The examples of FIGS. 8 to 13 improve the above points. First, in this example, the system has a degree of freedom (flexibility) in order to correspond to non-parallel in the thickness direction of the sample or non-parallel to the prism contact surface by a gap adjusting device or a support for the sample holder. Interpose elements. Due to this degree of freedom, the prism is rotated by the non-parallel pressing force of the sample or its reaction force with the contact point of each other as a fulcrum or a point of force, and the prism surface and the sample surface are adapted to each other.
第8図は前述の第7図で示す支持器(48)とプリズム
(15)(16)との間にフレキシブル部材を介装して成る
実施例である。この例ではプリズム(15)(16)の試料
(26)の接触面(46)以外の後部全体を包み込む支持器
(48)を、その各内面がプリズム(15)(16)と例えば
0.5mmのギャップを持つ様に形成する。一方、0.5mm厚の
コルク材等によるクッション材(81)でプリズム後部全
体を包み込んだ状態で、このプリズム(15)(16)を夫
々支持器(48)内に嵌め込んで構成する。FIG. 8 shows an embodiment in which a flexible member is interposed between the support (48) and the prisms (15) and (16) shown in FIG. In this example, a support (48) that wraps the entire rear part of the prisms (15) and (16) except for the contact surface (46) of the sample (26) is formed.
It is formed so as to have a gap of 0.5 mm. On the other hand, the prisms (15) and (16) are fitted into the support (48), respectively, with the entire rear portion of the prism wrapped by a cushion material (81) made of cork material or the like having a thickness of 0.5 mm.
この様にクッション材(81)をプリズム(15)(16)
と支持器(48)との間に介装することにより、プリズム
(15)(16)の面(46)と試料(26)の面との接触が良
好に行われる。なお、この第8図の場合はプリズム(1
5)(16)に対してしっかりした保持が可能なもののク
ッション材(81)の全体から受ける反力も大きく比較的
自由度が少ない。又、クッション材(81)には当然測定
ビームの入出射用のスリットを設けるが、それ以外での
無用反射も気になり、また作製もむずかしい。In this way, cushion material (81) is prism (15) (16)
The surface (46) of the prisms (15) and (16) and the surface of the sample (26) are satisfactorily contacted by interposing between the support (48) and the support (48). In the case of FIG. 8, the prism (1
5) Although it can be held firmly against (16), the reaction force received from the entire cushioning material (81) is large and the degree of freedom is relatively small. Also, the cushion material (81) is naturally provided with slits for entering and exiting the measurement beam. However, unnecessary reflection at other locations is also a concern, and fabrication is also difficult.
第9図及び第10図はこの点を改善した他の例である。
この例ではギャップ調整装置(32)の一部を構成するプ
リズム支持器(48)として、テーブル(45)に水平であ
り、かつ試料保持台(31)に垂直なプリズム下支え面
(82a)と、試料保持台(31)の保持面に平行なプリズ
ム背面押し付面(82b)とのみを有する支持器を設け
る。そして、背面押し付面(82b)とプリズム(15)(1
6)の背面との間に平行で密着性の良いクッション材本
例では厚さ0.5mmのSiゴム(83)を介装するようにして
支持器(48)にプリズム(15)(16)を配置する。さら
にプリズム(15)(16)を夫々保持するために、リン青
銅製の板ばねクランプ(84)を支持器(48)の上面とプ
リズム(15)(16)の上面に差し渡るように配し、クラ
ンプ(84)の一端を支持器(48)の上面に止めねじ(8
5)を介して固定し、この板ばねクランプ(84)によっ
て比較的軽くプリズム(15)(16)を押さえる。また、
プリズムセット用の小さな当り面0.5〜1.0mmを持つ位置
決め片(86)を設ける。9 and 10 show another example in which this point is improved.
In this example, as a prism support (48) constituting a part of the gap adjusting device (32), a prism support surface (82a) that is horizontal to the table (45) and perpendicular to the sample holder (31); A support having only the prism pressing surface (82b) parallel to the holding surface of the sample holder (31) is provided. Then, the back pressing surface (82b) and the prism (15) (1
6) Cushion material with good adhesion and parallel to the back of this example. In this example, 0.5 mm thick Si rubber (83) is interposed and prisms (15) and (16) are mounted on support (48). Deploy. In order to further hold the prisms (15) and (16) respectively, a leaf spring clamp (84) made of phosphor bronze is arranged so as to extend over the upper surface of the support (48) and the upper surfaces of the prisms (15) and (16). And one end of the clamp (84) to the upper surface of the support (48) with a set screw (8
Then, the prisms (15) and (16) are relatively lightly pressed by the leaf spring clamps (84). Also,
A positioning piece (86) having a small contact surface of 0.5 to 1.0 mm for a prism set is provided.
尚、下支え面(82a)に同様のクッション材を介挿す
ることも考えられるが、その場合、圧力による分力によ
りツイストが生ずる懼れがある。In addition, it is conceivable to insert a similar cushion material on the lower support surface (82a), but in this case, there is a fear that a twist may occur due to a component force due to pressure.
この第9図及び第10図の例においては試料が非平行の
とき、水平方向及び垂直方向のプリズムのあおり調整を
比較的小さなクッション材(83)と、面積の小さいプリ
ズム背面の押し付け面(82b)のみを使って行うため、
スムーズになじむ。この時、板ばねクランプ(84)は、
常に軽くプリズム(15)(16)を抑えながら、これら一
連のあおりに追従し、又、無用な浮き上りを阻止してい
る。またクッション材(83)としてゴムを使っているこ
とにより摩擦が比較的大きく横ずれが少ない。さらにプ
リズム(15)(16)のほとんどの部分が開放されている
ため、試料(26)との接触具合が観察できるので測定し
やすいなど扱い易い。又、プリズム(15)(16)の側面
が開放されているため、無用な反射が少なくなり、測定
の品質が向上する。この例によれば、位置の精度を損な
うことなく、試料(26)の平行精度等や、機器の品質精
度による結合効率の低下、結合不能等の不具合をほとん
どなくし、生産性が向上する。In the examples of FIGS. 9 and 10, when the sample is non-parallel, the horizontal and vertical prism tilt adjustment is performed by using a relatively small cushion material (83) and a pressing surface (82b) on the back surface of the prism having a small area. ) Only,
Fits smoothly. At this time, the leaf spring clamp (84)
It keeps track of these swings while keeping the prisms (15) and (16) light and always prevents unnecessary lifting. Further, since rubber is used as the cushion material (83), friction is relatively large and lateral displacement is small. Furthermore, since most of the prisms (15) and (16) are open, the degree of contact with the sample (26) can be observed, so that it is easy to handle such as easy to measure. Further, since the side surfaces of the prisms (15) and (16) are open, unnecessary reflection is reduced, and the quality of measurement is improved. According to this example, defects such as a parallel accuracy of the sample (26), a decrease in the coupling efficiency due to the quality accuracy of the device, a failure in the coupling, and the like are almost eliminated, and the productivity is improved without impairing the positional accuracy.
他の例としては、図示せざるも試料保持台(31)と保
持される試料(26)間にクッション材を介装する。この
例は一番簡単であるが、通常、小さなプリズム(例えは
5mm角)において、これより生じた小さい非平行な接触
面部分に対し、比較的大きな試料(26)ではなじむため
のあおり量も大きく、また押し付加圧が大きいと試料が
たわみ、歪み、また破損する場合もある。As another example, although not shown, a cushion material is interposed between the sample holding table (31) and the sample (26) to be held. This example is the simplest, but usually a small prism (for example,
(5 mm square), the relatively large sample (26) has a large amount of tilt to adapt to the small non-parallel contact surface that occurs, and the sample is bent, distorted, or damaged if the applied pressure is large. In some cases.
第11図乃至第13図は両プリズム(15)及び(16)の間
隔を可変調整するための間隔可変調整手段即ちプリズム
移動手段の改善例である。このプリズム移動手段は、固
定されたカップルインプリズム(15)に対してカップル
アウトプリズム(16)側を移動させ、任意の位置への移
動の際、予め調整した試料(26)とカップルアウトプリ
ズム(16)の平行度、試料(26)に対するギャップ調整
装置の垂直度の最適状態を変えずに行えるように構成さ
れる。これが為に、テーブル(45)上に、該テーブル
(45)に平行で且つ試料保持台(31)(即ち試料(26)
長手方向)に平行な間隔可変調整用のプリズム移動手段
(87)が設けられる。このプリズム移動手段(87)は互
いにあり溝構造によって係合するガイド部(88)とスラ
イダー(89)を有して成り、ガイド部(88)に所謂ラッ
ク(90)を取り付け、スライダー(89)の部分にラック
(90)に係合するピニオン(図示せず)を配し、このピ
ニオンに直結したつまみ(91)を回動することによりス
ライダー(89)がガイド部(88)上を移動するように構
成される。勿論ガイド部(88)はテーブル(45)に平行
で且つ試料保持台(31)の長手方向に平行である。この
スライダー(89)上にカップルアウトプリズム(16)側
のギャップ調整装置(32B)が一体に配される。FIG. 11 to FIG. 13 show an improved example of a variable distance adjusting means for variably adjusting the distance between the two prisms (15) and (16), that is, a prism moving means. The prism moving means moves the couple-out prism (16) side with respect to the fixed couple-in prism (15), and moves the sample (26) adjusted in advance and the couple-out prism ( It is configured so that the optimum state of the parallelism of 16) and the perpendicularity of the gap adjusting device with respect to the sample (26) are not changed. For this purpose, on the table (45), the sample holding table (31) (that is, the sample (26)
A prism moving means (87) for adjusting the interval, which is parallel to the longitudinal direction, is provided. The prism moving means (87) has a guide (88) and a slider (89) which are mutually engaged by a groove structure, and a so-called rack (90) is attached to the guide (88), and the slider (89) A pinion (not shown) that engages with the rack (90) is arranged at a portion of the guide, and the slider (89) moves on the guide portion (88) by rotating a knob (91) directly connected to the pinion. It is configured as follows. Of course, the guide portion (88) is parallel to the table (45) and parallel to the longitudinal direction of the sample holder (31). The gap adjusting device (32B) on the couple-out prism (16) side is integrally disposed on the slider (89).
したがって、つまり(91)を回すことにより、試料面
に平行に沿ったカップルアウトプリズム(16)の移動を
可能とし、任意の移動位置においてカップルアウトプリ
ズム(16)側のギャップ調整装置(32B)の試料保持台
(31)の面に対する垂直度を保証する。Therefore, by turning (91), the couple-out prism (16) can be moved in parallel with the sample surface, and the gap adjusting device (32B) on the couple-out prism (16) side can be moved at an arbitrary moving position. The degree of perpendicularity to the surface of the sample holder (31) is guaranteed.
また、テーブル(45)にほぼ接するスライダー側面と
同一平面のテーブル(45)の端面に目盛(読み取りスケ
ール)を設け、スライダー(89)側にバーニアを設け、
微小な間隔移動距離の測長を可能となるように構成され
る。この測長をさらに精密にするために、また測長誤差
や読み取り誤差の対策や測長の効率化のために、例えば
この測長をマグネスケールや光学スケール等の微小測長
器と、カウンターの読み取りを組合せたものは入射回転
角同様に特に効率的である。Also, a scale (reading scale) is provided on the end surface of the table (45), which is flush with the slider side surface almost in contact with the table (45), and a vernier is provided on the slider (89) side.
It is configured to be able to measure the length of the minute interval movement distance. In order to make this measurement more precise, to take measures against length measurement errors and reading errors, and to improve the efficiency of length measurement, for example, this length measurement is performed using a micro length measuring device such as a magnescale or optical scale and a counter. Combinations of readings are particularly efficient, as are incident angles of rotation.
この様な第8図乃至第13図の例においては次のような
利点を有する。The examples of FIGS. 8 to 13 have the following advantages.
プリズム(15)(16)と支持器(48)間にクッション
材(81)又は(83)を介装することにより、試料(26)
の面とプリズム(15)(16)の面とが良くなじむ様にな
り、プリズム、装置の他、試料(26)側の原因で生ずる
プリズムと試料面の非平行による結合効率の低下や、結
合不良が解消し、また試料(26)の破損が防止され、確
実な結合が得られる。従って、測定が容易になり、その
他、装置の厳密な精度をゆるめることができ光学作製が
容易となる。また試料(26)の平行度作製を容易にし
て、あるいは測定試料採用の精度範囲を広めることがで
きる。また、支持器(48)を開放型に形成できるため、
この場合には測定の結合の具合の観察が見やすくなりさ
らに無用な反射が少なく測定品質が向上する。By interposing a cushion material (81) or (83) between the prisms (15) (16) and the support (48), the sample (26)
Of the prism (15) (16) and the surface of the prism (15) and (16) are well compatible with each other. The defect is eliminated, and the sample (26) is prevented from being damaged, so that a secure connection can be obtained. Therefore, the measurement is facilitated, and the strict accuracy of the apparatus can be relaxed, so that the optical fabrication is facilitated. Further, the production of the parallelism of the sample (26) can be facilitated, or the accuracy range of adopting the measurement sample can be widened. Also, since the support (48) can be formed in an open type,
In this case, observation of the degree of measurement coupling is easy to see, and further, unnecessary reflection is reduced and measurement quality is improved.
プリズム移動手段(87)により、カップルインプリズ
ム(15)に対し、カップルアウトプリズム(16)の移
動、即ちガタの少ない微小な間隔移動、試料面との平行
移動が可能となり、且つ試料に対するギャップ調整の垂
直度の維持が可能となる。特に測定位置へ間隔変化毎の
結合具合の再調整から開放されることになり測定の再現
性が向上する。その他、光吸収測定等の測定時間を著し
く短縮できる。By the prism moving means (87), the couple-out prism (16) can be moved relative to the couple-in prism (15), that is, a small gap movement with little play, a parallel movement with the sample surface, and a gap adjustment with respect to the sample. Can be maintained. In particular, the measurement position is released from readjustment of the degree of coupling for each change in interval, thereby improving the reproducibility of measurement. In addition, the measurement time for light absorption measurement and the like can be significantly reduced.
カップルインプリズム及びカップルアウトプリズム間
の間隔距離の微小寸法の測長手段が備えられていること
により、必要間隔を厳密に、また誰でもすぐ設定するこ
とができ、測定の精度が向上し、再現性も高く、効率的
な測定が可能となる。Equipped with length measuring means for minute dimensions of the distance between the couple-in and couple-out prisms, anyone can set the required distance strictly and immediately, improving measurement accuracy and reproducing The efficiency is high and efficient measurement is possible.
第14図乃至第17図は、本発明の実施例である。なお、
第11図乃至第13図に対応する部分は同一符号を付して重
複説明を省略する。14 to 17 show an embodiment of the present invention. In addition,
Parts corresponding to FIGS. 11 to 13 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
光結合効率はプリズムと試料の接触具合によって決ま
るので、ギャップ調整装置とフレキシブル支持器によっ
て一定の向上が得られている。しかし、より厳密にはプ
リズム面に対応する試料の面積内の面精度(凹凸)に対
しても対応できることが望ましい。本実施例はこの点を
さらに改善したものである。Since the optical coupling efficiency is determined by the degree of contact between the prism and the sample, a certain improvement is obtained by the gap adjusting device and the flexible support. However, more strictly, it is desirable to be able to cope with surface accuracy (irregularity) within the area of the sample corresponding to the prism surface. This embodiment further improves this point.
第14図乃至第17図においては、試料保持台(31)の背
面側に試料(26)を背面よりプリズム(15)(16)側に
押し付ける押し棒(100)を備えた試料背面押し付け装
置(101)〔(101A)(101B)〕が設けられる。In FIGS. 14 to 17, on the back side of the sample holding table (31), a sample back pressing device (see FIG. 14) having a push rod (100) for pressing the sample (26) from the back to the prisms (15) and (16). 101) [(101A) (101B)] are provided.
試料(26)を背面よりプリズム(15)(16)の最適ポ
イントに押し付ける押し棒(100)としては、例えば第1
8図に示すように直径2mmの棒体の先端を球面R2とした押
し棒或は、第19図A及びBに示すように棒体の先端を12
0゜のくさび状とし当り面がほぼ垂直線となる押し棒を
用いることができる。第18図に示す滑らかな球面として
押し付けが穏やかな点となる押し棒(100)は、比較的
厳密に最適ポイントに接触の集中加重を得ることができ
る。又、第19図A及びBに示す押し棒(100)はプリズ
ム全高さに渡って接触線を得ることができる。これら押
し棒(100)は試料(26)の状況によって交換使い分け
出来る様に押し棒ホルダ(102)に取付けられる。押し
棒(100)は押し棒ホルダ(102)に形成したV溝に嵌合
され、押し棒(100)及びV溝中の貫通孔に挿通したク
ランプロッド(103)を反対側よりナットで締付けるこ
とにより固定される。押し棒ホルダ(102)のV溝は押
し棒(100)をプリズム中心の高さ(レーザビームレベ
ル)に常に維持するためのものである。試料背面押し付
け機構は、押し棒ホルダ(102)以外はギャップ調整装
置(32)と同じ構成である。即ち、押し棒ホルダ(10
2)を一体に構成したスライダー(104)が設けられ、こ
のスライダー(104)がテーブル(5)と平行にかつ試
料(26)及びプリズム(15)(16)との接触面に垂直に
延長したガイド部(105)に摺動可能に係合される。ス
ライダー(104)とガイド部(105)の係合は高精度で滑
らかに調整したあり溝構造が採用される。スライダー
(104)には精密ナットが形成され、この精密ナットに
リードスクリュー(107)が螺入される。このリードス
クリュー(107)はガイド部(105)上に植立したホルダ
(108)に回動自在に保持される。(109)はリードスク
リュー(107)の端部に設けられたつまみである。従っ
て、このつまみ(109)を回すことによりリードスクリ
ュー(107)が回転してスライダー(104)を試料(26)
に向かう方向に移動させる。リードスクリュー(107)
のつまみ(109)には目盛が付され、ホルダ(108)には
バーニアが付され、この目盛とバーニアにより微小送り
量が判る。As the push rod (100) for pressing the sample (26) from the back to the optimal point of the prisms (15) and (16), for example,
8 or pushrod tip of the rod having a diameter of 2mm was spherical R 2 as shown in FIG, the tip of the rod as shown in Figure 19 A and B 12
A push rod having a wedge shape of 0 ° and having a substantially vertical contact surface can be used. The push rod (100) shown in FIG. 18 and having a gentle pressing point as a smooth spherical surface can obtain a concentrated load of contact at the optimum point relatively strictly. Further, the push rod (100) shown in FIGS. 19A and B can obtain a contact line over the entire height of the prism. These push rods (100) are attached to the push rod holder (102) so that they can be exchanged and used depending on the condition of the sample (26). The push rod (100) is fitted into the V-groove formed in the push rod holder (102), and the clamp rod (103) inserted through the through-hole in the push rod (100) and the V-groove is tightened with a nut from the opposite side. Is fixed by The V-groove of the push rod holder (102) is for always keeping the push rod (100) at the height of the center of the prism (laser beam level). The sample back pressing mechanism has the same configuration as the gap adjusting device (32) except for the push rod holder (102). That is, the push rod holder (10
A slider (104) integrally formed with 2) is provided, and the slider (104) extends parallel to the table (5) and perpendicular to the contact surface with the sample (26) and the prisms (15) and (16). It is slidably engaged with the guide portion (105). The engagement between the slider (104) and the guide portion (105) is adjusted smoothly and precisely with a dovetail structure. A precision nut is formed on the slider (104), and a lead screw (107) is screwed into the precision nut. The lead screw (107) is rotatably held by a holder (108) erected on the guide portion (105). (109) is a knob provided at the end of the lead screw (107). Therefore, turning the knob (109) rotates the lead screw (107) to move the slider (104) to the sample (26).
Move in the direction toward. Lead screw (107)
The knob (109) is provided with a scale, the holder (108) is provided with a vernier, and the fine feed amount can be determined by the scale and the vernier.
試料背面押し付け装置(101A)及び(101B)は夫々カ
ップルインプリズム(15)用及びカップルアウトプリズ
ム(16)用に設けられる。この場合、カップルアウトプ
リズム(16)のプリズム移動手段(87)によって両プリ
ズム(15)及び(16)間の間隔が狭まったときにも押し
付けを可能にするために、互いの押し棒(100)を接近
できる様に夫々の押し棒(100)は対応するホルダ(10
2)の相対向する側面に取付けられる。即ち、両試料背
面押し付け装置(101A)(101B)は互いに左右対称の構
造に形成される。The sample back pressing devices (101A) and (101B) are provided for the couple-in prism (15) and the couple-out prism (16), respectively. In this case, in order to enable pressing even when the distance between the prisms (15) and (16) is reduced by the prism moving means (87) of the couple-out prism (16), the push rods (100) of each other are used. Each push rod (100) has a corresponding holder (10
2) Mounted on opposite sides. That is, the sample back pressing devices (101A) and (101B) are formed in a symmetrical structure.
そして、両試料背面押し付け装置(101A)(101B)に
はプリズム(15)及び(16)間の間隔可変に応じて即ち
プリズムの移動に追従して移動調整できるように移動調
整手段(110A)(110B)が設けられる。ここでカップル
インプリズム(15)は基準となるために固定であるが、
カップルインプリズム(15)に対応する第1の試料背面
押し付け装置(101A)としては押し棒(100)を結合効
率の高いプリズム底面の直角コーナC付近の最適な位置
に調整する必要があるために移動可能となすものであ
る。そして、第1の試料背面押し付け装置(101A)の移
動調整手段(110A)と、間隔可変するカップルアウトプ
リズム(16)に追従できる第2の試料背面押し付け装置
(101B)の移動調整手段(110B)は、夫々前述のカップ
ルアウトプリズム(16)、プリズム移動手段(87)と同
様機能で構成される。即ちテーブル(45)上にテーブル
(45)に平行で試料(26)の長手方向に平行する共通の
ガイド部(111)が設けられ、このガイド部(111)に第
1及び第2の試料背面押し付け装置(101A)及び(101
B)を夫々一体に取付けたスライダー(112)が係合され
る。このガイド部(111)とスライダー(112)は高精度
で確実かつ滑らかに摺動しうるあり溝構造により構成さ
れる。ガイド部(111)にはラック(113)が配され、ま
た夫々のスライダー(112)にはラック(113)に係合す
るピニオン(図示せず)が配され、ピニオンのつまみ
(114)を回すことにより移動するように構成される。
なおテーブル(45)の端面に目盛を付し、スライダー
(112)にはバーニアを付してプリズム移動手段(87)
の移動に対応するようになされる。一方、試料保持台
(31)には、カップルインプリズム(15)からのカップ
ルアウトプリズム(16)の最大移動間隔に渡って例えば
2mmφの押し棒(100)を挿通する長孔(例えば2.5mm×2
5mm)(62)が設けられる。Then, the movement adjustment means (110A) (110A) ( 110B) is provided. Here, the couple-in prism (15) is fixed to serve as a reference,
As the first sample back pressing device (101A) corresponding to the couple-in prism (15), it is necessary to adjust the push rod (100) to the optimum position near the right angle corner C on the bottom of the prism with high coupling efficiency. It can be moved. Then, the movement adjusting means (110A) of the first sample back surface pressing device (101A) and the movement adjusting device (110B) of the second sample back surface pressing device (101B) which can follow the couple-out prism (16) whose distance can be varied. Have the same functions as the aforementioned couple-out prism (16) and prism moving means (87), respectively. That is, a common guide section (111) is provided on the table (45) and parallel to the table (45) and parallel to the longitudinal direction of the sample (26), and the guide section (111) has a first and a second sample back surface. Pressing device (101A) and (101
The sliders (112) to which B) are integrally attached are engaged. The guide portion (111) and the slider (112) are formed by a dovetail structure which can slide with high accuracy and certainty. A rack (113) is arranged on the guide portion (111), and a pinion (not shown) that engages with the rack (113) is arranged on each slider (112), and the pinion knob (114) is turned. It is configured to move.
A scale is attached to the end face of the table (45), a vernier is attached to the slider (112), and the prism moving means (87) is attached.
It is made to correspond to the movement of. On the other hand, the sample holder (31) has, for example, a maximum distance between the couple-in prism (15) and the couple-out prism (16).
A long hole (for example, 2.5 mm x 2) through which a push rod (100) of 2 mmφ is inserted
5mm) (62).
又、カップルインプリズム(15)とカップルアウトプ
リズム(16)においては、第20図に示すようにその夫々
のプリズム(15)(16)とその支持器(48)の背(11
6)が面一となるように構成される。In the case of the couple-in prism (15) and couple-out prism (16), as shown in FIG. 20, the respective prisms (15) and (16) and the back (11) of the support (48) are provided.
6) is configured to be flush.
第14図乃至第17図の実施例によれば試料背面押し付け
装置(101A)(101B)によって試料(26)を背面からプ
リズム(15)(16)に押し付けることにより、接触を阻
害する例えば試料(26)の面の小さなうねりに対しても
確実な光結合を可能とし、更に結合効率を高めることが
できる。According to the embodiment shown in FIGS. 14 to 17, the sample (26) is pressed against the prisms (15) and (16) from the back by the sample back pressing devices (101A) and (101B), so that the sample ( 26) It is possible to perform reliable optical coupling even for small undulations on the surface, and further increase the coupling efficiency.
また押し棒ホルダ(102)によって測定に最適な押し
棒(100)を選択交換でき、試料(26)の測定可能条件
幅が広くなる。Further, the push rod (100) optimal for the measurement can be selectively exchanged by the push rod holder (102), and the measurable condition width of the sample (26) is widened.
試料背面押し付け機構によって試料(26)とプリズム
(15)(16)への垂直押しが保証され、横ずれ、その他
の歪みを生じる事なく、簡便に良好な接触具合に調整で
きる。The vertical pressing of the sample (26) and the prisms (15) and (16) is guaranteed by the sample back pressing mechanism, and the contact can be easily adjusted to a good contact state without causing lateral displacement and other distortion.
また移動調整手段(110A)(110B)の移動長の読み取
りによって再現性が向上する。Further, the reproducibility is improved by reading the movement length of the movement adjusting means (110A) (110B).
移動調整手段(110A)(110B)により試料(26)に平
行ないずれの位置でも試料背面押し付け装置(101A)
(101B)の垂直押しが保証され、押し付け位置をカプル
インプリズムとの係合効率の高い最適位置にするよう調
整することが可能になる。The sample back pressing device (101A) at any position parallel to the sample (26) by the movement adjusting means (110A) (110B)
Vertical pressing of (101B) is guaranteed, and it is possible to adjust the pressing position to an optimum position where the engagement efficiency with the couple-in prism is high.
また移動調整手段(110B)によって移動するカップル
アウトプリズム(16)に対しても同様に追従移動出来
る。The follow-up movement can be similarly performed on the couple-out prism (16) moved by the movement adjusting means (110B).
また測長手段によって、合せ込みの対応が早く、再現
性も向上する。In addition, the length measuring means can quickly perform the matching and improve the reproducibility.
さらに、第20図に示すようにプリズム(15)(16)と
支持器(48)の背(116)が面一であるのでカップルイ
ンプリズム(15)とカップルアウトプリズム(16)とそ
の背(116)を接触させることにより両者間の間隔を0
とし、之よりカップルアウトプリズム(16)を移動させ
てその間隔を0から所定距離まで変化させることができ
る。Furthermore, as shown in FIG. 20, the prisms (15) and (16) and the back (116) of the support (48) are flush, so that the couple-in prism (15), the couple-out prism (16) and the back ( 116) to reduce the distance between the two
Then, by moving the couple-out prism (16), the interval can be changed from 0 to a predetermined distance.
尚、入射ビーム及び出射ビーム(130)が第23図に示
すような場合には、長孔(62)を有する試料保持台(3
1)として出射ビーム側の端部を曲げて形成してもよ
く、或は第24図に示すように試料保持台(31)を剛性材
にて作る共に長孔(62)を試料保持台(31)の出射側の
端部にまで達するように形成して構成することもでき
る。このような試料保持台(31)を用いれば出射ビーム
を良好に光検出器(14)に照射させることができる。When the input beam and the output beam (130) are as shown in FIG. 23, the sample holder (3) having the long hole (62) is used.
As 1), the end on the output beam side may be formed by bending, or as shown in FIG. 24, a sample holder (31) is made of a rigid material and a long hole (62) is formed in the sample holder ( It may be formed to reach the end on the emission side of 31). By using such a sample holder (31), the emitted beam can be satisfactorily applied to the photodetector (14).
上例においてはプリズム(15)(16)が試料(26)に
良くなじむクッション材(81)又は(83)を介挿した所
謂フレキシブル支持器を設けることにより結合効率の一
定の向上を可能とした。しかし、厳密には試料にプリズ
ムをなじませるときはクッション材を挟んでプリズム背
面と支持器のプリズム支持面には傾きが生じているの
で、当然垂直の押し付け力の分力が、クッション材のた
わみとしてプリズムの横ずれやツイスト等の作用ととも
に歪みの原因ともなる。また押し付け力が充分にクッシ
ョン材を押しつぶした時には、フレキシブル支持器の機
能は発揮できない等、クッション材を設けたフレキシブ
ル支持器は未だ不十分な所がある。In the above example, the so-called flexible support, in which the prisms (15) and (16) are fitted with the cushion material (81) or (83) that fits well into the sample (26), enables a certain improvement in the coupling efficiency. . However, strictly speaking, when the prism is blended into the sample, the back surface of the prism and the prism support surface of the support unit are inclined with the cushion material in between, so the component force of the vertical pressing force naturally causes the deflection of the cushion material. As a result, it becomes a cause of distortion along with the action of lateral displacement and twist of the prism. In addition, when the cushioning material is sufficiently crushed by the pressing force, the function of the flexible support cannot be exhibited, and the flexible support provided with the cushion is still insufficient.
一方、試料(26)に一定の測定条件(例えば温度等)
を付加する場合、その試料保持台(31)に押し棒(11
0)の貫通用長孔(62)を設ける事が不適切で試料背面
からの押し棒(100)による押し付けが出来ない場合も
ある。このときには、試料面にプリズムを良くなじませ
る機構で、かつ押し付け力の分力が影響しにくく、押し
付けの最適位置に荷重を集中する事のできる支持器が要
求される。On the other hand, certain measurement conditions (for example, temperature, etc.)
When adding a sample, push rod (11
In some cases, it is inappropriate to provide the through-hole (62) of (0), and it is not possible to press with the push rod (100) from the back of the sample. In this case, a support is required that has a mechanism that allows the prism to fit well on the sample surface and that is hardly affected by the component force of the pressing force, and that can concentrate the load on the optimum position of the pressing.
第21図及び第22図は、この様な点を改善した実施例で
ある。FIG. 21 and FIG. 22 show an embodiment in which such a point is improved.
本例では、ギャップ調整装置に付随してカップルイン
・アウト両プリズム(15)及び(16)を夫々支持する支
持器(48)として、テーブル(45)に水平で試料保持第
(31)に垂直なプリズム下支え面(120a)と、試料保持
台(31)にほぼ平行なプリズム背面押し付け面(120b)
を有する支持器を形成し、そのプリズム背面押し付け面
(120b)の所定位置即ちプリズム背部の押し付け用の平
面(47)のほぼ中心の位置に対応する所に比較的小径の
球状突起を設け、あるいは比較的小径の金属球を固定す
る等所謂球状部(121)を設ける。In this example, a support (48) supporting the couple-in / out prisms (15) and (16), respectively, is attached to the gap adjusting device and is horizontal to the table (45) and vertical to the sample holding part (31). Prism supporting surface (120a) and prism pressing surface (120b) almost parallel to sample holder (31)
And a relatively small-diameter spherical projection is provided at a position corresponding to a predetermined position of the prism back pressing surface (120b), that is, substantially at the center of the pressing plane (47) of the prism back, or A so-called spherical portion (121) for fixing a relatively small diameter metal ball is provided.
本例ではいずれも、プリズム背面を直接押すので球面
の面精度は高くする必要がある。実施例では高精度な直
径1〜2mmの鋼球(121A)を背面押し付け面(120b)の
凹所(122)内に埋め込み、0.25mmだけ、頭を出す様に
した。(123)は貫通孔であり、鋼球(121A)を接着固
定するに際してこの貫通孔(123)に例えばニードル等
を挿入して鋼球(121A)の突出寸法を制御する。又は鋼
球(121A)を交換するときは、貫通孔(123)にニード
ル等を挿入して鋼球(121A)を除去することができる。
この様にプリズム背面を球面で押す事によりプリズム
(15)(16)と試料(26)の面との接触具合の非平行を
補正する様、球面との接触点を支点としてあおり運動を
行う様になす。In each case, since the back of the prism is directly pressed, the surface accuracy of the spherical surface needs to be high. In the embodiment, a high-precision steel ball (121A) having a diameter of 1 to 2 mm is embedded in the recess (122) of the back pressing surface (120b), and the head is protruded by 0.25 mm. Reference numeral (123) denotes a through hole. When the steel ball (121A) is bonded and fixed, for example, a needle or the like is inserted into the through hole (123) to control the protrusion dimension of the steel ball (121A). Alternatively, when replacing the steel ball (121A), the steel ball (121A) can be removed by inserting a needle or the like into the through hole (123).
Pressing the back surface of the prism with the spherical surface in this way corrects the non-parallelism of the contact between the prisms (15) and (16) and the surface of the sample (26), and performs a tilting motion using the contact point with the spherical surface as a fulcrum. Make
その他、プリズム保持の為、支持器(18)の上端に薄
い板ばねクランプ(84)を設けて比較的軽くプリズム
(15)(16)を押さえるとともに、支持器(48)の側面
にはプリズムセット様の位置決め片(86)を設ける。こ
れにより、しなやかな保持がプリズム(15)(16)の試
料(26)との接触の運動に悪影響を与えることなく、ギ
ャップ調整装置(32)の移動にも安全な保持機構となっ
ている。In addition, a thin leaf spring clamp (84) is provided at the upper end of the support (18) to hold the prism, and the prisms (15) and (16) are pressed relatively lightly, and a prism set is set on the side of the support (48). The same positioning piece (86) is provided. Thus, the flexible holding mechanism does not adversely affect the movement of contact between the prisms (15) and (16) and the sample (26), and provides a safe holding mechanism for the movement of the gap adjusting device (32).
かくして、プリズム背部の押し付け用平面(47)のほ
ぼ中心を押す事により、安定、確実、最適な光結合が可
能となる。Thus, by pressing substantially the center of the pressing plane (47) on the back of the prism, stable, reliable, and optimal optical coupling can be achieved.
プリズム支持器(48)の押し付け面を金属球面とする
為、プリズム(15)(16)への押し付け力を充分に加え
ても金属球(121A)が押しつぶされる事は無く、大きな
押し付け力を加えてもプリズム(15)(16)を試料(2
6)にならわせる機能は充分に発揮できる。従って試料
(26)に一定の測定条件(例えば温度等)を付加する場
合、その試料保持台(31)に押し棒貫通の長孔(62)を
設ける事が不適切で背面からの押し棒の押し付けが出来
ない場合にも試料面にプリズム(15)(16)を良くなじ
ませる事ができる。又、支持器(48)として、プリズム
の側面が解放される所謂解放型に構成されるため、光結
合の具合の観察がし易い。更に、無用な反射が少なく測
定品質が向上する。Since the pressing surface of the prism support (48) is a metal spherical surface, even if a sufficient pressing force is applied to the prisms (15) and (16), the metal ball (121A) will not be crushed, and a large pressing force will be applied. Even prism (15) (16)
The function to follow 6) can be fully demonstrated. Therefore, when adding certain measurement conditions (for example, temperature, etc.) to the sample (26), it is inappropriate to provide a long hole (62) through the push rod in the sample holder (31) and the push rod from the back Even when the pressing cannot be performed, the prisms (15) and (16) can be adapted to the sample surface well. Further, since the support (48) is configured as a so-called open type in which the side surfaces of the prism are released, it is easy to observe the state of optical coupling. Further, measurement quality is improved with less unnecessary reflection.
上述せる本発明装置によれば簡便、迅速且つ高精度に
光導波路の特性(屈折率、厚み、伝搬損等)の評価を行
うことができる。従って、光導波路を利用した機能デバ
イスの開発に必要な光導波路の特性評価に適用して好適
ならしめるものである。According to the above-described device of the present invention, the characteristics (refractive index, thickness, propagation loss, etc.) of the optical waveguide can be easily, quickly, and accurately evaluated. Therefore, the present invention can be suitably applied to the evaluation of the characteristics of an optical waveguide required for the development of a functional device using the optical waveguide.
第1図は本発明による光導波路の測定装置の概略的な構
成図、第2図、第3図及び第4図は測定装置本体の一例
を示す正面図、平面図及び要部の側面図、第5図A及び
Bはプリズムと入射ビームの関係を示す説明図、第6図
は試料保持台の例を示す斜視図、第7図A及びBはプリ
ズム支持器の一例を示す平面よりみた断面図及び側面よ
りみた断面図、第8図はプリズム支持器の他例を示す平
面よりみた断面図、第9図及び第10図はプリズム支持器
のさらに他例を示す平面図及び側面図、第11図、第12図
及び第13図は測定装置本体の他例を示す要部の正面図、
平面図及び側面図、第14図、第15図、第16図及び第17図
は本発明に係る測定装置本体の一例を示す要部の正面
図、平面図、背面図及び側面図、第18図は押し棒の例を
示す正面図、第19図A及びBは押し棒の他例を示す平面
図及び正面図、第20図はプリズム支持器のさらに他例を
示す平面図、第21図及び第22図はプリズム支持器のさら
に他例を示す側面図及び平面図、第23図及び第24図は夫
々試料保持台の他例を示す断面図及び正面図、第25図は
プリズム結合法の原理的構成図である。 (11)は測定装置本体、(12)はレーザビーム出射装
置、(13)は光学系、(14)は光検出器、(15)(16)
はプリズム、(26)は光導波路試料、(31)は試料保持
台、(32)はギャップ調整装置、(48)はプリズム支持
器、(87)はプリズム移動手段、(101A)(101B)は試
料背面押し付け装置である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical waveguide measuring device according to the present invention, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4 are front views, plan views, and side views of essential parts of an example of a measuring device main body. 5A and 5B are explanatory views showing the relationship between a prism and an incident beam, FIG. 6 is a perspective view showing an example of a sample holder, and FIGS. 7A and B are cross sections as viewed from a plane showing an example of a prism holder. FIG. 8 is a cross-sectional view as viewed from a plane showing another example of the prism support. FIGS. 9 and 10 are plan and side views showing still another example of the prism support. 11, FIG. 12 and FIG. 13 are front views of main parts showing another example of the measuring device main body,
Plan view and side view, FIG. 14, FIG. 15, FIG. 16 and FIG. 17 are front view, plan view, rear view and side view of a main part showing an example of the measuring apparatus main body according to the present invention. FIG. 19 is a front view showing an example of a push rod, FIGS. 19A and B are plan views and front views showing other examples of the push rod, FIG. 20 is a plan view showing still another example of the prism support, and FIG. And FIG. 22 is a side view and a plan view showing still another example of the prism holder, FIGS. 23 and 24 are sectional views and a front view showing another example of the sample holder, respectively, and FIG. 25 is a prism coupling method. FIG. (11) is a measuring device main body, (12) is a laser beam emitting device, (13) is an optical system, (14) is a photodetector, (15) and (16)
Is a prism, (26) is an optical waveguide sample, (31) is a sample holder, (32) is a gap adjustment device, (48) is a prism holder, (87) is prism moving means, (101A) and (101B) are This is a sample back pressing device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01M 11/00 G02B 6/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01M 11/00 G02B 6/34
Claims (2)
配した試料に夫々を対接させるためのプリズム押圧手段
と、 プリズム移動手段と、 プリズムの移動に追従し試料を裏面からプリズムに圧接
する押圧手段とを有して成る光導波路の測定装置。1. A sample holder, first and second prisms, and prism pressing means for bringing a sample disposed between the sample holder and the first and second prisms into contact with each other. An optical waveguide measuring device comprising: a prism moving unit; and a pressing unit that follows the movement of the prism and presses the sample against the prism from the back surface.
て、 前記試料保持台に前記押圧手段が挿通するスリットを有
して成る光導波路の測定装置。2. The optical waveguide measuring device according to claim 1, wherein the sample holding table has a slit through which the pressing means is inserted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29660688A JP2890423B2 (en) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | Optical waveguide measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29660688A JP2890423B2 (en) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | Optical waveguide measuring device |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH02141640A JPH02141640A (en) | 1990-05-31 |
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ID=17835730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP29660688A Expired - Fee Related JP2890423B2 (en) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | Optical waveguide measuring device |
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JPH04278432A (en) * | 1991-02-28 | 1992-10-05 | Ind Technol Res Inst | Method and equipment for measuring transmission loss of optical waveguide |
MX2022006341A (en) * | 2019-12-09 | 2022-06-23 | Claudio Oliveira Egalon | Systems and methods of side illumination of waveguides. |
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1988
- 1988-11-24 JP JP29660688A patent/JP2890423B2/en not_active Expired - Fee Related
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