JP3289582B2 - 光部品精密位置決め方法 - Google Patents
光部品精密位置決め方法Info
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- JP3289582B2 JP3289582B2 JP30291295A JP30291295A JP3289582B2 JP 3289582 B2 JP3289582 B2 JP 3289582B2 JP 30291295 A JP30291295 A JP 30291295A JP 30291295 A JP30291295 A JP 30291295A JP 3289582 B2 JP3289582 B2 JP 3289582B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光通信・光
情報処理等に用いられる光モジュールの製造に関し、特
に構造中に不連続な屈折率分布を有する光部品の精密位
置決め方法に関するものである。
情報処理等に用いられる光モジュールの製造に関し、特
に構造中に不連続な屈折率分布を有する光部品の精密位
置決め方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信・光情報処理等に用いられる光モ
ジュールの製造には、光基板上に半導体レーザやフォト
ダイオードなどの光部品を所定の位置に固定することが
必要である。
ジュールの製造には、光基板上に半導体レーザやフォト
ダイオードなどの光部品を所定の位置に固定することが
必要である。
【０００３】光基板に用いられる光導波路構造は、光学
的に透明で屈折率が均一な分布を持つクラッドと呼ばれ
る部分の中に、コアと呼ばれるクラッドよりもわずかに
屈折率の高い部分が存在し、このコア中をほとんどの光
パワーが通るようになっている。
的に透明で屈折率が均一な分布を持つクラッドと呼ばれ
る部分の中に、コアと呼ばれるクラッドよりもわずかに
屈折率の高い部分が存在し、このコア中をほとんどの光
パワーが通るようになっている。
【０００４】導波路構造を持つ光部品や光基板などの光
モジュールの構成要素同士の光結合を効率的に行うに
は、このコア同士を精密に突き合わせることが必要であ
る。光部品を光基板上に搭載する場合、光信号の損失や
クロストークなどを実用的なレベルに低減させるために
は部品の相互の位置には１μｍ以下の極めて高い精度が
要求されている。
モジュールの構成要素同士の光結合を効率的に行うに
は、このコア同士を精密に突き合わせることが必要であ
る。光部品を光基板上に搭載する場合、光信号の損失や
クロストークなどを実用的なレベルに低減させるために
は部品の相互の位置には１μｍ以下の極めて高い精度が
要求されている。
【０００５】このため、従来は光部品および光部品を固
定する光基板との位置決めには、コアなどに対して正確
な位置関係を保つように金属の薄膜などにより光を反射
あるいは遮蔽するマーカを設け、位置決めはこのマーカ
により反射された光あるいはマーカにより光路が遮蔽さ
れた結果生じる陰影等を光学的な手法で観察し、位置基
準として用いる方法がとられてきた。
定する光基板との位置決めには、コアなどに対して正確
な位置関係を保つように金属の薄膜などにより光を反射
あるいは遮蔽するマーカを設け、位置決めはこのマーカ
により反射された光あるいはマーカにより光路が遮蔽さ
れた結果生じる陰影等を光学的な手法で観察し、位置基
準として用いる方法がとられてきた。
【０００６】従来の光部品精密位置決めに用いられた方
法を図３に示す。即ち、光回路基板１には位置決め用マ
ーカ２があり、搭載しようとする光部品３には、マーカ
２に対応するマーカ４がある。光基板のコア５と光部品
のコア６はその端面を高い精度の位置と角度で対向する
ように付き合わせる必要がある。
法を図３に示す。即ち、光回路基板１には位置決め用マ
ーカ２があり、搭載しようとする光部品３には、マーカ
２に対応するマーカ４がある。光基板のコア５と光部品
のコア６はその端面を高い精度の位置と角度で対向する
ように付き合わせる必要がある。
【０００７】コア５とコア６は、光源７と集光レンズ８
により照明されたマーカ２とマーカ４の位置を、観察装
置９により観察する。マーカ２とマーカ４はそれぞれコ
ア５とコア６に対して、既知の位置関係を高精度で保っ
ている必要がある。
により照明されたマーカ２とマーカ４の位置を、観察装
置９により観察する。マーカ２とマーカ４はそれぞれコ
ア５とコア６に対して、既知の位置関係を高精度で保っ
ている必要がある。
【０００８】観察装置９から得られるマーカ２とマーカ
４の位置情報を含む画像信号を制御装置１０で解析し、
この画像信号に基づきマニピュレータ１１により光部品
３を適正な位置に移動することで、コア５，６とマーカ
２，４を一致させる。
４の位置情報を含む画像信号を制御装置１０で解析し、
この画像信号に基づきマニピュレータ１１により光部品
３を適正な位置に移動することで、コア５，６とマーカ
２，４を一致させる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述した光の反射ある
いは遮蔽を行うマーカを用いる方法では、光部品や光基
板上にマーカを設ける工程が必要となる。ところが、位
置決めを行うべき光導波路のコア部分やレーザダイオー
ドの活性層などとは異なる製造工程でマーカを製造する
ため、マーカと光導波路のコア部分やレーザダイオード
の活性層等との位置関係に発生する誤差を完全に解消す
るのは困難である。
いは遮蔽を行うマーカを用いる方法では、光部品や光基
板上にマーカを設ける工程が必要となる。ところが、位
置決めを行うべき光導波路のコア部分やレーザダイオー
ドの活性層などとは異なる製造工程でマーカを製造する
ため、マーカと光導波路のコア部分やレーザダイオード
の活性層等との位置関係に発生する誤差を完全に解消す
るのは困難である。
【００１０】また、金属膜等で精密な位置決めを行うた
めには、観察装置のフォーカスを完全に合わせる必要が
あり、フォーカスのズレが発生すると観察装置で得られ
る画像信号中のマーカが不鮮明となり、位置決めに誤差
が発生する。
めには、観察装置のフォーカスを完全に合わせる必要が
あり、フォーカスのズレが発生すると観察装置で得られ
る画像信号中のマーカが不鮮明となり、位置決めに誤差
が発生する。
【００１１】また完成製品の動作には直接寄与しないマ
ーカを設ける工程は、この工程が増加した分だけの製造
コストの増加を招いている。本発明は上記の事情に鑑み
てなされたもので、その目的は光部品中の製造自体を直
接観察することにより位置決めを行うことで、光部品お
よび光モジュールの製造コストを下げるとともに、より
高性能な光モジュールを製造することの出来る光部品精
密位置決め方法を提供することである。
ーカを設ける工程は、この工程が増加した分だけの製造
コストの増加を招いている。本発明は上記の事情に鑑み
てなされたもので、その目的は光部品中の製造自体を直
接観察することにより位置決めを行うことで、光部品お
よび光モジュールの製造コストを下げるとともに、より
高性能な光モジュールを製造することの出来る光部品精
密位置決め方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、構造中に不連続な屈折率分布を有する光部
品の位置決め方法において、光源からの光を前記光部品
に照射し、前記光部品の構造中の不連続な屈折率分布の
境界に生じる光の干渉縞を観察装置で観察し、前記光の
干渉縞を位置基準として前記光部品の位置合わせを行う
ことを特徴とする。
に本発明は、構造中に不連続な屈折率分布を有する光部
品の位置決め方法において、光源からの光を前記光部品
に照射し、前記光部品の構造中の不連続な屈折率分布の
境界に生じる光の干渉縞を観察装置で観察し、前記光の
干渉縞を位置基準として前記光部品の位置合わせを行う
ことを特徴とする。
【００１３】上記方法によれば、構造中に不連続な屈折
率分布を有する光部品の位置決めにおいて、部品の構造
中の不連続な屈折率分布の境界に生じる光の干渉縞を位
置基準として用いて光部品の精密位置決めを行うこと
で、位置決め用のマーカを有しない光部品の精密位置決
めを行うことを可能とし、マーカの製造誤差に起因する
位置決め誤差を発生させない。また、屈折率分布の境界
に生じる光の干渉縞は厳密なフォーカス合わせを行うこ
となく観察可能である。
率分布を有する光部品の位置決めにおいて、部品の構造
中の不連続な屈折率分布の境界に生じる光の干渉縞を位
置基準として用いて光部品の精密位置決めを行うこと
で、位置決め用のマーカを有しない光部品の精密位置決
めを行うことを可能とし、マーカの製造誤差に起因する
位置決め誤差を発生させない。また、屈折率分布の境界
に生じる光の干渉縞は厳密なフォーカス合わせを行うこ
となく観察可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態
例を示す構成説明図である。即ち、光回路基板２１とこ
れに搭載しようとする光部品２２には、それぞれ導波路
構造のコア相当部分２３，２４が存在する。
の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態
例を示す構成説明図である。即ち、光回路基板２１とこ
れに搭載しようとする光部品２２には、それぞれ導波路
構造のコア相当部分２３，２４が存在する。
【００１５】現在よく使われる光回路基板２１は厚さ１
ｍｍ程度のシリコン基板上にＳｉＯ2 の導波路が形成さ
れている。これらは光源２５と集光レンズ２６で照明さ
れ、観察装置２７でその様子を観察する。
ｍｍ程度のシリコン基板上にＳｉＯ2 の導波路が形成さ
れている。これらは光源２５と集光レンズ２６で照明さ
れ、観察装置２７でその様子を観察する。
【００１６】このとき、光部品２２は半導体素子が用い
られることが多く、また前述のようにシリコン基板上に
導波路が形成されているため、照明用の光源２５は近赤
外光を使用するのが適切であり、観察装置２７もまた近
赤外光領域で感度のある物を用いるのが適切である。
られることが多く、また前述のようにシリコン基板上に
導波路が形成されているため、照明用の光源２５は近赤
外光を使用するのが適切であり、観察装置２７もまた近
赤外光領域で感度のある物を用いるのが適切である。
【００１７】光回路基板２１に用いられる光導波路構造
は、光学的に透明で屈折率が均一な分布を持つクラッド
と呼ばれる部分の中に、コアと呼ばれるクラッドよりも
わずかに屈折率の高い部分が存在し、このコア中をほと
んどの光パワーが通るようになっている。
は、光学的に透明で屈折率が均一な分布を持つクラッド
と呼ばれる部分の中に、コアと呼ばれるクラッドよりも
わずかに屈折率の高い部分が存在し、このコア中をほと
んどの光パワーが通るようになっている。
【００１８】不連続な屈折率分布の境界に生じる光の干
渉縞はベッケ線と呼ばれるが、導波路構造のコアとクラ
ッドの間にもベッケ線が観察される。ベッケ線は観察装
置２７の光学的な焦点位置が不連続な屈折率分布の境界
と光軸方向で完全に一致するときは消失する性質があ
り、本実施形態例の場合でも観察装置２７の焦点位置と
コア相当部分２３とコア相当部分２４の位置に対して、
数μｍから数十μｍ程度ずらせる必要があるが、このズ
レは光軸と垂直な面内の観察の精度には大きな影響を与
えないため焦点位置合せには厳密さを要求しない。
渉縞はベッケ線と呼ばれるが、導波路構造のコアとクラ
ッドの間にもベッケ線が観察される。ベッケ線は観察装
置２７の光学的な焦点位置が不連続な屈折率分布の境界
と光軸方向で完全に一致するときは消失する性質があ
り、本実施形態例の場合でも観察装置２７の焦点位置と
コア相当部分２３とコア相当部分２４の位置に対して、
数μｍから数十μｍ程度ずらせる必要があるが、このズ
レは光軸と垂直な面内の観察の精度には大きな影響を与
えないため焦点位置合せには厳密さを要求しない。
【００１９】もちろん、ズレの程度が変わると観察され
るベッケ線の様子は変わるが、ベッケ線と不連続な屈折
率分布の境界は常に相似な関係を保ち、補正が可能であ
るからである。
るベッケ線の様子は変わるが、ベッケ線と不連続な屈折
率分布の境界は常に相似な関係を保ち、補正が可能であ
るからである。
【００２０】こうして観察されたベッケ線はコア相当部
分２３、コア相当部分２４に対して平行な明暗の縞模様
を持つ。この様子を図２に示す。図２において、３１は
コア、３２，３３はそれぞれベッケ線の縞模様である
が、干渉縞の強度や位置は各種の条件により大きく変わ
り、図は模式的な位置関係を示しているに過ぎない。白
熱電球を用いて照明した場合、光源の可干渉性が低いた
めに干渉縞のうち最も屈折率の境界に近いところに位置
する一対の明暗の線だけが明瞭に観察され、その他の干
渉縞はほとんど観察されない。
分２３、コア相当部分２４に対して平行な明暗の縞模様
を持つ。この様子を図２に示す。図２において、３１は
コア、３２，３３はそれぞれベッケ線の縞模様である
が、干渉縞の強度や位置は各種の条件により大きく変わ
り、図は模式的な位置関係を示しているに過ぎない。白
熱電球を用いて照明した場合、光源の可干渉性が低いた
めに干渉縞のうち最も屈折率の境界に近いところに位置
する一対の明暗の線だけが明瞭に観察され、その他の干
渉縞はほとんど観察されない。
【００２１】この画像を制御装置２８で画像解析を行い
干渉縞の存在する位置に関する情報を算出し、これに従
ってマニピュレータ２９を動作させ、光部品２２を光回
路基板２１上の適正な位置に移動する。
干渉縞の存在する位置に関する情報を算出し、これに従
ってマニピュレータ２９を動作させ、光部品２２を光回
路基板２１上の適正な位置に移動する。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、構造
中に不連続な屈折率分布を有する光部品の位置決めにお
いて、部品の構造中の不連続な屈折率分布の境界に生じ
る光の干渉縞を位置基準として用いて光部品の精密位置
決めを行うことで、位置決め用のマーカを有しない光部
品の１μｍ以下の精密位置決めを行うことを可能とし、
マーカの製造誤差に起因する位置決め誤差およびマーカ
観察装置のフォーカスずれに起因する誤差を発生させな
いことで、高精度の位置決めを行うことが出来、光モジ
ュールの性能の向上と製造時の歩留まりを向上させる。
また、マーカを作成する必要がないため、部品の製造コ
ストの低下をはかることが出来る。
中に不連続な屈折率分布を有する光部品の位置決めにお
いて、部品の構造中の不連続な屈折率分布の境界に生じ
る光の干渉縞を位置基準として用いて光部品の精密位置
決めを行うことで、位置決め用のマーカを有しない光部
品の１μｍ以下の精密位置決めを行うことを可能とし、
マーカの製造誤差に起因する位置決め誤差およびマーカ
観察装置のフォーカスずれに起因する誤差を発生させな
いことで、高精度の位置決めを行うことが出来、光モジ
ュールの性能の向上と製造時の歩留まりを向上させる。
また、マーカを作成する必要がないため、部品の製造コ
ストの低下をはかることが出来る。
【図１】本発明の一実施形態例を示す模式的構成説明図
である。
である。
【図２】本発明に係るベッケ線と不連続な屈折率分布の
境界の位置関係を示す模式的構成説明図である。
境界の位置関係を示す模式的構成説明図である。
【図３】従来の光部品位置決め方法を示す模式的構成説
明図である。
明図である。
１…光回路基板、２…位置決め用マーカ、３…搭載しよ
うとする光部品、４…マーカ２に対応するマーカ、５…
光基板のコア、６…光部品のコア、７…光源、８…集光
レンズ、９…観察装置、１０…制御装置、１１…マニピ
ュレータ、２１…光回路基板、２２…光回路基板に搭載
しようとする光部品、２３…光回路基板の導波路構造の
コア相当部分、２４…導波路構造のコア相当部分、２５
…光源、２６…集光レンズ、２７…観察装置、２８…制
御装置、２９…マニピュレータ、３１…コア、３２，３
３…それぞれベッケ線の縞模様。
うとする光部品、４…マーカ２に対応するマーカ、５…
光基板のコア、６…光部品のコア、７…光源、８…集光
レンズ、９…観察装置、１０…制御装置、１１…マニピ
ュレータ、２１…光回路基板、２２…光回路基板に搭載
しようとする光部品、２３…光回路基板の導波路構造の
コア相当部分、２４…導波路構造のコア相当部分、２５
…光源、２６…集光レンズ、２７…観察装置、２８…制
御装置、２９…マニピュレータ、３１…コア、３２，３
３…それぞれベッケ線の縞模様。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−160007（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−19810（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−197905（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】 構造中に不連続な屈折率分布を有する光
部品の位置決め方法において、光源からの光を前記光部
品に照射し、前記光部品の構造中の不連続な屈折率分布
の境界に生じる光の干渉縞を観察装置で観察し、前記光
の干渉縞を位置基準として前記光部品の位置合わせを行
うことを特徴とする光部品精密位置決め方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30291295A JP3289582B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 光部品精密位置決め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30291295A JP3289582B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 光部品精密位置決め方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145317A JPH09145317A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3289582B2 true JP3289582B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=17914616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30291295A Expired - Fee Related JP3289582B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 光部品精密位置決め方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289582B2 (ja) |
-
1995
- 1995-11-21 JP JP30291295A patent/JP3289582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09145317A (ja) | 1997-06-06 |
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