JP3309363B2

JP3309363B2 - 光導波路・光ファイバ接続方法および接続装置

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Publication number: JP3309363B2
Application number: JP03886294A
Authority: JP
Inventors: 彰森中; 泰介小口; 廣明花房; 範夫高戸; 和憲千田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 2002-07-29
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: JPH07248427A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信や光セ
ンサシステムで使用される光部品を構成する光導波路と
光ファイバとの接続方法および接続装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、信号光を分配したり、スイッチン
グ等の処理を行う機能を持つ平面光導波路デバイスの適
用領域が拡大しつつある。しかし、現行の光ファイバを
用いた通信系において、上述した平面光導波路の機能を
利用するためには、光ファイバとのインタフェース（入
出力）部を構成する必要がある。

【０００３】従来、この入出力部は平面に一直線上に配
列したファイバ・アレイ・ブロックと導波路端面との位
置合わせによって構成されていた。この位置合わせ工程
を調芯実装工程と呼び、その調芯実装装置の概念的概略
を図８に、また、調芯実装工程の従来のフロー図を図９
に示す。

【０００４】図８中、２１は平面光導波回路、２２は平
面導波回路のコア端面、２３は接続用光ファイバ・アレ
イ・ブロック、２４は出力モニタあるいは光入力用光フ
ァイバ・アレイ・ブロックであり、ｘ，ｙ，ｚは光ファ
イバ・アレイ・ブロック２３の並進座標軸、α，β，γ
は光ファイバ・アレイ・ブロック２３の回転座標軸をそ
れぞれ示す。かかる装置において多芯の光ファイバ・ア
レイ・ブロック２３を実装するには、図９に示すよう
に、まず、被接続部品である平面導波回路２２および光
ファイバ・アレイ・ブロック２３を調芯実装装置にセッ
トし（ステップＳ−１１０）、光ファイバ・アレイ・ブ
ロック２３の回転座標軸α，β，γを合わせ（ステップ
Ｓ−１１１）、さらに光ファイバ・アレイ・ブロック２
３の並進座標軸ｘ，ｙ，ｚを合わせる（ステップＳ−１
１２）。ここで、１個所の出力をモニタしながら（ステ
ップＳ−１１３）、光ファイバ・アレイ・ブロック２３
の並進座標軸ｘ，ｙ，ｚを微動させるピークサーチ動作
を行い（ステップＳ−１１４）、最大出力を記録するよ
うにする（ステップＳ−１１５）。次に、多ポートをモ
ニタする（ステップＳ−１１６）。さらに、必要なポー
トは測定済みかどうかを判断して（ステップＳ−１１
７）、測定してない場合にはステップＳ−１１６を繰り
返す。そして、全てのポートが測定済みの場合には各ポ
ートの出力値が妥当かどうかを判断する（ステップＳ−
１１８）。ここで、各ポートの出力値が妥当でない場合
には角度ずれが大かどうかを判断し（ステップＳ−１１
９）、角度ずれが大の場合にはステップＳ−１１１に戻
り、角度ずれが大でない場合にはステップＳ−１１２に
戻る。そして、各ポートの出力値が妥当になった後、接
続を行い、平面導波回路２２と光ファイバ・アレイ・ブ
ロック２３とを接続し（ステップＳ−１２０）、接続済
み部品を取り外す（ステップＳ−１２１）。

【０００５】かかる実装工程において、ステップＳ−１
１７〜Ｓ−１１９の各判断項目（中、ひし型で示す）の
判定論理には様々な論理が用いられている。例えば必要
ポート数は実装する光ファイバ・アレイ・ブロックのフ
ァイバポート数（ｎ＝１〜３２）が代入され、ステップ
Ｓ−１１８の〈各ポート出力値は妥当か？〉の項目に
は、光ファイバ・アレイ・ブロック２３の両端ポートの
出力値の差が最小（ｍｉｎ）であるか？等の論理が用い
られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図９のフローが全て人
手によって進行するものであれ、電子計算機等で自動化
されるものであれ、かかる手順は所要時間が長いので、
部品の接続を効率よく行うために、この短縮化が待ち望
まれていた。また、接続作業を短縮化するために図８で
示される平面導波回路２２の両側に接続する光ファイバ
・アレイ・ブロックを同時に調芯する装置も提案されて
いるが工程フローは図９と同様で望ましい最適化は図れ
なかった。

【０００７】本発明の目的は、このような事情に鑑み、
以上述べた従来の平面光導波路への光ファイバ接続工程
において繁雑な調芯繰り返し作業を簡略化して調芯作業
時間を大幅に短縮化する接続方法のおよびそれを応用し
た実接続装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の態様は、単数あるいは複数の光ファイバを備
えた光ファイバ・アレイ・ブロックと平面光導波路チッ
プとを接続し固定する光導波路・光ファイバ接続方法に
おいて、予め測定された、前記光ファイバ・アレイ・ブ
ロックのファイバコア位置の配列データおよび前記平面
光導波路チップの光導波路コア位置の配列データを基
に、計算機上で接続工程を模擬動作し、得られた模擬的
な位置合わせ結果から各ポートの光損失計算値を求める
工程と、当該光損失計算値を比較して、なるべく間隔が
開いており、かつ、接続損失の小さな２つのポートを調
芯用ポートとして選択する工程と、実装装置を用い、前
記調芯用ポートの出力をモニタして前記光ファイバ・ア
レイ・ブロックと前記平面光導波路チップとの位置合わ
せを行ない、その結果に基づいて全てのポートの光損失
を測定する工程と、当該測定で得られた各ポートの光損
失と、前記各ポートの光損失計算値とを比較する工程と
を備えることを特徴とする。

【０００９】本発明の第２の態様は、単数あるいは複数
の光ファイバを備えた光ファイバ・アレイ・ブロックと
平面光導波路チップとを両者の相対位置を位置合わせ微
動可能に固定する固定手段と、当該両者の接続部を通る
光のパワーの最大値を検出し得る検出手段と、当該検出
手段からのデータに基づいて前記固定手段を制御する制
御手段とを備え、前記光ファイバ・アレイ・ブロックと
前記平面光導波路チップとを接続し固定する光導波路・
光ファイバ接続装置であって、予め測定された、前記光
ファイバ・アレイ・ブロックのファイバコア位置の配列
データおよび前記平面光導波路チップの光導波路コア位
置の配列データを取り込むデータ入力手段と、当該配列
データに基づいて実装を模擬動作させ、得られた模擬的
な位置合わせ結果から各ポートの光損失計算値を求める
手段と、当該光損失計算値を比較して、なるべく間隔が
開いており、かつ、接続損失の小さな２つのポートを調
芯用ポートとして選択する手段と、当該調芯用ポートの
出力をモニタして前記光ファイバ・アレイ・ブロックと
前記平面光導波路チップとの位置合わせを行ない、その
結果に基づいて全てのポートの光損失を測定する手段
と、当該測定で得られた各ポートの光損失と、前記各ポ
ートの光損失計算値とを比較する手段とを備えることを
特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】本発明による光導波路・光ファイバ接続方
法と従来の接続方法との最も大きな相違は、接続工程に
用いる部品群の特性を予め測定しその必要データを計算
機上で模擬動作（エミュレーション）し、調芯装置に必
要データから推定できる情報を事前指示として装置に与
える点である。従って、従来技術に係る調芯方法が全て
部品を搭載してからの測定ルーチンによる動作からスタ
ートしている点とは全く異なる。

【００１５】本発明は、接続に用いる部品群の特性を部
品の事前検査による測定によって得ることを主な特徴と
するが、この事前検査は従来も被接続部品の受入れ検査
として行なわれていたものであり、本発明による調芯方
法実施のために新たに設けられたものではない。

【００１６】本発明による接続方法のフロー図の一例を
図１に示す。フロー図を計算機上作業と実装装置上作業
に２分して記載したが、図９の従来のフロー図と大幅に
異なるのは実装装置上での繰り返しループが最小限に抑
えられる点である。これは微調（ｘ，ｙ，ｚ，α，β，
γ）等の移動工程を計算機上で行えるため、実装装置
（一般に高価）の占有時間を低減できる点である。ま
た、事前に用いる部品の実特性から光損失の傾向がシミ
ュレーションされて指示されるため、実装実作業での判
断、やり直しは端面の汚れ等作業ミスに起因するものと
判断でき、不要な繰返しループに落ちいることがない。

【００１７】加えて、計算機上作業の配列データを複数
の部品で準備すれば、接続する部品間で最適の組み合わ
せを容易に指定できる。この結果、接続に使用する部品
に過剰品質を要求する必要がなく、利用する部品の利用
効率を上げることができ、組み立てモジュールのコスト
低減にも有効である。

【００１８】本発明に係る接続方法では、予め測定され
た光ファイバ・アレイ・ブロックのポート（コア）位置
の配列データを計算機に入力し（ステップＳ−１）、ま
た、同様に予め測定された平面光導波路のコア位置の配
列データを計算機に入力する（ステップＳ−２）。次
に、両者の配列間の位置誤差を計算し（ステップＳ−
３）、各ポートの光損失を理論計算する（ステップＳ−
４）。ここで、各ポートの出力値が妥当か否かを判断
し、妥当でない場合には、光ファイバ・アレイ・ブロッ
クの並進座標軸ｘ，ｙ，ｚおよび回転座標軸α，β，γ
を微動させて再び両者の配列間の光損失を理論計算す
る。各ポートの出力値が妥当になった後、各ポートの損
失値を指示し（ステップＳ−７）、調芯するのに最適な
ポートを複数指示する（ステップＳ−８）。以上が計算
機上の作業である。

【００１９】次に、実装装置上の作業について説明す
る。図２は、一実施例に係る接続装置を概念的に示す図
であり、図３は、調芯時のファイバブロックを概念的に
示す図である。なお、図３において、各ポートの中心に
示される×印はピークサーチによる座標位置となる。

【００２０】まず、図２に示すように、平面光導波路で
あるチップ１をチップ固定部２に固定し、また、複数本
の光ファイバ１２の先端部がアレイ化された光ファイバ
・アレイ・ブロック１１をチップ固定部２の両側に設置
されているファイバアレイブロック固定部３のステージ
４上にそれぞれ固定する。ここで、ファイバアレイブロ
ック固定部３にはそれぞれステージ駆動ドライバ５が接
続され、各ステージ駆動ドライバ５はピークサーチャー
６によって制御されている。一方、光ファイバ・アレイ
・ブロック１１の光ファイバ１２の他端をチャンネルセ
レクタ７に接続する。このチャンネルセレクタ７には、
それぞれ半導体レーザ（レーザダイオード；ＬＤ）など
の光源８および光パワーメータ（光検出器）９が接続さ
れており、光パワーメータ９のデータはピークサーチャ
ー６に送られるようになっている。さらに、各チャンネ
ルセレクタ７およびピークサーチャー６を制御する制御
用計算機１０が設けられており、この計算機に、被接続
部品であるチップ１および光ファイバ・アレイ・ブロッ
ク１１の検査データ１３を入力する。

【００２１】このような設定において、上述したデータ
に基づいて調芯用ポート番号を決定してチャンネルセレ
クタ７により調芯ポートを設定し（ステップＳ−９）、
ピークサーチャー６によりピークサーチを実行する（ス
テップＳ−１０）。その後、各ポートの光損失を実際に
測定し（ステップＳ−１１）、この実測値が計算値と一
致するか否かを判断する（ステップＳ−１２）。ここ
で、両者が一致しないと判断した場合にはチップ１およ
び光ファイバ・アレイ・ブロック１１の端面を清掃した
後、再びピークサーチを行う。そして、実測値が計算値
と一致した場合にはチップ１と光ファイバ・アレイ・ブ
ロック１１との接続を行う（ステップＳ−１４）。

【００２２】ここで、ピークサーチについて説明する。
本発明でピークサーチとは、光ファイバの出力をモニタ
しながら光ファイバの位置を微動して最大出力位置を探
索する動作をいう。この動作のアルゴリズムは、通常２
次元で、例えば、うず巻き型動作（内廻り，外廻り）、
あるいはベタｘ，ｙスキャン動作などがある。うず巻き
型動作は、元の点よりパワー最大の点をモニタしながら
（メモリしながら）うず巻き型動作して、最適点に到達
するものである。この渦巻き型動作は、速いけれど不安
定であるという特徴があり、機械動作向きである。一
方、ベタｘ，ｙスキャンは、ある領域の各点をパワー
モニタしながらスキャンし、最大値を比較して最後に最
適点に戻るものである。このベタｘ，ｙスキャン動作
は、確実だが遅いという特徴があり、計算機向きであ
る。

【００２３】本発明の接続装置の一例である図２の装置
と従来の装置と最も異なるのは、データ入力手段および
処理手段としての制御制御用計算機１０を備える点揃え
ている点である。各部品の特性データに基づいて計算機
データ処理で最適な調芯開始ポートを計算し、これを指
示しチャンネルセレクタに送信することにより自動実装
モードが高速に行える。

【００２４】また、調芯ポート切り替え手段として、各
ファイバ・アレイ・ブロック端にチャンネルセレクタを
備えている点も大きく異なる。これにより、従来が手差
しのコネクタで計測用ポートを切替えていたのに対して
大幅に高速化（〜１００ｍｓｅｃ以下）できる。

【００２５】さらに、チャンネルセレクタを利用して、
ＬＤ光源，パワーメータを２重化すると、ピークサーチ
機構を正確には制御計算機のデータ処理結果に基づき交
互にステージを駆動でき左右ファイバ・アレイ・ブロッ
クの位置変化による調芯時間を短縮化できる。なお、従
来は片端を固定して片端のみをピークサーチし、固定
し、逆側をピークサーチするという動作を繰り返してい
た。片端のみのピークサーチ時間は通常計算機のデータ
処理数１０クロックに相当し、調芯時間が長くかかる主
要因であった。

【００２６】

【実施例】以下本発明による実施例を具体的に説明す
る。

【００２７】〔実施例１〕光導波路，光ファイバ接続用
の８芯光ファイバ・アレイ・ブロックのコア位置を精密
測定した。８芯のピッチは２５０μｍ間隔とし、座標は
図３に示すとおり、光ファイバの配列方向を原ｘ座標、
このｘ座標およびファイバ軸に直交する方向を原ｙ座標
とした。２つの部品の座標測定例を下表１，２に示す。
なお、ＦＢはファイバブロック（ｆｉｂｅｒｂｌｏｃ
ｋ）の略であり、ＦＢ１およびＦＢ２を試料とした。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】次に光ファイバ・アレイ・ブロックの間に挟まれ接続さ
れる平面光導波路チップのコア位置を測定した。結果を
表３に示す。なお、ＰＬＣは、プラナーライトウェーブ
サーキット（ｐｌａｎａｒｌｉｇｈｔｗａｖｅｃｉ
ｒｃｕｉｔ）の略である。

【００３０】

【表３】平面光導波路チップのコア位置座標測定結果試料番号ＰＬＣポート番号原Ｘ座標原Ｙ座標ポート番号原Ｘ座標原Ｙ座標Ｐ₁ −Ｌ 0.10 -0.05 Ｐ₁ −Ｒ -250.00 -0.05 Ｐ₂ −Ｌ 249.90 0.05 Ｐ₂ −Ｒ 0.05 -0.10 Ｐ₃ −Ｌ 500.05 0.10 Ｐ₃ −Ｒ 249.95 -0.05 Ｐ₄ −Ｌ 750.00 0.05 Ｐ₄ −Ｒ 500.05 0.05 Ｐ₅ −Ｌ 999.95 0.00 Ｐ₅ −Ｒ 749.90 0.10 Ｐ₆ −Ｌ 1,250.05 -0.05 Ｐ₆ −Ｒ 999.95 0.05 Ｐ₇ −Ｌ 1,499.90 -0.10 Ｐ₇ −Ｒ 1,250.00 0.00 Ｐ₈ −Ｌ 1,750.05 -0.05 Ｐ₈ −Ｒ 1,500.05 -0.05 次にこれら４点の座標データを、計算機処理し、仮想直
線からの誤差距離をプロットした。結果を図４，図５，
および図６（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。各図はＸ軸
が誇張してあり、図中点線で表す楕円は半径０．５μｍ
の理想点を示す。

【００３１】これらのデータから、これらを接続した際
の位置誤差のデータを求める。本実施例の場合、図６
（ａ）（ＰＣＬのポートＰ₁ −Ｌ〜Ｐ₆ −Ｌ），および
図６（ｂ）（ＰＣＬのポートＰ₁ −Ｒ〜Ｐ₆ −Ｒ）から
導波路両端の位置精度が充分直線性が高いことが明らか
なので、導波路両端のデータは省略し、両ファイバブロ
ックを直接接続すると仮定した場合の位置誤差を、図４
および図５のデータとの位置誤差から計算した。この結
果を表４〜表７に示す。なお、表中、例えば、Ｅ−１２
は、「×１０^-12 」を意味する（以下同様）。

【００３２】

【表４】

【００３３】

【表５】

【００３４】

【表６】

【００３５】

【表７】

【００３６】表４および表５は、それぞれＦＢ１および
ＦＢ２における理想位置からの位置ずれを示し、Ｘ位置
差分はＸ軸方向の位置ずれ、Ｙ位置差分はＹ軸方向の位
置ずれ、絶対位置誤差は理想位置からの距離をそれぞれ
示す。表６は、これらのＦＢ１およびＦＢ２を接続した
場合の位置ずれを示し、全てのポートでの誤差距離の合
計が距離和で示される。また、表７は、表６のデータに
変分ΔｘおよびΔｙをかけたものである。ここで、Δ
ｘ，Δｙは、ＦＢ１およびＦＢ２のポート位置を調芯し
て一致させたときの距離和が光ファイバ・アレイ・ブロ
ックの位置変分により変化する度合を見るために計算機
上で変分をかけるパラメータであり、最終的に各誤差和
が最小になる点を示している。本実施例の場合、Δｘ＝
０．０５４２２５３、Δｙ＝０．０１７２２とした。表
７の変分和は、この系での接続誤差の最小値を示してお
り、距離和と変分和との差が改善値（０．１５９０７４
８）である。

【００３７】本実施例では、光導波路のデータを無視し
て計算したが、これを考慮して位置誤差を計算してもよ
い。

【００３８】次に、このデータから接続損失および調芯
開始ポートを求める。この場合、中央に挟み接続する平
面光導波路チップの損失値が既知（製品検査データ）で
あるとすると、以下の論理で調芯工程の事前指示を得ら
れる。

【００３９】（１）平面光導波路の測定損失データをＬ
₁ ，Ｌ₂ ，…，Ｌ₇ ，Ｌ₈ とし、損失Ｌ_T1＝Ｌ₁ ＋｛-10log(exp(-d₁/ ω)2)} Ｌ_T2＝Ｌ₂ ＋｛-10log(exp(-d₂/ ω)2)} Ｌ_T3＝Ｌ₃ ＋｛-10log(exp(-d₃/ ω)2)} Ｌ_T4＝Ｌ₄ ＋｛-10log(exp(-d₄/ ω)2)} Ｌ_T5＝Ｌ₅ ＋｛-10log(exp(-d₅/ ω)2)} Ｌ_T6＝Ｌ₆ ＋｛-10log(exp(-d₆/ ω)2)} Ｌ_T7＝Ｌ₇ ＋｛-10log(exp(-d₇/ ω)2)} Ｌ_T8＝Ｌ₈ ＋｛-10log(exp(-d₈/ ω)2)} を求める。ここで、ｄ₁ 〜ｄ₈ は、位置誤差である。ま
た、ωはファイバコアおよび導波路コアのモードフィー
ルド径で、ここでは４．７５μｍを用いた。

【００４０】（２）Ｌ_T1〜Ｌ_T8の値でなるべく間隔の開
いたポートで接続損失の小さな所を探しだす。表４〜表
７の例では上記Ｌ₁ 〜Ｌ₈ が全てほぼ等しいとすると、
計算無しにポート番号Ｐ₂ およびポート番号Ｐ₆ 、また
はポート番号Ｐ₁ およびポート番号Ｐ₆ が選択できた。
この導波路の接続損失は１．０ｄＢ前後なのでポートＰ
₁ およびＰ₆ の損失を計算するとＬ_Tn＞Ｌ_n なので、Ｐ
₁ およびＰ₆ 、あるいはＰ₂ よびＰ₆ を両端測定２ポー
トとし、これを事前指示として接続装置に与えた。

【００４１】この後、接続装置は、ポートＰ₁ およびＰ
₆ のピークサーチを行いながら両ファイバ・アレイ・ブ
ロックをα方向に回転させ接続工程を開始した。最終的
に自動調芯が収束するのに、６０秒を要した。

【００４２】各ポートの損失をスキャン測定し推定損失
と一致する傾向を得て表示するまでに更に２０秒を要し
た。すなわち、調芯に要した時間は合計８０秒であっ
た。

【００４３】〈比較例１〉同一の条件の光ファイバ・ア
レイ・ブロックと平面光導波路を実施例１の事前指示な
しに自動調芯させた。

【００４４】調芯装置はＰ₁ −Ｐ₈ をピークサーチしな
がらα方向回転を繰返し調芯したが、収束しなかった
（約５分間作業）。

【００４５】次に、Ｐ₁ −Ｐ₇ で同等の作業を繰返した
が約３分を要した（合計の作業時間８分）。

【００４６】ここで、各ポートの損失をスキャンし第１
データとして記憶した。

【００４７】次に、Ｐ₂ −Ｐ₇ で同等の作業の繰返し約
２分を要した。

【００４８】次に、各ポートの損失をスキャンし第１デ
ータと比較し一致する傾向を得るまでに２０秒を要し
た。

【００４９】よって、総計の調芯作業時間は１０分２０
秒であった。

【００５０】〔実施例２〕前述実施例１の事前指示内容
（調芯ポートＰ₂ ，Ｐ₆ 、および推定損失データを自動
調芯装置にＧＰ−ＩＢインタフェースで送信し記憶する
全自動の調芯実装装置を構成した。この装置に被接続部
品（データ測定済）を搭載し全自動調芯を行わせたとこ
ろ４０秒で終了した。

【００５１】〈比較例２〉上記全自動調芯実装装置に同
一の被接続部品を搭載し、事前指示内容として（ｎ＝１
〜４；ｎ＝２〜８）の２組の数字を乱数選択し、これを
調芯ポート番号として与え、調芯を行わせた。約１０分
の調芯作業で動作が収束せず調芯は行えなかった。

【００５２】〔実施例３〕実施例１と同様の方法で１×
８光スプリッタを接続実装した。出力ポートの８芯の各
間隔は２５０μｍ、コア径８μｍ（８μｍ角）とした。

【００５３】本例では入力ポートは単芯のファイバ・ア
レイ・ブロックを用いるため実施例１の様な入力ポート
側のピッチデータは必要としない。一方、出力ポート側
（８芯側）のみピッチデータを測定したファイバ・アレ
イ・ブロックを用いた。

【００５４】実装手順は以下の通りである。

【００５５】出力ポート側のファイバ・アレイ・ブロッ
クのピッチデータより実施例１の図６（ｂ）に類するデ
ータを計算機処理した。この結果は下記表８のようにな
った。表はファイバ・アレイ・ブロック左端よりｘ，ｙ
座標ずれを示す。

【００５６】

【表８】

【００５７】上表より最も位置ずれの低いポート２つを
選択し、本実施例では（Ｎｏ．１）および、（Ｎｏ．
６）の２ポートを選んだ。

【００５８】入力ポートより光を入力し、出力側（Ｎ
ｏ．１，Ｎｏ．６）の２点をモニタしながら出力側につ
いて（ｘ，ｙ，α）の自動調芯を行った。

【００５９】装置が自動調芯を終えるのに４０秒を要し
た。

【００６０】〈比較例３〉同一のＰＬＣチップ（１×８
光スプリッタ）、ファイバ・アレイ・ブロックを用い、
光モニタポートの番号指示なしに実装を自動調芯させ
た。装置の動作アルゴリズムは、最初に（Ｎｏ．１，Ｎ
ｏ．８），（Ｎｏ．１，Ｎｏ．７），（Ｎｏ．１，Ｎ
ｏ．６），（Ｎｏ．２，Ｎｏ．８），（Ｎｏ．２，Ｎ
ｏ．７），（Ｎｏ．２，Ｎｏ．６）の順に光ポートを変
化させ、最小接続損失ポートを選ぶ論理とした。

【００６１】実装装置は（Ｎｏ．１，Ｎｏ．８）の組み
合わせより計６個の調芯作業を実行し、計４５秒×６＝
２７０秒の調芯時間を要した。

【００６２】結果は（Ｎｏ．１，Ｎｏ．６）の光ポート
での調芯に収束し、実施例１の損失と同等であった。

【００６３】次に、本発明で各部品の特性データおよび
これを処理して事前の指示データとするデータシートの
一例として、ガラス・ファイバ・ブロック測定データ整
理用のデータシート（エクセルシート）を示す。本発明
ではこのようなデータシートを接続装置の処理手段に入
力し、このデータシートを例えば２枚重ねることによ
り、接続損失および調芯開始ポートを推定することがで
きる。また、最初のｘ誤差およびｙ誤差を特性データと
して入力し、接続装置の処理手段において下記のように
データを処理し、さらに接続損失および調芯開始ポート
を推定するようにしてもよい。

【００６４】表９にデータシート（エクセルシート）の
一例を示す。なお、表中のデータの意味は以下の通りで
ある。

【００６５】（ａ）入力値（原Ｘ座標）（原Ｙ座標）（Ｘ，Ｙ）ペアなら符号，座標は任意（ｂ）Ｘ軸，Ｙ軸ポート１の座標を（０，０）に設定（ｃ）Ｘ座標，Ｙ座標（ｂ）の単なるペースト（同値）（ｄ）（ｃ）のＹ値に対するＸ座標の最小２乗法（勾
配，切片）（ｅ）回転直線勾配直線勾配の角度換算（ラジアン）（ｆ）直線勾配を利用した座標軸回転（原点中心）このときの（ａ′，ｂ′）は次式で表される。

【００６６】ａ′＝ a cosθ＋b sin θ ｂ′＝-a sinθ＋b sin θ （ｇ）Ｘ回転原点，Ｙ回転原点（ｆ）をθ回転した後ずれ分を戻すための引き算結果で
ある。

【００６７】（ｈ）原Ｘ座標，原Ｙ座標（ｇ）の結果の単なる連結ペースト（ｉ）原点を０にリセットする引き算（このシートでは
（ｇ）があるため不用）（ｇ）＝（ｈ）＝（ｉ）（ｊ）（ｉ）の値に対するＸ座標の最小２乗法（勾配と
切片）である。

【００６８】（ｋ）（ｊ）の勾配に対するθ値（ラジア
ン）（ｌ）（ｉ）のＸ値に対するＹ回帰値ｙ＝ａｘ＋ｂ（ｍ）理想距離２５０μｍピッチの仮想コア位置（０，２５０）（０，５００）…（０，１７５０）（ｎ）仮想コア位置をθで回転（理想Ｘ，理想Ｙ）（ｏ）理想Ｘ，理想Ｙからの差（μｍ）（Ｘ位置差分，Ｙ位置差分）（ｐ）絶対位置誤差（単位は直線の距離（μｍ））で、
下記式で示される。

【００６９】（Δｘ² ＋Δｙ² ）^1/2 （但し１ポートの誤差ｍｉｎで表示）（ｑ）誤差の総和（ファイバ・ブロック全体の目安とな
る）（ｒ）表示グラフＸ位置差分およびＹ位置差分を図７に示す。

【００７０】ここで、白のプロットは理想点、黒のプロ
ットは実測点を示し、点線で示す楕円は半径０．５μｍ
の円を理想点（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）のプロットであ
る。

【００７１】（ｓ）ソルバーでｘ変分，ｙ変分をスキャ
ンして誤差和項をｍｉｎにする時のセルこれはさらにＸ変分，Ｙ変分をかけて誤差和項を最小化
するために用いるセルである。

【００７２】以上説明した例では、図７の目視から、調
芯開始ポートの推定を行っているが、計算により最小値
を求めるようにしてもよい。

【００７３】

【表９】

【００７４】

【発明の効果】以上述べた様に、本発明によると、接続
用部品の受入れ検査用データを流用し、調芯装置の実動
作前に計算機上で模擬動作接続ポートの番号および推定
損失を事前指示するという特徴を持っているために、調
芯装置の実動作時間を大幅に短縮できる。また、各ポー
トの推定損失を示してくれるために従来、調芯作業者の
熟練性や勘に頼っていた作業終了判断点の指針を得られ
るので、不要な繰返しピークサーチ動作を繰返すことが
ない。さらに、本方法を備えた自動接続装置は自動調芯
作業における事前判断情報を与えられているために不要
な調芯作業を繰返したり、調芯位置が最適値に収束しな
い状況を著しく改善できる利点を持っている。

【００７５】この結果、接続点の損失の安定性、低損失
性を失なうことなく調芯接続作業に要する工程時間を極
めて短縮化できる。

【００７６】また、計算機上での模擬動作値（シミュレ
ーション値）で用いるパーツの使用の可否あるいは組み
合わせの最適化にも容易に改良，拡張できる利点も合わ
せ持つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光導波路・光ファイバ接続方法の
一例を示すフロー図である。

【図２】本発明の調芯実装装置の一例の概略図である。

【図３】本発明の調芯工程を説明する概略図である。

【図４】ファイバブロック（ＦＤ１）のピッチ測定結果
を示すグラフである。

【図５】ファイバブロック（ＦＤ２）のピッチ測定結果
を示すグラフである。

【図６】平面光導波路のピッチ測定結果を示すグラフで
ある。

【図７】ファイバブロックのピッチ測定結果を示すグラ
フである。

【図８】従来技術に係る接続装置の一例を示す概念図で
ある。

【図９】従来の多心光ファイバ・アレイ・ブロックの調
芯実装のフロー図である。

【符号の説明】

１平面光導波路チップ２チップ固定台３光ファイバ・アレイ・ブロック固定台４ステージ５ステージ駆動ドライバ６ピークサーチャー７チャンネルセレクタ８光源９光パワーメータ１０制御用計算機１１光ファイバ・アレイ・ブロック１２光ファイバ１３接続部品検査データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高戸範夫東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者千田和憲東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開平５−127056（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】単数あるいは複数の光ファイバを備えた
光ファイバ・アレイ・ブロックと平面光導波路チップと
を接続し固定する光導波路・光ファイバ接続方法におい
て、予め測定された、前記光ファイバ・アレイ・ブロックの
ファイバコア位置の配列データおよび前記平面光導波路
チップの光導波路コア位置の配列データを基に、計算機
上で接続工程を模擬動作し、得られた模擬的な位置合わ
せ結果から各ポートの光損失計算値を求める工程と、当該光損失計算値を比較して、なるべく間隔が開いてお
り、かつ、接続損失の小さな２つのポートを調芯用ポー
トとして選択する工程と、実装装置を用い、前記調芯用ポートの出力をモニタして
前記光ファイバ・アレイ・ブロックと前記平面光導波路
チップとの位置合わせを行ない、その結果に基づいて全
てのポートの光損失を測定する工程と、当該測定で得られた各ポートの光損失と、前記各ポート
の光損失計算値とを比較する工程とを備えることを特徴
とする光導波路・光ファイバ接続方法。
【請求項２】単数あるいは複数の光ファイバを備えた
光ファイバ・アレイ・ブロックと平面光導波路チップと
を両者の相対位置を位置合わせ微動可能に固定する固定
手段と、当該両者の接続部を通る光のパワーの最大値を
検出し得る検出手段と、当該検出手段からのデータに基
づいて前記固定手段を制御する制御手段とを備え、前記
光ファイバ・アレイ・ブロックと前記平面光導波路チッ
プとを接続し固定する光導波路・光ファイバ接続装置で
あって、予め測定された、前記光ファイバ・アレイ・ブロックの
ファイバコア位置の配列データおよび前記平面光導波路
チップの光導波路コア位置の配列データを取り込むデー
タ入力手段と、当該配列データに基づいて実装を模擬動作させ、得られ
た模擬的な位置合わせ結果から各ポートの光損失計算値
を求める手段と、当該光損失計算値を比較して、なるべく間隔が開いてお
り、かつ、接続損失の小さな２つのポートを調芯用ポー
トとして選択する手段と、当該調芯用ポートの出力をモニタして前記光ファイバ・
アレイ・ブロックと前記平面光導波路チップとの位置合
わせを行ない、その結果に基づいて全てのポートの光損
失を測定する手段と、当該測定で得られた各ポートの光損失と、前記各ポート
の光損失計算値とを比較する手段とを備えることを特徴
とする光導波路・光ファイバ接続装置。