JP4099367B2 - プレーナー型導波路デバイス及びシステムに対して光学的に整列させるために、複数の多軸動作ステージを較正し及び整列させるための方法 - Google Patents
プレーナー型導波路デバイス及びシステムに対して光学的に整列させるために、複数の多軸動作ステージを較正し及び整列させるための方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、集積化光デバイスなどの電子部品や光学部品の組立及び試験分野に関し、より詳しくは、試験又は組立システムの整列配置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積化光デバイスなどのデバイスの組立や試験には、部品の正確な整列配置が必要である。例えば、光学チップ部品に対し光ファイバを結合させる組立工程は、目下のところ１ミクロン以下の範囲内での機械的な位置決めが必要である。しかしながら、チップ配置装置の機械的再現性や試験及び組立ステーションへの光学チップの手動装填は、１ミクロンを大きく超えるものである。かくして、嵌合ファイバに対するチップ嵌合端の位置がせいぜい数ミクロンの精度であることは既知のことである。従って、部品の相対位置に十分な精度を与えるために追加のステップを施さねばならない。
【０００３】
１つの手法は、部品の手動による位置決めと併せた顕微鏡の使用である。この方法は、訓練され熟練したオペレータを必要とする。これは、高価で人為的なミスを被る。
【０００４】
別の手法は、画像処理ソフトウェア及び位置決め装置のコンピュータ制御と組み合わせた映像顕微鏡の使用である。この種の装置は高価で比較的遅く、測定精度は数ミクロンが限界である。
【０００５】
これらの手法に用いられる装置は、組立及び試験プロセスを遂行するのに必要な他の処理装置の邪魔になりがちである。
【０００６】
他の手法は、光源と目標物のエッジを検出する光センサの使用である。検出器に達する光の量は、目標物が光源とセンサ間の光路を遮るので少なくなる。この手法の精度は、検出器の大きさと検出できる光強度の精度によって制約を受ける。光源への入力電流からセンサの出力電流への転換効率における変動がシステムに変動をもたらすが、それがこの種のデバイスの精度に制約をもたらす。Ｍａｓｔｅｎの米国特許第５，１８７，３７５号には、この課題を緩和する目的をもった２つの検出器を備えるエッジ検出装置の記載がある。しかしながら、この種のシステムでは、第１にセンサが外光と光源からの光に応答するという理由から、また第２に検出器の大きさが必要なサブミクロン精度に比し大であるという理由から精度に限界がある。Ｍａｓｔｅｎの検出器にあっては、センサは光源よりも遥かに大であり、１００ミル（０．１インチ）の長さを有する。
【０００７】
さらに他の手法として、レーザ干渉計を用いるものがあり、この場合には、送光単色光と反射単色光の間の位相差が位置の割り出しに用いられる。この手法は、複雑な装置を必要とし、非常に高価である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、位置決めステージとファイバセンサを高精度で整列配置する方法に対する未解決の要求が当該技術分野に存在するのである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一般的に、光を検出して、光デバイスに光を結合するための光学システムと、システムを整列配置し、及び較正するための方法に関するものである。本システムは、位置決めステージ（または位置決め段。以下同じ）とファイバセンサを含む。ファイバセンサは、種々の構成における較正部品の位置すなわち基準位置を検出するのに用いられる。これらの検出位置から、センサや位置決めステージのいかなる位置合わせ不良も計算することができ、かつ、修正することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴と信ずる新規な特徴は、特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明自体、並びに好適な使用態様、本発明の他の目的ならびに利点は、添付図面と共に例示的実施形態についての下記の詳細な説明を参照することで最も良く理解されよう。本発明には多数の異なる形態の実施形態の余地があるが、本明細書及び図面における開示を本発明原理の例示として考慮し、本発明を図示し説明した特定の実施形態に限定する意図のないことを了解した上で、１以上の特定の実施形態を図面に示し、詳細に説明する。以下では、いくつかの図面において同一または同様の部分すなわち対応する部分には、同じ参照符号を用いて説明している。
【００１１】
本発明は、一般に、光をプレーナー型または非プレーナー型導波管（または導波路。以下同じ）デバイスに結合させるために使用することができる試験及び組立システムの全てステージ軸及びセンサを較正し及び整列配置させるためのプロセスに関するものである。本プロセスには多数のステップが存在し、それぞれを十分詳しく説明する。例示的な実施形態を下記に詳細に説明する。装置は、２つの５軸自動運動制御ステージセットと少なくとも１つの運動軸を備えるデバイス配設ステージセットを含む。プレーナー型光導波管デバイスを試験する際、デバイスの一方の側に光を送り、他方の側で受光する。光を送る５軸位置決めステージは、送光ステージ或いはＴＸステージと呼ばれる。光を受ける５軸位置決めステージは、受光ステージ或いはＲＸステージと呼ばれる。デバイスを担持するステージは中央ステージと呼ばれるが、これは、それが一般的には、送光ステージと受光ステージの間にあるからである。一般に、中央ステージは単一の方向に可動であり、その方向をＸ方向と表わす。下記の説明ではＸ方向を水平に選ぶが、これは要件ではなく、本発明はこれには限定されない。送光ステージと受光ステージは、Ｘ，Ｙ，Ｚで表わされる３つの直交する方向に可動である。それらは、Ｙ軸周りの回動（ヨー）とＺ軸周りの回動（ロール）も可能である。さらに、それらはＸ軸周りの回動（ピッチ）も可能である。各ステージは、コンピュータにより制御される。２つの５軸ステージそれぞれが、レーザ光源に結合した送光ファイバセンサすなわちブロードキャストファイバ(broadcast fiber)センサを有する。ファイバアレイが、２つの５軸ステージのそれぞれに取り付けられる。５軸ステージのファイバアレイのうち一方は、それに結合された単一の送光レーザを有するが、他方の５軸ステージファイバアレイの各ファイバは受光側であり、パワー（電力）センサに接続される。本発明は、３つのステージのセットとファイバアレイを整列（位置合わせ）させるための方法を提供する。本発明はまた、プレーナー型または非プレーナー型光導波管に光を結合させる方法を提供する。
【００１２】
図１は、中央ステージ７０６と送光ステージ７１２からなる例示的なシステムを示す。明快にするため、中央ステージの他方の側にある、送光ステージに対向配置される受光ステージは図示していない。図１を参照するに、検出対象エッジを有する目標物７０２が保持器７０４内に配置されており、この保持器は、中央（目標物位置決め）ステージ７０６に取り付けられている。中央（目標物位置決め）ステージ７０６の長さ方向に沿った保持器７０４の位置は、リニアサーボモータや他の適切な調節手段により調整することができる。エッジ検出デバイスすなわちセンサ７０８は位置決め基台７１０に取り付けられており、この基台は、送光ステージ７１２上に取り付けられている。好適な実施形態では、エッジ検出デバイスは、レーザ光源に結合した送光光ファイバ（または送光用光ファイバ。以下同じ）と光パワー検出器に結合した受光光ファイバ（または、受光用光ファイバ。以下同じ）を含む。２つのファイバは、送光光ファイバからの光が受光光ファイバにより受光されるよう同軸対向させて整列配置される。他の実施形態では、互いに平行な一対の送光光ファイバが、対応する一対の受光光ファイバとともに用いられる。送光ステージに対する保持器７１０の位置は、リニアサーボモータによって中央ステージ７０６に垂直な方向に可変することができる。エッジ検出器較正基準７１４は保持器７０４に対し既知の位置に取り付けられ、エッジ検出器の較正に用いられる。基準７１４は、位置決めステージの較正に使用することができ、これによりステージと検出器の相対位置がわかる。方向すなわち軸Ｘ，Ｙ，Ｚは、図中に示してある。位置決めステージはまた、試験対象デバイスに結合することのできる試験部品または組立部品７１６を支持する。
【００１３】
ステージの取り付け
本プロセスの最初のステップは、位置決めステージを機械精度の範囲内で取り付けることである。初期アライメント（初期整列）及び較正のために、基準７１４がセンサ７０８の近傍に位置決めされる。
【００１４】
軸アライメント
次のステップは、ステージ軸間の誤った関係を修正することである。送光、中央及び受光の各ステージセットは、そのステージセットの動きに関連する基本的な直交軸セットを有する。しかしながら、最初に取り付けたときは、角度などにおけるそれらの平行度は非常に低い場合がある。これを修正するために、受光Ｘ軸と送光Ｘ軸が中央ステージの動きに対して修正される。これを行なうために、先ず中央ステージと他の一方のステージについて検討する。図２Ａ，２Ｂは、それぞれ、上から見たシステムの概略図を示す。システムは、中央ステージ２０２と送光ステージ２０４と受光ステージ２０６を含む。図２Ａは、送光ステージ（図の右に図示）のＸ軸におけるミスアライメント（位置合わせ不良）を誇張して示している。図２Ｂは、修正後の配置状態を示す。
【００１５】
図３の（Ａ）を参照する。中央ステージ２０２がある公称開始位置からポイントｘ１へＸ方向に移動させられ、その箇所においてそれに取り付けられた基準３０２が受光ステージ２０６のファイバセンサ３０４によりアクセス可能となる。この移動は、手動または自動操作により行なうことができる。送光ステージのファイバセンサは、交差ポイントｚ（ｘ１）を計測しながら、その基準へ向けてＺ方向へ移動させられる。図３の（Ｂ）に示すように、中央ステージと受光ステージの両ステージは、新たな位置ｘ２へ向けＸ方向に数ミリメートル移動させられ、同じ物理的ポイントがファイバセンサを用いてＺ方向において再度計測される。新たな計測値は、ｚ（ｘ２）である。これにより、２つのＸ軸間の傾斜度が下記の式で求められる。
【００１６】
【数１】
【００１７】
この角度は、全ての並進を通じて伝搬され、角度的な不整列（ミスアライメント）を修正する。２つのＸ位置に関わるＺ距離のどんなオフセットも、それらの２つの軸間にオフセット角度を生じる。この場合、不整列は修正され、本プロセスは対向するステージセットを用いて繰り返される。
【００１８】
ファイバアレイのヨー計測
この時点で、任意のステージのＸ方向沿いのどんな運動も平行となる。しかしながら、ファイバアレイを、ステージの取り付け精度よりも精度良く取り付け具内に配置することはできない。検討中の方向は、Ｙ軸の周りに回転する角度軸であるヨーである。これは、他の２つの角度軸であるピッチやロールと同じく、図４に図示してある。基本的な５軸システムは、Ｘ，Ｙ，Ｚ，ヨー及びロールを有する。
【００１９】
ファイバアレイの角度オフセットは、ヨー軸の周りにタレット全体を回動させることで修正される。図５を参照するに、ファイバアレイ５０６のエッジがＸ方向に対して平行に位置するように、タレット５０２は枢支点５０４を中心として回転する。ファイバセンサは、５０８として図示してある。これは、下記のようにしてなされる。対向するステージセット、例えば、例えば受光ステージのファイバセンサは、それが送光軸によりアクセスできるよう位置決めされる。ファイバアレイは中へ動かされ、ガラスの先端部が検出され、位置ｚ（ｘ１）が得られる。次に、送光軸がある長さに亙ってＸ方向にシフトされ、ファイバアレイ上の別のポイントが同じ固定センサを用いて計測されて、位置ｚ（ｘ２）が得られる。これにより、ファイバアレイの先端部が位置するステージの運動軸に対する、その先端部の角度オフセットの角度が得られる。この角度は、下式により与えられる。
【００２０】
【数２】
【００２１】
この量はタレットのヨー軸に対する修正として適用され、続いて再計測される。この手順は、ｚ（ｘ１）＝ｚ（ｘ２）となるまで必要に応じて繰り返すことができる。対向するステージ上の他のアレイに対して同じプロセスを行う。エッジ検出器が一対の送光光ファイバと一対の受光光ファイバを含む場合、センサ位置決めステージをＸ方向に再配置することなく、Ｘ方向の２つの計測を行なうことができる。一般に、光ファイバの複数の対を用いることは、ヨーに関する補償に有効である。
【００２２】
Ｚ方向におけるサブミクロン較正：エッジ配置
このプロセスは、各軸からの基準の物理的計測と対向する軸上のファイバアレイの位置の計測を組み合わせ、ファイバアレイ自身のファイバセンサに対するファイバアレイの位置についてサブミクロンの知識をもたらす。この計測により、別のエッジに対するＺ軸沿いの位置決めが１ミクロンを上回る精度で可能となる。先ずヨー較正を行なうことが好ましく、さもなくばこの距離の計測結果が変わることになろう。これは、この距離が任意に配向したＺ軸の上の直線（最短ルート）の長さの投影であるからである。
【００２３】
基準をアクセス可能な位置に戻すと、基準のエッジは単一のファイバセンサ両側で検出されなければならない。図６（Ａ）は、行なった計測を示す。受光ファイバセンサ（RX FS）６０２が、受光センサに最も近い基準６０６の側面まで距離６０４と基準６０６の反対側までの距離６０８の計測に用いられる。送光ファイバセンサ（TX FS）６１０は、基準６０６の送光側までの距離６１２の計測に用いられる。図６（Ａ）に示すように、基準の反対側についてなされた計測は、Ｚ軸におけるグローバルな基準ポイントを考慮したものである。これは、送光ファイバセンサから受光ファイバセンサへの絶対的な基準を考慮したことになる。
【００２４】
次に、各側のファイバアレイが、図６（Ｂ）に示すように、対向するファイバセンサにより計測される。これは、同じファイバセンサに関するファイバアレイの先端位置についての知識を考慮して行われる。受光ファイバセンサ６０２は送光ファイバアレイ６２０の位置計測に用いられ、送光ファイバセンサ６１０は受光ファイバアレイ６２２の位置計測に用いられる。
【００２５】
加えて、図７に示すように、各ファイバアレイの後端が見出される。図７のグラフ７０３は、ファイバセンサからの出力をセンサがファイバアレイ７０４を横切る際の位置の関数として示すものである。
【００２６】
この計測値は、装荷前のファイバアレイの高さについてのマイクロメータを用いた物理的な計測値と組み合わされ、ファイバ端の位置を非常に正確な表すものとなる。これは、２つのエッジ間のＺ方向の距離が研磨面のＺ軸上への投影を与えるという事実を見越すことによって達成され、これにより、研磨角度がＺ／Ｙの逆正接（すなわち、アークタンジェント（Ｚ／Ｙ））に等しいことが明らかになる。Ｙは、±１０ミクロンまたは０．１％以下の精度で計測することができる。これにより、角度の正確な計測が可能となる（これは、製造業者によって０．５度以内で規定される）。従って、公称８度の角度は０．１％以内の精度である。ファイバは、既知の高さ（１マイクロメートルより小さい）を有するＶ字形溝ブロック上に配置される。ファイバセンサの第２のエッジを用いて、そのエッジからファイバのコア端部までの距離を正確に知ることができる。これは、ファイバ同士、及びファイバとデバイスとの整列配置にとって重要である。
【００２７】
Ｘ方向におけるサブミクロン較正：ファイバ配置
このプロセスは、Ｘ軸に沿ったファイバアレイ内のファイバの位置を求めるものである。基本的な原理は、Ｚ軸較正の原理と同じである。センサ対間の関連情報（または相対情報）を参照するために用いられる、２つのファイバセンサ間のＸに関するグローバルな基準ポイントが必要となる。
【００２８】
最初に、基準位置は再計測されるが、今回は、Ｘ方向において、基準位置の同一のＺ位置に出来る限り近くで計測される。これは、基準の延長エッジ（延長端部）を検出することによってなされるが、そのエッジは、鋭利なエッジに研磨されるのが好ましい。先ず、１つのファイバセンサが基準の中央部へ移動させることによって配置され、次に、Ｘ方向へ移動され、続いてこの操作を他のファイバセンサについて繰り返す。このエッジは、２つのセンサを互いに結びつけるグローバル基準を表す。
【００２９】
次に、受光ファイバセンサが、送光ファイバアレイ内のファイバ位置を検出するのに用いられる。図８は、この操作から収集された情報の表示を含む、このプロセスの概略図である。少しの処理を加えることによって、送光光ファイバの位置を、Ｘ方向において１ミクロンを上回る精度で求めることができる。
【００３０】
これと同じ基本的な手順が、多数のファイバを考慮した若干異なる処理アルゴリズムを用いて受光ファイバアレイについて実施される。
【００３１】
次に、ファイバ同士の整列配置が実行されるが、これによって、最終的な較正パラメータＹが得られる。全ての角度がこの時点で修正され、Ｚ軸とＸ軸を１ミクロンを上回る精度で知ることができるため、光路は、エッジ間が１００ミクロン以内の近接領域に存在するようになる。この場合、１つの軸のＹ方向における走査によって、ファイバ間の最適化のための開始ポイントが得られる。
【００３２】
最適化が行なわれ、Ｚ方向の距離は低減され、最適化が繰り返され、Ｚ方向においてより近い位置に移動される。約１ミクロンの距離の範囲内へ確実に移動するまで、これは繰り返される。この距離は、安定性と再現性のため好ましくは１ミクロン未満がよい。各角度ならびに直線寸法における損失関数の形状により、スループットを、この距離において、０．０５ｄＢ未満に変えることができる。このステップには、ファイバ端の真の位置の計算を含めることができる。これは、ファイバアレイに関する情報を（アレイ装填の時点で）保存することでなされる。例えば、高さが、上記得られた情報から研磨角度を算出するのに用いられる。次のデータは、Ｖ字形ブロックを含むガラスアレイの下側部分の高さである。この値に対して角度が適用され、ファイバのＺ方向の深さが三角法による計算を用いて求められる。
【００３３】
コア間の精度は、挿入損失か又は各計測ステップ内の伝搬誤差のＲＳＳのいずれかで評価することができる。これらの手法はそれぞれ、０．０５ｄＢの挿入損失のばらつきによって束縛される。これは、全体の偏差が０．０５ｄＢ未満である場合、Ｚ方向におけるコアの不整列及び不正確さが、デルタ（ｘ−ｙ）の物理的制約により制限されることを意味する。
【００３４】
調整は分離可能なものとして扱ったが、組み合わせて行なうこともできる。
【００３５】
ロール較正
次に、システムの光学的較正を行なう。これは、２つのガラスファイバアレイを結合すること、及び、各チャンネルにおけるパワー（電力）を計測することを伴う。しかしながら、ロールの自由度を最初に修正しなければならない。送光ファイバアレイが単一チャンネルデバイスであるのに対し、受光ファイバアレイは多チャネルデバイスである。従って、受光光ファイバは、Ｚ軸の周りの角度変位回転に対して感度がより大きい。ロールを修正するために、２つのファイバアレイが約１００ミクロン以内に互いに近接して配置される。次に、パワー最適化ルーチンが受光チャンネルについて実行される。次に、送光単一ファイバアレイが、受光ファイバアレイの最後のチャンネルへ移動させられ、ロール軸が最適化される。しかしながら、これは元の最適化に変動を生じさせる。何故なら、ファイバチャンネルのうちの一つの周りにガラスを回動（回転）させるのに十分な機械公差を維持することはできないからである。反復的な手順である、ロール軸におけるゆっくりした移動、最初のチャンネルの再最適化、及び他のチャンネルにおけるローリング（rolling）を実行することができる。数回の繰り返しで、それらは所定の精度の範囲内で同じとなる。
【００３６】
ヨー較正
実験的なヨー運動をファイバ較正に続いて行うことができる。この後に、基準の２つのＸ位置とＺ位置がわかる。これから、図９のアームの長さ（アーム長）ｓを求めることができる。アーム長ｓは、下式で与えられる。
【００３７】
【数３】
【００３８】
ここで、ｘとｚはそれぞれＸ方向とＺ方向における位置の変化であリ、ｒはヨー運動の枢支点からの基準の距離であり、θは動きの角度（ラジアン）である。直線距離による弧長の近似は、小角度についてのみ良好であり、それ故、動きは０．１度以下でなければならない。例えば、１２２ｍｍのアーム長は、約２１３ミクロンのｘ値と０．１９ミクロンのｚ値と約２１３ミクロンの弧長値（ｙは１パーセントの１０分の１未満であって無視できる）をもたらす。近似の精度は、１２２ｍｍに対して１００万分の１（1ppm）、実際にはΔ＝１．２６９×１０−５％よりも良好である。これは、ヨーに適用される角変位を修正して、試験対象デバイスの平行度を修正できるようにするには十分である。
【００３９】
デバイス−プレーナー型導波管回路の十分な整列
ロールを除き、各プロセスは各ステージ軸を用いて実行される。ここでは、一例として一方の側を詳細に説明する。
【００４０】
試験対象デバイスの配置
先ず、試験対象デバイスの大まかな位置が、ファイバセンサを用いて決められる。これは、エッジ検出を用いてなされる。
【００４１】
次に、その取り付け具内に配置された試験対象デバイスのヨーを求めなければならない。これは入力ファイバアレイを回動させ、試験対象デバイスのエッジに出来る限り平行に近接させるためである。これは、２つのＺ方向の深さが、計算されて適用された角度を有する、異なるＸ位置において計測される点で、ファイバアレイについて前記したヨー較正と同様である。
【００４２】
一旦、試験対象デバイスのヨー修正が適用されると、必須であるＸ方向及びＺ方向の並進（またはＸ変換及びＺ変換）が（これまでに実行した較正を保存すべく）全てのさらなる動きに対して適用される。次に、試験対象デバイスに取り掛かる。最初に、試験対象デバイスの先端が検出され、次に、Ｘの正方向または負方向の一方のエッジが検出される。ファイバセンサが完全に遮られて戻されるＸ方向のエッジから、試験対象デバイスをＸ方向に横断して、デバイス内の導波管の位置が検出される。
【００４３】
これに対する主要な動機付けは、単一の入力が存在しないということであり、（どの入力が使用されるかに応じて）多数組の出力が存在しうるということにある。特定の試験対象デバイスについてのデバイスマップ（これは、コンピュータ上に電子的な形式で保存することができる）は、任意の「開通チャンネル（スルーチャンネル）」を含むだけでなく、入力数（均等であるか副尺付きであるかに関係なく）や入力間隔の指定も行なう。この情報は、導波管が試験対象デバイスにとって実用的なチャンネルであるか否かを判定するのに用いることができる。同じことは、出力についても言える。
【００４４】
全ての導波管がマッピングされると、試験対象デバイスに対する整列配置を開始することができる。チャネル選択は、自動的に設定する（例えば、先ずチャンネルＰへ行き、正しい通過帯でない場合は、チャンネルＱへ行く）か、またはシステムのユーザが手動設定することができる。例えば、デバイスは、デバイスマップのチャンネルに対応する５つの有効な導波管チャンネルを有することができる。ユーザは次に、最初に計測する入力チャンネル及び出力チャンネルを選択することができる。
【００４５】
選択を自動的に実行した場合、手動制御機能を設けることもできる。
【００４６】
入力導波管が選択されると、これがセットの出力を決定する。Ｘ，Ｙ，Ｚの予備的整列配置が行なわれる。Ｙ計測値は、この時点では近似値である。次のステップは、第１の光である。
【００４７】
試験対象デバイスの導波管は真っすぐでも、彎曲していても、屈曲していてもよい。センサ位置決めステージは、一般に幾つかの自由度をもって可動であり、そのため、試験対象デバイスの任意の面からの光を結合するように移動させられることができる。加えて、導波管はプレーナー型である必要はない。本発明のエッジ検出方法は非プレーナー型導波管についても使用できるが、それは導波管の位置をファイバセンサとファイバアレイを用いて割り出すことができるからである。
【００４８】
システムの性能は、計測または試験に用いる光の波長に依存するであろう。従って、システムは、異なる波長の光を用いることができるのが好ましい。光の波長は、手動によりまたは自動で選択することができる。
【００４９】
方法の概要
図１０は、光学システムの整列配置方法を表わすフローチャートである。システムは、Ｘ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスと、位置決めステージを配設したデバイスに取り付けられた目標物と、Ｘ方向とＺ方向にそれぞれ可動の１以上のセンサ位置決めステージを含む。各センサ位置決めステージは、それに取り付けられた光学的エッジ検出器を有する。図１０を参照するに、本方法はブロック１０から開始して以下のように進行する。ブロック１２において、各センサ位置決めステージについて、Ｘ方向の第１のＸ位置にセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器を位置決めし、ブロック１４において、センサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、目標物のエッジの第１のＺ位置を検出し、ブロック１６において、センサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＸ方向に距離ｘだけ第２のＸ位置へ移動させ、ブロック１８において、デバイス位置決めステージをして目標物をＸ方向に距離ｘだけ移動させ、ブロック２０おいて、センサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＺ方向へ移動させ、目標物のエッジの第２のＺ位置を検出し、ブロック２２において第１のＺ位置と第２のＺ位置と距離ｘに従ってセンサ位置決めステージのＸ方向と目標物のエッジの間の角度（または、センサ位置決めステージと目標物のエッジのＸ方向間の角度）を求める。そして、プロセスは、ブロック２４で終了する。目標物のエッジとセンサ位置決め軸との間の角度θは、下記の如く計算される。
【００５０】
【数４】
【００５１】
ただし、ｘ１，ｘ２は前記第１のＸ位置と第２のＸ位置をそれぞれ表わし、ｚ（ｘ１），ｚ（ｘ２）は前記第１のＺ位置と第２のＺ位置をそれぞれ表わす。
【００５２】
目標物は、中央位置決めステージすなわち試験対象デバイスに取り付けられた基準とすることができる。
【００５３】
図１１は、回動を用いた光学システムの他の整列配置方法を表わすフローチャートである。システムは、Ｘ方向及びＸ方向に直交するＺ方向に可動の第１のセンサ位置決めステージと、第１のセンサ位置決めステージに取り付けられた光学的エッジ検出器と、Ｘ方向とＺ方向に直交するＹ方向に回動可能な第２のセンサ位置決めステージと、第１のセンサ位置決めステージに取り付けられた目標物を含む。本方法は、開始ブロック３０から始まって以下のように進行する。ブロック３２において、第１の光学的エッジ検出器をＸ方向において第１のＸ位置に位置決めし、ブロック３４において、第１のセンサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、目標物のエッジの第１のＺ位置を検出し、ブロック３６において、第１の位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＸ方向において距離ｘだけ第２のＸ位置へ向けて移動させ、ブロック３８において、第１のセンサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、目標物のエッジの第２のＺ位置を検出し、ブロック４０において、第１のＺ位置と第２のＺ位置と距離ｘとに従って第１のセンサ位置決めステージのＸ方向と目標物のエッジの間の角度（または、第１のセンサ位置決めステージと目標物のエッジのＸ方向間の角度）を求め、ブロック４２において、第１のセンサ位置決めステージのＸ方向と目標物のエッジとの間の角度（または、第１のセンサ位置決めステージと目標物のエッジのＸ方向間の角度）に従って、第２のセンサ位置決めステージをＹ方向周りに回動させる。そして、この方法は、ブロック４４で終了する。
【００５４】
図１２は、光学システムのＺ方向の較正方法を表わすフローチャートである。システムは、Ｘ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスと、位置決めステージを配設したデバイスに取り付けられた目標物と、Ｘ方向及びＸ方向にほぼ直交するＺ方向にそれぞれ可動の２以上のセンサ位置決めステージを含む。各センサ位置決めステージは、それに取り付けられた光学的エッジ検出器を有する。本方法は、開始ブロック６０から始まって以下のように進行する。ブロック６２において、センサ位置決めステージの一つの光学的エッジ検出器をＸ方向のＸ位置に位置決めし、ブロック６４において、センサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて目標物のエッジの第１のＺ位置を検出する。さらに、ブロック６６において、各追加のセンサ位置決めステージについて、追加のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＸ方向のＸ位置に位置決めし、ブロック６８において、その追加のセンサ位置決めステージをしてその追加のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＺ方向へ移動させて、目標物のエッジの第２のＺ位置を検出する。追加のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器は、ブロック７０において較正され、これにより第２のＺ位置が第１のＺ位置に一致するようになる。本方法は、ブロック７２で終了する。
【００５５】
図１３は、Ｘ方向における光学システムの較正方法を表わすフローチャートである。システムは、Ｘ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスと、位置決めステージを配設したデバイスに取り付けられた目標物と、Ｘ方向とこのＸ方向にほぼ直交するＺ方向にそれぞれ可動の２以上のセンサ位置決めステージを含む。各センサ位置決めステージは、それに取り付けられた光学的エッジ検出器を有する。本方法は、開始ブロック８０から始まって以下のように進行する。ブロック８２において、第１のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器を、Ｚ方向にほぼ平行な目標物のエッジ上のＺ位置にＺ方向において位置決めし、ブロック８４において、第１のセンサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＸ方向に移動させて、Ｚ方向にほぼ平行な目標物のエッジの第１のＸ位置を検出する。さらに、ブロック８６において、各追加のセンサ位置決めステージについて、追加のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器を、Ｚ方向にほぼ平行な目標物のエッジ上のＺ位置にＺ方向において位置決めし、ブロック８８において、追加のセンサ位置決めステージをしてこの追加のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＸ方向に移動させて、Ｚ方向にほぼ平行な目標物のエッジの第２のＸ位置を検出する。追加のセンサ位置決めステージのエッジ検出器がブロック９０において較正され、これにより第２のＸ位置が第１のＸ位置に一致するようになる。全ての追加のエッジ検出器が較正されると、本方法は、ブロック９２で終了する。
【００５６】
図１４は光学システムを整列配置する方法を表わすフローチャートである。光学システムは、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動な第１のセンサ位置決めステージを含む。第１のセンサ位置決めステージは、それに取り付けられた送光光ファイバを有する。光学システムはまた、ファイバアレイを保持する第２のセンサ位置決めステージを含む。ファイバアレイは、Ｙ方向にほぼ平行な面を有し、この面で終端する２以上の受光光ファイバを含む。本方法は、開始ブロック１００で始まって以下のように進行する。ブロック１０２において、光を送光光ファイバから送り出し、ブロック１０４において、受光光ファイバの一つを介して受光した光を検出する。次に、ブロック１０６において、送光光ファイバと受光光ファイバの相対的な位置を、Ｘ方向とＹ方向において調整し、検出光のパワーが最大になる位置を見つける。光（のパワー）が最大になる位置は、受光光ファイバの位置の割り出しに用いられる。次に、プロセスは、ブロック１０８と１１０において、１以上の追加の受光光ファイバに対して繰り返される。ブロック１１２では、第１及び第２の受光光ファイバの位置を用いて、Ｚ方向周りのファイバアレイの角度位置が割り出される。ファイバアレイを保持する位置決めステージがＺ方向の周りに可動である場合は、ブロック１１４において第２のセンサ位置決めステージをＺ方向の周りに回動させることでＺ方向周りのファイバアレイの角度位置が調整される。
【００５７】
図１５は、光学システムを整列配置し較正する方法を表わすフローチャートである。システムは、目標物と、直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向にそれぞれ可動の１以上のセンサ位置決めステージとを支持するＸ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスを含む。各センサ位置決めステージは、光学的エッジ検出器とそれに取り付けられたファイバアレイを有する。本方法は、開始ブロック１２０から始まって以下のように進行する。ブロック１２２において、デバイス位置決めステージのＸ方向に平行となるよう各センサ位置決めステージのＸ方向を整列配置し、ブロック１２４において、対応するセンサ位置決めステージをＹ方向に回動させて各ファイバアレイの回動を調整し、ブロック１２６において、Ｚ方向に回動させることでファイバアレイの少なくとも一つの回動を調整する。システムが整列配置されると、システムを較正できるようになる。較正は、ブロック１２８において、各センサ位置決めステージをＺ方向において較正し、さらに、各センサ位置決めステージをＸ方向において較正することで進められる。次に、センサ位置決めステージの一つにおける受光光ファイバの位置が、ブロック１３０において検出される。ブロック１３２において、ファイバアレイ内の追加の受光光ファイバの位置も割り出される。測定された位置とファイバアレイの既知のパターンの知識から、ロール角度の不整列が計算され、ブロック１３４において位置決めステージをＺ方向の周りに回動させることによってその不整列が除去される。
【００５８】
図１６は、試験対象デバイスに対して光学システムを整列配置する方法を表わすフローチャートである。システムは、試験対象デバイスを支持するＸ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスを含む。システムはまた、直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向にそれぞれ可動の１以上のセンサ位置決めステージを含み、各センサ位置決めステージは、光学的エッジ検出器とそれに取り付けられたファイバアレイを有する。本方法は、開始ブロック１４０から始まって以下のように進行する。ブロック１４２において、試験対象デバイスのエッジ位置を突きとめ、ブロック１４４において、少なくとも２つの異なるＸ位置で試験対象デバイスのエッジのＺ位置を計測することにより、試験対象デバイスのＹ方向周りの回動を割り出し、ブロック１４６において、試験対象デバイスのエッジと平行になるようファイバアレイを回動させる。次に、ブロック１４８において、１以上のセンサ位置決めステージの方向に対しＸ−Ｙ変換が施され、これにより位置決めステージは試験対象デバイスのエッジを追跡できるようになる。ブロック１５０では、試験対象デバイス内の導波管の位置が、ファイバアレイを用いて試験対象デバイスの面をＸ方向とＹ方向に走査することで検出される。ブロック１５２では、デバイスの実際のテストが遂行され、任意選択的に、デバイスがブロック１５４において組み立てられる。プロセスは、ブロック１５６で終了する。
【００５９】
好適な実施形態を参照して、本発明を具体的に図示し説明したが、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、形態ならびに細部における様々な変更が可能であることが当業者には理解されよう。
【００６０】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
１．光学システムの整列方法において、
前記光学システムがＸ方向に可動の位置決めステージ（７０６）を配設したデバイスと、位置決めステージ（７０６）を配設したデバイスに取り付けられた目標物（７０２）と、それぞれＸ方向及び該Ｘ方向にほぼ垂直なＺ方向に可動であって、それぞれ光学的エッジ検出器（７０８）が取り付けられた１以上のセンサ位置決めステージ（７１２）とを備えており、
１以上のセンサ位置決めステージの各センサ位置決めステージに対して以下のステップを含むことからなる、方法。
センサ位置決めステージ（７１２）の光学的エッジ検出器（７０８）をＸ方向において第１のＸ位置に配置するステップ。
センサ位置決めステージ（７１２）をして光学的エッジ検出器（７０８）をＺ方向に移動させて、目標物（７０２）のエッジの第１のＺ位置を検出するステップ。
センサ位置決めステージ（７１２）をして光学的エッジ検出器（７０８）をＸ方向に距離ｘだけ第２のＸ位置へ移動させるステップ。
デバイス位置決めステージ（７０６）をして目標物（７０２）をＸ方向に距離ｘだけ移動させるステップ。
センサ位置決めステージ（７１２）をして光学的エッジ検出器（７０８）をＺ軸方向に移動させ、目標物（７０２）のエッジの第２のＺ位置を検出するステップ。
前記第１のＺ位置、第２のＺ位置、及び距離ｘに従って、センサ位置決めステージ（７１２）のＸ方向と目標物（７０２）のエッジとの間の角度を決定するステップ。
２．光学システムを整列させるための方法であって、前記システムは、Ｘ方向及び該Ｘ方向に垂直なＺ方向に可動の第１のセンサ位置決めステージと、前記第１のセンサ位置決めステージに取り付けられた光学的エッジ検出器と、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向の周りに回動可能な第２のセンサ位置決めステージと、前記第１の位置決めステージに取り付けられた目標物とを備えており、
前記光学的エッジ検出器をＸ方向において第１のＸ位置に配置するステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、目標物のエッジの第１のＺ位置を検出するステップと、
前記第１の位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＸ方向に距離ｘだけ第２のＸ位置へ移動させるステップと、
前記第２のセンサ位置決めステージをして目標物をＸ方向において距離ｘだけ移動させるステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＺ方向へ移動させて、目標物のエッジの第２のＺ位置を検出するステップと、
前記第１のＺ位置、第２のＺ位置、及び距離ｘに従って、前記第１のセンサ位置決めステージのＸ方向と目標物のエッジとの間の角度を決定するステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージのＸ方向と目標物のエッジとの間の角度に従って、前記第２のセンサ位置決めステージをＹ方向のまわりに回動させるステップ
を含む、方法。
３．光学システムを較正するための方法において、
前記光学システムが、Ｘ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスと、位置決めステージを配設した前記デバイスに取り付けられた目標物と、それぞれがＸ方向と該Ｘ方向にほぼ垂直なＺ方向に可動で、かつ、それぞれに光学的エッジ検出器が取り付けられている複数のセンサ位置決めステージのうちの第１のセンサ位置決めステージとを備えており、
前記第１のセンサ位置決めステージの前記光学的エッジ検出器をＸ方向においてＸ位置に位置決めするステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＺ方向へ移動させて、目標物のエッジの第１のＺ位置を検出するステップと、
前記複数のセンサ位置決めステージのうちの他の各センサ位置決めステージについて、
前記他のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＸ方向においてＸ位置に位置決めするステップと、
前記他のセンサ位置決めステージをして該他のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、目標物のエッジの第２のＺ位置を検出するステップと、
前記他のセンサ位置決めステージのエッジ検出器を較正して、前記第２のＺ位置を前記第１のＺ位置に一致させるステップ
を含む、方法。
４．光学システムを較正するための方法であって、前記システムが、Ｘ方向に可動の位置決めステージ（２０２）を配設したデバイスと、位置決めステージ（２０２）を配設した前記デバイスに取り付けられた目標物（６０６）と、それぞれがＸ方向及び該Ｘ方向にほぼ直交するＺ方向へ可動で、かつ、それぞれに光学的エッジ検出器（６０２，６１０）が取り付けられた複数のセンサ位置決めステージ（２０４，２０６）のうちの第１のセンサ位置決めステージ（２０６）とを備えており、
前記第１のセンサ位置決めステージ（２０６）の前記光学的エッジ検出器（６０２）を、Ｚ方向において、Ｚ方向にほぼ平行な目標物（６０６）のエッジ上のＺ位置に位置決めするステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージ（２０６）をして前記光学的エッジ検出器（６０２）をＸ方向に移動させて、Ｚ方向にほぼ平行な目標物（６０６）のエッジの第１のＸ位置を検出するステップと、
前記複数のセンサ位置決めステージのうちの他の各センサ位置決めステージについて、
前記他のセンサ位置決めステージ（２０４）の光学的エッジ検出器（６１０）を、Ｚ方向において、Ｚ方向にほぼ平行な目標物（６０６）のエッジ上のＺ位置に位置決めするステップと、
前記他のセンサ位置決めステージ（２０４）をして該他のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器（６１０）をＸ方向に移動させて、Ｚ方向にほぼ平行な目標物（６０６）のエッジの第２のＸ位置を検出するステップと、
前記他のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器（６１０）を較正して、前記第２のＸ位置を前記第１のＸ位置に一致させるステップ
を含む、方法。
５．光学システムを整列させるための方法であって、前記システムが、第１のセンサ位置決めステージ（２０４）と第２の位置決めステージ（２０６）を備え、前記第１のセンサ位置決めステージは、直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動であって、送光光ファイバ（６２０）が取り付けられており、前記第２の位置決めステージは、Ｘ方向とＹ方向にほぼ平坦な面を有するファイバアレイ（６２２）を有し、この面で終端される受光光ファイバを含んでおり、
前記送光光ファイバ（６２０）から光が伝送されるようにするステップと、
前記受光光ファイバ（６２２）を介して受光した光を検出するステップと、
前記送光光ファイバと前記受光光ファイバの相対位置をＸ方向とＹ方向において調整して検出光が最大となるようにするステップ
を含む、方法。
６．光学システムを整列させるための方法であって、前記システムが、第１のセンサ位置決めステージ（２０４）と第２のセンサ位置決めステージ（２０６）を備え、前記第１のセンサ位置決めステージは、直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動で、かつ送光光ファイバ（６２０）が取り付けられており、前記第２のセンサ位置決めステージは、Ｙ方向にほぼ平行な面を有するファイバアレイ（６２２）を有し、かつ、前記平行な面で終端される２以上の受光光ファイバを含んでおり、
前記送光光ファイバ（６２０）から光を送り出すステップと、
前記２以上の光ファイバのうちの第１の受光光ファイバを介して受光した光を検出するステップと、
前記送光光ファイバ（６２０）と前記第１の受光光ファイバの相対位置をＸ方向とＹ方向において調整して、検出光を最大化し、それによって前記第１の受光光ファイバの位置を決定するステップと、
前記２以上の光ファイバのうちの第２の受光光ファイバを介して受光した光を検出するステップと、
前記送光光ファイバ（６２０）と前記第２の光ファイバの相対位置をＸ方向とＹ方向において調整して、検出光を最大化し、それによって前記第２の受光光ファイバの位置を決定するステップと、
前記第１及び第２の受光光ファイバの位置からＺ方向のまわりのファイバアレイの角度位置を求めるステップ
を含む、方法。
７．光学システムを整列させるための方法であって、前記システムが、Ｘ方向に可動の位置決めステージ（２０２）を配設したデバイスと、位置決めステージを配設した前記デバイスに取り付けられた目標物と、それぞれが直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動で、かつ、それぞれに光学的エッジ検出器（６１０，６０２）及びファイバアレイ（６２０，６２２）が取り付けられた１以上のセンサ位置決めステージ（２０４，２０６）とを備えており、
各センサ位置決めステージ（２０４，２０６）のＸ方向を前記デバイス位置決めステージ（２０２）のＸ方向に平行に整列させるステップと、
対応するセンサ位置決めステージ（２０４，２０６）をＹ方向の周りに回動させることによって、各ファイバアレイ（６２０，６２２）の回動を調整するステップと、
Ｚ方向に回動させることによって、ファイバアレイ（６２０，６２２）の少なくとも一つの回動を調整するステップと、
各センサ位置決めステージ（２０４，２０６）をＺ方向において較正するステップと、
各センサ位置決めステージ（２０４，２０６）をＸ方向において較正するステップ
を含む、方法。
８．光学システムを試験対象デバイスに整列させるための方法であって、前記システムが、Ｘ方向に可動の位置決めステージ（７０６）を配設したデバイスと、位置決めステージ（７０６）を配設した前記デバイスにより支持される試験対象デバイス（７０２）と、１以上のセンサ位置決めステージ（７１２）であって、各々が、直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動であり、かつ、各々に、光学的エッジ検出器（７０８）及びファイバアレイ（６２０，６２２）が取り付けられている１以上のセンサ位置決めステージとを備えており、
前記試験対象デバイス（７０２）のエッジを配置する（またはそのエッジの位置を決定する）ステップと、
前記試験対象デバイスのエッジのＺ位置を少なくとも２つの異なるＸ位置にて計測することによって、前記試験対象デバイス（７０２）のＹ方向の周りの回動を決定するステップと、
前記試験対象デバイス（７０２）のエッジに平行になるように前記ファイバアレイ（６２２）を回動させるステップと、
前記１以上のセンサ位置決めステージ（７１２）の方向に対しＸ−Ｙ変換を施すステップと、
前記試験対象デバイス（７０２）の面を前記ファイバアレイ（６２０，６２２）を用いてＸ方向とＹ方向に走査して、前記試験対象デバイス内の導波管位置を検出するステップ
を含む、方法。
９．光学デバイスを検出するためのシステムであって、
Ｘ方向に可動で試験対象デバイスを支持可能な位置決めステージ（２０２）を配設するデバイスと、
直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動な第１のセンサ位置決めステージ（２０４）と、
直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動な第２のセンサ位置決めステージ（２０６）と、
前記第１のセンサ位置決めステージ（２０４）に取り付けられた第１の光学的エッジ検出器（６１０）と、
前記第２のセンサ位置決めステージ（２０６）に取り付けられた第２の光学的エッジ検出器（６０２）
を備える、システム。
１０．光学システムを整列させるための方法において、前記システムが、Ｘ方向及びこのＸ方向に直交するＺ方向に可動の第１のセンサ位置決めステージ（２０４）と、前記第１のセンサ位置決めステージに取り付けられた光学的エッジ検出器（６１０）と、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向に回動可能な第２のセンサ位置決めステージ（２０６）と、前記第１のセンサ位置決めステージ（２０４）に取り付けられた目標物とを備えており、
前記第１の光学的エッジ検出器（６１０）をＸ方向の所定位置に位置決めするステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージ（２０４）をして前記光学的エッジ検出器（６１０）をＺ方向に移動させるステップと、
前記光学的エッジ検出器（６１０）の第１のファイバセンサのＸ位置にて目標物のエッジの第１のＺ位置を検出するステップと、
前記光学的エッジ検出器（６１０）の第２のファイバセンサのＸ位置にて目標物のエッジの第２のＺ位置を検出するステップであって、前記第１及び第２のファイバセンサがＸ方向に距離ｘだけ離れていることからなる、ステップと、
前記第１のＺ位置、第２のＺ位置、及び距離ｘに従って、前記第１のセンサ位置決めステージ（２０４）のＸ方向と目標物のエッジとの間の角度を決定するステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージ（２０４）のＸ方向と目標物のエッジとの間の角度に従い、前記第２のセンサ位置決めステージ（２０６）をＹ方向の周りに回動させるステップ
を含む、方法。
【００６１】
本発明は、光を検出して光学装置に結合するための光学システム、及び、システムのアライメントをとってシステムを較正するための方法に関する。システムは、位置決めステージ(706,712)とファイバセンサ(708,602,610)を備える。ファイバセンサは、様々な形態をとる較正部品(714)及び他のセンサ(620,622)の位置を検出するために使用される。検出されたこれらの位置から、センサまたは位置決めステージの整列不良を計算して修正することができる。ファイバセンサは、システムを較正するために使用される。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、位置決めステージとファイバセンサを高精度で整列させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学システムを表わす図である。
【図２Ａ】本発明の一態様による軸整列の様子を示す概略図である。
【図２Ｂ】本発明の一態様による軸整列の様子を示す概略図である。
【図３】本発明の一態様による他の軸整列の様子を示す概略図である。
【図４】本発明の説明で使用した回動に用いる表記を説明する図である。
【図５】本発明の一態様によるファイバアレイ整列の様子を示す概略図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の一態様によるＺ方向基準の較正を示す概略図であり、（Ｂ）は本発明の一態様によるＺ方向のファイバアレイの較正を示す概略図である。
【図７】本発明の一態様によるファイバアレイのエッジ検出の様子を示す概略図である。
【図８】本発明の一態様によるファイバセンサの検出の様子を示す概略図である。
【図９】本発明の説明で使用したヨー回動に用いる表記を説明する図である。
【図１０】本発明の一態様によるＸ軸整列のための方法を表わすフローチャートである。
【図１１】本発明の一態様によるヨー整列のための方法を表わすフローチャートである。
【図１２】本発明の一態様によるＺ方向の較正のための方法を表わすフローチャートである。
【図１３】本発明の一態様によるＸ方向の較正のための方法を表わすフローチャートである。
【図１４】本発明の一態様によるファイバアレイのロール整列のための方法を表わすフローチャートである。
【図１５】本発明による光学システムの整列ならびに較正のための方法を表わすフローチャートである。
【図１６】本発明による、試験対象デバイスに対する光学システムの整列のための方法を表わすフローチャートである。
【符合の説明】
６０６ 基準
６２０ 送光光ファイバ
６２２ 受光光ファイバ
７０２ 試験対象デバイス
７０６ 位置決めステージ
７０８ 光学的エッジ検出器
７１２ センサ位置決めステージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、集積化光デバイスなどの電子部品や光学部品の組立及び試験分野に関し、より詳しくは、試験又は組立システムの整列配置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積化光デバイスなどのデバイスの組立や試験には、部品の正確な整列配置が必要である。例えば、光学チップ部品に対し光ファイバを結合させる組立工程は、目下のところ１ミクロン以下の範囲内での機械的な位置決めが必要である。しかしながら、チップ配置装置の機械的再現性や試験及び組立ステーションへの光学チップの手動装填は、１ミクロンを大きく超えるものである。かくして、嵌合ファイバに対するチップ嵌合端の位置がせいぜい数ミクロンの精度であることは既知のことである。従って、部品の相対位置に十分な精度を与えるために追加のステップを施さねばならない。
【０００３】
１つの手法は、部品の手動による位置決めと併せた顕微鏡の使用である。この方法は、訓練され熟練したオペレータを必要とする。これは、高価で人為的なミスを被る。
【０００４】
別の手法は、画像処理ソフトウェア及び位置決め装置のコンピュータ制御と組み合わせた映像顕微鏡の使用である。この種の装置は高価で比較的遅く、測定精度は数ミクロンが限界である。
【０００５】
これらの手法に用いられる装置は、組立及び試験プロセスを遂行するのに必要な他の処理装置の邪魔になりがちである。
【０００６】
他の手法は、光源と目標物のエッジを検出する光センサの使用である。検出器に達する光の量は、目標物が光源とセンサ間の光路を遮るので少なくなる。この手法の精度は、検出器の大きさと検出できる光強度の精度によって制約を受ける。光源への入力電流からセンサの出力電流への転換効率における変動がシステムに変動をもたらすが、それがこの種のデバイスの精度に制約をもたらす。Ｍａｓｔｅｎの米国特許第５，１８７，３７５号には、この課題を緩和する目的をもった２つの検出器を備えるエッジ検出装置の記載がある。しかしながら、この種のシステムでは、第１にセンサが外光と光源からの光に応答するという理由から、また第２に検出器の大きさが必要なサブミクロン精度に比し大であるという理由から精度に限界がある。Ｍａｓｔｅｎの検出器にあっては、センサは光源よりも遥かに大であり、１００ミル（０．１インチ）の長さを有する。
【０００７】
さらに他の手法として、レーザ干渉計を用いるものがあり、この場合には、送光単色光と反射単色光の間の位相差が位置の割り出しに用いられる。この手法は、複雑な装置を必要とし、非常に高価である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、位置決めステージとファイバセンサを高精度で整列配置する方法に対する未解決の要求が当該技術分野に存在するのである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一般的に、光を検出して、光デバイスに光を結合するための光学システムと、システムを整列配置し、及び較正するための方法に関するものである。本システムは、位置決めステージ（または位置決め段。以下同じ）とファイバセンサを含む。ファイバセンサは、種々の構成における較正部品の位置すなわち基準位置を検出するのに用いられる。これらの検出位置から、センサや位置決めステージのいかなる位置合わせ不良も計算することができ、かつ、修正することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴と信ずる新規な特徴は、特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明自体、並びに好適な使用態様、本発明の他の目的ならびに利点は、添付図面と共に例示的実施形態についての下記の詳細な説明を参照することで最も良く理解されよう。本発明には多数の異なる形態の実施形態の余地があるが、本明細書及び図面における開示を本発明原理の例示として考慮し、本発明を図示し説明した特定の実施形態に限定する意図のないことを了解した上で、１以上の特定の実施形態を図面に示し、詳細に説明する。以下では、いくつかの図面において同一または同様の部分すなわち対応する部分には、同じ参照符号を用いて説明している。
【００１１】
本発明は、一般に、光をプレーナー型または非プレーナー型導波管（または導波路。以下同じ）デバイスに結合させるために使用することができる試験及び組立システムの全てステージ軸及びセンサを較正し及び整列配置させるためのプロセスに関するものである。本プロセスには多数のステップが存在し、それぞれを十分詳しく説明する。例示的な実施形態を下記に詳細に説明する。装置は、２つの５軸自動運動制御ステージセットと少なくとも１つの運動軸を備えるデバイス配設ステージセットを含む。プレーナー型光導波管デバイスを試験する際、デバイスの一方の側に光を送り、他方の側で受光する。光を送る５軸位置決めステージは、送光ステージ或いはＴＸステージと呼ばれる。光を受ける５軸位置決めステージは、受光ステージ或いはＲＸステージと呼ばれる。デバイスを担持するステージは中央ステージと呼ばれるが、これは、それが一般的には、送光ステージと受光ステージの間にあるからである。一般に、中央ステージは単一の方向に可動であり、その方向をＸ方向と表わす。下記の説明ではＸ方向を水平に選ぶが、これは要件ではなく、本発明はこれには限定されない。送光ステージと受光ステージは、Ｘ，Ｙ，Ｚで表わされる３つの直交する方向に可動である。それらは、Ｙ軸周りの回動（ヨー）とＺ軸周りの回動（ロール）も可能である。さらに、それらはＸ軸周りの回動（ピッチ）も可能である。各ステージは、コンピュータにより制御される。２つの５軸ステージそれぞれが、レーザ光源に結合した送光ファイバセンサすなわちブロードキャストファイバ(broadcast fiber)センサを有する。ファイバアレイが、２つの５軸ステージのそれぞれに取り付けられる。５軸ステージのファイバアレイのうち一方は、それに結合された単一の送光レーザを有するが、他方の５軸ステージファイバアレイの各ファイバは受光側であり、パワー（電力）センサに接続される。本発明は、３つのステージのセットとファイバアレイを整列（位置合わせ）させるための方法を提供する。本発明はまた、プレーナー型または非プレーナー型光導波管に光を結合させる方法を提供する。
【００１２】
図１は、中央ステージ７０６と送光ステージ７１２からなる例示的なシステムを示す。明快にするため、中央ステージの他方の側にある、送光ステージに対向配置される受光ステージは図示していない。図１を参照するに、検出対象エッジを有する目標物７０２が保持器７０４内に配置されており、この保持器は、中央（目標物位置決め）ステージ７０６に取り付けられている。中央（目標物位置決め）ステージ７０６の長さ方向に沿った保持器７０４の位置は、リニアサーボモータや他の適切な調節手段により調整することができる。エッジ検出デバイスすなわちセンサ７０８は位置決め基台７１０に取り付けられており、この基台は、送光ステージ７１２上に取り付けられている。好適な実施形態では、エッジ検出デバイスは、レーザ光源に結合した送光光ファイバ（または送光用光ファイバ。以下同じ）と光パワー検出器に結合した受光光ファイバ（または、受光用光ファイバ。以下同じ）を含む。２つのファイバは、送光光ファイバからの光が受光光ファイバにより受光されるよう同軸対向させて整列配置される。他の実施形態では、互いに平行な一対の送光光ファイバが、対応する一対の受光光ファイバとともに用いられる。送光ステージに対する保持器７１０の位置は、リニアサーボモータによって中央ステージ７０６に垂直な方向に可変することができる。エッジ検出器較正基準７１４は保持器７０４に対し既知の位置に取り付けられ、エッジ検出器の較正に用いられる。基準７１４は、位置決めステージの較正に使用することができ、これによりステージと検出器の相対位置がわかる。方向すなわち軸Ｘ，Ｙ，Ｚは、図中に示してある。位置決めステージはまた、試験対象デバイスに結合することのできる試験部品または組立部品７１６を支持する。
【００１３】
ステージの取り付け
本プロセスの最初のステップは、位置決めステージを機械精度の範囲内で取り付けることである。初期アライメント（初期整列）及び較正のために、基準７１４がセンサ７０８の近傍に位置決めされる。
【００１４】
軸アライメント
次のステップは、ステージ軸間の誤った関係を修正することである。送光、中央及び受光の各ステージセットは、そのステージセットの動きに関連する基本的な直交軸セットを有する。しかしながら、最初に取り付けたときは、角度などにおけるそれらの平行度は非常に低い場合がある。これを修正するために、受光Ｘ軸と送光Ｘ軸が中央ステージの動きに対して修正される。これを行なうために、先ず中央ステージと他の一方のステージについて検討する。図２Ａ，２Ｂは、それぞれ、上から見たシステムの概略図を示す。システムは、中央ステージ２０２と送光ステージ２０４と受光ステージ２０６を含む。図２Ａは、送光ステージ（図の右に図示）のＸ軸におけるミスアライメント（位置合わせ不良）を誇張して示している。図２Ｂは、修正後の配置状態を示す。
【００１５】
図３の（Ａ）を参照する。中央ステージ２０２がある公称開始位置からポイントｘ１へＸ方向に移動させられ、その箇所においてそれに取り付けられた基準３０２が受光ステージ２０６のファイバセンサ３０４によりアクセス可能となる。この移動は、手動または自動操作により行なうことができる。送光ステージのファイバセンサは、交差ポイントｚ（ｘ１）を計測しながら、その基準へ向けてＺ方向へ移動させられる。図３の（Ｂ）に示すように、中央ステージと受光ステージの両ステージは、新たな位置ｘ２へ向けＸ方向に数ミリメートル移動させられ、同じ物理的ポイントがファイバセンサを用いてＺ方向において再度計測される。新たな計測値は、ｚ（ｘ２）である。これにより、２つのＸ軸間の傾斜度が下記の式で求められる。
【００１６】
【数１】
この角度は、全ての並進を通じて伝搬され、角度的な不整列（ミスアライメント）を修正する。２つのＸ位置に関わるＺ距離のどんなオフセットも、それらの２つの軸間にオフセット角度を生じる。この場合、不整列は修正され、本プロセスは対向するステージセットを用いて繰り返される。
【００１８】
ファイバアレイのヨー計測
この時点で、任意のステージのＸ方向沿いのどんな運動も平行となる。しかしながら、ファイバアレイを、ステージの取り付け精度よりも精度良く取り付け具内に配置することはできない。検討中の方向は、Ｙ軸の周りに回転する角度軸であるヨーである。これは、他の２つの角度軸であるピッチやロールと同じく、図４に図示してある。基本的な５軸システムは、Ｘ，Ｙ，Ｚ，ヨー及びロールを有する。
【００１９】
ファイバアレイの角度オフセットは、ヨー軸の周りにタレット全体を回動させることで修正される。図５を参照するに、ファイバアレイ５０６のエッジがＸ方向に対して平行に位置するように、タレット５０２は枢支点５０４を中心として回転する。ファイバセンサは、５０８として図示してある。これは、下記のようにしてなされる。対向するステージセット、例えば、例えば受光ステージのファイバセンサは、それが送光軸によりアクセスできるよう位置決めされる。ファイバアレイは中へ動かされ、ガラスの先端部が検出され、位置ｚ（ｘ１）が得られる。次に、送光軸がある長さに亙ってＸ方向にシフトされ、ファイバアレイ上の別のポイントが同じ固定センサを用いて計測されて、位置ｚ（ｘ２）が得られる。これにより、ファイバアレイの先端部が位置するステージの運動軸に対する、その先端部の角度オフセットの角度が得られる。この角度は、下式により与えられる。
【００２０】
【数２】
この量はタレットのヨー軸に対する修正として適用され、続いて再計測される。この手順は、ｚ（ｘ１）＝ｚ（ｘ２）となるまで必要に応じて繰り返すことができる。対向するステージ上の他のアレイに対して同じプロセスを行う。エッジ検出器が一対の送光光ファイバと一対の受光光ファイバを含む場合、センサ位置決めステージをＸ方向に再配置することなく、Ｘ方向の２つの計測を行なうことができる。一般に、光ファイバの複数の対を用いることは、ヨーに関する補償に有効である。
【００２２】
Ｚ方向におけるサブミクロン較正：エッジ配置
このプロセスは、各軸からの基準の物理的計測と対向する軸上のファイバアレイの位置の計測を組み合わせ、ファイバアレイ自身のファイバセンサに対するファイバアレイの位置についてサブミクロンの知識をもたらす。この計測により、別のエッジに対するＺ軸沿いの位置決めが１ミクロンを上回る精度で可能となる。先ずヨー較正を行なうことが好ましく、さもなくばこの距離の計測結果が変わることになろう。これは、この距離が任意に配向したＺ軸の上の直線（最短ルート）の長さの投影であるからである。
【００２３】
基準をアクセス可能な位置に戻すと、基準のエッジは単一のファイバセンサ両側で検出されなければならない。図６（Ａ）は、行なった計測を示す。受光ファイバセンサ（RX FS）６０２が、受光センサに最も近い基準６０６の側面まで距離６０４と基準６０６の反対側までの距離６０８の計測に用いられる。送光ファイバセンサ（TX FS）６１０は、基準６０６の送光側までの距離６１２の計測に用いられる。図６（Ａ）に示すように、基準の反対側についてなされた計測は、Ｚ軸におけるグローバルな基準ポイントを考慮したものである。これは、送光ファイバセンサから受光ファイバセンサへの絶対的な基準を考慮したことになる。
【００２４】
次に、各側のファイバアレイが、図６（Ｂ）に示すように、対向するファイバセンサにより計測される。これは、同じファイバセンサに関するファイバアレイの先端位置についての知識を考慮して行われる。受光ファイバセンサ６０２は送光ファイバアレイ６２０の位置計測に用いられ、送光ファイバセンサ６１０は受光ファイバアレイ６２２の位置計測に用いられる。
【００２５】
加えて、図７に示すように、各ファイバアレイの後端が見出される。図７のグラフ７０３は、ファイバセンサからの出力をセンサがファイバアレイ７０４を横切る際の位置の関数として示すものである。
【００２６】
この計測値は、装荷前のファイバアレイの高さについてのマイクロメータを用いた物理的な計測値と組み合わされ、ファイバ端の位置を非常に正確な表すものとなる。これは、２つのエッジ間のＺ方向の距離が研磨面のＺ軸上への投影を与えるという事実を見越すことによって達成され、これにより、研磨角度がＺ／Ｙの逆正接（すなわち、アークタンジェント（Ｚ／Ｙ））に等しいことが明らかになる。Ｙは、±１０ミクロンまたは０．１％以下の精度で計測することができる。これにより、角度の正確な計測が可能となる（これは、製造業者によって０．５度以内で規定される）。従って、公称８度の角度は０．１％以内の精度である。ファイバは、既知の高さ（１マイクロメートルより小さい）を有するＶ字形溝ブロック上に配置される。ファイバセンサの第２のエッジを用いて、そのエッジからファイバのコア端部までの距離を正確に知ることができる。これは、ファイバ同士、及びファイバとデバイスとの整列配置にとって重要である。
【００２７】
Ｘ方向におけるサブミクロン較正：ファイバ配置
このプロセスは、Ｘ軸に沿ったファイバアレイ内のファイバの位置を求めるものである。基本的な原理は、Ｚ軸較正の原理と同じである。センサ対間の関連情報（または相対情報）を参照するために用いられる、２つのファイバセンサ間のＸに関するグローバルな基準ポイントが必要となる。
【００２８】
最初に、基準位置は再計測されるが、今回は、Ｘ方向において、基準位置の同一のＺ位置に出来る限り近くで計測される。これは、基準の延長エッジ（延長端部）を検出することによってなされるが、そのエッジは、鋭利なエッジに研磨されるのが好ましい。先ず、１つのファイバセンサが基準の中央部へ移動させることによって配置され、次に、Ｘ方向へ移動され、続いてこの操作を他のファイバセンサについて繰り返す。このエッジは、２つのセンサを互いに結びつけるグローバル基準を表す。
【００２９】
次に、受光ファイバセンサが、送光ファイバアレイ内のファイバ位置を検出するのに用いられる。図８は、この操作から収集された情報の表示を含む、このプロセスの概略図である。少しの処理を加えることによって、送光光ファイバの位置を、Ｘ方向において１ミクロンを上回る精度で求めることができる。
【００３０】
これと同じ基本的な手順が、多数のファイバを考慮した若干異なる処理アルゴリズムを用いて受光ファイバアレイについて実施される。
【００３１】
次に、ファイバ同士の整列配置が実行されるが、これによって、最終的な較正パラメータＹが得られる。全ての角度がこの時点で修正され、Ｚ軸とＸ軸を１ミクロンを上回る精度で知ることができるため、光路は、エッジ間が１００ミクロン以内の近接領域に存在するようになる。この場合、１つの軸のＹ方向における走査によって、ファイバ間の最適化のための開始ポイントが得られる。
【００３２】
最適化が行なわれ、Ｚ方向の距離は低減され、最適化が繰り返され、Ｚ方向においてより近い位置に移動される。約１ミクロンの距離の範囲内へ確実に移動するまで、これは繰り返される。この距離は、安定性と再現性のため好ましくは１ミクロン未満がよい。各角度ならびに直線寸法における損失関数の形状により、スループットを、この距離において、０．０５ｄＢ未満に変えることができる。このステップには、ファイバ端の真の位置の計算を含めることができる。これは、ファイバアレイに関する情報を（アレイ装填の時点で）保存することでなされる。例えば、高さが、上記得られた情報から研磨角度を算出するのに用いられる。次のデータは、Ｖ字形ブロックを含むガラスアレイの下側部分の高さである。この値に対して角度が適用され、ファイバのＺ方向の深さが三角法による計算を用いて求められる。
【００３３】
コア間の精度は、挿入損失か又は各計測ステップ内の伝搬誤差のＲＳＳのいずれかで評価することができる。これらの手法はそれぞれ、０．０５ｄＢの挿入損失のばらつきによって束縛される。これは、全体の偏差が０．０５ｄＢ未満である場合、Ｚ方向におけるコアの不整列及び不正確さが、デルタ（ｘ−ｙ）の物理的制約により制限されることを意味する。
【００３４】
調整は分離可能なものとして扱ったが、組み合わせて行なうこともできる。
【００３５】
ロール較正
次に、システムの光学的較正を行なう。これは、２つのガラスファイバアレイを結合すること、及び、各チャンネルにおけるパワー（電力）を計測することを伴う。しかしながら、ロールの自由度を最初に修正しなければならない。送光ファイバアレイが単一チャンネルデバイスであるのに対し、受光ファイバアレイは多チャネルデバイスである。従って、受光光ファイバは、Ｚ軸の周りの角度変位回転に対して感度がより大きい。ロールを修正するために、２つのファイバアレイが約１００ミクロン以内に互いに近接して配置される。次に、パワー最適化ルーチンが受光チャンネルについて実行される。次に、送光単一ファイバアレイが、受光ファイバアレイの最後のチャンネルへ移動させられ、ロール軸が最適化される。しかしながら、これは元の最適化に変動を生じさせる。何故なら、ファイバチャンネルのうちの一つの周りにガラスを回動（回転）させるのに十分な機械公差を維持することはできないからである。反復的な手順である、ロール軸におけるゆっくりした移動、最初のチャンネルの再最適化、及び他のチャンネルにおけるローリング（rolling）を実行することができる。数回の繰り返しで、それらは所定の精度の範囲内で同じとなる。
【００３６】
ヨー較正
実験的なヨー運動をファイバ較正に続いて行うことができる。この後に、基準の２つのＸ位置とＺ位置がわかる。これから、図９のアームの長さ（アーム長）ｓを求めることができる。アーム長ｓは、下式で与えられる。
【００３７】
【数３】
ここで、ｘとｚはそれぞれＸ方向とＺ方向における位置の変化であリ、ｒはヨー運動の枢支点からの基準の距離であり、θは動きの角度（ラジアン）である。直線距離による弧長の近似は、小角度についてのみ良好であり、それ故、動きは０．１度以下でなければならない。例えば、１２２ｍｍのアーム長は、約２１３ミクロンのｘ値と０．１９ミクロンのｚ値と約２１３ミクロンの弧長値（ｙは１パーセントの１０分の１未満であって無視できる）をもたらす。近似の精度は、１２２ｍｍに対して１００万分の１（1ppm）、実際にはΔ＝１．２６９×１０−５％よりも良好である。これは、ヨーに適用される角変位を修正して、試験対象デバイスの平行度を修正できるようにするには十分である。
【００３９】
デバイス−プレーナー型導波管回路の十分な整列
ロールを除き、各プロセスは各ステージ軸を用いて実行される。ここでは、一例として一方の側を詳細に説明する。
【００４０】
試験対象デバイスの配置
先ず、試験対象デバイスの大まかな位置が、ファイバセンサを用いて決められる。これは、エッジ検出を用いてなされる。
【００４１】
次に、その取り付け具内に配置された試験対象デバイスのヨーを求めなければならない。これは入力ファイバアレイを回動させ、試験対象デバイスのエッジに出来る限り平行に近接させるためである。これは、２つのＺ方向の深さが、計算されて適用された角度を有する、異なるＸ位置において計測される点で、ファイバアレイについて前記したヨー較正と同様である。
【００４２】
一旦、試験対象デバイスのヨー修正が適用されると、必須であるＸ方向及びＺ方向の並進（またはＸ変換及びＺ変換）が（これまでに実行した較正を保存すべく）全てのさらなる動きに対して適用される。次に、試験対象デバイスに取り掛かる。最初に、試験対象デバイスの先端が検出され、次に、Ｘの正方向または負方向の一方のエッジが検出される。ファイバセンサが完全に遮られて戻されるＸ方向のエッジから、試験対象デバイスをＸ方向に横断して、デバイス内の導波管の位置が検出される。
【００４３】
これに対する主要な動機付けは、単一の入力が存在しないということであり、（どの入力が使用されるかに応じて）多数組の出力が存在しうるということにある。特定の試験対象デバイスについてのデバイスマップ（これは、コンピュータ上に電子的な形式で保存することができる）は、任意の「開通チャンネル（スルーチャンネル）」を含むだけでなく、入力数（均等であるか副尺付きであるかに関係なく）や入力間隔の指定も行なう。この情報は、導波管が試験対象デバイスにとって実用的なチャンネルであるか否かを判定するのに用いることができる。同じことは、出力についても言える。
【００４４】
全ての導波管がマッピングされると、試験対象デバイスに対する整列配置を開始することができる。チャネル選択は、自動的に設定する（例えば、先ずチャンネルＰへ行き、正しい通過帯でない場合は、チャンネルＱへ行く）か、またはシステムのユーザが手動設定することができる。例えば、デバイスは、デバイスマップのチャンネルに対応する５つの有効な導波管チャンネルを有することができる。ユーザは次に、最初に計測する入力チャンネル及び出力チャンネルを選択することができる。
【００４５】
選択を自動的に実行した場合、手動制御機能を設けることもできる。
【００４６】
入力導波管が選択されると、これがセットの出力を決定する。Ｘ，Ｙ，Ｚの予備的整列配置が行なわれる。Ｙ計測値は、この時点では近似値である。次のステップは、第１の光である。
【００４７】
試験対象デバイスの導波管は真っすぐでも、彎曲していても、屈曲していてもよい。センサ位置決めステージは、一般に幾つかの自由度をもって可動であり、そのため、試験対象デバイスの任意の面からの光を結合するように移動させられることができる。加えて、導波管はプレーナー型である必要はない。本発明のエッジ検出方法は非プレーナー型導波管についても使用できるが、それは導波管の位置をファイバセンサとファイバアレイを用いて割り出すことができるからである。
【００４８】
システムの性能は、計測または試験に用いる光の波長に依存するであろう。従って、システムは、異なる波長の光を用いることができるのが好ましい。光の波長は、手動によりまたは自動で選択することができる。
【００４９】
方法の概要
図１０は、光学システムの整列配置方法を表わすフローチャートである。システムは、Ｘ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスと、位置決めステージを配設したデバイスに取り付けられた目標物と、Ｘ方向とＺ方向にそれぞれ可動の１以上のセンサ位置決めステージを含む。各センサ位置決めステージは、それに取り付けられた光学的エッジ検出器を有する。図１０を参照するに、本方法はブロック１０から開始して以下のように進行する。ブロック１２において、各センサ位置決めステージについて、Ｘ方向の第１のＸ位置にセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器を位置決めし、ブロック１４において、センサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、目標物のエッジの第１のＺ位置を検出し、ブロック１６において、センサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＸ方向に距離ｘだけ第２のＸ位置へ移動させ、ブロック１８において、デバイス位置決めステージをして目標物をＸ方向に距離ｘだけ移動させ、ブロック２０おいて、センサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＺ方向へ移動させ、目標物のエッジの第２のＺ位置を検出し、ブロック２２において第１のＺ位置と第２のＺ位置と距離ｘに従ってセンサ位置決めステージのＸ方向と目標物のエッジの間の角度（または、センサ位置決めステージと目標物のエッジのＸ方向間の角度）を求める。そして、プロセスは、ブロック２４で終了する。目標物のエッジとセンサ位置決め軸との間の角度θは、下記の如く計算される。
【００５０】
【数４】
ただし、ｘ１，ｘ２は前記第１のＸ位置と第２のＸ位置をそれぞれ表わし、ｚ（ｘ１），ｚ（ｘ２）は前記第１のＺ位置と第２のＺ位置をそれぞれ表わす。
【００５２】
目標物は、中央位置決めステージすなわち試験対象デバイスに取り付けられた基準とすることができる。
【００５３】
図１１は、回動を用いた光学システムの他の整列配置方法を表わすフローチャートである。システムは、Ｘ方向及びＸ方向に直交するＺ方向に可動の第１のセンサ位置決めステージと、第１のセンサ位置決めステージに取り付けられた光学的エッジ検出器と、Ｘ方向とＺ方向に直交するＹ方向に回動可能な第２のセンサ位置決めステージと、第１のセンサ位置決めステージに取り付けられた目標物を含む。本方法は、開始ブロック３０から始まって以下のように進行する。ブロック３２において、第１の光学的エッジ検出器をＸ方向において第１のＸ位置に位置決めし、ブロック３４において、第１のセンサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、目標物のエッジの第１のＺ位置を検出し、ブロック３６において、第１の位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＸ方向において距離ｘだけ第２のＸ位置へ向けて移動させ、ブロック３８において、第１のセンサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、目標物のエッジの第２のＺ位置を検出し、ブロック４０において、第１のＺ位置と第２のＺ位置と距離ｘとに従って第１のセンサ位置決めステージのＸ方向と目標物のエッジの間の角度（または、第１のセンサ位置決めステージと目標物のエッジのＸ方向間の角度）を求め、ブロック４２において、第１のセンサ位置決めステージのＸ方向と目標物のエッジとの間の角度（または、第１のセンサ位置決めステージと目標物のエッジのＸ方向間の角度）に従って、第２のセンサ位置決めステージをＹ方向周りに回動させる。そして、この方法は、ブロック４４で終了する。
【００５４】
図１２は、光学システムのＺ方向の較正方法を表わすフローチャートである。システムは、Ｘ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスと、位置決めステージを配設したデバイスに取り付けられた目標物と、Ｘ方向及びＸ方向にほぼ直交するＺ方向にそれぞれ可動の２以上のセンサ位置決めステージを含む。各センサ位置決めステージは、それに取り付けられた光学的エッジ検出器を有する。本方法は、開始ブロック６０から始まって以下のように進行する。ブロック６２において、センサ位置決めステージの一つの光学的エッジ検出器をＸ方向のＸ位置に位置決めし、ブロック６４において、センサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて目標物のエッジの第１のＺ位置を検出する。さらに、ブロック６６において、各追加のセンサ位置決めステージについて、追加のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＸ方向のＸ位置に位置決めし、ブロック６８において、その追加のセンサ位置決めステージをしてその追加のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＺ方向へ移動させて、目標物のエッジの第２のＺ位置を検出する。追加のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器は、ブロック７０において較正され、これにより第２のＺ位置が第１のＺ位置に一致するようになる。本方法は、ブロック７２で終了する。
【００５５】
図１３は、Ｘ方向における光学システムの較正方法を表わすフローチャートである。システムは、Ｘ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスと、位置決めステージを配設したデバイスに取り付けられた目標物と、Ｘ方向とこのＸ方向にほぼ直交するＺ方向にそれぞれ可動の２以上のセンサ位置決めステージを含む。各センサ位置決めステージは、それに取り付けられた光学的エッジ検出器を有する。本方法は、開始ブロック８０から始まって以下のように進行する。ブロック８２において、第１のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器を、Ｚ方向にほぼ平行な目標物のエッジ上のＺ位置にＺ方向において位置決めし、ブロック８４において、第１のセンサ位置決めステージをして光学的エッジ検出器をＸ方向に移動させて、Ｚ方向にほぼ平行な目標物のエッジの第１のＸ位置を検出する。さらに、ブロック８６において、各追加のセンサ位置決めステージについて、追加のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器を、Ｚ方向にほぼ平行な目標物のエッジ上のＺ位置にＺ方向において位置決めし、ブロック８８において、追加のセンサ位置決めステージをしてこの追加のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＸ方向に移動させて、Ｚ方向にほぼ平行な目標物のエッジの第２のＸ位置を検出する。追加のセンサ位置決めステージのエッジ検出器がブロック９０において較正され、これにより第２のＸ位置が第１のＸ位置に一致するようになる。全ての追加のエッジ検出器が較正されると、本方法は、ブロック９２で終了する。
【００５６】
図１４は光学システムを整列配置する方法を表わすフローチャートである。光学システムは、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動な第１のセンサ位置決めステージを含む。第１のセンサ位置決めステージは、それに取り付けられた送光光ファイバを有する。光学システムはまた、ファイバアレイを保持する第２のセンサ位置決めステージを含む。ファイバアレイは、Ｙ方向にほぼ平行な面を有し、この面で終端する２以上の受光光ファイバを含む。本方法は、開始ブロック１００で始まって以下のように進行する。ブロック１０２において、光を送光光ファイバから送り出し、ブロック１０４において、受光光ファイバの一つを介して受光した光を検出する。次に、ブロック１０６において、送光光ファイバと受光光ファイバの相対的な位置を、Ｘ方向とＹ方向において調整し、検出光のパワーが最大になる位置を見つける。光（のパワー）が最大になる位置は、受光光ファイバの位置の割り出しに用いられる。次に、プロセスは、ブロック１０８と１１０において、１以上の追加の受光光ファイバに対して繰り返される。ブロック１１２では、第１及び第２の受光光ファイバの位置を用いて、Ｚ方向周りのファイバアレイの角度位置が割り出される。ファイバアレイを保持する位置決めステージがＺ方向の周りに可動である場合は、ブロック１１４において第２のセンサ位置決めステージをＺ方向の周りに回動させることでＺ方向周りのファイバアレイの角度位置が調整される。
【００５７】
図１５は、光学システムを整列配置し較正する方法を表わすフローチャートである。システムは、目標物と、直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向にそれぞれ可動の１以上のセンサ位置決めステージとを支持するＸ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスを含む。各センサ位置決めステージは、光学的エッジ検出器とそれに取り付けられたファイバアレイを有する。本方法は、開始ブロック１２０から始まって以下のように進行する。ブロック１２２において、デバイス位置決めステージのＸ方向に平行となるよう各センサ位置決めステージのＸ方向を整列配置し、ブロック１２４において、対応するセンサ位置決めステージをＹ方向に回動させて各ファイバアレイの回動を調整し、ブロック１２６において、Ｚ方向に回動させることでファイバアレイの少なくとも一つの回動を調整する。システムが整列配置されると、システムを較正できるようになる。較正は、ブロック１２８において、各センサ位置決めステージをＺ方向において較正し、さらに、各センサ位置決めステージをＸ方向において較正することで進められる。次に、センサ位置決めステージの一つにおける受光光ファイバの位置が、ブロック１３０において検出される。ブロック１３２において、ファイバアレイ内の追加の受光光ファイバの位置も割り出される。測定された位置とファイバアレイの既知のパターンの知識から、ロール角度の不整列が計算され、ブロック１３４において位置決めステージをＺ方向の周りに回動させることによってその不整列が除去される。
【００５８】
図１６は、試験対象デバイスに対して光学システムを整列配置する方法を表わすフローチャートである。システムは、試験対象デバイスを支持するＸ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスを含む。システムはまた、直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向にそれぞれ可動の１以上のセンサ位置決めステージを含み、各センサ位置決めステージは、光学的エッジ検出器とそれに取り付けられたファイバアレイを有する。本方法は、開始ブロック１４０から始まって以下のように進行する。ブロック１４２において、試験対象デバイスのエッジ位置を突きとめ、ブロック１４４において、少なくとも２つの異なるＸ位置で試験対象デバイスのエッジのＺ位置を計測することにより、試験対象デバイスのＹ方向周りの回動を割り出し、ブロック１４６において、試験対象デバイスのエッジと平行になるようファイバアレイを回動させる。次に、ブロック１４８において、１以上のセンサ位置決めステージの方向に対しＸ−Ｙ変換が施され、これにより位置決めステージは試験対象デバイスのエッジを追跡できるようになる。ブロック１５０では、試験対象デバイス内の導波管の位置が、ファイバアレイを用いて試験対象デバイスの面をＸ方向とＹ方向に走査することで検出される。ブロック１５２では、デバイスの実際のテストが遂行され、任意選択的に、デバイスがブロック１５４において組み立てられる。プロセスは、ブロック１５６で終了する。
【００５９】
好適な実施形態を参照して、本発明を具体的に図示し説明したが、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、形態ならびに細部における様々な変更が可能であることが当業者には理解されよう。
【００６０】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
１．光学システムの整列方法において、
前記光学システムがＸ方向に可動の位置決めステージ（７０６）を配設したデバイスと、位置決めステージ（７０６）を配設したデバイスに取り付けられた目標物（７０２）と、それぞれＸ方向及び該Ｘ方向にほぼ垂直なＺ方向に可動であって、それぞれ光学的エッジ検出器（７０８）が取り付けられた１以上のセンサ位置決めステージ（７１２）とを備えており、
１以上のセンサ位置決めステージの各センサ位置決めステージに対して以下のステップを含むことからなる、方法。
センサ位置決めステージ（７１２）の光学的エッジ検出器（７０８）をＸ方向において第１のＸ位置に配置するステップ。
センサ位置決めステージ（７１２）をして光学的エッジ検出器（７０８）をＺ方向に移動させて、目標物（７０２）のエッジの第１のＺ位置を検出するステップ。
センサ位置決めステージ（７１２）をして光学的エッジ検出器（７０８）をＸ方向に距離ｘだけ第２のＸ位置へ移動させるステップ。
デバイス位置決めステージ（７０６）をして目標物（７０２）をＸ方向に距離ｘだけ移動させるステップ。
センサ位置決めステージ（７１２）をして光学的エッジ検出器（７０８）をＺ軸方向に移動させ、目標物（７０２）のエッジの第２のＺ位置を検出するステップ。
前記第１のＺ位置、第２のＺ位置、及び距離ｘに従って、センサ位置決めステージ（７１２）のＸ方向と目標物（７０２）のエッジとの間の角度を決定するステップ。
２．光学システムを整列させるための方法であって、前記システムは、Ｘ方向及び該Ｘ方向に垂直なＺ方向に可動の第１のセンサ位置決めステージと、前記第１のセンサ位置決めステージに取り付けられた光学的エッジ検出器と、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向の周りに回動可能な第２のセンサ位置決めステージと、前記第１の位置決めステージに取り付けられた目標物とを備えており、
前記光学的エッジ検出器をＸ方向において第１のＸ位置に配置するステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、目標物のエッジの第１のＺ位置を検出するステップと、
前記第１の位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＸ方向に距離ｘだけ第２のＸ位置へ移動させるステップと、
前記第２のセンサ位置決めステージをして目標物をＸ方向において距離ｘだけ移動させるステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＺ方向へ移動させて、目標物のエッジの第２のＺ位置を検出するステップと、
前記第１のＺ位置、第２のＺ位置、及び距離ｘに従って、前記第１のセンサ位置決めステージのＸ方向と目標物のエッジとの間の角度を決定するステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージのＸ方向と目標物のエッジとの間の角度に従って、前記第２のセンサ位置決めステージをＹ方向のまわりに回動させるステップ
を含む、方法。
３．光学システムを較正するための方法において、
前記光学システムが、Ｘ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスと、位置決めステージを配設した前記デバイスに取り付けられた目標物と、それぞれがＸ方向と該Ｘ方向にほぼ垂直なＺ方向に可動で、かつ、それぞれに光学的エッジ検出器が取り付けられている複数のセンサ位置決めステージのうちの第１のセンサ位置決めステージとを備えており、
前記第１のセンサ位置決めステージの前記光学的エッジ検出器をＸ方向においてＸ位置に位置決めするステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＺ方向へ移動させて、目標物のエッジの第１のＺ位置を検出するステップと、
前記複数のセンサ位置決めステージのうちの他の各センサ位置決めステージについて、
前記他のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＸ方向においてＸ位置に位置決めするステップと、
前記他のセンサ位置決めステージをして該他のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、目標物のエッジの第２のＺ位置を検出するステップと、
前記他のセンサ位置決めステージのエッジ検出器を較正して、前記第２のＺ位置を前記第１のＺ位置に一致させるステップ
を含む、方法。
４．光学システムを較正するための方法であって、前記システムが、Ｘ方向に可動の位置決めステージ（２０２）を配設したデバイスと、位置決めステージ（２０２）を配設した前記デバイスに取り付けられた目標物（６０６）と、それぞれがＸ方向及び該Ｘ方向にほぼ直交するＺ方向へ可動で、かつ、それぞれに光学的エッジ検出器（６０２，６１０）が取り付けられた複数のセンサ位置決めステージ（２０４，２０６）のうちの第１のセンサ位置決めステージ（２０６）とを備えており、
前記第１のセンサ位置決めステージ（２０６）の前記光学的エッジ検出器（６０２）を、Ｚ方向において、Ｚ方向にほぼ平行な目標物（６０６）のエッジ上のＺ位置に位置決めするステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージ（２０６）をして前記光学的エッジ検出器（６０２）をＸ方向に移動させて、Ｚ方向にほぼ平行な目標物（６０６）のエッジの第１のＸ位置を検出するステップと、
前記複数のセンサ位置決めステージのうちの他の各センサ位置決めステージについて、
前記他のセンサ位置決めステージ（２０４）の光学的エッジ検出器（６１０）を、Ｚ方向において、Ｚ方向にほぼ平行な目標物（６０６）のエッジ上のＺ位置に位置決めするステップと、
前記他のセンサ位置決めステージ（２０４）をして該他のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器（６１０）をＸ方向に移動させて、Ｚ方向にほぼ平行な目標物（６０６）のエッジの第２のＸ位置を検出するステップと、
前記他のセンサ位置決めステージの光学的エッジ検出器（６１０）を較正して、前記第２のＸ位置を前記第１のＸ位置に一致させるステップ
を含む、方法。
５．光学システムを整列させるための方法であって、前記システムが、第１のセンサ位置決めステージ（２０４）と第２の位置決めステージ（２０６）を備え、前記第１のセンサ位置決めステージは、直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動であって、送光光ファイバ（６２０）が取り付けられており、前記第２の位置決めステージは、Ｘ方向とＹ方向にほぼ平坦な面を有するファイバアレイ（６２２）を有し、この面で終端される受光光ファイバを含んでおり、
前記送光光ファイバ（６２０）から光が伝送されるようにするステップと、
前記受光光ファイバ（６２２）を介して受光した光を検出するステップと、
前記送光光ファイバと前記受光光ファイバの相対位置をＸ方向とＹ方向において調整して検出光が最大となるようにするステップ
を含む、方法。
６．光学システムを整列させるための方法であって、前記システムが、第１のセンサ位置決めステージ（２０４）と第２のセンサ位置決めステージ（２０６）を備え、前記第１のセンサ位置決めステージは、直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動で、かつ送光光ファイバ（６２０）が取り付けられており、前記第２のセンサ位置決めステージは、Ｙ方向にほぼ平行な面を有するファイバアレイ（６２２）を有し、かつ、前記平行な面で終端される２以上の受光光ファイバを含んでおり、
前記送光光ファイバ（６２０）から光を送り出すステップと、
前記２以上の光ファイバのうちの第１の受光光ファイバを介して受光した光を検出するステップと、
前記送光光ファイバ（６２０）と前記第１の受光光ファイバの相対位置をＸ方向とＹ方向において調整して、検出光を最大化し、それによって前記第１の受光光ファイバの位置を決定するステップと、
前記２以上の光ファイバのうちの第２の受光光ファイバを介して受光した光を検出するステップと、
前記送光光ファイバ（６２０）と前記第２の光ファイバの相対位置をＸ方向とＹ方向において調整して、検出光を最大化し、それによって前記第２の受光光ファイバの位置を決定するステップと、
前記第１及び第２の受光光ファイバの位置からＺ方向のまわりのファイバアレイの角度位置を求めるステップ
を含む、方法。
７．光学システムを整列させるための方法であって、前記システムが、Ｘ方向に可動の位置決めステージ（２０２）を配設したデバイスと、位置決めステージを配設した前記デバイスに取り付けられた目標物と、それぞれが直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動で、かつ、それぞれに光学的エッジ検出器（６１０，６０２）及びファイバアレイ（６２０，６２２）が取り付けられた１以上のセンサ位置決めステージ（２０４，２０６）とを備えており、
各センサ位置決めステージ（２０４，２０６）のＸ方向を前記デバイス位置決めステージ（２０２）のＸ方向に平行に整列させるステップと、
対応するセンサ位置決めステージ（２０４，２０６）をＹ方向の周りに回動させることによって、各ファイバアレイ（６２０，６２２）の回動を調整するステップと、
Ｚ方向に回動させることによって、ファイバアレイ（６２０，６２２）の少なくとも一つの回動を調整するステップと、
各センサ位置決めステージ（２０４，２０６）をＺ方向において較正するステップと、
各センサ位置決めステージ（２０４，２０６）をＸ方向において較正するステップ
を含む、方法。
８．光学システムを試験対象デバイスに整列させるための方法であって、前記システムが、Ｘ方向に可動の位置決めステージ（７０６）を配設したデバイスと、位置決めステージ（７０６）を配設した前記デバイスにより支持される試験対象デバイス（７０２）と、１以上のセンサ位置決めステージ（７１２）であって、各々が、直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動であり、かつ、各々に、光学的エッジ検出器（７０８）及びファイバアレイ（６２０，６２２）が取り付けられている１以上のセンサ位置決めステージとを備えており、
前記試験対象デバイス（７０２）のエッジを配置する（またはそのエッジの位置を決定する）ステップと、
前記試験対象デバイスのエッジのＺ位置を少なくとも２つの異なるＸ位置にて計測することによって、前記試験対象デバイス（７０２）のＹ方向の周りの回動を決定するステップと、
前記試験対象デバイス（７０２）のエッジに平行になるように前記ファイバアレイ（６２２）を回動させるステップと、
前記１以上のセンサ位置決めステージ（７１２）の方向に対しＸ−Ｙ変換を施すステップと、
前記試験対象デバイス（７０２）の面を前記ファイバアレイ（６２０，６２２）を用いてＸ方向とＹ方向に走査して、前記試験対象デバイス内の導波管位置を検出するステップ
を含む、方法。
９．光学デバイスを検出するためのシステムであって、
Ｘ方向に可動で試験対象デバイスを支持可能な位置決めステージ（２０２）を配設するデバイスと、
直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動な第１のセンサ位置決めステージ（２０４）と、
直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動な第２のセンサ位置決めステージ（２０６）と、
前記第１のセンサ位置決めステージ（２０４）に取り付けられた第１の光学的エッジ検出器（６１０）と、
前記第２のセンサ位置決めステージ（２０６）に取り付けられた第２の光学的エッジ検出器（６０２）
を備える、システム。
１０．光学システムを整列させるための方法において、前記システムが、Ｘ方向及びこのＸ方向に直交するＺ方向に可動の第１のセンサ位置決めステージ（２０４）と、前記第１のセンサ位置決めステージに取り付けられた光学的エッジ検出器（６１０）と、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向に回動可能な第２のセンサ位置決めステージ（２０６）と、前記第１のセンサ位置決めステージ（２０４）に取り付けられた目標物とを備えており、
前記第１の光学的エッジ検出器（６１０）をＸ方向の所定位置に位置決めするステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージ（２０４）をして前記光学的エッジ検出器（６１０）をＺ方向に移動させるステップと、
前記光学的エッジ検出器（６１０）の第１のファイバセンサのＸ位置にて目標物のエッジの第１のＺ位置を検出するステップと、
前記光学的エッジ検出器（６１０）の第２のファイバセンサのＸ位置にて目標物のエッジの第２のＺ位置を検出するステップであって、前記第１及び第２のファイバセンサがＸ方向に距離ｘだけ離れていることからなる、ステップと、
前記第１のＺ位置、第２のＺ位置、及び距離ｘに従って、前記第１のセンサ位置決めステージ（２０４）のＸ方向と目標物のエッジとの間の角度を決定するステップと、
前記第１のセンサ位置決めステージ（２０４）のＸ方向と目標物のエッジとの間の角度に従い、前記第２のセンサ位置決めステージ（２０６）をＹ方向の周りに回動させるステップ
を含む、方法。
【００６１】
本発明は、光を検出して光学装置に結合するための光学システム、及び、システムのアライメントをとってシステムを較正するための方法に関する。システムは、位置決めステージ(706,712)とファイバセンサ(708,602,610)を備える。ファイバセンサは、様々な形態をとる較正部品(714)及び他のセンサ(620,622)の位置を検出するために使用される。検出されたこれらの位置から、センサまたは位置決めステージの整列不良を計算して修正することができる。ファイバセンサは、システムを較正するために使用される。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、位置決めステージとファイバセンサを高精度で整列させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学システムを表わす図である。
【図２Ａ】本発明の一態様による軸整列の様子を示す概略図である。
【図２Ｂ】本発明の一態様による軸整列の様子を示す概略図である。
【図３】本発明の一態様による他の軸整列の様子を示す概略図である。
【図４】本発明の説明で使用した回動に用いる表記を説明する図である。
【図５】本発明の一態様によるファイバアレイ整列の様子を示す概略図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の一態様によるＺ方向基準の較正を示す概略図であり、（Ｂ）は本発明の一態様によるＺ方向のファイバアレイの較正を示す概略図である。
【図７】本発明の一態様によるファイバアレイのエッジ検出の様子を示す概略図である。
【図８】本発明の一態様によるファイバセンサの検出の様子を示す概略図である。
【図９】本発明の説明で使用したヨー回動に用いる表記を説明する図である。
【図１０】本発明の一態様によるＸ軸整列のための方法を表わすフローチャートである。
【図１１】本発明の一態様によるヨー整列のための方法を表わすフローチャートである。
【図１２】本発明の一態様によるＺ方向の較正のための方法を表わすフローチャートである。
【図１３】本発明の一態様によるＸ方向の較正のための方法を表わすフローチャートである。
【図１４】本発明の一態様によるファイバアレイのロール整列のための方法を表わすフローチャートである。
【図１５】本発明による光学システムの整列ならびに較正のための方法を表わすフローチャートである。
【図１６】本発明による、試験対象デバイスに対する光学システムの整列のための方法を表わすフローチャートである。
【符合の説明】
６０６ 基準
６２０ 送光光ファイバ
６２２ 受光光ファイバ
７０２ 試験対象デバイス
７０６ 位置決めステージ
７０８ 光学的エッジ検出器
７１２ センサ位置決めステージ
Claims (1)
- 光学システムの整列方法において、
前記光学システムがＸ方向に可動の位置決めステージを配設したデバイスと、位置決めステージを配設した前記デバイスに取り付けられた目標物と、それぞれＸ方向及び該Ｘ方向にほぼ垂直なＺ方向に可動であって、それぞれ光学的エッジ検出器が取り付けられた１以上のセンサ位置決めステージとを備えており、
１以上のセンサ位置決めステージの各センサ位置決めステージに対して以下のステップを含むことからなる、方法。
前記センサ位置決めステージの光学的エッジ検出器をＸ方向において第１のＸ位置に配置するステップ。
前記センサ位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＺ方向に移動させて、前記目標物のエッジの第１のＺ位置を検出するステップ。
前記センサ位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＸ方向にある距離ｘだけ第２のＸ位置へと移動させるステップ。
前記デバイス位置決めステージをして前記目標物をＸ方向に距離ｘだけ移動させるステップ。
前記センサ位置決めステージをして前記光学的エッジ検出器をＺ軸方向に移動させ、前記目標物のエッジの第２のＺ位置を検出するステップ。
前記第１のＺ位置、第２のＺ位置、及び距離ｘに従って、前記センサ位置決めステージのＸ方向と前記目標物のエッジとの間の角度を決定するステップ。
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