JP4110823B2 - 光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法に関し、特に光通信分野に利用される平面導波路型光デバイス部品同士を光学的に結合する光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、結合された平面導波路型光デバイス部品の外観構成を示す斜視図であり、図６は、従来の光デバイス部品結合装置の構成を示す全体概略図である。
【０００３】
光デバイス技術の発展に伴い、平面導波路型アレイ導波路回折格子、平面導波路型ＬＮ（ニオブ酸リチウム）光減衰器等の平面導波路型光デバイス部品が多種開発されている。これらの平面導波路型光デバイス部品はファイバアレイとの結合によるモジュール化、もしくは平面導波路型光デバイス部品同士の結合によるモジュール化がなされている。
【０００４】
図５は、平面導波路型光デバイス部品１１と１２とが結合されている状態を示しており、１３は、平面導波路型光デバイス部品１１の光導波路、１４は、平面導波路型光デバイス部品１２の光導波路、１５は、光導波路１３と光結合されたファイバアレイ、１６は、光導波路１４と光結合されたファイバアレイである。
【０００５】
平面導波路型光デバイス部品同士を面合わせおよび光軸調整して結合する場合には、例えば特開２００１１０８８６３号公報の図２に記載されているような光デバイスとファイバアレイとを面合わせ・光軸調整することができる光モジュール用試験機を用いて行うことができる。
【０００６】
図６に示す装置は、対向する結合面で光結合される平面導波路型光デバイス部品１１、１２とをそれぞれ保持する部品保持部２０３、２０４と、部品保持部２０３、２０４をそれぞれ搭載して対向する結合面との相対的な回転ずれを補正する移動可能な移動ステージ２０５、２０６と、移動ステージ２０５、２０６をそれぞれ搭載して位置ずれを補正する移動可能な移動ステージ２０７、２０８と、保持された平面導波路型光デバイス部品１１、１２の結合面を正面からそれぞれ撮像するズームレンズ付きＣＣＤカメラ２１０、２０９と、光源２１１と、受光器２１２と、モータ駆動制御部２１３と、データ処理部２１４と、画像処理部２１５とからなる。
【０００７】
結合に伴う面合わせおよび光軸調整の手順は、まず、平面導波路型光デバイス部品１１、１２を部品保持部２０３、２０４にそれぞれ保持させ、ズームレンズ付きＣＣＤカメラ２０９、２１０を低倍率にして平面導波路型光デバイス部品１１、１２の結合面全体をそれぞれ撮像し、撮像した画像データから各結合面の３つの測定点と、光導波路の測定点の結合面に平行な方向のＸ軸方向のＸ軸座標値と、上面に垂直な方向のＹ軸方向のＹ軸座標値とを画像処理部２１５で測定する。
【０００８】
次に、ＣＣＤカメラ２０９、２１０のズームレンズの倍率を上げ各測定点の焦点が合うＣＣＤカメラ２０９、２１０の結合面に垂直なＺ軸方向の移動距離と画像鮮明度から各測定点のＺ軸座標値を画像処理部２１５で測定する。
【０００９】
データ処理部２１４は、画像処理部２１５により測定された測定点座標値データ（Ｘ軸座標値、Ｙ軸座標値およびＺ軸座標値）を基にＸ軸を中心とした結合面の回転ずれθｘと、Ｙ軸を中心とした結合面の回転ずれθｙとを算出し、モータ駆動制御部２１３は、データ処理部２１４により算出された回転ずれθｘと回転ずれθｙとに基づいて結合面が平行となるように移動ステージ２０５または２０６を移動させて回転ずれを補正する。回転ずれの補正後、再度結合面を撮像・測定し、回転ずれθｘ、θｙを算出し、結合面が平行になるまで補正を繰り返す。
【００１０】
次に、測定点座標値データを基にＺ軸を中心とした結合面の回転ずれθｚをデータ処理部２１４で算出し、モータ駆動制御部２１３は、データ処理部２１４により算出された回転ずれθｚに基づいて結合面が平行となるように移動ステージ２０５または２０６を移動させ回転ずれを補正する。回転ずれの補正後、再度結合面を撮像・測定し、回転ずれθｚを算出し、結合面が平行になるまで補正を繰り返す。
【００１１】
次に、平面導波路型光デバイス部品１１、１２の結合面の光軸調整を行う。データ処理部２１４は、測定点座標値データから位置ずれを算出し、モータ駆動制御部２１３は、データ処理部２１４により算出された位置ずれに基づいて結合面が対向する位置になるように移動ステージ２０７または２０８を移動させ、光導波路１３、１４を接近させる。
【００１２】
光源２１１からの光をファイバアレイ１５に入射して、データ処理部２１４は、モータ駆動制御部２１３により移動ステージ２０７または２０８を移動させながらファイバアレイ１６から出射する光量を受光器２１２でモニタし、受光量が最大となる位置に調整する。
【００１３】
その後、平面導波路型光デバイス部品１１、１２の結合面に紫外線硬化樹脂を滴下し紫外線照射して接着固定する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、ズームレンズ付きＣＣＤカメラ２０９、２１０を低倍率にして平面導波路型光デバイス部品１１、１２の結合面全体を撮像し、撮像した画像データから各結合面の３つの測定点と、光導波路の測定点のＸ軸座標値とＹ軸座標値とを画像処理部２１５で測定する第一の工程と、ＣＣＤカメラ２０９、２１０のズームレンズの倍率を上げ各測定点の焦点が合うＣＣＤカメラ２０９、２１０のＺ軸方向の移動距離と画像鮮明度とから各測定点のＺ軸座標値を画像処理部２１５で測定する第二の工程と、測定点座標値データを基に結合面の回転ずれθｘと結合面の回転ずれθｙとをデータ処理部２１４で算出し、モータ駆動制御部２１３により結合面が平行となるように移動ステージ２０５または２０６を移動させて回転ずれを補正する第三の工程と、測定点座標値データから結合面の回転ずれθｚをデータ処理部２１４で算出し、モータ駆動制御部２１３により結合面が平行となるように移動ステージ２０５または２０６を移動させて回転ずれを補正する第四の工程とからなるため面合わせ工程が多くなり面合わせに時間がかかるという問題点があった。
【００１５】
さらに、従来技術では、結合面を精度良く撮像するためズームレンズ付きＣＣＤカメラ２０９、２１０と、画像処理部２１３とが必要になると共に、結合面を対向配置させるため移動テージ２０７、２０８のストロークが長くなり、装置の構造が大きくなるという問題点があった。
【００１６】
さらに、従来技術では、光導波路１３、１４を接近させて対向配置する前に位置ずれを補正するため、ステージ移動精度に起因する接近後の光導波路１３、１４の位置ずれが大きく出射光をモニタする範囲が大きくなるため、光軸調整に時間がかかるという問題点があった。
【００１７】
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、面合わせ工程を簡略化することで面合わせ時間を大幅に短縮することができ、装置の構造を簡略化することができ、光軸調整を短時間に行うことができる光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法を提供する点にある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせを行う光デバイス部品結合装置であって、前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定する位置データ測定手段と、該位置データ測定手段によって測定された前記３次元位置データから回転ずれ量を算出するデータ処理手段と、該データ処理手段により算出された前記回転ずれ量に基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の回転ずれを調整する移動ステージ手段とを具備することを特徴とする光デバイス部品結合装置に存する。
また請求項２記載の発明の要旨は、２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせと光軸調整とを行う光デバイス部品結合装置であって、前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定する位置データ測定手段と、該位置データ測定手段によって測定された前記３次元位置データから位置ずれ量と回転ずれ量とを算出するデータ処理手段と、該データ処理手段により算出された前記位置ずれ量と前記回転ずれ量とに基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の位置ずれおよび回転ずれを調整する移動ステージ手段とを具備することを特徴とする光デバイス部品結合装置に存する。
また請求項３記載の発明の要旨は、前記位置データ測定手段は、前記２つの平面導波路型光デバイスの側面からの距離を測定するレーザ測定器であることを特徴とする請求項１又は２記載の光デバイス部品結合装置に存する。
また請求項４記載の発明の要旨は、２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせを行う光デバイス部品結合方法であって、前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定し、該測定した前記３次元位置データから回転ずれ量を算出し、該算出した前記回転ずれ量に基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の回転ずれを調整することを特徴とする光デバイス部品結合方法に存する。
また請求項５記載の発明の要旨は、２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせと光軸調整とを行う光デバイス部品結合方法であって、前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定し、該測定した前記３次元位置データから位置ずれ量と回転ずれ量とを算出し、該算出した前記位置ずれ量と前記回転ずれ量とに基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の位置ずれおよび回転ずれを調整することを特徴とする光デバイス部品結合方法に存する。
また請求項６記載の発明の要旨は、レーザ測定器によって前記２つの平面導波路型光デバイスの一方向の側面からの距離を測定することで前記３次元位置データを測定することを特徴とする請求項４又は５記載の光デバイス部品結合方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る光デバイス部品結合装置の実施の形態の構成を示す全体概略図であり、図２は、図１に示す光デバイス部品結合装置で行われる面合わせおよび光軸調整の調整軸を示す図である。
【００２１】
本実施の形態は、図１を参照すると、平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２をそれぞれ保持する部品保持部３０３、３０４と、部品保持部３０３、３０４をそれぞれそれぞれ搭載してθｘ軸、θｙ軸およびθｚ軸の調整を行う移動ステージ３０５、３０６と、移動ステージ３０５、３０６をそれぞれ搭載してＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の調整を行う移動ステージ３０７、３０８と、レーザ測定器３０９と、レーザ測定器３０９をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に移動させる移動ステージ３１０と、平面導波路型光デバイス部品３０１に光を入射する光源３１１と、平面導波路型光デバイス部品３０２から出射される光を受光する受光器３１２と、移動ステージ３０５、３０６、３０７、３０８、３１０を駆動するモータ駆動制御部３１３と、同期トリガパルス信号を出力するトリガパルス発信部３１４と、位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとを算出するデータ処理部３１５とからなる。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ軸、θｙ軸およびθｚ軸は、図２に示す関係となっている。
【００２２】
次に、本実施の形態の動作について図３および図４を参照して詳細に説明する。
図３は、図１に示すレーザ測定器によって測定される測定エリアを示す図であり、図４は、図１に示すデータ処理部によって３次元位置データから求められた測定波形図である。
【００２３】
本実施の形態では、まず、平面導波路型光デバイス部品３０１と３０２とをそれぞれ部品保持部３０３と３０４とに保持させ、モータ駆動制御部３１３の制御で移動ステージ３０７または３０８を移動させて面導波路型光デバイス部品３０１の結合面と平面導波路型光デバイス部品３０２の結合面とを対向させて接近させる。
【００２４】
次に、モータ駆動制御部３１３の制御に基づいて移動ステージ３１０によりレーザ測定器３０９を移動させながら、接近させた平面導波路型光デバイス部品３０１の側面と平面導波路型光デバイス部品３０２の側面との、図３に示す測定エリア４１、４２、４３、４４のそれぞれについて上方から測定する。レーザ測定器３０９によって測定する平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の側面には、光導波路が形成されている。
【００２５】
測定エリア４１、４２は、Ｚ軸に平行で且つ平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の両方に跨っており、測定エリア４１、４２でのレーザ測定器３０９による測定は、Ｘ軸を固定し、Ｚ軸のポイントを連続的にずらし、Ｙ軸方向のレーザ測定器３０９と平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２との距離を連続的に測定する。また、測定エリア４３、４４は、Ｘ軸に平行で且つ平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の側面に形成された光導波路を横切っており、測定エリア４３、４４でのレーザ測定器３０９による測定は、Ｚ軸を固定し、Ｘ軸のポイントを連続的にずらし、Ｙ軸方向のレーザ測定器３０９と平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２との距離を連続的に測定する。
【００２６】
レーザ測定器３０９によって測定エリア４１を測定する時、移動ステージ３１０のＸ軸およびＹ軸は、固定し、Ｚ軸の移動と同期してトリガパルス信号発信部３１４から出力された同期トリガパルス信号をトリガにして高さデータ（レーザ測定器３０９と平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２との距離）取得を行うため、測定データは３次元位置データとなる。同様に測定エリア４２、４３、４４も３次元位置データとなる。すなわち、レーザ測定器３０９の測定によって求められる３次元位置データは、レーザ測定器３０９が移動したＸ、Ｚ座標の軌跡と、Ｙ座標のレーザ測定器３０９が測定した平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２までの高さ距離ｙとなる。
【００２７】
例えば、測定エリア４１もしくは４２を測定する場合に、Ｘ座標を固定値ｘ０とし、Ｙ座標を高さ距離ｙ、Ｚ座標を移動距離ｚとすると、３次元位置データは（ｘ０、ｙ、ｚ）で表すことができ、ｘ０は、固定値（例えばｘ０＝５ｍｍ）となり、ｙは、レーザ測定器測定可能距離の範囲内（例えば−１ｍｍ＜ｙ＜＋１ｍｍ）で推移し、ｚは、測定エリア４１もしくは４２の測定エリア長分（例えば０ｍｍ＜ｚ＜＋５ｍｍ）移動する。
【００２８】
測定エリア４１もしくは４２の高さ距離ｙの測定は、Ｚ座標の移動のタイミングで行われ、例えば、Ｚ軸が１μｍ移動したら、トリガパルス信号発信部３１４から同期トリガパルス信号を１回出力し、同期トリガパルス信号をトリガにして高さ距離ｙを１回測定する。Ｚ座標が５ｍｍ移動したら、トリガパルス信号発信部３１４から同期トリガパルス信号は５０００回出力されることになり、高さ距離ｙは、５０００回測定され、３次元位置データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、（ｘ０、ｙ１、０．００１ｍｍ）〜（ｘ０、ｙ５０００、５．０００ｍｍ）の５０００ポイントとなる。
【００２９】
データ処理部３１５は、レーザ測定器３０９による測定エリア４１、４２、４３、４４の測定によって得られる３次元位置データに基づいて、図４に示す測定波形図を作成する。図４において、測定波形５１は、測定エリア４１の３次元位置データに対応し、測定波形５２は、測定エリア４２の３次元位置データに対応し、測定波形５３は、測定エリア４３の３次元位置データに対応し、測定波形５４は、測定エリア４４の３次元位置データに対応している。
【００３０】
図４において、測定波形５１上のポイントＡ１は、測定開始ポイントで、ポイントＡ２は、平面導波路型光デバイス３０１の端面ポイントで、ポイントＡ３は、平面導波路型光デバイス３０２の端面ポイントで、ポイントＡ４は測定終了ポイントである。
【００３１】
また、図４において、測定波形５２上のポイントＢ１は、測定開始ポイントで、ポイントＢ２は、平面導波路型光デバイス３０１の端面ポイントで、ポイントＢ３は、平面導波路型光デバイス３０２の端面ポイントで、ポイントＢ４は、測定終了ポイントである。
【００３２】
また、図４において、測定波形５３上のポイントＣ１は、測定開始ポイントで、ポイントＣ２は、平面導波路型光デバイス３１の導波路真上のポイントであり、導波路真上は、導波路真上以外の面より１０μｍ程度盛り上がっていることがわかる。
【００３３】
また、図４において、測定波形５４上のポイントＤ１は、測定開始ポイントで、ポイントＤ２は、平面導波路型光デバイス３０２の導波路真上のポイントである。
【００３４】
データ処理部３１５は、作成した測定波形図から、測定波形５１上のポイントＡ２とポイントＡ３とのＹ軸方向の差ΔＹ１、測定波形５２上のポイントＢ２とポイントＢ３とのＹ軸方向の差ΔＹ２、測定波形５１上のポイントＡ２と測定波形５２上のポイントＢ２とのＹ軸方向の差ΔＹ３、測定波形５１上のポイントＡ３と測定波形５２上のポイントＢ３とのＹ軸方向の差ΔＹ４、測定波形５１上のポイントＡ２とポイントＡ３のＺ軸方向の差ΔＺ１、測定波形５２上のポイントＢ２とポイントＢ３とのＺ軸方向の差ΔＺ２、測定波形５１上のポイントＡ１とポイントＡ２との傾きと、測定波形５１上のポイントＡ３とポイントＡ４との傾きとの差Δθｘ１、測定波形５２上のポイントＢ１とポイントＢ２との傾きと、測定波形５２上のポイントＢ３とポイントＢ４との傾きとの差Δθｘ２、測定波形５３上のポイントＣ１とポイントＣ２のとＸ軸方向の差ΔＸ１、測定波形５４上のポイントＤ１とポイントＤ２とのＸ軸方向の差ΔＸ２を求める。なお、測定波形５１上のポイントＡ１と測定波形５２上のポイントＢ１とのＸ軸方向の差は、図３に示す測定エリア４１の測定開始ポイントと測定エリア４２の測定開始ポイントとの距離ａとなる。
【００３５】
データ処理部３１５は、作成した測定波形図から求めたΔＸ１、ΔＸ２、ΔＹ１、ΔＹ２、ΔＹ３、ΔＹ４、ΔＺ１、ΔＺ２、Δθｘ１、Δθｘ２、ａにより、位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと、回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを求める。
【００３６】
位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとは、
ΔＸ＝ΔＸ１−ΔＸ２、
ΔＹ＝（ΔＹ１＋ΔＹ２）／２、
ΔＺ＝（ΔＺ１＋ΔＺ２）／２、
Δθｘ＝（Δθ×１＋Δθ×２）／２、
Δθｙ＝ｔａｎ−１・（ΔＺ１−ΔＺ２）／a、
Δθｚ＝ｔａｎ−１・（ΔＹ３−ΔＹ４）／ａ、
でそれぞれ算出される。
【００３７】
モータ駆動制御部３１３は、データ処理部３１５により算出された位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと、回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとに基づいて、移動ステージ３０７または３０８と、移動ステージ３０５または３０６とを移動させて平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の対向する結合面の位置ずれおよび回転ずれを補正する。
【００３８】
位置ずれおよび回転ずれの補正後、再度、測定エリア４１、４２、４３、４４を測定し、同様の手順で位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと、回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとをデータ処理部３１５により算出し、算出した位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと、回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとが閾値以上なら再度補正を行い、位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと、回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとが閾値以下になるまで測定と補正を繰り返す。
【００３９】
位置ずれおよび回転ずれの補正終了後、光源３１１からの光を平面導波路型光デバイス部品３０１に入射して、データ処理部３１５は、モータ駆動制御部３１３により移動ステージ３０７または３０８を移動させながら平面導波路型光デバイス部品３０２から出射する光量を受光器３１２でモニタし、受光量が最大となる位置に調整する。
【００４０】
その後、平面導波路型光部品３０１、３０２の結合面に紫外線硬化樹脂を滴下し、紫外線照射して接着固定する。なお、平面導波路型光部品３０１、３０２の結合面に紫外線硬化樹脂を滴下し、紫外線照射して接着固定する工程は、光源３１１からの光による光軸調整工程を省略して、位置ずれおよび回転ずれの補正後でもよい。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の結合面を近接させて対向させた状態で、レーザ測定する第一の工程と、測定データより回転ずれθｘ、θｙ、θｚを算出し同時に補正する第二の工程とにより面合わせを行うことができるため、面合わせ工程を簡略化することができ、面合わせ時間を大幅に短縮することができるという効果を奏する。
【００４２】
さらに、本実施の形態によれば、平面導波路デバイス部品３０１、３０２同士の結合面を近接させて対向させた状態で、レーザ測定器３０９を用いて測定した３次元位置データに基づいて面合わせ工程を行うことができるため、ズームレンズ付きＣＣＤカメラと画像処理部とが必要なくなると共に、移動ステージ３１１および３１２のストロークを短くすることができるので、装置の構造を簡略化することができるという効果を奏する。
【００４３】
さらに、本実施の形態によれば、平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の結合面を接近させた状態で、レーザ測定器３０９により位置ずれを高精度に補正するため、光導波路の位置ずれが小さく出射光をモニタしながらの光軸調整を短時間に行うことができるという効果を奏する。
【００４４】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法は、平面導波路型光デバイス部品の結合面を近接させて対向させた状態で、レーザ測定する第一の工程と、測定データより回転ずれθｘ、θｙ、θｚを算出し同時に補正する第二の工程とにより面合わせを行うことができるため、面合わせ工程を簡略化することができ、面合わせ時間を大幅に短縮することができるという効果を奏する。
【００４６】
さらに、本発明の光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法は、平面導波路デバイス部品同士の結合面を近接させて対向させた状態で、レーザ測定器を用いて測定した３次元位置データに基づいて面合わせ工程を行うことができるため、ズームレンズ付きＣＣＤカメラと画像処理部とが必要なくなると共に、移動ステージのストロークを短くすることができるので、装置の構造を簡略化することができるという効果を奏する。
【００４７】
さらに、本発明の光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法は、平面導波路型光デバイス部品の結合面を接近させた状態で、レーザ測定器により位置ずれを高精度に補正するため、光導波路の位置ずれが小さく出射光をモニタしながらの光軸調整を短時間に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光デバイス部品結合装置の実施の形態の構成を示す全体概略図である。
【図２】図１に示す光デバイス部品結合装置で行われる面合わせおよび光軸調整の調整軸を示す図である。
【図３】図１に示すレーザ測定器によって測定される測定エリアを示す図である。
【図４】図１に示すデータ処理部によって３次元位置データから求められた測定波形図である。
【図５】結合された平面導波路型光デバイス部品の外観構成を示す斜視図である。
【図６】従来の光デバイス部品結合装置の構成を示す全体概略図である。
【符号の説明】
３０１、３０２ 平面導波路型デバイス部品
３０３、３０４ 部品保持部
３０５、３０６、３０７、３０８、３１０ 移動ステージ
３０９ レーザ測定器
３１１ 光源
３１２ 受光器
３１３ モータ駆動制御部
３１４ トリガパルス発信部
３１５ データ処理部
４１、４２、４３、４４ 測定エリア
５１、５２、５３、５４ 測定波形
【発明の属する技術分野】
本発明は、光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法に関し、特に光通信分野に利用される平面導波路型光デバイス部品同士を光学的に結合する光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、結合された平面導波路型光デバイス部品の外観構成を示す斜視図であり、図６は、従来の光デバイス部品結合装置の構成を示す全体概略図である。
【０００３】
光デバイス技術の発展に伴い、平面導波路型アレイ導波路回折格子、平面導波路型ＬＮ（ニオブ酸リチウム）光減衰器等の平面導波路型光デバイス部品が多種開発されている。これらの平面導波路型光デバイス部品はファイバアレイとの結合によるモジュール化、もしくは平面導波路型光デバイス部品同士の結合によるモジュール化がなされている。
【０００４】
図５は、平面導波路型光デバイス部品１１と１２とが結合されている状態を示しており、１３は、平面導波路型光デバイス部品１１の光導波路、１４は、平面導波路型光デバイス部品１２の光導波路、１５は、光導波路１３と光結合されたファイバアレイ、１６は、光導波路１４と光結合されたファイバアレイである。
【０００５】
平面導波路型光デバイス部品同士を面合わせおよび光軸調整して結合する場合には、例えば特開２００１１０８８６３号公報の図２に記載されているような光デバイスとファイバアレイとを面合わせ・光軸調整することができる光モジュール用試験機を用いて行うことができる。
【０００６】
図６に示す装置は、対向する結合面で光結合される平面導波路型光デバイス部品１１、１２とをそれぞれ保持する部品保持部２０３、２０４と、部品保持部２０３、２０４をそれぞれ搭載して対向する結合面との相対的な回転ずれを補正する移動可能な移動ステージ２０５、２０６と、移動ステージ２０５、２０６をそれぞれ搭載して位置ずれを補正する移動可能な移動ステージ２０７、２０８と、保持された平面導波路型光デバイス部品１１、１２の結合面を正面からそれぞれ撮像するズームレンズ付きＣＣＤカメラ２１０、２０９と、光源２１１と、受光器２１２と、モータ駆動制御部２１３と、データ処理部２１４と、画像処理部２１５とからなる。
【０００７】
結合に伴う面合わせおよび光軸調整の手順は、まず、平面導波路型光デバイス部品１１、１２を部品保持部２０３、２０４にそれぞれ保持させ、ズームレンズ付きＣＣＤカメラ２０９、２１０を低倍率にして平面導波路型光デバイス部品１１、１２の結合面全体をそれぞれ撮像し、撮像した画像データから各結合面の３つの測定点と、光導波路の測定点の結合面に平行な方向のＸ軸方向のＸ軸座標値と、上面に垂直な方向のＹ軸方向のＹ軸座標値とを画像処理部２１５で測定する。
【０００８】
次に、ＣＣＤカメラ２０９、２１０のズームレンズの倍率を上げ各測定点の焦点が合うＣＣＤカメラ２０９、２１０の結合面に垂直なＺ軸方向の移動距離と画像鮮明度から各測定点のＺ軸座標値を画像処理部２１５で測定する。
【０００９】
データ処理部２１４は、画像処理部２１５により測定された測定点座標値データ（Ｘ軸座標値、Ｙ軸座標値およびＺ軸座標値）を基にＸ軸を中心とした結合面の回転ずれθｘと、Ｙ軸を中心とした結合面の回転ずれθｙとを算出し、モータ駆動制御部２１３は、データ処理部２１４により算出された回転ずれθｘと回転ずれθｙとに基づいて結合面が平行となるように移動ステージ２０５または２０６を移動させて回転ずれを補正する。回転ずれの補正後、再度結合面を撮像・測定し、回転ずれθｘ、θｙを算出し、結合面が平行になるまで補正を繰り返す。
【００１０】
次に、測定点座標値データを基にＺ軸を中心とした結合面の回転ずれθｚをデータ処理部２１４で算出し、モータ駆動制御部２１３は、データ処理部２１４により算出された回転ずれθｚに基づいて結合面が平行となるように移動ステージ２０５または２０６を移動させ回転ずれを補正する。回転ずれの補正後、再度結合面を撮像・測定し、回転ずれθｚを算出し、結合面が平行になるまで補正を繰り返す。
【００１１】
次に、平面導波路型光デバイス部品１１、１２の結合面の光軸調整を行う。データ処理部２１４は、測定点座標値データから位置ずれを算出し、モータ駆動制御部２１３は、データ処理部２１４により算出された位置ずれに基づいて結合面が対向する位置になるように移動ステージ２０７または２０８を移動させ、光導波路１３、１４を接近させる。
【００１２】
光源２１１からの光をファイバアレイ１５に入射して、データ処理部２１４は、モータ駆動制御部２１３により移動ステージ２０７または２０８を移動させながらファイバアレイ１６から出射する光量を受光器２１２でモニタし、受光量が最大となる位置に調整する。
【００１３】
その後、平面導波路型光デバイス部品１１、１２の結合面に紫外線硬化樹脂を滴下し紫外線照射して接着固定する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、ズームレンズ付きＣＣＤカメラ２０９、２１０を低倍率にして平面導波路型光デバイス部品１１、１２の結合面全体を撮像し、撮像した画像データから各結合面の３つの測定点と、光導波路の測定点のＸ軸座標値とＹ軸座標値とを画像処理部２１５で測定する第一の工程と、ＣＣＤカメラ２０９、２１０のズームレンズの倍率を上げ各測定点の焦点が合うＣＣＤカメラ２０９、２１０のＺ軸方向の移動距離と画像鮮明度とから各測定点のＺ軸座標値を画像処理部２１５で測定する第二の工程と、測定点座標値データを基に結合面の回転ずれθｘと結合面の回転ずれθｙとをデータ処理部２１４で算出し、モータ駆動制御部２１３により結合面が平行となるように移動ステージ２０５または２０６を移動させて回転ずれを補正する第三の工程と、測定点座標値データから結合面の回転ずれθｚをデータ処理部２１４で算出し、モータ駆動制御部２１３により結合面が平行となるように移動ステージ２０５または２０６を移動させて回転ずれを補正する第四の工程とからなるため面合わせ工程が多くなり面合わせに時間がかかるという問題点があった。
【００１５】
さらに、従来技術では、結合面を精度良く撮像するためズームレンズ付きＣＣＤカメラ２０９、２１０と、画像処理部２１３とが必要になると共に、結合面を対向配置させるため移動テージ２０７、２０８のストロークが長くなり、装置の構造が大きくなるという問題点があった。
【００１６】
さらに、従来技術では、光導波路１３、１４を接近させて対向配置する前に位置ずれを補正するため、ステージ移動精度に起因する接近後の光導波路１３、１４の位置ずれが大きく出射光をモニタする範囲が大きくなるため、光軸調整に時間がかかるという問題点があった。
【００１７】
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、面合わせ工程を簡略化することで面合わせ時間を大幅に短縮することができ、装置の構造を簡略化することができ、光軸調整を短時間に行うことができる光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法を提供する点にある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせを行う光デバイス部品結合装置であって、前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定する位置データ測定手段と、該位置データ測定手段によって測定された前記３次元位置データから回転ずれ量を算出するデータ処理手段と、該データ処理手段により算出された前記回転ずれ量に基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の回転ずれを調整する移動ステージ手段とを具備することを特徴とする光デバイス部品結合装置に存する。
また請求項２記載の発明の要旨は、２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせと光軸調整とを行う光デバイス部品結合装置であって、前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定する位置データ測定手段と、該位置データ測定手段によって測定された前記３次元位置データから位置ずれ量と回転ずれ量とを算出するデータ処理手段と、該データ処理手段により算出された前記位置ずれ量と前記回転ずれ量とに基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の位置ずれおよび回転ずれを調整する移動ステージ手段とを具備することを特徴とする光デバイス部品結合装置に存する。
また請求項３記載の発明の要旨は、前記位置データ測定手段は、前記２つの平面導波路型光デバイスの側面からの距離を測定するレーザ測定器であることを特徴とする請求項１又は２記載の光デバイス部品結合装置に存する。
また請求項４記載の発明の要旨は、２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせを行う光デバイス部品結合方法であって、前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定し、該測定した前記３次元位置データから回転ずれ量を算出し、該算出した前記回転ずれ量に基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の回転ずれを調整することを特徴とする光デバイス部品結合方法に存する。
また請求項５記載の発明の要旨は、２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせと光軸調整とを行う光デバイス部品結合方法であって、前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定し、該測定した前記３次元位置データから位置ずれ量と回転ずれ量とを算出し、該算出した前記位置ずれ量と前記回転ずれ量とに基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の位置ずれおよび回転ずれを調整することを特徴とする光デバイス部品結合方法に存する。
また請求項６記載の発明の要旨は、レーザ測定器によって前記２つの平面導波路型光デバイスの一方向の側面からの距離を測定することで前記３次元位置データを測定することを特徴とする請求項４又は５記載の光デバイス部品結合方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る光デバイス部品結合装置の実施の形態の構成を示す全体概略図であり、図２は、図１に示す光デバイス部品結合装置で行われる面合わせおよび光軸調整の調整軸を示す図である。
【００２１】
本実施の形態は、図１を参照すると、平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２をそれぞれ保持する部品保持部３０３、３０４と、部品保持部３０３、３０４をそれぞれそれぞれ搭載してθｘ軸、θｙ軸およびθｚ軸の調整を行う移動ステージ３０５、３０６と、移動ステージ３０５、３０６をそれぞれ搭載してＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の調整を行う移動ステージ３０７、３０８と、レーザ測定器３０９と、レーザ測定器３０９をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に移動させる移動ステージ３１０と、平面導波路型光デバイス部品３０１に光を入射する光源３１１と、平面導波路型光デバイス部品３０２から出射される光を受光する受光器３１２と、移動ステージ３０５、３０６、３０７、３０８、３１０を駆動するモータ駆動制御部３１３と、同期トリガパルス信号を出力するトリガパルス発信部３１４と、位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとを算出するデータ処理部３１５とからなる。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ軸、θｙ軸およびθｚ軸は、図２に示す関係となっている。
【００２２】
次に、本実施の形態の動作について図３および図４を参照して詳細に説明する。
図３は、図１に示すレーザ測定器によって測定される測定エリアを示す図であり、図４は、図１に示すデータ処理部によって３次元位置データから求められた測定波形図である。
【００２３】
本実施の形態では、まず、平面導波路型光デバイス部品３０１と３０２とをそれぞれ部品保持部３０３と３０４とに保持させ、モータ駆動制御部３１３の制御で移動ステージ３０７または３０８を移動させて面導波路型光デバイス部品３０１の結合面と平面導波路型光デバイス部品３０２の結合面とを対向させて接近させる。
【００２４】
次に、モータ駆動制御部３１３の制御に基づいて移動ステージ３１０によりレーザ測定器３０９を移動させながら、接近させた平面導波路型光デバイス部品３０１の側面と平面導波路型光デバイス部品３０２の側面との、図３に示す測定エリア４１、４２、４３、４４のそれぞれについて上方から測定する。レーザ測定器３０９によって測定する平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の側面には、光導波路が形成されている。
【００２５】
測定エリア４１、４２は、Ｚ軸に平行で且つ平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の両方に跨っており、測定エリア４１、４２でのレーザ測定器３０９による測定は、Ｘ軸を固定し、Ｚ軸のポイントを連続的にずらし、Ｙ軸方向のレーザ測定器３０９と平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２との距離を連続的に測定する。また、測定エリア４３、４４は、Ｘ軸に平行で且つ平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の側面に形成された光導波路を横切っており、測定エリア４３、４４でのレーザ測定器３０９による測定は、Ｚ軸を固定し、Ｘ軸のポイントを連続的にずらし、Ｙ軸方向のレーザ測定器３０９と平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２との距離を連続的に測定する。
【００２６】
レーザ測定器３０９によって測定エリア４１を測定する時、移動ステージ３１０のＸ軸およびＹ軸は、固定し、Ｚ軸の移動と同期してトリガパルス信号発信部３１４から出力された同期トリガパルス信号をトリガにして高さデータ（レーザ測定器３０９と平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２との距離）取得を行うため、測定データは３次元位置データとなる。同様に測定エリア４２、４３、４４も３次元位置データとなる。すなわち、レーザ測定器３０９の測定によって求められる３次元位置データは、レーザ測定器３０９が移動したＸ、Ｚ座標の軌跡と、Ｙ座標のレーザ測定器３０９が測定した平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２までの高さ距離ｙとなる。
【００２７】
例えば、測定エリア４１もしくは４２を測定する場合に、Ｘ座標を固定値ｘ０とし、Ｙ座標を高さ距離ｙ、Ｚ座標を移動距離ｚとすると、３次元位置データは（ｘ０、ｙ、ｚ）で表すことができ、ｘ０は、固定値（例えばｘ０＝５ｍｍ）となり、ｙは、レーザ測定器測定可能距離の範囲内（例えば−１ｍｍ＜ｙ＜＋１ｍｍ）で推移し、ｚは、測定エリア４１もしくは４２の測定エリア長分（例えば０ｍｍ＜ｚ＜＋５ｍｍ）移動する。
【００２８】
測定エリア４１もしくは４２の高さ距離ｙの測定は、Ｚ座標の移動のタイミングで行われ、例えば、Ｚ軸が１μｍ移動したら、トリガパルス信号発信部３１４から同期トリガパルス信号を１回出力し、同期トリガパルス信号をトリガにして高さ距離ｙを１回測定する。Ｚ座標が５ｍｍ移動したら、トリガパルス信号発信部３１４から同期トリガパルス信号は５０００回出力されることになり、高さ距離ｙは、５０００回測定され、３次元位置データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、（ｘ０、ｙ１、０．００１ｍｍ）〜（ｘ０、ｙ５０００、５．０００ｍｍ）の５０００ポイントとなる。
【００２９】
データ処理部３１５は、レーザ測定器３０９による測定エリア４１、４２、４３、４４の測定によって得られる３次元位置データに基づいて、図４に示す測定波形図を作成する。図４において、測定波形５１は、測定エリア４１の３次元位置データに対応し、測定波形５２は、測定エリア４２の３次元位置データに対応し、測定波形５３は、測定エリア４３の３次元位置データに対応し、測定波形５４は、測定エリア４４の３次元位置データに対応している。
【００３０】
図４において、測定波形５１上のポイントＡ１は、測定開始ポイントで、ポイントＡ２は、平面導波路型光デバイス３０１の端面ポイントで、ポイントＡ３は、平面導波路型光デバイス３０２の端面ポイントで、ポイントＡ４は測定終了ポイントである。
【００３１】
また、図４において、測定波形５２上のポイントＢ１は、測定開始ポイントで、ポイントＢ２は、平面導波路型光デバイス３０１の端面ポイントで、ポイントＢ３は、平面導波路型光デバイス３０２の端面ポイントで、ポイントＢ４は、測定終了ポイントである。
【００３２】
また、図４において、測定波形５３上のポイントＣ１は、測定開始ポイントで、ポイントＣ２は、平面導波路型光デバイス３１の導波路真上のポイントであり、導波路真上は、導波路真上以外の面より１０μｍ程度盛り上がっていることがわかる。
【００３３】
また、図４において、測定波形５４上のポイントＤ１は、測定開始ポイントで、ポイントＤ２は、平面導波路型光デバイス３０２の導波路真上のポイントである。
【００３４】
データ処理部３１５は、作成した測定波形図から、測定波形５１上のポイントＡ２とポイントＡ３とのＹ軸方向の差ΔＹ１、測定波形５２上のポイントＢ２とポイントＢ３とのＹ軸方向の差ΔＹ２、測定波形５１上のポイントＡ２と測定波形５２上のポイントＢ２とのＹ軸方向の差ΔＹ３、測定波形５１上のポイントＡ３と測定波形５２上のポイントＢ３とのＹ軸方向の差ΔＹ４、測定波形５１上のポイントＡ２とポイントＡ３のＺ軸方向の差ΔＺ１、測定波形５２上のポイントＢ２とポイントＢ３とのＺ軸方向の差ΔＺ２、測定波形５１上のポイントＡ１とポイントＡ２との傾きと、測定波形５１上のポイントＡ３とポイントＡ４との傾きとの差Δθｘ１、測定波形５２上のポイントＢ１とポイントＢ２との傾きと、測定波形５２上のポイントＢ３とポイントＢ４との傾きとの差Δθｘ２、測定波形５３上のポイントＣ１とポイントＣ２のとＸ軸方向の差ΔＸ１、測定波形５４上のポイントＤ１とポイントＤ２とのＸ軸方向の差ΔＸ２を求める。なお、測定波形５１上のポイントＡ１と測定波形５２上のポイントＢ１とのＸ軸方向の差は、図３に示す測定エリア４１の測定開始ポイントと測定エリア４２の測定開始ポイントとの距離ａとなる。
【００３５】
データ処理部３１５は、作成した測定波形図から求めたΔＸ１、ΔＸ２、ΔＹ１、ΔＹ２、ΔＹ３、ΔＹ４、ΔＺ１、ΔＺ２、Δθｘ１、Δθｘ２、ａにより、位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと、回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚを求める。
【００３６】
位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとは、
ΔＸ＝ΔＸ１−ΔＸ２、
ΔＹ＝（ΔＹ１＋ΔＹ２）／２、
ΔＺ＝（ΔＺ１＋ΔＺ２）／２、
Δθｘ＝（Δθ×１＋Δθ×２）／２、
Δθｙ＝ｔａｎ−１・（ΔＺ１−ΔＺ２）／a、
Δθｚ＝ｔａｎ−１・（ΔＹ３−ΔＹ４）／ａ、
でそれぞれ算出される。
【００３７】
モータ駆動制御部３１３は、データ処理部３１５により算出された位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと、回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとに基づいて、移動ステージ３０７または３０８と、移動ステージ３０５または３０６とを移動させて平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の対向する結合面の位置ずれおよび回転ずれを補正する。
【００３８】
位置ずれおよび回転ずれの補正後、再度、測定エリア４１、４２、４３、４４を測定し、同様の手順で位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと、回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとをデータ処理部３１５により算出し、算出した位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと、回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとが閾値以上なら再度補正を行い、位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺと、回転ずれ量Δθｘ、Δθｙ、Δθｚとが閾値以下になるまで測定と補正を繰り返す。
【００３９】
位置ずれおよび回転ずれの補正終了後、光源３１１からの光を平面導波路型光デバイス部品３０１に入射して、データ処理部３１５は、モータ駆動制御部３１３により移動ステージ３０７または３０８を移動させながら平面導波路型光デバイス部品３０２から出射する光量を受光器３１２でモニタし、受光量が最大となる位置に調整する。
【００４０】
その後、平面導波路型光部品３０１、３０２の結合面に紫外線硬化樹脂を滴下し、紫外線照射して接着固定する。なお、平面導波路型光部品３０１、３０２の結合面に紫外線硬化樹脂を滴下し、紫外線照射して接着固定する工程は、光源３１１からの光による光軸調整工程を省略して、位置ずれおよび回転ずれの補正後でもよい。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の結合面を近接させて対向させた状態で、レーザ測定する第一の工程と、測定データより回転ずれθｘ、θｙ、θｚを算出し同時に補正する第二の工程とにより面合わせを行うことができるため、面合わせ工程を簡略化することができ、面合わせ時間を大幅に短縮することができるという効果を奏する。
【００４２】
さらに、本実施の形態によれば、平面導波路デバイス部品３０１、３０２同士の結合面を近接させて対向させた状態で、レーザ測定器３０９を用いて測定した３次元位置データに基づいて面合わせ工程を行うことができるため、ズームレンズ付きＣＣＤカメラと画像処理部とが必要なくなると共に、移動ステージ３１１および３１２のストロークを短くすることができるので、装置の構造を簡略化することができるという効果を奏する。
【００４３】
さらに、本実施の形態によれば、平面導波路型光デバイス部品３０１、３０２の結合面を接近させた状態で、レーザ測定器３０９により位置ずれを高精度に補正するため、光導波路の位置ずれが小さく出射光をモニタしながらの光軸調整を短時間に行うことができるという効果を奏する。
【００４４】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法は、平面導波路型光デバイス部品の結合面を近接させて対向させた状態で、レーザ測定する第一の工程と、測定データより回転ずれθｘ、θｙ、θｚを算出し同時に補正する第二の工程とにより面合わせを行うことができるため、面合わせ工程を簡略化することができ、面合わせ時間を大幅に短縮することができるという効果を奏する。
【００４６】
さらに、本発明の光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法は、平面導波路デバイス部品同士の結合面を近接させて対向させた状態で、レーザ測定器を用いて測定した３次元位置データに基づいて面合わせ工程を行うことができるため、ズームレンズ付きＣＣＤカメラと画像処理部とが必要なくなると共に、移動ステージのストロークを短くすることができるので、装置の構造を簡略化することができるという効果を奏する。
【００４７】
さらに、本発明の光デバイス部品結合装置および光デバイス部品結合方法は、平面導波路型光デバイス部品の結合面を接近させた状態で、レーザ測定器により位置ずれを高精度に補正するため、光導波路の位置ずれが小さく出射光をモニタしながらの光軸調整を短時間に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光デバイス部品結合装置の実施の形態の構成を示す全体概略図である。
【図２】図１に示す光デバイス部品結合装置で行われる面合わせおよび光軸調整の調整軸を示す図である。
【図３】図１に示すレーザ測定器によって測定される測定エリアを示す図である。
【図４】図１に示すデータ処理部によって３次元位置データから求められた測定波形図である。
【図５】結合された平面導波路型光デバイス部品の外観構成を示す斜視図である。
【図６】従来の光デバイス部品結合装置の構成を示す全体概略図である。
【符号の説明】
３０１、３０２ 平面導波路型デバイス部品
３０３、３０４ 部品保持部
３０５、３０６、３０７、３０８、３１０ 移動ステージ
３０９ レーザ測定器
３１１ 光源
３１２ 受光器
３１３ モータ駆動制御部
３１４ トリガパルス発信部
３１５ データ処理部
４１、４２、４３、４４ 測定エリア
５１、５２、５３、５４ 測定波形
Claims (6)
- ２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせを行う光デバイス部品結合装置であって、
前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定する位置データ測定手段と、
該位置データ測定手段によって測定された前記３次元位置データから回転ずれ量を算出するデータ処理手段と、
該データ処理手段により算出された前記回転ずれ量に基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の回転ずれを調整する移動ステージ手段とを具備することを特徴とする光デバイス部品結合装置。 - ２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせと光軸調整とを行う光デバイス部品結合装置であって、
前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定する位置データ測定手段と、
該位置データ測定手段によって測定された前記３次元位置データから位置ずれ量と回転ずれ量とを算出するデータ処理手段と、
該データ処理手段により算出された前記位置ずれ量と前記回転ずれ量とに基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の位置ずれおよび回転ずれを調整する移動ステージ手段とを具備することを特徴とする光デバイス部品結合装置。 - 前記位置データ測定手段は、前記２つの平面導波路型光デバイスの側面からの距離を測定するレーザ測定器であることを特徴とする請求項１又は２記載の光デバイス部品結合装置。
- ２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせを行う光デバイス部品結合方法であって、
前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定し、
該測定した前記３次元位置データから回転ずれ量を算出し、
該算出した前記回転ずれ量に基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の回転ずれを調整することを特徴とする光デバイス部品結合方法。 - ２つの平面導波路型光デバイスを結合するために結合面の面合わせと光軸調整とを行う光デバイス部品結合方法であって、
前記２つの平面導波路型光デバイスの結合面を対向させて保持した状態で、前記２つの平面導波路型光デバイスの光導波路が形成されている一方向の側面における前記２つの平面導波路型光デバイスを跨る２カ所の測定エリアと、前記２つの平面導波路型光デバイスのそれぞれの光導波路を横切る２カ所の測定エリアとの４カ所の測定エリアの３次元位置データを測定し、
該測定した前記３次元位置データから位置ずれ量と回転ずれ量とを算出し、
該算出した前記位置ずれ量と前記回転ずれ量とに基づいて前記２つの平面導波路型光デバイス間の位置ずれおよび回転ずれを調整することを特徴とする光デバイス部品結合方法。 - レーザ測定器によって前記２つの平面導波路型光デバイスの一方向の側面からの距離を測定することで前記３次元位置データを測定することを特徴とする請求項４又は５記載の光デバイス部品結合方法。
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