JPH01134404A

JPH01134404A - 光導波路光軸合わせ方法および装置

Info

Publication number: JPH01134404A
Application number: JP29349087A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Takada; 和正高田; Juichi Noda; 野田　壽一
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1989-05-26
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH0810284B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光通信分野に利用される。

本発明は光導波路間の接続に不可欠な光軸合わせ方法お
よび装置に関する。

〔従来の技術〕

第９図に従来の光導波路光軸合わせ装置の要部を示す。

第９図において１は偏光子、２は対物レンズ、３および
４は光軸合わせ用の第一および第二の光導波路、５は対
物レンズ、６は検光子および７は光パワー計である。

まず、レーザー出射光を対物レンズ２を用いて第一の光
導波路３に入射し、次に、第二の光導波路４からの出射
光を対物レンズ５で平行ビーム光とし、この平行ビーム
光の光パワーを光パワー計７で測定する。そして、光パ
ワー計出力が最大となるように、第二の光導波路４の第
一の光導波路３に対する並進および光軸に垂直な方向の
微調整を行うことにより、画光導波路間の光軸合わせが
できる。また、対物レンズ２および５０前後に偏光子１
および検光子６を設置し、光導波路３および４を通過し
た光のクロストークが最小となるように第二の光導波路
４を光軸に対して回転させることにより、画光導波路内
の偏波を保持する主軸を一致させることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、光導波路３および４の次に新たに他の光導波路
を接続するには、対物レンズ５、検光子６、光パワー計
７の位置を移動しなければならないので、接続ごとの作
業が複雑となる問題点があった。また、最終段に接続す
る導波路の出射端が光を透過させない物質で遮蔽されて
いる場合には、この光導波路を伝播した光の光パワーを
検出することができないので、当該光導波路の光軸合わ
せが困難である問題点があった。

本発明の目的は、前記の問題点を解消することにより、
光導波路の接続ごとの光学系（前記の出射側の対物レン
ズ等）の移動と調整の作業を省くとともに、光導波路か
らの出射光をモニターすることが難しい場合にも容易に
光軸合わせを行うことのできる光導波路光軸合わせ方法
および装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光導波路光軸合わせ方法は、スペクトル幅の広
い光源からの出射光を用いて、対向して配置された第一
および第二の光導波路の光軸合わせを行う光導波路光軸
合わせ方法において、前記光源からの出射光を前記第一
の光導波路の入射端に入射しその出射端からの出射光を
前記第二の光導波路の入射端に入射し、前記第一の光導
波路の出射端または前記第二の光導波路の入射端または
出射端において発生するフレネル反射光のうちで前記第
一の光導波路内を逆進した後にその入射端から出射した
フレネル反射光を参照光と合波し、その干渉成分を光干
渉手段を用いて抽出し、この抽出された干渉成分から前
記フレネル反射光の光パワーを検出し、この検出された
光パワーが所定の値になるように前記第一および第二の
光導波路の位置または角度を調節することを特徴とする
。

本発明の光導波路光軸合わせ装置は、スペクトル幅の広
い光を出射する光源と、対向して配置された光軸合わせ
を行う第一および第二の光導波路の相互位置または角度
を微調整する手段を備えた光導波路光軸合わせ装置にお
いて、前記光源からの出射光を前記第一の光導波路の入
射端に入射する入射手段と、この入射手段からの入射に
より前記第一の光導波路の出射端または前記第二の光導
波路の入射端または出射端で発生し前記第一の光導波路
内を逆進した後にその入射端から出射されたフレネル反
射光と参照光とを合波しその干渉成分を抽出する光干渉
手段と、前記フレネル反射光あるいは前記光干渉手段中
の参照光の位相変調を行う位相変調手段と、前記第一あ
るいは第二の光導波路を一定の周期で回転あるいは振動
させる振動手段と、前記光干渉手段からの光出力から所
定の電気信号を検出する信号検出手段と、この信号検出
手段からの出力に応じて前記第一および第二の光導波路
の位置調整信号を前記微調整する手段に与える制御手段
とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、入射手段は
、光源からの出射光を受光し所定の偏波モードを保持し
た平行ビーム光を形成する偏光子および対物レンズと、
前記平行ビーム光を第一の光導波路の入射端に入射し光
ファイバーカプラーの一方の入射分岐部および出射分岐
部を構成する光ファイバーとを含むことができる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、光干渉手段
は、入射手段を構成する光ファイバーカプラーを含み、
その光ファイバーカプラーの一方の出射分岐部を逆進す
るフレネル反射光と、前記光ファイバーカプラーの一方
の入射分岐部から他方の出射分岐部に入射された光をそ
の出射端に設けられた移動手段を有する全反射鏡により
反射された参照光とを前記光ファイバーカプラーの他方
の入力分岐部において合波させる構成であり′、位相変
調手段は、前記光ファイバーカプラーの一方Ｑ出射分岐
部の出射端に近接した部分の光ファイバーケーブルが巻
かれた電歪振動子とその駆動用発振器とを含むことがで
きる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、光干渉手段
は、入射手段を構成する光ファイバーカプラーの一方の
出射分岐部を逆進するフレネル反射光のうち第一の光導
波路の入射端あるいは出射端におけるフレネル反射光を
参照光とし、この参照光と他のフレネル反射光との合波
光を前記光ファイバーカプラーの他方の入射分岐部から
取り出す構成であり、前記合波光を平行ビーム光にする
対物レンズと、前記平行ビーム光を二分割し反射光を合
波するビームスプリッタ−と、このビームスプリッタ−
により二分割された前記平行ビーム光をそれぞれ全反射
する第一の全反射鏡および移動手段を有する第二の全反
射鏡とを含み、位相変調手段は、前記第二の全反射鏡に
取り付けられた電歪振動子と、その駆動用発振器とを含
むことができる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、光干渉手段
は、入射手段を構成する第一の光ファイバーカプラーの
一方の出射分岐部を逆進するフレネル反射光のうち第一
の光導波路の人前端あるいは出射端におけるフレネル反
射光を参照光と・し、この参照光と他のフレネル反射光
との合波光を前記第一の光ファイバーカプラーの他方の
入射分岐部から取り出す構成であり、一方の入射分岐部
が前記第一の光ファイバーカプラーの他方の入射分岐部
に結合され、一方の出射分岐部には全反射鏡が設けられ
、他方の出射分岐部の出射端には対物レンズを介して移
動手段を有する全反射鏡が設けられ、他方の入射分岐部
より出力光を出射する第二の光ファイバーカプラーを含
み、位相変調手段は、前記第二の光ファイバーカプラー
の一方の出射分岐部の出射端に近接した部分の光ファイ
バーケーブルが巻かれた電歪振動子と、その駆動用発振
器とを含むことができる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、振動手段は
、前記微調整する手段に含まれ前記第一または第二の光
導波路を載置する微小回転および微小振動装置付きの微
動台であることができる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、信号検出手
段は、光干渉手段からの出力光を電気信号に変換する光
検出器と、この光検出器からの出力信号中より位相変調
成分および振動成分を検出する同期検出装置とを含むこ
とができる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、同期検出装
置は、位相変調成分を検出する包絡線検波器と、この包
絡線検波器の出力信号から第一の光導波路あるいは第二
の光導波路を微小振動させた振動成分を同期検波するロ
ックイン増幅器とを含むことができる。

〔作用〕

本発明は、光軸合わせを行う光導波路の入出射端で生じ
るフレネル反射光をスペクトル幅の広い光源と原理的に
マイケルソン干渉計を構成する光干渉手段を用いて、他
の部分からの反射光と分離して検出し、この検出信号の
最適化条件を満たすように（通常最大値または最小値）
前記光導波路の光軸合わせを行う。

従って、各端面で生じるフレネル反射光を干渉計を用い
てモニターするために、出射端側にモニター系を設置す
る必要がなく、光導波路出射光をモニターできない場合
にも光軸合わせが可能となる。

さらに、位相変調手段および振動手段により前記フレネ
ル反射光に特定の周波数変調成分を与え、これを同期検
出装置を含む信号検出手段により検出し、制御手段によ
りフィードバックをかけることにより、光導波路光軸合
わせを自動的に正確かつ迅速に行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の第一実施例を示す説明図で、光導波路
光軸合わせ装置の構成を示す。本気−実施例は、スペク
トル幅２００人の光を出射するスーパー・ルミネッセン
ト・ダイオード〔シー・ニス・ワング他、アプライド・
フィジックス・レターズ（Ｃ，Ｓ、　Ｗａｎｇ　ｅｔ　
ａｌ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　）４１
巻、５８９頁、１９８２年参照〕からなる光源１１と、
光源１１からの出射光を受光し所定の偏波モードを保持
した平行ビーム光を形成する対物レンズ１２、偏光子１
３および対物レンズ１４とからなる光学系と、一方の入
射分岐部Ｃ３の入射端に対物レンズ１４からの出射光が
入射されその入射光が一方の出射分岐部Ｃ２の出射端か
ら光軸合わせを行う第一の光導波路１６の入射端に出射
されるように配置された偏波保持形の光ファイバーカプ
ラー１５〔アイ・ヨコハマ他、エレクトロエックス・レ
ターズ（１，Ｙｏｋｏｈａｍａ　ｅｔ　ａｌ、Ｂｌｅｃ
ｔｒｏｎ、Ｌｅｔｔ、）　２０巻、１００４頁、１９８
４年参照）と、光ファイバーカプラー１５の他方の出射
分岐部Ｃ５の出射端に設けられた対物レンズ２０、およ
び移動ステージ２２上に載置された全反射鏡２１と、光
ファイバーカプラー１５の他方の入射分岐部Ｃ１の入射
端に結合された光検波器２３と、光検波器２３からの出
力を増幅する増幅器２４と、増幅器２４の出力からフレ
ネル反射波成分を検出する包絡線検波器およびロックイ
ン増幅器を含む同期検出装置２５と、光ファイバーカプ
ラー１５の一方の出射分岐部Ｃ２の出射端に近接した部
分の光ファイバーケーブルが巻かれた円筒型の電歪振動
子２７およびその駆動用発振器２８と、制御装置２６と
、第一の光導波路１６と対向して置かれた光軸合わせを
行う第二の光導波路１７と、第一の光導波路１６を載置
する微動台１８と、第二の光導波路１７を載置する微小
回転および微小振動装置付きの微動台１９とを含んでい
る。

本発明の特徴は、対物レンズ１２および１４と、偏光子
１３と、光ファイバーカプラー１５の一方の入射分岐部
Ｃ１および出射分岐部Ｃ２とから構成される入射手段と
、光ファイバーカプラー１５と、対物レンズ２０と、移
動ステージ２２を有する全反射鏡２１とを含む光干渉手
段と、電歪振動子２７と、駆動用発振器２８とを含む位
相変調手段と、光検出器２３と、増幅器２４と、同期検
出装置２５とを含む信号検出手段と、微小回転および微
小振動装置付きの微動台１９を含む振動手段と、制御装
置２６を含む制御手段とを設けたことにある。

次に、本気−実施例の装置の動作とともに本発明の光導
波路光軸合わせ方法について説明する。

光源（スーパー・ルミネッセント・グイ・オード）１１
からの出射光は、対物レンズ１２および１４と偏光子１
３により集光されて光ファイバーカプラー１５の一方の
入射分岐部ＣＩに入射する。ここで、偏光子１３を用い
て、光ファイバーカプラー１５の偏波を保持する二つめ
モードのうちの一方のみを入射分岐部ＣＩの入射端にお
いて励起している。光ファイバーカプラー１５は入射分
岐部Ｃ１から入射した光を偏波を保持した状態で出射分
岐部０２右よびＣ５の二方向に分配する。光ファイバー
カプラー１５の出射分岐部Ｃ２の出射端は、光軸合わせ
用の第一の光導波路１６の一方のみの伝播モードを励起
するように配置されており、出射分岐部Ｃ２に入射した
光は出射分岐部Ｃ２のファイバー出射端より光軸合わせ
を行う第一および第二の光導波路１６および１７に入射
する。光導波路１６の出射端および１７０入射端および
出射端で生じたフレネル反射光は再び出射分岐部Ｃ２の
ファイバーに入射し、入射分岐部Ｃ１を通ってこの入射
分岐部Ｃ４のファイバーより出射する。また、入射分岐
部Ｃ８より入射し、出射分岐部Ｃ８に分配された光は出
射分岐部Ｃ３のファイバー出射端に設置された対物レン
ズ２０により平行ビームとなり、全反射鏡２１で全反射
した後に再び出射分岐部Ｃ３に入射し、入射分岐部Ｃ１
を通り、ここで前記フレネル反射光と合波される。

光ファイバーカプラー１５の出射分岐部Ｃ２のファイバ
ーは、円筒型の電歪振動子２７に巻き付けられており、
電歪振動子２７は共振周波数２０にＨｚの駆動用発振器
２８により駆動されており、出射分岐部Ｃ２のファイバ
ー内を伝播する光は位相変調を受ける。すなわち、出射
分岐部Ｃ２を通るフレネル反射光もまた位相変調を受け
る。従って、かかる位相変調を受けたフレネル反射光と
、出射分岐部Ｃ１を伝搬し全反射鏡２１で反射して再び
出射分岐部Ｃ３を伝搬する参照光とが干渉する場合には
、干渉強度の振幅は２０にＨｚで駆動する。そこで本第
一実施例では、この２０ＫＨｚ成分の振幅を同期検波装
置２５に内蔵された図外の包絡線検波器で検波す　、る
。さらに、第二の光導波路１７は、光軸に対して垂直な
面内で水平方向に振幅０．１ｐ、１０Ｈｚの周期で微小
振動を微動台１９を介して印加されており、干渉成分中
の振動に同期した成分を抽出するために、前記の包絡線
検波器出力信号を同期検出装置２５に内蔵された図外の
ロックイン増幅器で同期検波する。制御装置２６はこの
検出信号に応じて微動台１９を上下左右に微小に移動さ
せることにより、光軸の調整を行う。

光源（スーパー・ルミネッセント・ダイオード）１１か
らの出射光のスペクトル幅はδλ＝２００人、中心波長
はλ＝０．８μｍである。従って、可干渉距離δｌは、 δｆ＝λ２／δλ！ｑ３ｈｍとなる。すなわち、光源１１からの出射光を部分して再
び合波した場合、合波される二つの光の間の光路差が３
０μｓ以内で一致したときだけ干渉する。

従って、第１図において、全反射鏡２１を移動ステージ
２２により適当に移動させ、光ファイバーカプラー１５
の分岐点と全反射鏡２１とを含む干渉計内の光路長を、
光ファイバーカプラー１５の分岐点と第一または第二の
光導波路１６または１７の特定の端面との間の光路長に
可干渉距離δβ内で一致させることにより、特定の端面
からのフレネル反射光と参照光のみ干渉させることが可
能になり、この干渉成分よりこのフレネル反射光の光パ
ワーを検出することができる。

第一の光導波路１６と第二の光導波路１７との間の距離
は、第一の光導波路１６の出射端、および第二光導波路
１７の入射端で生じるフレネル反射光が参照光とそれぞ
れ干渉するときの全反射鏡２１の位置より測定できる。

第２図は第一と第二の光導波路１６と１７とが角度θで
傾いているときの傾斜変位時の光伝搬を示す。

導波路間に傾斜が存在すると、第二の光導波路１７０入
射端からのフレネル反射光は、第一の光導波路１６に対
して非対称なフィールドパターンとなり、第一の光導波
路１６内の伝搬モードに結合できなくなるため、この光
導波モードに結合する結合反射光パワーは第３図に示す
ように、角度θ＝０で最大値を取り角度が大きくなるに
つれて減少する。

従って、結合光パワーが最大となるように光導波路の回
転を行うことによって θ＝０すなわち二つの光導波路１６および１７を一直線上に並
べることができる。

第４図は、第二の光導波路１７が第一の光導波路１６に
対して、光軸の垂直な方向にｄだけ変位している垂直変
位時の場合を示す。この場合は、第５図に示すように、
第一の光導波路１６からの出射光は、第二の光導波路１
７の入射端には対称なフィールドパターン（電界分布）
で入射するが、導波部分が互いにずれているために、第
二の光導波路１７の伝搬モードとして結合し、この光導
波路１７の出射端でフレネル反射により反射し、再び第
一の光導波路１６に結合する光の光パワーは変位ｄが大
になるとともに減少する。従って、第二の光導波路１７
の出射端でフレネル反射し、第一の光導波路１６を逆に
伝搬した戻り光の光パワーを干渉計を用いて検出し、こ
の戻り光の光パワーが最大となるように光導波路を変位
させることにより光軸を一致させることができる。

第３図および第５図に示すように、極大近辺では回転あ
るいは変位に対する結合反射光パワーの変化量が小さい
ために、高精度に原点（θ＝０、ｄ＝０）を検出するこ
とは難しい。そこで、本第一実施例では、光導波路１７
に微小な回転および振動を振動台１９により加えている
。この場合、第３図および第４図に示すように、この微
小回転あるいは微小変位と同期して検出した信号は、結
合反射光パワーの角度微分（第３図）および変位微分（
第５図）に相当し、 θ＝０゜ｄ＝Ｑで零となる（零位法）。従って、この同期信号を同期検
出装置２５内のロックイン増幅器により検出することに
よって、光導波路１７を θ＝０゜ｄ＝Ｑの位置に高精度に設定することができる。

第６図は干渉成分を同期検波した結果を示す。

変位とともに微分出力は原点近くで急激に零に近づいて
ふり、本第一実施例により、±０．２Ｊｔｎの精度で光
軸合わせができた。同様にして、傾斜も±１°以内に抑
えることができた。

また、通常の光導波路には偏波を保持するＴＥモードと
ＴＭモードの二つのモードが存在し、これに応じてモー
ド間に偏波分散（群遅延時間差）が生じる。第二の光導
波路１７の入射端で二つのモードが励起されると、光導
波路１７を伝搬し出射端で反射して戻ったフレネル反射
光は、この光導波路１７の偏波分散値の２倍に相当する
群遅延時間差を有する二つの独立した光波となる。この
ため、全反射鏡２１を適当に移動させ、前記の各モード
を伝播した光の光パワーをそれぞれ検出することが可能
となり、従って一方の光パワーが零となるように光導波
路１７を回転させることにより、主軸を一致させること
ができる。本第一実施例では、±２°の精度で主軸を一
致させることができた。

第７図は本発明の第二実施例を示す説明図で、本発明の
光導波路光軸合わせ装置の構成を示す。

本第二実施例は第１図の第一実施例において、光干渉手
段および位相変調手段を次のように改めたものである。

すなわち、光干渉手段は、入射手段を構成する光ファイ
バーカプラー１５の一方の出射分岐部Ｃ２を逆進するフ
レネル反射光のうち第一の光導波路１６の入射端あるい
は出射端におけるフレネル反射光を参照光とし、この参
照光と他のフレネル反射光との合波光を光ファイバーカ
プラー１５の他方の入射分岐部Ｃ１の入射端から取り出
す構成であり、前記合波光を平行ビーム光にする対物レ
ンズ２９と、前記平行ビーム光を二分割し反射光を合波
するビームスプリッタ−３０と、このビームスプリッタ
−３０により二分割された前記平行ビーム光をそれぞれ
全反射する第一の全反射鏡としての直角凹面鏡３１およ
び移動ステージ３５を有する第二の全反射鏡としての直
角凹面鏡３２とを含み、位相変調手段は、直角凹面鏡３２に取り付けられた電歪
振動子３３と、その駆動用発振器３４とを含む。

本発明の特徴は、第７図において、第１図に示したと同
じ入射手段、信号検出手段、振動手段および制御手段と
、対物レンズ２９、ビームスプリッタ−３０、直角凹面
鏡３１および移動ステージ３５を有する直角凹面鏡３２
とを含む光干渉手段と、電歪振動子３３および振動用発
振器３４を含む位相変調手段とを設けたことにある。

次に、本第二実施例の装置の動作とともに本発明の光導
波路光軸合わせ方法について説明する。

光源（スーパー・ルミネッセント・ダイオード）１１か
らの出射光は、対物レンズ１２および１４と偏光子１３
とにより光ファイバーカプラー１５の一方の入射分岐部
Ｃ１に入射される。光ファイバーカプラー１５は入射分
岐部Ｃ＋側から入射した光を出射分岐部Ｃ２およびＣ５
の二方向に分配する。光ファイバーカプラー１５の出射
分岐部Ｃ２の出射端は光軸調整用の第一の光導波路１６
の伝播モードを励起するように配置されており、出射分
岐部Ｃ２に入射した光は出射分岐部Ｃ２のファイバー出
射端より第一の光導波路１６、次に第二の光導波路１７
の順に伝播する。

第一の光導波路１６の出射端および第二の光導波路１７
の入出射端で生じたフレネル反射光は再び出射分岐部Ｃ
２のファイバーに入射し、入射分岐部Ｃ１のファイバー
より出射する。また、入射分岐部Ｃ１より入射し、出射
分岐部Ｃ５に分配された光は出射分岐部Ｃ３のファイバ
ー出射端より空間に放射されて再び出射分岐部Ｃ３のフ
ァイバーに戻ることはない（ファイバ一端面はマツチン
グオイルに浸されており、端面におけるフレネル反射光
は無視できる）。

入射分岐部Ｃ４からの出射光は対物レンズ２９によりコ
リメートされて平行ビームとなり、ビームスプリッタ−
３０で２方向に分割される。ビームスプリッタ−３０を
通過した光は直角凹面鏡３２で反射された後、ビームス
プリッタ−３０で反射され、ビームスプリッタ−３０で
反射されてから直角凹面鏡３１で反射されて再びビーム
スプリッタ−３０に戻った光と合波されて光検出器２３
に入射する。直角凹面鏡３２は駆動用発振器３４で駆動
された電歪振動子３３によりＩ　ＫＨｚでビーム方向に
振動してふり、この直角凹面鏡３２を反射した光は位相
変調を受ける。

従って、かかる位相変調を受けた光と受けない光とが干
渉する場合には、干渉強度はＩ　ＫＨｚで振動する。こ
の信号を前述の第一実施例と同様な方法を用いて処理し
て光軸合わせを行う。

本第二実施例では、第一実施例のように光ファイバーカ
プラー１５の出射分岐部Ｃ６に分配された光を参照光と
せずに、第一の光導波路１６の出射端において生じるフ
レネル反射光を参照光としている。このため、この参照
光と各入出射端で生じたフレネル反射光との光路長差を
一致させるために、本第二実施例では、第７図のように
マイケルソン干渉計を設置して干渉計の一方の直角凹面
鏡３２を移動ステージ３５で移動させることによって、
両者の光路長を調節している。

第１図に示した第一実施例では、参照光の光路長を変化
させるために、移動ステージ２２によって全反射鏡２１
を６μｍにわたって移動させた。しかし、この全反射鏡
２１の移動に対して、光軸のずれに起因して光ファイバ
ーカプラー１５の出射分岐部Ｃ３に入射する参照光のパ
ワーが低下するという問題があったが、本第二実施例で
はこの問題は解決されている。

また、第一実施例では、参照光が出射分岐部Ｃ５を往復
した光であるために、光導波路を順次接続していくにつ
れて、フレネル反射光と参照光とを干渉させるため全反
射鏡２１も順次後退させる必要があるが、全反射鏡２１
の移動距離は移動ステージ２２のストロークにより制限
されてしまう。このために、第一実施例では、接続でき
る光導波路の数が限られてしまう。一方、第二実施例で
は、すでに接続された最前列の光導波路の出射端に右け
るフレネル反射光が参照光となるために、マイケルソン
干渉計内の直角凹面鏡３２の移動距離は、基本的に１個の導波路の長さＸ屈折率内におさえられるので、被接続光導波路の個数にはよら
ないという利点がある。

第８図は本発明の第三実施例を示す説明図で、本発明の
光導波路光軸合わせ装置の構成を示す。

本第三実施例は第７図の第二実施例において、光干渉手
段および位相変調手段を次のように改めたものである。

すなわち、光干渉手段は、入射手段を構成する第一の光
ファイバーカプラー１５の一方の出射分岐部Ｃ２を逆進
するフレネル反射光のうち、第一の光導波路１６の入射
端あるいは出射端におけるフレネル反射光を参照光とし
、この参照光と他のフレネル反射光との合波光を第一の
光ファイバーカプラー１５の他方の入射分岐部Ｃ４から
取り出す構成であり、一方の入射分岐部Ｃ３が第一の光
ファイバーカプラー１５の他方の入射分岐部Ｃ４に結合
され、一方の出射分岐部Ｃ６には全反射鏡３７が設けら
れ、他方の出射分岐部Ｃ７の出射端には対物レンズ２０
を介して移動ステージ２２を有する全反射鏡２１が設け
られ、他方の入射分岐部Ｃ８より出力光を出射する第二
の光ファイバーカプラー３６を含み、位相変調手段は、
第二の光ファイバーカプラー３６の一方の出射分岐部Ｃ
６の出射端に近接した部分の光ファイバーケーブルが巻
かれた円筒型の電歪振動子２７と、その駆動用発振器２
８とを含む。

本発明の特徴は、第８図において、第１図に示したと同
じ、入射手段、信号検出手段、振動手段および制御手段
と、対物レンズ２０、移動ステージ２２を有する全反射
鏡２１、全反射鏡３７および第二の光ファイバーカプラ
ー３６を含む光干渉手段と、電歪振動子２７および駆動
用発振器２８を含む位相変調手段とを設けたことにある
。

次に、本第三実施例の装置の動作とともに本発明の光導
波路光軸合わせ方法について説明する。

本第三実施例は、基本的に第７図に示した第二実施例と
同一であるが、第二実施例ではマイケルソン干渉計をバ
ルク形のビームスプリッタ−と２個の直角凹面鏡で構成
したが、本第三実施例ではこれをファイバーカプラー３
６と全反射鏡２１および３７とで構成している点が異な
る。すなわち、光ファイバーカプラー１５の分岐部Ｃ４
は、光ファイバーカプラー３６の入射分岐部Ｃ３と主軸
を一致させて接続されており、光ファイバーカプラー１
５の入射分岐部Ｃ１を通ったフレネル反射光と参照光は
、光ファイバーカプラー３６の入射分岐部Ｃ５を通過し
た後にその出射分岐部Ｃ６と０７との方向に分配さ屯る
。光ファイバーカプラー３６の出射分岐部Ｃ６の出射端
には全反射鏡３７が密着して配置されており、この出射
分岐部Ｃ６を伝搬した光は全反射鏡３７で全反射され、
再び出射分岐部Ｃ６よりファイバー内を伝搬し、入射分
岐部Ｃ８のファイバーより出射する。一方、入射分岐部
Ｃ３を通り出射分岐部Ｃ１に分配された光は、出射分岐
部Ｃ１のファイバー出射端に設置された対物レンズ２０
により平行ビームとなり、全反射鏡２１で全反射した後
に再び出射分岐部Ｃ１に入射し、入射分岐部Ｃ８を通り
、ここで出射分岐部Ｃ６を往復した光と合波される。

光ファイバーカプラー３６の出射分岐部Ｃ６のファイバ
ーは、円筒型の電歪振動子２７に巻き付けられている。

電歪振動子２７は駆動用発振器２８により共振周波数２
０Ｋ）ｌｚの交流で駆動されており、出射分岐部Ｃ１ｌ
のファイバー内を伝搬する光は位相変調を受ける。従っ
て、かかる位相変調を受けた光と、出射分岐部Ｃ１を往
復した位相変調を受けない光とが干渉する場合には、干
渉強度の振幅は２０ＫＨｚで振動する。この信号を第一
実施例と同様に処理して光軸合わせを行う。

また、第７図に示した第二実施例と同様に、参照光とフ
レネル反射光を干渉させるために、ファイバー形のマイ
ケルソン干渉計内の一方の出射分岐部Ｃ１の全反射鏡２
１を移動ステージ２２により光軸方向に移動させる。

以上述べた通り、本第三実施例においては、干渉計がフ
ァイバー形で構成されており、光の合分波が安定して行
われることから、信号検出の信頼性が一層向上する利点
がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、前述の構成によ
り光導波路の光軸合わせが従来の技術と比較して容易に
しかも高精度に実行できる他に、光導波路からの出射光
がモニター不可能な場合においても光軸合わせが可能な
光導波路光軸合わせ方法および装置を得ることができ、
光導波路の主軸合わせにおいてはきわめて有効でその効
果は大である。

さらに本発明の実施例を完全に自動化することにより、
万能な光導波路の光軸合わせ装置を実現することができ
、その効果は大となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す説明図。第２図は傾斜変位時の光伝播の説明図。第３図は微小回転時の出力特性図。第４図は垂直変位時の光伝播の説明図。第５図は垂直変位時の出力特性図。第６図は微分出力波形を示す図。第７図は本発明の第二実施例を示す説明図。第８図は本発明の第三実施例を示す説明図。第９図は従来例を示す説明図。１．１３・・・偏光子、２．５．１２．１４．２０．２
９・・・対物レンズ、３．４．１６．１７・・・光導波
路、６・・・検光子、７・・・光パワー計、１１・・・
光源、１５．３６・・・光ファイバーカプラー、１８．
１９・・・微動台、２１．３７・・・全反射鏡、２２．
３５・・・移動ステージ、２３・・・光検出器、２４・
・・増幅器、２５・・・同即検出装置、２６・・・制御
装置、２７．３３・・・電歪振動子、２８．３４・・・
駆動用発振器、３０・・・ビームスプリッタ−１３１，
３２・・・直角凹面鏡。実Ｕ例　（傾斜受償吟の光伝櫓） ′Ｍ　２　図角度　θ憧）大乏例Ｉル１＼回転叫の出１特性）Ｍ　３　口＊新例　（垂！変位鴫の光１ム播）肩　４　口変位ｄ（Ａｒｎ）大扇例　（垂直型４ｆＬ叫の出力科株）Ｍ５　　図夷あ例　０改分出力友形図）；￥１６　口従来例の講べＭ　９　口

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スペクトル幅の広い光源からの出射光を用いて、
対向して配置された第一および第二の光導波路の光軸合
わせを行う光導波路光軸合わせ方法において、前記光源からの出射光を前記第一の光導波路（１６）の
入射端に入射しその出射端からの出射光を前記第二の光
導波路（１７）の入射端に入射し、前記第一の光導波路
の出射端または前記第二の光導波路の入射端または出射
端において発生するフレネル反射光のうちで前記第一の
光導波路内を逆進した後にその入射端から出射したフレ
ネル反射光を参照光と合波し、その干渉成分を光干渉手
段を用いて抽出し、この抽出された干渉成分から前記フ
レネル反射光の光パワーを検出し、この検出された光パ
ワーが所定の値になるように前記第一および第二の光導
波路の位置または角度を調整することを特徴とする光導波路光軸合わせ方法。
（２）スペクトル幅の広い光を出射する光源と、対向し
て配置された光軸合わせを行う第一および第二の光導波
路の相互位置または角度を微調整する手段を備えた光導
波路光軸合わせ装置において、前記光源からの出射光を
前記第一の光導波路の入射端に入射する入射手段と、こ
の入射手段からの入射により前記第一の光導波路の出射
端または前記第二の光導波路の入射端または出射端で発
生し前記第一の光導波路内を逆進した後にその入射端か
ら出射されたフレネル反射光と参照光とを合波しその干
渉成分を抽出する光干渉手段と、前記フレネル反射光あ
るいは前記光干渉手段中の参照光の位相変調を行う位相
変調手段と、前記第一あるいは第二の光導波路を一定の
周期で回転あるいは振動させる振動手段と、前記光干渉
手段からの光出力から所定の電気信号を検出する信号検
出手段と、この信号検出手段からの出力に応じて前記第
一および第二の光導波路の位置調整信号を前記微調整す
る手段に与える制御手段とを備えたことを特徴とする光導波路光軸合わせ装置。
（３）入射手段は、光源（１１）からの出射光を受光し
所定の偏波モードを保持した平行ビーム光を形成する偏
光子（１３）および対物レンズ（１２、１４）と、前記
平行ビーム光を第一の光導波路の入射端に入射し光ファ
イバーカプラー（１５）の一方の入射分岐部および出射
分岐部を構成する光ファイバーとを含む特許請求の範囲
第（２）項記載の光導波路光軸合わせ装置。
（４）光干渉手段は、入射手段を構成する光ファイバー
カプラー（１５）を含み、その光ファイバーカプラーの
一方の出射分岐部（Ｃ＿２）を逆進するフレネル反射光
と、前記光ファイバーカプラーの一方の入射分岐部（Ｃ
＿１）から他方の出射分岐部（Ｃ＿３）に入射された光
をその出射端に設けられた移動手段（２２）を有する全
反射鏡（２１）により反射された参照光とを前記光ファ
イバーカプラーの他方の入射分岐部（Ｃ＿４）において
合波させる構成であり、位相変調手段は、前記光ファイ
バーカプラーの一方の出射分岐部の出射端に近接した部
分の光ファイバーケーブルが巻かれた電歪振動子（２７
）とその駆動用発振器（２８）とを含む特許請求の範囲
第（２）項記載の光導波路光軸合わせ装置。
（５）光干渉手段は、入射手段を構成する光ファイバー
カプラー（１５）の一方の出射分岐部（Ｃ＿２）を逆進
するフレネル反射光のうち第一の光導波路の入射端ある
いは出射端におけるフレネル反射光を参照光とし、この
参照光と他のフレネル反射光との合波光を前記光ファイ
バーカプラーの他方の入射分岐部（Ｃ＿４）から取り出
す構成であり、前記合波光を平行ビーム光にする対物レ
ンズ（２９）と、前記平行ビーム光を二分割し反射光を
合波するビームスプリッター（３０）と、このビームス
プリッターにより二分割された前記平行ビーム光をそれ
ぞれ全反射する第一の全反射鏡（３１）および移動手段
（３５）を有する第二の全反射鏡（３２）とを含み、位
相変調手段は、前記第二の全反射鏡に取り付けられた電
歪振動子（３３）と、その駆動用発振器（３４）とを含
む特許請求の範囲第（２）項記載の光導波路光軸合わせ
装置。
（６）光干渉手段は、入射手段を構成する第一の光ファ
イバーカプラー（１５）の一方の出射分岐部（Ｃ＿２）
を逆進するフレネル反射光のうち第一の光導波路の入射
端あるいは出射端におけるフレネル反射光を参照光とし
、この参照光と他のフレネル反射光との合波光を前記第
一の光ファイバーカプラーの他方の入射分岐部（Ｃ＿４
）から取り出す構成であり、一方の入射分岐部（Ｃ＿５
）が前記第一の光ファイバーカプラーの他方の入射分岐
部（Ｃ＿４）に結合され、一方の出射分岐部（Ｃ＿６）
には全反射鏡（３７）が設けられ、他方の出射分岐部（
Ｃ＿７）の出射端には対物レンズ（２０）を介して移動
手段（２２）を有する全反射鏡（２１）が設けられ、他
方の入射分岐部（Ｃ＿８）より出力光を出射する第二の
光ファイバーカプラー（３６）を含み、位相変調手段は、前記第二の光ファイバーカプラーの一
方の出射分岐部の出射端に近接した部分の光ファイバー
ケーブルが巻かれた電歪振動子（２７）と、その駆動用
発振器（２８）とを含む特許請求の範囲第（２）項記載
の光導波路光軸合わせ装置。
（７）振動手段は、前記微調整する手段に含まれ前記第
一または第二の光導波路を載置する微小回転および微小
振動装置付きの微動台（１９）である特許請求の範囲第
（２）項記載の光導波路光軸合わせ装置。
（８）信号検出手段は、光干渉手段からの出力光を電気
信号に変換する光検出器（２３）と、この光検出器から
の出力信号中より位相変調成分および振動成分を検出す
る同期検出装置（２５）とを含む特許請求の範囲第（２
）項記載の光導波路光軸合わせ装置。
（９）同期検出装置は、位相変調成分を検出する包絡線
検波器と、この包絡線検波器の出力信号から第一の光導
波路あるいは第二の光導波路を微小振動させた振動成分
を同期検波するロックイン増幅器とを含む特許請求の範
囲第（８）項記載の光導波路光軸合わせ装置。