JPH0694947A - 光通信用ファイバモジュ−ルの光軸補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光通信用ファイバモジュ−ルの光軸補正を短時
間で行うことができるとともに、ステム部とホルダ部と
を分離させることのない光軸補正方法を提供することに
ある。 【構成】複数箇所に溶接を施してステム部２とホルダ部
３とを仮結合する第１の工程と、フランジ部９の周縁部
に沿って溶接し変化した光量の値を基にして位置ずれ量
を予想する第２の工程と、レ−ザダイオ−ド５の光軸と
光ファイバ８の光軸との位置ずれ方向を予想する第３の
工程と、ステム部２とホルダ部３とを相対変位させ、光
量調節方向を決定する第４の工程と、位置ずれ方向と光
量調節方向とを基にして補正方向を決定するとともに補
正エリアを設定する第５の工程と、補正エリア内におさ
まるよう変位量を調節しながらレ−ザダイオ−ド５の光
軸と光ファイバ８の光軸との位置ずれを補正する第６の
工程とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、レ−ザダイオ
−ドなどの光素子と光ファイバとを光学的に結合する光
通信用ファイバモジュ−ルの光軸補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図８に示すような光通信用ファ
イバモジュ−ル１（以下、ファイバモジュ−ルと称す
る）が知られている。このファイバモジュ−ル１は、Ｓ
ＭＦ−ＬＤモジュ−ルである。そして、ファイバモジュ
−ル１は、ステム部２とホルダ部３とを有しており、ホ
ルダ部３をステム部２に組合わせて結合している。

【０００３】ステム部２は、円板部４の板面上に光素子
としてのレ−ザダイオ−ド５を固定している。さらに、
ステム部２は、円板部４の板面上に同心的に配置され、
軸方向一端部を開放するとともに他端部を略平坦に加工
された円筒状のキャップ６を有している。そして、ステ
ム部２は、このキャップ６を円板部４に気密的に結合し
ており、キャップ６によってレ−ザダイオ−ド５を覆っ
ている。さらに、ステム部２は、キャップ６に球レンズ
７を固定しており、この球レンズ７をレ−ザダイオ−ド
５に対向させている。

【０００４】ホルダ部３は、段付な円筒状に成形された
もので、小径側に光ファイバ８の一端部を同心的に差込
まれるとともに、この光ファイバ８の一端部を固定し保
持している。さらに、ホルダ部３は大径側に、ホルダ部
３の軸心を中心として真円状に延びるフランジ部９を有
している。そして、ホルダ部３は、ステム部２のキャッ
プ６上に同心的に配置されており、フランジ部９をキャ
ップ６に当接させている。

【０００５】つまり、ファイバモジュ−ル１は、ステム
部２に突設された端子１０…を介してレ−ザダイオ−ド
５に電力を付加され、付加された電力に応じてレ−ザダ
イオ−ド５を発光させる。そして、レ−ザダイオ−ド５
から出力されたレ−ザ光を球レンズ７により集光したの
ち、光ファイバ８に入力する。

【０００６】ここで、図８に示すファイバモジュ−ル１
は発光側モジュ−ルであるが、受光側モジュ−ルも発光
側モジュ−ルと同様の構造を有している。そして、受光
側モジュ−ルは、光ファイバ８により伝送された光信号
を光センサにより電気信号に変換し、光信号に応じた値
の電気信号を出力する。

【０００７】また、レ−ザダイオ−ド５の光軸と光ファ
イバ８の光軸との位置合せは、ステム部２とホルダ部３
を任意に相対変位させ、光ファイバ８に入射する光量を
増加させる補正方向を探し出すことにより行われてい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、ステム部２とホルダ部３とを任意に相対変位させて
補正方向を探していたのでは、ステム部２とホルダ部３
とが正確な補正方向に関係のない無駄な方向へ相対変位
することがあり、光軸補正に多くの時間を要する。

【０００９】また、光軸補正が開始されてから終了する
までのステム部２とホルダ部３との相対変位量が多いた
め、溶接のポイントが外れてステム部２とホルダ部３と
を分離させてしまうことが考えられた。

【００１０】本発明の目的とするところは、光通信用フ
ァイバモジュ−ルの光軸補正を短時間で行うことができ
るとともに、ステム部とホルダ部とを分離させることの
ない光軸補正方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、光素子を備えたステム部をＸ−
Ｙ方向にそれぞれ変位自在な位置決めステ−ジ上に固定
し、光ファイバを保持するとともにフランジ部を有する
ホルダ−部をステム部に組合わせ、フランジ部をステム
部に当接させ、光素子の光軸と光ファイバの光軸とを位
置合せし、フランジ部の周縁部に沿うとともに同心円上
に並び互いに離間した複数箇所に溶接を施してステム部
とホルダ部とを仮結合する第１の工程と、フランジ部の
周縁部に沿った部分に溶接を施すとともにこの溶接に伴
って変化した光量の値を基にして位置ずれ量を予想する
第２の工程と、第２の工程において溶接を施された箇所
を基にして光素子の光軸と光ファイバの光軸との位置ず
れ方向を予想する第３の工程と、位置決めステ−ジをＸ
方向およびＹ方向にそれぞれ駆動しステム部とホルダ部
とを相対変位させて光量の増減を検出し、光量調節方向
を決定する第４の工程と、位置ずれ方向と光量調節方向
とを基にして補正方向を決定するとともに、この補正方
向を基にして補正エリアを設定する第５の工程と、補正
エリア内におさまるよう変位量を調節しながらステム部
とホルダ部とを相対変位させて光素子の光軸と光ファイ
バの光軸との位置ずれを補正する第６の工程とを具備し
たことにある。

【００１２】こうすることによって本発明は、光通信用
ファイバモジュ−ルの光軸補正に要する時間を短縮で
き、さらに、ステム部とホルダ部とが分離することを防
止できるようにしたことにある。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図７に基づ
いて説明する。なお、従来の技術の項で説明したものと
重複するものについては同一番号を付し、その説明は省
略する。

【００１４】図１および図２中に符号１で示すのは、光
通信用ファイバモジュ−ル（以下、ファイバモジュ−ル
と称する）、符号１１はこのファイバモジュ−ル１の組
立てに利用される組立機である。このうちファイバモジ
ュ−ル１は、発光側モジュ−ルとして利用されるもの
で、レ−ザダイオ−ド等の光素子をステム部２と、光フ
ァイバの一端部を差込まれて保持したホルダ部３とによ
り構成されている。ここで、光ファイバ８はホルダ部３
にはんだ付けされている。そして、図２中の符号１２
は、はんだを示している。

【００１５】上記組立機１１は、板体からなる４つの加
圧レバ−１３…と、Ｘ−Ｙ方向に例えば０．１μｍ単位
で水平に変位することが可能な位置決めステ−ジとして
のパルスステ−ジ１４とを備えている。そして、組立機
１１は、図２中に示すように、回動自在な保持爪１５を
有する保持機１６をパルスステ−ジ１４上に固定してい
る。

【００１６】また、組立機１１は、加圧レバ−１３…を
パルスステ−ジ１４上に配置している。さらに、組立機
１１は、加圧レバ−１３…を例えば水平方向および上下
方向に変位させること、および、加圧レバ−１３…の変
位量を任意に調節することができるようになっている。
そして、組立機１１は、加圧レバ−１３…とパルスステ
−ジ１４とを個別に駆動できるようになっている。

【００１７】そして、組立機１１は、保持機１６にステ
ム部２を載置し、保持爪１５をステム部２の円板部４に
係止させて、ステム部２をパルスステ−ジ１４に固定し
ている。さらに、組立機１１は、加圧レバ−１３…を移
動させてファイバモジュ−ル１に近付け、ホルダ部３を
略等間隔な四方から押え付けている。また、組立機１１
は加圧レバ−１３…を、フランジ部９に当接させてキャ
ップ６の上面６ａに押し付けている。そして、組立機１
１は加圧レバ−１３…により、ホルダ部３をステム部２
に対して同心的に位置決めしながら保持している。ここ
で、図２中の符号１７で示すのはＹＡＧレ−ザ溶接用の
集光レンズである。つぎに、光軸補正方法について説明
する。

【００１８】まず、ステム部２がキャップ６を上方に向
けた状態でＸ−Ｙテ−ブル上に載置される。そして、ホ
ルダ部３がこのステム部２に上方から同心的に組合わさ
れ、フランジ部９をキャップ６に当接させる。

【００１９】さらに、加圧レバ−１３…がホルダ部３に
近付き、ホルダ部３を挟み付けるとともに、その先端部
をフランジ部９に接触させる。そして、加圧レバ−１３
…が、その板面をフランジ部９に接触させるとともにフ
ランジ部９を押圧し、キャップ６の上面６ａに圧接させ
る。そして、加圧レバ−１３…は、フランジ部９とキャ
ップ６の、真円状に延びる境界部１８の４箇所を押え付
け、フランジ部９をキャップ６の上面６ａにならわせ
る。

【００２０】さらに、ステム部２内のレ−ザダイオ−ド
に電力が付加される。そして、レ−ザダイオ−ド５が発
光した状態で、組立機１１によりステム部２とホルダ部
３とが相対変位させられる。そして、レ−ザダイオ−ド
の光軸と光ファイバ８の光軸との位置合せが行われ、光
ファイバ８に所定の光量のレ−ザ光が入射する。

【００２１】そして、レ−ザダイオ−ド５の光軸と光フ
ァイバ８の光軸とが位置合せされた状態で、ＹＡＧレ−
ザ溶接が行われる。この溶接は、図１中に示すように、
フランジ部９とキャップ６との境界部１８に沿うととも
に各加圧レバ−１３…を挟んで位置する８箇所に行われ
る。そして、ステム部２とホルダ部３とが仮結合され
る。ここで、図１中および図３中に符号１９〜２６で示
すのは、仮結合の際に形成される溶接ポイントである。
仮結合ののち、境界部１８に沿った１箇所が選択され、
その部分にＹＡＧ溶接が施される。

【００２２】ステム部２とホルダ部３との間の境界部１
８に部分的な溶接を施すと、ステム部２とホルダ部３と
が相対変位し、レ−ザダイオ−ド５の光軸と光ファイバ
８の光軸との間に位置ずれが生じることがある。そし
て、この位置擦れの原因は、溶接の際に発生する熱収縮
により、ホルダ部３が溶接ポイントの側に引張られるこ
とであると考えられる。

【００２３】また、光ファイバ８の出力と光軸の位置ず
れとの間には、図４に示すような関係がある。つまり、
図４中のグラフの横軸は位置ずれ量を示しており、縦軸
は光ファイバ８の出力を示している。そして、光ファイ
バ８の出力は、位置ずれ量が零の時にピ−クとなり、位
置ずれ量が増大するにしたがって低下する。

【００２４】そして、図４のグラフがデ−タとして利用
され、位置ずれ量が予想される。つまり、溶接前と溶接
後の出力が記憶され、例えば溶接前に０．３ｍＷだった
出力が溶接後に０．２ｍＷに変化したとすると、図４の
グラフをもとに位置ずれ量が判断され、０．２ｍＷに対
応する３μｍが位置ずれ量として予想される。

【００２５】つぎに、位置ずれ方向が予想される。つま
り、例えば図３中に符号１９で示す溶接ポイントの付近
に溶接が行われた場合、位置ずれ方向は、図中の基準点
２７と溶接ポイント１９の付近の部位とを結ぶ方向、即
ち図５中のａ方向に予想される。また、溶接ポイント２
０については、同様に図５中のｂ方向が位置ずれ方向と
して予想される。

【００２６】さらに、パルスステ−ジ１４が駆動され、
ステム部２がホルダ部３に対して変位することに伴う出
力の変化が検出される。パルスステ−ジ１４の駆動量
は、パルステ−ブルの最小パルス分（例えば、０．２μ
ｍ）に設定されている。

【００２７】パルスステ−ジ１４を最小パルス分駆動し
ても出力が変化しない場合には、パルスステ−ジ１４が
再度駆動される。この場合、パルスステ−ジ１４のバッ
クラッシュがどの程度あるのか分からなければ、パルス
ステ−ジ１４の駆動量は、１回の駆動につき最大２μｍ
に設定される。

【００２８】そして、パルスステ−ジ１４がＸ軸方向に
変位した際の出力の変化と、パルスステ−ジ１４がＹ軸
方向に変位した際の出力変化とを基に、図６中に示す光
量調節方向が決定される。

【００２９】例えば、パルスステ−ジ１４がＸ軸の＋側
に移動した時に出力の上昇が検出され、かつ、パルスス
テ−ジ１４がＹ軸の＋側に移動した時に出力の上昇が検
出された場合には、光量調節方向は、図６中のＡ方向に
決定される。

【００３０】また、例えば、パルスステ−ジ１４がＸ軸
の＋側に移動した時に出力の上昇が検出され、かつ、パ
ルスステ−ジ１４がＹ軸の＋側に移動しても−側に移動
しても出力の上昇が検出されない場合には、光量調節方
向は、図６中のＢ方向に決定される。ここで、図６中の
Ａ〜Ｈ方向は、パルスステ−ジ１４の移動方向を基準と
して等間隔に設定されている。こののち、予想された位
置ずれ量と位置ずれ方向、および、決定された光量調節
方向とを基に、補正方向が決定されるとともに、補正エ
リアが設定される。

【００３１】例えば、位置ずれ方向が図５中のＩ方向に
予想され、光量調節方向が図６中のＡ方向に決定されれ
ば、図７に示すように、合成された両方向Ｉ、Ａの間の
角度を２等分する方向αに、補正方向が決定される。こ
こで、位置ずれ方向Ｉと光量調節方向Ａとが９０度以上
ずれている場合には、補正方向αは光量調節方向Ａと一
致するよう決定される。また、補正エリアは、下式、 （予想された位置ずれ量）＋（バックラッシュ）×１．
２ により求まる値βを一片とし、補正方向αに中心線を一
致させた正方形のエリアである。例えば、予想された位
置ずれ量が３μｍ、バックラッシュが２μｍであれば、
図７中に示すように補正エリアγは、１辺が５．４μｍ
の正方形になる。

【００３２】そして、設定された補正エリアγの範囲内
で光軸補正が行われる。そして、光量が上昇している間
は同一方にパルスステ−ジ１４が駆動される。また、光
量が減少するまで、或いは、駆動量が補正エリアγの範
囲から外れるまで、パルスステ−ジ１４の同一方向への
駆動が続けられる。また、光量が目標値に達すれば、光
軸補正が終了する。なお、これらの各工程は、人手を介
さず自動的に行われる。

【００３３】すなわち、このような光軸補正方法によれ
ば、ステム部２とホルダ部３とを無駄な方向へ相対変位
させることを防止でき、無駄なく正確に光軸補正を行う
ことができる。したがって、光軸補正に要する時間を短
縮することができる。

【００３４】また、ステム部２とホルダ部３との相対変
位量を、補正エリアγ内に限定しているので、ステム部
２とホルダ部３との間の溶接ポイントに過度に大きな力
が加わることを防止できる。そして、光軸補正の際にス
テム部２とホルダ部３とが分離することを防止できる。
なお、本発明は、受光側モジュ−ルの光軸補正にも適用
可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、光素子を
備えたステム部をＸ−Ｙ方向にそれぞれ変位自在な位置
決めステ−ジ上に固定し、光ファイバを保持するととも
にフランジ部を有するホルダ−部をステム部に組合わ
せ、フランジ部をステム部に当接させ、光素子の光軸と
光ファイバの光軸とを位置合せし、フランジ部の周縁部
に沿うとともに同心円上に並び互いに離間した複数箇所
に溶接を施してステム部とホルダ部とを仮結合する第１
の工程と、フランジ部の周縁部に沿った部分に溶接を施
すとともにこの溶接に伴って変化した光量の値を基にし
て位置ずれ量を予想する第２の工程と、第２の工程にお
いて溶接を施された箇所を基にして光素子の光軸と光フ
ァイバの光軸との位置ずれ方向を予想する第３の工程
と、位置決めステ−ジをＸ方向およびＹ方向にそれぞれ
駆動しステム部とホルダ部とを相対変位させて光量の増
減を検出し、光量調節方向を決定する第４の工程と、位
置ずれ方向と光量調節方向とを基にして補正方向を決定
するとともに、この補正方向を基にして補正エリアを設
定する第５の工程と、補正エリア内におさまるよう変位
量を調節しながらステム部とホルダ部とを相対変位させ
て光素子の光軸と光ファイバの光軸との位置ずれを補正
する第６の工程とを具備した。

【００３６】したがって本発明は、光通信用ファイバモ
ジュ−ルの光軸補正に要する時間を短縮でき、さらに、
ステム部とホルダ部とが分離することを防止できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】光通信用ファイバモジュ−ルと組立機とを上方
から見た状態を示す概略図。

【図２】光通信用ファイバモジュ−ルと組立機とを部分
的に縦断して側方から見た状態を示す概略図。

【図３】溶接ポイントを示す説明図。

【図４】位置ずれ量と光ファイバの出力との関係を示す
グラフ。

【図５】位置ずれ方向を示す説明図。

【図６】光量調節方向を示す説明図。

【図７】補正方向と補正エリアとを示す説明図。

【図８】一般の光通信用ファイバモジュ−ルを一部破断
して示す斜視図。

【符号の説明】

１…光通信用ファイバモジュ−ル、２…ステム部、３…
ホルダ部、５…レ−ザダイオ−ド（光素子）、８…光フ
ァイバ、９…フランジ部、１４…パルスステ−ジ（位置
決めステ−ジ）、１８…境界部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光素子を備えたステム部をＸ−Ｙ方向に
   それぞれ変位自在な位置決めステ−ジ上に固定し、光フ
   ァイバを保持するとともにフランジ部を有するホルダ−
   部を上記ステム部に組合わせ、上記フランジ部を上記ス
   テム部に当接させ、上記光素子の光軸と上記光ファイバ
   の光軸とを位置合せし、上記フランジ部の周縁部に沿う
   とともに同心円上に並び互いに離間した複数箇所に溶接
   を施して上記ステム部と上記ホルダ部とを仮結合する第
   １の工程と、上記フランジ部の周縁部に沿った部分に溶
   接を施すとともにこの溶接に伴って変化した光量の値を
   基にして位置ずれ量を予想する第２の工程と、上記第２
   の工程において溶接を施された箇所を基にして上記光素
   子の光軸と上記光ファイバの光軸との位置ずれ方向を予
   想する第３の工程と、上記位置決めステ−ジをＸ方向お
   よびＹ方向にそれぞれ駆動し上記ステム部と上記ホルダ
   部とを相対変位させて光量の増減を検出し、光量調節方
   向を決定する第４の工程と、上記位置ずれ方向と上記光
   量調節方向とを基にして補正方向を決定するとともに、
   この補正方向を基にして補正エリアを設定する第５の工
   程と、上記補正エリア内におさまるよう変位量を調節し
   ながら上記ステム部と上記ホルダ部とを相対変位させて
   上記光素子の光軸と上記光ファイバの光軸との位置ずれ
   を補正する第６の工程とを具備した光通信用ファイバモ
   ジュ−ルの光軸補正方法。