JPH0961683A

JPH0961683A - 光デバイス組立方法およびその装置

Info

Publication number: JPH0961683A
Application number: JP21628295A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Suzuki; 洋一鈴木; Tomokazu Imura; 智和井村; Tsugio Tokumasu; 次雄徳増
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1995-08-24
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、光デバイス組立方法およびその装
置に関し、デバイスにレンズやファイバの軸調整、θ調
整、ファイバの斜めカットによる影響を考慮したレンズ
の調芯、偏光して分離した光を検光子で合成するときの
パワー変動を最小限にするファイバの調芯などを行う機
構を設け、簡易、正確かつ迅速に光デバイスの組立を実
現することを目的とする。【構成】レンズをチャックで保持してステージ上のデ
バイスに近づけた状態でデバイスからレンズに向かった
光を撮像装置で検出し、光が該レンズの中心位置に入射
するように該ステージをＸＹ方向に調整して光量が最大
の位置に調整してレンズをデバイスに固定し、ファイバ
を僅かスリーブに挿入した状態のまま両者をステージ上
のデバイスに近づけた状態でデバイスからレンズを通し
てファイバを通った光を検出しステージをＸＹ方向に調
整して光量が最大の位置に調整しスリーブ、ファイバお
よびデバイスを相互に固定し、組み立てるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光デバイス組立方法お
よびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光デバイスの組立は、熟練者が手
作業で各種器具を使って長年の経験とかんに頼って例え
ば光ファイバの接続されたデバイスとファイバとレンズ
の光軸調整を行った後に溶接して固定するというように
していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように光デバ
イスの組立を熟練者が手作業を行っていたため、例えば
光受動部品のように低損失を求められる場合、光デバイ
スと、レンズとファイバとの光軸調整したりするために
熟練者が非常に多くの時間を使って調整するという問題
があった。

【０００４】また、ファイバを斜めにカットして研磨し
た場合には、斜めにカットしたファイバを調芯するとき
にそのカットした面とデバイスに接続されたファイバの
カットした面とががほぼ平行となるように目視によって
熟練者が調整したり、あるいは斜めカットしたファイバ
から出射される光ビームの角度を測定してその角度に合
わせて受光側のファイバのカットした面の調芯を行った
りする必要があり、調整に多くの時間が必要となってし
まうという問題があった。

【０００５】また、光通信などで有用な偏光無依存の光
アイソレータ、光サーキュレータ、光スイッチなどの偏
光子で入力光を分離し、検光子で再び合成する受動デバ
イスにおいて、合成時の損失の偏光依存性を相殺させる
ために、デバイスに入射する偏光状態を手動で変化さ
せ、出射する光パワーの変動幅が小さくなり収束するよ
うにファイバをミクロンオーダで調芯してから固定する
ようにしていたため、人手による長時間の調整作業が要
求されてしまうという問題があった。

【０００６】本発明は、これらの問題を解決するため、
デバイスにレンズやファイバのＸＹＺ調整、θ調整、フ
ァイバの斜めカットによる影響を考慮したレンズの調
芯、挿入損失の偏波依存性を最小限にするファイバの調
芯などする機構を設け、簡易、正確かつ迅速に光デバイ
スの組立を実現することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１、図８、および図９
を参照して課題を解決するための手段を説明する。図
１、図８、および図９において、ステージ１は、デバイ
スチャック２を搭載してＸ方向、Ｙ方向に移動およびＸ
Ｙ平面内で回転させるものである。

【０００８】デバイスチャック２は、デバイスを保持す
るものである。デバイス３は、入射側ファイバを接続し
た組立対象のデバイスである。チャック４は、レンズ５
あるいはスリーブ６を保持するものである。

【０００９】レンズ５は、光を集束するレンズである。
スリーブ６は、フェルール９を固定するためのものであ
る。フェルールチャック７は、フェルール９を保持する
ものである。

【００１０】フェルール９は、ファイバ先端に装着され
た円筒状の部品である。撮像装置１１は、デバイス３か
ら放射されレンズ５を通った光などを検出するものであ
る。

【００１１】レンズ５１は、光ビームを平行になどする
レンズである。

【００１２】

【作用】本発明は、デバイス３をＸＹ方向に移動するス
テージ１に保持した状態で、レンズ５をＺ方向に移動す
るステージ８１に固定されたチャック４で保持して当該
ステージ上のデバイス３に近づけた状態でデバイス３か
らレンズ５に向かった光を撮像装置１１で検出し当該ス
テージをＸ方向およびＹ方向に調整した後にレンズ５を
デバイス３に固定し、次に、スリーブ６をチャック４に
保持およびフェルール（ファイバを固定したフェルー
ル、以下同様）９をＺ方向に移動するステージ８に固定
された状態で、フェルール９を僅かスリーブ６に挿入し
た状態のまま両者をステージ１上のデバイス３に近づけ
た状態でデバイス３から既に固定したレンズ５でフェル
ール９のファイバに結合した光を検出し当該ステージ１
をＸ方向およびＹ方向に調整しステージ８をＺ方向に調
整して検出される光量が最大の位置に調整した後にスリ
ーブ６、フェルール９およびデバイス３を相互に固定
し、組み立てるようにしている。

【００１３】また、ステージ１にＸＹ平面内で回転させ
るθステージを設け、ステージ１をＸ方向およびＹ方向
に調整する際に、ステージ８をＺ方向に調整し合わせて
θステージを回転調整して検出される光量が最大の位置
に調整した後にスリーブ、フェルールおよびデバイスを
相互に固定し、組み立てるようにしている。

【００１４】また、ファイバを斜めカットした場合に、
デバイス３をＸＹ方向に移動およびＸＹ平面内でθ方向
に回転するステージ１に固定した状態で、レンズ５をチ
ャック４で保持してステージ１上のデバイス３に近づけ
た状態でＺ方向の任意位置および少し上の位置でデバイ
ス３からレンズ５に向かった光ビームを撮像装置１１で
それぞれ検出しステージ１をＸ方向およびＹ方向に調整
して検出される光ビームの中心位置がほぼ同じとなる位
置に調整した後、下式で求めた規定値ＬだけＸＹ平面内
で移動させた位置のデバイス３に固定し、次に、スリー
ブ６を上記チャック４に保持およびフェルール９をフェ
ルールチャック７に固定した状態で、フェルール９を僅
かスリーブ６に挿入した状態のまま両者をステージ１上
のデバイス３に近づけた状態でデバイス３から既に固定
したレンズ５を通してフェルール９に接続された光ファ
イバを通った光を検出し当該ステージ１をＸ方向、Ｙ方
向、Ｚ方向およびＸＹ平面内で回転するθ方向に調整し
て検出される光量が最大の位置に調整した後にスリーブ
６、フェルール９およびデバイス３を相互に固定し、組
み立てるようにしている。

【００１５】Ｌ＝ｆ×ｔａｎ（ｓｉｎ^-1（ｎ×ｓｉｎθ）−θ）ここで、ｆはレンズの焦点距離ｎはファイバの屈折率 θはファイバの研磨角また、デバイス３に前もって取り付けたファイバには平
行ビームがデバイス３に入射するように光路にレンズが
挿入されている。

【００１６】また、出射側ファイバをＸＹ方向に移動す
るステージ１に固定、および出射された光ビームを入射
するファイバをフェルールチャック７に固定した状態で
当該ファイバを通った光を検出し、出射側ファイルに結
合する光パワーが最大になるように光デバイス３に入射
する光の偏波面を回転させ、かつステージ１をＸ方向お
よびＹ方向に調整してファイバを通して検出される光パ
ワーを最大に調整したときのＸ方向およびＹ方向の座標
（ｘ１、ｙ１）を測定し、次に、出射側ファイバに結合
する光パワーが最小になるように光デバイス３に入射す
る光の偏波面を回転させ、かつステージ１をＸ方向およ
びＹ方向に調整してファイバを通して検出される光パワ
ーを最大に調整したときのＸ方向およびＹ方向の座標
（ｘ２、ｙ２）を測定し、これら測定した座標（ｘ１、
ｙ１）および座標（ｘ２、ｙ２）の平均位置にステージ
を移動した状態で光デバイス３とファイバとを固定する
ようにしている。

【００１７】従って、デバイス３にレンズ５やフェルー
ル９のＸＹＺ調芯およびθ調芯を行って固定する手段を
設けることにより、簡易、正確かつ迅速に光デバイスを
組立ることが可能となる。

【００１８】また、ファイバを斜め研磨した場合に、レ
ンズの中心に光ビームが入射している状態からレンズを
規定値Ｌだけ予めずらしておき、ファイバの斜めカット
による調整を不要とし、簡単に調芯することが可能とな
る。

【００１９】また、光デバイスに入射される光の偏波面
が変化しても、出射側ファイバに結合する光パワーの変
動を最小にするように、ファイバに光ビームが入射する
位置を自動調芯することにより、偏光依存性を相殺させ
ることが可能となる。

【００２０】

【実施例】次に、図１から図１１を用いて本発明の実施
例の構成および動作を順次詳細に説明する。

【００２１】図１は、本発明の全体構成図を示す。図１
において、ステージ１は、Ｘステージ、Ｙステージ、θ
ステージからなり、デバイスチャック２をＸ方向、Ｙ方
向に移動、ＸＹ平面内で回転、およびデバイスチャック
２の面を任意の方向に移動させるものである。

【００２２】デバイスチャック２は、デバイス３を固定
して保持させるものである。デバイス３は、光ファイバ
を接続した組立対象である。チャック（レンズ／スリー
ブ）４は、レンズ５あるいはスリーブ６を保持してＺ方
向に移動可能なものである。

【００２３】レンズ５は、デバイス５から出射された光
を集束するものである。スリーブ６は、光ファイバの固
定されたフェルール９をデバイス３に固定するためのも
のである。

【００２４】フェルールチャック７は、フェルール９を
固定して保持し、Ｚ方向に移動可能なものである。Ｚス
テージ８、８１は、Ｚ方向にフェールルチャック７、撮
像装置を移動させるものである。

【００２５】フェルール９は、光ファイバを固定し、デ
バイス３に軸合わせして接続しようとするものである。
光ファイバ１０は、光を伝達するものである。

【００２６】撮像装置１１は、デバイス３から放射して
レンズ５を通った光を検出するものであって、Ｚ方向に
焦点位置可変なものである。支柱１２は、ステージ１、
Ｚステージ８、８１、および撮像装置１１などを固定す
るものであり、Ｚ方向に焦点位置可変なものである。

【００２７】次に、図２のフローチャートに示す順序に
従い、図１の構成の動作について、レンズ調整時に図
３、およびファイバ調整時に図４を用いて詳細に説明す
る。図２において、Ｓ１は、デバイスをデバイスチャッ
クにセットする。これは、図３に示すように、固定具１
８でデバイス３をデバイスチャック２に固定する。

【００２８】Ｓ２は、レンズをレンズチャックにセット
する。これは、図３に示すように、レンズ５をレンズつ
かみ治具１４を使ってチャック（レンズ）４に固定す
る。Ｓ３は、レンズとデバイスを接触させて面合わせす
る。これは、図３に示すように、チャック（レンズ）４
に固定したレンズ５をＺステージ８によって下方に移動
させ、デバイス３の面に接触させて面合わせ、即ち両者
の面が丁度接するように調整する。

【００２９】Ｓ４は、レンズとデバイスを非接触にす
る。これは、Ｓ３でレンズ５とデバイス３との面を平行
にした後、レンズ５を上方向に少し持ち上げて非接触と
する。Ｓ５は、Ｘ−Ｙ調芯する。これは、図３に示すよ
うに、光源１７から光ファイバとデバイス３を通った光
ビームをレンズ５に向けて放射し、当該レンズ５を通っ
た後の光ビームを上部に配置した図示のビジコンカメラ
１３によって撮影する。この撮影した光ビームのスポッ
トについて、ビジコンカメラの焦点位置をＺ方向に変化
させ、この変化させたときにビジコンカメラ１３によっ
て撮影したスポット状の光が同心円上に変化するよう
に、ステージ１をＸ方向およびＹ方向に移動し、デバイ
ス３から出射した光ビームの中心とレンズの中心とを一
致させる。

【００３０】以上のＳ１からＳ６の手順によって、デバ
イス３に対してレンズ５の面を平行にした後、デバイス
３から出射した光ビームの中心とレンズの中心とを一致
させ調整が完了したこととなる。

【００３１】Ｓ７は、レンズとデバイスを溶接する。こ
れは、後述する図５に示すように、面合わせおよび軸合
わせの完了したレンズ５をデバイス３に溶接、例えばＹ
ＡＧ溶接する。

【００３２】Ｓ８は、レンズチャックをフリーにする。
以上のＳ１からＳ８の手順により、デバイス３にレンズ
５を軸合わせして固定できたこととなる。

【００３３】Ｓ９は、フェルールをフェルールチャック
にセットする。これは、図４に示すように、フェルール
８をフェルールチャック７に固定する。Ｓ１０は、スリ
ーブをスリーブチャックにセットする。これは、図４に
示すように、スリーブ６をチャック（スリーブ）４に固
定する。

【００３４】Ｓ１１は、フェルールをスリーブに少し挿
入し、その距離を保ち下にさげてデバイスに接触させ
る。これは、図４に示すように、フェルール９を少し下
に下げてスリーブ６内に挿入し、距離を保ち下に両者を
一緒に下げてデバイス３に接触させ、面合わせを行う。

【００３５】Ｓ１２は、少し持ち上げて非接触にする。
Ｓ１３は、フェルールのＸＹＺの調芯する。これは、図
４に示すように、光源１７から入射側ファイバを介して
デバイスを経て調芯固定済みのレンズ５で集光し、スリ
ーブ６内のフェルール９のファイバに結合された光を光
ファイバを介して光センサ２０によって光量を検出す
る。この検出した光量について、フェルール９をＺ軸
（上下）の所定範囲で移動およびデバイス３をステージ
３によってＸ方向およびＹ方向の所定範囲内で移動さ
せ、最大の光量が得られるＸ、Ｙ、Ｚの位置を決定し、
調芯する（ファイバ調芯する）。

【００３６】Ｓ１４は、一体化で下げて接触させ、ジン
バルで面接触させる。これは、図４に示すように、調芯
済みのフェルール９およびスリーブ６を一緒に下げ、デ
バイス３の面にジンバル１５によって面合わせして面接
触させる。

【００３７】Ｓ１５は、スリーブとフェルール、スリー
ブとデバイスを溶接する。これは、後述する図５に示す
ように、スリーブ６とフェルール９、およびスリーブ６
とデバイス３をＹＡＧ溶接によって溶接して固定する。

【００３８】以上のＳ９からＳ１５の手順により、レン
ズ５の調芯済みのデバイス３にフェルール９の調芯した
後、スリーブ６によって両者を固定できたこととなる。
図３は、本発明の動作説明図（レンズ調芯）を示す。こ
の図３は、図１の構成のもとで、レンズ調芯する場合の
構成図である。

【００３９】図３において、ビジコンカメラ１３は、レ
ンズ５を調芯するときに、光源１７から光ファイバとデ
バイス３を通って投影され、レンズ５によって集光され
た光ビームを検出するものである。ここでは、ビジコン
カメラ１３をＺ方向に上下させたときにレンズ５からの
光ビームのスポットが同心円状に変化するように、ステ
ージ１をＸ方向およびＹ方向に調整し当該レンズ５の軸
をデバイス３から出射される光ビームの中心に合わせる
ようにしている。

【００４０】チャック４は、ここでは、レンズ５を保持
し、軸方向に移動させるものである。フェルールチャッ
ク７は、ここでは、レンズ調芯のときに軸上で邪魔にな
らないように軸外に外すようにしている。

【００４１】図４は、本発明の動作説明図（ファイバ調
芯）を示す。この図４は、図１の構成のもとで、ファイ
バを調芯（即ちフェルール９を調芯済みのレンズ５とデ
バイス３に調芯）する場合の構成図である。

【００４２】図４において、光センサ２０は、光源１７
からデバイス３を経て、レンズ５で集光された光ビーム
を、フェルール９から取り込んてそのときの光量を検出
するものである。ここでは、フェルール９をＺ方向に上
下させたときにフェルール９によって取り込んだ光量が
最大となるように、ステージ１をＸ方向およびＹ方向に
調整、更にフェルールチャック７をＺ方向に調整するよ
うにしている。

【００４３】フェルールチャック７は、フェルール９を
保持し、Ｚ方向に移動させるものである。チャック（ス
リーブ）４は、スリーブ６を保持してフェルール９が少
し挿入された状態で一緒に軸方向に移動させるものであ
る。

【００４４】図５は、本発明のレンズ／ファイバ調芯例
（その１）を示す。この図５は、ファイバが平坦にカッ
トして研磨されている同士を接続する場合のものであ
る。図５において、溶接と記載した部分は、既述したレ
ンズ５をデバイス３に調芯した後に溶接、およびフェル
ール９を調芯、固定済みのレンズ５で集光された光に調
芯した後に、デバイス３に溶接し、固定したものであ
る。

【００４５】図６は、本発明のレンズ／ファイバ調芯例
（その２）を示す。この図６は、ファイバを斜めにカッ
トして研磨し、光アイソレータを間に挿入して接続する
場合のものである。

【００４６】図６において、溶接と記載した部分は、既
述したレンズ５をデバイス３に調芯した後に溶接、およ
びフェルール９を調芯、固定済みのレンズ５で集光され
た光に調芯した後に、デバイス３に溶接し、固定したも
のである。

【００４７】θ方向の調芯を行うために、図１の構成図
に示すように、ステージ１に、θステージを設け、ＸＹ
平面内でデバイス３を回転させるように工夫されてい
る。フェルール９およびデバイス３内のファイバを斜め
カットして研磨した場合には、既述した図２のＳ１３の
フェルールのＸＹＺ調芯した後、更にθ調芯を行った
後、図２のＳ１４に進むようにする。

【００４８】ここで、θ調芯は、図４の構成のもとで、
光センサ２０が、光源１７、ファイバ、デバイス３、レ
ンズ５、フェルール９、ファイバを介して検出する光量
が最大となるように、ステージＸによってＸ方向に調
整、ステージＹでＹ方向に調整、フェルールチャック７
でＺ方向に調整、θステージでＸＹ平面内でθ方向に調
芯することを相互に繰り返し、光量が最大となるＸ、
Ｙ、Ｚ、θの値に調芯した後、固定する。

【００４９】以上によって、ファイバを斜めカットして
研磨した場合であっても、最大光量が得られるようにＸ
ＹＺθ調芯を簡易、正確かつ迅速に行うことが可能とな
る。次に、図７のフローチャートに示す順序に従い、図
８を用いてファイバを斜めカットし研磨したときの当該
斜めカットの部分で光ビームが屈折することによるレン
ズの調芯を行うときの動作を詳細に説明する。

【００５０】図７は、本発明の調芯フローチャートを示
す。図７において、Ｓ２１は、デバイスとデバイスチャ
ックにセットする。これは、図３に示すように、固定具
１８でデバイス３をデバイスチャック２に固定する。

【００５１】Ｓ２２は、レンズをレンズチャックにセッ
トする。これは、図３に示すように、レンズ５をレンズ
つかみ治具１４を使ってチャック（レンズ）４に固定す
る。Ｓ２３は、レンズとデバイスを接触させて面合わせ
する。これは、図３に示すように、チャック（レンズ）
４に固定したレンズ５をＺステージ８によって下方に移
動させ、デバイス３の面に接触させて面合わせ、即ち両
者の面が丁度接するように調整する。

【００５２】Ｓ２４は、レンズとデバイスを非接触にす
る。これは、Ｓ２３でレンズ５とデバイス３との面を平
行にした後、レンズ５を上方向に少し持ち上げて非接触
とする。

【００５３】Ｓ２５は、デバイスから出力されるビーム
をカメラで取り込み、ビームの中心（ｘ１、ｙ１）を記
憶する。Ｓ２６は、カメラを少し上げ、再びカメラで取
り込み、ビームの中心（ｘ２、ｙ２）を記憶する。

【００５４】Ｓ２７は、ｘ１＝ｘ２、ｙ１＝ｙ２になる
ようにＸ、Ｙステージを調整する。これらＳ２５、Ｓ２
６、Ｓ７は、後述する図９に示すように、レンズ５から
放射されるビームをビジコンカメラ１３で取り込み、そ
のときの位置（ｘ１、ｙ１）と、少しビジコンカメラ１
３を上に上げた位置で取り込み、そのときの位置（ｘ
２、ｙ２）を取り込み、ｘ１＝ｘ２、ｙ１＝ｙ２とな
る、即ちデバイス３に接続されたファイバから出射した
光ビームがレンズの中心位置に入射するように、Ｘステ
ージおよびＹステージでＸ方向およびＹ方向に移動して
軸に一致させる。

【００５５】Ｓ２８は、Ｘステージで規定値Ｌだけ移動
する。そして、図２のＢのＳ６以降を行う（尚、図２で
はθステージによる回転方向の調整は記述していない
が、図７の説明中にあるようにθ方向の調整も合わせて
行う）。ここで、規定値Ｌは、Ｌ＝ｆ×ｔａｎ（ｓｉｎ^-1（ｎ×ｓｉｎθ）−θ）（式１）ｆはレンズの焦点距離ｎはファイバの屈折率 θはファイバの研磨角として求める。規定値Ｌは、ファイバを斜めカットして
研磨したときに最大の光量が得られるときの軸からの距
離Ｌであって、計算によって求めたこの規定値Ｌだけ軸
からずらしておくことにより、当該ファイバを斜めカッ
トしたことによる出射角度の調整後の処理で不要とな
り、以降の調芯処理を高速に行うことが可能となる。

【００５６】図８は、本発明のレンズ調芯説明図（その
１）を示す。ここで、デバイス３中のファイバの斜めカ
ットの面から放出された光ビームは屈折するので、逆に
ファイバを斜めにカットした面に入射する光ビームを全
部入射させるには屈折する分だけ斜めから入射させれば
よい。従って、図示のように、光ビームが丁度、斜めカ
ットの面に全部が入射するように図示の（式１）で算出
した規定値Ｌだけ軸から平行移動した位置にレンズ５を
固定しておく。これにより、レンズ５から屈折してフェ
ルール９のファイバの斜めカットの面に入射して全部が
ファイバ内に入り込むので、フェルール９内のファイバ
の斜めカットのファイバの調芯が簡単となる。

【００５７】次に、図９から図１１を用いて、光デバイ
ス３の偏光子によって２つの直交する直線偏光に分離さ
れた例えば２つの光ビームがレンズから出射され、これ
ら２つの光ビームを図１１に示す斜めカットのファイバ
に図示のように入射させて結合するときに、出射した光
ビームがファイバに効率よく結合できるように調芯し、
更に、光ビームの偏光状態の変動に対してその影響を最
小限にするように自動調整するときの構成および動作を
詳細に説明する。

【００５８】図９は、本発明の他の構成ブロック図を示
す。図９において、Ｚステージ２１は、出力コリメータ
２２である斜めカットして研磨しファイバを固定したフ
ェルールをＺ軸方向に移動させるものであって、例えば
図１のＺステージ８などのＺ軸方向に移動させるステー
ジである。

【００５９】出力コリメータ２２は、光アイソレータ２
４から出射された２つの偏波面の異なる光ビームを結合
するものであって、例えば後述する図１３に示す斜めカ
ットして研磨した光ファイバをスリーブに固定したもの
である。

【００６０】光パワーメータ２３は、出力コリメータ２
２のファイバに入射して伝送される光パワーを測定する
ものであって、測定値を制御コンピュータ３０に通知す
るものである。

【００６１】光アイソレータ２４は、光ビームを偏光し
て例えば２つの光ビームに分離などするものであって、
既述した図６の構成を持つものである。Ｘステージ２５
およびＹステージ２６は、光アイソレータ２４をＸ方向
およびＹ方向に移動して調整するものであって、既述し
た図１のＸステージおよびＹステージに対応するもので
ある。

【００６２】偏波コントローラ２７は、光アイソレータ
２４に入射する光の偏波面を回転させるものであって、
制御コンピュータ３０によって指示された偏波面に制御
するものである。

【００６３】ステージドライバ２８は、Ｘステージ２５
およびＹステージ２６を移動制御するものであって、制
御コンピュータ３０によって指示されたＸ方向およびＹ
方向の位置に制御するものである。

【００６４】ＬＤ光源２９は、光ビームを発生し、ファ
イバを介して光アイソレータ２４に供給するものであ
る。次に、図１０のフローチャートに示す順序に従い、
図９の構成の動作を詳細に説明する。

【００６５】図１０において、Ｓ３１は、入力偏光の切
り替えを行う。これは、図９の偏波コントローラ２７が
光アイソレータ２４に入射される光ビームの偏波面を少
し回転させて光アイソレータから光ビームを出射し、出
力コリメータ２２の斜めカットしたファイバの入射面に
入射させる。

【００６６】Ｓ３２は、光パワーのピークか判別する。
これは、Ｓ３１で図９の出力コリメータ２２の斜めカッ
トしたファイバに入射された光ビームの光パワーを、光
パワーメータ２３が測定し、光パワーのピーク（最大
値）か判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ３３に進む。Ｎ
Ｏの場合には、Ｓ３１を繰り返し、光パワーが最大とな
る光アイソレータ２４に入射する光ビームの偏波面に調
整する。

【００６７】Ｓ３３は、Ｓ３２のＹＥＳで光パワーのピ
ークが検出されるように、アイソレータ２４の偏波面が
調整されたので、そのときのパワー値Ｐ１および偏波面
の回転角度β１を記憶する。

【００６８】Ｓ３４は、ＸＹ調芯する。これは、既述し
たように、図９の光アイソレータ２４を搭載したＸステ
ージ２５およびＹステージ２６をＸ方向およびＹ方向に
少しづつ移動させる。

【００６９】Ｓ３５は、Ｓ３４で移動させた位置で光ビ
ームがピークになったか判別する。これは、図９の出力
コリメータ２２の斜めカットしたファイバに入射された
光ビームの光パワーを、光パワーメータ２３が測定し、
光パワーのピーク（最大値）か判別する。ＹＥＳの場合
には、Ｓ３６に進む。ＮＯの場合には、Ｓ３４を繰り返
し、光パワーが最大となるＸステージ２５およびＹステ
ージ２６のＸ方向およびＹ方向の位置を調整する。

【００７０】Ｓ３６は、Ｓ３５のＹＥＳで光パワーのピ
ークが検出されるように、アイソレータ２４から出射さ
れる光ビームのＸ方向およびＹ方向の位置が調整された
ので、そのときのパワー値Ｐ２を記憶する。

【００７１】Ｓ３７は、Ｐ２−Ｐ１が規定値以下か判別
する。ＹＥＳの場合には、最大の光パワー値が得られる
ように、偏波面の回転角β１および位置が調整されたの
で、Ｓ３８でそのときのＸＹ座標（ｘ１、ｙ１）を記憶
し、Ｓ３９に進む。一方、Ｓ３７のＮＯの場合には、未
調整としてＳ３１以下を繰り返す。

【００７２】以上のＳ３１からＳ３８によって、光アイ
ソレータ２４の出力コリメータ２２の斜めカットしたフ
ァイバに対して出射する光ビームの偏波面の回転角度β
１およびＸＹ位置の調整を繰り返し、ファイバに入射し
て光パワーメータ２３で検出される光パワーがピーク値
となるときの光アイソレータ２４の偏波面の回転角β１
およびそのときの位置（ｘ１、ｙ１）が測定できたこと
となる。

【００７３】Ｓ３９は、入力偏光の切り替えを行う。こ
れは、図９の偏波コントローラ２７が光アイソレータ２
４に入射される光ビームの偏波面を少し回転させて光ア
イソレータから光ビームを出射し、出力コリメータ２２
の斜めカットしたファイバの入射面に入射させる。

【００７４】Ｓ４０は、光パワーの最小か判別する。こ
れは、Ｓ３９で図９の出力コリメータ２２の斜めカット
したファイバに入射された光ビームの光パワーを、光パ
ワーメータ２３が測定し、光パワーの最小値か判別す
る。ＹＥＳの場合には、Ｓ４１に進む。ＮＯの場合に
は、Ｓ３９を繰り返し、光パワーが最小となる光アイソ
レータ２４から出射する光ビームの偏波面に調整する。

【００７５】Ｓ４１は、ＸＹ調芯する。これは、既述し
たように、図９の光アイソレータ２４を搭載したＸステ
ージ２５およびＹステージ２６をＸ方向およびＹ方向に
少しづつ移動させる。

【００７６】Ｓ４２は、Ｓ４１で移動させた位置で光ビ
ームがピークになったか判別する。これは、図９の出力
コリメータ２２の斜めカットしたファイバに入射された
光ビームの光パワーを、光パワーメータ２３が測定し、
光パワーのピーク（最大値）か判別する。ＹＥＳの場合
には、Ｓ４３に進む。ＮＯの場合には、Ｓ４１を繰り返
し、光パワーが最大となるＸステージ２５およびＹステ
ージ２６のＸ方向およびＹ方向の位置を調整する。

【００７７】Ｓ４３は、Ｓ４２のＹＥＳで光パワーのピ
ークが検出されるように、アイソレータ２４から出射さ
れる光ビームのＸ方向およびＹ方向の位置が調整された
ので、そのときのＸＹ座標（ｘ２、ｙ２）を記憶する。
尚、この際、Ｓ３９とＳ４０、およびＳ４１とＳ４２と
を交互に繰り返し、光パワーが最小となるように偏波面
の調整と、光パワーが最大となるようにＸＹ調整とを繰
り返し、そのときのＸＹ座標値の変動が所定閾値以下と
なったときのＸＹ座標値（ｘ１、ｙ１）を求めるように
してもよい。

【００７８】以上のＳ３９からＳ４３によって、光アイ
ソレータ２４の出力コリメータ２２の斜めカットしたフ
ァイバに対して出射する光ビームの偏波面の回転角度お
よびＸＹ位置の調整を繰り返し、ファイバに入射して光
パワーメータ２３で検出される光パワーが最小となると
きの位置（ｘ２、ｙ２）を測定できたこととなる。

【００７９】Ｓ４４は、Ｓ３８で記憶したＸＹ座標値
（ｘ１、ｙ１）と、Ｓ４３で記憶したＸＹ座標値（ｘ
２、ｙ２）とを平均した位置（（ｘ１＋ｘ２）／２、
（ｙ１＋ｙ２）／２）に光アイソレータ２４を、Ｘステ
ージ２５およびＹステージ２６で移動した後、光アイソ
レータ２４と出力コリメータ２２とを溶接して固定す
る。これにより、光アイソレータ２４から出射される偏
波面の異なる２つの光ビームが同時に出力コリメータ２
２の斜めカットしたファイバ面に入射してファイバに結
合するときに入射した光の偏波面の変動によるファイバ
の結合効率の変動が相殺されて、光アイソレータ２４を
出力コリメータ２２に調芯できたこととなる。

【００８０】図１１は、本発明の偏光説明図を示す。図
１１の（ａ）は正面図を示し、図１１の（ｂ）は上面図
を示す。図１１において、レンズは、既述した図９の光
アイソレータ２４の出射側の調芯済みのレンズであっ
て、偏光されて分離された２つの光ビームＢ１および光
ビームＢ２を出射するものである。

【００８１】ファイバは、既述した図９の出力コリメー
タ２２に取り付けて斜めカットして研磨したファイバで
あって、図示のように偏波面の異なる２つの光ビームＢ
１、Ｂ２を結合するものである。

【００８２】以上の図１１において、図９および図１０
で既述したように、レンズから出射される１つの光ビー
ムについて、光パワーが最大となる光ビームの偏波角度
β１およびＸＹ座標値（ｘ１、ｙ１）を測定し、次に光
ワーが最小の偏波角度でかつ光パワーが最大となるＸＹ
座標値（ｘ２、ｙ２）を測定し、両座標値の平均位置に
レンズとファイバの相対位置を調整して固定することに
より、２つの光ビームＢ１、Ｂ２をファイバで結合した
ときに光ビームの偏波面の変動による光パワーの変動が
相殺され、変動が少ないように結合できるように、調整
できたこととなる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
デバイス３にレンズ５やフェルール９のＸＹＺ調芯、θ
調芯、ファイバの斜めカットによる影響を考慮したレン
ズの調芯、偏光して分離した光を検光子で合成して、フ
ァイバに結合させるときのパワー変動を最小限にするフ
ァイバの調芯などを行う構成を採用しているため、簡
易、正確かつ迅速に光デバイスを自動的に組み立てるこ
とができる。

【００８４】これらにより、（１）従来、熟練者に頼り、長時間かけていたデバイ
ス３に対するレンズ５の調芯、溶接、更にフェルール
（ファイバ）の調芯、溶接に要する時間を大幅に短縮
し、正確かつ簡単にできるようになった。

【００８５】（２）また、同一のステージ１上でレン
ズ、フェルール（ファイバ）の組立を連続して行え、デ
バイスの着脱や移動を無くし、短時間に処理を行うこと
が可能となった。

【００８６】（３）デバイス３とレンズ５の調芯を画
像上で行うことができ、迅速に行うことが可能となっ
た。（４）ファイバの斜めカットによる出射ビームの屈折
による影響をなくすレンズ５の平行移動する規定距離Ｌ
を計算して求め、この規定距離Ｌだけレンズ５を移動さ
せて１回の調芯で済むという高速処理が可能となった。

【００８７】（５）偏光無依存型光デバイス３から出
射されて出力コリメータ２２のファイバで１つの光ビー
ムに合成するときに、光パワーが最大となる光ビームの
偏波角度β１およびＸＹ座標値（ｘ１、ｙ１）を測定
し、次に光パワーが最小の偏波角度でかつ光パワーが最
大となるＸＹ座標値（ｘ２、ｙ２）を測定し、両座標値
の平均の位置に調整して固定しているため、光ビームＢ
１、Ｂ２などをファイバに結合させたときに光ビームの
偏波面の変動による光パワーの変動が相殺され、変動が
少ないように、自動調整して組み立てることが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成図である。

【図２】本発明の動作説明フローチャートである。

【図３】本発明の動作説明図（レンズ調芯）である。

【図４】本発明の動作説明図（ファイバ調芯）である。

【図５】本発明のレンズ／ファイバ調芯例（その１）で
ある。

【図６】本発明のレンズ／ファイバ調芯例（その２）で
ある。

【図７】本発明の調芯フローチャートである。

【図８】本発明のレンズ調芯説明図（その１）である。

【図９】本発明の他の構成ブロック図である。

【図１０】本発明の他の動作説明フローチャートであ
る。

【図１１】本発明の偏光説明図である。

【符号の説明】

１：ステージ２：デバイスチャック３：デバイス４：チャック（レンズ／スリーブ）５：レンズ６：スリーブ７：フェルールチャック８、８１：Ｚステージ９：フェルール１０：ファイバ１１：撮像装置１２：支柱１６：θステージ１７：光源１８：固定具２０：光センサ２１：Ｚステージ２２：出力コリメータ２３：光パワーメータ２４：光アイソレータ２５：Ｘステージ２６：Ｙステージ２７：偏波コントローラ２８：ステージドライバ２９：ＬＤ光源３０：制御コンピュータ４１：レンズ４２：スリーブ４３：フェルール４４：ファイバ５１：レンズ５２：レンズホルダ５３：スリーブ５４：フェルール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デバイスをＸＹ方向に移動するステージに
固定した状態で、レンズをチャックで保持して当該ステ
ージ上のデバイスに近づけた状態でデバイスからレンズ
に向かった光を撮像装置で検出し、光が該レンズの中心
位置に入射するように該ステージをＸ方向およびＹ方向
に調整した後にレンズをデバイスに固定し、次に、スリーブを上記チャックに保持およびファイバ
（あるいはファイバを固定したフェルール、以下同じ）
をフェルールチャックに固定した状態で、ファイバを僅
かスリーブに挿入した状態のまま両者を上記ステージ上
のデバイスに近づけた状態でデバイスから既に固定した
レンズでファイバに結合した光を検出し当該ステージを
Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に調整して検出される光量
が最大の位置に調整した後にスリーブ、ファイバおよび
デバイスを相互に固定し、組み立てることを特徴とする
光デバイス組立方法。
【請求項２】上記ファイバをデバイスにＸ方向、Ｙ方向
およびＺ方向に調整する際に、合わせて当該ファイバと
デバイスとのＸＹ平面内の回転する方向に調整し、光量
が最大の位置に調整することを特徴とする請求項１記載
の光デバイス組立方法。
【請求項３】ファイバを斜めカットした場合に、デバイ
スをＸＹ方向に移動およびＸＹ平面内でθ方向に回転す
るステージに固定した状態で、レンズをチャックで保持
してデバイスからレンズに向かった光ビームを撮像装置
で検出し当該ステージをＸ方向およびＹ方向に調整して
検出される光ビームがレンズの中心位置に入射するよう
に調整した後、下式で求めた規定値ＬだけＸＹ平面内で
移動させた位置のデバイスに固定し、次に、スリーブを上記チャックに保持およびファイバを
フェルールチャックに固定した状態で、ファイバを僅か
スリーブに挿入した状態のまま両者を上記ステージ上の
デバイスに近づけた状態でデバイスから既に固定したレ
ンズでファイバに結合した光を検出し当該ステージをＸ
方向、Ｙ方向、Ｚ方向およびＸＹ平面内で回転するθ方
向に調整して検出される光量が最大の位置に調整した後
にスリーブ、ファイバおよびデバイスを相互に固定し、
組み立てることを特徴とする光デバイス組立方法。Ｌ＝ｆ×ｔａｎ（ｓｉｎ^-1（ｎ×ｓｉｎθ）−θ）ここで、ｆはレンズの焦点距離ｎはファイバの屈折率 θはファイバの研磨角
【請求項４】上記ビームがレンズの中心位置に入射する
ように調整する手段として、上記デバイスから出射され
た光をレンズを介してＺ方向の任意位置および少し異な
るＺ方向位置で光ビームをそれぞれ検出しその中心位置
がほぼ同じになるようにファイバをＸ方向およびＹ方向
に調整した後、出射される光ビームの出射角がファイバ
の斜めカット面で生じる屈折角と同じになるように上記
規定値ＬだけＸＹ平面内でレンズを移動して上記ファイ
バに固定したコリメータであることを特徴とする請求項
１ないし請求項３記載の光デバイス組立方法。
【請求項５】偏光子で２つの直交する直線偏光に分離さ
れた光ビームをそれぞれ検出する光デバイスをＸＹ方向
に移動するステージに固定、および出射された光ビーム
を入射するファイバをフェルールチャックに固定した状
態で当該ファイバを通った光を検出し、上記デバイスに入射する光の偏波面を回転させて上記フ
ァイバを通して検出される光パワーを最大に調整しかつ
上記ステージをＸ方向およびＹ方向に調整して上記ファ
イバを通して検出される光パワーを最大に調整したとき
のＸ方向およびＹ方向の座標（ｘ１、ｙ１）を測定し、次に、光デバイスの入射する光の偏波面を回転させて上
記ファイバを通して検出される光パワーを最小に調整し
かつ上記ステージをＸ方向およびＹ方向に調整して上記
ファイバを通して検出される光パワーを最大に調整した
ときのＸ方向およびＹ方向の座標（ｘ２、ｙ２）を測定
し、これら測定した座標（ｘ１、ｙ１）および座標（ｘ２、
ｙ２）の平均位置に上記ステージを移動した状態で光デ
バイスとファイバとを固定することを特徴とする光デバ
イス組立方法。
【請求項６】入射側光ファイバの接続されたデバイスを
保持してＸＹ方向に移動するステージと、レンズあるいはスリーブを保持するチャックと、光ファイバに接続されたフェルールを保持するフェルー
ルチャックと、該フェルールチャックをＺ方向に移動す
るステージと、デバイスを上記ステージに保持した状態で、レンズを上
記チャックで保持して当該ステージ上のデバイスに近づ
けた状態でデバイスからレンズに向かった光を撮像装置
で検出し、光が該レンズの中心位置に入射するように当
該ステージをＸ方向およびＹ方向に調整した後にレンズ
をデバイスに固定する手段と、スリーブを上記チャックに保持およびファイバを上記フ
ェルールチャックに固定した状態で、ファイバを僅かス
リーブに挿入した状態のまま両者を上記ステージ上のデ
バイスに近づけた状態でデバイスから既に固定したレン
ズでファイバに結合した光を検出し当該ステージをＸ方
向、Ｙ方向およびＺ方向に調整して検出される光量が最
大の位置に調整した後にスリーブ、ファイバおよびデバ
イスを相互に固定する手段とを備えたことを特徴とする
光デバイス組立装置。
【請求項７】上記ステージにＸＹ平面内で回転させるθ
ステージを設け、上記ステージをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に調整する
際に合わせてθステージを回転調整して検出される光量
が最大の位置に調整した後にスリーブ、ファイバおよび
デバイスを相互に固定することを特徴とする請求項８記
載の光デバイス組立装置。
【請求項８】入射側光ファイバの接続されたデバイスを
保持してＸＹ方向に移動およびＸＹ平面内でθ方向に回
転するステージと、レンズあるいはスリーブを保持するチャックと、光ファイルの接続されたファイバを保持するフェルール
チャックと、該フェルールチャックをＺ方向に移動する
ステージと、デバイスを上記ステージに保持した状態で、レンズを上
記チャックで保持してデバイスからレンズに向かった光
ビームを撮像装置で検出し当該ステージをＸ方向および
Ｙ方向に調整して検出される光ビームがレンズの中心位
置に入射するように調整した後、下式で求めた規定値Ｌ
だけＸＹ平面内で移動させた位置のデバイスに固定する
手段と、次に、スリーブを上記チャックに保持およびファイバを
上記フェルールチャックに保持した状態で、ファイバを
僅かスリーブに挿入した状態のまま両者を上記ステージ
上のデバイスに近づけた状態でデバイスから既に固定し
たレンズでファイバに結合した光を検出し当該ステージ
をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向およびθ方向に調整して検出
される光量が最大の位置に調整した後にスリーブ、ファ
イバおよびデバイスを相互に固定する手段とを備えたこ
とを特徴とする光デバイス組立装置。Ｌ＝ｆ×ｔａｎ（ｓｉｎ^-1（ｎ×ｓｉｎθ）−θ）ここで、ｆはレンズの焦点距離ｎはファイバの屈折率 θはファイバの研磨角
【請求項９】上記光ビームがレンズの中心位置に入射す
るように調整する手段として、上記デバイスから出射さ
れた光をレンズを介してＺ方向の任意位置および少し異
なる位置で光ビームをそれぞれ検出しその中心位置がほ
ぼ同じになるようにファイバをＸ方向およびＹ方向に調
整した後、出射される光ビームの出射角がファイバの斜
めカット面で生じる屈折角と同じになるように上記規定
値ＬだけＸＹ平面内でレンズを移動して上記ファイバに
固定して作成する手段を備えたことを特徴とする請求項
８ないし請求項１０記載の光デバイス組立装置。
【請求項１０】偏光子で２つの直交する直線偏光に分離
された光ビームをそれぞれ検出する光デバイスをＸＹ方
向に移動するステージと、光ファイバに接続されたフェルールを保持するフェルー
ルチャックと、該フェルールチャックをＺ方向に移動さ
せるステージと、上記光デバイスに入射する光の偏波面を回転させて上記
ファイバを通して検出される光パワーを最大に調整しか
つ上記ステージをＸ方向およびＹ方向に調整して上記フ
ァイバを通して検出される光パワーを最大に調整したと
きのＸ方向およびＹ方向の座標（ｘ１、ｙ１）を測定、
および光デバイスに入射する光の偏波面を回転させて上
記ファイバを通して検出される光パワーを最小に調整し
かつ上記ステージをＸ方向およびＹ方向に調整して上記
ファイバを通して検出される光パワーを最大に調整した
ときのＸ方向およびＹ方向の座標（ｘ２、ｙ２）を測定
し、これら測定した座標（ｘ１、ｙ１）および座標（ｘ
２、ｙ２）の平均位置に上記ステージを移動した状態で
光デバイスとファイバとを固定する手段とを備えたこと
を特徴とする光デバイス組立装置。
【請求項１１】レンズを上記光アイソレータに予め調芯
して固定、あるいはレンズを上記ファイバを取り付ける
フェルールに予め調芯して固定したことを特徴とする請
求項１２記載の光デバイス組立装置。