JPS59229515A - 屈折率分布型レンズと光フアイバとの光軸を合わせる方法 - Google Patents

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】 本発明は、屈折率分布型レンズと光ファイバとの光軸を
合わせる方法に関するものである。

屈折率分布型レンズと光ファイバとを組合わせて、光フ
ァイバからの出射光を平行光にしたり、或いは平行光を
集束させて光フアイバ内へ入射させたりする装置は、こ
の様な装置を１対用意し、これらを所定の間隔で互いに
対向させて光フアイバ同士を光学的に接続する為の光フ
アイバコネクタとしたり、或いは装置同士の間にプリズ
ムや干渉膜フィルタ等を挿入して光分岐器や光分波器等
とすることによって、有用な光通信用機器を提供するこ
とができる。しかしその為には、屈折率分布型レンズと
光ファイバとの高精度な光軸合わせの技術が必要である
。

そこで我々は、先に特願昭５６−５６４７０号に於いて
、この様な光軸合わせを行う方法を提案した。その方法
は、第１図の様にして行うものである。即ち、光の蛇行
周期の１／４　ピッチ（１／４ピツチの奇数倍でもよい
）の長さを有する屈折率分布型レンズ（１）の一方の端
面（１ａ）から平行光（２）を入射させ、レンズ（１）
の他方の端面（１ｂ）に集束した光を光ファイバ（３）
内へ導く。そして、検出器（４）とマイクロコンピュー
タを含む制御機構（５）とによって光の強度を測定しつ
つ、ステップモータで駆動される三軸移動機構（５）に
よって、光ファイバ（３）ヲレンズ（１１の光軸に垂直
な平面内で互いに直交する二方向へ移動させ、最大強度
の光を得られる位置で光ファイバ（３）を停止する様に
している。

屈折率分布型レンズ（１）は、ガラスや合成樹脂等の透
明な材料で円柱状に形成され、その屈折率が軸心位置で
最大であり且つ半径方向へ距離の２乗に略比例して減少
している為に、光の入出射端面が平面であってもレンズ
作用を有しており、光が軸心を中心として蛇行しながら
進むレンズである。

ところで、平行光（２）が端面（１ｂ）で集束してでき
るスポット径は数μｍであるのに対し、光ファイバ（３
）がステップ型である場合、そのコア径は通常は５０μ
ｍ以上である。そして、平行光（２）のスポットがコア
と対向してさえいれば、検出器（４）で検出される光の
強度は殆んど変わらず、強度が最大である位置は１つの
点ではなく成る広がりを有する面となる。また、光ファ
イバ（３）がステップ型ではな（グレーデッド型であっ
ても、その屈折率分布の勾配が緩やかな場合は、同様の
結果となる。

従って、上述の様な従来の方法では、光の強度分布の正
確な中心位置を求めることができず、レンズ（１）と光
ファイバ（３）との光軸合わせの粒度が良くない０ 本発明は、この様な問題点に鑑み、屈折率分布型レンズ
と光ファイバとの光軸を高精度に合わせることができる
方法を提供することを目的としている。

以下、本発明の一実施例を第２図を参照しながら説明す
る。

この実施例に於いては、屈折率分布型レンズ（１）から
約２ｍの距離にスクリーン圓を配装置し、このズ（１）
とスクリーンＬυとを相対的に移動させることによって
、レンズ（１）の光軸とスクリーンｔｔａとの交点、つ
まり光軸中心位置（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）を孔（１つに一
致させる。次いで、スクリーン（ｌυの背面側から孔（
１りを通るスポットビーム賭を出射させ、テレビカメラ
等の撮像装置αａによってスクリーンＨを撮像し、この
撮像装置αａ内での操作によって検出したスポットビー
ムＱ３１の光点位置を、光軸中心位置（Ｘｏ　、　Ｙｏ
　）として制御機構（５）に記憶させる。

この様な状態で、光ファイバ（３）にＨｅ　−Ｎｅレー
ザ光を入射させる。このＨｅ　−Ｎｅレーザ光は、端面
（１ａ）からレンズ（１）内へ入射し、端面（１ｂ）か
ら平行光ｕ５１としてスクリーンμυ上へ投射される。

このとき、レンズ（１）と光ファイバ（３）との光軸が
ずれていれば、平行光（Ｉ！９はレンズ（１）の光軸に
対しである角度をもって出射する。

次いで、撮像装置Ｉによってスクリーンμυを撮像し、
画像を制御機構（５）に入力すると゛、制御機構（５）
はこの画像を走査して光の強度分布から平行光−のスク
リーンＵυ上に於けるビームスポットの中心位置（Ｘ、
Ｙ）を計算によって求める。制御機構（５）は、更に、
光軸中心位置（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）に対する上記ビーム
スポットの中心位置（Ｘ　、　Ｙ）のズレ量を計算し、
このズレ量の１／２の値を三軸移動機構（６）へ入力す
る。

三軸移動機構（６）は、レンズ（１）の光軸に垂直な面
内で互いに直交する二方向へ、つまりＸ軸方向とＹ軸方
向とへ、制御機構（５）から入力された値だけ、光ファ
イバ（３）をレンズ（１）に対して相対的に移動させる
。

撮像装置ＩによってスクリーンＵυを撮像し平行光−の
ビームスポットの中心位置（Ｘ、Ｙ）を求める工程から
、光軸中心位置（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）に対するズレ量の
１／２の量だけ光ファイバ（３）を二方向へ移動させる
工程までを繰り返して行い、中心位置（Ｘ、Ｙ）が光軸
中心位置（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）に実質的に等しくなった
時点で全工程が終了する。

本実施例に於いては、以上の様な全工程を約１０秒で終
了させることができた。全工程が終了した後でレンズ（
１）と光ファイバ（３）とを接着剤等によって互いに固
定すると、両者は光軸が一致した状態で結合される。

なお、以上の方法に於いては、平行光Ｕ、５）のスクリ
ーンμυ上に於けるビームスポットの中心位置（ｘ、ｙ
）の光軸中心位置（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）に対するズレの
内、撮像装置ａくによって検出される成分をできるだけ
大きくする為に、レンズ（１）の光軸と撮像装置α荀と
の角度はできるだけ小さい値がよく、本実施例に於いて
は約１０°とした。

以上の様な実施例１こ於いては、平行光ｕ９のスクリー
ン上υ上に於けるビームスポットの中心位置（ｘ、ｙ）
の光軸中心位置（Ｘｏ　＊　Ｙａ）に対するズレ量を撮
像装置（［４）及び制御機構（５）によって求め、この
結果１こ基づく光ファイバ（３）の移動を三軸移動機構
（６）匿よって行う様にしているが、これらは共に約１
μｍの精度を有している。従って、レンズ（１）と光７
アイパ（３）との光軸を、従来例よりも高精度間合わせ
ることができる。

また、上記の実施例に於いては、撮像装置αａ及び制御
機構（５）によって求めたズレ量の１／２　に相当する
量だけ、三軸移動機構（６）によって光ファイバ（３）
を移動する様にしているので、光ファイバ（３）はＸ軸
方向及びＹ軸方向の同一方向へのみ移動され、逆方向へ
移動されることはない。従って、三軸移動機構（６）の
歯車のバンクラッシュの影響を受けず、このことによっ
てもレンズ（１）と光ファイバ（３）との光軸を高精度
に合わせることができる。

以上、本発明を一実施例に基づいて説明したが、本発明
はこの実施例に限定されるものではな（、各種の変更が
可能である。

例えば、上記の実施例に於いては、１回の工程で光ファ
イバ（３）をレンズ（１）に対して相対約１こ移動させ
る量は、撮像装置（１榎及び制御機構（５）（こよって
求めたズレ量の１／２　に相当する量である力Ｓ１この
量は上記ズレ量と同等またはそれよりも／１４＆１値の
範囲内で任意に設定することができる。しめ工しその場
合でも、バンクジツシュ誤差と作業時間とを考慮すると
、上記移動量は、上記ズレ量の３０〜９０チの範囲内と
するのが望ましく／１゜上述の如く、本発明は、屈折率
分布型レンズ力）らの平行光をスクリーン上に投射し、
この投射された平行光の中心位置と基準となる位置との
ズレを測定することによって、屈折率分布型レンズと光
ファイバとの光軸のズレを求める様にして（する。

従って、屈折率分布型レンズと光ファイノくとの光軸に
僅かなズＶがあっても、スクリーン上ではこのズレが拡
大され【るので、互いの光軸を高精度に合わせることが
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の従来例を実施する為の装置を示す概略
的な側面図、第２図は本発明の一実施例を実施する為の
装置を示す概略的な側面図である。 なお図面に用いられている符号に於いて、（１）・・・
・・・・・・・・・・・屈折率分布型レンズ（３）・・
・・・・・光ファイバ １１１）・・・・・・・・・・・・・スクリーンｔｔ５
）・・・・・・・・・　平行光 である。 代理人　上屋　勝 常包芳勇 杉浦俊貴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 屈折率分布型レンズの光軸とスクリーンとの交点を求め
   る工程と、光ファイバから前記屈折率分布型レンズの一
   方の端面に光を入射させ他方の端面から平行光を前記ス
   クリーン上へ投射する工程と、前記平行光の前記スクリ
   ーン上に於ける中心位置が前記交点に一致する様に前記
   光ファイバを前記屈折率分布型レンズに対して相対的に
   移動させる工程とを夫々具備する屈折率分布型レンズと
   光ファイバとの光軸を合わせる方法。