JPS6366508A - 光学系装置の光軸調整方法及び装置 - 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】 概要 光ファイバからの出射光を平面基板上の所定高さの位置
に延設されるスリットを介して光電変換素子で受光し、
該光電変換素子の出力が最大となるように前記出射光の
光軸調整を行ない、前記平面基板に平行な光ビームを得
ることを可能とする。

産業上の利用分野 本発明は、単一・基板上に構成される光学系装置、例え
ば双方向画像伝送システムに用いる光合分波器の光軸調
整方法及びその装置に関する。

近年、公衆通信における伝送路への光ファイバの適用が
各方面で活発に検討されている。なかでも、加入台系に
光ファイバを］用する一つのモデルとして、波長分割多
重伝送技術を用いた双方向画像伝道システムの試行がな
され注目を集めている。このシステムは光ファイバの広
い波長域にわたる低損失性を利用し、１本の光ファイバ
で複数の信号を片方向あるいは双方向に伝送しようとす
るもので、光合分波器をはじめとする各構成要素の量産
性等の確立がなされれば、画期的なシステムとして普及
すると考えられている。光合分波器は、送信信号光及び
受信信号光の合成及び分離を行なうために光ファイバの
両端に接ＦＡ　’ｃ＞れるもので、通常、ＬＰ−基板上
にレンズ及び波長分離用フィルタ族等を配設してなり、
簡単な光軸調整法の確立が要望されていた。

従来の技（ｆｉ 従来、平面基板上に例えば光ファイバ、コリメー１へレ
ンズ、集光レンズ、及び受光素子からなる結合光学系を
配置する場合には次のようにしてぃた。第４図において
、先ず、平面基板１から所定高さの位置に、その軸中心
に球レンズ２を有するスリーブ３を固定し、このスリー
ブ３にはフェルール４を介して光ファイバ５を接続づ°
る。次に、前記所定高さと同一の高さの位置に光軸がく
るように、集光レンズアレイ６及び受光素子アレイ７を
平面基板１上に固定する。この場合、球レンズ２及び集
光レンズアレイ６は互いに共焦点位置に配設される。最
後に、フェルール４内の光ファイバ５の微小な傾斜を利
用して、フェルール４あるいはスリーブ３を回転しなが
ら光ファイバ５の出射光軸が平面基板１と平行になるよ
うに光軸調整を行なう。かくして、前記出射光軸が平面
基板１と平行となれば、光ファイバ５から出射された光
は良好に受光素子７に結像することとなり、この光学系
の設定は終了する。

従来の一般的な光合分波器においても、上述した手法を
用いて光＠調整がなされており、この様子を第５図を用
いて説明する。平面基板１３から所定高さの位置に固定
されるスリーブ９には、その軸中心に、光ファイバ１６
の接続されるフェルール１０及び球レンズ８が嵌入され
ている。１１はその出射口にフィルタ膜１２を有するガ
ラスプリズムであり、入射した光のうち所定波長成分光
を該フィルタ膜１２から出射させ、それ以外の光を他の
出射口等に導くようになっている。このような構成の光
合分波器の光軸調整は基本的には目視により行なってい
た。（Ｊち、フェルール１ｏに接続される光ファイバ１
６の他端に可視光を発づ。

るＩｔ　ｃ　−Ｎ　ａレーザ１５を接続し、光ファイバ
１６から出射される当該レーザ光を、球レンズ８、ガラ
スプリズム１１、及びフィルタ膜１２を介して、平面基
板１３に半固定される調整治具１４に照射し、これによ
り得られるレーザスポットの位置が平面基板１３に設け
るぺさ図示しない受光素子の位置に一致するようにフェ
ルール１０あるいはスリーブ９を回転させて、光軸調整
を行なっていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この光Ｉ軸調整方法−ぐあると、目視に
より光軸が平面基板１３に平行か否かを判定するために
誤差が生じ易いという問題があった。

また、フィルタ膜１２が可視光を透過さけない仕様のも
のである場合には、この調整方法を使用できないという
不都合もある。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、目
視によることから生ずる上述の問題を生じないような光
学系装置の光軸調整方法及びその装置を提供することを
目的としくいる。

問題点を解決するための手段 上述した従来技術の問題は、平面基板」−の所定高さの
位置にその端部が固定される光ファイバの出射光を前記
平面基板から前記所定高さの位置に延設されるスリット
を介して光電変換素子に導き、前記量（）ｊ光の出射角
度に応じて増減する前記光電変換素子の出力を測定し、
該出力が最大となるように前記出射角度を設定するよう
にしたことを特徴と覆る光学系装置の光軸調整方法によ
り解決される。

また、この方法の実施に使用する装置として、本発明は
、平面基板ヒに固定され該平面基板から所定高さの位置
に延設されるスリットを有するブロックと、前記平面基
板上の前記所定高さの位置にその端部が固定される光フ
ァイバの出射光を前記スリットを介して受光する光電変
換素子と、該光電変換素子の出力を検出する出力検出手
段とから構成されることを特徴と１゛る光学系装置の光
軸調整装置を提供する。

作　　　　用 本発明においては、光ファイバからの出射光を目視によ
り確認するのではなく、スリットを介して光電変換素子
で測定するようにしているので、目視による誤差が生ず
ることがなくなる。また、この光電変換素子の波長特性
を自由に選択することにより、特定の波長特性のフィル
タ膜について光軸調整が行なえないという不都合は生じ
ない。

実　　施　　例 以下、本発明をより具体的に説明するために、その実施
例を光合分波器の光軸調整の手順に従って示すことにす
る。

第１図及び第２図は本発明の適用される光合分波器の平
面図及び側面図であり、この光合分波器は、光軸調整に
供されている状態が示されている。

従って、通常使用される状態において設置されているべ
き受光素子及び発光素子等が取外されていることに注意
されたい。

先ず、この光合分波器の構成及び動作を説明づる。１７
は上面が平滑な平面Ｕ板であり、この平面基板１７の端
部には、ファイバレンズ取付（プ台１８が形成されてい
る。１９はファイバレンズ取付は台１７に形成された円
形孔に嵌入されるスリーブであり、このスリーブ１つに
はフェルール２１を介して光ファイバ２２が接続される
と共に球レンズ２０が装着されている。光ファイバ２２
及び球レンズ２０の光軸は、平面基板１７から所定の高
さく以下基ｔＰ、高さという）Ｈに設定される。

２３はガラスプリズムであり、このプリズム２３の光フ
ァイバ２２から導かれた光が出射する位置には第１フイ
ルタ膜２４が形成されている。第１フイルタ膜２４は、
所定波長、例えば０．７８μ肌波長の光を透過さｉ！（
光軸Ａ）、それ以上の波長の光は反射さけるように機能
し、反射した光は反射光軸上に形成される第２フイルタ
膜２５に導かれる。第２フイルタ膜２５は、所定波長、
例えば０．８８μｍ波長の光を透過させ（光軸Ｃ）、そ
れ以上の波長の光を反射させる。第２フイルタｌＩ２５
で反射した光は、ガラスプリズム２３の第１フイルタ膜
２４が形成される面に再び導かれて出射される（光＠Ｂ
）。

上述した構成の光合分波器は、例えば波長多重通信シス
テムの加入者系に供することが可能である。この場合、
光ファイバ２２を介して送られてくる例えば０．７８μ
ｍ及び０．８８μｍ波長帯の多重信号を、光軸Ａ及び光
軸Ｃ上に設けられる当該波長帯の図示しない受光素子で
それぞれ受光すると共に、光１ＩｌｌｌＢ上に設けられ
る例えば１．３μ瓦帯の図示しない発光素子を所望の信
号で駆動することにより、双方向通信が達成される。

このような光合分波器にあっては、光ファイバ２２から
球レンズ２０に導かれこの球レンズ２０から出射された
光の光軸が、前記受光素子に効率良（結像し、かつ、発
光素子から出射された光が、光ファイバ２２に効率良く
導入するために、各部材の配置に際しては、高精度の調
整が必要となる。

通常、このような光＠調整にあたっては、先ず、基準高
さＨで出射される球レンズ２０の出射光が平面基板１７
と平行となるように当該出射光を調整し、その後に基準
高ざト１に設けられる受光素子及び発光素子を平面基板
１７上で移動させ（各光軸が一致するようにしている。

このように球レンズ２０からの出射光を予め平面基板１
７と平行にしておくの＄よ、こうすることにより他の部
材の高さ調整が不要となるためである。

本発明は、上述したような、光ファイバ２２から球レン
ズ２０を介して出射される光を平面基板１７と平行に設
定するための調整に適用することができる。先ず、光フ
ァイバ２２の一端には、フィルタ膜２４を透過しかつ後
述する充電変換素子で検出可能な波長の光を発する光１
１１３０を接続する。フィルタ膜２４の後方、つまり光
？１ｌＩＡ上には、スリット２７を有するブロック２６
を配置する。

スリット２７は、第３図に示すように、基準＾さＨの位
置に中心を有するように、平面基板１７と平行に延設さ
れる。スリット２７の一方の開口部には、フォトダイオ
ードあるいは太陽電池からなる光電変換素子２８が設け
られている。光電変換素子２８の電気的出力は、出力検
出手段２９に入力される。出力検出手段２９は、光電変
換素子２８の出力を増幅する演算増幅器及びメータ等の
表示装置等から構成される。

上述したように基本配置をなした後に、光源３０を駆動
ダると、光は光ファイバ２２のフェルール２１が装着さ
れる側の端部から出射され、球レンズ２０によりコリメ
ートされてガラスプリズム２３に入射される。ガラスプ
リズム２３で屈折されてフィルタ膜２４を透過した略平
行光線は、基準高さ１４に延設されるスリット２７に導
かれ、光電変換素子２８を照射して、出力検出手段２９
により検出される。当該検出出力は、スリット２７の幅
を、光ビーム径及び光電変換素子２８の特性に応じた所
定幅に設定しておくことにより、スリット２７への光の
入射角度に依存して変化し、該入射角度が０度のとき、
つまり球レンズ２０から出射された光が平面基板１７と
平行のときに最大出力となる。従って、該出力を測定し
ながら、球レンズ２ｏからの光の出射角度を変化させる
ことにより、容易に平面基板１７に平行な光線を得る、
即ち光軸調整をなすことが可能となる。球レンズ２０か
らの光の出射角度の調整は、例えばスリーブ１９に嵌入
されるフェルール２１を回転させるか、あるいはフェル
ール２１及び球レンズ２０を装着したまま直接スリーブ
１９を回転させることにより達成される。

光ビーム径が１．２ｍとなるように光ファイバ２２のフ
ァイバパラメータ及び球レンズ２０の焦点距離並びに装
着位置を設定すると共にスリット２７の幅を０．８８と
して、本方法及び装置により実際に光軸調整を実施した
ところ、精度０．１度乃至０．２度の調整が可能であっ
た。この測定精度であれば、測定誤差内での結合損失変
動を０゜５ｄＢ以内に抑えることができるので、目視に
よる調整に比べて飛躍的に測定粘度が向上したといえる
。本実施例のように光ビーム径が１．２Ｍの場合には、
スリット・幅が１．０Ｍ以上であると検出出力の入射角
度依存性の低下に起因して測定精度が悪化し、スリット
幅が０．６ｍ以下であると、光電変換素子２８の最適検
出レベルから外れるので、スリット幅は０．６％乃至１
．Ｃ）！Ｈにあることが望ましい。

また、本発明では、フィルタ膜２４を透過した光の検出
を光電変換素子２８により行なっているので、フィルタ
膜２４が可視光を透過させない仕様のものであったとし
ても、光源３０に適当なものを用いることにより光軸調
整が可能になる。

及」」Ｌ１里 以上詳述したように、本発明によれば、使用する光の波
長帯にかかわらず、測定精度の高い光学系装置の光軸調
整方法及び装置を提供することが可能になるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の適用される光合分波器の平面図、 第２図は、同光合分波器の側面図、 第３図は、本発明の実施に使用するブ１」ツク２６の斜
視図、 第４図は、一般的な結合光学系の側面図、第５図は、従
来の光合分波器の光軸調整を説明するための図である。 １．１３．１７・・・平面基板、 ２．８．２０・・・球レンズ、 ３．９．１９・・・スリーブ、 ４．１０．２１・・・フェルール、 ５．１６．２２・・・光ファイバ、 ７・・・受光素子、 １１．２３−・・ガラスプリズム、 １２．２４．２５・・・フィルタ膜、 １５・・・Ｈｅ−Ｈｅレーザ、　２６・・・ブロック、
２７・・・スリット、　２８・・・充電変換素子、２９
・・・出力検出手段、３０−・・光源。 フ゛ロンク２６Ｔｆ）□永３Ｆ才地図 第３図 一府叉白り々第１テ合光々白ノ１のイ契ＩＪゴ目図第４
図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平面基板（１７）上の所定高さの位置にその端部が
   固定される光ファイバ（２２）の出射光を前記平面基板
   （１７）から前記所定高さの位置に延設されるスリット
   （２７）を介して光電変換素子（２８）に導き、 前記出射光の出射角度に応じて増減する前記光電変換素
   子（２８）の出力を測定し、 該出力が最大となるように前記出射角度を設定するよう
   にしたことを特徴とする光学系装置の光軸調整方法。 ２、平面基板（１７）上に固定され該平面基板（１７）
   から所定高さの位置に延設されるスリット（２７）を有
   するブロック（２６）と、 前記平面基板（１７）上の前記所定高さの位置にその端
   部が固定される光ファイバ（２２）の出射光を前記スリ
   ット（２７）を介して受光する光電変換素子（２８）と
   、 該光電変換素子（２８）の出力を検出する出力検出手段
   （２９）とから構成されることを特徴とする光学系装置
   の光軸調整装置。