JPH04339231A - 伝搬損失測定装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、光導波路中を
導光されるレーザービームの伝搬損失測定を行う伝搬損
失測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光通信や光情報処理等の光技術分
野では、その基礎となる光導波路の特性を迅速且つ高精
度に評価することが重要な課題である。

【０００３】この光導波路の特性として重要なものの一
つに導波伝搬損失があり、例えば、カットバック法、プ
リズム移動法及び散乱光測定法等を採用した種々の伝搬
損失測定装置が提案されている。特に、プリズム移動法
は、非破壊で且つ高精度な測定ができるとして一般的に
用いられている測定法である。

【０００４】このプリズム移動法では、プリズム結合の
結合効率、即ち、光導波路からプリズムに取込まれる直
前のレーザービームの光量と、プリズム内に取込まれた
後のレーザービームの光量と、の光量比率は、プリズム
と光導波路との間の間隙の厚さによって異なる。このた
め、十分な結合効率を得るためには、光導波路を損傷し
ない程度の適当な力で、プリズムを光導波路に圧着させ
なければならない。

【０００５】従って、安定して効率よく結合させるため
には、かなり大がかりで且つ精巧なプリズム押圧機構が
必要となる。また、光導波路からレーザービームを効率
よくプリズム内に取り込むために必要なコンタクト液（
屈折率整合液）により、光導波路が汚れて、結合効率が
低下してしまう場合がある。

【０００６】このような問題点を解決するため、３プリ
ズム法と呼ばれる方法が採用された装置が提案され、例
えば、“Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｉｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅ
ｒ　３７（３）１．Ａｕｇｕｓｔ　１９８０　”に開示
されている。

【０００７】図５に示すように、３プリズム法において
、レーザー光源２から出射したレーザービームは、入力
プリズム４を介して基板６上の光導波路８に導光される
。導光されたレーザービームは、光導波路８内を所定距
離だけ伝搬し、光導波路８上を移動可能で所定の結合効
率を有する出力プリズム１０を介して出力される。出力
されたレーザービームは、測定用フォタディテクタ１２
で検出される。この検出データは、図示しない演算手段
で所定の演算が施され、その光量が検出・測定される。 この測定値に基づいて、出力プリズム１０が配置された
位置までの光導波路８の伝搬損失測定が行われる。

【０００８】この出力プリズム１０を移動し、光導波路
８内を導光されるレーザービームの伝搬距離を変える都
度、夫々の出力光量を測定する。この結果、出力プリズ
ム１０の移動位置に対応した光導波路内の伝搬に伴うレ
ーザービームの光量の減衰率即ち導波伝搬損失を測定す
ることができる。しかし、出力プリズム１０を移動させ
た際、結合効率が変化して正確な伝搬損失測定ができな
くなるという場合もある。そこで、３プリズム法を用い
た装置には、正確な測定を期するため、入力プリズム４
に対して反対側の端部に、モニタ用プリズム１４が設け
られている。

【０００９】このモニタ用プリズム１４は、出力プリズ
ム１０により取出しきれずに伝搬してきたレーザービー
ムを再度取出して、モニタ用フォトディテクタ１６に出
力する。モニタ用フォトディテクタ１６では、前記出力
プリズム１０の移動に伴い変動した結合効率に応じたレ
ーザービームが検出される。この検出データは、図示し
ない演算手段で所定の演算が施され、その光量の変化が
検出・測定される。

【００１０】この測定値に基づいて、出力プリズム３２
の結合効率の変動に対して、所定の補正が施される。こ
の結果、出力プリズム１０の移動に伴う結合効率の変動
を考慮した伝搬損失測定ができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した３プリズム法
において、入力プリズム４とモニタ用プリズム１４との
入出力結合効率、即ち入出力光量比率は、出力プリズム
１０の移動に伴う光導波路８に対する押圧力が変化した
場合でも、常に、一定であることが前提となっている。

【００１２】しかし、実際の測定において、出力プリズ
ム１０の移動に伴い光導波路８に対する押圧力が変化す
ると、この変化による影響で基板６のわずかな歪みやた
わみが生じる。このため、入力プリズム４とモニタ用プ
リズム１４との光導波路８に対する押圧力も変化する。 この結果、両者の入出力結合効率が変化してしまうとい
う問題がある。

【００１３】この問題は、特に、薄肉の基板６、例えば
Ｓｉウエハーを基板とした光導波路では顕著である。こ
のような場合、出力プリズム１０における結合効率だけ
を考慮した上述の装置では、正確な伝搬損失測定を行う
のは不可能である。

【００１４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされ、その目的は、出力プリズムの押圧力の変化
の影響を受けことなく、正確な測定ができる光導波路の
伝搬損失測定装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明の伝搬損失測定装置は、試料保持台上に支持
された試料導波路上を、所定の圧力で前記試料導波路に
押圧されながら、所定の方向に移動可能な出力プリズム
と、この出力プリズムを介して前記試料導波路から出力
されたレーザービームの光量の変化を検出することで、
前記試料導波路の伝搬損失を測定する測定用フォトディ
テクタと、を備えた伝搬損失測定装置において、前記出
力プリズムの前記試料導波路に対する押圧力の変化の影
響を受けることなく、前記試料導波路に所定光量のレー
ザービームを導光させる導光手段と、

【００１６】前記出力プリズムの前記試料導波路に対す
る押圧力の変化の影響を受けることなく、前記出力プリ
ズムの押圧力の変化に伴って変動する前記試料導波路内
のレーザービームの光量をモニタするモニタ手段と、を
備えていることを特徴とする。

【００１７】

【作用】導光手段を介して導光された所定光量のレーザ
ービームは、試料導波路内を所定距離伝搬して、出力プ
リズムを介して所定の光量出力される。出力されたレー
ザービームは、測定用フォトディテクタを介してその光
量の変化が検出される。同時に、モニタ手段によって、
出力プリズムの試料導波路に対する押圧力の変化に伴っ
て変動する試料導波路内のレーザービームの光量がモニ
タされる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の伝搬損失測定装置の一実施例
について、図１を参照して説明する。

【００１９】本実施例において、試料保持台、即ち基板
２８上には、この基板２８の長手方向に沿って試料導波
路、即ち光導波路３０が設けられている。この光導波路
３０上には、この光導波路３０の長手方向に沿って移動
可能な１個の出力プリズム３２が配置されている。光導
波路３０の一端面２０側には、外部からの入射光を光導
波路３０の一端面２０集光して、光導波路３０内にレー
ザービームを励振させる方法、即ち端面結合を行うため
の導光手段２４、即ち第１のレンズ２６が設けられてい
る。この第１のレンズ２６に対して前記一端面２０と反
対側には、レーザー光源２２が配置されている。また、
光導波路３０の他端面３８側には、この他端面３８に対
向してモニタ手段３６、即ち第２のレンズ４０とこの第
２のレンズ４０を介してコリメートされたレーザービー
ムを検出するモニタ用フォトディテクタ４２と、が設け
られている。前記第２のレンズ４０も第１のレンズ２６
と同様に適用されている。

【００２０】レーザー光源２２から出射したレーザービ
ームは、第１のレンズ２６を介して基板２８上の光導波
路３０の一端面２０に集光する。この集光されたレーザ
ービームは、光導波路３０内を伝搬し、その一部が、光
導波路３０上面の出力プリズム３２を介して光導波路３
０から出力される。出力されたレーザービームは、測定
用フォトディテクタ３４で検出される。この検出データ
は、図示しない演算手段で所定の演算が施され、その光
量が測定される。この測定値に基づいて、出力プリズム
３２が移動した位置までの光導波路３０の伝搬損失測定
が行われる。

【００２１】なお、出力プリズム３２は、光導波路３０
との間で高い結合効率を維持するように、図示しない押
圧手段によって、光導波路３０方向に所定の圧力で押圧
されている。従って、前記出力プリズム３２から出力さ
れるレーザービームは、結合効率に対応した光量だけ出
力される。

【００２２】この本実施例の装置には、更に、前記出力
プリズム３２が光導波路３０上を長手方向、即ちレーザ
ービームの伝搬方向、に沿って移動させるため、図示し
ない移動機構が設けられている。

【００２３】この移動機構により、出力プリズム３２を
所定範囲移動させ、その都度、上述と同様の光量測定を
繰り返す。この結果、レーザービームの伝搬距離を任意
に変えたときの、夫々についての測定値が得られる。こ
れら測定データにより、光導波路３０の所望の長さに対
応した伝搬損失測定を行うことができる。

【００２４】なお、上述したように第１のレンズ２６は
、導光手段２４として端面結合法を用いている。この端
面結合法は、光導波路３０の一端面２０に外部からの入
射光を集光することにより、レーザービームを励振する
という非常に単純な方法であり、プリズム結合法のよう
に出力プリズム３２と光導波路３０の表面との間隙の厚
さを１ミクロン以下の正確さで制御する必要があるとい
った微妙なものではない。従って、出力プリズム３２の
移動に伴い光導波路３０に対する押圧力が変化して、基
板２８が変位した場合でも、比較的容易にその影響を受
けることなく、且つ、一定の結合効率を維持してレーザ
ービームを光導波路３０に導光させることができる。

【００２５】また、本実施例の装置には、出力プリズム
３２の移動に伴う光導波路３０に対する押圧力の変化に
より、出力プリズム３２の結合効率が変化した場合でも
、正確な伝搬損失の測定ができるように、光導波路３０
の他端面３８に対向した位置に端面結合法を適用した前
記モニタ手段３６が設けられている。

【００２６】このモニタ手段３６では、前記出力プリズ
ム３２で出力されないで、更に、光導波路３０を伝搬し
て、前記他端面３８から出射したレーザービームを第２
のレンズ４０でコリメートする。コリメートされたレー
ザービームは、モニタ用フォトディテクタ４２に導光さ
れる。

【００２７】モニタ用フォトディテクタ４２では、前記
出力プリズム３２の移動に伴い変動した結合効率に応じ
たレーザービームが検出される。そして、夫々の検出デ
ータは、図示しない演算手段で所定の演算が施され、そ
れらの光量の変化が検出・測定される。

【００２８】これら測定値に基づいて、出力プリズム３
２の結合効率の変動に対して、所定の補正が施される。 この結果、出力プリズム３２の移動に伴う結合効率の変
動の影響を考慮に入れた高精度な伝搬損失測定が可能と
なる。

【００２９】上述したように、前記導光手段２４及びモ
ニタ手段３６は、共に、端面結合法によっている。この
方法の利点として光導波路３０の両端面２０、３８付近
の固定を強固にし、第１及び第２のレンズ２６、４０と
、これらに各々対面する光導波路３０の前記両端面２０
、３８との相対的関係を一定に保つことができる。

【００３０】前記第１のレンズ２６及び第２のレンズ４
０は、共に、端面結合法が適用されている。このため、
出力プリズム３２の移動に伴う押圧力の変化により、基
板２８が、歪み又はたわんでも結合力には何等影響を受
けない。この結果、光導波路３０の両端面での結合効率
は一定に維持される。従って、光導波路３０内のレーザ
ービームの伝搬に伴う導波光量の減衰率、即ち伝搬損失
を高精度に測定することができる。

【００３１】なお、本実施例は、上述した構成に限定さ
れることはない。例えば、第１の変形例として、図２に
示すように、前記一実施例の構成である導光手段２４を
、導光プリズム４４としてもよい。なお、この第１の変
形例の伝搬損失測定装置も、導光手段たる導光プリズム
４４以外の部分は、前記一実施例のものと同一の構成で
ある。よって、同一の符号を付してその説明を省略する
。この導光プリズム４４は、光導波路３０の前記一端面
２０側の近傍の光導波路３０上面に固定されている。

【００３２】この第１の変形例の装置は、導光手段２４
として従来例と同様に導光プリズム４４を用いているた
め、出力プリズム３２の押圧力の変化に伴う結合効率の
変化は避けられない。しかし、これは導光プリズム４４
の光導波路３０に対する固定を強固にし、且つ、導光プ
リズム４４と出力プリズム３２とを十分に離間すること
により緩和できる。この結果、前記一実施例と同様の精
度での出力プリズム３２の移動に伴う結合効率の変動の
影響を考慮に入れた高精度の伝搬損失測定が可能となる
。

【００３３】また、例えば、第２の変形例として、図３
に示すように、前記モニタ手段３６を、一対のモニタ用
ファイバ４６及びこれらファイバ４６に夫々光学的に接
続したモニタ用フォトディテクタ４２としてもよい。な
お、この第２の変形例の装置も、導光プリズム４４及び
一対のモニタ用ファイバ４６以外の部分は、前記一実施
例のものと同一の構成である。よって、同一の符号を付
してその説明を省略する。

【００３４】この第２の変形例の装置において、一対の
モニタ用ファイバ４６は、その一つが導光プリズム４４
と出力プリズム３２との間に設けられている。もう一つ
は、前記出力プリズム３２と光導波路３０の他端面３８
との間に設けられている。これらモニタ用ファイバ４６
の先端部４８は、共に光導波路３０内を伝搬するレーザ
ービームのストリーク５２（図４参照）に対して垂直に
配置され、光導波路３０上面から出射する散乱光を取込
むように構成されている。基端部５０は、共に、夫々対
応するモニタ用フォトディテクタ４２に光学的に接続さ
れている。

【００３５】なお、前記両ファイバ４６の取込みの際、
光導波路３０からの散乱光以外の迷光を取込んでしまわ
ないように、特に、図４に示すように、両ファイバ４６
の先端部４８は、中空円筒状のフード５０で被覆されて
いる。

【００３６】このように構成された装置によれば、光導
波路３０内を伝搬するレーザービームの内、出力プリズ
ム３２から出力される前の散乱光と、出力された後の散
乱光とが、夫々、対応するモニタ用フォトディテクタ４
２で検出される。これら検出データは、夫々、図示しな
い演算手段で所定の演算が施される。

【００３７】これら演算データに基づいて、出力プリズ
ム３２の結合効率の変動に対して所定の補正が施される
。この結果、出力プリズム３２の移動に伴う結合効率の
変動の影響を考慮に入れた高精度の伝搬損失測定が可能
となる。

【００３８】なお、上述した第１及び第２の変形例のい
ずれの場合でも、共に、レーザービームの導光手段とし
て導光プリズム４４を採用しているので、マルチモード
導波路の伝搬損失測定において、各導波モードを個別に
励振することができ、導波モード毎の伝搬損失測定もで
きる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の伝搬損失測定装置によれば、導
光手段とモニタ手段とは、共に出力プリズムの移動に伴
う押圧力の変化の影響を受けないように構成されている
。この結果、出力プリズムの移動に伴う結合効率の変動
の影響を考慮に入れた高精度な伝搬損失測定が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の伝搬損失測定装置の全体を
概略的に示す側面図。

【図２】図１に示した伝搬損失測定装置の第１の変形例
を概略的に示す側面図。

【図３】図１に示した伝搬損失測定装置の第２の変形例
を概略的に示す側面図。

【図４】図３の装置の一部を拡大して示す斜視図。

【図５】従来の伝搬損失測定装置の全体を概略的に示す
側面図。

【符号の説明】

２２…レーザー光源、２４…導光手段、２６…第１のレ
ンズ、２８…基板、３０…光導波路、３２…出力プリズ
ム、３４…測定用フォトディテクタ、３６…モニタ手段
、４０…第２のレンズ、４２…モニタ用フォトディテク
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　試料保持台上に支持された試料導波路
   上を、所定の圧力で前記試料導波路に押圧されながら、
   所定の方向に移動可能な出力プリズムと、この出力プリ
   ズムを介して前記試料導波路から出力されたレーザービ
   ームの光量の変化を検出することで、前記試料導波路の
   伝搬損失を測定する測定用フォトディテクタと、を備え
   た伝搬損失測定装置において、前記出力プリズムの前記
   試料導波路に対する押圧力の変化の影響を受けることな
   く、前記試料導波路に所定光量のレーザービームを導光
   させる導光手段と、前記出力プリズムの前記試料導波路
   に対する押圧力の変化の影響を受けることなく、前記出
   力プリズムの押圧力の変化に伴って変動する前記試料導
   波路内のレーザービームの光量をモニタするモニタ手段
   と、を備えていることを特徴とする伝搬損失測定装置。