JPH0810284B2

JPH0810284B2 - 光導波路光軸合わせ方法および装置

Info

Publication number: JPH0810284B2
Application number: JP62293490A
Authority: JP
Inventors: 和正高田; 壽一野田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH01134404A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光通信分野に利用される。

本発明は光導波路間の接続に不可欠な光軸合わせ方法
および装置に関する。

〔従来の技術〕

第９図に従来の光導波路光軸合わせ装置の要部を示
す。第９図において１は偏光子、２は対物レンズ、３お
よび４は光軸合わせ用の第一および第二の光導波路、５
は対物レンズ、６は検光子および７は光パワー計であ
る。

まず、レーザー出射物を対物レンズ２を用いて第一の
光導波路３に入射し、次に、第二の光導波路４からの出
射光を対物レンズ５で平行ビーム光とし、この平行ビー
ム光の光パワーを光パワー計７で測定する。そして、光
パワー計出力が最大となるように、第二の光導波路４の
第一の光導波路３に対する並進および光軸に垂直な方向
の微調整を行うことにより、両光導波路間の光軸合わせ
ができる。また、対物レンズ２および５の前後に偏光子
１および検光子６を設置し、光導波路３および４を通過
した光のストロークが最小となるように第二の光導波路
４を光軸に対して回転させることにより、両光導波路内
の偏波を保持する主軸を一致させることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、光導波路３および４の次に新たに他の光導波
路を接続するには、対物レンズ５、検光子６、光パワー
計７の位置を移動しなければならないので、接続ごとの
作業が複雑となる問題点があった。また、最終段に接続
する導波路の出射端が光を透過させない物質で遮蔽され
ている場合には、この光導波路を伝播した光の光パワー
を検出することができないので、当該光導波路の光軸合
わせが困難である問題点があった。

本発明の目的は、前記の問題点を解消することによ
り、光導波路の接続ごとの光学系（前記の出射側の対物
レンズ等）の移動と調整の作業を省くとともに、光導波
路からの出射光をモニターすることが難しい場合にも容
易に光軸合わせを行うことのできる光導波路光軸合わせ
方法および装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光導波路光軸合わせ方法は、スペクトル幅の
広い光源からの出射光を用いて、対向して配置された第
一および第二の光導波路の光軸合わせを行う光導波路光
軸合わせ方法において、前記光源からの出射光を前記第
一の光導波路の入射端に入射しその出射端からの出射光
を前記第二の光導波路の入射端に入射し、前記第一の光
導波路の出射端または前記第二の光導波路の入射端また
は出射端において発生するフレネル反射光のうちで前記
第一の光導波路内を逆進した後にその入射端から出射し
たフレネル反射光を参照光と合波し、その干渉成分を光
干渉手段を用いて抽出し、この抽出された干渉成分から
前記フレネル反射光の光パワーを検出し、この検出され
た光パワーが所定の値になるように前記第一および第二
の光導波路の位置または角度を調整することを特徴とす
る。

本発明の光導波路光軸合わせ装置は、スペクトル幅の
広い光を出射する光源と、対向して配置された光軸合わ
せを行う第一および第二の光導波路の相互位置または角
度を微調整する手段を備えた光導波路光軸合わせ装置に
おいて、前記光源からの出射光を前記第一の光導波路の
入射端に入射する入射手段と、この入射手段からの入射
により前記第一の光導波路の出射端または前記第二の光
導波路の入射端または出射端で発生し前記第一の光導波
路内を逆進した後にその入射端から出射されたフレネル
反射光と参照光とを合波しその干渉成分を抽出する光干
渉手段と、前記フレネル反射光あるいは前記光干渉手段
中の参照光の位相変調を行う位相変調手段と、前記第一
あるいは第二の光導波路を一定の周期で回転あるいは振
動させる振動手段と、前記光干渉手段からの光出力から
所定の電気信号を検出する信号検出手段と、この信号検
出手段からの出力に応じて前記第一およひ第二の光導波
路の位置調整信号を前記微調整する手段に与える制御手
段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、入射手段
は、光源からの出射光を受光し所定の偏波モードを保持
した平行ビーム光を形成する偏光子および対物レンズ
と、前記平行ビーム光を第一の光導波路の入射端に入射
し光ファイバーカプラーの一方の入射分岐部および出射
分岐部を構成する光ファイバーとを含むことができる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、光干渉手
段は、入射手段を構成する光ファイバーカプラーを含
み、その光ファイバーカプラーの一方の出射分岐部を逆
進するフレネル反射光と、前記光ファイバーカプラーの
一方の入射分岐部から他方の出射分岐部に入射された光
をその出射端に設けられた移動手段を有する全反射鏡に
より反射された参照光とを前記光ファイバーカプラーの
他方の入射分岐部において合波させる構成であり、位相
変調手段は、前記光ファイバーカプラーの一方の出射分
岐部の出射端に近接した部分の光ファイバーケーブルが
巻かれた電歪振動子とその駆動用発振器とを含むことが
できる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、光干渉手
段は、入射手段を構成する光ファイバーカプラーの一方
の出射分岐部を逆進するフレネル反射光のうち第一の光
導波路の入射端あるいは出射端におけるフレネル反射光
を参照光とし、この参照光と他のフレネル反射光との合
波光を前記光ファイバーカプラーの他方の入射分岐部か
ら取り出す構成であり、前記合波光を平行ビーム光にす
る対物レンズと、前記平行ビーム光を二分割し反射光を
合波するビームスプリッターと、このビームスプリッタ
ーにより二分割された前記平行ビーム光をそれぞれ全反
射する第一の全反射鏡および移動手段を有する第二の全
反射鏡とを含み、位相変調手段は、前記第二の全反射鏡
に取り付けられた電歪振動子と、その駆動用発振器とを
含むことができる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、光干渉手
段は、入射手段を構成する第一の光ファイバーカプラー
の一方の出射分岐部を逆進するフレネル反射光のうち第
一の光導波路の入射端あるいは出射端におけるフレネル
反射光を参照光とし、この参照光と他のフレネル反射光
との合波光を前記第一の光ファイバーカプラーの他方の
入射分岐部から取り出す構成であり、一方の入射分岐部
が前記第一の光ファイバーカプラーの他方の入射分岐部
に結合され、一方の出射分岐部には全反射鏡が設けら
れ、他方の出射分岐部の出射端には対物レンズを介して
移動手段を有する全反射鏡が設けられ、他方の入射分岐
部より出力光を出射する第二の光ファイバーカプラーを
含み、位相変調手段は、前記第二の光ファイバーカプラ
ーの一方の出射分岐部の出射端に近接した部分の光ファ
イバーケーブルが巻かれた電歪振動子と、その駆動用発
振器とを含むことができる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、振動手段
は、前記微調整する手段に含まれ前記第一または第二の
光導波路を載置する微小回転および微小振動装置付きの
微動台であることができる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、信号検出
手段は、光干渉手段からの出力光を電気信号に変換する
光検出器と、この光検出器からの出力信号中より位相変
調成分および振動成分を検出する同期検出装置とを含む
ことができる。

また、本発明の光導波路光軸合わせ装置は、同期検出
装置は、位相変調成分を検出する包絡線検波器と、この
包絡線検波器の出力信号から第一の光導波路あるいは第
二の光導波路を微小振動させた振動成分を同期検波する
ロックイン増幅器とを含むことができる。

〔作用〕

本発明は、光軸合わせを行う光導波路の入出射端で生
じるフレネル反射光をスペクトル幅の広い光源と原理的
にマイケルソン干渉計を構成する光干渉手段を用いて、
他の部分からの反射光と分離して検出し、その検出信号
の最適化条件を満たすように（通常最大値または最小
値）前記光導波路の光軸合わせを行う。

従って、各端面で生じるフレネル反射光を干渉計を用
いてモニターするために、出射端側にモニター系を設置
する必要がなく、光導波路出射光をモニターできない場
合にも光軸合わせが可能となる。

さらに、位相変調手段および振動手段により前記フレ
ネル反射光に特定の周波数変調成分を与え、これを同期
検出装置を含む信号検出手段により検出し、制御手段に
よりフィードバックをかけることにより、光導波路光軸
合わせを自動的に正確かつ迅速に行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の第一実施例を示す説明図で、光導波
路光軸合わせ装置の構成を示す。本第一実施例は、スペ
クトル幅200Åの光を出射するスーパー・ルミネッセン
ト・ダイオード〔シー・エス・ワンダ他、アプライド・
フィジックス・レターズ（C.S.Wang et al.Appl.Phys.L
ett.）41巻、589頁、1982年参照〕からなる光源11と、
光源11からの出射光を受光し所定の偏波モードを保持し
た平行ビーム光を形成する対物レンズ12、偏光子13およ
び対物レンズ14とからなる光学系と、一方の入射分岐部
C₁の入射端に対物レンズ14からの出射光が入射されたそ
の入射光が一方の出射分岐部C₂の出射端から光軸合わせ
を行う第一の光導波路16の入射端に出射されるように配
置された偏波保持形の光ファイバーカプラー15〔アイ・
ヨコハマ他、エレクトロニックス・レターズ（I.Yokoha
ma et al.Electron.Lett.）20巻、1004頁、1984年参
照）と、光ファイバーカプラー15の他方の出射分岐部C₃
の出射端に設けられた対物レンズ20、および移動ステー
ジ22上に載置された全反射鏡21と、光ファイバーカプラ
ー15の他方の入射分岐部C₄の入射端に結合された光検波
器23と、光検波器23からの出力を増幅する増幅器24と、
増幅器24の出力からフレネル反射波成分を検出する包絡
線検波器およびロックイン増幅器を含む同期検出装置25
と、光ファイバーカプラー15の一方の出射分岐部C₂の出
射端に近接した部分の光ファイバーケーブルが巻かれた
円筒型の電歪振動子27およびその駆動用発振器28と、制
御装置26と、第一の光導波路16と対向して置かれた光軸
合わせを行う第二の光導波路17と、第一の光導波路16を
載置する微動台18と、第二の光導波路17を載置する微小
回転および微小振動装置付きの微動台19とを含んでい
る。

本発明の特徴は、対物レンズ12および14と、偏光子13
と、光ファイバーカプラー15の一方の入射分岐部C₁およ
ひ出射分岐部C₂とから構成される入射手段と、光ファイ
バーカプラー15と、対物レンズ20と、移動ステージ22を
有する全反射鏡21とを含む光干渉手段と、電歪振動子27
と、駆動用発振器28とを含む位相変調手段と、光検出器
23と、増幅器24と、同期検出装置25とを含む信号検出手
段と、微小回転および微小振動装置付きの微動台19を含
む振動手段と、制御装置26を含む制御手段とを設けたこ
とにある。

次に、本第一実施例の装置の動作とともに本発明の光
導波路光軸合わせ方法について説明する。

光源（スーパー・ルミネッセント・ダイオード）11か
らの出射光は、対物レンズ12および14と偏光子13により
集光されて光ファイバーカプラー15の一方の入射分岐部
C₁に入射する。ここで、偏光子13を用いて、光ファイバ
ーカプラー15の偏波を保持する二つのモードのうちの一
方のみを入射分岐部C₁の入射端において励起している。
光ファイバーカプラー15は入射分岐部C₁から入射した光
を偏波を保持した状態で出射分岐部C₂およびC₃の二方向
に分配する。光ファイバーカプラー15の出射分岐部C₂の
出射端は、光軸合わせ用の第一の光導波路16の一方のみ
の伝播モードを励起するように配置されており、出射分
岐部C₂に入射した光は出射分岐部C₂のファイバー出射端
より光軸合わせを行う第一および第二の光導波路16およ
び17に入射する。光導波路16の出射端および17の入射端
および出射端で生じたフレネル反射光は再び出射分岐部
C₂のファイバーに入射し、入射分岐部C₄を通ってこの入
射分岐部C₄のファイバーより出射する。また、入射分岐
部C₁より入射し、出射分岐部C₃に分配された光は出射分
岐部C₃のファイバー出射端に設置された対物レンズ20に
より平行ビームとなり、全反射鏡21で全反射した後に再
び出射分岐部C₃に入射し、入射分岐部C₄を通り、ここで
前記フレネル反射光と合波される。

光ファイバーカプラー15の出射分岐部C₂のファイバー
は、円筒型の電歪振動子27に巻き付けられており、電歪
振動子27は共振周波数20KHzの駆動用発振器28により駆
動されており、出射分岐部C₂のファイバー内を伝播する
光は位相変調を受ける。すなわち、出射分岐部C₂を通る
フレネル反射光もまた位相変調を受ける。従って、かか
る位相変調を受けたフレネル反射光と、出射分岐部C₃を
伝播し全反射鏡21で反射して再び出射分岐部C₃を伝播す
る参照光とが干渉する場合には、干渉強度の振幅は20KH
zで振動する。そこで本第一実施例では、この20KHz成分
の振幅を同期検波装置25内に内蔵された図外の包装線検
波器で検波する。さらに、第二の光導波路17は、光軸に
対して垂直な面内で水平方向に振幅0.1μｍ、10Hzの周
期で微小振動を微動台19を介して印加されており、干渉
成分中の振動に同期した成分を抽出するために、前記の
包絡線検波器出力信号を同期検出装置25に内蔵された図
外のロックイン増幅器で同期検波する。制御装置26はこ
の検出信号に応じて微動台19を上下左右に微小に移動さ
せることにより、光軸の調整を行う。

光源（スーパー・ルミネッセント・ダイオード）11か
らの出射光のスペクトル幅はδλ＝200Å、中心波長は
λ＝0.8μｍである。従って、可干渉距離はδｌは、 δｌ＝λ²／δλ≒30μｍとなる。すなわち、光源11からの出射光を二分して再び
合波した場合、合波される二つの光の間の光路差が30μ
ｍ以内で一致したときだけ干渉する。

従って、第１図において、全反射鏡21を移動ステージ
22により適当に移動させ、光ファイバーカプラー15の分
岐点と全反射鏡21とを含む干渉計内の光路長を、光ファ
イバーカプラー15の分岐点と第一または第二の光導波路
16または17の特定の端面との間の光路長に可干渉距離δ
ｌ内で一致させることにより、特定の端面からのフレネ
ル反射光と参照光のみ干渉させることが可能になり、こ
の干渉成分よりこのフレネル反射光の光パワーを検出す
ることができる。

第一の光導波路16と第二の光導波路17との間の距離
は、第一の光導波路16の出射端、および第二光導波路17
の入射端で生じるフレネル反射光が参照光とそれぞれ干
渉するときの全反射鏡21の位置より測定できる。

第２図は第一と第二の光導波路16と17とが角度θで傾
いているときの傾斜変位時の光伝搬を示す。導波路間に
傾斜が存在すると、第二の光導波路17の入射端からのフ
レネル反射光は、第一の光導波路16に対して非対称なフ
ィールドパターンとなり、第一の光導波路16内の伝搬モ
ードに結合できなくなるため、この光導波モードに結合
する結合反射光パワーは第３図に示すように、角度θ＝
０で最大値を取り角度が大きくなるにつれて減少する。
従って、結合光パワーが最大となるように光導波路の回
転を行うことによって θ＝０すなわち二つの光導波路16および17を一直線上に並べる
ことができる。

第４図は、第二の光導波路17が第一の光導波路16に対
して、光軸の垂直な方向にｄだけ変位している垂直変位
時の場合を示す。この場合は、第５図に示すように、第
一の光導波路16からの出射光は、第二の光導波路17の入
射端には対称なフィールドパターン（電界分布）で入射
するが、導波部分が互いにずれているめに、第二の光導
波路17の伝搬モードとして結合し、この光導波路17の出
射端でフレネル反射により反射し、再び第一の光導波路
16に結合する光の光パワーは変位ｄが大になるとともに
減少する。従って、第二の光導波路17の出射端でフレネ
ル反射し、第一の光導波路16を逆に伝搬した戻り光の光
パワーを干渉計を用いて検出し、この戻り光の光パワー
が最大となるように光導波路を変位させることにより光
軸を一致させることができる。

第３図および第５図に示すように、極大近辺では回転
あるいは変位に対する結合反射光パワーの変化量が小さ
いために、高精度に原点（θ＝０、ｄ＝０）を検出する
ことは難しい。そこで、本第一実施例では、光導波路17
に微小な回転および振動を振動台19により加えている。
この場合、第３図および第４図に示すように、この微小
回転あるいは微小変位と同期して検出した信号は、結合
反射光パワーの角度微分（第３図）および変位微分（第
５図結合）に相当し、 θ＝０° ｄ＝０で零となる（零位法）。従って、この同期信号を同期検
出装置25内のロックイン増幅器により検出することによ
って、光導波路17を θ＝０° ｄ＝０の位置に高精度に設定することができる。

第６図は干渉成分を同期検波した結果を示す。変位と
ともに微分出力は原点近くで急激に零に近づいており、
本第一実施例により、±0.2μｍの精度で光軸合わせが
できた。同様にして、傾斜も±１°以内に抑えることが
できた。

また、通常の光導波路には偏波を保持するTEモードと
TMモードの二つのモードが存在し、これに応じてモード
間に偏波分散（群遅延時間差）が生じる。第二の光導波
路17の入射端で二つのモードが励起されると、光導波路
17を伝搬し出射端で反射して戻ったフレネル反射光は、
この光導波路17の偏波分散値の２倍に相当する群遅延時
間差を有する二つの独立した光波となる。このため、全
反射鏡21を適当に移動させ、前記の各モードを伝播した
光の光パワーをそれぞれ検出することが可能となり、従
って一方の光パワーが零となるように光導波路17を回転
させることにより、主軸を一致させることができる。本
第一実施例では、±２°の精度で主軸を一致させること
ができた。

第７図は本発明の第二実施例を示す説明図で、本発明
の光導波路光軸合わせ装置の構成を示す。本第二実施例
は第１図の第一実施例において、光干渉手段および位相
変調手段を次のように改めたものである。

すなわち、光干渉手段は、入射手段を構成する光ファ
イバーカプラー15の一方の出射分岐部C₂を逆進するフレ
ネル反射光のうち第一の光導波路16の入射端あるいは出
射端におけるフレネル反射光を参照光とし、この参照光
と他のフレネル反射光との合波光を光ファイバーカプラ
ー15の他方の入射分岐部C₄の入射端から取り出す構成で
あり、前記合波光を平行ビーム光にする対物レンズ29
と、前記平行ビーム光を二分割し反射光を合波するビー
ムスプリッター30と、このビームスプリッター30により
二分割された前記平行ビーム光をそれぞれ全反射する第
一の全反射鏡としての直角凹面鏡31および移動ステージ
35を有する第二の全反射鏡として直角凹面鏡32とを含
み、位相変調手段は、直角凹面鏡32に取り付けられた電歪
振動子33と、その駆動用発振器34とを含む。

本発明の特徴は、第７図において、第１図に示したと
同じ入射手段、信号検出手段、振動手段および制御手段
と、対物レンズ29、ビームスプリッター30、直角凹面鏡
31および移動ステージ35を有する直角凹面鏡32とを含む
光干渉手段と、電歪振動子33および振動用発振器34を含
む位相変調手段とを設けたことにある。

次に、本第二実施例の装置の動作とともに本発明の光
導波路光軸合わせ方法について説明する。

光源（スーパー・ルミネッセント・ダイオード）11か
らの出射光は、対物レンズ12および14と偏光子13とによ
り光ファイバーカプラー15の一方の入射分岐部C₁に入射
される。光ファイバーカプラー15は入射分岐部C₁側から
入射した光を出射分岐部C₂およびC₃の二方向に分配す
る。光ファイバーカプラー15の出射分岐部C₂の出射端は
光軸調整用の第一の光導波路16の伝播モードを励起する
ように配置されており、出射分岐部C₂に入射した光は出
射分岐部C₂のファイバー出射端より第一の光導波路16、
次に第二の光導波路17の順に伝播する。

第一の光導波路16の出射端および第二の光導波路17の
入出射端で生じたフレネル反射光は再び出射分岐部C₂の
ファイバーに入射し、入射分岐部C₄のファイバーより出
射する。また、入射分岐部C₁より入射し、出射分岐部C₃
に分配された光は出射分岐部C₃のファイバー出射端より
空間に放射されて再び出射分岐部C₃のファイバーに戻る
ことはない（ファイバー端面はマッチングオイルに浸さ
れており、端面におけるフレネル反射光は無視でき
る）。

入射分岐部C₄からの出射光は対物レンズ29によりコリ
メートされて平行ビームとなり、ビームスプリッター30
で２方向に分割される。ビームスプリッター30を通過し
た光は直角凹面鏡32で反射された後、ビームスプリッタ
ー30で反射され、ビームスプリッター30で反射されてか
ら直角凹面鏡31で反射されて再びビームスプリッター30
に戻った光と合波されて光検出器23に入射する。直角凹
面鏡32は駆動用発振器34で駆動された電歪振動子33によ
り1KHzでビーム方向に振動しており、この直角凹面鏡32
を反射した光は位相変調を受ける。従って、かかる位相
変調を受けた光と受けない光とが干渉する場合には、干
渉強度は1KHzで振動する。この信号を前述の第一実施例
と同様な方法を用いて処理して光軸合わせを行う。

本第二実施例では、第一実施例のように光ファイバー
カプラー15の出射分岐部C₃に分配された光を参照光とせ
ずに、第一の光導波路16の出射端において生じるフレネ
ル反射光を参照光としている。このため、この参照光と
各入出射端で生じたフレネル反射光との光路長差を一致
させるために、本第二実施例では、第７図のようにマイ
ケルソン干渉計を設置して干渉計の一方の直角凹面鏡32
を移動ステージ35で移動させることによって、両者の光
路長を調節している。

第１図に示した第一実施例では、参照光の光路長を変
化させるために、移動ステージ22によって全反射鏡21を
δμｍにわたって移動させた。しかし、この全反射鏡21
の移動に対して、光軸のずれに起因して光ファイバーカ
プラー15の出射分岐部C₃に入射する参照光のパワーが低
下するという問題があったが、本第二実施例ではこの問
題は解決されている。

また、第一実施例では、参照光が出射分岐部C₃を往復
した光であるために、光導波路を順次接続していくにつ
れて、フレネル反射光と参照光とを干渉させるため全反
射鏡21も順次後退させる必要があるが、全反射鏡21の移
動距離は移動ステージ22のストロークにより制限されて
しまう。このために、第一実施例では、接続できる光導
波路の数が限られてしまう。一方、第二実施例では、す
でに接続された最前列の光導波路の出射端におけるフレ
ネル反射光が参照光となるために、マイケルソン干渉計
内の直角凹面鏡32の移動距離は、基本的に１個の導波路の長さ×屈折率内におさえられるので、被接続光導波路の個数にはよら
ないという利点がある。

第８図は本発明の第三実施例を示す説明図で、本発明
の光導波路光軸合わせ装置の構成を示す。本第三実施例
は第７図の第二実施例において、光干渉手段および位相
変換手段を次のように改めたものである。

すなわち、光干渉手段は、入射手段を構成する第一の
光ファイバーカプラー15の一方の出射分岐部C₂を逆進す
るフレネル反射光のうち、第一の光導波路16の入射端あ
るいは出射端におけるフレネル反射光を参照光とし、こ
の参照光と他のフレネル反射光との合波光を第一の光フ
ァイバーカプラー15の他方の入射分岐部C₄から取り出す
構成であり、一方の入射分岐部C₅が第一の光ファイバー
カプラー15の他方の入射分岐部C₄に結合され、一方の出
射分岐部C₆には全反射鏡37が設けられ、他方の出射分岐
部C₇の出射端には対物レンズ20を介して移動ステージ22
を有する全反射鏡21が設けられ、他方の入射分岐部C₈よ
り出力光を出射する第二の光ファイバーカプラー36を含
み、位相変調手段は、第二の光ファイバーカプラー36の一
方の出射分岐部C₆の出射端に近接した部分の光ファイバ
ーケーブルが巻かれた円筒型の電歪振動子27と、その駆
動用発振器28とを含む。

本発明の特徴は、第８図において、第１図に示したと
同じ、入射手段、信号検出手段、振動手段および制御手
段と、対物レンズ20、移動ステージ22を有する全反射鏡
21、全反射鏡37および第二の光ファイバーカプラー36を
含む光干渉手段と、電歪振動子27および駆動用発振器28
を含む位相変調手段とを設けたことにある。

次に、本第三実施例の装置の動作とともに本発明の光
導波路光軸合わせ方法について説明する。

本第三実施例は、基本的に第７図に示した第二実施例
と同一であるが、第二実施例ではマイケルソン干渉計を
バルク形のビームスプリッターと２個の直角凹面鏡で構
成したが、本第三実施例ではこれをファイバーカプラー
36と全反射鏡21および37とで構成している点が異なる。
すなわち、光ファイバーカプラー15の分岐部C₄は、光フ
ァイバーカプラー36の入射分岐部C₅と主軸を一致させて
接続されており、光ファイバーカプラー15の入射分岐部
C₄を通ったフレネル反射光と参照光は、光ファイバーカ
プラー36の入射分岐部C₅を通過した後にその出射分岐部
C₆とC₇との方向に分配される。光ファイバーカプラー36
の出射分岐部C₆の出射端には全反射鏡37が密着して配置
されており、この出射分岐部C₆を伝搬した光は全反射鏡
37で全反射され、再び出射分岐部C₆よりファイバー内を
伝搬し、入射分岐部C₈のファイバーより出射する。一
方、入射分岐部C₅を通り出射分岐部C₇に分配された光
は、出射分岐部C₇のファイバー出射端に設置された対物
レンズ20により平行ビームとなり、全反射鏡21で全反射
した後に再び出射分岐部C₇に入射し、入射分岐部C₈を通
り、ここで出射分岐部C₆を往復した光と合波される。

光ファイバーカプラー36の出射分岐部C₆のファイバー
は、円筒型の電歪振動子27に巻き付けられている。電歪
振動子27は駆動用発振器28により共振周波数20KHzの交
流で駆動されており、出射分岐部C₆のファイバー内を伝
搬する光は位相変調を受ける。従って、かかる位相変調
を受けた光と、出射分岐部C₇を往復した位相変調を受け
ない光とが干渉する場合には、干渉強度の振幅は20KHz
で振動する。この信号を第一実施例と同様に処理して光
軸合わせを行う。

また、第７図に示した第二実施例と同様に、参照光と
フレネル反射光を干渉させるために、ファイバー形のマ
イケルソン干渉計内の一方の出射分岐部C₇の全反射鏡21
を移動ステージ22により光軸方向に移動させる。

以上述べた通り、本第三実施例においては、干渉計が
ファイバー形で構成されており、光の合分波が安定して
行われることから、信号検出の信頼性が一層向上する利
点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、前述の構成に
より光導波路の光軸合わせが従来の技術と比較して容易
にしかも高精度に実行できる他に、光導波路からの出射
光がモニター不可能な場合においても光軸合わせが可能
な光導波路光軸合わせ方法および装置を得ることがで
き、光導波路の主軸合わせにおいてはきわめて有効でそ
の効果は大である。

さらに本発明の実施例を完全に自動化することによ
り、万能な光導波路の光軸合わせ装置を実現することが
でき、その効果は大となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す説明図。第２図は傾斜変位時の光伝播の説明図。第３図は微小回転時の出力特性図。第４図は垂直変位時の光伝播の説明図。第５図は垂直変位時の出力特性図。第６図は微分出力波形を示す図。第７図は本発明の第二実施例を示す説明図。第８図は本発明の第三実施例を示す説明図。第９図は従来例を示す説明図。１、13……偏光子、２、５、12、14、20、29……対物レ
ンズ、３、４、16、17……光導波路、６……検光子、７
……光パワー計、11……光源、15、36……光ファイバー
カプラー、18、19……微動台、21、37……全反射鏡、2
2、35……移動ステージ、23……光検出器、24……増幅
器、25……同期検出装置、26……制御装置、27、33……
電歪振動子、28、34……駆動用発振器、30……ビームス
プリッター、31、32……直角凹面鏡。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−154212（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−82740（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−28638（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−41607（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−208709（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−79208（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スペクトル幅の広い光源からの出射光を用
いて、対向して配置された第一および第二の光導波路の
光軸合わせを行う光導波路光軸合わせ方法において、前記光源からの出射光を前記第一の光導波路（16）の入
射端に入射しその出射端からの出射光を前記第二の光導
波路（17）の入射端に入射し、前記第一の光導波路の出
射端または前記第二の光導波路の入射端または出射端に
おいて発生するフレネル反射光のうちで前記第一の光導
波路内を逆進した後にその入射端から出射したフレネル
反射光を参照光と合波し、その干渉成分を光干渉手段を
用いて抽出し、この抽出された干渉成分から前記フレネ
ル反射光の光パワーを検出し、この検出された光パワー
が所定の値になるように前記第一および第二の光導波路
の位置または角度を調整することを特徴とする光導波路光軸合わせ方法。
【請求項２】スペクトル幅の広い光を出射する光源と、
対向して配置された光軸合わせを行う第一および第二の
光導波路の相互位置または角度を微調整する手段を備え
た光導波路光軸合わせ装置において、前記光源からの出射光を前記第一の光導波路の入射端に
入射する入射手段と、この入射手段からの入射により前
記第一の光導波路の出射端または前記第二の光導波路の
入射端または出射端で発生し前記第一の光導波路内を逆
進した後にその入射端から出射されたフレネル反射光と
参照光とを合波しその干渉成分を抽出する光干渉手段
と、前記フレネル反射光あるいは前記光干渉手段中の参
照光の位相変調を行う位相変調手段と、前記第一あるい
は第二の光導波路を一定の周期で回転あるいは振動させ
る振動手段と、前記光干渉手段からの光出力から所定の
電気信号を検出する信号検出手段と、この信号検出手段
からの出力に応じて前記第一および第二の光導波路の位
置調整信号を前記微調整する手段に与える制御手段とを備えたことを特徴とする光導波路光軸合わせ装置。
【請求項３】入射手段は、光源（11）からの出射光を受
光し所定の偏波モードを保持した平行ビーム光を形成す
る偏光子（13）および対物レンズ（12、14）と、前記平
行ビーム光を第一の光導波路の入射端に入射し光ファイ
バーカプラー（15）の一方の入射分岐部および出射分岐
部を構成する光ファイバーとを含む特許請求の範囲第
（２）項記載の光導波路光軸合わせ装置。
【請求項４】光干渉手段は、入射手段を構成する光ファ
イバーカプラー（15）を含み、その光ファイバーカプラ
ーの一方の出射分岐部（C₂）を逆進するフレネル反射光
と、前記光ファイバーカプラーの一方の入射分岐部
（C₁）から他方の出射分岐部（C₃）に入射された光をそ
の出射端に設けられた移動手段（22）を有する全反射鏡
（21）により反射された参照光とを前記光ファイバーカ
プラーの他方の入射分岐部（C₄）において合波させる構
成であり、位相変調手段は、前記光ファイバーカプラーの一方の出
射分岐部の出射端に近接した部分の光ファイバーケーブ
ルが巻かれた電歪振動子（27）とその駆動用発振器（2
8）とを含む特許請求の範囲第（２）項記載の光導波路
光軸合わせ装置。
【請求項５】光干渉手段は、入射手段を構成する光ファ
イバーカプラー（15）の一方の出射分岐部（C₂）を逆進
するフレネル反射光のうち第一の光導波路の入射端ある
いは出射端におけるフレネル反射光を参照光とし、この
参照光と他のフレネル反射光との合波光を前記光ファイ
バーカプラーの他方の入射分岐部（C₄）から取り出す構
成であり、前記合波光を平行ビーム光にする対物レンズ
（29）と、前記平行ビーム光を二分割し反射光を合波す
るビームスプリッター（30）と、このビームスプリッタ
ーにより二分割された前記平行ビーム光をそれぞれ全反
射する第一の全反射鏡（31）および移動手段（35）を有
する第二の全反射鏡（32）とを含み、位相変調手段は、前記第二の全反射鏡に取り付けられた
電歪振動子（33）と、その駆動用発振器（34）とを含む
特許請求の範囲第（２）項記載の光導波路光軸合わせ装
置。
【請求項６】光干渉手段は、入射手段を構成する第一の
光ファイバーカプラー（15）の一方の出射分岐部（C₂）
を逆進するフレネル反射光のうち第一の光導波路の入射
端あるいは出射端におけるフレネル反射光を参照光と
し、この参照光と他のフレネル反射光との合波光を前記
第一の光ファイバーカプラーの他方の入射分岐部（C₄）
から取り出す構成であり、一方の入射分岐部（C₅）が前
記第一の光ファイバーカプラーの他方の入射分岐部
（C₄）に結合され、一方の出射分岐部（C₆）には全反射
鏡（37）が設けられ、他方の出射分岐部（C₇）の出射端
には対物レンズ（20）を介して移動手段（22）を有する
全反射鏡（21）が設けられ、他方の入射分岐部（C₈）よ
り出力光を出射する第二の光ファイバーカプラー（36）
を含み、位相変調手段は、前記第二の光ファイバーカプラーの一
方の出射分岐部の出射端に近接した部分の光ファイバー
ケーブルが巻かれた電歪振動子（27）と、その駆動用発
振器（28）とを含む特許請求の範囲第（２）項記載の光
導波路光軸合わせ装置。
【請求項７】振動手段は、前記微調整する手段に含まれ
前記第一または第二の光導波路を載置する微小回転およ
び微小振動装置付きの微動台（19）である特許請求の範
囲第（２）項記載の光導波路光軸合わせ装置。
【請求項８】信号検出手段は、光干渉手段からの出力光
を電気信号に変換する光検出器（23）と、この光検出器
からの出力信号中より位相変調成分および振動成分を検
出する同期検出装置（25）とを含む特許請求の範囲第
（２）項記載の光導波路光軸合わせ装置。
【請求項９】同期検出装置は、位相変調成分を検出する
包絡線検波器と、この包絡線検波器の出力信号から第一
の光導波路あるいは第二の光導波路を微小振動させた振
動成分を同期検波するロックイン増幅器とを含む特許請
求の範囲第（８）項記載の光導波路光軸合わせ装置。