JPH0894890A - 光ファイバの光軸合わせ方法 - Google Patents
光ファイバの光軸合わせ方法Info
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- JPH0894890A JPH0894890A JP23335094A JP23335094A JPH0894890A JP H0894890 A JPH0894890 A JP H0894890A JP 23335094 A JP23335094 A JP 23335094A JP 23335094 A JP23335094 A JP 23335094A JP H0894890 A JPH0894890 A JP H0894890A
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- optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】効率の良い半導体レーザと光ファイバとの光軸
合わせ。 【構成】光ファイバに対し半導体レーザを一定の方向に
移動し３つの位置で半導体レーザから光ファイバを通過
した光の光パワー値を測定し、この３つの位置および光
パワー値から半導体レーザを移動した時の光パワー値の
分布（光分布）を近似する凸形関数を求め、この凸形関
数のピーク位置に半導体レーザを移動して光パワー値を
測定し、この測定結果を追加して再び凸形関数およびそ
のピーク位置を求めることを光パワーの測定位置をピー
ク位置との距離が許容範囲内になるまで繰り返す
合わせ。 【構成】光ファイバに対し半導体レーザを一定の方向に
移動し３つの位置で半導体レーザから光ファイバを通過
した光の光パワー値を測定し、この３つの位置および光
パワー値から半導体レーザを移動した時の光パワー値の
分布（光分布）を近似する凸形関数を求め、この凸形関
数のピーク位置に半導体レーザを移動して光パワー値を
測定し、この測定結果を追加して再び凸形関数およびそ
のピーク位置を求めることを光パワーの測定位置をピー
ク位置との距離が許容範囲内になるまで繰り返す
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光モジュールの組立等
における半導体レーザ等の発光素子と光ファイバの光軸
を三次元空間で光りファイバからの透過光出力が最大と
なるように光軸位置合わせをする光ファイバの光軸合わ
せ方法に関する。
における半導体レーザ等の発光素子と光ファイバの光軸
を三次元空間で光りファイバからの透過光出力が最大と
なるように光軸位置合わせをする光ファイバの光軸合わ
せ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバの先端に半導体レーザを取り
付けた光モジュールの組立においては半導体レーザと光
ファイバとを結合効率が最大となるように光軸合わせを
した後に、スリーブなどを介して光ファイバと半導体レ
ーザとを相互に溶接し固定している。図６はこのような
光ファイバの光軸合わせ方法を示す既略的な斜視図であ
る。図６において光ファイバ３の端部（以下光ファイバ
３と略称する）を半導体レーザ１のレーザ光の出射光軸
２にほぼ平行となるようにして光ファイバ３の受光面を
半導体レーザ１に近接させ、半導体レーザ１と光ファイ
バ３とを相対的に出射光軸２に垂直なＸ，Ｙ方向及び出
射光軸２の方向のＺ方向（Ｘ，Ｙ、Ｚ方向は互いに直
交）に動かして（ＸＹＺ調整）光軸合わせを行う。
付けた光モジュールの組立においては半導体レーザと光
ファイバとを結合効率が最大となるように光軸合わせを
した後に、スリーブなどを介して光ファイバと半導体レ
ーザとを相互に溶接し固定している。図６はこのような
光ファイバの光軸合わせ方法を示す既略的な斜視図であ
る。図６において光ファイバ３の端部（以下光ファイバ
３と略称する）を半導体レーザ１のレーザ光の出射光軸
２にほぼ平行となるようにして光ファイバ３の受光面を
半導体レーザ１に近接させ、半導体レーザ１と光ファイ
バ３とを相対的に出射光軸２に垂直なＸ，Ｙ方向及び出
射光軸２の方向のＺ方向（Ｘ，Ｙ、Ｚ方向は互いに直
交）に動かして（ＸＹＺ調整）光軸合わせを行う。
【０００３】従来の光ファイバの光軸合わせ方法は、図
７に示すように、粗調整としての焦点サーチ（処理５
１）の後に精密調整としての調整ピットの小さい面サー
チ（処理５２）を行う。この焦点サーチおよび面サーチ
について図６を参照して説明する。
７に示すように、粗調整としての焦点サーチ（処理５
１）の後に精密調整としての調整ピットの小さい面サー
チ（処理５２）を行う。この焦点サーチおよび面サーチ
について図６を参照して説明する。
【０００４】準備段階として半導体レーザ１を出射光軸
がＺ方向となるようにＸＹテーブル（Ｘ，Ｙ方向に移動
可能なテーブル、図示略）に固定し、光ファイバ３をＺ
方向に先端を半導体レーザ１に向けてＺテーブル（Ｚ方
向に移動可能なテーブル、図示略）に固定し、光ファイ
バ全長の他端にセットしたセンサで半導体レーザが出射
し光ファイバ全長を透過した光の強さ（以下光パワー値
と称す）をモニタするようにしておく。
がＺ方向となるようにＸＹテーブル（Ｘ，Ｙ方向に移動
可能なテーブル、図示略）に固定し、光ファイバ３をＺ
方向に先端を半導体レーザ１に向けてＺテーブル（Ｚ方
向に移動可能なテーブル、図示略）に固定し、光ファイ
バ全長の他端にセットしたセンサで半導体レーザが出射
し光ファイバ全長を透過した光の強さ（以下光パワー値
と称す）をモニタするようにしておく。
【０００５】面サーチとは、光ファイバ３に対し半導体
レーザ１をＸ，Ｙの二方向に一定ピッチずつ移動させる
山登り法により、光パワー値が最大となるように半導体
レーザ１の位置を調整する工程である。
レーザ１をＸ，Ｙの二方向に一定ピッチずつ移動させる
山登り法により、光パワー値が最大となるように半導体
レーザ１の位置を調整する工程である。
【０００６】焦点サーチとは、半導体レーザ１に対し光
ファイバ３をＺ方向に一定ピッチずつ移動させて光パワ
ー値が最大となるように光ファイバ３の位置を調整する
Ｚの一方向のサーチと、前述のＸ，Ｙ方向の面サーチと
を交互に繰り返してＸ，Ｙ，Ｚの三方向において光パワ
ー値が最大となる光ファイバ３と半導体レーザ１との相
対位置を調整する工程である。
ファイバ３をＺ方向に一定ピッチずつ移動させて光パワ
ー値が最大となるように光ファイバ３の位置を調整する
Ｚの一方向のサーチと、前述のＸ，Ｙ方向の面サーチと
を交互に繰り返してＸ，Ｙ，Ｚの三方向において光パワ
ー値が最大となる光ファイバ３と半導体レーザ１との相
対位置を調整する工程である。
【０００７】図５は焦点サーチ、面サーチで用いる従来
の山登り法を説明するための図である。
の山登り法を説明するための図である。
【０００８】山登り法では、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸独立にピーク
の探索を行う（Ｘ，Ｙ方向の面サーチでは光パワー値が
最大となるようにＸ方向の位置調整とＹ方向の位置調整
を交互に繰り返す）。図５を参照してＸ軸方向の山登り
法を取り上げて説明する。図５で横軸は半導体レーザを
載置したＸＹテーブルのＸ方向の位置を示し、縦軸は光
パワー値を示す。ＸＹテーブルの初めの位置はａ点であ
ったとする。山登り法ではまずＸＹテーブルをａ点から
一定ピッチだけ移動し、ｂ点に位置させて光パワー値を
測定する。ａ点での光パワー値よりもｂ点での光パワー
値が大きい場合は、ＸＹテーブルをさらに同一方向に一
定ピッチだけ移動し、ｃ点に位置させ、光パワー値を測
定する。以上のように、測定する光パワー値が大きくな
り続ける限り、ＸＹテーブルの一定ピッチの移動と光パ
ワー値の測定を繰り返す。光パワー値がピークとなる点
ｄを過ぎると、光パワー値が下がるのでＸＹテーブルの
一定ピッチ移動後に測定した光パワー値が移動前に測定
したものより下がった時は移動前の点に戻り、その戻っ
た点の光パワー値がピークのものとして、このＸ方向の
山登り法による光パワー値のピーク探索を終了する。
の探索を行う（Ｘ，Ｙ方向の面サーチでは光パワー値が
最大となるようにＸ方向の位置調整とＹ方向の位置調整
を交互に繰り返す）。図５を参照してＸ軸方向の山登り
法を取り上げて説明する。図５で横軸は半導体レーザを
載置したＸＹテーブルのＸ方向の位置を示し、縦軸は光
パワー値を示す。ＸＹテーブルの初めの位置はａ点であ
ったとする。山登り法ではまずＸＹテーブルをａ点から
一定ピッチだけ移動し、ｂ点に位置させて光パワー値を
測定する。ａ点での光パワー値よりもｂ点での光パワー
値が大きい場合は、ＸＹテーブルをさらに同一方向に一
定ピッチだけ移動し、ｃ点に位置させ、光パワー値を測
定する。以上のように、測定する光パワー値が大きくな
り続ける限り、ＸＹテーブルの一定ピッチの移動と光パ
ワー値の測定を繰り返す。光パワー値がピークとなる点
ｄを過ぎると、光パワー値が下がるのでＸＹテーブルの
一定ピッチ移動後に測定した光パワー値が移動前に測定
したものより下がった時は移動前の点に戻り、その戻っ
た点の光パワー値がピークのものとして、このＸ方向の
山登り法による光パワー値のピーク探索を終了する。
【０００９】従来の光ファイバの光軸合わせでは、図７
に示すように焦点サーチを行った後、より小さいピッチ
で面サーチを行い光パワー値が最大となる半導体レーザ
と光ファイバとの相対的位置を求める。このような半導
体レーザと光ファイバとの光軸合わせ方法の従来例とし
て特開平１−１８０５０７号公報に示された光軸調整方
法がある。
に示すように焦点サーチを行った後、より小さいピッチ
で面サーチを行い光パワー値が最大となる半導体レーザ
と光ファイバとの相対的位置を求める。このような半導
体レーザと光ファイバとの光軸合わせ方法の従来例とし
て特開平１−１８０５０７号公報に示された光軸調整方
法がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光ファ
イバの光軸合わせ方法における面サーチ工程および焦点
サーチ工程では、半導体レーザまたは光ファイバを一定
ピッチで移動させる山登り法のため、光分布（図５に示
すようなＸ，Ｙ，またはＺ方向のみ半導体レーザと光フ
ァイバの相対位置を変化させた時の光パワー値の分布）
の裾野のほうから、すなわち光パワー値がピークとなる
点から遠く離れた点から探索を開始する場合、測定・移
動のステップの繰り返しが多くなり、調整時間が長くな
るという欠点があった。
イバの光軸合わせ方法における面サーチ工程および焦点
サーチ工程では、半導体レーザまたは光ファイバを一定
ピッチで移動させる山登り法のため、光分布（図５に示
すようなＸ，Ｙ，またはＺ方向のみ半導体レーザと光フ
ァイバの相対位置を変化させた時の光パワー値の分布）
の裾野のほうから、すなわち光パワー値がピークとなる
点から遠く離れた点から探索を開始する場合、測定・移
動のステップの繰り返しが多くなり、調整時間が長くな
るという欠点があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
光ファイバの光軸合わせ方法は、一定の直線方向に発光
素子と光ファイバとを相対的に移動して調整したときの
前記一定の直線方向における前記発光素子と前記光ファ
イバとの相対的な位置について、複数の位置で前記発光
素子から出射され前記光ファイバを透過した光の光パワ
ー値を測定し、この複数の位置および測定した光パワー
値から、位置を変化させた時の光パワー値の変化である
光分布を近似する極値が一つである凸形関数およびこの
凸形関数が極値となる位置を決定することを特徴とす
る。
光ファイバの光軸合わせ方法は、一定の直線方向に発光
素子と光ファイバとを相対的に移動して調整したときの
前記一定の直線方向における前記発光素子と前記光ファ
イバとの相対的な位置について、複数の位置で前記発光
素子から出射され前記光ファイバを透過した光の光パワ
ー値を測定し、この複数の位置および測定した光パワー
値から、位置を変化させた時の光パワー値の変化である
光分布を近似する極値が一つである凸形関数およびこの
凸形関数が極値となる位置を決定することを特徴とす
る。
【００１２】本発明の請求項２に係る光ファイバの光軸
合わせ方法は、請求項１に係る光ファイバの光軸合わせ
方法により凸形関数およびこの凸形関数が極値となる位
置を決定する第１の手順と、前記凸形関数が極値となる
位置で光パワー値を測定する第２の手順と、この第２の
手順で測定に用いた位置および測定した光パワー値並び
に既に測定に用いた全ての位置および測定した光パワー
値から前記凸形関数および前記凸形関数が極値となる位
置を再決定する第３の手順とを含み、前記第１の手順の
次または前記第３の手順で測定に用いた位置と再決定し
た前記凸形関数が極値となる位置との差が許容範囲外で
ある時に前記第２の手順を行い、前記第３の手順で測定
に用いた位置と再決定した前記凸形関数が極値になる位
置との差が許容範囲内であるときは調整を終了すことを
特徴とする。
合わせ方法は、請求項１に係る光ファイバの光軸合わせ
方法により凸形関数およびこの凸形関数が極値となる位
置を決定する第１の手順と、前記凸形関数が極値となる
位置で光パワー値を測定する第２の手順と、この第２の
手順で測定に用いた位置および測定した光パワー値並び
に既に測定に用いた全ての位置および測定した光パワー
値から前記凸形関数および前記凸形関数が極値となる位
置を再決定する第３の手順とを含み、前記第１の手順の
次または前記第３の手順で測定に用いた位置と再決定し
た前記凸形関数が極値となる位置との差が許容範囲外で
ある時に前記第２の手順を行い、前記第３の手順で測定
に用いた位置と再決定した前記凸形関数が極値になる位
置との差が許容範囲内であるときは調整を終了すことを
特徴とする。
【００１３】本発明の請求項３に係る光ファイバの光軸
合わせ方法は、請求項１に係る光ファイバの光軸合わせ
方法により、凸形関数およびこの凸形関数が極値となる
位置を決定し、前記凸形関数が極値となる位置から位置
を一定ピッチずつずらしながら光パワー値を測定して山
登り法により光パワー値が最大となる位置を探索するこ
とを特徴とする。
合わせ方法は、請求項１に係る光ファイバの光軸合わせ
方法により、凸形関数およびこの凸形関数が極値となる
位置を決定し、前記凸形関数が極値となる位置から位置
を一定ピッチずつずらしながら光パワー値を測定して山
登り法により光パワー値が最大となる位置を探索するこ
とを特徴とする。
【００１４】本発明の請求項４または５に係る光ファイ
バの光軸合わせ方法として、請求項１ないし３に係る光
ファイバの光軸合わせ方法で初期位置およびこの初期位
置から予め定められた手順で得られた２以上の位置を複
数の位置とし、予め定められた手順は初期位置から正方
向へ所定の距離だけずらして第２の位置を得、この第２
の位置で測定した光パワー値が前記初期位置で測定した
光パワー値より大きいときは前記第２の位置からさらに
正方向へ所定の距離だけずらしそうでなければ前記初期
位置から負方向へ所定の距離だけずらして第３の位置を
得るようにできる。
バの光軸合わせ方法として、請求項１ないし３に係る光
ファイバの光軸合わせ方法で初期位置およびこの初期位
置から予め定められた手順で得られた２以上の位置を複
数の位置とし、予め定められた手順は初期位置から正方
向へ所定の距離だけずらして第２の位置を得、この第２
の位置で測定した光パワー値が前記初期位置で測定した
光パワー値より大きいときは前記第２の位置からさらに
正方向へ所定の距離だけずらしそうでなければ前記初期
位置から負方向へ所定の距離だけずらして第３の位置を
得るようにできる。
【００１５】本発明の請求項６に係る発光素子と光ファ
イバとの結合効率が最大となるように前記発光素子の出
射光の方向であるＺならびにこのＺ方向に垂直な２方向
のＸおよびＹ方向について前記発光素子および前記光フ
ァイバの相対的な位置を調整する光ファイバの光軸合わ
せ方法において、請求項４または５に係る光ファイバの
光軸合わせ方法により光パワー値が最大となるように調
整したＸ，ＹおよびＺ方向についての位置の座標値を第
１の変数に格納する第１の手順と、直前の光パワー値の
測定に用いたＸ，ＹおよびＺ方向の位置を初期位置とし
て請求項４または５に係る光ファイバの光軸合わせ方法
により光パワー値が最大となるように調整したＸ，Ｙお
よびＺ方向についての位置の座標を第２の変数に格納す
る第２の手順と、前記第１の手順の次に前記第２の手順
を行い、さらに前記第２の手順後に前記第１の変数に格
納された座標値が示す位置と前記第２の変数に格納され
た座標値が示す位置との差が許容範囲内にない時に前記
第２の変数の内容を前記第１の変数に格納してから再び
前記第２の手順を行い、前記第２の手順後に前記第１の
変数に格納された座標値が示す位置と前記第２の変数に
格納された座標値が示す位置との差が許容範囲内である
ときは調整を終了することを特徴とする。
イバとの結合効率が最大となるように前記発光素子の出
射光の方向であるＺならびにこのＺ方向に垂直な２方向
のＸおよびＹ方向について前記発光素子および前記光フ
ァイバの相対的な位置を調整する光ファイバの光軸合わ
せ方法において、請求項４または５に係る光ファイバの
光軸合わせ方法により光パワー値が最大となるように調
整したＸ，ＹおよびＺ方向についての位置の座標値を第
１の変数に格納する第１の手順と、直前の光パワー値の
測定に用いたＸ，ＹおよびＺ方向の位置を初期位置とし
て請求項４または５に係る光ファイバの光軸合わせ方法
により光パワー値が最大となるように調整したＸ，Ｙお
よびＺ方向についての位置の座標を第２の変数に格納す
る第２の手順と、前記第１の手順の次に前記第２の手順
を行い、さらに前記第２の手順後に前記第１の変数に格
納された座標値が示す位置と前記第２の変数に格納され
た座標値が示す位置との差が許容範囲内にない時に前記
第２の変数の内容を前記第１の変数に格納してから再び
前記第２の手順を行い、前記第２の手順後に前記第１の
変数に格納された座標値が示す位置と前記第２の変数に
格納された座標値が示す位置との差が許容範囲内である
ときは調整を終了することを特徴とする。
【００１６】なお、請求項１ないし３に係る光ファイバ
の光軸合わせ方法はＸ，ＹおよびＺ方向の３方向に適用
することも、Ｘ，ＹまたはＺ方向のうちの２方向または
１方向のみに適用することもできる。
の光軸合わせ方法はＸ，ＹおよびＺ方向の３方向に適用
することも、Ｘ，ＹまたはＺ方向のうちの２方向または
１方向のみに適用することもできる。
【００１７】また請求項４にかかる光ファイバの光軸合
わせ方法における「予め定められた手順」として、無条
件に初期位置の正負方向へ所定の距離だけずれた２点を
得る等の他の種々の方法も考えられる。
わせ方法における「予め定められた手順」として、無条
件に初期位置の正負方向へ所定の距離だけずれた２点を
得る等の他の種々の方法も考えられる。
【００１８】さらに請求項１ないし３に係る光ファイバ
の光軸合わせ方法における複数の位置として予め定めら
れた手順に従わない全く任意な位置を選んでも本発明は
可能である。
の光軸合わせ方法における複数の位置として予め定めら
れた手順に従わない全く任意な位置を選んでも本発明は
可能である。
【００１９】極地が一つであると凸形関数が二次関数の
場合、３つの位置の光パワー値を測定すれば連立方程式
を解くことで通常のその関数を決定でき、４つ以上の位
置の光パワー値を測定したときは、最小二乗法によりそ
の関数を一意に決定できる。請求項１に係る光ファイバ
の光軸合わせ方法では複数の位置が３つの位置であれば
連立方程式の解法で４つ以上の位置ならば最小二乗法で
凸形関数を決定できる。
場合、３つの位置の光パワー値を測定すれば連立方程式
を解くことで通常のその関数を決定でき、４つ以上の位
置の光パワー値を測定したときは、最小二乗法によりそ
の関数を一意に決定できる。請求項１に係る光ファイバ
の光軸合わせ方法では複数の位置が３つの位置であれば
連立方程式の解法で４つ以上の位置ならば最小二乗法で
凸形関数を決定できる。
【００２０】請求項２にかかる光ファイバの光軸合わせ
方法では、第１の手順では連立方程式の解法により第３
の手順では最小二乗法により凸関数を決定することがで
きるが、第１の手順から４つ以上の位置で光パワー値を
測定して第１および第３の手順ともに最小二乗法により
凸形関数を決定してもよい。
方法では、第１の手順では連立方程式の解法により第３
の手順では最小二乗法により凸関数を決定することがで
きるが、第１の手順から４つ以上の位置で光パワー値を
測定して第１および第３の手順ともに最小二乗法により
凸形関数を決定してもよい。
【００２１】後述する指数関数や分数関数のように最小
二乗法で関数を決定するのが困難な場合は、請求項３に
係る光ファイバの光軸合わせ方法を用いることができ
る。
二乗法で関数を決定するのが困難な場合は、請求項３に
係る光ファイバの光軸合わせ方法を用いることができ
る。
【００２２】
【実施例】本発明で光分布を近似するピーク（極値）が
一つである凸形関数の例として、二次関数を代表として
取り上げて本発明の一実施例を説明する。二次関数と
は、光パワー値をＰ、変数をｓ（Ｘ、Ｙ、Ｚ座標のいず
れか）、係数をａ，ｂ，ｃとすると、以下の式で表せる
関数をいう。
一つである凸形関数の例として、二次関数を代表として
取り上げて本発明の一実施例を説明する。二次関数と
は、光パワー値をＰ、変数をｓ（Ｘ、Ｙ、Ｚ座標のいず
れか）、係数をａ，ｂ，ｃとすると、以下の式で表せる
関数をいう。
【００２３】 Ｐ＝ａ＊Ｓ2 ＋ｂ＊Ｓ＋ｃ （ａ≠０） また、光分布を近似するためのピークが一つである凸関
数として指数関数と分数関数もある。光パワー値をＰを
指数関数で表すと次のようになる。
数として指数関数と分数関数もある。光パワー値をＰを
指数関数で表すと次のようになる。
【００２４】 Ｐ＝ｂ＊ｅｘｐ（−（ａ＊（ｓ＋ｃ））2 ） （ａ≠０、ｂ＞０） また、光パワー値Ｐを分数関数で表すと次のようにな
る。
る。
【００２５】 Ｐ＝１／（ａ＊Ｓ2 ＋ｂ＊ｓ＋ｃ） （ａ＞０、ｂ2 −４＊ａｃ＜０） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
【００２６】図１および図２は本発明の光ファイバの光
軸合わせ方法の一実施例のＸ方向の調整法を示す流れ図
であり、図３は本実施例の全体の手順を示す流れ図であ
り、図４は本実施例で用いる光モジュール組立装置を示
すブロック図である。
軸合わせ方法の一実施例のＸ方向の調整法を示す流れ図
であり、図３は本実施例の全体の手順を示す流れ図であ
り、図４は本実施例で用いる光モジュール組立装置を示
すブロック図である。
【００２７】図４に示される光モジュール組立装置は、
半導体レーザをＸＹ方向に移動し光ファイバをＺ方向に
移動させる調心ステージ４１と、光パワー値を測定する
装置４２と、光半導体レーザと光ファイバを溶接により
互いに固定する装置４３と、これらを制御する制御部４
４とから構成される。
半導体レーザをＸＹ方向に移動し光ファイバをＺ方向に
移動させる調心ステージ４１と、光パワー値を測定する
装置４２と、光半導体レーザと光ファイバを溶接により
互いに固定する装置４３と、これらを制御する制御部４
４とから構成される。
【００２８】本実施例について、まず、調心ステージ４
１で半導体レーザをＸ方向に移動させて光パワー値がピ
ークになる点を求める調整方法を説明する。以下の説明
でサンプリング座標とは、光分布の二次関数近似に用い
られる光パワー値を測定する半導体レーザのＸ方向の位
置（半導体レーザを載置したＸＹテーブルのＸ方向の位
置と言い換えてもよい）サンプリング点とは二次関数近
似に用いられる半導体レーザのＸ座標及びその座標で測
定した光パワーからなる図５に示すような横軸を半導体
レーザのＸ方向の位置、縦軸を光パワー値とする直交座
標上の点と定義する。
１で半導体レーザをＸ方向に移動させて光パワー値がピ
ークになる点を求める調整方法を説明する。以下の説明
でサンプリング座標とは、光分布の二次関数近似に用い
られる光パワー値を測定する半導体レーザのＸ方向の位
置（半導体レーザを載置したＸＹテーブルのＸ方向の位
置と言い換えてもよい）サンプリング点とは二次関数近
似に用いられる半導体レーザのＸ座標及びその座標で測
定した光パワーからなる図５に示すような横軸を半導体
レーザのＸ方向の位置、縦軸を光パワー値とする直交座
標上の点と定義する。
【００２９】まず、図１の処理１１で制御部４４によっ
て半導体レーザの初期位置を第１のサンプリング座標と
し、処理１２でこの第一のサンプリング座標での光パワ
ー値を装置４２によって測定し、これらサンプリング座
標および光パワー値からなる第一のサンプリング点の値
が制御部４４に記憶される。次に、処理１３で制御部４
４によって第一のサンプリング座標から予め設定された
距離だけ正方向にずらした第二のサンプリング座標を計
算し、処理１４で半導体レーザを移動し、第二のサンプ
リング座標での光パワー値を測定し、これらからなる第
二のサンプリング点の値が制御部４４に記憶される。次
に、処理１５で、制御部４４によって、第一のサンプリ
ング点の光パワー値と第二のサンプリング点の光パワー
値の比較を行う。
て半導体レーザの初期位置を第１のサンプリング座標と
し、処理１２でこの第一のサンプリング座標での光パワ
ー値を装置４２によって測定し、これらサンプリング座
標および光パワー値からなる第一のサンプリング点の値
が制御部４４に記憶される。次に、処理１３で制御部４
４によって第一のサンプリング座標から予め設定された
距離だけ正方向にずらした第二のサンプリング座標を計
算し、処理１４で半導体レーザを移動し、第二のサンプ
リング座標での光パワー値を測定し、これらからなる第
二のサンプリング点の値が制御部４４に記憶される。次
に、処理１５で、制御部４４によって、第一のサンプリ
ング点の光パワー値と第二のサンプリング点の光パワー
値の比較を行う。
【００３０】処理１６では、制御部４４によって、第二
のサンプリング点の光パワー値が第一のサンプリング点
の光パワー値より大きい場合には、処理１８で第二のサ
ンプリング座標からあらかじめ設定された距離だけ正方
向にずらした第三のサンプリング座標を計算し、処理１
８で半導体レーザを移動し第三のサンプリング座標での
光パワー値を計測し、第３のサンプリング点を求める。
第三のサンプリング点の光パワー値が第一のサンプリン
グ点の光パワー値と同じかまたはそれより小さい場合に
は、第一のサンプリング座標からあらかじめ設定された
距離だけ負方向にずらした点を第三のサンプリング座標
とし、処理１８を行う。
のサンプリング点の光パワー値が第一のサンプリング点
の光パワー値より大きい場合には、処理１８で第二のサ
ンプリング座標からあらかじめ設定された距離だけ正方
向にずらした第三のサンプリング座標を計算し、処理１
８で半導体レーザを移動し第三のサンプリング座標での
光パワー値を計測し、第３のサンプリング点を求める。
第三のサンプリング点の光パワー値が第一のサンプリン
グ点の光パワー値と同じかまたはそれより小さい場合に
は、第一のサンプリング座標からあらかじめ設定された
距離だけ負方向にずらした点を第三のサンプリング座標
とし、処理１８を行う。
【００３１】次に、処理１９では、制御部４４で、第一
〜第三の３点のサンプリング点を通る二次関数を求め、
この二次関数の曲線を光分布と仮定し、曲線のピーク位
置を光分布のピーク位置と仮定してそのピーク位置のピ
ーク座標を計算する。処理２０では調心ステージ４１に
より、計算されたピーク座標に半導体レーザを移動し、
このピーク座標（以下、これを測定点座標と称する）で
の光パワー値を測定する。次に、処理２１では制御部４
４で処理２０で測定した光パワー値およびピーク座標か
らなるサンプリング点を処理１８までで得た３点のサン
プリング点に加え、４点のサンプリング点から最小二乗
法により二次関数を求め、この二次関数曲線を光分布と
してそのピーク座標を計算する。ここで、この計算され
たピーク座標を計算座標と称する。
〜第三の３点のサンプリング点を通る二次関数を求め、
この二次関数の曲線を光分布と仮定し、曲線のピーク位
置を光分布のピーク位置と仮定してそのピーク位置のピ
ーク座標を計算する。処理２０では調心ステージ４１に
より、計算されたピーク座標に半導体レーザを移動し、
このピーク座標（以下、これを測定点座標と称する）で
の光パワー値を測定する。次に、処理２１では制御部４
４で処理２０で測定した光パワー値およびピーク座標か
らなるサンプリング点を処理１８までで得た３点のサン
プリング点に加え、４点のサンプリング点から最小二乗
法により二次関数を求め、この二次関数曲線を光分布と
してそのピーク座標を計算する。ここで、この計算され
たピーク座標を計算座標と称する。
【００３２】次に、処理２２では、制御部４４で前述の
測定点の座標と計算座標の差△を比較する。差△が設定
した許容範囲内にあれば、処理２３でＸ方向に関する調
整を終了し、次の処理２３でＹ方向の調整を行う。差△
が許容範囲内にない場合は、処理２０に戻る。このよう
に処理２０に戻った時は処理２１での二次関数近似に用
いるサンプリング点の個数は、前回の処理２１での二次
関数近似に用いたサンプリング点の個数より１点多い個
数となる。
測定点の座標と計算座標の差△を比較する。差△が設定
した許容範囲内にあれば、処理２３でＸ方向に関する調
整を終了し、次の処理２３でＹ方向の調整を行う。差△
が許容範囲内にない場合は、処理２０に戻る。このよう
に処理２０に戻った時は処理２１での二次関数近似に用
いるサンプリング点の個数は、前回の処理２１での二次
関数近似に用いたサンプリング点の個数より１点多い個
数となる。
【００３３】なお、光分布を近似するピークが一つの凸
形関数として指数関数、分数関数を用いることもできる
が、この場合は最小二乗法により凸形関数を決定するの
が困難なので処理２１、処理２２代わりに、処理２０で
求めたピーク座標から山登りを行い、山の頂点を光分布
のピークとし、調整を終了する。
形関数として指数関数、分数関数を用いることもできる
が、この場合は最小二乗法により凸形関数を決定するの
が困難なので処理２１、処理２２代わりに、処理２０で
求めたピーク座標から山登りを行い、山の頂点を光分布
のピークとし、調整を終了する。
【００３４】次に、本実施例のＸ，Ｙ，Ｚ方向を含めた
光ファイバの軸合わせについて図２を参照して説明す
る。
光ファイバの軸合わせについて図２を参照して説明す
る。
【００３５】図３の処理３１で、Ｘ方向の調整が終了し
た後は、Ｙ，Ｚ方向の順にＸ方向の場合と同じ手順で調
整する。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の調整が一通り終了したら、この
時のＸ，Ｙ，Ｚ座標を処理３２で制御部４４内に設けた
変数ｐｅａｋ1 に格納する。処理３３では、処理３１で
のＸ，Ｙ，Ｚ方向のそれぞれについての調整後の位置を
半導体レーザおよび光ファイバの初期位置として処理３
１と同じ処理を行う。処理３４ではしょり３３での調整
した後のＸ，Ｙ，Ｚ座標を制御部４４内に設けた変数ｐ
ｅａｋ2 に格納する。
た後は、Ｙ，Ｚ方向の順にＸ方向の場合と同じ手順で調
整する。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の調整が一通り終了したら、この
時のＸ，Ｙ，Ｚ座標を処理３２で制御部４４内に設けた
変数ｐｅａｋ1 に格納する。処理３３では、処理３１で
のＸ，Ｙ，Ｚ方向のそれぞれについての調整後の位置を
半導体レーザおよび光ファイバの初期位置として処理３
１と同じ処理を行う。処理３４ではしょり３３での調整
した後のＸ，Ｙ，Ｚ座標を制御部４４内に設けた変数ｐ
ｅａｋ2 に格納する。
【００３６】処理３５では、変数ｐｅａｋ1 にｐｅａｋ
2 に格納されたｘ，ｙ，ｚ座標の比較を行う。変数ｐｅ
ａｋ1 とｐｅａｋ2 とに格納されたＸ，Ｙ，Ｚ座標の位
置関係が一定範囲の差以内であったら調整を終了し、処
理３６で溶接装置４３により半導体レーザと光ファイバ
の溶接を行う。変数ｐｅａｋ1 とｐｅａｋ2 とに格納さ
れたＸ，Ｙ，Ｚ座標の位置関係が要ってい範囲の差より
も大きかったら処理３７で変数ｐｅａｋ1 に変数ｐｅａ
ｋ2 の内容を格納し、処理３３に戻る。なお、処理３３
では処理３１に比べ、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向それぞれのサンプ
リング座標間の距離を短くしたほうが望ましい。
2 に格納されたｘ，ｙ，ｚ座標の比較を行う。変数ｐｅ
ａｋ1 とｐｅａｋ2 とに格納されたＸ，Ｙ，Ｚ座標の位
置関係が一定範囲の差以内であったら調整を終了し、処
理３６で溶接装置４３により半導体レーザと光ファイバ
の溶接を行う。変数ｐｅａｋ1 とｐｅａｋ2 とに格納さ
れたＸ，Ｙ，Ｚ座標の位置関係が要ってい範囲の差より
も大きかったら処理３７で変数ｐｅａｋ1 に変数ｐｅａ
ｋ2 の内容を格納し、処理３３に戻る。なお、処理３３
では処理３１に比べ、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向それぞれのサンプ
リング座標間の距離を短くしたほうが望ましい。
【００３７】また、以上の実施例の説明でＸ，Ｙ方向に
は半導体レーザを移動させ、Ｚ方向には光ファイバを移
動させるように説明したが、本発明は半導体レーザおよ
び光ファイバを相対的に移動させればよいのでＸ，Ｙ方
向に光ファイバを移動させＺ方向に半導体レーザを移動
させるようにすることも可能である。
は半導体レーザを移動させ、Ｚ方向には光ファイバを移
動させるように説明したが、本発明は半導体レーザおよ
び光ファイバを相対的に移動させればよいのでＸ，Ｙ方
向に光ファイバを移動させＺ方向に半導体レーザを移動
させるようにすることも可能である。
【００３８】
【発明の効果】本発明の光ファイバの光軸合わせ方法
は、発光素子と光ファイバの相対的な複数の位置で測定
した複数の光パワー値から光分布を近似凸形関数を決定
しこの凸形関数の極値の位置に発光素子おぴょび光ファ
イバを位置させることにより、初期位置が光パワー値が
最大となる位置から遠く離れ、光分布の裾野から光パワ
ー値が最大となる位置を探索することとなった場合でも
発光素子の移動および光パワー値の測定の繰り返し回数
を減少させることができ、調整時間が短縮されるという
効果がある。
は、発光素子と光ファイバの相対的な複数の位置で測定
した複数の光パワー値から光分布を近似凸形関数を決定
しこの凸形関数の極値の位置に発光素子おぴょび光ファ
イバを位置させることにより、初期位置が光パワー値が
最大となる位置から遠く離れ、光分布の裾野から光パワ
ー値が最大となる位置を探索することとなった場合でも
発光素子の移動および光パワー値の測定の繰り返し回数
を減少させることができ、調整時間が短縮されるという
効果がある。
【図１】本発明の光ファイバの光軸合わせ方法の一実施
例のＸ方向の調整方法を示す流れ図である。
例のＸ方向の調整方法を示す流れ図である。
【図２】図１に続く流れ図である。
【図３】図１および図２にＸ方向の調整方法を示した実
施例の全体の調整方法を示す流れ図である。
施例の全体の調整方法を示す流れ図である。
【図４】図３に示す実施例に用いる光モジュール組立装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図５】従来の光ファイバの光軸合わせ方法におけるＸ
方向の山登り法を説明するための図である。
方向の山登り法を説明するための図である。
【図６】従来の光ファイバの光軸合わせ方法を示す既略
的な斜視図である。
的な斜視図である。
【図７】従来の光ファイバの光軸合わせ方法を示す流れ
図である。
図である。
１ 半導体レーザ ２ 出射光軸 ３ 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/18
Claims (6)
- 【請求項１】 一定の直線方向に発光素子と光ファイバ
とを相対的に移動して調整した時の前記一定の直線方向
における前記発光素子と前記光ファイバとの相対的な位
置について、複数の位置で前記発光素子から出射され前
記光ファイバを透過した光の光パワー値を測定し、この
複数の位置および測定した光パワー値から、位置を変化
させた時の光パワー値の変化である光分布を近似する極
値が一つである凸形関数およびこの凸形関数が極値とな
る位置を決定することを特徴とする光ファイバの光軸合
わせ方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の光ファイバの光軸合わせ
方法により凸形関数およびこの凸形関数が極値となる位
置を決定する第１の手順と、前記凸形関数が極値となる
位置で光パワー値を測定する第２の手順と、この第２の
手順で測定に用いた位置および測定した光パワー値なら
びに既に測定に用いた全ての位置および測定した光パワ
ー値から前記凸形関数および前記凸形関数が極値となる
位置を再決定する第３の手順とを含み、前記第１の手順
の次または前記第３の手順で測定に用いた位置と再決定
した前記凸形関数が極値となる位置との差が許容範囲外
である時に前記第２の手順を行い、前記第３の手順で測
定に用いた位置と再決定した前記凸形関数が極値になる
位置との差が許容範囲内である時は調整を終了すること
を特徴とする光ファイバの光軸合わせ方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の光ファイバの光軸合わせ
方法により、凸形関数およびこの凸形関数が極値となる
位置を決定し、前記凸形関数が極値となる位置から位置
を一定ピッチずつずらしながら光パワー値を測定して山
登り法により光パワー値が最大となる位置を探索するこ
とを特徴とする光ファイバの光軸位置合わせ方法。 - 【請求項４】 初期位置およびこの初期位置から予め定
められた手順で得られた２以上の位置を複数の位置とす
る請求項１ないし３記載の光ファイバ光軸合わせ方法。 - 【請求項５】 予め定められた手順は初期位置から正方
向へ所定の距離だけずらして第２の位置を得、この第２
の位置で測定した光パワー値が前記初期位置で測定した
光パワー値より大きいときは前記第２の位置からさらに
正方向へ所定の距離だけずらしそうでなければ前記初期
位置から負方向へ所定の距離だけずらして第３の位置を
得る請求項４記載の光ファイバの光軸合わせ方法。 - 【請求項６】 発光素子と光ファイバの結合効率が最大
となるように前記発光素子の出射光の方向であるＺ方向
ならびにこのＺ方向に垂直な２方向のＸおよびＹ方向に
ついて前記発光素子および前記光ファイバの相対的な位
置を調整する光ファイバの光軸合わせ方法において、請
求項４または５記載の光ファイバの光軸合わせ方法によ
り光パワー値が最大となるように調整したＸ，Ｙおよび
Ｚ方向についての位置の座標値を第１の変数に格納する
第１の手順と、直前の光パワー値の測定に用いたＸ，Ｙ
およびＺ方向の位置を初期位置として請求項４または５
記載の光りファイバの光軸合わせ方法により光パワー値
が最大となるように調整したＸ，ＹおよびＺ方向につい
ての位置の座標値を第２の変数に格納する第２の手順
と、前記第１の手順の次に前記第２の手順を行い、さら
に前記第２の手順後に前記第１の変数に格納された座標
値が示す位置と前記第２の変数に格納された座標値が示
す位置との差が許容範囲内にない時に前記第２の変数の
内容を前記第１の変数に格納してから再び前記第２の手
順を行い、前記第２の手順後に前記第１の変数に格納さ
れた座標値が示す位置と前記第２の変数に格納された座
標値が示す位置との差が許容範囲内であるときは調整を
終了することを特徴とする光ファイバの光軸合わせ方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23335094A JPH0894890A (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 光ファイバの光軸合わせ方法 |
| US08/534,824 US5623337A (en) | 1994-09-28 | 1995-09-27 | Method capable of quickly adjusting an optical axis of an optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23335094A JPH0894890A (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 光ファイバの光軸合わせ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894890A true JPH0894890A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16953775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23335094A Pending JPH0894890A (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 光ファイバの光軸合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0894890A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100466378B1 (ko) * | 2002-06-07 | 2005-01-13 | 주식회사 이오테크닉스 | 광통신 모듈 제조과정에서의 광학소자와 광섬유 정렬 방법 |
| JP2008261797A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Nsk Ltd | 玉軸受のボール位相検出方法 |
| KR101062192B1 (ko) * | 2003-03-25 | 2011-09-05 | 후지필름 가부시키가이샤 | 합파레이저광 조심방법, 레이저광 합파광원 및 노광장치 |
| CN106680945A (zh) * | 2015-11-10 | 2017-05-17 | 深圳新飞通光电子技术有限公司 | 一种光准直耦合工作台 |
| CN112014073A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-01 | 湖南镭目科技有限公司 | 激光检测装置及大能量激光束对准的激光检测方法 |
| CN116625349A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-08-22 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 一种提升光纤罗经振动性能的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58111010A (ja) * | 1981-12-23 | 1983-07-01 | Fujitsu Ltd | 位置合せ装置 |
| JPS606482A (ja) * | 1983-06-25 | 1985-01-14 | Nagano Nippon Musen Kk | 感熱式記録装置 |
| JPS6341814A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体素子と光伝送路との光軸合せ方法およびその装置 |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP23335094A patent/JPH0894890A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101062192B1 (ko) * | 2003-03-25 | 2011-09-05 | 후지필름 가부시키가이샤 | 합파레이저광 조심방법, 레이저광 합파광원 및 노광장치 |
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| CN106680945A (zh) * | 2015-11-10 | 2017-05-17 | 深圳新飞通光电子技术有限公司 | 一种光准直耦合工作台 |
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| CN112014073A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-01 | 湖南镭目科技有限公司 | 激光检测装置及大能量激光束对准的激光检测方法 |
| CN116625349A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-08-22 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 一种提升光纤罗经振动性能的方法 |
| CN116625349B (zh) * | 2023-07-26 | 2023-09-15 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 一种提升光纤罗经振动性能的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970930 |