JPH0961666A - アライメント方法および装置 - Google Patents
アライメント方法および装置Info
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- JPH0961666A JPH0961666A JP21937195A JP21937195A JPH0961666A JP H0961666 A JPH0961666 A JP H0961666A JP 21937195 A JP21937195 A JP 21937195A JP 21937195 A JP21937195 A JP 21937195A JP H0961666 A JPH0961666 A JP H0961666A
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- Japan
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- mask
- optical fiber
- array
- collimation lens
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二次元の光ファイバアレーと二次元のレンズ
アレーの相互の配置を精度よくかつ容易に合わせ、両者
の光軸を高精度に合わせる。 【解決手段】 多数の光ファイバを二次元に配列した光
ファイバアレーと多数のコリメーションレンズを二次元
に配列したコリメーションレンズアレーとの光軸を合わ
せるアライメント方法において、前記両アレーの配列ピ
ッチと同じ配列ピッチで水平（垂直）に並べたライン状
パターン（メッシュ状パターン）を有するマスクを、光
ビームの形状を検出する検出器の前に置き、各光ファイ
バから出射した光ビームをコリメーションレンズで集光
して、前記マスクに照射して、マスクで遮られてきた光
ビームの形状を検出して、光ファイバアレーの一部もし
くは全部の光ビームについて前記マスクで遮られずに通
過してきた残余の部分のビーム形状が均等になるように
光ファイバアレーとコリメーションレンズアレーの相対
位置を調整し、光ファイバとコリメーションレンズの光
軸を合わせる。
アレーの相互の配置を精度よくかつ容易に合わせ、両者
の光軸を高精度に合わせる。 【解決手段】 多数の光ファイバを二次元に配列した光
ファイバアレーと多数のコリメーションレンズを二次元
に配列したコリメーションレンズアレーとの光軸を合わ
せるアライメント方法において、前記両アレーの配列ピ
ッチと同じ配列ピッチで水平（垂直）に並べたライン状
パターン（メッシュ状パターン）を有するマスクを、光
ビームの形状を検出する検出器の前に置き、各光ファイ
バから出射した光ビームをコリメーションレンズで集光
して、前記マスクに照射して、マスクで遮られてきた光
ビームの形状を検出して、光ファイバアレーの一部もし
くは全部の光ビームについて前記マスクで遮られずに通
過してきた残余の部分のビーム形状が均等になるように
光ファイバアレーとコリメーションレンズアレーの相対
位置を調整し、光ファイバとコリメーションレンズの光
軸を合わせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリースペース形
光スイッチの入出力系における多数の光ファイバを二次
元のマトリックス状に配列した光ファイバアレーと多数
のコリメーションレンズを二次元のマトリックス状に配
列したコリメーションレンズアレーにおいて、両アレー
の対応する光ファイバとコリメーションレンズについて
光軸を合わせるアライメント技術に関するものである。
光スイッチの入出力系における多数の光ファイバを二次
元のマトリックス状に配列した光ファイバアレーと多数
のコリメーションレンズを二次元のマトリックス状に配
列したコリメーションレンズアレーにおいて、両アレー
の対応する光ファイバとコリメーションレンズについて
光軸を合わせるアライメント技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光通信網では、各種の光スイッチ
が必要となる。フリースペース形光スイッチもその一つ
であり、各光ファイバアレー間を空間接続したり、切り
替えたりするタイプの光スイッチである。
が必要となる。フリースペース形光スイッチもその一つ
であり、各光ファイバアレー間を空間接続したり、切り
替えたりするタイプの光スイッチである。
【０００３】特に、二次元に配列された光ファイバアレ
ー間を接続する光スイッチは、大容量の光交換技術を実
現するうえで重要なものとなっている。このフリースペ
ース形光スイッチにおいては、高い結合効率で光ファイ
バアレー間を接続する必要がある。そのためには、光フ
ァイバアレーとビームを伝搬するためのレンズアレー光
学系による高精度のビーム伝搬技術が望まれている。
ー間を接続する光スイッチは、大容量の光交換技術を実
現するうえで重要なものとなっている。このフリースペ
ース形光スイッチにおいては、高い結合効率で光ファイ
バアレー間を接続する必要がある。そのためには、光フ
ァイバアレーとビームを伝搬するためのレンズアレー光
学系による高精度のビーム伝搬技術が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
の技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
の技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【０００５】前記従来の技術では、単体の光ファイバと
レンズの組み合わせ、あるいは、一次元光ファイバアレ
ーと一次元のレンズアレーの組み合わせについては、光
軸合わせのための種々の方法が検討されているが、二次
元の光ファイバアレーとレンズアレーの組み合わせにつ
いては、それぞれの作製精度、たとえば配列のバラツキ
などが一次元の場合に比べて難しくなるため、両者の光
軸を最適に調整することは極めて難しい問題であった。
レンズの組み合わせ、あるいは、一次元光ファイバアレ
ーと一次元のレンズアレーの組み合わせについては、光
軸合わせのための種々の方法が検討されているが、二次
元の光ファイバアレーとレンズアレーの組み合わせにつ
いては、それぞれの作製精度、たとえば配列のバラツキ
などが一次元の場合に比べて難しくなるため、両者の光
軸を最適に調整することは極めて難しい問題であった。
【０００６】したがって、多数の光ファイバを二次元の
マトリックス状に配列した光ファイバアレーと多数のコ
リメーションレンズを二次元のマトリックス状に配列し
たコリメーションレンズアレーとで構成される光入出力
系において、両アレーの各々の光ファイバとコリメーシ
ョンレンズの光軸を合わせる優れた方法は、提案されて
いなかった。
マトリックス状に配列した光ファイバアレーと多数のコ
リメーションレンズを二次元のマトリックス状に配列し
たコリメーションレンズアレーとで構成される光入出力
系において、両アレーの各々の光ファイバとコリメーシ
ョンレンズの光軸を合わせる優れた方法は、提案されて
いなかった。
【０００７】本発明の目的は、二次元の光ファイバアレ
ーと二次元のレンズアレーの相互の配置を精度よくかつ
容易に合わせ、両者の光軸を高精度に合わせることが可
能な技術を提供することにある。
ーと二次元のレンズアレーの相互の配置を精度よくかつ
容易に合わせ、両者の光軸を高精度に合わせることが可
能な技術を提供することにある。
【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
【００１０】（１）多数の光ファイバを二次元に配列し
た光ファイバアレーと多数のコリメーションレンズを二
次元に配列したコリメーションレンズアレーとの光軸を
合わせるアライメント方法において、前記両アレーの配
列ピッチと同じ配列ピッチで水平あるいは垂直に並べた
ライン状パターンもしくはメッシュ状パターンを有する
マスクを、ビームの形状を検出する検出器の前に置き、
各光ファイバから出射した光ビームをコリメーションレ
ンズで集光して、前記マスクに照射して、ライン状パタ
ーンもしくはメッシュ状パターンの交点で遮られてきた
ビームの形状をビーム形状検出器で検出して、光ファイ
バアレーの全てのビームもしくは所望のビームについて
前記パターンで遮られずに通過してきた残余の部分のビ
ーム形状が均等になるように、光ファイバアレーとコリ
メーションレンズアレーの相対位置を調整し、光ファイ
バとコリメーションレンズの光軸を合わせる。
た光ファイバアレーと多数のコリメーションレンズを二
次元に配列したコリメーションレンズアレーとの光軸を
合わせるアライメント方法において、前記両アレーの配
列ピッチと同じ配列ピッチで水平あるいは垂直に並べた
ライン状パターンもしくはメッシュ状パターンを有する
マスクを、ビームの形状を検出する検出器の前に置き、
各光ファイバから出射した光ビームをコリメーションレ
ンズで集光して、前記マスクに照射して、ライン状パタ
ーンもしくはメッシュ状パターンの交点で遮られてきた
ビームの形状をビーム形状検出器で検出して、光ファイ
バアレーの全てのビームもしくは所望のビームについて
前記パターンで遮られずに通過してきた残余の部分のビ
ーム形状が均等になるように、光ファイバアレーとコリ
メーションレンズアレーの相対位置を調整し、光ファイ
バとコリメーションレンズの光軸を合わせる。
【００１１】（２）前記（１）のアライメント方法にお
いて、マスクに形成されたライン状のパターンもしくは
メッシュ状のパターンの一部を削除し、ビームを遮らな
い部分を設け、前記マスクを通過した光をハーフミラー
で直交する２本ビームに分岐し、分岐されたビームのう
ち、直進しないビームをビーム形状検出器に入射させ
て、ライン状もしくはメッシュ状パターンに遮られたビ
ーム形状を検出して、光ファイバアレーとコリメーショ
ンレンズアレーとの光軸合わせを行うと同時に、直進し
てきた光ビームのうち前記マスクの光ビームを遮らない
部分を通過してきた光ビームをプリズムに入射させ、該
プリズムを前記マスク面に垂直方向に移動させた時、プ
リズムにより方向を１８０°変えられた戻り光の位置が
動かないように前記両アレーの光軸を調整する。
いて、マスクに形成されたライン状のパターンもしくは
メッシュ状のパターンの一部を削除し、ビームを遮らな
い部分を設け、前記マスクを通過した光をハーフミラー
で直交する２本ビームに分岐し、分岐されたビームのう
ち、直進しないビームをビーム形状検出器に入射させ
て、ライン状もしくはメッシュ状パターンに遮られたビ
ーム形状を検出して、光ファイバアレーとコリメーショ
ンレンズアレーとの光軸合わせを行うと同時に、直進し
てきた光ビームのうち前記マスクの光ビームを遮らない
部分を通過してきた光ビームをプリズムに入射させ、該
プリズムを前記マスク面に垂直方向に移動させた時、プ
リズムにより方向を１８０°変えられた戻り光の位置が
動かないように前記両アレーの光軸を調整する。
【００１２】（３）同一の配列ピッチを有する二次元の
光ファイバアレーと二次元のコリメーションレンズアレ
ーを光軸方向が一致するように配置し、各々を独立に位
置調整する微動機構と、前記コリメーションレンズアレ
ーの光が出射する側に設置されたライン状もしくはメッ
シュ状パターンを有するマスクと、該マスクを通過した
光ビームの形状を計測する光ビーム形状検出器と、前記
ライン状もしくはメッシュ状パターンにより遮られて通
過してきた光ビームの残余の部分の形状がすべての光ビ
ームもしくは所望の光ビームについて均等になるよう
に、前記微動機構を調整する手段を具備したアライメン
ト装置である。
光ファイバアレーと二次元のコリメーションレンズアレ
ーを光軸方向が一致するように配置し、各々を独立に位
置調整する微動機構と、前記コリメーションレンズアレ
ーの光が出射する側に設置されたライン状もしくはメッ
シュ状パターンを有するマスクと、該マスクを通過した
光ビームの形状を計測する光ビーム形状検出器と、前記
ライン状もしくはメッシュ状パターンにより遮られて通
過してきた光ビームの残余の部分の形状がすべての光ビ
ームもしくは所望の光ビームについて均等になるよう
に、前記微動機構を調整する手段を具備したアライメン
ト装置である。
【００１３】（４）前記（３）のアライメント装置にお
いて、ライン状もしくはメッシュ状パターンを有するマ
スクの一部を削除して、光ビームを遮らないエリアを設
けたマスクを用い、該マスク通過後の光ビームを直進す
る光ビームとこれと直交する光ビームとに分岐するハー
フミラーと、該ハーフミラーにより分岐された直進しな
い光ビームの形状を検出する光ビーム形状検出器と、直
進する光ビームのうち前記マスクの光ビームを遮らない
エリアを通過した光ビームの進行方向を１８０°変える
プリズムと、該プリズムにより進行方向を変えられた光
ビームの位置を検出する受光素子と位置検出装置とを具
備したものである。
いて、ライン状もしくはメッシュ状パターンを有するマ
スクの一部を削除して、光ビームを遮らないエリアを設
けたマスクを用い、該マスク通過後の光ビームを直進す
る光ビームとこれと直交する光ビームとに分岐するハー
フミラーと、該ハーフミラーにより分岐された直進しな
い光ビームの形状を検出する光ビーム形状検出器と、直
進する光ビームのうち前記マスクの光ビームを遮らない
エリアを通過した光ビームの進行方向を１８０°変える
プリズムと、該プリズムにより進行方向を変えられた光
ビームの位置を検出する受光素子と位置検出装置とを具
備したものである。
【００１４】（５）前記（３）または（４）に記載され
るアライメント装置において、前記光ビーム形状検出器
は、ビデオカメラと画像処理装置とからなる。
るアライメント装置において、前記光ビーム形状検出器
は、ビデオカメラと画像処理装置とからなる。
【００１５】前述の手段によれば、光ファイバアレーと
コリメーションレンズアレーの各々の光ファイバとコリ
メーションレンズについて、各光軸を高精度に、かつ容
易に合わせることができる。また、各光軸を平行にする
ことができる。また、両アレーが組み込まれる装置の光
学系の光軸に対して平行にすることができる。
コリメーションレンズアレーの各々の光ファイバとコリ
メーションレンズについて、各光軸を高精度に、かつ容
易に合わせることができる。また、各光軸を平行にする
ことができる。また、両アレーが組み込まれる装置の光
学系の光軸に対して平行にすることができる。
【００１６】
【発明の実施形態】以下、図面を参照して本発明につい
て実施形態とともに詳細に説明する。
て実施形態とともに詳細に説明する。
【００１７】なお、実施形態を説明するための全図にお
いて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。
いて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。
【００１８】（実施形態１）図１は本発明のアライメン
ト法を実現する一実施例（実施形態１）の装置の概略構
成を示すブロック構成図であり、１０はファイバアレ
ー、１１は光ファイバ、２０はコリメーションレンズア
レー、２１はコリメーションレンズ、３０はアライメン
ト装置、４０はマスク、４１はガラス基板、４２はマス
ク４０の水平ラインパターン、４３はマスク４０の垂直
ラインパターン、６０は検出器、６１はモニター、１０
０はビームである。
ト法を実現する一実施例（実施形態１）の装置の概略構
成を示すブロック構成図であり、１０はファイバアレ
ー、１１は光ファイバ、２０はコリメーションレンズア
レー、２１はコリメーションレンズ、３０はアライメン
ト装置、４０はマスク、４１はガラス基板、４２はマス
ク４０の水平ラインパターン、４３はマスク４０の垂直
ラインパターン、６０は検出器、６１はモニター、１０
０はビームである。
【００１９】本実施形態１のアライメントは、図１に示
すように、多数の光ファイバ１１が二次元のマトリック
ス状に配列された光ファイバアレー１０と該光ファイバ
アレー１０に入出射するビーム１００をコリメートする
コリメーションレンズアレー２０を対象に行うものであ
り、コリメーションレンズアレー２０は、光ファイバア
レー１０と同様にコリメーションレンズ２１が二次元の
マトリックス状に配列されている。前記コリメーション
レンズ２１は、イオン拡散法による平板マイクロレンズ
アレーやマイクロボールレンズアレー等で構成される。
すように、多数の光ファイバ１１が二次元のマトリック
ス状に配列された光ファイバアレー１０と該光ファイバ
アレー１０に入出射するビーム１００をコリメートする
コリメーションレンズアレー２０を対象に行うものであ
り、コリメーションレンズアレー２０は、光ファイバア
レー１０と同様にコリメーションレンズ２１が二次元の
マトリックス状に配列されている。前記コリメーション
レンズ２１は、イオン拡散法による平板マイクロレンズ
アレーやマイクロボールレンズアレー等で構成される。
【００２０】アレイメント装置３０は、光ファイバアレ
ー１０の光ファイバ１１とコリメーションレンズアレー
２０のコリメーションレンズ２１の光軸合わせを行うた
めに使用され、少なくともＸ，Ｙ方向移動とＺ軸回りの
回転および両者のあおり角の調整機構を備えている。こ
こで、光軸の方向がＺ方向（紙面の横方向）、紙面の縦
方向がＸ方向、紙面に対して上向の垂直方向がＹ方向と
している。光ファイバ１１とコリメーションレンズ２１
は、コリメーションレンズ２１の焦点距離もしくはその
近傍に設定配置される。
ー１０の光ファイバ１１とコリメーションレンズアレー
２０のコリメーションレンズ２１の光軸合わせを行うた
めに使用され、少なくともＸ，Ｙ方向移動とＺ軸回りの
回転および両者のあおり角の調整機構を備えている。こ
こで、光軸の方向がＺ方向（紙面の横方向）、紙面の縦
方向がＸ方向、紙面に対して上向の垂直方向がＹ方向と
している。光ファイバ１１とコリメーションレンズ２１
は、コリメーションレンズ２１の焦点距離もしくはその
近傍に設定配置される。
【００２１】コリメーションレンズアレー２０の後に水
平ラインパターン４２あるいは垂直ラインパターン４３
もしくはその両方のラインパターンを有するマスク４０
を設置する。設置する位置は、レンズアレー２０の直後
で、コリメーションレンズ２１を透過後の光ビームが広
がり、隣接する光ビームと重ならない位置に選ばれる。
平ラインパターン４２あるいは垂直ラインパターン４３
もしくはその両方のラインパターンを有するマスク４０
を設置する。設置する位置は、レンズアレー２０の直後
で、コリメーションレンズ２１を透過後の光ビームが広
がり、隣接する光ビームと重ならない位置に選ばれる。
【００２２】前記マスク４０は、図２及び図３に示され
るように、ガラスなどの透明基板４１上に水平ラインパ
ターン４２あるいは垂直ラインパターン４３が並列に並
んだ金属薄膜のラインパターンが設けられて構成され
る。または、図３に示すように、水平ラインパターン４
２と垂直ラインパターン４３を直交するよう交差させて
メッシュ状にしたパターンで構成される。前記金属薄膜
パターンの形成については、高精度の配列が可能なホト
リソグラフィにより行われる。
るように、ガラスなどの透明基板４１上に水平ラインパ
ターン４２あるいは垂直ラインパターン４３が並列に並
んだ金属薄膜のラインパターンが設けられて構成され
る。または、図３に示すように、水平ラインパターン４
２と垂直ラインパターン４３を直交するよう交差させて
メッシュ状にしたパターンで構成される。前記金属薄膜
パターンの形成については、高精度の配列が可能なホト
リソグラフィにより行われる。
【００２３】前記マスク４０としては、金属薄膜のライ
ンパターン４２，４３、または、メッシュ状パターンの
ほかに、金属細線でライン、または、メッシュを形成し
たもの（図４）、あるいはＳｉの異方性エッチングでメ
ッシュを形成したもの（図５）でもよい。
ンパターン４２，４３、または、メッシュ状パターンの
ほかに、金属細線でライン、または、メッシュを形成し
たもの（図４）、あるいはＳｉの異方性エッチングでメ
ッシュを形成したもの（図５）でもよい。
【００２４】金属細線を用いたマスク４０は、１０数本
〜数１０本の金属細線を水平あるいは垂直に並べたライ
ン状のもの、または、図４に示すように、１０数本〜数
１０本の水平あるいは垂直に並べた金属細線４９上に金
属細線４９を垂直あるいは水平に重ねて並べ、メッシュ
状にしたものである。金属細線は、線径の小さい、金
線、あるいはピアノ線等である。金属細線は、ベース４
７上に等間隔で配置された径が同じである位置決めピン
４８に巻いて配線し、水平あるいは垂直に並べる。金属
細線は、位置決めピン４８に巻いた状態で接着等により
固定する。
〜数１０本の金属細線を水平あるいは垂直に並べたライ
ン状のもの、または、図４に示すように、１０数本〜数
１０本の水平あるいは垂直に並べた金属細線４９上に金
属細線４９を垂直あるいは水平に重ねて並べ、メッシュ
状にしたものである。金属細線は、線径の小さい、金
線、あるいはピアノ線等である。金属細線は、ベース４
７上に等間隔で配置された径が同じである位置決めピン
４８に巻いて配線し、水平あるいは垂直に並べる。金属
細線は、位置決めピン４８に巻いた状態で接着等により
固定する。
【００２５】図５に示すＳｉの異方性エッチングによる
マスクは、Ｓｉ単結晶の（１００）面を、例えば、ＫＯ
Ｈ溶液でエッチングすると矩形の貫通穴が形成できるこ
とを利用して作製する。Ｓｉウエハ基板４５にマトリッ
クス配列の矩形の貫通穴４６を作製してメッシュを形成
する。マトリックス配列の矩形穴４６は、ホトリソグラ
フィ技術を利用してＳｉウエハ基板４５に形成する。
マスクは、Ｓｉ単結晶の（１００）面を、例えば、ＫＯ
Ｈ溶液でエッチングすると矩形の貫通穴が形成できるこ
とを利用して作製する。Ｓｉウエハ基板４５にマトリッ
クス配列の矩形の貫通穴４６を作製してメッシュを形成
する。マトリックス配列の矩形穴４６は、ホトリソグラ
フィ技術を利用してＳｉウエハ基板４５に形成する。
【００２６】ここで、前記マスク４０の水平ラインパタ
ーン４２および垂直ラインパターン４３の配列ピッチ
は、光ファイバアレー１０とコリメーションレンズアレ
ー２０の光ファイバ１１とコリメーションレンズ２１の
配列ピッチと同じである。水平ラインパターン４２およ
び垂直ラインパターン４３の幅、あるいは、細線の線径
は、アライメントをする対象の光ビーム径より細くなる
よう選ばれる。
ーン４２および垂直ラインパターン４３の配列ピッチ
は、光ファイバアレー１０とコリメーションレンズアレ
ー２０の光ファイバ１１とコリメーションレンズ２１の
配列ピッチと同じである。水平ラインパターン４２およ
び垂直ラインパターン４３の幅、あるいは、細線の線径
は、アライメントをする対象の光ビーム径より細くなる
よう選ばれる。
【００２７】このような装置構成におけるアライメント
の方法を以下に述べる。光ファイバアレー１０とコリメ
ーションレンズアレー２０の個々の光ファイバ１１とコ
リメーションレンズ２１の光軸合わせについては、ま
ず、光ファイバ１１からビーム１００を出射させる。コ
リメーションレンズ２１を焦点距離もしくはその近傍に
設定し、アライメント装置３０のＸＹ移動とＺ軸回りの
回転により光ファイバ１１とコリメーションレンズ２１
の相対位置を粗く合わせて光ビーム１００をコリメート
し、マスク４０に照射する。光ビーム１００は、マスク
４０の水平ラインパターン４２もしくは垂直ラインパタ
ーン４３で光ビーム１００の一部が遮られてマスク４０
を通過する。
の方法を以下に述べる。光ファイバアレー１０とコリメ
ーションレンズアレー２０の個々の光ファイバ１１とコ
リメーションレンズ２１の光軸合わせについては、ま
ず、光ファイバ１１からビーム１００を出射させる。コ
リメーションレンズ２１を焦点距離もしくはその近傍に
設定し、アライメント装置３０のＸＹ移動とＺ軸回りの
回転により光ファイバ１１とコリメーションレンズ２１
の相対位置を粗く合わせて光ビーム１００をコリメート
し、マスク４０に照射する。光ビーム１００は、マスク
４０の水平ラインパターン４２もしくは垂直ラインパタ
ーン４３で光ビーム１００の一部が遮られてマスク４０
を通過する。
【００２８】この通過した光ビーム１００を光ビーム形
状を検知する光ビーム形状検出器６０に入射させる。光
ビーム形状検出器６０としては、一度に多数のビームを
検出できるビデオカメラが有用である。光ビーム形状検
出器６０で光ビーム形状を撮像しモニター６１等に表示
する。光ファイバ１１とコリメーションレンズ２１の全
て、もしくは所望の光ファイバ１１とコリメーションレ
ンズ２１について、マスク４０を通過してきた光ビーム
１００の形状を比較する。
状を検知する光ビーム形状検出器６０に入射させる。光
ビーム形状検出器６０としては、一度に多数のビームを
検出できるビデオカメラが有用である。光ビーム形状検
出器６０で光ビーム形状を撮像しモニター６１等に表示
する。光ファイバ１１とコリメーションレンズ２１の全
て、もしくは所望の光ファイバ１１とコリメーションレ
ンズ２１について、マスク４０を通過してきた光ビーム
１００の形状を比較する。
【００２９】この場合、モニター６１への画像信号をも
とに、画像処理装置を用いて、ビーム形状の輪郭などを
抽出することにより、さらに容易に形状の比較を行うこ
とができる。
とに、画像処理装置を用いて、ビーム形状の輪郭などを
抽出することにより、さらに容易に形状の比較を行うこ
とができる。
【００３０】図６（ａ），（ｂ）にライン状パターンを
通過する前と後のビーム形状を示す。また、図７
（ａ），（ｂ），（ｃ）に光ビームとマスク４０のライ
ンの位置関係を示す。図６（ａ）は、ライン状パターン
に遮られたビーム形状を、図６（ｂ）は、ライン状パタ
ーンへ入射する前のビーム形状を示す。
通過する前と後のビーム形状を示す。また、図７
（ａ），（ｂ），（ｃ）に光ビームとマスク４０のライ
ンの位置関係を示す。図６（ａ）は、ライン状パターン
に遮られたビーム形状を、図６（ｂ）は、ライン状パタ
ーンへ入射する前のビーム形状を示す。
【００３１】マスク４０を通過してきた光ビーム１００
は、図７（ａ）に示すように、水平ラインパターン４２
もしくは垂直ラインパターン４３がビーム１００の中央
にあると、光ビーム１００の中央が遮られ、丸い光ビー
ムの左右（または上下）の両端の円弧状の部分が検出さ
れる。十字形パターンの場合は、図７（ｃ）に示すよう
に、丸い光ビームの４隅の扇形の部分が検出される。
は、図７（ａ）に示すように、水平ラインパターン４２
もしくは垂直ラインパターン４３がビーム１００の中央
にあると、光ビーム１００の中央が遮られ、丸い光ビー
ムの左右（または上下）の両端の円弧状の部分が検出さ
れる。十字形パターンの場合は、図７（ｃ）に示すよう
に、丸い光ビームの４隅の扇形の部分が検出される。
【００３２】モニター６１上の個々の光ビーム１００の
形状について、図６（ａ）および図７（ａ）に示すよう
に、それぞれ検出された丸い光ビーム１００の両端の円
弧状部分が均等になるようアライメント装置３０を用
い、Ｘ、Ｙ方向移動とＺ軸回りの回転およびあおり角の
調整を行い、光ファイバ１１とコリメーションレンズ２
１の相対位置を微調整する。図７（ｂ）は、調整が不十
分な状態を示す。このようにして、光ファイバアレー１
０からの全ての光ビーム、もしくは所望の光ビームが均
等な形状となるよう調整することにより光ファイバアレ
ー１０とコリメーションレンズアレー２０の両者の光軸
を最適な状態に合わせることができる。
形状について、図６（ａ）および図７（ａ）に示すよう
に、それぞれ検出された丸い光ビーム１００の両端の円
弧状部分が均等になるようアライメント装置３０を用
い、Ｘ、Ｙ方向移動とＺ軸回りの回転およびあおり角の
調整を行い、光ファイバ１１とコリメーションレンズ２
１の相対位置を微調整する。図７（ｂ）は、調整が不十
分な状態を示す。このようにして、光ファイバアレー１
０からの全ての光ビーム、もしくは所望の光ビームが均
等な形状となるよう調整することにより光ファイバアレ
ー１０とコリメーションレンズアレー２０の両者の光軸
を最適な状態に合わせることができる。
【００３３】（実施形態２）図８は本発明のアライメン
ト法を実現する他の実施例（実施形態２）の装置の概略
構成を示すブロック構成図であり、７０はプリズム、８
０は位置検出用の受光素子、９０は光ビーム位置検出装
置、１００は光ビーム、１１０は光軸方向に直進する光
ビームと直交する方向に進む光ビーム、１２０は光軸方
向に直進する光ビームである。
ト法を実現する他の実施例（実施形態２）の装置の概略
構成を示すブロック構成図であり、７０はプリズム、８
０は位置検出用の受光素子、９０は光ビーム位置検出装
置、１００は光ビーム、１１０は光軸方向に直進する光
ビームと直交する方向に進む光ビーム、１２０は光軸方
向に直進する光ビームである。
【００３４】前記実施形態１では、マスクをレンズアレ
ー２０の直後に設置するため、光ビームの微少なあおり
に対しては、マスク透過後のビーム形状の変化として検
出しにくい点がある。本実施形態２は、この点を改善し
たものである。
ー２０の直後に設置するため、光ビームの微少なあおり
に対しては、マスク透過後のビーム形状の変化として検
出しにくい点がある。本実施形態２は、この点を改善し
たものである。
【００３５】本実施形態２のアライメント装置３０は、
図８に示すように、光ファイバアレー１０とコリメーシ
ョンレンズアレー２０の光軸合わせを行うために使用さ
れ、Ｘ軸、Ｙ軸およびＸ軸−Ｙ軸面内の回転ならびに光
軸に対するあおり角の調整機構を有している。レンズア
レー２０の直後にマスク４０が設置され、光ファイバア
レー１０から出射された光ビーム１００は、コリメーシ
ョンレンズ２１によりコリメートされ、マスク４０に照
射される。マスク４０を通過した光ビームは、ハーフミ
ラー５０により光軸方向に直進する光ビーム１２０とこ
れと直交する方向に進む光ビーム１１０に分岐される。
図８に示すように、光ファイバアレー１０とコリメーシ
ョンレンズアレー２０の光軸合わせを行うために使用さ
れ、Ｘ軸、Ｙ軸およびＸ軸−Ｙ軸面内の回転ならびに光
軸に対するあおり角の調整機構を有している。レンズア
レー２０の直後にマスク４０が設置され、光ファイバア
レー１０から出射された光ビーム１００は、コリメーシ
ョンレンズ２１によりコリメートされ、マスク４０に照
射される。マスク４０を通過した光ビームは、ハーフミ
ラー５０により光軸方向に直進する光ビーム１２０とこ
れと直交する方向に進む光ビーム１１０に分岐される。
【００３６】ここで用いられるマスク４０の構成は、図
８に示されるように、ラインパターンの一部分をカット
し、光ビーム１００を遮らないようにしてある。
８に示されるように、ラインパターンの一部分をカット
し、光ビーム１００を遮らないようにしてある。
【００３７】分岐された光ビーム１１０は、前記実施形
態１で述べたように、マスク４０により遮られた光ビー
ム形状を光ビーム形状検出器６０により検出し、分割さ
れた形状が全ての光ビームもしくは所望の光ビームに対
して、均等になるよう、アライメント装置３０が調整さ
れる。
態１で述べたように、マスク４０により遮られた光ビー
ム形状を光ビーム形状検出器６０により検出し、分割さ
れた形状が全ての光ビームもしくは所望の光ビームに対
して、均等になるよう、アライメント装置３０が調整さ
れる。
【００３８】一方、直進した光ビーム１２０のうち、マ
スク４０のラインパターンにより遮られずに通過した光
ビームを用い、プリズム７０により光ビームの進行方向
を１８０°変更し、光ビームの位置を検出する受光素子
８０に入射させる。プリズム７０をマスク４０と平行位
置となるように設置し、プリズム７０の移動方向をマス
ク４０の面に垂直な方向にとり、プリズム７０を移動さ
せると、受光素子８０へ入射する光ビームの位置は、プ
リズム７０に入射する角度に応じて移動する。この移動
量をなくすかもしくは極めて小さくするよう、アライメ
ント装置３０を調整することにより、光ビームの平行
性、あおり角を最適にすることができる。
スク４０のラインパターンにより遮られずに通過した光
ビームを用い、プリズム７０により光ビームの進行方向
を１８０°変更し、光ビームの位置を検出する受光素子
８０に入射させる。プリズム７０をマスク４０と平行位
置となるように設置し、プリズム７０の移動方向をマス
ク４０の面に垂直な方向にとり、プリズム７０を移動さ
せると、受光素子８０へ入射する光ビームの位置は、プ
リズム７０に入射する角度に応じて移動する。この移動
量をなくすかもしくは極めて小さくするよう、アライメ
ント装置３０を調整することにより、光ビームの平行
性、あおり角を最適にすることができる。
【００３９】さらに、このマスク４０の面を光ファイバ
アレー１０ならびにレンズアレー２０を組み込むフリー
スペース形光スイッチ等の装置の実装面と対応するよう
設置することにより、前記実施形態１の方法によりアラ
イメントされた光ファイバアレー１０ならびにレンズア
レー２０の両アレーは、組み込まれる装置の光軸に対し
て平行な光軸を有するようにすることができ、装置への
組み込みを容易にすることができる。
アレー１０ならびにレンズアレー２０を組み込むフリー
スペース形光スイッチ等の装置の実装面と対応するよう
設置することにより、前記実施形態１の方法によりアラ
イメントされた光ファイバアレー１０ならびにレンズア
レー２０の両アレーは、組み込まれる装置の光軸に対し
て平行な光軸を有するようにすることができ、装置への
組み込みを容易にすることができる。
【００４０】以上、本発明を、前記実施例に基づき具体
的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。
的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
【００４２】光ファイバアレーとコリメーションレンズ
アレーの各々の光ファイバとコリメーションレンズにつ
いて、各光軸を高精度に、かつ容易に合わせることがで
きる。
アレーの各々の光ファイバとコリメーションレンズにつ
いて、各光軸を高精度に、かつ容易に合わせることがで
きる。
【００４３】また、各光軸を平行にすることができる。
また、光ファイバアレーならびにレンズアレーの両アレ
ーが組み込まれる装置の光学系の光軸に対して平行にす
ることができる。
また、光ファイバアレーならびにレンズアレーの両アレ
ーが組み込まれる装置の光学系の光軸に対して平行にす
ることができる。
【図１】本発明のアライメント法を実現する一実施例
（実施形態１）の装置の概略構成を示すブロック構成図
である。
（実施形態１）の装置の概略構成を示すブロック構成図
である。
【図２】本実施形態１におけるマスクの一実施例の構成
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図３】本実施形態１におけるマスクの他の実施例の構
成を説明するための図である。
成を説明するための図である。
【図４】本実施形態１におけるマスクの他の実施例の構
成を説明するための図である。
成を説明するための図である。
【図５】本実施形態１におけるマスクの他の実施例の構
成を説明するための図である。
成を説明するための図である。
【図６】本実施形態１におけるアライメントの光ビーム
形状を説明するための図である。
形状を説明するための図である。
【図７】本実施形態１における光ビームとマスクのライ
ンの位置関係を示す図である。
ンの位置関係を示す図である。
【図８】本発明のアライメント法を実現する他の実施例
（実施形態２）の装置の概略構成を示すブロック構成図
である。
（実施形態２）の装置の概略構成を示すブロック構成図
である。
１０…ファイバアレー、１１…光ファイバ、２０…コリ
メーションレンズアレー、２１…コリメーションレン
ズ、３０…アライメント装置、４０…マスク、４１…ガ
ラス基板、４２…水平ラインパターン、４３…垂直ライ
ンパターン、４５…Ｓｉウエハ基板、４６…矩形穴、４
７…マスクのベース、４８…位置決めピン、４９…金属
細線、５０…ハーフミラー、６０…光ビーム形状検出
器、６１…モニター、７０…プリズム、８０…位置検出
用の受光素子、９０…光ビーム位置検出装置、１００…
光ビーム、１１０…光軸方向に直進する光ビームと直交
する方向に進む光ビーム、１２０…光軸方向に直進する
光ビーム。
メーションレンズアレー、２１…コリメーションレン
ズ、３０…アライメント装置、４０…マスク、４１…ガ
ラス基板、４２…水平ラインパターン、４３…垂直ライ
ンパターン、４５…Ｓｉウエハ基板、４６…矩形穴、４
７…マスクのベース、４８…位置決めピン、４９…金属
細線、５０…ハーフミラー、６０…光ビーム形状検出
器、６１…モニター、７０…プリズム、８０…位置検出
用の受光素子、９０…光ビーム位置検出装置、１００…
光ビーム、１１０…光軸方向に直進する光ビームと直交
する方向に進む光ビーム、１２０…光軸方向に直進する
光ビーム。
Claims (5)
- 【請求項１】 多数の光ファイバを二次元に配列した光
ファイバアレーと多数のコリメーションレンズを二次元
に配列したコリメーションレンズアレーとの光軸を合わ
せるアライメント方法において、前記両アレーの配列ピ
ッチと同じ配列ピッチで水平あるいは垂直に並べたライ
ン状パターンもしくはメッシュ状パターンを有するマス
クを、ビームの形状を検出する検出器の前に置き、各光
ファイバから出射した光ビームをコリメーションレンズ
で集光して、前記マスクに照射して、ライン状パターン
もしくはメッシュ状パターンの交点で遮られてきたビー
ムの形状をビーム形状検出器で検出して、光ファイバア
レーの全てのビームもしくは所望のビームについて前記
パターンで遮られずに通過してきた残余の部分のビーム
形状が均等になるように、光ファイバアレーとコリメー
ションレンズアレーの相対位置を調整し、光ファイバと
コリメーションレンズの光軸を合わせることを特徴とす
るアライメント方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載されるアライメント方法
において、マスクに形成されたライン状のパターンもし
くはメッシュ状のパターンの一部を削除し、ビームを遮
らない部分を設け、前記マスクを通過した光をハーフミ
ラーで直交する２本ビームに分岐し、分岐されたビーム
のうち、直進しないビームをビーム形状検出器に入射さ
せて、ライン状もしくはメッシュ状パターンに遮られた
ビーム形状を検出して、光ファイバアレーとコリメーシ
ョンレンズアレーとの光軸合わせを行うと同時に、直進
してきた光ビームのうち前記マスクの光ビームを遮らな
い部分を通過してきた光ビームをプリズムに入射させ、
該プリズムを前記マスク面に垂直方向に移動させた時、
プリズムにより方向を１８０°変えられた戻り光の位置
が動かないように前記両アレーの光軸を調整することを
特徴とするアライメント方法。 - 【請求項３】 同一の配列ピッチを有する二次元の光フ
ァイバアレーと二次元のコリメーションレンズアレーを
光軸方向が一致するように配置し、各々を独立に位置調
整する微動機構と、前記コリメーションレンズアレーの
光が出射する側に設置されたライン状もしくはメッシュ
状パターンを有するマスクと、該マスクを通過した光ビ
ームの形状を計測する光ビーム形状検出器と、前記ライ
ン状もしくはメッシュ状パターンにより遮られて通過し
てきた光ビームの残余の部分の形状がすべての光ビーム
もしくは所望の光ビームについて均等になるように、前
記微動機構を調整する手段を具備したことを特徴とする
アライメント装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載されるアライメント装置
において、ライン状もしくはメッシュ状パターンを有す
るマスクの一部を削除して、光ビームを遮らないエリア
を設けたマスクを用い、該マスク通過後の光ビームを直
進する光ビームとこれと直交する光ビームとに分岐する
ハーフミラーと、該ハーフミラーにより分岐された直進
しない光ビームの形状を検出する光ビーム形状検出器
と、直進する光ビームのうち前記マスクの光ビームを遮
らないエリアを通過した光ビームの進行方向を１８０°
変えるプリズムと、該プリズムにより進行方向を変えら
れた光ビームの位置を検出する受光素子と位置検出装置
とを具備したことを特徴とするアライメント装置。 - 【請求項５】 請求項３または４に記載されるアライメ
ント装置において、前記光ビーム形状検出器は、ビデオ
カメラと画像処理装置とからなることを特徴とするアラ
イメント装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21937195A JPH0961666A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | アライメント方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21937195A JPH0961666A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | アライメント方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961666A true JPH0961666A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16734375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21937195A Pending JPH0961666A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | アライメント方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961666A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0896202A3 (en) * | 1997-08-08 | 2000-09-27 | Hoya Corporation | Array element examination method and array element examination device |
| US6625353B2 (en) | 2001-06-08 | 2003-09-23 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Optical module, alignment method of optical module, and alignment device of optical module |
| GB2406905A (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-13 | Photon Inc | An optical beam profile characteriser device using fiber optic bundles |
| US7366382B2 (en) | 2003-10-01 | 2008-04-29 | Photon, Inc. | Optical beam diagnostic device and method |
| CN111381334A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种用于光学系统中光路组件的对准方法 |
| CN111381335A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种用于光学系统中光路组件对准装置 |
| KR20220071965A (ko) * | 2019-10-03 | 2022-05-31 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 컴팩트한 타일을 갖는 코히어런트 광학 모놀리식 위상 어레이를 포함하는 하이브리드 스펙트럼 및 코히어런트 결합 광섬유 레이저 증폭기 시스템 |
| KR20220071966A (ko) * | 2019-10-03 | 2022-05-31 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 컴팩트한 타일을 갖는 광학 모놀리식 빔 성형기를 포함하는 스펙트럼 결합 광섬유 증폭기 시스템 |
| KR20220072843A (ko) * | 2019-10-03 | 2022-06-02 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 높은 필 팩터 광학 어레이 제조 방법 |
| KR20220072841A (ko) * | 2019-10-03 | 2022-06-02 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 컴팩트한 타일을 갖는 광학 모놀리식 빔 성형기 어레이 |
| KR20220072842A (ko) * | 2019-10-03 | 2022-06-02 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 컴팩트한 타일을 갖는 광학 모놀리식 위상 어레이를 포함하는 코히어런트 결합 광섬유 레이저 증폭기 시스템 |
| CN115561184A (zh) * | 2022-09-05 | 2023-01-03 | 广州市同飞科技有限公司 | 一种红外测量系统及其控制方法、装置和存储介质 |
| CN120742479A (zh) * | 2025-08-22 | 2025-10-03 | 广东三石园科技有限公司 | 一种多芯光纤阵列及其对齐排列方法 |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP21937195A patent/JPH0961666A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0896202A3 (en) * | 1997-08-08 | 2000-09-27 | Hoya Corporation | Array element examination method and array element examination device |
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| GB2406905A (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-13 | Photon Inc | An optical beam profile characteriser device using fiber optic bundles |
| US7366382B2 (en) | 2003-10-01 | 2008-04-29 | Photon, Inc. | Optical beam diagnostic device and method |
| CN111381334A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种用于光学系统中光路组件的对准方法 |
| CN111381335A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种用于光学系统中光路组件对准装置 |
| CN111381335B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-06-15 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种用于光学系统中光路组件对准装置 |
| CN111381334B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-06-15 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种用于光学系统中光路组件的对准方法 |
| KR20220071965A (ko) * | 2019-10-03 | 2022-05-31 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 컴팩트한 타일을 갖는 코히어런트 광학 모놀리식 위상 어레이를 포함하는 하이브리드 스펙트럼 및 코히어런트 결합 광섬유 레이저 증폭기 시스템 |
| KR20220071966A (ko) * | 2019-10-03 | 2022-05-31 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 컴팩트한 타일을 갖는 광학 모놀리식 빔 성형기를 포함하는 스펙트럼 결합 광섬유 증폭기 시스템 |
| KR20220072843A (ko) * | 2019-10-03 | 2022-06-02 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 높은 필 팩터 광학 어레이 제조 방법 |
| KR20220072841A (ko) * | 2019-10-03 | 2022-06-02 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 컴팩트한 타일을 갖는 광학 모놀리식 빔 성형기 어레이 |
| KR20220072842A (ko) * | 2019-10-03 | 2022-06-02 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 컴팩트한 타일을 갖는 광학 모놀리식 위상 어레이를 포함하는 코히어런트 결합 광섬유 레이저 증폭기 시스템 |
| CN115561184A (zh) * | 2022-09-05 | 2023-01-03 | 广州市同飞科技有限公司 | 一种红外测量系统及其控制方法、装置和存储介质 |
| CN120742479A (zh) * | 2025-08-22 | 2025-10-03 | 广东三石园科技有限公司 | 一种多芯光纤阵列及其对齐排列方法 |
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