JPH11295549A - 光ファイバのアライメント方法、および光学ステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸に対し傾斜した端面を有する光ファイバ
どうしを接続するための光ファイバのアライメント方法
において、光ファイバどうしの接続を容易にかつ正確に
行えるようにする。 【解決手段】 光ファイバ２０を光学ステージ３０に装
着する場合には、キャピラリ１０を上側ステージ３１と
下側ステージ３２との間に挿入し、基準面１３を上に向
けた状態で光学ステージ３０の溝３２ｂに載置する。そ
して、調整用ネジ３３，３４を締めることにより、上側
ステージ３１が下側ステージ３２側に接近し、溝３２ｂ
との間でキャピラリ１０を挟持する。このとき、キャピ
ラリ１０の基準面１３は、水平面と平行である上側ステ
ージ３１の下側面３１ａと密着するので、基準面１３も
水平面と平行となる。また、溝３２ｂは、端面３２ｃと
垂直な線Ｌ１に対して角度θ₁ だけ傾くように形成され
ているので、キャピラリ１０も線Ｌ１に対して角度θ₁
だけ傾く。これにより、キャピラリ１０の端面１２は端
面３２ｃと平行になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバどうしを
接続するための光ファイバのアライメント方法、および
光学ステージに関し、特に光ファイバの端面どうしを接
着する光ファイバのアライメント方法、および光学ステ
ージに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、光ファイバどうしを接続する場合
には、接続損失の低い結合を行うために、接続する２本
の光ファイバ間にモニタ光を導通させ、モニタ光の出力
強度が最大となるように光ファイバの向きや位置の調整
を行うアライメント方法、いわゆるアクティブアライメ
ント方法を用いるのが主流である。

【０００３】図６は一般のアクティブアライメント方法
を示す平面図である。２本の光ファイバ７１，７２を接
続する場合、各光ファイバ７１，７２の端部に保持部材
としてのキャピラリ７３，７４を取り付ける。このと
き、キャピラリ７３，７４の端面７３ａ，７４ａは、各
光ファイバ７１，７２の端面７１ａ，７２ａと一致する
ように取り付ける。こうして、光ファイバ７１，７２の
位置を、図示されていない光学ステージなどを用いてＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向に調整し、モニタ光の出力強
度が最大となるところでキャピラリ７３，７４の端面を
接着する。

【０００４】このような方法では、各光ファイバ７１，
７２およびキャピラリ７３，７４の各端面７１ａ，７２
ａ，７３ａ，７４ａが光軸に対してほぼ垂直なので、Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸調整ですみ、作業が簡単である。

【０００５】しかし、端面７１ａ，７２ａ，７３ａ，７
４ａを光軸に対して垂直にすると、接続面での光の反射
が大きくなってしまう。そこで、光ファイバ７１，７２
およびキャピラリ７３，７４の各端面７１ａ，７２ａ，
７３ａ，７４ａを光軸に対して斜めにカットした光ファ
イバのアライメント方法がある。

【０００６】図７は光ファイバおよびキャピラリの端面
を斜めにカットした従来のアライメント方法を示す図で
ある。光ファイバ７１，７２およびキャピラリ７３，７
４の各端面７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａを斜めにす
ることにより、接続面では光軸と異なる方向に光が反射
するので、反射減衰量を高くすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７のような
アライメント方法では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸調整に
加えて、Ｚ軸周りのθｚの調整が必要となる。このた
め、作業が複雑かつ困難になるという問題があった。

【０００８】これに対し、融着によって２本の光ファイ
バを接続する方法があるが、異なる材質どうしの場合に
は融点が異なるため、不可能であった。本発明はこのよ
うな点に鑑みてなされたものであり、光ファイバどうし
の接続を容易にかつ正確に行うことのできる光ファイバ
のアライメント方法、および光学ステージを提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、光軸に対して所定角度傾斜した端面を有
する光ファイバどうしを接続するための光ファイバのア
ライメント方法において、前記各光ファイバの接続端部
に、予め前記光ファイバの端面の向きに対し所定方向に
向く基準面が形成された保持部材を固定し、前記基準面
の向きに基づいて前記光ファイバどうしを接続する、こ
とを特徴とする光ファイバのアライメント方法が提供さ
れる。

【００１０】このようなアライメント方法では、各光フ
ァイバの接続端部に、予め光ファイバの端面の向きに対
し所定方向に向く基準面が形成された保持部材を固定
し、基準面の向きに基づいて光ファイバどうしを接続す
る。これにより、光ファイバの光軸周りの向きを調節す
る必要がないので、作業が簡単になるとともに、正確な
アライメントが行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図２は本形態のアライメント方法
に用いるキャピラリの構成を示す図であり、（Ａ）は斜
視図、（Ｂ）は光ファイバを挿入した状態を示す斜視図
である。保持部材としてのキャピラリ１０は、例えばガ
ラスで形成されており、全体がほぼ円柱状に形成されて
いる。キャピラリ１０の中心には、光ファイバ２０を挿
入するための細孔１１が、軸心に沿って形成されてい
る。この細孔１１には、光ファイバ２０の接続端部２１
が、その端面２２がキャピラリ１０の端面１２と一致す
るところまで挿入され、固定されている。固定には、接
着剤が使用される。なお、ここで使用される光ファイバ
２０は、波長１．３１μｍ用のシングルモードファイバ
とする。

【００１２】キャピラリ１０の一部には、基準面１３が
形成されている。この基準面１３は、光軸に対して平行
な平面を切り欠くことにより形成されている。基準面１
３の厚さは、基準面１３を形成する前のキャピラリ１０
の直径を１．８ｍｍとしたとき、０．２ｍｍ程度が好ま
しい。

【００１３】なお、ここでは、キャピラリ１０の形状と
して円柱状のものを示したが、これに限られるものでな
く、３角形、４角形、などの多角形でもよい。このよう
な構成のキャピラリ１０を使用して光ファイバ２０を他
の光ファイバと接続させる場合には、図３に示すよう
に、端面１２および端面２２を、切断または研磨によっ
て斜めにカットする。このカットにより、端面１２およ
び端面２２は、基準面１３に対して垂直に、かつもとの
平面に対して角度θ₁ だけ傾くように形成される。な
お、各端面１２、２２は、光ファイバ２０にキャピラリ
１０を固定してから両者を同時に研磨して形成するよう
にしてもよいし、キャピラリ１０および光ファイバ２０
を固定する前に個々に研磨して形成してもよい。

【００１４】このように角度θ₁ だけ傾くようにカット
することにより、接続面での反射減衰量を高くすること
ができる。角度θ₁ を大きくするほど反射減衰量を高く
することができ、また、角度θ₁ は、接続する光ファイ
バどうしが同じ角度であれば何度でもよい。本形態で
は、例えば角度θ₁ を１２°とする。このときの反射減
衰量は６０ｄＢ以上である。

【００１５】次に、キャピラリ１０を取り付けた光ファ
イバの具体的なアライメント方法について説明する。図
４は光ファイバをアライメント接続するときに使用する
光学ステージの構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、
（Ｂ）は平面図である。光学ステージ３０は、主に、直
方体の上側ステージ３１と、同じく直方体の下側ステー
ジ３２と、固定部材としての２本の調整用ネジ３３，３
４とから構成されている。上側ステージ３１の下側面３
１ａと下側ステージ３２の上面３２ａは、水平面と平行
となるように取り付けられている。この上側ステージ３
１は、ネジ３３，３４を緩めたり締めたりすることによ
り、下側ステージ３２に対して離間または接近する。

【００１６】下側ステージ３２の上側面３２ａには、水
平面に平行なＶ字の溝３２ｂが形成されている。溝３２
ｂは、下側ステージ３２の中心よりもずれた位置に形成
されている。また、溝３２ｂは、図（Ｂ）に示すよう
に、接続側の端面３２ｃと垂直な線Ｌ１（ここでは中心
線もかねている）に対して角度θ₁ だけ傾くように形成
されている。このような溝３２ｂには、光ファイバ２０
のキャピラリ１０部分が載置される。

【００１７】図１はキャピラリ１０を取り付けた光ファ
イバ２０を光学ステージ３０に装着した状態を示す図で
あり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。光ファ
イバ２０を光学ステージ３０に装着する場合には、キャ
ピラリ１０を上側ステージ３１と下側ステージ３２との
間に挿入し、基準面１３を上に向けた状態で光学ステー
ジ３０の溝３２ｂに載置する。そして、調整用ネジ３
３，３４を締めることにより、上側ステージ３１が下側
ステージ３２側に接近し、溝３２ｂとの間でキャピラリ
１０を挟持する。このとき、キャピラリ１０の基準面１
３は、水平面と平行である上側ステージ３１の下側面３
１ａと密着するので、基準面１３も水平面と平行とな
る。

【００１８】また、溝３２ｂは、端面３２ｃと垂直な線
Ｌ１に対して角度θ₁ だけ傾くように形成されているの
で、キャピラリ１０も線Ｌ１に対して角度θ₁ だけ傾
く。これにより、キャピラリ１０の端面１２は端面３２
ｃと平行になる。

【００１９】図５は光学ステージ３０を使用した実際の
接続方法を示す平面図である。光学ステージ３０に固定
した光ファイバ２０を他の光ファイバ５０と接続する場
合には、相手の光ファイバ５０にも、キャピラリ４０を
端部に取り付け、光学ステージ６０に固定する。このと
き、キャピラリ４０は、キャピラリ１０とほぼ同じ形
状、材質のものである。また、光学ステージ６０は光学
ステージ３０と同じ形状、材質のものである。一方、光
ファイバ２０と光ファイバ５０は、互いに異なる材質で
形成されている。例えば、光ファイバ２０を石英ガラス
とすると、光ファイバ５０はフッ化物ファイバである。

【００２０】キャピラリ４０は、キャピラリ１０を光学
ステージ３０に固定するのと同様に、図示されていない
基準面を上に向けて光学ステージ６０の図示されていな
い溝に載置し固定する。ただし、光学ステージ６０は、
光学ステージ３０に対して１８０°反転した状態でキャ
ピラリ４０を固定してある。

【００２１】このため、図のように光学ステージ３０お
よび光学ステージ６０を互いの端面３２ｃ，６０ａが平
行になるように向かい合わせると、光ファイバ２０と光
ファイバ５０も互いに平行になる。さらに、各光学ステ
ージ３０，６０との形状の関係から、キャピラリ１０，
４０の各端面１２，４１も互いに平行となる。したがっ
て、端面１２，４１どうしを結合する場合には、Ｚ軸周
り（θｚ）のアライメントを必要とせず、各光学ステー
ジ３０，６０をＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向にアライメント
するだけでよい。これにより、光ファイバどうしの接続
を簡単にかつ正確に行うことが可能となる。

【００２２】また、本形態の光学ステージ３０などで
は、溝３２ｂをキャピラリ１０および光ファイバ２０の
端面１２，２２と同じ角度θ₁ だけ傾けて形成したの
で、光学ステージ３０，６０を互いに平行に向かい合わ
せれば自然にキャピラリ１０，４０の端面１２，４１ど
うしが平行となり、作業がより簡単となる。

【００２３】こうしてアライメントした光ファイバ２
０，５０は、接着剤で接続することができる。接続後
は、各光学ステージの調整用ネジ３３，３４，６２，６
３を緩めて、上側ステージ３１，６１を外すことによ
り、光学ステージ３０，６０から各光ファイバ２０，５
０を離すことができる。

【００２４】なお、本形態では、溝３２ｂをＶ字形状と
したが、半円型、４角形などキャピラリ１０が嵌合でき
るものであればどのような形状でもよい。また、４角形
の場合には、キャピラリ１０の基準面１３が溝の側面と
接触するようにキャピラリ１０を嵌合させてもよい。こ
のとき、キャピラリ１０の端面１２の向きが図３の例と
同じとすれば、端面１２は斜め上または斜め下を向くこ
とになるが、接続相手と互いに反対向きとなるように取
り付ければ問題はない。ただし、この場合には、溝は線
Ｌ１と平行に形成することが好ましい。一方、端面１２
の傾きが図３の例より９０°ずれた向きの場合には、光
学ステージへの取り付け後の各端面の向きは、図１、図
３の例と同じになる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、各光フ
ァイバの接続端部に、予め光ファイバの端面の向きに対
し所定方向を向く基準面が形成された保持部材を固定
し、基準面の向きに基づいて光ファイバどうしを接続す
るようにしたので、光ファイバの光軸周りの向きを調節
する必要がない。

【００２６】よって、作業が簡単になるとともに、正確
なアライメントが行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】キャピラリを取り付けた光ファイバを光学ステ
ージに装着した状態を示す図であり、（Ａ）は正面図、
（Ｂ）は平面図である。

【図２】本形態のアライメント方法に用いるキャピラリ
の構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、 （Ｂ）は光
ファイバを挿入した状態を示す斜視図である。

【図３】キャピラリおよび光ファイバの端面をカットし
た状態を示す斜視図である。

【図４】光ファイバをアライメントするときに使用する
光学ステージの構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、
（Ｂ）は平面図である。

【図５】光学ステージを使用した実際の接続方法を示す
平面図である。

【図６】一般のアクティブアライメント方法を示す平面
図である。

【図７】光ファイバおよびキャピラリの端面を斜めにカ
ットした従来のアライメント方法を示す図である。

【符号の説明】

１０ キャピラリ １１ 細孔 １２ 端面 １３ 基準面 ２０ 光ファイバ ２１ 接続端部 ２２ 端面 ３０ 光学ステージ ３１ 上側ステージ ３１ａ 下側面 ３２ 下側ステージ ３２ａ 上側面 ３２ｂ 溝 ３３，３４ 調整用ネジ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸に対して所定角度傾斜した端面を有
   する光ファイバどうしを接続するための光ファイバのア
   ライメント方法において、 前記各光ファイバの接続端部に、予め前記光ファイバの
   端面の向きに対し所定方向に向く基準面が形成された保
   持部材を固定し、 前記基準面の向きに基づいて前記光ファイバどうしを接
   続する、 ことを特徴とする光ファイバのアライメント方法。
2. 【請求項２】 前記保持部材の基準面は、前記光ファイ
   バの光軸とほぼ平行であり、かつ前記光ファイバの端面
   と垂直であることを特徴とする請求項１記載の光ファイ
   バのアライメント方法。
3. 【請求項３】 前記接続する光ファイバは、互いに異な
   る材料であることを特徴とする請求項１記載の光ファイ
   バのアライメント方法。
4. 【請求項４】 前記基準面を一定の向きに保持した状態
   で前記光ファイバを光学ステージに固定し、前記接続を
   行うことを特徴とする請求項１記載の光ファイバのアラ
   イメント方法。
5. 【請求項５】 光ファイバどうしを接続するための光フ
   ァイバのアライメント方法において、 予め基準面が形成された保持部材を前記各光ファイバの
   接続端部に固定し、 前記光ファイバおよび前記保持部材の端面に、前記基準
   面に対して所定方向を向く傾斜面を形成し、 前記基準面の向きに基づいて前記光ファイバの傾斜面ど
   うしを接続する、 ことを特徴とする光ファイバのアライメント方法。
6. 【請求項６】 光軸に対して所定角度傾斜した端面を有
   する光ファイバをアライメントするために固定する光学
   ステージにおいて、 前記光ファイバの接続端部に取り付けられるとともに前
   記光ファイバの端面に対して所定方向を向く基準面を有
   する保持部材を、一定の向きで保持する溝を有する第１
   のステージと、 前記保持部材を押さえて前記溝との間で挟持するととも
   に、前記保持部材の基準面と接触して前記保持部材の前
   記光軸周りの向きを固定することのできる押さえ面を有
   する第２のステージと、 前記第１のステージと前記第２のステージとを互いに固
   定する固定部材と、 を有することを特徴とする光学ステージ。
7. 【請求項７】 前記溝は、その長手方向が前記押さえ面
   と平行に、かつ前記下側ステージの接続側端面と垂直な
   方向に対して前記所定角度傾いていることを特徴とする
   請求項６記載の光学ステージ。