JPS625210A - 位置決め装置 - Google Patents

位置決め装置

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JPS625210A
JPS625210A JP61119393A JP11939386A JPS625210A JP S625210 A JPS625210 A JP S625210A JP 61119393 A JP61119393 A JP 61119393A JP 11939386 A JP11939386 A JP 11939386A JP S625210 A JPS625210 A JP S625210A
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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】 本発明はレーザダイオードから導波管に放出された光を
最大限にするために、光学導波管の端面のような光入力
装置に関°してレーザダイオードのような光出力装置を
位置ずけるための方法及び装置に関する。
慣例的にレーザダイオードのパッケージアセンブリにお
いて、レーザからファイバーに接続された光の最大量を
達成するために、マイクロポジショナ−がレーザ接合の
前でファイバーを手動で操作するために使用される。フ
ァイバー又はファイバーピグテールの遠方端から光が検
出されて、ＤＣレベルを発生する。ファイバーはレーザ
の前に液状エポキシ樹脂又は低融点の結合物を用いて。
ＤＣレベルが最大のとき、エポキシ樹脂は硬化を許され
、又は低融点結合物は固めるために冷やされる。
その手続は非常に時間の消費となり、また、必要な高度
のマニュアル操作及び調整を得るために長いトレーニン
グ期間を必要とする。もつと早く正確な位置すけ方法が
本発明によって提案された。
本発明に従うと、光出力装置は該光出力装置からの一般
的な光が入力装置に向けられるように最初に装置を位置
ずけることによって、出力装置から入力装置へ最大光を
接続するよう光入力装置に関して位置ずけられる。装置
の１つは第１の方向に振動し、入力装置によって受け取
った光は検出されて電気的信号を発生するために使われ
る。伝えられた振動に応答する電気的信号の変動成分の
振幅が検出される。また、その成分と伝えられた振動と
の間の位相関係が検出される。検出された振幅と位相関
係にもとづいて力が振幅を最小にする前記第１の方向へ
装置の並進運動をもたらすために装置の１つに供給され
る。
本発明の一実施例において、光入力装置はレーザダイオ
ードパッケージのパッケージピグテール（ｐｉｇｔａｉ
　＋）ファイバーのような光導波管の端面であり、光出
力装置はレーザダイオードである。特に、レーザパッケ
ージにファイバーを固定するために、レーザダイオード
は位置決めされて導波管の端部が圧電結晶を用いる一団
の液状エポキシ樹脂領域に関して振動する。圧電結晶は
また。並進運動をもたらすためにも使用される。
一対のこのような圧電装置が使用され、該装置はファイ
バ一端を直角方向に、ファイバー軸に垂直な面内でファ
イバ一端部を位置ずけるよう働かせる。圧電活性面は各
接続ロッドに接続されており、該ロッドは一緒に融合さ
れてファイバ一端部の周りに位置ずけられた遠隔ホール
グ一部をもっている。
直角方向の振動成分を識別するために、２つの圧電装置
の結晶が異なった振動周波数で駆動される。
本発明の実施例を添付の図面に関連して説明する。
第１図を詳細に参照すると、レーザダイオード１０、ピ
グテールファイバー１２及び光検出器１４が示されてい
る。圧電結晶１６は１位相感知器２８からのＤＣレベル
３８と一緒に合計したジェネレータ２４からの周波数ｆ
Ｘで、振動信号に応答してＸ方向にファイバ一端２０を
駆動する。
同様に、圧電結晶１８は位相感知器３０からのＤＣレベ
ル４０と一緒に合計したジェネレータ２６からの周波数
ｆｙで、振動信号に応答してＹ方向にファイバ一端を駆
動する。ＤＣレベルはｆｘ及びｆｙで印加された変調か
ら生ずる結合光（ｃｏｕｐｌｅｄ　ｌｉｇｈｔ）におけ
る変化を検出することによって得られ、且つ結合光を最
大にするレベルで維持される。
本発明はレーザダイオードパッケージのアセンブリにお
いて特定の適用がある。パッケージにおいて、レーザダ
イオードチップｌＯは一般にヒートシンクに接着されて
いる。ピグテールファイバー１２はパッケージハウジン
グの壁の気密シールを通り抜け、そしてファイバーの端
部２０をレーザチップｌＯ内のレーザ接合の高さよりも
わずかに低い高さの受け台上に載せている。レーザダイ
オードパッケージのアセンブリにおいて重要なステップ
はレーザチップ１°０からの光放出を最大にするように
ピグテールファイバ一端部２０の正確な位置すけである
。典型的に、レーザ発光小面（ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｆａ
ｃｅｔ）から数１０ミクロンの距離で。
光接合面が第２図に示されているように５から１０ミク
ロンの直径にわたっており、ピグテールファイバーそれ
自体は典型的に１０ミクロンのコア半径をもっている。
レーザチップｌＯからの結合光を最大にするために、フ
ァイバーピグテールの端部２０はレンズの働きを与える
ように両方が先細りで末端が球状を示している。そうで
あっても、ファイバー１２へ放出された光を最大にする
ことに最も重要な配慮は、レーザ放出スポット４４と正
確に一線になったファイバ一端部２０の軸線にある。
本発明の方法において、レーザｌＯからファイバーの接
近する端部２０へ結合された光は、ピグテールファイバ
ーから光を受け取るために取付けられたＰＩＮ又はアバ
ランシェホトダイオード１４によって遠端部２１で検出
される。対応する検出器出力はアンプ４２を通って位相
感知器２８．３０を含む信号分析回路へ運ばれる。ファ
イバ一端２０は圧電結晶１６．１８に電気を通じること
によって液状エポキシ樹脂４５のかたまりの中で動かさ
れる。結晶１６及び１８は、ファイバー軸線がＺ方向に
沿って延びており、Ｘ及びＹ方向の動きがフォーク配列
４８に結合されたそれぞれＸ及びＹ方向の動きを生成す
る。圧電結晶の取付配置を詳細に示していないが、結晶
の独立した動きを通してフォーク４８はｘ、Ｙ面の所定
の領域内のいかなる点へも動かすことができることが理
解できる。
圧電結晶１６．１８の駆動は各々周波数ｆ　及びｆｙで
振動する信号を発生する駆動ジェネレータ２４．２６か
ら供給される０選ばれた周波数は調和関係にない０位相
感知器の効果的なオペレージ、ンのために、ｆ　及びｆ
ｙは１ＯＨｚよりもずっと大きく容易に識別できるよう
に少なくとも１０Ｈｚによって分離されている。各駆動
ジェネレータからの第１の出力信号は総和接合点５０を
通して駆動７ンプ５２へ運ばれ、そこで対応する圧電結
晶へ供給される。
駆動ジェネレータ２’４　、２６からの第２の出力は各
々位相感知器２８．３０への参照信号として遅延りに続
いて適用される。参照信号は適用された振動と決定され
るべき検出された信号との位相関係を許容する。該信号
が同位相であればファイバ一端２１は結合（ｃｏａｐｌ
ｉｎｇ）を増加するために１方向に動かされなけれＪｆ
ならない、これに対して信号の位相が一致していなけれ
ば、ファイバ一端は反対の方向に動かされなければなら
ない。
Ｘ方向における不整合の関数としてレーザ出力小面とフ
ァイバーとの間の光接合効果が第２図に典型的に示され
ている。理想的なファイバーは該ファイバーに対応する
点Ｃに位置ずけられ、レーザが正確にＸ方向に整合され
る。実際、レーザに関係するファイバ一端の初期の位置
すけ後、ファイバーは典型的に最適の位置“Ｃ′の一方
の側の位置“Ａｏ又は“Ｂ“にある０周波数ｆｘの信号
が圧電結晶１６に適用されるとき、ファイバ一端は矢印
５４及び波形“Ｉｏによって表わされるように振動され
る。検出器１４において対応する電気信号はＤＣ成分に
加えて、ファイバーの中央位置に依存して振動する成分
Ｗａ、Ｗｂ又はＷｅを発生する。正確な調整のために、
ファイバーは振動成分の振幅が波形Ｗｃによって示され
るような最小となる位置になければならない、波形はま
たそれらの位相関係を示している第３図に共通の時間軸
（ｔｉｍｅ　ｂａｓｅ）で示されている０位相感知器２
８が周波数ｆ工に調節されて、そして駆動ジェネレータ
２４からの入力信号と検出器１４からの入力信号との間
の振幅及び位相の違いに依存して、ＤＣ制御信号は総和
接合点５０で駆動ジェネレータ２４からのＡＣ駆動と共
に総計されて発生される。制御信号は圧電結晶１６の活
性面のＸ方向並進運動を行なうために使われる。第３図
に示されているように、ファイバーの運動が効果的な整
合を提供するために必要であることは波形Ｗａ及びｗｂ
の振幅から明白である。さらに、どの方向にファイバー
の整合を行なうために動かされるべきであるかは、波形
“ｉｏに対するＷａ及びｗｂの位相関係から明白である
。
対応する調節が、異なる周波数ｆ　でファイバ一端２０
を振動させ、印加された変調に対して振幅及び位相関係
を得るために検出された信号のｆｙ変動（ｏｓｃｉ　１
ｌａｔｏｒｙ）成分を分析することによってＹ方向に行
なわれる。
以前に示したように、この方法はレーザチップに関連す
るファイバーを固定する場合に特定の適用が見出される
。その方法の特定の器具において、ファイバ一端部２０
は結合されるべき光を直接ファイバー内に許容するため
にエポキシ樹脂のかたまりのそれ自体透明なファイバ一
端面をもつエポキシ樹脂の全体に保持されている。エポ
キシ樹脂は一旦、Ｘ及びＹ制御ループが最も効果的な位
置にファイバ一端部を固定するように付勢される（ｅｎ
ｅｒｇｉｚｅｄ）と硬化する。エポキシ樹脂が硬化され
るに従って、ファイバ一端部２０は単に硬化メカニズム
の結果として１ミクロン程度動かされることができる。
上述のダイナミックな方法で、硬化中にファイバーのい
くらかの運動があれば、復元力が初期の硬化段階中に適
用される。
本発明はレーザチップｌＯに対して固定されているピグ
テールファイバー１２に関して述べられているが、本方
法は他のファイバーの光学的入力及び出力装置を正確に
整合するために使用されることができる。このように本
方法はコネクタ又は継ぎ合わせ位置で光を結合するため
のファイバーの整合に使用されることができる０本実施
態様櫂おいて、光入力装置は振動されるが、代りの実施
態様において、光入力装置は固定されており、そして光
出力装置を振動させることができる。
上記の配７１　（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は適用され
る振動と並進運動の両方を行なうために同様の圧電装置
を使用している。異なった機構がこれらの異なる仕事の
ために使用されることができることは理解されるであろ
う０例えば、振動は°ラウドスピーカを使用して音波的
に適用されることができ、そして圧電装置はファイバー
の復元並進運動（ｒｅｓｔｏｒｉｎｇｔｒａｎｓｌａｔ
ｉｏｎａｌ　ｍｏｖｅｍｅｎｔ）を行なうためにのみ使
用される。
レーザ・ファイバー整合に対する本発明と現在のアプロ
ーチとの間の主な概念上の相違は現在の技術がレーザか
らファイバー内に結合された光の量を直接的に最大にす
ることに依存しているということである。対照的に１本
発明はファイバーの小さな空間的摂道（ｐｅｒｔｕｒｂ
ａｔｉｏｎ）に関連して接合された光の誘導（ｄｅｒｉ
ｖａｔｉｖｅ）を最小にすることによって操作する０通
常の整合技術では、ファイバー又はレーザの全体の機械
的な動きはレーザ・フアイバー結合が整合されているか
どうか結合された光の新旧の値を比較することによって
決定することが必要であり、もし整合されていないなら
ば、どの方向に最も良い調製位置があるかを決定する必
要がある０本発明の誘導的な特質のために、整合情報の
方向及び角度（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ａｎｄｄｅｇ
ｒｅｅ）は直ちに利用可能である。これは更にＸ及びＹ
方向の両方の同時整合を許容することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に従う装置であり、遠近法による部分と
回路の概要を示す図、 第２図は導波管の入力端が変動したときに結果として生
ずるレーザダイオードと光学的導波管との間の結合効率
の変形を図式的に示す図、第３図は共通の時間軸が与え
られた検出光の振動及び変動成分を示す図である。 １０・・・・・・レーザチップ １２・・・・・・ファイバー １４・・・・・・検出器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、装置間で最大の光結合を得るために、光入力装置に
    対して光出力装置を位置ずける方法であって、出力装置
    からの一般の光が入力装置に向けられるように装置を位
    置ずけることと、該入力装置によって受け取られた光を
    検出することと、該検出された光に応答して電気信号を
    生成することと、該電気信号の関数である力を加えて、
    装置の１つを並進運動せしめることとを含む方法におい
    て、第１の軸線に沿って装置の１つを揺動させることと
    、該電気信号の、結果として生ずる振動成分の振幅、及
    び該成分と該１つの装置に供給される揺動との間の位相
    関係の両方を測定することとを含み、該力は第１の軸線
    に沿って、測定された位相関係に依存する方向に供給さ
    れ、該力の大きさは測定された振幅に依存することを特
    徴とする方法。 ２、前記光出力装置はレーザダイオード、光入力装置は
    ピグテールファイバーであり、該ピグテールファイバー
    及びレーザが１つのレーザダイオードパッケージの一部
    を形成する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、圧電結晶が前記１つの装置の振動及び並進運動の両
    方に影響するように使用される特許請求の範囲第１項記
    載の方法。 ４、前記第１の軸がＸ軸であり、該Ｘ軸に垂直なＹ軸に
    沿って周波数ｆ＿ｙで前記１つの装置を揺動させ、前記
    電気信号における周波数ｆ＿ｙでの振動成分の振幅を検
    出し、ｆ＿ｙでの該成分と該周波数ｆ＿ｙで前記Ｉつの
    装置に適用される揺動との間の位相関係を検出し、該Ｙ
    軸に沿って前記１つの装置の並進運動をもたらすための
    力を適用することを具備する特許請求の範囲第１項記載
    の方法。 ５、１対の圧電装置が使用され、１つはＸ軸に沿う前記
    １つの装置の運動を、他方はＹ軸に沿う前記１つの装置
    の運動をもたらし、該圧電装置は各々１つの制御構造に
    接続された活性面をもち、それによって圧電装置活性面
    の運動が前記１つの装置に結合される特許請求の範囲第
    ４項記載の方法。 ６、入力装置によって受け取られた光を検出するための
    、入力装置に接続された光検出器と、該検出された光に
    応答して電気信号を生成する手段と、該電気信号に応答
    して装置の１つを並進的に動かすように力を加える制御
    手段とを具備する最大の光結合を得るために、光入力装
    置に対して光出力装置を位置ずけるための装置において
    、装置の１つを揺動するための手段と、該電気信号の振
    動成分の振幅を測定し該振動成分と該１つの装置に加え
    られた揺動との間の位相差を測定するための位相感知器
    とを具備し、該制御手段が該測定された位相関係に依存
    する方向及び測定された振幅に依存する大きさで力を加
    えるように作動可能であることを特徴とする装置。
JP61119393A 1985-06-28 1986-05-26 位置決め装置 Granted JPS625210A (ja)

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