JP2000162469A - Optical coupling method for coupling optical fiber array with optical waveguide, and optical component - Google Patents
Optical coupling method for coupling optical fiber array with optical waveguide, and optical componentInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に整列した光フ
ァイバからなる光ファイバアレイと基板上に形成した光
導波路とを光学的に結合する方法、特に調心を短時間で
行う光結合方法並びに光ファイバアレイ及び光導波路か
らなる光部品に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for optically coupling an optical fiber array composed of optical fibers arranged on a substrate and an optical waveguide formed on the substrate, and more particularly to an optical coupling for performing alignment in a short time. The present invention relates to a method and an optical component comprising an optical fiber array and an optical waveguide.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、光ファイバアレイと光導波路とを
光学的に結合するには、特開平4−161907号公報
によれば、まず図5に例示するように基板の上に形成し
た光導波路1を含む光導波路モジュール11を図示しな
い固定台に、基板の上に平行に配列した光ファイバから
構成される光ファイバアレイ2を含む光ファイバアレイ
モジュール12を、位置調節機能を有する図示しない位
置調節台にそれぞれセットし、光導波路モジュール11
の入射側端面に光ファイバアレイモジュール12の端面
を突き合わせる。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to optically couple an optical fiber array and an optical waveguide, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-161907, first, an optical waveguide formed on a substrate as shown in FIG. An optical fiber array module 12 including an optical fiber array 2 composed of optical fibers arranged in parallel on a substrate is mounted on a fixed base (not shown) on which an optical waveguide module 11 including the optical waveguide module 11 is mounted. The optical waveguide module 11
The end face of the optical fiber array module 12 is abutted against the end face on the light-incident side.
【0003】次に光導波路モジュール11の出射側端面
にNFP(near fieldpattern)装置
を接続し光ファイバアレイモジュール12の光ファイバ
アレイ2から入射し光導波路1から出射する出射光のフ
ィールドパターンをデイスプレイ装置で観察しながら光
ファイバアレイ2の位置を微調整して対応する各光導波
路1との光軸を概略一致させる仮調心を行う。[0005] Next, an NFP (near field pattern) device is connected to the output side end face of the optical waveguide module 11, and a field pattern of the output light that enters from the optical fiber array 2 of the optical fiber array module 12 and exits from the optical waveguide 1 is displayed. The position of the optical fiber array 2 is finely adjusted while observing in the step (1), and the provisional alignment is performed so that the optical axes of the corresponding optical waveguides 1 are substantially coincident with each other.
【0004】その後、 光導波路モジュール11の出射
側端面からNFP装置を取り外して、各光導波路1に対
し、後端に光パワメータを接続した光ファイバアレイモ
ジュール13の先端面を接続する。光パワメータにより
出射光をモニタしながら位置調節台により微調整してカ
ップリングロスが最も小さくなる位置に光ファイバアレ
イモジュール12並びに光ファイバアレイモジュール1
3を交互に位置決めして精密に光軸合わせをする精密調
心を行う。[0004] Thereafter, the NFP device is removed from the end face on the emission side of the optical waveguide module 11, and the tip end face of the optical fiber array module 13 having an optical power meter connected to the rear end is connected to each optical waveguide 1. The optical fiber array module 12 and the optical fiber array module 1 are fine-adjusted by the position adjusting table while monitoring the emitted light with the optical power meter and at the position where the coupling loss is minimized.
The precision centering is performed to precisely align the optical axis by alternately positioning 3.
【0005】また、特開平4−343304号公報、特
開平5−11135号公報に記載されているように、光
ファイバアレイモジュールや光導波路モジュールに位置
決めマーカを形成してこの位置決めマーカを目印として
これをテレビモニタ装置により観察しながら両モジュー
ルの位置決めマーカが一致するように位置決めするだけ
で、光ファイバアレイと光導波路の光軸合わせをする光
結合方法も提案されている。As described in JP-A-4-343304 and JP-A-5-11135, a positioning marker is formed on an optical fiber array module or an optical waveguide module, and the positioning marker is used as a mark. An optical coupling method of aligning the optical axes of the optical fiber array and the optical waveguide by simply positioning the modules so that the positioning markers of both modules coincide with each other while observing with a television monitor device has also been proposed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載のNFPを使用する、光ファイバアレイと光導
波路を通過した出射光のフィールドパターンを検知する
ことにより両者の位置合わせをする方法では、光ファイ
バアレイと光導波路の位置を視覚により把握しながら作
業をすることができず、出射光のフィールドパターンの
変化だけを頼りに手探り状態で両者の位置を調整するの
でかなりの時間を要する。However, in the method of using the NFP described in the above-mentioned publication to detect the field pattern of the outgoing light passing through the optical fiber array and the optical waveguide, and to align the two, the light Work cannot be performed while visually grasping the positions of the fiber array and the optical waveguide, and considerable time is required because the positions of the fiber array and the optical waveguide are adjusted in a groping state only by changing the field pattern of the emitted light.
【0007】特に、光ファイバアレイモジュールや光導
波路モジュールの加工寸法誤差が大きいときや、光ファ
イバアレイモジュールと光導波路モジュールの調節台等
へのセット時の光ファイバアレイと光導波路との位置ず
れが大きいときには更に時間を要する。In particular, when the processing dimensional error of the optical fiber array module or the optical waveguide module is large, or when the optical fiber array module and the optical waveguide module are set on an adjustment table or the like, the positional deviation between the optical fiber array and the optical waveguide is reduced. When it is large, it takes more time.
【0008】また、前記公報に記載の光ファイバアレイ
モジュールや光導波路モジュールに位置決めマーカを付
してこれを目印にテレビモニタ装置により観察しながら
両モジュールの位置決めマーカを一致させることだけで
位置決めして光結合を図る方法では、両モジュールの製
作工程において位置決めマーカを形成する工程が余分に
必要となり、またこの為に一つのウエハから取れるチッ
プの数が減少し、製作コストが嵩むという問題がある。In addition, a positioning marker is attached to the optical fiber array module or the optical waveguide module described in the above-mentioned publications, and the positioning marker is positioned only by matching the positioning markers of the two modules while observing the marker with a television monitor. In the method of achieving optical coupling, an extra step of forming a positioning marker is required in the manufacturing process of both modules, and the number of chips that can be obtained from one wafer is reduced, thereby increasing the manufacturing cost.
【0009】またこの位置決めマーカを使用する方法で
は、接続損失が十分に小さくなるような光結合を達する
には、位置決めマーカをサブミクロン以上の精度で一致
させる必要があるが、これは必ずしも容易ではなく、光
学系、位置決め機構などの設備費が嵩む上に環境温度を
高精度に一致させる必要がある。In the method using the positioning marker, it is necessary to match the positioning marker with an accuracy of sub-micron or more in order to achieve optical coupling such that the connection loss is sufficiently small, but this is not always easy. In addition, the cost of equipment such as an optical system and a positioning mechanism increases, and it is necessary to match environmental temperatures with high accuracy.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を克服するため
に本発明は、光導波路を含む光導波路モジュールの入射
側の端面と第1の光ファイバアレイを含む第1の光ファ
イバアレイモジュールの端面とを接近させた状態で、テ
レビモニタ装置を使用し前記第1の光ファイバアレイの
光ファイバコアと前記入射側の端面の光導波路コアの位
置ずれを修正し、かつ前記光導波路モジュールの出射側
の端面と第2の光ファイバアレイを含む第2の光ファイ
バアレイモジュールの端面とを接近させた状態で、テレ
ビモニタ装置を使用し前記第2の光ファイバアレイの光
ファイバコアと前記出射側の端面の光導波路コアの位置
ずれを修正する仮調心工程と、前記第1又は第2の光フ
ァイバアレイから入射し他方の光ファイバアレイから出
射する光量を受光器によりモニタしながら前記光ファイ
バコアと前記光導波路コアの位置ずれを修正する精密調
心工程とを含むことを特徴とする光ファイバアレイと光
導波路の光結合方法である。SUMMARY OF THE INVENTION In order to overcome the above-mentioned problems, the present invention provides an end face on the incident side of an optical waveguide module including an optical waveguide and an end face of a first optical fiber array module including a first optical fiber array. In a state in which the optical fiber core of the first optical fiber array and the optical waveguide core at the end face on the incident side are corrected using a television monitor device, and the output side of the optical waveguide module is corrected. In a state where the end face of the second optical fiber array and the end face of the second optical fiber array module including the second optical fiber array are close to each other, an optical fiber core of the second optical fiber array and A provisional alignment step for correcting the displacement of the optical waveguide core on the end face, and receiving the amount of light incident from the first or second optical fiber array and emitted from the other optical fiber array An optical fiber array and the optical waveguide of the optical coupling method characterized by comprising a fine aligning step of modifying the monitor the optical fiber core with a positional deviation of the optical waveguide core by.
【0011】尚、本発明では、光ファイバアレイを含む
モジュールを光ファイバアレイモジュールといい、光導
波路を含むモジュールを光導波路モジュールという。ま
た、光導波路モジュールの入射側に接続する光ファイバ
アレイモジュールを第1の光ファイバアレイモジュール
と、出射側に接続する光ファイバアレイモジュールを第
2の光ファイバアレイモジュールともいう。In the present invention, a module including an optical fiber array is called an optical fiber array module, and a module including an optical waveguide is called an optical waveguide module. The optical fiber array module connected to the incident side of the optical waveguide module is also referred to as a first optical fiber array module, and the optical fiber array module connected to the output side is also referred to as a second optical fiber array module.
【0012】また、本発明は、前記仮調心工程におい
て、前記テレビモニタ装置のテレビカメラとしてCCD
カメラを使用することを特徴とする。また、本発明
は、前記光ファイバアレイの各光ファイバコア又は前記
光導波路の各光導波路コアと直交する幅方向(X方向)
の前記位置ずれの距離を測定し、この距離だけ前記光フ
ァイバアレイモジュール叉は前記光導波路モジュールを
X方向に移動させることにより前記位置ずれを修正する
ことを特徴とする。Further, in the present invention, in the temporary alignment step, a CCD is used as a television camera of the television monitor device.
It is characterized by using a camera. Further, the present invention provides the optical fiber core of the optical fiber array or the width direction (X direction) orthogonal to each optical waveguide core of the optical waveguide.
Measuring the distance of the displacement, and correcting the displacement by moving the optical fiber array module or the optical waveguide module in the X direction by this distance.
【0013】本発明は仮調心工程において、従来はNF
P装置を使用して、光ファイバアレイと光導波路の各位
置を観察することなくこれらを通過した出射光のフィー
ルドパターンを検知して両者の位置ずれを手探り状態で
修正していたのを改良し、NFP装置の代わりにテレビ
モニタ装置を使用し、光ファイバアレイモジュールの端
面と光導波路を含む光導波路モジュールの端面とを接近
させた状態で、前記光ファイバアレイの光ファイバコア
と前記光導波路の光導波路コアの位置ずれを修正するの
で、仮調心に要する調整時間を顕著に短縮することがで
きる。この結果、全調心に要する時間も著しく短縮する
ことができる。According to the present invention, in the pre-alignment step, the conventional NF
Using the P device, the field pattern of the outgoing light passing through them without observing the positions of the optical fiber array and the optical waveguide was detected, and the misalignment between the two was corrected by groping. Using a television monitor instead of the NFP device, with the end face of the optical fiber array module and the end face of the optical waveguide module including the optical waveguide close to each other, the optical fiber core of the optical fiber array and the optical waveguide Since the displacement of the optical waveguide core is corrected, the adjustment time required for the temporary alignment can be significantly reduced. As a result, the time required for full alignment can be significantly reduced.
【0014】また、仮調心工程で高い位置決め精度を必
要としないので、位置決めマーカが不要となりモジュー
ルの製作コストの増加を回避することもできる。Further, since high positioning accuracy is not required in the temporary alignment step, a positioning marker is not required, and an increase in module manufacturing cost can be avoided.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図5に基づいて本
発明の実施の形態を説明する。なお、同じ部位には同じ
番号を付して重複する説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that the same parts are assigned the same numbers, and duplicate descriptions are omitted.
【0016】(光ファイバアレイモジュール、光導波路
モジュール)図5に示す前記従来例の場合と同じ光ファ
イバアレイモジュール12、13と光導波路モジュール
11を用いて本発明の実施の形態を説明する。但し、前
記従来例では、図5の光ファイバアレイモジュール1
2、13の2bが細管であるのに対して、本発明の実施
の形態では2bは基板上に形成した断面がV字状のいわ
ゆるV溝であり、このV溝内に光ファイバが載置されて
いる。(Optical Fiber Array Module, Optical Waveguide Module) An embodiment of the present invention will be described using the same optical fiber array modules 12, 13 and optical waveguide module 11 as those in the conventional example shown in FIG. However, in the conventional example, the optical fiber array module 1 shown in FIG.
In the embodiment of the present invention, reference numeral 2b denotes a so-called V-groove having a V-shaped cross section, and an optical fiber is placed in the V-groove. Have been.
【0017】11は、光導波路モジュールであり、基板
の上に16本の光導波路1が形成されその両端部におい
ては基板の平面上に幅方向に等間隔かつ平行に並べられ
ている。各光導波路1は中心部の高屈折率のコア部分と
周辺部の低屈折率のクラッド部分からなる。なお、図5
においては光導波路モジュール11の中間部分を省略し
て記載してある。Reference numeral 11 denotes an optical waveguide module, in which 16 optical waveguides 1 are formed on a substrate, and at both ends thereof are arranged at equal intervals and in the width direction on the plane of the substrate. Each optical waveguide 1 is composed of a core portion having a high refractive index at a central portion and a cladding portion having a low refractive index at a peripheral portion. FIG.
In the figure, the intermediate portion of the optical waveguide module 11 is omitted.
【0018】12は、光導波路モジュール11の入射端
に接続する第1の光ファイバアレイモジュールであり、
その基板の上に8心の光ファイバテープ心線が2枚幅方
向に平行に並べられて16本の各光ファイバが、光導波
路1と同じピッチで平行に並べられたV溝2b上に載置
されて光ファイバアレイ2を形成している。光ファイバ
アレイ2を構成する各光ファイバは、屈折率の異なる石
英ガラスからなる2層の同心円状の線状体をなしてお
り、中心部の高屈折率のコア部分と周辺部の低屈折率の
クラッド部分からなる。13は、光導波路モジュール1
1の出射端に接続する第2の光ファイバアレイモジュー
ルであり、入射端に接続する第1の光ファイバアレイモ
ジュールと同じ構造を有する。Reference numeral 12 denotes a first optical fiber array module connected to the incident end of the optical waveguide module 11,
Eight optical fiber ribbons are arranged on the substrate in parallel in the width direction, and 16 optical fibers are mounted on the V-grooves 2b arranged in parallel with the optical waveguide 1 at the same pitch. To form an optical fiber array 2. Each optical fiber constituting the optical fiber array 2 is a two-layered concentric linear body made of silica glass having different refractive indices, and has a high refractive index core in the center and a low refractive index in the periphery. Of cladding. 13 is an optical waveguide module 1
This is a second optical fiber array module connected to one output end, and has the same structure as the first optical fiber array module connected to the input end.
【0019】(調心装置)本発明の実施の形態の仮調心
工程及び精密調心工程において使用する調心装置を図2
に例示する。100はテレビモニタ装置でありテレビカ
メラ101、画像処理装置102、デイスプレイ装置1
03からなる。テレビカメラ101は固定撮像素子とし
てCCD(charge coupled devic
e)素子を備えたCCDカメラであり、その分解能が±
30ミクロン以下、特に望ましくは±3ミクロン以下の
高性能のものが好適である。(Aligning Device) FIG. 2 shows an aligning device used in the temporary alignment process and the fine alignment process according to the embodiment of the present invention.
An example is shown below. Reference numeral 100 denotes a television monitor device, which is a television camera 101, an image processing device 102, and a display device 1
It consists of 03. The television camera 101 is a charge coupled device (CCD) as a fixed imaging device.
e) CCD camera equipped with an element whose resolution is ±
Those having a high performance of 30 μm or less, particularly preferably ± 3 μm or less, are suitable.
【0020】画像処理装置102はテレビカメラ101
により記録した情報を変換、加工する装置であり、デイ
スプレイ装置103はこれら情報を画像として表示する
装置である。具体的には、デイスプレイ装置103は、
テレビカメラ101により記録した映像を画像として再
生するとともに、画像上のマウスによりクリックした位
置の位置情報を表示する。The image processing device 102 is a television camera 101
Is a device for converting and processing the information recorded by the computer, and the display device 103 is a device for displaying such information as an image. Specifically, the display device 103
The video recorded by the television camera 101 is reproduced as an image, and the position information of the position clicked by the mouse on the image is displayed.
【0021】調心ステージ50は、光ファイバアレイ用
の位置調節台53、55と光導波路用の位置調節台54
からなる。これら位置調節台はいづれも位置パラメータ
X、Y、Z、θx、θy、θzをそれらの図示しない制
御装置に入力、設定することにより3次元空間において
所望の位置に移動させることができる機能を有する。ま
た、これら調節台は、前記テレビモニタ装置100とリ
ンクして指定した位置間の前記位置パラメータ及びその
関連データを画像上に表示することができる。The aligning stage 50 includes position adjusting tables 53 and 55 for an optical fiber array and a position adjusting table 54 for an optical waveguide.
Consists of Each of these position adjustment tables has a function of moving to a desired position in a three-dimensional space by inputting and setting position parameters X, Y, Z, θx, θy, θz to control devices (not shown). . In addition, these adjustment stands can display the position parameters and the related data between the positions designated by linking to the television monitor device 100 on an image.
【0022】本発明では、便宜上座標軸の原点を光導波
路の端面の位置合わせの対象とするいづれか一つのコア
位置にとり、図1(a)の座標記号により表示するよう
に、X軸を光導波路モジュール11の幅方向でかつ光導
波路コアに直交する方向に、Y軸を各光導波路モジュー
ル11の表面に直交する方向に、Z軸を光導波路の光軸
方向に、回転角度θx、θy、θzをこれら各軸を中心
軸として回転する方向にとるものとする。In the present invention, for the sake of convenience, the origin of the coordinate axis is set to one of the core positions to be aligned with the end face of the optical waveguide, and the X-axis is set to the optical waveguide module as indicated by the coordinate symbol in FIG. 11, the rotation angles θx, θy, θz in the width direction of 11 and in the direction perpendicular to the optical waveguide core, the Y axis in the direction orthogonal to the surface of each optical waveguide module 11, the Z axis in the optical axis direction of the optical waveguide. The direction is assumed to be a rotation about these axes as central axes.
【0023】前記原点と、対応する光ファイバアレイの
端面のコア位置との間の距離を△X、△Y、△Z、光フ
ァイバアレイの回転方向の角度ずれを△θx、△θy、
△θzにより表す。The distances between the origin and the core positions of the corresponding end faces of the optical fiber array are represented by △ X, △ Y, △ Z, and the angular deviations in the rotational direction of the optical fiber array are represented by △ θx, △ θy,
It is represented by Δθz.
【0024】51は、光結合状態をモニタするために使
用する光線束を発生させるための光源であり、52は光
ファイバアレイと光導波路を通過した光線束の光量を測
定して光結合状態を検知するための受光器である。Reference numeral 51 denotes a light source for generating a light beam used for monitoring the optical coupling state, and 52 measures the light amount of the light beam passing through the optical fiber array and the optical waveguide to determine the optical coupling state. It is a light receiver for detecting.
【0025】(仮調心工程)まず、位置調節台53と、
位置調節台54の各載置面を水平に設定した状態で、光
ファイバアレイモジュール12と光導波路モジュール1
1をそれぞれ載置する。まず、位置調節台53をZ方向
に位置する光導波路モジュール11方向に移動して、光
ファイバアレイモジュール12の端面を光導波路モジュ
ール11の入射側端面にできるだけ接近させる。(Temporary alignment step) First, the position adjusting table 53
With the mounting surfaces of the position adjusting table 54 set horizontally, the optical fiber array module 12 and the optical waveguide module 1
1 are placed respectively. First, the position adjusting table 53 is moved in the direction of the optical waveguide module 11 located in the Z direction, and the end face of the optical fiber array module 12 is brought as close as possible to the incident side end face of the optical waveguide module 11.
【0026】光ファイバアレイ2と光導波路1の各コア
をテレビモニタ装置100のデイスプレイ装置103に
より観察しながら、図1(a)に例示するように、光導
波路モジュール11の両側面の一方に近い光導波路1の
光導波路コア1aと、これに対応する光ファイバアレイ
2の光ファイバコア2aのX方向の位置ずれ△Xをデイ
スプレイ装置103の画面上に表示させて読み取る。While observing each core of the optical fiber array 2 and the core of the optical waveguide 1 with the display device 103 of the television monitor 100, as shown in FIG. 1A, it is close to one of both side surfaces of the optical waveguide module 11. The positional deviation ΔX in the X direction between the optical waveguide core 1a of the optical waveguide 1 and the corresponding optical fiber core 2a of the optical fiber array 2 is displayed on the screen of the display device 103 and read.
【0027】具体的には、デイスプレイ装置103の画
面上の前記光導波路コア1aと、これに対応する光ファ
イバアレイ2の光ファイバコア2aの各位置をマウスに
よりクリックして、これら各位置の関連位置情報を画面
上に表示させて、それより△Xの値を読み取る。この距
離△Xを移動すべき距離として位置調節台53の制御装
置に入力、設定することによりその位置を移動させて、
デイスプレイ装置103の画面上で、図1(b)に例示
するように各コアのX方向の位置を一致させる。Specifically, each position of the optical waveguide core 1a on the screen of the display device 103 and the corresponding position of the optical fiber core 2a of the optical fiber array 2 are clicked with a mouse, and the relation between these positions is determined. The position information is displayed on the screen, and the value of ΔX is read therefrom. By inputting and setting this distance △ X as the distance to be moved to the control device of the position adjusting table 53, the position is moved,
On the screen of the display device 103, the positions of the cores in the X direction are matched as illustrated in FIG. 1B.
【0028】この場合の、光導波路コア1aとこれに対
応する光ファイバコア2aの実際の位置決めの精度はC
CDカメラの分解能により決まるが、両コアのX方向の
位置ずれを±30μm程度以下に、特に望ましくは±3
μm程度以下にすることができれば好適である。仮調心
工程において、特にX方向の各コアの位置ずれの調心を
行うのは、各モジュールの側面から光ファイバアレイ2
叉は光導波路1が形成されている位置までのX方向の距
離のモジュール製作時のバラツキや、位置調節台53、
54、55へのセット時のバラツキを補償するためであ
る。In this case, the actual positioning accuracy of the optical waveguide core 1a and the corresponding optical fiber core 2a is C
Although it is determined by the resolution of the CD camera, the displacement of the cores in the X direction is about ± 30 μm or less, particularly preferably ± 3 μm.
It is preferable that the thickness can be reduced to about μm or less. In the temporary alignment process, alignment of each core in the X direction is performed particularly from the side of each module.
Or, when manufacturing the module, the distance in the X direction up to the position where the optical waveguide 1 is formed, or the position adjusting table 53,
This is for compensating for variations at the time of setting to 54 and 55.
【0029】光導波路モジュール11の入射端の仮調心
を終了後、その出射端に光ファイバアレイモジュール1
3を対向させ、前記入射端の場合と同様の手順により仮
調心による光軸合わせを行う。尚、この場合、光ファイ
バアレイモジュール13の位置決めには、位置調節台5
3と同じ機能を有する位置調節台55を使用するAfter the provisional alignment of the input end of the optical waveguide module 11 is completed, the optical fiber array module 1
3 are opposed to each other, and optical axis alignment by provisional alignment is performed in the same procedure as in the case of the incident end. In this case, the positioning of the optical fiber array module 13 is performed by using the position adjusting table 5.
Use a position adjusting table 55 having the same function as that of No. 3.
【0030】尚、仮調心工程は、精密調心を効率的に行
うことを目的として光ファイバアレイ2と光導波路1の
各コアの概略の位置決めを行なうものであるので、他の
比較的調整しやすい位置パラメータの位置ずれや角度ず
れについては、周知慣用技術による以下のような租調整
をするにとどめる。The provisional alignment step is for roughly positioning the cores of the optical fiber array 2 and the optical waveguide 1 for the purpose of efficiently performing the precise alignment. With respect to the positional deviation and the angular deviation of the position parameters that are easily performed, only the following adjustments by the well-known conventional technique are performed.
【0031】即ち、Y方向の位置ずれ△Y は、各モジ
ュールの底面から、光ファイバアレイ2の光ファイバコ
ア2a又は光導波路1の光導波路コア1aが形成されて
いる位置までの高さがそれぞれの設計値と一致すること
から、位置調節台53のY方向位置を、予めこれらの設
計値を考慮して設定しておくことにより、充分小さく調
整することができる。That is, the displacement ΔY in the Y direction is the height from the bottom of each module to the position where the optical fiber core 2a of the optical fiber array 2 or the optical waveguide core 1a of the optical waveguide 1 is formed. Therefore, the position in the Y direction of the position adjusting table 53 can be adjusted to be sufficiently small by setting the position in the Y direction of the position adjustment table 53 in advance in consideration of these design values.
【0032】Z方向の位置ずれ△Zは、通常各モジュー
ルの端面はZ方向に対して垂直ではないが、この場合に
おいても光ファイバアレイモジュール12の端面を光導
波路モジュール11の入射側端面にできるだけ接近した
位置に位置するように位置調節台を移動させることによ
り充分小さく調整することができる。尚、各モジュール
の端面がZ軸に直交している場合には各端面を当接させ
ることにより△Zをゼロに調整することができる。In general, the end position of each module is not perpendicular to the Z direction. In this case, however, the end surface of the optical fiber array module 12 should be as close as possible to the end surface of the optical waveguide module 11 on the incident side. By moving the position adjustment table so as to be located at a close position, the adjustment can be made sufficiently small. When the end face of each module is orthogonal to the Z axis, ΔZ can be adjusted to zero by bringing the end faces into contact.
【0033】また、軸方向の回転角θx、θzの角度ず
れ△θx、△θzは、位置調節台53、54の各載置台
の平面が同一平面をなすように調整することにより、充
分小さくすることができる。回転角θyの角度ずれ△θ
y は、位置調節台53、54の載置台の平面上にこの
平面に直交する当接平面を備えた当接部をそれぞれ形成
し、この各平面が同一平面をなすように位置調節台5
3、54を調整した上で、この当接平面に各モジュール
の側面を当接させることにより、充分小さくすることが
できる。Further, the angular deviations Δθx, Δθz of the rotational angles θx, θz in the axial direction are made sufficiently small by adjusting the planes of the mounting tables of the position adjustment tables 53, 54 so as to form the same plane. be able to. Angle deviation of rotation angle θy △ θ
y, abutment portions having an abutment plane orthogonal to this plane are respectively formed on the planes of the mounting tables of the position adjustment tables 53 and 54, and the position adjustment tables 5 are formed so that the respective planes form the same plane.
By adjusting the side surfaces of the respective modules to the abutting plane after adjusting 3, 54, the size can be reduced sufficiently.
【0034】(精密調心工程)仮調心により光ファイバ
アレイ2と光導波路1の各コアの位置を、概略近接させ
た後、これらを透過する光量をモニタして調心する精密
調心を行う。(Precision Alignment Step) After the positions of the cores of the optical fiber array 2 and the optical waveguide 1 are approximately brought close to each other by provisional alignment, the amount of light transmitted through these is monitored to perform precise alignment. Do.
【0035】即ち、この精密調心工程では、仮調心での
テレビモニタ装置100による画像情報に代えて、光源
51と受光器52からなる光パワメータユニットを使用
し、前記透過光量を手がかりとして調心を行う。光源5
1は所定の波長の光を発生するフォトダイオード等の発
光素子からなり、受光器52は光パワ−メータからな
る。仮調心工程で使用した、図2に例示する位置調節台
53、54、55からなる調心ステージ50は精密調心
工程でもそのまま使用する。That is, in this precise alignment step, an optical power meter unit including a light source 51 and a light receiver 52 is used in place of the image information by the television monitor device 100 in the temporary alignment, and the transmitted light amount is used as a clue. Perform alignment. Light source 5
Reference numeral 1 denotes a light emitting element such as a photodiode for generating light of a predetermined wavelength, and the light receiver 52 includes an optical power meter. The centering stage 50 including the position adjusting tables 53, 54, and 55 illustrated in FIG. 2 used in the temporary centering step is also used in the precision centering step.
【0036】精密調心工程では、図3に例示するよう
に、まず光ファイバアレイモジュール12の両側端の光
ファイバの入射端に光源51を接続する一方、光導波路
モジュール11を介して対応する光ファイバアレイモジ
ュール13の出射端から出射する光線束を受光器52に
より受光し、光量が最大になるように位置パラメータ△
X、△Y、△Z、△θx、△θy、△θzを位置調節台
53、54、55の制御装置に入力、設定することによ
りそれらの位置を微調整して、光ファイバアレイモジュ
ール12、13の位置決めをする。In the precision alignment process, as shown in FIG. 3, first, the light source 51 is connected to the incident ends of the optical fibers at both ends of the optical fiber array module 12, while the corresponding light is transmitted through the optical waveguide module 11. The light beam emitted from the emission end of the fiber array module 13 is received by the light receiver 52, and the position parameter △ is adjusted so that the light amount becomes maximum.
By inputting and setting X, △ Y, △ Z, △ θx, に θy, △ θz to the control device of the position adjustment tables 53, 54, 55, the positions thereof are finely adjusted, and the optical fiber array module 12, 13 is positioned.
【0037】光量がほぼ最大となった段階で光ファイバ
アレイモジュール12、13と光導波路モジュール11
の各端面間に接着剤を添加する。この後、更に小さなサ
ーチ単位の△X、△Y、△Z、△θx、△θy、△θz
を選択して光量が極大になる位置を目指して光ファイバ
アレイモジュール12、13の位置を調整して光軸合わ
せを行い最終的に位置決めをする。最後に紫外線を照射
して、光ファイバアレイモジュール12の端面と光導波
路モジュール11の入射端との間、及び光導波路モジュ
ール11の出射端と光ファイバアレイモジュール13の
端面との間に添加した接着剤を硬化させることにより固
定する。At the stage when the amount of light is almost maximum, the optical fiber array modules 12 and 13 and the optical waveguide module 11
Adhesive is added between each end face of. Thereafter, the smaller search units △ X, △ Y, △ Z, △ θx, △ θy, △ θz
Is selected and the positions of the optical fiber array modules 12 and 13 are adjusted so as to aim at the position where the light amount becomes maximum, the optical axes are aligned, and finally the positioning is performed. Finally, ultraviolet rays are applied to bond between the end face of the optical fiber array module 12 and the incident end of the optical waveguide module 11 and between the emission end of the optical waveguide module 11 and the end face of the optical fiber array module 13. The agent is fixed by curing.
【0038】尚、前記発明の実施の形態においては、仮
調心工程においてテレビモニタ装置100を使用した
が、更にこの工程に加えて図4に例示するように、光源
51と、先端に大口径の光ファイバチップを接続し後端
に光パワ−メータを接続した光ファイバからなる受光器
52を使用して、各モジュールを透過する光量をモニタ
する仮調心を行い、仮調心工程の位置決め精度を一層向
上することも可能である。In the embodiment of the present invention, the television monitor 100 is used in the temporary alignment step. In addition to this step, as shown in FIG. 4, a light source 51 and a large-diameter The optical fiber chip is connected, and the rear end is connected to an optical power meter. Using the optical receiver 52 composed of an optical fiber, provisional alignment for monitoring the amount of light transmitted through each module is performed, and positioning in the provisional alignment step is performed. It is also possible to further improve the accuracy.
【0039】尚、前記発明の実施の形態の仮調心工程に
おいては、光導波路コア1aと、これに対応する光ファ
イバアレイ2の光ファイバコア2aを目印としてX方向
の位置ずれ△Xを測定したが、光導波路コア1aに対し
光ファイバアレイモジュールを構成する光ファイバの側
面部やV溝のエッジ部を含め、光ファイバコア2aと平
行に形成された光ファイバアレイモジュール内の全ての
部分を目印として、光導波路コア1aとこれら目印との
間の距離△Xを測定して位置ずれを修正することもでき
る。In the temporary alignment step of the embodiment of the present invention, the positional deviation ΔX in the X direction is measured using the optical waveguide core 1a and the corresponding optical fiber core 2a of the optical fiber array 2 as a mark. However, with respect to the optical waveguide core 1a, all the portions in the optical fiber array module formed in parallel with the optical fiber core 2a, including the side portions of the optical fibers constituting the optical fiber array module and the edges of the V-grooves, As a mark, the distance ΔX between the optical waveguide core 1a and these marks can be measured to correct the displacement.
【0040】尚、この場合には、測定値△Xと各コアの
位置ずれの距離とは一致せず誤差を含むので、この測定
値△Xに対し前記目印と光ファイバコア2aとの間の距
離を追加叉は減ずる補正をすることにより前記光ファイ
バコア2aと前記光導波路コア1aとの位置ずれの距離
を推定し、この距離だけ前記光ファイバアレイモジュー
ル叉は前記光導波路モジュールをX方向に移動させるこ
とにより位置ずれを修正する。In this case, since the measured value ΔX and the distance of the displacement of each core do not coincide with each other and include an error, the measured value ΔX is different between the mark and the optical fiber core 2a. The distance between the optical fiber core 2a and the optical waveguide core 1a is estimated by adding or subtracting a distance, and the optical fiber array module or the optical waveguide module is moved in the X direction by this distance. Correct the displacement by moving it.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明は、従来の、NFP装置を使用し
て光ファイバアレイと光導波路の各位置を視覚で把握す
ることなく、これらを通過した出射光のフィールドパタ
ーンを検知して両者の位置ずれを修正する光結合方法を
改良し、 NFP装置の代わりにテレビモニタ装置を使
用して光ファイバアレイと光導波路の各コアをデイスプ
レイ装置上で観察しながら両者の位置ずれを測定して、
この距離だけ位置調節台を移動、修正する仮調心工程を
採用することにより、調心に要する時間を顕著に短縮す
る。According to the present invention, the field pattern of the outgoing light passing therethrough is detected by using a conventional NFP device without visually recognizing the positions of the optical fiber array and the optical waveguide. Improving the optical coupling method to correct the positional deviation, using a television monitor instead of the NFP device, observing each core of the optical fiber array and the optical waveguide on a display device and measuring the positional deviation between the two,
By adopting a temporary alignment process of moving and correcting the position adjusting table by this distance, the time required for alignment is significantly reduced.
【0042】また、本発明は、光ファイバアレイモジュ
ールと光導波路モジュールのそれぞれについて位置決め
マーカを必要としないのでこれらモジュールの製作コス
トの上昇を回避することができる。Further, according to the present invention, since no positioning marker is required for each of the optical fiber array module and the optical waveguide module, it is possible to avoid an increase in the manufacturing cost of these modules.
【図1】本発明の光ファイバアレイと光導波路との光結
合方法を示す概念図である。図1(a)は仮調心工程に
おいて測定する位置ずれΔXを、同図(b)は位置ずれ
ΔXを修正した後の光ファイバアレイと光導波路の各コ
アを写したテレビモニタ装置の画像を示す。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an optical coupling method between an optical fiber array and an optical waveguide according to the present invention. FIG. 1 (a) shows the position shift ΔX measured in the provisional alignment step, and FIG. 1 (b) shows the image of the optical fiber array and the core of the optical waveguide after correcting the position shift ΔX. Show.
【図2】本発明の実施に供する調心装置を示す概念図で
ある。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a centering device provided for carrying out the present invention.
【図3】本発明の精密調心による光結合方法を説明する
斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating an optical coupling method by precision alignment according to the present invention.
【図4】本発明の仮調心による他の光結合方法を説明す
る斜視図である。FIG. 4 is a perspective view for explaining another optical coupling method using temporary alignment according to the present invention.
【図5】光ファイバアレイと光導波路モジュールとを結
合した光部品を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an optical component in which an optical fiber array and an optical waveguide module are combined.
1:光導波路 1a:光導波路コア 2:ファイバアレイ 2a:光ファイバアレイコア 2b:V溝 11:光導波路モジュール 12、13:光ファイバアレイモジュール 50:調心ステージ 51:光源 52:受光器 53、54、55:位置調節台 100:テレビモニタ装置 101:テレビカメラ 102:画像処理装置 103:デイスプレイ装置 1: Optical waveguide 1a: Optical waveguide core 2: Fiber array 2a: Optical fiber array core 2b: V groove 11: Optical waveguide module 12, 13: Optical fiber array module 50: Alignment stage 51: Light source 52: Light receiver 53, 54, 55: Position adjustment table 100: Television monitor device 101: Television camera 102: Image processing device 103: Display device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守屋 知巳 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Fターム(参考) 2H036 JA04 LA07 NA12 NA17 2H037 BA35 DA12 DA18 DA22 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Tomomi Moriya 1-chome, Taya-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term (reference) in Yokohama Works, Sumitomo Electric Industries, Ltd. 2H036 JA04 LA07 NA12 NA17 2H037 BA35 DA12 DA18 DA22
Claims (5)
射側の端面と第1の光ファイバアレイを含む第1の光フ
ァイバアレイモジュールの端面とを接近させた状態で、
テレビモニタ装置を使用し前記第1の光ファイバアレイ
の光ファイバコアと前記入射側の端面の光導波路コアの
位置ずれを修正し、かつ前記光導波路モジュールの出射
側の端面と第2の光ファイバアレイを含む第2の光ファ
イバアレイモジュールの端面とを接近させた状態で、テ
レビモニタ装置を使用し前記第2の光ファイバアレイの
光ファイバコアと前記出射側の端面の光導波路コアの位
置ずれを修正する仮調心工程と、前記第1又は第2の光
ファイバアレイから入射し他方の光ファイバアレイから
出射する光量を受光器によりモニタしながら前記光ファ
イバコアと前記光導波路コアの位置ずれを修正する精密
調心工程とを含むことを特徴とする光ファイバアレイと
光導波路の光結合方法。1. An optical waveguide module including an optical waveguide module, wherein an incident side end face of the optical waveguide module and an end face of a first optical fiber array module including a first optical fiber array are brought close to each other.
A television monitor is used to correct the displacement between the optical fiber core of the first optical fiber array and the optical waveguide core at the end face on the incident side, and the output end face of the optical waveguide module and the second optical fiber. In a state where the end face of the second optical fiber array module including the array is brought close to the optical fiber core, the position of the optical fiber core of the second optical fiber array and the position of the optical waveguide core at the end face on the emission side are determined using a television monitor. And a misalignment step of correcting the positional deviation between the optical fiber core and the optical waveguide core while monitoring the amount of light incident from the first or second optical fiber array and emitted from the other optical fiber array with a light receiver. And a precision centering step of correcting the optical fiber.
ニタ装置のテレビカメラとしてCCD カメラを使用す
ることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバアレイ
と光導波路の光結合方法。2. The optical coupling method according to claim 1, wherein a CCD camera is used as the television camera of the television monitor device in the temporary alignment step.
バアレイの各光ファイバコア又は前記光導波路の各光導
波路コアと直交する幅方向(X方向)の前記位置ずれを
測定し、この位置ずれ分だけ前記光ファイバアレイモジ
ュール叉は前記光導波路モジュールをX方向に移動させ
ることにより前記位置ずれを修正することを特徴とする
請求項1又は2に記載の光ファイバアレイと光導波路の
光結合方法。3. In the temporary alignment step, the displacement in a width direction (X direction) orthogonal to each optical fiber core of the optical fiber array or each optical waveguide core of the optical waveguide is measured, and the displacement is measured. 3. The optical coupling method according to claim 1, wherein the displacement is corrected by moving the optical fiber array module or the optical waveguide module in the X direction. .
バアレイを構成する光ファイバの側面又はこれら光ファ
イバが載置されている基板のV溝を目印としてこの目印
と前記光導波路のコアとの間のX方向の距離を測定し、
この距離に基づいて前記光ファイバコアと前記光導波路
コアとの位置ずれの距離を推定し、この位置ずれの距離
だけ前記光ファイバアレイモジュール叉は前記光導波路
モジュールをX方向に移動させることにより前記位置ず
れを修正することを特徴とする請求項1乃至3のいづれ
か1項に記載の光ファイバアレイと光導波路の光結合方
法。4. In the temporary alignment step, a side surface of an optical fiber constituting the optical fiber array or a V-groove of a substrate on which the optical fiber is mounted is used as a mark, and the mark and the core of the optical waveguide are formed. Measure the distance in the X direction between
By estimating the distance of the displacement between the optical fiber core and the optical waveguide core based on this distance, and moving the optical fiber array module or the optical waveguide module in the X direction by the distance of the displacement, the 4. The optical coupling method between an optical fiber array and an optical waveguide according to claim 1, wherein the displacement is corrected.
ファイバアレイと光導波路の光結合方法を用いて光結合
することにより製作したことを特徴とする前記光ファイ
バアレイと前記光導波路からなる光部品。5. An optical fiber array and an optical waveguide manufactured by optically coupling the optical fiber array and the optical waveguide according to any one of claims 1 to 4. Optical components consisting of
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10340880A JP2000162469A (en) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | Optical coupling method for coupling optical fiber array with optical waveguide, and optical component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10340880A JP2000162469A (en) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | Optical coupling method for coupling optical fiber array with optical waveguide, and optical component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000162469A true JP2000162469A (en) | 2000-06-16 |
Family
ID=18341171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10340880A Pending JP2000162469A (en) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | Optical coupling method for coupling optical fiber array with optical waveguide, and optical component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000162469A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6829402B2 (en) | 2002-02-01 | 2004-12-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical switch and method of manufacturing the same |
JP2014126625A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | Optical alignment device and optical alignment method |
-
1998
- 1998-12-01 JP JP10340880A patent/JP2000162469A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6829402B2 (en) | 2002-02-01 | 2004-12-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical switch and method of manufacturing the same |
JP2014126625A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | Optical alignment device and optical alignment method |
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