(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射側がテレセントリックな第１のテレセントリック光学系と、
光導波路を有する被検査物を保持する保持ステージ側がテレセントリックで、前記第１のテレセントリック光学系側から入射された光を前記保持ステージ側に出射すると共に、前記保持ステージ側から入射された光を出射する第２のテレセントリック光学系と、
前記第２のテレセントリック光学系側から入射された光を光量検出部側に集光して、前記被検査物の光出力部と共役関係にある焦点面に結像する第３の光学系と、
移動可能な出射端を備え、前記出射端が前記第１のテレセントリック光学系の入射側に設けられた第１の光ファイバと、
前記第１の光ファイバの出射端を前記第１のテレセントリック光学系の光軸に対して直交する方向に移動させる第１の駆動装置と、
前記第１の光ファイバの出射端から出射された光が、前記第１のテレセントリック光学系及び前記第２のテレセントリック光学系を通過して、前記保持ステージに保持された被検査物の光入力部に入射されるように、前記第１の駆動装置を制御する制御手段と、
を備えた光導波路の検査装置。
【請求項２】
前記光量検出部が、検出された光量と予め取得された基準光量とを比較して、前記被検査物の光導波路の伝搬損失を計測する計測手段を、更に備えた請求項１に記載の光導波路の検査装置。
【請求項３】
前記第３の光学系が、前記第２のテレセントリック光学系側から入射された光を撮像面に結像させる結像光学系であり、
前記光量検出部が、前記撮像面に結像された画像を撮像する撮像装置である、
請求項１又は請求項２に記載の光導波路の検査装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記撮像装置で撮像された前記光導波路の光入力部及び光出力部の画像に基づいて前記第１の駆動装置を制御する、請求項３に記載の光導波路の検査装置。
【請求項５】
前記第３の光学系が、入射側がテレセントリックな第３のテレセントリック光学系であり、
前記光量検出部が、移動可能な出射端を備え、前記出射端が前記第３のテレセントリック光学系の入射側に設けられた第２の光ファイバと、前記第２の光ファイバを導波した光を検出する光検出器と、前記第２の光ファイバの出射端を前記第３のテレセントリック光学系の光軸に対して直交する方向に移動させる第２の駆動装置と、を備える光検出手段であり、
前記制御手段が、第１の光ファイバの出射端から出射された光が、前記第１のテレセントリック光学系及び前記第２のテレセントリック光学系を通過して前記保持ステージに保持された被検査物の光入力部に入射され、且つ前記被検査物の光出力部から出射された光が前記第２のテレセントリック光学系及び前記第３のテレセントリック光学系を通過して前記第２の光ファイバの入射端に入射されるように、前記第１の駆動装置及び前記第２の駆動装置を制御する、
請求項１又は請求項２に記載の光導波路の検査装置。
【請求項６】
前記第２のテレセントリック光学系側から入射された光を撮像面に結像させる結像光学系と、前記撮像面に結像された画像を撮像する撮像装置と、を更に備え、
前記制御手段は、前記撮像装置で撮像された前記光導波路の光入力部及び光出力部の画像に基づいて前記第１の駆動装置及び第２駆動装置を制御する、請求項５に記載の光導波路の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットに代表される情報処理、伝送システムの広範且つ急速な市場の拡大に伴い、これらシステムの根幹的ハードウエアである情報処理用の電子回路には、これまでとは桁違いの高機能化、高集積化、低エネルギー化、低価格化が求められている。しかしながら、現状の電子回路技術や半導体製造技術の延長では、これらの要求に応えることは困難である。例えば、情報処理用の半導体チップでは、信号伝搬の遅延と発熱という問題により、その動作速度はすでに飽和しつつある。また、細線化の影響によるクロストーク、電磁ノイズ等の問題もある。
【０００３】
上記問題を解決するために、光導波路を用いて光による信号伝播を行う光集積回路の研究、開発が進められている。光集積回路の特性検査としては、簡単な構造の光配線板と同様に、光導波路の伝搬損失を計測する導通検査が行われる。伝搬損失の値により、光導波路の励振状態を評価することができる。光導波路の導通検査は、光集積回路の特性検査の中でも最も重要なものである。
【０００４】
光導波路のコア径は数十μｍと非常に小径であるため、従来、光導波路の導通検査は、光ファイバ調芯装置により行われている。光ファイバ調芯装置は、入射側の光ファイバを用いて光導波路の光入力部に検査光を入射し、光導波路の光出力部からの出射光を出射側の光ファイバにより受光する（非特許文献１）。光ファイバ調芯装置では、自動調芯により数μｍの精度にて光ファイバの先端部の位置決めをして、光導波路の導通検査を行っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】社団法人日本電子回路工業会  ＪＰＣＡ規格「光導波路を用いた光配線板の寸法測定方法（ＪＰＣＡ-ＰＥ０２-０５-０２Ｓ-２００８）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光集積回路上に設けられる光導波路は、最大でも３ｍｍ程度の長さ（導波路長）であり、光配線板に設けられる光導波路に比べて短い。従って、入射側の光ファイバと出射側の光ファイバとを、同時に光集積回路上に配置することは困難であり、従来の光ファイバ調芯装置で測定や検査を行うことができない、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、本発明の目的は、光集積回路上の光導波路のように導波路長が短く従来の光ファイバ調芯装置で検査が困難な光導波路についても、導通検査を行うことができる光導波路の検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために各請求項に記載の発明は下記の構成を備えている。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、入射側がテレセントリックな第１のテレセントリック光学系と、光導波路を有する被検査物を保持する保持ステージ側がテレセントリックで、前記第１のテレセントリック光学系側から入射された光を前記保持ステージ側に出射すると共に、前記保持ステージ側から入射された光を出射する第２のテレセントリック光学系と、前記第２のテレセントリック光学系側から入射された光を光量検出部側に集光して、前記被検査物の光出力部と共役関係にある焦点面に結像する第３の光学系と、移動可能な出射端を備え、前記出射端が前記第１のテレセントリック光学系の入射側に設けられた第１の光ファイバと、前記第１の光ファイバの出射端を前記第１のテレセントリック光学系の光軸に対して直交する方向に移動させる第１の駆動装置と、前記第１の光ファイバの出射端から出射された光が、前記第１のテレセントリック光学系及び前記第２のテレセントリック光学系を通過して、前記保持ステージに保持された被検査物の光入力部に入射されるように、前記第１の駆動装置を制御する制御手段と、を備えた光導波路の検査装置である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記光量検出部が、検出された光量と予め取得された基準光量とを比較して、前記被検査物の光導波路の伝搬損失を計測する計測手段を、更に備えた請求項１に記載の光導波路の検査装置である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記第３の光学系が、前記第２のテレセントリック光学系側から入射された光を撮像面に結像させる結像光学系であり、前記光量検出部が、前記撮像面に結像された画像を撮像する撮像装置である、請求項１又は請求項２に記載の光導波路の検査装置である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記制御手段は、前記撮像装置で撮像された前記光導波路の光入力部及び光出力部の画像に基づいて前記第１の駆動装置を制御する、請求項３に記載の光導波路の検査装置である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記第３の光学系が、入射側がテレセントリックな第３のテレセントリック光学系であり、前記光量検出部が、移動可能な出射端を備え、前記出射端が前記第３のテレセントリック光学系の入射側に設けられた第２の光ファイバと、前記第２の光ファイバを導波した光を検出する光検出器と、前記第２の光ファイバの出射端を前記第３のテレセントリック光学系の光軸に対して直交する方向に移動させる第２の駆動装置と、を備える光検出手段であり、前記制御手段が、第１の光ファイバの出射端から出射された光が、前記第１のテレセントリック光学系及び前記第２のテレセントリック光学系を通過して前記保持ステージに保持された被検査物の光入力部に入射され、且つ前記被検査物の光出力部から出射された光が前記第２のテレセントリック光学系及び前記第３のテレセントリック光学系を通過して前記第２の光ファイバの入射端に入射されるように、前記第１の駆動装置及び前記第２の駆動装置を制御する、請求項１又は請求項２に記載の光導波路の検査装置である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記第２のテレセントリック光学系側から入射された光を撮像面に結像させる結像光学系と、前記撮像面に結像された画像を撮像する撮像装置と、を更に備え、前記制御手段は、前記撮像装置で撮像された前記光導波路の光入力部及び光出力部の画像に基づいて前記第１の駆動装置及び第２駆動装置を制御する、請求項５に記載の光導波路の検査装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光集積回路上の光導波路のように導波路長が短く従来の光ファイバ調芯装置で検査が困難な光導波路についても、導通検査を行うことができる光導波路の検査装置を提供することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路検査装置の構成を示す概略図である。
【図２】被検査物である光導波路の構成を示す断面図である。
【図３】（Ａ）は入力光の共役関係を示す模式図であり、（Ｂ）は出力光の共役関係を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光導波路検査装置の構成を示す概略図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る光導波路検査装置の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る光導波路検査装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
＜光導波路検査装置の概略構成＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る光導波路検査装置の構成を示す概略図である。図２は被検査物である光導波路の構成を示す断面図である。
【００１９】
図１に示すように、光導波路検査装置１０は、光導波路１２Ａを備えた被検査物１２を予め定めた位置に保持する保持ステージ１４を備えている。図２に示すように、光導波路１２Ａは、コア１２Ｄと、コア１２Ｄの周囲に在るコア１２Ｄより屈折率の低いクラッド１２Ｅと、で構成された光伝送路である。光導波路１２Ａは、光入力部１２Ｂと光出力部１２Ｃとを備えている。光入力部１２Ｂから入射した光は、屈折率の高いコア１２Ｄを伝搬して、光出力部１２Ｃから出射される。光導波路１２Ａの導通検査では、このときの伝搬損失を計測して、伝搬損失の値により光導波路１２Ａの励振状態を評価する。
【００２０】
また、図１に示すように、光導波路検査装置１０は、光導波路の光入力部１２Ｂに入力する入力光を生成する光源１６、光源１６から出射された入力光を導光する第１の光ファイバ１８、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａから出射された入力光を光導波路の光入力部１２Ｂに照射すると共に光導波路の光出力部１２Ｃから出射された出力光を光検出手段に導光する検査用光学系２０、検査用光学系２０から導出された出力光を検出する光検出手段２２、撮像用の光を撮像面に結像する結像光学系２４、光導波路１２Ａの画像を撮像する撮像装置２６、及び装置各部を制御する制御装置２８を備えている。なお、図１では、入力光を実線で表すと共に、出力光を点線で表している。
【００２１】
制御装置２８は、コンピュータ本体及びその周辺機器により構成されている。図示は省略するが、制御装置２８は、一般のコンピュータと同様に、装置全体の制御及び各種演算を行うＣＰＵ（中央処理装置; Central Processing Unit）、ＯＳ（Operating Systems）等の各種プログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、プログラムの実行時にワークエリアとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）、各種情報を記憶するハードディスク（ＨＤ）、入出力（Ｉ／Ｏ）ポート、及び各種ドライブを備えている。これら各部は、バスにより相互に接続されている。
【００２２】
Ｉ／Ｏポートには、キーボードやマウス等の入力装置（図示せず）と、ディスプレイ等の表示装置４４とが接続されている。ＲＯＭ又はハードディスク（以下、「ＲＯＭ等」という。）には、種々の検査用プログラムが記憶され、検査データが保存されている。ＣＰＵは、検査用プログラムをＲＯＭ等から読み出し、ＲＡＭにロードする。そして、ＲＡＭをワークエリアとして使用し、入力装置及び表示装置４４を用いてユーザと対話をしながら、ロードされたプログラムを実行する。
【００２３】
光源１６は、所定の波長で発光する発光素子（図示せず）と、発光素子を駆動するドライバ（図示せず）とを含んで構成されている。発光素子としては、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）、スーパールミネッセンスダイオード（Super Luminescennce Diode：ＳＬＤ）、半導体レーザ（Laser Diode：ＬＤ）等を用いることができる。光源１６の発光波長は、検査対象である光導波路の導波波長に応じて適宜変更することができる。例えば、光通信用の光導波路に対しては、光通信で使用される８５０ｎｍの波長帯で発光するＬＥＤを用いることができる。光源１６のドライバ（図示せず）は、制御装置２８に接続されており、制御装置２８から入力される制御信号に基づいて発光素子を点灯駆動する。
【００２４】
第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａは、保持部材（図示せず）によって保持されている。この保持部材（図示せず）は、駆動装置１９に接続されており、駆動装置１９により駆動されている。即ち、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａは、駆動装置１９により移動可能とされている。また、駆動装置１９は、制御装置２８に接続されており、制御装置２８から入力される制御信号に基づいて出射端１８Ａの位置を調整する。
【００２５】
ここで、出射端１８Ａの位置とは、第１のテレセントリック光学系３０の光軸（一点鎖線で表示）と直交する方向における位置である。後述する通り、検査用光学系２０により、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに入力光を照射すると共に光出力部１２Ｃから出射された出力光を検出するように、出射端１８Ａは、第１のテレセントリック光学系３０の光軸からずらした位置に配置される。
【００２６】
検査用光学系２０は、第１のテレセントリック光学系３０、入射した光の一部を透過し且つ残部を反射する第１のハーフミラー３２、第２のハーフミラー３４、及び第２のテレセントリック光学系３６を備えている。第１のテレセントリック光学系３０、第１のハーフミラー３２、第２のハーフミラー３４、及び第２のテレセントリック光学系３６は、第１の光ファイバ１８側から保持ステージ１４側に向って、この順で配置されている。
【００２７】
第１のハーフミラー３２及び第２のハーフミラー３４の各々は、その法線が互いに平行になるように配置されると共に、第１のテレセントリック光学系３０の光軸に対し約４５°の角度を成すように光路上に配置されている。従って、ハーフミラーで反射される光は、その光路が約９０°折り曲げられる。即ち、検査用光学系２０が入力光を伝搬する動作からみると、第１のテレセントリック光学系３０の光出射側に、第１のハーフミラー３２が配置されている。第１のハーフミラー３２の光透過側に、第２のハーフミラー３４が配置されている。また、第２のハーフミラー３４の光反射側に、第２のテレセントリック光学系３６が配置されている。
【００２８】
第１のテレセントリック光学系３０と第２のテレセントリック光学系３６とは、互いに光軸が直交するように配置されている。第１のテレセントリック光学系３０は、第１の光ファイバ１８側がテレセントリックな像側テレセントリック光学系であり、後側焦点付近に配置された出射端１８Ａから入射された入力光を平行光化する。第１のテレセントリック光学系３０で平行光化された入力光は、第１のハーフミラー３２を透過し、第２のハーフミラー３４で反射されて、第２のテレセントリック光学系３６に入射する。
【００２９】
一方、第２のテレセントリック光学系３６は、保持ステージ１４側がテレセントリックな物体側テレセントリック光学系であり、入射された平行光を集光して焦点面に像を生成する。光導波路１２Ａを備えた被検査物１２は、第２のテレセントリック光学系３６の前側焦点付近に配置されている。第２のテレセントリック光学系３６で集光された入力光は、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに照射される。
【００３０】
図３（Ａ）は入力光の共役関係を示す模式図である。第１のテレセントリック光学系３０の後側焦点距離は、第２のテレセントリック光学系３６の前側焦点距離と、同じ長さに設定されている。これにより、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａは、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂが設けられる入射面と共役な関係となる。即ち、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａを、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに近接配置したのと同じ関係となる。
【００３１】
ここで、検査用光学系２０が出力光を伝搬する動作について説明する。光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂから入射した光は、コア１２Ｄを伝搬して光出力部１２Ｃから出射される。光出力部１２Ｃから出射された出力光は、第２のテレセントリック光学系３６に入射する。第２のテレセントリック光学系３６は、前側焦点付近に在る光入力部１２Ｂから入射された出力光を平行光化する。平行光化された出力光は、第２のハーフミラー３４で反射され、第１のハーフミラー３２で反射されて、第３のテレセントリック光学系３８に入射する。
【００３２】
光検出手段２２は、第３のテレセントリック光学系３８、第３のテレセントリック光学系３８から受光した出力光を導光する第２の光ファイバ４０、及び第２の光ファイバ４０を導光した出力光を検出する光検出器４２を備えている。第３のテレセントリック光学系３８と第１のテレセントリック光学系３０とは、互いに光軸が直交するように配置されている。光検出器４２は、制御装置２８に接続されており、光検出器４２で得られた検出信号又は測定データが制御装置２８に入力される。
【００３３】
光検出器４２としては、第２の光ファイバ４０により受光された出力光の光量を測定する光パワーメータを用いることができる。ここで受光された光の光量とは、光パワーメータ等でエネルギー量として測定された、単位時間当りの光放射による放射エネルギーの量（単位：Ｗ又はｍＷ）である。なお、後述する通り、伝搬損失は、基準値に対する相対強度（単位：ｄＢ又はｄＢｍ）で表される。基準値としては、入力光の光量を用いることができる。例えば、被検査物として全反射ミラーを用い、この場合の出力光の光量の計測値を基準値として用いることができる。この場合には、出力光の光量の計測値は入力光の光量と略等しくなる。
【００３４】
第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａは、保持部材（図示せず）によって保持され、駆動装置４１により駆動されている。即ち、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａは、駆動装置４１により移動可能とされている。また、駆動装置４１は、制御装置２８に接続されており、制御装置２８から入力される制御信号に基づいて入射端４０Ａの位置を調整する。ここで、入射端４０Ａの位置とは、第３のテレセントリック光学系３８の光軸（一点鎖線で表示）と直交する方向における位置である。第１の光ファイバ１８と同様に、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａは、第３のテレセントリック光学系３８の光軸からずらした位置に配置される。
【００３５】
また、第３のテレセントリック光学系３８は、第１のテレセントリック光学系３０の光軸に対し、第２のテレセントリック光学系３６とは反対側に配置されている。即ち、検査用光学系２０が出力光を伝搬する動作からみると、第３のテレセントリック光学系３８は、第１のハーフミラー３２の光反射側に配置されている。
【００３６】
第３のテレセントリック光学系３８は、第２の光ファイバ４０側がテレセントリックな物体側テレセントリック光学系であり、検査用光学系２０から平行光として入射された出力光を集光して焦点面に像を生成する。第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａは、第３のテレセントリック光学系３８の後側焦点付近に配置されている。第３のテレセントリック光学系３８で集光された出力光は、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａに入射する。
【００３７】
図３（Ｂ）は出力光の共役関係を示す模式図である。第３のテレセントリック光学系３８の後側焦点距離は、第２のテレセントリック光学系３６の前側焦点距離と、同じ長さに設定されている。これにより、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａは、光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃが設けられる出射面と共役な関係となる。即ち、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａを、光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃに近接配置したのと同じ関係となる。
【００３８】
結像光学系２４は、第２のハーフミラー３４の光透過側に配置されている。また、撮像装置２６は、結像光学系２４の結像位置に配置されている。検査用光学系２０から入射された入力光は光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂ近傍を照明する。従って、光導波路１２Ａの表面で反射された入力光は、入射時と同じ光路を逆に伝搬する。即ち、第２のテレセントリック光学系３６で平行光化され、第２のハーフミラー３４を透過して、結像光学系２４に入射する。また、光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃから出射された出力光は、第２のテレセントリック光学系３６で平行光化され、第２のハーフミラー３４を透過して、結像光学系２４に入射する。
【００３９】
第２のハーフミラー３４を透過した入力光及び出力光は、結像光学系２４により所定の結像面（即ち、撮像装置２６の撮像面）に結像される。これにより、撮像装置２６は、被検査物１２の表面の画像（即ち、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂ及び光出力部１２Ｃの画像）を撮像する。撮像装置２６は、制御装置２８に接続されており、撮像装置２６で得られた画像データは制御装置２８に入力される。従って、撮像された画像は、制御装置２８に接続された表示装置４４に表示することができる。
【００４０】
撮像装置２６としては、イメージセンサを搭載したビデオカメラ等を用いることができる。イメージセンサとしては、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いることができる。後述するように、撮像装置２６で撮像された画像に基づいて画像解析を行い、光導波路の導通検査（光量や伝搬損失の計測）を行う場合には、撮像装置２６の画素数は１０２４×７６８画素以上が好ましく、その読み出し階調は１０ｂｉｔ以上がより好ましい。
【００４１】
＜光導波路の導通検査の手順＞
次に、上記の光導波路検査装置を用いた「光導波路の導通検査」の手順を説明する。上記の光導波路検査装置１０では、光検出器４２で第２の光ファイバ４０により受光された出力光の光量を測定し、得られた「測定値」と予め設定された「基準値」とを比較して、基準値に対する相対強度で表される「伝搬損失」を計測する。そして、「伝搬損失」の値により光導波路１２Ａの励振状態を評価する。
【００４２】
まず、出力光の光量の「基準値」を設定する。保持ステージ１４上の予め定めた位置に、被検査物１２の代わりに「基準反射板」を設置する。基準反射板としては、反射率１００％の反射板や、既知の反射率を有する反射板を用いることができる。光源１６の発光素子を点灯し、第１の光ファイバ１８及び検査用光学系２０を介して、基準反射板に入力光を照射する。基準反射板の表面の画像（即ち、光入力部及び光出力部の画像）を撮像装置２６により撮像する。撮像された画像を、制御装置２８に接続された表示装置４４に表示する。
【００４３】
表示装置４４に表示された基準反射板の表面の画像を見ながら、光入力部と光出力部とが同一位置になるように（即ち、第１の光ファイバ１８と第２の光ファイバ４０とが同軸になるように）、駆動装置１９を駆動して第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置を調整すると共に、駆動装置４１を駆動して第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａの位置を調整する。
【００４４】
被検査物１２である基準反射板で反射された出力光は、検査用光学系２０及び第３のテレセントリック光学系３８を介して、第２の光ファイバ４０により受光される。光検出器４２で、第２の光ファイバ４０により受光された出力光の光量を測定し、測定された出力光の光量を「基準値」として設定する。即ち、制御装置２８のＲＡＭ、ＲＯＭ又はＨＤＤ等の記憶装置に検査データとして予め記憶しておく。そして、基準値設定処理を終了する。ここで設定された「基準値」は、以下で説明する導通検査処理において「伝搬損失」を計測する際に、適宜、読み出して使用する。
【００４５】
次に、実際の被検査物１２について導通検査を実施する。保持ステージ１４上の予め定めた位置に、光導波路１２Ａを備えた被検査物１２を設置する。光源１６の発光素子を点灯し、第１の光ファイバ１８及び検査用光学系２０を介して、被検査物１２に入力光を照射する。被検査物１２の表面の画像（即ち、光入力部及び光出力部の画像）を撮像装置２６により撮像する。撮像された画像を、制御装置２８に接続された表示装置４４に表示する。
【００４６】
表示装置４４に表示された被検査物１２の表面の画像を見ながら、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに入力光が入射されるように、駆動装置１９を駆動して第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置を調整する。上述した通り、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａは、第１のテレセントリック光学系３０の光軸からずれた位置に配置される。第１のテレセントリック光学系３０に入射した入力光は、第２のテレセントリック光学系３６の光軸からずれた位置から出射される。これにより、図３（Ａ）に示した通り、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａは、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂが設けられる入射面と共役な関係となる。
【００４７】
次に、表示装置４４に表示された被検査物１２の表面の画像を見ながら、光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃから出力光が出射される様子が表示されるように、駆動装置４１を駆動して第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａの位置を調整する。上述した通り、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａは、第３のテレセントリック光学系３８の光軸からずれた位置に配置される。
【００４８】
被検査物１２の表面において、光出力部１２Ｃは光入力部１２Ｂから離間しているので、光出力部１２Ｃから出力された出力光は、第２のテレセントリック光学系３６の光軸からずれた位置に入射される。第２のテレセントリック光学系３６に入射した出力光は、第３のテレセントリック光学系３８の光軸からずれた位置から出射される。これにより、図３（Ｂ）に示した通り、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａは、光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃが設けられる出射面と共役な関係となる。
【００４９】
被検査物１２に設けられた光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃから出射された出力光は、検査用光学系２０及び第３のテレセントリック光学系３８を介して、第２の光ファイバ４０により受光される。光検出器４２で、第２の光ファイバ４０により受光された出力光の光量を測定し、測定された出力光の光量を「測定値」として保持する。即ち、制御装置２８のＲＡＭ等の記憶装置に検査データとして記憶する。
【００５０】
次に、予め設定された「基準値（出力光の光量）」を読み出し、「測定値」と「基準値」とを比較して、「測定値」の「基準値」に対する強度比（相対強度）として「伝搬損失」を取得する。取得された「伝搬損失」の値も、制御装置２８のＲＯＭ等の記憶装置に検査データとして記憶する。そして、導通検査処理を終了する。
【００５１】
なお、本実施の形態では、被検査物１２の取り替え以外の以下の手順は、検査プログラムとしてＲＯＭ等の記憶装置に記憶された処理ルーチンに従い、制御装置２８のＣＰＵがその処理ルーチンを実行する。例えば、「基準値」を設定する場合には、保持ステージ１４に「基準反射板」が設置されて、図示しない入力装置を介して「基準値設定処理」が指示されると、基準値設定の処理ルーチンが開始される。また、「導通検査」を実施する場合には、保持ステージ１４に被検査物１２が設置されて、図示しない入力装置を介して「導通検査処理」が指示されると、導通検査の処理ルーチンが開始される。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態に係る構成によれば、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａを光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに近接配置する必要がなく、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａを光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃに近接配置する必要がない。従って、例えば、導波路長が数μｍ〜３ｍｍと短く、従来の光ファイバ調芯装置で検査が困難な光導波路についても、導通検査を行うことができる。
【００５３】
また、本実施の形態に係る構成によれば、表示装置４４に表示された被検査物１２の表面の画像を見ながら、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａの位置を調整するので、位置合せを容易に行うことができる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図４は本発明の第２の実施の形態に係る光導波路検査装置の構成を示す概略図である。第２の実施の形態に係る光導波路検査装置は、各部の配置位置が異なるだけで、基本的な装置構成は、図１に示す第１の実施の形態に係る光導波路検査装置と略同一である。このため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略し、相違点のみ説明する。なお、図４では駆動装置及び制御装置の図示は省略している。
【００５５】
図１に示す第１の実施の形態に係る光導波路検査装置では、第２のテレセントリック光学系３６、結像光学系２４、及び撮像装置２６の各々が、同軸上に配置される構成とした（以下、「同軸光学系」という。）。このため、光源１６、第１の光ファイバ１８、第１のテレセントリック光学系３０、第１のハーフミラー３２、及び光検出手段２２の各部が、同軸光学系の片側（図１では右側）に配置される構成となった。
【００５６】
これに対し、図４に示すように、第２の実施の形態に係る光導波路検査装置１０Ａでは、第２のテレセントリック光学系３６及び第３のテレセントリック光学系３８の各々が、同軸上に配置される構成とされている。この場合には、光源１６、第１の光ファイバ１８、及び第１のテレセントリック光学系３０が、同軸光学系の一方側（図４では左側）に配置されると共に、結像光学系２４、及び撮像装置２６が、同軸光学系の他方側（図４では右側）に配置される対称的な構成となる。このように対称的な構成により、装置全体としての安定性が向上する。
【００５７】
具体的には、検査用光学系２０は、第１のテレセントリック光学系３０、第１のハーフミラー３２、第２のハーフミラー３４、及び第２のテレセントリック光学系３６を備えているが、第１のハーフミラー３２及び第２のハーフミラー３４の各々は、その法線が互いに直交するように配置されると共に、第２のテレセントリック光学系３６の光軸に対し約４５°の角度を成すように光路上に配置されている。即ち、検査用光学系２０が入力光を伝搬する動作からみると、第１のテレセントリック光学系３０の光出射側に、第１のハーフミラー３２が配置されている。第１のハーフミラー３２の光反射側に、第２のハーフミラー３４が配置されている。また、第２のハーフミラー３４の光透過側に、第２のテレセントリック光学系３６が配置されている。
【００５８】
第１のテレセントリック光学系３０と第２のテレセントリック光学系３６とは、互いに光軸が直交するように配置されている。第１のテレセントリック光学系３０は、第１の光ファイバ１８側がテレセントリックな像側テレセントリック光学系であり、後側焦点付近に配置された第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａから入射された入力光を平行光化する。第１のテレセントリック光学系３０で平行光化された入力光は、第１のハーフミラー３２で反射され、第２のハーフミラー３４を透過して、第２のテレセントリック光学系３６に入射する。
【００５９】
また、検査用光学系２０が出力光を伝搬する動作においては、光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃから出射された出力光は、第２のテレセントリック光学系３６により平行光化される。平行光化された出力光は、第２のハーフミラー３４を透過し、第１のハーフミラー３２を透過して、第３のテレセントリック光学系３８に入射する。第３のテレセントリック光学系３８は、第１のハーフミラー３２の光透過側に配置されている。
【００６０】
結像光学系２４は、第２のハーフミラー３４の光反射側に配置されている。第２のテレセントリック光学系３６で平行光化された反射入力光及び出力光は、第２のハーフミラー３４で反射され、結像光学系２４に入射する。第２のハーフミラー３４で反射された入力光及び出力光は、結像光学系２４により所定の結像面に結像される。これにより、撮像装置２６は、被検査物１２の表面の画像を撮像する。
【００６１】
本実施の形態においても、被検査物１２について導通検査を実施する場合には、表示装置４４に表示された被検査物１２の表面の画像を見ながら、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに入力光が入射されるように、駆動装置１９を駆動して第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置を調整すると共に、表示装置４４に表示された被検査物１２の表面の画像を見ながら、光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃから出力光が出射される様子が表示されるように、駆動装置４１を駆動して第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａの位置を調整する。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態に係る構成によれば、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａを光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに近接配置する必要がなく、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａを光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃに近接配置する必要がない。従って、導波路長が短く従来の光ファイバ調芯装置で検査が困難な光導波路についても、導通検査を行うことができる。
【００６３】
また、本実施の形態に係る構成によれば、表示装置４４に表示された被検査物１２の表面の画像を見ながら、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置、第２の光ファイバ４０の入射端４０Ａの位置を調整するので、位置合せを容易に行うことができる。
【００６４】
更に、本実施の形態に係る構成によれば、第２のテレセントリック光学系３６及び第３のテレセントリック光学系３８の各々が同軸光学系を構成し、この同軸光学系の両側に装置の各部が均等に配置される対称的な構成となる。このように対称的な構成により、装置全体としての安定性が向上する。
【００６５】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図５は本発明の第３の実施の形態に係る光導波路検査装置の構成を示す概略図である。第３の実施の形態に係る光導波路検査装置は、撮像装置２６で撮像された画像に基づいて画像解析を行い、光導波路の導通検査を行う構成としたものである。この構成では、図１に示す光検出手段２２は不要となる。図１に示す第１の実施の形態に係る光導波路検査装置と同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略し、相違点のみ説明する。なお、図５では駆動装置及び制御装置の図示は省略している。
【００６６】
図５に示すように、光導波路検査装置１０Ｂは、保持ステージ１４、光源１６、光ファイバ１８、検査用光学系２０、結像光学系２４、及び撮像装置２６を備えている。検査用光学系２０は、第１のテレセントリック光学系３０、入射した光の一部を透過し且つ残部を反射するハーフミラー３４、及び第２のテレセントリック光学系３６を備えている。第１のテレセントリック光学系３０、ハーフミラー３４、及び第２のテレセントリック光学系３６は、第１の光ファイバ１８側から保持ステージ１４側に向って、この順で配置されている。即ち、図１に示す検査用光学系２０と比較すると、ハーフミラー３２が省略されている。
【００６７】
ハーフミラー３４は、第１のテレセントリック光学系３０の光軸に対し約４５°の角度を成すように光路上に配置されている。従って、ハーフミラーで反射される光は、その光路が約９０°折り曲げられる。即ち、検査用光学系２０が入力光を伝搬する動作からみると、第１のテレセントリック光学系３０の光出射側に、ハーフミラー３４が配置されている。ハーフミラー３４の光反射側に、第２のテレセントリック光学系３６が配置されている。
【００６８】
第１のテレセントリック光学系３０と第２のテレセントリック光学系３６とは、互いに光軸が直交するように配置されている。第１のテレセントリック光学系３０は、第１の光ファイバ１８側がテレセントリックな像側テレセントリック光学系であり、後側焦点付近に配置された光ファイバ１８の出射端１８Ａから入射された入力光を平行光化する。第１のテレセントリック光学系３０で平行光化された入力光は、ハーフミラー３４で反射されて、第２のテレセントリック光学系３６に入射する。
【００６９】
一方、第２のテレセントリック光学系３６は、保持ステージ１４側がテレセントリックな物体側テレセントリック光学系であり、入射された平行光を集光して焦点面に像を生成する。光導波路１２Ａを備えた被検査物１２は、第２のテレセントリック光学系３６の前側焦点付近に配置されている。第２のテレセントリック光学系３６で集光された入力光は、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに照射される。第１の実施の形態と同様に、光ファイバ１８の出射端１８Ａは、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂが設けられる入射面と共役な関係となる。即ち、光ファイバ１８の出射端１８Ａを、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに近接配置したのと同じ関係となる。
【００７０】
検査用光学系２０が出力光を伝搬する場合には、光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃから出射された出力光は、第２のテレセントリック光学系３６に入射する。第２のテレセントリック光学系３６は、前側焦点付近に在る光入力部１２Ｂから入射された出力光を平行光化する。結像光学系２４は、ハーフミラー３４の光透過側に配置されている。第２のテレセントリック光学系３６で平行光化された出力光は、ハーフミラー３４を透過して、結像光学系２４に入射する。また、検査用光学系２０から入射された入力光は光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂ近傍を照明する。従って、光導波路１２Ａの表面で反射された入力光は、入射時と同じ光路を逆に伝搬し、ハーフミラー３４を透過して、結像光学系２４に入射する。
【００７１】
ハーフミラー３４を透過した入力光及び出力光は、結像光学系２４により所定の結像面に結像される。これにより、撮像装置２６は、被検査物１２の表面の画像を撮像する。撮像された画像は、表示装置４４に表示することができる。第１の実施の形態と同様に、表示装置４４に表示された被検査物１２の表面の画像を見ながら、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに入力光が入射されるように、駆動装置１９を駆動して光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置を調整する。これにより、光ファイバ１８の出射端１８Ａは、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂが設けられる入射面と共役な関係となる。
【００７２】
また、撮像装置２６は、得られた画像データを制御装置（図示せず）に出力する。制御装置（図示せず）は、撮像装置２６から入力された画像データに基づいて画像解析を行い、光導波路１２Ａの導通検査（光量や伝搬損失の計測）を行う。即ち、制御装置（図示せず）は、撮像装置２６から入力された画像データを用いて、光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃから出射された出力光の光量を求め、得られた光量の値から光導波路１２Ａの伝搬損失を算出する。なお、ここで得られた「出力光の光量」とは、第１の実施の形態と同様、単位時間当りの光放射による放射エネルギーの量（単位：Ｗ又はｍＷ）である。伝搬損失は、基準値に対する相対強度（単位：ｄＢ又はｄＢｍ）で表される。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態に係る構成によれば、光ファイバ１８の出射端１８Ａを光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに近接配置する必要がなく、自動調芯により光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置決めをする必要もない。従って、導波路長が短く従来の光ファイバ調芯装置で検査が困難な光導波路についても、導通検査を行うことができる。
【００７４】
また、本実施の形態に係る構成によれば、表示装置４４に表示された被検査物１２の表面の画像を見ながら、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置を調整するので、位置合せを容易に行うことができる。
【００７５】
更に、本実施の形態に係る構成によれば、撮像装置２６から入力された画像データに基づいて画像解析を行い、光導波路１２Ａの導通検査を行う。このため、第１の実施の形態の光導波路検査装置のように、撮像装置２６とは別に出力光を検出する光検出手段２２を設ける必要がなく、検査用光学系２０のハーフミラーも１枚で済み、装置構成が非常に簡略化される。
【００７６】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図６は本発明の第４の実施の形態に係る光導波路検査装置の構成を示す概略図である。第４の実施の形態に係る光導波路検査装置は、各部の配置位置が異なるだけで、基本的な装置構成は、図５に示す第３の実施の形態に係る光導波路検査装置と略同一である。このため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略し、相違点のみ説明する。なお、図６では駆動装置及び制御装置の図示は省略している。
【００７７】
図５に示す第３の実施の形態に係る光導波路検査装置では、第２のテレセントリック光学系３６、結像光学系２４、及び撮像装置２６の各々が、同軸上に配置される構成とした（以下、「同軸光学系」という。）。このため、光源１６、第１の光ファイバ１８、及び第１のテレセントリック光学系３０が、同軸光学系の片側（図５では右側）に配置される構成となった。
【００７８】
これに対し、図６に示すように、第４の実施の形態に係る光導波路検査装置１０Ｃでは、第１のテレセントリック光学系３０及び第２のテレセントリック光学系３６の各々が、同軸上に配置される構成とされている。この場合には、比較的大きなテレセントリック光学系が、同軸光学系の片側に配置されることがない対称的な構成となる。このように対称的な構成により、装置全体としての安定性が向上する。
【００７９】
具体的には、検査用光学系２０は、第１のテレセントリック光学系３０、入射した光の一部を透過し且つ残部を反射するハーフミラー３４、及び第２のテレセントリック光学系３６を備えているが、第１のテレセントリック光学系３０と第２のテレセントリック光学系３６とは、同軸上に配置されている。即ち、検査用光学系２０が入力光を伝搬する動作からみると、第１のテレセントリック光学系３０の光出射側に、ハーフミラー３４が配置されている。ハーフミラー３４の光透過側に、第２のテレセントリック光学系３６が配置されている。
【００８０】
第１のテレセントリック光学系３０は、第１の光ファイバ１８側がテレセントリックな像側テレセントリック光学系であり、後側焦点付近に配置された光ファイバ１８の出射端１８Ａから入射された入力光を平行光化する。第１のテレセントリック光学系３０で平行光化された入力光は、ハーフミラー３４を透過して、第２のテレセントリック光学系３６に入射する。一方、第２のテレセントリック光学系３６は、保持ステージ１４側がテレセントリックな物体側テレセントリック光学系であり、入射された平行光を集光して焦点面に像を生成する。光導波路１２Ａを備えた被検査物１２は、第２のテレセントリック光学系３６の前側焦点付近に配置されている。第２のテレセントリック光学系３６で集光された入力光は、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに照射される。
【００８１】
検査用光学系２０が出力光を伝搬する場合には、光導波路１２Ａの光出力部１２Ｃから出射された出力光は、第２のテレセントリック光学系３６に入射する。第２のテレセントリック光学系３６は、前側焦点付近に在る光入力部１２Ｂから入射された出力光を平行光化する。結像光学系２４は、ハーフミラー３４の光反射側に配置されている。第２のテレセントリック光学系３６で平行光化された出力光は、ハーフミラー３４で反射されて、結像光学系２４に入射する。また、検査用光学系２０から入射された入力光は光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂ近傍を照明する。従って、光導波路１２Ａの表面で反射された入力光は、入射時と同じ光路を逆に伝搬し、ハーフミラー３４で反射されて、結像光学系２４に入射する。
【００８２】
ハーフミラー３４で反射された反射入力光及び出力光は、結像光学系２４により所定の結像面に結像される。これにより、撮像装置２６は、被検査物１２の表面の画像を撮像する。撮像された画像は、表示装置４４に表示することができる。第１の実施の形態と同様に、表示装置４４に表示された被検査物１２の表面の画像を見ながら、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに入力光が入射されるように、駆動装置１９を駆動して光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置を調整する。これにより、光ファイバ１８の出射端１８Ａは、光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂが設けられる入射面と共役な関係となる。
【００８３】
また、撮像装置２６は、得られた画像データを制御装置（図示せず）に出力する。制御装置（図示せず）は、撮像装置２６から入力された画像データに基づいて画像解析を行い、光導波路１２Ａの導通検査（光量や伝搬損失の計測）を行う。
【００８４】
以上説明したように、本実施の形態に係る構成によれば、光ファイバ１８の出射端１８Ａを光導波路１２Ａの光入力部１２Ｂに近接配置する必要がなく、自動調芯により光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置決めをする必要もない。従って、導波路長が短く従来の光ファイバ調芯装置で検査が困難な光導波路についても、導通検査を行うことができる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る構成によれば、表示装置４４に表示された被検査物１２の表面の画像を見ながら、第１の光ファイバ１８の出射端１８Ａの位置を調整するので、位置合せを容易に行うことができる。
【００８６】
また、本実施の形態に係る構成によれば、撮像装置２６から入力された画像データに基づいて画像解析を行い、光導波路１２Ａの導通検査を行う。このため、第１の実施の形態の光導波路検査装置のように、撮像装置２６とは別に出力光を検出する光検出手段２２を設ける必要がなく、検査用光学系２０のハーフミラーも１枚で済み、装置構成が非常に簡略化される。
【００８７】
更に、本実施の形態に係る構成によれば、第１のテレセントリック光学系３０及び第２のテレセントリック光学系３６の各々が同軸光学系を構成し、この同軸光学系の両側に装置の各部が均等に配置される対称的な構成となる。このように対称的な構成により、装置全体としての安定性が向上する。
【００８８】
なお、上記の実施の形態では、光学デバイスを保持する保持手段として保持ステージを設ける例について説明したが、保持ステージは移動可能又は回転可能に構成されていてもよい。多数の被検査物について順次検査が行えるように、複数の被検査物を予め定めた位置に順次供給し、検査期間だけ保持するベルトコンベア式の保持手段を設けることもできる。本発明の光導波路の検査装置は、自動調芯により光ファイバの先端部の位置決めをする必要がなく、どのような保持状態でも光導波路の導通検査を行うことができる。
【符号の説明】
【００８９】
１０,１０Ａ,１０Ｂ,１０Ｃ     光導波路検査装置
１２     被検査物
１２Ａ   光導波路
１２Ｂ   光入力部
１２Ｃ   光出力部
１２Ｄ   コア
１２Ｅ   クラッド
１４     保持ステージ
１６     光源
１８     光ファイバ
１８Ａ   出射端
１９     駆動装置
２０     検査用光学系
２２     光検出手段
２４     結像光学系
２６     撮像装置
２８     制御装置
３０     テレセントリック光学系
３２     ハーフミラー
３４     ハーフミラー
３６     テレセントリック光学系
３８     テレセントリック光学系
４０     光ファイバ
４０Ａ   入射端
４１     駆動装置
４２     光検出器
４４     表示装置
【図１】
0005467875.tif 000002
【図２】
0005467875.tif 000003
【図３】
0005467875.tif 000004
【図４】
0005467875.tif 000005
【図５】
0005467875.tif 000006
【図６】
0005467875.tif 000007