(57)【要約】      （修正有）【課題】広範囲を探索可能であり、かつ高速／高精度な光学部品の光軸調整方法を提供する。【解決手段】第１光学部品１０と第２光学部品１２との光軸調整方法が、第１光学部品と第２光学部品とを対向配置して準備する工程と、ステッピングモータの駆動によって相対位置を変化させながら光強度を測定し、光強度最大位置を探索する探索工程と、を含み、探索工程は、第１位置から第２位置まで設定移動条件で相対位置を変化させながら、移動時間と光強度との関係を取得し、移動速度を一定と仮定した場合の第１光強度最大位置を求める工程と、第２位置から第１位置まで設定移動条件と移動方向以外が同一である条件で相対位置を変化させながら、移動時間と光強度との関係を取得し、移動速度を一定と仮定した場合の第２光強度最大位置を求める工程と、第１光強度最大位置と第２光強度最大位置の中点である第３光強度最大位置を光強度最大位置とする工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光学部品と第２の光学部品との光軸を調整する方法であって、
該第１の光学部品と該第２の光学部品とを対向させて配置し、該第１の光学部品に対する該第２の光学部品の相対位置を調整開始位置に準備する工程と、
ステッピングモータの駆動によって該相対位置を変化させながら光強度を測定し、光強度最大位置を探索する探索工程と、
を含み、
該探索工程は、
第１の位置から第２の位置まで設定移動条件で該相対位置を変化させながら、移動時間と光強度との関係を取得し、移動速度を一定と仮定した場合の第１の光強度最大位置を求める工程と、
該第２の位置から該第１の位置まで該設定移動条件と移動方向以外が同一である条件で該相対位置を変化させながら、移動時間と光強度との関係を取得し、移動速度を一定と仮定した場合の第２の光強度最大位置を求める工程と、
該第１の光強度最大位置と該第２の光強度最大位置の中点である第３の光強度最大位置を該光強度最大位置とする工程と、
を含むことを特徴とする光軸調整方法。
【請求項２】
移動ステージコントローラは、前記相対位置が動作中または停止中のどちらであるかを示す動作信号を出力し、前記光強度の測定は、該動作信号が動作中であることを示している間に行われることを特徴とする請求項１に記載の光軸調整方法。
【請求項３】
第１の光学部品と第２の光学部品との光軸を調整する方法であって、
該第１の光学部品と該第２の光学部品とを対向させて配置し、該第１の光学部品に対する該第２の光学部品の相対位置を調整開始位置に準備する工程と、
ステッピングモータの駆動によって、第１の位置から第２の位置まで該相対位置を変化させながら光強度を測定し、該相対位置が該第１の位置から移動し始めてから該光強度が最大となるまでに経過したサンプリング時間を測定し、該サンプリング時間から光強度最大位置を算出する算出工程と、
を含み、該算出工程は、設定移動条件に基づいて該光強度最大位置を算出する工程であることを特徴とする光軸調整方法。
【請求項４】
移動ステージコントローラは、前記相対位置が動作中または停止中のどちらであるかを示す動作信号を出力し、前記光強度の測定は、該動作信号が動作中であることを示している間に行われることを特徴とする請求項３に記載の光軸調整方法。
【請求項５】
前記第１の光学部品は、レーザダイオードを含む発光モジュールであり、前記第２の光学部品は、光ファイバであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光軸調整方法。
【請求項６】
前記第１の光学部品は、光ファイバであり、前記第２の光学部品は、フォトダイオードを含む受光モジュールであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光軸調整方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の方法を用いて光軸を調整する工程と、
該光軸を調整した状態で、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品とを接合する工程と、を含むことを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の光軸調整を行うための光軸調整システムであって、
移動ステージコントローラに設定移動条件を与えて移動ステージを移動する手段と、
光測定器からの光強度信号と、該移動ステージコントローラからの動作信号とから、光強度最大位置を算出する手段と、
を含むことを特徴とする光軸調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の光軸調整方法およびそれを用いた光デバイスの製造方法に関し、特に、光モジュールと光ファイバとの間の光軸調整方法と、その調整方法を用いた光デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光デバイスの製造工程では、光デバイスと光デバイスから発せられた光が入射される光ファイバとの光軸が整列するように位置決めをする必要がある。光通信などに用いられる光ファイバのコア径はφ３〜５μｍ程度と小さく、半導体レーザ部品と集光レンズのスポットサイズもφ数μｍと極めて小さい。したがって、これらの光学部品の調整には高い精度が要求される。
【０００３】
高速／高精度な光学部品の調整方法として、特許文献１のように、ＸＹＺステージ上に高速に移動可能な１軸ステージ（例えばピエゾステージ）を配置し、前記１軸ステージを複数回走査させて光強度分布を測定することによって調整を行う方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３２７２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般的なピエゾステージは、可動範囲が２５０〜５００μｍ程度と狭いため、ピエゾステージを用いて光強度を測定することができる探索範囲が限定される。光デバイスおよび光ファイバが配置された位置が探索範囲外である場合、光ファイバ内に光が入射されないため、ピエゾステージを動かすだけでは光軸調整を行うことができない。この場合、光学部品は、再度装置にセットされ、再調整が行われる必要があるため、生産性が低下する。したがって、従来技術では、調整前において、光学部品の高精度な位置決めをする必要があった。この解決策として、可動範囲が広い自動ステージ（例えばステッピングモータステージなど）の上にピエゾステージを配置し、探索範囲を拡大する方法が挙げられるが、制御軸が増加するため、調整方法が複雑になるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、制御軸を増やすことなく単純な装置構成によって、広範囲を探索可能であり、かつ高速／高精度な光学部品の光軸調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の光学部品と第２の光学部品との光軸を調整する方法であって、該第１の光学部品と該第２の光学部品とを対向させて配置し、該第１の光学部品に対する該第２の光学部品の相対位置を調整開始位置に準備する工程と、ステッピングモータの駆動によって該相対位置を変化させながら光強度を測定し、光強度最大位置を探索する探索工程と、を含み、該探索工程は、第１の位置から第２の位置まで設定移動条件で該相対位置を変化させながら、移動時間と光強度との関係を取得し、移動速度を一定と仮定した場合の第１の光強度最大位置を求める工程と、該第２の位置から該第１の位置まで該設定移動条件と移動方向以外が同一である条件で該相対位置を変化させながら、移動時間と光強度との関係を取得し、移動速度を一定と仮定した場合の第２の光強度最大位置を求める工程と、該第１の光強度最大位置と該第２の光強度最大位置の中点である第３の光強度最大位置を該光強度最大位置とする工程と、を含むことを特徴とする光軸調整方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、制御軸を増やすことなく単純な装置構成を採用することができ、広範囲を探索することができ、かつ高速／高精度な光軸調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる光学部品の光軸調整システムの概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる光軸調整工程のフローチャートである。
【図３Ａ】任意のＺ位置における光強度分布を示す。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１におけるサンプリング時間と、光強度および動作信号の電圧との関係を示す。
【図３Ｃ】本発明の実施の形態１におけるサンプリング時間と、光強度および動作信号の電圧との関係を示す。
【図３Ｄ】本発明の実施の形態１おいて算出した距離と光強度との関係を示す概略図である。
【図４Ａ】Ｘ方向にはステップ移動を行い、Ｙ方向には連続移動を行う走査方法を説明する図である。
【図４Ｂ】図４Ａで光強度最大位置を通るルートを、図４Ａの走査方向と逆向きに走査しながら、光強度を測定することを説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる精調整を繰り返して行うことにより得られる光強度の変化を示す。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる移動ステージの移動速度とサンプリング時間との関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態１にかかる光学部品の調整システムの概略図である。調整システム１００は、平坦な上面を有するベース２８を含む。ベース２８の上には、固定ステージ３０および移動ステージ１４が設けられている。固定ステージ３０は、ベース２８の上に固定されている。他方、移動ステージ１４は、ＸＹＺの３軸方向に可動となっている。
【００１１】
ここで、図１に示すように、ベース２８の上面に対して鉛直な方向をＸ軸、ベース２８の上面内の互いに直交する２軸をＹ軸およびＺ軸とする。
【００１２】
移動ステージ１４は、例えばステッピングモータ式の３軸ステージである。移動ステージ１４は、ファイバホルダ３２を保持する固定部と、固定部を移動可能にする可動部と、移動ステージコントローラ１６からの指令信号に基づいて可動部を移動させる駆動部とを備える。駆動部は、例えばステッピングモータである。移動ステージ１４は、エンコーダやリニアスケールなどの位置検出機能を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。
【００１３】
移動ステージ１４の上には、ファイバホルダ３２が固定されている。したがって、移動ステージ１４が移動するとファイバホルダ３２も共に移動する。
【００１４】
調整システム１００は、光モジュール１０および光ファイバ１２を含む。調整システム１００は、光モジュール１０と光ファイバ１２との間の光軸調整を行うシステムである。光軸調整とは、光モジュール１０から発せられ、光ファイバ１２を通って光測定器１８によって測定される光の光強度が最大になるように、光モジュール１０と光ファイバ１２の受光端面との間の相対位置を調整することを意味する。
【００１５】
本明細書において、光強度最大位置とは、例えば光強度が最大となる位置、または光強度が規定しきい値強度以上となる位置、または光強度の所定比率幅の中心位置など、用途に合わせて定義してよい。本明細書において、「最大」の用語は、光強度が最大である場合、または光強度が規定しきい値強度以上となる場合を意味する。
【００１６】
光モジュール１０は、固定ステージ３０に固定される。このとき、光モジュール１０は、光モジュール１０から発せられる光の光軸がＺ軸とほぼ平行になるように配置される。したがって、ベース２８の上面に対して鉛直な方向がＸ軸であるから、図１では、紙面に垂直な方向がＹ方向となる。
【００１７】
光モジュール１０は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）またはＬＤおよびレンズなどを内蔵したＬＤモジュールである。光モジュール１０は、その他の発光モジュールであってもよい。光モジュール１０から発せられた光は、光ファイバ１２に入射され、光ファイバ１２を通って光測定器１８に入力される。
【００１８】
光モジュール１０には、駆動電源２０が接続されている。駆動電源２０は、光モジュール１０に電流を供給し、光モジュール１０を発光させることができる。
【００１９】
光ファイバ１２は、光測定器１８に接続されている。光測定器１８は、光ファイバ１２からの光の光強度を測定する機能を有する。
【００２０】
制御部２２は、駆動電源２０に接続され、駆動電源２０のＯＮ／ＯＦＦの切替えを行う機能を有する。制御部２２は、Ａ／Ｄ変換部２４を介して、光測定器１８に接続されている。制御部２２には、光測定器１８からＡ／Ｄ変換部２４を通って、光強度データが入力される。制御部２２は、光測定器１８の測定レンジ切替えを行う機能を更に有してもよい。制御部２２は、移動ステージコントローラ１６に接続され、移動ステージコントローラ１６が移動ステージ１４に対して指令信号を出力するように指令する機能を更に有する。制御部２２は、後述する光強度最大位置を算出するための演算を行う機能を更に有する。制御部２２は、例えばＣＰＵ、またはＭＰＵなどの演算処理装置またはこれらを備えるパソコンなどのコンピュータである。
【００２１】
移動ステージコントローラ１６は、制御部２２からの指令信号により指示された駆動条件（移動開始位置、移動終了位置、速度、加速度、加減速時間など）に従い、移動ステージ１４の駆動部を駆動させる機能を有する。移動ステージコントローラ１６は、移動ステージ１４の状態を示す動作信号を出力する機能を更に有する。この動作信号は、移動ステージ１４のＸ、Ｙ、Ｚ軸それぞれのステージの状態（動作中または停止中）を表す。移動ステージコントローラ１６から出力された動作信号は、Ａ／Ｄ変換部２４を通って、制御部２２に入力される。代わりにまたは動作信号と共に、移動ステージコントローラ１６は、ステージが動作し始めたことを表す動作開始信号と、ステージの動作が終了して停止したことを表す動作終了信号とを出力し、それがＡ／Ｄ変換部２４を通って制御部２２に入力されてもよい。
【００２２】
本明細書においては、光モジュール１０が固定ステージ３０に取り付けられ、光ファイバ１２が移動ステージ１４に取り付けられた構成について例示するが、光モジュール１０と光ファイバ１２の相対位置を調整することができる構成である限りいかなる構成を採用してもよい。例えば、光モジュール１０がＸＹＺステージに取り付けられ、光ファイバ１２が固定ステージに取り付けられた構成でもよいし、または、光モジュール１０がＸＹステージに取り付けられ、光ファイバがＺステージに取り付けられた構成でもよい。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態１にかかる調整フローチャートである。調整の各工程について説明する前に、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃを用いて任意の１軸における光強度最大位置の決定方法を説明する。
【００２４】
図３Ａは、光ファイバ１２の受光端面が任意のＺ位置にある場合において、光ファイバ１２の受光端面をＸ方向およびＹ方向に走査させたときに光測定器１８によって測定される光強度分布を示す。図３Ａでは、等しい光強度の点を結んだ線が、円形の線として示されている。光強度は、例えばガウス分布で広がる。
【００２５】
図３Ｂ（ａ）は、図３Ａの第１の位置Ａ１から第２の位置Ａ２まで、Ｙ軸に平行に光ファイバ１２を移動させた場合に、光測定器１８によって測定される１次元の光強度分布を示す。図３Ｂ（ｂ）は、図３Ｂ（ａ）に対応した動作信号の電圧を示す。動作信号の電圧により、移動ステージ１４が停止中であるか動作中であるかがわかる。図３Ｂ（ａ）および（ｂ）の横軸は、サンプリング時間である。
【００２６】
図３Ｃ（ａ）は、図３ＡのＡ２からＡ１まで光ファイバ１２を移動させた場合に、光測定器１８によって測定される１次元の光強度分布を示す。図３Ｃ（ｂ）は、図３Ｃ（ａ）に対応した動作信号の電圧を示す。
【００２７】
上で説明した通り、移動ステージ１４が移動すると、ファイバホルダ３２および光ファイバ１２も共に移動する。制御部２２は、移動ステージ１４からの動作信号が「動作中」を示している間、すなわち、光ファイバが動作中である間、光強度のサンプリングを行う。例えば、光強度のサンプリングは、移動ステージ１４からの動作信号が「停止中」から「動作中」に変化したことをトリガに開始され、「動作中」から「停止中」に変化したことをトリガに終了される。代わりに、制御部２２は、移動ステージ１４からの動作開始信号をトリガにサンプリングを開始し、移動ステージ１４からの動作終了信号をトリガにサンプリングを終了してもよい。
【００２８】
本発明の実施の形態１では、光ファイバ１２が図３ＡのＡ１からＡ２まで移動する場合と、それとは逆方向にＡ２からＡ１まで移動する場合との両方の場合とについて、移動ステージ１４の駆動に関する移動速度、加速度、および減速度などの移動条件の大きさは、すべて同じ値に設定される。すなわち、移動方向のみが逆となる。これらの設定移動条件の値は、移動ステージコントローラを用いて設定することができる。例えば、ＸＹＺステージの設定移動速度および設定加減速度は、両方の場合でそれぞれ同じ値に設定される。加速度の代わりに、移動ステージ１４が移動を開始してから最高速度または設定速度に達するまでの加速時間が設定されてもよい。
【００２９】
光ファイバ１２を図３ＡのＡ１からＡ２まで正方向に移動させた場合、制御部２２は、Ａ１の座標ｙ（Ａ１）、サンプリング時間ｔＡ１、および設定移動速度νを用いて、Ｙ座標ＹＡ１を次の式１によって算出する。
ＹＡ１＝ｙ（Ａ１）＋νｔＡ１    ・・・・・・（式１）
【００３０】
また、光ファイバ１２を図３ＡのＡ２からＡ１まで負方向に移動させた場合、制御部２２は、Ａ２の座標ｙ（Ａ２）、サンプリング時間ｔＡ２、および設定移動速度νを用いて、Ｙ座標ＹＡ２を次の式２によって算出する。
ＹＡ２＝ｙ（Ａ２）−νｔＡ２    ・・・・・・（式２）
【００３１】
図３Ｄは、式１および式２により算出したＹを横軸として、光ファイバ１２を図３ＡのＡ１からＡ２まで移動させた場合に得られる光強度と、Ａ２からＡ１まで移動させた場合に得られる光強度とを、重ねて示した概略図である。
【００３２】
式１および式２においては、移動ステージ１４の加速度が考慮されていないため、式１および式２により算出されるＹＡ１およびＹＡ２は、光ファイバの実際の位置と一致しない。また、図３Ｄに示すように、式１により算出される光強度最大位置と、式２により算出される光強度最大位置とは一致しない。
【００３３】
しかし、本発明の実施の形態１では、次の（１）〜（３）の手順で任意の１軸（例えば図３ＡではＹ軸）上における光強度最大位置を求めることができる。
（１）光ファイバ１２を図３ＡのＡ１からＡ２まで移動させながら取得した光強度分布から、式１により、第１の光強度最大位置ＹＡ１ｐｋを算出する。
（２）光ファイバ１２を図３ＡのＡ２からＡ１まで移動させながら取得した光強度分布から、式２により、第２の光強度最大位置ＹＡ２ｐｋを算出する。
（３）ＹＡ１ｐｋとＹＡ２ｐｋの中点である第３の光強度最大位置Ｙｐｋを算出する。
このＹｐｋが、Ｙ軸における光強度最大位置となる。
【００３４】
ステッピングモータステージに急激な加速度を与えた場合、ステッピングモータステージのオーバーシュートまたはその他の駆動部の特性ばらつきの影響により、ステージコントローラを用いて設定した移動速度や加速度などの駆動条件でステッピングモータステージが実際には動作しないため、高精度な調整ができない。しかし、本発明の実施の形態１では、同じステッピングモータステージを同じ設定速度および設定加速度などの条件で往復移動させ、その往路で測定した光強度分布から求めた第１の光強度最大位置ＹＡ１ｐｋと、復路で測定した光強度分布から求めた第２の光強度最大位置ＹＡ２ｐｋとの中点である第３の光強度最大位置Ｙｐｋを算出することによって駆動部の特性ばらつきを相殺することができるので、高精度の調整が可能になる。
【００３５】
また、本発明の実施の形態１のようにＸＹＺステージ（ステッピングモータステージ）などの移動ステージ１４を移動させながら光強度を測定する光軸調整方法を使用すれば、逐次移動で光強度を測定する方法と比較して、高速で光軸を調整することができる。
【００３６】
次に、図２の調整フローチャートを用いて、本発明の実施の形態１に従った光軸調整方法を説明する。光軸調整方法は、以下の工程Ｓ１〜７を含む。
【００３７】
Ｓ１：光モジュール１０を固定ステージ３０に、光ファイバ１２を移動ステージ１４上のファイバホルダ３２に取り付ける。続いて、駆動電源２０を用いて光モジュール１０に通電して発光させる。その後、移動ステージ１４を使用して、光ファイバ１２を調整開始位置（Ｘ（０）、Ｙ（０）、Ｚ（０））に移動する。調査開始位置は、図４Ａの動作開始位置１に相当する。
【００３８】
Ｓ２：以下の（１）〜（３）の手順でＸＹ方向の粗調整を行う工程である。本工程では、Ｚ位置を調整開始位置（図４Ａの動作開始位置１）のＺ位置（Ｚ（０））に固定して光ファイバ１２をＸ方向およびＹ方向に走査させながら、光測定器１８によって光強度を測定する。走査方法として、例えば図４Ａに示すように、Ｘ方向にはステップ移動を行い、Ｙ方向には連続移動を行う渦巻きスキャンを用いる。走査方法は、これに限定されない。例えばＹ方向にステップ移動を行い、Ｘ方向に連続移動を行う渦巻きスキャンを用いてもよい。
（１）光ファイバ１２を図４Ａの動作開始位置１から動作終了位置８まで矢印の方向に移動させながら取得した光強度分布から、光強度が最大である第１のＸＹ粗調整位置（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０１）、Ｚ（０））を算出する。
（２）次に、Ｘ位置を第１のＸＹ粗調整位置のＸ座標であるＸｐｋ（０）に固定したまま、光ファイバ１２をＹ軸に平行に、（１）で移動した方向と反対向きに移動させながら取得した光強度分布から、光強度が最大である第２のＸＹ粗調整位置（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０２）、Ｚ（０））を決定する。図４Ａは、動作開始位置３と動作終了位置３を結ぶライン上に第１のＸＹ粗調整位置がある場合を示す。この場合、光ファイバ１２のＸ位置を固定したまま、Ｙ軸に平行に負方向（図４Ｂの矢印方向）に移動させながら光強度を測定し、光強度が最大である第２のＸＹ粗調整位置を算出する。
（３）第１のＸＹ粗調整位置と第２のＸＹ粗調整位置の中点である第３のＸＹ粗調整位置（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚ（０））を算出する。
【００３９】
Ｓ３：以下の手順でＺ方向の粗調整を行う工程である。まず、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚ（０）−α）の位置に移動する。ここで、αは、粗調整範囲の半分の距離を指す。その後、以下の（１）〜（３）の手順を実行する。
（１）光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚ（０）−α）の位置から（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚ（０）＋α）の位置までＺ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、光強度が最大である第１のＺ粗調整位置（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０１））を算出する。
（２）光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚ（０）＋α）の位置から（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚ（０）−α）の位置までＺ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、光強度が最大である第２のＺ粗調整位置（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０２））を算出する。
（３）第１のＺ粗調整位置と第２のＺ粗調整位置の中点である第３のＺ粗調整位置（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））を算出する。
【００４０】
Ｓ４：以下の手順でＸ方向の精調整を行う工程である。まず、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（０）−β、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））の位置に移動する。ここで、βは、精調整範囲の半分の距離を指す。その後、以下の（１）〜（３）の手順を実行する。
（１）光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（０）−β、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））の位置から（Ｘｐｋ（０）＋β、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））の位置までＸ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、光強度が最大である第１のＸ精調整位置（Ｘｐｋ（１１）、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））を算出する。
（２）光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（０）＋β、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））の位置から（Ｘｐｋ（０）−β、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））の位置までＸ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、光強度が最大である第２のＸ精調整位置（Ｘｐｋ（１２）、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））を算出する。
（３）第１のＸ精調整位置と第２のＸ精調整位置の中点である第３のＸ精調整位置（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））を算出する。
【００４１】
Ｓ５：以下の手順でＹ方向の精調整を行う工程である。まず、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（０）−β、Ｚｐｋ（０））の位置に移動する。その後、以下の（１）〜（３）の手順を実行する。
（１）光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（０）−β、Ｚｐｋ（０））の位置から（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（０）＋β、Ｚｐｋ（０））の位置までＹ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、光強度が最大である第１のＹ精調整位置（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１１）、Ｚｐｋ（０））を算出する。
（２）光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（０）＋β、Ｚｐｋ（０））の位置から（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（０）−β、Ｚｐｋ（０））の位置までＸ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、光強度が最大である第２のＹ精調整位置（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１２）、Ｚｐｋ（０））を算出する。
（３）第１のＹ精調整位置と第２のＹ精調整位置の中点である第３のＹ精調整位置（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（０））を算出する。
【００４２】
Ｓ６：以下の手順でＺ方向の精調整を行う工程である。まず、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（０）−β）の位置に移動する。その後、以下の（１）〜（３）の手順を実行する。
（１）光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（０）−β）の位置から（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（０）＋β）の位置までＹ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、光強度が最大である第１のＺ精調整位置（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（１１））を算出する。
（２）光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（０）＋β）の位置から（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（０）−β）の位置までＸ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、光強度が最大である第２のＺ精調整位置（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（１２））を算出する。
（３）第１のＺ精調整位置と第２のＺ精調整位置の中点である第３のＺ精調整位置（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（１））を算出する。
【００４３】
Ｓ７：以下の手順で光強度が最大であるか否かの判定を行う工程である。まず、現在の第３のＺ精調整位置（Ｘｐｋ（ｎ）、Ｙｐｋ（ｎ）、Ｚｐｋ（ｎ））（ここで、ｎは精調整回数を指す）に光ファイバ１２を移動させ、光強度Ｐｐｋ（ｎ）を測定する。そして、光強度Ｐｐｋ（ｎ）が最大であるか否かを判定する。光強度Ｐｐｋ（ｎ）が最大である場合は、調整は完了され、現在の第３のＺ精調整位置を光強度最大位置とする。他方、光強度Ｐｐｋ（ｎ）が最大でない場合は、Ｓ４〜６のＸ、Ｙ、Ｚそれぞれの方向の精調整を行う工程を再度行い、第３のＺ精調整位置（Ｘｐｋ（ｎ＋１）、Ｙｐｋ（ｎ＋１）、Ｚｐｋ（ｎ＋１））を求め、光強度Ｐｐｋ（ｎ＋１）が最大であるか否かを判定する。
【００４４】
図５は、Ｓ４〜７を繰り返して行うことにより得られる光強度の変化を示す。光モジュール１０から出射される光の進行方向は、必ずしもＺ軸に平行とは限らない（θｘやθｙ方向にずれる）。そのため、Ｓ４〜７を複数回実施することにより徐々に強い光強度が得られ、最終的には光強度が最大値近傍に収束する。
【００４５】
最大か否かは、調整の目的に合わせて判定される。例えば、光強度が規定しきい値Ｐｔｈ以上となれば最大であると判定してもよいし、または光強度が低下する点（Ｐｐｋ（ｎ−１）＞Ｐｐｋ（ｎ））を求め、Ｐｐｋ（ｎ−１）が最大であると判定してもよい。
【００４６】
光軸調整が完了した後、光ファイバ１２は、溶接、接着などの接合方法を用いて、光モジュール１０に固定される。例えば、光ファイバ１２は、紫外線硬化性樹脂によって、光モジュール１０に接着される。
【００４７】
以上で述べたように、本発明の実施の形態１にかかる調整システム１００では、ステッピングモータステージなどを使用して、±５ｍｍ以上という広範囲を探索することができるため、光ファイバが配置された位置が探索範囲外となることを容易に防ぐことができる。したがって、再調整の必要が少なくなるため、調整速度および生産性が向上する。さらに、本発明の実施の形態１により、サブミクロンオーダの高精度で、かつ繰返し再現して、ＬＤモジュールと光ファイバとの光軸調整を行うことができる。
【００４８】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、本発明の実施の形態１と同様の調整システム１００を用い、光軸調整方法も、図２のフローチャートに従うが、その中の調整工程において実施の形態１と異なる部分がある。以下では、実施の形態１との差異を主に説明し、その他の工程については実施の形態１と同様であるため、原則として重複説明を省略する。
【００４９】
図６は、サンプリング時間ｔと移動ステージ１４の移動速度との関係を示す。本発明の実施の形態２では、本発明の実施の形態１と異なり、移動ステージ１４の加速度を考慮してＹ座標が算出される。ステッピングモータステージは、動作を開始してからＴ１秒まで加速度ａで加速し、Ｔ１秒からＴ２秒までは一定の設定速度νで移動し、その後減速してＴ３秒で停止するものとする。そうすると、（１）加速区間、（２）等速区間、および（３）減速区間における光ファイバ１２の受光端面の第１の位置Ａ１からの移動距離ｙ１、ｙ２、ｙ３は、以下の通りである。
【００５０】
【数１】
2018116196.tif 000003
【００５１】
【数２】
2018116196.tif 000004
【００５２】
【数３】
2018116196.tif 000005
【００５３】
本発明の実施の形態２では、任意の１軸における光強度最大位置Ｙｐｋは、光ファイバ１２を図３Ａの第１の位置Ａ１から第２の位置Ａ２まで移動させながら取得したサンプリング時間ｔの関数としての光強度分布から、上記の式を用いて算出することができる。
【００５４】
本発明の実施の形態２にかかる光軸調整工程について、本発明の実施の形態１の図２に示す調整フローチャートを用いて説明する。光軸調整方法は、以下の工程Ｓ１〜７を含む。
【００５５】
Ｓ１：光モジュール１０を固定ステージ３０に、光ファイバ１２を移動ステージ１４上のファイバホルダ３２に取り付ける。続いて、駆動電源２０を用いて光モジュール１０に通電して発光させる。その後、移動ステージ１４を使用して、光ファイバ１２を調整開始位置（Ｘ（０）、Ｙ（０）、Ｚ（０））に移動する。
【００５６】
Ｓ２：以下の手順でＸＹ方向の粗調整を行う工程である。Ｚ位置を調整開始位置のＺ位置（Ｚ（０））に固定したまま光ファイバ１２をＸ方向およびＹ方向に走査させながら、光測定器１８によって光強度を測定し、ＸＹ粗調整位置（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚ（０））を算出する。走査方法として、例えば図４Ａに示すように、Ｘ方向にはステップ移動を行い、Ｙ方向には連続移動を行う渦巻きスキャンを用いる。
【００５７】
Ｓ３：以下の手順でＺ方向の粗調整を行う工程である。まず、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚ（０）−α）の位置に移動する。ここで、αは、粗調整範囲の半分の距離を指す。次いで、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚ（０）−α）の位置から（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚ（０）＋α）の位置までＺ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、Ｚ粗調整位置（Ｘｐｋ（０）、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））を算出する。
【００５８】
Ｓ４：以下の手順でＸ方向の精調整を行う工程である。まず、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（０）−β、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））の位置に移動する。ここで、βは、精調整範囲の半分の距離を指す。次いで、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（０）−β、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））の位置から（Ｘｐｋ（０）＋β、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））の位置までＸ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、Ｘ精調整位置（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（０）、Ｚｐｋ（０））を算出する。
【００５９】
Ｓ５：以下の手順でＹ方向の精調整を行う工程である。まず、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（０）−β、Ｚｐｋ（０））の位置に移動する。次いで、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（０）−β、Ｚｐｋ（０））の位置から（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（０）＋β、Ｚｐｋ（０））の位置までＹ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、Ｙ精調整位置（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（０））を算出する。
【００６０】
Ｓ６：以下の手順でＺ方向の精調整を行う工程である。まず、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（０）−β）の位置に移動する。次いで、光ファイバ１２を（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（０）−β）の位置から（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（０）＋β）の位置までＹ軸に平行に移動させながら取得した光強度分布から、Ｚ精調整位置（Ｘｐｋ（１）、Ｙｐｋ（１）、Ｚｐｋ（１））を算出する。
【００６１】
Ｓ７：以下の手順で光強度が最大であるか否かの判定を行う工程である。まず、現在のＺ精調整位置（Ｘｐｋ（ｎ）、Ｙｐｋ（ｎ）、Ｚｐｋ（ｎ））（ここで、ｎは精調整回数を指す）に光ファイバ１２を移動させ、光強度Ｐｐｋ（ｎ）を測定する。そして、光強度Ｐｐｋ（ｎ）が最大であるか否かを判定する。光強度が最大である場合は、調整は完了され、現在のＺ精調整位置を光強度最大位置とする。他方、光強度Ｐｐｋ（ｎ）が最大でない場合は、Ｓ４〜６のＸ、Ｙ、Ｚそれぞれの方向の精調整を行う工程を再度行い、Ｚ精調整位置（Ｘｐｋ（ｎ＋１）、Ｙｐｋ（ｎ＋１）、Ｚｐｋ（ｎ＋１））を求め、光強度Ｐｐｋ（ｎ＋１）が最大であるか否かを判定する。
【００６２】
光軸調整が完了した後、光ファイバ１２は、溶接、接着などの接合方法を用いて、光モジュール１０に固定される。例えば、光ファイバ１２は、紫外線硬化性樹脂を用いて、光モジュール１０に接着される。
【００６３】
以上で述べたように、本発明の実施の形態２では、数学的計算を用いて、簡易な手順により光強度最大位置を求めることができる。したがって、本発明の実施の形態２にかかる調整システムでは、高速な光軸調整を行うことができ、ステッピングモータステージの調整制度が向上した場合に特に有効である。
【００６４】
各実施の形態において、ＬＤまたはＬＤおよびレンズを内蔵したＬＤモジュールと光ファイバとの間の光軸調整を行う場合について説明したが、本発明は、光ファイバと、フォトダイオード（ＰＤ）およびレンズを内蔵した受光モジュールとの間の光軸調整についても同様に適用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１０  光モジュール、１２  光ファイバ、１４  移動ステージ、１６  移動ステージコントローラ、１８  光測定器、２０  駆動電源、２２  制御部、２４  Ａ／Ｄ変換部、１００  調整システム。
【図１】
2018116196.tif 000006
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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