(57)【要約】【課題】迅速に光学部品の位置合わせを行う。【解決手段】光源モジュール３から出射されて光ファイバ４に導入された光を光検出器１５で検出する。光検出器１５の出力を増幅部１６で増幅する。増幅部１６は、制御部１７からの増幅モード選択信号に応答して対数増幅及び直線増幅のうちの一方を選択的に行う。増幅部１６の出力に基づいて、光源モジュール３と光ファイバ４との相対的な位置を調整する。前記相対的な位置が調芯位置に近づく前には、増幅部１６に対数増幅を行わせ、前記相対的な位置が調芯位置に近づいた後には、増幅部１６に直線増幅を行わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光学部品から出射されて第２の光学部品に導入された光を光検出器で検出し、前記光検出器の出力を増幅手段で増幅し、前記増幅手段の出力に基づいて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯方法において、
前記相対的な位置が調芯位置に近づく前には、前記増幅手段に対数増幅を行わせ、前記相対的な位置が調芯位置に近づいた後には、前記増幅手段に直線増幅を行わせることを特徴とする光学部品の調芯方法。
【請求項２】
第１の光学部品と第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、
前記第１の光学部品から出射されて前記第２の光学部品に導入された光を検出する光検出器の出力を増幅する増幅手段と、
前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、
前記増幅手段の出力に基づいて、前記相対的な位置を調整するように、前記移動手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記増幅手段は、選択信号に応答して対数増幅及び直線増幅のうちの一方を選択的に行い、
前記制御手段は、前記相対的な位置が調芯位置に近づく前には前記増幅手段に対数増幅を行わせるように、かつ、前記相対的な位置が調芯位置に近づいた後には前記増幅手段に直線増幅を行わせるように、前記増幅手段に前記選択信号を与えることを特徴とする光学部品の調芯装置。
【請求項３】
第１の光学部品と第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、
前記第１の光学部品から出射されて前記第２の光学部品に導入された光を検出する光検出器の出力を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の出力に基づく情報をオペレータに提示する提示手段と、
前記オペレータの操作に応じて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、
を備え、
前記増幅手段が対数増幅を行うことを特徴とする光学部品の調芯装置。
【請求項４】
第１の光学部品と第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、
前記第１の光学部品から出射されて前記第２の光学部品に導入された光を検出する光検出器の出力を増幅する増幅手段と、
前記オペレータの操作に応じて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、
前記増幅手段の出力に基づく情報をオペレータに提示する提示手段と、
を備え、
前記増幅手段は、前記オペレータの操作に応じて、対数増幅及び直線増幅のうちの一方を選択的に行うことを特徴とする光学部品の調芯装置。
【請求項５】
第１の光学部品と第２の光学部品との組立体の製造方法であって、請求項１記載の光学部品の調芯方法により前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整する工程を備えたことを特徴とする光学部品の組立体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品（単体の部品の他、複数の部品からなるいわゆる光学モジュールも含む。）同士の位置合わせを行う、光学部品の調芯方法及びその装置、並びにその調芯方法を用いた光学部品の組立体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、光学部品同士の位置合わせの位置合わせには、高い精度が要求される。
【０００３】
例えば、光通信などに用いられる単一モード光ファイバのコア径は３〜８μｍφ程度である。一方、光源である半導体レーザと集光レンズの集光スポットサイズも数μｍφと極めて小さく、これらの光学部品の調芯には高い精度が要求される。通常、半導体レーザからの光を単一モード光ファイバへ光結合する場合、その結合損失を−０．５ｄＢ程度に抑えるために許容される精度は、光軸に対して垂直方向で±１μｍ程度、水平方向では±１０μｍ程度、角度ずれでは±０．５゜程度である。
【０００４】
また、例えば、半導体レーザと導波路との調芯や、光ファイバと導波路の調芯などにおいても、同程度の精度が要求される。
【０００５】
従来から、光学部品の調芯は、第１の光学部品から出射されて第２の光学部品に導入された光を光検出器で検出し、前記光検出器の出力を増幅手段で増幅し、前記増幅手段の出力に基づいて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整することにより行われている。そして、下記に例示する技術も含めて種々の調芯手法が提案されているが、いずれの従来の調芯手法においても、前記増幅手段として直線増幅器（リニアアンプ）が用いられていた。
【０００６】
従来の一般的な調芯手法は、半導体レーザの集光スポットに対して光ファイバの先端をＸＹＺステージにより走査して、より信号の強い位置を順次追跡してゆくものである。これを短時間に実現する方法として、通常、螺旋状の走査を行い、所定の信号強度が得られる範囲を検知し、当該範囲の検知後は、山登り法と呼ばれる階段状の２次元走査又は３次元走査により最適点を見つける方法がある。
【０００７】
また、特公平７−１１３６９４号公報（下記特許文献１）には、９０゜異なる方向に走査するピエゾアクチュエータを用いて光ファイバの先端を円運動させ、位相検波によりＸＹ２方向の光軸ずれを検出することにより、光ファイバ同士の自動調芯を行う自動光軸合わせ装置が開示されている。
【特許文献１】特公平７−１１３６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、螺旋状走査と山登りとを併用する従来技術では、螺旋状走査によって所定の信号強度が得られる範囲を検知するのに数十秒程度の時間が必要であり、また、山登りについても、走査の一つ一つのステップが信号の増減を判断しながら進められることになるため、探索に４０秒から数分程度の時間を要するという問題があった。
【０００９】
また、光強度分布が常に理想的な勾配を有している訳ではなく、局所的に光強度分布の勾配が逆転するような箇所も存在することがある。例えば、半導体レーザからの光をレンズで集光する場合、一般的に半導体レーザのビームの歪み、レンズの収差、干渉などにより、光強度分布が理想的なガウス分布にはならず、その分布に対して実際の光強度分布が局所的に変動することが少なくない。この傾向は、特に集光点から離れた光強度の低い領域で起こり易い。したがって、山登りに代表される従来法のように信号の最強点を追いかける方式では、ピーク点が明確に定まらないことになり、これが調芯時間を長くする原因になっている。
【００１０】
さらに、螺旋状走査と山登りとを併用する従来技術では、光検出器の出力を直線増幅器で増幅した信号を用いて、所定の信号強度が得られる範囲を検知しているので、直線増幅器で増幅した信号によりモニタし得る光強度の範囲は極限られてしまうことから、所定の信号強度が得られる範囲を検知するのに、長時間を要していた。
【００１１】
特公平７−１１３６９４号公報に開示された従来技術では、ピエゾアクチュエータの駆動信号を参照信号として光検出器の出力を位相検波し、ＸＹ２方向の光軸ずれを検出しているが、直線増幅器を用いているため、ロックインアンプで位相を検知できるレベルの信号強度を得るまでのＸＹ軸走査に時間がかかる。また、特公平７−１１３６９４号公報に開示された従来技術は、単にＸＹ軸方向（光軸と直交する面内の方向）の位置合わせを行うものであるにすぎず、光軸方向への位置合わせには何ら寄与し得ない。したがって、例えば、半導体レーザと集光レンズとからなる光源モジュールと光ファイバとの位置合わせを行う場合に、焦点方向（Ｚ軸）を迅速に調整することは不可能である。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、迅速に光学部品の位置合わせを行うことができる光学部品の調芯方法及びその装置、並びにその調芯方法を用いた光学部品の組立体の製造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】
【００１３】
本発明者の研究の結果、光学部品の調芯時の３次元的な光強度分布を十分に考察することにより、その３次元空間における１次元的な光強度分布が、従来必要であった探索動作を極力減らして光学部品の迅速な位置合わせのために用いることができる極めて有益な情報を含んでいることを見出した。また、光学部品の調芯時の３次元的な光強度分布を十分に考察することにより、その分布特性に応じて光強度を信号としてモニタし得る３次元空間を拡大するためには、光検出器の出力を増幅する増幅手段として対数増幅器を用いることが最適であることを見出した。光強度を信号としてモニタし得る３次元空間を拡大することができれば、従来からのいずれの調芯技術と組み合わせても、従来に比べて格段に調芯時間を短縮することができるが、特に、対数増幅器の使用と１次元的な光強度分布の取得及びその利用とを両方とも採用すると、両者の効果が相乗的に発揮され、従来に比べて、大幅に調芯時間を短縮することができることが、判明した。
【００１４】
本発明は、このような本発明者の研究の結果としてなされたものである。ここでは、前記課題を解決する技術手段として、下記第１乃至第２７の態様を提示する。なお、下記第１０の態様が請求項１に係る発明に相当し、下記第２０の態様が請求項２に係る発明に相当し、下記第２５の態様が請求項３に係る発明に相当し、下記第２６の態様が請求項４に係る発明に相当し、下記第２７の態様が請求項５に係る発明に相当している。
【００１５】
第１の態様による光学部品の調芯方法は、第１の光学部品から出射されて第２の光学部品に導入された光を光検出器で検出し、前記光検出器の出力を増幅手段で増幅し、前記増幅手段の出力に基づいて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯方法において、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品とを相対的に、１つの軸に関して１次元的に繰り返して往復走査させつつ、前記往復走査に従って得られる前記増幅手段の出力に基づいて、前記１つの軸に関する１次元的な光強度分布を得る光強度分布取得段階と、前記光強度分布取得段階で得られた１次元的な光強度分布に基づいて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整する位置調整段階と、を備えたものである。
【００１６】
前記１つの軸は、互いに直交する軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸とし、Ｘ軸周りの回転軸をＸθ、Ｙ軸周りの回転軸をＹθ、Ｚ軸周りの回転軸をＺθとするとき、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｘθ、Ｙθ、Ｚθのうちのいずれの軸であってもよい。このとき、Ｚ軸が第１の光学部品から出射される光の光軸方向と略一致していてもよい。また、前記第１及び第２の光学部品はそれぞれ、単体の部品であってもよいし、複数の部品からなるいわゆる光学モジュールであってもよい。これらの点は、後述する各態様についても同様である。
【００１７】
また、前記往復走査の繰り返し周波数は、高いほど参照データが増えるため調芯時間の短縮と調芯精度の向上に寄与する。例えば、前記往復走査の繰り返し周波数は、５Ｈｚ以上であることが好ましく、３０Ｈｚ以上であることが好ましい。往復走査のためのアクチュエータとしてピエゾアクチュエータを用いた場合、例えば、３０Ｈｚ〜２４０Ｈｚの繰り返し周波数を得ることができる。この点も、後述する各態様についても同様である。
【００１８】
前記第１の態様では、第１の光学部品と第２の光学部品とを相対的に、１つの軸に関して１次元的に繰り返して往復走査させて１つの軸に関する１次元的な光強度分布を得、この光強度分布に基づいて、第１の光学部品と第２の光学部品との相対的な位置を調整している。このように、従来技術と異なり、１次元的な光強度分布を一括して利用することにより位置調整を行うので、無駄な信号探索の動作を減らすことができ、迅速に光学部品の位置合わせを行うことができる。また、１次元的な光強度分布を一括して利用することにより位置調整を行うので、光強度分布が理想的なガウス分布にならず、その分布に対して実際の光強度分布が局所的に変動していても、その影響を大きく低減することができる。
【００１９】
第２の態様による光学部品の調芯方法は、前記第１の態様において、前記増幅手段に対数増幅を行わせるものである。
【００２０】
この第２の態様によれば、光検出器の出力を対数増幅するので、光強度を信号としてモニタし得る３次元空間を大幅に拡大することができる。例えば、６桁に及ぶ信号強度変化をゲインの切換なしにリアルタイム検出できることとなり、例えば集光スポットと入射点の３次元的なずれに対して、直線増幅器を用いた場合と比較して各軸でそれぞれ３倍以上の面積、体積では３０倍程度の広い空間で信号の強度をモニターしながら調整を進めることができる。このように、前記第２の態様によれば、１次元的な光強度分布の利用に加えて、対数増幅を併用することにより、１次元的な光強度分布を有効に得ることができる空間を大幅に拡大することができるため、両者の効果が相俟って、より調芯時間を短縮することができる。
【００２１】
第３の態様による光学部品の調芯方法は、前記第１の態様において、前記相対的な位置が調芯位置に近づく前には、前記増幅手段に対数増幅を行わせ、前記相対的な位置が調芯位置に近づいた後には、前記増幅手段に直線増幅を行わせるものである。
【００２２】
この第３の態様によれば、調芯位置に近づく前に対数増幅による信号を用い、調芯位置に近づいた後に直線増幅による信号を用いるので、前記第２の態様と同様の利点を得ながら、しかも、調芯位置付近では狭い範囲での信号変化をより捉えやすい直線増幅を併用することにより、調芯精度を一層高めることができる。
【００２３】
第４の態様による光学部品の調芯方法は、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記位置調整段階は、前記１次元的な光強度分布から光強度の所定範囲の積分値又は平均値を得る段階と、前記往復走査の中心位置を、前記第１の光学部品から出射される光の光軸方向に対する略垂直な所定方向に移動させて、前記積分値又は前記平均値が最大となる位置又はその付近の位置で前記所定方向への移動を停止させる段階と、を含むものである。前記往復走査の中心位置を移動させる前記所定方向と前記往復走査の方向とは、一致していてもよいし、一致していなくてもよい。
【００２４】
この第４の態様は、１次元的な光強度分布の具体的な利用手法を例示したものである。この第４の態様によれば、１次元的な光強度分布から光強度の積分値又は平均値を得てこれを利用するので、往復走査の範囲内に調芯位置がなくても、前記所定方向に関して光学部品の相対的な位置を調芯位置に近づけることができる。また、前記積分値又は前記平均値を用いるので、光強度分布が理想的なガウス分布にならず、その分布に対して実際の光強度分布が局所的に変動していても、その影響を大きく低減することができる。
【００２５】
第５の態様による光学部品の調芯方法は、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記位置調整段階は、前記１次元的な光強度分布から光強度のピーク値又は所定比率値幅を得る段階と、前記往復走査の中心位置を、所定方向に移動させて、前記ピーク値が最大となる位置又はその付近の位置あるいは前記所定比率値幅が最小となる位置又はその付近の位置で前記所定方向への移動を停止させる段階と、を含むものである。ここで、所定比率値幅は、ピーク値から所定比率だけ下がったレベルにおける１次的な光強度分布波形の幅であり、前記比率として５０％を採用する場合には半値幅となる。前記比率は、５０％に限定されるものではなく、例えば４０％や６０％など、適宜の値を採用し得る。この第５の態様では、前記往復走査の中心位置を移動させる前記所定方向と前記往復走査の方向とは、一致していてもよいし、一致していなくてもよい。例えば、前記所定方向は、第１の光学部品から出射される光の光軸方向と略一致する方向でもよいし、この方向に対して略垂直な方向でもよい。
【００２６】
この第５の態様は、１次元的な光強度分布の具体的な利用手法を例示したものである。この第５の態様によれば、前記ピーク値又は前記所定比率値幅により前記所定方向の調整を行うので、第１及び第２の光学部品の相対位置が調芯位置に近づいた場合において微調整を行う場合に、特に有効である。
【００２７】
第６の態様による光学部品の調芯方法は、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記第１の光学部品から出射される光は集光点に集光される光であり、前記位置調整段階段は、前記１次元的な光強度分布から光強度の積分値又は平均値又はピーク値を得る段階と、前記第１の光学部品から出射される光の光軸方向と略一致する第１の方向に対する略垂直な第２の方向に前記往復走査の中心位置が調芯位置に対してオフセットした状態で、前記中心位置を前記第１の方向に移動させて前記積分値又は前記平均値又は前記ピーク値が最小となる位置又はその付近の位置で前記第１の方向への移動を停止させる段階と、を含むものである。この第６の態様では、前記往復走査の方向は、第１の方向や第２の方向と一致していてもよいし、一致していなくてもよい。
【００２８】
この第６の態様は、１次元的な光強度分布の具体的な利用手法を例示したものであり、特に、第１の光学部品から出射される光は集光点に集光される光である場合に、その集光光の光強度分布に着目したものである。本発明者の研究の結果、光軸方向と略垂直な方向にオフセットした状態で、光軸方向と略一致する方向へ移動させると、前記積分値又は前記平均値又は前記ピーク値が最小となる位置で当該方向の位置が調芯位置に最も近づくことが、判明した。前記第６の態様は、この特性を巧みに利用することにより、当該移動方向の位置調整を行うものである。
【００２９】
第７の態様による光学部品の調芯方法は、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記位置調整段階は、前記１次元的な光強度分布から光強度のピーク値又は所定比率値幅を得る段階と、前記往復走査の中心位置を、前記第１の光学部品から出射される光の光軸方向に対する略垂直な所定方向に移動させて、前記ピーク値又は前記所定比率値幅が所定値となる位置又はその付近の位置で前記所定方向への移動を停止させる段階と、を含むものである。前記往復走査の方向は、第１の光学部品から出射される光の光軸方向と略垂直な方向であることが好ましいが、第１の光学部品から出射される光の光軸方向と略一致する方向でもよいし、他の方向でもよい。
【００３０】
例えば、導波路と光ファイバとの調芯や、導波路と半導体レーザとの調芯においては、出射端と入射端が一致する点が理想的な調芯位置になるが、調整時に出射端と入射端が接触すると部品の端面に傷がついたり、調芯がずれることになる。したがって、調芯の最終段階で出射端と入射端のギャップが所定量となったときに、光軸方向への光学部品の移動を停止させる必要がある。従来は、光軸の直角方向から光学的手段でこのギャップを計測している例もあるが、このギャップが数μｍ程度であると干渉やギャップに対して直角方向の構造的な歪み等の影響で計測は容易ではない。これに対し、本発明者の研究の結果、前記ピーク値や前記所定比率値幅が前記ギャップと相関関係にあることを見出した。前記第７の態様は、この相関関係を巧みに利用することにより、前記ギャップが所定量となったときに光軸方向への光学部品の移動を停止させるものである。したがって、この第７の態様によれば、特別なギャップ計測手段を用いずに、精度良く前記ギャップを設定し得る。
【００３１】
第８の態様による光学部品の調芯方法は、略直線上に配置されそれぞれ光を互いに平行な光軸に沿って出射させ得る複数の部位を有する第１の光学部品、及び、略直線上に配置されそれぞれ光を入射させ得る複数の部位を有する第２の光学部品について、第１の光学部品の前記複数の部位のうちの２つ以上の部位からそれぞれ出射されて第２の光学部品の前記複数の部位のうちの対応する２つ以上の部位にそれぞれ導入された光をそれぞれ２つ以上の光検出器で検出し、前記２つ以上の光検出器の出力をそれぞれ２つ以上の増幅手段で増幅し、前記２つ以上の増幅手段の出力に基づいて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯方法において、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品とを相対的に、１つの軸に関して１次元的に繰り返して往復走査させつつ、前記往復走査に従って得られる前記２つ以上の増幅手段の出力に基づいて、当該各出力毎に、前記１つの軸に関する１次元的な光強度分布を得る光強度分布取得段階と、前記光強度分布取得段階で得られた各１次元的な光強度分布に基づいて、前記各１次元的な光強度分布のピーク位置のばらつきが小さくなるように、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整する位置調整段階と、を備えたものである。この第８の態様においても、前記第１の態様と同様に、前記１つの軸は限定されるものではない。
【００３２】
例えば、リボンファイバと、端面に直線上に並んだ複数の導波路端部を有する導波路デバイスとの調芯を行う場合、両者の光軸回りの傾きを一致させる必要がある。本発明者は、このような光軸回りの傾きの調整も、前記１次元的な光強度分布に基づいて、前記第８の態様のような手法で行うことができることを見出した。
【００３３】
第９の態様による光学部品の調芯方法は、第１の光学部品から出射されて第２の光学部品に導入された光を光検出器で検出し、前記光検出器の出力を増幅手段で増幅し、前記増幅手段の出力に基づいて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯方法において、前記増幅手段に対数増幅を行わせるものである。
【００３４】
この第９の態様によれば、光検出器の出力を対数増幅するので、光強度を信号としてモニタし得る３次元空間を大幅に拡大することができる。したがって、光強度が感知される領域を探索するための時間を大幅に短縮することができ、ひいては、調芯時間を短縮することができる。なお、第９の態様は、１次元的な光強度分布の利用との併用に限定されるものではなく、従来から知られている種々の手法（例えば、前記螺旋状走査と山登りとを併用する技術や特公平７−１１３６９４号公報）と組み合わせてもよい。
【００３５】
第１０の態様による光学部品の調芯方法は、第１の光学部品から出射されて第２の光学部品に導入された光を光検出器で検出し、前記光検出器の出力を増幅手段で増幅し、前記増幅手段の出力に基づいて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯方法において、前記相対的な位置が調芯位置に近づく前には、前記増幅手段に対数増幅を行わせ、前記相対的な位置が調芯位置に近づいた後には、前記増幅手段に直線増幅を行わせるものである。
【００３６】
この第１０の態様によれば、調芯位置に近づく前に対数増幅による信号を用い、調芯位置に近づいた後に直線増幅による信号を用いるので、前記第１０の態様と同様の利点を得ながら、しかも、調芯位置付近では狭い範囲での信号変化をより捉えやすい直線増幅を併用することにより、調芯精度を一層高めることができる。
【００３７】
第１１の態様による光学部品の調芯装置は、第１の光学部品と第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、前記第１の光学部品から出射されて前記第２の光学部品に導入された光を検出する光検出器の出力を増幅する増幅手段と、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、前記増幅手段の出力に基づいて、前記相対的な位置を調整するように、前記移動手段を制御する制御手段と、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品とを相対的に、１つの軸に関して１次元的に繰り返して往復走査させる往復走査手段と、を備え、前記制御手段は、前記往復走査に従って得られる前記増幅手段の出力に基づいて、前記１つの軸に関する１次元的な光強度分布を得る手段と、前記１次元的な光強度分布に基づいて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整するように、前記移動手段を制御する手段と、を含むものである。
【００３８】
第１２の態様による光学部品の調芯装置は、前記第１１の態様において、前記増幅手段が対数増幅を行うものである。
【００３９】
第１３の態様による光学部品の調芯装置は、前記増幅手段は、選択信号に応答して対数増幅及び直線増幅のうちの一方を選択的に行い、前記制御手段は、前記相対的な位置が調芯位置に近づく前には前記増幅手段に対数増幅を行わせるように、かつ、前記相対的な位置が調芯位置に近づいた後には前記増幅手段に直線増幅を行わせるように、前記増幅手段に前記選択信号を与えるものである。
【００４０】
第１４の態様による光学部品の調芯装置は、前記第１１乃至第１３の態様において、前記制御手段は、前記１次元的な光強度分布から光強度の所定範囲の積分値又は平均値を得る手段と、前記往復走査の中心位置が、前記第１の光学部品から出射される光の光軸方向に対する略垂直な所定方向に移動して、前記積分値又は前記平均値が最大となる位置又はその付近の位置で前記所定方向への移動を停止するように、前記移動手段を制御する手段と、を含むものである。
【００４１】
第１５の態様による光学部品の調芯装置は、前記第１１乃至第１４のいずれかの態様において、前記制御手段は、前記１次元的な光強度分布から光強度のピーク値又は所定比率値幅を得る手段と、前記往復走査の中心位置が、所定方向に移動して、前記ピーク値が最大となる位置又はその付近の位置あるいは前記所定比率値幅が最小となる位置又はその付近の位置で前記所定方向への移動を停止するように、前記移動手段を制御する手段と、を含むものである。
【００４２】
第１６の態様による光学部品の調芯装置は、前記第１１乃至第１５の態様において、前記第１の光学部品から出射される光は集光点に集光される光であり、前記制御手段は、前記１次元的な光強度分布から光強度の積分値又は平均値又はピーク値を得る手段と、前記第１の光学部品から出射される光の光軸方向と略一致する第１の方向に対する略垂直な第２の方向に前記往復走査の中心位置が調芯位置に対してオフセットした状態で、前記中心位置が前記第１の方向に移動して前記積分値又は前記平均値又は前記ピーク値が最小となる位置又はその付近の位置で前記第１の方向への移動を停止するように、前記移動手段を制御する手段と、を含むものである。
【００４３】
第１７の態様による光学部品の調芯装置は、前記第１１乃至第１５のいずれかの態様において、前記制御手段は、前記１次元的な光強度分布から光強度のピーク値又は所定比率値幅を得る手段と、前記往復走査の中心位置が、前記第１の光学部品から出射される光の光軸方向に対する略垂直な所定方向に移動して、前記ピーク値又は前記所定比率値幅が所定値となる位置又はその付近の位置で前記所定方向への移動を停止するように、前記移動手段を制御する手段と、を含むものである。
【００４４】
第１８の態様による光学部品の調芯装置は、略直線上に配置されそれぞれ光を互いに平行な光軸に沿って出射させ得る複数の部位を有する第１の光学部品と、略直線上に配置されそれぞれ光を入射させ得る複数の部位を有する第２の光学部品との、相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、前記第１の光学部品の前記複数の部位のうちの２つ以上の部位からそれぞれ出射されて前記第２の光学部品の前記複数の部位のうちの対応する２つ以上の部位にそれぞれ導入された光をそれぞれ検出する２つ以上の光検出器の出力をそれぞれ増幅する２つ以上の増幅手段と、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、前記２つ以上の増幅手段の各出力に基づいて、前記相対的な位置を調整するように、前記移動手段を制御する制御手段と、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品とを相対的に、１つの軸に関して１次元的に繰り返して往復走査させる往復走査手段と、を備え、前記制御手段は、前記往復走査に従って得られる前記２つ以上の増幅手段の出力に基づいて、当該各出力毎に、前記１つの軸に関する１次元的な光強度分布を得る手段と、前記各１次元的な光強度分布に基づいて、前記各１次元的な光強度分布のピーク位置のばらつきが小さくなるよう前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整するように、前記移動手段を制御する手段と、を含むものである。
【００４５】
第１９の態様による光学部品の調芯装置は、第１の光学部品と第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、前記第１の光学部品から出射されて前記第２の光学部品に導入された光を検出する光検出器の出力を増幅する増幅手段と、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、前記増幅手段の出力に基づいて、前記相対的な位置を調整するように、前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記増幅手段が対数増幅を行うものである。
【００４６】
第２０の態様による光学部品の調芯装置は、第１の光学部品と第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、前記第１の光学部品から出射されて前記第２の光学部品に導入された光を検出する光検出器の出力を増幅する増幅手段と、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、前記増幅手段の出力に基づいて、前記相対的な位置を調整するように、前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記増幅手段は、選択信号に応答して対数増幅及び直線増幅のうちの一方を選択的に行い、前記制御手段は、前記相対的な位置が調芯位置に近づく前には前記増幅手段に対数増幅を行わせるように、かつ、前記相対的な位置が調芯位置に近づいた後には前記増幅手段に直線増幅を行わせるように、前記増幅手段に前記選択信号を与えるものである。
【００４７】
前記第１１乃至第２０の態様による光学部品の調芯装置は、前記第１乃至第１０の態様による光学部品の調芯方法を実現する装置の例であり、制御部を用いることにより自動的に調芯を行う装置の例である。しかしながら、前記第１乃至第１０の態様による光学部品の調芯方法は、前記増幅手段の出力に基づく判断等をオペレータに委ねる光学部品の調芯装置によっても実現することができ、前記第１乃至第１０の態様による光学部品の調芯方法は、増幅手段の出力に基づく判断等をオペレータに委ねる場合も含む。下記の第２１乃至第２６の態様は、前記増幅手段の出力に基づく判断等をオペレータに委ねる光学部品の調芯装置の例である。
【００４８】
第２１の態様による光学部品の調芯装置は、第１の光学部品と第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、前記第１の光学部品から出射されて前記第２の光学部品に導入された光を検出する光検出器の出力を増幅する増幅手段と、前記オペレータの操作に応じて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品とを相対的に、１つの軸に関して１次元的に繰り返して往復走査させる往復走査手段と、前記往復走査に従って得られる前記増幅手段の出力に基づいて、前記１つの軸に関する１次元的な光強度分布を得る手段と、前記１次元的な光強度分布をオペレータに提示する提示手段と、を備えたものである。
【００４９】
第２２の態様による光学部品の調芯装置は、前記第２１の態様において、前記増幅手段が対数増幅を行うものである。
【００５０】
第２３の態様による光学部品の調芯装置は、前記第２１の態様において、前記増幅手段は、前記オペレータの操作に応じて、対数増幅及び直線増幅のうちの一方を選択的に行うものである。
【００５１】
第２４の態様による光学部品の調芯装置は、略直線上に配置されそれぞれ光を互いに平行な光軸に沿って出射させ得る複数の部位を有する第１の光学部品と、略直線上に配置されそれぞれ光を入射させ得る複数の部位を有する第２の光学部品との、相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、前記第１の光学部品の前記複数の部位のうちの２つ以上の部位からそれぞれ出射されて前記第２の光学部品の前記複数の部位のうちの対応する２つ以上の部位にそれぞれ導入された光をそれぞれ検出する２つ以上の光検出器の出力をそれぞれ増幅する２つ以上の増幅手段と、前記オペレータの操作に応じて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品とを相対的に、１つの軸に関して１次元的に繰り返して往復走査させる往復走査手段と、前記往復走査に従って得られる前記２つ以上の増幅手段の出力に基づいて、当該各出力毎に、前記１つの軸に関する１次元的な光強度分布を得る手段と、前記各１次元的な光強度分布をオペレータに提示する提示手段と、を備えたものである。
【００５２】
第２５の態様による光学部品の調芯装置は、第１の光学部品と第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、前記第１の光学部品から出射されて前記第２の光学部品に導入された光を検出する光検出器の出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力に基づく情報をオペレータに提示する提示手段と、前記オペレータの操作に応じて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、を備え、前記増幅手段が対数増幅を行うものである。
【００５３】
第２６の態様による光学部品の調芯装置は、第１の光学部品と第２の光学部品との相対的な位置を調整する光学部品の調芯装置において、前記第１の光学部品から出射されて前記第２の光学部品に導入された光を検出する光検出器の出力を増幅する増幅手段と、前記オペレータの操作に応じて、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を変更させる移動手段と、前記増幅手段の出力に基づく情報をオペレータに提示する提示手段と、を備え、前記増幅手段は、前記オペレータの操作に応じて、対数増幅及び直線増幅のうちの一方を選択的に行うものである。
【００５４】
第２７の態様による光学部品の組立体の製造方法は、第１の光学部品と第２の光学部品との組立体の製造方法であって、前記第１０の態様による光学部品の調芯方法により前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との相対的な位置を調整する工程を備えたものである。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、迅速に光学部品の位置合わせを行うことができる光学部品の調芯方法及びその装置、並びにその調芯方法を用いた光学部品の組立体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明による光学部品の調芯方法及びその装置、並びに光学部品の組立体の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００５７】
［第１の実施の形態］
【００５８】
図１は、本発明の第１の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置を模式的に示す概略構成図である。
【００５９】
この組立装置は、半導体レーザ１と集光レンズ２とを有する光源モジュール（第１の光学部品に相当）３と、単芯の光ファイバ４（第２の光学部品に相当）の端面４ａとを調芯した後に、レーザ溶接機５により両者を連結することにより、半導体レーザ１の光を光ファイバに結合する半導体レーザモジュールを組み立てる装置として構成されている。後述する各要素のうち、レーザ溶接機５及び下記の制御部１７のレーザ溶接機制御機能以外の要素により、本実施の形態による光学部品の調芯装置が構成されている。
【００６０】
図１に示す組立装置は、レーザ溶接機５の他に、基体６と、基体６上に搭載された移動機構としての光源モジュール３用のステージ７と、基体６上に搭載された移動機構としての光ファイバ４用のステージ８と、ステージ７上に搭載され光源モジュール３１つの軸に関して１次元的に繰り返してステージ７に対して往復走査させる往復走査機構としてのピエゾアクチュエータ９と、ステージ７に対する光源モジュール３の位置を検出する静電センサや差動トランスなどの位置検出器１０と、位置検出器１０からの検出信号を増幅する増幅回路１１と、ピエゾアクチュエータ９を駆動するピエゾ駆動部１２と、光源モジュール３の半導体レーザ１を発光させる光源駆動回路１３と、ステージ７，８を駆動するステージ駆動部１４と、端部４ａから光ファイバ４に導入された光を検出するフォトダイオード等の光検出器１５と、光検出器１５の出力を増幅する増幅部１６と、例えばパーソナルコンピュータ等を用いて構成され装置全体を制御する制御部１７と、を備えている。
【００６１】
光源モジュール３は、保持具１８を介してピエゾアクチュエータ９上に搭載されている。光ファイバ４の端部４ａ側の部分が、Ｖ溝等を有する保持具１９を介してステージ８上に搭載されている。これにより、光源モジュール３と光ファイバ４の端部４ａとが対向している。光ファイバ４の端部４ａ側の部分には、調芯後に光ファイバ４と光源モジュール３との連結を行うためのリング状の連結部材２０が設けられている。
【００６２】
説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する。Ｚ方向が光源モジュール３及び光ファイバ４の端部４ａの光軸方向と略一致している。なお、図１中の各軸の矢印側の＋（プラス）、その反対側を−（マイナス）とする。これらの点は、後述する各実施の形態の説明についても同様とする。
【００６３】
ステージ７は、ピエゾアクチュエータ９（したがって、光源モジュール３）をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上を独立して移動させる機能を持つが、本実施の形態では、ステージ７は調芯開始時の初期の位置設定時などに使用されるのみであり、調芯時には固定されたままとされる。したがって、以下の説明では、ステージ７は基体６と一体となる。なお、調芯時にも、ステージ７を、ステージ８共に又はそれに代えて又は使用してもよいことは言うまでもない。
【００６４】
本実施の形態では、ピエゾアクチュエータ９は、制御部１７からの指令に応じてピエゾ駆動部１２が出力される正弦波のアナログ電圧信号からなるピエゾ駆動信号により、駆動され、光源モジュール３をステージ７に対して（したがって、基体６に対して）Ｘ軸方向に繰り返して往復運動（往復走査）させる。なお、往復走査機構としては、ピエゾアクチュエータ９に代えて、ボイスコイルモータ、電磁プランジャー、直動ステージなどを用いてもよい。
【００６５】
光源モジュール３のステージ７に対する位置（ピエゾアクチュエータ９の変位量）は、位置検出器１０により検出され、その検出信号が増幅回路１１で増幅された後に制御部１７へ入力される。なお、位置検出器１０が内蔵されたピエゾアクチュエータ９が市販されているので、例えば、これを用いることができる。また、ピエゾアクチュエータ９を駆動する駆動信号がピエゾアクチュエータ９の変位量に対応しているので、位置検出器１０を用いずに、駆動信号自体を位置検出信号として用いてもよい。
【００６６】
光源モジュール３の半導体レーザ１は、光源駆動回路１３から供給される電流により一定の光量で発光させられ、集光レンズ２の焦点位置に微少な光スポットが形成される。ピエゾアクチュエータ９による光源モジュール３の往復走査に従って、この光スポットも往復走査されることになる。前記焦点位置と光ファイバ４の端部４ａとが合致する位置が調芯位置となる。
【００６７】
ステージ８は、光ファイバ４（厳密には光ファイバ４の入射端４ａ側部分）ををＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上を独立して移動させる機能を持ち、Ｘ軸ステージ８ｘ、Ｙ軸ステージ８ｙ及びＺ軸ステージ８ｚを複合したものとなっている。ただし、各軸のステージ８ｘ〜８ｚの図示は省略している。本実施の形態では、このステージ８が調芯時の位置調整機構として用いられる。
【００６８】
光検出器１５は、光ファイバ４ａの出射端に配置され、光源モジュール３から光ファイバ４に入射したレーザ光強度を検出し、その出力信号が増幅部１６で増幅され光強度信号として制御部１７へ送られる。
【００６９】
本実施の形態では、増幅部１６は、制御部１７からの増幅モード選択信号に応答して対数増幅及び直線増幅のうちの一方を選択的に行うように構成されている。増幅部１６の構成の一例を図２に示す。図２は、増幅部１６の構成の一例を示す概略ブロック図である。図２に示す例では、増幅部１６は、対数増幅器２１と、直線増幅器２２と、これらを増幅モード選択信号に応じて切り換えるスイッチ２３，２４とから構成されている。増幅部１６は、常に対数増幅を行うように構成してもよく、その場合には、図３に示すように対数増幅器２１のみで構成すればよい。通常、対数増幅器はその増幅度を変更する機能を含むので、前記増幅モード選択信号により、増幅度を切り替えるようにしてもよい。
【００７０】
対数増幅器２１は、入力に対して対数的な増幅特性を持つ。対数増幅器２１として、例えば、１ｎＡから１ｍＡまでの６桁の電流変化に対して−１０Ｖから＋１０Ｖの電圧で出力するものを用いることができる。この場合、通常光検出器１５として用いるフォトダイオード（ＰＤ）の感度は０．５Ａ／Ｗ程度なので、−１０Ｖから＋１０Ｖの電圧出力は、ＰＤの光入力パワーに換算して２ｎＷから２ｍＷに相当する。一方、直線増幅器２２は、狭い範囲での電流変化は対数増幅器２１に比べて捉えやすいが、例えば２〜３桁の電流変化しか捉えることができない。したがって、このような対数増幅器２１を用いることにより、６桁に及ぶ信号強度変化をゲインの切換なしにリアルタイム検出できることとなり、集光スポット（焦点位置）と入射点（光ファイバ４の端部４ａ）の３次元的なずれに対して、従来技術と同じく常に直線増幅器２２を用いる場合に比べて、各軸でそれぞれ３倍以上の面積、体積では３０倍程度の広い空間で信号の強度をモニターしながら調整を進めることができる。
【００７１】
ここで、図４乃至図７を参照して、光源モジュール３から出射される光（集光レンズ２により集光された光）の強度分布について説明する。図４及び図６は、ＸＺ平面（又はＹＺ平面）と平行であり前記焦点位置を含む平面内における光強度分布を模式的に示す光強度分布図である。なお、この光強度分布は、前記焦点位置を通りＺ軸と平行な直線を中心として略回転対称となる。図４及び図６は、集光されたビームの光強度が焦点位置からガウス分布で拡がると仮定して、対数表示したものであり、焦点位置での光強度を１（＝１００）として規格化し、各桁の等強度線を記入したものである。図５は、図４の紙面内においてＸ方向（又はＹ方向）に互いにずれたＺ軸と平行な各ラインＯ，Ｐ，Ｑ，Ｒ上での、各Ｚ方向位置における光強度を示す図である。図７は、図６の紙面内においての互いにＺ方向にずれたＸ軸（又はＹ軸）と平行な各ラインＨ，Ｉ，Ｊ，Ｋ上での、各Ｘ方向（Ｙ方向）位置における光強度を示す図である。
【００７２】
図４乃至図７からわかるように、光源の焦点位置でビームは３次元的に極めて小さく集光され、極めて高い光強度になるが、焦点の前方、後方及びＸＹ軸外側に向けて急激に減衰する。従来技術と同じく常に直線増幅器２２を用いる場合には、一度に観察できる信号強度の範囲は例えば２〜３桁であり、図４及び図６において一度に２〜３本の等強度線の範囲しか観察できない。これに対して、対数増幅器２１を用いると、例えば、図４及び図６の中心点（集光位置）から最も外側の等強度線（１０−６の等強度線）までの範囲を同時に観察することが可能になる。
【００７３】
次に、図１に示す装置の調芯動作について、図８を参照して説明する。図８は、各調整段階における光ファイバ４及びその端部（先端部）４ａの移動の様子を、図４及び図６に示すような光強度分布と共に示す図である。図８では、理解を容易にするため、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の原点（中心）を集光点としている。
【００７４】
調芯動作を開始する際の初期の位置設定に関して、光源モジュール３の集光点に対する光ファイバ４の先端部４ａの機械的設定誤差がＺ軸で±２５０μｍ程度、Ｘ軸及びＹ軸で±２００μｍ程度に収まっている場合について説明する。
【００７５】
この場合、光ファイバ４の先端部４ａの位置は、予想される集光点に対して予めＺ軸に−１０００μｍ程度（光源モジュール３から遠方）、ＸＹ軸に各々−２５０μｍ程度、ずらした位置（この位置は設定位置であり、実際の位置は設定位置から前記設定誤差の分だけずれる。）から調芯動作を開始する。
【００７６】
調芯動作を開始すると、制御部１７は、ピエゾ駆動部１２に指令を与えて、ピエゾ駆動部１２を介してピエゾアクチュエータ９を駆動し、光源モジュール３及びその集光スポットを、Ｘ軸方向に例えば周波数３０Ｈｚ、振幅１００μｍ〜３００μｍの所定の振幅の正弦波形で往復走査させ、また、光源駆動回路１３を介して光源モジュール３の半導体レーザ１を所定の電流値で発光させる。光ファイバ４の出射光の強度は、光検出器１５で検出され、その出力が増幅部１６で増幅され、増幅部１６の出力が制御部１７へ供給される。制御部１７は、増幅部１６に増幅モード選択信号を与えて、増幅部１６に対数増幅を行わせる。本実施の形態では、後述するような微調整を行う場合を除き、増幅部１６には対数増幅を継続して行わせる。一方、位置検出器１０から増幅回路１１を介して得られる位置検出信号が、制御部１７へ供給される。制御部１７は、増幅回路１１からの位置検出信号と増幅部１６からの出力（増幅された光強度信号）をＡ／Ｄ変換してデータとしてそれぞれ取り込むことにより、Ｘ軸方向の往復走査の全振幅に渡る光強度分布を、例えば往復走査の半周期毎に順次得る。
【００７７】
このようなピエゾアクチュエータ９によるＸ軸方向の往復走査に従った１次元的な光強度分布の取得は、後述する時点まで順次継続される。
【００７８】
このような状態で、まず、図８（ａ）に示すように、Ｙ軸方向の位置調整を行う。この段階では、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から所定範囲の光強度の積分値又は平均値を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度の所定範囲の積分値又は平均値をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＹ軸ステージ８ｙをプラス方向へ走査し、この積分値又は平均値が最大になる位置（Ｙ軸方向のほぼ中心位置に相当）を求め、Ｙ軸ステージ８ｙを停止させる。このとき、積分値又は平均値が最大になる位置を求めるため、図８（ａ）に示すように、一旦プラス方向へ行き過ぎた後に、積分値又は平均値が最大になる位置に戻して止めることになる。前記積分値又は平均値が最大になる位置がＹ軸方向のほぼ中心位置に相当するものとなることは、図４乃至図７を参照して説明した光強度分布から理解することができる。なお、前記積分値又は平均値が最大になる位置ではなく、その付近の位置でＹ軸ステージ８ｙを停止させてもよい。これは、図８（ｄ）を参照して後述する最終調整において、Ｙ軸方向について再調整を行うためである。
【００７９】
次いで、図８（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の位置調整を行う。この段階においても、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から所定範囲の光強度の積分値又は平均値を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度の所定範囲の積分値又は平均値をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＸ軸ステージ８ｘをプラス方向へ走査し、この積分値又は平均値が最大になる位置（Ｘ軸方向のほぼ中心位置に相当）を求め、Ｘ軸ステージ８ｘを停止させる。このとき、積分値又は平均値が最大になる位置を求めるため、図８（ｂ）に示すように、一旦プラス方向へ行き過ぎた後に、積分値又は平均値が最大になる位置に戻して止めることになる。前記積分値又は平均値が最大になる位置がＸ軸方向のほぼ中心位置に相当するものとなることは、図４乃至図７を参照して説明した光強度分布から理解することができる。なお、前記積分値又は平均値が最大になる位置ではなく、その付近の位置でＸ軸ステージ８ｘを停止させてもよい。これは、図８（ｄ）を参照して後述する最終調整において、Ｘ軸方向について再調整を行うためである。
【００８０】
次に、図８（ｃ）に示すように、Ｚ軸方向の位置調整を行う。すなわち、制御部１７は、まず、ステージ駆動部１４を介してＹ軸ステージ８ｙを数１０μｍ程度プラス方向又はマイナス方向にオフセットさせる。これは、Ｚ軸ステージ８ｚをプラス方向へ走査していった際には、図４乃至図７を参照して説明した光強度分布から理解することができるように、Ｚ軸方向のほぼ中心位置で、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布から得られる光強度の積分値、平均値及びピーク値が最小となるためである。Ｙ軸ステージ８ｙのオフセット後に、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から光強度の積分値又は平均値又はピーク値を演算する。制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度の積分値又は平均値又はピーク値をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＺ軸ステージ８ｚをプラス方向へ走査し、積分値又は平均値又はピーク値が減少し、最小値を示した後に再び増加に転じることを確認し、最少値になる位置へ戻してＺ軸ステージ８ｚを停止させる。なお、前記積分値又は平均値又はピーク値が最小になる位置ではなく、その付近の位置でＺ軸ステージ８ｚを停止させてもよい。これは、図８（ｄ）を参照して後述する最終調整において、Ｚ軸方向について再調整を行うためである。
【００８１】
以上の動作により、光ファイバ４の端部４ａは、調芯位置（集光点の位置）に近づいた状態となる。
【００８２】
その後、図８（ｄ）に示すように、最終調整を行う。この最終調整では、Ｙ軸方向の再調整、Ｚ軸方向の再調整及びＸ軸方向の再調整を順次行う。調芯精度をより高めるためには、このようにＺ軸方向の再調整を行うことが好ましいが、Ｚ軸方向の再調整は省略してもよい。
【００８３】
まず、Ｙ軸方向の再調整では、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から光強度のピーク値又は半値幅（他の比率による所定比率値幅でもよい。この点は以下同様である。）を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度のピーク値又は半値幅をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＹ軸ステージ８ｙを走査し、前記ピーク値が最大となる位置あるいは前記半値幅が最小となる位置を求め、Ｙ軸ステージ８ｙを停止させる。前記ピーク値が最大となる位置や前記半値幅が最小となる位置がＹ軸方向の中心位置に相当するものとなることは、図４乃至図７を参照して説明した光強度分布から理解することができる。
【００８４】
引き続くＺ軸方向の再調整では、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から光強度のピーク値又は半値幅を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度のピーク値又は半値幅をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＺ軸ステージ８ｚを走査し、前記ピーク値が最大となる位置あるいは前記半値幅が最小となる位置を求め、Ｚ軸ステージ８ｚを停止させる。前記ピーク値が最大となる位置や前記半値幅が最小となる位置がＺ軸方向の中心位置に相当するものとなることは、図４乃至図７を参照して説明した光強度分布から理解することができる。既に説明したように、このＺ軸方向の再調整を省略してもよい。
【００８５】
その後のＸ軸方向の再調整では、制御部１７は、ピエゾアクチュエータ９への正弦波による駆動信号の供給をピエゾ駆動部１２に停止させ、ピエゾアクチュエータ９のＸ軸方向への往復走査を停止させる。その後、制御部１７は、ステージ駆動部１４を介してＸ軸ステージ８ｘを走査するかあるいはピエゾ駆動部１２を介してピエゾアクチュエータ９に直流電圧を掃引して、Ｘ軸方向へ走査させることにより、増幅部１６から得られる信号が最大となる位置を求め、その位置の状態にして、調芯動作を終了する。
【００８６】
以上説明した動作では、制御部１７は、最後まで増幅部１６に対数増幅を行わせていた。しかしながら、制御部１７は、前述した図８（ｄ）を参照して説明した最終段階においては、増幅部１６に直線増幅を行わせてもよい。このように、光ファイバ４の端部４ａが調芯位置に近づいた後に増幅部１６の増幅モードを直線増幅に切り換えることにより、ピーク点検出等の分解能を更に上げることができ、ひいてはサブミクロンレベル等のより高精度な調芯が可能となる。
【００８７】
図１に示す装置では、調芯が終了したら、リング状の連結部材２０を図１中の左方向へ移動し、連結部材２０と光源モジュール３との間、連結部材２０と光ファイバ４のフェルールとの間をそれぞれ、レーザ溶接機５からのパルスレーザなどによりスポット溶接する。
【００８８】
なお、本実施の形態において、Ｙ軸、Ｘ軸の調整後Ｙ軸を数１０μｍ程度オフセットして、Ｚ軸の調整を行っているが、これは焦点調整をする上で、微少な集光スポットそのものを検知対象とするよりも、圧倒的に広い空間を有する無信号領域を含めて検知対象とする方が焦点位置を迅速に検知できるためである。このような手法を行う場合には、本実施の形態のように、例えば６桁にも及ぶ広い光量変化をリアルタイムで観察する能力を持つ対数増幅器２１を用いることが好ましい。
【００８９】
本実施の形態では、前述したように、ピエゾアクチュエータ９により光源モジュール３をＸ軸方向に１次元的に繰り返して往復走査させてＸ軸に関する１次元的な光強度分布を得、この光強度分布に基づいて、光ファイバ４の位置を調整している。このように、従来技術と異なり、１次元的な光強度分布を一括して利用することにより位置調整を行うので、無駄な信号探索の動作を減らすことができ、迅速に光学部品の位置合わせを行うことができる。また、１次元的な光強度分布の積分値又は平均値又は波形そのものを一括して利用することにより位置調整を行うので、光強度分布が理想的なガウス分布にならず、その分布に対して実際の光強度分布が局所的に変動していても、その影響を大きく低減することができる。さらに、本実施の形態では、光検出器１５の出力を対数増幅するので、光強度を信号としてモニタし得る３次元空間を大幅に拡大することができ、集光スポットと光ファイバ４の端部４ａの３次元的なずれに対して、直線増幅器を用いた場合と比較して各軸でそれぞれ３倍以上の面積、体積では３０倍程度の広い空間で信号の強度をモニターしながら調整を進めることができる。このように、本実施の形態によれば、１次元的な光強度分布の利用に加えて、対数増幅を併用することにより、１次元的な光強度分布を有効に得ることができる空間を大幅に拡大することができるため、両者の効果が相俟って、より調芯時間を短縮することができる。
【００９０】
本発明者は、本実施の形態による装置と同様の装置を実際に作製し、光源モジュール３と光ファイバ４との調芯を行ったところ、約５秒程度と非常に短い時間で調芯が終了することが確認できた。
【００９１】
本実施の形態では、調芯の軸としてＸ，Ｙ，Ｚの３軸による調芯制御を行っているが、更にＸθ、Ｙθ、Ｚθを含む調芯においても、本発明の有効性は明らかである。例えば、本実施の形態で更にＸθ、Ｙθを含む調芯を行う場合、ステージの角度移動によっても、対数増幅の採用により検出系のダイナミックレンジが大きいため、信号を見失うことが少ない。また、Ｘθ軸の角度移動については、角度移動によるビームスポット位置または検出点位置のずれがピエゾアクチュエータ９の振幅以内であれば、角度移動による強度分布の変化を捉えることも可能であり、この方法で光結合の最適角度を求めて調芯することもできる。
【００９２】
［第２の実施の形態］
【００９３】
図９は、本発明の第２の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置を模式的に示す概略構成図である。図９において、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００９４】
図９に示す装置が前述した図１に示す装置と基本的に異なる所は、図１に示す装置では、制御部１７が調芯の自動制御を実現しているのに対し、図９に示す装置では、増幅部１６の出力に基づく判断等をオペレータに委ねる装置として構成されている点である。
【００９５】
図９に示す装置では、制御部１７が取り除かれ、その代わりに、オペレータが各種の指令を与えるための操作部３１と、操作部３１から指令された通りに装置各部を制御する制御部３２と、オシロスコープ３３とが設けられている。
【００９６】
制御部３２は、操作部３１を介してオペレータから与えられる指令に従って、ピエゾ駆動部１２にピエゾアクチュエータ９を駆動させる。制御部３２は、操作部３１を介してオペレータから与えられる指令に従って、光源駆動回路１３に半導体レーザ１を発光させる。制御部３２は、操作部３１を介してオペレータから与えられる指令に従って、増幅部１６に増幅モード選択信号を供給する。制御部３２は、操作部３１を介してオペレータから与えられる指令に従って、ステージ駆動部１４を介してステージ７，８を移動させる。
【００９７】
オシロスコープ３３は、位置検出器１０からの位置信号を増幅回路１１で増幅した信号をトリガ信号として受け取り、増幅部１６の出力信号を時間波形として表示する。ピエゾアクチュエータ９により光源モジュール３がＸ軸方向に往復走査されているときには、光源モジュール３のステージ７に対する位置（ピエゾアクチュエータ９の変位量）と時間とは対応関係にあるので、位置信号をトリガ信号としてオシロスコープ３３が表示する増幅部１６の出力信号の時間波形は、ピエゾアクチュエータ９によるＸ軸方向の往復走査に従った１次元的な光強度分布を示している。このように、本実施の形態では、オシロスコープ３３が、１次元的な光強度分布を表示することによりオペレータに提示する提示部を構成している。もっとも、１次元的な光強度分布をオペレータに提示する提示部としては、例えば、ＣＲＴ等の画像表示部と、増幅回路１１からの位置信号及び増幅部１６からの出力を取り込み、Ｘ軸方向の往復走査の全振幅に渡る光強度分布を直接的に、例えば往復走査の半周期毎に順次画像表示部に表示させる信号処理部と、を用いてもよい。なお、増幅回路１１からの位置信号をトリガ信号として用いる代わりに、ピエゾ駆動信号をトリガ信号として用いてもよいことは、言うまでもない。
【００９８】
この図９に示す装置を用いれば、オペレータは、オシロスコープ３３に表示された波形（１次元的な光強度分布）を見ながら、操作部３１を操作してステージ８を調整することにより、前記第１の実施の形態による装置が実現している調芯方法に準じた調芯方法を実現して、光源モジュール３と光ファイバ４との調芯を行うことができる。ただし、オペレータが波形を見て判断するので、以下に説明するような調芯方法を採用することができる。
【００９９】
図９に示す装置を用いた調芯方法の一具体例について、説明する。
【０１００】
図４乃至図７を参照して説明した光強度分布から理解することができるように、光ファイバ４の端部４ａのＺ軸方向の位置が集光点のＺ軸方向の位置と一致していると、Ｙ軸方向のずれに対して信号強度の変化が大きくなって調整が難しくなるため、Ｚ軸方向の位置は、例えば、予め数１００μｍ程度集光点のＺ軸方向位置からずらした位置から調整を開始することが望ましい。
【０１０１】
オペレータは、操作部３１を介して指令を与えて、ピエゾアクチュエータ９を駆動し、光源モジュール３及びその集光スポットを、Ｘ軸方向に例えば周波数３０Ｈｚ、振幅１００μｍ〜３００μｍの正弦波形で往復走査させ、また、光源モジュール３の半導体レーザ１を所定の電流値で発光させる。また、オペレータは、操作部３１を介して指令を与えて、増幅部１６に対数増幅を行わせる。オシロスコープ３３には、Ｘ軸方向の往復走査の全振幅に渡る光強度分布を示す波形が、例えば往復走査の半周期毎に順次更新されて表示される。
【０１０２】
このような状態で、まず、オペレータは、操作部３１を操作することによりＸ軸ステージ８ｘを調整して、オシロスコープ３３の波形の最大値を見つけ、さらに信号が大きくなるようにＹ軸ステージ８ｙを調整する。ここで、オシロスコープ３３で観察している波形に顕著なピークが見つかれば、オペレータは、操作部３１を操作して、画面の中心にピークがくるようにＸ軸ステージ８ｘを調整する。ピエゾアクチュエータ９によるＸ軸方向の往復走査範囲からＸ軸のピークが外れている場合は、波形が傾斜して観察されるので、傾斜の高い方向にＸ軸ステージ８ｘを調整すれば、容易にピークを見つけることができる。往復走査範囲内にピークが入ってきたら、オペレータは、画面の中心にピークがくるように操作部３１の操作によりＸ軸ステージ８ｘを調整する。
【０１０３】
次に、Ｚ軸ステージ８ｚを調整し、信号が大きくなる位置を確認する。ピーク位置を確認したら、さらに同じ方向にＺ軸を移動させ、信号が一方的に減少する場合は、確認したピーク位置に戻って、Ｙ軸ステージ８ｙを調整して信号が最大になる位置を求める。
【０１０４】
Ｚ軸方向に移動させた時、信号が一旦減少し、信号が最少となる位置を確認後、さらに同じ方向にＺ軸を移動させた時、信号が再度増加に転じる場合は、２番目のピーク位置を確認する。２番目のピーク位置を確認後、Ｚ軸ステージ８ｙを先ほどの信号が最少となる位置に戻し、Ｙ軸ステージ８ｙを調整して信号が最大になる位置を求める。
【０１０５】
この一連の操作で、Ｘ，Ｙ，Ｚの調整位置が決定されるが、更に高精度な調芯が必要な場合は、再度、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の調整を行ってもよい。このとき、オペレータは、操作部３１を操作して、増幅部１６に直線増幅を行わせることが、好ましい。なお、増幅部１６に直線増幅を行わせることがない場合には、図３に示すように、増幅部１６を対数増幅器２１のみで構成しておいてもよい。
【０１０６】
以上の調整が終了したら、オペレータは、操作部３１を操作することにより、ピエゾアクチュエータ９による往復走査を止め、ピエゾアクチュエータ９に直流電圧を印加する。オペレータは、オシロスコープ３３に表示される増幅部１６の信号レベルを見ながら、そのレベルが最大となるように、操作部３１を操作してこの直流電圧を調整し、調芯を終了する。なお、前記直流電圧を印加したり調整したりする代わりに、Ｘ軸ステージ８ｘを調整してもよい。
【０１０７】
本実施の形態では、オペレータが介在する形で調芯が行われるが、オペレータは、前述したように、ピエゾアクチュエータ９により光源モジュール３をＸ軸方向に１次元的に繰り返して往復走査させてＸ軸に関する１次元的な光強度分布に基づいて、光ファイバ４の位置を調整することができる。したがって、本実施の形態によれば、オペレータが介在する形で調芯を行う従来技術に比べて、格段に調芯時間を短縮することができ、しかも、オペレータはほとんど熟練を要しない。
【０１０８】
なお、ステージ７，８として、手動操作型のステージ（例えばオペレータが調整ねじ等を操作して位置を調整し得るステージ）を用いてもよく、その場合には、ステージ駆動部１４は不要となる。
【０１０９】
また、後述する第３の実施の形態の場合と同様に、本実施の形態による装置において、ピエゾアクチュエータ９による往復走査の走査方向をＺ軸方向に変えてもよい。
【０１１０】
［第３の実施の形態］
【０１１１】
本実施の形態の第３の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置について、説明する。
【０１１２】
本実施の形態による装置は、前述した図１に示す装置を次のように変形したものである。すなわち、本実施の形態による装置では、ピエゾアクチュエータ９による往復走査の走査方向がＸ軸方向ではなくＺ軸方向に変更され、これに伴い、調芯動作が変更されている。したがって、本実施の形態の説明においても図１を参照し、図１に示す装置の説明と重複する説明は省略する。
【０１１３】
本実施の形態による装置の調芯動作について、説明する。
【０１１４】
調芯動作を開始する際の初期の位置設定に関して、光源モジュール３の集光点に対する光ファイバ４の先端部４ａの機械的設定誤差がＺ軸で±２５０μｍ程度、Ｘ軸及びＹ軸で±２００μｍ程度に収まっている場合について説明する。
【０１１５】
この場合、ファイバ４の先端部４ａの位置は、予想される集光点に対して予めＺ軸に−１０００μｍ程度（光源モジュール３から遠方）、ＸＹ軸に各々−１５０μｍ程度、ずらした位置（この位置は設定位置であり、実際の位置は設定位置から前記設定誤差の分だけずれる。）から調芯動作を開始する。
【０１１６】
調芯動作を開始すると、制御部１７は、ピエゾ駆動部１２に指令を与えて、ピエゾ駆動部１２を介してピエゾアクチュエータ９を駆動し、光源モジュール３及びその集光スポットを、Ｚ軸方向に例えば周波数３０Ｈｚ、振幅１００μｍ〜３００μｍの所定の振幅の正弦波形で往復走査させ、また、光源駆動回路１３を介して光源モジュール３の半導体レーザ１を所定の電流値で発光させる。光ファイバ４の出射光の強度は、光検出器１５で検出され、その出力が増幅部１６で増幅され、増幅部１６の出力が制御部１７へ供給される。制御部１７は、増幅部１６に増幅モード選択信号を与えて、増幅部１６に対数増幅を行わせる。本実施の形態では、後述するような微調整を行う場合を除き、増幅部１６には対数増幅を継続して行わせる。一方、位置検出器１０から増幅回路１１を介して得られる位置検出信号が、制御部１７へ供給される。制御部１７は、増幅回路１１からの位置検出信号と増幅部１６からの出力（増幅された光強度信号）をＡ／Ｄ変換してデータとしてそれぞれ取り込むことにより、Ｚ軸方向の往復走査の全振幅に渡る光強度分布を、例えば往復走査の半周期毎に順次得る。
【０１１７】
このようなピエゾアクチュエータ９によるＺ軸方向の往復走査に従った１次元的な光強度分布の取得は、後述する時点まで順次継続される。
【０１１８】
このような状態で、まず、Ｘ軸方向の位置調整を行う。この段階では、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から所定範囲の光強度の積分値又は平均値を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度の所定範囲の積分値又は平均値をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＸ軸ステージ８ｘをプラス方向へ走査し、この積分値又は平均値が最大になる位置（Ｘ軸方向のほぼ中心位置に相当）を求め、Ｘ軸ステージ８ｘを停止させる。前記積分値又は平均値が最大になる位置がＸ軸方向のほぼ中心位置に相当するものとなることは、図４乃至図７を参照して説明した光強度分布から理解することができる。なお、必要に応じて後にＸ軸方向について再調整を行う場合には、前記積分値又は平均値が最大になる位置ではなく、その付近の位置でＸ軸ステージ８ｘを停止させてもよい。
【０１１９】
次いで、Ｚ軸方向の位置調整を行う。この段階においては、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から光強度の積分値又は平均値又はピーク値を演算する。制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度の積分値又は平均値又はピーク値をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＺ軸ステージ８ｚをプラス方向へ走査し、積分値又は平均値又はピーク値が減少し、最小値を示した後に再び増加に転じることを確認し、最少値になる位置へ戻してＺ軸ステージ８ｚを停止させる。なお、前記積分値又は平均値又はピーク値が最小になる位置ではなく、その付近の位置でＺ軸ステージ８ｚを停止させてもよい。これは、Ｚ軸方向について、後に再調整を行うためである。
【０１２０】
次に、Ｙ軸方向の位置調整を行う。この段階においては、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から光強度のピーク値又は半値幅（他の比率による所定比率値幅でもよい。この点は以下同様である。）を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度のピーク値又は半値幅をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＹ軸ステージ８ｙを走査し、前記ピーク値が最大となる位置あるいは前記半値幅が最小となる位置を求め、Ｙ軸ステージ８ｙを停止させる。
【０１２１】
その後、Ｚ軸方向の位置の再調整を行う。この段階においては、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布の形状を判別し、光強度信号が大きくなる方向へＺ軸ステージ８ｚを走査し、１次元的な光強度分布からピーク位置がＺ軸方向の往復走査の振幅のほぼ中央になる位置へＺ軸ステージ８ｚを移動して停止させる。
【０１２２】
最後に、制御部１７は、ピエゾアクチュエータ９への正弦波による駆動信号の供給を停止させ、Ｚ軸ステージ８ｚを走査するかピエゾアクチュエータ９の直流電圧を掃引して増幅部１６から得られる信号が最大になる位置を求め、その位置の状態にして、調芯動作を完了する。
【０１２３】
なお、例えばサブミクロンレベルのより高精度な調芯を行う場合は、最初のＸ軸方向の調整及びＹ軸方向の調整が終了した段階で、制御部１７が増幅部１６を対数増幅モードから直線増幅モードに切替えることによりピーク点検出の分解能を更に上げることができる。また、より完全な調芯を行う場合は、Ｘ軸方向の微調整及びＹ軸方向の微調整を複数回行ってもよい。
【０１２４】
このＸ軸方向の微調整は、例えば、次のようにして行う。制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から光強度のピーク値又は半値幅を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度のピーク値又は半値幅をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＸ軸ステージ８ｘを走査し、前記ピーク値が最大となる位置あるいは前記半値幅が最小となる位置を求め、Ｘ軸ステージ８ｘを停止させる。なお、前記Ｙ軸方向の微調整は、このＸ軸方向の微調整と同様に行うことができる。
【０１２５】
本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる。
【０１２６】
［第４の実施の形態］
【０１２７】
図１０は、本発明の第４の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置を模式的に示す概略構成図である。図１０において、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１２８】
図１０に示す装置が図１に示す装置と異なる所は、以下に説明する点である。
【０１２９】
図１０に示す装置は、図１中の光源モジュール３に代わる光源モジュール４１と、図１中の光ファイバ４に代わる単芯の偏波面保持光ファイバ４３とを調芯した後に、レーザ溶接機５により両者を連結することにより、半導体レーザ１の光を光ファイバ４３に結合する半導体レーザモジュールを組み立てる装置として構成されている。
【０１３０】
光源モジュール４１は、半導体レーザ１及び集光レンズ２の他に、偏光方向が調整された偏光子４２を有している。光源モジュール４１は、保持具１８を介してピエゾアクチュエータ９上に搭載されている。本実施の形態では、ピエゾアクチュエータ９は、光源モジュール４１をステージ７に対してＺ軸方向に往復走査するようになっている。また、図面には示していないが、光源モジュール４１の半導体レーザ１及び偏光子４２は、制御部１７の制御下でステージ駆動部１４により駆動されＺθ方向に（すなわち、Ｚ軸の回りの回転方向に）少なくとも１８０゜回転する回転ステージ（図示せず）に取り付けられている。ここでは、この回転ステージをＺθ回転ステージと呼ぶ。偏波面保持光ファイバ４３は、保持具１９を介してステージ８上に搭載されている。
【０１３１】
次に、図１０に示す装置の調芯動作について説明する。
【０１３２】
調芯動作を開始する際の初期の位置設定に関して、光源モジュール４１の集光点に対する光ファイバ４３の先端部４３ａの機械的設定誤差がＺ軸で±２５０μｍ程度、Ｘ軸及びＹ軸で±２００μｍ程度に収まっている場合について説明する。
【０１３３】
この場合、ファイバ４３の先端部４３ａの位置は、予想される集光点に対して予めＺ軸に−３００μｍ程度（光源モジュール４３から遠方）、ＸＹ軸に各々−１５０μｍ程度、ずらした位置（この位置は設定位置であり、実際の位置は設定位置から前記設定誤差の分だけずれる。）から調芯動作を開始する。
【０１３４】
調芯動作を開始すると、制御部１７は、ピエゾ駆動部１２に指令を与えて、ピエゾ駆動部１２を介してピエゾアクチュエータ９を駆動し、光源モジュール４１及びその集光スポットを、Ｚ軸方向に例えば周波数３０Ｈｚ、振幅３００μｍの正弦波形で往復走査させ、また、光源駆動回路１３を介して光源モジュール４１の半導体レーザ１を所定の電流値で発光させる。光ファイバ４３の出射光の強度は、光検出器１５で検出され、その出力が増幅部１６で増幅され、増幅部１６の出力が制御部１７へ供給される。制御部１７は、増幅部１６に増幅モード選択信号を与えて、増幅部１６に対数増幅を行わせる。本実施の形態では、増幅部１６には対数増幅を継続して行わせる。一方、位置検出器１０から増幅回路１１を介して得られる位置検出信号が、制御部１７へ供給される。制御部１７は、増幅回路１１からの位置検出信号と増幅部１６からの出力（増幅された光強度信号）をＡ／Ｄ変換してデータとしてそれぞれ取り込むことにより、Ｚ軸方向の往復走査の全振幅に渡る光強度分布を、例えば往復走査の半周期毎に順次得る。
【０１３５】
このようなピエゾアクチュエータ９によるＺ軸方向の往復走査に従った１次元的な光強度分布の取得は、後述する時点まで順次継続される。
【０１３６】
このような状態で、まず、Ｚθ方向の位置調整を行う。すなわち、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布をモニタしながら、前記Ｚθ回転ステージを１８０゜の範囲で回転させ、光信号強度が概ね最大になる位置に戻って固定する。
【０１３７】
次いで、Ｘ軸方向の位置調整を行う。この段階においては、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から光強度のピーク値又は半値幅（他の比率による所定比率値幅でもよい。この点は以下同様である。）を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度のピーク値又は半値幅をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＸ軸ステージ８ｘを走査し、前記ピーク値が最大となる位置あるいは前記半値幅が最小となる位置を求め、Ｘ軸ステージ８ｘを停止させる。
【０１３８】
次いで、Ｙ軸方向の位置調整を行う。この段階においては、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から光強度のピーク値又は半値幅（他の比率による所定比率値幅でもよい。この点は以下同様である。）を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度のピーク値又は半値幅をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＹ軸ステージ８ｙを走査し、前記ピーク値が最大となる位置あるいは前記半値幅が最小となる位置を求め、Ｙ軸ステージ８ｙを停止させる。
【０１３９】
次に、Ｚ軸方向の位置調整を行う。この段階においては、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布の形状を判別し、光強度信号が大きくなる方向へＺ軸ステージ８ｚを走査し、１次元的な光強度分布からピーク位置がＺ軸方向の往復走査の振幅のほぼ中央になる位置へＺ軸ステージ８ｚを移動して停止させる。
【０１４０】
その後、Ｚθ方向の位置の再調整を行う。すなわち、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布をモニタしながら、前記Ｚθ回転ステージを１８０゜の範囲で回転させ、光信号波形が最大になる位置に戻って固定する。
【０１４１】
最後に、制御部１７は、ピエゾアクチュエータ９への正弦波による駆動信号の供給を停止させ、Ｚ軸ステージ８ｚを走査するかピエゾアクチュエータ９の直流電圧を掃引して増幅部１６から得られる信号が最大になる位置を求め、その位置の状態にして、調芯動作を完了する。
【０１４２】
なお、更に高精度な調芯を行う場合は、最初のＸ軸方向の調整及びＹ軸方向の調整が終了した段階で、制御部１７が増幅部１６を対数増幅モードから直線増幅モードに切替えることによりピーク点検出の分解能を更に上げることができる。また、より完全な調芯を行う場合は、Ｘ軸方向の微調整及びＹ軸方向の微調整を複数回行ってもよい。
【０１４３】
このＸ軸方向の微調整は、例えば、次のようにして行う。制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から光強度のピーク値又は半値幅を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度のピーク値又は半値幅をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＸ軸ステージ８ｘを走査し、前記ピーク値が最大となる位置あるいは前記半値幅が最小となる位置を求め、Ｘ軸ステージ８ｘを停止させる。なお、前記Ｙ軸方向の微調整は、このＸ軸方向の微調整と同様に行うことができる。
【０１４４】
図１０に示す装置では、調芯が終了したら、リング状の連結部材２０を図１０中の左方向へ移動し、連結部材２０と光源モジュール４１との間、連結部材２０と光ファイバ４３のフェルールとの間をそれぞれ、レーザ溶接機５からのパルスレーザなどによりスポット溶接する。
【０１４５】
本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる。
【０１４６】
本実施の形態の変形例として、光源モジュール４１の偏光子４２の後段に着脱可能な１／４波長板を挿入し、これを挿入した状態で前記第３の実施の形態と同様にＸ，Ｙ，Ｚ軸の調整を行った後、前記１／４波長板を取り外して光源モジュール４１を前記Ｚθ回転ステージにより回転し、偏波面保持光ファイバ４３との偏光方向を合わせる方法でも良い。
【０１４７】
［第５の実施の形態］
【０１４８】
図１１は、本発明の第５の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置を模式的に示す概略構成図である。図１１において、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１４９】
図１１に示す装置が図１に示す装置と異なる所は、以下に説明する点である。
【０１５０】
図１１に示す装置は、図１中の光源モジュール３に代わる光検出モジュール５４の導波路デバイス５１の導波路５１ａの入射端面と、図１中の光ファイバ４に代わる単芯の光ファイバ５５とを調芯した後に、接着機５９により両者を連結する組立装置として構成されている。
【０１５１】
光検出モジュール５４は、導波路５１ａを持つ導波路デバイス５１と、光検出器としてのフォトダイオード５３と、導波路５１ａの出射端面から出射した光をフォトダイオード５３に集光するレンズ５２と、を有し、導波路５１ａの入射端面から入射した光をフォトダイオード５３で検出するようになっている。フォトダイオード５３の出力である光強度信号は、増幅部１６で増幅された後に制御部１７に供給される。光検出モジュール５４は、ピエゾアクチュエータ９上に搭載されている。本実施の形態では、ピエゾアクチュエータ９は、光検出モジュール５４をステージ７に対してＸ軸方向に往復走査するようになっている。
【０１５２】
光ファイバ５５は、保持具１９を介してステージ８上に搭載されている。光ファイバ５５の入射端には、半導体レーザ５７と集光レンズ５８とを有する光源モジュール５６が配置され、光源モジュール５６の半導体レーザ５７は光源駆動回路１３から供給される電流により一定の光量で発光させられる。光源モジュール５６の半導体レーザ５７からの光は、集光レンズ５８を経て光ファイバ５５の入射端から光ファイバ５５に入り、光ファイバ５５の出射端から出射される。図１１に示すように、光ファイバ５５の出射端は導波路デバイス５１の導波路５１ａの入射端と対向している。
【０１５３】
ここで、図１２乃至図１５を参照して、光ファイバ５５の出射端（発光点）から出射される光の強度分布について説明する。図１２及び図１４は、ＸＺ平面（又はＹＺ平面）と平行であり前記焦点位置を含む平面内における光強度分布を模式的に示す光強度分布図である。なお、この光強度分布は、前記発光点を通りＺ軸と平行な直線を中心として回転対称となる。図１２及び図１４は、発光点から出射された光強度が発光点位置からガウス分布で拡がると仮定して、対数表示したものであり、発光点位置での光強度を１（＝１００）として規格化し、各桁の等強度線を記入したものである。図１３は、図１２の紙面内においてＸ方向（又はＹ方向）に互いにずれたＺ軸と平行な各ラインＯ’，Ｐ’，Ｑ’，Ｒ’上での、各Ｚ方向位置における光強度を示す図である。図１５は、図１４の紙面内においての互いにＺ方向にずれたＸ軸（又はＹ軸）と平行な各ラインＨ’，Ｉ’，Ｊ’，Ｋ’上での、各Ｘ方向（Ｙ方向）位置における光強度を示す図である。
【０１５４】
図１２乃至図１５からわかるように、発光点から離れるに従って急激に減衰する。従来技術と同じく常に直線増幅器２２を用いる場合には、一度に観察できる信号強度の範囲は例えば２〜３桁であり、図１２及び図１５において一度に２〜３本の等強度線の範囲しか観察できない。これに対して、対数増幅器２１を用いると、例えば、図１２及び図１３の発光点から最も外側の等強度線（１０−６の等強度線）までの範囲を同時に観察することが可能になる。なお、本実施の形態においても、増幅部１６は、前記第１の実施の形態と同じ構成を持っており、対数増幅器２２を有している。
【０１５５】
次に、図１１に示す装置の調芯動作について説明する。
【０１５６】
調芯動作を開始する際の初期の位置設定に関して、光ファイバ５５の出射端のの機械的設定誤差がＺ軸で所定の設定位置に対して±２５０μｍ程度、Ｘ軸及びＹ軸で±１００μｍ程度に収まっている場合について説明する。
【０１５７】
この場合、光ファイバ５５の出射端の位置は、導波路５１ａの入射端に対して予めＺ軸に１５００μｍ程度（導波路５１ａの入射端から遠方）、ＸＹ軸に各々−１５０μｍ程度、ずらした位置（この位置は設定位置であり、実際の位置は設定位置から前記設定誤差の分だけずれる。）から調芯動作を開始する。
【０１５８】
調芯動作を開始すると、制御部１７は、ピエゾ駆動部１２に指令を与えて、ピエゾ駆動部１２を介してピエゾアクチュエータ９を駆動し、導波路５１ａを含む光検出モジュール５４を、Ｘ軸方向に例えば周波数３０Ｈｚ、振幅１００μｍ程度の正弦波形で往復走査させ、また、光源駆動回路１３を介して光源モジュール５６の半導体レーザ５７を所定の電流値で発光させる。導波路５１ａに導入された光の強度は、フォトダイオード５３で検出され、その出力が増幅部１６で増幅され、増幅部１６の出力が制御部１７へ供給される。制御部１７は、増幅部１６に増幅モード選択信号を与えて、増幅部１６に対数増幅を行わせる。本実施の形態では、増幅部１６には対数増幅を継続して行わせる。一方、位置検出器１０から増幅回路１１を介して得られる位置検出信号が、制御部１７へ供給される。制御部１７は、増幅回路１１からの位置検出信号と増幅部１６からの出力（増幅された光強度信号）をＡ／Ｄ変換してデータとしてそれぞれ取り込むことにより、Ｘ軸方向の往復走査の全振幅に渡る光強度分布を、例えば往復走査の半周期毎に順次得る。
【０１５９】
このようなピエゾアクチュエータ９によるＸ軸方向の往復走査に従った１次元的な光強度分布の取得は、後述する時点まで順次継続される。
【０１６０】
このような状態で、まず、Ｘ軸方向の位置調整を行う。この段階では、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から所定範囲の光強度の積分値又は平均値を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度の所定範囲の積分値又は平均値をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＸ軸ステージ８ｘをプラス方向へ走査し、この積分値又は平均値が最大になる位置（Ｘ軸方向のほぼ中心位置に相当）を求め、Ｘ軸ステージ８ｘを停止させる。前記積分値又は平均値が最大になる位置がＹ軸方向のほぼ中心位置に相当するものとなることは、図１２乃至図１５を参照して説明した光強度分布から理解することができる。
【０１６１】
次いで、Ｙ軸方向の位置調整を行う。この段階では、制御部１７は、前述のようにして順次得られる各１次元的な光強度分布について、当該光強度分布から所定範囲の光強度の積分値又は平均値を演算する。そして、制御部１７は、各１次元的な光強度分布から得られる光強度の所定範囲の積分値又は平均値をモニタしながら、ステージ駆動部１４を介してＹ軸ステージ８ｙをプラス方向へ走査し、この積分値又は平均値が最大になる位置（Ｙ軸方向のほぼ中心位置に相当）を求め、Ｙ軸ステージ８ｙを停止させる。前記積分値又は平均値が最大になる位置がＸ軸方向のほぼ中心位置に相当するものとなることは、図１２乃至図１５を参照して説明した光強度分布から理解することができる。
【０１６２】
次に、制御部１７は、Ｚ軸ステージ８ｚを光ファイバ５５と導波路５１ａを近づける方向へ約１０００μｍ移動させる。この時、制御部１７は、１次元的な光強度分布が台形状を示していれば台形波形がピエゾアクチュエータ９によるＸ軸方向の往復走査の振幅のほぼ中央になる位置へＸ軸ステージ８ｘを移動させ、台形状でなく、左右非対称の波形の場合は、Ｘ軸ステージ８ｘを信号のレベルの高い方向へ走査し、台形波形がピエゾアクチュエータ９によるＸ軸方向の往復走査の振幅のほぼ中央になる位置までＸ軸ステージ８ｘを移動させる。
【０１６３】
次に、制御部１７は、１次元的な光強度分布の積分値又は平均値をモニタしながらＹ軸方向の位置を再度調整し、積分値又は平均値が最大になる位置までＹ軸ステージ８ｙを移動させる。
【０１６４】
次に、制御部１７は、Ｚ軸ステージ８ｚでファイバ５５を導波路５１ａへ徐々に近づけて行く。すると、１次元的な光強度分布は、図１６に示すように徐々に信号のピーク強度が増すとともに、波形の幅（半値幅）が縮まってくる。ファイバ５５の出射端と導波路５１ａの入射端との間のギャップ長と波形の幅（半値幅）とは、図１７に例示するように、一定の関係があるので、所定の幅に到達した時点でＺ軸ステージ８ｚの移動を止める。
【０１６５】
その後、制御部１７は、ピエゾアクチュエータ９への正弦波による駆動信号の供給を停止させ、Ｘ軸ステージ８ｘを走査するかピエゾアクチュエータ９の直流電圧を掃引して増幅部１６から得られる信号が最大になる位置を求め、その位置の状態にする。
【０１６６】
次に、制御部１７は、Ｚ軸ステージ８ｚを所定の距離だけ移動してファイバ５５の出射端を導波路５１ａの入射端に突き当てる。
【０１６７】
その後、制御部１７は、接着機５９により、半田付けもしくは接着剤等によりファイバ５５の出射端と導波路５１ａの入射端とを固定させる。これにより、組立が完了する。
【０１６８】
なお、本実施の形態の方法により、導波路デバイスの導波路端面と半導体レーザチップとの調芯も可能である。但し、この場合、制御部１７は、導波路端面と半導体レーザチップのギャップ長を決定した時点で、ピエゾアクチュエータ９への正弦波による駆動信号の供給を停止させ、Ｘ軸ステージ８ｘを走査するかピエゾアクチュエータ９の直流電圧を掃引して増幅部１６から得られる信号が最大になる位置を求め、その位置の状態にし、両者の突き当ては行わない。
【０１６９】
なお、本実施の形態では、ピエゾアクチュエータ９による往復走査の走査方向をＸ軸方向としているが、その走査方向は例えばＹ軸方向であっても構わない。
【０１７０】
［第６の実施の形態］
【０１７１】
図１８は、本発明の第６の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置を模式的に示す概略構成図である。図１９は、図１８中の要部を模式的に示す概略斜視図である。図２０は、図１８に示す装置の傾きに関する調芯の原理を模式的に示す図である。図１８及び図１９において、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１７２】
図１８に示す装置が図１に示す装置と異なる所は、以下に説明する点である。
【０１７３】
図１８に示す装置は、図１中の光源モジュール３に代わる導波路デバイス６１と、図１中の光ファイバ４に代わるリボン光ファイバ６２とを調芯した後に、接着機６３により両者を連結する組立装置として構成されている。
【０１７４】
導波路デバイス６１は、図１９に示すように、１本の導波路（説明の便宜上、「分岐前導波路」と呼ぶ。）が複数の導波路（説明の便宜上、「分岐後導波路」と呼ぶ。）に分岐した構成の分岐導波路６４を有している。分岐導波路６４の複数の分岐後導波路の端面は、図１９及び図２０に示すように、直線Ｌ１上に所定ピッチで配置され、それぞれ光を互いに平行な光軸に沿って出射させ得る部位となっている。
【０１７５】
導波路デバイス６１は、ピエゾアクチュエータ９上に搭載されている。導波路デバイス６１の分岐前導波路の端面には光ファイバ６５の一端が結合され、光ファイバ６５の他端には、半導体レーザ６６と集光レンズ６７とを有する光源モジュール６８が配置され、光源モジュール６８の半導体レーザ６６は光源駆動回路１３から供給される電流により一定の光量で発光させられる。半導体レーザ６６からの光は、集光レンズ５７及び光ファイバ６５を経由して、分岐導波路６４の分岐前導波路に入射され、分岐導波路６４の複数の分岐後導波路からそれぞれ出射される。
【０１７６】
リボン光ファイバ６２は、図１９に示すように、複数の芯線光ファイバ６９を有している。複数の芯線光ファイバ６９の一方端面は、図１９及び図２０に示すように、直線Ｌ２上に前記所定ピッチと同一ピッチで配置され、それぞれ光を互いに平行な光軸に沿って入射させ得る部位となっている。リボン光ファイバ６２の一方側部分が、保持具１９により、ステージ８上に搭載されている。複数の芯線光ファイバ６９の一方端面は、導波路デバイス６１の分岐導波路６４の複数の分岐後導波路の端面とそれぞれ対向している。
【０１７７】
リボン光ファイバ６２の両側の２つの芯線光ファイバ６９の他端には、光検出器１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ配置されている。導波路デバイス６１の分岐導波路６４の両側の２つの分岐後導波路の端面からそれぞれ出射された光は、リボン光ファイバ６２の両側の２つの芯線光ファイバ６９を経由して、光検出器１５Ａ，１５Ｂによりそれぞれ検出される。光検出器１５Ａ，１５Ｂの各出力は、それぞれ増幅部１６Ａ，１６Ｂで増幅された後に制御部１７に供給される。各増幅部１６Ａ，１６Ｂは、図１中の増幅部１６と同じ構成を持っており、対数増幅器２２を有している。
【０１７８】
また、本実施の形態では、ステージ８は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸以外にＺθ回転軸の調整機構を有している。すなわち、ステージ８は、Ｘ軸ステージ８ｘ、Ｙ軸ステージ８ｙ、Ｚ軸ステージ８ｚ及びＺθ回転ステージ８ｚθを複合したものとなっている。ただし、各軸のステージ８ｘ〜８ｚ，８ｚθの図示は省略している。
【０１７９】
次に、図１８に示す装置の調芯動作について説明する。
【０１８０】
調芯動作を開始すると、制御部１７は、ピエゾ駆動部１２に指令を与えて、ピエゾ駆動部１２を介してピエゾアクチュエータ９を駆動し、導波路デバイス６１を、Ｘ軸方向に例えば周波数３０Ｈｚ程度、振幅１００μｍ〜３００μｍ程度（±５０〜１５０μｍ）程度の所定振幅の正弦波形で往復走査させ、また、光源駆動回路１３を介して光源モジュール６８の半導体レーザ６６を所定の電流値で発光させる。これにより、リボン光ファイバ６２の両側の２本の芯線光ファイバ６９にそれぞれ導入された各光の強度は、光検出器１５Ａ，１５Ｂでそれぞれ検出され、それらの出力が増幅部１６Ａ，１６Ｂでそれぞれ増幅され、増幅部１６Ａ，１６Ｂの出力が制御部１７へ供給される。制御部１７は、増幅部１６Ａ，１６Ｂに増幅モード選択信号を与えて、増幅部１６Ａ，１６Ｂに対数増幅を行わせる。本実施の形態では、増幅部１６には対数増幅を継続して行わせる。一方、位置検出器１０から増幅回路１１を介して得られる位置検出信号が、制御部１７へ供給される。制御部１７は、増幅回路１１からの位置検出信号と増幅部１６Ａ，１６Ｂからの出力（増幅された光強度信号）をそれぞれＡ／Ｄ変換してデータとしてそれぞれ取り込むことにより、Ｘ軸方向の往復走査の全振幅に渡る１次元的な光強度分布を、光検出器１５Ａ，１５Ｂに対応するもの毎に、例えば往復走査の半周期毎に順次得る。光検出器１５Ａに対応するものをチャンネルＡ（ＣＨ Ａ）、光検出器１５Ｂに対応するものをチャンネルＢ（ＣＨ Ｂ）と呼ぶ。
【０１８１】
このようなピエゾアクチュエータ９によるＸ軸方向の往復走査に従った１次元的な光強度分布の取得は、後述する時点まで順次継続される。
【０１８２】
このような状態で、まず、制御部１７は、Ｚ軸ステージ８ｚを調整して、機械的に安全な範囲でリボンファイバ６２を導波路デバイス６１に接近させる。
【０１８３】
このとき、導波路デバイス６１とリボンファイバ６２の左右端がＸ軸で±５０μｍ程度に収まっている場合、光検出器１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ対応して得られた各チャンネルＣＨ Ａ，ＣＨ Ｂの１次元的な光強度分布は、図２０に示すようになる。
【０１８４】
この時、導波路デバイス６１の前記直線Ｌ１とリボンファイバ６２の前記直線Ｌ２とが傾いていれば、１次元的な光強度分布におけるのピーク位置（ピークのＸ軸方向位置）は、互いにずれてばらつくことになる。制御部１７は、２つの１次元的な光強度分布のピーク位置を演算し、両者のばらつきがほぼなくなるように、Ｚθ回転ステージ８ｚθにより角度を調整する。
【０１８５】
なお、本発明によれば、ピエゾアクチュエータ９によるＸ軸方向の往復走査の振幅が小さい場合や部品の機械的設定誤差が大きい等の原因で１次元的な光強度分布のピーク位置がピエゾアクチュエータ９によるＸ軸方向の往復走査の振幅の範囲内に収まらない場合でも、得られる１次元的な光強度分布の波形の裾部分の傾斜から、それぞれのピーク位置が往復走査の振幅のどちらにずれているかを判別できるので、制御部１７は、その判別結果に基づいてピークが現れる方向へＺθ軸のステージ８ｚθおよびＸ軸ステージ８ｘを調整すれば、容易に角度調整ができる。
【０１８６】
次に、制御部１７は、Ｙ軸ステージ８ｙを走査し、各チャンネルの１次元的な光強度分布のピーク強度が最大になるＹ軸位置を求め、この位置に停止させる。この時、左右のチャンネルで最大信号の得られるＹ軸上の位置がずれる場合は、その中間位置とするかもしくは２つのピーク強度が同一になるように調整する。
【０１８７】
制御部１７は、Ｙ軸の調整が終了した後、制御部１７は、Ｚ軸ステージ８ｚを走査して導波路にリボンファイバを近づけ、所定の距離でステージの移動を止める。この時、図１６及び図１７を参照して既に説明した事項と同様に、導波路デバイス６１とリボンファイバ６２先端の距離を１次元的な光強度分布から得られる半値幅等から知ることができる。
【０１８８】
次に、制御部１７は、ピエゾアクチュエータ９への正弦波による駆動信号の供給を停止させ、Ｘ軸ステージ８ｘを走査するかピエゾアクチュエータ９の直流電圧を掃引して増幅部１６Ａ，１６Ｂの一方から得られる信号が最大になる位置を求め、その位置の状態にする。その後、Ｚ軸ステージ８ｚを所定の距離だけ移動してリボン光ファイバ６２を導波路デバイス６１に突き当てるか最少距離に設定する。
【０１８９】
その後、制御部１７は、接着機６３により、接着剤等によりリボン光ファイバ６２の端部と導波路デバイス６１の端部とを固定させる。これにより、組立が完了する。
【０１９０】
なお、以上説明した例では、リボン光ファイバ６２の複数の芯線光ファイバ６９のうちの両側の２本の芯線光ファイバ６９について光強度を検出しているが、２本以上の任意の数の芯線光ファイバ６９について光強度を検出してもよく、リボン光ファイバ６２が例えば１６〜３２本のような多芯であっても、全ての芯線光ファイバ６９についてそれぞれ光強度を検出してもよい。
【０１９１】
［第７の実施の形態］
【０１９２】
図２１は、本発明の第７の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する、高周波特性計測装置を模式的に示す概略構成図である。図２１において、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１９３】
図２１に示す装置が図１に示す装置と異なる所は、以下に説明する点である。
【０１９４】
図２１に示す装置は、光検出器としての高速フォトダイオードの高周波特性を計測する高周波特性計測装置として、構成されている。
【０１９５】
図２１に示す装置では、図１中の光ファイバ４に代えて、計測対象としてのフォトダイオード７１が保持具７２を介してステージ８上に搭載されている。フォトダイオード７１は、光源モジュール３に対向している。また、図２１に示す装置では、レーザ溶接機５及び光検出器１５に代えて、バイアスＴ７３、信号発生器７４、分岐回路７５及びスペクトラムアナライザ７６が設けられている。
【０１９６】
フォトダイオード７１は、光源モジュール３から入射したレーザ光強度を検出する。フォトダイオード７１の出力は、分岐回路７５により２つに分岐され、分岐された一方の出力が増幅部１６で増幅されて制御部１７に送られる。分岐回路７５により分岐された他方の出力は、スペクトラムアナライザ７６に送られ、スペクトラムアナライザ等によりその周波数特性などが計測される。光源モジュール３の半導体レーザ１は、バイアスＴ７３を通して信号発生器７４により変調される。
【０１９７】
図２１に示す装置では、前述した図１に示す装置の調芯動作と同様の調芯動作によって、光源モジュール３の集光点に対してフォトダイオード７１が位置合わせされる。
【０１９８】
なお、通常は、フォトダイオード７１の受光面積は数１０μｍφと光源モジュール３の集光スポットよりも大きく、また、受光面積内の感度ムラもあるため、１値次元的な光強度分布のピーク点が明確に決められない場合があり得る。そのような場合は、信号の最大値に対して半値全幅の中心や重心位置に合わせても良く、フォトダイオード７１の受光面に設けられたガードリング位置（図２２を参照）を参照して中心位置を求める方法でも良い。
【０１９９】
調芯が終了したら、制御部１７は、信号発生器７４を制御して、発振周波数を掃引し、スペクトラムアナライザ７６等により、フォトダイオード７１の周波数特性を計測する。
【０２００】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【０２０１】
例えば、図１に示す装置を変形して図９に示す装置を得たのと同様の変形を、図１０に示す装置、図１１に示す装置、図１８に示す装置及び図２１に示す装置にそれぞれ適用して、それらの装置に対応しオペレータの判断等に委ねる装置を構成することもできる。なお、図１８に示す装置にそのような変形を適用する場合には、増幅器１６Ａ，１６Ｂの各々に対して１つずつオシロスコープを設けてよいが、２現象オシロスコープを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置を模式的に示す概略構成図である。
【図２】増幅部の構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図３】増幅部の構成の他の例を示す概略ブロック図である。
【図４】光強度分布を模式的に示す図である。
【図５】図４の紙面内における各ライン上での光強度を示す図である。
【図６】光強度分布を模式的に示す他の図である。
【図７】図６の紙面内における各ライン上での光強度を示す図である。
【図８】各調整段階における光ファイバの移動の様子を、光強度分布と共に示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置を模式的に示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置を模式的に示す概略構成図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置を模式的に示す概略構成図である。
【図１２】光強度分布を模式的に示す更に他の図である。
【図１３】図１２の紙面内における各ライン上での光強度を示す図である。
【図１４】光強度分布を模式的に示す更に他の図である。
【図１５】図１４の紙面内における各ライン上での光強度を示す図である。
【図１６】１次元的な光強度分布の変化の様子を示す図である。
【図１７】ギャップと半値幅との関係を示す図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する光学部品の組立装置を模式的に示す概略構成図である。
【図１９】図１８中の要部を模式的に示す概略斜視図である。
【図２０】図１８に示す装置の傾きに関する調芯の原理を模式的に示す図である。
【図２１】本発明の第７の実施の形態による光学部品の調芯装置を有する、高周波特性計測装置を模式的に示す概略構成図である。
【図２２】ガードリングの影響を示す図である。
【符号の説明】
【０２０３】
１  半導体レーザ
２  集光レンズ
３  光源モジュール
４  光ファイバ
５  レーザ溶接機
７，８  ステージ
９  ピエゾアクチュエータ
１０  位置検出器
１１  増幅回路
１６  増幅部
１７  制御部
【図１】
2008191689.tif 000003
【図２】
2008191689.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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