(57)【要約】【課題】本発明は、複雑な駆動機構を操作することなく、一枚の画像からＬＤの光軸角度を認識し、且つ、光半導体パッケージの基準面からみて、直交座標上に占める光軸位置を事前に認識し、良質のＬＤの選別できる放射光源の測定方法を提供する。【解決手段】一方の端面部が円柱形の平端面をなし、他方の端面部が砂時計の中央部のように絞られて横断し、且つ、ＬＤ１に向かって球面状に窪ませた溶融光ファイバー８を用いて、一方の端面部を２次元受光素子７に密着させ、他方の端面部をＬＤ１に向けて、ＬＤ１の発光する光束を２次元受光素子７にて受光し、画像処理装置９を経由して画像モニタ１０にアナログまたはデジタル表示すれば、光半導体モジュールの組立ての際、事前に光軸Ｂの位置が判明しているから、フェルールとＬＤ１の光軸を容易に合致させ伝達効率のよい光半導体モジュールを製作することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面部が円柱形の平端面をなし、他方の端面部が砂時計の中央部のように絞られて横断し、且つ、放射光源に向かって球面状に窪ませた溶融光ファイバーを用いて、前記一方の端面部を２次元受光素子に密着させ、前記他方の端面部を前記放射光源に向けて、前記放射光源の発光する光束を前記２次元受光素子にて受光し、画像処理装置を経由して画像モニタにアナログまたはデジタル表示することを特徴とする放射光源の放射光軸、放射角度、放射パターンの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザーダイオードから放たれる放射光の放射光軸、放射角度、放射パターンの測定方法に関する。詳しくは、光半導体パッケージに搭載されているレーザーダイオードの光軸角度を事前に検出し、フェルールとの接合を精度よく効率的に実施する、或は放射パターンを事前に知りいびつな放射パターンを有するレーザーダイオードを排除するための放射光の測定方法である。
【０００２】
【従来の技術】
光半導体パッケージにおいては、信号線である光ファイバーの端末のフェルールとパッケージ内に搭載される発光素子であるレーザーダイオード（以下ＬＤと称する）の光軸を合致させて、ＬＤに入力される微弱電気信号を光信号に変換して情報の伝達を行う。光半導体モジュールの組立ての際、フェルールとＬＤの光軸がずれると伝達効率が低下し信号のひずみを誘発することがある。従って光軸の方向が、ＬＤの支持体である光半導体パッケージの基準面からみて、直交座標上に占める位置を事前に認識できれば、フェルールとＬＤの光軸を合致させるための工程が大幅に短縮できる。また、いびつな放射パターンを有するレーザーダイオードを事前に排除できれば伝達効率のよい光半導体モジュールを製作することができる。
【０００３】
類似の従来技術として、特開２００１−３１７９２６号公報にＬＤから放たれる放射光の放射角度や放射パターンを測定する測定装置及びその測定方法が開示されている。図４に、その測定装置の概要図を示す。
【０００４】
図４において、１０１は直交ステージ１０２に把持されているＬＤである。ＬＤ１０１は、駆動電源１０３の微弱電流により矢印Ａの如き放射光を発光する。直交ステージ１０２は、ＬＤ回転ステージ１０４に搭載され、且つ、方向設定回転ステージ１０５に載置されている。ＬＤ１０１の前方には回折格子１０６が配置され、光軸Ｘをスリット板１０７を経由して光軸合せ用受光素子１０８に導き測定軸を設定する。
【０００５】
次に、回折格子１０６を取り外して計測用受光素子１０９に直接放射光を受光する。そして、コントローラ１１０によって一定の角度で矢印Ａの如くＬＤ１０１を回転させながら、方向設定回転ステージ１０５で扇状に光軸Ｘを振り、計測用受光素子１０９に入力される光信号を光量計測装置１１１に受信し、制御演算装置１１２で放射角度や放射パターンを認識する。
【０００６】
この従来技術によれば、測定軸上に傾かせた回折格子からの一次回折光を入射する光軸合せ用受光素子を設置し、ＬＤの測定軸を中心とした任意の回転角度における最大光量位置を特定できるので、ＬＤから放たれる放射パターンの中心を測定軸に一致させる軸合せ処理が可能であり、特に測定軸を中心にＬＤを回転させる場合においても、各回転角度における正確な放射角度及び放射パターンを測定することができると説明されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術では、複雑な４軸の駆動機構を操作し回折格子やスリット板を用いて、放射角度や放射パターンの認識が行われる。本発明は、複雑な駆動機構を操作することなく、一枚の画像からＬＤの光軸角度を認識し、且つ、光半導体パッケージの基準面からみて、直交座標上に占める光軸位置を事前に認識し、良質のＬＤの選別できる放射光源の測定方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
一方の端面部が円柱形の平端面をなし、他方の端面部が砂時計の中央部のように絞られて横断し、且つ、放射光源に向かって球面状に窪ませた溶融光ファイバーを用いて、一方の端面部を２次元受光素子に密着させ、他方の端面部を放射光源に向けて、放射光源の発光する光束を２次元受光素子にて受光し、画像処理装置を経由して画像モニタにアナログまたはデジタル表示すれば、光半導体モジュールの組立ての際、事前に光軸の位置が判明しているから、フェルールとＬＤの光軸を容易に合致させ伝達効率のよい光半導体モジュールを製作することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施例を、添付する図面に基づいて詳細に説明する。図１に、本発明の放射光源の光軸測定方法に用いる装置の概要図を示す。
【００１０】
図１において、ＬＤ１の発光点を中心として半径Ｒ１にて揺動自在なるゴニオステージ４に光半導体パッケージ５は把持されている。端子２に電源６を接続することにより、配線を経由してＬＤ１に電流が流れＬＤ１は、Ｂの光軸にて放射光を発光する。
【００１１】
２次元受光素子７に密着している溶融光ファイバー８の球面状の窪み８ａは、ＬＤ１の発光点に対面し、且つ、半径Ｒ２の球面状の窪みである。２次元受光素子７にて受光した画像は、画像処理装置９で輝度分布に応じた画像に処理され、画像モニタ１０のＸＹ直交座標にアナログ及びデジタル表示される。
【００１２】
溶融光ファイバー８は、多数本の光ファイバーを溶融したガラス体によって束ねて円柱状に凝固したものを部分的に加熱し、軟化したところを飴細工のように伸ばして、他方の端面部を砂時計の中央部のよう絞って形成されたものであり、その外観写真を図２に示す。溶融光ファイバー８は、最大の光透過率、高い屈折率及び充分な光学的絶縁性を有し、画像増幅器やＸ線増幅器等に用いられている。
【００１３】
図３に、本発明に用いる溶融光ファイバー８の実態寸法の断面の一例を示す。８ｂは、光ファイバーの繊維の流れをイメージ的に表したものであり、光ファイバーの繊維８ｂは、上下の端面に対し直角に流れている。一方の端面部における円柱形の直径Ｄは２０〜４０ｍｍ、高さＴは１０〜２０ｍｍ、絞り角度αは±１５゜、窪み８ａの球面状の半径は３０〜５０ｍｍが好適である。一方の端面部の円柱端面と他方の端面部の窪み８ａは、鏡面研磨されている。
【００１４】
次に、図１に基づいて測定手順について説明する。先ず、光半導体パッケージ５と溶融光ファイバー８の中心軸Ａの芯合せを行う。直交ステージ（図示略）上に載置されているゴニオステージ４をずらし、中心軸Ａの芯合せを行った後、光半導体パッケージ５のフランジ３の端面３ａを基準面とし中心軸Ａと直角に位置するようゴニオステージ４を操作する。電源６を接続するとＬＤ１は発光するが、ＬＤ１の搭載位置誤差によって中心軸Ａと光軸Ｂが合致するとは限らない。
【００１５】
仮に、光軸Ｂがθだけ傾いて溶融光ファイバー８に入射したとする。２次元受光素子７に受光する光束は、画像処理装置９にて輝度がガウシアン分布をなす可視映像１０ａとなって画像モニタ１０に表示される。最も輝度の高い点１０ｂを基準面３ａ上の直交座標の光軸位置と認定して、放射光軸が求められ、１０ｂを挟んで均等位置に広がる可視映像１０ａの縁から放射角度が求められ、予め定める放射パターンの基準から外れる可視映像１０ａのＬＤ１は不良品と認定される。
【００１６】
【発明の効果】
放射光源に向かって球面状に窪ませた溶融光ファイバーを用いて、一方の端面部を２次元受光素子に密着させ、他方の端面部をＬＤに向けて、ＬＤの発光する光束を２次元受光素子にて受光し、画像処理装置を経由して画像モニタにアナログまたはデジタル表示したから、複雑な駆動機構を操作することなく、一枚の画像から光半導体パッケージの基準面からみて、直交座標上に占める光軸位置を事前に認識し、良質のＬＤを選別する放射光源の測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光軸測定方法に用いる装置の概要図である。
【図２】本発明の光軸測定方法に用いる溶融光ファイバーの外観写真である。
【図３】本発明の光軸測定方法に用いる溶融光ファイバーの断面図である。
【図４】従来技術の測定装置の概要図である。
【符号の説明】
１　ＬＤ
２　端子
３　フランジ
４　ゴニオステージ
５　光半導体パッケージ
６　電源
７　２次元受光素子
８　溶融光ファイバー
９　画像処理装置
１０　画像モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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