(57)【要約】【課題】光学素子同士の間の光軸位置を調整する際に、それぞれの光学素子の位置関係を短時間で高精度に調整する光学素子調整方法およびその装置、並びにその方法が用いられた光学素子製造方法を提供する。【解決手段】本発明の光学素子調整装置は、第１および第２の光学素子１２および１３間を光軸調整するために、受光レンズ２、集光レンズ３および６、光量測定装置４、ハーフミラー５、撮像素子７、表示装置８、制御装置９、把持治具１０、および位置調整機構１１を備えている。第２の光学素子１３から、光導波路１３ａを伝搬し出射する出射光Ｌｏｕｔと、光導波路１３ａ以外を伝搬し出射する出射光Ｌｅｘとが出射される。受光レンズ２は、出射光Ｌｅｘの出射領域外で、かつ出射光Ｌｏｕｔの出射領域内に配置される。光量測定装置４が測定する出射光Ｌｏｕｔのみの光量を用いてアクティブアライメントが行われる。【選択図】　　　　図１
2004085801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源となる第１の光学素子と、当該第１の光学素子から出射される光をその内部に形成された光導波路によって伝搬する第２の光学素子との位置関係を調整する光学素子調整方法であって、
前記第１の光学素子から前記第２の光学素子の光導波路の内部を伝搬して出射される第１の出射光の出射範囲内で、かつ、前記光導波路の外部を伝搬して出射される第２の出射光の出射範囲外に出射される光を検出光学系に入射させる工程と、
前記検出光学系に入射した前記第１の出射光の光量を測定する工程と、
前記第１の出射光の光量に基づいて、前記第１および第２の光学素子の間の光軸ずれおよび間隔を検出する工程と、
前記光軸ずれおよび間隔に基づいて、前記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する工程とを含む、光学素子調整方法。
【請求項２】
前記光を検出光学系に入射させる工程は、光を受光するための前記検出光学系に含まれる受光レンズの少なくとも一部を、前記第２の出射光の広がり角の外で、かつ、前記第１の出射光の広がり角内の領域に含まれるように配置する、請求項１に記載の光学素子調整方法。
【請求項３】
さらに、前記検出光学系に入射した前記第１の出射光の状態を観察する工程と、
前記第１の出射光の状態に基づいて、前記第２の光学素子に対する前記検出光学系の位置を調整する工程を含む、請求項１に記載の光学素子調整方法。
【請求項４】
前記第１および第２の光学素子の間の光軸ずれおよび間隔を検出する工程は、前記第１の出射光の光量を前記第１の光学素子の光軸に垂直な平面における座標の関数で近似し、当該関数の係数値を算出することによって前記光軸ずれを検出し、
前記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する工程は、前記係数値を前記平面における前記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する目標座標として、前記第１および第２の光学素子の位置関係を調整する、請求項１に記載の光学素子調整方法。
【請求項５】
前記第１および第２の光学素子の間の光軸ずれおよび間隔を検出する工程は、前記第１および第２の光学素子の光軸方向の間隔を、前記第１の出射光の光量と前記係数値と前記第１の光学素子から出射される出射光のスポットサイズとの関数で近似することによって算出し、
前記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する工程は、前記関数で近似された間隔に基づいて、前記第１および第２の光学素子の光軸方向の間隔の位置調整を行う、請求項４に記載の光学素子調整方法。
【請求項６】
光源となる第１の光学素子と、当該第１の光学素子から出射される光をその内部に形成された光導波路によって伝搬する第２の光学素子との位置関係を調整する光学素子調整装置であって、
前記第１の光学素子から前記第２の光学素子の光導波路の内部を伝搬して出射される第１の出射光の出射範囲内で、かつ、前記光導波路の外部を伝搬して出射される第２の出射光の出射範囲外に出射される光を検出する検出光学系と、
前記検出光学系で検出された前記第１の出射光の光量に基づいて、前記第１および第２の光学素子の間の光軸ずれおよび間隔を検出する制御部と、
前記制御部が検出した前記光軸ずれおよび間隔に基づいて、前記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する位置調整部とを備え、
前記検出光学系は、
入射した光の光量を測定する光量測定部と、
光を受光し、前記光量測定部へ受光した光を伝搬するための受光レンズとを含み、
前記受光レンズの少なくとも一部を、前記第２の出射光の広がり角の外で、かつ、前記第１の出射光の広がり角内の領域に含まれるように配置する、光学素子調整装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１の出射光の光量を前記第１の光学素子の光軸に垂直な平面における座標の関数で近似し、当該関数の係数値を算出することによって前記第１および第２の光学素子の間の光軸ずれを検出し、
前記位置調整部は、前記係数値を前記平面における前記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する目標座標として、前記第１および第２の光学素子の位置関係を調整する、請求項６に記載の光学素子調整装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１および第２の光学素子の光軸方向の間隔を、前記第１の出射光の光量と前記係数値と前記第１の光学素子から出射される出射光のスポットサイズとの関数で近似することによって算出し、
前記位置調整部は、前記関数で近似された間隔に基づいて、前記第１および第２の光学素子の光軸方向の間隔の位置調整を行う、請求項７に記載の光学素子調整装置。
【請求項９】
光源となる第１の光学素子と、当該第１の光学素子から出射される光をその内部に形成された光導波路によって伝搬する第２の光学素子との位置関係を調整する工程と、
前記位置関係が調整された第１および第２の光学素子を固定する工程とを含み、
前記位置関係を調整する工程は、
前記第１の光学素子から前記第２の光学素子の光導波路の内部を伝搬して出射される第１の出射光の出射範囲内で、かつ、前記光導波路の外部を伝搬して出射される第２の出射光の出射範囲外に出射される光を検出光学系に入射させる工程と、
前記検出光学系に入射した前記第１の出射光の光量を測定する工程と、
前記第１の出射光の光量に基づいて、前記第１および第２の光学素子の間の光軸ずれおよび間隔を検出する工程と、
前記光軸ずれおよび間隔に基づいて、前記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する工程とを含む、光学素子製造方法。
【請求項１０】
前記第１および第２の光学素子の間の光軸ずれおよび間隔を検出する工程は、前記第１の出射光の光量を前記第１の光学素子の光軸に垂直な平面における座標の関数で近似し、当該関数の係数値を算出することによって前記光軸ずれを検出し、
前記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する工程は、前記係数値を前記平面における前記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する目標座標として、前記第１および第２の光学素子の位置関係を調整する、請求項９に記載の光学素子製造方法。
【請求項１１】
前記第１および第２の光学素子の間の光軸ずれおよび間隔を検出する工程は、前記第１および第２の光学素子の光軸方向の間隔を、前記第１の出射光の光量と前記係数値と前記第１の光学素子から出射される出射光のスポットサイズとの関数で近似することによって算出し、
前記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する工程は、前記関数で近似された間隔に基づいて、前記第１および第２の光学素子の光軸方向の間隔の位置調整を行う、請求項１０に記載の光学素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの光学素子の光軸を調整して光接続する光学素子調整方法およびその装置、並びにその方法が用いられた光学素子製造方法に関し、より特定的には、当該光学素子から出射される出射光を用いて光軸を調整して光接続する光学素子調整方法およびその装置、並びにその方法が用いられた光学素子製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体レーザおよび光導波路等に代表される２つの光学素子の間の光軸位置を調整して光接続する方法として、半導体レーザから出射されその半導体レーザに光接続される光導波路を伝搬して出射される光の出射光量を、パワーメータ等で測定しながらその光量が最大の位置になるように調整するアクティブアライメントが行われている。以下、図１５を参照して、従来のアクティブアライメントについて説明する。なお、図１５は、従来のアクティブアライメントを行う光学素子調整装置の構成を説明するための概略図である。
【０００３】
図１５において、従来の光学素子調整装置は、受光レンズ１０１、集光レンズ１０２、光量測定装置１０３、把持治具１０４、および位置調整機構１０５を備えている。そして、上記光学素子調整装置は、第１の光学素子１０６および第２の光学素子１０７の間の光軸位置を調整して、互いに光接続させる上記アクティブアライメントを行う。第１の光学素子１０６は、半導体レーザ等の発光素子、あるいは半導体レーザ等に接続され光Ｌを発光することができる光導波路や光ファイバ等で構成される。第２の光学素子１０７は、第１の光学素子１０６に対して光軸位置が調整される微小径の光導波路１０７ａが形成された光導波路基板等で構成される。
【０００４】
受光レンズ１０１は、光導波路１０７ａの光軸上に配置され、第１の光学素子１０６から出射された光Ｌが光導波路１０７ａを伝搬した後、第２の光学素子１０７から出射された出射光Ｌｏｕｔを受光し、その出射光を略平行光に変換して出射する。集光レンズ１０２は、受光レンズ１０１から出射された略平行光を集光して出射する。光量測定装置１０３は、集光レンズ１０２から出射された集光された光を受光し、その光の光量（強度）を測定するパワーメータ等で構成される。以下、受光レンズ１０１、集光レンズ１０２、および光量測定装置１０３を総称する場合には、検出光学系１００と記載する。把持治具１０４は、第２の光学素子１０７を把持し、位置調整機構１０５によって図示Ｘ、Ｙ、およびＺ方向に移動させられることによって、第１の光学素子１０６に対して第２の光学素子１０７の光軸位置を調整し、互いに光接続する。なお、上記Ｘ方向は、図１５の紙面に対して垂直方向を示し、上記Ｙ方向は、図１５の上下方向を示し、上記Ｘ方向は、図１５の左右方向を示す。
【０００５】
次に、光学素子調整装置の動作について説明する。第１の光学素子１０６から出射された光Ｌは、第２の光学素子１０７に形成された光導波路１０７ａの一方端から入射し、光導波路１０７ａを伝播して他方端から出射光Ｌｏｕｔとして出射される。出射光Ｌｏｕｔは、受光レンズ１０１に入射し略平行光に変換された後、集光レンズ１０２によって光量測定装置１０３に結像される。そして、結像された出射光Ｌｏｕｔの光量（強度）を検出しながら、位置調整機構１０５によって把持治具１０４を介して第２の光学素子１０７を上記Ｘ、Ｙ、およびＺ方向に移動させて光軸位置の調整を行う。このとき、第１の光学素子１０６の出射口と第２の光学素子１０７に形成された光導波路１０７ａとを効率よく結合させるため、光導波路１０７ａを通過してきた出射光Ｌｏｕｔの光量が最大となるように第１および第２の光学素子１０６および１０７の光軸位置を調整する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１５に示すように受光レンズ１０１が第２の光学素子１０７に形成される光導波路１０７ａの光軸上に配置されているため、検出光学系１００には、光導波路１０７ａ以外（例えば、クラッド）を伝搬し第２の光学素子１０７から出射される出射光Ｌｅｘも入射する。したがって、光量測定装置１０３は、本来アクティブアライメントに必要な光導波路１０７ａを伝搬した出射光Ｌｏｕｔに加えて、上記出射光Ｌｅｘの光量も測定する。以下、図１６を参照して、従来の光量測定装置１０３が測定する出射光ＬｏｕｔおよびＬｅｘについて説明する。なお、図１６は、第２の光学素子１０７の上記ＸあるいはＹ方向の移動距離（横軸）に対して、出射光ＬｏｕｔおよびＬｅｘとそれぞれの出射光が合成され光量測定装置１０３が測定する出射光Ｌｏｕｔ＋Ｌｅｘとの光量（縦軸）の関係を示すグラフである。
【０００７】
図１６において、出射光ＬｏｕｔおよびＬｅｘの光量推移は、第２の光学素子１０７のそれぞれ異なった移動距離に対して光量が最大となるポイントを有している。そして、光量測定装置１０３は、出射光ＬｏｕｔおよびＬｅｘの上記光量推移が合成された出射光Ｌｏｕｔ＋Ｌｅｘの光量を測定する。この出射光Ｌｏｕｔ＋Ｌｅｘの光量の最大光量ポイントは、出射光Ｌｏｕｔの光量が最大となるポイントと同じ上記移動距離で発生する。しかしながら、出射光Ｌｏｕｔ＋Ｌｅｘの光量は、それぞれ異なった移動距離に対して光量が最大となるポイントを有した２つの出射光の光量の合成であるため、別の移動距離に対しても局所的な光量ピークポイントが発生することがある。したがって、従来の光学素子調整装置は、光量測定装置１０３が測定した光量が最大となるように光軸位置を調整する過程において、上記局所的な光量ピークポイントを誤って検出することがあり、その場合、光軸調整不良やその修正のためのタクト低下が発生する。
【０００８】
また、従来の光学素子調整装置が上記ＸあるいはＹ方向に対する光量最大ポイントを検出する方法は、第２の光学素子１０７を光量が増加する方向に移動させ、その後光量が減少し始めたら光量が最大であったポイントに第２の光学素子１０７を戻す、いわゆる山登り法によって行われている。しかしながら、この山登り法によってＸ−Ｙ平面内の光量最大ポイントを検出する場合、多大な回数の光量測定が必要であり、光量最大ポイントに第２の光学素子１０７を調整する時間を長く要していた。また、上記Ｚ方向の位置決めにおいては、第２の光学素子１０７をＺ方向に所定距離移動し、そのＺ座標におけるＸ−Ｙ平面内の光量最大ポイントを検出する動作を繰り返すため、さらに上記光量測定回数が多くなる。また、上記Ｚ座標におけるＸ−Ｙ平面内の光量最大ポイントを検出中に、第１および第２の光学素子１０６および１０７が接触し破損する可能性もあった。また、光量測定回数を少なくするために、第２の光学素子１０７の移動量を大きくすると、上記光量最大ポイントを飛び越えて光量を測定することがあり、正確に上記光量最大ポイントに位置調整できないことがあった。
【０００９】
さらに、従来の光学素子調整装置における光量測定装置１０３が正確に出射光Ｌｏｕｔを測定するためには、出射光Ｌｏｕｔが光量測定装置１０３の受光素子（図示せず）上に結像になければならず、そのために出射光Ｌｏｕｔが正確に検出光学系１００に入射するように光軸調整作業前に位置調整する必要がある。しかしながら、第２の光学素子１０７の光導波路１０７ａから出射される出射光Ｌｏｕｔのスポット径は、光導波路１０７ａが微小径であることから３μｍ程度と非常に小さく、当該スポットの位置を特定する方法がないため、当該スポットの位置に検出光学系１００の位置を調整するのは困難であった。
【００１０】
それ故に、本発明の目的は、光学素子同士の間の位置関係を調整して光接続する際に、それぞれの光学素子の光軸を短時間で高精度に調整する光学素子調整方法およびその装置、並びにその方法が用いられた光学素子製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
本発明の光学素子調整方法は、光源となる第１の光学素子と、当該第１の光学素子から出射される光をその内部に形成された光導波路の内部で伝搬する第２の光学素子との位置関係を調整する。光学素子調整方法は、光を検出光学系に入射させる工程、光量を測定する工程、光軸ずれおよび間隔を検出する工程、位置関係を調整する工程とを含んでいる。光を検出光学系に入射させる工程は、第１の光学素子から第２の光学素子の光導波路の内部を伝搬して出射される第１の出射光の出射範囲内で、かつ、光導波路の外部を伝搬して出射される第２の出射光の出射範囲外に出射される光を検出光学系に入射させる。光量を測定する工程は、検出光学系に入射した第１の出射光の光量を測定する。光軸ずれおよび間隔を検出する工程は、第１の出射光の光量に基づいて、第１および第２の光学素子の間の光軸ずれおよび間隔を検出する。位置関係を調整する工程は、光軸ずれおよび間隔に基づいて、第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する。
【００１２】
上記した本発明の構成によれば、本来アクティブアライメントに必要な光導波路内部を伝搬して出射される第１の出射光のみを用いて光量を測定するため、アクティブアライメントに不要な光導波路外を伝搬して出射される第２の出射光による局所的な光量ピークポイントを除去することができる。これによって、最大光量ポイントへの誤調整を防止することができる。
【００１３】
上記光を検出光学系に入射させる工程は、光を受光するための当該検出光学系に含まれる受光レンズの少なくとも一部を、第２の出射光の広がり角の外で、かつ、第１の出射光の広がり角内の領域に含まれるように配置してもかまわない。これによって、受光レンズは、光導波路の光軸上に配置されず、第２の出射光の広がり角の外で、かつ、第１の出射光の広がり角内の受光領域に配置されるため、容易に第１の出射光のみを受光し、上記第１の出射光のみを検出光学系内に導くことができる。
【００１４】
さらに、出射光の状態を観察する工程と検出光学系の位置を調整する工程とを含んでもかまわない。出射光の状態を観察する工程は、検出光学系に入射した第１の出射光の状態を観察する。検出光学系の位置を調整する工程は、第１の出射光の状態に基づいて、第２の光学素子に対する検出光学系の位置を調整する。これによって、第１および第２の光学素子を光軸調整するための検出光学系の位置調整においては、第１の出射光のみが正確に検出光学系に入射するように、上記受光レンズを通して入射した出射光を観察（例えば、出射光を表示する位置および焦点状態）することによって、光量測定が最良の状態になるように検出光学系を位置調整できるため、その調整を容易に、かつ短時間に行うことができる。
【００１５】
また、上記光軸ずれおよび間隔を検出する工程は、第１の出射光の光量を第１の光学素子の光軸に垂直な平面における座標の関数で近似し、当該関数の係数値を算出することによって第１および第２の光学素子の間の光軸ずれを検出してもかまわない。この場合、位置関係を調整する工程は、上記係数値を上記平面における第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する目標座標として、第１および第２の光学素子の位置関係を調整する。これによって、上記平面における光量測定ポイントを低減することができるため、光学素子の移動およびその光量測定回数を大幅に低減することができ、光量最大ポイント検索および調整時間を短縮することができる。また、上記平面における光量最大ポイントは、光量測定ポイント以外の座標を含めて特定できるため、移動量を大きくして上記光量最大ポイントを飛び越えて光量を測定しても正確に光量最大ポイントを検索することが可能であり、検索および調整精度を向上することができる。
【００１６】
さらに、上記光軸ずれおよび間隔を検出する工程は、第１および第２の光学素子の光軸方向の間隔を、第１の出射光の光量と係数値と第１の光学素子から出射される出射光のスポットサイズとの関数で近似することによって算出してもかまわない。この場合、上記第１および第２の光学素子間の位置関係を調整する工程は、上記関数で近似された間隔に基づいて、第１および第２の光学素子の光軸方向の間隔の位置調整を行う。これによって、上記平面における座標の関数を用いて算出した係数値、光量、およびスポットサイズを用いて、その場所における第１および第２の光学素子間の距離を演算することができる。これによって、第１および第２の光学素子を近づける移動を一度で位置決めできるため、光軸調整時間を大幅に短縮し、かつ高精度に調整を行うことができる。また、第１および第２の光学素子間の距離を、すぐに特定することができるため、光学素子接触による第１あるいは第２の光学素子の破損を防止することができる。
【００１７】
なお、本発明は、上述した光学素子調整方法における、それぞれの工程を実行する機能を有する光学素子調整装置としても実現することができる。また、本発明は、上述した光学素子調整方法を用いた光学素子製造方法としても実現することが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る光学素子製造方法について説明する。本発明の光学素子製造においては、半導体レーザ等の発光素子、あるいは半導体レーザ等に接続され光を発光することができる光導波路、光ファイバ、あるいは光ファイバアレイ等で構成された第１の光学素子と、当該第１の光学素子に対して光軸位置が調整される光導波路基板等で構成された第２の光学素子とを接合することによって、光学ユニットを製造するものである。なお、図１は第１および第２の光学素子の光軸調整に用いられる光学素子調整装置の構成を示す機能ブロック図であり、図２は当該光学素子製造方法の全体の動作手順を示すフローチャートである。
【００１９】
図１において、当該光学素子調整装置は、受光レンズ２、集光レンズ３および６、光量測定装置４、ハーフミラー５、撮像素子７、表示装置８、制御装置９、把持治具１０、および位置調整機構１１を備えている。そして、上記光学素子調整装置は、第１および第２の光学素子１２および１３の間の光軸位置を調整して、互いに光接続させるアクティブアライメントを行い、第１および第２の光学素子１２および１３を接合して固定する。ここで、第１の光学素子１２は、半導体レーザ等の発光素子、あるいは半導体レーザ等に接続され光を発光することができる光導波路、光ファイバ、あるいは光ファイバアレイ等で構成される。第２の光学素子１３は、第１の光学素子８に対して光軸位置が調整される微小径の光導波路１３ａが形成された光導波路基板等で構成される。
【００２０】
従来の技術で説明したように、第１の光学素子１２から出射された光Ｌは、第２の光学素子１３に形成された光導波路１３ａを伝搬し出射する出射光Ｌｏｕｔと、光導波路１３ａ以外（例えば、クラッド）を伝搬し出射する出射光Ｌｅｘとして、第２の光学素子１３から出射される。受光レンズ２は、出射光Ｌｅｘの出射領域外で、かつ出射光Ｌｏｕｔの出射領域内に配置される。なお、この受光レンズ２の配置方法についての詳細は、後述する。受光レンズ２は、上記領域に配置されることによって、第２の光学素子９から出射された出射光Ｌｏｕｔのみを受光し、その出射光を略平行光に変換して出射する。この略平行光は、ハーフミラー５で分岐され、ハーフミラー５を透過することによって集光レンズ３に入射し、ハーフミラー５を反射することによって集光レンズ６に入射する。集光レンズ３は、ハーフミラー５を透過した略平行光を集光して出射する。光量測定装置４は、集光レンズ３から出射された集光された光を受光し、その光の光量（強度）を測定するパワーメータ等で構成される。一方、集光レンズ６は、ハーフミラー５を反射した略平行光を集光して出射する。撮像素子７は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）カメラ等で構成され、集光レンズ６から出射された集光された光を受光し、その光の状態を撮像する。以下、受光レンズ２、集光レンズ３および６、光量測定装置４、ハーフミラー５、および撮像素子７を総称する場合には、検出光学系１と記載する。
【００２１】
表示装置８は、撮像素子７と接続されるモニター等で構成され、撮像素子７が撮像した光の状態を表示する。把持治具１０は、第２の光学素子１３を把持し、位置調整機構１１によって図示Ｘ、Ｙ、およびＺ方向に移動させられることによって、第１の光学素子１２に対して第２の光学素子１３の光軸位置を調整し、互いに光接続させる。制御装置９は、光量測定装置４からの光量データと位置制御機構１１からの第２の光学素子１３の座標データとを用いて、第１および第２の光学素子１２および１３の光軸を調整して位置調整機構１１の動作を制御する。なお、上記Ｘ方向は、図１の紙面に対して垂直方向を示し、上記Ｙ方向は、図１の上下方向を示し、上記Ｚ方向は、図１の左右方向（第１および第２の光学素子１２および１３における接合端面を近づける方向）を示す。
【００２２】
次に、図２を参照して、当該光学素子製造方法の全体の動作手順を説明する。まず、第２の光学素子１３を把持治具１０に把持し（ステップＳ１）、位置調整機構１１を用いて把持治具１０を移動させることによって、第１の光学素子１２の光軸に対する第２の光学素子１３の粗位置調整を行う（ステップＳ２）。上記ステップＳ２では、例えば、画像処理装置（図示せず）における画像処理等による形状認識を用いて、第１の光学素子１２の光軸に対して第２の光学素子１３に形成されている光導波路１３ａの光伝搬方向が平行になり、かつ、第１の光学素子１２側に形成される光導波路１３ａの一方端が第１の光学素子１２の出射光Ｌの広がり角内に配置されるように粗位置調整される。そして、第１の光学素子１２に含まれている半導体レーザ等の光源を発光させ、第１の光学素子１２から出射光Ｌを出射させる（ステップＳ３）。上記ステップＳ３で第１の光学素子１２から出射光Ｌを出射させることによって、光導波路１３ａの他方端から出射光Ｌｏｕｔが出射され、光導波路１３ａの他方端以外から出射光Ｌｅｘが出射される。
【００２３】
次に、検出光学系１における受光レンズ２の位置を調整する（ステップＳ４）。なお、このステップＳ４における詳細な調整方法については、後述する。
【００２４】
次に、上記ステップＳ４で位置調整された光学素子調整装置は、アクティブアライメントによって第１および第２の光学素子１２および１３の光軸調整を行う（ステップＳ５）。なお、このステップＳ５における光軸調整の詳細な方法については、後述する。
【００２５】
次に、上記ステップＳ５による光学調整が終了した第１および第２の光学素子１２および１３に対して、端面結合する面を固定する（ステップＳ６）。このステップＳ６では、第１および第２の光学素子１２および１３が所定の接着剤を用いて上記ステップＳ５で光軸調整された状態で固定される。例えば、第１および第２の光学素子１２および１３との端面結合部をそれぞれの側面から覆うように光学接着剤を塗布し、硬化させる。ここで、上記光学接着剤は、第１および第２の光学素子１２および１３との端面結合部に浸入することも考えられるので、上記光学接着剤は、結合効率の低下を防ぐため光導波路１３ａのコアと同じ屈折率を有するものを使用するのが好ましい。また、第１および第２の光学素子１２および１３の光軸調整を行う前に、少なくとも第１あるいは第２の光学素子１２あるいは１３の端面結合面に、予め屈折率整合した光学接着剤を微小量塗布しておき、上記光軸調整を行った後にそのまま硬化させてもかまわない。また、第１および第２の光学素子１２および１３のみでは接着剤で固定できない場合、他の部材に接着剤を塗布して、互いに当該部材を介して固定されてもかまわない。例えば、予め基板に実装された第１の光学素子１２に対して第２の光学素子１３を固定する場合、光軸調整を行う前に、当該基板上に接着剤を塗布しておき、上記光軸調整を行った後にそのまま硬化させ、基板および第２の光学素子１３を固定してもかまわない。このように、第１および第２の光学素子１２および１３を光軸調整後に固定することによって、正確に光軸調整された２つの光学素子が１つのユニットとして機能するようになる。
【００２６】
以下、図３および図４を参照して、上記ステップＳ４における検出光学系１の位置調整について説明する。なお、図３は出射光ＬｏｕｔおよびＬｅｘに対する受光レンズ２の配置位置を説明するための模式図であり、図４は上記ステップＳ４で用いられる表示装置８に表示される光の状態の一例を示す図である。
【００２７】
図３において、光導波路１３ａを伝搬して出射される出射光Ｌｏｕｔは、微小径で形成される光導波路１３ａから出射されるため、回折により大きな広がり角を示す。一方、光導波路１３ａ以外を伝搬して出射される出射光Ｌｅｘは、第２の光学素子内での浅い全反射光等であるため、広がり角は小さい。ここで、図３に示すように、光導波路１３ａがＹ方向に対して幅ａおよびｂ（ただし、ａ＜ｂ）の他の部材で挟まれることによって、第２の光学素子１３が構成されているとし、光導波路１３ａの光軸を基準に、出射光Ｌｏｕｔの広がり角をθ１、幅ａの部材から出射される出射光Ｌｅｘ１の広がり角をθ２、および幅ｂの部材から出射される出射光Ｌｅｘ２の広がり角をθ３とする。上記した仮定下において、それぞれの広がり角θ１〜θ３は、θ１＞θ２＞θ３の関係を有する。このような、出射光ＬｏｕｔおよびＬｅｘの広がり角の相違を利用して、受光レンズ２は、出射光Ｌｅｘ１およびＬｅｘ２の広がり角θ２およびθ３領域外であり、かつ出射光Ｌｏｕｔの広がり角領域θ１内となる受光領域αに含まれるように配置される。また、受光レンズ２は、上記受光領域αに少なくとも一部が含まれ、かつ出射光Ｌｅｘ１およびＬｅｘ２の広がり角θ２およびθ３領域外に配置してもよい。なお、この受光領域αは、図３のＹ方向を考えた場合、図面の上下方向に形成されるが、部材の幅が広い幅ｂが形成されている方向に受光領域αが広く得られる。つまり、受光レンズ２によって効率よく出射光Ｌｏｕｔのみを受光するためには、幅ｂの部材側に形成される受光領域αに受光レンズ２を配置するのが好ましい。なお、受光領域αは、図３におけるＹ方向以外にも形成される（例えば、Ｘ方向）ため、受光レンズ２を他の方向における受光領域αに対して少なくとも一部が含まれるように配置してもよいことは、言うまでもない。
【００２８】
また、受光レンズ２の焦点距離ｆは、上述した受光領域αに配置可能なものでなくてはならない。つまり、受光領域αの最も第２の光学素子１３に接近した点Ｐ（出射光Ｌｏｕｔおよび出射光Ｌｅｘ２の交点）より離れた焦点距離ｆを満たす必要がある。ここで、光導波路１３ａの出射端面の中心をＯとし、点Ｐから中心Ｏまでの距離をｓとすると、ｆ＞ｓとなる。ここで、距離ｓは、
ｓ＝ｂ／｛ｃｏｓθ１（ｔａｎθ１−ｔａｎθ３）｝
で示される。
【００２９】
このような受光領域αに受光レンズ２を配置するために、本実施形態では撮像素子７で撮像され表示装置８に表示された出射光Ｌｏｕｔの状態をモニターして、検出光学系１の位置調整を行う。なお、本発明の検出光学系１において、その内部の構成部２〜７は、予め固定的に配置されており、検出光学系１全体の位置を調整することによって、受光レンズ２を移動させることができる。
【００３０】
図４において、上述した受光領域αの中で最良な出射光Ｌｏｕｔのみの光量が得られる所定の位置に、光導波路１３ａおよび受光レンズ２の光軸間の角度θｑと、上記中心Ｏから受光レンズ２の中心までの距離とを調整することによって配置された受光レンズ２において、当該受光レンズ２を通して撮像された出射光Ｌｏｕｔが表示される表示装置８上の座標を、所定位置座標Ｑとして予め記憶しておく。そして、以後の検出光学系１の位置調整においては、受光レンズ２の光軸の角度を上記角度θｑに合わせた後、当該受光レンズ２を通して撮像素子７によって撮像され表示装置８に表示される出射光Ｌｏｕｔの位置を、上記所定位置座標Ｑに一致させ、表示される出射光Ｌｏｕｔの焦点が正しく合うように、検出光学系１の位置を調整する。なお、このような検出光学系１の位置調整は、光軸調整を行う光学素子の種類（機種）に応じて、少なくとも一度行えばよい。このように、表示装置８に表示される出射光Ｌｏｕｔの表示位置および焦点が、最良になるように検出光学系１の位置調整を行うことによって、光量測定も最良の状態で行うことができる。また、検出光学系１の位置調整を容易にかつ正確に行うことができる。さらに、上述した受光領域αに受光レンズ２を配置することによって、本来アクティブアライメントに不要な出射光Ｌｅｘが光量測定装置４に入射しない。本発明者は、本実施形態に係る光学素子調整装置と従来の光学素子調整装置との実測を行って比較した結果、出射光Ｌｏｕｔ（信号）と出射光Ｌｅｘ（ノイズ）との比（ＳＮ比）が、上述した検出光学系１の配置によって２．５倍に向上することを確認している。
【００３１】
以下、図５および図６を参照して、上記ステップＳ５による光軸調整処理の詳細について説明する。なお、図５は当該光軸調整処理の動作手順を示す上記ステップＳ５のサブルーチンであり、図６は第１および第２の光学素子１２および１３において光接続する端面間のＺ方向の座標を説明するための端面付近を拡大した側面概要図である。
【００３２】
図５および図６において、制御装置９は、上記ステップＳ４が終了した時点の第２の光学素子１３において光接続する端面の上記Ｚ方向の座標Ｚｉ（ｉは自然数）を初期座標Ｚ１とする（ステップＳ１１）。そして、処理を次のステップに進める。
【００３３】
次に、制御装置９は、光量測定装置４および位置調整機構１１を用いて、座標Ｚｉにおける上記ＸおよびＹ方向に対して、出射光Ｌｏｕｔの光量が最大となるポイントを検出し、その光量最大ポイントへ第２の光学素子１３を移動させる（ステップＳ１２）。以下、図７および図８を参照して、制御装置９が行う上記ステップＳ１２の詳細な処理動作について説明する。なお、図７はＸおよびＹ方向に対して、上記光量最大ポイントへ第２の光学素子１３を移動させる処理手順を示すサブルーチンであり、図８は図７の処理を説明するための第２の光学素子１３の移動距離（横軸）と出射光Ｌｏｕｔの光量（縦軸）との関係を示すグラフである。
【００３４】
図７において、制御装置９は、位置調整機構１１に対して座標Ｚｉにおいて第２の光学素子１３を上記Ｘ方向（図６における紙面に垂直な双方向）に所定の距離ずつ移動させる指示を行い、光量測定装置４がそれぞれ移動したポイントにおける出射光Ｌｏｕｔの光量を測定した結果を用いて、Ｘ方向の光量分布を作成する（ステップＳ１０１）。このＸ方向の光量分布では、出射光Ｌｏｕｔの光量変化は、図８に示すような関係になる。そして、制御装置９は、上記ステップＳ１０１で作成したＸ方向の光量分布において、出射光Ｌｏｕｔが最大となるポイントを検出し、位置調整機構１１を用いてそのＸ方向における光量最大ポイントを示すＸ座標に第２の光学素子１３を移動させる（ステップＳ１０２）。
【００３５】
次に、制御装置９は、位置調整機構１１に対して座標Ｚｉおよび上記ステップＳ１０２で検出した光量最大ポイントを示すＸ座標において、第２の光学素子１３を上記Ｙ方向（図６における上下双方向）に所定の距離ずつ移動させる指示を行い、光量測定装置４がそれぞれ移動したポイントにおける出射光Ｌｏｕｔの光量を測定した結果を用いて、Ｙ方向の光量分布を作成する（ステップＳ１０３）。このＹ方向の光量分布でも、出射光Ｌｏｕｔの光量変化は、図８に示すような関係になる。そして、制御装置９は、上記ステップＳ１０３で作成したＹ方向の光量分布において、出射光Ｌｏｕｔが最大となるポイントを検出し、位置調整機構１１を用いてそのＹ方向における光量最大ポイントを示すＹ座標に第２の光学素子１３を移動させ（ステップＳ１０４）、当該サブルーチンによる処理を終了する。つまり、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理によって、制御装置９は、座標ＺｉにおけるＸ−Ｙ平面上の光量最大ポイントに第２の光学素子１３を移動させる。
【００３６】
図５および図６に戻り、制御装置９は、上記ステップＳ１２で検出した座標ＺｉにおけるＸ−Ｙ平面上の光量最大ポイントにおける光量を用いて、直前のステップＳ１２で検出された光量に対する光量変化量を演算し、その光量変化量が所定値以下か否かを判断する（ステップＳ１３）。上記出射光Ｌｏｕｔの光量は、第１および第２の光学素子１２および１３の端面間距離が小さくなるにしたがって、第２の光学素子１３の入射端面における絶対光量が増加するため大きくなる。また、出射光Ｌｏｕｔの光量は、上記端面間距離が小さくなるにしたがって、単位距離あたりの光量増加量が小さくなる。したがって、上記ステップＳ１３では、制御装置９は、端面間が近づいた際の光量変化量を検出し、その変化量が０に近くなれば、上記Ｚ方向における光導波路１３ａの伝播光量が最大になるポイント（座標Ｚ０）と判断する。そして、制御装置９は、上記所定値を０近くに設定することによって、上記ステップＳ１３で光量変化量が所定値より大きい場合、まだ第１および第２の光学素子１２および１３を端面結合するＺ方向の光量最大ポイントＺ０に到達していないと判断して、処理を次のステップＳ１５に進める。一方、制御装置９は、上記ステップＳ１３で光量変化量が所定値以下の場合、第１および第２の光学素子１２および１３を端面結合するＺ方向の光量最大ポイントＺ０に到達したと判断して、Ｚ方向の光量最大ポイントＺ０に第１および第２の光学素子１２および１３を調整して（ステップＳ１７）、次のステップＳ１８に処理を進める。
【００３７】
ステップＳ１５では、制御装置９は、位置調整機構１１を用いて第２の光学素子１３を第１の光学素子１２に近づけるように、所定の移動距離ΔＺだけＺ方向に移動させる。そして、制御装置９は、現在の座標Ｚｉの変数ｉを＋１することによって新たな座標Ｚｉを設定し（ステップＳ１６）、上記ステップＳ１２に戻って処理を繰り返す。
【００３８】
ステップＳ１８では、制御装置９は、光量測定装置４および位置調整機構１１を用いて、Ｚ方向の光量最大ポイントＺ０におけるＸ−Ｙ平面に対して、出射光Ｌｏｕｔの光量が最大となるポイントを検出し、その光量最大ポイントへ第２の光学素子１３を移動させ、当該光軸調整処理のサブルーチンによる処理を終了する。なお、このステップＳ１８で行われる詳細な処理動作は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００３９】
このように、第１の実施形態では、受光レンズ２を光導波路１３ａの光軸上に配置せず、本来アクティブアライメントに必要な出射光Ｌｏｕｔのみが出射される受光領域αに配置することによって、局所的な光量ピークポイント（図１６参照）の原因となる光導波路１３ａ以外を伝搬した出射光Ｌｅｘを除去することができる。これによって、最大光量ポイントへの誤調整を防止することができる。また、第１および第２の光学素子１２および１３を光軸調整するための検出光学系１の位置調整においては、出射光Ｌｏｕｔのみが正確に検出光学系１に入射するように、上記受光レンズ２を通して撮像された出射光Ｌｏｕｔを表示する位置および焦点状態をモニターすることによって、光量測定が最良の状態になるように検出光学系１を位置調整するため、その調整を容易に、かつ短時間に行うことができる。
【００４０】
なお、第１の実施形態の説明では、第２の光学素子１３を移動させることにより第１の光学素子１２に対する光軸位置調整を行ったが、第１の光学素子１２を移動させて光軸位置調整を行ってもかまわない。また、第１の実施形態の説明では、第２の光学素子１３の移動を制御するために制御装置９を使用したが、光量測定装置４に表示される光量の値に基づいて手動の移動機構を使用して第２の光学素子１３を移動させても良いことは言うまでもない。さらに、集光レンズ３と光量測定測定装置４との間にピンホール１４（図９参照）を設置し、光量測定装置４が当該ピンホールを通過した出射光Ｌｏｕｔのみを用いて光量を測定することによって、第２の光学素子１３から出射される不要な出射光（例えば、迷光や広角な出射光）を削除することができ、検出光学系１の精度を向上することによって、さらに、第１の実施形態の効果を向上させることができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る光学素子製造方法について説明する。当該光学素子製造方法は、上述した第１の実施形態に係る光学素子製造方法に対して、ＸおよびＹ方向の光量最大ポイントへの移動処理が異なる方法である。第２の実施形態における第１および第２の光学素子の光軸調整に用いられる光学素子調整装置の構成は、図１を参照して説明した第１の実施形態の機能ブロック図と同様であり、当該光学素子製造方法の全体の動作手順および検出光学系１の位置調整は、図２〜図４を参照して説明した第１の実施形態のフローチャートおよび検出光学系１の配置位置と同様である。したがって、第２の実施形態では、光学素子調整装置の構成および光学素子製造方法の全体の動作手順における、同一の機能ブロックおよび処理ステップについて同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４２】
次に、第２の実施形態に係る光学素子調整方法における光軸調整処理の詳細について説明する。なお、当該光軸調整処理の動作手順は、図５を参照して第１の実施形態で説明した光軸調整処理の動作手順を示すサブルーチンに対して、ステップＳ１２およびＳ１８におけるＸおよびＹ方向の光量最大ポイントへの移動処理の詳細な処理動作のみが異なる。したがって、第２の実施形態に係る光学素子調整方法における光軸調整処理については、同一の処理ステップについては同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。また、第２の実施形態における第１および第２の光学素子１２および１３において光接続する端面間のＺ方向の座標についても、図６を参照して第１の実施形態で説明したＺ方向の座標を説明するための端面付近を拡大した側面概要図と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００４３】
次に、図１０〜図１２を参照して、制御装置９が行う上記ステップＳ１２およびＳ１８におけるＸおよびＹ方向の光量最大ポイントへの移動処理の詳細な処理動作について説明する。なお、図１０はＸおよびＹ方向に対して、上記光量最大ポイントへ第２の光学素子１３を移動させる処理手順を示すサブルーチンであり、図１１は図１０の処理を説明するためのＸ−Ｙ平面における光量測定ポイントを示す図であり、図１２は図１０の処理を説明するための第２の光学素子１３のＸおよびＹ方向の位置座標（第１および第２軸）と出射光Ｌｏｕｔの光量（第３軸）との関係を示すグラフである。
【００４４】
図１０において、制御装置９は、当該サブルーチンで利用する一時変数であるｍおよびｎ（ｍおよびｎは自然数）を初期化するために、それぞれ１にセットする（ステップＳ２０１）。そして、処理を次のステップに進める。
【００４５】
次に、制御装置９は、位置調整機構１１に対して座標Ｚｉにおいて第２の光学素子１３を上記Ｘ方向（図６における紙面に垂直な双方向）およびＹ方向（図６における上下双方向）におけるＸ−Ｙ平面に対して、所定の位置座標（Ｘ、Ｙ）＝（Ｘｍ、Ｙｎ）に移動させる指示を行い、光量測定装置４が移動した位置座標（Ｘｍ、Ｙｎ）を光量測定ポイントとして出射光Ｌｏｕｔの光量Ｉ（Ｘｍ、Ｙｎ）を測定する（ステップＳ２０２）。ここで、図１１を参照して、制御装置９が指示するＸ−Ｙ平面における上記位置座標（Ｘｍ、Ｙｎ）について説明する。
【００４６】
図１１において、制御装置９は、上記Ｘ−Ｙ平面をそれぞれＸ方向にＭ個およびＹ方向にＮ個に分割されたマトリックス上に位置座標（Ｘｍ、Ｙｎ）を設定する。つまり、制御装置９は、上記Ｘ−Ｙ平面に対してＭ×Ｎ個のＸ−Ｙ座標（Ｘｍ、Ｙｎ）を設定して、それぞれの位置座標（Ｘｍ、Ｙｎ）を光量測定ポイントとして出射光Ｌｏｕｔの光量Ｉ（Ｘｍ、Ｙｎ）を測定し、位置座標（Ｘｍ、Ｙｎ）およびその光量Ｉ（Ｘｍ、Ｙｎ）を関連付けて記憶する。なお、この位置座標（Ｘｍ、Ｙｎ）は、上述した一時変数ｍおよびｎが変更される毎に、それぞれ異なった位置座標が設定される。
【００４７】
図１０に戻り、制御装置９は、現在の一時変数ｍが上述したＸ方向の設定個数Ｍと等しいか否かを判断する（ステップＳ２０３）。そして、制御装置９は、上記ステップＳ２０３において、一時変数ｍが設定個数Ｍと等しくない場合、現在の一時変数ｍを＋１することによって新たな一時変数ｍを設定し（ステップＳ２０４）、上記ステップＳ２０２に戻って処理を繰り返す。一方、制御装置９は、上記ステップＳ２０３において、一時変数ｍが設定個数Ｍと等しい場合、次のステップＳ２０５に処理を進める。
【００４８】
ステップＳ２０５では、制御装置９は、現在の一時変数ｎが上述したＹ方向の設定個数Ｎと等しいか否かを判断する。そして、制御装置９は、上記ステップＳ２０５において、一時変数ｎが設定個数Ｎと等しくない場合、現在の一時変数ｍを初期化するために１にセットし、かつ現在の一時変数ｎを＋１することによって新たな一時変数ｎを設定し（ステップＳ２０６）、上記ステップＳ２０２に戻って処理を繰り返す。一方、制御装置９は、上記ステップＳ２０５において、一時変数ｎが設定個数Ｎと等しい場合、次のステップＳ２０７に処理を進める。
【００４９】
ステップＳ２０７では、制御装置９は、上記Ｘ−Ｙ座標に対する光量Ｉ（Ｘ、Ｙ）の近似式を上記ステップＳ２０２で計測したデータを用いて解く（ステップＳ２０７）。ここで、図１２に示すように、上記Ｘ−Ｙ平面における光量Ｉは、ガウス分布で近似することが可能であり、あるＸ−Ｙ座標（Ｘ、Ｙ）で光量最大ポイントを示す。このような近似を式で示すと、上記Ｘ−Ｙ座標における光量Ｉ（Ｘ、Ｙ）は、
Ｉ（Ｘ、Ｙ）＝Ａ・ｅｘｐ｛Ｂ（Ｘ−Ｃ）２＋Ｄ（Ｙ−Ｅ）２｝…（１）
の近似式で表すことができる。ここで、上記式（１）における、Ａ〜Ｅは、定数である。また、上記ステップＳ２０２では、制御装置９は、複数の異なった位置座標（Ｘｍ、Ｙｎ）に対してその光量Ｉ（Ｘｍ、Ｙｎ）を関連付けて記憶している。制御装置９は、これらの位置座標（Ｘｍ、Ｙｎ）およびその光量Ｉ（Ｘｍ、Ｙｎ）をそれぞれ上記式（１）に最小二乗法を用いて代入することによって、上記定数Ａ〜Ｅを演算する。なお、これら定数Ａ〜Ｅを演算するためには、制御装置９は、上述したＸ−Ｙ平面に対する光量測定ポイントの個数Ｍ×Ｎ個を５個以上になるように、それぞれ設定個数ＭおよびＮを設定する。そして、制御装置９は、上記式（１）の定数ＣおよびＥを算出し、Ｘ−Ｙ座標（Ｘ、Ｙ）＝（Ｃ、Ｅ）が光量最大ポイントを示す座標であり、その座標（Ｃ、Ｅ）における光量Ｉが最大値Ａになると推定する。
【００５０】
図１０に戻り、制御装置９は、上記ステップＳ２０７で算出したＸ−Ｙ平面における光量最大ポイントを示す座標（Ｘ、Ｙ）＝（Ｃ、Ｅ）に第２の光学素子１３を位置調整機構１１を用いて移動させ（ステップＳ２０８）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
【００５１】
上述したように、第２の実施形態におけるＺ方向の光軸調整においては、第１の実施形態と同様であり、第２の実施形態では、Ｚ方向へ所定距離ΔＺ移動した後、上記ステップＳ２０１〜Ｓ２０８で説明したＸ−Ｙ平面における光量最大ポイントへの移動処理を繰り返すことによって、最終的にＺ座標がＺ０に対してＸ−Ｙ平面における光量最大ポイントへ光軸調整され、第１および第２の光学素子１２および１３の光軸調整処理が終了する。
【００５２】
このように、第２の実施形態では、上述した第１の実施形態の効果に加えて、Ｘ−Ｙ平面における光量測定ポイントがＭ×Ｎ点で光量最大ポイントを検索することができるため、第２の光学素子１３の移動およびその光量測定回数を大幅に低減することができ、光量最大ポイント検索および調整時間を短縮することができる。また、上記Ｘ−Ｙ平面における光量最大ポイントは、光量測定ポイント以外の座標を含めて特定できるため、移動量を大きくして上記光量最大ポイントを飛び越えて光量を測定しても正確に光量最大ポイントを検索することが可能であり、検索および調整精度を向上することができる。
【００５３】
なお、第２の実施形態の説明では、第２の光学素子１３を移動させることにより第１の光学素子１２に対する光軸位置調整を行ったが、第１の光学素子１２を移動させて光軸位置調整を行ってもかまわない。また、第２の実施形態の説明では、第２の光学素子１３の移動を制御するために制御装置９を使用したが、光量測定装置４に表示される光量の値に基づいて手動の移動機構を使用して第２の光学素子１３を移動させても良いことは言うまでもない。さらに、集光レンズ３と光量測定測定装置４との間にピンホール１４（図９参照）を設置し、光量測定装置４が当該ピンホールを通過した出射光Ｌｏｕｔのみを用いて光量を測定することによって、第２の光学素子１３から出射される不要な出射光（例えば、迷光や広角な出射光）を削除することができ、検出光学系１の精度を向上することによって、さらに、第２の実施形態の効果を向上させることができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る光学素子製造方法について説明する。当該光学素子製造方法は、上述した第１の実施形態に係る光学素子製造方法に対して、光軸調整処理が異なる方法である。第３の実施形態における第１および第２の光学素子の光軸調整に用いられる光学素子調整装置の構成は、図１を参照して説明した第１の実施形態の機能ブロック図と同様であり、当該光学素子製造方法の全体の動作手順および検出光学系１の位置調整は、図２〜図４を参照して説明した第１の実施形態のフローチャートおよび検出光学系１の配置位置と同様である。したがって、第３の実施形態では、光学素子調整装置の構成および光学素子製造方法の全体の動作手順における、同一の機能ブロックおよび処理ステップについて同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５５】
次に、図１３および図１４を参照して、第３の実施形態に係る光学素子調整方法における光軸調整処理の詳細について説明する。なお、図１３は第３の実施形態に係る光軸調整処理の動作手順を示すステップＳ５（図２参照）のサブルーチンであり、図１４は第１および第２の光学素子１２および１３において光接続する端面間のＺ方向の座標および距離を説明するための端面付近を拡大した側面概要図と、それら端面におけるビームスポットサイズを説明するための概要図である。
【００５６】
図１３において、制御装置９は、光量測定装置４および位置調整機構１１を用いて、現在のＺ方向の座標Ｚ１におけるＸおよびＹ方向に対して、出射光Ｌｏｕｔの光量が最大となるポイントを検出し、その光量最大ポイントへ第２の光学素子１３を移動させる（ステップＳ２１）。なお、このステップＳ２１で行われる詳細な処理動作は、図１０を用いて第２の実施形態で説明したステップＳ２０１〜Ｓ２０８と同様であるため、詳細な説明を省略する。このステップＳ２１の処理によって、制御装置９は、上述したように第２の実施形態で説明したＸ−Ｙ座標における光量Ｉ（Ｘ、Ｙ）の近似式、
Ｉ（Ｘ、Ｙ）＝Ａ・ｅｘｐ｛Ｂ（Ｘ−Ｃ）２＋Ｄ（Ｙ−Ｅ）２｝…（１）
を解くことによって、定数Ａ〜Ｅを算出し、Ｚ座標Ｚ１における位置座標（Ｘ、Ｙ）＝（Ｃ、Ｅ）に第２の光学素子１３を移動させている。
【００５７】
次に、制御装置９は、Ｚ座標Ｚ１から第１および第２の光学素子１２および１３を端面結合するＺ方向の端面結合座標Ｚ０までの距離Ｄを演算する（ステップＳ２２）。以下、ステップＳ２２で行う距離Ｄの演算方法について説明する。
【００５８】
図１４において、第１の光学素子１２から出射される出射光Ｌが、Ｚ座標Ｚ１における出射光Ｌの光軸に対して垂直に形成される第２の光学素子１３の第１の光学素子１２側の端面に照射されるビームのスポットサイズの短半径あるいは長半径が、図示ＸおよびＹ方向にそれぞれＷ１およびＨ１であるとする。このスポットサイズＷ１およびＨ１は、それぞれ、
Ｗ１＝Ｄ・λ／（２・π・ｎ・Ｗ０）　　…（２）
Ｈ１＝Ｄ・λ／（２・π・ｎ・Ｈ０）　　　　…（３）
で表すことができる。ここで、λは出射光Ｌの波長であり、πは円周率であり、ｎは座標Ｚ１およびＺ０間の空間の屈折率であり、Ｗ０およびＨ０は端面結合座標Ｚ０における出射光ＬのビームがＸおよびＹ方向に形成されるスポットサイズである。上記式（２）および（３）を変形すると、距離Ｄは、
Ｄ＝（２・π・ｎ・Ｗ０・Ｗ１）／λ　　…（４）
＝（２・π・ｎ・Ｈ０・Ｈ１）／λ　　　　…（５）
一方、座標Ｚ１における第２の光学素子１３から出射される出射光Ｌｏｕｔが、Ｘ−Ｙ座標における光量最大ポイント（Ｘ、Ｙ）＝（Ｃ、Ｅ）で出射される光量Ｉ（Ｃ、Ｅ、Ｚ１）は、上記スポットサイズＷ１およびＨ１を用いて、
Ｉ（Ｃ、Ｅ、Ｚ１）／ｅ２＝Ａ・ｅｘｐ｛Ｂ（Ｗ１−Ｃ）２｝　　…（６）
Ｉ（Ｃ、Ｅ、Ｚ１）／ｅ２＝Ａ・ｅｘｐ｛Ｄ（Ｈ１−Ｅ）２｝　　…（７）
で表される。ここで、Ａ〜Ｅは、上記式（１）で用いた定数である。上記式（６）および（７）を変形すると、スポットサイズＷ１およびＨ１は、それぞれ、
Ｗ１＝Ｃ＋｛１／Ｂ・ｌｎ（Ｉ／（Ａ・ｅ２））｝　　…（８）
Ｈ１＝Ｅ＋｛１／Ｄ・ｌｎ（Ｉ／（Ａ・ｅ２））｝　　…（９）
となる。これらの式（８）および（９）を上記式（４）および（５）に代入することによって、距離Ｄは、π、ｎ、およびλで示される既知の値と、Ａ〜Ｅの定数と、スポットサイズＷ０およびＨ０を用いて演算することができる。ここで、スポットサイズＷ０およびＨ０は、端面結合座標Ｚ０、すなわち第１および第２の光学素子１２および１３が接合した状態の出射光Ｌのスポットサイズであるため、第１の光学素子１２の出射口の設計値として既知の値である。また、上述したように、定数Ａ〜Ｅは、既に上記ステップＳ２１で算出されているため、制御装置９は、上記式（４）、（５）、（８）、および（９）を用いて、容易に距離Ｄを演算することができる。
【００５９】
図１３に戻り、制御装置９は、位置調整機構１１を用いて第２の光学素子１３を第１の光学素子１２に近づけるように、上記ステップＳ２２で演算した距離ＤだけＺ方向に移動させ、第２の光学素子１３を端面結合座標Ｚ０に調整する（ステップＳ２３）。そして、制御装置９は、光量測定装置４および位置調整機構１１を用いて、座標Ｚ０におけるＸ−Ｙ平面に対して、出射光Ｌｏｕｔの光量が最大となるポイントを検出し、その光量最大ポイントへ第２の光学素子１３を移動させ（ステップＳ２４）、当該光軸調整処理のサブルーチンによる処理を終了する。なお、このステップＳ２４で行われる詳細な処理動作は、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０８と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００６０】
このように、第３の実施形態では、上述した第１および第２の実施形態の効果に加えて、第２の実施形態で説明したガウス分布を用いた、あるＺ座標におけるＸ−Ｙ平面における光量最大ポイントの検出において算出した定数を用いて、そのＺ座標における第１および第２の光学素子１２および１３間の距離を演算することができる。これによって、Ｚ方向の移動を一度で位置決めできるため、光軸調整時間を大幅に短縮し、かつ高精度に調整を行うことができる。また、第１および第２の光学素子１２および１３間の距離を、すぐに特定することができるため、光学素子接触による第１あるいは第２の光学素子１２あるいは１３の破損を防止することができる。
【００６１】
なお、第３の実施形態の説明では、第２の光学素子１３を移動させることにより第１の光学素子１２に対する光軸位置調整を行ったが、第１の光学素子１２を移動させて光軸位置調整を行ってもかまわない。また、第３の実施形態の説明では、第２の光学素子１３の移動を制御するために制御装置９を使用したが、光量測定装置４に表示される光量の値に基づいて手動の移動機構を使用して第２の光学素子１３を移動させても良いことは言うまでもない。さらに、集光レンズ３と光量測定測定装置４との間にピンホール１４（図９参照）を設置し、光量測定装置４が当該ピンホールを通過した出射光Ｌｏｕｔのみを用いて光量を測定することによって、第２の光学素子１３から出射される不要な出射光（例えば、迷光や広角な出射光）を削除することができ、検出光学系１の精度を向上することによって、さらに、第３の実施形態の効果を向上させることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明のように、本発明によれば、光学素子の光軸調整において検出光学系の位置決めを容易に行い、光量に基づく位置決めを高精度に行うことができる。また、上記光軸調整のＸ−Ｙ方向における光量測定ポイントを大幅に低減することができるため、光学素子の移動およびその光量測定回数を大幅に低減することができ、Ｘ−Ｙ方向における光量最大ポイント検索および調整時間を短縮することができる。さらに、上記光軸調整のＺ方向における光学素子間の距離を演算することができるため、Ｚ方向の移動を一度で位置決めでき、光軸調整時間をさらに短縮し、かつ高精度に調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る第１および第２の光学素子の光軸調整に用いられる光学素子調整装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光学素子製造方法の全体の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】図１の出射光ＬｏｕｔおよびＬｅｘに対する受光レンズ２の配置位置を説明するための模式図である。
【図４】図２のステップＳ４で用いられる図１の表示装置８に表示される光の状態の一例を示す図である。
【図５】図２のステップＳ５における光軸調整処理の動作手順を示すサブルーチンである。
【図６】図１の第１および第２の光学素子１２および１３において光接続する端面間のＺ方向の座標を説明するための端面付近を拡大した側面概要図である。
【図７】図２のＸおよびＹ方向に対する光量最大ポイントへ第２の光学素子１３を移動させる処理手順を示すサブルーチンである。
【図８】図７の処理を説明するための第２の光学素子１３の移動距離（横軸）と出射光Ｌｏｕｔの光量（縦軸）との関係を示すグラフである。
【図９】図１の集光レンズ３と光量測定測定装置４との間に設置されるピンホール１４の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る図２のＸおよびＹ方向に対する光量最大ポイントへ第２の光学素子１３を移動させる処理手順を示すサブルーチンである。
【図１１】図１０の処理を説明するためのＸ−Ｙ平面における光量測定ポイントを示す図である。
【図１２】図１０の処理を説明するための第２の光学素子１３のＸおよびＹ方向の位置座標（第１および第２軸）と出射光Ｌｏｕｔの光量（第３軸）との関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る光軸調整処理の動作手順を示す図２のステップＳ５のサブルーチンである。
【図１４】図１３の処理を説明するための第１および第２の光学素子１２および１３において光接続する端面間のＺ方向の座標および距離を説明するための端面付近を拡大した側面概要図と、それら端面におけるビームスポットサイズを説明するための概要図とである。
【図１５】従来のアクティブアライメントを行う光学素子調整装置の構成を説明するための概略図である。
【図１６】図１５の光量測定装置１０３が測定するＸあるいはＹ方向の移動距離（横軸）に対して、出射光Ｌｏｕｔ＋Ｌｅｘとの光量（縦軸）の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…検出光学系
２…受光レンズ
３、６…集光レンズ
４…光量測定装置
５…ハーフミラー
７…撮像素子
８…表示装置
９…制御装置
１０…把持治具
１１…位置調整機構
１２…第１の光学素子
１３…第２の光学素子
１３ａ…光導波路
１４…ピンホール
【図１】
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【図２】
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【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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