(57)【要約】【課題】微小光学回路において光学的な後補正を行うための、光学アライメントシステム、該システムにおいて行われる光学アライメント方法、及び前述したシステムの調整方法の提供。【解決手段】光学アライメントシステム１００は、複数の光学部品を有する微小光学回路１０２において、光学部品間を接続する光路２４、２６、２８、３０に設けられ、該光路２４、２６、２８、３０における光学的な後補正を行うために用いられる複数の光学アライメント用素子１０４ａ及び１０４ｂを具える。【選択図】　　　図１
2004093926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学部品を有する微小光学回路において、
前記光学部品間を接続する光路に設けられ、該光路における光学的な後補正を行うために用いられる複数の光学アライメント用素子を具えること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記光学アライメント用素子を、出射光の伝搬方向の角度を調整する光偏向素子とした場合、
複数の該光偏向素子を用いて、前記光学部品における光の出射／入射の位置及び角度を決定することによって前記光学的な後補正を行う第１光偏向器を構成してあること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記複数の光偏向素子として第１及び第２プリズムを用い、これら第１及び第２プリズムが一組となって形成されるプリズム装置を用いて前記第１光偏向器を構成した場合、
前記第１及び第２プリズムのそれぞれが、
当該第１及び第２プリズムのそれぞれにおける入射光の光軸を第１回転軸とする第１の回転を行うとともに、前記第１回転軸とは異なる回転軸を第２回転軸とする第２の回転を行うことによって、前記出射光の伝搬方向の角度を調整し、
かつ前記プリズム装置の入射光を前記第１プリズムに入射させ、該第１プリズムの出射光を前記第２プリズムに入射させるように構成してあること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記光学アライメント用素子を、出射光の伝搬方向の角度を調整する光偏向素子とした場合、
複数の該光偏向素子と光路シフト素子とを用いて、前記光学部品における光の出射及び入射の位置と角度を決定することによって前記光学的な後補正を行う第２光偏向器を構成してあること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記複数の光偏向素子として第１及び第２プリズムを用い、前記第２光偏向器を前記第１及び第２プリズムが一組となって形成されるプリズム装置を含む構成とした場合、
前記第１及び第２プリズムのそれぞれが、
当該第１及び第２プリズムのそれぞれにおける入射光の光軸を第１回転軸とする第１の回転を行うとともに、前記第１回転軸とは異なる回転軸を第２回転軸とする第２の回転を行うことによって、前記出射光の伝搬方向の角度を調整し、
かつ前記第２光偏向器の入射光を前記第１プリズムに入射させるとともに、該第１プリズムの出射光を前記第２プリズムに入射させ、
及び該第２プリズムの出射光を前記光路シフト素子に入射させ、該光路シフト素子によって光路シフト量を変化させることにより、当該光路シフト素子から出射する光の伝搬方向の位置を調整するように構成してあること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項６】
請求項３もしくは５に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記出射光の伝搬方向の角度、すなわち偏向角は、
前記第１及び第２プリズムのそれぞれにおける前記入射光の入射角を０°として行う前記第１の回転では１．５３°であり、
かつ前記第１及び第２プリズムのそれぞれが前記第１の回転とともに前記第２の回転を行い、前記入射角を０°以上４５°以下の範囲内で変化させた場合、１．５３°以上２．８０°以下の範囲内であること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項７】
請求項５に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記光路シフト素子は、当該光路シフト素子の入射光の入射面と同一面内で回転させる場合、前記光路シフト量が０ｍｍより大きく２．０ｍｍ以下の範囲内である平面平行板であること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項８】
請求項６もしくは７に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記第１及び第２プリズムのそれぞれは、屈折率が１．５２及び頂角が２°〜３°であるとともに、当該第１及び第２プリズムのそれぞれにおける前記入射光の光軸方向の厚さが５ｍｍ以内であり、かつ該光軸方向に対して垂直方向の厚さが５ｍｍ以内としてあること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項９】
請求項１に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記光学アライメント用素子を、前記光路の光路長を調整する光遅延素子とした場合、
複数の該光遅延素子を用いて、前記光学的な後補正として、入力される光を一定時間遅らせて出力することによって遅延時間の調整を行う光遅延器を構成すること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記複数の光遅延素子として第１及び第２平面平行板を用い、これら第１及び第２平面平行板が一組となって形成される平面平行板装置を用いて前記光遅延器を構成した場合、
前記第１及び第２平面平行板のそれぞれによる前記光路長の調整は、これら第１及び第２平面平行板を、当該第１及び第２平面平行板のそれぞれの入射光の入射面と同一面内で、それぞれ回転させることによって行い、かつ前記第１平面平行板の前記回転を、前記第２平面平行板の前記回転に対し対称となるような回転とするとともに、
前記第１平面平行板の前記回転による光路シフト量と、前記第２平面平行板の前記回転による光路シフト量との和が０となるように構成してあり、
及び前記第１平面平行板の出射光を、前記第２平面平行板に入射させるように構成してあること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記第１及び第２平面平行板のそれぞれの前記光路長の変化量は、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲内であること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項１２】
請求項９に記載の光学アライメントシステムにおいて、
二個の前記光遅延素子を一組として形成される光遅延素子群を用いて前記光遅延器を構成する場合、
前記光遅延素子群のうち、一方の前記光遅延素子は第１楔形プリズムとし、他方の前記光遅延素子は、前記第１楔形プリズムの傾斜面の傾斜方向に対し、平行となるような傾斜方向の傾斜面を有する第２楔形プリズムとしてあり、
前記第１楔形プリズムの前記傾斜面と、該傾斜面の傾斜方向に対し平行な傾斜方向である前記第２楔形プリズムの前記傾斜面とを対向させて、当該第１及び第２楔形プリズムを前記光路に配置させるとともに、
前記第１楔形プリズムにおいて、該第１楔形プリズムの、前記第２楔形プリズムと対向する前記傾斜面と反対側の面に光を入射させ、かつ当該第１楔形プリズムの前記傾斜面から出射する光を、前記第２楔形プリズムに入射させ、
及び前記第１及び第２楔形プリズムのうちいずれか一方の楔形プリズムを、前記傾斜方向に移動させて、前記光路長の調整が行われるように、
前記光遅延器を構成してあること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記第１及び第２楔形プリズムは、それぞれ、屈折率が１．５程度で、頂角が３０°以内、及び前記入射光の光軸方向の厚さが２２．５ｍｍ以内であり、
かつ前記第１及び第２楔形プリズムのうち、前記移動させる楔形プリズムは、前記傾斜面の傾斜方向の長さを４５ｍｍ程度とするとともに、前記移動させない楔形プリズムは、前記光軸方向に対して垂直方向の厚さが８．７ｍｍ以内としてあり、
及び前記移動させる楔形プリズムの移動量が、０ｍｍより大きく４５ｍｍ以下に変化する場合、前記光路長の変化量は０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下であること
を特徴とする光学アライメントシステム。
【請求項１４】
複数の光学部品を有する微小光学回路において、
複数の光学アライメント用素子を用いて、前記光学部品間を接続する光路における光学的な後補正を行うこと
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光学アライメント方法において、
前記光学アライメント用素子を出射光の伝搬方向の角度を調整する光偏向素子とし、
前記光路に設けられた複数の前記光偏向素子を用いて第１光偏向器を構成し、
該第１光偏向器によって、前記光学部品における光の出射／入射の位置及び角度を決定することによって前記光学的な後補正を行うこと
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光学アライメント方法において、
前記複数の光偏向素子として第１及び第２プリズムを用い、これら第１及び第２プリズムが一組となって形成されるプリズム装置を用いて前記第１光偏向器を構成した場合、
前記第１及び第２プリズムのそれぞれが、
当該第１及び第２プリズムのそれぞれにおける入射光の光軸を第１回転軸とする第１の回転を行うとともに、前記第１回転軸とは異なる回転軸を第２回転軸とする第２の回転を行うことによって、前記出射光の伝搬方向の角度を調整し、
かつ前記プリズム装置の入射光を前記第１プリズムに入射させ、該第１プリズムの出射光を前記第２プリズムに入射させること
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の光学アライメント方法において、
前記光学アライメント用素子を、出射光の伝搬方向の角度を調整する光偏向素子とし、
複数の該光偏向素子と光路シフト素子とを前記光路に設けておき、
これら複数の光偏向素子と光路シフト素子とを用いて第２光偏向器を構成し、
該第２光偏向器によって、前記光学部品における光の出射及び入射の位置と角度を決定することによって前記光学的な後補正を行うこと
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光学アライメント方法において、
前記複数の光偏向素子として第１及び第２プリズムを用い、前記第２光偏向器を前記第１及び第２プリズムが一組となって形成されるプリズム装置を含む構成とした場合、
前記第１及び第２プリズムのそれぞれが、
当該第１及び第２プリズムのそれぞれにおける入射光の光軸を第１回転軸とする第１の回転を行うとともに、前記第１回転軸とは異なる回転軸を第２回転軸とする第２の回転を行うことによって、前記出射光の伝搬方向の角度を調整し、
かつ前記第２光偏向器の入射光を前記第１プリズムに入射させるとともに、該第１プリズムの出射光を前記第２プリズムに入射させ、
及び該第２プリズムの出射光を前記光路シフト素子に入射させ、該光路シフト素子によって光路シフト量を変化させることにより、当該光路シフト素子から出射する光の伝搬方向の位置を調整すること
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項１９】
請求項１６もしくは１８に記載の光学アライメント方法において、
前記出射光の伝搬方向の角度、すなわち偏向角は、
前記第１及び第２プリズムのそれぞれにおける前記入射光の入射角を０°として行う前記第１の回転では１．５３°であり、
かつ前記第１及び第２プリズムのそれぞれが前記第１の回転とともに前記第２の回転を行い、前記入射角を０°以上４５°以下の範囲内で変化させた場合、１．５３°以上２．８０°以下の範囲内であること
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の光学アライメント方法において、
前記光路シフト素子を平面平行板とし、前記光路シフト量が０ｍｍより大きく２．０ｍｍ以下の範囲内のうち所望の値となるように、前記平面平行板を当該平面平行板の入射光の入射面と同一面内で回転させること
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項２１】
請求項１４に記載の光学アライメント方法において、
前記光学アライメント用素子を前記光路の光路長を調整する光遅延素子とし、
前記光路に設けられた複数の該光遅延素子を用いて光遅延器を構成し、
該光遅延器に光を入力させ、該入力させた光を当該光遅延器において一定時間遅らせて出力させて遅延時間を調整することにより前記光学的な後補正を行うこと
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の光学アライメント方法において、
前記複数の光遅延素子として第１及び第２平面平行板を用い、これら第１及び第２平面平行板が一組となって形成される平面平行板装置を用いて前記光遅延器を構成した場合、
前記第１平面平行板の出射光を、前記第２平面平行板に入射させるとともに、
前記第１及び第２平面平行板のそれぞれによる前記光路長の調整は、前記第１平面平行板の光路シフト量と、前記第２平面平行板の光路シフト量との和が０となるように、前記第１及び第２平面平行板を、当該第１及び第２平面平行板のそれぞれの入射光の入射面と同一面内で、それぞれ回転させることによって行い、
かつ前記第１平面平行板の前記回転を、前記第２平面平行板の前記回転に対し対称となるような回転とすること
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の光学アライメント方法において、
前記第１及び第２平面平行板のそれぞれの前記光路長の変化量は、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲内であること
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項２４】
請求項２１に記載の光学アライメント方法において、
二個の前記光遅延素子を一組として形成される光遅延素子群を用いて前記光遅延器を構成する場合、
前記光遅延素子群のうち、一方の前記光遅延素子は第１楔形プリズムとし、他方の前記光遅延素子は、前記第１楔形プリズムの傾斜面の傾斜方向に対し、平行となるような傾斜方向の傾斜面を有する第２楔形プリズムとしてあり、
前記第１楔形プリズムの前記傾斜面と、該傾斜面の傾斜方向に対し平行な傾斜方向である前記第２楔形プリズムの前記傾斜面とを対向させて、当該第１及び第２楔形プリズムを前記光路に配置させるとともに、
前記第１楔形プリズムにおいて、該第１楔形プリズムの、前記第２楔形プリズムと対向する前記傾斜面と反対側の面に光を入射させ、かつ当該第１楔形プリズムの前記傾斜面から出射する光を、前記第２楔形プリズムに入射させ、
及び前記第１及び第２楔形プリズムのうちいずれか一方の楔形プリズムを、前記傾斜方向に移動させて、前記光路長の調整を行うこと
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の光学アライメント方法において、
前記第１及び第２楔形プリズムのうちいずれか一方の楔形プリズムを、前記傾斜面の傾斜方向の長さが４５ｍｍ程度となるように構成しておき、
該構成を有する前記楔形プリズムの前記移動量を、前記光路長の変化量が０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下の範囲内のうち所望の値となるように、０ｍｍより大きく４５ｍｍ以下に変化させること
を特徴とする光学アライメント方法。
【請求項２６】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学アライメントシステムにおいて、
前記微小光学回路の組立時に、前記光学アライメント用素子を用いて前記光学的な後補正を行いながら、該光学アライメント用素子を前記光路に配置することを特徴とする光学アライメントシステムの調整方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の光学アライメントシステムの調整方法において、
前記光学的な後補正を行うに当たり、
素子調整ホルダの調整部が有する回転部に、前記光学アライメント用素子を取り付けるとともに、前記光路に配置された素子調整ホルダの支持部に、前記調整部を支持させておき、
前記回転部によって、前記光学アライメント用素子の位置を調整すること
を特徴とする光学アライメントシステムの調整方法。
【請求項２８】
請求項２６に記載の光学アライメントシステムの調整方法において、
前記光学的な後補正を行うに当たり、
調整部に取り付けられた前記光学アライメント用素子を前記光路に配置しておき、
前記調整部によって、前記光学アライメント用素子の位置を調整した後、前記調整部を取り外して当該光学アライメント用素子を前記光路に配置すること
を特徴とする光学アライメントシステムの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、微小光学回路の光路において光学的な後補正を行うための光学アライメントシステム、該システムにおいて行われる光学アライメント方法、及び前述したシステムの調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８には、マイクロオプティクス化された従来の光回路１０の構成を示してある。図８に示す構成によれば、光回路１０は、入力側導光路１２と出力側導光路１４との間に設けられている。
【０００３】
入力側導光路１２と出力側導光路１４は、通常、同一構成のものが用いられている。入力側導光路１２及び出力側導光路１４は、光ファイバ２ａ及び２ｂと、コリメータレンズ４ａ及び４ｂとから構成される。
【０００４】
入力側導光路１２において、光ファイバ２ａの出力端から出力した光はコリメータレンズ４ａを介して光回路１０に入力される。また、出力側導光路１４では、光回路１０から出力された光は、コリメータレンズ４ｂを介して、光ファイバ２ｂの入力端に入力される。尚、光回路１０に入力される光及び光回路１０から出力される光はシングルモードの光であり、かつこの光のビーム径は３００μｍ程度であるとする。
【０００５】
また、光回路１０は複数の光学部品を具えている。これら光学部品として何を使用するかは、当業者が適宜決めうる設計事項である。これら光学部品は、例えば、光学調整を行う光学素子及び第１〜第４光変調器２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄからなる光変調器とすることができる。さらに光学素子を、入力側ビームスプリッタ１６ａと出力側ビームスプリッタ１６ｂ、及び入力側ミラー１８ａと出力側ミラー１８ｂとすることができる。尚、第１〜第４光変調器２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、通常、導波路型光変調器を用いて構成されている。これら光学部品は、上述した構成に限られず、例えば、ビームスプリッタのかわりにポーラライザーを用いる場合や、光変調器のかわりに、発光素子、光増幅器、及び光導波路等を用いることも可能である。
【０００６】
ここで、例えば縦方向の長さａ０及び横方向の長さａ１がそれぞれ１０ｃｍ程度である矩形の基板１を用いて、以上述べたような構成の光回路１０を構成した場合について説明する。このとき、光回路１０は、基板１に入力側導光路１２及び出力側導光路１４を接続し、上述した複数の光学部品を当該基板１上に配置して構成される。
【０００７】
図８に示す光回路１０において、各光学部品を接続する線は、各光学部品を接続する光路を示している。図８に示す光回路１０は、第１〜第４光路２４、２６、２８、３０の４つの光路を有している。
【０００８】
第１光路２４には、第１〜第３のビームスプリッタ１６ａａ、１６ａｂ、１６ａｃで構成される入力側ビームスプリッタ１６ａ、及び第４〜第６のビームスプリッタ１６ｂａ、１６ｂｂ、１６ｂｃで構成される出力側ビームスプリッタ１６ｂが設けられている。第１〜第３のビームスプリッタ１６ａａ、１６ａｂ、１６ａｃは、第１光路２４における光の入力側から光の出力側に向かって、第１のビームスプリッタ１６ａａから順に並べて配置されている。また、第４〜第６のビームスプリッタ１６ｂａ、１６ｂｂ、１６ｂｃは、第１光路２４における光の出力側から光の入力側に向かって、第６のビームスプリッタ１６ｂｃから第４のビームスプリッタ１６ｂａが順に並べて配置されている。
【０００９】
入力側導光路１２から光回路１０に入力された光は、まず、第１のビームスプリッタ１６ａａに入力され、該第１のビームスプリッタ１６ａａによって、第１光路２４を進行する光と第４光路３０を進行する光に分割される。続いて、第１光路２４を進行する光として、第１のビームスプリッタ１６ａａによって分割された光は、第２のビームスプリッタ１６ａｂに入力され、該第２のビームスプリッタ１６ａｂによって、第１光路２４を進行する光と第３光路２８を進行する光に分割される。さらに、第１光路２４を進行する光として、第２のビームスプリッタ１６ａｂによって分割された光は、第３のビームスプリッタ１６ａｃに入力され、該第３のビームスプリッタ１６ａｃによって、第１光路２４を進行する光と第２光路２６を進行する光に分割される。
【００１０】
第３のビームスプリッタ１６ａｃによって、第１光路２４を進行する光として分割された光は、コリメータレンズ２２ａａを介して第１光路２４に設置された第１光変調器２０ａに入力される。この際、第１光変調器２０ａの光入力端は、コリメータレンズ２２ａａの焦点に配置される。さらに第１光変調器２０ａの光出力端はコリメータレンズ２２ａｂの焦点に配置される。そして、第１光変調器２０ａから出力された光はコリメータレンズ２２ａｂを介して、再び第１光路２４に出力される。
【００１１】
ここで、第２光路２６には第２光変調器２０ｂ、第３光路２８には第３光変調器２０ｃ、及び第４光路３０には第４光変調器２０ｄが、それぞれ設けられる。そして、第１光変調器２０ａと同様にして、第２光変調器２０ｂには、光の入力側にコリメータレンズ２２ｂａ及び光の出力側にコリメータレンズ２２ｂｂ、第３光変調器２０ｃには、光の入力側にコリメータレンズ２２ｃａ及び光の出力側にコリメータレンズ２２ｃｂ、さらに第４光変調器２０ｄには、光の入力側にコリメータレンズ２２ｄａ及び光の出力側にコリメータレンズ２２ｄｂが、それぞれ設けられる。
【００１２】
また、入力側ミラー１８ａは第１〜第３のミラー１８ａａ、１８ａｂ、１８ａｃによって構成され、出力側ミラー１８ｂは第４〜第６のミラー１８ｂａ、１８ｂｂ、１８ｂｃによって構成される。第１のミラー１８ａａ及び第４のミラー１８ｂａは第２光路２６に、第２のミラー１８ａｂ及び第５のミラー１８ｂｂは第３光路２８に、及び第３のミラー１８ａｃ及び第６のミラー１８ｂｃは第４光路３０に、それぞれ設けられる。
【００１３】
ところで、第３のビームスプリッタ１６ａｃから出力された第２光路２６を進行する光は第１のミラー１８ａａに入力され、第２のビームスプリッタ１６ａｂから出力された第３光路２８を進行する光は第２のミラー１８ａｂに入力され、第１のビームスプリッタ１６ａａから出力された第４光路３０を進行する光は第３のミラー１８ａｃに入力される。
【００１４】
また、第２光路２６において、第２光変調器２０ｂは、第１のミラー１８ａａから出射する光が入力され、かつ該光変調器２０ｂから出力した光は第４のミラー１８ｂａに入射されるように、第１のミラー１８ａａと第４のミラー１８ｂａとの間に配置される。さらに、第２光変調器２０ｂと同様にして、第３光変調器２０ｃは第２のミラー１８ａｂと第５のミラー１８ｂｂとの間に配置され、及び第４光変調器２０ｄは第３のミラー１８ａｃと第６のミラー１８ｂｃとの間に配置される。
【００１５】
第４のミラー１８ｂａから出射した光及び第１光変調器２０ａから第１光路２４に出力された光は、第４のビームスプリッタ１６ｂａに入力される。また、第４のビームスプリッタ１６ｂａから出力された光及び第５のミラー１８ｂｂから出射した光は、第５のビームスプリッタ１６ｂｂに入力される。さらに、第５のビームスプリッタ１６ｂｂから出力された光及び第６のミラー１８ｂｃから出射した光は、第６のビームスプリッタ１６ｂｃに入力される。そして、第６のビームスプリッタ１６ｂｃから出力された光が、光回路１０より出力側導光路１４に入力される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
既に説明したように、光回路１０は、複数の光学部品を基板１上に配置して構成される。この際、各光路２４、２６、２８、３０において光学的な調整を行って、各光学部品の位置決めをした後、溶融した金属等の接着剤により固定することによって、各光学部品を基板１上に配置する。各光学部品を前述したような手順によって基板１上に配置して光回路１０を形成した後に、該光回路１０に対して適切な位置に入力側導光路１２と出力側導光路１４を配置し、これらの導光路１２及び１４を接続する。
【００１７】
ところで、上述したような手順により、各光学部品を基板１上に固定するとき、位置決めの際の位置から各光学部品がずれるという事態が生じる。従って、上述した手順により形成された光回路１０において光学的な後補正を行う必要がある。
【００１８】
例えば、図８に示す第１〜第６のミラー１８ａａ、１８ａｂ、１８ａｃ、１８ｂａ、１８ｂｂ、１８ｂｃは、基板１上に固定するのが困難であり、各ミラーは、位置決めの際の位置から動き易い。これらのミラーの位置がずれると、これらのミラーから出射する光の伝搬方向の角度及び位置も大きくずれてしまう。
【００１９】
また、各光路２４、２６、２８、３０の光路長を調整することによって、これらの光路２４、２６、２８、３０における時間的な後補正が行われる場合もある。上述した光路長の調整は、通常、例えば全反射プリズム等を各光路２４、２６、２８、３０に設置することによって行われる。しかし、該プリズムにより光路長の調整を行うと光路長の変化量は大きくなり、また、当該プリズム自体もある程度の大きさを有する。従って、通常用いられる全反射プリズム等の手段を用いて、時間的な後補正を行うことは、マイクロオプティクス化された光回路１０には適さない。
【００２０】
以上のような問題点に鑑み、この発明の目的は、マイクロオプティクス化された光回路において光学的な後補正を行うための、光学アライメントシステム、及び該システムにおいて行われる光学アライメント方法、及び前述したシステムの調整方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、この発明の光学アライメントシステムによれば、複数の光学部品を有する微小光学回路において、光学部品間を接続する光路に複数の光学アライメント用素子を設けている。そして、この発明の光学アライメントシステムでは、前述した光路における光学的な後補正は、複数の光学アライメント用素子を用いて行われる。
【００２２】
従って、この発明によれば、微小光学回路に複数の光学部品を配置した後、それぞれの光学部品が位置決めの際の位置からずれているとしても、光学部品間を接続する光路に複数の光学アライメント用素子を設けてあるので、これらの光学アライメント用素子を用いることにより、当該光路における光学調整を容易に行うことができる。
【００２３】
また、この発明の光学アライメントシステムは、光学アライメント用素子として、出射光の伝搬方向の角度を調整する光偏向素子を用いるのが好ましい。この場合、複数の光偏向素子を用いて第１光偏向器を構成し、この第１光偏向器によって、光学部品における光の出射／入射の位置及び角度を決定することによって光学的な後補正を行うのが好適である。
【００２４】
この発明の光学アライメントシステムでは、光学アライメント用素子を光偏向素子を用いて構成することにより、微小光学回路において各光学部品を配置した後、上述した光学調整を、空間アライメントとして行うことができる。空間アライメントは、上述した構成の第１光偏向器を用いて、光学部品における光の出射／入射の位置及び角度を決定することによって行う。
【００２５】
ここで、複数の光偏向素子として第１及び第２プリズムを用いる場合、これら第１及び第２プリズムが一組となって形成されるプリズム装置を用いて第１光偏向器を構成するのが好ましい。この第１光偏向器は、プリズム装置の入射光を第１プリズムに入射させ、この第１プリズムの出射光を第２プリズムに入射させるように構成するのが好適である。また、この第１光偏向器では、第１及び第２プリズムのそれぞれは、これら第１及び第２プリズムのそれぞれにおける入射光の光軸を第１回転軸とする第１の回転を行うとともに、第１回転軸とは異なる回転軸を第２回転軸とする第２の回転を行うことによって、出射光の伝搬方向の角度を調整する。
【００２６】
この第１光偏向器は、光学部品の出射光を当該第１光偏向器に入射するか、もしくは、当該第１光偏向器の出射光を光学部品に入射するようにして、光学部品間を接続する光路に配置されるのが好適である。この場合、第１光偏向器は、光学部品間を接続する光路において、光学部品の光の出射側と、光学部品の光の入射側にそれぞれひとつずつ配置される構成となる。
【００２７】
ここで、上述した第１光偏向器の構成によれば、第２プリズムから出射する光は、この第１光偏向器の出射光である。すなわち、第１光偏向器では、第１及び第２プリズムは、それぞれ、上述した第１及び第２の回転を行うことによって、第１光偏向器から出射する出射光の伝搬方向の角度を調整する。従って、この発明の光学アライメントシステムでは、上述したように、光学部品間を接続する光路に第１光偏向器を設置する場合、前述したような手順によって、第１光偏向器から出射する出射光の伝搬方向の角度を調整することにより、空間アライメントを、容易に、かつ正確に行うことができる。
【００２８】
また、上述した第１光偏向器は、第１及び第２プリズムが一組となって形成されるプリズム装置を用いて構成される。従って、この第１光偏向器の構成によれば、複数の光偏向素子として複数のミラーを用いる場合と比較して、光を反射させるミラーに対し、第１及び第２プリズムのそれぞれは光を透過させるため、これら第１及び第２プリズムの動きが光ビームに与える影響が少ない。従って、上述した構成の第１光偏向器を各光学部品間を接続する光路のそれぞれに配置して構成される微小光学回路では、空間アライメント終了時の性能の長期安定性を期待することができる。
【００２９】
また、この発明の光学アライメントシステムでは、光学アライメント用素子を光偏向素子とするとき、複数の光偏向素子と光路シフト素子とを用いて第２光偏向器を構成する場合があってもよい。この場合、第２光偏向器は、光学的な後補正として、空間アライメントを、光学部品における光の出射及び入射の位置と角度を決定することによって行う。
【００３０】
ここで、第２光偏向器は、上述したように、第１及び第２プリズムが一組となって形成される、プリズム装置を含む構成とするのが好適である。そして、この第２光偏向器においても、第１及び第２プリズムのそれぞれが、既に説明したような手順によって、出射光の伝搬方向の角度を調整するのが望ましい。また、この第２光偏向器は、当該第２光偏向器の入射光を第１プリズムに入射させるとともに、この第１プリズムの出射光を第２プリズムに入射させ、及びこの第２プリズムの出射光を光路シフト素子に入射させるように構成してあるのが好ましい。そして、第２光偏向器では、光路シフト素子によって光路シフト量を変化させることにより、当該光路シフト素子から出射する光の伝搬方向の位置を調整するのが好適である。
【００３１】
この第２光偏向器は、光学部品の出射光を当該第２光偏向器に入射するとともに、当該第２光偏向器の出射光を光学部品に入射するようにして、光学部品間を接続する光路に配置されるのが好適である。この場合、光学部品間を接続する、ひとつの光路につき、ひとつの第２光偏向器が配置される構成となる。
【００３２】
上述した第２光偏向器の構成によれば、光路シフト素子から出射する光は、第２光偏向器の出射光である。すなわち、第２光偏向器では、既に説明した第１光偏向器と同様、第１及び第２プリズムのそれぞれによって、第２光偏向器から出射する出射光の伝搬方向の角度を調整するほか、上述したように、光路シフト素子によって、第２光偏向器から出射する光の伝搬方向の位置を調整する。従って、この発明の光学アライメントシステムでは、上述したように、光学部品間を接続する光路に第２光偏向器を設置する場合、前述したような手順によって、第２光偏向器から出射する出射光の伝搬方向の角度及び位置を調整することにより、空間アライメントを、容易に、かつ正確に行うことができる。
【００３３】
尚、第２光偏向器と同様にして、光学部品間を接続する、ひとつの光路につき、ひとつの第１光偏向器を配置した場合、第２光偏向器と同様の空間アライメントを行うことも出来る。この場合、上述したように、第１光偏向器の出射光の伝播方向の角度を調整した後、第１及び第２プリズムを同時に以下のように動かすことに事によって、この第１光偏向器の出射光の位置を正確に決定することができる。すなわち、第１光偏向器の出射光の伝播方向の角度が、前述した調整時の角度に維持されるように、第１及び第２プリズムを同時に、この第１光偏向器の入射光の入射面と同一面内で回転させる。このように、第１及び第２プリズムを同時に回転させると、第１光偏向器における光路シフト量を変化させることができ、その結果、この第１光偏向器から出射する光の伝播方向の位置を正確に決定することができる。
【００３４】
尚、上述した第２光偏向器が有する光路シフト素子として、この光路シフト素子の入射光の入射面と同一面内で回転させる場合、光路シフト量が０ｍｍより大きく２．０ｍｍ以下である平面平行板を用いるのが好ましい。この場合、第２光偏向器は、上述した第１光偏向器と同様、プリズム装置を含み、かつ平面平行板を有する構成となる。従って、この第２光偏向器の構成によれば、複数の光偏向素子として複数のミラーを用いる場合と比較して、第１光偏向器と同様に考えると、この第１光偏向器と同様の効果を得ることが出来る。
【００３５】
ここで、第１及び第２光偏向器において、第１及び第２プリズムのそれぞれの、出射光の伝搬方向の角度、すなわち偏向角は、これら第１及び第２プリズムのそれぞれにおける入射光の入射角を０°として行う第１の回転では１．５３°であるのが好ましい。さらに、第１及び第２プリズムのそれぞれの偏向角は、これら第１及び第２プリズムのそれぞれが第１の回転とともに第２の回転を行い、入射角を０°以上４５°以下の範囲内で変化させた場合、１．５３°以上２．８０°以下の範囲内であるのが望ましい。
【００３６】
既に述べたように、微小光学回路に光学部品として固定ミラーを配置したとき、固定ミラーの光学的な位置がずれると、この固定ミラーから出射する光の位置は、位置決めの際の位置から大きくずれてしまう。
【００３７】
そのような場合、第１及び第２プリズムのそれぞれによれば、固定ミラーの偏向角のずれ（０°より大きく２°以下の範囲）を、１．５３°以上２．８０°以下の範囲内で補正を行うことができる。また、第１及び第２プリズムが一組となって形成されるプリズム装置を含む、第１及び第２光偏向器によれば、０°以上５．６°（＝２．８０°×２）以下の範囲内で補正を行うことができる。尚、この発明では、前述したような補正が行われるのは、光学部品として固定ミラーを用いる場合に限られない。上述した第１及び第２プリズムのそれぞれの偏向角の範囲内であれば、様々な光学部品に対して空間アライメントを行うことができる。
【００３８】
また、好ましくは、この発明で用いられる第１及び第２プリズムのそれぞれは、その屈折率を１．５２、及び頂角を２°〜３°の範囲内とするとともに、これら第１及び第２プリズムのそれぞれにおける入射光の光軸方向の厚さを５ｍｍ以内とし、かつこの光軸方向に対して垂直方向の厚さを５ｍｍ以内とするのが望ましい。
【００３９】
ところで、この発明の光学アライメントシステムでは、光学アライメント用素子として、微小光学回路の各光路の光路長を調整する光遅延素子を用いる場合があってもよい。この場合、複数の光遅延素子を用いて光遅延器を構成し、この光遅延器に光を入力させ、入力させた光を当該光遅延器において一定時間遅らせて出力させて遅延時間を調整することにより光学的な後補正を行うのが好適である。
【００４０】
この発明の光学アライメントシステムでは、光学アライメント用素子を光遅延素子を用いて構成することにより、微小光学回路に各光学部品を配置した後、これら光学部品間を接続する光路のそれぞれにおける光学調整を、時間アライメントとして行うことができる。この発明によれば、既に説明した第２光遅延器と同様にして、光学部品間を接続するひとつの光路につき、ひとつの光遅延器が配置されるのが好適である。そして、時間アライメントは、上述した構成の光遅延器に光を入力させ、入力させた光を当該光遅延器において一定時間遅らせて出力させて遅延時間を調整することにより行う。
【００４１】
ここで、複数の光遅延素子として第１及び第２平面平行板を用いる場合、これら第１及び第２平面平行板が一組となって形成される平面平行板装置を用いて光遅延器を構成するのが好ましい。この光遅延器は、第１平面平行板の出射光を、第２平面平行板に入射させるように構成するのが好ましい。また、この光遅延器では、第１及び第２平面平行板のそれぞれによる光路長の調整は、第１平面平行板の回転による光路シフト量と、第２平面平行板の回転による光路シフト量との和が０となるように、これら第１及び第２平面平行板を、当該第１及び第２平面平行板のそれぞれの入射光の入射面と同一面内で、それぞれ回転させることによって行うのが好適である。このとき、第１平面平行板の回転を、第２平面平行板の回転に対し対称となるような回転とするのが望ましい。
【００４２】
上述した光遅延器の構成によれば、この光遅延器の入射光を第１平面平行板に入射させる場合、第２平面平行板から出射する光は、この光遅延器の出射光である。そして、この光遅延器では、第１及び第２平面平行板を、上述した手順により、それぞれ回転させて光路長を調整することによって、時間アライメントを行う。従って、既に説明したような、全反射プリズム等を用いて行われる従来の時間アライメントと比較して、微小光学回路における光路長の調整を、容易に行うことが出来る。
【００４３】
具体的には、平面平行板装置を用いて、上述したように構成される光遅延器において、第１及び第２平面平行板のそれぞれの光路長の変化量は、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲内であるのが望ましい。この場合、第１及び第２平面平行板を用いて形成される平面平行板装置における光路長の変化量は０ｍｍより大きく１．０ｍｍ以下の範囲内とすることができる。このように、光路長の変化量を１ｍｍ以内の範囲内とすることができれば、図８を参照して既に説明したような、１０ｃｍ×１０ｃｍの矩形の基板上に構成される微小光学回路で、各光路における時間アライメントを容易に行うことができる。
【００４４】
また、この発明の光学アライメントシステムでは、二個の光遅延素子を一組として形成される光遅延素子群を用いて光遅延器を構成する場合があってもよい。この場合、光遅延素子群のうち、一方の光遅延素子は第１楔形プリズムを用いて構成してあり、かつ他方の光遅延素子は、第１楔形プリズムの傾斜面の傾斜方向に対し、平行となるような傾斜方向の傾斜面を有する第２楔形プリズムを用いて構成してあるのが好ましい。これら第１及び第２楔形プリズムは、第１楔形プリズムの傾斜面と、この傾斜面の傾斜方向に対し平行な傾斜方向である第２楔形プリズムの傾斜面とを対向させて、光学部品間を接続する光路に配置されるのが望ましい。さらに、第１及び第２楔形プリズムを用いて構成される光遅延器は、第１楔形プリズムにおいて、この第１楔形プリズムの、第２楔形プリズムと対向する傾斜面と反対側の面に光を入射させ、かつ当該第１楔形プリズムの傾斜面から出射する光を、第２楔形プリズムに入射させるように構成してあるのが好適である。また、前述した構成の光遅延器では、第１及び第２楔形プリズムのうちいずれか一方の楔形プリズムを傾斜方向に移動させて、光路長の調整を行うのが好ましい。
【００４５】
そして、上述したように構成された光遅延器において、第１及び第２楔形プリズムは、それぞれ、その屈折率を１．５程度、その頂角を３０°以内、及びこれら第１及び第２楔形プリズムのそれぞれに対する入射光の光軸方向の厚さを２２．５ｍｍ以内とするのが好ましい。また、第１及び第２楔形プリズムのうち、移動させる楔形プリズムは、傾斜面の傾斜方向の長さを４５ｍｍ程度としてあり、移動させない楔形プリズムは、この楔形プリズムの入射光の光軸方向に対して垂直方向の厚さが８．７ｍｍ以内としてあるのが好適である。さらに、上述した構成の光遅延器によれば、第１及び第２楔形プリズムのうち、移動させる楔形プリズムの移動量が、０ｍｍより大きく４５ｍｍ以下に変化する場合、光路長の変化量は０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下であるのが望ましい。
【００４６】
第１及び第２楔形プリズムのそれぞれの屈折率等を前述したように構成した場合、従来の時間アライメントに用いられる全反射プリズム等の構成と比較して、これら第１及び第２楔形プリズム自体の大きさは縮小することができる。また、好ましくは、これら第１及び第２楔形プリズムを用いて構成される光遅延器による光路長の変化量を０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下の範囲内としてある。従って、既に説明した平面平行板装置を用いて構成される光遅延器と同様、図８に示すような１０ｃｍ×１０ｃｍの矩形の基板上に構成される微小光学回路で、各光路における時間アライメントを容易に行うことができる。
【００４７】
この発明の光学アライメントシステムでは、平面平行板装置を用いて構成される光遅延器と、第１及び第２楔形プリズムを用いて構成される光遅延器とを組み合わせるか、もしくはいずれか一方の光遅延器を選択することによって、所望の時間アライメントを行うことも可能である。この場合、平面平行板装置を用いて構成される光遅延器によれば、この平面平行板装置による光路長の変化量を１．０ｍｍ以内とする時間アライメントを行うことが出来、第１及び第２楔形プリズムを用いて構成される光遅延器によれば、これら第１及び第２楔形プリズムによる光路長の変化量を０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下とする時間アライメントを行うことができる。そして、これらの光遅延器を組み合わせて用いる場合、平面平行板装置による光路長の変化量を１．０ｍｍ以内とする時間アライメントを微調整として行い、第１及び第２楔形プリズムによる光路長の変化量を０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下とする時間アライメントを粗調整として行うことができる。
【００４８】
また、この発明における光遅延器は、上述したような平面平行板装置、及び第１及び第２楔形プリズムを用いて構成されるため、既に説明した、第１及び第２光偏向器と同様の作用が得られ、その結果、時間アライメント終了時の性能の長期安定性を期待することができる。
【００４９】
ところで、この発明の光学アライメントシステムの調整方法は、上述した第１光遅延器もしくは第２光偏向器を用いて空間アライメントが行われる光学アライメントシステムにおいて、以下の手順によって行われるのが好ましい。すなわち、この発明の光学アライメントシステムの調整方法によれば、微小光学回路の組立時に、光学アライメント用素子を用いて、既に説明したような空間アライメントを行いながら、光学アライメント用素子を各光路に配置するのが好ましい。
【００５０】
ここで、素子調整ホルダを用いて、上述した空間アライメントは、以下の手順によって行われるのが望ましい。すなわち、好ましくは、素子調整ホルダの調整部が有する回転部に光学アライメント用素子を取り付けるとともに、光学部品間を接続する光路に配置された素子調整ホルダの支持部に調整部を支持させ、回転部によって、光学アライメント用素子の位置の調整を行う。
【００５１】
上述した調整方法によれば、既に説明したような空間アライメントをさらに容易に行うことができる。素子調整ホルダを用いる場合、調整部が有する回転部によって、微小光学回路の外から、光学アライメント用素子の位置を調整するため、微小光学回路の各光路における光学調整として、空間アライメントを容易に行うことができる。
【００５２】
また、調整部に取り付けられた光学アライメント用素子を、光学部品間を接続する光路に配置しておき、調整部によって、光学アライメント用素子の位置を調整した後、調整部を取り外して当該光学アライメント用素子を、前述した光路に配置する場合があっても良い。この場合、素子調整ホルダを用いる場合と同様の効果が得られるとともに、光学アライメント用素子の位置を調整した後、調整部を取り外すので、光学アライメント用素子を調整するための構成を簡略化することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明する。尚、以下の説明に用いる各図は、構成要素の形状、大きさ、及び配置関係を、この発明を理解できる程度に概略的に示してあるに過ぎず、従って、この発明が図示例のみに限定されるものではないことは理解されたい。また、説明に用いる各図において、同様の構成成分については、同一の符号を付して示し、重複する説明を省略することもある。
【００５４】
１．光学アライメントシステム
この実施の形態の光学アライメントシステムは、複数の光学部品を有する微小光学回路において、これら光学部品間を接続する光路のそれぞれに設けられ、各光路における光学的な後補正を行うために用いられる複数の光学アライメント用素子を具える。この実施の形態によれば、光学アライメントシステムにおいて、前述した光学部品間を接続する光路における光学的な後補正は、空間アライメントもしくは時間アライメントとして行われるのが好ましい。
【００５５】
以下に、この実施の形態の光学アライメントシステムにおいて、空間アライメントが行われる場合、及び時間アライメントが行われる場合のそれぞれについて、詳細を説明する。尚、以下に説明するこの実施の形態の光学アライメントシステムにおいて、微小光学回路は、図８を参照して説明した光回路１０と同様の構成である矩形の基板（すなわち縦方向の長さ及び横方向の長さが１０ｃｍ程度）を用いて構成されるものとする。また、以下に説明するこの実施の形態の光学アライメントシステムでは、既に説明した従来技術と同様に、光のビーム径が３００μｍ程度で、かつシングルモードの光を扱うことを前提とする。
【００５６】
（１）空間アライメント
まず、この実施の形態の光学アライメントシステムにおいて、空間アライメントが行われる場合について説明する。この場合、光学アライメント用素子として、出射光の伝播方向の角度を調整する光偏向素子を用いるのが好ましい。図１に、光偏向素子を用いて構成された光学アライメント用素子を具える、この実施の形態の光学アライメントシステム１００の構成例を示してある。光学アライメントシステム１００は、入力側導光路１２と出力側導光路１４との間に設けられた微小光学回路１０２と、この微小光学回路１０２において、光学部品間を接続する光路に、光偏向素子を用いて構成された複数の光学アライメント用素子とを具える。この光学アライメント用素子についてその詳細は後述する。
【００５７】
ここで、入力側導光路１２及び出力側導光路１４は、図８に示す入力側及び出力側導光路１２及び１４と同様の構成であるとする。従って、入力側及び出力側導光路１２及び１４に関する詳細な説明は、図８を参照して、既に行った説明と重複するため、省略する。
【００５８】
さらに、微小光学回路１０２の構成は、既に説明した図８に示す光回路１０と同様の構成を有する。そして、微小光学回路１０２が有する複数の光学部品は、図８に示す光回路１０と同様の構成であるとする。ここで、図１中、光回路１０と同様の構成要素については、図８と同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。また、図１中、光回路１０と同様の構成要素については符号の付与を省略し、かつ重複する説明を省略することもある。
【００５９】
図１において、各光学部品を接続する線は、各光学部品を接続する光路を示している。図１には、第１〜第４光路２４、２６、２８、３０に設けられた、複数の光学アライメント用素子である複数の光偏向素子１０４ａ及び１０４ｂを示してある。
【００６０】
この実施の形態によれば、空間アライメントは、複数の光偏向素子１０４ａ及び１０４ｂを用いて第１光偏向器１０６を構成し、この第１光偏向器１０６によって、光学部品における光の出射／入射の位置及び角度を決定することによって行う。複数の光偏向素子１０４ａ及び１０４ｂは、それぞれ第１プリズム１０４ａ及び第２プリズム１０４ｂとし、かつこれら第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂが一組となって形成されるプリズム装置を用いて第１光偏向器１０６を構成するのが好ましい。第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂと、第１光偏向器１０６の、それぞれの構成についての詳細は後述する。
【００６１】
ここで、この実施の形態によれば、第１光偏向器１０６は、光学部品の出射光を当該第１光偏向器１０６に入射するか、もしくは、第１光偏向器１０６の出射光を光学部品に入射するようにして、微小光学回路１０２の各光路に配置されるのが好適である。この場合、第１光偏向器１０６は、光学部品間を接続するひとつの光路につき、光学部品の光の出射側と、光学部品の光の入射側とに、それぞれひとつずつ配置される構成となる。
【００６２】
図１には、微小光学回路１０２の各光路に、第１光偏向器１０６が上述したように設けられる構成を示してある。第１光路２４において、第３のビームスプリッタ１６ａｃと第４のビームスプリッタ１６ｂａとの間には、２つのコリメータレンズ２２ａａ、２２ａｂと、これらのコリメータレンズ２２ａａ、２２ａｂ間に挟まれた第１光変調器２０ａとが設けられている。第３のビームスプリッタ１６ａｃ及び第１光変調器２０ａのそれぞれに対しては、第１光偏向器１０６が、第３のビームスプリッタ１６ａｃの出射光、及びコリメータレンズ２２ａｂを通って第１光変調器２０ａから出射する光が入射されるように設けられている。また、第１光変調器２０ａ及び第４のビームスプリッタ１６ｂａのそれぞれに対しては、第１光偏向器１０６は、この第１光偏向器１０６の出射光が第４のビームスプリッタ１６ｂａに入射するように、及びこの第１光偏向器１０６の出射光がコリメータレンズ２２ａａを通って第１光変調器２０ａに入射するように、設けられている。
【００６３】
また、図１に示す構成例では、第２光路２６においても、第１光偏向器１０６が、上述した第１光路２４と同様にして、第１のミラー１８ａａと第４のミラー１８ｂａとの間に配置された各光学部品間に設けられている。さらに、図１には、第３光路２８及び第４光路３０に対しても、第２光路２６と同様にして、第１光偏向器１０６が配置される構成も示してある。
【００６４】
尚、図１中、光学アライメントシステム１００の構成要素のうち、第１光偏向器１０６と、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂに関する構成要素について、符号の付与を省略して示した構成要素は、符号を付与して示したものと同様の構成を有する。
【００６５】
次に、微小光学回路１０２の各光路において、第１光偏向器１０６を用いて行われる空間アライメントについて、図２及び図３を参照して説明する。
【００６６】
この実施の形態によれば、第２プリズム１０４ｂは、第１プリズム１０４ａと同一の構成及び作用を有するのが好ましい。よって、図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を参照して、第１プリズム１０４ａの構成及び作用についてのみ、以下に説明する。ここで、図２（Ａ）は、この実施の形態の第１プリズム１０４ａの構成、及び上述した空間アライメントにおける第１プリズム１０４ａの動作を説明するための図である。また、図２（Ｂ）及び（Ｃ）も、前述した空間アライメントにおける第１プリズム１０４ａの動作を説明するための図である。
【００６７】
図２（Ａ）には、第１プリズム１０４ａを、当該第１プリズム１０４ａに対する入射光の入射角が０°となるように、光路に配置した構成を示してある。また、図２（Ａ）では、第１プリズム１０４ａに対する入射光について、この入射光の光軸２００を示してある。
【００６８】
この実施の形態によれば、第１プリズム１０４ａは、好ましくは、当該第１プリズム１０４ａの入射光の入射角が０°で、この入射光の光軸２００を第１回転軸２０２とする第１の回転を行うとともに、第１回転軸２０２とは異なる回転軸を第２回転軸２０４とする第２の回転を行うことによって、当該第１プリズム１０４ａの出射光の伝搬方向の角度、すなわち偏向角を変化させる。図２（Ａ）では、第１回転軸２０２による第１の回転を矢印Ｘ１で示し、かつ第２回転軸２０４による第２の回転を矢印Ｘ２で示してある。尚、図２（Ａ）に示すように、第２回転軸２０４と第１回転軸２００とは直交する。また、矢印Ｘ２で示される第２の回転は、第１プリズム１０４ａの頂角αの方向の回転となる。
【００６９】
ここで、図２（Ａ）に示す、入射光の入射角が０°となるように、光路に配置された状態における、この実施の形態で用いられる第１プリズム１０４ａは、以下のような構成であるのが好ましい。すなわち、この実施の形態における第１プリズム１０４ａは、好ましくは、頂角αが２°〜３°の範囲内の角度であって、及び当該第１プリズム１０４ａの屈折率が１．５２であるとともに、入射光の光軸２００方向に沿った当該第１プリズム１０４ａの厚さｄ１が５ｍｍ以内であり、かつ光軸２００方向に垂直な方向の当該第１プリズム１０４ａの厚さｄ２が５ｍｍ以内としてある。また、第１プリズム１０４ａは、光の反射を抑制するための光反射防止膜（ＡＲコート）を有するのが望ましい。
【００７０】
図２（Ｂ）には、図２（Ａ）に示す矢印Ｘ１の第１の回転を第１プリズム１０４ａが行う場合を、図２（Ｃ）には、第１プリズム１０４ａが、図２（Ａ）に示す矢印Ｘ１の第１の回転を行うとともに、同図中に示す矢印Ｘ２の第２の回転を行う場合を示してある。また、図２（Ｂ）及び（Ｃ）には、第１プリズム１０４ａの入射光の光軸２００と、当該第１プリズム１０４ａの出射光の光軸２０１とを示してある。尚、図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示す第１プリズム１０４ａの具体的な構成は、材質をＢＫ−７とし、屈折率が１．５１、及び頂角αが３°であるとする。しかし、以下に述べる、図２（Ｂ）及び（Ｃ）の動作を行うことができれば、第１プリズム１０４ａの構成が前述した構成に限られないことはいうまでもない。
【００７１】
この実施の形態によれば、図２（Ｂ）において、第１プリズム１０４ａが矢印Ｘ１の第１の回転を行う場合、偏向角δ１を１．５３°とするのが好ましい。また、図２（Ｃ）において、第１プリズム１０４ａが矢印Ｘ１の第１の回転とともに矢印Ｘ２の第２の回転を行い、入射角θ１を０°以上４５°以下の範囲内で変化させた場合、この変化に対応した偏向角δ’１が１．５３°以上２．８０°以下の範囲内となるようにするのが好ましい。
【００７２】
尚、図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、第１プリズム１０４ａが、この第１プリズム１０４ａの入射光の入射角が０°で第１の回転を行う場合について説明したが、この実施の形態によれば、この第１プリズム１０４ａの入射光の入射角は所望の角度とすることができる。
【００７３】
次に、図３を参照して、図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明した構成を有する第１プリズム１０４ａと、この第１プリズム１０４ａと同一の構成及び作用を有する第２プリズム１０４ｂとを用いて構成された第１光偏向器１０６の動作について説明する。図３には、第１光偏向器１０６に対する入射光の光軸３００及び当該第１光偏向器１０６の出射光の光軸３０１を示してある。また、図３には、第１プリズム１０４ａの偏向角δ１１及び第２プリズム１０４ｂの偏向角δ１２と、第１光偏向器１０６の偏向角δ２とを示してある。
【００７４】
第１光偏向器１０６では、この第１光偏向器１０６の入射光を第１プリズム１０４ａに入射させ、この第１プリズム１０４ａの出射光を第２プリズム１０４ｂに入射させる。このように第１光偏向器１０６を構成する場合、第２プリズム１０４ｂから出射する光は、この第１光偏向器１０６の出射光である。すなわち、第１光偏向器１０６において、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂは、それぞれ、図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明した第１の回転もしくは第２の回転を行うことによって、第１光偏向器１０６から出射する出射光の伝搬方向の角度、すなわち偏向角δ２を調整する。
【００７５】
図３に、第１光偏向器１０６から出射する光が入射する仮想平面３１０を示す。この仮想平面３１０は、第１光偏向器１０６への入射光の光軸３００の延長線と直交する面である。仮想平面３１０と、第１光偏向器１０６の出射光の光軸３０１との交点Ｐは、第１光偏向器１０６の偏向角δ２によるが、具体的には、以下のような手順によって決定することができる。
【００７６】
図３に、仮想平面３１０と入射光の光軸３００の延長線との交点Ｑ、第１プリズム１０４ａの偏向角δ１１によって決定される、この第１プリズム１０４ａの出射光の光軸と仮想平面３１０との交点Ｒ、及び第２プリズム１０４ｂの偏向角δ１２によって決定される、この第２プリズム１０４ｂの出射光の光軸と仮想平面３１０との交点Ｓを、それぞれ示す。図３に示すように、交点Ｐは、交点Ｑから交点Ｒに向かう第１ベクトル３１２と、交点Ｑから交点Ｓに向かう第２ベクトル３１４との合成ベクトル３１６によって決定される。
【００７７】
図１を参照して説明したように、微小光学回路１０２において、第１光偏向器１０６は、光学部品間を接続するひとつの光路につき、光学部品の光の出射側と、光学部品の光の入射側とに、それぞれひとつずつ配置される。この場合、光学部品の光の出射側に配置した第１光偏向器１０６には、当該光学部品の出射光が入射される。そして、この第１光偏向器１０６の偏向角δ２を上述した手順によって変化させて交点Ｐを決定する。すなわち、この第１光偏向器１０６によって交点Ｐが決定されると、光学部品における光の出射の位置及び角度が決定する。
【００７８】
また、この実施の形態では、このようにして、光学部品の光の出射側に配置された第１光偏向器１０６によって、調整が行われた光を、光学部品の光の入射側に配置された第１光偏向器１０６に入射するのが好ましい。そして、この第１光偏向器１０６では、光学部品の光の出射側に配置された第１光偏向器１０６と同様の手順によって、交点Ｐを決定する。光学部品の光の入射側に配置された第１光偏向器１０６によって交点Ｐが決定されると、光学部品における光の入射の位置及び角度が決定する。従って、この実施の形態によれば、第１光偏向器１０６を用いることにより、空間アライメントを容易に、かつ正確に行うことが出来る。
【００７９】
ここで、微小光学回路１０２には、固定ミラーとして、第１〜第６のミラー１８ａａ、１８ａｂ、１８ａｃ、１８ｂａ、１８ｂｂ、１８ｂｃが配置されているが、既に述べたように、これらのミラーは調整された位置で固定するのが困難であり、これらのミラーの位置がずれると、各ミラー１８ａａ、１８ａｂ、１８ａｃ、１８ｂａ、１８ｂｂ、１８ｂｃから出射する光の位置は、位置決めの際の位置から大きくずれてしまう。
【００８０】
そのような場合、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂのそれぞれによれば、上述した固定ミラー１８ａａ、１８ａｂ、１８ａｃ、１８ｂａ、１８ｂｂ、１８ｂｃのそれぞれの偏向角のずれ（０°より大きく２°以下の範囲）を、１．５３°以上２．８０°以下の範囲内で補正することができる。よって、この第１光偏向器１０６を用いれば、０°以上５．６°（＝２．８０°×２）以下の範囲内で補正を行うことができる。ここで、０°以上としたのは、第１光偏向器１０６を構成する第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂを、それぞれ図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明したように回転させることにより、上述した偏向角のずれを０°で補正することができるためである。尚、この実施の形態では、前述したような空間アライメントが行われるのは、光学部品として固定ミラーを用いる場合に限られない。上述した第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂのそれぞれの偏向角の範囲内であれば、様々な光学部品に対して空間アライメントを行うことができる。
【００８１】
また、上述した第１光偏向器１０６は、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂが一組となって形成されるプリズム装置を用いて構成される。従って、この第１光偏向器１０６の構成によれば、複数の光偏向素子として複数のミラーを用いる場合と比較して、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂのそれぞれの動きが光ビームに与える影響が少ない。その理由は、ミラーは光を反射させるのに対し、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂのそれぞれは光を透過させるからである。従って、上述した構成の第１光偏向器１０６を各光学部品間を接続する光路のそれぞれに配置して構成される微小光学回路１０２では、空間アライメント終了時の性能の長期安定性を期待することができる。
【００８２】
尚、第１光偏向器１０６の構成は、図１及び図３を参照して説明したような構成に限られず、図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明した構成及び作用を有する第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂと、光路シフト素子とを用いて構成することもできる。このように、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂと、光路シフト素子とを用いて構成される光偏向器を第２光偏向器１０６’とする。微小光学回路１０２において、この第２光偏向器１０６’は、光学部品の出射光を当該第２光偏向器１０６’に入射するとともに、当該第２光偏向器１０６’の出射光を光学部品に入射するようにして、光学部品間を接続する光路に配置されるのが好適である。この場合、光学部品間を接続する、ひとつの光路につき、ひとつの第２光偏向器１０６’が配置される構成となる。
【００８３】
この第２光偏向器１０６’を用いる場合、空間アライメントは、光学部品における光の出射及び入射の位置と角度を決定することによって行う。第２光偏向器１０６’によって空間アライメントを行う場合について、以下に説明する。
【００８４】
図９には、光路シフト素子として平面平行板４０４を用いて構成される第２光偏向器１０６’の構成例を示してある。図９に示す第２光偏向器１０６’は、図３を参照して説明した第１光偏向器１０６に対して、光路シフト素子である平面平行板４０４が設けられた構成としてある。よって、第２光偏向器１０６’における、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂの構成及び動作について、図３を参照して説明した、これらプリズムの構成及び動作と重複する説明は省略する。
【００８５】
そして、第２光偏向器１０６’は、この第２光偏向器１０６’の入射光を第１プリズム１０４ａに入射させ、かつ第２プリズム１０４ｂの出射光を平面平行板４０４に入射させるようにして構成されている。尚、図９には、第２光偏向器１０６’の入射光の光軸９００、第２プリズム１０４ｂの出射光（すなわち平面平行板４０４の入射光）の光軸９０４、及び第２光偏向器１０６’の出射光（すなわち平面平行板４０４の出射光）の光軸９０６を示してある。
【００８６】
そして、第２光偏向器１０６’によって空間アライメントを行う際、図３を参照して説明した第１光偏向器１０６の偏向角δ２に対応する、図９に示す偏向角δ９０を変化させることにより、第２光偏向器１０６’から出射する光の伝搬方向の角度を調整するのが望ましい。
【００８７】
ここで、図９に示すように、平面平行板４０４の出射光の光軸９０６は、入射光の光軸９０４に対し、平行に長さｃ１だけ変化する。この入射光の光軸９０４の延長線と出射光の光軸９０６とのずれ量、すなわち長さｃ１で表される量を光路シフト量という。第２光偏向器１０６’では、平面平行板４０４によって、光路シフト量ｃ１を変化させることにより、当該平面平行板４０４から出射する光の伝搬方向の位置を調整する。具体的に、好ましくは、光路シフト量ｃ１が０ｍｍより大きく２．０ｍｍ以下の範囲内のうち所望の値となるように、平面平行板４０４を、この平面平行板４０４の入射光の入射面と同一面内で回転させる。図９には、上述したような、入射光の入射面と同一面内の回転を矢印Ｘ５１で示してある。
【００８８】
また、同図中、平面平行板４０４の入射光の入射角θ５１及び屈折角θ５２を示してある。図９に示す平面平行板４０４について、該平面平行板４０４の厚さｔ及び入射角θ５１と屈折角θ５２より、光路シフト量ｃ１は（１）式のように表される。
【００８９】
ｃ１＝［ｔ×ｓｉｎ（θ５１−θ５２）］／ｃｏｓθ５２・・・（１）
ここで、この平面平行板４０４の構成は、材質をＢＫ−７とし、屈折率を１．５１及び厚さｔを３ｍｍとするのが好適である。また、例えば、好ましくは、平面平行板４０４を、材質がＳＦ−１０で、屈折率が１．６９、及び厚さｔが３ｍｍとして構成する場合や、材質が石英で、屈折率が１．５４、及び厚さｔが３ｍｍとして構成する場合があってもよい。
【００９０】
尚、第２光偏向器１０６’では、図９を参照して説明した構成例、すなわち光路シフト素子として平面平行板４０４を用いる例に限られない。図９を参照して説明した平面平行板４０４と同様の作用を有する素子であれば、第２光偏向器１０６’を構成する光路シフト素子として用いることができる。
【００９１】
以上、図９を参照して説明したように、第２光偏向器１０６’を用いる場合も、空間アライメントを容易に、かつ正確に行うことができる。また、第２光偏向器１０６’は、上述した第１光偏向器１０６と同様、プリズム装置を含み、かつ平面平行板４０４を有する構成となる。従って、この第２光偏向器１０６’の構成によれば、複数の光偏向素子として複数のミラーを用いる場合と比較して、第１光偏向器１０６と同様に考えると、上述した、第１光偏向器１０６と同様の効果を得ることが出来る。
【００９２】
尚、微小光学回路１０２において、第２光偏向器１０６’と同様にして、光学部品間を接続する、ひとつの光路につき、ひとつの第１光偏向器１０６を配置した場合、第２光偏向器１０６’と同様の空間アライメントを行うことも出来る。この場合、図３を参照して既に説明した手順によって、第１光偏向器１０６の偏向角を調整した後、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂを同時に以下のように動かすことに事によって、この第１光偏向器１０６の出射光の位置を正確に決定することができる。すなわち、第１光偏向器１０６の出射光の伝播方向の角度が、前述した調整時の角度に維持されるように、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂを同時に、この第１光偏向器１０６の入射光の入射面と同一面内で回転させる。このように、第１及び第２プリズム１０４ａ及び１０４ｂを同時に回転させると、第１光偏向器１０６における光路シフト量を変化させることができ、その結果、この第１光偏向器１０６から出射する光の伝播方向の位置を正確に決定することができる。
【００９３】
（２）時間アライメント
次に、この実施の形態の光学アライメントシステムにおいて、時間アライメントが行われる場合について説明する。この場合、光学アライメント用素子として、光遅延素子を用いるのが好ましい。図４に、光遅延素子を用いて構成された光学アライメント用素子を具える、この実施の形態の光学アライメントシステム４００の構成例を示してある。この光学アライメントシステム４００は、光遅延素子を用いて構成された複数の光学アライメント用素子と、これら光学アライメント用素子を、光学部品間を接続する光路に具える微小光学回路４０２とを有する。この光学アライメント用素子について詳細は後述する。
【００９４】
ここで、光学アライメントシステム４００は、図１を参照して、既に説明した光学アライメントシステム１００と同様の構成を有する。また、微小光学回路４０２の構成は、既に説明した図１に示す微小光学回路１０２と同様の構成を有する。従って、図４中、光学アライメントシステム４００と、該システム４００の微小光学回路４０２について、図１に示す光学アライメントシステム１００と該システム１００の微小光学回路１０２と同様の構成については、図１と同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。また、同図中、図１に示す光学アライメントシステム１００と該システム１００の微小光学回路１０２と同様の構成については符号の付与を省略し、かつ重複する説明を省略することもある。
【００９５】
図１と同様、図４において、各光学部品を接続する線は、各光学部品を接続する光路を示している。図４には、第２〜４光路２６、２８、３０に、それぞれ設けられた光学アライメント用素子である光遅延素子を示してある。この実施の形態の光遅延素子は、微小光学回路４０２の各光路において光路長の調整を行う。
【００９６】
また、この実施の形態によれば、時間アライメントは、複数の光遅延素子を用いて光遅延器を構成し、この光遅延器に光を入力させ、入力させた光を当該光遅延器において一定時間遅らせて出力させて遅延時間を調整することによって行う。
【００９７】
ここで、光遅延素子として、好ましくは、既に図９を参照して説明した平面平行板４０４と同様の構成及び作用を有する、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂ用いる。また、光遅延素子として、第１楔形プリズム４０８ａ及び第２楔形プリズム４０８ｂを用いる場合があってもよい。
【００９８】
図４では、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂが一組となって形成される平面平行板装置を用いて構成される光遅延器を、第１光遅延器４０６として示してある。また、同図中、二個の光遅延素子を一組として形成される光遅延素子群を用いて構成される光遅延器を、第２光遅延器４１０として示してある。図４に示す第２光遅延器４１０の構成によれば、光遅延素子群のうち、一方の光遅延素子は第１楔形プリズム４０８ａを用いて構成してあり、他方の光遅延素子は第２楔形プリズム４０８ｂを用いて構成してある。ここで、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂと、第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂ、及び第１及び第２光遅延器４０６及び４１０について詳細は後述する。
【００９９】
ここで、この実施の形態によれば、第１及び第２光遅延器４０６及び４１０は、それぞれ、図９を参照して既に説明した第２光遅延器１０６’と同様にして、微小光学回路４０２の各光路に配置されるのが好適である。また、第１及び第２光遅延器４０６及び４１０は、それぞれ、微小光学回路４０２の各光路のうち、所望の光路に設けることができる。
【０１００】
図４では、第１光遅延器４０６が、第２光路２６において、第１のミラー１８ａａと第２光変調器２０ｂとの間に設けられる構成を示してある。また、図４では、第３光路２８に対しても第２光路２６と同様にして、第１光遅延器４０６が設けられる構成を示してある。また、同図中、第４光路３０には、第３のミラー１８ａｃと第６のミラー１８ｂｃとの間に配置された各光学部品間に、第１光遅延器４０６と第２光遅延器４１０とが設けられる構成も示してある。第４光路３０において、第１光遅延器４０６は、第３のミラー１８ａｃと第４光変調器２０ｄとの間に設けられ、第２光遅延器４１０は、第４光変調器２０ｄと第６のミラー１８ｂｃとの間に設けられる。
【０１０１】
尚、図４中、光学アライメントシステム４００の構成要素のうち、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂに関する構成要素について、符号の付与を省略して示した構成要素は、符号を付与して示したものと同様の構成を有する。
【０１０２】
ここで、図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第１光遅延器４０６によって行われる時間アライメントについて説明する。図５（Ａ）は、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれの構成、及びこれら第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂの、上述した時間アライメントにおける動作を説明するための図である。また、図５（Ｂ）は、第１光遅延器４０６の構成、及び該第１光遅延器４０６によって行われる時間アライメントを説明するための図である。
【０１０３】
この実施の形態によれば、第１光遅延器４０６において、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれによる光路長の調整は、これら第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂを、当該第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれの入射光の入射面と同一面内で、それぞれ回転させることによって行うのが好適である。
【０１０４】
第１光遅延器４０６において上述したように光路長の調整を行う場合、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれにおける、光路長の変化量ｄＬは０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲内のうちの所望の値とするのが好ましい。
【０１０５】
図５（Ａ）及び（Ｂ）には、上述したように、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれを、これら第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれの入射光の入射面と同一面内において、回転させる構成を示してある。ここで、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂは、それぞれ、具体的に、材質がＢＫ−７で、屈折率が１．５１、及び厚さｔが３ｍｍであるとする。しかし、この実施の形態の第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂの構成は前述した構成に限られない。
【０１０６】
この実施の形態によれば、第２平面平行板４０４ｂは、第１平面平行板４０４ａと同一の構成及び作用を有する。よって、図５（Ａ）を参照して、第１平面平行板４０４ａの構成及び作用についてのみ説明する。
【０１０７】
図５（Ａ）には、上述したような、入射光の入射面と同一面内の回転を矢印Ｘ５１で示し、及び第１平面平行板４０４ａの入射光の光軸５００と、当該第１平面平行板４０４ａの出射光の光軸５０１とを示してある。また、同図中、第１平面平行板４０４ａの入射光の入射角θ５１及び屈折角θ５２を示してある。ここで、上述したように、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれを回転させる場合、矢印Ｘ５１で示す回転は、入射光の光軸５００の延長線と直行する軸の周りの回転となる。
【０１０８】
この実施の形態によれば、図５（Ａ）において、第１平面平行板４０４ａの矢印Ｘ５１で示す回転により、当該第１平面平行板４０４ａの入射角θ５１を０°以上４５°以下の範囲内で変化させる場合、光路長の変化量ｄＬは、０ｍｍより大きく０．３５ｍｍ以下の範囲内であるのが好適である。尚、上述したように、材質がＢＫ−７で、屈折率が１．５１の構成を有する第１平面平行板４０４ａにおいて、入射角θ５１を０°以上４５°以下の範囲内で変化させる場合、屈折角θ５２は０°以上２８°未満となる。また、図５（Ａ）に示す第１平面平行板４０４ａについて、該第１平面平行板４０４ａの、屈折率ｎ及び厚さｔ、さらに、入射角θ５１と屈折角θ５２より、光路長の変化量ｄＬは（２）式のように表される。
【０１０９】
ｄＬ＝（ｔ／ｃｏｓθ５２）［ｎ−ｃｏｓ（θ５１−θ５２）］・・・（２）
ここで、この実施の形態における第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂを以下のように構成する場合があってもよい。例えば、好ましくは、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれを、材質がＳＦ−１０で、屈折率が１．６９、及び厚さｔが３ｍｍとして構成した場合、入射角θ５１を０°以上４５°以下の範囲内で変化させたとき、光路長の変化量ｄＬは０ｍｍより大きく０．４２ｍｍ以下となる。また、好ましくは、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれを、材質が石英で、屈折率が１．５４、及び厚さｔが３ｍｍとして構成した場合、入射角θ５１を０°以上４５°以下の範囲内で変化させたとき、光路長の変化量ｄＬは０ｍｍより大きく０．３３ｍｍ以下であるのが好ましい。
【０１１０】
次に、図５（Ｂ）を参照して、第１光遅延器４０６について説明する。図５（Ｂ）には、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂが一組となって形成される平面平行板装置を用いて構成される第１光遅延器４０６を示してある。同図中には、第１光遅延器４０６に対する入射光の光軸５１０及び当該第１光遅延器４０６の出射光の光軸５１１を示してある。
【０１１１】
第１光遅延器４０６において、好ましくは、第１平面平行板４０４ａの出射光を、第２平面平行板４０４ｂに入射させる。図５（Ｂ）には、第１平面平行板４０４ａの出射光の光軸５１２を示し、及び第１光遅延器４０６に入射する光５１０を第１平面平行板４０４ａに入射させる構成を示してある。
【０１１２】
さらに、図５（Ｂ）には、第１平面平行板４０４ａの回転を矢印Ｘ５１ａで、及び第２平面平行板４０４ｂの回転を矢印Ｘ５１ｂで示してある。これら矢印Ｘ５１ａ及び矢印Ｘ５１ｂのそれぞれで示す回転は、図５（Ａ）を参照して説明した、矢印Ｘ５１で示す回転と同様の回転である。そして、この実施の形態によれば、第１光遅延器４０６において、矢印Ｘ５１ａで示す、第１平面平行板４０４ａの回転は、矢印Ｘ５１ｂで示す、第２平面平行板４０４ｂの回転に対し対称となるような回転であるのが好適である。
【０１１３】
図５（Ｂ）において、便宜上、第１平面平行板４０４ａによる光路シフト量ｃの変化の方向を、＋（正）の方向とする。この実施の形態では、矢印Ｘ５１ａで示す、第１平面平行板４０４ａの回転を、矢印Ｘ５１ｂで示す、第２平面平行板４０４ｂの回転に対し対称となるような回転とすることによって、第２平面平行板４０４ｂによる光路シフト量を、第１平面平行板４０４ａの光路シフト量ｃと同量とし、かつ第１平面平行板４０４ａの変化の方向とは、逆方向（すなわち−（負）の方向）とするのが望ましい。すなわち、この実施の形態では、第１光遅延器４０６を、第１平面平行板４０４ａの回転による光路シフト量（＋ｃ）と、第２平面平行板４０４ｂの回転による光路シフト量（−ｃ）との和（｛（＋ｃ）＋（−ｃ）｝）が０となるように構成するのが好適である。
【０１１４】
図５（Ｂ）を参照して説明した第１光遅延器４０６の構成によれば、第２平面平行板４０４ｂから出射する光は、この第１光遅延器４０６の出射光である。そして、この第１光遅延器４０６では、第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれを、図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明した手順により、回転させて光路長を調整することによって、時間アライメントを行う。従って、既に説明したような、全反射プリズム等を用いて行われる従来の時間アライメントと比較して、微小光学回路４０２における光路長の調整を、容易に行うことが出来る。
【０１１５】
既に説明したように、この実施の形態によれば、第１光遅延器４０６を構成する第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂのそれぞれにおける、光路長の変化量ｄＬは０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下の範囲内のうちの所望の値とするのが好ましい。よって、この第１光遅延器４０６における光路長の変化量は０ｍｍより大きく１．０ｍｍ以下の範囲内とすることができる。従って、図８を参照して既に説明したような、１０ｃｍ×１０ｃｍの矩形の基板上に構成される微小光学回路４０２で、各光路における時間アライメントを容易に行うことができる。
【０１１６】
ところで、この実施の形態によれば、既に説明したように、第２光遅延器４１０を、第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂを用いて構成するのが好適である。図６（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第２光遅延器４１０によって行われる時間アライメントについて説明する。図６（Ａ）は、第２光遅延器４１０の構成及び動作を説明するための図であり、図６（Ｂ）は、第２光遅延器４１０を構成する素子の構成例を示す図である。
【０１１７】
尚、第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂの好適な構成例として、図６（Ａ）及び（Ｂ）には、直角プリズムを用いて構成された、これらのプリズム４０８ａ及び４０８ｂを示してある。また、図６（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれにおいて、第１楔形プリズム４０８ａの底面を６００とするとともに、この面と直行する背面を６０１とし、及び第２楔形プリズム４０８ｂの底面を６０３とするとともに、この面と直行する背面を６０５とする。
【０１１８】
まず、図６（Ａ）を参照して、第２光遅延器４１０について説明する。図６（Ａ）には、第２光遅延器４１０に対する入射光の光軸６１０及び当該第２光遅延器４１０の出射光の光軸６１１を示してある。また、同図中、第１楔形プリズム４０８ａの傾斜面６０２の傾斜方向を矢印ｂ０で、及び第２楔形プリズム４０８ｂの傾斜面６０４の傾斜方向を矢印ｂ’０で示してある。
【０１１９】
この実施の形態で用いる第２楔形プリズム４０８ｂは、矢印ｂ０で示す、第１楔形プリズム４０８ａの傾斜面６０２の傾斜方向に対し平行となるような、矢印ｂ’０で示す、傾斜方向の傾斜面６０４を有するのが好ましい。そして、第２光遅延器４１０において、好ましくは、第１楔形プリズム４０８ａの傾斜面６０２と、該傾斜面６０２の傾斜方向（矢印ｂ０）に対し平行な傾斜方向（矢印ｂ’０）である、第２楔形プリズム４０８ｂの傾斜面６０４とを対向させて、当該第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂを光路に配置させる。この場合、図６（Ａ）に示す第２光遅延器４１０では、第１楔形プリズム４０８ａにおいて、該プリズム４０８ａの、第２楔形プリズム４０８ｂと対向する傾斜面６０２と反対側の面、すなわち背面６０１に光を入射させ、かつ当該プリズム４０８ａの傾斜面６０２から出射する光を、第２楔形プリズム４０８ｂの傾斜面６０４に入射させ、及び第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂのうちいずれか一方のプリズムを、矢印ｂ０及び矢印ｂ’０で示す傾斜方向に平行移動させて、光路長の調整を行うように構成してあるのが好ましい。尚、第２楔形プリズム４０８ｂからの出射光は、背面６０５から出射する。
【０１２０】
ここで、図６（Ａ）に示す第２光遅延器４１０では、第１楔形プリズム４０８ａを固定し、第２楔形プリズム４０８ｂのみを、傾斜面６０２及び６０４を平行に保ちながら、互いに相対的に平行移動させて光路長を調整することにより、時間アライメントを行うとする。また、図６（Ａ）では、直角プリズムで構成された、第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂを、第２光遅延器４１０に対する入射光の入射面で切った切断面が直角三角形となるように、当該プリズム４０８ａ及び４０８ｂを光路に配置した様子を示してある。そして、同図中、第１楔形プリズム４０８ａの、前述した切断面において、直角を挟む２辺のうち一辺、すなわち背面６０１において、第２光遅延器４１０に対する入射光が入射し、及びこのときの入射角が０°となるように、配置してある様子を示してある。この場合、第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂの構成は、図６（Ｂ）に示すような構成であるのが好ましい。
【０１２１】
すなわち、図６（Ｂ）に示すように、第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂは、屈折率が１．５程度で、かつ頂角α６０及び頂角α６１がそれぞれ３０°以内であるとするともに、第２光遅延器４１０に対する入射光の光軸６１０方向の厚さｄ６１及び厚さｄ６３のそれぞれが２２．５ｍｍ以内であるとするのが好適である。また、上述した図６（Ａ）に示す第２光遅延器４１０の構成によれば、第２楔形プリズム４０８ｂは、傾斜面６０４の傾斜方向（矢印ｂ’０）の長さｄ６２を４５ｍｍ程度としてあり、かつ当該プリズム４０８ｂの移動量が、０ｍｍより大きく４５ｍｍ以下の範囲内で変化する場合、第２光遅延器４１０における光路長の変化量ｄＬ１は０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下であるとするのが好ましい。さらに、上述した図６（Ａ）に示す第２光遅延器４１０の構成によれば、第１楔形プリズム４０８ａは、当該第２光遅延器４１０の入射光の光軸６１０方向に対して垂直方向の厚さｄ６０が８．７ｍｍ以内であるとするのが望ましい。
【０１２２】
従って、第２光遅延器４１０において、図６（Ｂ）を参照して説明した構成を有する、それぞれの第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂは、全反射プリズム等を用いた場合と比較して、素子自体の大きさは縮小することができる。また、好ましくは、これら第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂによる光路長の変化量を０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下の範囲内としてある。よって、既に説明した第１光遅延器４０６と同様に、図８に示すような１０ｃｍ×１０ｃｍの矩形の基板１上に構成される微小光学回路４０２で、各光路における時間アライメントを容易に行うことができる。
【０１２３】
上述したような、この実施の形態の光学アライメントシステム４００では、第１光遅延器４０６と、第２光遅延器４１０とを組み合わせるか、もしくはいずれか一方の光遅延器を選択することによって、所望の時間アライメントを行うことも可能である。この場合、第１光遅延器４０６によれば、当該遅延器４０６における光路長の変化量を１．０ｍｍ以内とする時間アライメントを行うことが出来、第２光遅延器４１０によれば、当該遅延器４１０における光路長の変化量を０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下とする時間アライメントを行うことができる。そして、これらの光遅延器を組み合わせて用いる場合、第１光遅延器４０６による時間アライメントを微調整として行い、第２光遅延器４１０による時間アライメントを粗調整として行うことができる。
【０１２４】
また、この実施の形態で用いる第１及び第２光遅延器４０６及び４１０は、光遅延素子として上述したような第１及び第２平面平行板４０４ａ及び４０４ｂ、及び第１及び第２楔形プリズム４０８ａ及び４０８ｂを用いて構成されるため、図１に示す光学アライメントシステム１００において、複数の光偏向素子１０４ａ及び１０４ｂを、第１及び第２プリズムとして構成した場合と同様の作用が得られ、その結果、時間アライメント終了時の性能の長期安定性を期待することができる。
【０１２５】
尚、この実施の形態の光学アライメントシステムについて、（１）の項において、空間アライメントが行われるアライメントシステム１００の構成例、及び（２）の項において、時間アライメントが行われるアライメントシステム４００の構成例について、それぞれ説明した。しかし、図４に示すように、実際には、例えば第１光偏向器１０６と、第１及び第２光遅延器４０６及び４１０とを、同一の微小光学回路４０２に配置し、第１光偏向器１０６によって空間アライメントを行うとともに、第１及び第２光遅延器４０６及び４１０によって時間アライメントを行う構成とすることもできる。従って、この実施の形態の光学アライメントシステムによれば、微小光学回路に複数の光学部品を配置した後、それぞれの光学部品が位置決めの際の光学的な位置からずれているとしても、光学部品間を接続する光路に複数の光学アライメント用素子を設け、該素子を用いることにより、当該光路における光学調整を容易に行うことができる。
【０１２６】
２．光学アライメントシステムの調整方法
次に、この実施の形態の光学アライメントシステムの調整方法について説明する。この実施の形態の光学アライメントシステムの調整方法によれば、好ましくは、図１を参照して既に説明した光学アライメントシステム１００において、微小光学回路１０２の組立時に、光偏向素子を用いて構成された複数の光学アライメント用素子を用いて、既に説明したような空間アライメントを行いながら、これら光学アライメント用素子のそれぞれを、各光路に配置する。
【０１２７】
空間アライメントを素子調整ホルダ７００を用いて行う場合と、該ホルダ７００を用いないで行う場合について以下に説明する。
【０１２８】
（１）素子調整ホルダを用いる場合
この実施の形態の光学アライメントシステムの調整方法において、空間アライメントを素子調整ホルダ７００を用いて行う場合について、図７（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図７（Ａ）は、素子調整ホルダ７００の構成を説明するための、当該ホルダ７００の断面図であり、図７（Ｂ）は、既に説明した光学アライメントシステム１００において、第１及び第２光偏向器１０６及び１０６’のそれぞれによって行われる空間アライメントを、素子調整ホルダ７００を用いて行う様子を示す図である。
【０１２９】
図７（Ａ）に示すように、素子調整ホルダ７００は、好ましくは、調整部７０２と支持部７０４とを有し、調整部７０２は回転部７０８を有している。回転部７０８及び支持部７０４は内部が中空になるように構成されている。図７（Ａ）では、回転部７０８及び支持部７０４の中空となっている部分を、空間部７１４として示してある。
【０１３０】
素子調整ホルダ７００において、光学アライメント用素子７０６は、好ましくは、調整部７０２が有する回転部７０８に取り付けられる。図７（Ａ）の回転部７０８の断面図によれば、空間部７１４は、回転部７０８の天井部７０８ａと回転部７０８の床部７０８ｂとに挟まれるように、この回転部７０８に設けられる。そして、回転部７０８において、光学アライメント用素子７０６は、回転部７０８の天井部７０８ａに上端を、かつ回転部７０８の床部７０８ｂに下端を、それぞれ支持されるように、この回転部７０８に取り付けられるのが望ましい。
【０１３１】
そして、光学アライメント用素子７０６が取り付けられた調整部７０２と、支持部７０４とは、調整部７０２が支持部７０４に支持された状態で一体となり、素子調整ホルダ７００として、微小光学回路１０２の各光路に配置される。ここで、図７（Ａ）の支持部７０４の断面図によれば、空間部７１４は、支持部７０４の天井部７０４ａと支持部７０４の床部７０４ｂとに挟まれるように、この支持部７０４に設けられる。調整部７０２が支持部７０４に支持された状態とは、調整部７０２における、回転部７０８の天井部７０８ａが支持部７０４の天井部７０４ａに、回転部７０８の床部７０８ｂが支持部７０４の床部７０４ｂに、それぞれ支持されている状態である。
【０１３２】
このような状態で微小光学回路１０２の各光路に配置された素子調整ホルダ７００では、光学アライメント用素子７０６の入射光及び出射光が、空間部７１４を通過する。そして、このような状態で、素子調整ホルダ７００において、回転部７０８によって光学アライメント用素子７０６の位置の調整を行う。ここで、素子調整ホルダ７００において、既に説明したような、光学的な後補正である空間アライメントを行って、光学アライメント用素子７０６の位置が調整される。よって、回転部７０８は、前述した調整の際、光学アライメント用素子７０６を回転させるため、回転可能な構成を有するのが好適である。そして、この実施の形態によれば、図７（Ａ）に示すように、回転部７０８には、回転部７０８の天井部７０８ａが有する穴７１０に操作部７１２を固定し、該操作部７１２によって回転部７０８を回転させる構成とするのが望ましい。尚、操作部７１２の回転部７０８への固定は、操作部７１２を回転部７０８にネジ止めする等の手段によって行われるのが好適である。
【０１３３】
ところで、第１及び第２光偏向器１０６及び１０６’のそれぞれについて、図７（Ａ）に示す素子調整ホルダ７００を用いて行われる光学アライメントシステムの調整方法を、図７（Ｂ）を参照して説明する。
【０１３４】
この実施の形態によれば、素子調整ホルダ７００によって、光偏向素子として構成されるひとつの光学アライメント用素子７０６の位置が調整されるのが好ましい。既に説明したように、第１及び第２光偏向器１０６及び１０６’のそれぞれは、好ましくは、複数の光偏向素子を有する。従って、第１及び第２光偏向器１０６及び１０６’のそれぞれについては、これら光偏向器１０６及び１０６’が有する光偏向素子のそれぞれに対して、素子調整ホルダ７００によって、上述したような位置の調整が行われるのが好ましい。
【０１３５】
図７（Ｂ）には、第１及び第２光偏向器１０６及び１０６’のそれぞれが、複数の光偏向素子として第１の光学アライメント用素子７０６ａ及び第２の光学アライメント用素子７０６ｂを含む構成である場合について、これら第１及び第２の光学アライメント用素子７０６ａ及び７０６ｂのそれぞれの位置の調整を以下の手順によって行う様子を示してある。すなわち、図７（Ｂ）に示す構成例によれば、第１の光学アライメント用素子７０６ａについては第１の素子調整ホルダ７００ａ、及び第２の光学アライメント用素子７０６ｂについては第２の素子調整ホルダ７００ｂによって、それぞれ、位置の調整を行う。
【０１３６】
また、図７（Ｂ）には、第１及び第２の素子調整ホルダ７００ａ及び７００ｂのそれぞれの断面図を示してあるが、これらの断面図は、それぞれ図７（Ａ）に対応する位置での断面図である。そして、図７（Ｂ）に示す、第１及び第２の光学アライメント用素子７０６ａ及び７０６ｂ、及び第１及び第２の素子調整ホルダ７００ａ及び７００ｂは、図７（Ａ）を参照して説明した素子調整ホルダ７００と、該ホルダ７００に取り付けられた光学アライメント用素子７０６と同様の構成及び作用を有することはいうまでもない。
【０１３７】
以上、図７（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明した光学アライメントシステムの調整方法によれば、調整部７０２の回転部７０８に固定した操作部７１２によって、微小光学回路１０２の外から、光学アライメント用素子７０６の位置を調整する。よって、既に説明した光学的な後補正の際、光学アライメント用素子７０６によって、微小光学回路１０２の各光路における光学調整を容易に行うことができる。尚、図７（Ａ）において、回転部７０８に固定した操作部７１２は、上述した、光学アライメント用素子７０６の光学的な位置の調整を行った後、回転部７０８から取り外してしまう場合があっても良い。
【０１３８】
（２）素子調整ホルダを用いない場合
次に、この実施の形態における、光学アライメントシステムの調整方法の変形例について、図１０を参照して説明する。図７（Ａ）及び（Ｂ）では、素子調整ホルダ７００を用いて、光学アライメントシステムの調整を行う方法について説明した。この変形例によれば、素子調整ホルダ７００を用いずに、（１）の項で説明した素子調整ホルダ７００を用いて行う場合と同様の手順によって、光学アライメント用素子７０６の位置を調整する。この調整方法に関する、光学アライメント用素子７０６等の構成を、図１０には断面図で示してある。尚、図１０では、一部の構成について、断面を表すハッチングを省略して示してある。
【０１３９】
素子調整ホルダ７００を用いて行う場合、（１）の項で説明したように、調整部７０２の回転部７０８によって、光学アライメント用素子７０６の光学的な位置の調整が行われる。この変形例では、素子調整ホルダ７００を用いることなく、回転部７０２と同様の機能を有する調整部を用いる。この調整部を、図１０では素子用調整部８００として示してある。好ましくは、素子用調整部８００は、光学アライメント用素子７０６の上端を支持するように、この光学アライメント用素子７０６に取り付けられる。また、図７（Ａ）を参照して説明した回転部７０２の構成と同様に、素子用調整部８００は回転可能な構成を有し、かつ操作部７１２がこの素子用調整部８００に固定されるのが好ましい。
【０１４０】
また、図１０に示すように、図１に示す微小光学回路１０２の各光路２４、２６、２８、３０において、光学アライメント用素子７０６が配置される位置に、好ましくは、溝８０２を基板１上に設けておく。この溝８０２に、素子用調整部８００に取り付けた光学アライメント用素子７０６を、この光学アライメント用素子７０６の下端が溝８０２に支持されるように配置する。その後、図７（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明した手順と同様の手順によって、該素子７０６の調整を行うのが好ましい。この場合、素子用調整部８００によって、光学アライメント用素子７０６の位置を調整した後、素子用調整部８００を取り外して当該素子７０６を光路に配置するのが好適である。このとき、素子調整ホルダ７００を用いる場合と同様の効果が得られるとともに、光学アライメント用素子７０６の位置を調整した後、素子用調整部８００を取り外すので、光学アライメント用素子７０６を調整するための構成を簡略化し、小さくすることができる。
【０１４１】
尚、溝８０２が基板１上に設けられる構成例を図１０に示して説明したが、この実施の形態では、溝８０２を設けないで、光学アライメント用素子７０６を、上述した手順と同様の手順によって、配置する場合があってもよい。
【０１４２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、微小光学回路に複数の光学部品を配置した後、それぞれの光学部品が位置決めの際の光学的な位置からずれているとしても、光学部品間を接続する光路に複数の光学アライメント用素子を設け、該素子を用いることにより、当該光路における光学調整を容易に行うことができる。
【０１４３】
この発明の光学アライメントシステムでは、光学アライメント用素子を光偏向素子を用いて構成することにより、微小光学回路において各光学部品を配置した後、上述した光学調整を空間アライメントとして行うことができる。空間アライメントは、複数の光偏向素子を用いて構成される第１光偏向器によって、光学部品における光の出射／入射の位置及び角度を決定して行う。また、複数の光偏向素子と光路シフト素子とを用いて第２光偏向器を構成する場合、この第２光偏向器は、空間アライメントを、光学部品における光の出射及び入射の位置と角度を決定することによって行う。
【０１４４】
第１光偏向器を、第１及び第２プリズムが一組となって形成されるプリズム装置を用いて構成する場合、この第１光偏向器は、好ましくは、光学部品間を接続する光路に、光学部品の光の出射側と、光学部品の入射側にそれぞれひとつずつ配置される。そして、この第１光偏向器において、第１及び第２プリズムのそれぞれによって、第１光偏向器から出射する出射光の伝搬方向の角度を調整することにより、空間アライメントを、容易に、かつ正確に行うことができる。
【０１４５】
また、この第１光偏向器の構成によれば、複数の光偏向素子として複数のミラーを用いる場合と比較して、光を反射させるミラーに対し、第１及び第２プリズムのそれぞれは光を透過させるため、これら第１及び第２プリズムの動きが光ビームに与える影響が少ない。従って、上述した構成の第１光偏向器を各光学部品間を接続する光路のそれぞれに配置して構成される微小光学回路では、空間アライメント終了時の性能の長期安定性を期待することができる。
【０１４６】
また、第２光偏向器を、第１及び第２プリズムが一組となって形成されるプリズム装置を含む構成とする場合、好ましくは、ひとつの第２光偏向器が、光学部品間を接続する、ひとつの光路に配置される。そして、この第２光偏向器において、第１及び第２プリズムのそれぞれによって、第２光偏向器から出射する出射光の伝搬方向の角度を調整するとともに、光路シフト素子によって第２光偏向器から出射する出射光の伝搬方向の位置を調整する。従って、この第２光偏向器においても、空間アライメントを、容易に、かつ正確に行うことができる。
【０１４７】
尚、上述した第２光偏向器が有する光路シフト素子として平面平行板を用いる場合、第２光偏向器は、上述した第１光偏向器と同様、プリズム装置を含み、かつ平面平行板を有する構成となる。従って、この第２光偏向器の構成によれば、複数の光偏向素子として複数のミラーを用いる場合と比較して、第１光偏向器と同様に考えると、この第１光偏向器と同様の効果を得ることが出来る。
【０１４８】
ここで、第１及び第２光偏向器において、第１及び第２プリズムのそれぞれによれば、固定ミラー等の光学部品の偏向角のずれ（０°より大きく２°以下の範囲）を、１．５３°以上２．８０°以下の範囲内で補正を行うことができる。また、第１及び第２プリズムが一組となって形成されるプリズム装置を含む、第１及び第２光偏向器によれば、０°以上５．６°（＝２．８０°×２）以下の範囲内で補正を行うことができる。
【０１４９】
また、この発明の光学アライメントシステムでは、光学アライメント用素子を光遅延素子を用いて構成することにより、微小光学回路に各光学部品を配置した後、これら光学部品間を接続する光路のそれぞれにおける光学調整を、時間アライメントとして行うことができる。この発明によれば、既に説明した第２光遅延器と同様にして、光学部品間を接続するひとつの光路につき、ひとつの光遅延器が配置されるのが好適である。
【０１５０】
ここで、複数の光遅延素子として第１及び第２平面平行板を用いる場合、この光遅延器の入射光を第１平面平行板に入射させる場合、第２平面平行板から出射する光は、この光遅延器の出射光である。そして、この光遅延器では、第１及び第２平面平行板を、それぞれ回転させて光路長を調整することによって、時間アライメントを行う。従って、既に説明したような、全反射プリズム等を用いて行われる従来の時間アライメントと比較して、微小光学回路における光路長の調整を、容易に行うことが出来る。
【０１５１】
具体的には、平面平行板装置を用いて構成される光遅延器において、第１及び第２平面平行板を用いて形成される平面平行板装置における光路長の変化量は０ｍｍより大きく１．０ｍｍ以下の範囲内とすることができる。このように、光路長の変化量を１ｍｍ以内の範囲内とすることができれば、図８を参照して既に説明したような、１０ｃｍ×１０ｃｍの矩形の基板上に構成される微小光学回路で、各光路における時間アライメントを容易に行うことができる。
【０１５２】
また、光学アライメント用素子である光遅延素子として、第１及び第２楔形プリズムを用いる場合、従来の時間アライメントに用いられる全反射プリズム等の構成と比較して、第１及び第２楔形プリズム自体の大きさは縮小することができる。また、好ましくは、これら第１及び第２楔形プリズムを用いて構成される光遅延器による光路長の変化量を０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下の範囲内としてある。従って、既に説明した平面平行板装置を用いて構成される光遅延器と同様、図８に示すような１０ｃｍ×１０ｃｍの矩形の基板上に構成される微小光学回路で、各光路における時間アライメントを容易に行うことができる。
【０１５３】
この発明の光学アライメントシステムでは、平面平行板装置を用いて構成される光遅延器と、第１及び第２楔形プリズムを用いて構成される光遅延器とを組み合わせるか、もしくはいずれか一方の光遅延器を選択することによって、所望の時間アライメントを行うことも可能である。この場合、平面平行板装置を用いて構成される光遅延器によれば、この平面平行板装置による光路長の変化量を１．０ｍｍ以内とする時間アライメントを行うことが出来、第１及び第２楔形プリズムを用いて構成される光遅延器によれば、これら第１及び第２楔形プリズムによる光路長の変化量を０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下とする時間アライメントを行うことができる。そして、これらの光遅延器を組み合わせて用いる場合、平面平行板装置による光路長の変化量を１．０ｍｍ以内とする時間アライメントを微調整として行い、第１及び第２楔形プリズムによる光路長の変化量を０ｍｍより大きく７．８ｍｍ以下とする時間アライメントを粗調整として行うことができる。
【０１５４】
また、この発明における光遅延器は、上述したような平面平行板装置、及び第１及び第２楔形プリズムを用いて構成されるため、既に説明した、第１及び第２光偏向器と同様の作用が得られ、その結果、時間アライメント終了時の性能の長期安定性を期待することができる。
【０１５５】
また、この発明の光学アライメントシステムの調整方法によれば、上述した、光学アライメントシステムの各光路における光学調整をさらに容易に行うことができる。素子調整ホルダを用いて、光学アライメントシステムの調整を行う場合、回転部によって、光学アライメントシステムの微小光学回路の外から、光学アライメント用素子の位置を調整するため、当該回路の各光路における光学調整を容易に行うことができる。
【０１５６】
また、調整部に取り付けられた光学アライメント用素子を、予め光学アライメントシステムの各光路に配置しておき、当該素子の位置を調整した後、調整部を取り外して、当該素子を各光路に配置する場合、素子調整ホルダを用いる場合と同様の効果が得られるとともに、調整部を取り外すことができるため、光学アライメント用素子を調整するための構成を簡略化し、小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の空間アライメントを行う光学アライメント用素子を具える光学アライメントシステムの構成例を説明するための図である。
【図２】（Ａ）は、第１プリズムの構成例を説明するための図であって、（Ｂ）及び（Ｃ）は、空間アライメントにおける第１プリズムの動作例を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態の第１光偏向器による空間アライメントを説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態の時間アライメントを行う光学アライメント用素子を具える光学アライメントシステムの構成例を説明するための図である。
【図５】（Ａ）は、第１平面平行板の構成例を説明するための図であって、（Ｂ）は、第１光遅延器の構成例を説明するための図である。
【図６】（Ａ）は、第２光遅延器の構成例を説明するための図であって、（Ｂ）は、第２光遅延器を構成する第１及び第２楔形プリズムの構成例を説明するための図である。
【図７】（Ａ）は、この発明の実施の形態の素子調整ホルダの構成例を説明するための図であって、（Ｂ）は、素子調整ホルダによる光学アライメントシステムの調整方法を説明するための図である。
【図８】従来の微小光学回路の構成例を説明するための図である。
【図９】この発明における第２光偏向器の構成例を説明するための図である。
【図１０】この発明における光学アライメントシステムの調整方法の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１：基板
２ａ、２ｂ：光ファイバ
４ａ、４ｂ：コリメータレンズ
１０：光回路
１２：入力側導光路
１４：出力側導光路
１６ａ：入力側ビームスプリッタ
１６ｂ：出力側ビームスプリッタ
１６ａａ：第１のビームスプリッタ
１６ａｂ：第２のビームスプリッタ
１６ａｃ：第３のビームスプリッタ
１６ｂａ：第４のビームスプリッタ
１６ｂｂ：第５のビームスプリッタ
１６ｂｃ：第６のビームスプリッタ
１８ａａ：第１のミラー
１８ａｂ：第２のミラー
１８ａｃ：第３のミラー
１８ｂａ：第４のミラー
１８ｂｂ：第５のミラー
１８ｂｃ：第６のミラー
２０ａ：第１光変調器
２０ｂ：第２光変調器
２０ｃ：第３光変調器
２０ｄ：第４光変調器
２２ａａ、２２ａｂ、２２ｂａ、２２ｂｂ、２２ｃａ、２２ｃｂ、２２ｄａ、２２ｄｂ：コリメータレンズ
２４：第１光路
２６：第２光路
２８：第３光路
３０：第４光路
１００、４００：光学アライメントシステム
１０２、４０２：微小光学回路
１０４ａ：第１プリズム（光偏向素子）
１０４ｂ：第２プリズム（光偏向素子）
１０６：第１光偏向器（プリズム装置）
１０６’：第２光偏向器
２００：第１プリズムの入射光の光軸
２０１：第１プリズムの出射光の光軸
２０２：第１回転軸
２０４：第２回転軸
３００：第１光偏向器の入射光の光軸
３０１：第１光偏向器の出射光の光軸
３１０：仮想平面
３１２：第１ベクトル
３１４：第２ベクトル
３１６：合成ベクトル
４０４：平面平行板（光路シフト素子）
４０４ａ：第１平面平行板
４０４ｂ：第２平面平行板
４０６：第１光遅延器
４０８ａ：第１楔形プリズム
４０８ｂ：第２楔形プリズム
４１０：第２光遅延器
５００：第１平面平行板の入射光の光軸
５０１：第１平面平行板の出射光の光軸
５１０：第１光遅延器の入射光の光軸
５１１：第１光遅延器の出射光の光軸
５１２：第１平面平行板の出射光の光軸
６００、６０３：底面
６０１、６０５：背面
６０２：第１楔形プリズムの傾斜面
６０４：第２楔形プリズムの傾斜面
６１０：第２光遅延器の入射光の光軸
６１１：第２光遅延器の出射光の光軸
７００：素子調整ホルダ
７００ａ：第１の素子調整ホルダ
７００ｂ：第２の素子調整ホルダ
７０２：調整部
７０４：支持部
７０４ａ：支持部の天井部
７０４ｂ：支持部の床部
７０６：光学アライメント用素子
７０６ａ：第１の光学アライメント用素子
７０６ｂ：第２の光学アライメント用素子
７０８：回転部
７０８ａ：回転部の天井部
７０８ｂ：回転部の床部
７１０：穴
７１２：操作部
７１４：空間部
８００：素子用調整部
８０２：基板の溝
９００：第２光偏向器の入射光の光軸
９０４：第２プリズムの出射光の光軸
９０６：第２光偏向器の出射光の光軸
【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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