(57)【要約】【課題】煩雑な作業を要することなく、第１光学要素から出射された光の第２光学要素に対する入射効率を確実に所定の目標値以上に設定すること。【解決手段】発光素子ＬＥから出射された光の集光レンズＭＬに対する入射位置を変化させるべくパッケージＰに対して予め相互に接合固定した筐体Ｂを複数の方向に変位させる外力付与機構部２０と、外力付与機構部２０の駆動によりパッケージＰに対して筐体Ｂを変位させている間に光ファイバＯＦに入射される光の特性を測定し、該光が所望の特性となる状態を検出する制御手段４０と、制御手段４０の検出した状態を維持するべくパッケージＰと筐体Ｂとの間に新たな接合固定点ＦＰ′を設けるレーザ照射機構部３０とを備えている。【選択図】　　　図１
2004069756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する第１光学要素を保持した第１保持部材と、
前記第１光学要素から出射された光が入射される第２光学要素を保持した第２保持部材と、
これら第１保持部材および第２保持部材の間に接合固定され、前記第１光学要素から出射された光を前記第２光学要素に集光させる第３光学要素を保持した第３保持部材と
を備えた光モジュールを製造するための方法において、
前記第１光学要素から出射された光の前記第３光学要素に対する入射位置を変化させるべく前記第１保持部材に対して予め相互に接合固定した前記第３保持部材を複数の方向に変位させるとともに、前記第２光学要素に入射される光の特性を測定し、該光が所望の特性となる状態を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出した状態を維持するべく前記第１保持部材と前記第３保持部材との間に新たな接合固定点を設ける再接合固定工程と
を含むことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記検出工程は、前記第１保持部材を保持した状態で前記第３保持部材および／または前記第２保持部材に外力を付与することにより、前記第１保持部材に対して前記第３保持部材を変位させ、前記第２光学要素に入射される光が所望の特性となる外力の付与位置および外力の大きさを検出することを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記再接合工程は、前記第１保持部材と前記第３保持部材との間を互いに溶着することによって前記接合固定点を設け、該接合固定点が溶着後に収縮することにより、前記検出手段の検出した外力の付与位置から１８０°ずれた位置に引張応力を作用させることを特徴とする請求項２に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項４】
光を出射する第１光学要素を保持した第１保持部材と、
前記第１光学要素から出射された光が入射される第２光学要素を保持した第２保持部材と、
これら第１保持部材および第２保持部材の間に接合固定され、前記第１光学要素から出射された光を前記第２光学要素に集光させる第３光学要素を保持した第３保持部材と
を備えた光モジュールを製造するための装置において、
前記第１光学要素から出射された光の前記第３光学要素に対する入射位置を変化させるべく前記第１保持部材に対して予め相互に接合固定した前記第３保持部材を複数の方向に変位させる変位手段と、
前記変位手段の駆動により前記第１保持部材に対して前記第３保持部材を変位させている間に前記第２光学要素に入射される光の特性を測定し、該光が所望の特性となる状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出した状態を維持するべく前記第１保持部材と前記第３保持部材との間に新たな接合固定点を設ける再接合固定手段と
を備えたことを特徴とする光モジュールの製造装置。
【請求項５】
前記変位手段は、前記第１保持部材を前記第１光学要素の光軸回りに回転可能に保持する保持機構部と、
前記保持機構部に対して相対的に近接／離反移動することにより、前記第３保持部材および／または前記第２保持部材の周囲から前記第１光学要素の光軸に向けて外力を付与する外力付与機構部と
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の光モジュールの製造装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記第２光学要素に入射される光が所望の特性となる外力の付与位置および外力の大きさを検出するものであり、かつ前記再接合固定手段は、前記検出手段の検出した外力の大きさに応じた出力のレーザを照射し、前記第１保持部材と前記第３保持部材との間を互いに溶着することによって前記接合固定点を設けるレーザ照射機構部を備えたことを特徴とする請求項５に記載の光モジュールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を出射する第１光学要素を保持した第１保持部材と、前記第１光学要素から出射された光が入射される第２光学要素を保持した第２保持部材と、これら第１保持部材および第２保持部材の間に接合固定され、前記第１光学要素から出射された光を前記第２光学要素に集光させる第３光学要素を保持した第３保持部材とを備えた光モジュールを製造するための方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、光モジュールの一般的な構造を概念的に示したものである。この光モジュールＯＭは、レーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子（第１光学要素）ＬＥから出射された光を光ファイバ（第２光学要素）ＯＦに入射させ、該光ファイバＯＦを通じて光を導出するように構成したもので、これら発光素子ＬＥと光ファイバＯＦとの間に集光レンズ（第３光学要素）ＭＬを備えている。集光レンズＭＬは、発光素子ＬＥから出射された広がりをもつ光を効率良く光ファイバＯＦに入射させるために、当該光を光ファイバＯＦに集光させるものである。なお、図１０（ａ）中の符号ＳＬは、発光素子ＬＥと集光レンズＭＬとの間に、該発光素子ＬＥから出射された光を略平行光にするための補助レンズである。
【０００３】
上述した発光素子ＬＥ、光ファイバＯＦおよび集光レンズＭＬは、個別の保持部材に保持されている。すなわち、発光素子ＬＥ（および補助レンズＳＬ）がパッケージ（第１保持部材）Ｐに保持され、また光ファイバＯＦがフェルールＦを介してスリーブ（第２保持部材）Ｓに保持され、さらに集光レンズＭＬが筐体（第３保持部材）Ｂに保持されており、発光素子ＬＥから出射した光が最も効率良く光ファイバＯＦに入射するようにパッケージＰ、スリーブＳおよび筐体Ｂの相対位置を調整した後、パッケージＰと筐体Ｂとの間、並びに筐体ＢとスリーブＳとの間をそれぞれ接合固定することによって光モジュールＯＭを構成している。これらパッケージＰ、筐体ＢおよびスリーブＳは、それぞれ金属、例えばパッケージＰはＣｕ−Ｗ、筐体ＢおよびスリーブＳはステンレスによって成形してあり、互いの接合固定箇所にＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｇａｒｎｅｔ）レーザを照射して溶着させるのが一般的である。
【０００４】
ここで、金属を互いに溶着した場合には、一旦溶融したものが凝固することになるため、その際の収縮や内部残留応力による変形が発生する。こうした収縮や変形が筐体ＢおよびスリーブＳに不均一に発生した場合、発光素子ＬＥ、光ファイバＯＦおよび集光レンズＭＬの相対位置が調整状態からずれ、発光素子ＬＥから出射した光の光ファイバＯＦに対する入射効率が低下する虞れがある。
【０００５】
このため、従来においては、筐体Ｂ、スリーブＳおよび光ファイバＯＦのそれぞれの横断面が円形であることを利用し、図１０（ｂ）中の符号ＦＰに示すように、個々の円周を三等分した位置、つまり任意の点から円周方向に１２０°ずつ位相のずれた三位置に同出力のＹＡＧレーザを同時に照射することによってパッケージＰと筐体Ｂとの間、並びに筐体ＢとスリーブＳとの間をそれぞれ接合固定するようにしている。すなわち、互いに等間隔となる三位置に同出力のＹＡＧレーザを同時に照射すれば、理論上、溶着に伴って発生する各位置の内部残留応力も同一となり、収縮や変形の影響が相殺されるため、発光素子ＬＥから出射した光の光ファイバＯＦに対する入射効率が低下する事態を抑えることが可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような方法を適用した場合であっても、製造された光モジュールＯＭの中には、光ファイバＯＦに対する光の入射効率が目標値を下回るものも存在し、歩留まりを思った以上に向上させることができないことがある。すなわち、同出力のＹＡＧレーザを同時に照射した場合であっても、溶着に伴って発生する内部応力を三位置で均等にすることは非常に困難であり、収縮や変形の影響を完全に相殺することはできず、光ファイバＯＦに対する光の入射効率が目標値を下回る光モジュールＯＭが発生する事態を防止することは難しい。
【０００７】
このため、従来においては、光ファイバＯＦに対する光の入射効率が目標値を下回るものに対して再度調整するリワーク作業、つまり、パッケージＰ、スリーブＳおよび筐体Ｂの接合固定状態を一旦解除し、三者の相対位置を調整した後に再び接合固定し直す作業を施すことによって歩留まりの向上を図るようにしている。
【０００８】
しかしながら、このリワーク作業は、接合固定状態を解除したパッケージＰ、スリーブＳおよび筐体Ｂを再び接合固定する場合、各接合固定面を研磨して平滑にしなければならず、製造作業を著しく煩雑化する要因となる。
【０００９】
しかも、パッケージＰ、スリーブＳおよび筐体Ｂを再び接合固定する工程自体は、最初の工程と何等変わるものではないため、必ずしも光ファイバＯＦに対する光の入射効率の向上を保証することができず、リワーク作業を行ったとしても必ずしも所望の光モジュールを得られるとは限らない。
【００１０】
なお、上述した種々の課題は、発光素子ＬＥから出射した光を、集光レンズＭＬを介して光モジュールＯＭに入射させるようにした光モジュールＯＭに限られるものではなく、光を受光するための光モジュール、例えば光ファイバ（第１光学要素）から出射された光を、集光レンズ（第３光学要素）を介してＰＤ（フォトダイオード）等の受光素子（第２光学要素）に入射させるようにした光モジュールにおいても同様に起こり得るものである。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みて、煩雑な作業を要することなく、第１光学要素から出射された光の第２光学要素に対する入射効率を確実に所定の目標値以上に設定することのできる光モジュールの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る光モジュールの製造方法は、光を出射する第１光学要素を保持した第１保持部材と、前記第１光学要素から出射された光が入射される第２光学要素を保持した第２保持部材と、これら第１保持部材および第２保持部材の間に接合固定され、前記第１光学要素から出射された光を前記第２光学要素に集光させる第３光学要素を保持した第３保持部材とを備えた光モジュールを製造するための方法において、前記第１光学要素から出射された光の前記第３光学要素に対する入射位置を変化させるべく前記第１保持部材に対して予め相互に接合固定した前記第３保持部材を複数の方向に変位させるとともに、前記第２光学要素に入射される光の特性を測定し、該光が所望の特性となる状態を検出する検出工程と、前記検出工程で検出した状態を維持するべく前記第１保持部材と前記第３保持部材との間に新たな接合固定点を設ける再接合固定工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る光モジュールの製造方法は、上記請求項１において、前記検出工程が、前記第１保持部材を保持した状態で前記第３保持部材および／または前記第２保持部材に外力を付与することにより、前記第１保持部材に対して前記第３保持部材を変位させ、前記第２光学要素に入射される光が所望の特性となる外力の付与位置および外力の大きさを検出することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る光モジュールの製造方法は、上記請求項２において、前記再接合工程が、前記第１保持部材と前記第３保持部材との間を互いに溶着することによって前記接合固定点を設け、該接合固定点が溶着後に収縮することにより、前記検出手段の検出した外力の付与位置から１８０°ずれた位置に引張応力を作用させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係る光モジュールの製造装置は、光を出射する第１光学要素を保持した第１保持部材と、前記第１光学要素から出射された光が入射される第２光学要素を保持した第２保持部材と、これら第１保持部材および第２保持部材の間に接合固定され、前記第１光学要素から出射された光を前記第２光学要素に集光させる第３光学要素を保持した第３保持部材とを備えた光モジュールを製造するための装置において、前記第１光学要素から出射された光の前記第３光学要素に対する入射位置を変化させるべく前記第１保持部材に対して予め相互に接合固定した前記第３保持部材を複数の方向に変位させる変位手段と、前記変位手段の駆動により前記第１保持部材に対して前記第３保持部材を変位させている間に前記第２光学要素に入射される光の特性を測定し、該光が所望の特性となる状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出した状態を維持するべく前記第１保持部材と前記第３保持部材との間に新たな接合固定点を設ける再接合固定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る光モジュールの製造装置は、上記請求項４において、前記変位手段が、前記第１保持部材を前記第１光学要素の光軸回りに回転可能に保持する保持機構部と、前記保持機構部に対して相対的に近接／離反移動することにより、前記第３保持部材および／または前記第２保持部材の周囲から前記第１光学要素の光軸に向けて外力を付与する外力付与機構部とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項６に係る光モジュールの製造装置は、上記請求項５において、前記検出手段が、前記第２光学要素に入射される光が所望の特性となる外力の付与位置および外力の大きさを検出するものであり、かつ前記再接合固定手段は、前記検出手段の検出した外力の大きさに応じた出力のレーザを照射し、前記第１保持部材と前記第３保持部材との間を互いに溶着することによって前記接合固定点を設けるレーザ照射機構部を備えたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る光モジュールの製造方法および製造装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態である光モジュールの製造装置を概念的に示したものである。ここで例示する製造装置は、先に示したものと同様、図１０に示す光モジュール、すなわち、ＬＤ等の発光素子（第１光学要素）ＬＥから出射された光を、補助レンズＳＬおよび集光レンズ（第３光学要素）ＭＬを介して光ファイバ（第２光学要素）ＯＦに入射させ、該光ファイバＯＦを通じて光を導出する光モジュールＯＭを製造するためのもので、既に、発光素子ＬＥを保持するパッケージ（第１保持部材）Ｐと、フェルールＦを介して光ファイバＯＦを保持するスリーブ（第２保持部材）Ｓとが、集光レンズＭＬを保持する筐体（第３保持部材）Ｂを介して相互に接合固定されたものを適用対象とする。
【００２０】
図１に示すように、この製造装置は、光モジュールＯＭを保持するための保持機構部１０と、保持機構部１０に保持させた光モジュールＯＭに外力を付与する外力付与機構部２０と、保持機構部１０に保持させた光モジュールＯＭにレーザを照射するレーザ照射機構部３０とを備えている。
【００２１】
保持機構部１０は、図２に示すように、鉛直方向に沿った旋回軸Ｃ回りに回転するθステージ１１の上面にガイド部材１２を備えているとともに、このガイド部材１２の上部にスライド部材１３を備えている。ガイド部材１２は、互いに直角となる態様でガイド基部１２ａとガイド挟持部１２ｂとを一体に構成したＬ字状を成すもので、ガイド基部１２ａを介してθステージ１１の上面に固着してある。スライド部材１３は、互いに直角となる態様でスライド基部１３ａとスライド挟持部１３ｂとを一体に構成したＬ字状を成すもので、スライド基部１３ａとガイド部材１２のガイド基部１２ａとの間にスライドテーブル１４を介在させることにより、スライド挟持部１３ｂとガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂとが互いに近接離反移動する態様で当該ガイド部材１２の上部に配設してある。
【００２２】
ガイド部材１２のガイド基部１２ａは、θステージ１１の上面において旋回軸Ｃを中心とした径方向に沿って延在している。ガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂは、スライド部材１３のスライド挟持部１３ｂに対向する面（以下、単にガイド挟持面１２ｃという）に、光ファイバＯＦを鉛直上方に向ける態様で光モジュールＯＭのパッケージＰを当接させた場合に、発光素子ＬＥの光軸ＬＥＣ（図６（ａ）参照）をθステージ１１の旋回軸Ｃに合致させることのできる位置に配置してある。
【００２３】
また、ガイド部材１２のガイド挟持面１２ｃには、載置部１２ｄを設けてある一方、スライド部材１３のスライド挟持部１３ｂには、その両側にそれぞれスライド当接部１３ｃを設けてある。
【００２４】
載置部１２ｄは、その上面に光モジュールＯＭにおけるパッケージＰの端面を当接させた場合に、光ファイバＯＦを鉛直上方に向けた姿勢に保持するとともに、パッケージＰと筐体Ｂとの接合固定部をガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂおよびスライド部材１３のスライド挟持部１３ｂよりも僅かに上方に位置させるための台状部である。スライド当接部１３ｃは、スライド挟持部１３ｂの両側からガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂに向けて突設したもので、載置部１２ｄを避けた位置において当該載置部１２ｄに当接させた光モジュールＯＭのパッケージＰをガイド部材１２のガイド挟持面１２ｃとの間に挟装保持するためのものである。
【００２５】
一方、上記保持機構部１０には、ガイド部材１２のガイド基部１２ａとスライド部材１３のスライド基部１３ａとの間に直動アクチュエータ１５を設けてある一方、ガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂとスライド部材１３のスライド挟持部１３ｂとの間に弾性復帰部材１６を設けてあり、さらにガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂに放熱機構１７を設けてある。
【００２６】
直動アクチュエータ１５は、ガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂに対してスライド部材１３のスライド挟持部１３ｂを近接移動させるためのもので、本実施の形態では空気圧駆動型のシリンダアクチュエータを適用している。弾性復帰部材１６は、ガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂに対してスライド部材１３のスライド挟持部１３ｂを常時離反移動させる方向に押圧するためのもので、本実施の形態ではコイルバネを適用している。放熱機構１７は、ガイド挟持部１２ｂの背側面を通じて放熱を行うためのもので、図には明示していないが、本実施の形態では、温度調節用のサーモモジュール、また放熱フィンや冷却ファン等々を備えて構成してある。これら構成要素の設置態様は任意である。
【００２７】
上記のように構成した保持機構部１０では、ガイド部材１２の載置部１２ｄに光モジュールＯＭのパッケージＰを当接させ、この状態から直動アクチュエータ１５を駆動すると、弾性復帰部材１６の押圧力に抗してスライド部材１３が移動し、スライド挟持部１３ｂがガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂに対して近接移動することになり、発光素子ＬＥの光軸ＬＥＣをθステージ１１の旋回軸Ｃに合致させ、かつ光ファイバＯＦを鉛直上方に向けた状態で光モジュールＯＭをガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂとスライド部材１３のスライド当接部１３ｃとの間に挟装保持することができる。
【００２８】
上述した状態から直動アクチュエータ１５の駆動を停止すると、弾性復帰部材１６の弾性復元力によってスライド部材１３のスライド挟持部１３ｂがガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂから離隔移動することになり、ガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂとスライド部材１３のスライド当接部１３ｃとの間から光モジュールＯＭを取り外すことが可能となる。
【００２９】
外力付与機構部２０は、図３に示すように、Ｘステージ２１の上面にプッシュユニットを備えている。Ｘステージ２１は、上述した保持機構部１０に対して近接離反移動する態様で水平方向に沿ってスライドするものである。プッシュユニットは、Ｘステージ２１の上面に基準部材２２を備えているとともに、この基準部材２２の上部に押圧部材２３を備えている。基準部材２２は、互いに直角となる態様で基準台２２ａと基準壁２２ｂとを相互に固着して構成したＬ字状を成すものである。この基準部材２２は、基準台２２ａが水平となり、かつ基準壁２２ｂが基準台２２ａにおいてθステージ１１の旋回軸Ｃから離反した位置となる態様で該基準台２２ａの下面を介してＸステージ２１に固着してある。押圧部材２３は、押圧台２３ａと、この押圧台２３ａの両端部からそれぞれ同一方向に向けて直角に延在した前壁２３ｂおよび後壁２３ｃとを一体に構成した側面視コ字状を成すものである。この押圧部材２３は、後壁２３ｃを基準部材２２の基準壁２２ｂに対向させた状態で押圧台２３ａと基準部材２２の基準台２２ａとの間にスライドテーブル２４を介在させることにより、後壁２３ｃと基準部材２２の基準壁２２ｂとが互いに近接離反移動する態様で当該基準部材２２の上部に配設してある。
【００３０】
一方、上記外力付与機構部２０には、基準部材２２の基準壁２２ｂと押圧部材２３の後壁２３ｃとの間に弾性押圧部材２５を設けてあるとともに、押圧部材２３の前壁２３ｂにプッシャ２６を設けてある。弾性押圧部材２５は、基準部材２２の基準壁２２ｂに対して押圧部材２３が近接移動した場合に該押圧部材２３を離反移動させる方向に押圧するためのもので、本実施の形態ではバネ定数が既知のコイルバネを適用している。プッシャ２６は、先端面を平坦に加工した細径で、高剛性の円柱状部材であり、前壁２３ｂの前面から水平方向に沿って延設してある。このプッシャ２６は、その中心軸が上述した保持機構部１０においてガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂよりも僅かに上方に位置し、かつその中心軸の延長線が保持機構部１０におけるθステージ１１の旋回軸Ｃと直交する態様で配置してあり、上述した保持機構部１０においてガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂとスライド部材１３のスライド挟持部１３ｂとの間に光モジュールＯＭを保持させた場合に、該光モジュールＯＭのスリーブＳに対して先端面が対向配置されることになる。なお、図には明示していないが、プッシャ２６の中心軸は、上述したＸステージ２１のスライド軸を含む鉛直面上にも位置している。
【００３１】
レーザ照射機構部３０は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、Ｚステージ３１から延在するアーム３２の先端部にレーザ照射ヘッド３３を備えている。Ｚステージ３１は、鉛直上方に向けて立設したガイドレール３１ａに沿って上下動するものである。アーム３２は、Ｚステージ３１から一旦水平方向に延在した後、下方に向けて傾斜延在しており、この傾斜延在する部分の上面に上述したレーザ照射ヘッド３３を保持している。レーザ照射ヘッド３３は、前面の出射口（図示せず）からＹＡＧレーザを照射するためのもので、そのレーザの出射方向が、上述したプッシャ２６の中心軸延長線から１８０°ずれた位置において保持機構部１０におけるθステージ１１の旋回軸Ｃを通過する態様で配置してある。また、このレーザ照射ヘッド３３は、保持機構部１０においてガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂとスライド部材１３のスライド挟持部１３ｂとの間に光モジュールＯＭを保持させた場合、該光モジュールＯＭのパッケージＰと筐体Ｂとの接合固定部に焦点が合致されるように設定してある。
【００３２】
図５は、上述した保持機構部１０、外力付与機構部２０およびレーザ照射機構部３０を制御するための制御手段を示したものである。同図５に示すように、この制御手段４０は、主制御部４１、ＬＤ駆動部４２、光特性測定部４３、放熱機構駆動部４４、θステージ駆動部４５、Ｘステージ駆動部４６、外力算出部４７およびレーザ駆動部４８を備えている。
【００３３】
主制御部４１は、メモリ４９に格納されたプログラムやデータに従って、制御手段４０を統括的に制御するためのものである。ＬＤ駆動部４２は、主制御部４１から駆動信号が与えられた場合に、保持機構部１０に挟装保持された光モジュールＯＭに電極ＣＥを通じて駆動電流を流すためのものである。光特性測定部４３は、ＬＤ駆動部４２から光モジュールＯＭに対して駆動電流が流されている間に、光ファイバＯＦを通じて導出される光の特性を測定するとともに、該測定結果を主制御部４１に与えるためのものである。光特性測定部４３が測定する光の特性とは、光出力、波長、波形等である。放熱機構駆動部４４は、ＬＤ駆動部４２から光モジュールＯＭに対して駆動電流が流されている間に、放熱機構１７に対して駆動信号を与えるためのものである。θステージ駆動部４５は、主制御部４１から駆動信号が与えられた場合にθステージ１１を駆動することにより、保持機構部１０に挟装保持された光モジュールＯＭを旋回軸Ｃ回りに回転させるためのものである。Ｘステージ駆動部４６は、主制御部４１から駆動信号が与えられた場合にＸステージ２１を駆動することにより、プッシュユニットをスライド移動させるためのものである。外力算出部４７は、上述した外力付与機構部２０において基準部材２２に対する押圧部材２３の相対移動距離を監視し、これら基準部材２２および押圧部材２３の相対移動距離と、既知である弾性押圧部材２５のバネ定数とに基づいて外力（＝バネ定数×相対移動距離）の大きさを算出するとともに、該算出結果を主制御部４１に与えるためのものである。レーザ駆動部４８は、主制御部４１を通じて外力算出部４７から算出結果が与えられた場合に、当該算出結果と同等の引張応力を作用させることのできるレーザの出力を算出し、この算出した出力のレーザを照射するべくレーザ照射機構部３０に対して駆動信号を与えるためのものである。
【００３４】
以下、上記のように構成した製造装置を適用して光モジュールＯＭを製造する方法について説明する。なお、本実施の形態の製造装置は、光モジュールＯＭを製造するための既存の製造ラインに組み込む、あるいは既存の製造ラインを通過して製造された光モジュールＯＭを修正するための修正専用ラインに設ける、等々その設置態様は任意である。
【００３５】
まず、既に、集光レンズＭＬを保持する筐体Ｂを介して、発光素子ＬＥを保持するパッケージＰと、フェルールＦを介して光ファイバＯＦを保持するスリーブＳとを相互に接合固定した光モジュールＯＭに対して、光ファイバＯＦを通じて導出される光が予め設定した所望の特性になっているか否かを検査する。この場合に検査対象となる光モジュールＯＭは、上述したように、光ファイバＯＦから導出される光が所望の特性となるようにパッケージＰ、筐体ＢおよびスリーブＳの相対位置を調整し、しかる後、円周方向に１２０°ずつ位相のずれた三位置に同出力のＹＡＧレーザを同時に照射することによってこれらを相互に接合固定したものである。
【００３６】
検査の結果、図６（ａ）に示すように、光ファイバＯＦを通じて出力される光が所望の特性となっている光モジュールＯＭに関しては、そのまま製造工程を終了し、製品として取り扱うことが可能となる。
【００３７】
これに対して、光ファイバＯＦを通じて出力される光が所望の特性となっていない光モジュールＯＭに関しては、つまり金属を互いに溶着した時の内部残留応力による収縮や変形の影響によって発光素子ＬＥ、光ファイバＯＦおよび集光レンズＭＬの相対位置が調整状態からずれ、図６（ｂ）に示すように、発光素子ＬＥから出射した光の光ファイバＯＦに対する入射効率が低下した光モジュールＯＭに関しては、保持機構部１０においてガイド部材１２のガイド挟持部１２ｂとスライド部材１３のスライド挟持部１３ｂとの間に光ファイバＯＦを上方に向けた状態でそのパッケージＰを挟装保持させ、発光素子ＬＥの光軸ＬＥＣをθステージ１１の旋回軸Ｃに合致させる。さらに、光モジュールＯＭの電極ＣＥをＬＤ駆動部４２に接続するとともに、光ファイバＯＦを光特性測定部４３に接続し、さらに保持機構部１０の放熱機構１７を放熱機構駆動部４４に接続する。なおこの際、Ｘステージ２１は初期状態にあり、プッシャ２６の先端面が保持機構部１０から十分に離隔した位置に配置されている。
【００３８】
この状態から図示せぬ起動スイッチをオンすると、主制御部４１からの駆動信号により、ＬＤ駆動部４２を通じて光モジュールＯＭに駆動電流が供給され、発光素子ＬＥから出射された光が補助レンズＳＬおよび集光レンズＭＬを介して光ファイバＯＦに入射されるとともに、光特性測定部４３を通じて光ファイバＯＦから導出される光の特性、例えば光の出力が測定されることになる。またこのとき、主制御部４１は、放熱機構駆動部４４を通じて放熱機構１７を適宜駆動し、光モジュールＯＭの温度制御を行うことにより、該光モジュールＯＭを常時所望の温度状態に維持する。
【００３９】
次いで、上記主制御部４１は、Ｘステージ駆動部４６を通じてＸステージ２１を駆動することにより、プッシュユニットを予め設定した距離だけ保持機構部１０に近接する方向にスライドさせる。プッシュユニットがスライドすると、やがてプッシャ２６の先端面が光モジュールＯＭにおいてスリーブＳの周面に当接し、以降、当該スリーブＳが筐体Ｂと一体的となって、パッケージＰに対して変位することになる。この結果、光モジュールＯＭにおいては、図６（ｃ）に示すように、発光素子ＬＥから出射した光の集光レンズＭＬに対する入射位置が変化し、光ファイバＯＦに入射される光の出力、つまり光特性測定部４３によって測定される光の出力もこれに応じて変化するようになる。なおこのとき、プッシャ２６は、Ｘステージ２１の駆動によって光モジュールＯＭのスリーブＳを押圧することになるものの、その押圧力は弾性押圧部材２５を介して与えられることになる。従って、仮にＸステージ２１が不用意にスライドしたとしても、光モジュールＯＭのスリーブＳに過大な押圧力が作用することはない。
【００４０】
主制御部４１は、プッシュユニットのスライド量が予め設定した距離となった場合、光特性測定部４３を通じて光の出力を測定し、当該測定結果とその時点におけるθステージ１１の回転移動量（上記の場合は０°）とを互いに関連付けてメモリ４９に格納する。その後、Ｘステージ２１を駆動することにより、プッシャ２６が光モジュールＯＭから離隔するようにプッシュユニットを初期状態に復帰移動させるとともに、θステージ駆動部４５を通じてθステージ１１を予め設定した回転移動量だけ回転移動させる。
【００４１】
以降、主制御部４１は、上述した操作を繰り返し行い、この操作が３６０°の範囲、つまりスリーブＳの全周に亘って終了した後、メモリ４９に格納した測定結果の中から光の出力が最大となるθステージ１１の回転移動量を特定するとともに、この特定した回転移動量に基づいてθステージ１１を適宜回転移動させ、保持機構部１０を光特性測定部４３の測定結果が最大となった状態を復元する。この結果、保持機構部１０に保持された光モジュールＯＭは、プッシャ２６を介してスリーブＳを押圧した場合に、光モジュールＯＭに入射する光の出力が最大となる状態となる。
【００４２】
次いで、主制御部４１は、再びＸステージ駆動部４６を通じてＸステージ２１を駆動することにより、プッシュユニットを保持機構部１０に近接する方向に順次スライドさせ、プッシャ２６の先端を介して光モジュールＯＭのスリーブＳを押圧することにより、当該スリーブＳと筐体Ｂとを一体としてパッケージＰに対して変位を与える。この場合においても、発光素子ＬＥから出射した光の集光レンズＭＬに対する入射位置が変化し、光ファイバＯＦに入射される光の出力、つまり光特性測定部４３によって測定される光の出力もこれに応じて変化するようになるのは先と同様である。この間、主制御部４１は、外力算出部４７を通じて基準部材２２に対する押圧部材２３の相対移動距離を監視するとともに、光特性測定部４３を通じて光の出力を測定しており、該光の出力が最大となった時点の基準部材２２に対する押圧部材２３の相対移動距離から外力の算出、つまりプッシャ２６を介して与えた押圧力の算出を行う。
【００４３】
押圧力を算出した主制御部４１は、Ｘステージ２１を駆動することにより、プッシャ２６が光モジュールＯＭから離隔するようにプッシュユニットを初期状態に復帰移動させた後、レーザ駆動部４８を通じて押圧力に応じたレーザを光モジュールＯＭに対して照射し、当該光モジュールＯＭに新たな接合固定点ＦＰ′を設ける。このレーザの照射によって新たに設けられた接合固定点ＦＰ′は、光モジュールＯＭのパッケージＰと筐体Ｂとの接合部においてプッシャ２６による押圧力を付与していた位置から１８０°ずれた部位であり、しかもプッシャ２６によって与えられていた押圧力と同等の引張応力を当該部位に作用させるものである。つまり、上記光モジュールＯＭは、プッシャ２６を離隔させた場合にも、プッシャ２６によって押圧力を付与した場合と同じ状態に保持されることになる。
【００４４】
従って、上記製造装置によれば、パッケージＰ、筐体ＢおよびスリーブＳが既に接合固定された状態において、光ファイバＯＦを通じて出力される光の出力が目標値を下回る光モジュールＯＭに対しても、光の出力を確実に目標値以上に修正することが可能になり、その歩留まりを向上させることが可能となる。
【００４５】
しかも、パッケージＰ、スリーブＳおよび筐体Ｂの接合固定状態を一旦解除することなく光ファイバＯＦに対する光の入射効率を向上させることができるため、これらパッケージＰ、スリーブＳおよび筐体Ｂに対して研磨等の作業を行う必要もなく、製造作業を著しく煩雑化する事態を招来することもない。
【００４６】
なお、上述した実施の形態では、発光素子ＬＥから出射された光を、補助レンズＳＬおよび集光レンズＭＬを介して光ファイバＯＦに入射させ、該光ファイバＯＦを通じて光を導出する光モジュールＯＭを製造するための製造装置を例示しているが、本発明はこれに限定されない。
【００４７】
例えば、図７（ａ）に示すように、補助レンズを有さず、発光素子ＬＥから出射された光を、集光レンズＭＬを介して光ファイバＯＦに入射させ、該光ファイバＯＦを通じて光を導出する光モジュールＯＭであって、既に、発光素子ＬＥを保持するパッケージ（第１保持部材）Ｐと、フェルールＦを介して光ファイバＯＦを保持するスリーブ（第２保持部材）Ｓとが、集光レンズＭＬを保持する筐体（第３保持部材）Ｂを介して相互に接合固定されたものにも適用することが可能である。この光モジュールＯＭに対してもプッシャ２６の先端面を光モジュールＯＭにおいてスリーブＳの周面に当接させれば、当該スリーブＳが筐体Ｂと一体的となり、パッケージＰに対して変位することになる。従って、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、発光素子ＬＥから出射した光の集光レンズＭＬに対する入射位置が変化し、光ファイバＯＦに入射される光の特性、つまり光特性測定部４３によって測定される光の特性もこれに応じて変化するようになり、上述した製造装置をそのまま適用することが可能である。また、発光素子ＬＥから出射した光を、集光レンズＭＬを介して光モジュールＯＭに入射させるようにした光モジュールＯＭに限られるものではなく、光を受光するための光モジュール、例えば光ファイバ（第１光学要素）から出射された光を、集光レンズ（第３光学要素）を介してＰＤ（フォトダイオード）等の受光素子（第２光学要素）に入射させるようにした光モジュールにおいても同様に適用することが可能である。
【００４８】
さらに、上述した実施の形態では、外力の付与位置から１８０°ずれた部位に新たな接合固定点ＦＰ′を唯一設けることによって、ここに引張応力を作用させるようにしているが、例えば、図８に示すように、外力の付与位置から１８０°ずれた位置に対して互いに対称となる部位にそれぞれ新たな接合固定点ＦＰ′を同時に設けるようにしても、同様の作用効果を奏することができる。つまり、外力の付与位置から１８０°ずれた位置に対して互いに対称となる部位にそれぞれ新たな接合固定点ＦＰ′を設ければ、外力の付与位置から１８０°ずれた位置に引張応力を作用させることができるため、光ファイバに入射される光が所望の特性となる状態を維持することができるようになる。なお、新たな接合固定点ＦＰ′としては、必ずしもレーザ照射による溶着に限らず、例えば接着剤や半田を用いるようにしても構わない。但し、これらの場合には、溶着に伴う収縮や変形を期待することができないため、プッシャ２６によって外力を付与した状態のまま新たな接合固定点ＦＰ′を設けることが好ましい。
【００４９】
また、上述した実施の形態では、外力付与機構部２０にＸステージ２１を設け、この外力付与機構部２０のプッシュユニットを保持機構部１０に近接移動させることによって該保持機構部１０に保持させた光モジュールＯＭに外力を付与するようにしているが、例えば、図９に示すように、外力付与機構部２０のプッシュユニットを床面ＦＤに固定設置する一方、保持機構部１０におけるθステージ１１と床面ＦＤとの間にＸステージ１８を設け、この保持機構部１０をプッシュユニットに近接移動させることによって該保持機構部１０に保持させた光モジュールＯＭに外力を付与するようにしても構わない。なお、図９において図１に示した実施の形態と同様の構成に関しては、同一の符号を付してある。
【００５０】
さらに、上述した実施の形態では、スリーブＳを介してパッケージＰと筐体Ｂとの間に変位を与えるようにしているが、直接筐体Ｂに外力を付与してパッケージＰとの間に変位を与えるようにしてももちろん構わない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光モジュールの製造方法によれば、検出工程において第２光学要素に入射される光が所望の特性となる状態が検出され、再接合固定工程においてその状態が維持されることになるため、第１光学要素から出射された光の第２光学要素に対する入射効率を確実に所定の目標値以上に設定することができ、歩留まりを向上させることが可能になる。しかも、再接合固定工程においては、第１〜第３保持部材に対して研磨等の作業を行う必要もないため、製造作業を著しく煩雑化する事態を招来することもない。
【００５２】
また、本発明に係る光モジュールの製造装置によれば、変位手段および検出手段によって第２光学要素に入射される光が所望の特性となる状態が検出され、再接合固定手段によってその状態が維持されることになるため、第１光学要素から出射された光の第２光学要素に対する入射効率を確実に所定の目標値以上に設定することができ、歩留まりを向上させることが可能になる。しかも、再接合固定工程においては、第１〜第３保持部材に対して研磨等の作業を行う必要もないため、製造作業を著しく煩雑化する事態を招来することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である光モジュールの製造装置を示した概念図である。
【図２】図１に示した製造装置の保持機構部を示す図である。
【図３】図１に示した製造装置の外力付与機構部を示す図である。
【図４】図１に示した製造装置のレーザ照射機構部を示す図である。
【図５】図１に示した製造装置の制御手段を例示するブロック図である。
【図６】本発明の製造対象となる光モジュールを示したもので、（ａ）は断面側面図、（ｂ）は第２光学要素に対する光の入射効率が目標値を下回るものの概念図、（ｃ）は（ｂ）に対して第３保持部材を変位させた状態を示す概念図である。
【図７】本発明の製造対象となる他の光モジュールを示したもので、（ａ）は断面側面図、（ｂ）は第２光学要素に対する光の入射効率が目標値を下回るものの概念図、（ｃ）は（ｂ）に対して第３保持部材を変位させた状態を示す概念図である。
【図８】図４に示したレーザ照射機構部の変形例を示す平面図である。
【図９】図１に示した製造装置の変形例を示した概念図である。
【図１０】（ａ）は、光モジュールの一般的な構造を概念的示した断面側面図、（ｂ）は（ａ）に示した光モジュールの端面を示した図である。
【符号の説明】
１０　　　保持機構部
１１　　　θステージ
１２　　　ガイド部材
１２ａ　　　ガイド基部
１２ｂ　　　ガイド挟持部
１２ｃ　　　ガイド挟持面
１２ｄ　　　載置部
１３　　　スライド部材
１３ａ　　　スライド基部
１３ｂ　　　スライド挟持部
１３ｃ　　　スライド当接部
１４　　　スライドテーブル
１５　　　直動アクチュエータ
１６　　　弾性復帰部材
１７　　　放熱機構
１８　　　Ｘステージ
２０　　　外力付与機構部
２１　　　Ｘステージ
２２　　　基準部材
２２ａ　　　基準台
２２ｂ　　　基準壁
２３　　　押圧部材
２３ａ　　　押圧台
２３ｂ　　　前壁
２３ｃ　　　後壁
２４　　　スライドテーブル
２５　　　弾性押圧部材
２６　　　プッシャ
３０　　　レーザ照射機構部
３１　　　Ｚステージ
３１ａ　　　ガイドレール
３２　　　アーム
３３　　　レーザ照射ヘッド
４０　　　制御手段
４１　　　主制御部
４２　　　ＬＤ駆動部
４３　　　光特性測定部
４４　　　放熱機構駆動部
４５　　　θステージ駆動部
４６　　　Ｘステージ駆動部
４７　　　外力算出部
４８　　　レーザ駆動部
４９　　　メモリ
Ｂ　　　筐体
Ｃ　　　旋回軸
ＣＥ　　　電極
Ｆ　　　フェルール
ＦＤ　　　床面
ＦＰ′　　　新たな接合固定点
ＬＥ　　　発光素子
ＬＥＣ　　　光軸
ＭＬ　　　集光レンズ
ＯＦ　　　光ファイバ
ＯＭ　　　光モジュール
Ｐ　　　パッケージ
Ｓ　　　スリーブ
ＳＬ　　　補助レンズ
【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】
2004069756.tif 000011
【図１０】
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