(57)【要約】【課題】  光ファイバーの接合を、簡単且つ容易に、精度高く達成できるようにする。【解決手段】  光ファイバーの端面が露出するデバイス同士間にプリズムを配し、このプリズムに対向して配されたオートコリメーターからのビームをプリズムを介して両デバイスの端面に照射し、両デバイスの端面から反射されたビームをモニター観察して両デバイスを相対変位させ、デバイスの端面同士の相互平行調整を行い、また、プリズムに対向して配された顕微鏡等の光学機器で、プリズムを介して両デバイスの端面を観察して両デバイスを相対変位させ、光ファイバーの端面同士の調芯を行う。【選択図】        図４
2005037632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーの端面が露出するデバイス同士を接合するに際し、対向するデバイスの端面同士の相互平行調整を行う光ファイバーの接合方法にあって、両デバイス間にプリズムを配すると共に、該プリズムに対向してオートコリメーターを配し、光ファイバーの光軸に直交する方向から出射された前記オートコリメーターからのビームを前記プリズムを介して両デバイスの端面に照射し、両デバイスの端面から反射されたビームを前記オートコリメーターで観察して両デバイスを相対変位させ、デバイスの端面同士の相互平行調整を行うことを特徴とする光ファイバーの接合方法。
【請求項２】
光ファイバーの端面が露出するデバイス同士を接合するに際し、対向する光ファイバーの端面同士の調芯を行う光ファイバーの接合方法にあって、両デバイス間にプリズムを配すると共に、該プリズムに対向して、モニターに光学的に接続された顕微鏡等の光学機器を配し、両デバイスの端面を前記光学機器で観察して両デバイスを相対変位させ、光ファイバーの端面同士の調芯を行うことを特徴とする光ファイバーの接合方法。
【請求項３】
光ファイバーの端面が露出するデバイス同士を接合するに際し、対向するデバイスの端面同士の相互平行調整と、対向する光ファイバーの端面同士の調芯を行う光ファイバーの接合装置にあって、両デバイス間に配されたプリズムに対向して、光ファイバーの光軸に直交する方向に光軸を有する顕微鏡等の光学機器を配し、当該光学機器とオートコリメーター、光学機器とモニターとを、夫々光学的に接続したことを特徴とする光ファイバーの接合装置。
【請求項４】
プリズムを直角ミラーで構成したことを特徴とする請求項１、２に記載の光ファイバーの接合方法。
【請求項５】
プリズムを、平行ビームスプリッターと、該平行ビームスプリッターの両面である各デバイスとの対向面に配される側波長板と、オートコリメーター或いは顕微鏡等の光学機器との対向面とは反対側の平行ビームスプリッター面に配されるミラーとで、構成したことを特徴とする請求項１、２に記載の光ファイバーの接合方法。
【請求項６】
プリズムを、平行ビームスプリッターと、該平行ビームスプリッターの両面である各デバイスとの対向面に配される側波長板と、オートコリメーター或いは顕微鏡等の光学機器との対向面とは反対側の平行ビームスプリッター面に配される対向波長板と、更に該対向波長板の外側に配されるミラーとで、構成したことを特徴とする請求項１、２に記載の光ファイバーの接合方法。
【請求項７】
プリズムを直角ミラーで構成したことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバーの接合装置。
【請求項８】
プリズムを、平行ビームスプリッターと、該平行ビームスプリッターの両面である各デバイスとの対向面に配される側波長板と、オートコリメーター或いは顕微鏡等の光学機器との対向面とは反対側の平行ビームスプリッター面に配されるミラーとで、構成したことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバーの接合装置。
【請求項９】
プリズムを、平行ビームスプリッターと、該平行ビームスプリッターの両面である各デバイスとの対向面に配される側波長板と、オートコリメーター或いは顕微鏡等の光学機器との対向面とは反対側の平行ビームスプリッター面に配される対向波長板と、更に該対向波長板の外側に配されるミラーとで、構成したことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバーの接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精度高く、しかも容易に達成できる光ファイバーの接合方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバー同士の接合には、光を可能な限り損失させることなく伝達させることができるようにするため、極めて高い精度が要求される。
【０００３】
例えば図１、２、３は従来の光ファイバー同士の接合形態の一例を示すもので、光ファイバー１の端部は、ガラスパネルを張り合わせることにより形成される第一のデバイス２に、その端面が第一のデバイス２の端面に面一に露出するようにして挟持され、光ファイバーアレイを構成する。またガラスパネルで構成される第二のデバイス３は、例えばＹ形状の導波路形成用であり（スイッチ機構のこともある）、更に第三のデバイス４は、多数に分岐した第二のデバイス３内の導波路に対応して平面的に多数を並列配置したファイバー群１’を挟持し、光ファイバーアレイを構成している。
【０００４】
先ず図１にあって、第二のデバイス３を固定保持した状態で、ビーム光軸ａの入射側である第一のデバイス２の位置姿勢を調整する。但しこれは作業効率上の問題であって、何れか一方を固定する相対変位で良い。そして調整に際しては、両者間の間隔を或る程度大きめに設定しておく。
【０００５】
第一のデバイス２と第二のデバイス３の相互に対向する端面の平行調整は、θｘ方向とθｙ方向への回転とにより行う。この平行調整は、光の通過効率を確保し、且つ端面間の衝突による物理的な損傷を生じさせないようにするためのものであり、具体的には、第一のデバイス２と第二のデバイス３の端面間で、Ｘ方向とＹ方向とから夫々カメラを介して顕微鏡（図示省略）によって観察しながら行うものである。
【０００６】
この端面間の平行調整が達成されたならば、第一のデバイス２端面に露出する光ファイバー端と、第二のデバイス３端面に露出する導波路端との調芯を行う。これは、ビームの出射側である第二のデバイス３の前方に配置されたマルチモードファイバー５を使用するもので、このマルチモードファイバー５には、パワーメーター（光検出器、図示省略）が接続されている。
【０００７】
周知のようにマルチモードファイバー５のコアは、シングルモードファイバーに対して充分に大きい例えば２００ミクロン程度の径があって、光が通り易い。そこで第一のデバイス２内の光ファイバー１を通過して第二のデバイス３の導波路に入射する光軸ａのビームの入射度合いを、マルチモードファイバー５を介してのパワーメーターにより、ビームが最も強くなるピークとして発見できるように、第一のデバイス２をＸ方向とＹ方向に変位させて調整する調芯を行うのである。
【０００８】
次に第二のデバイス３と第三のデバイス４の端面の平行調整も、前記と同様に顕微鏡による観察でθｘとθｙの回転により行うが、第三のデバイス４の出射側では、マルチモードファイバー５を用いず、平面的に多数に分岐したファイバー群１’の両側端のファイバーの夫々をパワーメーターに入れ、夫々のビームのピークを、第三のデバイス４をＸ方向とＹ方向への変位、及びθｚ方向への回転変位により調整する。
【０００９】
これ等の調整が完了したならば、各デバイスの端面を、接着剤を介して接合するのである。また、上記した接合方法とは別に例えば以下の如き従来技術も開示されている。
【特許文献１】特開２００３−５７４６０号公報
【特許文献２】特開２０００−２８４１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した図１以下の従来例では、デバイス端面間の平行調整に関し、顕微鏡映像をカメラを介して画像表示するので、調整ミスが多く、コンピュータによる画像処理に手間のかかるものであった。
【００１１】
また、調芯はマルチモードファイバー、パワーメーターを介して行うので、条件設定や組立てに手間のかかるものになっている。
【００１２】
更には、上掲した各特許文献で開示された発明も、極めて構造が複雑でしかも高価な部材を使用することになる欠点がある。
【００１３】
よって本発明は、上述した従来技術の欠点、不都合、不満を解消するべく開発されたもので、光ファイバーの接合を、簡単且つ容易に、しかも精度高く達成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の光ファイバーの接合方法は、光ファイバーの端面が露出するデバイス同士を接合するに際し、対向するデバイスの端面同士の相互平行調整を行う光ファイバーの接合方法にあって、
両デバイス間にプリズムを配すると共に、このプリズムに対向してオートコリメーターを配し、光ファイバーの光軸に直交する方向から出射されたオートコリメーターからのビームをプリズムを介して両デバイスの端面に照射し、両デバイスの端面から反射されたビームをオートコリメーターで観察して両デバイスを相対変位させ、デバイスの端面同士の相互平行調整を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、光ファイバーの端面が露出するデバイス同士を接合するに際し、対向する光ファイバーの端面同士の調芯を行う光ファイバーの接合方法にあって、
両デバイス間にプリズムを配すると共に、このプリズムに対向して、モニターに光学的に接続された顕微鏡等の光学機器を配し、両デバイスの端面を光学機器で観察して両デバイスを相対変位させ、光ファイバーの端面同士の調芯を行うことを特徴とする。
【００１６】
更に光ファイバーの端面が露出するデバイス同士を接合するに際し、対向するデバイスの端面同士の相互平行調整と、対向する光ファイバーの端面同士の調芯を行う光ファイバーの接合装置にあって、
両デバイス間に配されたプリズムに対向して、光ファイバーの光軸に直交する方向に光軸を有する顕微鏡等の光学機器を配し、当該光学機器とオートコリメーター、光学機器とモニターとを、夫々光学的に接続したことを特徴とする。
【００１７】
これ等の場合にあって、プリズムを直角ミラーで構成する。
【００１８】
或いは、プリズムを、平行ビームスプリッターと、この平行ビームスプリッターの両面である各デバイスとの対向面に配される側波長板と、オートコリメーター或いは顕微鏡等の光学機器との対向面とは反対側の平行ビームスプリッター面に配されるミラーとで、構成する。
【００１９】
或いは、プリズムを、平行ビームスプリッターと、この平行ビームスプリッターの両面である各デバイスとの対向面に配される側波長板と、オートコリメーター或いは顕微鏡等の光学機器との対向面とは反対側の平行ビームスプリッター面に配される対向波長板と、更にこの対向波長板の外側に配されるミラーとで、構成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光ファイバーの接合方法或いはその装置では、所定のプリズムとオートコリメーターを用い、両デバイスの端面からの反射ビームを観察して両デバイスを相対変位させるので、デバイスの端面同士の相互平行調整を極めて高い精度で達成できる。
【００２１】
また、所定のプリズムと顕微鏡等の光学機器を用い、両デバイスの端面から露出する光ファイバー端や導波路端の位置を観察して両デバイスを相対変位させるので、対向する光ファイバーの端面同士の調芯を極めて高い精度で達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の光ファイバーの接合方法を実現するための装置として最良の形態を図４に従って説明するならば、各デバイスなどが設置されるステージＳの所定位置の直上には、対物レンズ、顕微鏡等の鏡筒１１が配され、第一のビームスプリッター１２、第二のビームスプリッター１３を介して、コリメーターレンズ鏡筒１４及びオートコリメーター光源１５に、光学的に接続される。また、第二のビームスプリッター１３では、白色照明光源１６のビームが導入できるようになっている。
【００２３】
次に第一のビームスプリッター１２を介して分割される光学系は、第四のビームスプリッター１７から、結像レンズ鏡筒１８、リレーレンズ鏡筒１９を介してモニター２０に、光学機器として接続される。
【００２４】
そこで対向するデバイスの端面同士の相互平行調整を行う場合には、先ず対物レンズ、顕微鏡等の鏡筒１１を外した状態で、オートコリメーター光源１５からのビームを、コリメーターレンズ鏡筒１４、第二のビームスプリッター１３、第一のビームスプリッター１２を通過させてステージＳ上のデバイスの夫々の端面に照射する。そしてこのデバイスの夫々の端面からの反射ビームは、第一のビームスプリッター１２、第四のビームスプリッター１７、結像レンズ鏡筒１８、リレーレンズ鏡筒１９等の光学機器を通過してモニター２０に到達する。
【００２５】
そこでオートコリメーター光源１５からの反射ビームの画像の位置が、対向するデバイスの端面同士が相互に平行である場合に形成される予め設定された条件に合致するようになるように、モニター２０の映像を観察しながら、対向するデバイスを相対的にθｘ方向とθｙ方向に回転させるのである。
【００２６】
また、対向するデバイスの端面から露出するファイバー端と導波路端との調芯を行う場合には、対物レンズ、顕微鏡等の鏡筒１１を取り付け、白色照明光源１６からの照明光を第二のビームスプリッター１３、第一のビームスプリッター１２、対物ズームレンズ、顕微鏡等の鏡筒１１を通過させてステージＳ上のデバイスの夫々の端面に照射し、上記の場合と同様の経路で、このデバイスの夫々の端面からの反射照明光は、モニター２０に到達する。
【００２７】
従って白色照明光源１６からの反射照明光の画像の位置をモニター２０の映像で観察し、対向するデバイスを相対的にＸ方向とＹ方向に変位させ、及びθｚ方向に回転変位させ、調整する。尚、この端面観察に於いては、白色照明光源１６を使用しなければならない理由はなく、むしろ何等かの照明すらあれば足りる。また、ここではファイバー端と導波路端との調芯を行う場合について述べたが、光ファイバー端同士で調芯を行う場合にも当然採用できるものである。
【００２８】
このように、図４で示した実施例では、一体の装置で、対向するデバイスの端面同士の相互平行調整並びに対向するデバイスのファイバー端と導波路端との調芯を精度高く確実に達成することができる。
【実施例１】
【００２９】
図５は、光ファイバー１を保持する第一のデバイス２と、導波路を形成した第二のデバイス３、或いは第二のデバイス３と第三のデバイス４との間に精度良く配置されるプリズム２１として、直角ミラーを用いた場合を示す。
【００３０】
対物レンズ、顕微鏡等の鏡筒１１を取り外し、第一のビームスプリッター１２から出射されたオートコリメーター光源１５からのビームは、プリズム２１たる直角ミラーの直角を挟んだ両斜面を夫々照射し、例えば第一のデバイス２と第二のデバイス３の端面に夫々分割照射し、ここで反射して、反射ビームとしてモニター２０に送られる。
【００３１】
図６（ａ）の正面視で、デバイスの端面がΔθｘ傾いていると、反射ビームは入射ビームに対して２Δθｘ分だけずれることになり、図６（ｂ）の平面視で、デバイスの端面がΔθｙ傾いていると、図６（ｂ）で示したｃ方向の矢視である図６（ｃ）から理解されるように、反射ビームは入射ビームに対して２θｙ分だけずれることになる。よって、これ等のずれをモニター２０で観察し、各デバイスの姿勢を調整するのである。
【実施例２】
【００３２】
図７は、各デバイス間に立方体形状の平行ビームスプリッター２２を配置し、平行ビームスプリッター２２の両面に１／４λの側波長板２３を夫々配すると共に、オートコリメーターとの対向面とは反対側の平行ビームスプリッター２２面にミラー２４を配し、この平行ビームスプリッター２２と側波長板２３とミラー２４とで、プリズム２１を構成する。
【００３３】
ここでのオートコリメーターのビームは、図７（ａ）の正面視で、立方体形状の平行ビームスプリッター２２を透過してミラー２４で反射し、平行ビームスプリッター２２内でデバイス２の端面方向に直角に屈曲して側波長板２３を透過し、デバイス２の端面に達する。また、このデバイス２の端面を反射したビームは再度側波長板２３を透過し、平行ビームスプリッター２２を透過して反対側の側波長板２３を透過し、デバイス１の端面に達する。そしてこのデバイス１の端面を反射したビームは再度側波長板２３を透過し、平行ビームスプリッター２２内で直角に屈曲されてミラー２４に達する。
【００３４】
ミラー２４からの反射ビームは、往路と同一の光路でオートコリメーターに戻るのであるが、対向するデバイスの端面同士が相互に平行であれば、ビームの往路と復路は完全に一致し、その映像をモニター２０で確認すれば良く、デバイス端面の傾斜がΔθｘ、或いはΔθｙであれば、そのずれから各デバイスの姿勢を調整することになる。
【実施例３】
【００３５】
次に図８の実施例では、各デバイス間に立方体形状の平行ビームスプリッター２２を配置し、平行ビームスプリッター２２の両面に１／４λの側波長板２３を夫々配すると共に、オートコリメーターとの対向面とは反対側の平行ビームスプリッター２２面に同様の対向波長板２５を配し、更にこの対向波長板２５の外側にミラー２４を配し、この平行ビームスプリッター２２と側波長板２３と対向波長板２５とミラー２４とで、プリズム２１を構成する。
【００３６】
ここでのオートコリメーターのビームは、図８（ａ）の正面視で、立方体形状の平行ビームスプリッター２２内でデバイス２の端面方向に直角に屈曲して側波長板２３を透過し、デバイス２の端面に達する。また、このデバイス２の端面を反射したビームは再度側波長板２３を透過し、平行ビームスプリッター２２を透過して反対側の側波長板２３を透過し、デバイス１の端面に達する。そしてこのデバイス１の端面を反射したビームは再度側波長板２３を透過し、平行ビームスプリッター２２内で直角に屈曲され、対向波長板２５を透過してミラー２４に達する。
【００３７】
ミラー２４からの反射ビームは、対向波長板２５を透過してそのまま平行ビームスプリッター２２を透過しオートコリメーターに戻るのであり、対向するデバイスの端面同士が相互に平行であれば、復路光路は予め設定された形態となってその映像がモニター２０で確認でき、デバイス端面の傾斜がΔθｘ、或いはΔθｙであれば、そのずれから各デバイスの姿勢を調整することになる。
【実施例４】
【００３８】
これらの対向するデバイスの端面同士の相互平行調整が終了したならば、対物レンズ、顕微鏡等の鏡筒１１を装着した上で同様に、対向するデバイスのファイバー端と導波路端とをプリズム２１を介してモニター２０で観察し、モニター２０の画像が予め設定された最良の調芯形態となるように対向するデバイスを相対的にＸ方向とＹ方向に変位させ、及びθｚ方向に回転変位させ、調整する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の光ファイバーの接合形態の斜視図である。
【図２】従来の光ファイバーの接合形態の斜視図である。
【図３】従来の光ファイバーの接合形態の斜視図である。
【図４】本発明の光ファイバーの接合装置の説明図である。
【図５】プリズムの実施例を示す斜視図である。
【図６】図６の実施例にあって、（ａ）は正面光路図、（ｂ）は平面光路図、（ｃ）は矢視ｃ方向からみた光路図である。
【図７】プリズムの他の実施例を示す、（ａ）は正面光路図、（ｂ）は平面光路図である。
【図８】プリズムの他の実施例を示す、（ａ）は正面光路図、（ｂ）は平面光路図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    光ファイバー
１’  ファイバー群
２    第一のデバイス
３    第二のデバイス
４    第三のデバイス
５    マルチモードファイバー
１１  対物レンズ、顕微鏡等の鏡筒
１２  第一のビームスプリッター
１３  第二のビームスプリッター
１４  コリメーターレンズ鏡筒
１５  オートコリメーター光源
１６  白色照明光源
１７  第四のビームスプリッター
１８  結像レンズ鏡筒
１９  リレーレンズ鏡筒
２０  モニター
２１  プリズム
２２  平行ビームスプリッター
２３  側波長板
２４  ミラー
２５  対向波長板
【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】
2005037632.tif 000009
【図８】
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