(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向性の第１ポート、一方向性の第３ポート、及び双方向性の第２ポートの間で光信号を選択的に結合する光学装置を組み立てるための方法であって、
偏光操作要素のスタックを形成し、該スタックが、その前方側に第１ポート及び第３ポートを備えると共に該前方側と反対の後方側に第２ポートを備えたものであり、
制御可能な多状態要素を前記スタック内に配設し、
前記スタックの前記第１ポートに光を送り、該第１ポートが、前記制御可能な多状態要素が前記第１状態にある場合に前記第２ポートと光学的に結合され及び前記制御可能な多状態要素が前記第２状態にある場合に前記第２ポートから光学的に分離されるか否かを検出し、及び前記スタックの前記第３ポートに光を送り、該第３ポートが、前記制御可能な多状態要素が第２状態にある場合に前記第２ポートと光学的に結合され及び前記制御可能な多状態要素が前記第１状態にある場合に前記第２ポートから光学的に分離されるか否かを検出することにより、前記制御可能な多状態要素を前記スタック内に位置決めし、
入力光ファイバ及び出力光ファイバを一定のほぼ平行な関係で、前記第１ポート及び前記第３ポートに、両ファイバの中心間距離が、各ポート間の中心間距離と等しくなるように、それぞれ接続し、
前記第２ポートに接続される双方向性光ファイバを、前記入力光ファイバ又は前記出力光ファイバの一方と光学的に位置合わせすることにより、他方の光ファイバと光学的な位置合わせを行うことなく、前記双方向性光ファイバが前記入力光ファイバ及び前記出力光ファイバの両方と位置合わせされる、
という各ステップを含む、光学装置の組み立て方法。
【請求項２】
前記入力光ファイバ及び前記出力光ファイバを固定する前記ステップが、基板に平行な溝をフォトリソグラフィにより形成して、該溝内に前記入力光ファイバ及び前記出力光ファイバを据え付けることを含む、請求項１に記載の光学装置の組立方法。
【請求項３】
前記制御可能な多状態要素を位置決めすることを含む前記ステップが、ウォークオフ結晶を含む前方側及び後方側の偏光操作要素の間にファラデー回転子を配設することを含む、請求項１に記載の光学装置の組み立て方法。
【請求項４】
前記制御可能な多状態要素を選択的に切り替えることを含む前記ステップが、伝搬するビームの偏光成分の回転を変更させるように、加えられる磁界をシフトさせることを含む、請求項３に記載の光学装置の組み立て方法。
【請求項５】
前記加えられる磁界をシフトさせることを含む前記ステップが、前記ファラデー回転子の外部に配設されたコイルを流れる電流の方向を反転させることを含む、請求項４に記載の光学装置の組み立て方法。
【請求項６】
前記加えられる磁界をシフトさせることを含む前記ステップが、前記ファラデー回転子に対する永久磁石の配向を機械的に調節することを含む、請求項４に記載の光学装置の組み立て方法。
【請求項７】
前記双方向性光ファイバを光学的に位置合わせする前記ステップが、前記入力光ファイバと前記双方向性光ファイバとの間の光ビームの伝搬を検出することにより、前記双方向性光ファイバに対して前記入力ファイバを有効に位置決めすることを含み、これにより、前記双方向性光ファイバと前記出力光ファイバとの間に光を伝搬させることなく前記双方向性光ファイバを前記出力光ファイバと光学的に位置合わせする、請求項１に記載の光学装置の組み立て方法。
【請求項８】
前記スタックを形成する前記ステップが、オプトサーキュレータを形成するよう前記偏光操作要素を構成することを含む、請求項１に記載の光学装置の組み立て方法。
【請求項９】
第１ファイバを第２ファイバに光学的に結合し、該第２ファイバを第３ファイバに光学的に結合する方法であって、
並置された光学要素のアレイであって、該アレイを通って伝搬するビームの偏光成分が分離され、次いで選択的に再結合されるようになっている、光学要素のアレイを形成し、該形成ステップが、複数のウォークオフ結晶及びファラデー回転子を該アレイ内に配置することを含み、この配置が、前記偏光成分の前記選択的な再結合が前記ファラデー回転子に加えられた磁界の状態によって決まるように行われ、
前記加えられた磁界を第１状態と第２状態とに切り替え、これにより、前記ファラデー回転子を第１偏光回転状態と第２偏光回転状態とにシフトさせて、前記ファラデー回転子を通って伝搬する偏光成分を回転させ、該切り替えステップが、前記加えられる磁界の極性を反転させることを含み、
前記偏光成分の前記再結合に基づいて前記アレイ上の第１、第２、及び第３ポートの相対的な位置を識別し、前記第１ポートにおいて前記アレイに導入された第１ビームの偏光成分が分離され、次いで前記加えられた磁界が前記第１状態になった際に前記第２ポートにおいて再結合され、及び前記第３ポートにおいて前記アレイに導入された第２ビームの偏光成分が分離され、次いで前記加えられた磁界が前記第２状態になった際に前記第２ポートにおいて再結合され、
前記第１、第２、及び第３ファイバを前記第１、第２、第３ポートにそれぞれ位置合わせし、該位置合わせステップが、前記アレイの前方側表面上の前記第１ポートと前記第３ポートとの間の中心間距離に等しい中心間距離で前記第１ファイバ及び前記第３ファイバを基板に固定することを含み、該位置合わせステップが更に、前記第１ポートにおいて前記アレイ内に導入されたビームが該アレイを出て前記第２ポートにおいて前記第２ファイバへと進む条件を検出することを含み、これにより、前記第３ファイバが、前記第３ポートと光学的に位置合わせされ、該第３ファイバと前記第２ファイバとの間でビームを伝搬させる位置合わせステップが存在しなくても、該第２ファイバと位置合わせされる、
という各ステップを含む、第１ファイバを第２ファイバに光学的に結合し、該第２ファイバを第３ファイバに光学的に結合する方法。
【請求項１０】
前記加えられる磁界を切り替える前記ステップが、永久磁石の配向を前記ファラデー回転子に対して180°変更することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記加えられる磁界を切り替える前記ステップが、前記ファラデー回転子の外部に配設されたコイルを流れる電流の方向を反転させることを含む、請求項９に記載の方法
【請求項１２】
第１、第２、及び第３入出力ポート間の選択的な結合を有する光学アセンブリの適正動作を確認する方法であって、
前記第１ポート及び前記第３ポートが前記スタックの前方側にあり、及び前記第２ポートが前記スタックの後方側にあるように、偏光操作光学要素のスタックを形成し、該光学要素が、複数の偏光ウォークオフ要素と、磁界が加えられたことに応答する少なくとも１つの偏光回転要素とを含み、
前記スタックの前記前方側及び前記後方側の一方に光源を配置し、及び該前方側及び該後方側の他方に光検出器を配置して、前記第２ポートと前記第１及び第３ポートとの間の光の伝搬を検出できるようにし、
前記偏光回転要素の少なくとも１つに加えられる磁界を操作して、ビームの偏光成分の回転に関して区別することができる第１状態と第２状態とを切り替え、
前記スタックの前記前方側に光源を配置し、及び前記後方側に光検出器を配置する場合に、該スタックの前記第１ポートに光を送り、前記偏光回転要素の前記第１状態が該第１ポートと前記第２ポートとの光学的な結合を誘発させ及び前記偏光回転要素の前記第２状態が該第１ポートと前記第２ポートとの光学的な分離を誘発させるか否かを検出し、及び前記スタックの前記第３ポートに光を送り、前記偏光回転要素の第２状態が該第３ポートと前記第２ポートとの光学的な結合を誘発させ及び前記偏光回転要素の前記第１状態が該第３ポートと前記第２ポートとの光学的な分離を誘発させるか否かを検出し、
前記スタックの前記後方側に光源を配置し、及び前記前方側に光検出器を配置する場合に、該スタックの前記第２ポートに光を送り、前記偏光回転要素の前記第１状態が、該第２ポートと前記第１ポートとの光学的な結合及び該第２ポートと前記第３ポートとの光学的な分離を誘発させるか否かを検出し、及び前記偏光回転要素の前記第２状態が、該第２ポートと前記第１ポートとの光学的な分離及び該第２ポートと前記第３ポートとの光学的な結合を誘発させるか否かを検出する、
という各ステップを含む、第１、第２、及び第３入出力ポート間の選択的な結合を有する光学アセンブリの適正動作を確認する方法。
【請求項１３】
前記第１状態及び前記第２状態に関する光学的な結合及び光学的な分離を検出する前記複数のステップのうちの１つにおいて該光学的な結合及び光学的な分離が検出されなかった場合に前記偏光操作光学要素の少なくとも１つの厚さを調節するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１状態及び前記第２状態に関する光学的な結合及び光学的な分離を検出する前記複数のステップのうちの１つにおいて該光学的な結合及び光学的な分離が検出されなかった場合に前記第１、第２、及び第３ポートの少なくとも１つの予測される位置を調節するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１状態及び前記第２状態に関する光学的な結合及び光学的な分離を検出する前記ステップにおいて該光学的な結合及び光学的な分離が検出された場合に第１、第２、及び第３光ファイバを前記第１、第２、及び第３ポートへそれぞれ位置合わせするステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１、第２、及び第３光ファイバを位置合わせする前記ステップが、前記第１及び第３ポートのピッチと等しいピッチで前記第１及び第３光ファイバを基板に固定することを含み、及び前記第１光ファイバから前記第２光ファイバへ光を伝搬させることを含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に伝搬する光の偏光成分を操作するための光学アセンブリに関し、特に光学要素のスタックに対する光ファイバの位置合わせ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを介した光学信号の伝送に基づく通信ネットワークのフレキシビリティ及び信頼性は、オプトサーキュレータ及びアイソレータといったアセンブリが入手可能となったことにより、大きく向上してきた。例えば、３ポートサーキュレータを使用することにより、１本のファイバで２カ所の遠隔場所間での双方向通信を行うことが可能となる。非相互(non-reciprocal)光学要素、即ち、異なる方向に移動する光にそれぞれ異なる影響を与える要素を利用することにより、入力ファイバ及び出力ファイバの両者に双方向ファイバを光学的に結合させることが可能である。非相互操作は、偏光回転(polarization rotation)及び反対方向に向けられた光ビームの「ウォークオフ（walk-off）」（即ち空間的変位）に差を提供するものとなり、これにより、入力ファイバ及び出力ファイバが互いに選択的に結合され又は分離される。
【０００３】
オプトアイソレータの入力ファイバは光学アセンブリ中へ光信号を送る。該光学アセンブリは、前記光を偏光成分へと分割し、該偏光成分について非相互操作を実行し、及び出力ファイバにおける出力のために該偏光成分を再結合させる。この非相互操作は、後方に向けられた光が入力ファイバと位置合わせされる可能性を低減させるよう設計される。
【０００４】
オプトサーキュレータ又はアイソレータを含む系は、光学要素アセンブリの前端部において平行な関係にある２つ又は３つ以上のファイバを備えていることが多い。前記光学要素アセンブリは、該アセンブリを介して前記の平行なファイバのうちの１本との間で伝搬するビームの偏光成分を操作するものである。該アセンブリの後端部には、少なくとも１本のファイバがあり、該ファイバは、前端部における第１及び第２ファイバと光学的に結合するように位置合わせされ、その光学的結合は、第１ファイバからの信号の受信及び第２ファイバへの信号の送信に制限される。かかるアセンブリについては、Chengに付与された米国特許第5,574,596号に開示されている。Chengのオプトサーキュレータは、２枚の複屈折結晶端板と、該複屈折結晶端板間に挿入された２つの非相互ファラデー回転子と、該ファラデー回転子間に配置された一対の整合(matched)複屈折結晶板とを備えている。第１の複屈折結晶端板は、第１のポートから前方に伝搬する入力ビームを２つの偏光成分へと分割する。隣接する非相互ファラデー回転子は、中央の複屈折結晶板によって横方向に変位（即ちウォークオフ）されるように偏光成分を正しく位置合わせする。偏光成分は、第２のファラデー回転子において再び回転される。次いで、第２の複屈折結晶端板が、オプトサーキュレータの後方端部における第２のポートからの出力のために２つの偏光成分を結合させる。該アセンブリは、光の伝搬方向と直交する中央平面から操作上の対称性を有するものであるため、該操作は、アセンブリに入力された光の方向にかかわらず同一のものとなる。しかしながら、偏光成分についての操作の一部は非相互性を有するものであるため、第２のポートとの間での前方経路及び後方経路が一致しないことになる。この場合、第２のポートから後方に向けられた光は、該アセンブリの前端部における第３のポートから出射することになる。
【０００５】
オプトサーキュレータ又はアイソレータを作製するための製造要件には、最小限の信号損失で選択的な結合を達成するために光ファイバを精確に配置することが含まれる。この位置合わせは、現実に実行されており、長時間を要することが多い。これは、別個のファイバの空間的な位置及び回転方向における位置が極めて重要だからである。特定の設計による位置合わせツールは、光学要素アセンブリを固定するためのジグと、異なるファイバから入力された光に応じて該ファイバのうちの１本から出力された光を検出するためのビデオシステムとを含むことができる。例えば、ファイバを３ポートサーキュレータと位置合わせする手順には、サーキュレータの反対側にある第１ポート及び第２ポートに光ファイバを位置合わせし、次いでこの位置合わせプロセスを繰り返し行って、第２ポートにおけるファイバを第３ポートにおける別のファイバに光学的に結合させる、というステップが含まれる。この２つの位置合わせステップは、製造する３ポートサーキュレータの全てについて１つ１つ実行しなければならないものである。１回の製造で、数百ものサーキュレータを製造することが多い。したがって、位置合わせ手順に要するコストは、サーキュレータ又はアイソレータの全体的なコストを決定する際の重要な要因となる。この要因の重要性は、サーキュレータ又はアイソレータと位置合わせしなければならないファイバの数に比例して高まる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このため、ファイバ間の位置合わせ精度を落とすことなく位置合わせステップの数を削減させるサーキュレータ又はアイソレータ等の光学装置の組み立て方法が必要とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
少なくとも３つの入出力ポート間で光信号を選択的に結合するための光学装置の組み立て方法であって、少なくとも１つの制御可能な多状態(multi-state)光学要素を利用して第１ポート及び第２ポートの光学的結合と第２ポート及び第３ポートの光学的結合とを切り替えるステップを含む、光学装置の組み立て方法。前記の制御可能な多状態光学要素は、１つの多状態光学要素又は複数の多状態光学要素の状態によって３つ又は４つ以上のポート間での光学的結合を指示することを可能にする対称性を有する偏光操作要素のスタック内の一要素である。好ましい実施形態では、多状態光学要素は、印加された磁界に依存する態様で、入力ビームの偏光成分の回転方向の操作を提供する、ファラデー回転子である。偏光操作要素のスタックは更に、偏光成分の回転方向の向きに応じて偏光成分を空間的に変位させるウォークオフ結晶を備えている。このため、ファラデー回転子に加える磁界の状態の選択を利用して、特定のウォークオフ結晶によりビームのどの偏光成分が空間的に変位するよう配向されているかを判定することが可能となる。
【０００８】
該方法は、品質管理用途及びファイバ−ポート間の位置合わせ用途の一方又は両方に用いることが可能である。品質管理用途では、偏光操作光学要素のスタックが検査される。多くの場合、個々の要素は、バッチ単位で製造され、次いで、数百ものオプトサーキュレータ又はアイソレータの要素スタックを組み立てるために使用される。１回の製造において選択された要素スタックについて品質管理検査が行われて、入力ビームの偏光成分の分離操作及び選択的な再結合操作についての性能が適当なものであることが確認される。この用途では、光源は、検査対象となるスタックの前方側又は後方側の何れか一方に配置される。光検出器は、該光源と反対側に配置される。スタックにおける多状態光学要素を切り替えて、第１状態で第１ポートと第２ポートとの間に光学的結合が存在するか否かを判定し、また第２状態で第２ポートと第３ポートとの間に光学的結合が存在するか否かを判定する。
【０００９】
一実施形態では、光源は、第１ポートに向けられ、光検出器は、多状態光学要素が第１状態にあるときに偏光成分が第２ポートにおいて再結合され及び多状態光学要素が第２状態にあるときに偏光成分が分離されることを確認するビデオシステムの一要素である。次いで、多状態光学要素が第２状態にあるときには第２ポートとの光学的結合が存在するが多状態光学要素が第１状態にあるときには光学的分離が存在することを確認するために、第３ポートに光源が切り替えられる。別の実施形態では、第２ポートに光源が向けられ、多状態光学要素が第１状態と第２状態との間で切り替えられた際に第１ポートにおける再結合と第３ポートにおける再結合との間で入力ビームが切り替わることを確認するようにビデオシステムが配置される。
【００１０】
再結合された偏光成分の軸が該偏光成分を出力することになるポートの軸と一致しないと判定された場合、該方法は、スタックを構造的に変更するステップを含むことが可能である。例えば、偏光成分及びポートの軸は、１つのウォークオフ結晶を、それよりも厚い又は薄いウォークオフ結晶に取り換えることにより、正しく位置合わせすることが可能である。一方、偏光成分の２つの軸が互いに位置合わせされるが所望のポートの予想される配置とずれている場合には、アセンブリプロセスの後続ステップで調節を行うことが可能である。例えば、第１ポートと第３ポートとの間の実際の中心間距離が予想される距離よりも大きい場合に、ファイバ据付け(seating)アセンブリを修正してその差を補償することが可能である。この補償は、製造単位で固有のものとなる。
【００１１】
本方法のファイバ-ポート間の位置合わせを適用する場合には、スタックの同一の側でポートと位置合わせされることになるファイバは、先ず、互いに対して所定位置で固定される。例えば、３ポートサーキュレータの場合には、第１及び第３ファイバは、光学要素のスタックの第１ポートと第３ポートとの間の中心間距離と等しい中心間距離で平行な関係で固定される。好ましい実施形態では、隣接するファイバは、半導体基板等の基板に平行な溝をフォトリソグラフィにより形成し、該溝内にファイバを据え付けることにより、互いに対して所定位置に精確に固定される。フォトリソグラフィ又はその他の集積回路製造技術を使用することにより、１つのファイバの垂直位置及び水平位置を、別のファイバの位置の決定に基づいて精確に知ることが保証される。位置合わせプロセスにおいて、複数のファイバのうちの１本を基準ファイバとして使用することが可能である。
【００１２】
ウォークオフ結晶及びファラデー回転子を含む並列した光学要素のアレイが形成され、検査されて、ファラデー回転子に加えられた磁界の切り替えによりアレイにの低損失のポート間光学的結合の切り替えが行われることが確認される。かかる確認の後、既知の位置合わせ手順を用いて、光学要素のアレイの一方の側における基準ファイバが該アレイの反対側における基準ファイバと位置合わせされる。非基準ファイバの位置合わせは自動的に達成される。これは、これらのファイバがポートのピッチと等しいピッチで互いに対して精確に配置されているからである。再び３ポートサーキュレータの例について言及すれば、アレイの前方側の第１ファイバを後方側の第２ファイバと光学的に結合させることにより、第３ファイバが該アレイの第３ポートと位置合わせされることになる。
【００１３】
本発明の利点は、位置合わせステップの数を大幅に削減できることにある。ファイバ-ポート間の位置合わせの各々は莫大なコストを要するものである。少なくとも１本のファイバがそれに関連するポートと自動的に位置合わせされる方法を提供することにより、完全に組み立てられたオプトサーキュレータ又はアイソレータの製造コストが大幅に低減することになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、第１光ファイバ12及び第３光ファイバ14を光学要素のスタックの前方側16に備えたオプトサーキュレータ10を示している。該オプトサーキュレータは、要素スタックの後方側20に第２光ファイバ18を備えている。図１の実施形態では、光ファイバ12,14,18は、熱膨張コア（ＴＥＣ）ファイバであるが、これは不可欠ではない。後述する組み立て手順では、一様な寸法のコアを有する光ファイバを使用することが可能である。本明細書では、「ファイバ」とは、サーキュレータ又はその他の光学装置との間で光信号の入出力を行うために使用される導波路と定義することとする。ファイバは、サーキュレータとの間で光信号を効率的に伝達するためのドーパントを有する、二酸化ケイ素のフォトリソグラフィにより形成された領域とすることが可能である。
【００１５】
オプトサーキュレータ10は、第２ファイバ18が、第１ファイバ12から導入された信号の出力として機能する一方、第３ファイバ14を介して出力されることになる信号の入力用ファイバとして機能する、３ポートサーキュレータとして使用することが可能である。しかしながら、ファイバ間の光学的結合は、サーキュレータの中央にある多状態光学要素22の状態を変更することにより切り替えることが可能である。好適な実施形態では、多状態光学要素はファラデー回転子である。当業界で周知のように、回転する偏光成分に対するファラデー回転子の特性は、該ファラデー回転子に加えられる磁界を変えることにより変更することができる。該ファラデー回転子は、イットリウム・鉄・ガーネット（ＹＩＧ）結晶から形成することが可能であるが、回転する偏光成分に関して制御することが可能な他の材料を代わりに用いることも可能である。図１には示していないが、磁界は、永久磁石により加えることも可能である。少なくとも組み立て手順に関しては、加えられる磁界の極を必要に応じて反転させることができるよう永久磁石を操作できるべきである。代替的には、磁界は、ファラデー回転子22に巻き付けたコイルに電流を流すことにより加えることが可能である。該実施形態の場合には、電流の方向は、ファラデー回転子を通って伝搬する偏光成分の回転を決定するものとなる。
【００１６】
サーキュレータ10を形成する光学要素のスタックの前方側16には、ウォークオフ方向が逆になった状態で第１のウォークオフ結晶対24,26が配設されている。この逆のウォークオフ方向は、図２では矢印28,30により、図１では符号「＋」及び「−」により示されている。図１の平面図において、ウォークオフ結晶28の縁部32は、光学要素スタックの軸と位置合わせされている。この軸は、図２において破線34で示されている。ウォークオフ結晶を形成するための材料は、ルチル（二酸化チタン−TiO2）又はイットリウムバナジン酸塩（YVO4）とすることが可能である。好ましい材料はルチルであるが、他の物質を代わりに用いることも可能である。当業界で周知のように、ウォークオフ光学要素の厚さは、結晶を通って伝搬するときに特定の位置合わせを有する偏光成分の所望の空間的な変位によって決定される。１mmのウォークオフ分離(walk-off separation)毎に、ルチル結晶は約10.0mmの厚みを有さなければならない。第１ファイバ12及び第３ファイバ14のコア間距離が250μｍである場合には、好ましいウォークオフ距離は、中心間距離の半分の√２倍とすることができる。したがって、第１ウォークオフ結晶対を形成する結晶24,26の厚さは、ウォークオフ距離√２×125μm＝177μmを提供するように選定されることになる。
【００１７】
第１ウォークオフ結晶対とファラデー回転子22との間には、結晶36,38からなる第２ウォークオフ結晶対がある。該結晶36,38の逆のウォークオフ方向は、図２では矢印40,42により、図１では符号「＋」及び「−」により示されている。該第２ウォークオフ結晶対のウォークオフ方向40,42は、第１ウォークオフ結晶対のウォークオフ方向28,30と垂直である。図１の平面図において、結晶38の縁部44は、サーキュレータ10を形成する光学要素のスタックの軸34と位置合わせされているよう示されている。
【００１８】
ファラデー回転子22の後方側には、２つのウォークオフ結晶46,48がある。該結晶46の光学特性、材料特性、及び厚さは、第１ウォークオフ結晶対の結晶26と実質的に同一である。更に、前記結晶48の光学特性、材料特性、及び厚さは、第２ウォークオフ結晶対の結晶38と実質的に同一である。
【００１９】
サーキュレータ10を通って第２ファイバ18に向かって前方向に伝搬する光に対し、第１及び第２ウォークオフ結晶対の結晶24,26,36,38は、光ビームを操作して別個の偏光成分にする。ファラデー回転子は、加えられた磁界によって決まる方向に偏光成分を回転させることになる。結晶46,48は、第２ファイバ18を介した出力のために偏光成分を選択的に再結合させるために使用される。また、光ビームを第２ファイバ18から後方に伝搬させるために、４つのウォークオフ結晶の分離／再結合操作を逆にする。
【００２０】
ウォークオフ結晶24,26,36,38,46,48は、３つのファイバ12,14,18の間の光学的結合がファラデー回転子22の状態によって決定される光学的構成を提供するものとなる。第１ファイバ12及び第３ファイバ14を介して光信号を同時が導入された場合、第２ファイバ18は、ファラデー回転子22が第１状態にある場合には第１ファイバから光ビームを受信するが、ファラデー回転子が第２状態にある場合には第３ファイバから光ビームを受信することになる。代替的に、第２ファイバ18を介して導入された光ビームは、ファラデー回転子が第１状態にある場合には第３ファイバ14において受信されるが、ファラデー回転子が第２状態にある場合には第１ファイバ12において受信されることになる。
【００２１】
ファラデー回転子22に加える磁界を切り替えることにより３本のファイバ12,14,18の光学的結合を切り替える能力は、品質管理用途及びファイバ-ポート間の位置合わせ用途の何れか一方又は両方に利用することが可能である。品質管理用途では、所望の分離／再結合操作が正しく実行されることを確実にするよう光学要素のスタックが検査される。多くの場合、多数の同一の要素スタックを製造するためにバッチプロセスが利用される。例えば、バッチプロセスは、光ファイバ12,14,18との結合を行う前に図１のスタックを数百個作成することが可能である。ウォークオフ結晶24,26,36,38,46,48を大量生産し、次いで公知の技術を用いてファラデー回転子22と共に組み立てることが可能である。１回の製造分から選択された要素スタックを検査して性能を確認することが可能である。この用途の場合、光源は、検査対象となるスタックの前方側16又は後方側20の何れか一方に配置される。光検出器はその反対側に配置される。多状態光学要素即ちファラデー回転子22を切り替えて、第１状態において第１ポートと第２ポートとの間に光学的結合があるか否かを判定し、また第２状態において第２ポートと第３ポートとの間に光学的結合があるか否かを判定する。本明細書中で用いられる「ポート」とは、ファイバが結合されることになる場所であると定義する。
【００２２】
図３は、光源54が要素スタック56の前方側に配置され、光検出器58が後方側に配置された実施形態を示している。要素スタック56は、前方部60及び後方部62を有するツールに固定されている。永久磁石64,66は、ファラデー回転子22の状態を設定する。これらの永久磁石の配置を逆にすることによって、ファラデー回転子が上述の２つの状態間で切り替えられる。しかしながら、他の技術（例えば、ファラデー回転子を包囲するコイル中を流れる電流を選択的に反転させること）により、上記の切り替えを達成することが可能である。
【００２３】
光源54は、要素スタックの第１ポートとの位置合わせ状態と、第３ポートとの位置合わせ状態との間でシフトさせることが可能である。矢印68は、光源がシフト可能であることを表すものである。図３において、該光源54は、要素スタック56の第１ポートにビーム70を送るよう位置決めされている。スタック内の結晶が適当な厚さを有しており、及びファラデー回転子22が第１状態にある場合、光源54により導入された光ビーム70は、第２ポートから出射し、レンズ72により光検出器58上に集束される。該光検出器58は、モニタ74を備えたビデオシステムの一部である。該光検出器58は、ビデオカメラとすることが可能であり、又は顕微鏡若しくは要素スタック56の約200μmの後方面の領域を観察するのに適した他の光学装置とすることが可能である。
【００２４】
動作時、光源54は、赤外線ビーム等のビーム70を要素スタック56の第１ポートに送る。スタックの光学要素が意図した通りに動作する場合、該ビーム70は、第２ポートにおいて出射し、光検出器58により検出され、モニタ74上にイメージ76が形成される。次いで光源54が第３ポートへと移動し、ファラデー回転子22が磁石64,66を逆にすることにより第２状態へと切り替えられる。磁石を逆にしなければ、第３ポートにおいて導入された光は第２ポートには到達しない。しかし、加えられる磁界の極性を逆にすることにより、ビームの偏光成分の回転が変更され、これにより、ウォークオフ結晶46,48の操作により第２ポートで再結合されることになる状態に偏光成分が設定されることになる。
【００２５】
偏光成分の分離操作及び選択的な再結合操作の品質管理確認に関する別の実施形態では、光源54は、赤外線を要素スタック56の第２ポートへ送るよう位置決めされ、光検出器58は、第１ポート及び第３ポートの両方を含む視界を有するものとなる。ファラデー回転子22が第１状態にある場合、ビームは、第３ポートにおいてスタックから出射することになる。加える磁界の極性を逆にすることにより、ファラデー回転子が第２状態へと切り替わり、ビームが第１ポートにおいて出射することになる。このため、該実施形態の場合には、光源54又は光検出器58の位置を変更することなく確認を行うことができる。
【００２６】
再結合された偏光成分の軸が、該偏光成分が出力されることになるポートの軸と一致しないと判定された場合、本方法は、スタックを構造的に変更するステップを含むことが可能である。即ち、図３の実施形態において、モニタ74が、低下した光強度を有する２つの光点を表示する場合には、偏光成分の再結合が生じていないと結論づけることができる。このような状況では、１つ又は２つ以上のウォークオフ結晶対をそれよりも厚い又は薄いウォークオフ結晶対に交換することが可能である。結果的に得られる厚さの変更は、２つの偏光成分の軸が、互いに位置合わせされ、及び該偏光成分を出射させることを意図したポートの軸と位置合わせされるように、選択すべきである。
【００２７】
状況によっては、品質管理検査は、偏光成分が正しく再結合されたがその再結合がポートの意図する位置以外の場所で行われたことを検出することが可能である。例えば、第１ポート及び第３ポートの中心間距離が意図された250μmではなく260μmであることを判定することができる。要素スタック内の光学要素の厚さを変更することにより修正を施すことの代替策として、スタックに結合されることになる光ファイバの位置を調整することが可能である。このため、500個のスタックのバッチ製造が、第１ポートと第３ポートの中心から中心の距離が260μmであるよう決定されたものである場合には、それに対応する500個のファイバ据付けアセンブリのバッチ製造は、ファイバ間間隔を260μmに画定するよう製造することが可能である。
【００２８】
ファイバ据付けアセンブリは、図１の第１ファイバ12及び第３ファイバ14を、予め選択された中心間間隔で、一定の平行な関係に位置決めする。ＴＥＣファイバ又は一定の直径のファイバを精確に位置合わせする好ましい実施形態について図４及び図５を参照して以下で説明する。シリコンウェハ78等の半導体基板をエッチングしてＶ字形の溝80,82を形成する。従来の集積回路製造技術を使用することが可能である。例えば、これらの溝は、マスクを用いて溝を画定し、さらに化学エッチャントを用いて、フォトリソグラフィにより形成することが可能である。重要ではないが、溝の一方の壁の他方の壁に対する角度は好ましくは70.5゜となる。光ファイバ12,14を取り囲む保護コーティングは、該ファイバを一層近接して隔置することを可能とするために、除去することが可能である。次いで、コーティング材料のないファイバコアが溝内に配置される。シリコン処理技術を用いることにより、ファイバコアの精確な中心間間隔が実施可能となり、１ミクロン未満の公差が達成される。このため、ファイバコアのピッチは、ファイバが位置合わせされることになる光学装置を構成する光学要素のスタック内のポートのピッチと精確に一致するよう製造することが可能である。
【００２９】
図５において、対応するＶ字形溝のアレイを有する第２シリコンウェハ84は、接着層86によって下方のシリコンウェハ78に固定される。かかる接着層の使用は重要ではない。代替的には、ウェハボンディング(wafer bonding)を用いて２つのシリコンウェハを取り付けることが可能である。シリコンＶ字溝と、シングルモードファイバ及びマルチモードファイバとの位置合わせは、当該技術において公知である。
【００３０】
ここで図１を再び参照する。第２光ファイバ18は、Ｖ字形溝を有する一対のシリコンウェハ88を用いて所定位置に固定することも可能である。この並置式のファイバ位置合わせプロセスの使用により得られる利益は、要素スタックの前方側16及び／又は後方側20におけるファイバ及びポートの数とともに増大する。
【００３１】
並列ファイバの位置合わせにおいてサブミクロンの公差を提供するためのシリコン微細加工の利点は、要素スタックに対する単一の位置合わせステップでそれらのファイバの全てが位置合わせ状態にされることである。図１において、従来の位置合わせ手順を用いて第１ファイバ12を第２ファイバ18と光学的に結合させる場合に、ポートのピッチがファイバのピッチと一致し、及び第１ファイバの軸と第３ファイバの軸とが図１の向きから見て同一の水平面に沿っていれば、第３ファイバ14は、第２ファイバと自動的に位置合わせされることになる。水平方向の位置合わせは、第１ファイバ12及び第３ファイバ14の光学軸と第１ポート及び第３ポートの光学軸とが同一の水平面に沿うように図１の光学要素のスタック及び図５のシリコンウェハ78が支持される位置合わせツールを提供することにより、確保することができる。
【００３２】
位置合わせシステムを図６に示す。該システムは、固定中心部90と、横方向に変位可能な端部92,94とを有するジグを備えている。図６は該システムの平面図である。光学要素のスタック56の垂直方向の位置決めは、中央部90及び端部92,94の構造により決定される。例えば、端部92,94の上面は、ファイバ12,14,18が垂直方向に沿って既知の固定位置に位置することを確実にするために精確に平面化(planarize)させることが可能である。同様に、中央部90は、スタックの入出力ポートが垂直方向について固定されるように、要素スタック56の表面と一致する平面化された表面を有することが可能である。
【００３３】
ジグの中央部90は、ファラデー回転子22を取り囲む環状の電気コイル96を備えている。該コイルを流れる電流は、磁界制御手段98によって決定される。電流の方向を決定することにより、磁界制御手段98はファラデー回転子22の状態を指定する。
【００３４】
第１光ファイバ12及び第３光ファイバ14は、第１位置合わせ装置100に接続され、第２光ファイバ18は、第２位置合わせ装置102に接続される。赤外線が第１光ファイバ12から第２光ファイバ18へと送信されるように位置合わせ手順を選択する場合、第１位置合わせ装置を単なる光源とし、第２位置合わせ装置をモニタを有するカメラシステムとすることが可能である。代替的に、第２位置合わせ装置から第１位置合わせ装置に光を送信することが可能であり、この場合には光源及びカメラシステムの位置は上記の場合と逆になる。第３の代替例としては、位置合わせ装置100,102の両方において光の送受信を行うことが可能であり、この場合には、光源及びカメラシステムを両方の端部に配置する必要がある。
【００３５】
第１ファイバ12及び第３ファイバ14の垂直方向の位置が固定されており、及び該第１ファイバと第３ファイバとの間隔が既知であって要素スタック56の第１ポートと第３ポートとの間隔と等しいため、位置合わせステップは１回だけで済む。即ち、第１ファイバ12を第２ファイバ18と光学的に結合することにより、第２ファイバ18と第３ファイバ14とが光学的に結合される。第２ファイバ18を介してスタック56から出力するために、第１位置合わせ装置100により第１ファイバ12に光を送ることが可能である。第２光学装置のカメラシステムは、第２ファイバ18の出力を検出してその表示を行う。ジグの端部92,94の何れか一方又は両方は、矢印104,106で示すように、第１ファイバと第２ファイバとの間に効率のよい光学的結合が確立されるまで横方向に操作可能である。次いでファラデー回転子22に加えられる磁界を切り替えて、ファラデー回転子が第２状態にある際に第１ファイバからの入力信号を第２ファイバから確実に隔離することが可能である。随意選択的に、第１位置合わせ装置100は、入力信号を第３ファイバ14へ送り、ファラデー回転子が第２状態にある際に信号が第２位置合わせ装置102において受信されたことを判定することが可能である。この随意選択的なステップは、上述の品質管理プロセスが特定のバッチ製造のために利用されていない場合に推奨されるものである。
【００３６】
第２位置合わせ装置102から第１位置合わせ装置100へと光を送信する用途では、該第１位置合わせ装置100は、ファラデー回転子22に加えられた磁界が該ファラデー回転子22を第１状態にする場合に第２ファイバ18と第３ファイバ14との間の効率的な光学的結合を検出するはずである。一方、第２ファイバ18から第１ファイバへの効率的な光学的結合は、ファラデー回転子22が第２状態にある場合に検出されるはずである。
【００３７】
例えば、光学的結合が達成できない場合、上述の修正策を利用することが可能である。即ち、スタック56の１つ又は２つ以上の光学要素の厚さを変更し、又は第１ファイバ12と第３ファイバ14との間の間隔を決定するファイバ据付けアセンブリをそれとは異なるファイバ間間隔を有するファイバ据付けアセンブリに代えることが可能である。この２つ目の修正策は、スタック56の第１ポートと第３ポートとの間の実際の中心間距離が予想される距離よりも大きい場合に利用することが可能である。実際の距離と予想される距離の差は、１回のバッチ製造による全てのスタックに当てはまるものと考えられる。
【００３８】
光学要素のスタックを通って伝搬する偏光成分の分離及び再結合操作については既に記載したが完全には説明していない。ここで、図７及び図８から開始して一層完全な説明を示すこととする。なお、図７の8-8断面ないし16-16断面は、図８ないし図１６にそれぞれ対応し、図７で見た右方向及び下方向は、図８ないし図１６で見た下方向及び右方向にそれぞれ対応する。図８は、ウォークオフ結晶24,26からなる第１ウォークオフ結晶対108に入射する光ビームを示している。第１ファイバ12からの光ビームは、第１ポート110においてウォークオフ結晶24中に導入され、第３ファイバ14からの光ビームは、第３ポート112においてウォークオフ結晶26中に導入される。第１ポートにおける光ビームは、第１偏光成分114及び第２偏光成分116から構成され、第３ポートにおける光ビームは、第３偏光成分118及び第４偏光成分120から構成される。ビーム成分を一層明確に区別するために、第３及び第４偏光成分は、第１ビームの成分よりも太い線で示されている。更に、第１及び第４成分は、第２及び第３成分を表す線よりも長い線で示されている。
【００３９】
偏光成分114〜120が第１ウォークオフ結晶対108を通って伝搬するとき、第２偏光成分116は矢印28で示す方向に空間的に変位され、第３偏光成分118は矢印30で示すように空間的に変位される。偏光成分は、第２ウォークオフ結晶対122の前面に達すると図９に示すように互いに分離される。第２ウォークオフ結晶対122を通って伝搬する際に、第４偏光成分120は矢印42の方向に空間的に変位し、第１偏光成分114は矢印40の方向に空間的に変位する。しかし、第２偏光成分116及び第３偏光成分118は、偏向することなくウォークオフ結晶36,38を通って伝搬する。その結果、偏光成分は、図１０に示す位置でファラデー回転子22の前面に到達する。
【００４０】
第１回転決定(rotation-determining)状態では、図１０のファラデー回転子22は、４つの偏光成分114〜120の回転を誘発させることはない。即ち、ファラデー回転子22は、伝搬する光を偏光角０゜で回転させる。したがって、図１０及び図１１を比較することにより示されるように、４つの偏光成分は、それらの成分がファラデー回転子22に入射した際と同一の位置及び回転状態でウォークオフ結晶46の前面に到達する。
【００４１】
矢印126は、ウォークオフ結晶46のウォークオフ方向を示している。第２偏光成分116及び第３偏光成分118の向きは矢印126と整列しており、このため、該第２及び第３偏光成分は、光ビームがウォークオフ結晶46を通って伝搬する際に空間的に変位される。ウォークオフ結晶48の前面における４つの偏光成分の位置を図１２に示す。矢印132はウォークオフ結晶48のウォークオフ方向を示している。第１偏光成分114及び第４偏光成分120は、ウォークオフ方向132と整列され、これにより第１偏光成分114及び第２偏光成分116が光学要素のスタック56の出口で再び重なり合う。
【００４２】
ここで図１３を参照する。第１偏光成分114及び第２偏光成分116は、図７の第２ファイバ18と同軸である第２ポート136と重なって示されている。その結果、第１ファイバ12からの入力ビームは、ファラデー回転子22が第１状態にあるときに第２ファイバ18を介して出力される。しかし、第３偏光成分118及び第４偏光成分120は分離されており、このためファイバ12,14,18間にクロストークが生じることはない。
【００４３】
ここで図１０を再び参照する。ファラデー回転子22に加えられる磁界の極性が反転すると、偏光角は、ファラデー回転子を通って伝搬する際に90゜回転することになる。偏光成分は、依然として図１０に示す位置及び回転状態にあるが、４つの偏光成分114〜120は、図１１を参照して前述した向きに対して回転することになる。即ち、図１１に示す回転状態ではなく、偏光成分は、ウォークオフ結晶46の前面に到達する際には図１４に示す向きとなる。
【００４４】
図１４において、第４偏光成分120は、矢印126のウォークオフ方向126と整列している。その結果として、第４偏光成分120は、ウォークオフ結晶46を通って伝搬する際に矢印126の方向に空間的に変位される。第１偏光成分114もまた、ウォークオフ結晶48を通って伝搬する際に矢印126の方向に空間的に変位される。ウォークオフ結晶48の前面に到達すると、４つの偏光成分は図１５に示す位置となる。
【００４５】
図１５において、第２偏光成分116及び第３偏光成分118は、ウォークオフ結晶48のウォークオフ方向132と整列していることがわかる。このため、第３偏光成分118は、空間的に変位されて第４偏光成分120に重なり、第２偏光成分116は、空間的に変位されて第１偏光成分114から分離した位置にくる。図７の光学要素のスタック56の出口において、第３及び第４偏光成分は、第２ファイバ18を介して出射するよう位置決めされることになる。
【００４６】
ここで図１６を参照する。第３ファイバから発せられる第３及び第４偏光成分は、第２ポート136と位置合わせされるが、第１及び第２偏光成分は分離される。図１３と図１６を比較すると、ファラデー回転子の状態を切り替えることにより、ファイバ間の光学的結合が、第１→第２ファイバ光学的結合から第３→第２ファイバ光学的結合へと切り替えられている。比較すると、入力信号が図１７の第２ファイバ18から受信される場合には、ファラデー回転子の状態の切り替えにより、第３ファイバ14を介した出力と第１ファイバ12を介した出力との間の結合が切り替えられることになる。
【００４７】
随意選択的に、図１の光学装置10は、前方側16に３本以上のファイバを有し、及び／又は後方側20に２本以上のファイバを有することが可能である。ファイバのピッチが、例えば、図４及び図５を参照して説明した技術を用いることにより固定にされる場合には、前述の手順を用いて少なくとも１つの位置合わせステップを無くすことが可能である。例えば、後方側20は、２本のファイバと位置合わせされた２つのポートを備えることが可能である。この場合、ファラデー回転子22の状態を切り替えることにより、前方側のファイバと後方側のファイバとの光学的結合を切り替えることになる。
【００４８】
図１７は、上述の位置合わせ手順に適応する別の光学装置142を示す平面図である。即ち、該光学装置142は、少なくとも１つの切り替え可能な多状態光学要素の状態に基づいてファイバ間の光学的結合を切り替える光学的構成を有している。図１７の実施形態の場合には２つの多状態光学要素138,140が存在する。好ましい実施形態では、該多状態光学要素はファラデー回転子となる。
【００４９】
図１７の光学装置142の側面を図１８に示す。該光学装置142は、ファイバ据付けアセンブリ148によって特定のピッチで固定された第１ファイバ144及び第３ファイバ146を備えている。該ファイバ据付けアセンブリ146は、図４及び図５を参照して説明したものと同一のものにすることが可能である。光学要素のスタックの後方側150には第３ポート52がある。該第３ポート52から出射した光は、収斂レンズ156によって第２ファイバ154上に集束する。該レンズ156として従来の両凸レンズを使用することが可能であるが、これは円筒状の屈折率分布型（cylindrical gradient index）（ＧＲＩＮ）レンズであることが好ましい。ＧＲＩＮレンズは、図１７及び図１８に示す光学要素のスタックに対する取り付けが一層容易なものであるからである。
【００５０】
光学要素のスタックの前方側158から見て、第１光学要素は、ウォークオフ方向162を有するウォークオフ結晶160である。次の光学要素は、一対の並置された半波長板164,166である。各半波長板は、偏光成分を45゜だけ回転させる。この２枚の半波長板の回転は、図１８の線168,170で示すように逆方向に向けられている。第１ファラデー回転子138もまた45゜の回転を生じさせる。しかし、２枚の半波長板のうちの一方からの偏光成分に対し、ファラデー回転子による回転が総合的な回転を「中和(naturalize)」させる一方、他方の半波長板から伝搬する偏光成分は、同一方向で回転し続けさせられることになる。即ち、偏光成分の累積的な回転は、偏光成分の経路に応じて0゜及び90゜となる。図１７及び図１８において、ファラデー回転子138は、時計回りの回転を誘発させるものであり、このため、半波長板166の反時計回りの回転は「中和」される。一方、半波長板164の45゜の時計回りの回転は、ファラデー回転子138の操作により２倍になる。ファラデー回転子138に加える磁界を反転させると、半波長板164の回転が相殺される一方、半波長板166の回転が２倍になる。
【００５１】
２つのファラデー回転子138,140の間には、ウォークオフ方向174を有する第２ウォークオフ結晶172がある。第２ファラデー回転子140の後方側には、線180,182で示すような逆方向の45゜の回転を有する別の一対の半波長板176,178がある。ファラデー回転子140及び２枚の半波長板176,178の累積的な効果は、第１ファラデー回転子138及び半波長板164,166に関して説明したものと同様である。第２ファラデー回転子140が、前方に伝搬する偏光成分の時計回りの回転を誘発する場合、半波長板176を通過する偏光成分は、合計で90゜回転されることになる。一方、偏光成分の時計回りの回転は、他方の半波長板178を通過する偏光成分のために相殺される。第２ファラデー回転子140をその第１状態から第２状態へと切り替えることにより、第２ファラデー回転子140及び半波長板176,178の累積効果が逆になる。
【００５２】
最後の光学要素は、ウォークオフ方向186を有する第３ウォークオフ結晶84である。光学装置142の動作は、当業者であれば容易に理解されよう。第１及び第２ファラデー回転子が第１状態にあるとき、各ファラデー回転子は、偏光成分の時計回りの45゜の回転を誘発する。その結果として、第１光ファイバ144からの入力信号が第２ファイバ154と光学的に結合され、第２ファイバ154からの入力信号が第３ファイバ146を介して出力される。しかし、２つのファラデー回転子138,140を第２状態に切り替えると、光学的結合が逆になり、反時計回りの回転が誘発されることになる。
【００５３】
光学装置142の組み立て時に、第１ファイバ144は、２つのファラデー回転子138,140が第１状態にあるとき、第２ファイバ154と位置合わせすることが可能である。第１ファイバ144と第３ファイバ146との間の中心間距離が固定されているため、第３ファイバは、自動的に、光学要素のスタックの第３ポートと位置合わせされた状態になる。これは、光学装置142の組み立てコストを大幅に低減させるものとなる。
【００５４】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
【００５５】
１．少なくとも３つの入出力ポート間で光信号を選択的に結合する光学装置（10,142)を組み立てるための方法であって、
第１及び第３光ファイバ(12,14/144,146)を一定のほぼ平行な関係で固定し、偏光操作要素のスタックを形成し、該スタックが、その前方側(16)に第１及び第３ポート(110,112)を備えると共に該前方側と反対の後方側(20)に第２ポート(136)を備えたものであり、該スタックの前記形成ステップが、少なくとも１つの制御可能な多状態光学要素(22/138,140)を前記スタック内に位置決めすることを含み、この多状態光学要素の位置決めが、前記少なくとも１つの制御可能な多状態光学要素が第１状態にある場合に前記第１ポートからの入力ビームが前記第２ポートに光学的に結合され、及び前記少なくとも１つの多状態光学要素が第２状態にある場合に前記第３ポートからの入力ビームが前記第２ポートに光学的に結合されるように行われ、
前記スタックの前記前方側に光を入射させ、前記少なくとも１つの制御可能な多状態光学要素を選択的に切り替えて、前記少なくとも１つの制御可能な多状態光学要素が第１状態にある場合に前記第２ポートが前記第１ポートと光学的に結合されると共に前記第３ポートから光学的に分離されるか否かを検出し、及び前記少なくとも１つの多状態光学要素が第２状態にある場合に前記第２ポートが前記第１ポートから光学的に分離されると共に前記第３ポートに光学的に結合されるか否かを検出し、
前記第１及び第３ポートから前記第２ポートへの前記選択的な光学的結合が存在することを検出した際に、前記スタックの前記後方側における第２光ファイバ(18,154)を、前記前方側における前記第１及び第３光ファイバのうちの選択された一方と光学的に位置合わせする、
という各ステップを含む、光学装置の組み立て方法。
【００５６】
２．前記第１及び第３光ファイバ(12,14/144,146)を固定する前記ステップが、基板(78)に平行な溝(80,82)をフォトリソグラフィにより形成して、該溝(80,82)内に前記第１及び第３光ファイバを据え付けることを含む、前項１に記載の光学装置の組立方法。
【００５７】
３．前記少なくとも１つの制御可能な多状態光学要素(22/138,140)を位置決めすることを含む前記ステップが、ウォークオフ結晶(24,26,36,38,46,48/162,172,184)を含む前方側及び後方側の偏光操作要素の間にファラデー回転子(22/138,140)を配設することを含む、前項１又は前項２に記載の光学装置の組み立て方法。
【００５８】
４．前記少なくとも１つの制御可能な多状態光学要素(22/138,140)を選択的に切り替えることを含む前記ステップが、伝搬するビームの偏光成分(114,116,118,120)の回転を変更させるように、加えられる磁界をシフトさせることを含む、前項３に記載の光学装置の組み立て方法。
【００５９】
５．前記加えられる磁界をシフトさせることを含む前記ステップが、前記ファラデー回転子(22/138,140)の外部に配設されたコイル(96)を流れる電流の方向を反転させることを含む、前項４に記載の光学装置の組み立て方法。
【００６０】
６．前記加えられる磁界をシフトさせることを含む前記ステップが、前記ファラデー回転子(22/138,140)に対する永久磁石(64,66)の配向を機械的に調節することを含む、前項４に記載の光学装置の組み立て方法。
【００６１】
７．前記第２ファイバ(18/154)を光学的に位置合わせする前記ステップが、前記第１ファイバと前記第２ファイバとの間の光ビームの伝搬を検出することにより、前記第２ファイバ(18/154)に対して前記第１ファイバ(12,144)を有効に位置決めすることを含み、これにより、前記第２ファイバと前記第３ファイバとの間に光を伝搬させることなく前記第２ファイバを前記第３ファイバ(14/146)と光学的に位置合わせする、前項１ないし前項６の何れか一項に記載の光学装置の組み立て方法。
【００６２】
８．前記スタックを形成する前記ステップが、オプトサーキュレータ(10/142)を形成するよう前記偏光操作要素を構成することを含む、前項１ないし前項７の何れか一項に記載の光学装置の組み立て方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って組み立てられる光学装置を示す平面図である。
【図２】図１の光学装置内の２つのウォークオフ結晶対を示す分解斜視図である。
【図３】図１の光学装置の性能を確認するためのビデオシステムを示す平面図である。
【図４】図１のファイバ据付けアセンブリを示す側面図である。
【図５】図４のファイバ据付けアセンブリを示す斜視図である。
【図６】図１のファイバを光学的に結合するためのジグ及びビデオシステムを有する位置合わせシステムを示す平面図である。
【図７】図１の光学装置の平面面図であり、図８ないし図１６の断面図の全体像を示している。
【図８】図７の8-8断面図であり、図１０のファラデー回転子が第１状態にあるときの偏光成分を表している。
【図９】図７の9-9断面図であり、図１０のファラデー回転子が第１状態にあるときの偏光成分を表している。
【図１０】図７の10-10断面図であり、図１０のファラデー回転子が第１状態にあるときの偏光成分を表している。
【図１１】図７の11-11断面図であり、図１０のファラデー回転子が第１状態にあるときの偏光成分を表している。
【図１２】図７の12-12断面図であり、図１０のファラデー回転子が第１状態にあるときの偏光成分を表している。
【図１３】図７の13-13断面図であり、図１０のファラデー回転子が第１状態にあるときの偏光成分を表している。
【図１４】図７の14-14断面図であり、図１０のファラデー回転子が第２状態にあるときの偏光成分を表している。
【図１５】図７の15-15断面図であり、図１０のファラデー回転子が第２状態にあるときの偏光成分を表している。
【図１６】図７の16-16断面図であり、図１０のファラデー回転子が第２状態にあるときの偏光成分を表している。
【図１７】本発明による確認及び位置合わせ手順に適応する第２光学装置を示す平面図である。
【図１８】図１７の光学装置の側面図である。
【符号の説明】
10       オプトサーキュレータ
12       第１光ファイバ
14       第３光ファイバ
16       前方側
18       第２光ファイバ
20       後方側
22       多状態光学要素
24,26    第１ウォークオフ結晶対
36,38    第２ウォークオフ結晶対
【図１】
0004397999.tif 000002
【図２】
0004397999.tif 000003
【図３】
0004397999.tif 000004
【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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【図１７】
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【図１８】
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