JP2000241674A - Optical fiber aligning and fixing device - Google Patents
Optical fiber aligning and fixing deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明はレーザダイオード
やフォトダイオードあるいは光変調素子などの光素子と
光ファイバとの接続において、それらを調芯固定する光
ファイバ調芯固定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber alignment fixing device for aligning and fixing an optical element such as a laser diode, a photodiode or an optical modulation element to an optical fiber.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーザダイオードやフォトダイオードな
どの光素子と光ファイバとの接続は、一般にそれら光素
子と光ファイバとをそれぞれ光素子保持体と光ファイバ
保持体とに保持させ、それら両保持体を調芯して両保持
体の接合面を例えばレーザ溶接により互いに接合固定す
ることによって行われている。2. Description of the Related Art In general, an optical element such as a laser diode or a photodiode is connected to an optical fiber by holding the optical element and the optical fiber in an optical element holder and an optical fiber holder, respectively. And the joint surfaces of the two holders are joined and fixed to each other by, for example, laser welding.
【０００３】図４Ａ，Ｂは上記のようにして接続される
光素子保持体１１に保持された光素子ユニット１２と光
ファイバ保持体１３に保持された光ファイバ１４の一例
を示したものであり、これらが調芯固定された状態を図
４Ｃに示す。光素子保持体１１は円筒状とされ、その軸
心には貫通孔１５が形成されている。光素子１２ａを搭
載した光素子ユニット１２は端子１２ｂが植設された円
板状のベース１２ｃに、光素子１２ａを覆うようにキャ
ップ１２ｄが取り付けられた構造とされ、キャップ１２
ｄの天板の光素子１２ａと対向する中央部には光窓１２
ｅが形成されている。FIGS. 4A and 4B show an example of an optical element unit 12 held by an optical element holder 11 and an optical fiber 14 held by an optical fiber holder 13 connected as described above. FIG. 4C shows a state in which these are aligned and fixed. The optical element holder 11 has a cylindrical shape, and a through hole 15 is formed in the axis thereof. The optical element unit 12 on which the optical element 12a is mounted has a structure in which a cap 12d is attached to a disk-shaped base 12c on which terminals 12b are implanted so as to cover the optical element 12a.
A light window 12 is provided at the center of the top plate d facing the optical element 12a.
e is formed.
【０００４】光素子ユニット１２はその光軸が光素子保
持体１１の軸心とほぼ一致されて、キャップ１２ｄが貫
通孔１５の径大とされた収容部１５ａに収容され、ベー
ス１２ｃが貫通孔１５の一端のさらに径大とされた固定
部１５ｂに例えば接着固定されることによって、光素子
保持体１１に保持される。光素子保持体１１の、光素子
ユニット１２が取り付けられた端面と反対側の端面は接
合面１１ａとされ、この接合面１１ａにおける貫通孔１
５の開口部は光素子ユニット１２の光軸が通過する光窓
１１ｂとされる。なお、貫通孔１５内には集光用のレン
ズ１６が取り付けられている。The optical element unit 12 has an optical axis substantially coincident with the axis of the optical element holder 11, a cap 12d is accommodated in an accommodating portion 15a having a large diameter of the through hole 15, and a base 12c is accommodated in the through hole. The optical element 15 is held by the optical element holder 11 by, for example, being adhesively fixed to a fixing portion 15 b having a larger diameter at one end of the optical element 15. The end face of the optical element holder 11 opposite to the end face to which the optical element unit 12 is attached is a joining surface 11a, and the through hole 1 in this joining surface 11a is formed.
The opening 5 is an optical window 11b through which the optical axis of the optical element unit 12 passes. Note that a condensing lens 16 is mounted in the through hole 15.
【０００５】一方、光ファイバ１４を保持する光ファイ
バ保持体１３は円筒部１３ｂと、これより外径が大とさ
れた大径円筒部１３ｃと、さらに大径とされた円板部１
３ｄとが軸心を一致されて一体に形成されており、その
軸心には貫通孔１７が形成されている。光ファイバ１４
はこの貫通孔１７に挿通され、その端面１４ａが円板部
１３ｄの端面、即ち光素子保持体１１の接合面１１ａと
接合される接合面１３ａと一致されて保持される。On the other hand, the optical fiber holder 13 for holding the optical fiber 14 includes a cylindrical portion 13b, a large-diameter cylindrical portion 13c having an outer diameter larger than the cylindrical portion 13b, and a disk portion 1 having a larger diameter.
3d is formed integrally with the axis aligned, and a through hole 17 is formed in the axis. Optical fiber 14
Is inserted into the through-hole 17, and the end surface 14a thereof is held in alignment with the end surface of the disk portion 13d, that is, the joining surface 13a joined to the joining surface 11a of the optical element holder 11.
【０００６】図５は上記のような構成とされた光素子保
持体１１と光ファイバ保持体１３とを調芯固定するため
に従来使用されている光ファイバ調芯固定装置の構成を
示したものであり、図６はその要部詳細を示したもので
ある。なお、図６は光素子保持体１１と光ファイバ保持
体１３が取り付けられ、調芯固定された状態を示してい
る。FIG. 5 shows the configuration of an optical fiber alignment fixing device conventionally used for aligning and fixing the optical element holding member 11 and the optical fiber holding member 13 having the above-described structures. FIG. 6 shows details of the main part. FIG. 6 shows a state in which the optical element holder 11 and the optical fiber holder 13 are attached and aligned and fixed.
【０００７】円板状の上板２１は鋼球２２とその中心と
軸心が一致されて一体化された丸棒状の鋼棒２３とより
なるリンクボール２４によって支持されている。上板２
１の下面中央部には円柱部２５が突設されており、その
端面には円錐状の凹部２５ａが形成され、周面にはねじ
（図示せず）が形成されている。このねじと螺合する袋
ナット２６はその内面に円柱部２５の凹部２５ａと対向
する円錐状の凹部２６ａを有するものとされる。The disc-shaped upper plate 21 is supported by a link ball 24 composed of a steel ball 22 and a round bar-shaped steel bar 23 having its center aligned with its axis. Upper plate 2
A cylindrical portion 25 is protruded from the center of the lower surface of 1, a conical concave portion 25 a is formed on the end surface, and a screw (not shown) is formed on the peripheral surface. The cap nut 26 screwed with the screw has a conical concave portion 26a facing the concave portion 25a of the cylindrical portion 25 on the inner surface thereof.
【０００８】リンクボール２４はその鋼棒２３が袋ナッ
ト２６の貫通孔２６ｂに挿通され、かつ袋ナット２６を
円柱部２５に螺合させることにより、その鋼球２２が両
凹部２５ａ，２６ａの円錐面によって挟持される。鋼棒
２３は底板２７上に立設され、上板２１は鋼球２２を支
点として底板２７に固定されたリンクボール２４に支持
され、鋼球２２の中心を通る上板２１の板面と垂直な軸
心に対し、任意の方向に傾斜可能とされる。The link ball 24 is formed by inserting the steel rod 23 into the through hole 26b of the cap nut 26 and screwing the cap nut 26 into the cylindrical portion 25 so that the steel ball 22 is conical with the recesses 25a, 26a. Pinched by the surface. The steel bar 23 is erected on the bottom plate 27, and the top plate 21 is supported by a link ball 24 fixed to the bottom plate 27 with the steel ball 22 as a fulcrum, and is perpendicular to the plate surface of the top plate 21 passing through the center of the steel ball 22. It is possible to incline in any direction with respect to the proper axis.
【０００９】上板２１の周縁部の互いに９０°をなす位
置には第１傾斜調整機構２８及び第２傾斜調整機構２９
がそれぞれ取り付けられている。これら傾斜調整機構２
８，２９は同様の構成とされて底板２７上に設置されて
おり、上板２１のＸ軸方向の周縁部に取り付けられてい
る第１傾斜調整機構２８について図６を参照して構成を
説明する。A first inclination adjusting mechanism 28 and a second inclination adjusting mechanism 29 are located at positions on the peripheral edge of the upper plate 21 which are at 90 ° to each other.
Are attached. These tilt adjustment mechanisms 2
8 and 29 have the same configuration and are installed on the bottom plate 27. The configuration of the first tilt adjustment mechanism 28 attached to the peripheral edge of the upper plate 21 in the X-axis direction will be described with reference to FIG. I do.
【００１０】底板２７上にＺ軸方向に移動可能とされた
Ｚ軸ステージ３１が設置される。Ｚ軸ステージ３１はモ
ータ３１ａの駆動により移動される構造とされ、このＺ
軸ステージ３１に支持体３２が取り付けられている。支
持体３２の先端には円柱部３３が軸心がＺ軸方向とされ
て上板２１側に突設されており、この円柱部３３と軸心
が一致されて対向する円柱部３４が上板２１の周縁部に
突設されている。A Z-axis stage 31 movable on the bottom plate 27 in the Z-axis direction is installed. The Z-axis stage 31 is structured to be moved by driving a motor 31a.
A support 32 is attached to the axis stage 31. At the tip of the support 32, a cylindrical portion 33 is provided so as to protrude toward the upper plate 21 with its axial center being in the Z-axis direction. 21 is protruded from the periphery.
【００１１】これら円柱部３３，３４の互いに対向する
端面にはそれぞれ円錐状の凹部３３ａ，３４ａが形成さ
れており、かつ周面にそれぞれねじ（図示せず）が形成
されている。これらねじと螺合する袋ナット３５は前述
の袋ナット２６と同様、その内面に円錐状の凹部３５ａ
を有するものとされる。円柱部３３，３４間にダブルリ
ンクボール３６が配される。ダブルリンクボール３６は
丸棒状の鋼棒３７の両端にそれぞれ鋼球３８が取り付け
られたものであり、ダブルリンクボール３６による両円
柱部３３，３４の連結は、ダブルリンクボール３６に係
合させた２個の袋ナット３５をそれぞれ円柱部３３，３
４に螺合させることによって行われ、両鋼球３８は凹部
３４ａ，３５ａの両円錐面及び凹部３３ａ，３５ａの両
円錐面によって挟持され、鋼棒３７はその軸心が両円柱
部３３，３４の軸心と一致される。Conical recesses 33a and 34a are formed on the opposite end surfaces of the cylindrical portions 33 and 34, respectively, and screws (not shown) are formed on the peripheral surfaces. The cap nut 35 to be screwed with these screws is, like the cap nut 26 described above, provided on the inner surface thereof with a conical recess 35a.
It is assumed to have. A double link ball 36 is arranged between the cylindrical portions 33 and 34. The double link ball 36 is formed by attaching steel balls 38 to both ends of a round bar-shaped steel bar 37, respectively. The connection between the two cylindrical portions 33 and 34 by the double link ball 36 is engaged with the double link ball 36. The two cap nuts 35 are respectively connected to the cylindrical portions 33, 3
4, the two steel balls 38 are sandwiched between the conical surfaces of the concave portions 34a, 35a and the conical surfaces of the concave portions 33a, 35a. Axis.
【００１２】第１傾斜調整機構２８のＺ軸ステージ３１
を移動させることによって、リンクボール２４の鋼球２
２の中心を通る上板２１の板面と垂直な軸心Ｚｏと交差
する鋼球２２の中心を通るＹ軸と平行な線Ｙｏを中心と
して、上板２１の軸心Ｚｏに対する傾斜角を微調整する
ことができる。一方、第２傾斜調整機構２９のＺ軸ステ
ージ３１を移動させることによって、軸心Ｚｏ及び線Ｙ
ｏと直交する線Ｘｏを中心として、上板２１の傾斜角を
微調整することができる。The Z-axis stage 31 of the first tilt adjusting mechanism 28
By moving the steel ball 2 of the link ball 24
2, the inclination angle of the upper plate 21 with respect to the axis Zo is slightly reduced about a line Yo parallel to the Y axis passing through the center of the steel ball 22 intersecting with the axis Zo perpendicular to the plate surface of the upper plate 21 passing through the center of the upper plate 21. Can be adjusted. On the other hand, by moving the Z-axis stage 31 of the second tilt adjustment mechanism 29, the axis Zo and the line Y
The tilt angle of the upper plate 21 can be finely adjusted about a line Xo orthogonal to o.
【００１３】上板２１上には荷重センサ３９を介して円
錐台状のチャック４１が、その軸心が軸心Ｚｏとほぼ一
致されて取り付けられる。チャック４１の先端面の中央
部には凹部４１ａが形成されており、この凹部４１ａ
に、光素子保持体１１が着脱自在に取り付けられる。な
お、チャック４１には光素子ユニット１２の端子１２ｂ
と接続されるケーブルを導出するための、凹部４１ａと
連通する切溝（図示せず）が形成されている。A chuck 41 having a truncated cone shape is mounted on the upper plate 21 via a load sensor 39 so that the axis thereof substantially coincides with the axis Zo. A concave portion 41a is formed at the center of the tip end surface of the chuck 41.
The optical element holder 11 is detachably attached to the optical element holder 11. The chuck 41 has a terminal 12b of the optical element unit 12.
A notch (not shown) communicating with the concave portion 41a is formed for leading out a cable connected to the diaper.
【００１４】底板２７はＸ軸ステージ４２及びＹ軸ステ
ージ４３を介して基台４４上に設置されている。Ｘ軸ス
テージ４２及びＹ軸ステージ４３はそれぞれモータ４２
ａ，４３ａの駆動により移動される。基台４４上に支持
台４５が設置され、この支持台４５にモータ４６ａの駆
動により移動するＺ軸ステージ４６が取り付けられる。
Ｚ軸ステージ４６には取り付け板４７を介して円錐台状
のチャック４８が、その軸心がＺ軸方向とされ、かつそ
の先端面がチャック４１の先端面と対向するように取り
付けられている。チャック４８の先端面には凹部４８ａ
が形成されており、この凹部４８ａに光ファイバ保持体
１３が着脱自在に取り付けられる。チャック４８はモー
タ４９の駆動によりＺ軸回りに回転する構造となってい
る。なお、チャック４８には光ファイバ１４の端部を導
出するための切溝（図示せず）が形成されている。The bottom plate 27 is mounted on a base 44 via an X-axis stage 42 and a Y-axis stage 43. The X-axis stage 42 and the Y-axis stage 43 are
a and 43a. A support base 45 is installed on the base 44, and a Z-axis stage 46 that moves by driving a motor 46a is attached to the support base 45.
A frusto-conical chuck 48 is mounted on the Z-axis stage 46 via a mounting plate 47 such that its axis is in the Z-axis direction and its distal end surface faces the distal end surface of the chuck 41. A concave portion 48a is provided on the tip surface of the chuck 48.
The optical fiber holder 13 is detachably attached to the concave portion 48a. The chuck 48 is structured to rotate around the Z axis by driving a motor 49. The chuck 48 has a cutout (not shown) for leading out the end of the optical fiber 14.
【００１５】基台４４上に設置されている光パワーメー
タ５１は光素子ユニット１２及び光ファイバ１４の一方
から他方へ光を通過させた状態において、受光側の光パ
ワーを測定するものであり、測定に際しては光パワーメ
ータ５１のケーブル（図示せず）が光素子ユニット１２
あるいは光ファイバ１４に適宜接続される。基台４４上
には、さらに支柱５２及び取り付け棒５３を介してレー
ザ出射ヘッド５４が配設されている。レーザ出射ヘッド
５４はレーザ光用ファイバ（図示せず）を介してレーザ
光出力装置５５と接続されている。An optical power meter 51 installed on the base 44 measures the optical power on the light receiving side in a state where light passes from one of the optical element unit 12 and the optical fiber 14 to the other. At the time of measurement, the cable (not shown) of the optical power meter 51 is connected to the optical element unit 12.
Alternatively, it is appropriately connected to the optical fiber 14. On the base 44, a laser emission head 54 is further disposed via a support post 52 and a mounting rod 53. The laser emission head 54 is connected to a laser light output device 55 via a laser light fiber (not shown).
【００１６】モータ３１ａ，４２ａ，４３ａ，４６ａ，
４９及びレーザ光出力装置５５は制御部５６のＩ／Ｏイ
ンターフェース５７に接続されており、制御部５６のＣ
ＰＵ５８がメモリ５９のＲＯＭに格納されているプログ
ラムを解読実行することにより、これらモータ３１ａ，
４２ａ，４３ａ，４６ａ，４９及びレーザ光出力装置５
５が駆動制御される。また、荷重センサ３９の出力ケー
ブル及び光パワーメータ５１の出力ケーブルもＩ／Ｏイ
ンターフェース５７に接続されており、制御部５６は荷
重センサ３９の検出荷重及び光パワーメータ５１の検出
光パワー値を認識することができる。The motors 31a, 42a, 43a, 46a,
49 and the laser light output device 55 are connected to the I / O interface 57 of the control unit 56,
The PU 58 decodes and executes the program stored in the ROM of the memory 59, so that these motors 31a,
42a, 43a, 46a, 49 and laser light output device 5
5 is drive-controlled. The output cable of the load sensor 39 and the output cable of the optical power meter 51 are also connected to the I / O interface 57, and the control unit 56 recognizes the detected load of the load sensor 39 and the detected optical power value of the optical power meter 51. can do.
【００１７】上記のような構成を有する光ファイバ調芯
固定装置を使用しての調芯固定作業は以下のような手順
で行われる。 （１）チャック４１の凹部４１ａに光素子保持体１１を
取り付け、チャック４８の凹部４８ａに光ファイバ保持
体１３の円筒部１３ｂを挿入して取り付ける。さらに、
光素子ユニット１２及び光ファイバ１４に光パワーを測
定するために必要な配線を適宜施す。The alignment and fixing operation using the optical fiber alignment and fixing device having the above-described configuration is performed in the following procedure. (1) The optical element holder 11 is attached to the concave portion 41a of the chuck 41, and the cylindrical portion 13b of the optical fiber holder 13 is inserted and attached to the concave portion 48a of the chuck 48. further,
Wiring necessary for measuring optical power is appropriately provided to the optical element unit 12 and the optical fiber 14.
【００１８】（２）光パワーメータ５１を作動させ、光
パワーを測定しながらＸ軸ステージ４２及びＹ軸ステー
ジ４３を移動させて、光パワーの最大値を探索すること
により光素子保持体１１と光ファイバ保持体１３の光軸
を一致させる。そして、Ｚ軸ステージ４６を移動させて
光ファイバ保持体１３を光素子保持体１１に近づける。
この際、例えばＺ軸ステージ４６を所定のピッチで順次
移動させ、その移動毎にＸＹ平面で光パワーの最大値を
探索して、光素子保持体１１の光軸と光ファイバ保持体
１３の光軸とを常に一致させながら近づけてゆく。この
作業は制御部５６を使用して自動的に行われ、この際、
荷重センサ３９の検出荷重ｆを制御部５６によって監視
し、両保持体１１，１３の接合面１１ａ，１３ａが互い
に接触する（ｆ＞０）まで行う。(2) The optical power meter 51 is operated to move the X-axis stage 42 and the Y-axis stage 43 while measuring the optical power, thereby searching for the maximum value of the optical power. The optical axes of the optical fiber holders 13 are matched. Then, the Z-axis stage 46 is moved to bring the optical fiber holder 13 closer to the optical element holder 11.
At this time, for example, the Z-axis stage 46 is sequentially moved at a predetermined pitch, and the maximum value of the optical power is searched on the XY plane for each movement, and the optical axis of the optical element holder 11 and the light of the optical fiber holder 13 are Keep approaching while keeping the axis consistent. This operation is automatically performed using the control unit 56. At this time,
The detection load f of the load sensor 39 is monitored by the control unit 56, and the detection is performed until the joining surfaces 11a and 13a of the two holders 11 and 13 contact each other (f> 0).
【００１９】（３）光ファイバ保持体１３を光素子保持
体１１に対して遠ざける方向（以下、−Ｚ方向とし、逆
を＋Ｚ方向とする。）に所定量移動させ、両接合面１１
ａ，１３ａの接触状態を解除させる。 （４）第１傾斜調整機構２８によって光素子保持体１１
の接合面１１ａを線Ｙｏを中心として傾斜させる。この
時の傾斜方向を正方向とする。傾斜は荷重センサ３９の
検出荷重ｆを監視しながら進行させ、接合面１１ａが接
合面１３ａに接触し、ｆ＞０となったところで傾斜動作
を停止して、この時のＺ軸ステージ３１のステージアド
レスをα1 として制御部５６に記憶させる。(3) The optical fiber holder 13 is moved by a predetermined amount in a direction away from the optical element holder 11 (hereinafter, referred to as the -Z direction, and the opposite is referred to as the + Z direction).
a, 13a are released. (4) The optical element holder 11 is controlled by the first tilt adjusting mechanism 28.
Is inclined about the line Yo. The inclination direction at this time is defined as a positive direction. The inclination is advanced while monitoring the detected load f of the load sensor 39, the joining surface 11a comes into contact with the joining surface 13a, and the inclination operation is stopped when f> 0, and the stage of the Z-axis stage 31 at this time is stopped. It is stored in the control unit 56 the address as alpha 1.
【００２０】（５）手順（３）を実行し、その後接合面
１１ａを線Ｙｏを中心として逆方向に傾斜させ、手順
（４）と同様にして傾斜を進行させ、検出荷重ｆがｆ＞
０となったところで傾斜動作を停止し、この時のＺ軸ス
テージ３１のステージアドレスをα2 として制御部５６
に記憶させる。 （６）ステージアドレスα1 とα2 とから次式によりα
を求め、 α＝（α1 ＋α2 ）／２ 求めたステージアドレスαにＺ軸ステージ３１を移動さ
せる。(5) The procedure (3) is executed, and thereafter, the joining surface 11a is inclined in the opposite direction about the line Yo, and the inclination is advanced in the same manner as in the procedure (4).
The tilting upon reaching zero stop, the control unit 56 the stage address of the Z-axis stage 31 at this time as alpha 2
To memorize. (6) From the stage addresses α 1 and α 2 , α
Α = (α 1 + α 2 ) / 2 The Z-axis stage 31 is moved to the obtained stage address α.
【００２１】（７）第２傾斜調整機構２９によって光素
子保持体１１の接合面１１ａを線Ｘｏを中心として傾斜
させ、手順（４）〜（６）までの作業と同様の作業を行
う。 （８）手順（４）〜（７）までの作業を繰り返し実行
し、実行前の第１，第２傾斜調整機構２８，２９の各Ｚ
軸ステージ３１のステージアドレスと演算して求められ
たステージアドレスとがそれぞれ一致した時点で、この
傾斜角調整作業を終了し、両Ｚ軸ステージ３１をその状
態に固定する。これにより、光素子保持体１１の接合面
１１ａは光ファイバ保持体１３の接合面１３ａと平行状
態に固定される。(7) The bonding surface 11a of the optical element holder 11 is tilted about the line Xo by the second tilt adjusting mechanism 29, and operations similar to the operations (4) to (6) are performed. (8) Steps (4) to (7) are repeatedly executed, and each Z of the first and second tilt adjustment mechanisms 28 and 29 before execution is executed.
When the stage address of the axis stage 31 and the stage address obtained by the calculation match each other, the tilt angle adjustment work is terminated, and both Z-axis stages 31 are fixed in that state. As a result, the joint surface 11a of the optical element holder 11 is fixed in a state parallel to the joint surface 13a of the optical fiber holder 13.
【００２２】（９）荷重センサ３９の検出荷重ｆを監視
しながら、光ファイバ保持体１３を＋Ｚ方向に移動さ
せ、ｆ＞０となった時点で移動を停止させ、その時のＺ
軸ステージ４６のステージアドレスから両接合面１１
ａ，１３ａが所定の間隔（例えば１〜２μm 程度）を有
するステージアドレスを算出して制御部５６のメモリ５
９に記憶させる。(9) While monitoring the detected load f of the load sensor 39, the optical fiber holder 13 is moved in the + Z direction. When f> 0, the movement is stopped.
From the stage address of the axis stage 46, the two joint surfaces 11
a, 13a calculate a stage address having a predetermined interval (for example, about 1 to 2 μm), and
9 is stored.
【００２３】（１０）光ファイバ保持体１３を手順
（３）のＺ軸位置に再度移動させた後、手順（９）で記
憶したステージアドレスまで、即ち両接合面１１ａ，１
３ａが所定の間隔となるまで光ファイバ保持体１３を光
素子保持体１１に近づけながら自動調芯を行う。 （１１）光ファイバ保持体１３を＋Ｚ方向に移動させ、
荷重センサ３９の検出荷重ｆが所定の値Ｆになった時点
で移動を停止させる。これにより、光素子保持体１１と
光ファイバ保持体１３とは調芯され、かつ接合面１１
ａ，１３ａが互いに圧接されて密着される。(10) After moving the optical fiber holder 13 to the Z-axis position in step (3) again, up to the stage address stored in step (9), that is, the two joint surfaces 11a, 1
Automatic alignment is performed while bringing the optical fiber holder 13 close to the optical element holder 11 until 3a becomes a predetermined interval. (11) The optical fiber holder 13 is moved in the + Z direction,
The movement is stopped when the detected load f of the load sensor 39 reaches a predetermined value F. Thereby, the optical element holder 11 and the optical fiber holder 13 are aligned, and the bonding surface 11
a and 13a are pressed against each other and adhered to each other.
【００２４】（１２）レーザ光出力装置５５を制御し、
レーザ出射ヘッド５４により密着された両接合面１１
ａ，１３ａの端縁にレーザ光を照射してレーザ溶接す
る。この例では３台のレーザ出射ヘッド５４が設置され
ており、これらレーザ出射ヘッド５４により周上の３点
がレーザ溶接されて光素子保持体１１と光ファイバ保持
体１３とがまず仮固定される。(12) The laser light output device 55 is controlled,
Both bonding surfaces 11 closely contacted by the laser emission head 54
Laser welding is performed by irradiating the laser light to the edges of a and 13a. In this example, three laser emission heads 54 are installed, and three points on the circumference are laser-welded by these laser emission heads 54, and the optical element holder 11 and the optical fiber holder 13 are temporarily fixed first. .
【００２５】（１３）手動にてチャック４１を開放し、
さらに光素子ユニット１２への配線を取り外して、仮固
定された光素子保持体１１と光ファイバ保持体１３とが
チャック４８のみによって保持された状態とする。 （１４）モータ４９を駆動し、チャック４８をＺ軸回り
に回転させると同時に、レーザ出射ヘッド５４からレー
ザ光が連続照射されるようレーザ光出力装置５５を制御
部５６により制御する。これにより、両接合面１１ａ，
１３ａの周縁が全周レーザ溶接され、調芯固定作業が完
了する。(13) Manually open the chuck 41,
Further, the wiring to the optical element unit 12 is removed, and the temporarily fixed optical element holder 11 and optical fiber holder 13 are held by the chuck 48 only. (14) The motor 49 is driven to rotate the chuck 48 about the Z axis, and at the same time, the control unit 56 controls the laser light output device 55 so that the laser light is continuously emitted from the laser emission head 54. Thereby, both joint surfaces 11a,
The periphery of 13a is laser-welded all around, and the alignment and fixing work is completed.
【００２６】[0026]
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の光
ファイバ調芯固定装置においては調芯固定作業をより作
業性良く行うことができ、かつより高い光素子１２ａと
光ファイバ１４との結合光量効率が得られるような装置
が要望される。しかるに、図５及び６に示した従来の光
ファイバ調芯固定装置においては、制御部５６のメモリ
５９に所定のプログラムを格納し、それをＣＰＵ５８に
実行させることにより、大部分の作業は自動的に行わせ
ることができるものの、光素子保持体１１の接合面１１
ａと光ファイバ保持体１３の接合面１３ａとの全周レー
ザ溶接を行うためには光素子保持体１１を挟持するチャ
ック４１を手動にて開放しなければならず、この点で調
芯固定作業を一環して自動で行うことができないものと
なっていた。In this type of optical fiber alignment and fixing device, the alignment and fixing operation can be performed with higher workability, and the higher the amount of light coupled between the optical element 12a and the optical fiber 14 can be increased. There is a need for a device that can provide efficiency. However, in the conventional optical fiber alignment fixing apparatus shown in FIGS. 5 and 6, most of the work is automatically performed by storing a predetermined program in the memory 59 of the control unit 56 and causing the CPU 58 to execute the program. Surface 11 of the optical element holder 11
In order to perform laser welding around the entire surface of the optical fiber holder 13 and the joint surface 13a of the optical fiber holder 13, the chuck 41 holding the optical element holder 11 must be manually opened. Was not able to be performed automatically as part of the operation.
【００２７】また、チャック４１を開放した状態で全周
レーザ溶接を行うため、溶接点でのレーザ光による溶融
凝固作用により、両接合面１１ａ，１３ａの位置がず
れ、即ち光軸のずれが発生するといった問題があり、光
素子１２ａと光ファイバ１４との結合光量効率の低下を
招いていた。さらに、レーザ出射ヘッド５４は、そのレ
ーザ光の焦点が両接合面１１ａ，１３ａが密着した時の
接合面端縁に結ばれるように設置固定されているが、第
１傾斜調整機構２８及び第２傾斜調整機構２９を使用し
て両接合面１１ａ，１３ａを合わせた後のそれら接合面
１１ａ，１３ａが軸芯Ｚｏに対して傾いている場合、レ
ーザ光の照射位置と両接合面１１ａ，１３ａの端縁との
位置ずれ及び焦点ずれが発生するため、これが原因でレ
ーザ溶接不良が生じ、その結果両接合面１１ａ，１３ａ
がずれ、光軸ずれが発生するといった問題があり、この
点でも光素子１２ａと光ファイバ１４との結合光量効率
の低下を招いていた。In addition, since laser welding is performed all around the circumference with the chuck 41 opened, the positions of the joint surfaces 11a and 13a are displaced due to the melting and solidifying action of the laser beam at the welding point, that is, the optical axis is displaced. Therefore, the efficiency of the coupling light between the optical element 12a and the optical fiber 14 is reduced. Further, the laser emitting head 54 is installed and fixed so that the focal point of the laser beam is connected to the edge of the joint surface when the two joint surfaces 11a and 13a are in close contact with each other. When the joining surfaces 11a and 13a are aligned with the axis Zo after the joining surfaces 11a and 13a are aligned using the inclination adjusting mechanism 29, the irradiation position of the laser light and the positions of the joining surfaces 11a and 13a are adjusted. Since a positional shift and a focus shift with respect to the edge occur, a laser welding failure occurs due to this, and as a result, both the joint surfaces 11a, 13a
There is a problem that the optical element 12a and the optical fiber 14 are degraded in this case.
【００２８】この発明の目的はこれら従来の欠点を解消
し、光素子保持体と光ファイバ保持体との調芯固定作業
を一環して自動的に行うことができ、かつ光素子と光フ
ァイバとの良好な結合光量効率が得られる光ファイバ調
芯固定装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve these conventional drawbacks, to automatically perform alignment and fixing work between the optical element holder and the optical fiber holder, and to perform the optical element and optical fiber connection together. It is an object of the present invention to provide an optical fiber alignment fixing device capable of obtaining a good coupling light amount efficiency.
【００２９】[0029]
【課題を解決するための手段】この発明によれば、上板
がその板面と垂直な軸心に対し、任意の方向に傾斜可能
に保持され、その上板上にチャックが取り付けられ、そ
のチャックに光素子を保持した光素子保持体が着脱自在
に取り付けられ、光素子の光軸は上記軸心とほぼ平行に
その軸心上に位置されて、その光軸が通過する光窓を持
つ接合面が光素子保持体に形成されており、光素子保持
体と、光ファイバを保持した光ファイバ保持体とを調芯
させて、光素子保持体の接合面と光ファイバ保持体の接
合面とをレーザ溶接固定する光ファイバ調芯固定装置に
おいて、レーザ溶接を行うためのレーザ光を出射するレ
ーザ出射ヘッドを、その出射軸を常に上記軸心に向けて
上記軸心の回りに回転移動させる手段と、レーザ出射ヘ
ッドを上記軸心と直交する方向に移動させる手段と、レ
ーザ出射ヘッドを上記軸心と平行方向に移動させる手段
とが設けられる。According to the present invention, the upper plate is held so as to be tiltable in any direction with respect to the axis perpendicular to the plate surface, and the chuck is mounted on the upper plate. An optical element holder holding the optical element is detachably attached to the chuck, and the optical axis of the optical element is positioned on the axis substantially parallel to the axis and has an optical window through which the optical axis passes. The bonding surface is formed on the optical element holder, and the optical element holder and the optical fiber holder holding the optical fiber are aligned, and the bonding surface of the optical element holder and the bonding surface of the optical fiber holder are aligned. In the optical fiber alignment fixing device for laser welding and fixing, a laser emission head for emitting laser light for performing laser welding is rotationally moved around the axis with its emission axis always directed toward the axis. Means, the laser emitting head and the axis center. Means for moving the direction orthogonal, the laser emission head and the means for moving in the direction parallel with the axis provided.
【００３０】[0030]
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して実施例により説明する。なお、図５及び６と対応
する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図
１はこの発明の一実施例を示したものであり、図２はそ
の要部詳細を示したものである。図２においては光素子
保持体１１と光ファイバ保持体１３とが取り付けられ、
調芯固定された状態を示している。Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Parts corresponding to those in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows details of a main part thereof. In FIG. 2, the optical element holder 11 and the optical fiber holder 13 are attached,
The state in which the alignment is fixed is shown.
【００３１】この例では基台４４上に軸芯Ｚｏの回りに
回転するモータ６１が設置される。モータ６１は外形円
柱状とされた軸心台（ステータ）６１ａが基台４４上に
設置固定され、この軸心台６１ａの外側に位置する円筒
状のロータ６１ｂが軸心台６１ａを軸として回転する構
造とされている。ロータ６１ｂの上端にはドーナツ板状
の回転板６２が、その中心が軸心Ｚｏと一致され、かつ
その板面がＸＹ平面と平行とされて取り付けられてお
り、回転板６２はロータ６１ｂの回転と共に回転する。In this example, a motor 61 that rotates around an axis Zo is installed on a base 44. In the motor 61, a shaft base (stator) 61a having an outer cylindrical shape is fixedly mounted on a base 44, and a cylindrical rotor 61b located outside the shaft center 61a rotates around the shaft center 61a as an axis. It has a structure to be. A donut plate-shaped rotary plate 62 is attached to the upper end of the rotor 61b with its center aligned with the axis Zo and its plate surface parallel to the XY plane. The rotary plate 62 rotates the rotor 61b. Rotate with.
【００３２】軸心台６１ａは、その上端側が回転板６２
の中心孔６２ａを挿通して回転板６２上に突出されてお
り、この軸心台６１ａ上に回転板６２より小径の円形の
基板６３が取り付けられ、この例ではこの基板６３上
に、従来と同様にリンクボール２４及び第１，第２傾斜
調整機構２８，２９が設置された底板２７がＸ軸ステー
ジ４２及びＹ軸ステージ４３を介して設置される。The shaft center 61a has a rotating plate 62 at its upper end.
And is projected on the rotating plate 62 through the center hole 62a of the above. A circular substrate 63 having a smaller diameter than the rotating plate 62 is mounted on the shaft base 61a. Similarly, the bottom plate 27 on which the link ball 24 and the first and second tilt adjusting mechanisms 28 and 29 are installed is installed via an X-axis stage 42 and a Y-axis stage 43.
【００３３】一方、回転板６２の、基板６３より外側に
位置する板面上には回転板６２の径方向、つまり軸心Ｚ
ｏと直交する方向に移動するＲ軸ステージ６４が設置さ
れる。Ｒ軸ステージ６４はこの例では周上、１２０°間
隔で３台設置されている。各Ｒ軸ステージ６４にはＺ軸
方向に伸長する支柱６５が取り付けられており、この支
柱６５の上端に軸心Ｚｏと平行方向に移動するＺ軸ステ
ージ６６がそれぞれ取り付けられている。なお、これら
Ｒ軸ステージ６４及びＺ軸ステージ６６はそれぞれモー
タ６４ａ，６６ａの駆動により高精度に移動される構造
とされている。On the other hand, on the surface of the rotary plate 62 located outside the substrate 63, the radial direction of the rotary plate 62,
An R-axis stage 64 that moves in a direction orthogonal to o is installed. In this example, three R-axis stages 64 are provided at intervals of 120 ° on the circumference. A post 65 extending in the Z-axis direction is attached to each R-axis stage 64, and a Z-axis stage 66 that moves in a direction parallel to the axis Zo is attached to the upper end of the post 65, respectively. The R-axis stage 64 and the Z-axis stage 66 are configured to be moved with high precision by driving motors 64a and 66a, respectively.
【００３４】レーザ出射ヘッド５４は取り付け棒５３を
介してＺ軸ステージ６６に取り付けられており、即ちこ
の例では１２０°間隔で配置された３台のレーザ出射ヘ
ッド５４を有するものとなっている。各レーザ出射ヘッ
ド５４はレーザ光の焦点が光素子保持体１１の接合面１
１ａと光ファイバ保持体１３の接合面１３ａとが密着さ
れた時の接合面端縁で結ばれるよう位置されており、さ
らにその出射軸（レーザ光軸）がＸＹ平面から仰ぎ角４
５°程度の角度をなし、かつ軸心Ｚｏと交差するように
位置されている。The laser emission head 54 is mounted on a Z-axis stage 66 via a mounting rod 53, that is, in this example, has three laser emission heads 54 arranged at 120 ° intervals. Each laser emitting head 54 is arranged such that the focal point of the laser beam is
1a and the bonding surface 13a of the optical fiber holder 13 are positioned so as to be joined at the bonding surface edge when they are brought into close contact with each other, and the emission axis (laser optical axis) is set at an elevation angle 4 ° from the XY plane.
It is located at an angle of about 5 ° and intersects with the axis Zo.
【００３５】光ファイバ保持体１３を挟持するチャック
４８は取り付け板４７を介してＺ軸ステージ４６に取り
付けられており、このＺ軸ステージ４６はこの例では図
１に示したように回転板６２をまたぐように基台４４上
に立設配置された支持体６７に取り付けられている。上
記のような構成を具備することにより、この例ではモー
タ６１を回転させることによってレーザ出射ヘッド５４
を、その出射軸を常に軸心Ｚｏに向けた状態で軸心Ｚｏ
の回りに回転移動させることができるものとなってお
り、またＲ軸ステージ６４及びＺ軸ステージ６６をそれ
ぞれ移動させることによってレーザ出射ヘッド５４を軸
心Ｚｏと直交する方向及び軸心Ｚｏと平行な方向にそれ
ぞれ移動させることができるものとなっている。A chuck 48 for holding the optical fiber holder 13 is mounted on a Z-axis stage 46 via a mounting plate 47. In this example, the Z-axis stage 46 has a rotating plate 62 as shown in FIG. It is attached to a support 67 that is arranged upright on the base 44 so as to straddle it. With the above configuration, in this example, the motor 61 is rotated so that the laser emitting head 54
With its output axis always oriented to the axis Zo.
, And by moving the R-axis stage 64 and the Z-axis stage 66 respectively, the laser emitting head 54 is moved in a direction perpendicular to the axis Zo and in a direction parallel to the axis Zo. It can be moved in each direction.
【００３６】各Ｒ軸ステージ６４及びＺ軸ステージ６６
のモータ６４ａ，６６ａ及び基台４４上に設置されたモ
ータ６１は他のモータと同様、制御部５６のＩ／Ｏイン
ターフェース５７に接続されており、制御部５６によっ
て駆動制御されるものとなっている。次に、この図１及
び２に示した光ファイバ調芯固定装置を用いた光素子保
持体１１と光ファイバ保持体１３との調芯固定作業を図
３に示した動作フローチャートを参照して説明する。Each R axis stage 64 and Z axis stage 66
The motors 64a, 66a and the motor 61 installed on the base 44 are connected to the I / O interface 57 of the control unit 56 like the other motors, and are driven and controlled by the control unit 56. I have. Next, the work of aligning and fixing the optical element holder 11 and the optical fiber holder 13 using the optical fiber alignment and fixing device shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the operation flowchart shown in FIG. I do.
【００３７】まず最初に、光素子保持体１１と光ファイ
バ保持体１３とが従来と同様にしてそれぞれチャック４
１及びチャック４８に取り付けられる。フローチャート
におけるステップＳ1 〜Ｓ7 は前述した従来の手順
（２）〜（１１）と対応するもの（同一のもの）であ
り、これらステップＳ1 〜Ｓ7 については簡単に説明す
る。まず始めに、光素子保持体１１と光ファイバ保持体
１３との光軸を一致させるために、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の
各ステージ４２，４３，４６を使用して３次元調芯を行
う（ステップＳ1 ）。First, the optical element holder 11 and the optical fiber holder 13 are respectively attached to the chuck 4 in the same manner as in the prior art.
1 and the chuck 48. Steps S 1 to S 7 in the flowchart correspond to (same as) the above-described conventional procedures (2) to (11), and steps S 1 to S 7 will be briefly described. First, in order to make the optical axes of the optical element holder 11 and the optical fiber holder 13 coincide with each other, three-dimensional alignment is performed using the stages 42, 43, and 46 of the X axis, the Y axis, and the Z axis. Perform (step S 1 ).
【００３８】次に、第１，第２傾斜調整機構２８，２９
を使用して両保持体１１，１３の接合面１１ａ，１３ａ
を平行にする作業を行う（ステップＳ2 ）。次に、Ｚ軸
ステージ４６を＋Ｚ方向に両接合面１１ａ，１３ａが接
触するまで移動させて、両接合面１１ａ，１３ａが接触
するステージアドレスを取得し、そのステージアドレス
から両接合面１１ａ，１３ａが所定の間隔（例えば１〜
２μm 程度）を有するステージアドレスを算出して制御
部５６のメモリ５９に記憶する（ステップＳ3 ）。Next, the first and second tilt adjusting mechanisms 28, 29
By using the joint surfaces 11a, 13a of the two holders 11, 13.
Are performed in parallel (step S 2 ). Next, the Z-axis stage 46 is moved in the + Z direction until the two joining surfaces 11a and 13a come into contact with each other to obtain a stage address at which the two joining surfaces 11a and 13a come into contact, and the two joining surfaces 11a and 13a are obtained from the stage address. Is a predetermined interval (for example, 1 to
A stage address having a value of about 2 μm is calculated and stored in the memory 59 of the control unit 56 (step S 3 ).
【００３９】次に、両接合面１１ａ，１３ａの接触状態
を解除させるために、Ｚ軸ステージ４６を−Ｚ方向に所
定量移動させ、その後Ｚ軸ステージ４６を＋Ｚ方向に上
記記憶したステージアドレスまで移動させながら３次元
調芯を行う（ステップＳ4 ）。次に、光ファイバ保持体
１３を＋Ｚ方向に移動させ（ステップＳ5 ）、荷重セン
サ３９の検出荷重ｆを判断して（ステップＳ6 ）、検出
荷重ｆが所定の値Ｆになったところで移動を停止する
（ステップＳ7 ）。これにより、光素子保持体１１と光
ファイバ保持体１３とは調芯され、かつ接合面１１ａ，
１３ａが互いに密着された状態となる。Next, the Z-axis stage 46 is moved by a predetermined amount in the -Z direction in order to release the contact state between the two joining surfaces 11a and 13a, and then the Z-axis stage 46 is moved in the + Z direction to the stored stage address. Three-dimensional alignment is performed while moving (step S 4 ). Next, the optical fiber holder 13 is moved in the + Z direction (step S 5 ), the detected load f of the load sensor 39 is determined (step S 6 ), and the optical fiber holder 13 is moved when the detected load f reaches a predetermined value F. the stops (step S 7). Thereby, the optical element holder 11 and the optical fiber holder 13 are aligned, and the bonding surfaces 11a,
13a are in close contact with each other.
【００４０】次に、レーザ照射位置を補正するために、
Ｒ軸ステージ６４とＺ軸ステージ６６とを調整する（ス
テップＳ8 ）。この調整は例えば次のようにして行われ
る。 第１傾斜調整機構２８及び第２傾斜調整機構２９の
それぞれのＺ軸ステージ３１のステージアドレスの組み
合わせに対するモータ６１のアドレス毎の、つまり回転
板６２の回転位置毎の最適なレーザ照射位置が得られる
Ｒ軸ステージ６４のステージアドレスとＺ軸ステージ６
６のステージアドレスとをデータテーブルとして予め制
御部５６のメモリ５９に記憶させておく。Next, in order to correct the laser irradiation position,
The R axis stage 64 and the Z axis stage 66 are adjusted (Step S 8 ). This adjustment is performed, for example, as follows. An optimum laser irradiation position for each address of the motor 61 for each combination of the stage addresses of the Z-axis stages 31 of the first tilt adjustment mechanism 28 and the second tilt adjustment mechanism 29, that is, for each rotation position of the rotary plate 62, can be obtained. Stage address of R axis stage 64 and Z axis stage 6
The stage address 6 is stored in the memory 59 of the control unit 56 in advance as a data table.
【００４１】 ステップＳ2 実行後の第１傾斜調整機
構２８及び第２傾斜調整機構２９のそれぞれのＺ軸ステ
ージ３１のステージアドレスと、その時のモータ６１の
アドレスより、メモリ５９のデータテーブルから最適な
レーザ照射位置となるＲ軸ステージ６４のステージアド
レスとＺ軸ステージ６６のステージアドレスとを検索
し、そのステージアドレスにＲ軸ステージ６４とＺ軸ス
テージ６６とを移動させる。これにより、レーザ照射位
置の補正が完了する。Based on the stage address of each of the Z-axis stages 31 of the first tilt adjustment mechanism 28 and the second tilt adjustment mechanism 29 after the execution of step S 2 and the address of the motor 61 at that time, an optimum data table in the memory 59 is used. The stage address of the R-axis stage 64 and the stage address of the Z-axis stage 66 which are the laser irradiation positions are searched, and the R-axis stage 64 and the Z-axis stage 66 are moved to the stage addresses. Thereby, the correction of the laser irradiation position is completed.
【００４２】なお、この例のようにレーザ出射ヘッド５
４を３台使用する場合は、それぞれのレーザ出射ヘッド
５４毎に、上述したデータテーブルを予め用意してお
き、それぞれ最適なレーザ照射位置を検索して移動させ
る。次に、制御部５６によりレーザ光出力装置５５を制
御してレーザ光を出力させ、両接合面１１ａ，１３ａを
レーザ溶接する。この例では３台のレーザ出射ヘッド５
４により周上の３点がレーザ溶接されて仮固定される
（ステップＳ9 ）。Incidentally, as in this example, the laser emission head 5
When three laser heads 4 are used, the above-described data table is prepared in advance for each laser emission head 54, and the optimum laser irradiation position is searched and moved. Next, the control unit 56 controls the laser light output device 55 to output laser light, and the two joint surfaces 11a and 13a are laser-welded. In this example, three laser emission heads 5
The four points on the circumference are laser-welded and temporarily fixed by 4 (step S 9 ).
【００４３】次に、モータ６１を駆動し、レーザ出射ヘ
ッド５４を軸心Ｚｏ回りに回転させながら、レーザ出射
ヘッド５４からレーザ光を連続出力させるようレーザ光
出力装置５５を制御部５６により制御することで、両接
合面１１ａ，１３ａを連続溶接する（ステップＳ10）。
この際、モータ６１のアドレスを逐次取得し、その都度
上記ステップＳ8 と同様にしてレーザ照射位置を補正す
る（ステップＳ11）。Next, the laser light output device 55 is controlled by the control unit 56 so as to continuously output the laser light from the laser emission head 54 while driving the motor 61 to rotate the laser emission head 54 around the axis Zo. it is, the joining surfaces 11a, a 13a continuous welding (step S 10).
In this case, to obtain the address of the motor 61 sequentially each time in the same manner as in step S 8 corrects the laser irradiation position (step S 11).
【００４４】この例では３台のレーザ出射ヘッド５４を
使用するものとなっているため、モータ６１を１２０°
回転させることで両接合面１１ａ，１３ａの全周レーザ
溶接が完了し（ステップＳ12）、モータ６１の回転が停
止される（ステップＳ13）。なお、モータ６１の回転速
度は例えば１０°〜３０°／sec 程度とされる。以上の
手順により調芯固定作業が完了する。なお、これらステ
ップＳ1 からステップＳ13にいたる作業は、制御部５６
のメモリ５９に所定のプログラムを格納し、それをＣＰ
Ｕ５８に実行させることにより、全て自動的に行われ
る。In this example, since three laser emitting heads 54 are used, the motor 61 is set at 120 °
The joining surfaces 11a by rotating the entire circumference laser welding 13a is completed (Step S 12), the rotation of the motor 61 is stopped (step S 13). The rotation speed of the motor 61 is, for example, about 10 ° to 30 ° / sec. The alignment and fixing work is completed by the above procedure. Incidentally, the work of these steps S 1 through to step S 13, the control unit 56
A predetermined program is stored in the memory 59 of the
All of this is done automatically by having U58 execute it.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
基台４４上に設置したモータ６１を回転させることによ
り、レーザ出射ヘッド５４をその出射軸を常に軸心Ｚｏ
に向けたまま、軸心Ｚｏの回りに回転させることができ
るため、光素子保持体１１と光ファイバ保持体１３とを
それぞれチャック４１，４８によって挟持した状態で接
合面１１ａ，１３ａを全周レーザ溶接することができ
る。As described above, according to the present invention, by rotating the motor 61 installed on the base 44, the laser emission head 54 is always moved to the axis Zo.
Can be rotated around the axis Zo while the optical element holder 11 and the optical fiber holder 13 are held by the chucks 41 and 48, respectively. Can be welded.
【００４６】従って、従来手動にて行っていたチャック
４１を開放する作業は不要となり、一環した調芯固定作
業の自動化を図ることができ、作業性を大幅に改善する
ことができる。さらに、溶接点での溶融凝固作用に起因
する光軸ずれの発生を防止することができる。また、Ｒ
軸ステージ６４及びＺ軸ステージ６６によって、レーザ
出射ヘッド５４の位置を調整することにより、レーザ照
射位置を補正することができるため、例えば両接合面１
１ａ，１３ａを合わせた後のそれら接合面１１ａ，１３
ａが軸心Ｚｏに対して傾いている場合でも、レーザ照射
位置のずれや焦点ずれのない良好な溶接を行うことがで
きる。よって、溶接不良に起因する光軸ずれの発生を防
止することができ、これらの点から極めて良好な結合光
量効率が得られるものとなる。Therefore, the operation of opening the chuck 41, which has been manually performed conventionally, is not required, and the alignment and fixing operation can be fully automated and the workability can be greatly improved. Further, it is possible to prevent the occurrence of optical axis shift due to the melt-solidification action at the welding point. Also, R
The laser irradiation position can be corrected by adjusting the position of the laser emission head 54 using the axis stage 64 and the Z-axis stage 66.
1a, 13a and the joining surfaces 11a, 13
Even when a is inclined with respect to the axis Zo, it is possible to perform good welding without deviation of the laser irradiation position or defocus. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of optical axis deviation due to poor welding, and from these points, it is possible to obtain extremely good coupling light amount efficiency.
【図１】この発明の一実施例を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１の要部拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.
【図３】図１の光ファイバ調芯固定装置を用いた調芯固
定作業のフローチャート。FIG. 3 is a flowchart of an alignment fixing work using the optical fiber alignment fixing device of FIG. 1;
【図４】Ａは光素子保持体の一例を示す断面図、Ｂは光
ファイバ保持体の一例を示す断面図，ＣはＡとＢが調芯
固定された状態を示す断面図。4A is a cross-sectional view illustrating an example of an optical element holder, FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating an example of an optical fiber holder, and FIG. 4C is a cross-sectional view illustrating a state where A and B are aligned and fixed.
【図５】従来の光ファイバ調芯固定装置を示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing a conventional optical fiber alignment and fixing device.
【図６】図５の要部拡大断面図。FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part of FIG. 5;
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 BA12 DA03 DA04 DA05 DA06 DA16 DA23 5F041 AA04 AA39 EE04 FF14 5F073 BA02 EA15 FA23 5F088 AA01 BA16 BB01 JA14 LA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 2H037 AA01 BA03 BA12 DA03 DA04 DA05 DA06 DA16 DA23 5F041 AA04 AA39 EE04 FF14 5F073 BA02 EA15 FA23 5F088 AA01 BA16 BB01 JA14 LA01
Claims (1)
意の方向に傾斜可能に保持され、その上板上にチャック
が取り付けられ、そのチャックに光素子を保持した光素
子保持体が着脱自在に取り付けられ、上記光素子の光軸
は上記軸心とほぼ平行にその軸心上に位置されて、その
光軸が通過する光窓を持つ接合面が上記光素子保持体に
形成されており、上記光素子保持体と、光ファイバを保
持した光ファイバ保持体とを調芯させて、上記光素子保
持体の接合面と上記光ファイバ保持体の接合面とをレー
ザ溶接固定する光ファイバ調芯固定装置において、 上記レーザ溶接を行うためのレーザ光を出射するレーザ
出射ヘッドを、その出射軸を常に上記軸心に向けて上記
軸心の回りに回転移動させる手段と、 上記レーザ出射ヘッドを上記軸心と直交する方向に移動
させる手段と、 上記レーザ出射ヘッドを上記軸心と平行方向に移動させ
る手段と、を設けたことを特徴とする光ファイバ調芯固
定装置。1. An optical element holding apparatus wherein an upper plate is held so as to be tiltable in an arbitrary direction with respect to an axis perpendicular to the plate surface, a chuck is mounted on the upper plate, and an optical element is held by the chuck. The body is detachably attached, and the optical axis of the optical element is positioned on the axis substantially in parallel with the axis, and a bonding surface having an optical window through which the optical axis passes is attached to the optical element holder. The optical element holder and the optical fiber holder holding the optical fiber are aligned, and the joint surface of the optical element holder and the joint surface of the optical fiber holder are fixed by laser welding. An optical fiber alignment and fixing device, wherein: a means for rotating a laser emission head that emits laser light for performing the laser welding around the axis always with the emission axis directed toward the axis; Laser emission head is perpendicular to the above axis That the means for moving in a direction, an optical fiber alignment fixing device, characterized in that the laser emission head provided with a means for moving in the direction parallel with the axis.
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