JP2010066562A - Method of positioning optical fiber - Google Patents

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浩充 太田
Tomomi Nakano
ともみ 中野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of positioning an optical fiber with which the optical fiber is relatively positioned with respect to a light source in a shorter time so that the output of light guided by and emitted from the optical fiber becomes maximum and the expansion angle is kept in an allowable value. <P>SOLUTION: The method includes: a step of arranging in which each of incident faces of an optical fiber array 30A of an optical fiber unit 30 faces to each of light emitting parts 21A of an arrayed light source 21 of a light source unit 20; a step in which a winding part 30R wound with a diameter, which is so set that the light enclosed and propagating in each optical fiber and having an expansion angle larger than a prescribed expansion angle leaks to the outside of the optical fiber, is formed at an arbitrary position between the incident face and the emitting face of the optical fiber array; and a step in which the output of the light emitted from the emitting face is measured and a position at which the measured value becomes the maximum is derived while adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の発光部が直線状に配置されたアレイ状発光源に対して、複数の光ファイバの入射面が前記発光部のそれぞれに対向するように配置された光ファイバアレイを位置決めする、光ファイバ位置決め方法に関する。   The present invention positions an optical fiber array arranged such that incident surfaces of a plurality of optical fibers face each of the light emitting units with respect to an array light source in which a plurality of light emitting units are arranged linearly. The present invention relates to an optical fiber positioning method.

従来より、発光源から出射されたレーザ光等は光ファイバに集光されて種々の用途に利用されている。例えばレーザ加工装置では、半導体レーザアレイから出射される複数の半導体レーザ光を励起光として利用し、複数の励起光を複数の光ファイバで集光してファイバレーザ用光ファイバに入射し、レーザ加工に用いる高出力なファイバレーザ光を発生させている。この場合、半導体レーザアレイから出射される複数の半導体レーザ光を、複数の光ファイバのそれぞれに正確に入射させる必要があり、半導体レーザアレイに対する光ファイバの位置決め精度が、ファイバレーザ光の出力に大きく影響する。   Conventionally, laser light or the like emitted from a light emitting source is condensed on an optical fiber and used for various applications. For example, in a laser processing apparatus, a plurality of semiconductor laser beams emitted from a semiconductor laser array are used as pumping light, and a plurality of pumping lights are collected by a plurality of optical fibers and incident on a fiber laser optical fiber. The high-power fiber laser beam used for this is generated. In this case, a plurality of semiconductor laser beams emitted from the semiconductor laser array must be accurately incident on each of the plurality of optical fibers, and the optical fiber positioning accuracy with respect to the semiconductor laser array is greatly increased in the output of the fiber laser light. Affect.

そこで、図５（Ａ）に示す特許文献１に記載された従来技術には、第１の光学素子１１２と、光導波路１１３ａを内部に有する第２の光学素子１１３（入射面及び出射面の一部が光導波路の入射面及び出射面）との光軸位置を調整する方法が開示されている。光導波路１１３ａから出射される出射光Ｌｏｕｔの拡がり角は、第２の光学素子１１３から出射される出射光Ｌｅｘの拡がり角よりも大きい。そこで、第２の光学素子１１３から出射される出射光Ｌｅｘの出射領域外で、且つ光導波路１１３ａから出射される出射光Ｌｏｕｔの出射領域内の出射光（つまり、光導波路から出射された出射光のみ）を検出光学系１０１のレンズで集光して、光量測定装置１０４による計測にて光量が最大となるように、制御手段１０９にて位置調整機構１１１、１１０を制御して第１の光学素子１１２の光軸に対する第２の光学素子１１３の光導波路１１３ａの光軸を位置決めしている。また、ハーフミラー１０５を用いて取り出した光を集光レンズ１０６で集光して撮像手段１０７にて撮像し、表示装置１０８にて光の状態をモニタしている。   Therefore, in the prior art described in Patent Document 1 shown in FIG. 5A, the first optical element 112 and the second optical element 113 having an optical waveguide 113a therein (one of the entrance surface and the exit surface). Discloses a method of adjusting the optical axis position between the portion and the incident surface and the exit surface of the optical waveguide. The divergence angle of the emitted light Lout emitted from the optical waveguide 113a is larger than the divergence angle of the emitted light Lex emitted from the second optical element 113. Therefore, the outgoing light outside the emission region of the outgoing light Lex emitted from the second optical element 113 and within the outgoing region of the outgoing light Lout emitted from the optical waveguide 113a (that is, the outgoing light emitted from the optical waveguide). Only) is condensed by the lens of the detection optical system 101, and the position adjustment mechanisms 111 and 110 are controlled by the control means 109 so that the light quantity is maximized by the measurement by the light quantity measuring device 104. The optical axis of the optical waveguide 113a of the second optical element 113 is positioned with respect to the optical axis of the element 112. In addition, the light extracted using the half mirror 105 is condensed by the condenser lens 106, picked up by the image pickup means 107, and the light state is monitored by the display device 108.

また、図５（Ｂ）及び（Ｃ）（図５（Ｂ）は側面図、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）におけるヒンジ部１７２を通るＸＹ平面による断面図である）に示す特許文献２に記載された従来技術では、レーザダイオードアレイ１７１から出射される光を、まず集束形多モード光ファイバ１４１に透過させ、集束形多モード光ファイバ１４１から出射された光を単一モード光ファイバアレイ１４２に入射し、結合効率のばらつきを抑え、熱膨張による結合損失を小さくする、半導体レーザアレイモジュールが開示されている。
特開２００４−０８５８０１号公報 特開平７−１９９００２号公報 5B and 5C (FIG. 5B is a side view, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the XY plane passing through the hinge portion 172 in FIG. 5B). 2, the light emitted from the laser diode array 171 is first transmitted through the converging multimode optical fiber 141, and the light emitted from the converging multimode optical fiber 141 is transmitted as a single mode optical fiber. A semiconductor laser array module that is incident on the array 142, suppresses variations in coupling efficiency, and reduces coupling loss due to thermal expansion is disclosed.
JP 2004-085801 A JP-A-7-199002

図５（Ａ）に示す特許文献１に記載された従来技術では、第２の光学素子１１３から出射される出射光Ｌｅｘを含まない光導波路１１３ａから出射される出射光Ｌｏｕｔのみの光の出力を光量測定装置１０４を用いて測定している。出力のみを問題にする場合は、これでもよいが、出力が最大、且つ出力される光の品質を許容値以上とするためには、出力を測定してその出力が最大、且つ光の拡がり角を測定してその拡がり角が許容値以下となるようにする必要があり、調整に非常に時間がかかる。
また、図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示す特許文献２に記載された従来技術では、レーザダイオードアレイ１７１の光を光ファイバ１４２側でモニタしながら、底面１７３をずらしてＸ軸方向の位置調整を行って半田付け等により固定した後、調整ネジ１７７Ａ、１７７Ｂをねじ込むことにより、ヒンジ部１７２を変形させて、Ｙ軸方向及び光軸周りの回転角θｚを調整している。また、調整ネジ１７７Ａ、１７７Ｂの調整後は、接着剤、半田付け等で固定している。光ファイバに導光された光を、そのままモニタする点は、特許文献１と同様であり、出射される光の品質を許容値以上とするためには、出力を測定してその出力が最大、且つ光の拡がり角を測定してその拡がり角が許容値以下となるようにする必要があり、調整に非常に時間がかかる。また、複数の軸の調整を１軸ずつ調整し、これを何度も繰り返す必要があり、調整に非常に時間がかかる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、光ファイバに導光されて当該光ファイバから出射された出射光の出力が最大、且つ拡がり角が許容値以下となるように、光源に対する光ファイバの相対的な位置決めをより短時間に行うことができる、光ファイバ位置決め方法を提供することを課題とする。 In the prior art described in Patent Document 1 shown in FIG. 5A, the output of only the outgoing light Lout emitted from the optical waveguide 113a not including the outgoing light Lex emitted from the second optical element 113 is obtained. Measurement is performed using the light quantity measuring device 104. If only the output is a problem, this may be sufficient. However, in order to maximize the output and to make the output light quality exceed the allowable value, the output is measured and the output is the maximum, and the light spread angle. It is necessary to measure the angle so that the divergence angle is less than the allowable value, and adjustment takes a very long time.
In the prior art described in Patent Document 2 shown in FIGS. 5B and 5C, the position of the laser diode array 171 in the X-axis direction is shifted by monitoring the light from the laser diode array 171 on the optical fiber 142 side while shifting the bottom surface 173. After adjustment and fixing by soldering or the like, the adjustment screws 177A and 177B are screwed in to deform the hinge portion 172 and adjust the rotation angle θz around the Y-axis direction and the optical axis. Further, after the adjustment screws 177A and 177B are adjusted, they are fixed by an adhesive, soldering or the like. The point of monitoring the light guided to the optical fiber as it is is the same as in Patent Document 1. In order to make the quality of the emitted light equal to or higher than the allowable value, the output is measured and the output is maximized. In addition, it is necessary to measure the divergence angle of light so that the divergence angle is less than the allowable value, and adjustment takes a very long time. In addition, it is necessary to adjust a plurality of axes one by one and repeat this many times, and the adjustment takes a very long time.
The present invention was devised in view of such points, so that the output of the outgoing light guided to the optical fiber and emitted from the optical fiber is maximum, and the divergence angle is less than the allowable value. An object of the present invention is to provide an optical fiber positioning method capable of positioning the optical fiber relative to the light source in a shorter time.

上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの光ファイバ位置決め方法である。
請求項１に記載の光ファイバ位置決め方法は、楕円状に拡がりながら進行する光を出射する発光部が前記楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源に対して、複数の光ファイバの入射面のそれぞれが前記発光部のそれぞれに対向するように配置された光ファイバアレイを位置決めする、光ファイバ位置決め方法であって、前記アレイ状発光源を光源ホルダに保持した光源ユニットと、前記複数の光ファイバの入射面を前記発光部の間隔に並べて光ファイバホルダに保持した光ファイバユニットと、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を微調整可能な調整手段と、前記アレイ状発光源から前記光ファイバアレイに入射されて当該光ファイバアレイから出射された光の出力を計測可能な光出力計測手段と、を用い、以下のステップを有する光ファイバ位置決め方法である。
前記アレイ状発光源の発光部のそれぞれに前記光ファイバアレイの入射面のそれぞれが対向するように前記光源ユニットに対して前記光ファイバユニットを配置するステップ。
前記光ファイバアレイの入射面から出射面に至る任意の位置に、各光ファイバの内部に閉じ込められて伝播している所定拡がり角よりも大きな拡がり角の光が当該光ファイバの外部に漏れるように設定した径で巻回した巻回部を、当該光ファイバアレイに形成するステップ。
前記調整手段を用いて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整しながら、前記光ファイバアレイの出射面から出射される光の出力を、前記光出力計測手段を用いて計測し、前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置を求めるステップ。
前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置にて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの位置を固定するステップ。 As means for solving the above-mentioned problems, a first invention of the present invention is an optical fiber positioning method as described in claim 1.
The optical fiber positioning method according to claim 1, wherein the plurality of optical fibers are arranged with respect to an array-shaped light source in which a plurality of light emitting units that emit light traveling in an elliptical shape are arranged in the minor axis direction of the ellipse. An optical fiber positioning method for positioning an optical fiber array disposed so that each of incident surfaces faces each of the light emitting units, the light source unit holding the arrayed light source in a light source holder, and the plurality An optical fiber unit in which the incident surfaces of the optical fiber are arranged at intervals of the light emitting unit and held by the optical fiber holder, an adjustment means capable of finely adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit, and the array shape A light output measuring means capable of measuring the output of light incident on the optical fiber array from a light source and emitted from the optical fiber array; There, an optical fiber positioning method having the following steps.
Disposing the optical fiber unit with respect to the light source unit such that each of the incident surfaces of the optical fiber array faces the light emitting portions of the arrayed light source.
Light having a divergence angle larger than a predetermined divergence angle confined and propagated inside each optical fiber is leaked to the outside of the optical fiber at an arbitrary position from the incident surface to the output surface of the optical fiber array. Forming a wound portion wound with a set diameter on the optical fiber array;
While adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit using the adjusting unit, the output of light emitted from the exit surface of the optical fiber array is measured using the optical output measuring unit. And obtaining a position where the measured value of the light output measuring means is maximum.
Fixing the position of the optical fiber unit with respect to the light source unit at a position where the measurement value of the light output measuring means is maximized;

また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの光ファイバ位置決め方法である。
請求項２に記載の光ファイバ位置決め方法は、請求項１に記載の光ファイバ位置決め方法であって、更に、以下のステップを有する光ファイバの位置決め方法である。
更に、前記光ファイバアレイの出射面と前記光出力計測手段との間に、任意の１本の前記光ファイバの出射面から出射される光のみが通過可能な大きさの径を有するピンホールが形成された遮光板を配置し、前記ピンホールの位置を計測対象の光ファイバの出射面に対向させて、当該光ファイバの出射面から出射される光が前記ピンホールを通って前記光出力計測手段に当たる位置に前記遮光板を位置決めするステップ。
前記調整手段を用いて、前記調整手段にて調整可能な調整方向のそれぞれに対して、位置の変化量である位置調整量に対する前記光出力計測手段の計測値の変化量である光出力変化量を求めるステップ。
前記計測対象の光ファイバに対して前記遮光板を位置決めし、前記調整方向のそれぞれに対して、前記位置調整量に対する前記光出力変化量を求める処理を、前記光ファイバアレイの全ての光ファイバに対して行うステップ。
前記光ファイバのそれぞれに対する、それぞれの調整方向における前記位置調整量に対する前記光出力変化量に基づいて、前記光ファイバのそれぞれの入射面におけるそれぞれの調整方向に対する位置ずれ量を求めるステップ。
求めた前記位置ずれ量に基づいて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整し、前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置に位置決めするステップ。 The second invention of the present invention is an optical fiber positioning method as defined in claim 2.
An optical fiber positioning method according to a second aspect is the optical fiber positioning method according to the first aspect, further comprising the following steps.
Furthermore, a pinhole having a diameter that allows only light emitted from the exit surface of any one of the optical fibers to pass between the exit surface of the optical fiber array and the light output measuring means. The formed light shielding plate is arranged, the position of the pinhole is made to face the emission surface of the optical fiber to be measured, and the light output from the emission surface of the optical fiber passes through the pinhole and the light output measurement Positioning the light-shielding plate at a position corresponding to the means;
A light output change amount that is a change amount of a measurement value of the light output measurement means with respect to a position adjustment amount that is a change amount of a position with respect to each adjustment direction that can be adjusted by the adjustment means using the adjustment means. Step to ask for.
The process of positioning the light shielding plate with respect to the optical fiber to be measured and obtaining the light output change amount with respect to the position adjustment amount for each of the adjustment directions is performed on all the optical fibers of the optical fiber array. Steps to perform on
Obtaining a positional deviation amount for each adjustment direction at each incident surface of the optical fiber based on the light output change amount with respect to the position adjustment amount in each adjustment direction for each of the optical fibers;
Adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit based on the obtained amount of positional deviation, and positioning to a position where the measured value of the light output measuring means is maximized;

また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの光ファイバ位置決め方法である。
請求項３に記載の光ファイバ位置決め方法は、請求項1に記載の光ファイバ位置決め方法であって、更に、以下のステップを有する光ファイバの位置決め方法である。
更に、前記光ファイバアレイの出射面と前記光出力計測手段との間に、遮光板を配置し、前記遮光板の位置を、前記出射面から前記光出力計測手段に向かう全ての光を遮光する状態の位置から、出射面が１つずつ増えるように遮光状態を解除していく方向に、前記遮光板の位置を移動させるステップ。
遮光状態が解除された出射面が１つ増える毎に、遮光状態が解除されている出射面に対応する光ファイバに対して、前記調整手段を操作して、前記調整手段にて調整可能な調整方向のそれぞれに対して、位置の変化量である位置調整量に対する前記光出力計測手段の計測値の変化量である光出力変化量を求めるステップ。
前記光ファイバのそれぞれに対する、それぞれの調整方向における前記位置調整量に対する前記光出力変化量に基づいて、前記光ファイバのそれぞれの入射面におけるそれぞれの調整方向に対する位置ずれ量を求めるステップ。
求めた前記位置ずれ量に基づいて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整し、前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置に位置決めするステップ。 The third invention of the present invention is an optical fiber positioning method as defined in claim 3.
An optical fiber positioning method according to a third aspect is the optical fiber positioning method according to the first aspect, further comprising the following steps.
Further, a light shielding plate is disposed between the light exit surface of the optical fiber array and the light output measuring means, and the position of the light shield plate is used to shield all light from the light exit surface toward the light output measuring means. The step of moving the position of the light shielding plate from the position of the state in the direction of releasing the light shielding state so that the number of emission surfaces increases one by one.
Each time the number of exit surfaces released from the light-shielded state increases by one, the adjustment means can be adjusted by adjusting the adjustment means for the optical fiber corresponding to the exit surface from which the light-shielded state is released. Obtaining a light output change amount that is a change amount of a measurement value of the light output measuring unit with respect to a position adjustment amount that is a position change amount for each of the directions;
Obtaining a positional deviation amount for each adjustment direction at each incident surface of the optical fiber based on the light output change amount with respect to the position adjustment amount in each adjustment direction for each of the optical fibers;
Adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit based on the obtained amount of positional deviation, and positioning to a position where the measured value of the light output measuring means is maximized;

また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの光ファイバ位置決め方法である。
請求項４に記載の光ファイバ位置決め方法は、楕円状に拡がりながら進行する光を出射する発光部が前記楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源に対して、複数の光ファイバの入射面のそれぞれが前記発光部のそれぞれに対向するように配置された光ファイバアレイを位置決めする、光ファイバ位置決め方法であって、前記アレイ状発光源を光源ホルダに保持した光源ユニットと、前記複数の光ファイバの入射面を前記発光部の間隔に並べて光ファイバホルダに保持した光ファイバユニットと、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を微調整可能な調整手段と、前記アレイ状発光源から前記光ファイバアレイに入射されて当該光ファイバアレイから出射された光の出力を計測可能な光出力計測手段と、前記光ファイバアレイの出射面と前記光出力計測手段との間に配置され、任意の１本の前記光ファイバの出射面から出射される光のみが通過可能な大きさの径であるとともに前記光ファイバの出射面から出射される所定拡がり角以下の光のみが通過可能な大きさの径を有するピンホールが形成された遮光板と、を用い、以下のステップを有する光ファイバ位置決め方法である。
前記アレイ状発光源の発光部のそれぞれに前記光ファイバアレイの入射面のそれぞれが対向するように前記光源ユニットに対して前記光ファイバユニットを配置するステップ。
前記ピンホールの位置を計測対象の光ファイバの出射面に対向させて、当該光ファイバの出射面から出射される前記所定拡がり角以下の光が前記ピンホールを通って前記光出力計測手段に当たる位置に前記遮光板を位置決めするステップ。
前記調整手段を用いて、前記調整手段にて調整可能な調整方向のそれぞれに対して、位置の変化量である位置調整量に対する前記光出力計測手段の計測値の変化量である光出力変化量を求めるステップ。
前記計測対象の光ファイバに対して前記遮光板を位置決めし、前記調整方向のそれぞれに対して、前記位置調整量に対する前記光出力変化量を求める処理を、前記光ファイバアレイの全ての光ファイバに対して行うステップ。
前記光ファイバのそれぞれに対する、それぞれの調整方向における前記位置調整量に対する前記光出力変化量に基づいて、前記光ファイバのそれぞれの入射面におけるそれぞれの調整方向に対する位置ずれ量を求めるステップ。
求めた前記位置ずれ量に基づいて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整し、前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置を求めるステップ。
前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置にて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの位置を固定するステップ。 The fourth invention of the present invention is an optical fiber positioning method as defined in claim 4.
An optical fiber positioning method according to a fourth aspect of the present invention is directed to an array-shaped light source in which a plurality of light emitting units that emit light that travels in an elliptical shape and is arranged in a short axis direction of the ellipse. An optical fiber positioning method for positioning an optical fiber array disposed so that each of incident surfaces faces each of the light emitting units, the light source unit holding the arrayed light source in a light source holder, and the plurality An optical fiber unit in which the incident surfaces of the optical fiber are arranged at intervals of the light emitting unit and held by the optical fiber holder, an adjustment means capable of finely adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit, and the array shape A light output measuring means capable of measuring an output of light incident on the optical fiber array from the light emitting source and emitted from the optical fiber array; The optical fiber is disposed between the exit surface of the optical fiber array and the light output measuring means, and has a diameter that allows only light emitted from the exit surface of any one of the optical fibers to pass therethrough. And a light-shielding plate on which a pinhole having a diameter through which only light having a predetermined divergence angle or less emitted from the emission surface is allowed to pass, and an optical fiber positioning method including the following steps.
Disposing the optical fiber unit with respect to the light source unit such that each of the incident surfaces of the optical fiber array faces the light emitting portions of the arrayed light source.
A position where the position of the pinhole is opposed to the exit surface of the optical fiber to be measured, and the light emitted from the exit surface of the optical fiber hits the light output measuring means through the pinhole. Positioning the light shielding plate.
A light output change amount that is a change amount of a measurement value of the light output measurement means with respect to a position adjustment amount that is a change amount of a position with respect to each adjustment direction that can be adjusted by the adjustment means using the adjustment means. Step to ask for.
The process of positioning the light shielding plate with respect to the optical fiber to be measured and obtaining the light output change amount with respect to the position adjustment amount for each of the adjustment directions is performed on all the optical fibers of the optical fiber array. Steps to perform on
Obtaining a positional deviation amount for each adjustment direction at each incident surface of the optical fiber based on the light output change amount with respect to the position adjustment amount in each adjustment direction for each of the optical fibers;
Adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit based on the obtained displacement amount, and obtaining a position where the measurement value of the light output measuring means is maximized;
Fixing the position of the optical fiber unit with respect to the light source unit at a position where the measurement value of the light output measuring means is maximized;

また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの光ファイバ位置決め方法である。
請求項５に記載の光ファイバ位置決め方法は、請求項２〜４のいずれかに記載の光ファイバ位置決め方法であって、前記遮光板における前記光ファイバの出射面のそれぞれと対向する側の面は、前記出射面のそれぞれから出射された光を当該出射面に戻さないようにする傾斜が設けられている、または前記出射面のそれぞれから出射された光を当該出射面に戻さないようにする乱反射面に形成されている。 The fifth aspect of the present invention is an optical fiber positioning method as set forth in claim 5.
The optical fiber positioning method according to claim 5 is the optical fiber positioning method according to any one of claims 2 to 4, wherein a surface of the light shielding plate facing each of the exit surfaces of the optical fibers is In addition, a slope is provided to prevent light emitted from each of the exit surfaces from returning to the exit surface, or diffuse reflection to prevent light emitted from each of the exit surfaces from returning to the exit surface. Formed on the surface.

また、本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの光ファイバ位置決め方法である。
請求項６に記載の光ファイバ位置決め方法は、請求項２〜５のいずれかに記載の光ファイバ位置決め方法であって、更に、前記遮光板の位置を調整可能であるとともに、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整可能であり、前記光出力計測手段の計測値を読み込み可能な制御手段を用いて、以下のステップを制御手段を用いて自動的に行う、光ファイバ位置決め方法である。
計測対象の光ファイバに前記遮光板を位置決めするステップ。
前記調整手段にて調整可能な調整方向のそれぞれに対して、前記位置調整量に対する前記光出力変化量を求めるステップ。
前記計測対象の光ファイバに対して前記遮光板を位置決めし、前記調整方向のそれぞれに対して、前記位置調整量に対する前記光出力変化量を求める処理を、前記光ファイバアレイの全ての光ファイバに対して行うステップ。
前記光ファイバのそれぞれに対する、それぞれの調整方向における前記位置調整量に対する前記光出力変化量に基づいて、前記光ファイバのそれぞれの入射面におけるそれぞれの調整方向に対する位置ずれ量を求めるステップ。
求めた前記位置ずれ量に基づいて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整し、前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置を求めるステップ。 The sixth aspect of the present invention is an optical fiber positioning method as set forth in the sixth aspect.
The optical fiber positioning method according to claim 6 is the optical fiber positioning method according to any one of claims 2 to 5, and further, the position of the light shielding plate can be adjusted, and the light source unit can be adjusted with respect to the light source unit. An optical fiber positioning method capable of adjusting the relative position of the optical fiber unit and automatically performing the following steps using the control means using the control means capable of reading the measurement value of the light output measurement means. It is.
Positioning the light shielding plate on the optical fiber to be measured;
Obtaining the light output change amount with respect to the position adjustment amount for each of the adjustment directions adjustable by the adjustment means;
The process of positioning the light shielding plate with respect to the optical fiber to be measured and obtaining the light output change amount with respect to the position adjustment amount for each of the adjustment directions is performed on all the optical fibers of the optical fiber array. Steps to perform on
Obtaining a positional deviation amount for each adjustment direction at each incident surface of the optical fiber based on the light output change amount with respect to the position adjustment amount in each adjustment direction for each of the optical fibers;
Adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit based on the obtained displacement amount, and obtaining a position where the measurement value of the light output measuring means is maximized;

請求項１に記載の光ファイバ位置決め方法を用いれば、光ファイバアレイの入射面から出射面に至る任意の位置に、各光ファイバの内部に閉じ込められて伝播している光の拡がり角が所定角度よりも大きい場合に当該光ファイバの外部に漏れるように設定した径で巻回した巻回部を設けることで、所定拡がり角よりも大きい拡がり角で伝播している光を除去できるので、あとは光出力が最大になるように、光源ユニットに対する光ファイバユニットを位置決めすれば、光の拡がり角を直接的に測定することなく、光ファイバから出射された出射光の出力を最大、且つ拡がり角を許容値以下とすることができる。
従って、より短時間で、光源に対する光ファイバの相対的な位置決めを行うことができる。 If the optical fiber positioning method according to claim 1 is used, the divergence angle of light confined and propagating inside each optical fiber is a predetermined angle at an arbitrary position from the incident surface to the output surface of the optical fiber array. By providing a winding portion wound with a diameter set so as to leak outside the optical fiber when it is larger, light propagating at an expansion angle larger than a predetermined expansion angle can be removed. If the optical fiber unit is positioned with respect to the light source unit so that the light output becomes maximum, the output of the emitted light emitted from the optical fiber can be maximized and the divergence angle can be increased without directly measuring the light divergence angle. It can be below the allowable value.
Therefore, relative positioning of the optical fiber with respect to the light source can be performed in a shorter time.

また、請求項２に記載の光ファイバ位置決め方法では、ピンホールを備えた遮光板を用いて測定した、それぞれの光ファイバにおけるそれぞれの位置調整量に対する光出力変化量から、所定の演算式を用いて位置ずれ量を求めることができるので、より適切に光源に対する光ファイバの位置決めを行うことができる。
例えば、Ｘ軸方向のスライド（平行移動）、Ｙ軸方向のスライド、Ｚ軸方向のスライド、Ｘ軸回りの旋回、Ｙ軸回りの旋回、Ｚ軸回りの旋回、の６軸の調整を行う場合、６本以上の光ファイバを用いて、それそれの位置調整量に対する光出力変化量から、所定の演算式を用いて６軸方向の位置ずれ量を求めることができ、１回の調整で６軸の全軸を調整することができる。
これにより、より短時間に、光源に対する光ファイバの相対的な位置決めを行うことができる。 In the optical fiber positioning method according to claim 2, a predetermined arithmetic expression is used from the amount of change in the optical output with respect to each position adjustment amount in each optical fiber, which is measured using a light shielding plate having a pinhole. Thus, the amount of positional deviation can be obtained, so that the optical fiber can be more appropriately positioned with respect to the light source.
For example, when performing 6-axis adjustments: X-axis slide (parallel movement), Y-axis slide, Z-axis slide, X-axis rotation, Y-axis rotation, Z-axis rotation Using six or more optical fibers, the amount of positional deviation in the six-axis directions can be obtained from a light output change amount with respect to each position adjustment amount by using a predetermined arithmetic expression. All axes can be adjusted.
Thereby, relative positioning of the optical fiber with respect to the light source can be performed in a shorter time.

また、請求項３に記載の光ファイバ位置決め方法では、ピンホールを用いて１本ずつ光ファイバからの光の出力を測定する請求項２に対して、光ファイバの遮光状態を１本ずつ解除して、１本、２本、３本・・と、遮光状態を解除した光ファイバを増加させる。この場合の光出力計測手段の測定値は、１本ずつの光ファイバからの光の出力を測定しているのでなく、遮光状態を解除された全ての光ファイバからの光の出力を測定することになる。しかし、１本から２本になった場合は１本のときの測定値を減算し、２本から３本になった場合は２本のときの測定値を減算することで、それぞれ２本目の光ファイバによる出射光の測定値、３本目の光ファイバの出射光の測定値、を求めることができる。
これにより、請求項２と同様に、より短時間に、光源に対する光ファイバの相対的な位置決めを行うことができる。 According to a third aspect of the present invention, in the optical fiber positioning method, the light output from the optical fiber is measured one by one using a pinhole. Thus, one, two, three, etc., and the number of optical fibers released from the light shielding state are increased. The measured value of the light output measuring means in this case is not to measure the light output from each optical fiber, but to measure the light output from all the optical fibers released from the light shielding state. become. However, when the number is 1 to 2, the measurement value at the time of 1 is subtracted. When the number is 2 to 3, the measurement value at the time of 2 is subtracted. The measured value of the emitted light from the optical fiber can be obtained as the measured value of the emitted light from the third optical fiber.
Thus, as in the second aspect, the optical fiber can be positioned relative to the light source in a shorter time.

また、請求項４に記載の光ファイバ位置決め方法では、請求項２に対して、巻回部を省略しているが、ピンホールの径を、光ファイバの出射面から出射される所定拡がり角以下の光のみが通過可能な大きさの径とすることで、光出力が最大になるように、光源ユニットに対する光ファイバユニットを位置決めすれば、光の拡がり角を直接的に測定することなく、光ファイバから出射された出射光の出力が最大、且つ拡がり角が許容値以下とすることができる。
従って、より短時間で、光源に対する光ファイバの相対的な位置決めを行うことができる。 In addition, in the optical fiber positioning method according to claim 4, the winding portion is omitted with respect to claim 2, but the diameter of the pinhole is equal to or less than a predetermined divergence angle emitted from the emission surface of the optical fiber. By positioning the optical fiber unit with respect to the light source unit so that the light output is maximized by setting the diameter so that only the light of the light can pass, the light divergence angle can be measured directly without measuring the light spread angle. The output of the emitted light emitted from the fiber can be maximized, and the divergence angle can be set to an allowable value or less.
Therefore, relative positioning of the optical fiber with respect to the light source can be performed in a shorter time.

また、請求項５に記載の光ファイバ位置決め方法によれば、遮光板によって、光ファイバから出射された光を当該光ファイバに戻すことがないので、光源の損傷を防止することができる。   According to the optical fiber positioning method of the fifth aspect, the light emitted from the optical fiber is not returned to the optical fiber by the light shielding plate, so that the light source can be prevented from being damaged.

また、請求項６に記載の光ファイバ位置決め方法によれば、制御手段を用いることで、光源ユニットに対する光ファイバユニットの位置決めを自動的に行うことができ、安定した品質、及び安定した時間で、光源ユニットに対する光ファイバユニットの相対的な位置決めを行うことができる。   Further, according to the optical fiber positioning method of claim 6, by using the control means, the optical fiber unit can be automatically positioned with respect to the light source unit, with stable quality and stable time, The relative positioning of the optical fiber unit with respect to the light source unit can be performed.

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１（Ａ）は、アレイ状発光源２１を光源ホルダ２２に保持した光源ユニット２０と、光ファイバアレイ３０Ａを光ファイバホルダ３１〜３３（及び光ファイバホルダ３４〜３６）に保持した光ファイバユニット３０と、を示しており、図１（Ｂ）はアレイ状発光源２１の発光部２１Ａから出射される光Ｌの状態の例を示している。また図２は、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置を位置決めする、本発明の光ファイバの位置決め方法の一実施の形態を説明する図である。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A shows a light source unit 20 in which an arrayed light source 21 is held in a light source holder 22, and an optical fiber unit in which an optical fiber array 30A is held in optical fiber holders 31 to 33 (and optical fiber holders 34 to 36). 30 and FIG. 1B shows an example of the state of the light L emitted from the light emitting portion 21A of the array light source 21. FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the optical fiber positioning method of the present invention for positioning the relative position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20.

●［光源ユニット２０、光ファイバユニット３０の構造（図１）と、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置を位置決めする方法（図２）］
本実施の形態では、アレイ状発光源２１として、半導体レーザアレイ（レーザダイオードアレイ）を用いており、図１（Ｂ）に示すように、発光部２１Ａから出射された光（この場合、半導体レーザ光）のそれぞれは、楕円状に拡がりながら進行し、発光部２１Ａは前記楕円の短軸方向に所定間隔Ｐ（隣り合う発光部２１Ａの中心間の距離が所定間隔Ｐ）にて並んでいる。また、光ファイバアレイ３０Ａのそれぞれの光ファイバの径は、発光部２１Ａの幅Ｗより大きな径、且つ所定間隔Ｐよりも小さな径に設定されている。
光源ユニット２０は、アレイ状発光源２１が光源ホルダ２２に固定されて構成されている。
光ファイバユニット３０は、入射面３０ｉｎの中心間の距離が所定間隔Ｐで配置された（発光部２１Ａの間隔で入射面３０ｉｎが並べられた）複数の光ファイバが光ファイバホルダ３１〜３３にて固定されて構成されている。また、光ファイバアレイ３０Ａの出射面３０ｏｕｔの側は、光ファイバホルダ３４〜３６にて出射面３０ｏｕｔの中心間の距離が所定間隔となるように配置されて固定されている。 [Structure of light source unit 20 and optical fiber unit 30 (FIG. 1) and method of positioning relative position of optical fiber unit 30 with respect to light source unit 20 (FIG. 2)]
In the present embodiment, a semiconductor laser array (laser diode array) is used as the arrayed light source 21, and as shown in FIG. 1B, light emitted from the light emitting portion 21A (in this case, a semiconductor laser). Each light) travels while spreading in an elliptical shape, and the light emitting portions 21A are arranged at a predetermined interval P (the distance between the centers of adjacent light emitting portions 21A is a predetermined interval P) in the minor axis direction of the ellipse. The diameter of each optical fiber of the optical fiber array 30A is set to a diameter larger than the width W of the light emitting portion 21A and smaller than the predetermined interval P.
The light source unit 20 includes an array light source 21 fixed to a light source holder 22.
The optical fiber unit 30 includes a plurality of optical fibers in which the distance between the centers of the incident surfaces 30in is arranged at a predetermined interval P (the incident surfaces 30in are arranged at intervals of the light emitting portions 21A) at the optical fiber holders 31 to 33. It is fixed and configured. Further, the exit surface 30out side of the optical fiber array 30A is disposed and fixed by the optical fiber holders 34 to 36 so that the distance between the centers of the exit surfaces 30out is a predetermined interval.

次に、図２を用いて、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０（すなわち、光源ユニット２０の各発光部２１Ａに対する光ファイバユニット３０の各入射面３０ｉｎ）の相対的な位置を位置決めする方法について説明する。
図２に示すように、光ファイバユニット３０を支持台３７に支持して固定し、調整手段８０に光源ユニット２０を取り付ける。また、光ファイバユニット３０の出射面３０ｏｕｔ（図１（Ａ）参照）に対向するように光出力計測手段８１を配置する。
なお、図示しないが、遮光板４０は調整手段８０と同様またはそれに近い調整手段に取り付けられており、遮光板４０を、光ファイバユニット３０の出射面３０ｏｕｔと光出力計測手段８１の間に配置する。図２に示す例では、遮光板４０には、任意の１本の光ファイバの出射面から出射される光のみが通過可能な大きさの径を有するピンホール４０Ｈが形成されている（図４（Ａ）参照）。
また、図２に示す例では、調整手段８０を制御して光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置を調整可能であり、且つ光出力計測手段８１の計測値を読み込むことが可能であり、且つ遮光板４０の位置を調整可能な制御手段５０を用いて、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置を自動的に位置決めする構成の例を示している。 Next, a method of positioning the relative position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 (that is, each incident surface 30 in of the optical fiber unit 30 with respect to each light emitting portion 21A of the light source unit 20) will be described with reference to FIG. To do.
As shown in FIG. 2, the optical fiber unit 30 is supported and fixed on the support base 37, and the light source unit 20 is attached to the adjusting means 80. Further, the light output measuring means 81 is arranged so as to face the emission surface 30out (see FIG. 1A) of the optical fiber unit 30.
Although not shown in the drawings, the light shielding plate 40 is attached to an adjusting device similar to or close to the adjusting device 80, and the light shielding plate 40 is disposed between the emission surface 30out of the optical fiber unit 30 and the light output measuring device 81. . In the example shown in FIG. 2, the light shielding plate 40 is formed with a pinhole 40H having a diameter that allows only light emitted from the exit surface of any one optical fiber to pass (FIG. 4). (See (A)).
In the example shown in FIG. 2, the adjustment unit 80 can be controlled to adjust the relative position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20, and the measurement value of the light output measurement unit 81 can be read. The example of the structure which positions the relative position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 automatically using the control means 50 which can be and can adjust the position of the light-shielding plate 40 is shown.

まず、図４（Ａ）に示すように、並べて配置された光ファイバの端部の１本目の光ファイバ３０Ａ（１）の出射面がピンホール４０Ｈと対向するように、遮光板４０を配置する。
最初のステップでは、光ファイバの入射面３０ｉｎのそれぞれがアレイ状発光源２１のそれぞれの発光部２１Ａに対向するように、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０を配置する（図１（Ａ）及び（Ｂ）参照）。なお、この時点では、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の位置は、まだ正確に位置決めされていない。なお、図２に示す例では、調整手段８０には、Ｘ軸方向のスライド（平行移動）、Ｙ軸方向のスライド、Ｚ軸方向のスライド、Ｘ軸回りの旋回、Ｙ軸回りの旋回、Ｚ軸回りの旋回、の６軸の調整を行うことが可能な、６軸ステージを用いている。 First, as shown in FIG. 4A, the light shielding plate 40 is arranged so that the emission surface of the first optical fiber 30A (1) at the end of the optical fibers arranged side by side faces the pinhole 40H. .
In the first step, the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 is arranged so that each of the incident surfaces 30in of the optical fiber faces the respective light emitting portions 21A of the array light source 21 (FIGS. 1A and 1B). B)). At this time, the position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 has not been accurately positioned yet. In the example shown in FIG. 2, the adjusting means 80 includes a slide in the X-axis direction (parallel movement), a slide in the Y-axis direction, a slide in the Z-axis direction, a turn around the X axis, a turn around the Y axis, A 6-axis stage that can perform 6-axis adjustment of turning around an axis is used.

次のステップでは、光ファイバアレイ３０Ａの入射面３０ｉｎから出射面３０ｏｕｔに至る任意の位置に、各光ファイバの内部に閉じ込められて伝播している所定拡がり角よりも大きな拡がり角の光が当該光ファイバの外部に漏れるように設定した径で巻回した巻回部３０Ｒを光ファイバアレイ３０Ａに形成する。なお、巻回部３０Ｒの径については後述する。   In the next step, light having a divergence angle larger than a predetermined divergence angle confined in each optical fiber and propagating at an arbitrary position from the entrance surface 30in to the exit surface 30out of the optical fiber array 30A A winding portion 30R wound with a diameter set so as to leak out of the fiber is formed in the optical fiber array 30A. The diameter of the winding part 30R will be described later.

そして、次のステップでは、制御手段５０は、光出力計測手段８１の計測値を読み込みながら遮光板４０の調整手段を制御して遮光板４０の位置を微調整し、光ファイバ３０Ａ（１）に対して、光出力計測手段８１の計測値が最大となる位置に、ピンホール４０Ｈ（すなわち、遮光板４０）を位置決めする。なお、ピンホール４０Ｈの位置決めは、光出力計測手段８１の計測値が最大となる位置でなくてもよく、計測対象の光ファイバの出射面から出射される光がピンホール４０Ｈを通過して光出力計測手段８１に当たる位置に位置決めされていればよい。ただし、ピンホール４０Ｈを通る光量が最大となる位置にすると計測し易くなる（後述するΔＩの値が大きくなる）ので、より好ましい。   In the next step, the control unit 50 controls the adjusting unit of the light shielding plate 40 while reading the measurement value of the light output measuring unit 81 to finely adjust the position of the light shielding plate 40, and the optical fiber 30 </ b> A (1). On the other hand, the pinhole 40H (that is, the light shielding plate 40) is positioned at a position where the measured value of the light output measuring means 81 is maximized. Note that the positioning of the pinhole 40H may not be the position where the measurement value of the light output measuring means 81 is maximized, and the light emitted from the emission surface of the optical fiber to be measured passes through the pinhole 40H and is light. It only needs to be positioned at a position corresponding to the output measuring means 81. However, it is more preferable to set the position where the amount of light passing through the pinhole 40H is maximized, since it becomes easy to measure (the value of ΔI described later increases).

そして次のステップでは、制御手段５０は、調整する６軸の各々について、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置（角度を含む）を微小量変化させ、位置（角度を含む）の変化量である位置調整量に対する、光出力計測手段８１の測定値の変化量である光出力変化量を求める。
ｎ本の光ファイバ３０Ａ（１）〜光ファイバ３０Ａ（ｎ）に対して、各光ファイバの光の出力のそれぞれを、Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）とすると、Ｉ（ｎ）は、各光ファイバ３０Ａ（ｎ）の位置（ｘ、ｙ、ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ）の関数であると考えられ、以下の（式１）のように表現することができる。なお、ｘはＸ軸方向の位置であり、ｙはＹ軸方向の位置であり、ｚはＺ軸方向の位置であり、ＡはＸ軸回りの旋回角度であり、ＢはＹ軸回りの旋回角度であり、ＣはＺ軸回りの旋回角度である。

Figure 2010066562

（式１） In the next step, the control means 50 changes the relative position (including the angle) of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 by a minute amount for each of the six axes to be adjusted, and adjusts the position (including the angle). A light output change amount that is a change amount of a measurement value of the light output measuring unit 81 with respect to a position adjustment amount that is a change amount is obtained.
Assuming that the optical outputs of the optical fibers 30A (1) to 30A (n) are I (1) to I (n), respectively, I (n) It is considered to be a function of the position (x, y, z, A, B, C) of the optical fiber 30A (n), and can be expressed as (Equation 1) below. X is a position in the X-axis direction, y is a position in the Y-axis direction, z is a position in the Z-axis direction, A is a turning angle around the X axis, and B is turning around the Y axis. Is an angle, and C is a turning angle around the Z axis.
Figure 2010066562
(Formula 1)

そして、制御手段５０にて、位置調整量に対する光出力変化量を、以下のようにして、６軸の各軸に対して求める。
Ｘ軸方向のスライドに対しては、制御手段５０は、現在の光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の位置（この位置を基準位置とする）における光出力計測手段８１の計測値を読み込む。このときのＸ軸方向の位置をｘ１とすると、計測値はｆ１（ｘ１）と表すことができる。そして、Ｘ軸方向に微小距離Δｘだけ平行移動させ、このときのＸ軸方向の位置をｘ２とすると、計測値はｆ１（ｘ２）と表すことができる。
同様に、Ｙ軸方向のスライドに対しては、基準位置からＹ軸方向に微小距離Δｙだけ平行移動させる前の位置をｙ１とすると、計測値はｆ１（ｙ１）で表すことができ、Δｙだけ平行移動させた後の位置をｙ２とすると、計測値はｆ１（ｙ２）と表すことができる。
また、Ｚ軸方向のスライドに対しては、基準位置からＺ軸方向に微小距離Δｚだけ平行移動させる前の位置をｚ１とすると、計測値はｆ１（ｚ１）で表すことができ、Δｚだけ平行移動させた後の位置をｚ２とすると、計測値はｆ１（ｚ２）と表すことができる。
また、Ｘ軸回りの旋回に対しては、制御手段５０は、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の基準位置における光出力計測手段８１の計測値を読み込む。このときのＸ軸方向の旋回角度をＡ１とすると、計測値はｆ１（Ａ１）と表すことができる。そして、Ｘ軸回りの微小旋回角度ΔＡだけ旋回させ、このときのＸ軸回りの旋回角度をＡ２とすると、計測値はｆ１（Ａ２）と表すことができる。
同様に、Ｙ軸回りの旋回に対しては、基準位置からＹ軸回りに微小旋回角度ΔＢだけ旋回させる前の旋回角度をＢ１とすると、計測値はｆ１（Ｂ１）で表すことができ、ΔＢだけ旋回させた後の旋回角度をＢ２とすると、計測値はｆ１（Ｂ２）と表すことができる。
また、Ｚ軸回りの旋回に対しては、基準位置からＺ軸回りに微小旋回角度ΔＣだけ旋回させる前の旋回角度をＣ１とすると、計測値はｆ１（Ｃ１）で表すことができ、ΔＣだけ旋回させた後の旋回角度をＣ２とすると、計測値はｆ１（Ｃ２）と表すことができる。
これらは、以下の（式２）のように表現することができる。

Figure 2010066562

（式２）
なお、ＩＭＡＸは、（半導体レーザアレイの）エミッタ出力最大値であり、ηは、レーザ透過効率を示している。 Then, the control means 50 obtains the light output change amount with respect to the position adjustment amount for each of the six axes as follows.
For the slide in the X-axis direction, the control unit 50 reads the measurement value of the light output measurement unit 81 at the current position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 (this position is a reference position). If the position in the X-axis direction at this time is x1, the measured value can be expressed as f1 (x1). The measured value can be expressed as f1 (x2), where the X axis direction is translated by a minute distance Δx and the position in the X axis direction is x2.
Similarly, for the slide in the Y-axis direction, if the position before translation by a minute distance Δy from the reference position in the Y-axis direction is y1, the measured value can be expressed as f1 (y1), and only Δy If the position after translation is y2, the measured value can be expressed as f1 (y2).
In addition, for a slide in the Z-axis direction, if the position before translation by a minute distance Δz in the Z-axis direction from the reference position is z1, the measured value can be expressed by f1 (z1), and is parallel by Δz. If the position after the movement is z2, the measured value can be expressed as f1 (z2).
Further, for turning around the X axis, the control means 50 reads the measurement value of the light output measurement means 81 at the reference position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20. If the turning angle in the X-axis direction at this time is A1, the measured value can be expressed as f1 (A1). The measured value can be expressed as f1 (A2), where the turning angle around the X axis is A2, and the turning angle around the X axis is A2.
Similarly, for turning around the Y axis, if the turning angle before turning by the minute turning angle ΔB around the Y axis from the reference position is B1, the measured value can be expressed as f1 (B1), and ΔB The measured value can be expressed as f1 (B2), where B2 is the turning angle after only turning.
For turning around the Z axis, if the turning angle before turning by the minute turning angle ΔC around the Z axis from the reference position is C1, the measured value can be expressed by f1 (C1), and only ΔC. If the turning angle after turning is C2, the measured value can be expressed as f1 (C2).
These can be expressed as in (Formula 2) below.
Figure 2010066562
(Formula 2)
Note that I MAX is the emitter output maximum value (of the semiconductor laser array), and η indicates the laser transmission efficiency.

そして、制御手段５０は、１本目の光ファイバ３０Ａ（１）のΔＩ１の計測を終えたら、次の光ファイバ３０Ａ（２）に対して、同様に計測する。すなわち、光ファイバ３０Ａ（２）の出射面に遮光板４０のピンホール４０Ｈを位置決めし、上記と同様に６軸のそれぞれの位置調整量に対して、その光出力変化量を計測する。これを全ての光ファイバに対して行う。
なお、調整方向が６軸である場合は、少なくとも６本の光ファイバに対して行うだけにしてもよく、調整方向の数以上の光ファイバで計測すれば、以下の位置ずれ量を演算式にて求めることができる。
上記の（式２）より、光ファイバ３０Ａ（１）のΔＩ１〜光ファイバ３０Ａ（ｎ）のΔＩｎをまとめると、以下の（式３）のように行列式で表現することができる。この行列式から６軸の各軸に対する位置ずれ量（Δｘ、Δｙ、Δｚ、ΔＡ、ΔＢ、ΔＣ）を演算式から求めることができる。

Figure 2010066562

（式３）
なお、Ｊ＊は擬似逆行列である。
そして、制御手段５０は、調整手段８０を制御して、求めた位置ずれ量（基準位置からの各軸のずれ量）に基づいて、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置を位置決めする。この場合、（式３）から求めた（Δｘ、Δｙ、Δｚ、ΔＡ、ΔＢ、ΔＣ）が、各軸に対する位置ずれ量であるので、基準位置からＸ軸方向に−Δｘ、Ｙ軸方向に−Δｙ、Ｚ軸方向に−Δｚ、Ｘ軸回りに−ΔＡ、Ｙ軸回りに−ΔＢ、Ｚ軸回りに−ΔＣとなるように補正した位置が求める位置であり、この位置に位置決めすることで、結果的に光出力計測手段８１の測定値が最大となる。
そして次のステップでは、位置決めした光源ユニット２０と光ファイバユニット３０を固定するために、その間隙に接着剤等を充填させて固定する。なお、固定方法は、接着剤に限定されるものではなく、種々の固定方法を適用することができる。 Then, after finishing the measurement of ΔI1 of the first optical fiber 30A (1), the control means 50 similarly measures the next optical fiber 30A (2). That is, the pinhole 40H of the light shielding plate 40 is positioned on the exit surface of the optical fiber 30A (2), and the amount of change in optical output is measured for each of the six axis position adjustment amounts in the same manner as described above. This is performed for all optical fibers.
If the adjustment direction is six axes, it may be performed only for at least six optical fibers. If measurement is performed with more than the number of optical fibers in the adjustment direction, the following positional deviation amount can be calculated by an equation. Can be obtained.
From the above (Equation 2), ΔI1 of the optical fiber 30A (1) to ΔIn of the optical fiber 30A (n) can be summarized as a determinant as shown in the following (Equation 3). From this determinant, the amount of positional deviation (Δx, Δy, Δz, ΔA, ΔB, ΔC) with respect to each of the six axes can be obtained from an arithmetic expression.
Figure 2010066562
(Formula 3)
J * is a pseudo inverse matrix.
Then, the control unit 50 controls the adjustment unit 80 to position the relative position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 based on the obtained positional deviation amount (deviation amount of each axis from the reference position). To do. In this case, since (Δx, Δy, Δz, ΔA, ΔB, ΔC) obtained from (Equation 3) is a positional deviation amount with respect to each axis, −Δx in the X-axis direction and −Y in the Y-axis direction from the reference position. Δy, -Δz in the Z-axis direction, -ΔA around the X-axis, -ΔB around the Y-axis, -ΔB around the Z-axis, and -ΔC around the Z-axis are obtained positions. As a result, the measured value of the light output measuring means 81 is maximized.
In the next step, in order to fix the positioned light source unit 20 and the optical fiber unit 30, the gap is filled with an adhesive or the like and fixed. The fixing method is not limited to the adhesive, and various fixing methods can be applied.

なお、制御手段５０を用いることなく、作業者が遮光板４０の位置を調整し、調整手段８０を用いて、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置を調整しながら（すなわち、各発光部２１Ａに対する光ファイバの各入射面３０ｉｎの相対的な位置を調整しながら）、光ファイバアレイ３０Ａの出射面３０ｏｕｔから出射される光の出力を、光出力計測手段８１（光パワーメータ等）から読み取り、光出力計測手段８１の計測値が最大となる位置を求めるようにして、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０を位置決めするようにしてもよい。
また、制御手段５０と遮光板４０を省略して、作業者が、光出力計測手段８１の計測値が最大となる位置を求めるようにして、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０を位置決めするようにしてもよい。 The operator adjusts the position of the light shielding plate 40 without using the control means 50, and adjusts the relative position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 using the adjustment means 80 (that is, each While adjusting the relative position of each incident surface 30in of the optical fiber with respect to the light emitting portion 21A), the output of the light emitted from the emission surface 30out of the optical fiber array 30A is converted into an optical output measuring means 81 (such as an optical power meter). The optical fiber unit 30 may be positioned with respect to the light source unit 20 by obtaining the position where the measurement value of the light output measuring means 81 is maximized.
Further, the control unit 50 and the light shielding plate 40 are omitted, and the operator determines the position where the measurement value of the light output measurement unit 81 is maximized, and positions the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20. May be.

●［巻回部３０Ｒの径の設定方法（図３）］
次に図３を用いて、図２における巻回部３０Ｒの径の設定方法について説明する。
巻回部３０Ｒは、光ファイバアレイ３０Ａの入射面３０ｉｎから出射面３０ｏｕｔに至る任意の位置に形成される。そして、巻回部３０Ｒの径は、各光ファイバの内部に閉じ込められて伝播している光の拡がり角が所定角度（θ１）よりも大きい場合に当該光ファイバの外部に漏れる径（半径Ｒ以下）に設定される。 ● [Setting method of diameter of winding part 30R (Fig. 3)]
Next, a method for setting the diameter of the winding portion 30R in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
The winding portion 30R is formed at an arbitrary position from the incident surface 30in to the output surface 30out of the optical fiber array 30A. The diameter of the winding portion 30R is a diameter that leaks to the outside of the optical fiber when the divergence angle of light confined and propagating inside each optical fiber is larger than a predetermined angle (θ1) (the radius R or less). ).

図３において符号３０Ｃは、光ファイバ内でレーザ光を閉じ込めて導光するコア部材を示す。図３において、Ｒはコア部材３０Ｃ（光ファイバ）の巻回半径である。
θｉｎはコア部材３０Ｃへのレーザ光の入射角度であり、θｏｕｔはコア部材３０Ｃでの伝播許容角度である。
また、θはコア部材３０Ｃへの入射直後のレーザ光の伝播角度であり、θ’はコア部材３０Ｃとクラッド部材との境界面で反射後のレーザ光の伝播角度である。
また、Ｏは巻回半径Ｒの中心を示し、Ａはコア部材３０Ｃへのレーザ光の入射位置を示し、Ｂは入射直後のレーザ光の最初の反射位置を示している。
なお、以下の式において、Ｄはコア部材３０Ｃの直径を示し、ｎ１は当該コア部材３０Ｃの屈折率を示している。 In FIG. 3, reference numeral 30 </ b> C indicates a core member that confines and guides the laser light within the optical fiber. In FIG. 3, R is a winding radius of the core member 30C (optical fiber).
θin is an incident angle of the laser beam to the core member 30C, and θout is an allowable propagation angle in the core member 30C.
Further, θ is the propagation angle of the laser light immediately after entering the core member 30C, and θ ′ is the propagation angle of the laser light after reflection at the boundary surface between the core member 30C and the clad member.
O represents the center of the winding radius R, A represents the incident position of the laser beam on the core member 30C, and B represents the first reflection position of the laser beam immediately after incident.
In the following formula, D represents the diameter of the core member 30C, and n1 represents the refractive index of the core member 30C.

三角形ＯＡＢに正弦定理を適用すれば、下記の（式４）が成立する。なお、（式４）は、式を順次整理しており、最終的にＲを求める式としている。

Figure 2010066562

（式４）
また、θ ＝ｓｉｎ−１［｛ｓｉｎ（θｉｎ）｝／ｎ１］
θ’＝ｓｉｎ−１［｛ｓｉｎ（θｏｕｔ）｝／ｎ１］
である。以上より、（式５）を得ることができる。このＲ以下に設定すれば、伝播許容角度θｏｕｔよりも大きな伝播角度の光を、巻回部３０Ｒから光ファイバの外部に漏らすことができる。
Figure 2010066562
（式５）
なお、（式５）において、Ｄは光ファイバのコア部材３０Ｃの直径を示し、ｎcoreはコア部材３０Ｃの屈折率を示し、ＮＡoutは透過許容ＮＡ（許容する伝播角度を、許容する開口数で表現）を示し、ＮＡfiberはコア部材３０Ｃの本来の開口数を示している。 If the sine theorem is applied to the triangle OAB, the following (formula 4) is established. Note that (Expression 4) is an expression that sequentially arranges the expressions and finally obtains R.
Figure 2010066562
(Formula 4)
Also, θ = sin −1 [{sin (θin)} / n1]
θ ′ = sin −1 [{sin (θout)} / n1]
It is. From the above, (Equation 5) can be obtained. If set to R or less, light having a propagation angle larger than the allowable propagation angle θout can be leaked from the winding portion 30R to the outside of the optical fiber.
Figure 2010066562
(Formula 5)
In (Expression 5), D represents the diameter of the core member 30C of the optical fiber, ncore represents the refractive index of the core member 30C, and NAout represents the permissible transmission NA (permissible propagation angle is represented by the permissible numerical aperture). NAfiber represents the original numerical aperture of the core member 30C.

●［遮光板４０の構造と使用方法（１）（図４（Ａ））］
次に図４（Ａ）を用いて、遮光板４０の構造と使用方法（１）について説明する。
図４（Ａ）に示す遮光板４０の構造は、すでに説明したように、任意の１本の光ファイバの出射面から出射される光のみが通過可能な大きさの径を有するピンホール４０Ｈが形成されている。
図４（Ａ）に示す遮光板４０の使用方法は、すでに説明したように、測定対象の光ファイバの出射面に対向するようにピンホール４０Ｈを移動させて使用する。
また、図４（Ａ）に示す遮光板４０を用いて、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置決め方法は、すでに説明したとおりであるので説明を省略する。 ● [Structure and usage of light shielding plate 40 (FIG. 4A)]
Next, the structure and usage method (1) of the light shielding plate 40 will be described with reference to FIG.
As described above, the structure of the light shielding plate 40 shown in FIG. 4A includes a pinhole 40H having a diameter that allows only light emitted from the exit surface of any one optical fiber to pass. Is formed.
As described above, the light shielding plate 40 shown in FIG. 4A is used by moving the pinhole 40H so as to face the emission surface of the optical fiber to be measured.
Moreover, since the relative positioning method of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 using the light shielding plate 40 shown in FIG.

なお、図４（Ａ）に示す、ピンホール４０Ｈを備えた遮光板４０を用いることで、図２に示す構成から巻回部３０Ｒを省略することができる。
巻回部３０Ｒは、すでに説明したように、所定拡がり角以上の拡がり角の光を、光ファイバの側面から外部に排出するものであり、ピンホール４０Ｈで所定拡がり角以上の光を除去できれば、巻回部３０Ｒを省略できる。
そこで、ピンホール４０Ｈの径を、任意の１本の光ファイバの出射面から出射される光のみが通過可能な大きさの径にするとともに、光ファイバの出射面から出射される所定拡がり角以下の光のみが通過可能な大きさの径に設定する（出射面からピンホール４０Ｈまでの距離も考慮する）。ピンホール４０Ｈの位置決めは、計測対象の光ファイバの出射面から出射される所定拡がり角以下の光がピンホール４０Ｈを通過して光出力計測手段８１に当たる位置に位置決めされていればよいが、更に、ピンホール４０Ｈを通る光量が最大となる位置にすると計測し易くなるので、より好ましい。
他は既に説明したとおりであるので、説明を省略する。これにより、所定拡がり角以下の光の出力が最大となるように、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置決めをすることができる。 In addition, the winding part 30R can be abbreviate | omitted from the structure shown in FIG. 2 by using the light-shielding plate 40 provided with the pinhole 40H shown to FIG. 4 (A).
As already described, the winding portion 30R discharges light having a divergence angle equal to or greater than a predetermined divergence angle to the outside from the side surface of the optical fiber. The winding part 30R can be omitted.
Therefore, the diameter of the pinhole 40H is set to a diameter that allows only the light emitted from the emission surface of any one optical fiber to pass, and is equal to or less than a predetermined divergence angle emitted from the emission surface of the optical fiber. Is set to a diameter that allows only light of the light to pass through (the distance from the exit surface to the pinhole 40H is also considered). The pinhole 40H may be positioned as long as light having a predetermined divergence angle or less emitted from the emission surface of the optical fiber to be measured passes through the pinhole 40H and hits the light output measuring means 81. The position where the amount of light passing through the pinhole 40H is maximized is more preferable because it facilitates measurement.
Since others are as already demonstrated, description is abbreviate | omitted. Thereby, relative positioning of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 can be performed so that the output of the light below a predetermined divergence angle may become the maximum.

●［遮光板４０の構造と使用方法（２）（図４（Ｂ））］
図４（Ｂ）に示す遮光板４０の構造は、ピンホール４０Ｈを待たない板状である。
図４（Ｂ）に示す遮光板４０の使用方法は、まず、光ファイバの出射面の全てを覆う位置（光出力計測手段と全ての出射面との間を遮光する位置）から、出射面が１つずつ増えるように遮光状態を解除していく方向に、遮光板４０の位置を移動させるように使用する。
以下、図４（Ｂ）に示す遮光板４０を用いた場合における、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の位置決め方法について説明する。 ● [Structure and usage of light shielding plate (2) (FIG. 4B)]
The structure of the light shielding plate 40 shown in FIG. 4B is a plate shape that does not wait for the pinhole 40H.
The method of using the light shielding plate 40 shown in FIG. 4B is as follows. First, from the position covering all of the emission surface of the optical fiber (the position where light is shielded between the light output measuring means and all the emission surfaces), It is used so that the position of the light shielding plate 40 is moved in the direction of releasing the light shielding state so as to increase one by one.
Hereinafter, a method of positioning the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 when the light shielding plate 40 shown in FIG. 4B is used will be described.

まず、図２と同様に、光ファイバユニット３０を支持台３７に支持して固定し、調整手段８０に光源ユニット２０を取り付ける。また、光ファイバユニット３０の出射面３０ｏｕｔに対向するように光出力計測手段８１を配置する。
そして、調整手段に取り付けられた遮光板４０を光ファイバユニット３０の出射面３０ｏｕｔと光出力計測手段８１の間に配置する。
なお、調整手段８０を制御して光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置を調整可能であり、且つ光出力計測手段８１の計測値を読み込むことが可能であり、且つ遮光板４０の位置を調整可能な制御手段５０を用いる点は同様である。 First, as in FIG. 2, the optical fiber unit 30 is supported and fixed on the support base 37, and the light source unit 20 is attached to the adjusting means 80. Further, the light output measuring means 81 is disposed so as to face the emission surface 30out of the optical fiber unit 30.
Then, the light shielding plate 40 attached to the adjusting means is disposed between the light exit surface 30out of the optical fiber unit 30 and the light output measuring means 81.
The relative position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 can be adjusted by controlling the adjusting means 80, the measurement value of the light output measuring means 81 can be read, and the light shielding plate 40 The point which uses the control means 50 which can adjust a position is the same.

まず最初は、光ファイバの出射面から光出力計測手段８１に向かう全ての光を遮光する状態となるように遮光板４０を配置し、制御手段５０を用いて、図４（Ｂ）に示すように、光ファイバ３０Ａ（１）の出射面のみ、遮光状態を解除する（光ファイバ３０Ａ（１）の出射光のみが光出力計測手段８１に照射されるようにする）。
そして次のステップでは、図４（Ａ）の遮光板４０を用いた場合と同様に、制御手段５０は、調整する６軸の各々について、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置（角度を含む）を微小量移動させ、位置（角度を含む）の変化量である位置調整量に対する、光出力計測手段８１の測定値の変化量である光出力変化量であるΔＩｓを求める。このΔＩｓ（１）は、（式２）におけるΔＩ１に相当する。
すなわち、ΔＩ１＝ΔＩｓ（１）である。 First, as shown in FIG. 4B, the light shielding plate 40 is disposed so as to shield all light from the light exit surface of the optical fiber toward the light output measuring means 81, and the control means 50 is used. Further, the light shielding state is canceled only for the exit surface of the optical fiber 30A (1) (only the outgoing light of the optical fiber 30A (1) is irradiated to the light output measuring means 81).
In the next step, as in the case where the light shielding plate 40 of FIG. 4A is used, the control means 50 determines the relative position of the optical fiber unit 30 relative to the light source unit 20 for each of the six axes to be adjusted ( (Including the angle) is moved by a small amount, and ΔIs, which is the light output change amount that is the change amount of the measured value of the light output measuring means 81, with respect to the position adjustment amount that is the change amount of the position (including the angle) is obtained. This ΔIs (1) corresponds to ΔI1 in (Expression 2).
That is, ΔI1 = ΔIs (1).

そして、制御手段５０は、１本目の光ファイバ（１）のΔＩｓの計測を終えたら、光ファイバ３０Ａ（１）と光ファイバ３０Ａ（２）の遮光状態を解除するように、遮光板４０の位置を制御する。そして、上記と同様にして、位置調整量に対する光出力変化量であるΔＩｓを求める。ただし、このΔＩｓ（１＋２）は光ファイバ３０Ａ（１）と光ファイバ３０Ａ（２）の出射光の出力を計測しているので、（式３）におけるΔＩ２ではない。しかし、ΔＩｓ（１＋２）からΔＩｓ（１）を減算することで、ΔＩ２とみなすことができる。
つまり、ΔＩ２＝ΔＩｓ（１＋２）−ΔＩ１とみなすことができる。
同様にして、光ファイバの出射面が１つずつ増えるように遮光状態を解除し、遮光状態が解除された出射面が１つ増える毎に、位置調整量に対する光出力変化量であるΔＩｓを求め、全ての光ファイバの遮光状態を解除するまで繰り返す。
この結果、以下のように、ΔＩ１〜ΔＩｎを求めることができる。
解除した出射面の数＝１：ΔＩ１＝ΔＩｓ（１）
解除した出射面の数＝２：ΔＩ２＝ΔＩｓ（２）−ΔＩ１
解除した出射面の数＝３：ΔＩ３＝ΔＩｓ（３）−ΔＩ１−ΔＩ２
解除した出射面の数＝ｎ：ΔＩｎ＝ΔＩｓ（ｎ）−ΔＩ１−ΔＩ２−・・−ΔＩ（ｎ−１）
以降は、図４（Ａ）の遮光板４０を用いた場合と同様に、（式３）を用いて、この行列式から６軸の各軸に対する位置ずれ量（Δｘ、Δｙ、Δｚ、ΔＡ、ΔＢ、ΔＣ）を演算式から求めることができる。
そして、制御手段５０は、調整手段８０を制御して、求めた位置ずれ量（基準位置からの各軸のずれ量）に基づいて、（式３）から求めた（Δｘ、Δｙ、Δｚ、ΔＡ、ΔＢ、ΔＣ）を補正する位置に位置決めして、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置を位置決めする。この位置に位置決めすることで、結果的に光出力計測手段８１の測定値が最大となる。
そして次のステップでは、位置決めした光源ユニット２０と光ファイバユニット３０を固定するために、その間隙に接着剤等を充填させて固定する。 Then, when the control unit 50 finishes measuring ΔIs of the first optical fiber (1), the position of the light shielding plate 40 is set so as to release the light shielding state of the optical fibers 30A (1) and 30A (2). To control. Then, in the same manner as described above, ΔIs, which is a light output change amount with respect to the position adjustment amount, is obtained. However, this ΔIs (1 + 2) is not ΔI2 in (Equation 3) because the output of the light emitted from the optical fiber 30A (1) and the optical fiber 30A (2) is measured. However, it can be considered as ΔI2 by subtracting ΔIs (1) from ΔIs (1 + 2).
That is, it can be considered that ΔI2 = ΔIs (1 + 2) −ΔI1.
Similarly, the light shielding state is canceled so that the number of emission surfaces of the optical fiber is increased by one, and ΔIs that is the amount of change in light output with respect to the position adjustment amount is obtained each time the number of emission surfaces that are released from the light shielding state is increased by one. Repeat until all the optical fibers are unshielded.
As a result, ΔI1 to ΔIn can be obtained as follows.
Number of exiting exit surfaces = 1: ΔI1 = ΔIs (1)
Number of exit surfaces released = 2: ΔI2 = ΔIs (2) −ΔI1
Number of exit surfaces released = 3: ΔI3 = ΔIs (3) −ΔI1−ΔI2
Number of exit surfaces released = n: ΔIn = ΔIs (n) −ΔI1−ΔI2 ·· −ΔI (n−1)
Thereafter, as in the case of using the light shielding plate 40 of FIG. 4A, the amount of positional deviation (Δx, Δy, Δz, ΔA, ΔB, ΔC) can be obtained from an arithmetic expression.
Then, the control unit 50 controls the adjusting unit 80 to obtain (Δx, Δy, Δz, ΔA) obtained from (Expression 3) based on the obtained positional deviation amount (deviation amount of each axis from the reference position). , ΔB, ΔC) are positioned to correct the optical fiber unit 30 relative to the light source unit 20. By positioning at this position, the measurement value of the light output measuring means 81 is maximized as a result.
In the next step, in order to fix the positioned light source unit 20 and the optical fiber unit 30, the gap is filled with an adhesive or the like and fixed.

なお、以上に説明した実施の形態から制御手段５０を省略して、制御手段５０の代わりに作業者が、遮光板４０の位置を調整し、調整手段８０を用いて、光ファイバのそれぞれに対する、位置調整量に対する光出力変化量を求め、求めた位置調整量に対する光出力変化量を（式３）に代入し、位置ずれ量を演算にて求めて、求めた位置ずれ量に基づいて、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置決めを行うこともできる。   In addition, the control means 50 is abbreviate | omitted from embodiment described above, and instead of the control means 50, an operator adjusts the position of the light-shielding plate 40, and uses the adjustment means 80 for each of the optical fibers. A light output change amount with respect to the position adjustment amount is obtained, a light output change amount with respect to the obtained position adjustment amount is substituted into (Equation 3), a position deviation amount is obtained by calculation, and a light source is calculated based on the obtained position deviation amount. The relative positioning of the optical fiber unit 30 with respect to the unit 20 can also be performed.

また、制御手段５０と遮光板４０を省略して、作業者が、光出力計測手段８１の計測値が最大となる位置を求めるようにして、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０を位置決めするようにしてもよい。
この場合、作業者は、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置を調整しながら（すなわち、各発光部２１Ａに対する光ファイバの各入射面３０ｉｎの相対的な位置を調整しながら）、光ファイバアレイ３０Ａの出射面３０ｏｕｔから出射される光の出力を、光出力計測手段８１（光パワーメータ等）から読み取り、光出力計測手段８１の計測値が最大となる位置を求めるようにして、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０を位置決めするようにするので、（式３）等の演算式は不要である。 Further, the control unit 50 and the light shielding plate 40 are omitted, and the operator determines the position where the measurement value of the light output measurement unit 81 is maximized, and positions the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20. May be.
In this case, the operator adjusts the relative position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20 (that is, adjusts the relative position of each incident surface 30in of the optical fiber with respect to each light emitting portion 21A). The output of the light emitted from the exit surface 30out of the optical fiber array 30A is read from the light output measuring means 81 (such as an optical power meter), and the position where the measured value of the light output measuring means 81 is maximized is obtained. Since the optical fiber unit 30 is positioned with respect to the light source unit 20, an arithmetic expression such as (Expression 3) is not necessary.

次に、遮光板４０を用いた場合、光ファイバの出射面から出射されて遮光板４０にて遮光した光をどのように処理するか、について説明する。
一般的には、遮光板４０における光ファイバの出射面側は、光ファイバから出射された光を反射するように形成されている。しかし、光を反射させた場合、出射面に光を戻すことになる。仮に半導体レーザ光である場合、出射面に戻された半導体レーザ光は、発光部２１Ａに到達する。この場合、発光部２１Ａを損傷する可能性がある。
そこで、遮光板４０で遮光した光が、光ファイバの出射面に戻らないように、図４（Ｂ）に示すように、遮光板４０における光ファイバの出射面側に傾斜を設ける。これにより、傾斜面で反射した光を出射面に戻さないようにしている。
なお、遮光板４０の傾斜面の傾斜方向及び角度は、種々の方向、及び角度に設定することが可能である。図４（Ｂ）に示す例では、Ｘ軸方向に対して傾斜させたが、Ｙ軸方向に対して傾斜させてもよい。また、図４（Ａ）に示す遮光板４０に傾斜面を設けてもよい。
なお、遮光板４０で遮光した光が、光ファイバの出射面に戻らないようにすればよいので、遮光板４０における光ファイバの出射面側を、光を乱反射する乱反射面に形成してもよい。 Next, how to process the light emitted from the exit surface of the optical fiber and shielded by the light shielding plate 40 when the light shielding plate 40 is used will be described.
In general, the exit surface side of the optical fiber in the light shielding plate 40 is formed so as to reflect the light emitted from the optical fiber. However, when the light is reflected, the light is returned to the exit surface. If it is a semiconductor laser beam, the semiconductor laser beam returned to the emission surface reaches the light emitting portion 21A. In this case, the light emitting unit 21A may be damaged.
Therefore, as shown in FIG. 4B, an inclination is provided on the light-emitting surface side of the optical fiber in the light-shielding plate 40 so that the light shielded by the light-shielding plate 40 does not return to the light-emitting surface of the optical fiber. Thereby, the light reflected by the inclined surface is prevented from returning to the exit surface.
In addition, the inclination direction and angle of the inclined surface of the light shielding plate 40 can be set to various directions and angles. In the example shown in FIG. 4B, the tilt is made with respect to the X-axis direction, but the tilt may be made with respect to the Y-axis direction. Further, an inclined surface may be provided on the light shielding plate 40 shown in FIG.
Since the light shielded by the light shielding plate 40 only needs to be prevented from returning to the light emitting surface of the optical fiber, the light emitting surface side of the light shielding plate 40 may be formed as a diffusely reflecting surface that diffusely reflects light. .

以上、本実施の形態にて説明した光ファイバ位置決め方法では、光ファイバアレイで導光される光の拡がり角が大きくなると、巻回部３０Ｒ（または遮光板４０のピンホール４０Ｈ）にて所定拡がり角以上の光を除去して光の出力を低下させるので、モニタする物理量が光の出力のみでよく、拡がり角を直接的にモニタする必要がない。このため、より短時間で、光の出力が最大、且つ許容値以下の拡がり角となるように（ビーム品質を許容値以上に維持しながら）、光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置決めを行うことができる。   As described above, in the optical fiber positioning method described in the present embodiment, when the divergence angle of light guided by the optical fiber array increases, the wrapping portion 30R (or the pinhole 40H of the light shielding plate 40) spreads a predetermined distance. Since light beyond the corner is removed to reduce the light output, the only physical quantity to be monitored is the light output, and there is no need to monitor the divergence angle directly. For this reason, relative to the light source unit 20, the optical fiber unit 30 is relative to the light source unit 20 so that the light output becomes the maximum and the divergence angle less than the allowable value in a shorter time. Positioning can be performed.

本発明の光ファイバ位置決め方法は、本実施の形態で説明した光源ユニット２０、光ファイバユニット３０等の外観、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。   The optical fiber positioning method of the present invention is not limited to the appearance, configuration, structure, and the like of the light source unit 20 and the optical fiber unit 30 described in the present embodiment, and various changes can be made without changing the gist of the present invention. Can be added or deleted.

光源ユニット２０、及び光ファイバユニット３０の構造の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the structure of the light source unit 20 and the optical fiber unit 30. FIG. 光源ユニット２０に対する光ファイバユニット３０の相対的な位置を位置決めする方法について説明する図である。It is a figure explaining the method of positioning the relative position of the optical fiber unit 30 with respect to the light source unit 20. FIG. 巻回部３０Ｒの径の設定方法について説明する図である。It is a figure explaining the setting method of the diameter of winding part 30R. 遮光板４０の構造と使用方法について説明する図である。It is a figure explaining the structure and usage method of the light-shielding plate. 従来の光ファイバ位置決め方法を説明する図である。It is a figure explaining the conventional optical fiber positioning method.

符号の説明Explanation of symbols

２０ 光源ユニット
２１ アレイ状発光源
２１Ａ 発光部
２２ 光源ホルダ
３０ 光ファイバユニット
３０Ａ 光ファイバアレイ
３０Ｒ 巻回部
３１〜３３ 光ファイバホルダ
４０ 遮光板
４０Ｈ ピンホール
５０ 制御手段
８０ 調整装置
８１ 光出力計測手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Light source unit 21 Array light emission source 21A Light emission part 22 Light source holder 30 Optical fiber unit 30A Optical fiber array 30R Winding part 31-33 Optical fiber holder 40 Light-shielding plate 40H Pinhole 50 Control means 80 Adjustment apparatus 81 Light output measurement means

Claims (6)

楕円状に拡がりながら進行する光を出射する発光部が前記楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源に対して、複数の光ファイバの入射面のそれぞれが前記発光部のそれぞれに対向するように配置された光ファイバアレイを位置決めする、光ファイバ位置決め方法であって、
前記アレイ状発光源を光源ホルダに保持した光源ユニットと、
前記複数の光ファイバの入射面を前記発光部の間隔に並べて光ファイバホルダに保持した光ファイバユニットと、
前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を微調整可能な調整手段と、
前記アレイ状発光源から前記光ファイバアレイに入射されて当該光ファイバアレイから出射された光の出力を計測可能な光出力計測手段と、を用い、
前記アレイ状発光源の発光部のそれぞれに前記光ファイバアレイの入射面のそれぞれが対向するように前記光源ユニットに対して前記光ファイバユニットを配置するステップと、
前記光ファイバアレイの入射面から出射面に至る任意の位置に、各光ファイバの内部に閉じ込められて伝播している所定拡がり角よりも大きな拡がり角の光が当該光ファイバの外部に漏れるように設定した径で巻回した巻回部を、当該光ファイバアレイに形成するステップと、
前記調整手段を用いて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整しながら、前記光ファイバアレイの出射面から出射される光の出力を、前記光出力計測手段を用いて計測し、前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置を求めるステップと、
前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置にて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの位置を固定するステップと、を有する、
光ファイバ位置決め方法。 With respect to an array-shaped light source in which a plurality of light emitting portions emitting light that travels while spreading in an elliptical shape are arranged in the minor axis direction of the ellipse, each of incident surfaces of a plurality of optical fibers faces each of the light emitting portions. An optical fiber positioning method for positioning an optical fiber array arranged to:
A light source unit holding the arrayed light source in a light source holder;
An optical fiber unit in which incident surfaces of the plurality of optical fibers are arranged at intervals of the light emitting units and held in an optical fiber holder; and
Adjusting means capable of finely adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit;
Using an optical output measuring means capable of measuring the output of light incident on the optical fiber array and emitted from the optical fiber array from the array-like light source,
Disposing the optical fiber unit with respect to the light source unit such that each of the incident surfaces of the optical fiber array faces each of the light emitting portions of the arrayed light source; and
Light having a divergence angle larger than a predetermined divergence angle confined and propagated inside each optical fiber is leaked to the outside of the optical fiber at an arbitrary position from the incident surface to the output surface of the optical fiber array. Forming a wound portion wound with a set diameter on the optical fiber array;
While adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit using the adjusting unit, the output of light emitted from the exit surface of the optical fiber array is measured using the optical output measuring unit. And determining the position where the measured value of the light output measuring means is maximum,
Fixing the position of the optical fiber unit with respect to the light source unit at a position where the measurement value of the light output measuring means is maximized,
Optical fiber positioning method. 請求項１に記載の光ファイバ位置決め方法であって、
更に、前記光ファイバアレイの出射面と前記光出力計測手段との間に、任意の１本の前記光ファイバの出射面から出射される光のみが通過可能な大きさの径を有するピンホールが形成された遮光板を配置し、前記ピンホールの位置を計測対象の光ファイバの出射面に対向させて、当該光ファイバの出射面から出射される光が前記ピンホールを通って前記光出力計測手段に当たる位置に前記遮光板を位置決めするステップと、
前記調整手段を用いて、前記調整手段にて調整可能な調整方向のそれぞれに対して、位置の変化量である位置調整量に対する前記光出力計測手段の計測値の変化量である光出力変化量を求めるステップと、
前記計測対象の光ファイバに対して前記遮光板を位置決めし、前記調整方向のそれぞれに対して、前記位置調整量に対する前記光出力変化量を求める処理を、前記光ファイバアレイの全ての光ファイバに対して行うステップと、
前記光ファイバのそれぞれに対する、それぞれの調整方向における前記位置調整量に対する前記光出力変化量に基づいて、前記光ファイバのそれぞれの入射面におけるそれぞれの調整方向に対する位置ずれ量を求めるステップと、
求めた前記位置ずれ量に基づいて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整し、前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置に位置決めするステップと、を有する、
光ファイバ位置決め方法。 The optical fiber positioning method according to claim 1,
Furthermore, a pinhole having a diameter that allows only light emitted from the exit surface of any one of the optical fibers to pass between the exit surface of the optical fiber array and the light output measuring means. The formed light shielding plate is arranged, the position of the pinhole is made to face the emission surface of the optical fiber to be measured, and the light output from the emission surface of the optical fiber passes through the pinhole and the light output measurement Positioning the light shielding plate at a position that hits the means;
A light output change amount that is a change amount of a measurement value of the light output measurement means with respect to a position adjustment amount that is a change amount of a position with respect to each adjustment direction that can be adjusted by the adjustment means using the adjustment means. A step of seeking
The process of positioning the light shielding plate with respect to the optical fiber to be measured and obtaining the light output change amount with respect to the position adjustment amount for each of the adjustment directions is performed on all the optical fibers of the optical fiber array. Steps to be taken against
Obtaining a positional deviation amount for each adjustment direction on each incident surface of the optical fiber based on the light output change amount for the position adjustment amount in each adjustment direction for each of the optical fibers;
Adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit based on the obtained amount of positional deviation, and positioning at a position where the measurement value of the light output measuring means is maximized,
Optical fiber positioning method. 請求項1に記載の光ファイバ位置決め方法であって、
更に、前記光ファイバアレイの出射面と前記光出力計測手段との間に、遮光板を配置し、前記遮光板の位置を、前記出射面から前記光出力計測手段に向かう全ての光を遮光する状態の位置から、出射面が１つずつ増えるように遮光状態を解除していく方向に、前記遮光板の位置を移動させるステップと、
遮光状態が解除された出射面が１つ増える毎に、遮光状態が解除されている出射面に対応する光ファイバに対して、前記調整手段を操作して、前記調整手段にて調整可能な調整方向のそれぞれに対して、位置の変化量である位置調整量に対する前記光出力計測手段の計測値の変化量である光出力変化量を求めるステップと、
前記光ファイバのそれぞれに対する、それぞれの調整方向における前記位置調整量に対する前記光出力変化量に基づいて、前記光ファイバのそれぞれの入射面におけるそれぞれの調整方向に対する位置ずれ量を求めるステップと、
求めた前記位置ずれ量に基づいて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整し、前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置に位置決めするステップと、を有する、
光ファイバ位置決め方法。 The optical fiber positioning method according to claim 1,
Further, a light shielding plate is disposed between the light exit surface of the optical fiber array and the light output measuring means, and the position of the light shield plate is used to shield all light from the light exit surface toward the light output measuring means. Moving the position of the light-shielding plate in a direction to release the light-shielding state from the position of the state so as to increase the exit surface one by one;
Each time the number of exit surfaces released from the light-shielded state increases by one, the adjustment means can be adjusted by adjusting the adjustment means for the optical fiber corresponding to the exit surface from which the light-shielded state is released. For each of the directions, obtaining a light output change amount that is a change amount of a measurement value of the light output measurement means with respect to a position adjustment amount that is a change amount of the position;
Obtaining a positional deviation amount for each adjustment direction on each incident surface of the optical fiber based on the light output change amount for the position adjustment amount in each adjustment direction for each of the optical fibers;
Adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit based on the obtained amount of positional deviation, and positioning at a position where the measurement value of the light output measuring means is maximized,
Optical fiber positioning method. 楕円状に拡がりながら進行する光を出射する発光部が前記楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源に対して、複数の光ファイバの入射面のそれぞれが前記発光部のそれぞれに対向するように配置された光ファイバアレイを位置決めする、光ファイバ位置決め方法であって、
前記アレイ状発光源を光源ホルダに保持した光源ユニットと、
前記複数の光ファイバの入射面を前記発光部の間隔に並べて光ファイバホルダに保持した光ファイバユニットと、
前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を微調整可能な調整手段と、
前記アレイ状発光源から前記光ファイバアレイに入射されて当該光ファイバアレイから出射された光の出力を計測可能な光出力計測手段と、
前記光ファイバアレイの出射面と前記光出力計測手段との間に配置され、任意の１本の前記光ファイバの出射面から出射される光のみが通過可能な大きさの径であるとともに前記光ファイバの出射面から出射される所定拡がり角以下の光のみが通過可能な大きさの径を有するピンホールが形成された遮光板と、を用い、
前記アレイ状発光源の発光部のそれぞれに前記光ファイバアレイの入射面のそれぞれが対向するように前記光源ユニットに対して前記光ファイバユニットを配置するステップと、
前記ピンホールの位置を計測対象の光ファイバの出射面に対向させて、当該光ファイバの出射面から出射される前記所定拡がり角度以下の光が前記ピンホールを通って前記光出力計測手段に当たる位置に前記遮光板を位置決めするステップと、
前記調整手段を用いて、前記調整手段にて調整可能な調整方向のそれぞれに対して、位置の変化量である位置調整量に対する前記光出力計測手段の計測値の変化量である光出力変化量を求めるステップと、
前記計測対象の光ファイバに対して前記遮光板を位置決めし、前記調整方向のそれぞれに対して、前記位置調整量に対する前記光出力変化量を求める処理を、前記光ファイバアレイの全ての光ファイバに対して行うステップと、
前記光ファイバのそれぞれに対する、それぞれの調整方向における前記位置調整量に対する前記光出力変化量に基づいて、前記光ファイバのそれぞれの入射面におけるそれぞれの調整方向に対する位置ずれ量を求めるステップと、
求めた前記位置ずれ量に基づいて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整し、前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置を求めるステップと、
前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置にて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの位置を固定するステップと、を有する、
光ファイバ位置決め方法。 With respect to an array-shaped light source in which a plurality of light emitting portions emitting light that travels while spreading in an elliptical shape are arranged in the minor axis direction of the ellipse, each of incident surfaces of a plurality of optical fibers faces each of the light emitting portions. An optical fiber positioning method for positioning an optical fiber array arranged to:
A light source unit holding the arrayed light source in a light source holder;
An optical fiber unit in which incident surfaces of the plurality of optical fibers are arranged at intervals of the light emitting units and held in an optical fiber holder; and
Adjusting means capable of finely adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit;
A light output measuring means capable of measuring an output of light incident on the optical fiber array from the array-like light source and emitted from the optical fiber array;
The light is disposed between the exit surface of the optical fiber array and the light output measuring means, and has a diameter that allows only light emitted from the exit surface of any one of the optical fibers to pass therethrough and the light. Using a light shielding plate having a pinhole having a diameter that allows only light having a predetermined spread angle or less emitted from the exit surface of the fiber to pass through, and
Disposing the optical fiber unit with respect to the light source unit such that each of the incident surfaces of the optical fiber array faces each of the light emitting portions of the arrayed light source; and
Position where the position of the pinhole is opposed to the exit surface of the optical fiber to be measured, and the light having the predetermined spread angle or less emitted from the exit surface of the optical fiber hits the light output measuring means through the pinhole Positioning the light shielding plate on
A light output change amount that is a change amount of a measurement value of the light output measurement means with respect to a position adjustment amount that is a change amount of a position with respect to each adjustment direction that can be adjusted by the adjustment means using the adjustment means. A step of seeking
The process of positioning the light shielding plate with respect to the optical fiber to be measured and obtaining the light output change amount with respect to the position adjustment amount for each of the adjustment directions is performed on all the optical fibers of the optical fiber array. Steps to be taken against
Obtaining a positional deviation amount for each adjustment direction on each incident surface of the optical fiber based on the light output change amount for the position adjustment amount in each adjustment direction for each of the optical fibers;
Adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit based on the obtained displacement amount, and obtaining a position where the measured value of the light output measuring means is maximized;
Fixing the position of the optical fiber unit with respect to the light source unit at a position where the measurement value of the light output measuring means is maximized,
Optical fiber positioning method. 請求項２〜４のいずれかに記載の光ファイバ位置決め方法であって、
前記遮光板における前記光ファイバの出射面のそれぞれと対向する側の面は、前記出射面のそれぞれから出射された光を当該出射面に戻さないようにする傾斜が設けられている、または前記出射面のそれぞれから出射された光を当該出射面に戻さないようにする乱反射面に形成されている、
光ファイバ位置決め方法。 An optical fiber positioning method according to any one of claims 2 to 4,
The surface of the light shielding plate that faces the output surface of the optical fiber is provided with an inclination that prevents light emitted from each of the output surfaces from returning to the output surface, or the output It is formed on the irregular reflection surface that prevents the light emitted from each of the surfaces from returning to the emission surface,
Optical fiber positioning method. 請求項２〜５のいずれかに記載の光ファイバ位置決め方法であって、
更に、前記遮光板の位置を調整可能であるとともに、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整可能であり、前記光出力計測手段の計測値を読み込み可能な制御手段を用いて、
計測対象の光ファイバに前記遮光板を位置決めするステップと、
前記調整手段にて調整可能な調整方向のそれぞれに対して、前記位置調整量に対する前記光出力変化量を求めるステップと、
前記計測対象の光ファイバに対して前記遮光板を位置決めし、前記調整方向のそれぞれに対して、前記位置調整量に対する前記光出力変化量を求める処理を、前記光ファイバアレイの全ての光ファイバに対して行うステップと、
前記光ファイバのそれぞれに対する、それぞれの調整方向における前記位置調整量に対する前記光出力変化量に基づいて、前記光ファイバのそれぞれの入射面におけるそれぞれの調整方向に対する位置ずれ量を求めるステップと、
求めた前記位置ずれ量に基づいて、前記光源ユニットに対する前記光ファイバユニットの相対的な位置を調整し、前記光出力計測手段の計測値が最大となる位置を求めるステップと、を前記制御手段にて自動的に行わせる、
光ファイバ位置決め方法。

An optical fiber positioning method according to any one of claims 2 to 5,
Furthermore, the position of the light shielding plate can be adjusted, the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit can be adjusted, and a control unit capable of reading the measurement value of the light output measuring unit is used. ,
Positioning the light shielding plate on the optical fiber to be measured;
Obtaining the light output change amount with respect to the position adjustment amount for each of the adjustment directions adjustable by the adjustment means;
The process of positioning the light shielding plate with respect to the optical fiber to be measured and obtaining the light output change amount with respect to the position adjustment amount for each of the adjustment directions is performed on all the optical fibers of the optical fiber array. Steps to be taken against
Obtaining a positional deviation amount for each adjustment direction on each incident surface of the optical fiber based on the light output change amount for the position adjustment amount in each adjustment direction for each of the optical fibers;
Adjusting the relative position of the optical fiber unit with respect to the light source unit based on the obtained displacement amount, and obtaining a position where the measured value of the light output measuring means is maximized; Automatically
Optical fiber positioning method.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109752169A (en) * 2019-02-20 2019-05-14 莱特巴斯光学仪器（镇江）有限公司 Fiber array module measuring device

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