JP2018010036A

JP2018010036A - 光結合方法

Info

Publication number: JP2018010036A
Application number: JP2016136811A
Authority: JP
Inventors: 壮人河野; Taketo Kono
Original assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Current assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2018-01-18

Abstract

【課題】所望の光結合強度を得ることが可能な光結合方法を提供する。【解決手段】光結合方法は、第１レンズの第１設置面をレンズ配置面に対面させて、第１光結合強度を得る工程Ｓ２ａと、第１レンズの第２設置面をレンズ配置面に対面させて、第２光結合強度を得る工程Ｓ２ｂと、第１光結合強度と第２光結合強度とに基づいて、第１設置面と第２設置面の何れかを選択する工程Ｓ２ｅと、選択された設置面にベースを固定する工程と、を含む。【選択図】図１９

Description

本発明は、光結合方法に関する。

特許文献１には、コヒーレント光受信装置に関する技術が開示されている。コヒーレント通信用光受信デバイス等の光受信器では、偏波や位相が多重化された光信号が偏波保持ファイバを介して入力され、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarization beam splitter）により偏光に応じて分波される。分波された光信号は、例えば光９０度ハイブリッド素子により位相に応じて分離される。分離された光信号は、受光素子により電気信号に変換される。

特開平５‐１５８０９６号公報

図２３は、このコヒーレント光受信装置の構成を概略的に示す。図２３に示されるコヒーレント光受信装置３００は、偏光ビームスプリッタ３０２、ビームスプリッタ３０４、モニタ用受光素子３０６、２個の多モード干渉器（光９０度ハイブリッド）３１１及び３１２、８個（４組）の信号光用受光素子３３４、４個のアンプ３３５、並びに８個（４組）のカップリングコンデンサ３３６を備えている。

このコヒーレント光受信装置３００には、偏光方向が互いに異なる２つの偏光成分を有する信号光Ｎｏと、局発光Ｌｏとが入力される。信号光Ｎｏの一部は、ビームスプリッタ３０８によって分岐されてモニタ用受光素子３０６に入力される。モニタ用受光素子３０６は、信号光Ｎｏの平均光強度を検出する。信号光Ｎｏの残部は、可変減衰器３１０を経て偏光ビームスプリッタ３０２に達し、偏光ビームスプリッタ３０２によって一方の偏光成分Ｎ１と他方の偏光成分Ｎ２とに分岐される。一方の偏光成分Ｎ１は一方の多モード干渉器３１１に入力され、他方の偏光成分Ｎ２は他方の多モード干渉器３１２に入力される。

局発光Ｌｏは、ビームスプリッタ３０４によって分岐される。分岐された一方の局発光Ｌ１は一方の多モード干渉器３１１に入力され、他方の局発光Ｌ２は他方の多モード干渉器３１２に入力される。多モード干渉器３１１は、局発光Ｌ１と偏光成分Ｎ１とを干渉させることにより、ＸＩ信号成分及びＸＱ信号成分をそれぞれ示す２対の干渉光を出力する。多モード干渉器３１２は、局発光Ｌ２と偏光成分Ｎ２とを干渉させることにより、ＹＩ信号成分及びＹＱ信号成分をそれぞれ示す２対の干渉光を出力する。これらの干渉光は、各信号光用受光素子３３４によって電流信号に変換される。各信号光用受光素子３３４から出力された電流信号は、アンプ３３５によって差動の電圧信号に変換されたのち、カップリングコンデンサ３３６を介して外部に出力される。

このように、コヒーレントレシーバは、レンズや多モード干渉器といった互いに光結合される複数の光学部品を有する。コヒーレントレシーバを組み立てる際には、光学部品同士において所望の光結合強度を得るために、光学部品同士の相対的な位置関係を調整しながら組み立てる。この位置関係の調整においては、調整の選択肢が増加するほど、所望の光結合強度を得やすくなる。

本発明は、位置関係の調整における選択肢を増すことにより、所望の光結合強度を得ることが可能な光結合方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態は、光提供部と対象部との間にレンズを配置することにより、光提供部から提供される光を対象部に光結合させる光結合方法であって、レンズは、レンズ部と支持部とを有し、支持部は、レンズが設置される第１基板の主面に対して設置可能な第１設置面及び第１設置面と対向あるいは直角の位置関係に配置された第２設置面を含み、第１設置面からレンズ部の光軸までの第１距離は、第２設置面からレンズ部の光軸までの第２距離と異なり、第１設置面を第１基板の主面に対面させてレンズを載置した後に、光提供部と対象部の間の第１光結合強度を得る工程と、第２設置面を第１基板の主面に対面させてレンズを載置した後に、光提供部と対象部の間の第２光結合強度を得る工程と、第１光結合強度と第２光結合強度とに基づいて、第１設置面と第２設置面の何れかを選択する工程と、選択された設置面に第１基板を固定する工程と、含む。

本発明によれば、位置関係の調整における選択肢を増すことにより、所望の光結合強度を得ることが可能な光結合方法が提供される。

図１は、実施形態に係る光結合方法によって製造されるコヒーレントレシーバを概略的に示した平面図である。図２は、図１に示すコヒーレントレシーバの内部を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係る光結合方法の一工程を模式的に示す図である。図５は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図６は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図７（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係る光結合方法の一工程を模式的に示す図である。図８は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図９は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図１０は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図１１は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図１２は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図１３は、光減衰器の印加バイアス電圧と減衰量の関係を示す図である。図１４は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図１５は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図１６は、実施形態に係る光結合方法の一工程を示す図である。図１７（ａ）は、第１レンズを側面視した図であり、図１７（ｂ）は、第１レンズを正面視した図である。図１８（ａ）は第１設置面をベースに対面させた第１レンズの取付形態を正面視した図であり、図１８（ｂ）は第２設置面をベースに対面させた第１レンズの取付形態を正面視した図であり、図１８（ｃ）は第３設置面をベースに対面させた第１レンズの取付形態を正面視した図であり、図１８（ｄ）は第４設置面をベースに対面させた第１レンズの取付形態を正面視した図である。図１９は、実施形態に係る光結合方法の主要な工程を示す図である。図２０は、実施形態に係る第１レンズと偏波依存光分岐素子とがベース上に取り付けられた構成を正面視した図である。図２１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、２レンズ群におけるそれぞれのレンズの結合トレランスの関係を示す図である。図２２（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係るレンズと偏波依存光分岐素子とがベース上に取り付けられた構成を正面視した図である。図２３は、特許文献１に示されたコヒーレント光受信装置の構成を概略的に示す図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

上記工程を有する光結合方法によれば、レンズを第１基板の主面に取り付ける際に、第１設置面を主面に対面させたときの第１光結合強度と、第２設置面を主面に対面させたときの第２光結合強度と、を得る。第１設置面からレンズ部の光軸までの第１距離は、第２設置面からレンズ部の光軸までの第２距離とは異なっているので、第１光結合強度及び第２光結合強度は互いに異なり得る。従って、位置関係の調整における選択肢が増すので、所望の光結合強度を得ることできる。

また、第１設置面と第２設置面の何れかを選択する工程は、第１光結合強度と第２光結合強度のうち、光結合強度の大きい方を選択する工程であってもよい。この方法によれば、光結合強度が最も大きくなるようにレンズが第１基板に固定される。従って、光結合強度を向上させることができる。

また、レンズを複数備え、複数のレンズについて、第１光結合強度を得る工程と第２光結合強度を得る工程とを実施し、複数のレンズにおいて、第１設置面と第２設置面の何れかを選択する工程は、レンズの光結合強度の差が最も小さい関係で設置面の選択がなされてもよい。この方法によれば、光結合強度のばらつきを抑制することができる。

対象部は、局発光と信号光とを干渉させて信号を得る多モード干渉部であり、レンズは、多モード干渉部に入射する局発光の光路上、または、多モード干渉部に入射する信号光の光路上に設置されてもよい。この方法によれば、所望の光結合強度をもって多モード干渉部に対して局発光と信号光とを光結合させることができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光結合方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は実施形態に係る光結合方法によって製造されるコヒーレントレシーバを概略的に示した平面図である。図２は、図１に示すコヒーレントレシーバ１の内部を示す斜視図である。図１及び図２に示されるように、コヒーレントレシーバ１は、局発光（Local Beam：Ｌｏ光）と信号光（Signal Beam：Ｓｉｇ光）とを干渉させ、位相変調されたＳｉｇ光に含まれる情報を復調する装置である。復調された情報は電気信号に変換されてコヒーレントレシーバ外に出力される。コヒーレントレシーバ１は、Ｌｏ光、Ｓｉｇ光それぞれに対する光学系と、二つの多モード干渉器（対象部、多モード干渉部：Multi-Mode Interference：ＭＭＩ４０，５０）を含む。そして、これら光学系とＭＭＩ４０，５０を搭載する筐体２を有する。光学系とＭＭＩ４０，５０はキャリア３（第２基板）及びベース４（第１基板）を介して筐体２の底面２Ｅ（図６参照）上に搭載されている。また、キャリア３上には復調された情報を処理する回路を搭載する配線基板４６，５６が搭載されている。キャリア３は、例えば銅タングステン（ＣｕＷ）等の金属製であり、一方、ベース４はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の絶縁材料で構成される。二つのＭＭＩ４０，５０は半導体ＭＭＩであり、例えばＩｎＰ製である。ＭＭＩ４０，５０はそれぞれ、光入力部４１，５１、及び光入力部４２，５２を有する。光入力部４１，５２に入力したＬｏ光と光入力部４２，５２に入力したＳｉｇ光を干渉させて位相情報を復調する。なお、二つのＭＭＩ４０，５０は独立して設けられてもよく、あるいは一体に集積化されていてもよい。二つのＭＭＩ４０，５０が独立して設けられた場合には、ＭＭＩ４０，５０の一個あたりの外形寸法を小さくすることができる。従って、ＭＭＩ４０，５０が傾いてキャリア３に設置されたとき、一辺あたりの長さが短くなっているので、高さ方向のずれを低減することができる。また、二つのＭＭＩ４０，５０が一体に集積化された場合には、１つの工程でＭＭＩを設置することができる。

筐体２は、前壁２Ａを有する。以下の説明において、前壁２Ａ側を前方、反対側を後方と呼ぶ。但し、これら前方／後方はあくまでも説明のためだけであり、本発明の範囲を制限するものではない。前壁２Ａには、Ｌｏ光のポート５（光提供部）及びＳｉｇ光のポート６（光提供部）が、例えばレーザ溶接により固定されている。ポート５には偏波保持ファイバ３５を介してＬｏ光Ｌ₀が提供され、ポート６には単一モードファイバ３６を介してＳｉｇ光Ｎ₀が提供される。ポート５，６は、それぞれコリメートレンズを有しており、偏波保持ファイバ３５、単一モードファイバ３６から出射されたＬｏ光Ｌ₀，Ｓｉｇ光Ｎ₀（それぞれのファイバから出射された状態では発散光）をそれぞれコリメート光に変更して筐体２内に導く。

Ｌｏ光用光学系は、Ｌｏ光のポート５から提供されたＬｏ光をＭＭＩ４０，５０のＬｏ光の光入力部４１，５１に導く。具体的には、Ｌｏ光用光学系は、偏光子（polarizer）１１、光分波素子（Beam Splitter：ＢＳ１２）、反射器１３、二つのレンズ群１４，１５、スキュー調整素子１６、及び光減衰器（光ＡＴＴ７１）を含む。なお、スキュー調整素子１６及び光ＡＴＴ７１は、必要でなければ省かれてもよい。

レンズ群１４は、ＢＳ１２とＭＭＩ４０との間の光路上に配置され、ＢＳ１２によって分岐された一方のＬｏ光Ｌ₁を、ＭＭＩ４０のＬｏ光の光入力部４１に集光する。レンズ群１５は、反射器１３とＭＭＩ５０との間の光路上に配置され、ＢＳ１２によって分岐され反射器１３において反射した他方のＬｏ光Ｌ２を、ＭＭＩ５０のＬｏ光の光入力部５１に集光する。レンズ群１４，１５は、それぞれＭＭＩ４０，５０に相対的に近接配置された第１レンズ１４ｂ，１５ｂ、及び相対的にＭＭＩ４０，５０から離間して配置された第２レンズ１４ａ，１５ａを有する。このように、第１レンズ１４ｂ，１５ｂと第２レンズ１４ａ，１５ａとを組み合わせてレンズとすることによって、ＭＭＩ４０，５０の小さなＬｏ光の光入力部４１，５１に対するＬｏ光Ｌ₁，Ｌ₂の光結合強度を高めることができる。

Ｓｉｇ光用光学系は、偏波依存光分岐素子である偏光ビームスプリッタ（Polarization Beam Splitter：ＰＢＳ２１）、反射器２２、二つのレンズ群２３，２４、半波長板２５、スキュー調整素子２６、及び光減衰器（光ＡＴＴ８１）を含む。なお、スキュー調整素子２６及び光ＡＴＴ８１は、必要でなければ省かれてもよい。

次にコヒーレントレシーバ１の製造方法について説明する。

図３に示されるように、まず、筐体２の外部において、ベース４をキャリア３上に搭載し、互いに固着させる。キャリア３は、例えば銅タングステン（ＣｕＷ）からなる矩形の板状部材である。ベース４は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる矩形の板状部材である。ベース４とキャリア３の固着は、例えばＡｕＳｎ共晶半田を用いることができる。キャリア３上にはベース４の搭載領域とＭＭＩ４０，５０の搭載領域とを区画する溝が予め形成されている。この前縁にベース４の後端を目視で合わせることにより、筐体２の前後方向におけるキャリア３とベース４との相対位置を決定する。なお、これに代えて、キャリア３の前縁とベース４の前縁を合致させるアライメントを行ってもよい。

なお、後の工程においてキャリア３を筐体２内に配置する際には、キャリア３の幅が筐体２の内壁の間隔に略合致しているため、キャリア３の側面に形成された一対の括れを把持するとよい。そして、ベース４の筐体２の左右方向についてのアライメントは、キャリア３に形成された一対の括れを用いてもよい。すなわち、括れによりキャリア３の中央部分の間隔が狭くなっているので、その狭い部分の両端位置とベース４の両端位置とを一致させるとよい。

次に、ＭＭＩ４０をＭＭＩキャリア（不図示）上に搭載し、互いに固着（ダイボンド）する。同様に、ＭＭＩ５０を別のＭＭＩキャリア（不図示）上に搭載し、互いに固着する。ＭＭＩキャリアは、直方体状の部材であり、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、あるいはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミックからなる。ＭＭＩ４０，５０とＭＭＩキャリアとの固着には、例えば金錫（ＡｕＳｎ）系のＡｕＳｎ共晶半田が用いられる。この固着には、通常の半導体デバイスを絶縁基板上にマウントする公知の方法と同様の技術を用いることができる。その後、ＭＭＩ４０，５０をそれぞれ搭載した二つのＭＭＩキャリアを、キャリア３上であってベース４の後端側に位置する領域に固定する。キャリア３上には予めＭＭＩキャリアの固定領域を囲むように溝が形成されており、ＭＭＩキャリアは当該溝を基準として目視アライメントにより配置される。

なお、ＭＭＩキャリア上には、ＭＭＩキャリアの前方側と後方側とを分離する溝が形成されている。ＭＭＩキャリアの前方側は、ＭＭＩ４０，５０に内蔵される光導波路部分４４，５４（図１参照）に相当する。ＭＭＩキャリアの後方側は、ＭＭＩ４０，５０に内蔵されるフォトダイオード部分（内蔵フォトダイオード４５，５５：図１参照）に相当する。ＭＭＩ４０，５０の裏面電極もまた前方側と後方側とに分離されており、その結果、内蔵フォトダイオード４５，５５のリーク電流の減少が実現される。

上述したＭＭＩキャリアとＭＭＩ４０，５０との固着と並行して、二つの配線基板４６，５６上に複数のダイキャパシタ（平行平板コンデンサ）を実装する。配線基板４６，５６は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。複数のダイキャパシタの実装には、例えばＡｕＳｎペレットを使用でき、また、公知のソルダリング工程を採用してもよい。その後、複数のダイキャパシタがそれぞれ実装された二つの配線基板４６，５６のうち一方を、ＭＭＩ４０を囲んでキャリア３に固定し、他方の配線基板５６を、ＭＭＩ５０を囲んで配置してキャリア３に固定する。配線基板４６，５６のキャリア３上への搭載は、例えばＡｕＳｎ等の共晶はんだにて、その後、キャリア３を筐体２内に搭載する。

続いて、キャリア３を筐体２の底面２Ｅ上に搭載する（工程Ｓ１：図１９参照）。このとき、例えば、筐体２の前壁２Ａを構成する前壁の内面にキャリア３の前端を突き当て、キャリア３と筐体２とのアライメントを行った後、所定寸法だけキャリア３を当該側壁から離し、その状態でキャリア３を筐体２の底面２Ｅに配置するとよい。ここで、筐体２の各側壁の内面は二段に構成されており、上段は金属製であり、下段は複数の端子を互いに絶縁するためにセラミック製のフィードスルー６１である。下段の内寸（壁間距離）はキャリア３の幅とほぼ一致しているが、上段の内寸はキャリア３の幅よりも広い。従って、上段の側壁の内面にキャリア３を突き当てることができ、これにより、筐体２とキャリア３（及びすでにキャリア３上に搭載されている各部品）とのアライメントを±０．５°以内で実現することが可能である。底面２Ｅへのキャリア３の固定は、例えば半田を用いて行われる。

また、この工程では、キャリア３とともにＶＯＡキャリア３０を筐体２の底面２Ｅ上に搭載する。このとき、例えば、筐体２の前壁２Ａを構成する側壁の内面にＶＯＡキャリア３０の前端を突き当て、ＶＯＡキャリア３０と筐体２とのアライメントを行った後、所定寸法だけＶＯＡキャリア３０を当該側壁から離し、その状態でＶＯＡキャリア３０を筐体２の底面２Ｅに配置するとよい。これにより、前述のキャリア３の前端と、ＶＯＡキャリア３０の後端とが互いに平行になる。底面２ＥへのＶＯＡキャリア３０の固定は、例えば半田を用いて行われる。

キャリア３を底面２Ｅに固定したのち、集積回路４３，５３を配線基板４６，５６上に実装する。集積回路４３，５３の実装は、例えば銀ペースト等の導電性樹脂を使用して公知の実装方法により行う。集積回路４３，５３の搭載後、筐体２全体を昇温（〜１８０℃）することにより、導電性樹脂に含まれる溶剤を気化する。その後、集積回路４３，５３の上面の電極パッドと、筐体２の後方側の端子６５をワイヤリングにより電気的に接続する。なお、このワイヤリングにより、次工程以降における各光部品のアクティブ調芯、すなわちＭＭＩ４０，５０に試験光を入力し、ＭＭＩ４０，５０に内蔵されているフォトダイオード（４５，５５：不図示）の出力信号強度が最大となる位置に各光部品を配置することが可能となる。

続いて、各光部品を筐体２内に搭載する。まず、光学調芯のためのＬｏ光を生成する。図４（ａ）に示されるように、互いに垂直な光反射面１０４ａ及び底面１０４ｂを有する標準反射器１０４を用意する。光反射面１０４ａは筐体２の前壁２Ａを模擬し、底面１０４ｂは筐体２の底面を模擬する。標準反射器１０４は、例えば直方体状のガラスブロックにより構成される。そして、この標準反射器１０４を、調芯装置の支持台１０５上に固定されたステージ１０３上に設置する。このとき、底面１０４ｂとステージ１０３を密に接触させる。

標準反射器１０４の光軸方向にオートコリメータ１２５の光軸方向を合わせる。具体的には、オートコリメータ１２５から可視レーザ光Ｌを出力し、可視レーザ光Ｌを光反射面１０４ａに当てる。そして、光反射面１０４ａが反射した可視レーザ光Ｌの光強度を、オートコリメータ１２５側で検出する。反射前の可視レーザ光Ｌと反射後の可視レーザ光Ｌとが互いに重なるとき、検出される光強度は最大となる。このことを利用して、光反射面１０４ａの法線方向、すなわち標準反射器１０４の光軸方向にオートコリメータ１２５の光軸方向を合わせる。その後、標準反射器１０４をステージ１０３から取り外し、ＭＭＩ４０，５０、配線基板４６，５６及びＶＯＡキャリア３０を搭載した筐体２に置き換える（図４（ｂ））。このとき、筐体２の底面をステージ１０３に密に接触させる。オートコリメータ１２５の光軸は筐体２の上方空間を通過するので、可視レーザ光Ｌは筐体２の上方を通過し、筐体２内には導入されない。

続いて、図５に示されるように、モニタフォトダイオード３３をＶＯＡキャリア３０上に搭載する。また、ＰＢＳ２１、スキュー調整素子１６，２６、半波長板２５、偏光子１１、及びＢＳ１２を筐体２内の所定の搭載位置にそれぞれ搭載する。これらの光部品は、調芯作業を実施しない光部品であって、その光入射面の方向のみが調整されたのち固定される。具体的には、この工程では、すでにその調整が終了しているオートコリメータ１２５の光軸を利用して光部品の角度（光入射面の角度）を調整する。これらの光部品の一側面をオートコリメータ１２５の可視レーザ光Ｌに対する反射面とし、反射前の可視レーザ光Ｌと反射後の可視レーザ光Ｌとを互いに重ね合わせ、これらの光部品の角度（光軸方向）を調整する。なお、この作業はオートコリメータ１２５の光軸上すなわち筐体２の上方空間において行われる。そして、その向きを保持したまま（あるいは必要に応じて所定角度だけ回転させ）、各搭載位置に設けられた接着樹脂上にこれらの光部品を移動させ、該接着樹脂を硬化させてこれらを固定する。

ＰＢＳ２１、スキュー調整素子１６，２６、及び偏光子１１については、筐体２に搭載された状態において光入射面が前壁２Ａ側を向くので、該光入射面の法線方向とオートコリメータ１２５の光軸とを一致させて光軸方向を調整し、その向きを維持しつつ搭載するとよい。また、半波長板２５及びモニタフォトダイオード３３については、筐体２に搭載された状態において光入射面が側方を向くので、該光入射面の法線方向とオートコリメータ１２５の光軸とを一致させそれらの光軸方向を調整したのち、底面２Ｅの法線周りに９０°回転してから搭載する。なお、モニタフォトダイオード３３については、更に所定の端子との間のワイヤボンディングにより、該所定の端子に対して電気的接続を行う。ＢＳ１２については、筐体２に搭載された状態において光入射面が側方を向くが、光出射面が後方を向くので、光出射面若しくはこの光出射面とは反対側の面の法線方向とオートコリメータ１２５の光軸とを一致させ光軸方向を調整したのち、その向きを維持しながら筐体２内に搭載するとよい。

続いて、上述の各光部品とは別の光部品、すなわちＭＭＩ４０，５０に対する光結合トレランスが上記の各光部品よりも小さい故に調芯を必要とするＳｉｇ光のレンズ２７；反射器１３，２２；及び各レンズ群１４，１５，２３，２４；を筐体２内に搭載する。その準備として、模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂを筐体２の前壁２Ａに配置する。模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂは、Ｓｉｇ光のポート６及びＬｏ光のポート５をそれぞれ模擬し、模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂからは、当該別の光部品の調芯に用いられる試験光が出射される。以下、試験光を準備する工程の詳細について説明する。

図６は、模擬コネクタ１２３ａ（図８参照）を保持するためのマニピュレータ１００の一部を示す斜視図である。マニピュレータ１００は、位置及び角度（具体的には、互いに直交する３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の方向の位置、及び模擬コネクタ１２３ａの光軸方向に垂直な２軸周りの角度）を自在に変更可能なアーム１０１と、アーム１０１の先端に設けられたヘッド１０２を有する。模擬コネクタ１２３ａは、ヘッド１０２上に保持されており、Ｓｉｇ光のポート６の取り付け予定位置に配置される。なお、模擬コネクタ１２３ｂもまた、別のマニピュレータ１００によって模擬コネクタ１２３ａと同様に保持され、Ｌｏ光のポート５の取り付け予定位置に配置される。

図７（ａ）は、試験光を生成する構成を示すブロック図である。図７（ａ）に示されるように、この構成では、バイアス電源１１１が出力するバイアス電圧を光源１１２（光提供部、例えば半導体レーザ）に与えて、試験光（ＣＷ光）を発生させる。この試験光は偏光制御素子１１３に導入され、その偏光面が制御される。これにより、試験光は、Ｓｉｇ光が有する二つの偏光成分を模擬する偏光成分を有する。その後、試験光は光カプラ１１４を介してコネクタ１１６に達する。コネクタ１１６は、コネクタ１１７，１１８の何れか一方と選択的に接続される。コネクタ１１７には模擬コネクタ１２３ａが光結合しており、他方のコネクタ１１８にはパワーメータ１１９が光結合されている。また、光カプラ１１４にはパワーメータ１１５が接続されている。図７（ａ）は二つのパワーメータ１１５，１１９を備える系を示しているが、一つのパワーメータを、それぞれのパワーメータ１１５，１１９で併用してもよい。また、模擬コネクタ１２３ｂに対しても、上記と同様の構成が用意される。

まず、コネクタ１１６とコネクタ１１８とを接続する。そして、光源１１２から出力される試験光の強度をパワーメータ１１９により検出し、バイアス電圧を調整することにより試験光の強度、すなわち、筐体２に対する入射光強度を所定の値に設定する。次に、筐体２をステージ１０３から再び取り外し、標準反射器１０４に置き換える。そして、コネクタ１１６とコネクタ１１７を接続し、模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂを、標準反射器１０４の光反射面１０４ａと対向させる。この状態で光源１１２から試験光が出力されると、この試験光は模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂから出射されたのちに光反射面１０４ａにて反射し、再び模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂに入射する。この試験光の強度は、光カプラ１１４を経由してパワーメータ１１５において検出される。模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂの光軸方向を調整してその光検出強度を最大とすることで、標準反射器１０４の光軸方向に模擬コネクタ１２３ａ（もしくは模擬コネクタ１２３ｂ）の光軸方向を合わせる。その後、図７（ｂ）に示されるように、標準反射器１０４をステージ１０３から取り外し、筐体２に置き換える。

続いて、模擬コネクタ１２３ａから筐体２内に入射する試験光の偏光面を調整する。そのために、ＰＢＳ及び二つのモニタフォトダイオードを有する試験治具を、筐体２内部で模擬コネクタ１２３ａの後段（例えばＶＯＡ３１の搭載位置）に配置する。この試験治具は、例えばＰＢＳの二つの光出射端それぞれにモニタフォトダイオードを貼り付けられた構成が想定される。あるいは、この試験治具は、ＰＢＳの二つの光出射端それぞれとモニタフォトダイオードとを互いに光結合させ、両者を共通の基板上に搭載したものであってもよい。そして、模擬コネクタ１２３ａを介して試験光を筐体２内に提供し、偏光ビームスプリッタによって分岐した二つの偏光成分の強度を各モニタフォトダイオードにおいて検知し、二つの偏光成分の強度が互いに略等しくなるべく、偏光制御素子１１３により試験光の偏光面を調整する。なお、この工程では、筐体２に代えて、偏光ビームスプリッタ及び二つのモニタフォトダイオードを搭載する模擬モジュールを用意し、これをステージ１０３上に搭載して偏光面の調整を行ってもよい。

なお、上述の偏光調整において、試験治具が有する二つのモニタフォトダイオードの出力信号を、筐体２の何れかの端子６５を介して取り出してもよい。また、試験治具が、二つのモニタフォトダイオードの出力信号を取り出すための端子を備えている場合には、筐体２をステージ１０３上に配置する前に、上記の試験光の偏光調整を行ってもよい。

この工程では、更に、模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂの調芯を行う。まず、模擬コネクタ１２３ａから筐体２内に入射した試験光の強度を、ＭＭＩ４０に内蔵されたフォトダイオードにより検出する。そして、検出される試験光の強度が大きくなる方向に模擬コネクタ１２３ａを筐体２の前壁２Ａ上で移動させ、模擬コネクタ１２３ａの光軸に垂直な面内での調芯を行う。同様に、模擬コネクタ１２３ｂから筐体２内に入射した試験光の強度を、他方のＭＭＩ５０に内蔵されたフォトダイオードで検出し、その検出光の強度が大きくなる方向に模擬コネクタ１２３ｂを移動する。これにより、模擬コネクタ１２３ｂの光軸に垂直な面内での調芯を行う。なお、試験光のフィールド径は３００μｍ程度もあり、一方、ＭＭＩ４０，５０の光入力端は小さく、例えば幅数μｍ、厚さ１μｍ以下といった程度である。従って、ＭＭＩ４０，５０に入力される試験光の強度は微弱となるが、試験光の光軸を決定する程度の検出信号を得ることは可能である。

模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂの光軸方向の位置に関しては、模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂの端面を筐体２の前壁２Ａに当接させることにより決定することができる。

続いて、調芯を要する各光部品を模擬コネクタ１２３ａ若しくは模擬コネクタ１２３ｂとＭＭＩ４０，５０との間の光路上に配置し、ＭＭＩ４０，５０に内蔵されるフォトダイオード（もしくはモニタフォトダイオード３３）で検出される試験光の強度を参照し、これらの光部品の調芯を行う。更に、これらの光部品を筐体２内に固定する。なお、これらの光部品の調芯及び固定の順序は以下の説明に限られるものではなく、任意の順序で行うことができる。

この工程では、図７（ｂ）に示されるように、ＶＯＡバイアス電源１２０、電圧モニタ１２１，１２２を筐体２と接続する。ＶＯＡバイアス電源１２０は、後述するＶＯＡ３１をＶＯＡキャリア３０上に設置する際に、ＶＯＡ３１にバイアス電圧を与える。電圧モニタ１２１，１２２は、配線基板４６，５６からの電圧信号をそれぞれモニタする。

まず、ＢＳ３２（図１、図２を参照）の調芯及び固定を行う。すなわち、ＢＳ３２の前面を反射面とし、筐体２の上方空間を通過しているオートコリメータ１２５の可視レーザ光Ｌを用いて、ＢＳ３２の角度（光軸方向）を調整する。そして、ＢＳ３２の向きを維持したまま、ＶＯＡキャリア３０上にＢＳ３２を移動する。そして、ＶＯＡキャリア３０上で、ＢＳ１２をＳｉｇ光の光軸に沿って移動させ、モニタフォトダイオード３３の光結合強度が最大となるＢＳ１２の搭載位置を決定するその後、接着樹脂を用いてＢＳ１２をＶＯＡキャリア３０に固定する。

次に、図８に示されるように、反射器１３，２２の調芯及び固定を行う。まず、これらの反射器１３，２２の前面を反射面とし、筐体２の上方空間を通過しているオートコリメータ１２５の可視レーザ光を用いて、反射器１３，２２の角度（光軸方向）を調整する。そして、反射器１３，２２の角度を維持しつつ、反射器１３，２２が反射した試験光をＭＭＩ４０，５０の内蔵フォトダイオードにより検出する。そして、反射器１３，２２を二つの模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂの光軸に垂直な方向に僅かに移動し、内蔵フォトダイオードの検出強度が最大となる位置を決定する。留意すべきは、反射器１３，２２の調芯に際しては、オートコリメータ１２５が出射する可視レーザ光により決定された角度は、以後の調芯作業で維持される点にある。ＭＭＩ４０，５０の筐体２に対する搭載角度、及び、ポート５，６の光軸がすでに決定されているため、光軸を９０°変換する反射器１３，２２についてその搭載角度を変更することは、これらすでに実施された調芯状態を狂わせてしまうからである。

続いて、４つのレンズ群１４，１５，２３，２４の調芯、及び固定を行う。図９に示されるように、第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂ（すなわちＭＭＩ４０，５０寄りのレンズ）の調芯及び固定を行う（工程Ｓ２：図１９参照）。続いて、図１０に示されるように、第２レンズ１４ａ，１５ａ，２３ａ，２４ａの調芯及び固定を行う（工程Ｓ３：図１９参照）。なお、第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂの調芯の方法については、後に詳細に説明する。また、第２レンズ１４ａ，１５ａ，２３ａ，２４ａの調芯及び固定は、第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂの調芯及び固定の方法と同様であるので詳細な説明は省略する。

続いて、図１１に示されるように、Ｓｉｇ光のレンズ２７の調芯及び固定を行う。Ｓｉｇ光のポート６にはレンズが内蔵されており、この内蔵レンズの焦点とレンズ２７の焦点とを一致させ、レンズ２７の光軸方向を決定する。そして、内蔵レンズとレンズ２７の間に形成されるビームウェストの位置にＶＯＡ３１を配置することにより、ＶＯＡ３１の限られた面積のシャッタにＳｉｇ光を通過させることができ、ＶＯＡ３１の消光比を大きくすることができる。以上の理由により、レンズ２７の調芯には、模擬コネクタ１２３ｂに代えて、Ｓｉｇ光のポート６に内蔵されているレンズと同じ焦点距離を有するレンズを内蔵する別の模擬コネクタ１２３Ｂを用いるとよい。従って、本工程では、模擬コネクタ１２３ｂを模擬コネクタ１２３Ｂに置き換える。

具体的には、筐体２に代えて標準反射器１０４をステージ１０３上に再び設置し、コネクタ１１６（図７（ａ）参照）を模擬コネクタ１２３ｂから模擬コネクタ１２３Ｂに付け替える。そして、模擬コネクタ１２３Ｂを、マニピュレータ１００（図６参照）を用いてＳｉｇ光のポート６の取り付け予定位置に配置し、標準反射器１０４の光反射面１０４ａと対向させる。この状態で模擬コネクタ１２３Ｂから試験光を出力し、模擬コネクタ１２３Ｂの光軸位置を調整してパワーメータ１１５により検出される光強度を最大とし、標準反射器１０４の光軸方向に模擬コネクタ１２３Ｂの光軸方向を合わせる。次に、模擬コネクタ１２３Ｂから筐体２内に入射する試験光の偏光面を、前述した試験治具を用いて調整する。すなわち、模擬コネクタ１２３Ｂを介して試験光を筐体２内に提供し、試験治具のＰＢＳによって分岐した二つの偏光成分の強度を各モニタフォトダイオードにおいて検知し、これらの強度が互いに略等しくなるよう、偏光制御素子１１３から提供される試験光の偏光面を調整する。更に、模擬コネクタ１２３Ｂから筐体２内に入射した試験光の強度をＭＭＩ５０に内蔵されたフォトダイオード５５により検出し、その光結合強度が大きくなる方向に模擬コネクタ１２３Ｂを移動させることにより、模擬コネクタ１２３Ｂの光軸に垂直な面内での調芯を行う。なお、模擬コネクタ１２３Ｂの光軸方向の位置に関しては、模擬コネクタ１２３Ｂの端面を筐体２の前壁２Ａに当接させることにより決定することができる。

次に、レンズ２７を搭載位置に移動し、模擬コネクタ１２３Ｂが提供する試験光をレンズ２７に入射し、通過した試験光の強度をＭＭＩ５０に内蔵したフォトダイオード５５により検出する。そして、レンズ２７の位置を僅かに変化させ、内蔵フォトダイオード５５の光結合強度が最大となる位置（前後方向、左右方向、及び上下方向）を決定する。決定後、接着樹脂を用いてレンズ２７を固定する。

続いて、図１２に示されるように、ＶＯＡ３１をＶＯＡキャリア３０上に搭載する。この工程では、ＶＯＡ３１をマニピュレータ１００Ａにより把持し、ＶＯＡ３１を試験光の光路上に配置する。マニピュレータ１００Ａは、位置及び角度（具体的には、互いに直交する３軸方向の位置、及びＶＯＡ３１の光軸方向に垂直な２軸まわりの角度）を自在に変更可能な２本のアーム１０１Ａと、これらのアーム１０１Ａの先端に設けられたヘッド１０２Ａとを有する。ＶＯＡ３１は、ヘッド１０２Ａにより挟まれ、保持される。このとき、一方のヘッド１０２ＡはＶＯＡ３１の一方の電極に電気的に接触している。また、他方のヘッド１０２ＡはＶＯＡ３１の他方の電極に電気的に接触している。そして、ＶＯＡバイアス電源１２０（図７（ａ）参照）からアーム１０１Ａ及び１０２Ａを介して、ＶＯＡ３１にバイアス電圧を印加する。ＶＯＡキャリア３０上に予め紫外線硬化樹脂を所定厚さ（例えば１００μｍ以上）塗布しておき、ＶＯＡ３１をＶＯＡキャリア３０の表面から所定距離（例えば１００μｍ）だけ離れた状態でＶＯＡ３１を保持する。そして、ＶＯＡバイアス電源１２０から提供されるバイアスを、０Ｖ〜５Ｖの間で繰り返し（例えば１秒程度の周期）ＶＯＡ３１に印加する。同時に、筐体２の底面２Ｅに平行で且つ光軸に垂直な方向にＶＯＡ３１を移動させ、ＶＯＡ３１による減衰後の試験光の二つの偏光成分の強度を、ＭＭＩ４０，５０の内蔵フォトダイオードにより検出する。

その後、減衰後の偏光成分の減衰度の差が許容範囲内に収まる位置にてＶＯＡ３１を固定する。このとき、ＭＭＩ４０，５０の内蔵フォトダイオードの出力差を、試験光の偏光成分の減衰度の差と見なしてもよい。なお、ＶＯＡ３１は、模擬コネクタ１２３Ｂ内のレンズとレンズ２７とを結ぶ光軸に対して所定角度（例えば７°）傾けて搭載される。反射光をＳｉｇ光のポート６に回帰させないためである。

図１３は、ＶＯＡ３１の印加バイアス電圧に対する減衰特性の一例を示すグラフである。グラフＧ１１，Ｇ２２は、各偏光成分（グラフＧ１１：Ｘ偏波、グラフＧ１２：Ｙ偏波）の減衰度を示す。また、グラフＧ１３は、偏波成分の減衰度の差を示す。印加バイアス電圧が０Ｖのとき、ＶＯＡ３１は全開状態となる。図１３に示されるように、バイアス電圧が大きくなるほど減衰度が大きくなるが、同じバイアス電圧であっても各偏波成分の減衰度が僅かに異なる。そして、それらの減衰度の差はバイアス電圧が大きくなるほど拡大する傾向にある。本実施形態では、ＶＯＡ３１の光軸方向、光軸と直交し、底面２Ｅと平行な方向、及び光軸と直交し、底面２Ｅと垂直な方向の３方向について調芯することにより、二つの偏波成分の減衰度の差を許容範囲内に収める。一例では、バイアス電圧が４．５Ｖのときに各偏波成分の減衰度が１２ｄＢ以上となり、且つ、ＶＯＡ３１を調芯し、二つの偏波成分の減衰度の差をバイアス電圧が０Ｖ〜５Ｖの範囲で±０．５ｄＢ以内に収めることができる。

続いて図１４に示されるように、二つの光ＡＴＴ７１，８１をそれぞれの搭載領域７０，８０に搭載する。具体的には、これまでの工程により、コヒーレントレシーバ１では、Ｌｏ光についてＢＳ２１で分岐した後、それぞれの分岐されたＬｏ光Ｌ_１，Ｌ_２をＭＭＩ４０，５０に内蔵されているフォトダイオード４５，５５によってＭＭＩ４０，５０に対する光結合強度を知ることができる状態にある。Ｌｏ光Ｌ_０について、ＢＳ１２で分岐された二つのＬｏ光Ｌ_１，Ｌ_２はそれぞれ異なる光路Ｒ１，Ｒ２を介してＭＭＩ４０，５０に光結合する。例えば、光路Ｒ１，Ｒ２上に搭載された光部品の光透過率はＭＭＩに対する調芯状態により、ＢＳ１２の分岐比が１：１に設定されていると仮定する。この場合であっても、ＭＭＩ４０，５０に対する光結合強度は異なる。この差が大きい場合には、ＭＭＩ４０，５０によるＳｉｇ光に含まれる位相情報の抽出精度が低下する。

同様にＳｉｇ光についても、ＰＢＳ２１で分岐後に異なる光路Ｒ３，Ｒ４を経てＭＭＩ４０，５０に至る。ＰＢＳ２１の偏波依存分岐比を正確に１：１に設定することは難しく、また、それぞれの光路Ｒ３，Ｒ４に介在する光部品も等価ではなく、ＭＭＩ４０，５０に対する光結合強度も光路Ｒ３，Ｒ４について一様にはなり得ない。コヒーレントレシーバ１ではＬｏ光、Ｓｉｇ光についてＭＭＩ４０，５０に対する光結合強度の差を補償すべく、Ｌｏ光Ｌ１について光路Ｒ１上のスキュー調整素子１６とＢＳ１２との間、Ｓｉｇ光Ｎ１について光路Ｒ３上のスキュー調整素子２６とＰＢＳ２１との間に、それぞれ光ＡＴＴ７１、８１（光減衰器）を介在させることに特徴を有する。具体的な搭載手順としては、ＢＳ１２、ＰＢＳ２１と同様に、筐体２の上方においてオートコリメータ１２５からの可視レーザ光ＬＤにより、光ＡＴＴ７１，８１の角度を決定する。その後、当該角度を維持したまま、それぞれ所定の搭載領域７０，８０上に載置し、固定用の樹脂を硬化させて光ＡＴＴ７１，８１を固定する。

続いて、図１５に示されるように、筐体２を塞ぐリッド２Ｃをシームシールにより取り付け、筐体２の内部を気密封止する。そして、図１６に示されるように、模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂを本来のＳｉｇ光のポート６及びＬｏ光のポート５に置き換え、Ｓｉｇ光のポート６及びＬｏ光のポート５の調芯及び固定を行う。具体的には、Ｓｉｇ光のポート６から模擬Ｓｉｇ光を導入し、該Ｓｉｇ光の強度をＭＭＩ４０の内蔵フォトダイオードにより検出する。そして、検出されるＳｉｇ光の強度を参照し、Ｓｉｇ光のポート６の位置を変化させ、内蔵フォトダイオードでの光結合強度が最大となる位置を決定する。Ｌｏ光のポート５についても同様に、実際にＬｏ光を導入し、該Ｌｏ光の強度をＭＭＩ４０，５０の内蔵フォトダイオード４５，５５により検出する。検出されるＬｏ光の強度を参照しつつＬｏ光のポート５の位置を変化させ、内蔵フォトダイオード４５，５５での光結合強度が最大となる位置を決定する。決定後、Ｓｉｇ光のポート６及びＬｏ光のポート５を筐体２に固定する。固定はＹＡＧ溶接を採用することができる。

次に、第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂの構成と、調芯及び固定の方法と、について詳細に説明する。第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂは、互いに同様の構成を有すると共に、調芯及び固定の方法も同様の手順に従って行われる。そこで、第１レンズ１４ｂの構成とその調芯の方法について詳細に説明し、第１レンズ１５ｂ、２３ｂ、２４ｂについては詳細な説明を省略する。

図１７（ａ）は、第１レンズ１４ｂを側面視した図である。図１７（ｂ）は、第１レンズ１４ｂを正面視した図である。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示されるように、第１レンズ１４ｂは、支持部９１とレンズ部９２とを有し、これら支持部９１とレンズ部９２とは一体に成形される。第１レンズ１４ｂは、ｓｉｇ光及びＬｏ光に対して透明な樹脂材料あるいはガラス材料からなる。

支持部９１は、ベース４に対するレンズ部９２の位置を保持する矩形平板状の部材である。支持部９１は、レンズ部９２が設けられる一対の光通過面９３ａ，９３ｂと、光通過面９３ａ，９３ｂを連結する第１設置面９４ａ、第２設置面９４ｂ、第３設置面９４ｃ及び第４設置面９４ｄを有する。すなわち、第１〜第４設置面９４ａ〜９４ｄは、支持部９１の側面である。第１〜第４設置面９４ａ〜９４ｄは、第１レンズ１４ｂがベース４に設置されたときに、ベース４に対して対面する面である。

第１レンズ１４ｂのレンズ部９２は、ＭＭＩ４０の光入力部４１に集光スポットＰを形成する。レンズ部９２は、第１レンズ部９２ａと第２レンズ部９２ｂとを有する。第１レンズ部９２ａは、支持部９１の一方の光通過面９３ａに設けられ、第２レンズ部９２ｂは、支持部９１の他方の光通過面９３ｂに設けられる。本実施形態のレンズ部９２では、第１レンズ部９２ａの第１光軸Ａ１ａと第２レンズ部９２ｂの第２光軸Ａ１ｂとは、互いに平行であり、且つ、同一の仮想線上に配置される。従って、第１レンズ１４ｂは、第１光軸Ａ１ａと第２光軸Ａ１ｂとを含む一つの光軸Ａ１を有する。なお、第１光軸Ａ１ａと第２光軸Ａ１ｂとは、一方の光軸に対して他方の光軸が傾いていてもよい。また、第１光軸Ａ１ａと第２光軸Ａ１ｂとは、互いに平行であるが、光軸Ａ１の方向と直交する方向にずれていてもよい。

レンズ部９２は、支持部９１の物理的な中央（重心）からずれた位置に設けられる。従って、第１〜第４設置面９４ａ〜９４ｄから光軸Ａ１までの距離Ｄ１〜Ｄ４は、互いに相違する。具体的には、第１設置面９４ａに対して光軸Ａ１は、距離Ｄ１だけ離間する。第２設置面９４ｂに対して光軸Ａ１は、距離Ｄ２だけ離間する。第３設置面９４ｃに対して光軸Ａ１は、距離Ｄ３だけ離間する。第４設置面９４ｄに対して光軸Ａ１は、距離Ｄ４だけ離間する。距離Ｄ１〜Ｄ４は、互いに相違する。なお、距離Ｄ１〜Ｄ４のうち、２つの距離（例えば距離Ｄ３，Ｄ４）が同じ大きさであってもよい。また、距離Ｄ１〜Ｄ４のうち、３つの距離（例えば距離Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）が同じ大きさであってもよい。なお、距離Ｄ１〜Ｄ４の互いのずれ量は、第１レンズ１４ｂの設計における許容寸法よりも大きい。すなわち、ずれ量とは、第１レンズ１４ｂの製造時に生じ得る製造誤差によるずれよりも大きいものを意味する。

図１８（ａ）は、第１設置面９４ａがベース４のレンズ配置面４ａ（主面）に対面するように、第１レンズ１４ｂをベース４に設置した場合を示す。図１８（ａ）に示されるように、第１設置面９４ａを標準の設置面としたとき、第１レンズ１４ｂの光軸Ａ１は、ベース４を基準として標準高さＨ１に位置する。この標準高さＨ１は、距離Ｄ１（図１７（ｂ）参照）に起因する。具体的には、標準高さＨ１は、距離Ｄ１と同一であるか、あるいは、距離Ｄ１にベース４と第１設置面９４ａとの間に設けられる接着部９６の厚みを合計した長さである。図１８（ｂ）は、第２設置面９４ｂがベース４のレンズ配置面４ａに対面するように、第１レンズ１４ｂをベース４に設置した場合を示す。図１８（ｂ）に示されるように、第２設置面９４ｂがベース４と対面するように、第１レンズ部９２ａがベース４に設置されたとき、第１レンズ１４ｂの光軸Ａ１は、ベース４を基準として高さＨ２に位置する。従って、光軸Ａ１は、標準高さＨ１よりも高さΔＨ２だけ上方に位置する。図１８（ｃ）は、第３設置面９４ｃがベース４のレンズ配置面４ａに対面するように、第１レンズ１４ｂをベース４を設置した場合を示す。図１８（ｃ）に示されるように、第３設置面９４ｃがベース４と対面するように、第１レンズ部９２ａがベース４に設置されたとき、第１レンズ１４ｂの光軸Ａ１は、ベース４を基準として高さＨ３に位置する。従って、光軸Ａ１は、標準高さＨ１よりも高さΔＨ３だけ下方に位置する。図１８（ｄ）は、第４設置面９４ｄがベース４のレンズ配置面４ａに対面するように、第１レンズ１４ｂをベース４の設置した場合を示す。図１８（ｄ）に示されるように、第４設置面９４ｄがベース４と対面するように、第１レンズ部９２ａがベース４に設置されたとき、第１レンズ１４ｂの光軸Ａ１は、ベース４を基準として高さＨ４に位置する。従って、光軸Ａ１は、標準高さＨ１よりも高さΔＨ４だけ下方に位置する。

次に、第１レンズ１４ｂの調芯及び固定の方法（工程Ｓ２：図１９参照）について詳細に説明する。

まず、第１光結合強度を得る（工程Ｓ２ａ：図１９参照）。より詳細には、図１８（ａ）に示されるように、第１設置面９４ａがレンズ配置面４ａに対面するように、第１レンズ１４ｂをベース４上に載置する。模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂ（図８参照）からの試験光を入射し、第１レンズ１４ｂを通過し、ＭＭＩ４０に入力した試験光をＭＭＩ４０の内蔵フォトダイオード４５により検出する。そして、第１レンズ１４ｂの位置及び角度を僅かに変化させ、内蔵フォトダイオード４５の光結合強度が最大となる位置及び角度を決定する。そして最大となった第１光結合強度を得る。

続いて、第２光結合強度を得る（工程Ｓ２ｂ：図１９参照）。より詳細には、図１８（ｂ）に示されるように、第２設置面９４ｂがレンズ配置面４ａに対面するように、第１レンズ１４ｂをベース４上に載置する。そして、上述した手順により、第２光結合強度を得る（工程Ｓ２ｂ：図１９参照）。続いて、第３光結合強度を得る（工程Ｓ２ｃ：図１９参照）。図１８（ｃ）に示されるように、第１レンズ１４ｂを配置して第３光結合強度を得る（工程Ｓ２ｃ：図１９参照）。そして、第４光結合強度を得る（工程Ｓ２ｄ：図１９参照）。図１８（ｄ）に示されるように、第１レンズ１４ｂを配置して第４光結合強度を得る。続いて、第１〜第４光結合強度を互いに比較することにより、実設置面を選択する（工程Ｓ２ｅ）。光結合強度が最も高くなる設置面を第１〜第４設置面９４ａ〜９４ｄから一つ選択する。この設置面は、第１レンズ１４ｂをベース４に実際に固定する際に、ベース４と対面される実設置面である。

続いて、第１レンズ１４ｂをベース４に固定する（工程Ｓ２ｆ：図１９参照）。より詳細には、ベース４における第１レンズ１４ｂの設置領域（レンズ配置面４ａ）に紫外線硬化樹脂を塗布する。続いて、第１レンズ１４ｂは工程Ｓ２ｅで選択された実設置面がベース４と対面される。また、光結合強度を得るときと同様に、水平方向位置及び角度を微調整して光結合強度が最大になるように、第１レンズ１４ｂの取付位置及び取付角度を調整する。そして、紫外線を照射することにより、紫外線硬化樹脂が硬化して、第１レンズ１４ｂはベース４に固定される。

第１レンズ１５ｂ，２３ｂ，２４ｂについても同様の工程を実施し、ベース４に固定する。なお、上記の例では第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂそれぞれについて、光結合強度が最も高くなる設置面を選択したが、別の基準をもって設置面を選択してもよい。第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂそれぞれの相関に基づいて設置面を選択してもよい。例えば、各第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂそれぞれにおいて、各設置面における光強度を検知した後、各第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂのそれぞれにおける光結合強度の差が最も小さくなる設置面を各第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂの設置面として選択する手法も有用である。

ここで、比較例に係るコヒーレントレシーバを示しつつ、その問題点について説明する。図２２（ａ）及び図２２（ａ）は、比較例に係るコヒーレントレシーバ２００を構成するＭＭＩ２１０，２２０とレンズ２３０とを正面視した図である。ＭＭＩ２１０，２２０は、ＭＭＩ４０，５０と同様の構成を有する。４個のレンズ２３０は、全て同じ構成を有する。レンズ２３０は、４つの側面から光軸までの距離が全て同じである。従って、何れの側面を設置面とした場合であっても、ベース２０１から光軸までの高さは一定である。レンズ２３０の外形、あるいは、レンズ２３０を支持する支持部の外形から、レンズ２３０の光軸中心までの高さは、ＭＭＩ２１０，２２０といった光デバイスの光軸の高さと一致するように設計される。

図２２（ａ）は、ＭＭＩ２１０，２２０及びレンズ２３０のそれぞれが設計された寸法値どおりに製造され、且つ、設計された寸法値どおりにベース４に取り付けられた場合の構成を示す。設計値どおりに製造及び組み立てられた場合には、レンズ２３０は、ＭＭＩ２１０の２箇所の光入力部２１１と、ＭＭＩ２２０の２箇所の光入力部２２２と、のそれぞれに対して集光スポットＱを形成する。従って、光結合強度が最大となるようにそれぞれのレンズ２３０とＭＭＩ２１０，２２０とが光結合される。

しかし、実際には、ＭＭＩ２１０，２２０及びレンズ２３０のそれぞれは、外形形状における製造上のばらつきを有する。また、ＭＭＩ２１０，２２０及びレンズ２３０をベース２０１に設置するときに、組立上のばらつきを生じる。図２２（ｂ）に示されるように、ＭＭＩ２１０，２２０をベース２０１に設置した際に、ＭＭＩ２１０，２２０がベース２０１に対して傾くことがあり得る。この場合、ベース２０１から光入力部２１１，２２１までの距離が光導波路ごとに異なってしまう。具体的には、レンズ２３０は、ＭＭＩ２１０の２箇所の光入力部２１１と、ＭＭＩ２２０の２箇所の光入力部２２２と、のそれぞれに対して集光スポットＱを形成する。しかし、一部の集光スポットＱは、光入力部２１１，２２１からずれてしまう。従って、光結合強度が低下してしまう。

比較例の構成において、レンズ２３０はベース２０１上においてＸ軸方向における位置は所望の位置に設定できる。従って、Ｘ軸方向に沿ったずれは解消することが可能である。一方、レンズ２３０は、Ｙ軸方向については、調整の余地は制限される。例えば、集光スポットＱが光入力部２２１よりも下方にずれるような場合（図２２（ｂ）の符号Ｋ１参照）には、紫外線硬化樹脂によってある程度であれば調整可能である。しかし、その調整可能な範囲は僅かである。そのうえ、集光スポットＱが光入力部２１１よりも上方にずれるような場合（図２２（ｂ）の符号Ｋ２参照）には、集光スポットＱの位置を下方にずらすことは不可能であるので、事実上調整ができなくなってしまう。

図２０は、実施形態に係る第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂとＭＭＩ４０，５０とがベース４上に取り付けられた構成を正面視した図である。図２０に示されるように、ＭＭＩ４０，５０がベース４に対して傾いて固定された場合であっても、第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂをベース４に取り付ける際に、実設置面を第１〜第４設置面９４ａ〜９４ｄから選択し得る。そして、第１〜第４設置面９４ａ〜９４ｄからレンズ部９２までの距離Ｄ１〜Ｄ４がそれぞれ異なっているので、第１〜第４設置面９４ａ〜９４ｄから実配置面を選択することにより、ベース４から光軸Ａ１までの高さ、すなわち、集光スポットＰの位置を選択することができる。従って、より光結合強度が高い第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂの設置構成を選択することが可能になる。

例えば、第１レンズ１４ｂは第３設置面９４ｃをレンズ配置面４ａに対面させるようにベース４に設置することにより、最も低い位置に配置された光入力部４１に対して集光スポットＰを重複させ得る。例えば、第１レンズ２４ｂは第４設置面９４ｄをレンズ配置面４ａに対面させるようにベース４に設置することにより、光入力部４２に対して集光スポットＰを重複させ得る。以下同様に、第１レンズ１５ｂは第１設置面９４ａをレンズ配置面４ａに対面させるようにベース４に設置することにより、光入力部５１に対して集光スポットＰを重複させ得る。第１レンズ２３ｂは第２設置面９４ｂをレンズ配置面４ａに対面させるようにベース４に設置することにより、光入力部５２に対して集光スポットＰを重複させ得る。

また、上記の光結合方法は、ベース４において、ＰＢＳ２１と第１レンズ２３ｂ，２４ｂとの間、及び、ＢＳ１２と第１レンズ１４ｂ，１５ｂとの間のそれぞれに第２レンズ１４ａ，１５ａ，２３ａ，２４ａを設置する工程Ｓ４を更に有する。レンズ群１４，１５，２３，２４が第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂに加えて第２レンズ１４ａ，１５ａ，２３ａ，２４ａを有する理由について以下に説明する。

図２１は、２個のレンズが光軸方向に並んで配置された場合に、レンズ位置の設計位置からのずれと、微小な結合対象（本実施形態ではＭＭＩ４０，５０の光入力部４１，４２，５１，５２）に対する結合効率の変化との関係の一例を示すグラフである。図２１（ａ）及び図２１（ｃ）は、結合対象側のレンズ（結合対象に相対的に近接して配置されたレンズ）の位置ずれ（（ａ）は光軸に直交する方向のずれ、（ｃ）は光軸方向のずれ）による結合効率の変化を示す。また、図２１（ｂ）及び図２１（ｄ）は、結合対象とは反対側のレンズ（結合対象から相対的に離間して配置されたレンズ）の位置ずれ（（ｂ）は光軸に直交する方向のずれ、（ｄ）は光軸方向のずれ）による結合効率の変化を示す。なお、図２１（ｂ）及び図２１（ｄ）においては、結合対象側のレンズが予めその設計位置に配置されているものと仮定している。

まず、光軸に直交する方向（Ｘ，Ｙ）のずれについて検討する。図２１（ａ）に示されるように、結合対象側のレンズでは、僅か数μｍの位置ずれであっても結合効率が劣化し、１μｍ程度の位置ずれによって結合効率が３０％も劣化する。これに対し、図２１（ｃ）に示されるように、結合対象とは反対側のレンズにおいては、数μｍの位置ずれであれば結合効率はほとんど劣化せず、結合効率の劣化には数十μｍの位置ずれを要する。また、光軸方向のずれについて検討すると、図２１（ｂ）に示されるように、結合対象側のレンズでは数十μｍの位置ずれであっても結合効率が劣化するが、図２１（ｄ）に示されるように、結合対象とは反対側のレンズでは数十μｍの位置ずれであれば結合効率はほとんど劣化しない。

レンズ群１４，１５，２３，２４の各レンズは、例えば紫外線硬化樹脂などの樹脂によってベース４に固定される。樹脂は固化時に数μｍの収縮を生じるので、レンズの位置は、樹脂の固化に伴って数μｍのずれを生じることがある。そして、上述したように、結合対象側のレンズでは数μｍの位置ずれであっても結合効率が劣化してしまう。

これに対し、結合対象とは反対側のレンズでは、数μｍの位置ずれであれば結合効率はほとんど劣化しないので、結合対象側のレンズと比較して格段に大きな尤度を確保できる。特に、光軸方向においては数十μｍの位置ずれであっても許容されるので、実質的に光軸方向の調芯精度は無視できる。従って、結合対象側のレンズ（本実施形態では第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂ）の調芯及び固定を行った後に、結合対象とは反対側のレンズ（本実施形態では第２レンズ１４ａ，１５ａ，２３ａ，２４ａ）の調芯及び固定を行うことにより、結合対象側のレンズにおいて生じる結合効率の劣化を十分に補償することができる。

なお、上記の方法では、ＭＭＩ４０，５０寄りの４つの第１レンズ１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂの調芯及び固定を行ったのち、別の４つの第２レンズ１４ａ，１５ａ，２３ａ，２４ａの調芯及び固定を行っている。これに対し、例えば二つの模擬コネクタ１２３ａ，１２３ｂに対して一組の光源１１２、コネクタ１１６（図７（ｂ）参照）を共通して使用する場合には、一方の模擬コネクタからの試験光を利用して各レンズの調芯及び固定を行ったのち、他方の模擬コネクタからの試験光を利用して各レンズの調芯及び固定を行ってもよい。例えば、まず第１レンズ１４ｂ，１５ｂの調芯及び固定を行い、第１レンズ２３ｂ，２４ｂの調芯及び固定を行ったのちに、第２レンズ１４ａ、１５ａの調芯及び固定を行い、第２レンズ２３ａ，２４ａの調芯及び固定を行ってもよい。これにより、光源１１２等の接続替えの回数を低減することができる。

また、上記の方法では、ＭＭＩ４０，５０に近接配置されるレンズを、その結合効率が最大となる位置で固定しているが、当該位置から所定距離だけ結合対象から遠ざかる（オフセットした）位置に対象のレンズを固定し、ＭＭＩ４０，５０から相対的に離間して配置されるレンズを、結合効率が最大となる位置で固定してもよい。近接配置されるレンズのみで結合効率が最大となる位置と、二つのレンズの組み合わせにより結合効率が最大となるときの近接配置されるレンズの位置とは異なり、後者の場合は前者と比較して結合対象から遠くなるからである。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

１…コヒーレントレシーバ、２…筐体、２Ｃ…リッド、３…キャリア（第２基板）、４…ベース（第１基板）、４ａ…レンズ配置面、５，６…ポート（光提供部）、１２…ＢＳ（光分波素子）、１６，２６…スキュー調整素子、１３，２２…反射器、１４，１５，２３，２４…レンズ群、１４ｂ，１５ｂ，２３ｂ，２４ｂ…第１レンズ、１４ａ，１５ａ，２３ａ，２４ａ…第２レンズ、３０…ＶＯＡキャリア、２１…ＰＢＳ（偏波依存光分岐素子）、２７…レンズ、３１…ＶＯＡ、３３…モニタフォトダイオード、４３，５３…集積回路、４０，５０…ＭＭＩ（多モード干渉部、対象部）、４１，４２，５１，５２…光入力部、４４，５４…光導波路部分、４５，５５…内蔵フォトダイオード、４６，５６…配線基板、６１…フィードスルー、７１，８１…光ＡＴＴ（光減衰器）、７０，８０…搭載領域、９１…支持部、９２…レンズ部、９２ａ…第１レンズ部、９２ｂ…第２レンズ部、９４ａ…第１設置面、９４ｂ…第２設置面、９４ｃ…第３設置面、９４ｄ…第４設置面、９６…接着部、Ａ１ａ…第１光軸、Ａ１ｂ…第２光軸、Ａ１…光軸、Ｐ…集光スポット、Ｌ…可視レーザ光、Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２…Ｌｏ光（局発光）、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４…光路、Ｎ１…Ｓｉｇ光（信号光）。

Claims

光提供部と対象部との間にレンズを配置することにより、前記光提供部から提供される光を前記対象部に光結合させる光結合方法であって、
前記レンズは、レンズ部と支持部とを有し、前記支持部は、前記レンズが設置される第１基板の主面に対して設置可能な第１設置面及び前記第１設置面と対向あるいは直角の位置関係に配置された第２設置面を含み、
前記第１設置面から前記レンズ部の光軸までの第１距離は、前記第２設置面から前記レンズ部の光軸までの第２距離と異なり、
前記第１設置面を前記第１基板の前記主面に対面させて前記レンズを載置した後に、前記光提供部と前記対象部の間の第１光結合強度を得る工程と、
前記第２設置面を前記第１基板の前記主面に対面させて前記レンズを載置した後に、前記光提供部と前記対象部の間の第２光結合強度を得る工程と、
前記第１光結合強度と前記第２光結合強度とに基づいて、前記第１設置面と前記第２設置面の何れかを選択する工程と、
前記選択された設置面に前記第１基板を固定する工程と、
を含む、光結合方法。
前記第１設置面と前記第２設置面の何れかを選択する工程は、前記第１光結合強度と前記第２光結合強度のうち、光結合強度の大きい方を選択する工程である、請求項１記載の光結合方法。
前記レンズを複数備え、
複数の前記レンズについて、前記第１光結合強度を得る工程と前記第２光結合強度を得る工程とを実施し、
複数の前記レンズにおいて、前記第１設置面と前記第２設置面の何れかを選択する工程は、前記レンズの光結合強度の差が最も小さい関係で設置面の選択がなされる、請求項１記載の光結合方法。
前記対象部は、局発光と信号光とを干渉させて信号を得る多モード干渉部であり、
前記レンズは、前記多モード干渉部に入射する前記局発光の光路上、または、前記多モード干渉部に入射する前記信号光の光路上に設置される、請求項１記載の光結合方法。