JP2023080540A - 光通信モジュールの製造方法および光通信モジュール製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受光素子と集光レンズとの光軸合わせを容易に行うことができる光通信モジュールの製造方法と光通信モジュール製造装置とを提供する。【解決手段】まず、検査用光ファイバ５３から平面型光導波路３に入射して分岐し、平面型光導波路３から出射する複数の検査光の画像のすべてが撮像部７５によって撮像される状態になるように、検査用光ファイバ５３の位置を調整する。次に、その状態で、受光素子９において発生する受光電流が最大となるように、出射側集光レンズ７の位置を調整する。【選択図】図１４

Description

本開示は、光通信モジュールの製造方法および光通信モジュール製造装置に関する。

近年、光ネットワークの通信量が増大している。通信量の増大に対応するために、光通信モジュールには、通信速度の高速化、小型化および低消費電力化が求められている。光通信モジュールの小型化と低消費電力化には、平面型光導波路を適用した光通信モジュールが有望とされる。平面型光導波路は、ＰＬＣ（Planar Lightwave Circuit）と称されている。

この種の光通信モジュールでは、光通信モジュールの筺体内に集積される光学部品間の光結合を低損失で行う技術が求められている。光学部品として、ファイバと、ファイバから出射された光が入射する平面型光導波路と、平面型光導波路から出射する光を集光する集光レンズと、集光レンズで集光された光を受光する受光素子とがある。

平面型光導波路の出射側から出射し集光レンズによって集光された光を、受光素子に光結合させるためには、ファイバから出射されて集光される光が、平面型光導波路の入射側に位置する光導波路のコアに光結合する必要がある。特許文献１では、ファイバから出射されて集光される光が、平面型光導波路の入射側のコアに光結合されていることを検出する光学調整装置が提案されている。

特開２０１４－２６１０８号公報

光通信モジュールでは、光通信モジュールの筺体内に集積される光学部品間の光結合を低損失で行うために、特に、平面型光導波路に対して受光素子側に配置される集光レンズと受光素子との光軸合わせを、容易に精度よく行うことが求められている。

本開示は、そのような開発の下でなされたものであり、一つの目的は、受光素子と集光レンズとの光軸合わせを容易に行うことができる光通信モジュールの製造方法を提供することであり、他の目的は、そのような光軸合わせを容易に行うことができる光通信モジュール製造装置を提供することである。

本開示に係る光通信モジュールの製造方法は、平面型光導波路、集光レンズおよび受光素子を含む複数の光学部品を有し、平面型光導波路に入射して平面型光導波路から出射し、集光レンズによって集光された光信号を、受光素子によって受光する光通信モジュールの製造方法であって、以下の工程を備えている。光信号を入射させる開口部が形成され、平面型光導波路および受光素子が実装された基板を収容した筺体を用意する。光信号としての検査光を出射する検査用光ファイバを用意し、検査用光ファイバから出射される検査光が開口部に入射するように、検査用光ファイバの位置を調整する。検査用光ファイバから平面型光導波路に入射して分岐し、平面型光導波路から受光素子に向かってそれぞれ出射する複数の検査光を、受光素子に向かう方向とは異なる方向に反射させ、反射した複数の検査光の画像を撮像する。検査光の画像として、平面型光導波路から出射される複数の検査光の数に対応する画像が撮像されるように、検査用光ファイバの位置を調整する。平面型光導波路から出射される複数の検査光の数に対応する画像が撮像された状態のもとで、平面型光導波路と受光素子との間に集光レンズを配置する。検査用光ファイバから平面型光導波路に入射して平面型光導波路から出射し、集光レンズによって集光された検査光を、受光素子によって受光し、受光素子において発生する電流値が最も高くなるように、集光レンズの位置を合わせる。

本開示に係る光通信モジュール製造装置は、平面型光導波路に入射して平面型光導波路から出射し、集光レンズによって集光された光信号を、受光素子によって受光する光通信モジュールを製造する光通信モジュール製造装置であって、検査用光ファイバとファイバ調整機構とミラー部とミラー部調整機構と撮像部と集光レンズ調整機構と電流計とを備えている。検査用光ファイバは、平面型光導波路に向けて検査光を出射する。ファイバ調整機構は、平面型光導波路に対する検査用光ファイバの位置を調整する。ミラー部は、検査用光ファイバから出射し平面型光導波路に入射して分岐し、平面型光導波路から受光素子へ向かって第１方向に出射する複数の検査光のそれぞれを、第１方向とは異なる第２方向に反射させる反射ミラーを有する。ミラー部調整機構は、ミラー部の位置を調整する。撮像部は、ミラー部によって反射された複数の検査光の画像を撮像する。集光レンズ調整機構は、平面型光導波路と受光素子との間に配置される集光レンズの位置を調整する。電流計は、受光素子に電気的に接続され、検査光を受光することで受光素子において発生する電流を計測する。

本開示に係る光通信モジュールの製造方法によれば、まず、検査用光ファイバから平面型光導波路に入射して分岐し、平面型光導波路から出射する複数の検査光の画像のすべてが撮像部によって撮像される状態になるように、検査用光ファイバの位置が調整される。次に、その状態で、受光素子において発生する受光電流が最大となるように、集光レンズの位置が調整される。これにより、検査用光ファイバの光軸を平面型光導波路における光導波路の光軸に合わせるのに、複数の検査光の画像のすべてが撮像されるように信号光の画像を確認することによって、光軸合わせを容易に行うことができる。また、集光レンズの光軸を受光素子の光軸に合わせるのに、電流値を確認することによって、光軸合わせを容易に行うことができる。

本開示に係る光通信モジュール製造装置によれば、検査用光ファイバから平面型光導波路に入射して分岐し、平面型光導波路から出射する複数の検査光を撮像する撮像部を備えている。また、受光素子において発生する受光電流を計測する電流計を備えている。これにより、検査用光ファイバの光軸を平面型光導波路における光導波路の光軸に合わせるのに、複数の検査光の画像のすべてが撮像部に撮像されるように信号光の画像を確認することによって、光軸合わせを容易に行うことができる。また、集光レンズの光軸を受光素子の光軸に合わせるのに、電流計の電流値を確認することによって、光軸合わせを容易に行うことができる。

実施の形態に係る光通信モジュール製造装置によって製造される光通信モジュールの第１例を示す斜視図である。 同実施の形態において、図１に示される光通信モジュールの構造を示す平面図である。 同実施の形態において、図１に示される光通信モジュールの平面型光導波路の光ファイバ側の端面における光導波路コアの配置の一例を示す平面図である。 同実施の形態において、図１に示される光通信モジュールの平面型光導波路の受光素子側の端面における光導波路コアの配置の一例を示す平面図である。 同実施の形態において、光通信モジュール製造装置によって製造される光通信モジュールの第２例を示す斜視図である。 同実施の形態において、光通信モジュール製造装置によって製造される光通信モジュールの第３例を示す斜視図である。 同実施の形態において、光通信モジュール製造装置によって製造される光通信モジュールの第４例を示す斜視図である。 同実施の形態において、光通信モジュール製造装置によって製造される光通信モジュールの第５例を示す斜視図である。 同実施の形態において、光通信モジュール製造装置の構成の一例を概念的に示す斜視図である。 同実施の形態において、光通信モジュール製造装置の構成の他の例を概念的に示す斜視図である。 同実施の形態において、光通信モジュール製造装置を用いた光通信モジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、検査用光ファイバと平面型光導波路との光軸が合っていない場合の検査光の画像の一例を示す図である。 同実施の形態において、検査用光ファイバと平面型光導波路との光軸が合っている場合の検査光の画像を示す図である。 同実施の形態において、図１３に示される状態が得られた後に行われる工程を示す斜視図である。

はじめに、実施の形態に係る光通信モジュール製造装置によって製造される光通信モジュールの構成について説明する。

（光通信モジュールの構成）
図１および図２に示すように、光通信モジュール１では、筺体１３内に、平面型光導波路３を含む複数の光学部品５を備えている。平面型光導波路３は、光信号の伝送路となる。平面型光導波路３は、Ｓｉまたは石英等のＳｉＯ_２からなる基板上に、アンダークラッド、光信号を伝播するコアおよびオーバークラッドが積層された構造を有している。アンダークラッド等は、ＳｉＯ_２の薄膜から形成される。平面型光導波路３を含む複数の光学部品５は、筺体１３内に配置された基板１３に実装されている。

平面型光導波路３には、光信号を伝播し分波する光導波路３ａが形成されている。光導波路３ａは、光導波路コアを有する。図３に示すように、光信号が入射する平面型光導波路３のファイバ側端面４ａには、ファイバ側光導波路コア３ｂが位置（露出）している。図４に示すように、光信号が出射する平面型光導波路３の素子側端面４ｂには、素子側光導波路コア３ｃが位置（露出）している。一つのファイバ側光導波路コア３ｂに光結合した光信号は、光導波路３ａを伝播し、四つに分岐されて、それぞれの素子側光導波路コア３ｃから出射される。

図１～図４に示すように、ここでは、一つの光導波路３ａ（入射側）から、四つの光導波路３ａ（出射側）が分岐している。なお、図１および図２では、入射側に配置される光導波路３ａの数は二つであるが、この数は一例である。また、一つの光導波路３ａから四つの光導波路３ａが分岐しているが、分岐する光導波路３ａの数も、一例である。

光学部品５は、平面型光導波路３に入射する光信号に係る光学部品５と、平面型光導波路３から出射する光信号に係る光学部品５とを含む。後述する光通信モジュール製造装置は、平面型光導波路３から出射する光信号に係る光学部品５の光軸合わせを行う装置であることから、まず、後者の光学部品５について説明する。

光通信モジュール１では、平面型光導波路３から出射した信号光に係る光学部品５として、受光素子９としてのフォトダイオード素子９ａと、出射側集光レンズ７としての素子側集光レンズ７ａとが配置されている。受光素子９は、請求項における受光素子に対応し、出射側集光レンズ７は、請求項における集光レンズに対応する。素子側集光レンズ７ａは、平面型光導波路３から出射する光信号を、フォトダイオード素子９ａに向けて集光する。フォトダイオード素子９ａと素子側集光レンズ７ａとは、たとえば、はんだまたは接着剤によって、基板１３に実装されている。

平面型光導波路３に入射する光信号に係る光学部品５として、入射側集光レンズ１１としてのファイバ側集光レンズ１１ａと、光ファイバ１５とが配置されている。ファイバ側集光レンズ１１ａは、光ファイバ１５から出射する光信号を、平面型光導波路へ向けて集光する。ファイバ側集光レンズ１１ａは、たとえば、はんだまたは接着剤によって、基板１３に実装されている。

光ファイバ１５は、筺体１７に設けられた開口部１９に装着されて、開口部１９に固定されている。開口部１９には、レセプタクル（図示せず）を設けてもよい。なお、筺体１７の側面には、フォトダイオード素子９ａ等の半導体部品を制御する電極パターン（図示せず）が形成されている。フォトダイオード素子９ａの受光電流は、その電極パターンを介して電流計によって計測されることになる。なお、ここでは、光信号は、実際の光通信において使用される周波数に対して光強度が変調された信号ではなく、一定の光強度を有する連続光による信号とする。

（光学部品の変形例）
光通信モジュール１の光学部品５としては、上述した光学部品５の他に、次のような光学部品５を適用してもよい。図５に示す光通信モジュール１では、平面型光導波路３に光信号を入射させる光学部品５として、光ファイバ１５としてのコリメータレンズ付き光ファイバ１５ａと、入射側集光レンズ１１としてのコリメート光集光レンズ１１ｂとが適用されている。コリメータレンズ付き光ファイバ１５ａとコリメート光集光レンズ１１ｂと使用することで、光信号をファイバ側光導波路コア３ｂにより精度よく入射させることができる。

また、図６に示す光通信モジュール１では、平面型光導波路３から出射された光信号を受光する受光素子９として、アレイフォトダイオード素子９ｂが適用されている。さらに、図７に示す光通信モジュール１では、平面型光導波路３から出射された光信号を集光する出射側集光レンズ７として、アレイレンズ７ｂが適用されている。

また、図８に示す光通信モジュール１では、出射側集光レンズ７として、アレイレンズ７ｂが適用され、受光素子９として、アレイフォトダイオード素子９ｂが適用されている。なお、以下では、図８に示す光通信モジュール１を製造対象として説明する。

次に、実施の形態に係る光通信モジュール製造装置を想到するに至った経緯として、光通信モジュール１（図８参照）の従来の製造方法と、その課題とについて説明する。

（光通信モジュールの従来の製造方法） まず、前提として、光通信モジュール１では、あらかじめ、アレイフォトダイオード素子９ｂと平面型光導波路３とが、筺体１７内に配置された基板１３に実装されている（図８参照）。その基板１３に対して、アレイレンズ７ｂ、ファイバ側集光レンズ１１ａおよび光ファイバ１５が、この順番で実装される。

アレイレンズ７ｂを実装する際には、まず、光ファイバ１５から出射する光信号をファイバ側集光レンズ１１ａによって集光させて、平面型光導波路３のファイバ側光導波路コア３ｂに入射させる。次に、平面型光導波路３の素子側光導波路コア３ｃから出射される光信号を、アレイレンズ７ｂによって集光させて、アレイフォトダイオード素子９ｂに光結合させる。

このとき、アレイフォトダイオード素子９ｂのそれぞれから出力される電流値が最大となるように、光学部品５の位置および角度を調整する。電流値が最大となった状態で、アレイレンズ７ｂを、はんだまたは接着剤によって、基板１３に固定する。

次に、ファイバ側集光レンズ１１ａを実装する際には、アレイフォトダイオード素子９ｂのそれぞれから出力される電流値が最大となるように、光ファイバ１５およびファイバ側集光レンズ１１ａのそれぞれの位置を調整する。電流値が最大となった状態で、ファイバ側集光レンズ１１ａを、はんだまたは接着剤によって、基板１３に固定する。

最後に、光ファイバ１５を実装する際には、アレイフォトダイオード素子９ｂのそれぞれから出力される電流値が最大となるように、光ファイバ１５の位置を調整する。電流値が最大となった状態で、光ファイバ１５を、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ溶接によって筺体１７に固定する。以上により、光通信モジュール１が完成する。

（従来の製造方法の課題）
アレイレンズ７ｂを実装する際に、平面型光導波路３の素子側光導波路コア３ｃから出射する光信号を、アレイフォトダイオード素子９ｂのそれぞれに光結合させるためには、光ファイバ１５から出射して集光される光信号が、平面型光導波路３のファイバ側光導波路コア３ｂに光結合している必要がある。すなわち、光ファイバ１５の光軸をファイバ側光導波路コア３ｂの光軸に合わせる必要がある。

しかしながら、光ファイバ１５から出射して集光される光信号が、ファイバ側光導波路コア３ｂに光結合していない状態においても、光信号は、平面型光導波路３のファイバ側端面４ａに入射することがある。入射した光信号は、平面型光導波路３の内部を伝播し、平面型光導波路３の素子側端面４ｂから、漏れ光として出射されることになる。

漏れ光として出射した光信号は、アレイレンズ７ｂにより集光されて、アレイフォトダイオード素子９ｂに入射することがある。このような状態で、アレイフォトダイオード素子９ｂのそれぞれから出力される電流値を計測しながら、アレイレンズ７ｂの位置および角度を調整しようとすると、アレイレンズ７ｂが誤った位置および角度に調整されてしまうことになる。

このような不具合を解消するには、光ファイバ１５から出射して集光される光信号が、ファイバ側光導波路コア３ｂに光結合していることを検出する手段を確立する必要がある。特許文献１では、平面型光導波路から出射する光信号（光軸）とアレイレンズの光軸との軸合わせを行う光軸調整装置が提案されている。

この光軸調整装置では、平面型光導波路の入射側にサーキュレータと光パワーメータとが配置され、平面型光導波路の出射側にミラーが配置されている。平面型光導波路の入射側に入射したテスト光は、平面型光導波路の出射側でミラーによって反射される。反射したテスト光は、平面型光導波路の入射側において、光パワーメータによってテスト光の強度が測定される。

このような光軸調整装置では、平面型光導波路の入射側に、サーキュレータと光パワーメータとを配置するため、装置のコストが高額になり、光軸調整を容易に行うことができないことが懸念される。また、テスト光を平面型光導波路に入射させる手法が明確ではない。

発明者らは、このような光軸調整装置の課題を解決するために、実施の形態に係る光通信装置の製造装置を想到するに至った。以下、光通信モジュール１を製造する、実施の形態に係る光通信モジュール製造装置について、具体的に説明する。

実施の形態．
（光通信モジュール製造装置）
実施の形態に係る光通信モジュール製造装置は、出射側集光レンズ（アレイレンズ）の光軸を、受光素子（アレイフォトダイオード素子）の光軸に合わせる光軸調整装置である。より具体的には、平面型光導波路から出射して集光レンズによって集光される光信号を受光した受光素子から出力される電流値が最大となるように、出射側集光レンズの位置を調整する光軸調整装置である。なお、説明の便宜上、適宜、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を用いて説明する。

図９に示すように、光通信モジュール製造装置５１は、検査用光ファイバ５３、検査用光ファイバ調整機構５５、集光レンズ把持機構７１、集光レンズ調整機構７３、ミラー部５９、ミラー部調整機構６１、撮像部７５および設置台７９を備えている。光通信モジュール製造装置５１は、さらに、検査光光源５７、電極６３、電流計６７、モータコントローラ８１および制御部８３を備えている。

検査用光ファイバ５３には、検査光光源５７が接続されている。検査用光ファイバ５３は、光信号としての検査光を出射する。検査用光ファイバ５３は、集光レンズ付きである。検査用光ファイバ調整機構５５は、検査用光ファイバ５３の位置と角度とを調整する機能を有する。集光レンズ把持機構７１は、出射側集光レンズ７（アレイレンズ７ｂ）を着脱する機能を有する。集光レンズ把持機構７１は、たとえば、真空吸着または機械的なクランプによって、出射側集光レンズ７を把持する。集光レンズ調整機構７３は、集光レンズ把持機構７１が把持する出射側集光レンズ７の位置と角度とを調整する機能を有する。

ミラー部５９は、平面型光導波路３から出射する検査光（光信号）を撮像部７５へ向けて反射する反射面５９ａを有している。ミラー部調整機構６１は、ミラー部５９の位置と角度とを調整する機能を有する。撮像部７５は、カメラ７５ａとカメラ鏡筒７５ｂとを有する。撮像部７５は、ミラー部５９によって反射された検査光を撮像する機能を有する。設置台７９には、製造対象とされる光通信モジュール１が載置される。

光通信モジュール製造装置５１について、より詳しく説明する。アレイレンズ７ｂによって集光される検査光（光信号）は、アレイフォトダイオード素子９ｂに入射（光結合）されることになる。このとき、平面型光導波路３に対するアレイレンズ７ｂの位置と角度とによって、光結合の効率が変化する。また、アレイフォトダイオード素子９ｂに対するアレイレンズ７ｂの位置と角度とによって、光結合の効率が変化する。

このため、集光レンズ調整機構７３は、アレイレンズ７ｂを、並進駆動させる機能と回転駆動させる機能とを有する。並進駆動は、Ｘ軸、Ｙ軸またはＺ軸に沿って行われる。回転駆動は、Ｘ軸、Ｙ軸またはＺ軸を回転軸（θＸ、θＹ、θＺ）として行われる。並進駆動には、たとえば、ステッピングモータまたはサーボモータを備えた直動ステージが使用される。回転駆動には、たとえば、ステッピングモータまたはサーボモータを備えた回転ステージが使用される。

ミラー部５９は、平面型光導波路３からＺ軸負方向（第１方向）に出射する検査光（光信号）を、筺体１７の直上（Ｙ軸正方向（第２方向））に向けて反射する機能を有する。この光通信モジュール製造装置５１では、Ｘ－Ｚ平面に対する、ミラー部５９の反射面５９ａの角度は、検査光が筺体１７に対して垂直方向（Ｙ軸正方向）に反射可能な角度とされる。ミラー部５９は、ミラー部調整機構６１に固定されている。

出射側集光レンズ７（アレイレンズ７ｂ）を筺体１７内に実装する前に、ミラー部５９を筺体１７の外へ退避させる必要がある。このため、ミラー部調整機構６１は、ミラー部５９を、Ｘ軸、Ｙ軸またはＺ軸に沿って並進駆動させる機能を有する。並進駆動には、たとえば、ステッピングモータまたはサーボモータを備えた直動ステージが使用される。

また、ミラー部５９によって反射された検査光を、撮像部７５のカメラ鏡筒７５ｂに垂直に入射させる必要がある。このため、ミラー部調整機構６１は、ミラー部５９を、Ｘ軸またはＺ軸を回転軸（θＸ、θＺ）として回転駆動させる機能を有する。回転駆動には、たとえば、ステッピングモータまたはサーボモータを備えた回転ステージが使用される。

撮像部７５におけるカメラ７５ａは、ミラー部５９の反射面５９ａにおいて反射した検査光を撮像する機能を有する。カメラ７５ａは、光信号（検査光）に使用される波長帯域に対して感度を有する。カメラ７５ａには、カメラ鏡筒７５ｂが取り付けられている。カメラ鏡筒７５ｂには、素子側光導波路コア３ｃを撮像できるように、撮像エリアを拡大するためのレンズが装着されている。

カメラ鏡筒７５ｂの倍率は、一つのファイバ側光導波路コア３ｂから分岐する複数の素子側光導波路コア３ｃのすべてを撮像することができるように設定される。ここでは、四つの素子側光導波路コア３ｃを撮像することができるように、カメラ鏡筒７５ｂの倍率が設定される。また、撮像部７５は、カメラ鏡筒７５ｂの先端から素子側光導波路コア３ｃまでの距離が、カメラ鏡筒７５ｂに装着されたレンズの焦点距離と一致するように、設置される。

撮像部７５には、モニタ７７が接続されている。カメラ７５ａが撮像した検査光（光信号）は、モニタ７７に表示される。また、図１０に示すように、撮像部７５を制御部８３に接続し、カメラ７５ａが撮像した検査光の画像のデータを、制御部８３に送り込むようにしてもよい。なお、ミラー部調整機構６１に替えて、撮像部７５（カメラ７５ａ）を、Ｘ軸またはＹ軸を回転軸（θＸ、θＹ）として回転駆動させるようにしてもよい。回転駆動には、たとえば、ステッピングモータまたはサーボモータを備えた回転ステージが使用される。

検査用光ファイバ調整機構５５、集光レンズ調整機構７３およびミラー部調整機構６１は、モータコントローラ８１介して制御部８３に接続されている。電極６３は、電極固定具６５によって設置台７９に固定されている。電極６３は、電流計６７に接続されている。光軸合わせをする際に、受光素子９（アレイフォトダイオード素子９ｂ）において発生する電流が、電極６３を介して電流計６７によって計測されることになる。電流計６７は、制御部８３に接続されている。

制御部８３は、一般的なパーソナルコンピュータまたはプログラマブルロジックコンピュータである。制御部８３は、撮像部７５、電流計６７、モータコントローラ８１および検査光光源５７の制御を行う。この他に、制御部８３は、光通信モジュール製造装置５１の安全装置（図示せず）の制御を行う。また、制御部８３は、たとえば、エアシリンダ等の真空発生器を備えた空圧縮器（図示せず）の制御を行う。さらに、検査光光源５７を制御部８３に接続させてもよい。検査光光源５７のオンとオフの制御が、制御部８３によって行われる。実施の形態に係る光通信モジュール製造装置５１は、上記のように構成される。

（光通信モジュールの製造方法）
次に、光通信モジュール製造装置５１を使用した光通信モジュールの製造方法の一例について説明する。

（ステップ１）
図９等に示すように、光通信モジュール１の筺体１７を設置台７９に載置し、筺体１７を設置台７９に固定する。筺体１７における電極パターンに電極６３を接触させて、受光素子９（アレイフォトダイオード素子９ｂ）において発生する電流を、電流計６７によって計測できる状態にする。

なお、筺体１７内には、あらかじめ、平面型光導波路３とアレイフォトダイオード素子９ｂとが、±数十μｍ程度の精度で基板１３に実装されている。その平面型光導波路３とアレイフォトダイオード素子９ｂとの間に、アレイレンズ７ｂが、±数μｍ程度の精度で位置合わせされることになる。

（ステップ２）
図１１に示すように、ミラー部調整機構６１を駆動することによって、ミラー部５９を、平面型光導波路３と受光素子９（アレイフォトダイオード素子９ｂ）との間に位置する基板１３（図１等参照）の部分に配置する。

（ステップ３）
検査用光ファイバ調整機構５５を駆動することによって、検査用光ファイバ５３から出射される検査光（光信号）が、筺体１７の開口部１９から筺体１７内に入射するように、検査用光ファイバ５３の位置を調整する。このとき、検査用光ファイバ５３の光軸と、平面型光導波路３におけるファイバ側光導波路コア３ｂの光軸とのなす角度が、平面型光導波路３において光学的に決定される最適な検査光（光信号）の入射角度になるように調整しておく。

（ステップ４）
検査用光ファイバ５３から出射される検査光（光信号）は、ファイバ側光導波路コア３ｂに光結合していない状態でも、平面型光導波路３を透過して平面型光導波路３から出射する。出射した検査光は、ミラー部５９の反射面５９ａにおいて、撮像部７５へ向けて反射されて、カメラ７５ａによって検査光が撮像される。図１２に示すように、検査光（光信号）がファイバ側光導波路コア３ｂに光結合していない状態では、モニタ７７には、光信号画像９１として、たとえば、一つの光信号画像９１ａが表示される。

（ステップ５）
次に、検査用光ファイバ５３から出射される検査光（光信号）を、ファイバ側光導波路コア３ｂに光結合させるために、検査用光ファイバ５３の位置を調整する。検査用光ファイバ調整機構５５によって、検査用光ファイバ５３の位置（Ｘ－Ｙ－Ｚ座標）を順にステップ送りをしながら、モニタ７７に表示される光信号画像を確認する。

図１３に示すように、検査光（光信号）がファイバ側光導波路コア３ｂに光結合した状態では、モニタ７７には、検査光が入射した光導波路３ａ（ファイバ側光導波路コア３ｂ）から分岐する光導波路３ａ（素子側光導波路コア３ｃ）の数に相当する数の光信号画像９１ｂが表示される。検査光は、素子側光導波路コア３ｃから放射状に出射されることで、光信号画像９１ｂは略円形の形状を呈する。

（ステップ６）
光信号画像９１ｂが取得された状態の検査用光ファイバ５３の位置を保持する。

（ステップ７）
次に、図１４に示すように、ミラー部調整機構６１を駆動することによって、ミラー部５９を筺体１７の外側へ退避させる。次に、集光レンズ調整機構７３を駆動することによって、出射側集光レンズ７としてのアレイレンズ７ｂを、平面型光導波路３とアレイフォトダイオード素子９ｂとの間に配置させる。

（ステップ８）
次に、集光レンズ調整機構７３を駆動させて、アレイレンズ７ｂの位置および角度を順に変えながら、アレイフォトダイオード素子９ｂにおいて発生する受光電流を電流計６７によって計測する。

（ステップ９）
次に、電流計６７によって計測される受光電流の値が最大となるアレイレンズ７ｂの位置および角度になった状態で、アレイレンズ７ｂの光軸とアレイフォトダイオード素子９ｂの光軸との光軸合わせが完了する。この状態で、アレイレンズ７ｂを基板１３に固定し、集光レンズ把持機構７１等を筺体１７の外へ退避させる。本実施の形態に係る光通信モジュール製造装置５１を用いた光モジュールの製造工程は、このアレイレンズ７ｂを基板１３に固定する段階で終了する。

その後、別工程において、他の製造装置（図示せず）を用いて、入射側集光レンズ１１と光ファイバ１５との実装が行われる（図８等参照）。入射側集光レンズ１１は、請求項における他の集光レンズに対応する。入射側集光レンズ１１と光ファイバ１５とは、アレイフォトダイオード素子９ｂにおいて発生する受光電流が最大となるように位置調整が行われた後に、入射側集光レンズ１１および光ファイバ１５が筺体１７（基板１３）に実装される。こうして、光通信モジュール１が完成する。

上述した光通信モジュール製造装置５１では、アレイレンズ７ｂ（出射側集光レンズ７）の光軸を、アレイフォトダイオード素子９ｂ（受光素子９）の光軸に合わせるために、まず、検査光を出射する検査用光ファイバ５３の光軸を、平面型光導波路３のファイバ側光導波路コア３ｂの光軸に合わせる操作が行われる。

具体的には、検査用光ファイバ５３から平面型光導波路３に入射して分岐し、平面型光導波路３から出射する複数の検査光の画像が撮像部によって撮像される状態になるように、検査用光ファイバ５３の位置が調整される。複数の検査光の画像を確認することで、検査用光ファイバ５３の光軸を、平面型光導波路３のファイバ側光導波路コア３ｂの光軸に容易に合わせることができる。すなわち、検査用光ファイバ５３から出射する検査光を、ファイバ側光導波路コア３ｂに容易に光結合させることができる。

次に、その状態で、アレイフォトダイオード素子９ｂにおいて発生する受光電流が最大となるように、アレイレンズ７ｂの位置および角度が調整される。電流値を確認することで、アレイレンズ７ｂの光軸を、アレイフォトダイオード素子９ｂの光軸に容易に合わせることができる。すなわち、アレイレンズ７ｂによって集光される検査光を、アレイフォトダイオード素子９ｂに容易に光結合させることができる。

なお、上述した光通信モジュール製造装置５１によって製造する光通信モジュール１としては、アレイレンズ７ｂとアレイフォトダイオード素子９ｂとを備えた光通信モジュール１（図８参照）を例に挙げて説明した。

光通信モジュール製造装置５１の製造対象としては、これに限られず、素子側集光レンズ７ａとフォトダイオード素子９ａとを備えた光通信モジュール１（図１、図５参照）も製造対象とすることができる。また、素子側集光レンズ７ａとアレイフォトダイオード素子９ｂとを備えた光通信モジュール１（図６参照）も製造対象とすることができる。さらに、アレイレンズ７ｂとフォトダイオード素子９ａとを備えた光通信モジュール１（図７参照）も製造対象とすることができる。

なお、実施の形態において説明した光通信モジュール製造装置については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本開示は上記で説明した範囲ではなく、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および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本開示は、受光素子と出射側集光レンズとを備えた光通信モジュールの製造に有効に利用される。

１ 光通信モジュール、３ 平面型光導波路、３ａ 光導波路、３ｂ ファイバ側光導波路コア、３ｃ 素子側光導波路コア、４ａ ファイバ側端面、４ｂ 素子側端面、５ 光学部品、７ 出射側集光レンズ、７ａ 素子側集光レンズ、７ｂ アレイレンズ、９ 受光素子、９ａ フォトダイオード素子、９ｂ アレイフォトダイオード素子、１１ 入射側集光レンズ、１１ａ ファイバ側集光レンズ、１１ｂ コリメート光集光レンズ、１３ 基板、１５ 光ファイバ、１５ａ コリメータ付き光ファイバ、１７ 筺体、１９ 開口部、５１ 光通信モジュール製造装置、５３ 検査用光ファイバ、５５ 検査用光ファイバ調整機構、５７ 検査光光源、５９ ミラー部、５９ａ 反射面、６１ ミラー部調整機構、６３ 電極、６５ 電極固定具、６７ 電流計、７１ 集光レンズ把持機構、７３ 集光レンズ調整機構、７５ 撮像部、７５ａ カメラ、７５ｂ カメラ鏡筒、７７ モニタ、７９ 設置台、８１ モータコントローラ、８３ 制御部、９１、９１ａ、９１ｂ 光信号画像。

Claims (9)

1. 平面型光導波路、集光レンズおよび受光素子を含む複数の光学部品を有し、前記平面型光導波路に入射して前記平面型光導波路から出射し、前記集光レンズによって集光された光信号を、前記受光素子によって受光する光通信モジュールの製造方法であって、
   前記光信号を入射させる開口部が形成され、前記平面型光導波路および前記受光素子が実装された基板を収容した筺体を用意する工程と、
   前記光信号としての検査光を出射する検査用光ファイバを用意し、前記検査用光ファイバから出射される前記検査光が前記開口部に入射するように、前記検査用光ファイバの位置を調整する工程と、
   前記検査用光ファイバから前記平面型光導波路に入射して分岐し、前記平面型光導波路から前記受光素子に向かってそれぞれ出射する複数の前記検査光を、前記受光素子に向かう方向とは異なる方向に反射させ、反射した複数の前記検査光の画像を撮像する工程と、
   前記検査光の前記画像として、前記平面型光導波路から出射される複数の前記検査光の数に対応する前記画像が撮像されるように、前記検査用光ファイバの位置を調整する工程と、
   前記平面型光導波路から出射される複数の前記検査光の数に対応する前記画像が撮像された状態のもとで、前記平面型光導波路と前記受光素子との間に前記集光レンズを配置する工程と、
   前記検査用光ファイバから前記平面型光導波路に入射して前記平面型光導波路から出射し、前記集光レンズによって集光された前記検査光を、前記受光素子によって受光し、前記受光素子において発生する電流値が最も高くなるように、前記集光レンズの位置を合わせる工程と
   を備えた、光通信モジュールの製造方法。
2. 前記検査光の前記画像を撮像する工程では、前記検査光を反射させる反射面を有するミラー部が、前記平面型光導波路と前記受光素子との間に配置されるとともに、前記反射面において反射する前記検査光を撮像する撮像部が配置される、請求項１記載の光通信モジュールの製造方法。
3. 前記検査用光ファイバの位置を調整する工程では、前記検査用光ファイバに接続されたファイバ調整機構によって、前記検査用光ファイバの位置が調整される、請求項１または２に記載の光通信モジュールの製造方法。
4. 前記集光レンズの位置を合わせる工程では、前記集光レンズに接続された集光レンズ調整機構によって、前記集光レンズの位置が調整される、請求項１～３のいずれか１項に記載の光通信モジュールの製造方法。
5. 複数の前記光学部品は、
   前記光信号を出射する光ファイバと、
   前記筺体の前記開口部から入射する前記光信号を集光して前記平面型光導波路へ入射させる他の集光レンズと
   を含み、
   前記集光レンズの位置を合わせる工程の後に、
   前記光ファイバを前記筺体の前記開口部に取り付け、前記光ファイバから出射して、前記他の集光レンズおよび前記平面型光導波路を経て、前記集光レンズによって集光された前記光信号を、前記受光素子によって受光し、前記受光素子において発生する電流値が最も高くなるように、前記光ファイバおよび前記他の集光レンズの位置を合わせる工程と
   を備えた、請求項１～４のいずれか１項に記載の光通信モジュールの製造方法。
6. 平面型光導波路に入射して前記平面型光導波路から出射し、集光レンズによって集光された光信号を、受光素子によって受光する光通信モジュールを製造する光通信モジュール製造装置であって、
   前記平面型光導波路に向けて検査光を出射する検査用光ファイバと、
   前記平面型光導波路に対する前記検査用光ファイバの位置を調整するファイバ調整機構と、
   前記検査用光ファイバから出射して前記平面型光導波路に入射して分岐し、前記平面型光導波路から前記受光素子へ向かって第１方向に出射する複数の前記検査光のそれぞれを、前記第１方向とは異なる第２方向に反射させる反射ミラーを有するミラー部と、
   前記ミラー部の位置を調整するミラー部調整機構と、
   前記ミラー部によって反射された複数の前記検査光の画像を撮像する撮像部と、
   前記平面型光導波路と前記受光素子との間に配置される前記集光レンズの位置を調整する集光レンズ調整機構と、
   前記受光素子に電気的に接続され、前記検査光を受光することで前記受光素子において発生する電流を計測する電流計と
   を備えた、光通信モジュール製造装置。
7. 前記撮像部に電気的に接続され、前記検査光の画像を表示するモニタと、
   前記ファイバ調整機構、前記ミラー部調整機構、前記集光レンズ調整機構の駆動を制御する制御部と
   を備えた、請求項６記載の光通信モジュール製造装置。
8. 前記撮像部と前記制御部とが電気的に接続された、請求項７記載の光通信モジュール製造装置。
9. 前記ファイバ調整機構、前記ミラー部調整機構および前記集光レンズ調整機構のそれぞれの駆動源として、ステッピングモータおよびサーボモータのいずれかを含む、請求項６～８のいずれか１項に記載の光通信モジュール製造装置。
   

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