JPH02211411A - 光結合系の調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は受発光デバイスと光学素子を結合してなる光デ
バイスに係り、特に微細な位置合わせを効率よ（行って
生産性の向上を図った光結合系の調整方法に関する。

３、発明の詳細な説明 〔概　要〕 受発光デバイスと光学素子を結合する光結合系の調整方
法に関し、 微細な位置合わせを効率よく行うことを目的と〔従来の
技術〕 第２図は従来の光結合系の調整方法を説明する図であり
、（１）は調整方法を示す図、（２）は調整後の状態を
示す図である。

なお理解し易（するため、図では発光ダイオードからの
光信号を光ファイバに結合する場合について説明する。

第２図（１）で、発光ダイオード１は、側壁の一箇所に
例えば外径が１２５μｍの光ファイバ２を通すための貫
通孔３ａを備えたパッケージ３内部の所定位置に固定さ
れている。なお図のｌａは発光点を示している。

また位置合わせ治具４は、螺子５ａで先端が開閉できる
ピンセット状の光フアイバ保持具５を、Ｘ−Ｙステージ
６上に配設したＺステージ７と一体化したアーム８の先
端部に固定して構成したものである。

ここでパッケージ３の内部で上記発光ダイオード１と光
ファイバ２を結合するには、通常先端２ａが突出した球
面状に研磨されている上記光ファイバ２を該先端２ａ側
から上記貫通孔３ａに貫挿して該先端２ａを上記発光ダ
イオード１の近傍に配置した後、パッケージ３の内部の
該光ファイバ２の所定領域を上記位置合わせ治具４の光
フアイバ保持具５で保持する。

図はこの状態を示したものであり、この時点では発光ダ
イオード１すなわち発光点１ａの光軸Ｃと光ファイバ２
の光軸Ｃ′との間には図示ｄの如きズレが生じている。

次いで該発光ダイオード１を発光させた状態で、位置合
わせ治具４のＸ−Ｙステージ６およびＺステージ７を動
作させて上記光ファイバ２を図示のＸ、ＹまたはＺ方向
に移動して上記光軸ＣとＣ゛を合致させるようにしてい
る。

この場合、該光ファイバ２の先端２ａは前述の如く突出
する球面状に研磨されているためレンズ機能を持ってお
り多少の光軸ずれが吸収できるが、通常光軸すれとして
は±０．５μｍ程度の範囲に収めることが要求されてい
る。

なお、光軸ＣとＣ′の合致は、該光ファイバ２の他端２
ｂ側に例えば図示されない光パワーメータを接続し、該
光パワーメータが受ける光量の最大点を見出すことによ
って得ることができる。

そこで、上記の光軸ＣとＣ′が合致した状態を保持した
まま図（２）に示す如（該光ファイバ２をパッケージ３
の例えば内壁面３ａに接着剤８で固定し、更に上記位置
合わせ治具４を取り外して発光ダイオード１と光ファイ
バ２の光結合を完成させている。

しかしかかる従来の方法では、 ■光軸合わせした後の固定時に接着剤等が固化する際の
収縮または膨張による光ファイバの位置ずれが生じ易い
ため、光軸を合わせる際に上記ずれ量を見込んだ光軸合
わ嚢を行っているが、その位置合わせに長い時餅と習熟
を必要とする。

■光ファイバをパッケージに接着等の手段で固定してい
るため、経時変化による光軸ずれを補正することができ
ない。

等の欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の光結合系の調整方法では光軸を合わせる位置合わ
せ作業に長い時間と習熟を必要とすると言う問題があり
、また経時変化による光軸ずれが補正できないと言う問
題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は、受発光デバイスの光軸と被調整光学素子
の光軸を合致させる光結合系の調整方法であって、 片持梁を備えた匡体の該片持梁上の固定端側に受発光デ
バイスまたは被調整光学素子を装着固定し、その後該片
持粱の自由端側か変位するように力を加え、該自由端の
変位によって前記受発光デバイスまたは被調整光学素子
の光軸を調整する光結合系の調整方法によって解決され
る。

〔作　用〕

例えば被調整光学素子を固定した片持梁の自由端に変位
を与えると、該被調整光学素子は自由端変位量に対応し
て変位する。

この場合、上記片持梁の固定端から被調整光学素子まで
の距離と該固定端から自由端までの距離の比を大きくす
ると、自由端変位量に対する被調整光学素子の変位量の
比を充分小さ（することができる。

本発明では、受発光デバイスを少なくとも片持梁部分を
除く所定位置に固定し、該片持梁の固定端近傍に被調整
光学素子を固定した上で該片持梁の自由端を変位させて
該被調整光学素子を微動させ、固定した上記受発光デバ
イスと該被調整光学素子間の光軸を合わせるように構成
している。

従って、両者の光軸を合致させた後の固定手段が不要と
なることから固定時の位置ずれが発生せず、また経時変
化が生じたときの再調整も容易に行うことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の詳細な説明する図であり、（八）は原
理図をまた（Ｂ）は本発明の実施構成例を示す図である
。

第１図（Ａ）で、１０は片持梁１１を持つ保持具であり
、該片持梁１１の固定端１１ａ部分には該片持梁１１が
変位したときの応力集中を避けるためのくびれ１１ｂが
形成されていると共に、自由端１１ｃの近傍には螺子１
２が螺入できる雌ねじが形成されており、該雌ねじと螺
合し且つ該片持梁１１との対向面１０ａとその先端で接
触する螺子１２の回転によって該片持梁１１が図示矢印
Ｓの方向に変位するように構成されている。

また受発光デバイスとしての発光ダイオード１および被
調整光学素子としての光ファイバ２は第２図と同様のも
のであるが、特にこの場合の発光ダイオード１は、少な
くとも片持梁１１の部分を除く領域の該片持梁１１の長
手方向延長線上所定位置に発光点１ａを該片持梁１１の
方向に向けて固定されている。

また突出した球面状をなす先端２ａが上記発光ダイオー
ド１の方向を向くように該片持梁１１の上に配置した光
ファイバ２は、その先端２ａが該片持梁１１の固定端１
１ａから僅かに離れた位置に来るように例えば接着剤１
３で固定している。

ここで、例えば片持梁１１の固定端１１ａがらＬの距離
にある自由端近傍の螺子１２を回転させて該片持梁１１
のＰ点にΔ１のＳ方向変位を与えると、上記固定端１１
ａから２□の距離にある光ファイバ２の先端２ａの変位
Δ２は、 Δｚ＝（ｘｚ＃＋）ｘΔ１・旧・・１ となる。

そこで、上式１の（ｆＺ／Ｌ）が小さくなるように１２
を設定すると、変位Δ１に対する変位Δ２を充分小さく
することができる。

一方発光ダイオード１は変位しない。

従って固定した発光ダイオード１に対して光ファイバ２
のみが微小量変位することがら、発光ダイオードｌの光
軸Ｃと光ファイバ２の光軸ｃ９を結合させることがでい
る。

例えば、式１における２１を５０ｍｍ、　　ｌ　ｚを１
ｍｍ。

螺子１２のピッチを０．２ｍｍとしたとき、該螺子１２
を１回転させると片持梁１１上の光ファイバ２の先端２
ａの変位量を４μｍにすることができる。

従って螺子１２の回転角度を細かく設定することによっ
て光ファイバ２の先端２ａの変位量を所要の±０．５μ
ｍの範囲に入れることができる。

構成例を示す図（Ｂ）で、１が発光ダイオード。

２が光ファイバを示していることは図（Ａ）の場合と同
様である。

図で、例えばステンレスからなる筺体１５は互いに直交
する三面が厚さ５ＩＩＩＩｌ　　程度の壁１５ａ、　１
５ｂ。

１５ｃで構成されているものであり、膣壁の内の一個す
なわち図の壁１５ａには他の壁１５ｂ、　１５ｃと互い
に平行な面を持つ例えば断面が一辺２ｍｍ程度の正方形
で長さが数１０ｍａ＋の片持梁１６が、図（Ａ）同様の
くびれ１６ｃを備えて設けられている。なお該片持梁１
６の上記壁と対向する面を除く一面の長手方向に沿う中
央線上には上記光ファイバ２を位置決めするための微細
な■溝１６ｄを該片持梁１６のほぼ全長にわたって形成
している。

また、該筺体１５の上記片持梁１６に対向する壁１５ｂ
、１５ｃの該片持梁１６の自由端１６ａ近傍と対応する
位置にはそれぞれ螺子１７と螺合する雌ねじが形成され
ており、該各雌ねじに螺着した螺子１７を回転させるこ
とによって該螺子１７の各先端部が上記片持梁１６の自
由端１６ａ近傍の対向面を押圧して該片持梁１６を図示
のＡまたはＢの方向に変位させるように構成している。

ここで上記片持梁１６の■溝１６ｄの延長線上で少なく
共該片持梁１６部分を除く所定位置に発光点１ａが該Ｖ
溝１６ｄの方を向くように発光ダイオード１を装着固定
し、更に上記片持梁１６のＶ溝１６ｄに図（Ａ）同様の
光ファイバ２を載置して該光ファイバ２の光軸方向の位
置を所定の位置に設定した後接着等の方法で該片持梁１
６に固定する。

この時点では、上記発光ダイオード１の発光点１ａから
の光軸Ｃと該光ファイバ２の光軸Ｃ′との間には多少の
ずれがある。

そこで、該光ファイバ２の他端２ｂ側に図示されない光
パワーメータを接続し、発光ダイオード１を発光させな
がら上記螺子１７で該光ファイバ２を図のＡまたはＢの
方向に微動させ光結合を完成させることは第２図で説明
した通りである。

かかる構成になる光結合系の調整方法では光軸合わせ作
業が極めて容易に行なえると共に、該作業後の固定作業
がないため固定時の位置ずれが発生せず、更に経時的な
位置ずれが生じた場合の補正も極めて容易に行うことが
できる。

なお、図では理解し易くするため同−匡体上で発光ダイ
オード１を固定し光ファイバ２を微動させる構成になっ
ているが、発光ダイオード１を他の匡体に固定しても全
く同じである。

更に図の場合と逆に、光ファイバ２を同一の匡体若しく
は他の匡体に固定し片持梁上に固定した発光ダイオード
１を微動させても全く同じ効果が得られることを実験的
に確認している。

〔発明の効果〕 上述の如く本発明により、微細な位置合わせ作業が効率
よ〈実施できると共に経時変化で発生する位置ずれが容
易に補正できる生産性のよい光結合系の調整方法を提供
することができる。

なお本発明の説明に当たっては、被調整光学素子に光フ
ァイバを用いた場合について行っているが、該被調整光
学素子がレンズ等よりなる場合にも同様の調整機構で同
等の効果を得ることができると共に、該被調整光学素子
が複数個の場合には個々の素子毎に同様の調整方法を付
与することによって同等の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図、 第２図は従来の光結合系の調整方法を説明する図、 である。図において、 ｌは発光ダイオード、　１ａは発光点、２は光ファイバ
、　　　２ａは先端、 ２ｂは他端、　　　　　　１０は保持具、ＬＧａは対向
面、　　　　１１．１６は片持梁、１１ａ、１６ｂは固
定端、　　１１Ｃ＋１６ａは自由端、１１ｂ、　１６ｃ
はくびれ、　　１２．１７は螺子、１３は接着剤、　　
　　　１５は匡体、１５ａ＋　１５ｂ、　１５ｃは壁、
　　１６は■溝、をそれぞれ表わす。 不た明（７１積慮伊１乞を兇明ｔｘ口 第　　１　　配

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受発光デバイスの光軸と被調整光学素子の光軸を合致さ
   せる光結合系の調整方法であって、片持梁（１１）を備
   えた匡体（１５）の該片持梁（１１）上の固定端（１１
   ａ）側に受発光デバイスまたは被調整光学素子を装着固
   定し、その後該片持梁（１１）の自由端（１１ｃ）側が
   変位するように力を加え、該自由端（１１ｃ）の変位に
   よって前記受発光デバイスまたは被調整光学素子の光軸
   を調整することを特徴とする光結合系の調整方法。