JPH085507A - 光軸調整方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数接続部の光軸調整の並列化が可能であ
り、しかも伝送光強度分布の形状に応じてアルゴリズム
を追加・変更する必要がなく、更には外乱の存在に強い
光軸調整方法及びその装置を提供する。 【構成】 光ファイバ１１と光ファイバ１２の両端面を
１０μｍ程度に近接して接続部を構成し、その接続部を
通る半導体レーザ光源１３からの伝送光の強度を光パワ
ーメータ１４によって測定し、その伝送光強度が最大に
なるように光ファイバ１１を固定した光ファイバ１２に
対して位置決めする。この位置決めを行なうには、本発
明の光軸調整方法に従って光ファイバ１１を微動ステー
ジ１６を用いてｘ，ｙの２軸方向、或いはｘ，ｙ，β
（βはｘ軸回りの回転軸）の３軸方向に移動し、伝送光
強度が最大になるような光ファイバ１１と光ファイバ１
２の接続部相互の最適位置を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の光部品相互の接
続、例えば光ファイバと平板型光導波路との接続、光フ
ァイバアレイと平板型光導波路アレイとの接続、半導体
レーザモジュールにおける半導体レーザとレンズ、レン
ズと光ファイバとの接続、フリースペース光学系におけ
る２次元レンズアレイと２次元光ファイバアレイとの接
続などにおける光軸調整方法及びその装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光通信，光計測等に用いられる
装置またはシステムの光伝送路では、光ファイバ、平板
型光導波路、半導体レーザ等の光部品が数多く接続され
る。このため、光部品相互の接続部における光軸調整の
高速化・高精度化が重要課題となっている。

【０００３】光ファイバ同士の接続では、機械的嵌合に
よって光軸調整を行なうコネクタが主として用いられる
が、これ以外の接続部品の組合わせ、例えば光ファイバ
と平板型光導波路との接続、半導体レーザモジュールに
おける半導体レーザとレンズ及びレンズと光ファイバと
の接続等では加工上の制約等からコネクタ等の嵌合部品
の使用が困難であるため、微動ステージ等の位置決め装
置を用いて接続部品相互の光軸調整が行われる。調整す
る光軸の自由度は、例えば図１３に示すように１本の光
ファイバ１を平板型光導波路２に接続するような単心接
続の場合には、光軸の垂直方向に２自由度（ｘ，ｙ）、
その軸周りの回転方向に２自由度（α，β）、光軸方向
に１自由度（ｚ）となり合計で５自由度となる。また、
図１４に示すように光ファイバアレイ４と平板型光導波
路アレイ５との接続のように複数の光軸を一括で調整す
る多心接続の場合には光軸（ｚ軸）周りの回転方向
（α）の自由度が１つ加わるため、光軸調整自由度は合
計で６となる。図１５に示すように半導体レーザモジュ
ールの組立では、半導体レーザ６とレンズ７との接続部
及びレンズ７と光ファイバ８との接続部においてそれぞ
れ５自由度（合計で１０自由度）の光軸調整が必要とな
る。

【０００４】このような光軸調整では、光軸の自由度を
変数として接続部を通る伝送光の強度の最大値を与えら
れた探索アルゴリズムに従って求める。この探索アルゴ
リズムでは、探索方向と、その探索方向にどれだけ進め
ばよいかというステップ長さとを逐次求める方法が規定
される。従って、探索アルゴリズムの高速化の問題は、
光軸の現在位置をｘ0 ，探索方向をｄ，ステップ長さを
αとすると、

【数１】 という直線上でαとｄを逐次求めて最適値を探索する方
法の効率化の問題に帰着される。

【０００５】従来の代表的な最適値探索アルゴリズムと
しては、最急降下法、共約勾配法による直線探索法で
は、探索方向を計算し（最急降下法では現在位置での最
急勾配方向を探索方向とする）、その探索方向に沿った
異なる３点における評価関数値を比較すること（Ｖ型３
点探索法）によってその探索方向の最大（最小）値を求
める。これに対しニュートン法では、探索方向に沿った
ステップ長さの両方を計算し、次式に従って探索を実行
する。

【０００６】

【数２】 ここで、ｆx(ｘk)，ｆxx(ｘk) は評価関数ｆ(ｘk) の一
次導関数及び二次導関数である。(2) 式の収束性は初期
値とｆx(ｘk)，ｆxx(ｘk) を計算するときのきざみ：Δ
ｘkの大きさに依存する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
最適値探索アルゴリズムを用いた光軸調整方法を、図１
３乃至図１５に示したような多自由度の光軸調整方法に
適用すると、光軸調整時間や計算量が増加する問題が生
ずる。特に、図１５の半導体レーザモジュールにおける
ように、半導体レーザ６、レンズ７、光ファイバ８の複
数部品の一つの光軸に沿って多段に直列に並べて接続す
る場合には、従来の光軸調整方法では複数接続箇所での
光軸調整の並列化は不可能であるため、全ての接続部で
の光軸調整を完了するのに必要な時間は各接続部での光
軸調整時間の積算となる。この場合、従来法において光
軸調整の並列化が不可能である理由は、最急降下法、共
約勾配法による直線探索法では定められた探索方向の異
なる３点での伝送光強度を比較することによって最大値
を求めるために、その伝送光強度の比較時に別の接続箇
所の直線探索が開始されて光軸が移動し伝送光強度が変
化してしまうと、両方の接続部において伝送光強度の比
較が正常に行なわれなくなるからである。ニュートン法
においても、同様の理由によって複数接続箇所での光軸
調整の並列化は不可能となり、従って、各接続部での光
軸調整を順次行なう必要があり、接続部の増加に伴って
光軸調整時間が増大するという問題が生ずる。

【０００８】また、図１３に示すように光ファイバ１を
平板型光導波路２に接続する場合には、光は平板型光導
波路２の導波路コア３から外側に少しはずれた位置にお
いても僅かに伝送するため、その伝送光の強度分布は図
１６に示すように通常のガウス関数的な主ピーク９の他
にその脇にサテライト的な小さなピーク１０を持ち、従
来の最急降下法、共約勾配法による直線探索法やニュー
トン法に従って主ピーク１０を探索しようとすると、サ
テライトピーク９の強度を予め入力値とした探索アルゴ
リズムを基本アルゴリズムに付加しないとサテライトピ
ークを主ピークと誤って判断し、探索が途中で終了して
しまうという問題が生ずる。更に、そのサテライトピー
クを回避するためのアルゴリズムの実行は一般に煩雑と
なる。

【０００９】また、図１４に示すようにファイバアレイ
４と平板型光導波路アレイ５との接続において、全ての
光軸の伝送光強度を保証するために各光軸の伝送光強度
の和を評価関数とする。その評価関数の形状は図１７に
示すように最適値付近で平坦になるため、このような接
続の光軸調整を従来の最急降下法、共約勾配法による直
線探索法やニュートン法によって実行すると収束性が悪
くなり、探索時間が増大するという問題が生ずる。

【００１０】更に、光軸調整時に外部からの機械的な雑
音振動等によって光軸ずれが生じ、これにより伝送光強
度が大きく変動するような場合では、従来の最急降下
法、共約勾配法による直線探索法では探索方向の異なる
３点間の伝送光強度の比較が正常に行なわれなくなるの
で、定められた探索方向の最大値を求められなくなると
いう問題が生ずる。ニュートン法においても外乱に伴う
伝送光強度の大きな変動によって(2) 式が発散するとい
う問題が生ずる。

【００１１】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、多軸・多自由度の光
軸調整を高速かつ並列に実行することができ、しかも伝
送光強度分布の形状に応じてアルゴリズムを追加・変更
する必要がなく、更には外乱の存在に強い光軸調整方法
を提供することにある。また、他の目的とするところ
は、複数接続部の光軸調整を並列化することによって光
軸調整時間の短縮を図り得る光軸調整方法を提供するこ
とにある。また、他の目的とするところは、このような
方法による光軸調整の実現を可能とする光軸調整装置を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１では、光伝送路の各種光部品相互
の接続部を伝送光が通過する際、その接続部の光軸のず
れによって生ずる伝送光損失を最小とするように、接続
部を通過する伝送光の強度が最大となる光部品相互の光
軸位置を求める光軸調整方法において、前記接続部を通
過する伝送光の強度を評価関数値として該評価関数値の
変化をｎ個の変数で指定される力学系の運動として表現
し、該力学系の運動の性質を用いてその評価関数の最大
値を探索する力学系の自律的運動を生成することにより
光部品相互の光軸の最適位置を求めている。

【００１３】また、請求項２では、請求項１記載の光軸
調整方法において、複数の接続部の光軸調整を並列に処
理している。

【００１４】また、請求項３では、光伝送路の各種光部
品の光軸を位置決めする少なくとも１台の微動ステージ
からなる駆動機構と、光伝送路の入力端に接続された光
源と、光伝送路の出力端に接続された光パワーメータ
と、光パワーメータの出力結果をもとに前記駆動機構の
動作を制御し、所定の演算処理プログラムに基づいて光
部品相互の光軸の最適位置を決定する制御手段とを備え
た光軸調整装置を構成している。

【００１５】

【作用】請求項１の光軸調整方法によれば、接続部を通
過する伝送光の強度を評価関数値として該評価関数値の
変化をｎ個の変数で指定される力学系の運動として表現
し、該力学系の運動の性質を用いてその評価関数の最大
値を探索する力学系の自律的運動を生成することにより
光部品相互の光軸の最適位置が求められることから、多
軸・多自由度の光軸調整を高速かつ並列に実行すること
が可能となる。

【００１６】また、請求項２の光軸調整装置によれば、
請求項１の作用に加え、複数接続部の光軸調整が並列化
されることから、光軸調整時間の短縮が図られる。

【００１７】また、請求項３の光軸調整装置によれば、
請求項１または２の作用を有する装置を実現することが
できる。

【００１８】

【実施例】図１乃至図４は本発明の第１の実施例を示す
もので、以下、図面に基づいて本発明の光軸調整方法に
ついて説明する。

【００１９】図１には本発明の光軸調整方法を実施する
ために構成した光軸調整装置を示す。この光軸調整装置
は、例えば２本のシングルモード光ファイバ１１，１２
（波長：１．５５μｍ用）を光軸調整の対象とし、その
構成は、半導体レーザ光源１３（波長：１．５５μｍ）
と、伝送光強度を測定する光パワーメータ１４と、計２
台の６軸微動ステージ（位置決め分解能：０．１μｍ）
１５，１６と、制御手段をなす電子計算機１７とからな
る。電子計算機１７には本発明の光軸調整方法の最適値
探索アルゴリズムを元に設計・製作した光軸調整用プロ
グラムが記憶装置１８に内蔵されている。

【００２０】ここで、光軸調整用プログラムの基礎式を
以下に示す。評価関数をＶ（ｑ1 ，ｑ2 ，…，ｑn ）と
表す（以後、簡単にＶ［ｑi ］と書く）。ｑi は評価関
数を指定する変数である。評価関数値の変化を力学系に
おける粒子の運動として表現するために、ｑi を粒子の
位置座標、ｐi を粒子の運動量として力学系のハミルト
ン関数を

【数３】 と設定する。ここで、ｇi(t)＝−λdｑi／dtである。λ
は力学系の全エネルギーを調節するパラメータであり、
λ≠０のとき力学系の全エネルギーは減少する。ａijは
評価関数を最小にするような粒子の自律的運動を生成す
るための行列である。ａijの非対角成分≠０のとき、そ
のような粒子の自律的運動が作られる。この自律的運動
は方程式

【数４】 を解くことによって得られる。(4) ，(5) 式から、

【数５】 ここで、ａi は粒子の加速度である。(6) 式を光軸調整
の問題に適用するには、運動する粒子の位置座標ｑi を
ある自由度で位置決めできる光軸の位置座標に対応さ
せ、評価関数Ｖ［ｑi ］を伝送光強度Ｉ［ｑi ］に負号
をつけてＶ［ｑi ］＝−Ｉ［ｑi ］とする。このように
して(6) 式をａijの非対角成分≠０として解けば、Ｖ
［ｑi ］を最小にするような粒子位置ｑi の時間発展が
計算され、これに対応して伝送光強度Ｉ［ｑi ］を最大
にするような光軸位置の時間発展が計算される。このと
き、λ≠０とすると粒子の運動エネルギが減少するた
め、粒子の運動を評価関数が最大となる位置で停止させ
ることができ、その結果、粒子の位置座標で指定される
光軸を伝送光強度が最大となる最適位置に位置決めする
ことが可能になる。

【００２１】(6) 式の時間発展を求める方法として以下
のVelet アルゴリズムを用いる。

【数６】 ここで、

【数７】 と定義した。

【００２２】この光軸調整装置では、光ファイバ１１と
光ファイバ１２の両端面を１０μｍ程度に近接して接続
部を構成し、その接続部を通る半導体レーザ光源１３か
らの伝送光の強度を光パワーメータ１４によって測定
し、その伝送光強度が最大になるように光ファイバ１１
を固定した光ファイバ１２に対して位置決めする。この
位置決めを行なうには、本発明の光軸調整方法に従って
光ファイバ１１を微動ステージ１６を用いてｘ，ｙの２
軸方向、或いはｘ，ｙ，β（βはｘ軸回りの回転軸）の
３軸方向に移動し、伝送光強度が最大になるような光フ
ァイバ１１と光ファイバ１２の接続部相互の最適位置を
求める。

【００２３】最適値探索の演算処理を行なう電子計算機
１７に内蔵されたプログラム１８のフローチャートを図
２に示す。ここでは、ｘ，ｙの２軸方向に光ファイバ１
１を移動して光軸調整を行なう場合を例として示す。こ
の場合、ｘ，ｙ，βの３軸方向の光軸調整も同様の手順
で行なうことができる。

【００２４】１．微動ステージ１６および光パワーメー
タ１３と電子計算機１７との信号送受信を実行するため
の設定準備を行なう（Ｓ１）。

【００２５】２．光軸の現在位置(ｘi(t)，ｙi(t))、例
えば、ｉ＝１における伝送光強度Ｐ(ｘi(t)，ｙi(t))を
求める（Ｓ２）。

【００２６】３．光ファイバ１１を(ｘi(t)，ｙi(t))か
らｘ軸に沿ってΔｘi(t)だけ移動する（Ｓ３）。

【００２７】４．移動後の(ｘi(t)＋Δx(t)，ｙ(t)) に
おける伝送光強度Ｐ(ｘi(t)＋Δｘi(t)，ｙi(t))を求め
る（Ｓ４）。

【００２８】５．光ファイバ１１を(ｘi(t)，ｙi(y))に
戻す（Ｓ５）。

【００２９】６．ｙ軸方向に対しても同様に、光ファイ
バ１１を(ｘi(t)，ｙi(t)) からΔｙi(t)だけ移動する
（Ｓ６）。

【００３０】７．移動後の(ｘi(t)，ｙi(t)＋Δｙi(t))
における伝送光強度Ｐ(ｘi(t)，ｙi(t)＋Δｙi(t))だけ
を求める（Ｓ７）。

【００３１】８．光ファイバ１１を(ｘi(t)，ｙi(t))に
戻す（Ｓ８）。

【００３２】９．ｘ，ｙ方向の微小変位Δｘ，Δｙに対
する伝送光強度の変化率（(6) 式のｆi ）を

【数８】 によって求める（Ｓ９）。

【００３３】１０．(10),(11) 式で求めたｆi^xとｆi^yを
(6) 式に代入し、(7) ，(9) 式に従って伝送光強度が大
きくなるような次ステップの光軸位置(ｘi(t＋Δt),ｙi
(t＋Δt)) を求める（Ｓ１０）。

【００３４】１１．その光軸位置(ｘi(t)＋Δt)，(ｙi
(t＋Δt))に光ファイバ１１を移動する（Ｓ１１）。

【００３５】１２．(ｘi(t)＋Δt)，ｙ(t＋Δt))を(ｘi
(t)，ｙ(t)) とし、前記手順２から１１を繰り返し、伝
送光強度が最大値に達するまで探索を実行する（Ｓ１
２，Ｓ１３）。

【００３６】以上のようにして、光ファイバ１１をｘ，
ｙの２軸方向、及びｘ，ｙ，βの３軸方向に移動して接
続実験を行った結果を図３に示す。図３からわかるよう
に、最大の伝送光強度の１／５程度の伝送光強度を初期
値として探索を実行したところ、２０回程度の探索によ
って伝送光強度は最大値に達する。このように、本発明
の光軸調整方法によって最適値探索を正常に行なえるこ
とが示された。従来の光軸調整方法を用いて、例えば
ｘ，ｙ，βの３軸の調整自由度の接続を行なう場合には
２〜３分程度の光軸調整時間が必要であったが、このよ
うな多自由度の光軸調整に本発明の光軸調整方法を用い
ればその光軸調整時間は２０〜３０秒程度に短縮される
ことが本実施例によって示された探索回数から推定され
る。

【００３７】図４では、機械的振動による外乱を接続部
に与えたときに本発明の光軸調整方法による探索が安定
に実行されるか否かを調べている。図４の探索開始時の
Ａ点で故意に微動ステージに手を触れると、手を触れた
ことにより伝送光強度は大幅に減少するが、探索はその
後も正常に実行され、外乱を与えた後１０回程度の探索
で伝送光強度は最大値に復帰する。

【００３８】図５及び図６は本発明の第２の実施例を示
すもので、図１５に示す半導体レーザモジュールのよう
な、一つの光軸に沿って複数の接続部の光軸調整を行な
う必要のある光学系に本発明の光軸調整方法を適用し、
個々の接続部の光軸調整を並列に実行するようにしたも
のである。図５に示す光軸調整装置は複数接続部の並列
光軸調整を行うために構成したものであり、光ファイバ
１１と光ファイバ１２との間にもう一つの光ファイバ１
９を固定台２０に取付けて配置することにより、光ファ
イバ１１と光ファイバ１９との接続部２１と、光ファイ
バ１９と光ファイバ１２との接続部２２を構成してい
る。従来の光軸調整方法では、接続部２１での光軸調整
と接続部２２での光軸調整とを並列に実行することは不
可能であるが、本発明ではその並列処理が可能となる。
本実施例では第１の実施例に示した光軸調整手順の中で
比較的時間を要する工程を二箇所の接続部において並列
に実行することにより、全体の光軸調整時間の短縮化を
図る。そのような時間を用する工程は第１の実施例で示
した手順３から手順９である。

【００３９】即ち、現在位置(ｘi(t)，ｙi(t))からｘ，
ｙ方向にΔｘi(t)，Δｙi(t)だけ移動して(ｘi(t)＋Δ
ｘi(t)，ｙi(t))及び(ｘi(t)，ｙi(t)＋Δｙi(t))にお
ける伝送光強度を求める工程を接続部２１と接続部２２
での光軸調整において並列に実行する。このような並列
処理を実行するには、上述した手順３から９の処理に関
するプログラムを２つ作り、それぞれのプログラムを微
動ステージ１５と微動ステージ１６に割当て、その２つ
のプログラムを並列に実行する。

【００４０】図６は、以上のようにして接続部２１と接
続部２２における光軸調整を並列に実行した結果を示
す。図３に示した一箇所の接続部での光軸調整に要した
探索回数と同程度探索回数によって光軸調整を実行でき
ることが示されている。

【００４１】図７及び図８は本発明の第３の実施例を示
すもので、伝送光の強度分布Ｉ（ｘi ，ｙi ）が通常の
ガウス関数的な主ピークの他に、その脇にサテライト的
な小さなピークを持つような光部品の接続（例えば、図
１６）に本発明の光軸調整方法を適用した例を計算によ
って示したものである。図７は計算に用いる評価関数Ｖ
(ｘi ，ｙi)＝−Ｉ(ｘi ，ｙi)で、

【数９】 とした。ここで、

【数１０】 である。図７の評価関数は、ガウス関数の主ピークの周
囲に外輪山のような小さなピークを持つ。この計算では
ｎ＝１０本の光ファイバと１０本の光導波路との１０箇
所の接続部において、１０本の光ファイバをそれぞれ独
立にｘ，ｙの２軸方向に移動し、個々の光軸調整を並列
に実行する。具体的には、個々の接続部において(12)式
の評価関数を最小（伝送光強度を最大）にするように個
々の光軸調整をｘ，ｙ軸方向の２自由度に対して並列に
行なう。この場合、最適値探索の収束性の制御パラメー
タは(6) 式のａijとλである。適当なａijとλの値を設
定して計算した結果を図８に示す。図８はｎ＝１０本の
光ファイバの中である１本の光ファイバの初期位置から
最適位置に至る探索経路を示す。図８中、Ａ点が探索の
初期位置、Ｂ点が伝送光強度が最大となる最適位置であ
る。この計算結果から、本発明の光軸調整方法によれば
光ファイバは途中のサテライトピークを回避して伝送光
強度が最大となる最適位置に位置決めされることがわか
る。

【００４２】図９乃至図１１は本発明の第４の実施例を
示すもので、図１４に示したような光ファイバアレイ４
と平板型光導波路アレイ５との接続に本発明の光軸調整
方法を適用した例を計算によって示したものである。こ
のようなアレイ同士の接続は実用上よく行なわれる。本
実施例では、接続アレイ両端の光軸を通る伝送光強度を
両方ともに可能な限り大きくするように光ファイバアレ
イ４を図中のｘ，ｙ，α軸方向に移動し、光導波路アレ
イ５に対して位置決めする。このように両端の光軸を通
る伝送光の強度を最適化してアレイの全光軸の伝送光強
度を保証しようとする光軸調整方法も実用上よく行なわ
れる。本実施例では、図９に示すような２つの異なる位
置に同じ大きさの極小値を持つ関数：

【数１１】 を評価関数とし、その評価関数値の変化を表現する力学
系として、図１０に示すような粒子間距離が固定された
２つの粒子を考え、ｘ，ｙ，α軸方向の３自由度に対す
る粒子運動の時間発展を計算することにより最適値探索
を実行する。この場合、図９の評価関数の２つの極小位
置は、光導波路アレイ５の両端の光軸位置に、その極小
位置は両端の光軸を通る伝送光の強度に符号を付したも
のに対応し、図１０の２粒子間の距離は光ファイバアレ
イ４の両端の光軸間距離に対応する。実際に製作される
部品では、製作誤差により接続するそれぞれのアレイの
両端の光軸距離は部品ごとに異なる。このため、アレイ
の両端の光軸間距離が異なるアレイ同士を接続すると、
光ファイバアレイ４はα軸方向に少し傾いた位置に位置
決めされる。そこで、本実施例では光ファイバアレイの
両端の光軸間距離が導波路アレイの両端の光軸間距離と
少し異なるようにして計算を行ない、そのような場合で
も最適光軸位置の探索が効率的に行なえるか否かを調べ
た。具体的には、光ファイバアレイの両端の光軸間距離
を２．０としたのに対し、光導波路アレイの両端の光軸
間距離を２．００２とした。図１１は光軸位置を指定す
るｘ，ｙ，α座標の中でα座標の探索結果を示す。同図
ではα座標の振動は次第に減衰し、３０回程度の探索で
光軸は最適位置に位置決めされる。従来の光軸調整方法
を用いて、このようなｘ，ｙ，αの３軸の調整自由度の
接続を行なう場合には５分程度の光軸調整時間が必要で
あったが、そのような多自由度の光軸調整に本発明の光
軸調整方法を用いれば、その光軸調整時間は３０秒程度
に短縮されることが本実施例の探索回数から推定され
る。尚、本実施例では両端の光軸を通る伝送光強度を評
価関数としたが、アレイの全光軸を通る伝送光の強度を
評価関数としても、全く同様にアレイ同士の光軸調整を
実行することができる。

【００４３】尚、本発明は前記実施例において述べた
が、光部品の種類、光軸調整自由度等は限定されるもの
ではなく、本発明は種々の光部品間の接続部における光
軸調整に適用することができ、それらの応用は本発明の
範囲から除外されるものではない。例えば、本発明を物
体の変位測定に用いる光てこ方式の光学系における半導
体レーザ、鏡、フォトダイオード間の光軸調整や図１２
に示すフリースペース光学系における２次元ファイバア
レイ２４と２次元レンズアレイ２５との光軸調整等にも
適用することが可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の光軸調
整方法によれば、多軸・多自由度の光軸調整を高速かつ
並列に実行することができるので、本発明を光ファイバ
アレイと平板型光導波路アレイとの接続、半導体レーザ
モジュールにおける半導体レーザとレンズとの接続、レ
ンズと光ファイバとの接続等に用いた場合、複数接続部
の光軸調整の並列化が可能であり、しかも伝送光強度分
布の形状に応じてアルゴリズムを追加・変更する必要が
なく、更には外乱の存在に強いという格別の効果を得る
ことができる。

【００４５】また、請求項２の光軸調整装置によれば、
請求項１の効果に加え、複数接続部の光軸調整を並列化
することにより、光軸調整時間の短縮を図ることができ
るので、光軸調整の効率を格段に向上させることができ
る。

【００４６】また、請求項３の光軸調整装置によれば、
請求項１及び２の効果を達成する装置を実現することが
できるので、実用化に際して極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例を示す光ファイバと平板型導波路の接続
模式図

【図２】従来例を示す光ファイバアレイと平板型導波路
アレイとの接続模式図

【図３】従来例を示す半導体レーザモジュールにおける
半導体レンズと光ファイバとの接続模式図

【図４】主ピークの脇にサテライトピークを持つような
伝送光強度分布図

【図５】光ファイバアレイと平板型導波路アレイとの接
続におけるような伝送光強度分布図

【図６】本発明の第１の実施例を示す光軸調整装置の概
略構成図

【図７】第１の実施例における光軸調整用プログラムの
フローチャート

【図８】第１の実施例における最適光軸位置の探索結果
を示す図

【図９】第１の実施例における外乱を与えた場合の最適
光軸位置の探索結果を示す図

【図１０】本発明の第２の実施例を示す光軸調整装置の
概略構成図

【図１１】第２の実施例における２箇所の接続部におけ
る並列光軸調整の探索結果を示す図

【図１２】本発明の第３の実施例における評価関数を示
す図

【図１３】第３の実施例における最適光軸位置の探索結
果を示す図

【図１４】本発明の第４の実施例における評価関数を示
す図

【図１５】第４の実施例における計算モデルを示す図

【図１６】第４の実施例における最適光軸位置の探索結
果を示す図

【図１７】フリースペース光学系における２次元ファイ
バアレイと２次元レンズアレイとの接続模式図

【符号の説明】

１１，１２…光ファイバ、１３…半導体レーザ光源、１
４…光パワーメータ、１５，１６…微動ステージ、１７
…電子計算機、１９…光ファイバ、２１、２２…接続
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水上 雅人 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 新上 和正 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光伝送路の各種光部品相互の接続部を伝
   送光が通過する際、その接続部の光軸のずれによって生
   ずる伝送光損失を最小とするように、接続部を通過する
   伝送光の強度が最大となる光部品相互の光軸位置を求め
   る光軸調整方法において、 前記接続部を通過する伝送光の強度を評価関数値として
   該評価関数値の変化をｎ個の変数で指定される力学系の
   運動として表現し、 該力学系の運動の性質を用いてその評価関数の最大値を
   探索する力学系の自律的運動を生成することにより光部
   品相互の光軸の最適位置を求めることを特徴とする光軸
   調整方法。
2. 【請求項２】 複数の接続部の光軸調整を並列に処理す
   ることを特徴とする請求項１記載の光軸調整方法。
3. 【請求項３】 光伝送路の各種光部品の光軸を位置決め
   する少なくとも１台の微動ステージからなる駆動機構
   と、 光伝送路の入力端に接続された光源と、 光伝送路の出力端に接続された光パワーメータと、 光パワーメータの出力結果をもとに前記駆動機構の動作
   を制御し、所定の演算処理プログラムに基づいて光部品
   相互の光軸の最適位置を決定する制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする光軸調整装置。