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JP2004061868A - Laser focusing position measuring method, optical module assembling method, and optical fiber alignment fixing device - Google Patents

Laser focusing position measuring method, optical module assembling method, and optical fiber alignment fixing device Download PDF

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JP2004061868A
JP2004061868A JP2002220143A JP2002220143A JP2004061868A JP 2004061868 A JP2004061868 A JP 2004061868A JP 2002220143 A JP2002220143 A JP 2002220143A JP 2002220143 A JP2002220143 A JP 2002220143A JP 2004061868 A JP2004061868 A JP 2004061868A
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JP
Japan
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optical fiber
laser
core
laser diode
incident light
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Application number
JP2002220143A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuzo Taniguchi
谷口 雄三
Fuyuhisa Hayakawa
早川 冬悠
Shunichiro Fujioka
藤岡 俊一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Electronics Corp
Original Assignee
NTT Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for directly and highly accurately detecting the laser beam-converged position of an optical module, and realizing shortening of the time for peak search. <P>SOLUTION: The laser beam propagating in the core parts and clad parts of the optical fibers 2 is detected. The laser beam-converged position is measured by determining the total quantity of the light entering the entire part of the optical fibers 2 and the optical fibers are center aligned and positioned. Further, the laser beam-converged position is measured from the quantity of the light entering the cores or the quantity of the light entering the clads and the optical fibers are aligned and positioned. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用等に用いられるレーザ集光位置測定方法、光モジュール組立て方法、及び光ファイバ調芯固定装置に関し、特に光ファイバの調芯固定に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光通信においては、レーザダイオード等の光半導体素子と光ファイバとを光学的に結合させた光モジュールが用いられている。光モジュール組立て工程では、ダイボンディング工程におけるレーザダイオードの取付位置誤差や、パッケージ本体の製造誤差等のために、レーザダイオードの集光位置ずれ誤差が発生する。例えば、図17に示すように、レーザダイオード1aが、光モジュールのパッケージ本体の外形基準で定まる取付基準位置から、X軸方向にΔX、Y時軸方向にΔYずれ、さらに、光軸に対して△θ傾いているとすると、実際のレーザ集光点は、設計上の集光点の位置から大きくずれてしまう。したがって、設計上の集光点に光ファイバのコア2aをおいても、レーザ集光点が許容値以上に位置ずれすれば不良品となってしまう。このため、ファイバ調芯固定工程では、光ファイバのコア2aに入光するレーザ光量を検出しながら光ファイバもしくは光モジュールパッケージを空間的(X、Y、Z方向)に移動させ、ピークサーチによりコア2aへの入光光量の最大点を検出して、光ファイバをパッケージにレーザ溶接等で固定する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の組立て方法では全ての集光位置ずれ誤差を最後のファイバ調芯固定工程で吸収して位置合せしなければならないので、レーザ集光位置ずれ誤差が大きすぎると位置調整不能になり、全体的な手直しの発生、あるいは不良発生の要因となる。また、シングルモード用光ファイバの場合は、光ファイバのクラッド2b部の直径は通常100μm以上であるが、コア2aの直径は約10μmと極めて細い。したがって、従来のファイバ調芯固定の方式では、レーザ集光位置ずれ誤差が大きい場合、この微細なコア2aに入光するレーザ光量の最大位置を探すピークサーチ時間が長大化するという問題がある。また、ダイボンディング装置を複数台使用する場合、設備毎にレーザダイオード取付位置偏差が生じ、設備管理が複雑になる。このように、レーザダイオード取付のダイボンディング位置精度不足、均一化不足がピークサーチ時間の長大化をもたらし生産性低下の要因となっている。
【0004】
ピークサーチ時間短縮を目的とした提案が、特開平8−297229号公報に開示されている。この提案では、光ファイバ調芯固定装置上に電荷結合素子(CCD)カメラ、光学系及び画像処理装置が設けられている。CCDカメラによリレーザダイオードの光束が、レーザダイオードの発光部との距離の異なる2点で測定され、この2点での光束の大きさ、位置情報から現在集光されている位置が計算され、本来集光されるべき位置とのずれ量が求められるという方式である。しかし、特開平8−297229号公報に開示された提案は、集光位置そのものを直接検出せず演算により集光位置を推定するものであり、レーザ集光位置の検出誤差が大きくなる。また、レーザ集光位置ずれデータをもとにダイボンディング精度向上を図るという製造品質向上、生産性向上施策については全く考慮さていない等の問題があった。
【0005】
本発明は、このような課題を解決して、ピークサーチ時関の短縮をはかり、光ファイバ調芯固定装置の生産性向上を実現するレーザ集光位置測定方法を提供することを目的とする。
【0006】
本発明の他の目的は、ダイボンディング位置精度の向上により組立て不良低減を実現できる光モジュール組立て方法を提供することにある。
【0007】
本発明の更に他の目的は、ピークサーチ時関の短縮をはかり、生産性向上を実現する光ファイバ調芯固定装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第1の特徴は、(イ)レーザダイオードと、(ロ)コア部及びコア部を囲むクラッド部を有する光ファイバを、光ファイバの一端をレーザダイオードに対向させ、レーザダイオードの光軸に沿う方向に配列させるステップと、(ハ)レーザダイオードのレーザ光を光ファイバに入光させるステップと、(ニ)レーザ光が、コア部に入光したコア入光量及びクラッド部に入光したクラッド入光量をそれぞれ検出するステップと、(ホ)コア入光量及びクラッド入光量からレーザ光の集光位置とコア部を調芯位置合わせするステップとを含むレーザ集光位置測定方法であることを要旨とする。
【0009】
本発明の第1の特徴によれば、光モジュールのレーザ集光位置を短時間で測定できピークサーチ時間の短縮が図れ、光ファイバ調芯固定装置の生産性向上を実現することができる。
【0010】
本発明の第1の特徴において、コア入光量とクラッド入光量の総和の総入光量から調芯位置合わせすることが好ましい。総入光量を用いることで初期のレーザ集光位置ずれを短時間で検知できる。また、コア入光量とクラッド入光量のそれぞれから調芯位置合わせするステップを更に行うことにより光ファイバのコア中心が精度よく測定できる。また、レーザダイオードを走査して、レーザ光が光ファイバの一端から他端に向かって順次入光するようにして総入光量を測定するステップと、総入光量がしきい値となる走査方向の座標を求めて、コアの中心座標を算出するステップとを含むことが好ましい。また、レーザダイオードを走査して、レーザ光がコアの一端から他端に向かって順次入光するようにしてコア入光量とクラッド入光量のそれぞれを測定するステップと、コア入光量とクラッド入光量のそれぞれがしきい値となる走査方向の座標を求めて、コアの中心座標を算出するステップとを含むことが好ましい。このようにして、簡便に光ファイバの中心位置を算出できる。光ファイバのレーザダイオードと対向する平面内で、走査と直交する方向に、更に走査を行い、コアの平面内の中心座標を算出することができる。
【0011】
本発明の第2の特徴は、(イ)光モジュールにレーザダイオードをダイボンディングする工程と、(ロ)レーザダイオードを光ファイバと対向するように配置する工程と、(ハ)レーザダイオードのレーザ光を光ファイバに入光させ集光位置を測定する工程と、(ニ)測定した集光位置よりレーザダイオードのダイボンディングの基準位置からの位置ずれ量を算出する工程と、(ホ)位置ずれ量からダイボンディング位置偏差を演算する工程と、(へ)ダイボンディング位置偏差よりレーザダイオードのダイボンディングの取り付け位置を補正する工程とを含む光モジュール組立て方法であることを要旨とする。
【0012】
本発明の第2の特徴によれば、レーザ集光位置ずれデータを収集管理しダイボンディング位置ずれ偏差補正を行うことによりダイボンディング位置精度向上を行い、光モジュ‐ル組立て不良低減が可能となる。
【0013】
本発明の第2の特徴において、集光位置の測定が、レーザダイオードのレーザ光を光ファイバに入光させる工程と、レーザ光が光ファイバのコア部及びクラッド部に入光したコア入光量及びクラッド入光量をそれぞれ検出する工程と、コア入光量及びクラッド入光量からレーザ光の集光位置を測定する工程とを含むことが好ましい。
【0014】
本発明の第3の特徴は、(イ)レーザダイオードが内部に配置されたパッケージを有する光モジュールが設置される可動ステージと、(ロ)光ファイバ固定用カラーがパッケージの一端に当接されるように保持されるカラー保持部と、(ハ)光ファイバ固定用カラーに嵌合する光ファイバの一端をレーザダイオードに対向させ、レーザダイオードの光軸に沿う方向に光ファイバを配列させる光ファイバ送り機構と、(ニ)レーザダイオードから出射されるレーザ光を光ファイバの他端で検知し、光ファイバ入光光量を算出する光ファイバ光量測定部と、(ホ)光ファイバ入光光量を取得し、可動ステージ及び光ファイバ送り機構を制御してレーザ光の集光位置を光ファイバの中心に調芯する光ファイバ調芯制御部とを含む光ファイバ調芯固定装置であることを要旨とする。
【0015】
本発明の第3の特徴によれば、ピークサーチ時関の短縮をはかり、生産性向上を実現することができる。
【0016】
本発明の第3の特徴において、光ファイバ調芯制御部の指示により光ファイバをパッケージに固定する光ファイバ固定部を更に備えることが好ましい。光ファイバ固定部が、光ファイバと光ファイバ固定用カラーの固定だけを行うものであっても、また、光ファイバと光ファイバ固定用カラーの固定と、光ファイバ固定用カラーとパッケージの固定を行うものであってもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の第1〜第3の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、形状や寸法は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な形状や寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【0018】
先ず、本発明の第1〜第3の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置の対象となる光モジュールの概略について説明する。光モジュール1は、図1に示すように、キャップ1cによって気密封止されたパッケージ1fの内部に、レーザダイオード1aと、レーザダイオード1aがダイボンディングされたマウント1gと、レーザダイオード1aのレーザ光出射面と対向するように配置された集光レンズ1bとを有する。パッケージ1fには外部電極端子1e、内部電極端子1dが配置され、内部電極端子1dとレーザダイオード1aは、図示を省略したボンディングワイアで配線されている。また、パッケージ1fの一端には、光ファイバ固定用カラー3が固定され、光ファイバ固定用カラー3内部には、集光レンズ1bと対向するように光ファイバ2が固定されている。光ファイバ2は、レーザ光を通すためのコア2aと、コア2aの外部へのレーザ光の漏洩を防止するためコア2aとは異なった屈折率をもつクラッド2bから構成されている。光ファイバ2の先端では、光ファイバ2を光ファイバ固定用カラー3の内部に固定するためのメタルフェルール2cがクラッド2bの外周に接着されている。
【0019】
光モジュール1は、外部電極端子1eに通電することによりレーザダイオード1aを発光させ、空間的に広がっているレーザ光の光束を、レンズ1bにより集光して光ファイバ2に入射させる構成となっている。したがって、光ファイバ2と光ファイバ固定用カラー3を光モジュール1に組立てる際は、レーザ光を有効に光ファイバ2のコア2a内部に取り込むため、光ファイバ2先端の中心位置にあるコア2aの中心がレーザ集光位置に合うように調整する必要がある。
【0020】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置は、図2に示すように、レーザダイオード1aが内部に配置されたパッケージ1fを有する光モジュール1が設置される可動ステージ5と、光ファイバ固定用カラー3がパッケージ1fの一端に当接されるように保持されるカラー保持部7と、光ファイバ固定用カラー3に嵌合する光ファイバ2の一端をレーザダイオード1aに対向させ、レーザダイオード1aの光軸に沿う方向に光ファイバ2を配列させる光ファイバ送り機構8と、レーザダイオード1aから出射されるレーザ光を光ファイバ2の他端で検知し、光ファイバ入光光量を算出する光ファイバ光量測定部30と、光ファイバ入光光量を取得し、可動ステージ5及び光ファイバ送り機構8を制御してレーザ光の集光位置を光ファイバ2の中心に調芯する光ファイバ調芯制御部12と、光ファイバ調芯制御部12の指示により光ファイバ2と光ファイバ固定用カラー3、及び光ファイバ固定用カラー3とパッケージ1fを固定する光ファイバ固定部31とを含む。可動ステージ5及びカラー保持部7は、機械ベース4上に配置されている。可動ステージ5上には、さらに、光モジュール1のパッケージ1fの外形を位置決め保持するパッケージ保持部6が取り付けられている。また、カラー保持部7上に、光ファイバ2を位置決め固定する光ファイバ保持部9を有する光ファイバ送り機構8が取り付けられている。光ファイバ2の他端は、ファイバ位置決め部10により位置決め固定され、調芯レンズ11を挟んで光ファイバ光量測定部30のテレビカメラ15と対向している。
【0021】
可動ステージ5は、X、Y、Z方向に走査でき、可動ステージコントローラ13により光モジュール1と光ファイバ固定用カラー3の空間的位置決め動作を制御する。ここで、可動ステージ5において、図2の紙面に対して垂直な方向をX軸、左右方向をY軸とし、上下方向、即ち、光ファイバ2の光軸に沿う方向をZ軸とする。光ファイバ送り機構8は、光ファイバ送りコントローラ14により光ファイバ保持部9に固定された光ファイバ2のZ軸方向の位置決め動作を制御する。レーザダイオード1aは、外部電極端子1eに接続されているレーザダイオード駆動電源17から通電されて、光ファイバ2の一端にレーザ光を出射する。光ファイバ2の他端では、光ファイバ2の一端から光ファイバ2内部を伝搬してきたレーザ光が調芯レンズ11を介して光ファイバ光量測定部30のテレビカメラ15に集光される。即ち、光ファイバ2の他端の表面画像が調芯レンズ11を介してテレビカメラ15の撮像面に拡大されて結像される。テレビカメラ15の画像を基に、光ファイバ光量測定部30の画像認識処理装置16により光ファイバ2から出射されたレーザ光の位置及び強度が検出される。検出されたレーザ光の位置及び強度等の情報は、光ファイバ調芯制御部12に出力される。光ファイバ調芯制御部12は、画像認識処理装置16より取得するレーザ光の位置及び強度等の情報により光ファイバ送りコントローラ14及び可動ステージコントローラ13を制御してレーザ調芯を実行し、光ファイバ固定部31のYAGレーザコントローラ18に溶接固定の指示を出力する。光ファイバ固定部31の光ファイバ固定YAGレーザ19は、光ファイバ2のZ軸方向の位置合わせ後、光ファイバ調芯制御部12の指示でYAGレーザコントローラ18により起動され、光ファイバ2のメタルフェルール2cと光ファイバ固定用カラー3をレーザ溶接して固定する。一方、光ファイバ固定部31のカラー固定YAGレーザ20は、光ファイバ2のXY平面内の位置合わせ後、光ファイバ調芯制御部12の指示でYAGレーザコントローラ18により起動され、光ファイバ固定用カラー3と光モジュール1のパッケージ1fをレーザ溶接して固定する。
【0022】
次に、図2に示す光ファイバ調芯固定装置を用いて本発明の第1の実施の形態に係るレーザ調芯固定方法について、図3及び図4を用いて説明する。
【0023】
(イ)初期段取り作業として、まず、光モジュール1外形のパッケージ保持部6への位置決め保持、光ファイバ固定用カラー3外形のカラー保持部7への位置決め保持及び光ファイバ2のファイバ固定部9ヘの保持が行われる。この時、光ファイバ固定用カラー3の下端が光モジュール1の上端に、図2のように当接するようにする。次に、レーザダイオード駆動電源17が光モジュール1の外部電極端子1eに接続され、レーザダイオード1aを発光させる。レーザ調芯の初期位置として、例えば、図4(a)に示すように、レーザ集光点と光ファイバ2の受光面(コア2a)が大きく位置ずれし、レーザダイオード1aからの出射光の光束がコア2a及びクラッド2b表面部で大きく拡がっているとする。
【0024】
(ロ)図3のステップS51で、光ファイバ送りコントローラ14は、光ファイバ調芯制御部12の指示により光ファイバ送り機構8を駆動して、光ファイバ2の光軸方向のピークサーチであるZ移動をおこない、検出可能領域の検出を行う。ステップS51では、図4(b)のごとく、光束が有効にコア2a及びクラッド2bに取り込める位置、即ち検出可能領域まで光ファイバ2がZ軸方向に移動される。光ファイバ2のコア2aは直径約10μmと極めて細く、かつ、レーザ調芯精度は1μmあるいはそれ以下を要求され、従来技術のようにコア2aへの入光光量だけを検出する方法ではピークサーチ時間が長大化する。したがって、ステップS51では、コア2a及びクラッド2bへのレーザ光の入光光量の総和(以下、「総入光量」とよぶ)を用いてピークサーチを行う。コア2a及びクラッド2bヘのレーザの入光光量測定は、図2で示すようにテレビカメラ15で光ファイバ2端面を撮像し、その画像を処理して行う。テレビカメラ15は、光ファイバ2のコア2a及びクラッド2b両者の画像を同時に検出するが、画像認識処理装置1は、コア2aとクラッド2bに領域分けし、それぞれコア入光量、及びクラッド入光量に分離する。例えば、コア入光量を求める場合はクラッド2b部の画像にマスクをかけ、クラッド入光量を求める場合はコア2a部の画像にマスクをかける等の手法で分離する。総入光量は、コア入光量、及びクラッド入光量の総和をとればよい。また、レーザダイオード1aの光の波長によってテレビカメラ15の検出感度は異なるので、例えば、波長が赤外線領域であれば感度特性の合った赤外カメラを選べばよい。また、テレビカメラ15の検出光強度は、レーザ光の強度、及び強度分布が既知のレーザ光によって予め校正しておく。
【0025】
(ハ)次に、ステップS52で、可動ステージコントローラ13は、光ファイバ調芯制御部12の指示により可動ステージ5を駆動してX軸及びY軸方向のXY粗走査を行い、光軸と光ファイバ2の中心がほぼ一致した状態となるように光軸XY中心検出を行う。図4(c)に示すように、レーザダイオード1a及び集光レンズ1bを固定した光モジュール1がX軸、Y軸方向に走査され、一定の走査ピッチでテレビカメラ15で画像がサンプリングされてファイバ入光総光量の変化が検出される。なお、この走査ピッチを要求調芯精度(1μm程度)よりも大きく、例えば、10μm程度にして、テレビカメラ15の画像サンプリング回数が低減されている。サンプリング点間は補間して計算により求めることができ、その結果、走査時間が大幅に低減されている。
【0026】
(ニ)ステップS53で、光ファイバ送りコントローラ14は、光ファイバ調芯制御部12の指示により光ファイバ送り機構8を駆動してZステップ送りを行い、コア2aの範囲でZ軸方向のピークサーチを行う。即ち、図4(c)の状態は、光軸と光ファイバ2の中心がほぼ一致した状態ではあるが、未だレーザ集光点は求められていないので、図4(d)のようにZ軸を細かくステップ送りして、コア入光量最大位置、あるいはコア2aの範囲でのクラッド入光量最小位置を探し、Z軸上のピークが検出される。
【0027】
(ホ)ステップS54で、可動ステージコントローラ13は、光ファイバ調芯制御部12の指示により可動ステージ5を駆動してXY微動走査を行い、X軸及びY軸方向のピークサーチを行う。図4(e)に示すように、X、Y軸方向の走査ピッチを1μm程度として微動走査を行い,レーザ光の集光点がコア2aの中心に合わせられる。
【0028】
(ヘ)ステップS55で、光ファイバ調芯制御部12は、画像認識処理装置16によりコア入光量最大位置とコア2a中心位置とのずれを検出し、ずれが予め設定された許容値以上であれば、ステップ53のZステップ送り、及びステップ54のXY微動走査によりピークサーチを繰り返すよう指示する。コア入光量最大位置とコア2a中心位置とのずれが予め設定された許容値以以下であれば、ステップS56で、光ファイバ固定用カラー3とメタルフェルール2cが光ファイバ固定YAGレーザ19で溶接固定される。さらに、この溶接により位置ずれが生じてないかどうかをコア入光量で確認の上、光ファイバ固定用カラー3と光モジュール1がカラー固定YAGレーザ20で溶接固定される。
【0029】
このようにして光ファイバ調芯固定作業が終了する。なお、ステップS51〜S54のピークサーチ後に、コア入光量が規定値以下の場合は溶接固定作業は行わず、不良品と判定する。例えば、レーザダイオード1aのダイボンディング位置、あるいは集光レンズ1bの固定位置が大きくずれて光軸を光ファイバ2の中心に合わせることができないような場合がある。レーザダイオード1aのダイボンディングの位置ずれが原因の場合は、ダイボンディング装置を用いて修復が可能であり、再度ダイボンディング位置を修正することもできる。
【0030】
次に、本発明の第1の実施の形態に係るピークサーチのXY粗走査(ステップS52)及びXY微動走査(ステップS54)の検出アルゴリズムを図5及び図6を用いて説明する。
【0031】
図5(a)において左右方向をX軸、上下方向をY軸とする。まず、可動ステージを駆動し、一旦レーザダイオード1aの光束が光ファイバ2から完全に外れるようにして、その位置からX方向に走査Aを行う。この時、総入光量の変化は図5(b)のように台形形状となる。図5(b)の領域Raでは、レーザダイオード1aからの光束が光ファイバ2に入光する面積の増加と共に総入光量が増加し、レーザダイオード1aからの光束が全て光ファイバ2内に入ると図5(b)の領域Rmのように、総入光量はほぼ一定となる。さらに領域Rbでは、レーザダイオード1aからの光束が光ファイバ2から外れるに従い、総入光量が減少する。ここで、総入光量が、例えば、領域Rmでの一定値の1/2となる値をしきい値Thとして、そのX座標を各々Xa、Xbとする。この場合、しきい値Thを示す位置は、走査Aにおける光ファイバ2のエッジ点とほぼ一致する。したがって、走査Aにより、光ファイバ2のX軸方向の中心座標は、(Xa+Xb)/2と求めることができる。
【0032】
次に、図5(a)の走査Bのように、X座標を光ファイバ2の中心座標(Xa+Xb)/2に、Y座標を光ファイバ2の外側となる位置に移動する。その後、Y方向に走査Cを行う。この走査Cの総入光量の変化は、図5(c)に示すように、領域Rcで増加し、領域Rnで一定値となり、領域Rdで減少するように変化する。ここで、X軸方向の走査Aと同様にしきい値Thを設けることにより、走査Cにおける光ファイバ2のY軸方向のエッジ点を検出することができる。エッジ点のY座標を各々Yc、Ydとすると、光ファイバ2のY軸方向のY中心座標を、(Yc+Yd)/2と求めることができる。
【0033】
このように、XY粗走査においては、わずか3回の走査A、B、及びCにより光ファイバ2のコア2a中心位置にほぼ相当する中心座標の粗検出を行うことができる。
【0034】
次に、XY微動走査を図6で説明する。走査手順は、XY粗走査と似ているが、図6(a)では図5(a)とは異なり、光ファイバ2の中心にあるコア2aのエッジ点Xe、Xf、Yg、Yhを求めるだけなので走査範囲は小さく、狭くなる。また、コア2aの中心を精度よく求めるために、コア2aへのコア入光量とクラッド2bへのクラッド入光量の両者を個別に検出するようにする。図6(a)の左右方向をX軸、上下方向をY軸とする。まず、可動ステージを駆動し、一旦レーザダイオード1aの光束がコア2aから完全に外れ、クラッド2bに入光するようにして、その位置からX方向に走査Dを行う。この時、図6(b)に示すようにコア入光量(実線)とクラッド入光量(破線)の変化は逆となる。ここで、コア入光量とクラッド入光量が等しくなる光量をしきい値Thとすれば、そのX座標Xe、Xfが走査Dにおけるコア2aのX軸方向のエッジ点となる。したがって、コア2aの中心のX座標が、(Xe+Xf)/2として求まる。次に、図6(a)の走査Eのように、X座標をコア2aの中心座標(Xe+Xf)/2に、Y座標をコア2aの外側となる位置に移動し、Y方向に走査Fを行う。この走査Fについても、図6(c)に示すように、コア入光量あるいはクラッド入光量がしきい値ThとなるY座標Yg、Yhよりコア2aの中心のY座標が、(Yg+Yh)/2として求まる。なお、コア入光量の計測では、光量が高くなりセンサーが飽和してしまいコア2aのエッジ点の検出精度が低下することもあるが、その場合、クラッド入光量では、コア2a中心が一番暗い部分となり測定しやすい。図6(b)、(c)に示すように、コア入光量とクラッド入光量を組み合わせることで正確なピークサーチを行うことができる。
【0035】
さらに、上述した粗検出と精密検出の2段階のピークサーチの後に、コア入光量最大位置、あるいはクラッド入光量最小位置で最終的にもう一度XY方向に徴細ピッチ、例えば、0.1μmピッチで走査し、光ファイバ2の中心を高精度に検出することもできる。
【0036】
このように、本発明の第1の実施の形態に係るレーザ集光位置測定方法よれば、レーザ集光位置を直接、高精度に検出でき、さらに、ピークサーチ時間の短縮化を図る事ができるので、光モジュール組立てにおける光ファイバ調芯固定が高精度で効率よくできる。
【0037】
(第1の実施の形態に係る応用例)
本発明の第1の実施の形態の応用例に係るダイボンディング位置精度向上システムは、上述したレーザ集光位置測定方法を適用してダイボンディング位置ずれ偏差補正を行うものであり、以下において第1の実施の形態と重複した記載は省略する。
【0038】
図7に示すように、ダイボンディング精度向上システムは、位置精度管理システム21に、複数台のダイボンディング装置22と、複数台の光ファイバ調芯固定装置23が接続されている。複数の光ファイバ調芯固定装置23は、それぞれ、予め定めているレーザ集光位置からの位置ずれ情報、及び、製造ナンバー、製造日時、号機ナンバー等の製造情報を位置精度管理システム21に送り、位置精度管理システム21はこれらの情報を保管する。ここで、予め定めている集光点とは、レーザダイオード1aが、光モジュール1のパッケージ1f本体の外形基準で定まる取付基準位置にダイボンディングされたときの集光点である(図17参照)。したがって、レーザ集光位置測定の結果で得られるレーザ集光位置と予め定めているレーザ集光位置の座標の差(ΔX、ΔY、ΔZ)がダイボンディングの位置ずれとなる。複数のダイボンディング装置22も、製造ナンバー、製造日時、号機ナンバー等の製造情報を位置精度管理システム21に送り、位置精度管理システム21はこれらの情報を保管する。位置精度管理システム21は、位置ずれデータ、各光ファイバ調芯固定装置23の製造情報をもとに、ダイボンディング装置の号機別の位置ずれ量(X、Y、Z各方向)を記憶し、ダイボンディング装置22に出す位置偏差補正情報を演算する。平均位置ずれ量が位置偏差許容範囲内から外れるようになると、位置偏差補正指令情報を各ダイボンディング装置22に個別に出力する。ダイボンディング装置22は位置偏差補正指令を受け取り、レーザダイオード1aをダイボンディングする位置を正常な位置となるように補正し、ダイボンディングする。
【0039】
本発明の第1の実施の形態の応用例に係るダイボンディング位置ずれ偏差補正方法を図8に示すフローチャートを用いて説明する。
【0040】
(イ)ステップS61で、位置精度管理システム21は、複数の光ファイバ調芯固定装置23の製造情報、及び複数のダイボンディング装置22の製造情報等の装置情報を取得し、保管する。
【0041】
(ロ)ステップS62で、位置精度管理システム21は、ダイボンディング位置ずれに対する位置偏差許容範囲を設定する。
【0042】
(ハ)ステップS63で、ダイボンディング装置22は、位置精度管理システム21に予め登録されている条件でレーザダイオード1aを、光モジュール1のパッケージ1f内のマウント1g上にダイボンディングする。
【0043】
(ニ)ステップS64で、レーザダイオード1aがダイボンディングされた光モジュール1は、配線工程、レンズ固定工程を経て光ファイバ調芯固定装置23において光ファイバ2の調芯固定工程を実施する。位置精度管理システム21は、光ファイバ調芯固定装置23でのレーザ集光位置測定により得られるダイボンディング位置ずれ情報(ΔX、ΔY、ΔZ)を取得し、ダイボンディング装置22の号機別、製造日時順に位置ずれ量を、X、Y、Z各方向独立に記録する。例えば、特定のダイボンディング装置22のX方向の位置ずれ量ΔXの製造日時順の変動を図9の実線で示す。
【0044】
(ホ)ステップS65で、例えば、移動平均法で平均位置ずれ量を演算し、図9の破線に示すように、位置偏差の製造日時順の変動を算出する。
【0045】
(へ)ステップS66で、位置精度管理システム21は、位置偏差と位置偏差許容範囲とを比較し、位置偏差が位置偏差許容範囲内であれば、ステップS68で、光ファイバ調芯固定装置は光モジュール1と光ファイバ2の溶接固定工程を実施する。
【0046】
(ト)例えば、図9に示すように、製造日時A点で位置偏差が位置偏差許容範囲から外れたとする。この場合、ステップS67で、位置精度管理システム21は、位置偏差補正指令情報を特定のダイボンディング装置22に個別に出力する。特定のダイボンディング装置22は位置偏差補正指令を受け取り、レーザダイオードをダイボンディングする位置を正常な位置となるように補正し、ステップS63で、ダイボンディングする。再び、位置偏差が位置偏差許容範囲から外れるようになる製造日時B点で、位置精度管理システム21は、再度、位置偏差補正指令情報をダイボンディング装置22に出力し、ダイボンディング位置を補正する。
【0047】
本発明の第1の実施の形態の応用例に係るダイボンディング位置精度向上システムによれば、レーザダイオード1aのダイボンディング位置精度が向上でき、ダイボンディング位置ずれによる組立て不良が低減できる。
【0048】
また、位置精度管理システム21は、ダイボンディング装置22を個別に管理することは勿論、ダイボンディング装置22を群としても管理することができる。すなわち、個別に上記の位置補正情報を管理する以外に、ダイボンディング装置22群全体のダイボンディングの位置偏差が位置偏差許容範囲内に入っているかどうかも監視し、必要ならば、全体のダイボンディング装置22群に位置補正指令情報を提供することができる。位置精度管理システム21はこの他に、位置ずれ精度の統計管理や位置ずれ不良の異常検出など品質管理用に用いることも、勿論可能である。
【0049】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る光モジュール組立て方法は、光ファイバ調芯固定工程を2段階に分離して行う点が先に述べた第1の実施の形態と異なる。他は、第1の実施の形態と同様であるので、重複した記載を省略する。即ち、本発明の第1の実施の形態では、Z軸調芯固定とXY軸調芯固定を同一の光ファイバ調芯固定装置で同時に行ったが、第2の実施の形態では、Z軸調芯固定とXY軸調芯固定の工程をそれぞれ独立させることにより、作業時間の大幅な低減、及び歩留まりの向上を行うことが可能となる。
【0050】
本発明の第2の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置は、Z軸調芯固定を専門に行うもので、図10に示すように、図2の光ファイバ調芯固定装置のカラー固定YAGレーザ20を除いた構成で実現できる。光ファイバ調芯固定装置は、Z軸のレーザ集光点の位置ずれ量を測定して調芯した後、光ファイバ調芯制御部12aの指令により光ファイバ固定部31aのYAGレーザコントローラ18aが起動され、光ファイバ固定部31aの光ファイバ固定YAGレーザ19aにより光ファイバ2のメタルフェルール2cと光ファイバ固定用カラー3が溶接固定される。レーザ集光位置ずれ測定完了後の光モジュール1、及び溶接固定された光ファイバ2と光ファイバ固定用カラー3は、一対とされ、図11に示す光ファイバ調芯固定装置に送られて、X、Y方向に調芯後、光ファイバ調芯制御部12bにより光ファイバ固定部31bのYAGレーザコントローラ18bが起動され、光ファイバ固定部31bのカラー固定YAGレーザ20bにより光ファイバ固定用カラー3と光モジュール1のパッケージ1fが溶接固定される。ここで、光ファイバ調芯固定装置は、図11に示すように、図2の構成から光ファイバ固定YAGレーザ19、光ファイバ送りコントローラ14、及び、ファイバ送り機構8を除いた構成である。勿論、図2に示す光ファイバ調芯固定装置を代用してもよい。
【0051】
XY軸調芯固定作業とZ軸調芯固定作業時間を比較したところ、XY軸調芯固定作業の作業時間は、Z軸調芯固定作業の3.5倍もの作業時間が必要であった。したがって、XY軸調芯固定とZ軸調芯固定の作業を一つの光ファイバ調芯固定装置で行った場合には、XY軸調芯固定作業が律速工程となってしまい、全体の作業時間はXY軸調芯固定作業時間によつて決定されてしまう。しかしながら本発明の第2の実施の形態のように二つの作業を分割して流れ作業にすることにより、全体の作業時間を大幅に短縮することが可能となる。
【0052】
本発明の第2の実施の形態においては、光ファイバ2と光ファイバ固定用カラー3とが予め溶接固定されているため、図11の光ファイバ調芯固定装置では、Z軸方向への移動が不要となり、ピークサーチはX、Y方向の走査を行うだけでよく、ピークサーチ時間を大幅に短縮することができ、歩留り向上に非常に有用である。
【0053】
次に、本発明の第2の実施の形態の係るレーザ調芯固定方法の手順を、図12を用いて説明する。
【0054】
(イ)図10に示す光ファイバ調芯固定装置で、光モジュール1外形のパッケージ保持部6への位置決め保持、光ファイバ固定用カラー3外形のカラー保持部7への位置決め保持及び光ファイバ2のファイバ固定部9ヘの保持が行われる。この時、図10に示すように、光ファイバ固定用カラー3の下端が光モジュール1の上端に当接するようにする。次に、レーザダイオード駆動電源17が光モジュール1の外部電極端子1eに接続され、レーザダイオード1aを発光させる。その後、図13のステップS71で、光ファイバ送りコントローラ14は、光ファイバ調芯制御部12aの指示により光ファイバ送り機構8を駆動して、光ファイバ2のZ軸方向のピークサーチであるZ移動をおこない、総入光量で検出可能領域の検出を行う。
【0055】
(ロ)ステップS72で、光ファイバ送りコントローラ14は、光ファイバ調芯制御部12aの指示により光ファイバ送り機構8を駆動してZステップ送りを行い、総入光量でZ軸方向のレーザ集光点を検出する。
【0056】
(ハ)ステップS73で、光ファイバ調芯制御部12aは、総入光量が最大であるか判定する。総入光量が最大でないと判定された場合は、ステップS72のZステップ送りを繰り返し行う。
【0057】
(ニ)総入光量が最大と判定されれば、ステップS74で、光ファイバ調芯制御部12aは、YAGレーザコントローラ18aに指示を出力し、光ファイバ固定YAGレーザ19aを起動してメタルフェルール2cと光ファイバ固定用カラー3を溶接固定する。
【0058】
(ホ)レーザ集光位置ずれ測定完了後の光モジュール1、及び溶接固定された光ファイバ2と光ファイバ固定用カラー3は、一対とされ、図11に示す光ファイバ調芯固定装置に送られる。そして、ステップS75で、可動ステージコントローラ13は、光ファイバ調芯制御部12bの指示により可動ステージ5を駆動してX軸及びY軸方向のXY粗走査を行い、光軸と光ファイバ2の中心がほぼ一致した状態となるように光軸XY中心検出を行う。
【0059】
(ヘ)ステップS76で、可動ステージコントローラ13は、光ファイバ調芯制御部12bの指示により可動ステージ5を駆動してX軸及びY軸方向のXY微動走査を行い、レーザ光の集光点をコア2aの中心に合わせる。
【0060】
(ト)ステップS77で、光ファイバ調芯制御部12bは、画像認識処理装置16によりコア入光量最大位置とコア2a中心位置とのずれを検出し、ずれが予め設定された許容値以上であれば、ステップ76のXY微動走査を繰り返す。
【0061】
(チ)コア入光量最大位置とコア2a中心位置とのずれが予め設定された許容値以下であれば、光ファイバ調芯制御部12bは、YAGレーザコントローラ18bに指示を出力しカラー固定YAGレーザ20bを起動して、光ファイバ固定用カラー3と光モジュール1を溶接固定する。
【0062】
このようにして光ファイバ調芯固定作業が終了する。
【0063】
(第2の実施の形態に係る応用例)
本発明の第2の実施の形態の応用例に係るダイボンディング精度向上システムは、光ファイバ調芯固定工程を2段階に分離して行う点が先に述べた第1の実施の形態の応用例と異なる。
【0064】
図13に示すように、本発明の第2の実施の形態の応用例に係るダイボンディング精度向上システムは、位置精度管理システム21aと、位置精度管理システム21aに接続されたダイボンディング装置22a、光ファイバ調芯固定装置23a、及び光ファイバ調芯固定装置23bより構成される。光ファイバ調芯固定装置23aは、位置ずれ情報及び製造情報を位置精度管理システム21aに送る。位置精度管理システム21aは、光ファイバ調芯固定装置23bに位置合わせ初期位置情報を送り、光ファイバ調芯固定装置23bは位置合わせ初期位置情報をもとに光ファイバ2と光モジュール1の初期位置合わせ位置を補正する。他は、第1の実施の形態の応用例と同様であるので、重複した記載を省略する。
【0065】
本発明の第2の実施の形態の応用例に係るダイボンディング位置ずれ偏差補正方法を図14を用いて説明する。
【0066】
(イ)ステップS81で、位置精度管理システム21aは、複数の光ファイバ調芯固定装置23aと複数の光ファイバ調芯固定装置23bの製造情報、及び複数のダイボンディング装置22aの製造情報等の装置情報を取得し、保管する。
【0067】
(ロ)ステップS82で、位置精度管理システム21aは、ダイボンディング位置ずれに対する位置偏差許容範囲を設定する。
【0068】
(ハ)ステップS83で、特定のダイボンディング装置22aは、位置精度管理システム21aに予め登録されている条件でレーザダイオード1aを、光モジュール1のパッケージ1f内のマウント1g上にダイボンディングする。
【0069】
(ニ)ステップS84で、図13に示す光ファイバ調芯固定装置23aで初期段取り作業を行った後、Z軸方向のピークサーチをおこない、総入光量で検出可能領域の検出を行う。引き続き、Zステップ送りを行い、総入光量でZ軸方向のレーザ集光点を検出する。位置精度管理システム21aは、特定の光ファイバ調芯固定装置23aでのレーザ集光位置測定により得られるダイボンディングのZ方向の位置ずれ量ΔZを取得し、ダイボンディング装置22aの号機別、製造日時順に位置ずれ量を記録する。
【0070】
(ホ)ステップS85で、位置精度管理システム21aは、例えば、移動平均法で平均位置ずれ量を演算し、位置偏差の製造日時順の変動を算出する。
【0071】
(へ)ステップS86で、位置精度管理システム21aは、Z方向の位置偏差と位置偏差許容範囲とを比較し、位置偏差が位置偏差許容範囲内であれば、ステップS88で、光ファイバ調芯固定装置23aは光ファイバ2のメタルフェルール2cと光ファイバ固定用カラー3を溶接固定する。
【0072】
(ト)位置偏差が位置偏差許容範囲から外れた場合、ステップS87で、位置精度管理システム21aは、位置偏差補正指令情報を特定のダイボンディング装置22aに個別に出力する。特定のダイボンディング装置22aは位置偏差補正指令を受け取り、レーザダイオード1aをダイボンディングするZ方向の位置を正常な位置となるように補正し、ステップS83に戻る。
【0073】
(チ)レーザ集光位置ずれ測定完了後の光モジュール1、及び溶接固定された光ファイバ2と光ファイバ固定用カラー3は、一対とされ、図13に示すような特定の光ファイバ調芯固定装置23bに送られる。そして、X軸及びY軸方向のXY粗走査を行い、光軸と光ファイバ2の中心がほぼ一致した状態となるように光軸XY中心検出を行い、引き続き、X軸及びY軸方向のXY微動走査を行い、レーザ光の集光点をコア2aの中心に合わせる。ステップS89で、位置精度管理システム21aは、特定の光ファイバ調芯固定装置23bでのレーザ集光位置測定により得られるダイボンディングのX、Y方向の位置ずれ量ΔX、ΔYを取得し、ダイボンディング装置22aの号機別、製造日時順に位置ずれ量を、X、Y各方向独立に記録する。
【0074】
(リ)ステップS90で、位置精度管理システム21aは、例えば、移動平均法で平均位置ずれ量を演算し、位置偏差の製造日時順の変動を算出する。
【0075】
(ヌ)ステップS91で、位置精度管理システム21aは、X、Y方向の位置偏差と位置偏差許容範囲とを比較し、位置偏差が位置偏差許容範囲内であれば、ステップS93で、特定の光ファイバ調芯固定装置23bは光モジュール1と光ファイバ2の溶接固定工程を実施する。
【0076】
(ル)X、Y方向の位置偏差が位置偏差許容範囲から外れた場合、ステップS92で、位置精度管理システム21aは、位置偏差補正指令情報を特定のダイボンディング装置22aに個別に出力する。特定のダイボンディング装置22aは位置偏差補正指令を受け取り、レーザダイオード1aをダイボンディングする位置を正常な位置となるように補正し、ステップS83で、再び、ダイボンディングする。
【0077】
本発明の第2の実施の形態の応用例によれば、ダイボンディング精度の向上、及びダイボンディング位置ずれ誤差による組立て不良の低減を図ることができる。
【0078】
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置は、テレビカメラ15及び画像認識処理装置16の代わりにフォトダイオードやフォトトランジスタ等のフォトセンサ25及びアナログ・デジタル(AD)変換器26を使用する点が先に述べた第1及び2の実施の形態と異なる。
【0079】
図15に示すように、本発明の第3の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置は、光ファイバ2内部を伝搬してきたレーザ光が調芯レンズ11を介して光ファイバ光量測定部30aのホトセンサ25及びAD変換器26により検出されるシステムである。ここでは、光ファイバ2のコア2aとクラッド2bの領域分けはされず、ホトセンサ25で総入光量が検出され、AD変換器26によリデジタル化した総入光量が光ファイバ調芯制御部12cに出力される。この時のレーザ集光点検出処理は、図16(a)のXY走査説明図に示したように、本発明の第1の実施の形態と同じく、走査P、Q、及びSの3回の走査で完了する。走査Pでは、図16(b)に示すように、総入光量は、領域Rpで増加し、領域Rtで一定値となり、領域Rqで減少するように変化する。同様に、走査Sでは、図16(c)に示すように、総入光量は、領域Rrで増加し、領域Ruで一定値となり、領域Rsで減少するように変化する。ここで、領域RtあるいはRuの一定の総入光量の1/2をしきい値Thとして設けることにより、走査P、Sにおける光ファイバ2のX、Y軸方向のエッジ点Xp、Xq及びYr、Ysを検出することができる。光ファイバ2のX、Y軸方向の中心座標が、[(Xp+Xq)/2,(Yr+Ys)/2]と求めることができる。他は、第1及び第2の実施の形態と同様であるので、重複した記載を省略する。
【0080】
本発明の第3の実施の形態に係るレーザ集光位置測定方法は、次のような方法によっても実施できる。総入光量測定は、X、Y各方向の走査P、Sともレーザ集光点検出の最小分解能、例えば、0.1μm以下で行う。この走査P、Sを、Z方向のレーザ集光点検出の最小分解能の所定のピッチ間隔で光ファイバ2をZ方向に移動するごとに緑返す。Z方向に移動すると図16(b)、(c)の領域Rp、Rq、あるいは領域Rr、Rsの幅が変化し、レーザ集光点に近づくほど各領域幅は小さくなる。Z方向のレーザ集光点検出終了、すなわちZ方向焦点位置検出終了は、領域Rp、Rq、あるいは領域Rr、Rsの幅が最小になったかどうかにより判定することができる。そして、そのZ位置での光ファイバ2の検出中心X、Y座標をレーザ集光点のX、Y検出座標とする。その後、メタルフェルール2cと光ファイバ固定用カラー3を光ファイバ固定YAGレーザ19cにて溶接固定する。
【0081】
このように、本発明の第3の実施の形態に係るレーザ集光位置測定方法よれば、レーザ集光位置を直接、高精度に検出でき、さらに、ピークサーチ時間の短縮化を図る事ができる。
【0082】
(他の実施の形態)
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0083】
例えば、本発明の第1〜第3の実施の形態において、光ファイバ2のメタルフェルール2cと光ファイバ固定用カラー3の固定はYAGレーザ溶接の例で説明したが、この段階での固定はYAGレーザ溶接でなく、例えば紫外線(UV)接着剤のように短時間接着できる接着剤で仮固定する方法でもよい。この場合、本固定は、光ファイバ調芯固定装置にてYAGレーザ溶接により行うようにする。
【0084】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【0085】
【発明の効果】
本発明によれば、ピークサーチ時間の短縮をはかり、光ファイバ調芯固定装置の生産性向上を実現するレーザ集光位置測定方法を提供することができる。
【0086】
また、本発明によれば、ダイボンディング位置精度の向上により組立て不良低減を実現できる光モジュール組立て方法を提供することができる。
【0087】
更に、本発明によれば、ピークサーチ時間の短縮をはかり、生産性向上を実現する光ファイバ調芯固定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1〜第3の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置の対象となる光モジュールの構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係るレーザ集光位置測定方法のフローチャートである。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係るレーザ集光位置測定方法のピークサーチ模式図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係るレーザ集光位置測定方法のXY粗走査を説明する図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係るレーザ集光位置測定方法のXY微動走査を説明する図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態の応用例に係るダイボンディング精度向上システムの構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態の応用例に係るダイボンディング位置ずれ偏差補正方法のフローチャートである。
【図9】本発明の第1の実施の形態の応用例に係るダイボンディング位置ずれ偏差補正方法における位置ずれ量の製造日時順の変動を示す図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置の他の例の構成を示すブロック図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置におけるXY軸調芯固定とZ軸調芯固定のフローチャートである。
【図13】本発明の第2の実施の形態の応用例に係るダイボンディング精度向上システムの構成を示すブロック図である。
【図14】本発明の第2の実施の形態の応用例に係るダイボンディング位置ずれ偏差補正方法のフローチャートである。
【図15】本発明の第3の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置の構成を示すブロック図である。
【図16】本発明の第3の実施の形態に係る光ファイバ調芯固定装置のXY走査を説明する図である。
【図17】光モジュールのレーザダイオードの位置ずれを示す図である。
【符号の説明】
1  光モジュール
1a レーザダイオード
1b 集光レンズ
1c キャップ
1d 内部電極端子
1e 外部電極端子
1f パッケージ
1g マウント
2 光ファイバ
2a コア
2b クラッド
2c メタルフェルール
3 光ファイバ固定用カラー
4 機械ベース
5 可動ステージ
6 パッケージ保持部
7 カラー保持部
8 光ファイバ送り機構
9 光ファイバ保持部
10 光ファイバ位置決め部
11 調芯レンズ
12、12a〜12c 光ファイバ調芯制御装置
13 可動ステージコントローラ
14 光ファイバ送リコントローラ
15 テレビカメラ
16 画像認識処理装置
17 レーザダイオード駆動電源
18、18a〜18c YAGレーザコントローラ
19、19a、19c 光ファイバ固定YAGレーザ
20、20b カラー固定YAGレーザ
21、21a 位置精度管理システム
22、22a ダイボンディング装置
23,23a、23b 光ファイバ調芯固定装置
24 レーザ集光位置測走装置
25 フォトセンサ
26 AD変換器
30、30a 光ファイバ光量測定部
31、31a〜31c 光ファイバ固定部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser focusing position measuring method, an optical module assembling method, and an optical fiber alignment fixing device used for optical communication and the like, and particularly to an optical fiber alignment fixing device.
[0002]
[Prior art]
In optical communication, an optical module is used in which an optical semiconductor element such as a laser diode and an optical fiber are optically coupled. In the optical module assembling process, an error in the focusing position of the laser diode occurs due to a mounting error of the laser diode in the die bonding process, a manufacturing error of the package body, and the like. For example, as shown in FIG. 17, the laser diode 1a is deviated by ΔX in the X-axis direction and ΔY in the Y-axis direction from the mounting reference position determined by the outer shape standard of the package body of the optical module, and further, with respect to the optical axis. If it is tilted by Δθ, the actual laser focal point will be greatly deviated from the position of the designed focal point. Therefore, even if the optical fiber core 2a is placed at the designed focal point, if the laser focal point is displaced more than the allowable value, it will be defective. For this reason, in the fiber alignment fixing step, the optical fiber or the optical module package is moved spatially (X, Y, Z directions) while detecting the amount of laser light entering the core 2a of the optical fiber, and the core is searched by a peak search. The maximum point of the amount of light incident on 2a is detected, and the optical fiber is fixed to the package by laser welding or the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional assembling method, it is necessary to absorb and adjust all the focusing position deviation errors in the final fiber alignment fixing step, so that if the laser focusing position deviation error is too large, the position adjustment becomes impossible. This may cause overall rework or failure. In the case of a single mode optical fiber, the diameter of the cladding 2b of the optical fiber is usually 100 μm or more, but the diameter of the core 2a is extremely small, about 10 μm. Therefore, the conventional method of aligning and fixing the fiber has a problem that, when the error of the laser focusing position is large, the peak search time for searching for the maximum position of the amount of laser light entering the fine core 2a is prolonged. In addition, when a plurality of die bonding apparatuses are used, laser diode mounting position deviation occurs for each equipment, and equipment management becomes complicated. As described above, insufficient die bonding position accuracy and insufficient uniformity of the laser diode attachment cause a longer peak search time, which is a factor of lowering productivity.
[0004]
A proposal for shortening the peak search time is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-297229. In this proposal, a charge-coupled device (CCD) camera, an optical system, and an image processing device are provided on an optical fiber alignment fixing device. The light beam of the laser diode is measured by the CCD camera at two points at different distances from the light emitting portion of the laser diode, and the current focused position is calculated from the size and position information of the light beam at these two points. In this method, the amount of deviation from the position where light should be originally collected is determined. However, the proposal disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-297229 is based on estimating the condensing position by calculation without directly detecting the condensing position itself, and increases the detection error of the laser condensing position. In addition, there is a problem in that measures for improving the production quality, ie, improving the die bonding accuracy based on the laser focus position deviation data, and measures for improving the productivity are not considered at all.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems and to provide a laser focusing position measuring method which shortens a peak search time and improves the productivity of an optical fiber alignment fixing device.
[0006]
Another object of the present invention is to provide an optical module assembling method capable of realizing a reduction in assembling defects by improving the accuracy of a die bonding position.
[0007]
It is still another object of the present invention to provide an optical fiber alignment fixing device which shortens a peak search time and improves productivity.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a first feature of the present invention is that (a) a laser diode and (b) an optical fiber having a core portion and a cladding portion surrounding the core portion, and one end of the optical fiber is formed into a laser diode. Opposing and arranging in the direction along the optical axis of the laser diode; (c) entering the laser light of the laser diode into the optical fiber; and (d) entering the core where the laser light enters the core. A laser collection including a step of detecting the amount of light and the amount of clad incident on the clad portion, respectively, and (e) a step of aligning the condensing position of the laser light and the core portion from the core incident light and the amount of clad incident. The gist is that it is an optical position measurement method.
[0009]
According to the first aspect of the present invention, the laser focus position of the optical module can be measured in a short time, the peak search time can be reduced, and the productivity of the optical fiber alignment and fixing device can be improved.
[0010]
In the first aspect of the present invention, it is preferable that the alignment is adjusted based on the total incident light amount of the core incident light amount and the clad incident light amount. By using the total incident light amount, an initial laser focusing position shift can be detected in a short time. Further, by further performing the step of aligning the alignment based on each of the incident light quantity of the core and the incident light quantity of the clad, the core center of the optical fiber can be accurately measured. A step of measuring the total incident light amount by scanning the laser diode so that the laser light is sequentially incident from one end to the other end of the optical fiber; Calculating the coordinates and calculating the center coordinates of the core. A step of scanning the laser diode so that the laser light sequentially enters from one end of the core to the other end to measure the amount of light entering the core and the amount of light entering the clad; And calculating the center coordinates of the core by obtaining coordinates in the scanning direction where each of the threshold values becomes a threshold value. In this way, the center position of the optical fiber can be easily calculated. Further scanning is performed in a direction orthogonal to the scanning in the plane of the optical fiber facing the laser diode, and the center coordinates in the plane of the core can be calculated.
[0011]
A second feature of the present invention is that (a) a step of die-bonding a laser diode to an optical module, (b) a step of arranging the laser diode so as to face the optical fiber, and (c) laser light of the laser diode. (A) calculating the position of the laser diode from the reference position of the die bonding of the laser diode based on the measured position of the light, and (e) calculating the position shift. The present invention is directed to an optical module assembling method including a step of calculating a die bonding position deviation from the above, and a step of correcting a die bonding attachment position of a laser diode from the die bonding position deviation.
[0012]
According to the second feature of the present invention, the accuracy of the die bonding position is improved by collecting and managing the laser focusing position deviation data and performing the die bonding position deviation deviation, thereby making it possible to reduce optical module assembly defects. .
[0013]
In the second aspect of the present invention, the measurement of the light condensing position includes the step of causing the laser light of the laser diode to enter the optical fiber, and the amount of light incident on the core and the clad of the optical fiber. It is preferable to include a step of detecting the amount of light incident on the clad, and a step of measuring the focal position of the laser light from the amount of light incident on the core and the amount of light incident on the clad.
[0014]
A third feature of the present invention is that (a) a movable stage on which an optical module having a package in which a laser diode is disposed is installed, and (b) an optical fiber fixing collar abuts one end of the package. (C) an optical fiber feeder in which one end of an optical fiber fitted to an optical fiber fixing collar is opposed to a laser diode, and the optical fibers are arranged in a direction along the optical axis of the laser diode. Mechanism, (d) detecting the laser light emitted from the laser diode at the other end of the optical fiber, and calculating an optical fiber light quantity, and (e) acquiring the optical fiber light quantity. And an optical fiber alignment controller for controlling the movable stage and the optical fiber feed mechanism to align the laser beam condensing position at the center of the optical fiber. And summarized in that a location.
[0015]
According to the third feature of the present invention, it is possible to reduce the time required for the peak search and to improve the productivity.
[0016]
In the third aspect of the present invention, it is preferable to further include an optical fiber fixing section for fixing the optical fiber to the package according to an instruction from the optical fiber alignment control section. Even if the optical fiber fixing section only fixes the optical fiber and the collar for fixing the optical fiber, it also fixes the optical fiber and the collar for fixing the optical fiber, and also fixes the collar for fixing the optical fiber and the package. It may be something.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and shapes and dimensions are different from actual ones. Therefore, specific shapes and dimensions should be determined in consideration of the following description. Also, it goes without saying that the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios.
[0018]
First, an outline of an optical module which is an object of the optical fiber alignment and fixing device according to the first to third embodiments of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the optical module 1 includes a laser diode 1a, a mount 1g in which the laser diode 1a is die-bonded, and a laser beam emission of the laser diode 1a inside a package 1f hermetically sealed by a cap 1c. And a condenser lens 1b arranged to face the surface. An external electrode terminal 1e and an internal electrode terminal 1d are arranged on the package 1f, and the internal electrode terminal 1d and the laser diode 1a are wired by bonding wires (not shown). An optical fiber fixing collar 3 is fixed to one end of the package 1f, and an optical fiber 2 is fixed inside the optical fiber fixing collar 3 so as to face the condenser lens 1b. The optical fiber 2 includes a core 2a for transmitting laser light, and a clad 2b having a refractive index different from that of the core 2a for preventing leakage of the laser light to the outside of the core 2a. At the tip of the optical fiber 2, a metal ferrule 2 c for fixing the optical fiber 2 inside the optical fiber fixing collar 3 is bonded to the outer periphery of the clad 2 b.
[0019]
The optical module 1 has a configuration in which a laser diode 1a emits light by energizing an external electrode terminal 1e, and a light beam of a laser beam that is spatially spread is condensed by a lens 1b and made incident on an optical fiber 2. I have. Therefore, when assembling the optical fiber 2 and the collar 3 for fixing the optical fiber into the optical module 1, the laser light is effectively taken into the core 2 a of the optical fiber 2. Needs to be adjusted to match the laser focus position.
[0020]
(First Embodiment)
As shown in FIG. 2, the optical fiber alignment and fixing device according to the first embodiment of the present invention includes a movable stage 5 on which an optical module 1 having a package 1f in which a laser diode 1a is disposed is installed. The collar holding portion 7 for holding the optical fiber fixing collar 3 in contact with one end of the package 1f and the one end of the optical fiber 2 fitted to the optical fiber fixing collar 3 face the laser diode 1a. An optical fiber feed mechanism 8 for arranging the optical fibers 2 in a direction along the optical axis of the laser diode 1a, and detecting the laser light emitted from the laser diode 1a at the other end of the optical fiber 2 and detecting the amount of light entering the optical fiber. The optical fiber light quantity measuring unit 30 to be calculated and the optical fiber incident light quantity are acquired, and the movable stage 5 and the optical fiber feed mechanism 8 are controlled to set the focus position of the laser light. An optical fiber alignment control unit 12 that performs alignment at the center of the fiber 2, an optical fiber 2 and an optical fiber fixing collar 3, and an optical fiber fixing collar 3 and a package 1f are fixed according to an instruction from the optical fiber alignment control unit 12. And an optical fiber fixing portion 31 to be formed. The movable stage 5 and the color holding unit 7 are arranged on the machine base 4. On the movable stage 5, a package holder 6 for positioning and holding the outer shape of the package 1f of the optical module 1 is further mounted. An optical fiber feeding mechanism 8 having an optical fiber holding section 9 for positioning and fixing the optical fiber 2 is mounted on the collar holding section 7. The other end of the optical fiber 2 is positioned and fixed by the fiber positioning unit 10 and faces the television camera 15 of the optical fiber light quantity measuring unit 30 with the alignment lens 11 interposed therebetween.
[0021]
The movable stage 5 can scan in the X, Y, and Z directions. The movable stage controller 13 controls the spatial positioning operation of the optical module 1 and the optical fiber fixing collar 3. Here, in the movable stage 5, the direction perpendicular to the plane of FIG. 2 is the X axis, the horizontal direction is the Y axis, and the vertical direction, that is, the direction along the optical axis of the optical fiber 2, is the Z axis. The optical fiber feed mechanism 8 controls the positioning operation of the optical fiber 2 fixed to the optical fiber holding unit 9 in the Z-axis direction by the optical fiber feed controller 14. The laser diode 1a is energized by a laser diode drive power supply 17 connected to the external electrode terminal 1e, and emits laser light to one end of the optical fiber 2. At the other end of the optical fiber 2, the laser light propagating through the inside of the optical fiber 2 from one end of the optical fiber 2 is focused on the television camera 15 of the optical fiber light quantity measuring unit 30 via the alignment lens 11. That is, the surface image of the other end of the optical fiber 2 is enlarged and formed on the imaging surface of the television camera 15 via the alignment lens 11. The position and intensity of the laser light emitted from the optical fiber 2 are detected by the image recognition processing device 16 of the optical fiber light quantity measuring unit 30 based on the image of the television camera 15. Information such as the position and intensity of the detected laser light is output to the optical fiber alignment control unit 12. The optical fiber alignment control unit 12 executes the laser alignment by controlling the optical fiber feed controller 14 and the movable stage controller 13 based on information such as the position and intensity of the laser light obtained from the image recognition processing device 16. An instruction for welding fixing is output to the YAG laser controller 18 of the fixing unit 31. The optical fiber fixing YAG laser 19 of the optical fiber fixing unit 31 is activated by the YAG laser controller 18 according to the instruction of the optical fiber alignment control unit 12 after the positioning of the optical fiber 2 in the Z-axis direction. 2c and the collar 3 for fixing the optical fiber are fixed by laser welding. On the other hand, the color fixing YAG laser 20 of the optical fiber fixing unit 31 is activated by the YAG laser controller 18 according to the instruction of the optical fiber alignment control unit 12 after the positioning of the optical fiber 2 in the XY plane, and the optical fiber fixing color is fixed. 3 and the package 1f of the optical module 1 are fixed by laser welding.
[0022]
Next, a laser alignment fixing method according to the first embodiment of the present invention using the optical fiber alignment fixing device shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.
[0023]
(A) As the initial setup work, first, the positioning and holding of the outer shape of the optical module 1 to the package holding portion 6, the positioning and holding of the outer shape of the optical fiber fixing collar 3 to the color holding portion 7, and the fixing of the optical fiber 2 to the fiber fixing portion 9 Is held. At this time, the lower end of the optical fiber fixing collar 3 is brought into contact with the upper end of the optical module 1 as shown in FIG. Next, the laser diode driving power supply 17 is connected to the external electrode terminal 1e of the optical module 1 to cause the laser diode 1a to emit light. As an initial position of the laser alignment, for example, as shown in FIG. 4A, the laser converging point and the light receiving surface (core 2a) of the optical fiber 2 are largely displaced, and the luminous flux of the light emitted from the laser diode 1a Is greatly spread on the surface portions of the core 2a and the cladding 2b.
[0024]
(B) In step S51 of FIG. 3, the optical fiber feed controller 14 drives the optical fiber feed mechanism 8 in accordance with an instruction from the optical fiber alignment controller 12, and performs a Z search which is a peak search of the optical fiber 2 in the optical axis direction. Move to detect a detectable area. In step S51, as shown in FIG. 4B, the optical fiber 2 is moved in the Z-axis direction to a position where a light beam can be effectively taken into the core 2a and the clad 2b, that is, a detectable region. The core 2a of the optical fiber 2 is extremely thin, having a diameter of about 10 μm, and the laser alignment accuracy is required to be 1 μm or less. In the conventional method of detecting only the amount of light incident on the core 2a, the peak search time is required. Becomes longer. Therefore, in step S51, a peak search is performed using the total sum of the amounts of light incident on the core 2a and the cladding 2b (hereinafter, referred to as "total amount of incident light"). The measurement of the amount of light incident on the core 2a and the cladding 2b is performed by imaging the end face of the optical fiber 2 with the television camera 15 and processing the images as shown in FIG. The television camera 15 simultaneously detects the images of both the core 2a and the clad 2b of the optical fiber 2, but the image recognition processing device 1 divides the image into the core 2a and the clad 2b, To separate. For example, when calculating the core incident light amount, the image of the clad 2b is masked, and when calculating the clad incident light, the image of the core 2a is masked. The total incident light amount may be the sum of the core incident light amount and the clad incident light amount. Further, since the detection sensitivity of the television camera 15 differs depending on the wavelength of the light of the laser diode 1a, for example, if the wavelength is in the infrared region, an infrared camera having a suitable sensitivity characteristic may be selected. In addition, the detection light intensity of the television camera 15 is calibrated in advance with laser light having a known laser light intensity and intensity distribution.
[0025]
(C) Next, in step S52, the movable stage controller 13 drives the movable stage 5 in accordance with an instruction from the optical fiber alignment controller 12, performs XY coarse scanning in the X-axis and Y-axis directions, and The optical axis XY center detection is performed so that the centers of the fibers 2 are substantially aligned. As shown in FIG. 4C, an optical module 1 having a laser diode 1a and a condenser lens 1b fixed is scanned in the X-axis and Y-axis directions. A change in the total amount of incident light is detected. Note that the scanning pitch is set to be larger than the required alignment accuracy (about 1 μm), for example, about 10 μm, and the number of times of image sampling by the television camera 15 is reduced. Interpolation between the sampling points can be obtained by calculation by interpolation, and as a result, the scanning time is greatly reduced.
[0026]
(D) In step S53, the optical fiber feed controller 14 drives the optical fiber feed mechanism 8 in accordance with an instruction from the optical fiber alignment controller 12 to perform Z step feed, and searches for a peak in the Z-axis direction in the range of the core 2a. I do. That is, the state shown in FIG. 4C is a state in which the optical axis and the center of the optical fiber 2 are substantially coincident with each other, but since the laser focal point has not been obtained yet, the Z-axis as shown in FIG. Is finely stepped to find the maximum position of the core incident light amount or the minimum position of the clad incident light amount in the range of the core 2a, and a peak on the Z axis is detected.
[0027]
(E) In step S54, the movable stage controller 13 drives the movable stage 5 according to an instruction from the optical fiber alignment controller 12, performs XY fine movement scanning, and performs a peak search in the X-axis and Y-axis directions. As shown in FIG. 4E, fine scanning is performed with the scanning pitch in the X and Y axis directions being about 1 μm, and the focal point of the laser beam is adjusted to the center of the core 2a.
[0028]
(F) In step S55, the optical fiber alignment control unit 12 detects a deviation between the core incident light maximum position and the center position of the core 2a by the image recognition processing device 16, and if the deviation is equal to or larger than a preset allowable value. For example, it instructs to repeat the peak search by the Z step feed in step 53 and the XY fine movement scan in step 54. If the difference between the core incident light maximum position and the center position of the core 2a is equal to or less than a preset allowable value, the optical fiber fixing collar 3 and the metal ferrule 2c are welded and fixed by the optical fiber fixing YAG laser 19 in step S56. Is done. Further, after confirming whether or not displacement has occurred due to this welding, the amount of light incident on the core, the optical fiber fixing collar 3 and the optical module 1 are welded and fixed by the color fixing YAG laser 20.
[0029]
In this manner, the optical fiber alignment fixing work is completed. After the peak search in steps S51 to S54, if the core incident light amount is equal to or less than the specified value, the welding fixing work is not performed and it is determined to be defective. For example, there is a case where the optical axis cannot be aligned with the center of the optical fiber 2 because the die bonding position of the laser diode 1a or the fixing position of the condenser lens 1b is greatly shifted. If the displacement is caused by the die bonding position of the laser diode 1a, the laser diode 1a can be repaired using a die bonding apparatus, and the die bonding position can be corrected again.
[0030]
Next, the detection algorithm of the XY coarse scan (step S52) and the XY fine movement scan (step S54) of the peak search according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0031]
In FIG. 5A, the horizontal direction is the X axis, and the vertical direction is the Y axis. First, the movable stage is driven so that the light beam of the laser diode 1a is once completely removed from the optical fiber 2, and scanning A is performed in the X direction from that position. At this time, the change of the total incident light amount becomes a trapezoidal shape as shown in FIG. In a region Ra of FIG. 5B, the total amount of incident light increases with an increase in the area where the light beam from the laser diode 1a enters the optical fiber 2, and when the entire light beam from the laser diode 1a enters the optical fiber 2. As shown in a region Rm in FIG. 5B, the total amount of incident light is substantially constant. Further, in the region Rb, as the light beam from the laser diode 1a deviates from the optical fiber 2, the total amount of incident light decreases. Here, a value at which the total amount of incident light is の of a constant value in the region Rm is set as a threshold value Th, and its X coordinates are set as Xa and Xb, respectively. In this case, the position indicating the threshold value Th substantially coincides with the edge point of the optical fiber 2 in the scan A. Therefore, the center coordinate of the optical fiber 2 in the X-axis direction can be obtained as (Xa + Xb) / 2 by scanning A.
[0032]
Next, as shown in scan B of FIG. 5A, the X coordinate is moved to the center coordinate (Xa + Xb) / 2 of the optical fiber 2 and the Y coordinate is moved to a position outside the optical fiber 2. Thereafter, scanning C is performed in the Y direction. As shown in FIG. 5C, the change in the total incident light amount of the scan C increases in the region Rc, becomes a constant value in the region Rn, and decreases in the region Rd. Here, by providing the threshold value Th in the same manner as in the scan A in the X-axis direction, an edge point in the Y-axis direction of the optical fiber 2 in the scan C can be detected. Assuming that the Y coordinates of the edge point are Yc and Yd, the Y center coordinate of the optical fiber 2 in the Y-axis direction can be obtained as (Yc + Yd) / 2.
[0033]
As described above, in the XY coarse scanning, the coarse detection of the center coordinates substantially corresponding to the center position of the core 2a of the optical fiber 2 can be performed by only three scans A, B, and C.
[0034]
Next, XY fine movement scanning will be described with reference to FIG. The scanning procedure is similar to the XY coarse scanning, but in FIG. 6A, unlike FIG. 5A, only the edge points Xe, Xf, Yg, Yh of the core 2a at the center of the optical fiber 2 are obtained. Therefore, the scanning range is small and narrow. Further, in order to accurately determine the center of the core 2a, both the amount of light entering the core 2a and the amount of light entering the clad 2b are individually detected. The horizontal direction in FIG. 6A is the X axis, and the vertical direction is the Y axis. First, the movable stage is driven so that the light beam of the laser diode 1a is once completely removed from the core 2a and enters the clad 2b, and scanning D is performed in the X direction from that position. At this time, as shown in FIG. 6B, the change in the core incident light amount (solid line) and the clad incident light amount (dashed line) are reversed. Here, assuming that the light amount at which the core incident light amount and the clad incident light amount become equal is the threshold value Th, the X coordinates Xe and Xf become the X-axis edge points of the core 2a in the scan D. Therefore, the X coordinate of the center of the core 2a is obtained as (Xe + Xf) / 2. Next, as shown in a scan E of FIG. 6A, the X coordinate is moved to the center coordinate (Xe + Xf) / 2 of the core 2a, the Y coordinate is moved to a position outside the core 2a, and the scan F is performed in the Y direction. Do. Also in this scan F, as shown in FIG. 6C, the Y coordinate of the center of the core 2a is (Yg + Yh) / 2 from the Y coordinates Yg and Yh at which the core incident light amount or the clad incident light amount becomes the threshold Th. Is obtained as In the measurement of the amount of incident light on the core, the amount of light is increased, the sensor is saturated, and the detection accuracy of the edge point of the core 2a may be reduced. Easy to measure as a part. As shown in FIGS. 6B and 6C, an accurate peak search can be performed by combining the incident light amount of the core and the incident light amount of the clad.
[0035]
Further, after the above-described two-stage peak search of the coarse detection and the fine detection, scanning is finally performed again in the X and Y directions at a fine pitch, for example, a 0.1 μm pitch at the maximum position of the core incident light amount or the minimum position of the clad incident light amount. However, the center of the optical fiber 2 can be detected with high accuracy.
[0036]
As described above, according to the laser focus position measuring method according to the first embodiment of the present invention, the laser focus position can be directly detected with high accuracy, and the peak search time can be reduced. Therefore, the alignment of the optical fiber in assembling the optical module can be performed with high precision and efficiency.
[0037]
(Application Example According to First Embodiment)
The system for improving the accuracy of die bonding position according to an application example of the first embodiment of the present invention performs die bonding position deviation deviation correction by applying the above-described laser focusing position measuring method. The description which overlaps with the embodiment is omitted.
[0038]
As shown in FIG. 7, in the die bonding accuracy improving system, a plurality of die bonding devices 22 and a plurality of optical fiber alignment fixing devices 23 are connected to a position accuracy management system 21. The plurality of optical fiber alignment fixing devices 23 each send positional information from a predetermined laser focusing position, and manufacturing information such as a manufacturing number, a manufacturing date and time, and a machine number to the position accuracy management system 21, The position accuracy management system 21 stores such information. Here, the predetermined focal point is a focal point when the laser diode 1a is die-bonded to an attachment reference position determined by the outer shape reference of the package 1f body of the optical module 1 (see FIG. 17). . Therefore, the difference (ΔX, ΔY, ΔZ) between the coordinates of the laser focus position obtained as a result of the laser focus position measurement and the predetermined laser focus position is the displacement of the die bonding. The plurality of die bonding apparatuses 22 also send manufacturing information such as a manufacturing number, a manufacturing date and time, and a machine number to the position accuracy management system 21, and the position accuracy management system 21 stores the information. The positional accuracy management system 21 stores the positional deviation amount (X, Y, Z directions) of each die bonding apparatus based on the positional deviation data and the manufacturing information of each optical fiber alignment fixing device 23, The position deviation correction information output to the die bonding apparatus 22 is calculated. When the average position deviation amount falls outside the position deviation allowable range, position deviation correction command information is individually output to each die bonding apparatus 22. The die bonding apparatus 22 receives the position deviation correction command, corrects the position at which the laser diode 1a is die-bonded to a normal position, and performs die bonding.
[0039]
A method of correcting a deviation in a die bonding position deviation according to an application example of the first embodiment of the present invention will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
[0040]
(A) In step S61, the position accuracy management system 21 acquires and stores device information such as manufacturing information of the plurality of optical fiber alignment fixing devices 23 and manufacturing information of the plurality of die bonding devices 22.
[0041]
(B) In step S62, the position accuracy management system 21 sets a position deviation allowable range for the die bonding position deviation.
[0042]
(C) In step S63, the die bonding apparatus 22 performs die bonding of the laser diode 1a on the mount 1g in the package 1f of the optical module 1 under conditions registered in the position accuracy management system 21 in advance.
[0043]
(D) In step S64, the optical module 1 to which the laser diode 1a is die-bonded carries out the alignment step of the optical fiber 2 in the optical fiber alignment fixing device 23 through the wiring step and the lens fixing step. The position accuracy management system 21 acquires the die bonding position deviation information (ΔX, ΔY, ΔZ) obtained by measuring the laser condensing position in the optical fiber alignment and fixing device 23, The positional deviation amounts are sequentially recorded in the X, Y, and Z directions independently. For example, the variation of the positional deviation amount ΔX in the X direction of the specific die bonding apparatus 22 in the order of the manufacturing date and time is shown by a solid line in FIG.
[0044]
(E) In step S65, for example, the average positional deviation amount is calculated by the moving average method, and the variation of the positional deviation in the order of the manufacturing date and time is calculated as shown by the broken line in FIG.
[0045]
(F) In step S66, the position accuracy management system 21 compares the position deviation with the position deviation allowable range. If the position deviation is within the position deviation allowable range, in step S68, the optical fiber alignment fixing device turns on the optical fiber. The step of welding and fixing the module 1 and the optical fiber 2 is performed.
[0046]
(G) For example, as shown in FIG. 9, it is assumed that the position deviation is out of the position deviation allowable range at the manufacturing date / time point A. In this case, the position accuracy management system 21 individually outputs the position deviation correction command information to the specific die bonding apparatus 22 in step S67. The specific die bonding apparatus 22 receives the position deviation correction command, corrects the position at which the laser diode is die-bonded to a normal position, and performs die bonding in step S63. The position accuracy management system 21 outputs the position deviation correction command information to the die bonding apparatus 22 again at the production date B point at which the position deviation falls outside the position deviation allowable range, and corrects the die bonding position.
[0047]
According to the die bonding position accuracy improving system according to the application example of the first embodiment of the present invention, the die bonding position accuracy of the laser diode 1a can be improved, and the assembly failure due to the die bonding position shift can be reduced.
[0048]
Further, the position accuracy management system 21 can manage not only the die bonding apparatuses 22 individually but also the die bonding apparatuses 22 as a group. That is, in addition to individually managing the above-described position correction information, it is also monitored whether the position deviation of the die bonding of the entire die bonding apparatus 22 group is within the allowable range of the position deviation. Position correction command information can be provided to the group of devices 22. Of course, the position accuracy management system 21 can also be used for quality control, such as statistical management of position deviation accuracy and abnormality detection of position deviation failure.
[0049]
(Second embodiment)
The optical module assembling method according to the second embodiment of the present invention differs from the first embodiment in that the optical fiber alignment and fixing step is performed in two stages. The other parts are the same as those of the first embodiment, and the duplicated description will be omitted. That is, in the first embodiment of the present invention, the Z-axis alignment fixing and the XY-axis alignment fixing are simultaneously performed by the same optical fiber alignment fixing device. However, in the second embodiment, the Z-axis alignment fixing is performed. By making the steps of center fixing and XY axis center fixing independent of each other, it is possible to greatly reduce the working time and improve the yield.
[0050]
The optical fiber alignment fixing device according to the second embodiment of the present invention specializes in Z-axis alignment fixing, and as shown in FIG. 10, the color fixing of the optical fiber alignment fixing device of FIG. This can be realized by a configuration excluding the YAG laser 20. The optical fiber alignment and fixing device measures the positional shift amount of the laser converging point on the Z axis and performs alignment, and then the YAG laser controller 18a of the optical fiber fixing unit 31a is activated by a command from the optical fiber alignment control unit 12a. Then, the metal ferrule 2c of the optical fiber 2 and the optical fiber fixing collar 3 are welded and fixed by the optical fiber fixing YAG laser 19a of the optical fiber fixing section 31a. The optical module 1 after completion of the measurement of the laser focusing position shift, the optical fiber 2 fixed by welding and the optical fiber fixing collar 3 are paired and sent to the optical fiber alignment fixing device shown in FIG. After the alignment in the Y direction, the YAG laser controller 18b of the optical fiber fixing section 31b is activated by the optical fiber alignment control section 12b, and the color fixing YAG laser 20b of the optical fiber fixing section 31b and the optical fiber fixing collar 3 and the light are fixed. The package 1f of the module 1 is fixed by welding. Here, as shown in FIG. 11, the optical fiber alignment fixing device has a configuration in which the optical fiber fixed YAG laser 19, the optical fiber feed controller 14, and the fiber feed mechanism 8 are removed from the configuration of FIG. Of course, the optical fiber alignment fixing device shown in FIG. 2 may be substituted.
[0051]
Comparing the XY axis alignment fixing work and the Z axis alignment fixing work time, it was found that the operation time of the XY axis alignment fixing work was 3.5 times as long as the Z axis alignment fixing work. Therefore, when the XY axis alignment fixing operation and the Z axis alignment fixing operation are performed by one optical fiber alignment fixing device, the XY axis alignment fixing operation is a rate-determining step, and the entire operation time is reduced. It is determined by the XY axis alignment fixed work time. However, as in the second embodiment of the present invention, by dividing the two operations into a flow operation, it is possible to greatly reduce the entire operation time.
[0052]
In the second embodiment of the present invention, since the optical fiber 2 and the optical fiber fixing collar 3 are welded and fixed in advance, the optical fiber alignment and fixing device shown in FIG. This is unnecessary, and the peak search only needs to scan in the X and Y directions. The peak search time can be greatly reduced, which is very useful for improving the yield.
[0053]
Next, the procedure of the laser alignment fixing method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0054]
(A) With the optical fiber alignment fixing device shown in FIG. 10, the positioning and holding of the outer shape of the optical module 1 to the package holding portion 6, the positioning and holding of the outer shape of the optical fiber fixing collar 3 to the color holding portion 7, and the holding of the optical fiber 2 The holding to the fiber fixing portion 9 is performed. At this time, as shown in FIG. 10, the lower end of the optical fiber fixing collar 3 is in contact with the upper end of the optical module 1. Next, the laser diode driving power supply 17 is connected to the external electrode terminal 1e of the optical module 1 to cause the laser diode 1a to emit light. Thereafter, in step S71 in FIG. 13, the optical fiber feed controller 14 drives the optical fiber feed mechanism 8 according to an instruction from the optical fiber alignment control unit 12a, and performs Z movement as a peak search of the optical fiber 2 in the Z-axis direction. Is performed to detect a detectable area with the total amount of incident light.
[0055]
(B) In step S72, the optical fiber feed controller 14 drives the optical fiber feed mechanism 8 in accordance with an instruction from the optical fiber alignment control unit 12a to perform Z step feed, and condenses laser light in the Z-axis direction with the total amount of incident light. Find points.
[0056]
(C) In step S73, the optical fiber alignment controller 12a determines whether the total amount of incident light is the maximum. When it is determined that the total incident light amount is not the maximum, the Z step feed of step S72 is repeated.
[0057]
(D) If it is determined that the total incident light amount is the maximum, in step S74, the optical fiber alignment controller 12a outputs an instruction to the YAG laser controller 18a, activates the optical fiber fixed YAG laser 19a, and activates the metal ferrule 2c. And the optical fiber fixing collar 3 are fixed by welding.
[0058]
(E) The optical module 1 after completion of the measurement of the laser focusing position shift, the optical fiber 2 fixed by welding and the optical fiber fixing collar 3 are paired and sent to the optical fiber alignment fixing device shown in FIG. . In step S75, the movable stage controller 13 drives the movable stage 5 in accordance with an instruction from the optical fiber alignment controller 12b to perform XY coarse scanning in the X-axis and Y-axis directions. Are detected so that the optical axis XY center is substantially matched.
[0059]
(F) In step S76, the movable stage controller 13 drives the movable stage 5 in accordance with an instruction from the optical fiber alignment controller 12b to perform XY fine movement scanning in the X-axis and Y-axis directions, and sets the focal point of the laser light. Align with the center of the core 2a.
[0060]
(G) In step S77, the optical fiber alignment control unit 12b detects a deviation between the core incident light maximum position and the center position of the core 2a by the image recognition processing device 16, and if the deviation is equal to or greater than a preset allowable value. If this is the case, the XY fine movement scanning of step 76 is repeated.
[0061]
(H) If the deviation between the maximum core incident light amount position and the center position of the core 2a is equal to or less than a preset allowable value, the optical fiber alignment control unit 12b outputs an instruction to the YAG laser controller 18b to output a color fixed YAG laser. 20b is started, and the optical fiber fixing collar 3 and the optical module 1 are fixed by welding.
[0062]
In this manner, the optical fiber alignment fixing work is completed.
[0063]
(Application Example according to Second Embodiment)
The die bonding accuracy improving system according to the application example of the second embodiment of the present invention is different from the application example of the first embodiment in that the optical fiber alignment and fixing step is performed in two stages. And different.
[0064]
As shown in FIG. 13, a die bonding accuracy improvement system according to an application example of the second embodiment of the present invention includes a position accuracy management system 21a, a die bonding device 22a connected to the position accuracy management system 21a, and an optical system. It comprises a fiber alignment and fixing device 23a and an optical fiber alignment and fixing device 23b. The optical fiber alignment fixing device 23a sends the positional deviation information and the manufacturing information to the position accuracy management system 21a. The position accuracy management system 21a sends the alignment initial position information to the optical fiber alignment and fixing device 23b, and the optical fiber alignment and fixing device 23b sends the initial positions of the optical fiber 2 and the optical module 1 based on the alignment initial position information. Correct the alignment position. Other points are the same as those of the application example of the first embodiment, and thus duplicated description will be omitted.
[0065]
A die bonding position deviation deviation correcting method according to an application example of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0066]
(A) In step S81, the position accuracy management system 21a includes devices such as manufacturing information of the plurality of optical fiber alignment fixing devices 23a and the plurality of optical fiber alignment fixing devices 23b, and manufacturing information of the plurality of die bonding devices 22a. Obtain and store information.
[0067]
(B) In step S82, the position accuracy management system 21a sets a position deviation allowable range for the die bonding position deviation.
[0068]
(C) In step S83, the specific die bonding apparatus 22a performs die bonding of the laser diode 1a on the mount 1g in the package 1f of the optical module 1 under conditions registered in advance in the position accuracy management system 21a.
[0069]
(D) In step S84, after the initial setup work is performed by the optical fiber alignment fixing device 23a shown in FIG. 13, a peak search in the Z-axis direction is performed, and a detectable area is detected based on the total incident light amount. Subsequently, Z step feed is performed, and the laser converging point in the Z-axis direction is detected based on the total incident light amount. The position accuracy management system 21a obtains the positional deviation amount ΔZ in the Z direction of the die bonding obtained by measuring the laser focusing position in the specific optical fiber alignment fixing device 23a, The displacement is recorded in order.
[0070]
(E) In step S85, the positional accuracy management system 21a calculates the average positional deviation amount by, for example, the moving average method, and calculates the fluctuation of the positional deviation in the order of the manufacturing date and time.
[0071]
(F) In step S86, the position accuracy management system 21a compares the position deviation in the Z direction with the position deviation allowable range. If the position deviation is within the position deviation allowable range, in step S88, the optical fiber alignment is fixed. The device 23a fixes the metal ferrule 2c of the optical fiber 2 and the collar 3 for fixing the optical fiber by welding.
[0072]
(G) When the position deviation is out of the position deviation allowable range, in step S87, the position accuracy management system 21a individually outputs position deviation correction command information to a specific die bonding apparatus 22a. The specific die bonding apparatus 22a receives the position deviation correction command, corrects the Z-direction position at which the laser diode 1a is die-bonded to a normal position, and returns to step S83.
[0073]
(H) The optical module 1 after completion of the measurement of the laser focusing position shift, the optical fiber 2 fixed by welding and the optical fiber fixing collar 3 are paired, and a specific optical fiber alignment fixing as shown in FIG. It is sent to the device 23b. Then, XY coarse scanning is performed in the X-axis and Y-axis directions, the XY center of the optical axis is detected so that the optical axis and the center of the optical fiber 2 are substantially aligned, and then XY in the X-axis and Y-axis directions is detected. Fine movement scanning is performed, and the focal point of the laser beam is adjusted to the center of the core 2a. In step S89, the position accuracy management system 21a obtains the positional deviation amounts ΔX and ΔY of the die bonding in the X and Y directions obtained by measuring the laser focusing position in the specific optical fiber alignment and fixing device 23b, and performs die bonding. The amount of displacement is recorded independently for each of the X and Y directions in the order of manufacturing date and time for each device of the device 22a.
[0074]
(I) In step S90, the positional accuracy management system 21a calculates the average positional deviation amount by, for example, the moving average method, and calculates the fluctuation of the positional deviation in the order of the manufacturing date.
[0075]
(V) In step S91, the position accuracy management system 21a compares the position deviation in the X and Y directions with the position deviation allowable range. If the position deviation is within the position deviation allowable range, in step S93, the specific light The fiber alignment fixing device 23b carries out a welding fixing step of the optical module 1 and the optical fiber 2.
[0076]
(V) If the positional deviation in the X and Y directions deviates from the allowable positional deviation range, in step S92, the positional accuracy management system 21a individually outputs positional deviation correction command information to a specific die bonding apparatus 22a. The specific die bonding apparatus 22a receives the position deviation correction command, corrects the position at which the laser diode 1a is die-bonded to a normal position, and performs die bonding again at step S83.
[0077]
According to the application example of the second embodiment of the present invention, it is possible to improve the die bonding accuracy and reduce assembly failure due to a die bonding position error.
[0078]
(Third embodiment)
An optical fiber alignment and fixing device according to a third embodiment of the present invention includes a photosensor 25 such as a photodiode or a phototransistor instead of a television camera 15 and an image recognition processing device 16 and an analog / digital (AD) converter 26 is different from the first and second embodiments described above.
[0079]
As shown in FIG. 15, in the optical fiber alignment fixing device according to the third embodiment of the present invention, the laser light propagating inside the optical fiber 2 is coupled to the optical fiber light quantity measuring unit 30a via the alignment lens 11. This is a system detected by the photo sensor 25 and the AD converter 26 of FIG. Here, the core 2a and the clad 2b of the optical fiber 2 are not divided into regions, and the total incident light amount is detected by the photosensor 25, and the total incident light amount re-digitized by the AD converter 26 is calculated by the optical fiber alignment controller 12c. Is output to As shown in the XY scan explanatory diagram of FIG. 16A, the laser focus point detection processing at this time is performed in three scans P, Q, and S, as in the first embodiment of the present invention. Scan completes. In the scan P, as shown in FIG. 16B, the total incident light amount increases in the region Rp, becomes a constant value in the region Rt, and changes so as to decrease in the region Rq. Similarly, in the scanning S, as shown in FIG. 16C, the total incident light amount increases in the region Rr, becomes a constant value in the region Ru, and changes so as to decrease in the region Rs. Here, by providing 1/2 of the constant total incident light amount of the region Rt or Ru as the threshold value Th, the edge points Xp, Xq, and Yr of the optical fiber 2 in the X and Y axes in the scans P and S are determined. Ys can be detected. The center coordinates of the optical fiber 2 in the X and Y axis directions can be obtained as [(Xp + Xq) / 2, (Yr + Ys) / 2]. The other parts are the same as those of the first and second embodiments, and the duplicated description will be omitted.
[0080]
The laser focusing position measuring method according to the third embodiment of the present invention can also be implemented by the following method. The total incident light amount measurement is performed at the minimum resolution of laser focus detection, for example, 0.1 μm or less, for both scans P and S in the X and Y directions. The scans P and S are turned green each time the optical fiber 2 is moved in the Z direction at a predetermined pitch interval of the minimum resolution for detecting the laser focal point in the Z direction. When moving in the Z direction, the widths of the regions Rp and Rq or the regions Rr and Rs in FIGS. 16B and 16C change, and the width of each region decreases as the distance from the laser focus point increases. The end of the laser focus point detection in the Z direction, that is, the end of the Z-direction focal position detection can be determined based on whether the width of the regions Rp and Rq or the regions Rr and Rs has become minimum. Then, the detection center X and Y coordinates of the optical fiber 2 at the Z position are set as the X and Y detection coordinates of the laser focal point. After that, the metal ferrule 2c and the optical fiber fixing collar 3 are welded and fixed by the optical fiber fixing YAG laser 19c.
[0081]
As described above, according to the laser condensing position measuring method according to the third embodiment of the present invention, the laser condensing position can be directly detected with high accuracy, and the peak search time can be reduced. .
[0082]
(Other embodiments)
As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, it should not be understood that the description and drawings forming a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operation techniques will be apparent to those skilled in the art.
[0083]
For example, in the first to third embodiments of the present invention, the fixing of the metal ferrule 2c of the optical fiber 2 and the collar 3 for fixing the optical fiber has been described using the example of YAG laser welding. Instead of laser welding, a method of temporarily fixing with an adhesive that can be adhered for a short time such as an ultraviolet (UV) adhesive may be used. In this case, this fixing is performed by YAG laser welding with an optical fiber alignment fixing device.
[0084]
As described above, the present invention naturally includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the matters specifying the invention according to the claims that are appropriate from the above description.
[0085]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a laser focusing position measuring method which shortens the peak search time and improves the productivity of the optical fiber alignment and fixing device.
[0086]
Further, according to the present invention, it is possible to provide an optical module assembling method capable of realizing a reduction in assembling defects by improving die bonding position accuracy.
[0087]
Further, according to the present invention, it is possible to provide an optical fiber alignment fixing device which shortens a peak search time and realizes an improvement in productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical module to which an optical fiber alignment and fixing device according to first to third embodiments of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an optical fiber alignment and fixing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of a laser focusing position measuring method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram of a peak search in the laser focusing position measuring method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating XY coarse scanning in the laser focus position measuring method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating XY fine movement scanning in the laser focus position measuring method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a die bonding accuracy improvement system according to an application example of the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart of a die bonding position deviation deviation correcting method according to an application example of the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a variation in the order of manufacturing date and time of the displacement amount in the die bonding displacement deviation correction method according to the application example of the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an example of an optical fiber alignment and fixing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of another example of the optical fiber alignment and fixing device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart of XY axis alignment fixing and Z axis alignment fixing in the optical fiber alignment fixing device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a die bonding accuracy improvement system according to an application example of the second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart of a die bonding position deviation deviation correcting method according to an application example of the second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an optical fiber alignment and fixing device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating XY scanning of an optical fiber alignment and fixing device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing a displacement of a laser diode of the optical module.
[Explanation of symbols]
1 Optical module
1a Laser diode
1b Condensing lens
1c cap
1d Internal electrode terminal
1e External electrode terminal
1f package
1g mount
2 Optical fiber
2a core
2b clad
2c metal ferrule
3 Optical fiber fixing collar
4 Machine base
5 movable stage
6 Package holder
7 Color holder
8 Optical fiber feed mechanism
9 Optical fiber holder
10 Optical fiber positioning unit
11 Alignment lens
12, 12a-12c Optical fiber alignment controller
13 Movable stage controller
14 Optical fiber re-controller
15 TV camera
16 Image recognition processing device
17 Laser diode drive power supply
18, 18a-18c YAG laser controller
19, 19a, 19c Optical fiber fixed YAG laser
20, 20b Fixed color YAG laser
21, 21a Position accuracy management system
22, 22a Die bonding apparatus
23, 23a, 23b Optical fiber alignment fixing device
24 Laser focus position measuring device
25 Photo sensor
26 AD converter
30, 30a Optical fiber light quantity measuring unit
31, 31a to 31c Optical fiber fixing part

Claims (8)

レーザダイオードと、コア部及び前記コア部を囲むクラッド部を有する光ファイバを、前記光ファイバの一端を前記レーザダイオードに対向させ、前記レーザダイオードの光軸に沿う方向に配列させるステップと、
前記レーザダイオードのレーザ光を前記光ファイバに入光させるステップと、
前記レーザ光が、前記コア部に入光したコア入光量及び前記クラッド部に入光したクラッド入光量をそれぞれ検出するステップと、
前記コア入光量及びクラッド入光量から前記レーザ光の集光位置と前記コア部を調芯位置合わせするステップ
とを含むことを特徴とするレーザ集光位置測定方法。
Laser diode, an optical fiber having a core portion and a cladding portion surrounding the core portion, with one end of the optical fiber facing the laser diode, and arranging in a direction along the optical axis of the laser diode,
The laser light of the laser diode to enter the optical fiber,
The laser light is a step of detecting the amount of light incident on the core and the amount of light incident on the clad and the clad, respectively.
A method of measuring the laser light condensing position, comprising: aligning the converging position of the laser light with the core portion based on the core incident light amount and the cladding incident light amount.
前記コア入光量と前記クラッド入光量の総和の総入光量から前記調芯位置合わせすることを特徴とする請求項1に記載のレーザ集光位置測定方法。2. The laser focusing position measuring method according to claim 1, wherein the alignment is adjusted based on a total incident light amount of a total of the core incident light amount and the clad incident light amount. 前記コア入光量と前記クラッド入光量のそれぞれから前記調芯位置合わせすることを特徴とする請求項1に記載のレーザ集光位置測定方法。2. The laser focusing position measuring method according to claim 1, wherein the alignment is performed based on each of the core incident light amount and the clad incident light amount. 前記レーザダイオードを走査して、前記レーザ光が前記光ファイバの一端から他端に向かって順次入光するようにして前記総入光量を測定するステップと、
前記総入光量がしきい値となる前記走査方向の座標を求めて、前記コアの中心座標を算出するステップ
とを含むことを特徴とする請求項2に記載のレーザ集光位置測定方法。
Scanning the laser diode, measuring the total amount of incident light so that the laser light sequentially enters from one end of the optical fiber toward the other end,
3. The method according to claim 2, further comprising: calculating coordinates in the scanning direction at which the total incident light amount becomes a threshold, and calculating center coordinates of the core.
前記レーザダイオードを走査して、前記レーザ光が前記コアの一端から他端に向かって順次入光するようにして前記コア入光量と前記クラッド入光量のそれぞれを測定するステップと、
前記コア入光量と前記クラッド入光量のそれぞれがしきい値となる前記走査方向の座標を求めて、前記コアの中心座標を算出するステップ
とを含むことを特徴とする請求項1又は3に記載のレーザ集光位置測定方法。
Scanning the laser diode, measuring each of the core incident light amount and the clad incident light amount so that the laser light sequentially enters from one end of the core toward the other end,
The method according to claim 1, further comprising: obtaining coordinates in the scanning direction in which each of the core incident light amount and the clad incident light amount becomes a threshold to calculate center coordinates of the core. Laser focusing position measurement method.
光モジュールにレーザダイオードをダイボンディングする工程と、
前記レーザダイオードを光ファイバと対向するように配置する工程と、
前記レーザダイオードのレーザ光を前記光ファイバに入光させ集光位置を測定する工程と、
前記測定した集光位置より前記レーザダイオードの前記ダイボンディングの基準位置からの位置ずれ量を算出する工程と、
前記位置ずれ量からダイボンディング位置偏差を演算する工程と、
前記ダイボンディング位置偏差より前記レーザダイオードの前記ダイボンディングの取り付け位置を補正する工程
とを含むことを特徴とする光モジュール組立て方法。
Die bonding a laser diode to the optical module;
Arranging the laser diode so as to face the optical fiber;
A step of measuring the focusing position by entering the laser light of the laser diode into the optical fiber,
Calculating a displacement from the reference position of the die bonding of the laser diode from the measured condensing position,
Calculating a die bonding position deviation from the position deviation amount,
Correcting the mounting position of the die bonding of the laser diode from the die bonding position deviation.
前記集光位置の測定が、前記レーザダイオードのレーザ光を前記光ファイバに入光させる工程と、
前記レーザ光が前記光ファイバのコア部及びクラッド部に入光したコア入光量及びクラッド入光量をそれぞれ検出する工程と、
前記コア入光量及びクラッド入光量から前記レーザ光の集光位置を測定する工程
とを含むことを特徴とする請求項6に記載の光モジュール組立て方法。
The step of measuring the light condensing position, the step of causing the laser light of the laser diode to enter the optical fiber,
A step of detecting the core incident light amount and the clad incident light amount, respectively, in which the laser light enters the core part and the clad part of the optical fiber,
7. The method of assembling an optical module according to claim 6, further comprising the step of: measuring a focusing position of the laser beam from the core incident light amount and the clad incident light amount.
レーザダイオードが内部に配置されたパッケージを有する光モジュールが設置される可動ステージと、
光ファイバ固定用カラーが前記パッケージの一端に当接されるように保持されるカラー保持部と、
前記光ファイバ固定用カラーに嵌合する光ファイバの一端を前記レーザダイオードに対向させ、前記レーザダイオードの光軸に沿う方向に前記光ファイバを配列させる光ファイバ送り機構と、
前記レーザダイオードから出射されるレーザ光を前記光ファイバの他端で検知し、光ファイバ入光光量を前記光ファイバのコア部とクラッド部で別々に算出する光ファイバ光量測定部と、
前記光ファイバ入光光量を取得し、前記可動ステージ及び前記光ファイバ送り機構を制御して前記レーザ光の集光位置を前記光ファイバの中心に調芯する光ファイバ調芯制御部
とを含むことを特徴とする光ファイバ調芯固定装置。
A movable stage on which an optical module having a package in which a laser diode is disposed is installed,
A collar holding portion that is held so that the optical fiber fixing collar is in contact with one end of the package,
An optical fiber feeding mechanism for causing one end of an optical fiber fitted to the optical fiber fixing collar to face the laser diode, and arranging the optical fiber in a direction along an optical axis of the laser diode;
An optical fiber light amount measuring unit that detects laser light emitted from the laser diode at the other end of the optical fiber, and calculates the amount of light incident on the optical fiber separately in a core part and a clad part of the optical fiber,
An optical fiber alignment control unit that obtains the amount of light incident on the optical fiber, controls the movable stage and the optical fiber feed mechanism, and adjusts the condensing position of the laser light to the center of the optical fiber. An optical fiber alignment fixing device characterized by the above-mentioned.
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