JP2015055788A - Optical transmission line alignment method, optical transmission line alignment apparatus, and optical transmission line alignment program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光伝送路の位置合わせ技術に関する。 The present invention relates to an optical transmission line alignment technique.
光信号の送受信のために、レーザダイオードやフォトダイオードなどの光素子を一体化した光モジュールが用いられている。光モジュールには、光導波路と光ファイバが接合されているものがあるが、近年の波長多重技術などの発展により、複数チャンネルでの光信号の入出力が求められる。多チャンネルの光伝送路として、光ファイバをガラスブロック内に等間隔に配列させた光ファイバアレイが用いられている。光ファイバアレイと光導波路の接合には、光ファイバアレイを光導波路チップの端面に位置合わせして接着剤により固定するのが一般的である。 In order to transmit and receive optical signals, an optical module in which optical elements such as a laser diode and a photodiode are integrated is used. Some optical modules have optical waveguides and optical fibers joined together. However, with the recent development of wavelength multiplexing technology and the like, input / output of optical signals in a plurality of channels is required. As a multi-channel optical transmission line, an optical fiber array in which optical fibers are arranged at equal intervals in a glass block is used. For joining the optical fiber array and the optical waveguide, the optical fiber array is generally aligned with the end face of the optical waveguide chip and fixed with an adhesive.
光モジュールのサイズを小さくするためには、光導波路チップの縮小や高密度化が必要であり、そのために光導波路コアを縮小して最小曲げ半径を小さくしている。光ファイバや光導波路を接合する場合、そのコア(モードフィールド径)が小さくなるにつれて、位置ずれ、特に光軸ずれに対する結合損失の増加率が大きくなる。微細化につれて、光導波路に対する光ファイバの位置ずれ許容範囲が狭くなってきており、現状では1μm以下の位置合わせ精度が要求されている。 In order to reduce the size of the optical module, it is necessary to reduce or increase the density of the optical waveguide chip. For this purpose, the optical waveguide core is reduced to reduce the minimum bending radius. When an optical fiber or an optical waveguide is joined, as the core (mode field diameter) becomes smaller, the rate of increase in coupling loss with respect to positional deviation, in particular, optical axis deviation increases. With miniaturization, the allowable range of misalignment of the optical fiber with respect to the optical waveguide is becoming narrower, and at present, alignment accuracy of 1 μm or less is required.
一般的に行われている位置合わせとして、アクティブ調整と呼ばれる調整法がある。アクティブ調整は、実際に光の入出力を行って、パワー測定値を基準に位置合わせを行なう方法である。たとえば、光導波路チップの片側に光ファイバアレイを接合する場合、光導波路上のレーザダイオードやフォトダイオードを駆動し、光ファイバアレイを介して光パワーをモニタしながら位置合わせを行なう。光導波路の両側に光ファイバアレイを接合する場合は、一方の光ファイバアレイにレーザ光源を接続し、他方の光ファイバアレイにパワーメータを接続して、パワー変動をモニタしながら位置合わせを行なう。パワーが最大になる位置が選択されるので、高い位置合わせ精度が得られる。 As an alignment generally performed, there is an adjustment method called active adjustment. Active adjustment is a method in which light is input and output and alignment is performed based on a power measurement value. For example, when an optical fiber array is bonded to one side of an optical waveguide chip, alignment is performed while driving a laser diode or photodiode on the optical waveguide and monitoring the optical power via the optical fiber array. When joining an optical fiber array to both sides of an optical waveguide, a laser light source is connected to one optical fiber array, and a power meter is connected to the other optical fiber array, and alignment is performed while monitoring power fluctuations. Since the position where the power is maximized is selected, high alignment accuracy can be obtained.
しかし、アクティブ調整では、光導波路上のレーザダイオードやフォトダイオードを駆動するための電気的な接続が必要になる(片側接合の場合)、別途レーザ光源やパワーメータが必要になる(両側接合の場合)など、装置上の制約が大きい。 However, active adjustment requires electrical connection to drive the laser diode and photodiode on the optical waveguide (in the case of single-sided junction), and requires a separate laser light source and power meter (in the case of double-sided junction). ) And other restrictions on the device are large.
一方、光を入出力したときのパワーを基準としない方法は、パッシブ調整と呼ばれている。たとえば、図1に示すように、2台のカメラ141、142を用いて、それぞれ光導波路チップ110の光導波路112のコア位置と、光ファイバアレイ120の光ファイバ122のコア位置を認識する。空間座標上の位置に応じて、光ファイバアレイ120と光導波路チップ110を相対的に移動して位置合わせする。 On the other hand, a method that does not use the power when light is input / output as a reference is called passive adjustment. For example, as shown in FIG. 1, the core position of the optical waveguide 112 of the optical waveguide chip 110 and the core position of the optical fiber 122 of the optical fiber array 120 are recognized using two cameras 141 and 142, respectively. The optical fiber array 120 and the optical waveguide chip 110 are relatively moved and aligned according to the position on the spatial coordinates.
パッシブ調整法は、一般的に位置合わせ精度が低い。アクティブ調整と同程度の位置合わせ精度を実現するには、ガラススケール等の精密リニアスケールを内蔵した高い繰り返し位置決め精度の制御ステージが必要となる。パッシブ調整では精度面、コスト面での制約が大きい。 The passive adjustment method generally has low alignment accuracy. In order to achieve the same alignment accuracy as that of active adjustment, a control stage with high repeatability positioning accuracy incorporating a precision linear scale such as a glass scale is required. Passive adjustment is very limited in accuracy and cost.
光ファイバを介して光導波路に光を入射し、光導波路端面をカメラで観察しながらパッシブ調整を行い、最終的な位置調整を光ファイバアレイに接続したパワーメータを用いてアクティブ調整とする方法が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 A method in which light is incident on an optical waveguide through an optical fiber, passive adjustment is performed while observing the end surface of the optical waveguide with a camera, and final adjustment is performed by using a power meter connected to the optical fiber array. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
パッシブ調整により、低コストかつ高精度に異なる種類の光伝送路を位置合わせすることのできる構成と手法を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a configuration and method capable of aligning different types of optical transmission lines at low cost and with high accuracy by passive adjustment.
ひとつの態様では、光伝送路の位置合わせ方法は、
第1光伝送路と第2光伝送路の接合位置の斜め上方に配置したカメラにより、同一視野内で前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の前記接合位置を観察して、カメラ座標上での前記第1光伝送路に対する前記第2光伝送路の相対位置を取得し、
前記接合位置での前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の間の端面間距離を取得し、
前記端面間距離と前記カメラの観察角度とに基づいて、前記カメラ座標上での前記相対位置と、実際の相対位置との間のずれ量を算出し、
前記カメラ座標上での前記相対位置と前記ずれ量とから、前記第1光伝送路に対する前記第2光伝送路の前記実際の相対位置を算出して、前記第1光伝送と前記第2光伝送路の位置合わせ量を決定する。
In one aspect, the optical transmission line alignment method is:
By observing the junction position of the first optical transmission path and the second optical transmission path within the same field of view with a camera disposed obliquely above the junction position of the first optical transmission path and the second optical transmission path, the camera Obtaining a relative position of the second optical transmission line with respect to the first optical transmission line on coordinates;
Obtaining an end-to-end distance between the first optical transmission line and the second optical transmission line at the joining position;
Based on the distance between the end faces and the observation angle of the camera, the amount of deviation between the relative position on the camera coordinates and the actual relative position is calculated,
The actual relative position of the second optical transmission path with respect to the first optical transmission path is calculated from the relative position on the camera coordinates and the shift amount, and the first optical transmission and the second light are calculated. Determine the alignment amount of the transmission line.
パッシブ調整により、異なる種類の光伝送路を低コストかつ高精度に位置合わせすることができる。 By passive adjustment, different types of optical transmission lines can be aligned with low cost and high accuracy.
図面を参照して良好な実施形態を説明する。図2は、実施形態の位置合わせ装置1の概略構成図である。図2は、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20を接合して光モジュールを組み立てる際の位置合わせの状態を示している。図2の位置合わせ装置1に、破線で示す接着剤充填ユニット51と接着剤硬化ユニット52を組み込んで、光モジュール組立装置を構成してもよい。この場合、位置合わせ後の光導波路チップ10と光ファイバアレイ20を接着剤で接合し、硬化して光モジュールを組み立てることができる。 A preferred embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the alignment apparatus 1 of the embodiment. FIG. 2 shows an alignment state when the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 are joined to assemble an optical module. The optical module assembling apparatus may be configured by incorporating the adhesive filling unit 51 and the adhesive curing unit 52 indicated by broken lines in the alignment apparatus 1 of FIG. In this case, the optical module can be assembled by bonding the optical waveguide chip 10 after alignment and the optical fiber array 20 with an adhesive and curing.
光導波路チップ10は、基板11に光導波路12が形成されている。図示はしないが、光導波路12にレーザダイオード、フォトダイオード、波長分割多重用のフィルタ等の光素子が組み込まれていてもよい。 In the optical waveguide chip 10, an optical waveguide 12 is formed on a substrate 11. Although not shown, an optical element such as a laser diode, a photodiode, or a wavelength division multiplexing filter may be incorporated in the optical waveguide 12.
光ファイバアレイは、ガラスブロック21に形成された溝(不図示)内に複数の光ファイバ22が配置され、上部ブロック23で光ファイバ22の先端部が保持されている。光ファイバ22の先端と光導波路12を正確に位置合わせすることで、チャンネルごとに低損失で光信号を通すことができる。 In the optical fiber array, a plurality of optical fibers 22 are arranged in a groove (not shown) formed in the glass block 21, and the tip portion of the optical fiber 22 is held by the upper block 23. By accurately aligning the tip of the optical fiber 22 and the optical waveguide 12, it is possible to pass an optical signal with low loss for each channel.
位置合わせ装置1は、光導波路チップ10を搭載するステージ31と、光ファイバアレイ20を搭載するステージ32と、光導波路チップ10の端面と光ファイバアレイ20の端面を同一視野内で観察するカメラ40と、制御装置50を含む。 The alignment apparatus 1 includes a stage 31 on which the optical waveguide chip 10 is mounted, a stage 32 on which the optical fiber array 20 is mounted, and a camera 40 that observes the end face of the optical waveguide chip 10 and the end face of the optical fiber array 20 within the same field of view. And a control device 50.
ステージ31,32は、それぞれ3軸の直動及び3軸の回転が可能である。3軸の直動は、たとえば、ステッピングモータ駆動のボールネジタイプで、繰り返し位置決め精度が±1μm以内、分解能が0.05μmの自動ステージで実現できる。3軸の回転は、たとえば2軸のゴニオステージと1軸の回転ステージをステッピングモータ駆動することで実現できる。回転の繰り返し位置決め精度は±0.005度以内、分解能は0.003度である。 The stages 31 and 32 are each capable of three-axis linear movement and three-axis rotation. The three-axis linear motion can be realized by, for example, a stepping motor-driven ball screw type, and an automatic stage with repeated positioning accuracy within ± 1 μm and resolution of 0.05 μm. Three-axis rotation can be realized, for example, by driving a two-axis gonio stage and a one-axis rotation stage with a stepping motor. The rotational positioning accuracy is within ± 0.005 degrees and the resolution is 0.003 degrees.
図2では、光導波路12の配列方向をx軸、光導波路12の光軸方向をy方向、光導波路チップ10の表面の法線方向をz軸とし、それぞれの軸を中心とした回転方向をθx、θy、θzとする。 In FIG. 2, the arrangement direction of the optical waveguides 12 is the x-axis, the optical axis direction of the optical waveguides 12 is the y-direction, the normal direction of the surface of the optical waveguide chip 10 is the z-axis, and the rotation directions about the respective axes are Let θx, θy, and θz.
カメラ40は、たとえば500万画素のCCDカメラに20倍の拡大レンズを装着したものである。カメラ40は、3軸の直動が可能なカメラステージ41に搭載されている。カメラステージ41は、ステージ31,32の直動用の自動ステージと同等の性能を有する。カメラ40は互いに近接する光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の斜め上方に配置され、光導波路12の端部と、光ファイバア22の端面を同一視野内で観察する。カメラ40の観察方向は、y-z平面内にあり、後述するように、カメラの観察方向と光導波路12の光軸とのなす角度をφとする。観察角度φは、あらかじめ固定としてもよく、たとえば10度とする。 The camera 40 is, for example, a CCD camera with 5 million pixels mounted with a 20 × magnification lens. The camera 40 is mounted on a camera stage 41 that can move in three axes. The camera stage 41 has the same performance as the linear stage automatic stages 31 and 32. The camera 40 is disposed obliquely above the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 that are close to each other, and observes the end portion of the optical waveguide 12 and the end surface of the optical fiber array 22 in the same field of view. The observation direction of the camera 40 is in the yz plane, and the angle formed by the observation direction of the camera and the optical axis of the optical waveguide 12 is φ, as will be described later. The observation angle φ may be fixed in advance, for example, 10 degrees.
カメラ40は、制御装置50の画像処理ユニット45に接続されている。カメラステージ41は、制御装置50のカメラステージコントローラ43に接続され駆動制御される。ステージ31、32は、制御装置50のステージコントローラ33に接続されて駆動制御される。 The camera 40 is connected to the image processing unit 45 of the control device 50. The camera stage 41 is connected to the camera stage controller 43 of the control device 50 and driven and controlled. The stages 31 and 32 are connected to a stage controller 33 of the control device 50 and driven and controlled.
図3は、実施形態の位置合わせ方法を含む光モジュールの組立てフローである。まず、ステップS101で、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20を接近させて、位置の粗調整を行う。この粗調整は、たとえば位置検出用のカメラ40とは別に、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の接合部全体を撮影することのできる低解像、低倍率の汎用カメラを用いてもよいし、肉眼で行ってもよい。汎用カメラを用いる場合は、カメラを接合位置の真上に配置し、光導波路チップ10の端面と光ファイバアレイ20の端面が対向するように両者を接近させる。位置合わせ装置1において、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の初期位置があらかじめ設定されている場合は、所定の量だけステージ31、32の一方または両方を駆動して粗調整を行ってもよい。粗調整の精度は、100〜数百μm程度でよい。また、光導波路チップ10の表面のθx方向の角度と、光ファイバアレイ20の上面のθx方向の角度を図示しないオートコリメータを用いて測定し、ステージコントローラ33とステージ31、32であらかじめ合わせておくことが望ましい。 FIG. 3 is an assembly flow of the optical module including the alignment method of the embodiment. First, in step S101, the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 are brought close to each other, and the position is roughly adjusted. For this rough adjustment, for example, a low-resolution, low-magnification general-purpose camera capable of photographing the entire joint between the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 may be used separately from the position detection camera 40. It may be done with the naked eye. When a general-purpose camera is used, the camera is disposed immediately above the joining position, and the two are brought close to each other so that the end face of the optical waveguide chip 10 and the end face of the optical fiber array 20 face each other. In the alignment apparatus 1, when the initial positions of the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 are set in advance, coarse adjustment may be performed by driving one or both of the stages 31 and 32 by a predetermined amount. . The accuracy of the coarse adjustment may be about 100 to several hundreds of μm. Further, the angle in the θx direction of the surface of the optical waveguide chip 10 and the angle in the θx direction of the upper surface of the optical fiber array 20 are measured using an autocollimator (not shown), and are adjusted in advance by the stage controller 33 and the stages 31 and 32. It is desirable.
次に、S103で、近接させた光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の少なくとも両端の2チャンネル、必要であれば全チャンネルのコア近傍をカメラ40で観察して、光導波路12と光ファイバ22の配列をカメラ40の同一視野内に入れる。たとえば観察角度φを固定にしたまま、カメラステージ41と光導波路チップ10を搭載するステージ31を駆動して、光導波路チップ10のエッジで少なくとも両端のチャネルの光導波路12に焦点が合うように(あるいは全チャネルの光導波路12に焦点が合うように)調整する。両端あるいは全部の光導波路12に焦点が合った状態で、光ファイバアレイ20を搭載するステージ32を駆動して、光ファイバ22配列の端面が合焦の範囲内に入る位置まで光ファイバアレイ20を光導波路チップ10の端面に接近させる。光導波路12と光ファイバ22の両方の端面に焦点を合わせることで、光導波路12の端面と光ファイバ22の端面をカメラ40の同一視野内で観察することができる。 Next, in step S103, at least two channels on both ends of the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 that are close to each other, and if necessary, the vicinity of the cores of all the channels are observed with the camera 40. The array is placed in the same field of view of the camera 40. For example, while the observation angle φ is fixed, the camera stage 41 and the stage 31 on which the optical waveguide chip 10 is mounted are driven so that the edges of the optical waveguide chip 10 are focused on the optical waveguides 12 of at least both ends ( Alternatively, adjustment is performed so that the optical waveguides 12 of all channels are in focus. In a state where both ends or all of the optical waveguides 12 are in focus, the stage 32 on which the optical fiber array 20 is mounted is driven, and the optical fiber array 20 is moved to a position where the end face of the optical fiber 22 array falls within the in-focus range. It is made to approach the end surface of the optical waveguide chip 10. By focusing on both end faces of the optical waveguide 12 and the optical fiber 22, the end face of the optical waveguide 12 and the end face of the optical fiber 22 can be observed within the same field of view of the camera 40.
図4は、図3のS102の焦点調整を説明する図である。図4(A)は、カメラ40により観察される像、図4(B)はその模式図である。図4では、便宜上、1チャンネルの像を示す。この例では、リブ型の光導波路12に対して、シングルモードの光ファイバ22のコア25の焦点位置を合わせ込む。チャネル型の光導波路などチップ表面に突起がない場合は、光導波路12の近傍の表面端部にあらかじめ位置合わせ用の凸部や凹部を形成しておき、焦点調整用の像を取得する。 FIG. 4 is a diagram for explaining the focus adjustment in S102 of FIG. 4A is an image observed by the camera 40, and FIG. 4B is a schematic diagram thereof. In FIG. 4, for the sake of convenience, an image of one channel is shown. In this example, the focal position of the core 25 of the single-mode optical fiber 22 is aligned with the rib-shaped optical waveguide 12. When there is no protrusion on the chip surface, such as a channel type optical waveguide, a convex portion or a concave portion for alignment is formed in advance at the surface end near the optical waveguide 12, and an image for focus adjustment is acquired.
図4(A)において、光ファイバアレイ20に焦点が合っていない場合は、光ファイバ22の像は映らない。ステージ32を駆動して光ファイバアレイ20を合焦位置まで接近させることで、光導波路12と光ファイバコア25がカメラ40の同一視野内に入る。合焦位置の決定は、たとえば、制御装置50の画像処理ユニット45にて、所定のピクセル領域でコントラストレベルを取得し、コントラストがピークとなる位置を合焦位置として決定してもよい。 In FIG. 4A, when the optical fiber array 20 is not focused, the image of the optical fiber 22 is not reflected. By driving the stage 32 and bringing the optical fiber array 20 closer to the in-focus position, the optical waveguide 12 and the optical fiber core 25 are within the same field of view of the camera 40. For example, the image processing unit 45 of the control device 50 may determine the in-focus position by acquiring a contrast level in a predetermined pixel area and determining the position where the contrast reaches a peak as the in-focus position.
カメラ40の観察方向で合焦しても、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20は未だラフな位置合わせの状態にあるため、カメラ40から見た光導波路12と光ファイバコア25は、カメラ40の空間座標(以下、「カメラ座標」とする)でx軸方向(幅方向)にW0、z軸方向(高さ方向)にH0、離れた位置にある。このカメラ座標上での光導波路12に対する光ファイバコア25の相対位置H0、W0を取得して格納する。カメラ座標での光導波路12に対する光ファイバコア25の相対位置(H0,W0)は、制御装置50の画像処理ユニット45により、パターンマッチングや重心検出などを用いて求めることができる。 Even if focusing is performed in the observation direction of the camera 40, the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 are still in a rough alignment state. Space coordinates (hereinafter referred to as “camera coordinates”), W 0 is in the x-axis direction (width direction), and H 0 is in the z-axis direction (height direction). The relative positions H 0 and W 0 of the optical fiber core 25 with respect to the optical waveguide 12 on the camera coordinates are acquired and stored. The relative position (H 0 , W 0 ) of the optical fiber core 25 with respect to the optical waveguide 12 in camera coordinates can be obtained by the image processing unit 45 of the control device 50 using pattern matching, centroid detection, or the like.
図3に戻って、S105で、光導波路12と光ファイバ22が同一視野内にある状態(双方に焦点が合った状態)で、光導波路12と光ファイバア22の端面間の距離dを取得する。端面間距離dは、光導波路12と光ファイ22端面とのy軸方向(光軸方向)の距離である。距離dの取得は、たとえばステージ32を駆動して光ファイバアレイ20を光導波路チップ10に接触するまで移動し、図示しない接触センサを用いて衝突した位置を検知する。このときのステージ32の駆動量から光導波路位置での端面間距離dを取得する。 Returning to FIG. 3, in step S105, the distance d between the end faces of the optical waveguide 12 and the optical fiber 22 is obtained in a state where the optical waveguide 12 and the optical fiber 22 are in the same field of view (both are in focus). . The distance d between the end faces is a distance between the optical waveguide 12 and the end face of the optical fiber 22 in the y-axis direction (optical axis direction). For obtaining the distance d, for example, the stage 32 is driven to move the optical fiber array 20 until it contacts the optical waveguide chip 10, and a collision position is detected using a contact sensor (not shown). The distance d between the end faces at the optical waveguide position is obtained from the driving amount of the stage 32 at this time.
次に、S107で、光導波路12に対する光ファイバコア25の実際の相対位置を算出する。実際の相対位置は、カメラ座標上での相対位置(見かけ上の相対位置)と、端面間距離d及び観察角度φとから求めることができる。 Next, in S107, the actual relative position of the optical fiber core 25 with respect to the optical waveguide 12 is calculated. The actual relative position can be obtained from the relative position (apparent relative position) on the camera coordinates, the distance d between the end faces, and the observation angle φ.
図5は、S107の実際の相対位置の算出を説明する図である。カメラ40が光導波路12の斜め上方から光導波路12と光ファイバコア25の接合部を観察する場合、光ファイバコア25の位置は実際の位置よりも上側に見える。実際には光導波路12と光ファイバコア25のz軸方向(高さ方向)の位置が揃っている場合でも、カメラ40の視野内では、光ファイバコア25の位置がΔHだけ光導波路12よりも上側に観察される。このずれ量ΔHは、カメラ40の観察角度φと端面間距離dを用いて、ΔH=d×sinφで表わすことができる。 FIG. 5 is a diagram for explaining the calculation of the actual relative position in S107. When the camera 40 observes the joint portion between the optical waveguide 12 and the optical fiber core 25 from obliquely above the optical waveguide 12, the position of the optical fiber core 25 appears above the actual position. Actually, even when the positions of the optical waveguide 12 and the optical fiber core 25 are aligned in the z-axis direction (height direction), the position of the optical fiber core 25 is ΔH higher than the optical waveguide 12 within the field of view of the camera 40. Observed on the upper side. This shift amount ΔH can be expressed as ΔH = d × sin φ using the observation angle φ of the camera 40 and the distance d between the end faces.
カメラ座標上での(みかけの)相対位置(H0、W0)は、式(1)により、ΔHを用いて実際の相対位置(H1、W1)に変換することができる。 The (apparent) relative position (H 0 , W 0 ) on the camera coordinates can be converted into the actual relative position (H 1 , W 1 ) using ΔH according to equation (1).
(H1、W1)=(H0+ΔH,W0) (1)
この計算を、少なくとも最外側の2つのチャネルで行う。必要であれば全チャネルについて行う。
(H 1 , W 1 ) = (H 0 + ΔH, W 0 ) (1)
This calculation is performed on at least the two outermost channels. Repeat for all channels if necessary.
図3に戻って、S109で、光導波路12と光ファイバアレイ25の位置合わせを行なう。両端(左右)のチャンネルでの光導波路12と光ファイバコア25の実際の相対位置を(H1L、W1L)及び(H1R、W1R)とすると、H1L 2+W1L 2+H1R 2+W1R 2が最小、すなわち各チャネルでの光導波路12と光ファイバコア25の間の位置の差のトータルが最小となるように、光ファイバアレイ20の位置を調整する。具体的には、画像処理ユニット45が算出した移動量に基づいて、ステージコントローラ33がステージ32を制御して、光ファイバアレイ20のx軸及びz軸方向の位置合わせを行なう。全チャネルで実際の相対位置(位置の差)を求めた場合も、すべての成分の二乗和を最小とするようにx軸及びz軸方向の移動量を算出する。 Returning to FIG. 3, in S109, the optical waveguide 12 and the optical fiber array 25 are aligned. Assuming that the actual relative positions of the optical waveguide 12 and the optical fiber core 25 at both ends (left and right) channels are (H 1L , W 1L ) and (H 1R , W 1R ), H 1L 2 + W 1L 2 + H 1R 2 + W 1R 2 minimum, i.e. so that the total of the difference in position between the optical waveguide 12 and the optical fiber core 25 in each channel is minimized, to adjust the position of the optical fiber array 20. Specifically, based on the movement amount calculated by the image processing unit 45, the stage controller 33 controls the stage 32 to align the optical fiber array 20 in the x-axis and z-axis directions. Even when the actual relative positions (positional differences) are obtained for all channels, the movement amounts in the x-axis and z-axis directions are calculated so as to minimize the sum of squares of all components.
このとき、y軸方向の位置合わせを行なってもよい。S105で端面間距離dを接触センサで取得した場合、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20は互いに接触した状態にある。しかし、実際にマルチチャネルの光導波路チップ10と光ファイバアレイ20を接合する場合、光ファイバアレイ20の端面での光ファイバ22の先端位置(y軸方向の位置)がばらつく場合がある。この場合、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の間にわずかな間隙を設けて光結合させたほうが、ばらつきを吸収してチャネル全体で低損失の接続が可能になる。 At this time, alignment in the y-axis direction may be performed. When the distance d between the end faces is acquired by the contact sensor in S105, the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 are in contact with each other. However, when the multi-channel optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 are actually joined, the tip position (position in the y-axis direction) of the optical fiber 22 at the end face of the optical fiber array 20 may vary. In this case, if a small gap is provided between the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 for optical coupling, the dispersion is absorbed and a low-loss connection can be achieved over the entire channel.
また、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20を接着剤により接合する場合、端面間の毛細管現象を利用して接着剤を充填できることが望ましい。 In addition, when the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 are bonded with an adhesive, it is desirable that the adhesive can be filled using the capillary phenomenon between the end faces.
これらの理由から、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の間のy軸方向の最適距離をあらかじめ設定しておき、ステージコントローラ33により、光ファイバアレイ20のx軸、z軸方向の位置とともに、y軸方向の位置を制御してもよい。 For these reasons, the optimum distance in the y-axis direction between the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 is set in advance, and the stage controller 33 sets the position of the optical fiber array 20 in the x-axis and z-axis directions. The position in the y-axis direction may be controlled.
次に、S111で光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の端面間に、たとえば紫外線硬化型接着剤を充填する。この例では、粘度が300cP以下で屈折率が石英の屈折率と同等の接着剤を用いる。図1のように接着剤充填ユニット51を用いる場合は、たとえば、チューブ式オートディスペンサ51で光導波路12の端面近傍に接着剤を滴下することで、毛細管現象により光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の端面間に接着剤を充填することができる。 Next, for example, an ultraviolet curable adhesive is filled between the end faces of the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 in S111. In this example, an adhesive having a viscosity of 300 cP or less and a refractive index equivalent to that of quartz is used. When the adhesive filling unit 51 is used as shown in FIG. 1, for example, the adhesive is dropped in the vicinity of the end face of the optical waveguide 12 by the tube type auto-dispenser 51, so that the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 are caused by capillary action. An adhesive can be filled between the end surfaces of the two.
最後に、S113で充填した接着剤に紫外線を照射し、硬化させる。必要に応じて、硬化後の接合体をベーク炉などで熱キュアする。これにより、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の接合が完了する。 Finally, the adhesive filled in S113 is irradiated with ultraviolet rays and cured. If necessary, the cured bonded body is heat cured in a baking furnace or the like. Thereby, joining of the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 is completed.
図6は、図3の端面間距離dの取得(S105)の別の方法を示す。上述した例では接触センサを用いて端面間距離dを取得していたが、図6では、非接触で端面間距離dを求める。 FIG. 6 shows another method for obtaining the distance d between the end faces in FIG. 3 (S105). In the example described above, the end-to-end distance d is acquired using the contact sensor, but in FIG. 6, the end-to-end distance d is obtained without contact.
観察ステップS103のあと、S201で、光導波路12の実像へのフォーカス位置を取得する。このフォーカス位置の取得は、S103で焦点調整するときに光導波路12に合焦したときのカメラ40の位置を記憶しておき、これを読み出してもよい。光導波路12の実像は、図7に示すように、カメラ40により観察角度φで光導波路12のエッジを観察したときに、直接撮影される像である。このときのカメラ位置をy1とする。 After the observation step S103, the focus position on the real image of the optical waveguide 12 is acquired in S201. The acquisition of the focus position may be performed by storing the position of the camera 40 when the optical waveguide 12 is focused when the focus is adjusted in S103, and reading this. As shown in FIG. 7, the real image of the optical waveguide 12 is an image directly taken when the edge of the optical waveguide 12 is observed by the camera 40 at an observation angle φ. The camera position at this time is y 1 .
次に、S202で、光導波路12の反射像へのフォーカス位置を取得する。図7を参照すると、カメラステージ41を駆動して、観察角度φを保ったままカメラ40のy軸方向の位置を変えると、光導波路12の実像はカメラ40の視野から外れる。しかし、ある位置までカメラ40を動かすと、光ファイバ22の端面で反射した光が光導波路12のエッジで焦点を結び、光導波路12の反射像を得ることができる。このときのカメラ40のy軸方向の位置をy2とする。 Next, the focus position to the reflected image of the optical waveguide 12 is acquired by S202. Referring to FIG. 7, when the camera stage 41 is driven and the position of the camera 40 in the y-axis direction is changed while maintaining the observation angle φ, the real image of the optical waveguide 12 deviates from the field of view of the camera 40. However, when the camera 40 is moved to a certain position, the light reflected by the end face of the optical fiber 22 is focused on the edge of the optical waveguide 12, and a reflected image of the optical waveguide 12 can be obtained. The position of the y-axis direction of the camera 40 at this time is y 2.
次に、S203でカメラ位置y1、y2を用いて光導波路12と光ファイバアレイ20の端面間距離dを算出する。図7に示すように、光ファイバ22の端面で反射された反射光の光導波路12のエッジまでの光路長をL2とする。光ファイバアレイ20が存在しないと仮定したとき、光ファイバ22の端面反射位置から、直進光と光導波路10の延長線との交点までの光路長をL1とする。L1=L2であり、カメラ40の移動量は|y2−y1|であるから、端面間距離dは式(2)で求められる。 Next, the distance d between the end faces of the optical waveguide 12 and the optical fiber array 20 is calculated using the camera positions y 1 and y 2 in S203. As shown in FIG. 7, the optical path length of the reflected light reflected by the end face of the optical fiber 22 to the edge of the optical waveguide 12 is L2. When it is assumed that the optical fiber array 20 does not exist, the optical path length from the end surface reflection position of the optical fiber 22 to the intersection of the straight light and the extension line of the optical waveguide 10 is L1. Since L1 = L2 and the movement amount of the camera 40 is | y 2 −y 1 |, the distance d between the end faces can be obtained by Expression (2).
d=|y2−y1| (2)
このようにして算出した端面間距離dを用いて、ステップS107で相対位置を算出する。この方法は、接触センサなどの追加の機器を必要としないので、装置コストを低減できる。また非接触のため光導波路12や光ファイバ22への影響が少ない。また、光導波路チップ10や光ファイバアレイ20の端面に凹凸があって、光導波路12と光ファイバ22が接触できない場合にも有効である。
d = | y 2 −y 1 | (2)
Using the distance d between the end faces calculated in this way, the relative position is calculated in step S107. Since this method does not require an additional device such as a contact sensor, the apparatus cost can be reduced. Moreover, since it is non-contact, there is little influence on the optical waveguide 12 and the optical fiber 22. Further, it is also effective when there are irregularities on the end faces of the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 and the optical waveguide 12 and the optical fiber 22 cannot be contacted.
図7の方法で端面間距離dを算出した場合も、位置合わせ(図3のS109)の段階でy軸方向への位置調整を行うのが望ましい。光導波路12と光ファイバコア25を同一視野内に入れるための焦点調整で決まる端面間距離d(S103、S105)は、必ずしも光結合や毛細管現象のための最適距離とはならないからである。マルチチャンネルでの光結合と、用いる接着剤の毛細管現象の観点から、別途y軸方向への最適位置間隔を設定しておくのが望ましい。 Even when the distance d between the end faces is calculated by the method of FIG. 7, it is desirable to adjust the position in the y-axis direction at the stage of alignment (S109 in FIG. 3). This is because the distance d (S103, S105) between the end faces determined by the focus adjustment for putting the optical waveguide 12 and the optical fiber core 25 in the same field of view is not necessarily the optimum distance for optical coupling and capillary action. From the viewpoint of multi-channel optical coupling and the capillary action of the adhesive used, it is desirable to set an optimum position interval in the y-axis direction separately.
図8は、カメラ40の別の配置例を示す図である。観察角度φとカメラレンズの被写界深度によっては、光ファイバアレイ20端面の一部の狭い領域にしか焦点が合わない場合がある。この場合、図8に示すように、カメラ40のレンズの近傍にミラー61を配置して折り返し光学系を構成し、水平に近い角度から観察してもよい。この場合も、観察角度φによるz軸方向(高さ方向)へのずれ量ΔHを勘案して、光導波路12と光ファイバコア25の間のカメラ座標での見かけの相対位置から、実際の相対位置を計算して位置合わせを行なうことができる。 FIG. 8 is a diagram illustrating another arrangement example of the cameras 40. Depending on the observation angle φ and the depth of field of the camera lens, there may be a case where the focus is limited to only a small region of the end face of the optical fiber array 20. In this case, as shown in FIG. 8, a mirror 61 may be arranged in the vicinity of the lens of the camera 40 to form a folding optical system, and observation may be performed from an angle close to the horizontal. Also in this case, the actual relative position is determined from the apparent relative position in camera coordinates between the optical waveguide 12 and the optical fiber core 25 in consideration of the shift amount ΔH in the z-axis direction (height direction) due to the observation angle φ. The position can be calculated and aligned.
図9は、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の端面が、光軸との直交面に対して角度α(たとえば8度)の傾斜がついている場合の端面間距離の算出を示す。この場合は、カメラ40の観察角度φを傾斜角度αよりも大きく設定する。光ファイバアレイ20の端面に傾斜がついているため、光導波路12のエッジの反射像を得るために、カメラ40をy軸方向とz軸方向に動かす。 FIG. 9 shows the calculation of the distance between the end faces when the end faces of the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 are inclined at an angle α (for example, 8 degrees) with respect to the plane perpendicular to the optical axis. In this case, the observation angle φ of the camera 40 is set larger than the inclination angle α. Since the end face of the optical fiber array 20 is inclined, the camera 40 is moved in the y-axis direction and the z-axis direction in order to obtain a reflection image of the edge of the optical waveguide 12.
端面間距離dは、カメラ40のy軸方向への移動距離|y2−y1|、z軸方向への移動距離|z1−z2|、観察角度φ、及び傾斜角度αから算出することができる。図10を参照して、端面間距離dの算出を説明する。 The distance d between end faces is calculated from the moving distance | y 2 −y 1 | of the camera 40 in the y-axis direction, the moving distance | z 1 −z 2 | in the z-axis direction, the observation angle φ, and the tilt angle α. be able to. With reference to FIG. 10, calculation of the distance d between end faces will be described.
光ファイバ22の端面で反射された反射光の光導波路12のエッジまでの光路長をL2とする。光ファイバアレイ20が存在しないと仮定したとき、光ファイバ22の端面反射位置からL2と同じ光路長で直進する直進光の光路をL1とする。カメラ40が移動しても観察角度φは同じであるから、
cosφ=(|y2−y1|−d)/L1 (3)
である。
The optical path length of the reflected light reflected by the end face of the optical fiber 22 to the edge of the optical waveguide 12 is L2. When it is assumed that the optical fiber array 20 does not exist, an optical path of straight light that travels straight from the end surface reflection position of the optical fiber 22 with the same optical path length as L2 is defined as L1. Even if the camera 40 moves, the observation angle φ is the same.
cosφ = (| y 2 −y 1 | −d) / L 1 (3)
It is.
反射光L2と、光導波路12の延長線(光軸)とがなす角度は、
π/2−α−[π/2−(φ−α)]=φ−2α (4)
であるから、
sin(φ−2α)=[(|y2−y1|−d)tanφ−|z1−z2|]/L2 (5)
である。
The angle formed by the reflected light L2 and the extension line (optical axis) of the optical waveguide 12 is
π / 2-α- [π / 2- (φ-α)] = φ-2α (4)
Because
sin (φ-2α) = [(| y 2 −y 1 | −d) tan φ− | z 1 −z 2 |] / L 2 (5)
It is.
式(3)、(5)から、L1及びL2は、式(6)及び式(7)でそれぞれ表わされる。 From Expressions (3) and (5), L1 and L2 are represented by Expression (6) and Expression (7), respectively.
d=|y2−y1|+[cosφ/{sin(φ−2α)−sinφ}]|z1−z2| (8)
この方法によると、光導波路チップ10と光ファイバアレイ20の接合端面が傾斜している場合でも、非接触で端面間距離dを求め、光導波路12と光ファイバ22との相対位置を算出することができる。
d = | y 2 −y 1 | + [cosφ / {sin (φ−2α) −sinφ}] | z 1 −z 2 | (8)
According to this method, even when the joining end face of the optical waveguide chip 10 and the optical fiber array 20 is inclined, the distance d between the end faces is obtained without contact, and the relative position between the optical waveguide 12 and the optical fiber 22 is calculated. Can do.
位置合わせ装置1の制御装置50は、位置合わせプログラムによって位置合わせ制御を行なってもよい。この場合、位置合わせプログラムは、制御装置50に
(a) 同一視野内で光導波路と光ファイバの接合位置を斜め上方から観察するカメラのカメラ座標上で、前記光導波路に対する前記光ファイバの相対位置を取得する手順、
(b) 前記カメラの観察角度と、前記接合位置での前記光導波路と前記光ファイバの間の端面間距離とから、前記カメラ座標上での前記相対位置と、実際の相対位置との間のずれ量を算出する手順、及び
(c) 前記ずれ量に基づいて前記実際の相対位置を算出して、前記光導波路と前記光ファイバを位置合わせするための移動量を算出する手順、
を実行させる。
The control device 50 of the alignment apparatus 1 may perform alignment control by an alignment program. In this case, the alignment program is sent to the control device 50.
(a) A procedure for obtaining the relative position of the optical fiber with respect to the optical waveguide on the camera coordinates of the camera for observing the joining position of the optical waveguide and the optical fiber obliquely from above in the same field of view,
(b) From the observation angle of the camera and the distance between the end faces between the optical waveguide and the optical fiber at the joining position, between the relative position on the camera coordinates and the actual relative position. A procedure for calculating the amount of deviation, and
(c) calculating the actual relative position based on the shift amount, and calculating a movement amount for aligning the optical waveguide and the optical fiber;
Is executed.
このように、実施形態の構成及び手法によると、高価な機器を用いずに、パッシブ調整により光伝送路同士を高精度に位置合わせすることができる。また、光モジュールの組立てを高精度に行うことができる。 Thus, according to the configuration and method of the embodiment, the optical transmission lines can be aligned with high accuracy by passive adjustment without using expensive equipment. Further, the optical module can be assembled with high accuracy.
以下の説明に対し、以下の付記を提示する。
(付記1)
第1光伝送路と第2光伝送路の接合位置の斜め上方に配置したカメラにより、同一視野内で前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の前記接合位置を観察して、カメラ座標上での前記第1光伝送路に対する前記第2光伝送路の相対位置を取得し、
前記接合位置での前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の間の端面間距離を取得し、
前記端面間距離と前記カメラの観察角度とに基づいて、前記カメラ座標上での前記相対位置と、実際の相対位置との間のずれ量を算出し、
前記カメラ座標上での前記相対位置と前記ずれ量とから、前記第1光伝送路に対する前記第2光伝送路の前記実際の相対位置を算出して、前記第1光伝送と前記第2光伝送路の位置合わせ量を決定する
ことを特徴とする光伝送路の位置合わせ方法。
(付記2)
前記端面間距離は、前記第1光伝送路の実像を取得するときの前記カメラの第1合焦位置と、前記第2光伝送路からの反射光により前記第1光伝送路の反射像を取得するときの前記カメラの第2合焦位置とに基づいて算出されることを特徴とする付記1に記載の位置合わせ方法。(請求項2)
(付記3)
前記同一視野内での観察は、前記カメラにより前記第1光伝送路に焦点を合わせ、前記第1光伝送路の合焦状態を維持したまま、前記第2光伝送路に焦点が合うまで前記第2光伝送路を前記第1光伝送路に接近させることを特徴とする付記1又は2に記載の位置合わせ方法。
(付記4)
前記第1光伝送路と前記第2光伝送路はそれぞれ複数のチャンネルを有し、前記複数のチャンネルの少なくとも両端のチャンネルについて、前記ずれ量を算出することを特徴とする付記1〜3のいずれかに記載の位置合わせ方法。
(付記5)
前記少なくとも両端のチャンネルについて、前記ずれ量から前記実際の相対位置を計算し、前記実際の相対位置で表される前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の位置の差のトータルを最小にする前記位置合わせ量を求めることを特徴とする付記4に記載の位置合わせ方法。
(付記6)
前記同一視野内での観察に先立って、前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の位置の粗調整を行うことを特徴とする付記1〜5のいずれかに記載の位置合わせ方向。
(付記7)
前記位置合わせ量に基づいて、前記第1光伝送路と前記第2光伝送路を位置合わせし、
前記位置合わせされた前記第1光伝送路と前記第2光伝送路を接合する、
ことを特徴とする付記1〜6のいずれかに記載の位置合わせ方法。
(付記8)
第1光伝送路が形成された第1部材に対して、第2光伝送路が形成された第2部材を相対的に移動させる可動メカニズムと、
前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の接合位置の斜め上方に配置され、同一視野内で前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の前記接合位置を観察するカメラと、
前記カメラのカメラ座標上で前記第1光伝送路に対する前記第2光伝送路の相対位置を取得し、前記カメラの観察角度と、前記接合位置での前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の間の端面間距離とに基づいて、前記カメラ座標上での前記相対位置と実際の相対位置との間のずれ量を算出し、前記カメラ座標上の前記相対位置と前記ずれ量に基づいて前記第1光伝送と前記第2光伝送路を位置合わせするための移動量を決定する制御部と、
を有することを特徴とする位置合わせ装置。
(付記9)
前記制御部は、前記カメラが前記第1光伝送路の実像を取得するときの第1合焦位置と前記第2光伝送路からの反射光により前記第1光伝送路の反射像を取得するときの第2合焦位置とに基づいて、前記端面間距離を算出することを特徴とする付記8に記載の位置合わせ装置。
(付記10)
同一視野内で第1光伝送路と第2光伝送路の接合位置を斜め上方から観察するカメラのカメラ座標上で、前記第1光伝送路に対する前記第2光伝送路の相対位置を取得する手順と、
前記カメラの観察角度と、前記接合位置での前記第1光伝送路と前記第2光伝送路との間の端面間距離とから、前記カメラ座標上での前記相対位置と、実際の相対位置との間のずれ量を算出する手順と、
前記ずれ量に基づいて前記実際の相対位置を算出して、前記第1光伝送路と前記第2光伝送路を位置合わせするための移動量を算出する手順と、
を制御装置に実行させる位置合わせプログラム。
(付記11)
前記カメラが前記第1光伝送路の実像を取得するときの第1合焦位置と、前記第2光伝送路からの反射光により前記第1光伝送路の反射像を取得するときの第2合焦位置とに基づいて、前記端面間距離を算出する手順、
をさらに実行させることを特徴とする付記10に記載の位置合わせプログラム。
The following notes are presented for the following explanation.
(Appendix 1)
By observing the junction position of the first optical transmission path and the second optical transmission path within the same field of view with a camera disposed obliquely above the junction position of the first optical transmission path and the second optical transmission path, the camera Obtaining a relative position of the second optical transmission line with respect to the first optical transmission line on coordinates;
Obtaining an end-to-end distance between the first optical transmission line and the second optical transmission line at the joining position;
Based on the distance between the end faces and the observation angle of the camera, the amount of deviation between the relative position on the camera coordinates and the actual relative position is calculated,
The actual relative position of the second optical transmission path with respect to the first optical transmission path is calculated from the relative position on the camera coordinates and the shift amount, and the first optical transmission and the second light are calculated. An optical transmission line alignment method, comprising: determining an alignment amount of a transmission line.
(Appendix 2)
The distance between the end faces is obtained by reflecting the reflected image of the first optical transmission path by the first focusing position of the camera when the real image of the first optical transmission path is acquired and the reflected light from the second optical transmission path. The alignment method according to appendix 1, wherein the alignment method is calculated based on a second in-focus position of the camera at the time of acquisition. (Claim 2)
(Appendix 3)
The observation within the same visual field is focused on the first optical transmission line by the camera, and while the focused state of the first optical transmission line is maintained, the second optical transmission line is focused. The alignment method according to appendix 1 or 2, wherein a second optical transmission line is brought close to the first optical transmission line.
(Appendix 4)
Any one of appendices 1 to 3, wherein the first optical transmission path and the second optical transmission path each have a plurality of channels, and the shift amount is calculated for at least both ends of the plurality of channels. The alignment method according to Crab.
(Appendix 5)
The actual relative position is calculated from the deviation amount for at least the channels at both ends, and the total difference between the positions of the first optical transmission path and the second optical transmission path expressed by the actual relative position is minimized. The alignment method according to appendix 4, wherein the alignment amount is calculated.
(Appendix 6)
6. The alignment direction according to any one of appendices 1 to 5, wherein the coarse adjustment of the positions of the first optical transmission line and the second optical transmission line is performed prior to observation in the same visual field.
(Appendix 7)
Based on the alignment amount, align the first optical transmission line and the second optical transmission line,
Joining the aligned first optical transmission line and the second optical transmission line;
The alignment method according to any one of supplementary notes 1 to 6, wherein:
(Appendix 8)
A movable mechanism for relatively moving the second member formed with the second optical transmission path with respect to the first member formed with the first optical transmission path;
A camera that is disposed obliquely above the junction position of the first optical transmission path and the second optical transmission path, and that observes the junction position of the first optical transmission path and the second optical transmission path within the same field of view;
The relative position of the second optical transmission path with respect to the first optical transmission path is obtained on the camera coordinates of the camera, the observation angle of the camera, the first optical transmission path and the second light at the joint position. Based on the distance between the end faces between the transmission paths, a deviation amount between the relative position on the camera coordinates and the actual relative position is calculated, and the relative position on the camera coordinates and the deviation amount are calculated. A control unit for determining a movement amount for aligning the first optical transmission and the second optical transmission line based on;
An alignment apparatus comprising:
(Appendix 9)
The control unit acquires a reflected image of the first optical transmission line from a first focus position when the camera acquires a real image of the first optical transmission line and reflected light from the second optical transmission line. The alignment apparatus according to appendix 8, wherein the distance between the end faces is calculated based on the second in-focus position.
(Appendix 10)
The relative position of the second optical transmission line with respect to the first optical transmission line is acquired on the camera coordinates of a camera that observes the joining position of the first optical transmission line and the second optical transmission line from obliquely above within the same field of view. Procedure and
From the observation angle of the camera and the distance between the end faces between the first optical transmission path and the second optical transmission path at the joining position, the relative position on the camera coordinates and the actual relative position A procedure for calculating the amount of deviation between
Calculating the actual relative position based on the shift amount and calculating a movement amount for aligning the first optical transmission path and the second optical transmission path;
Alignment program that causes the control device to execute.
(Appendix 11)
A first in-focus position when the camera acquires a real image of the first optical transmission path, and a second position when a reflected image of the first optical transmission path is acquired by reflected light from the second optical transmission path. A procedure for calculating the distance between the end faces based on the in-focus position;
The alignment program according to appendix 10, wherein the alignment program is further executed.
1 位置合わせ装置
10 光導波路チップ
12 光導波路
20 光ファイバアレイ
22 光ファイバ
25 光ファイバコア
31、32 ステージ
33 ステージコントローラ
40 カメラ
41 カメラステージ
43 カメラステージコントローラ
45 画像処理ユニット
50 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Position alignment apparatus 10 Optical waveguide chip 12 Optical waveguide 20 Optical fiber array 22 Optical fiber 25 Optical fiber cores 31 and 32 Stage 33 Stage controller 40 Camera 41 Camera stage 43 Camera stage controller 45 Image processing unit 50 Control apparatus
Claims (7)
前記接合位置での前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の間の端面間距離を取得し、
前記端面間距離と前記カメラの観察角度とに基づいて、前記カメラ座標上での前記相対位置と、実際の相対位置との間のずれ量を算出し、
前記カメラ座標上での前記相対位置と前記ずれ量とから、前記第1光伝送路に対する前記第2光伝送路の前記実際の相対位置を算出して、前記第1光伝送と前記第2光伝送路の位置合わせ量を決定する
ことを特徴とする光伝送路の位置合わせ方法。 By observing the junction position of the first optical transmission path and the second optical transmission path within the same field of view with a camera disposed obliquely above the junction position of the first optical transmission path and the second optical transmission path, the camera Obtaining a relative position of the second optical transmission line with respect to the first optical transmission line on coordinates;
Obtaining an end-to-end distance between the first optical transmission line and the second optical transmission line at the joining position;
Based on the distance between the end faces and the observation angle of the camera, the amount of deviation between the relative position on the camera coordinates and the actual relative position is calculated,
The actual relative position of the second optical transmission path with respect to the first optical transmission path is calculated from the relative position on the camera coordinates and the shift amount, and the first optical transmission and the second light are calculated. An optical transmission line alignment method, comprising: determining an alignment amount of a transmission line.
前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の接合位置の斜め上方に配置され、同一視野内で前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の前記接合位置を観察するカメラと、
前記カメラのカメラ座標上で前記第1光伝送路に対する前記第2光伝送路の相対位置を取得し、前記カメラの観察角度と、前記接合位置での前記第1光伝送路と前記第2光伝送路の間の端面間距離とに基づいて、前記カメラ座標上での前記相対位置と実際の相対位置との間のずれ量を算出し、前記カメラ座標上の前記相対位置と前記ずれ量に基づいて前記第1光伝送と前記第2光伝送路を位置合わせするための移動量を決定する制御部と、
を有することを特徴とする位置合わせ装置。 A movable mechanism for relatively moving the second member formed with the second optical transmission path with respect to the first member formed with the first optical transmission path;
A camera that is disposed obliquely above the junction position of the first optical transmission path and the second optical transmission path, and that observes the junction position of the first optical transmission path and the second optical transmission path within the same field of view;
The relative position of the second optical transmission path with respect to the first optical transmission path is obtained on the camera coordinates of the camera, the observation angle of the camera, the first optical transmission path and the second light at the joint position. Based on the distance between the end faces between the transmission paths, a deviation amount between the relative position on the camera coordinates and the actual relative position is calculated, and the relative position on the camera coordinates and the deviation amount are calculated. A control unit for determining a movement amount for aligning the first optical transmission and the second optical transmission line based on;
An alignment apparatus comprising:
前記カメラの観察角度と、前記接合位置での前記第1光伝送路と前記第2光伝送路との間の端面間距離とから、前記カメラ座標上での前記相対位置と、実際の相対位置との間のずれ量を算出する手順と、
前記ずれ量に基づいて前記実際の相対位置を算出して、前記第1光伝送路と前記第2光伝送路を位置合わせするための移動量を算出する手順と、
を制御装置に実行させる位置合わせプログラム。 The relative position of the second optical transmission line with respect to the first optical transmission line is acquired on the camera coordinates of a camera that observes the joining position of the first optical transmission line and the second optical transmission line from obliquely above within the same field of view. Procedure and
From the observation angle of the camera and the distance between the end faces between the first optical transmission path and the second optical transmission path at the joining position, the relative position on the camera coordinates and the actual relative position A procedure for calculating the amount of deviation between
Calculating the actual relative position based on the shift amount and calculating a movement amount for aligning the first optical transmission path and the second optical transmission path;
Alignment program that causes the control device to execute.
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