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JP3646971B2 - Fiber array measurement equipment - Google Patents

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JP3646971B2
JP3646971B2 JP23428198A JP23428198A JP3646971B2 JP 3646971 B2 JP3646971 B2 JP 3646971B2 JP 23428198 A JP23428198 A JP 23428198A JP 23428198 A JP23428198 A JP 23428198A JP 3646971 B2 JP3646971 B2 JP 3646971B2
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JP
Japan
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fiber array
fiber
optical
optical component
light
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豪夫 山本
祥吾 芹澤
茂 藤原
裕喜 杉浦
保暁 田村
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Shibaura Machine Co Ltd
NTT Inc
NTT Inc USA
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Toshiba Machine Co Ltd
NTT Inc USA
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, Toshiba Machine Co Ltd, NTT Inc USA filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源から出た光の光導波路への導入あるいはファイバアレイ同士の接続や、マイクロアレイレンズとの接合等に使用されるファイバアレイの光ファイバの測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5を参照するに、光源の一例であるLD光源1からの光を導波路3で分岐して、ファイバアレイ5に取り付けられている測定側光ファイバ7に導入する装置9が示されている。この装置9においては、導波路3は光を分岐するだけなので、半導体技術を用いてガラス基盤にイオンをドープして屈折率を変える等して製作される。このため高精度で加工することができる。
【0003】
一方、図6に示されているファイバアレイ5は、基台11に複数の溝の一例としてのV溝13を機械加工により設けて、押え板15により測定側光ファイバ7を押圧・固定するものであるため、組立てした光ファイバ7の間隔からファイバアレイ5の精度を知る必要がある。
【0004】
ここでは光ファイバ7の間隔としたが実際には光ファイバ7のコア間隔のことであり、以下「光ファイバ7の間隔」と呼ぶ。
【0005】
なお、本発明のファイバアレイ5の精度測定はほとんど行われていないため、実現しようとすると次の方法が考えられる。
【0006】
すなわち、図7を参照するに、用途の判定等を行うべくファイバアレイ5の光ファイバ7の間隔Pを測定するには、固定台17に光部品19を取り付け、固定台17に対してX軸、Y軸、Z軸方向へ移動位置決め自在の可動台21にファイバアレイ5を取り付けて可動台21を移動させる。そして、光部品19に設けられている光源23から、可動台21のファイバアレイ5に取り付けられている測定側光ファイバ7を介して受光手段25に投光し、目視あるいはカメラを用いた画像により補助軸等を用いて合せ面27A、27Bを密着させてから測定側光ファイバ7の間隔Pを測定するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の技術における構成にあっては、以下のような問題がある。
【0008】
すなわち、図8を参照するに、光部品19とファイバアレイ5の合せ面27A、27Bの平行がでていないと位置が狂うため測定ができない。また、図9に示されているように、合せ面27A、27Bの間に空気が入っているとガラスと空気との接触面で屈折(図9中B)が起こり、本来の光路(図9中A)からずれるため照射角が不安定となって正確な測定ができないという問題がある。
【0009】
また、目視あるいはカメラを用いた画像モニタにより平行出しを行う場合には、位置決めに不正確要素が多く、多大な時間を要するという問題がある。
【0010】
さらに、通常の光学系の測定精度から、送り系の位置測定に精度の低いマイクロメータを用いる場合が多いため高精度の測定ができないという問題がある。
【0011】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、ファイバアレイを高精度で測定することのできるファイバアレイの測定装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項による発明のファイバアレイの測定装置は、複数の光ファイバを整列固定したブロックの接続端面とこの複数の光ファイバの接続端面を面一とさせたファイバアレイを、1本の光ファイバを持つ光部品の接続端面に対し対向配置し、前記ファイバアレイに整列固定された複数の光ファイバ、前記光部品の1本の光ファイバのどちらか一方を光量測定手段に接続し、他方を光投光手段に接続し、前記ファイバアレイ前記光部品の対向方向である左右方向に対して上下方向に移動させ、前記ファイバアレイの複数の光ファイバの各光ファイバの測定光量が最大となる位置を求めることにより、ファイバアレイの複数の光ファイバのコアの位置を測定するファイバアレイの測定装置であって、
光部品が固定され、この光部品の後部に設けられ、面合わせ調整自在に前記光部品を保持すると共に後部にロードセルを備えた面合わせ機構と、
前記光部品に対して前記ファイバアレイを上下方向、前後方向および左右方向へ移動してファイバアレイを大体一致するように位置決めすると共に前記光部品に対して前記ファイバアレイを左右方向に移動させて接続面同士の平行出しを行い、接続面同士を僅かに離す移動機構と、
前記光部品と前記ファイバアレイの接続面の微少な隙間に、空気を追い出し前記各接合面において光が屈折することなく真っ直ぐに透過すべく、光ファイバのコアと同じ屈折率を有する補正液を自動供給するため、前記接合面の上方位置に設けられた補正液供給手段と、
前記面合わせ機構、移動機構および補正液供給手段を制御せしめる制御装置と、備えてなることを特徴とするものである。
【0013】
従って、ファイバアレイの光ファイバ位置すなわち光ファイバのコアの位置の測定を、光部品に対してファイバアレイを相対的に移動させて順次複数の測定側光ファイバの位置を測定して求める。この時の面の平行出しは、先に出願した特開平9−133832号公報において記載されている光部品を揺動自在に支持して面合せを可能にする面合せ機構を用いて行い、また、位置決めは、光源からの光が光部品から測定側光ファイバへ透過する量を検出して受光量が最大となるように行われる。
【0014】
また、光部品の接合面と測定側光ファイバの接合面の間に設けられた隙間に、補正液供給手段により光ファイバのコアと同じ屈折率を有する補正液を上方から自動供給して、接合面間に空気が入らないようにする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0016】
図1には、この発明に係るファイバアレイの測定装置29が示されている。このファイバアレイの測定装置29では、図1中架台31の上左側に固定側ステージ33が設けられており、この固定側ステージ33に対向して架台31の中央部には可動側ステージ35が設けられている。
【0017】
前記固定側ステージ33の上端部には、主軸37がZ軸方向に貫通して設けられており、この主軸37の先端(図1中右側)には面合せ機構39が設けられている。主軸37はZ軸方向に微少移動可能であり、後端部(図1中左側)にはこの主軸37に対する押圧力を検知するロードセル41が設けられている。
【0018】
前記面合せ機構39として先に出願した特開平9−133832号公報に詳細を示したものを使用することができるので、詳細な説明は省略して概略のみを説明する。
【0019】
図3を参照するに、この面合せ機構39では、内部に球面状の空間43を有し、この空間43の内部には可動ホルダ45に図7に示したような光源23を有する光部品19を固定するための球面座49を有している。この球面座49は、スプリング51により支持され、さらに球面座49に対して空気ノズル53F、53Rにより前後および上下から空気が吹き付けられて空間43に浮いた状態となっている。
【0020】
これにより、可動ホルダ45で支持された光部品19の接合面27Aは、可動側ステージ35の光部品固定ホルダ57に取り付けられたファイバアレイ5の接合面27Bに対向する。
【0021】
再び図1を参照するに、可動側ステージ35では、最下段にZブロック61がZ軸モータ63によりZ軸ボールネジ65等を介してZ軸方向へ移動自在に設けられており、このZブロック61の移動量は、図2に示されているように、例えばレーザ測長器や差動トランス等の高分解能Zスケール66により測定されるようになっている。例えばレーザ測長器を用いる場合には、移動体であるZブロック61にプリズムを設置し、移動に伴って発生する干渉縞パルスを用いて測長するものである。
【0022】
このZブロック61の上にはXブロック67がX軸モータ69によりX軸ボールネジ71等を介してX軸方向へ移動自在に設けられており、このXブロック67の移動量は例えばレーザ測長器や作動トランス等の高分解能Xスケール73により測定されるようになっている。
【0023】
このXブロック67の上にはYブロック75がY軸モータ77によりY軸ボールネジ79等を介してY軸方向へ移動自在に設けられており、このYブロック75の移動量は例えばレーザ測長器や作動トランス等の高分解能Yスケール81により測定されるようになっている。
【0024】
図3を併せて参照するに、前記Yブロック75の上には光部品固定ホルダ57が設けられており、この光部品固定ホルダ57にピッチを測定されるファイバアレイ5が取り付けられている。
【0025】
前述した図6に示されているように、ファイバアレイ5には複数本の測定側光ファイバ7を所定の間隔で載置するためのV溝13が形成されており、この各V溝13に測定側光ファイバ7を載せて、上から押え板15により固定されている。なお、測定側光ファイバ7は光量測定手段の一例であるO/E変換器83に接続されている。
【0026】
また、図1を参照するに、面合せされる光部品19および測定側光ファイバ7の接合面27A、27Bの上方位置には、接合面間にガラスと同じ屈折率を有する補正液(マッチングオイル)を供給するマッチングオイル用ディスペンサ85が設けられている。
【0027】
なお、面合せ機構39の空気ノズル53F、53Rの制御およびX軸モータ69、Y軸モータ77、Z軸モータ63の制御およびマッチングオイル用ディスペンサ85等を制御すると共に、高分解能Xスケール73および高分解能Yスケール81、面合せ機構39の主軸37の押圧力を測定するロードセル41、O/E変換器83からの信号を受ける制御装置としてのパソコン87が設けられている。
【0028】
次に、ファイバアレイ5の測定動作について説明する。
【0029】
図1〜図4を参照するに、まず、面合せ機構39の可動ホルダ45にLD光源1に接続されている光ファイバ23を有する光部品19を取り付ける。一方、光部品固定ホルダ57に、ピッチを測定するファイバアレイ5の各V溝13に測定側光ファイバ7を一本づつ載せて押え板15により上から固定したファイバアレイ5を取り付ける。
【0030】
なお、ファイバアレイ5の接合面27Bは、V溝13に設けられた複数の光ファイバ端面をそろえた後、基台11、押え板15共面一に加工されている。
【0031】
続いて、まず基準として例えばファイバアレイ5のV溝13に取り付けられている図6中最も左に取り付けられている測定側光ファイバ7Aの接合面27Bを、面合せ機構39の可動ホルダ45に取り付けられている光部品19の接合面27Aと対向するように、目視あるいは画像をみながらある程度の位置決めをする。
【0032】
すなわち、可動側ステージ35のZ軸モータ63を作動させてZブロック61をZ軸方向へ移動させ、X軸モータ69を作動させてXブロック67をX軸方向へ移動させ、さらにY軸モータ77を作動させてYブロック75をY軸方向へ移動させて、接合面27A、27Bが大体一致するように位置決めする。
【0033】
大体の位置決めが完了したら、Z軸モータ63の作動によりZブロック61をZ軸方向(図1中左方向)へ移動させて、測定側光ファイバ7の接合面27Bを面合せ機構39側の光部品19の接合面27Aに押し付ける。この時の押圧力をロードセル41により監視して、面合せ機構39の球面座49が自由に移動して適正な面合せが行われるようにする。
【0034】
接合面27A、27Bの面合せが完了したら、面合せ機構39の後側の空気ノズル53Rを止めて、前側の空気ノズル53Fからの空気により球面座49を後側(図3中左側)の内壁に押し付けて固定する。この後可動ステージ35のZ軸を移動させ、接合面27A、27Bにわずかな隙間を設け、この後マッチングオイル用ディスペンサ85により接合面27A、27Bの間に光ファイバのコアのガラスと同じ屈折率を有するマッチングオイルを上方から注入して空気を追い出し、接合面27A、27Bにおいて光が屈折することなく真っ直ぐに透過するようにする。続いて、LD光源1から光ファイバ23を介して光部品19に光りを投じ、測定側光ファイバ7により受光される光量をO/E変換器83により電気的に検出して、受光量が最も多くなる位置に位置決めして、この位置の各軸座標を高分解能Xスケール73等により測定してパソコン87に記憶しておく。
【0035】
このようにして、最初の測定側光ファイバ7の面合せおよび中心合せが完了したら、同様にしてファイバアレイ5の二番目のV溝13に取り付けられている測定側光ファイバ7Bを介して受光量が最大となるようにXブロック67を移動させる。この時のXブロック67の位置を高分解能Xスケール73により測定し、パソコン87に伝達する。パソコン87は、先に求めて記憶してある基準の測定側光ファイバ7A位置と、二番目の測定側光ファイバ7B位置から、両者の間隔を算出する。
【0036】
以後、次々に測定側光ファイバ7C、…の中心合せを行って位置測定を行うことにより、ファイバアレイ5の光ファイバ7の間隔を測定する。
【0037】
以上の結果から、高分解能のスケールを用いてXブロック67の移動量を測定するので、ファイバアレイ5に取り付けられている測定側光ファイバ7のピッチを高精度で測定することができる。これにより、ファイバアレイ5の光ファイバ7のピッチを高精度で測定することができるので、光ファイバ7のピッチの精度に応じてファイバアレイ5の使用用途を適正に判定することができる。
【0038】
また、面合せ機構39により光部品19の光ファイバ23と測定側光ファイバ7間の面合せを行うと共に、これら両光ファイバ23、7を透過してくる光量から面合せおよび中心合せを行うので、迅速且つ密着性の高い面合せを行うことができ、ファイバアレイ5の光ファイバ7の間隔を高精度で測定することができる。
【0039】
また、接合面27A、27Bの間に光ファイバのコアのガラスと屈折率が同じマッチングオイルを注入して空気を追い出すことにより、接合面27A、27Bの間における屈折を防止して光りを真っ直ぐに透過させることができるので、安定した測定を行うことができる。
【0040】
さらに、図4には、この発明の別の実施の形態として、光部品19に光源1を有する光ファイバ23を組み込んだものを示しているが、これに代わり、LDやLED等の光源としての発光素子を図7の光部品19の形態で図4に組み込んでもよい。
【0041】
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、この発明の目的である光ファイバの間隔測定の実際は、前述の実施の形態においては、測定された光ファイバ7の間隔の精度により作業者がファイバアレイ5の使用の可否や使用用途を判定しているが、精度の基準を定めておいてパソコン87により自動的に判定を行うようにすることも可能である。
【0042】
また、図4において、光源1と光量測定手段25を入れ替えてもまったく同様の作用効果を有する。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項の発明によるファイバアレイの測定装置では、ファイバアレイの光ファイバ位置の測定を、溝に取り付けた測定側光ファイバを用いて行うものであり、そのために光部品に対してファイバアレイを垂直方向に平行移動させ中心合せを行って、ファイバアレイの光ファイバ位置を高精度で測定することができる。この時、光部品を面合せ機構により移動自在に支持しているので、測定側光ファイバに押し付けるだけで正確に面合せを行い平行出しをすることができる。また、位置決めは、光源からの光が光部品から測定側光ファイバへ透過する量を検出して受光量が最大となるように行われので、高精度の測定を迅速に行うことができる。
【0044】
また、面合せを行う光部品と測定側光ファイバの合せ面間に補正液供給手段により、ガラスと同じ屈折率を有する補正液を上方から自動供給して、合せ面間に空気が入らないようにするので、合せ面間において光の屈折が生じず、受光量の測定により行う面合せおよび位置決めを安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係るファイバアレイの測定装置を示す正面図である。
【図2】 図1中II方向から見た平面図である。
【図3】 面合せ機構を示す断面図である。
【図4】 面合せ機構へのこの発明にかかる光部品取付例を示す説明図、および光部品固定ホルダへの部品取付説明図である。
【図5】 光源からの光を導波路を介して光ファイバに導入する装置である。
【図6】 ファイバアレイに光ファイバを取り付ける状態を示す断面図である。
【図7】 従来におけるファイバアレイの測定装置の比較例である。
【図8】 合せ面が平行になっていない場合の不都合を示す説明図である。
【図9】 空気により光りが屈折する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 LD光源(光源、光量測定手段)
5 ファイバアレイ
7 測定側光ファイバ
13 溝
27A、27B 溝
29 ファイバアレイの測定装置
39 面合せ機構
55、59 接合面
63 Z軸モータ(移動機構)
69 X軸モータ(移動機構)
73 高分解能Xスケール(高分解能測定手段)
77 Y軸モータ(移動機構)
83 O/E変換器(光量測定手段)
85 マッチングオイル用ディスペンサ(補正液供給手段)
87 パソコン(制御装置)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, connection and the introduction or fiber array each other to the optical waveguide of the light emitted from the light source, to a measurement apparatus for the optical fiber of the fiber array used in the bonding or the like with the microarray lens.
[0002]
[Prior art]
Referring to FIG. 5, there is shown an apparatus 9 that splits light from an LD light source 1, which is an example of a light source, through a waveguide 3 and introduces the light into a measurement-side optical fiber 7 attached to a fiber array 5. . In this apparatus 9, since the waveguide 3 only branches light, it is manufactured by changing the refractive index by doping ions into the glass substrate using semiconductor technology. For this reason, it can process with high precision.
[0003]
On the other hand, the fiber array 5 shown in FIG. 6 has a V-groove 13 as an example of a plurality of grooves provided on a base 11 by machining, and presses and fixes the measurement-side optical fiber 7 with a presser plate 15. Therefore, it is necessary to know the accuracy of the fiber array 5 from the interval between the assembled optical fibers 7.
[0004]
Although the interval between the optical fibers 7 is used here, it is actually the interval between the cores of the optical fibers 7 and is hereinafter referred to as “the interval between the optical fibers 7”.
[0005]
In addition, since the accuracy measurement of the fiber array 5 of the present invention is hardly carried out, the following method can be considered to be realized.
[0006]
That is, referring to FIG. 7, in order to measure the distance P between the optical fibers 7 of the fiber array 5 in order to determine the application or the like, the optical component 19 is attached to the fixed base 17, and the X axis is fixed to the fixed base 17. The fiber array 5 is attached to the movable base 21 that can be moved and positioned in the Y-axis and Z-axis directions, and the movable base 21 is moved. Then, the light source 23 provided in the optical component 19 is projected onto the light receiving means 25 through the measurement-side optical fiber 7 attached to the fiber array 5 of the movable base 21 and visually or by an image using a camera. The distance P between the measurement side optical fibers 7 is measured after the mating surfaces 27A and 27B are brought into close contact with each other using an auxiliary shaft or the like.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a configuration in the conventional technique has the following problems.
[0008]
That is, referring to FIG. 8, if the optical component 19 and the mating surfaces 27 </ b> A and 27 </ b> B of the fiber array 5 are not parallel, the position is out of order and measurement cannot be performed. Further, as shown in FIG. 9, if air enters between the mating surfaces 27A and 27B, refraction (B in FIG. 9) occurs at the contact surface between the glass and air, and the original optical path (FIG. 9). Since there is a deviation from the middle A), there is a problem that the irradiation angle becomes unstable and accurate measurement cannot be performed.
[0009]
Further, when performing parallel alignment by visual observation or an image monitor using a camera, there is a problem that there are many inaccurate elements in positioning and a long time is required.
[0010]
Furthermore, since there are many cases where a micrometer with low accuracy is used for measuring the position of the feed system due to the measurement accuracy of a normal optical system, there is a problem that high-accuracy measurement cannot be performed.
[0011]
The purpose of the present invention has been made in view of the above conventional art and to provide a measurement device of the fiber array that can measure fiber array with high precision.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a fiber array measuring apparatus according to a first aspect of the present invention is a fiber in which a connection end face of a block in which a plurality of optical fibers are aligned and fixed and a connection end face of the plurality of optical fibers are flush with each other. the arrays disposed opposite against the connection end face of an optical component having a single optical fiber, a plurality of optical fibers aligned and fixed to the fiber array, the light quantity of either the single optical fiber of the optical component was connected to the measuring means, the other was connected to the optical projecting means, the fiber array is moved vertically with respect to the horizontal direction is opposite the direction of the optical part article, a plurality of optical fibers of the fiber array A fiber array measurement device that measures the positions of the cores of a plurality of optical fibers of a fiber array by obtaining a position where the measurement light quantity of each optical fiber is maximized,
An optical component is fixed, and is provided at the rear of the optical component, and holds the optical component so that the surface alignment can be freely adjusted , and a surface alignment mechanism including a load cell at the rear ,
Vertically the fiber array to the optical component, connected by moving the fiber array in the lateral direction with respect to the optical component as well as positioned to coincide roughly the fiber array by moving the front-rear direction and the left-right direction A moving mechanism that parallelizes the surfaces and slightly separates the connection surfaces;
A correction liquid having the same refractive index as that of the core of the optical fiber is automatically applied so that air is expelled into a small gap between the optical component and the connection surface of the fiber array and light is transmitted straight through the respective joint surfaces without being refracted. Correction liquid supply means provided at a position above the joint surface for supplying;
And a controller for controlling the surface matching mechanism, the moving mechanism, and the correction liquid supply means .
[0013]
Accordingly, the position of the optical fiber in the fiber array, that is, the position of the core of the optical fiber is determined by moving the fiber array relative to the optical component and sequentially measuring the positions of the plurality of measurement-side optical fibers. The parallelism of the surfaces at this time is performed by using a surface alignment mechanism that enables surface alignment by supporting the optical component described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-133732 in a swingable manner. The positioning is performed so that the amount of received light is maximized by detecting the amount of light from the light source transmitted from the optical component to the measurement-side optical fiber.
[0014]
Further, a correction liquid having the same refractive index as that of the core of the optical fiber is automatically supplied from above by a correction liquid supply means into a gap provided between the bonding surface of the optical component and the measurement-side optical fiber. Prevent air from entering between the faces.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 shows a fiber array measuring device 29 according to the present invention. In this fiber array measuring device 29, a fixed stage 33 is provided on the upper left side of the gantry 31 in FIG. 1, and a movable stage 35 is provided in the center of the gantry 31 so as to face the fixed stage 33. It has been.
[0017]
A main shaft 37 is provided at the upper end of the fixed stage 33 so as to penetrate in the Z-axis direction, and a surface matching mechanism 39 is provided at the tip (right side in FIG. 1) of the main shaft 37. The main shaft 37 is slightly movable in the Z-axis direction, and a load cell 41 for detecting a pressing force against the main shaft 37 is provided at the rear end (left side in FIG. 1).
[0018]
As the surface-matching mechanism 39, the one shown in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-133732 previously filed can be used, so that detailed description will be omitted and only the outline will be described.
[0019]
Referring to FIG. 3, the surface matching mechanism 39 has a spherical space 43 inside, and an optical component 19 having a light source 23 as shown in FIG. 7 in a movable holder 45 inside the space 43. Has a spherical seat 49 for fixing. The spherical seat 49 is supported by a spring 51, and air is blown to the spherical seat 49 from the front and back and from the top and bottom by air nozzles 53F and 53R, and the spherical seat 49 floats in the space 43.
[0020]
Thereby, the joint surface 27A of the optical component 19 supported by the movable holder 45 faces the joint surface 27B of the fiber array 5 attached to the optical component fixing holder 57 of the movable stage 35.
[0021]
Referring again to FIG. 1, in the movable stage 35, a Z block 61 is provided at the lowest stage so as to be movable in the Z axis direction by a Z axis motor 63 via a Z axis ball screw 65 and the like. As shown in FIG. 2, the amount of movement is measured by a high-resolution Z scale 66 such as a laser length measuring device or a differential transformer. For example, in the case of using a laser length measuring device, a prism is installed in the Z block 61 that is a moving body, and the length is measured using an interference fringe pulse generated along with the movement.
[0022]
An X block 67 is provided on the Z block 61 so as to be movable in the X axis direction by an X axis motor 69 via an X axis ball screw 71 and the like. And a high-resolution X scale 73 such as an operating transformer.
[0023]
A Y block 75 is provided on the X block 67 so as to be movable in the Y axis direction by a Y axis motor 77 via a Y axis ball screw 79 and the like. The amount of movement of the Y block 75 is, for example, a laser length measuring device. And a high-resolution Y scale 81 such as an operating transformer.
[0024]
Referring also to FIG. 3, an optical component fixing holder 57 is provided on the Y block 75, and the fiber array 5 whose pitch is measured is attached to the optical component fixing holder 57.
[0025]
As shown in FIG. 6 described above, the fiber array 5 is formed with V-grooves 13 for mounting a plurality of measurement-side optical fibers 7 at a predetermined interval. The measurement-side optical fiber 7 is placed and fixed by a presser plate 15 from above. The measurement-side optical fiber 7 is connected to an O / E converter 83 which is an example of a light quantity measuring unit.
[0026]
Further, referring to FIG. 1, a correction liquid (matching oil) having the same refractive index as that of the glass between the bonding surfaces is provided above the bonding surfaces 27A and 27B of the optical component 19 and the measurement side optical fiber 7 to be faced. ) Is provided.
[0027]
The control of the air nozzles 53F, 53R of the surface matching mechanism 39, the control of the X-axis motor 69, the Y-axis motor 77, the Z-axis motor 63, the matching oil dispenser 85, etc., as well as the high resolution X scale 73 and the high A resolution Y scale 81, a load cell 41 that measures the pressing force of the spindle 37 of the surface matching mechanism 39, and a personal computer 87 as a control device that receives signals from the O / E converter 83 are provided.
[0028]
Next, the measurement operation of the fiber array 5 will be described.
[0029]
1 to 4, first, the optical component 19 having the optical fiber 23 connected to the LD light source 1 is attached to the movable holder 45 of the surface matching mechanism 39. On the other hand, to the optical component fixing holder 57, the fiber array 5 in which the measurement-side optical fibers 7 are placed one by one in each V groove 13 of the fiber array 5 whose pitch is to be measured and fixed from above by the holding plate 15 is attached.
[0030]
The joint surface 27B of the fiber array 5 is processed to be flush with the base 11 and the presser plate 15 after aligning the end faces of the plurality of optical fibers provided in the V-groove 13.
[0031]
Subsequently, the joining surface 27B of the measurement side optical fiber 7A attached to the leftmost in FIG. 6 attached to the V groove 13 of the fiber array 5, for example, is attached to the movable holder 45 of the surface matching mechanism 39 as a reference. A certain amount of positioning is performed while visually or looking at an image so as to face the joint surface 27A of the optical component 19 that is provided.
[0032]
That is, the Z-axis motor 63 of the movable stage 35 is operated to move the Z block 61 in the Z-axis direction, the X-axis motor 69 is operated to move the X block 67 in the X-axis direction, and the Y-axis motor 77 is further moved. Is operated to move the Y block 75 in the Y-axis direction so that the joining surfaces 27A and 27B are substantially aligned.
[0033]
When the rough positioning is completed, the Z block 61 is moved in the Z axis direction (left direction in FIG. 1) by the operation of the Z axis motor 63, and the joining surface 27B of the measurement side optical fiber 7 is light on the surface matching mechanism 39 side. Press against the joining surface 27A of the component 19. The pressing force at this time is monitored by the load cell 41 so that the spherical seat 49 of the surface matching mechanism 39 is freely moved so that proper surface alignment is performed.
[0034]
When the mating of the joining surfaces 27A and 27B is completed, the air nozzle 53R on the rear side of the mating mechanism 39 is stopped, and the spherical seat 49 is moved to the inner wall on the rear side (left side in FIG. 3) by the air from the front air nozzle 53F. Press to fix. Thereafter, the Z axis of the movable stage 35 is moved to provide a slight gap in the joint surfaces 27A and 27B. Thereafter, the matching oil dispenser 85 causes the same refractive index as that of the glass of the optical fiber core between the joint surfaces 27A and 27B. Is injected from above to expel air and allow light to pass straight through the joint surfaces 27A and 27B without being refracted. Subsequently, light is emitted from the LD light source 1 to the optical component 19 through the optical fiber 23, and the amount of light received by the measurement-side optical fiber 7 is electrically detected by the O / E converter 83. Positioning at many positions, each axis coordinate of this position is measured by the high resolution X scale 73 or the like and stored in the personal computer 87.
[0035]
In this way, when the surface alignment and center alignment of the first measurement-side optical fiber 7 are completed, the amount of received light is similarly measured via the measurement-side optical fiber 7B attached to the second V-groove 13 of the fiber array 5. The X block 67 is moved so that becomes maximum. The position of the X block 67 at this time is measured by the high resolution X scale 73 and transmitted to the personal computer 87. The personal computer 87 calculates the interval between the reference measurement-side optical fiber 7A position and the second measurement-side optical fiber 7B position obtained and stored in advance.
[0036]
Thereafter, the distance between the optical fibers 7 in the fiber array 5 is measured by successively positioning the measurement-side optical fibers 7C,.
[0037]
From the above results, since the amount of movement of the X block 67 is measured using a high-resolution scale, the pitch of the measurement-side optical fibers 7 attached to the fiber array 5 can be measured with high accuracy. Thereby, since the pitch of the optical fiber 7 of the fiber array 5 can be measured with high accuracy, the use application of the fiber array 5 can be appropriately determined according to the accuracy of the pitch of the optical fiber 7.
[0038]
In addition, the surface matching mechanism 39 performs surface alignment between the optical fiber 23 of the optical component 19 and the measurement-side optical fiber 7, and also performs surface alignment and center alignment from the amount of light transmitted through both the optical fibers 23 and 7. It is possible to perform surface matching with high speed and high adhesion, and to measure the interval between the optical fibers 7 of the fiber array 5 with high accuracy.
[0039]
Further, by injecting matching oil having the same refractive index as that of the glass of the core of the optical fiber between the joint surfaces 27A and 27B to drive out air, refraction between the joint surfaces 27A and 27B is prevented and light is straightened. Since it can permeate | transmit, a stable measurement can be performed.
[0040]
Further, FIG. 4 shows another embodiment of the present invention in which an optical fiber 23 having a light source 1 is incorporated in an optical component 19, but instead, as a light source such as an LD or LED. The light emitting element may be incorporated in FIG. 4 in the form of the optical component 19 of FIG.
[0041]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can implement in another aspect by making an appropriate change. That is, in the above-described embodiment, the optical fiber interval measurement that is the object of the present invention is actually determined by the operator based on the measured accuracy of the optical fiber 7 interval and whether or not the fiber array 5 is used. However, it is also possible to determine the accuracy standard and make the determination automatically by the personal computer 87.
[0042]
Further, in FIG. 4, even if the light source 1 and the light quantity measuring means 25 are exchanged, the same effect is obtained.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, in the fiber array measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, the position of the optical fiber of the fiber array is measured using the measurement-side optical fiber attached to the groove. performing centering by translating the fiber array in the vertical direction against, it is possible to measure the optical fiber position of full Aibaarei with high accuracy. At this time, since the optical component is movably supported by the surface matching mechanism, the surface can be accurately aligned and parallelized by simply pressing the optical component against the measurement side optical fiber. In addition, the positioning is performed so that the amount of light received from the light source is transmitted from the optical component to the measurement-side optical fiber so that the amount of received light is maximized, so that highly accurate measurement can be performed quickly.
[0044]
In addition, the correction liquid supply means automatically supplies the correction liquid having the same refractive index as that of glass from the upper side between the mating surfaces of the optical component to be mated and the measurement side optical fiber so that air does not enter between the mating surfaces. Therefore, light is not refracted between the mating surfaces, and the surface matching and positioning performed by measuring the amount of received light can be performed stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a fiber array measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view seen from the II direction in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a surface matching mechanism.
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of attaching an optical component according to the present invention to a surface matching mechanism, and an explanatory view of attaching the component to an optical component fixing holder.
FIG. 5 is a device for introducing light from a light source into an optical fiber via a waveguide.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which an optical fiber is attached to a fiber array.
FIG. 7 is a comparative example of a conventional fiber array measuring apparatus.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing inconveniences when the mating surfaces are not parallel.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state in which light is refracted by air.
[Explanation of symbols]
1 LD light source (light source, light intensity measuring means)
5 Fiber array 7 Measurement side optical fiber 13 Groove 27A, 27B Groove 29 Fiber array measuring device 39 Surface alignment mechanism 55, 59 Joint surface 63 Z axis motor (movement mechanism)
69 X-axis motor (movement mechanism)
73 High resolution X scale (High resolution measurement means)
77 Y-axis motor (movement mechanism)
83 O / E converter (light quantity measuring means)
85 Matching oil dispenser (correction liquid supply means)
87 PC (control device)

Claims (1)

複数の光ファイバを整列固定したブロックの接続端面とこの複数の光ファイバの接続端面を面一とさせたファイバアレイを、1本の光ファイバを持つ光部品の接続端面に対し対向配置し、前記ファイバアレイに整列固定された複数の光ファイバ、前記光部品の1本の光ファイバのどちらか一方を光量測定手段に接続し、他方を光投光手段に接続し、前記ファイバアレイ前記光部品の対向方向である左右方向に対して上下方向に移動させ、前記ファイバアレイの複数の光ファイバの各光ファイバの測定光量が最大となる位置を求めることにより、ファイバアレイの複数の光ファイバのコアの位置を測定するファイバアレイの測定装置であって、
光部品が固定され、この光部品の後部に設けられ、面合わせ調整自在に前記光部品を保持すると共に後部にロードセルを備えた面合わせ機構と、
前記光部品に対して前記ファイバアレイを上下方向、前後方向および左右方向へ移動してファイバアレイを大体一致するように位置決めすると共に前記光部品に対して前記ファイバアレイを左右方向に移動させて接続面同士の平行出しを行い、接続面同士を僅かに離す移動機構と、
前記光部品と前記ファイバアレイの接続面の微少な隙間に、空気を追い出し前記各接合面において光が屈折することなく真っ直ぐに透過すべく、光ファイバのコアと同じ屈折率を有する補正液を自動供給するため、前記接合面の上方位置に設けられた補正液供給手段と、
前記面合わせ機構、移動機構および補正液供給手段を制御せしめる制御装置と、備えてなることを特徴とするファイバアレイの測定装置。
A plurality of connection end faces of the aligned fixed block optical fiber and the fiber array is flush with connecting end surfaces of the plurality of optical fibers, and opposed against the connection end face of an optical component having a single optical fiber, Either one of the plurality of optical fibers aligned and fixed to the fiber array or one optical fiber of the optical component is connected to the light quantity measuring means, the other is connected to the light projecting means, and the fiber array is connected to the light is moved vertically with respect to the horizontal direction is opposite the direction of the part products, by determining the position where the measurement light quantity of each optical fiber of the plurality of optical fibers of the fiber array is maximized, a plurality of optical fibers array A fiber array measuring device for measuring the position of a fiber core,
An optical component is fixed, and is provided at the rear of the optical component, and holds the optical component so that the surface alignment can be freely adjusted , and a surface alignment mechanism including a load cell at the rear ,
Vertically the fiber array to the optical component, connected by moving the fiber array in the lateral direction with respect to the optical component as well as positioned to coincide roughly the fiber array by moving the front-rear direction and the left-right direction A moving mechanism that parallelizes the surfaces and slightly separates the connection surfaces;
A correction liquid having the same refractive index as that of the core of the optical fiber is automatically applied so that air is expelled into a small gap between the optical component and the connection surface of the fiber array and light is transmitted straight through the respective joint surfaces without being refracted. Correction liquid supply means provided at a position above the joint surface for supplying;
A fiber array measuring apparatus comprising: a control device that controls the surface matching mechanism, the moving mechanism, and the correction liquid supply means .
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