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光学调整装置、光学调整方法以及光器件与流程

2022-11-23 10:13:47 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及光学调整装置、光学调整方法以及光器件。


背景技术:

2.在将光纤相对于保持光纤的基板或形成有波导的基板等连接目标的光器件的光学基板进行连接时,对光纤的光轴进行调整以使得在光学基板的核心中传播的光的强度成为最大。
3.一边使光纤的射出端面接近光学基板的入射端面一边进行光纤的光轴的调整。若光纤的射出端面与光学基板的入射端面接触,则存在光纤以及光学基板的各端面损伤的担扰。这些端面的损伤会导致从光纤向光学基板的光的传播效率的下降。
4.由此,为了避免光纤与光学基板的接触,一边测定光纤与光学基板的端面间距离一边进行光纤的光轴调整。
5.在专利文献1中公开了如下的距离测定装置:从光纤朝向连接目标的光学基板射出波长不同的光,测定来自光学基板的反射光的强度,基于测定出的反射光强度的波长依赖性来计算光纤与光学基板的端面间距离。
6.在先技术文献
7.专利文献
8.专利文献1:日本特开2014-228444号公报


技术实现要素:

9.本公开的一方式涉及的光学调整装置是在将第1光纤与连接目标的光学基板连接时使用的光学调整装置,具备:测定光照射部,具有多个第2光纤,经由所述多个第2光纤将具有单一波长的多个光在相互不同的定时射出;光纤块,对所述第1光纤以及所述多个第2光纤的射出侧端部进行保持;光检测部,经由所述多个第2光纤对由所述光学基板的基板端面反射的与所述多个光对应的多个反射光进行受光并进行检测;倾斜度计算部,对所述多个反射光中的每个反射光的强度的时间变化相互进行比较,基于比较结果来计算所述光纤块相对于所述光学基板的倾斜度;和距离计算部,基于所述多个反射光之中至少1个反射光的强度的时间变化,计算所述光学基板与所述光纤块的端面间距离。
10.本公开的一方式涉及的光学调整方法是在将第1光纤与连接目标的光学基板连接时进行的光学调整方法,在该光学调整方法中,通过光纤块对所述第1光纤以及测定用的多个第2光纤的射出侧端部进行保持,经由所述多个第2光纤将具有单一波长的多个光在相互不同的定时射出,经由所述多个第2光纤对由所述光学基板的基板端面反射的与所述多个光对应的多个反射光进行受光并进行检测,对所述多个反射光中的每个反射光的强度的时间变化相互进行比较,基于比较结果来计算所述光纤块相对于所述光学基板的倾斜度,基于所述多个反射光之中至少1个反射光的强度的时间变化,计算所述光学基板与所述光纤块的端面间距离。
11.本公开的一方式涉及的光器件具备:第1光纤;光学基板,具有波导,并且是所述第1光纤的连接目标;和光纤块,固定于所述光学基板,所述光纤块对所述第1光纤进行保持,具有相互连结的多个线构成三角形的多个插通孔。
附图说明
12.图1是示出实施方式涉及的光学调整装置的概略图。
13.图2是示出被实施方式涉及的光纤块保持的光纤的位置关系的图。
14.图3是示出实施方式涉及的光学调整装置执行的光学调整的过程的流程图。
15.图4是示出由光检测部得到的反射光的检测结果的一个例子的图。
16.图5是示出从第2光纤射出的光被光学基板的基板端面反射而作为反射光返回的样子的图。
17.图6是将图4的一部分峰放大示出的图。
18.图7是示出反射光的检测结果与倾斜度的对应关系的图。
19.图8a是示出光纤块位于不同位置时的由光检测部得到的反射光的检测结果的一个例子的图。
20.图8b是示出光纤块位于不同位置时的由光检测部得到的反射光的检测结果的一个例子的图。
21.图9a是示出光纤块位于不同位置时的反射光的差异的图。
22.图9b是示出光纤块位于不同位置时的反射光的差异的图。
23.图10是示出实施方式涉及的光器件的图。
24.符号说明
25.10:光学调整装置
26.30:块端面
27.41:保持器
28.42:盖罩
29.50:插通孔
30.51:插通孔
31.52:插通孔
32.53:插通孔
33.54:插通孔
34.100:光源
35.101:循环器
36.102:光耦合器
37.103:测定光照射部
38.104:光纤块
39.105:第1光纤
40.106:第2光纤
41.107:第2光纤
42.108:第2光纤
43.109:第2光纤
44.110:光检测部
45.111:计算部
46.112:倾斜度计算部
47.113:距离计算部
48.114:调整装置
49.115:倾斜度调整部
50.116:距离调整部
51.120:光学基板
52.121:波导
53.130:基板端面
54.210:光器件
55.220:粘接剂层
56.ac1:累计值
57.ac2:累计值
58.ac3:累计值
59.ac4:累计值
60.ac111:累计值
61.ac112:累计值
62.l:光
63.p1:峰
64.p2:峰
65.p3:峰
66.p4:峰
67.p11:峰
68.p12:峰
69.rl1:反射光
70.rl2:反射光
71.rl3:反射光
72.rl4:反射光
73.tb:时刻
74.w1:时间宽度
75.w2:时间宽度
76.w3:时间宽度
77.w4:时间宽度
78.δt11:时间
79.δt21:时间
80.δt12:时间
具体实施方式
81.在光纤的射出端面相对于光学基板的入射端面倾斜的情况下,能够由光纤受光的来自光学基板的反射光变少。专利文献1的距离测定装置基于来自光学基板的反射光来计算距离,因而若所受光的反射光变少则距离测定的精度下降。因此,在使用专利文献1的距离测定装置的情况下,需要在距离测定之前进行调整以使得光纤的射出端面与光学基板的入射端面平行。
82.专利文献1的距离测定装置不能测定光纤相对于连接目标的光学基板的倾斜度,因而需要另外的测定倾斜度的设备。
83.本公开的目的在于,提供不另外准备设备就能够高精度地测定光纤相对于连接目标的光学基板的距离的光学调整装置、光学调整方法以及光器件。
84.以下,一边参照附图一边对本公开的各实施方式进行说明。另外,在各图中对于共同的构成要素标注相同的符号,并适当省略它们的说明。
85.图1是示出实施方式涉及的光学调整装置10的概略图。光学调整装置10用于在将第1光纤105与连接目标的光学基板120的波导121连接时对第1光纤105的光轴进行调整。具体地,光学调整装置10构成为能够对光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端面130的倾斜度以及基板端面130与块端面30的端面间距离进行测定。光学基板120例如是形成有光回路的基板。另外,基板端面130是来自第2光纤106~109的光所入射的光学基板120的端面,块端面30是与基板端面130对置的光纤块104的端面。
86.在本实施方式的说明中,将后述的光纤块104相对于光学基板120靠近的方向设为z轴正方向。此外,将与z轴构成右手坐标系的2个方向之中的一者设为x轴正方向,并将另一者设为y轴正方向。在图1中,从面前朝向纵深的方向为x轴正方向,上方向为y轴正方向,并且右方向为z轴正方向。
87.光学调整装置10具备测定光照射部103、光纤块104、光检测部110、计算部111以及调整装置114。
88.测定光照射部103具有测定用的多个第2光纤106~109,经由第2光纤106~109将具有单一波长的多个光l1~l4在相互不同的定时射出。在本实施方式中,测定光照射部103具有光源100、循环器101以及光耦合器102。
89.光源100是射出具有单一波长的光l的光射出装置。循环器101是变更光l的行进方向的部件。
90.光耦合器102将从光源100射出的光l分支成强度相互相等的多个光l1~l4,并将光l1~l4分别导光至多个第2光纤106~109。
91.第2光纤106~109是倾斜度以及距离测定用的光纤。第2光纤106~109被光纤块104保持。此外,第2光纤106~109具有相互不同的光路长度。在本实施方式中,按照第2光纤106、第2光纤107、第2光纤108以及第2光纤109的顺序变长。由光耦合器102分支后的光l1~l4经由长度不同的第2光纤106~109导光,由此在相互不同的定时射出。
92.光纤块104是对第1光纤105以及第2光纤106~109的射出侧端部进行保持的部件。第1光纤105以及第2光纤106~109以各自的射出端面与块端面30齐平的方式配置于光纤块104。例如如图2所示,光纤块104具有保持器41以及盖罩42。保持器41是形成有配置第1光纤105的沟槽的部件。盖罩42是相当于针对保持器41的盖的部件。通过使盖罩42与保持器41的
沟槽形成面接触,从而由保持器41的沟槽与盖罩42的接触面在光纤块104的中央部分形成保持第1光纤105的插通孔50。
93.此外,在光纤块104的四角形成有插通孔51~54。插通孔51~54之中的3个处于相互连结的多个线构成三角形的位置关系。
94.第2光纤106~109分别插通于插通孔51~54。由此,第2光纤106~109配置为将第2光纤106~109的射出端面之中的3个射出端面彼此相互连结的线构成三角形。
95.通过将第2光纤106~109设为这样的配置,从而能够绕相互正交的2个轴来测定光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端面130的倾斜度。
96.光检测部110经由第2光纤106~109对由光学基板120的基板端面130反射的多个光l1~l4的反射光rl1~rl4进行受光,并检测反射光rl1~rl4的强度。光检测部110将检测结果输出到计算部111。另外,多个反射光rl1~rl4在由第2光纤106~109导光之后,由循环器101变更行进方向而被导向光检测部110。
97.计算部111是具有运算功能的计算机。计算部111作为倾斜度计算部112以及距离计算部113而发挥功能。计算部111将计算结果输出到调整装置114。计算机例如包括处理器和与处理器连接的存储器。存储器保存有程序,该程序包括用于执行倾斜度计算以及距离计算的多个指令。处理器执行程序时,计算机作为倾斜度计算部112以及距离计算部113而发挥功能。
98.倾斜度计算部112基于由光检测部110得到的检测结果,计算光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端面130的倾斜度。距离计算部113基于由光检测部110得到的检测结果,计算光学基板120的基板端面130与光纤块104的块端面30的端面间距离。
99.调整装置114包括对光纤块104进行保持的驱动装置(例如致动器),作为倾斜度调整部115以及距离调整部116而发挥功能。倾斜度调整部115基于计算出的倾斜度来调整光纤块104相对于光学基板120的相对姿势。距离调整部116基于计算出的端面间距离来调整光纤块104相对于光学基板120的相对距离。
100.在相对于光学基板120连接第1光纤105时,使用光学调整装置10来进行第1光纤105的光学调整。在本说明书中,光学调整是指调整光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端面130的相对姿势以及相对位置。图3是示出实施方式涉及的光学调整装置10执行的光学调整的过程的流程图。图3所示的使用了光学调整装置10的光学调整方法包括基于步骤s1~s5的相对姿势调整工序和基于步骤s6~s10的相对距离调整工序。
101.在进行光学调整时,在光学调整装置10的光纤块104安装第1光纤105以及第2光纤106~109。然后,保持了第1光纤105以及第2光纤106~109的光纤块104被配置为光纤块104的块端面30与光学基板120的基板端面130可靠地以不接触的程度分离。该分离距离例如是20μm。
102.在如上述那样设置了光纤块104以及光学基板120的状态下,光学调整装置10执行光检测动作(步骤s1)。在步骤s1中,光源100射出光l。光l穿过循环器101,由光耦合器102分支成多个光l1~l4。光l1~l4从第2光纤106~109的射出端面朝向光学基板120的基板端面130射出。
103.从入射到第2光纤106~109到射出为止的光l1~l4的光路长度相互不同,因而光l1~l4在相互不同的定时射出。在本实施方式中,以光l1、光l2、光l3、光l4的顺序射出。
104.射出的光l1~l4被光学基板120的基板端面130反射。而且,各个反射光rl1~rl4由第2光纤106~109受光,经由第2光纤106~109、光耦合器102以及循环器101而由光检测部110检测。由于第2光纤106~109的长度的差异,从而反射光rl1~rl4在相互不同的定时被检测。在本实施方式中,以反射光rl1、反射光rl2、反射光rl3、反射光rl4的顺序被检测。
105.图4是示出由光检测部110得到的反射光rl1~rl4的检测结果的一个例子的图。纵轴以及横轴分别是光强度以及时间。另外,时刻tb是光源100射出光l的时刻。
106.图4的峰p1~p4分别与反射光rl1~rl4对应。从时刻tb到峰p1~p4为止的时间分别是δt1~δt4,根据第2光纤106~109的长度而成为δtl<δt2<δt3<δt4。峰p1~p4具有时间宽度。以下对其理由进行说明。
107.图5是示出从第2光纤106、107射出的光l1、l2被光学基板120的基板端面130反射而作为反射光rl1、rl2回到第2光纤106、107的样子的图。
108.图5的强度谱d11~d14分别是从第2光纤106射出的光l1的强度谱、入射到光学基板120的光l1的强度谱、光l1刚刚由光学基板120反射后的反射光rl1的强度谱、入射到第2光纤106的反射光rl1的强度谱。
109.图5的强度谱d21~d24分别是从第2光纤107射出的光l2的强度谱、入射到光学基板120的光l2的强度谱、光l2刚刚由光学基板120反射后的反射光rl2的强度谱、入射到第2光纤107的反射光rl2的强度谱。
110.从第2光纤106~109射出的光l1~l4相对于第2光纤106~109的数值孔径具有展宽角度。因此,如图5所示,相对于从第2光纤106、107的中央部分射出的光(以下有时也称为“中央光”)的光轴,从第2光纤106、107的周缘部分射出的光(以下有时也称为“外周光”)的光轴向外周侧倾斜。
111.例如,在光纤块104的块端面30与光学基板120的基板端面130平行的情况下,中央光垂直地入射到光学基板120的基板端面130并反射,相对于此,外周光相对于光学基板120的基板端面130从倾斜的方向入射,并且向与入射角度相应的方向反射。因此,从光l1自第2光纤106射出到反射光rl1被受光为止的中央光以及外周光的光路长度中产生差异。因此,基于外周光的反射光rl1比基于中央光的反射光rl1更晚回到第2光纤106。
112.如此,根据第2光纤106的射出端面中的光l1的射出位置(中央部以及周缘部等),即便同样是反射光rl1也会在检测时刻上产生差异。由此,如图4所示,在峰p1~p4中产生时间宽度。
113.如上述那样,在图3的步骤s1中进行光检测动作之后,光检测部110将反射光rl1~rl4的检测结果输出到计算部111(步骤s2)。该检测结果是指如图4所示的具有与反射光rl1~rl4对应的多个峰的光强度的时间变化的数据。
114.接着,倾斜度计算部112基于光检测部110的检测结果,计算光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端面130的倾斜度,并将计算出的倾斜度输出到倾斜度调整部115(步骤s3)。
115.以下,在步骤s3中,以计算绕y轴的倾斜度θy为例来进行说明。另外,在本实施方式的说明中,设为光纤块104的块端面30与光学基板120的基板端面130平行时,绕x轴的倾斜度θx以及绕y轴的倾斜度θy均为0度。
116.图6是示出第2光纤106、107和光纤块104处于图5所示的状态时检测到的光强度的
时间变化的图。图6的δt11以及δt21是从光源100射出光l的时刻tb至光检测部110开始检测到反射光rl1以及反射光rl2为止的时间。
117.峰p1以及p2的时间上的累计值ac1以及ac2相互不同。此外,峰p1以及p2中的时间宽度w1以及w2也相互不同。以下,对它们的理由进行说明。另外,时间宽度w1以及w2是在峰p1、p2中从光强度示出最大值的时刻到示出峰p1、p2的最迟端的时刻为止的时间。
118.如图5所示,在光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端面130倾斜给定角度的情况下,光l1、l2相对于光学基板120的基板端面130倾斜地入射。而且,反射光rl1、rl2沿与光l1、l2向基板端面130的入射角度相应的方向行进。因此,反射光rl1、rl2的一部分不回到第2光纤106、107。其结果,第2光纤106、107不能对反射光rl1、rl2的一部分进行受光。
119.具体地,在光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端面130倾斜的情况下,第2光纤106、107各自的射出端面与光学基板120的基板端面130的端面间距离不相同。
120.如图5所示,端面间距离越长(在图5中,第2光纤107),则反射光rl1、rl2的到达位置从第2光纤106、107的中心偏离得越大。因此,在到达第2光纤106、107的反射光rl1、rl2的光量(强度谱d14、d24的阴影部分)中也产生差异。
121.其结果,如图6所示,端面间距离越长则光强度的时间变化中的峰p1、p2的累计值ac1、ac2越小。
122.此外,端面间距离越长则不能被受光的外周光越多,因而光强度的峰p1、p2比较早地收敛,峰p1、p2示出最大值的时刻之后的时间宽度w1、w2越短。时间宽度w1、w2相当于整个峰宽度之中从与峰p1、p2对应的中央光入射的时刻到在该中央光的入射后入射的外周光的入射时刻为止的时间。
123.倾斜度计算部112基于反射光rl1以及rl2的强度的时间变化,计算峰p1、p2的累计值ac1以及ac2,并相互比较。此外,基于反射光rl3以及rl4的强度的时间变化来计算峰p3、p4的累计值ac3以及ac4,并相互比较。
124.此外,倾斜度计算部112计算与反射光rl1以及rl2对应的峰p1、p2的时间宽度w1以及w2,并相互比较。进一步地,倾斜度计算部112计算与反射光rl3以及rl4对应的峰p3、p4的时间宽度w3以及w4,并相互比较。
125.倾斜度计算部112基于以下(a1)、(a2)、(a3)以及(a4)的比较结果,计算光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端面130的绕y轴的倾斜度θy。
126.(a1)累计值ac1与累计值ac2的比较结果
127.(a2)累计值ac3与累计值ac4的比较结果
128.(a3)时间宽度w1与时间宽度w2的比较结果
129.(a4)时间宽度w3与时间宽度w4的比较结果
130.此外,倾斜度计算部112基于以下(b1)、(b2)、(b3)以及(b4)的比较结果,计算光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端面130的绕x轴的倾斜度θx。
131.(b1)累计值ac1与累计值ac3的比较结果
132.(b2)累计值ac2与累计值ac4的比较结果
133.(b3)时间宽度w1与时间宽度w3的比较结果
134.(b4)时间宽度w2与时间宽度w4的比较结果
135.图7是示出上述的(a1)、(a2)、(a3)以及(a4)和(b1)、(b2)、(b3)以及(b4)的比较结果与倾斜度θx、θy的对应关系的图。
136.在累计值ac1和累计值ac3相等、累计值ac2和累计值ac4相等、时间宽度w1和时间宽度w3相等、时间宽度w2和时间宽度w4相等的情况下,能够判定倾斜度θx为0。
137.在累计值ac1大于累计值ac3、累计值ac2大于累计值ac4、时间宽度w1大于时间宽度w3、时间宽度w2大于时间宽度w4的情况下,能够判定倾斜度θx为正。倾斜度θx为正的状况是指,光纤块104的块端面30以第2光纤106、107的射出端面比第2光纤108、109的射出端面更接近光学基板120的块端面30的方式倾斜的状况。
138.在累计值ac1小于累计值ac3、累计值ac2小于累计值ac4、时间宽度w1小于时间宽度w3、时间宽度w2小于时间宽度w4的情况下,能够判定倾斜度θx为负。倾斜度θx为负的状况是指,光纤块104的块端面30以第2光纤106、107的射出端面比第2光纤108、109的射出端面更从光学基板120的基板端面130远离的方式倾斜的状况。
139.在累计值ac1和累计值ac2相等、累计值ac3和累计值ac4相等、时间宽度w1和时间宽度w2相等、时间宽度w3和时间宽度w4相等的情况下,能够判定倾斜度θy为0。
140.在累计值ac1大于累计值ac2、累计值ac3大于累计值ac4、时间宽度w1大于时间宽度w2、时间宽度w3大于时间宽度w4的情况下,能够判定倾斜度θy为正。倾斜度θy为正的状况是指,光纤块104的块端面30以第2光纤106、108的射出端面比第2光纤107、109的射出端面更接近光学基板120的基板端面130的方式倾斜的状况。
141.在累计值ac1小于累计值ac2、累计值ac3小于累计值ac4、时间宽度w1小于时间宽度w2、时间宽度w3小于时间宽度w4的情况下,能够判定倾斜度θy为负。倾斜度θy为负的状况是指,光纤块104的块端面30以第2光纤106、108的射出端面比第2光纤107、109的射出端面更从光学基板120的基板端面130远离的方式倾斜的状况。
142.在图3的步骤s3中计算出倾斜度θx以及θy之后,倾斜度调整部115判定是否计算出的倾斜度θx以及θy中的任一者均为给定角度以下(步骤s4)。
143.在倾斜度θx以及θy的至少一者大于给定角度的情况下(步骤s4中“否”),倾斜度调整部115基于计算出的倾斜度θx以及θy,调整光纤块104相对于光学基板120的基板端面130的相对姿势(步骤s5)。具体地,在步骤s5中,倾斜度调整部115使光纤块104绕x轴以及绕y轴旋转,以使得倾斜度θx以及θy接近0。
144.直到倾斜度θx以及θy均为给定角度以下为止,即直到可以视为光纤块104的块端面30与光学基板120的基板端面130平行为止,执行步骤s1~s5的处理,对光纤块104相对于光学基板120的倾斜度(姿势)进行调整。
145.在倾斜度θx以及θy均为给定角度以下的情况下(步骤s4的是),通过步骤s6之后的处理,进行光纤块104的块端面30与光学基板120的基板端面的端面间距离的调整。
146.首先,距离调整部116使光纤块104移动预先决定的设定距离,使其接近光学基板120(步骤s6)。
147.以下,将在步骤s6中移动之前的光纤块104的位置称为第1位置,将从第1位置移动了设定距离之后的光纤块104的位置称为第2位置。
148.接下来,光学调整装置10执行光检测动作(步骤s7)。步骤s7的处理与步骤s1的处理相同。
149.接着,光检测部110将反射光rl1~rl4的检测结果输出到计算部111(步骤s8)。步骤s8的处理与步骤s2的处理相同。
150.接下来,距离计算部113基于光检测部110的检测结果,计算光学基板120的基板端面130与光纤块104的块端面30的端面间距离,将计算出的距离输出到距离调整部116(步骤s9)。
151.具体地,距离计算部113对光纤块104位于第1位置时的反射光rl1的强度的时间变化、和光纤块104位于第2位置时的反射光rl1的强度的时间变化进行比较。
152.图ga是示出光纤块104位于第1位置时的由光检测部110得到的反射光rl1的检测结果的一个例子的图。图8b是示出光纤块104位于第2位置时的由光检测部110得到的反射光rl1的检测结果的一个例子的图。
153.图8a的δt11以及图8b的δt12是从光源100射出光l的时刻tb到光检测部110开始检测到反射光rl1为止的时间,是表示反射光rl1的强度的时间变化中的峰p11、p12的位置的时间。
154.如图8a、图8b所示,时间δt11大于时间δt12。峰p11的最大强度i11小于峰p12的最大强度i12。此外,峰p11的时间上的累计值ac111小于峰p12的时间上的累计值ac112。
155.关于时间δt11大于时间δt12的理由,是因为光纤块104位于第1位置时的反射光rl1的光路长度比光纤块104位于第2位置时的反射光rl1的光路长度长。
156.以下,对累计值ac111小于累计值ac112的理由进行说明。
157.图9a、图9b是示出从第2光纤106射出的光l1被光学基板120的基板端面130反射而作为反射光rl1回到第2光纤106的样子的图。图9a、图9b分别示出了光纤块104分别位于第1位置以及第2位置时的状态。
158.如上述那样,从第2光纤106射出的光l1相对于第2光纤106的数值孔径而具有展宽角度,因而相对于中央光的光轴,外周光的光轴向外周侧倾斜。由此,到达光纤块104的块端面30时的反射光rl1的照射区域比第2光纤106的射出端面展开得更宽。因此,到达第2光纤106的射出端面的外侧的反射光rl1不能被第2光纤106受光。
159.如图9a、图9b所示,光纤块104的块端面30(第2光纤106的射出端面)越接近光学基板120的基板端面130,则反射光rl1的照射区域相对于第2光纤106的射出端面之差越小。由此,被第2光纤106受光的反射光rl1的光量变多,由光检测部110检测到的光量变多。
160.由于以上的理由,累计值ac111小于累计值ac112。
161.此外,第2光纤106的射出端面越接近光学基板120的基板端面130,则光l1越不易展宽,越不易产生基于中央光的反射光与基于外周光的反射光相对于第2光纤106的到达时刻之差。因此,峰p11的峰宽度大于峰p12的峰宽度。
162.如此,能够基于累计值ac111与累计值ac112之差以及时间δt11与时间δt12之差,计算光学基板120的基板端面130与光纤块104的块端面30的端面间距离。
163.在图3的步骤s9中计算出端面间距离之后,距离调整部116判定计算出的端面间距离是否为给定距离以下(步骤s10)。在计算出的端面间距离大于给定距离的情况下(步骤s10的否),距离调整部116基于计算出的端面间距离,调整光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端面130的相对位置(步骤s11)。具体地,距离调整部116使光纤块104比第2位置更接近光学基板120。之后,直到光纤块104的块端面30相对于光学基板120的基板端
面130的距离成为给定距离以下为止,执行步骤s7~s10的处理。
164.另外,再次执行步骤s7~s10时,以使光纤块104移动之前的位置为第1位置,以移动之后的位置为第2位置,并基于各位置处的反射光rl1的检测结果来计算端面间距离。
165.在计算出的端面间距离为给定距离以下的情况下(步骤s10的是),光学调整装置10结束光学调整动作。
166.另外,在上述的光学调整之后,调整xy平面中的光纤块104的位置,以使得在光学基板120的波导121中传播的光的强度成为最大。通过该调整动作以及上述的光学调整动作,能够相对于光学基板120的波导121而适当地调整第1光纤105的光轴。
167.在上述的说明中,在图3的步骤s3中,基于从光强度示出最大值的时刻到示出峰的最迟端的时刻为止的时间宽度,计算块端面30相对于基板端面130的倾斜度。然而,只要是基于包括从光强度示出最大值的时刻到示出峰的最迟端的时刻为止的时间宽度在内的峰宽度的计算方法,则也可以不必是上述的计算方法。例如,也可以基于从示出峰p1~p4的最早端的时刻到示出最迟端的时刻为止的时间宽度(整个峰宽度)来计算倾斜度。
168.此外,在图3的步骤s9中,作为表示与反射光rl1对应的峰p11、p12的位置的时间,也可以取代从光源100射出光l的时刻tb至光检测部110开始检测到反射光rl1为止的时间δt11以及δt12而使用其他时间。例如,也可以使用从光源100射出光l的时刻tb到示出峰p11、p12的最大强度的时刻为止的时间。
169.《光器件210》
170.图10是示出本实施方式的光器件210的图。光器件210具备第1光纤105、光学基板120和光纤块104。通过对第1光纤105以及测定用的第2光纤106~109进行保持的光纤块104在被定位的状态下与光学基板120连接,从而形成光器件210。
171.在光器件210中,光纤块104和光学基板120通过粘接剂层220来粘接,保持着相对位置关系。第1光纤105与光学基板120的波导121光学性连接。在图10中,光纤块104对第2光纤106~109进行保持,但第1光纤105的光学性的调整完成后,也可以不必对第2光纤106~109进行保持。在光纤块104对第2光纤106~109进行保持的情况下,第2光纤106~109分别插通于插通孔51~54。
172.粘接剂层220是将光纤块104固定于光学基板120的基板端面130的层。
173.以下,对光器件210的形成过程进行说明。
174.首先,使用上述的光学调整装置10来执行第1光纤105相对于光学基板120的相对姿势以及相对距离的调整(光学调整动作)。由此,能够对光纤块104相对于光学基板120的相对姿势以及相对距离适当地进行调整。
175.接下来,调整xy平面中的光纤块104的位置,以使得在光学基板120的波导121中传播的光的强度成为最大。通过该调整动作和上述的光学调整动作,能够相对于光学基板120的波导121而适当地调整第1光纤105的光轴。
176.接下来,形成将光纤块104固定于光学基板120的粘接剂层220。此时,通过涂敷粘接剂而使得光纤块104和光学基板120被物理性地连接,并使粘接剂固化来形成粘接剂层220。对于粘接剂,使用调整了对光的折射率的粘接剂。另外,图10的粘接剂层220将光纤块104的侧面和光学基板120的基板端面130粘接,但也可以将光纤块104的块端面30和光学基板120的基板端面130连接。
177.然后,根据需要,将第2光纤106~109切断得较短。或者,从光纤块104除去第2光纤106~109。
178.经过以上的过程而形成光器件210。
179.本实施方式的光学调整装置10是在将第1光纤105与连接目标的光学基板120连接时使用的光学调整装置10,具备:测定光照射部103,具有多个第2光纤106~109,经由多个第2光纤106~109将具有单一波长的多个光l1~l4在相互不同的定时射出;光纤块104,对第1光纤105以及多个第2光纤106~109的射出侧端部进行保持;光检测部110,经由多个第2光纤106~109对由光学基板120的基板端面130反射的与多个光l1~l4对应的多个反射光rl1~rl4进行受光并进行检测;倾斜度计算部112,对多个反射光rl1~rl4中的每个反射光的强度的时间变化相互进行比较,基于比较结果来计算光纤块104相对于光学基板120的倾斜度θx、θy;和距离计算部113,基于多个反射光rl1~rl4之中至少1个反射光的强度的时间变化,计算光学基板120与光纤块104的端面间距离。
180.根据光学调整装置10,对第1光纤105相对于连接目标的光学基板120的倾斜度θx、θy进行测定,基于测定出的倾斜度θx、θy来适当地调整第1光纤105的倾斜度θx、θy,由此能够高精度地测定端面间距离。进一步地,能够提高第1光纤105的光轴调整的精度。
181.此外,光学调整装置10能够高精度地测定光学基板120与光纤块104的端面间距离,因而能够在光轴调整时避免光学基板120的波导121与第1光纤105接触。
182.专利文献1的距离测定装置需要使用使波长周期性地变化的光源。此外,该距离测定装置需要使用对波长周期地变化的光的强度进行检测的受光器。进一步地,距离测定装置需要能够执行与光源的波长变化同步的受光器的信号处理的信号处理装置。如此,在使用专利文献1的距离测定装置的情况下,伴随有各装置的高功能化、复杂化,进而伴随有大型化。
183.本实施方式的光学调整装置10仅具有经由第2光纤106~109将多个光l1~l4在相互不同的定时向光学基板120射出,并在相互不同的定时对反射光rl1~rl4进行受光的结构。即,能够以简易的结构来执行倾斜度以及距离的测定,因而不伴随有各装置的高功能化、复杂化以及大型化。因此,能够实现伴随着倾斜度以及距离测定用的装置以及该测定的工序的简化以及低成本化。
184.此外,多个第2光纤106~109包括配置为将射出端面彼此相互连结的多个线构成三角形的3个光纤106~108。由此,能够测定绕相互正交的2个轴(x轴以及y轴)的倾斜度θx、θy。
185.多个第2光纤106~109具有相互不同的光路长度。由此,能够容易地使多个光l1~l4的射出定时不同。
186.测定光照射部103具备:光源100,射出具有单一波长的光;和光耦合器102,将从光源100射出的光l分支成强度相互相等的多个光l1~l4,并将多个光l1~l4分别导光至多个第2光纤106~109。
187.由此,无需准备多个光源100,就能够由光检测部110在相互不同的定时检测反射光rl1~rl4。此外,光源100不需要在相互不同的时间段对第2光纤106~109射出光,因而使反射光rl1~rl4的检测动作及早完成。
188.倾斜度计算部112计算光纤块104相对于光学基板120的绕x轴(第1轴)的倾斜度θx
和绕与x轴(第1轴)垂直的y轴(第2轴)的倾斜度θy。
189.由此,能够相对于光学基板120的基板端面130,更可靠地将光纤块104的块端面30设为平行。
190.在计算倾斜度θx、θy时,倾斜度计算部112基于反射光rl1~rl4的强度的时间变化,计算与反射光rl1~rl4分别对应的峰p1~p4的累计值ac1~ac4,并对累计值ac1~ac4相互进行比较。
191.此外,倾斜度计算部112对与反射光rl1~rl4分别对应的多个峰p1~p4的峰宽度相互进行比较。
192.而且,倾斜度调整部115基于计算出的倾斜度θx、θy来调整光纤块104相对于光学基板120的相对姿势。
193.此外,光学调整装置10还具备距离调整部116,距离调整部116对光纤块104相对于光学基板120的相对距离进行调整。
194.在计算端面间距离时,距离计算部113基于光纤块104位于不同位置时的反射光rl1的强度的累计值ac111、ac112的差分,计算光学基板120与光纤块104的端面间距离。
195.此外,距离计算部113基于光纤块104位于不同位置时的表示反射光rl1的峰位置的时间δt11、δt12来计算光学基板120与光纤块104的端面间距离。
196.本实施方式涉及的光器件210具备:第1光纤105;光学基板120,具有波导,并且是第1光纤105的连接目标;和光纤块104,固定于光学基板120。光器件210使用上述的光学调整方法形成,因而光纤块104不仅对第1光纤105进行保持,还具有相互连结的多个线构成三角形的插通孔51~54。
197.此外,如上述那样,光器件210也可以具备插通于插通孔51~54的第2光纤106~109。
198.另外,在实施方式中,对于光学调整装置10,举出第1光纤105与光学基板120的波导121的连接为例进行了说明,但在第1光纤105与被基板保持的其他光纤的连接中也同样能够应用。
199.(变形例)
200.光学调整装置10也可以不具有光耦合器102。在该情况下,第2光纤106~109分别与光源100连接。进一步地,第2光纤106~109也可以是相互相同的长度。在该情况下,光源100以分别不同的定时将光l1~l4射出到第2光纤106~109。
201.光纤块104具有被配置为至少将射出端面彼此相互连结的多个线构成三角形的3根第2光纤即可。
202.在图3的步骤s3中,也可以仅基于上述的(a1)以及(a2)来计算绕y轴的倾斜度,还可以仅基于上述的(a3)以及(a4)来计算绕y轴的倾斜度。此外,也可以仅基于上述的(b1)以及(b2)来计算绕x轴的倾斜度,还可以仅基于上述的(b3)以及(b4)来计算绕x轴的倾斜度。
203.在图3的步骤s9中,对经由相同的第2光纤检测到的反射光的检测结果彼此进行比较即可。即,也可以对经由第2光纤106以外的第2光纤107~109检测到的反射光rl2~rl4的检测结果彼此进行比较。此外,也可以基于多个反射光rl1~rl4各自的检测结果来计算端面间距离,并取计算出的端面间距离的平均。
204.此外,在步骤s9中,也可以仅基于峰的累计值彼此的比较结果来计算端面间距离,
也可以仅基于表示峰的位置的时间彼此的比较结果来计算距离。
205.根据本公开,能够提供能高精度地测定光纤相对于连接目标的光学基板的距离的光学调整装置、光学调整方法以及光器件。
206.产业上的可利用性
207.本公开能够合适地利用于对光纤相对于连接目标的光学基板的倾斜度以及距离进行测定的光学调整装置、光学调整方法以及光器件。
再多了解一些

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