光学元件的调心方法及其装置的制作方法

专利名称：光学元件的调心方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对光学元件(除了单体元件之外，也包含由多个元件组成的所谓光学模块)相互间进行位置对准的、光学元件的调心方法及其装置。
背景技术：
一般来讲，光学元件相互间的位置对准需要有高精度。
例如，光通信等用的单模光纤的芯子直径约为3～8μm。另一方面，光源即半导体激光器和聚光透镜的聚光点大小也是数μm直径，极小，这些光学元件的调心要求高精度。通常，在将来自半导体激光器的光向单模光纤进行光耦合时，为了将其耦合损失控制在-0.5dB左右，所容许的误差应是相对光轴的垂直方向约为±1μm，水平方向约为±10μm，角度偏位约为±0.5°。
在半导体激光器与波导间的调心以及光纤与波导间的调心等方面也要求有同一程度的精度。
以往，光学元件的调心是这样进行的由光检测器对从第1光学元件射出并导入第2光学元件放大的光进行检测，由放大手段使该光检测器的输出放大，根据放大手段的输出，调整第1光学元件与第2光学元件的相对性位置。并且，已有包括下列例示技术的各种调心方法的提案，但在所有的传统调心方法中，都是使用直线放大器作为上述的放大手段。
在传统的一般性调心方法中，相对于半导体激光器的聚光点，由XYZ载物台对光纤的顶端进行扫描，依次追踪信号强的位置。作为短时间实现这一技术的方法，通常是进行螺旋状扫描，检测可得到所定信号强度的范围，在测出该范围之后，通过称为登山法的阶梯状2维扫描或3维扫描来寻找最佳点。
又，在日本特公平7-113694号公报中，公开有一种自动光轴位置对准装置，它是使用90°不同方向扫描的压电作动器，使光纤的顶端进行圆形运动，通过相位检波来检测XY2方向的光轴偏位，以此来进行光纤相互间的自动调心。
然而，在并用螺旋状扫描和登山法的传统技术中，(a)要通过螺旋状扫描测出所定信号强度的范围，需要有数十秒左右的时间，(b)登山法中，扫描的每1步级也需要一边对信号的增减作出判断一边前进。所以，存在着探索要化费40秒至数分钟时间的问题。
又，光强度分布并不是始终具有理想的坡度，有时会存在局部性的光强度分布的坡度逆转的部位。例如，在用透镜对来自半导体激光器的光进行聚光时，通常因半导体激光器的光束偏移、透镜的收光误差以及干扰等，使光强度分布不能达到理想的高斯分布。相对于该分布，实际的光强度分布常常会有局部性变动。这一倾向特别是在远离聚光点的光强度差的区域中尤为明显。为此，采用以登山法为代表的传统技术的、追踪信号最强点的方式，不能明确地确定峰值点，成为了调心时间长的原因。
还有，在并用螺旋状扫描和登山法的传统技术中，由于使用由直线放大器使光检测器输出放大后的信号，来检测所获得所定信号强度的范围，因此，利用由直线放大器放大后的信号能监测的光强度的范围极为有限，所以为了检测可获得所定信号强度的范围，需要化费长时间。
在日本特公平7-113694号公报公开的传统技术中，将压电作动器的驱动信号作为参照信号，对光检测器的输出进行相位检波，检测XY2方向的光轴偏位，但因使用了直线放大器，为了获得由锁定放大器可检测相位程度的信号强度，XY轴扫描需要化费时间。又，在日本特公平7-113694号公报公开的传统技术中，不过仅是对于XY轴方向(与光轴正交的面内的方向)的位置对准，对于在光轴方向上的位置对准无任何作用。因此，例如在进行由半导体激光器和聚光透镜组成的光源模块与光纤的位置对准时，不可能快速地调整焦点方向(Z轴)。

发明内容
鉴于上述的问题，本发明目的在于，提供一种可快速地进行光学元件位置对准的光学元件的调心方法及其装置。
本发明者等通过调查研究的结果，通过充分考察光学元件调心时的3维的光强度分布，结果发现该3维空间中的1维的光强度分布极其有用的信息，该信息可用于光学元件快速的位置对准，可大大减少传统技术所必需的探索动作。又，本发明者等通过充分考察光学元件调心时的3维性光强度分布，发现了为了根据其分布特性对应、扩大能将光强度作为信号进行监视的3维空间，作为使光检测器的输出放大的放大手段最好是采用对数放大器。若能够扩大能将光强度作为信号进行监视的3维空间，则通过与传统的任何调心技术组合，均能比传统技术大幅度缩短调心时间。特别是证实了若同时采用了对数放大器的使用和1维性光强度分布取得及其利用的两者，则两者的效果可以加倍发挥，与传统相比，可大幅度缩短调心时间。
本发明的对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心方法，其特征在于，包括光强度分布取得步骤和位置调整步骤，在所述光强度分布取得步骤，使用放大装置，对从第1光学元件出射并被导入第2光学元件的光进行检测的光检测器的输出进行放大，并边使第1光学元件与第2光学元件相对性地关于1个轴反复作一维往复扫描，边根据随着往复扫描获得的放大手段的输出，取得关于1个轴的一维光强度分布，在所述位置调整步骤，根据在光强度分布取得步骤获得的一维光强度分布，调整第1光学元件与第2光学元件的相对位置。
在本发明的光学元件的调心方法中，使第1光学元件和第2光学元件相对性地关于1个轴反复进行1维往复扫描，获得关于1个轴的1维光强度分布，根据该光强度分布对第1光学元件与第2光学元件相对位置进行调整。这样，与传统技术不一样，由于成批利用1维光强度分布来进行位置调整，因此可减少无效的信号探索动作，可快速地进行光学元件的位置对准。又，由于成批利用总体性的1维光强度分布来进行位置调整，因此，即使光强度分布不是理想的高斯分布，实际的光强度分布相对于该分布发生了局部性变动，也可大幅度减少其影响。
又，在本发明中，最好使放大手段执行对数放大。在此场合，因对光检测器的输出执行对数放大，故可大幅度扩大可将光强度作为信号进行监视的3维空间。例如，可在无增益切换的情况下实时检测达到6位数的信号强度变化，例如相对于聚光点和射入点的3维偏位，与使用直线放大的场合相比，可在各分别为3倍以上的面积、体积约为30倍这样广大空间中，一边对信号强度进行监视一边进行调整。这样，在利用1维光强度分布的基础上，通过并用对数放大，可大幅度扩大能有效获得1维光强度分布的空间，因此，通过两者效果的相加，能进一步缩短调心时间。
又，在本发明中理想的是，在相对性位置接近调心位置之前，使放大手段执行对数放大，相对性位置靠近调心位置之后，使放大手段执行直线放大。在此场合，由于在接近调心位置之前，使用对数放大的信号，在靠近调心位置之后，使用直线放大的信号，因此不仅可获得对数放大时的优点，而且，由于同时使用了在调心位置附近更容易捕捉的狭小范围中的信号变化的直线放大，从而可进一步提高调心精度。
又，在本发明中理想的是，位置调整步骤包括根据1维的光强度分布取得光强度所定范围的积分值或平均值的步骤；以及使往复扫描的中心位置向相对于从第1光学元件射出的光的光轴方向为大致垂直的所定方向移动，并在积分值或所述平均值为最大的位置或其附近的位置停止向所定方向移动的步骤。在此场合，由于根据1维性光强度分布中取得光强度的积分值或平均值并加以利用，因此，即使调心位置不在往复扫描的范围内，也能在所定方向上使光学元件的相对性位置靠近调心位置。又，因使用积分值或平均值，故即使光强度分布不是理想的高斯分布，实际的光强度分布相对于该分布发生了局部性变动，也可大幅度减少其影响。另外，使上述往复扫描的中心位置移动的所定方向与往复扫描的方向既可一致，也可不一致。
又，在本发明中理想的是，位置调整步骤包括根据1维性光强度分布取得光强度的峰值或所定比率值幅的步骤；以及使往复扫描的中心位置沿所定方向移动，在峰值为最大的位置或其附近位置或者所定比率值幅为最小的位置或其附近位置停止向所定方向移动的步骤。在此场合，由于由峰值或所定比率值幅执行所定方向的调整，因此，对于在使第1和第2光学元件的相对性位置靠近调心位置时所进行的微调场合特别有效。
在此，所定比率值幅是从峰值下降了所定比率时的1维光强度分布波形的幅度，该比率为50％时，是半值幅度。另外，比率不限定于50％，例如也可适当采用40％或60％等的值。上述使往复扫描的中心位置移动的所定方向与往复扫描的方向既可一致，也可不一致。例如，所定方向既可是与从第1光学元件射出的光的光轴方向大体一致的方向，也可是相对该方向的大致垂直方向。
然而，本发明者等通过研究的结果，发现了在将往复扫描的中心位置偏置的状态下，一旦使往复扫描的中心位置向与光轴方向大体一致的方向移动，则在光强度的积分值、平均值或峰值为最小的该方向的中心位置最接近调心装置。
为此，在本发明中，从第1光学元件射出的光是向聚光点聚集的光，理想的是位置调整步骤包括根据1维性光强度分布取得光强度分布的积分值、平均值、或峰值的步骤；以及在与第1光学元件射出的光的光轴方向大体一致的第1方向大致垂直的第2方向上，往复扫描的中心位置相对于调心位置偏移，在此状态下，使中心位置向第1方向移动，并在积分值、平均值或峰值为最小的位置或其附近的位置停止向第1方向移动的步骤。另外，上述往复扫描的中心位置方向与第1方向和第2方向既可一致，也可不一致。
又，在本发明中理想的是，位置调整步骤包括从1维的光强度分布中取得光强度的峰值或所定比率值幅的步骤；以及使往复扫描的中心位置向与第1光学元件射出的光的光轴方向大致垂直的所定方向移动，在峰值或所定比率值幅达到所定值的位置或其附近位置时停止向所定方向移动的步骤。
例如，在波导与光纤的调心以及波导与半导体激光器的调心时，射出端与射入端一致的点虽是理想的调心位置，但调整时若射出端与射入端接触，则有可能损伤元件的端面或调心偏位。为此，在调心的最终阶段，当射出端与射入端的间隙达到所定量时，必须使光学元件的光轴方向上的移动停止。以往虽然也有使用光学性装置从光轴的直角方向计测该间隙的例子，但若该间隙为数μm，则受到干扰以及相对间隙的直角方向的结构性偏斜等的影响，不容易进行计测。对此，本发明者等通过调查研究的结果，发现了峰值和所定比率值幅与间隙相互间具有关系。因此，在峰值或所定比率值幅为所定值的位置、即上述间隙达到所定量时，使光学元件在光轴方向上的移动停止，故不需要使用特别的间隙计测装置，可高精度地设定间隙。
例如，在对光纤带与在端面上具有直线并列的多个波导端部的波导元件进行调心时，必须使两者的光轴周围的倾斜度一致。本发明者等发现了这种光轴周围的倾斜度的调整也可根据1维光强度分布来进行。
本发明的对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心方法，其特征在于，所述第1光学元件具有大致配置于直线上且能分别沿着相互平行的光轴出射光的多个部位，所述第2光学元件具有大致配置于直线上且能分别让光入射的多个部位，从所述第1光学元件的多个部位中的2个以上部位分别出射并被分别导入所述第2光学元件中的多个部位中的对应的2个以上部位的光由2个以上光检测器分别进行检测，所述调心方法包括光强度分布取得步骤和位置调整步骤，在所述光强度分布取得步骤，使用对来自所述2个以上光检测器的对应的输出进行放大的放大手段，边使第1光学元件与第2光学元件相对性地关于1个轴反复作一维往复扫描，边根据随着所述往复扫描获得的2个以上放大手段的输出，对每一个该输出，取得关于1个轴的一维光强度分布，在所述位置调整步骤，根据在所述光强度分布取得步骤获得的各个一维光强度分布，调整所述第1光学元件与所述第2光学元件的相对位置，以减小各个一维光强度分布的峰值位置的偏差。
根据本发明的光学元件调心方法，对具有大致配置于直线上且能分别沿着相互平行的光轴使光出射的多个部位的第1光学元件，以及具有大致配置于直线上且能分别让光入射的多个部位的第2光学元件，能迅速进行它们之间的相对位置的调整。
在本发明的光学元件的调心方法中，由于对光检测器的输出执行对数放大，因此，可大幅度扩大能将光强度作为信号进行监视的3维空间，所以可大幅度缩短为探索光强度感知区域的时间，进而可缩短调心时间。另外，本发明不限定于放大手段与1维光强度分布利用的并用，也可与以往所知的各种方法(例如将上述螺旋状扫描与登山法并用的技术以及特公平7-113694号公报)组合。
本发明的光学元件的调心方法，用于对第1光学元件与第2光学元件的相对位置的调整，其特征在于，使用对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从第1光学元件射出并被导入第2光学元件的光进行检测，在相对性位置接近调心位置之前，放大手段执行对数放大，在相对性位置靠近调心位置之后，放大手段执行直线放大。
在本发明的光学元件的调心方法中，由于在接近调心位置之前，使用对数放大的信号，在靠近调心位置之后，使用直线放大的信号，因此不仅能得到执行对数放大时的优点，而且通过并用在调心位置附近更容易捕捉狭小范围的信号变化的直线放大，可进一步提高调心精度。
本发明的光学元件的调心装置，用于对第1光学元件与第2光学元件相对性位置的调整，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从第1光学元件射出并被导入第2光学元件的光进行检测；使第1光学元件与第2光学元件相对性位置变更的移动装置；根据放大手段的输出控制移动装置、以调整相对性位置的控制装置；以及相对性地第1光学元件和第2光学元件反复进行关于1个轴的1维往复扫描的往复扫描装置，控制装置根据由往复扫描得到的放大手段的输出，获得关于1个轴的1维光强度分布，根据获得的1维光强度分布，对移动装置进行控制，可调整第1光学元件与第2光学元件的相对性位置。
在本发明光学元件的调心装置中，如上所述，由于成批利用1维光强度分布来进行位置调整，因此，可减少无效的信号探索动作，可快速地进行第1光学元件与第2光学元件的位置对准。
在本发明中，放大手段执行对数放大。
又，在本发明中理想的是，放大手段有选择地执行与选择信号对应的对数放大或直线放大中的某一方，控制装置向放大手段提供选择信号，使得在相对性位置接近调心位置之前，放大手段执行对数放大，在相对性位置靠近调心位置之后，放大手段执行直线放大。
又，在本发明中理想的是，控制装置从1维光强度分布中取得光强度所定范围的积分值或平均值，使往复扫描的中心位置向与第1光学元件射出的光的光轴方向大致垂直的所定方向移动，在积分值或平均值为最大的位置或其附近的位置，停止向所定方向移动，按此方法对移动装置进行控制。
又，在本发明中理想的是，控制装置从1维光强度分布中取得光强度的峰值或所定比率值幅，使往复扫描的中心位置向所定方向移动，在峰值的最大的位置或其附近的位置或者所定比率值幅为最小的位置或其附近位置，停止向所定方向移动，按此方法对移动装置进行控制。
又，在本发明中理想的是，从第1光学元件射出的光是向聚光点聚集的光，控制手段从1维光强度分布中取得光强度的积分值、平均值或峰值，在与第1光学元件射出的光的光轴方向大体一致的第1方向大致垂直的第2方向上，往复扫描的中心位置相对于调心位置偏移，在此状态下，使中心位置向第1方向移动，积分值、平均值或峰值为最小的位置或其附近的位置，停止向第1方向移动，按此方法对移动装置进行控制。
又，在本发明中理想的是，控制装置从1维的光强度分布中取得光强度的峰值或所定比率值幅，使往复扫描的中心位置向与第1光学元件射出的光的光轴方向大致垂直的所定方向移动，在峰值或所定比率值幅为所定值的位置或其附近的位置，停止向所定方向移动，按此方法对移动装置进行控制。
本发明的对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心装置，其特征在于，所述第1光学元件具有大致配置于直线上且能分别沿着相互平行的光轴使光出射的多个部位，所述第2光学元件具有大致配置于直线上且能分别让光入射的多个部位，所述调心装置包括对来自2个以上光检测器的对应的输出进行放大的2个以上的放大手段，所述光检测器对从所述第1光学元件的多个部位中的2个以上部位分别出射并被分别导入所述第2光学元件的多个部位中的对应的2个以上部位的光分别进行检测；使所述第1光学元件和第2光学元件的相对位置发生变更的移动装置；根据所述2个以上放大手段的各个输出控制移动装置，以调整相对位置的控制手段；以及，使第1光学元件与第2光学元件相对性地关于1个轴反复作一维往复扫描的往复扫描手段，所述控制手段根据由往复扫描获得的2个以上放大手段的输出，对每一个该输出，取得关于1个轴的一维光强度分布，并根据所取得的各个一维光强度分布，调整所述第1光学元件与所述第2光学元件的相对位置，以减小各个一维光强度分布的峰值位置的偏差。
根据本发明的光学元件的调心装置，对具有大致配置于直线上且能分别沿着相互平行的光轴出射使光出射的多个部位的第1光学元件，以及具有大致配置于直线上且能分别让光入射的多个部位的第2光学元件，能迅速进行它们之间的相对位置的调整。
本发明的光学元件的调心装置，用于对第1光学元件与第2光学元件相对性位置的调整，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从第1光学元件射出并被导入第2光学元件导入的光进行检测；使第1光学元件与第2光学元件相对位置变更的移动装置；以及根据放大手段的输出控制移动装置、以调整相对位置的控制装置，放大手段执行对数放大。
在本发明的光学元件的调心方法中，由于对光检测器的输出执行对数放大，因此可大幅度扩大能将光强度作为信号进行监视的3维空间。因此，可大幅度缩短用于探索光强度感知区域的时间，进而能缩短调心时间。
本发明的光学元件的调心装置，用于对第1光学元件与第2光学元件相对性位置的调整，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从第1光学元件射出并被第导入2光学元件的光进行检测；使第1光学元件与第2光学元件相对位置变更的移动装置；以及根据放大手段的输出控制移动装置、以调整相对位置的控制装置，放大手段根据选择信号，有选择地执行对数放大或直线放大中的某一方，控制装置向放大手段提供选择信号，使其在相对位置接近调心位置之前，放大手段执行对数放大，在相对性位置靠近调心位置之后，使放大手段执行直线放大。
本发明的光学元件的调心方法，由于在相对位置接近调心位置之前，使用对数放大的信号，在相对位置靠近调心位置之后，使用直线放大的信号，因此不仅可获得对数放大时的优点，而且，并用了在调心位置附近能更容易捕捉狭小范围中的信号变化的直线放大，从而可进一步提高调心精度。
以下的发明涉及依靠向操作员来根据放大手段的输出作出判断等用的光学元件的调心装置。
首先，本发明的光学元件的调心方法装置，用于对第1光学元件与第2光学元件相对位置的调整，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从第1光学元件射出并被导入第2光学元件的光进行检测；根据操作员的操作，使第1光学元件与第2光学元件相对位置变更的移动装置；使第1光学元件和第2光学元件相对性地关于1个轴反复进行1维往复扫描的往复扫描装置；根据随着往复扫描得到的放大手段的输出，获得关于1个轴的1维光强度分布的手段；以及向操作员提示1维光强度分布的提示手段。
又，在本发明中理想的是，所述放大手段执行对数放大。
又，在本发明中理想的是，放大手段根据操作员的操作，选择对数放大或直线放大中的某一方。
本发明的对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心装置，其特征在于，所述第1光学元件具有大致配置于直线上且能分别沿着相互平行的光轴使光出射的多个部位，所述第2光学元件具有大致配置于直线上且能分别让光入射的多个部位，所述调心装置包括对来自2个以上光检测器的对应的输出进行放大的2个以上的放大手段，所述光检测器对从所述第1光学元件的多个部位中的2个以上部位分别出射并被分别导入所述第2光学元件的多个部位中的对应的2个以上部位的光分别进行检测；根据操作者的操作，使所述第1光学元件与第2光学元件的相对位置发生变更的移动装置；使第1光学元件与第2光学元件相对性地关于1个轴反复作一维往复扫描的往复扫描手段；根据随着往复扫描获得的2个以上放大手段的输出，对每一个该输出，取得关于1个轴的一维光强度分布的手段；以及，向操作者提示各个一维光强度分布的提示手段。
又，本发明的光学元件的调心装置，用于对第1光学元件与第2光学元件相对位置的调整，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从第1光学元件射出并被导入第2光学元件的光进行检测；向操作员提示根据放大手段输出的信息的提示手段；以及根据操作员的操作，使第1光学元件与第2光学元件相对位置变更的移动装置，放大手段执行对数放大。
并且，本发明的光学元件的调心装置，用于对第1光学元件与第2光学元件相对位置的调整，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从第1光学元件射出并被导入第2光学元件的光进行检测；根据操作员的操作，使第1光学元件与第2光学元件相对位置变更的移动装置；以及向操作员提示根据放大手段输出的信息的提示手段，放大手段根据操作员的操作，选择对数放大或直线放大中的某一方。
另外，若将相互正交的轴作为X轴、Y轴和Z轴；将绕X轴转的回转轴作为Xθ轴、将绕Y轴转的回转轴作为Yθ轴；将绕Z轴转的回转轴作为Zθ轴，则所述1个轴例如也可是X轴、Y轴、Z轴、Xθ轴、Yθ轴、Zθ轴中的任1个轴。此时，也可使Z轴与从第1光学元件射出的光的光轴方向基本一致。又，第1和第2光学元件各自既可是单体元件，也可是由多个元件组成的所谓光学模块。


图1为模式表示第1实施例的光学元件组合装置的概略构成图。
图2为表示放大部构成一例的概略方框图。
图3为表示放大部构成另一例的概略方框图。
图4为模式表示光强度分布的图。
图5为表示图4纸面内的各线上的光强度的图。
图6为模式表示光强度分布的另一图。
图7为表示图6纸面内的各线上的光强度的图。
图8A表示各调整步骤的光纤移动形态以及光强度分布的图。
图8B表示各调整步骤的光纤移动形态以及光强度分布的图。
图8C表示各调整步骤的光纤移动形态以及光强度分布的图。
图8D表示各调整步骤的光纤移动形态以及光强度分布的图。
图9为模式表示第2实施例的光学元件组合装置的概略构成图。
图10为模式表示第4实施例的光学元件组合装置的概略构成图。
图11为模式表示第5实施例的光学元件组合装置的概略构成图。
图12为模式表示光强度分布又一图。
图13为表示图12纸面内的各线上的光强度的图。
图14为模式表示光强度分布又一例的图。
图15为表示图14纸面内的各线上的光强度的图。
图16为表示1维光强度分布的变化情况的图。
图17表示间隙与半值幅度的关系图。
图18为模式表示第6实施例的光学元件组合装置的概略构成图。
图19为模式表示第6实施例的光学元件组合装置的概略立体图。
图20为模式表示第6实施例的光学元件组合装置中的、有关倾斜度的调心原理图。
图21为模式表示第7实施例的高频特性计测装置的概略构成图。
图22为说明护圈影响用的线图。
具体实施例方式
下面参照

本发明光学元件的调心方法及其装置。各图中，相同构件上标有同一符号，省略重复的说明。另外，以下实施例中的光学元件组合装置或高频特性计测装置包括本发明实施例中的光学元件的调心装置。
第1实施例的组合装置是通过将具有半导体激光器1和聚光透镜2的光源模块(相当于第1光学元件)3与单芯的光纤4(相当于第2光学元件)的端面4a调心之后，由激光焊接机5将两者连结，从而构成使半导体激光器1的光与光纤4耦合的半导体激光模块作为组合装置。在后述的各要素中，激光焊接机5及下述的控制部17的激光焊接机控制功能以外的要素构成了本实施例的光学元件的调心装置。
除了激光焊接机5之外，上述组合装置包括基体6；搭载于基体6上的移动机构即光源模块3用的载物台7；搭载于基体6上的移动机构即光纤4用的载物台8；搭载于载物台7上、使光源模块3关于1个轴反复进行相对于载物台7的1维往复扫描的往复扫描机构即压电作动器9；检测光源模块3相对于载物台7位置的位置检测器10(例如静电传感器和差动变压器等)；对来自位置检测器10的检测信号进行放大的放大回路11；驱动压电作动器9的压电驱动部12；使光源模块3的半导体激光器1发光的光源驱动电路13；驱动载物台7、8的载物台驱动部14；对从端部4a导入光纤4的光进行检测的光检测器15(例如光电二极管等)；对光检测器15的输出进行放大的放大部16；以及控制整个装置的控制部17。控制部17例如可由个人电脑等构成。
光源模块3由保持夹具18搭载于压电作动器9上。光纤4的端部4a侧的部分通过具有V槽等的保持夹具19搭载于载物台8上。这样，光源模块3与光纤4的端部4a相对。在光纤4的端部4a侧的部分，设置有调心后将光纤4与光源模块3连结用的环状连结构件20。
为了便于说明，如图1所示，对相互正交的Y轴、X轴和Z轴作一定义。Z方向与光源模块3和光纤4的端部4a的光轴方向大体一致。另外，图1中的各轴的箭头侧作为+(正)，将其反向侧作为-(负)。这一点在后述的各实施例的说明中也是一样。
载物台7具有使压电作动器9(因此也使光源模块3)可独立地在Y轴、X轴和Z轴上移动的功能，但在本实施例中，载物台7只是在调心开始时的初始位置设定时等使用，调心时仍保持固定状态。在以下的说明中，工件台7与基体6成为一体，当然在调心时，载物台7既可与载物台8一起使用，也可取代载物台8使用。
在本实施例中，压电作动器9根据控制部17的指令，由压电驱动部12输出的压电驱动信号(正弦波形的模拟电压信号)进行驱动，使光源模块3相对于载物台7(因此也相对于基体6)反复进行X轴方向的往复运动(往复扫描)。即，压电作动器9使光源模块3相对于基体6反复进行X轴方向的往复扫描。作为往复扫描机构，也可不使用压电作动器9，而是改用音圈电机、电磁插棒、直动式载物台7等。
光源模块3相对于载物台7的位置(压电作动器9的变位量)由位置检测器10检测。位置检测器10的检测信号在由放大回路11放大之后向控制部17输入。另外，内装有位置检测器10的压电作动器9市场有售，例如可使用该商品。又，由于驱动压电作动器9的驱动信号与压电作动器9的变位量对应，因此也可不使用位置检测器10，改为将驱动信号本身用作为位置检测信号。
光源模块3的半导体激光器1通过从光源驱动电路13供给的电流，以一定的光量发光，在聚光透镜2的焦点位置形成微少的光点。该光点随着压电作动器9使光源模块3作往复扫描也进行往复扫描。上述焦点位置与光纤4的端部4a一致的位置就是调心位置。
载物台8具有使光纤4(严格地讲是光纤4的射入端4a侧部分)独立地在Y轴、X轴和Z轴上移动的功能，由X轴载物台、Y轴载物台和Z轴载物台复合而成。图中省略了X轴载物台、Y轴载物台和Z轴载物台。在本实施例中，该载物台8作为调心时的位置调整机构使用。
光检测器15配置于光纤4的射出端，对从光源模块3入射到光纤4的激光强度进行检测。光检测器15的输出信号由放大部16放大，作为光强度信号送向控制部17。
在本实施例中，放大部16与来自控制部17的放大方式选择信号对应，选择对数放大或直线放大中的某一方。图2表示放大部16的构成一例。图2为表示放大部16构成一例的概略方框图。在图2的示例中，放大部16由对数放大器21、直线放大器22、以及根据放大方式选择信号对其进行切换的开关23、24构成。放大部16也可是始终执行对数放大的结构，在此场合，只需要由图3所示的对数放大器21构成即可。通常，对数放大器包含变更该放大幅度的功能，故也可以使用上述放大方式选择信号来切换放大幅度。
对数放大器21对于输入具有对数性的放大特性。作为对数放大器21，例如可使用相对于1nA～1mA的6位数的电流变化，以-10V～+10V的电压进行输出的对数放大器。在此场合，作为光检测器15使用的光电二极管(PD)的灵敏度通常是约0.5A/W，故-10V～+10V的电压输出换算为PD的光输入功率，相当于2nW～2mW。另一方面，直线放大器22比对数放大器21更容易捕捉狭小范围的电流变化，但例如只能捕捉2～3位数的电流变化。这样，使用这种对数放大器21，就可在不切换增益的情况下实时检测达到6位数的信号强度变化。结果是与一直使用与传统技术相同的直线放大器22的场合相比，对于聚光点(焦点位置)与射入点(光纤4的端部4a)的3维性偏位，对各轴来说能分别以3倍以上的面积、对体积来说，可达约30倍，能在这样宽广空间一边监视信号强度一边进行调整。
下面参照图4～图7说明从光源模块3射出的光(由聚光透镜2聚焦后的光)的强度分布。图4和图6为模式表示光强度分布的图，表示与XZ平面(或YZ平面)平行且包含焦点位置的平面内的光强度分布。该光强度分布是一种将通过焦点位置且与Z轴平行的直线作为中心的大致回转对称的形态。图4和图6是假定聚光后的光束强度从焦点位置开始、以高斯分布扩展而作出的对数表示，以焦点位置的光强度作为1(＝10°)而规格化，各位数标记有等强度线。图5为表示图4纸面内的各线上的光强度的图，表示与X方向(或Y方向)上相互偏位且与Z轴平行的各线O1、P1、Q1、R1上的、各Z方向位置上的光强度。图7表示为图6纸面内的各线上的光强度的图，表示在Z方向上相互偏位且与X轴(或Y轴)平行的各线H1、I1、J1、K1上的、各X方向(Y方向)位置上的光强度。
从图4～图7中可以看出，在光源的焦点位置，光束被3维聚焦成极小，光强度极高，但在焦点的前方、后方和XY轴外侧方向急剧地减弱。在与传统技术一样始终使用直线放大器22的场合，1次可观察的信号强度范围例如是2～3位数，在图4和图6中，1次只能观察2～3根等强度线的范围。对此，若使用对数放大器21，则例如可同时观察到从图4和图6的中心点(聚焦位置)至最外侧的等强度线(10-6的等强度线)的范围。
下面参照图8A～图8D对第1实施例组合装置的调心动作进行说明。图8A～图8D表示各调整步骤的光纤4及其端部(前端部)4a移动形态以及图4和图6所示的光强度分布的图。为了便于理解，图8A～图8D将X轴、Y轴和Z轴的原点(中心)作为了聚光点。
关于调心动作开始时的初始位置设定，对光纤4的前端部4a相对于光源模块3的聚光点的机械性设定误差在Z轴方向约为±250μm内、X轴和Y轴方向约为+200μm内的场合进行说明。
首先，将光纤4的前端部4a的位置相对于预想的聚光点，设定为在Z轴方向偏移约-1000μm(远离光源模块3)、在XY轴方向分别偏移约-250μm的位置(该位置是设定位置，实际位置与设定位置的偏移量为设定误差)，然后开始调心动作。
一旦开始调心动作，则控制部17将指令发给压电驱动部12，通过压电驱动部12驱动压电作动器9，对光源模块3及其聚光点沿X轴方向以所定频率数(例如30Hz)、所定振幅(例如100～300μm)的正弦波形反复进行往复扫描(图8B中用的箭头XRE表示)，通过光源驱动电路13以所定的电流值使光源模块3的半导体激光器1发光。
上述往复扫描的频率越高参照数据就增加，所以有利于调心时间短和调心精度的提高越高。该往复扫描的频率例如以5Hz以上为宜，最好是30Hz以上。作为往复扫描用的作动器使用压电作动器时，例如可使用30～240HZ的频率。
光纤4射出的光强度由光检测器15检测，该输出由放大部16放大，放大部16的输出向控制部17供给。控制部17将放大模式选择信号发给放大部16，由放大部16执行对数放大。在本实施例中，除了后述的微调场合之外，在放大部16中可持续进行对数放大。另一方面，从位置检测器10经由放大电路11得到的位置检测信号向控制部17供给。控制部17将来自放大回路11的位置检测信号和来自放大部16的输出(被放大的光强度信号)经过A/D变换，作为数据分别被读入，从而在例如每一往复扫描的半周期中，依次可获得X轴方向往复扫描的全振幅的光强度分布。
这种由压电作动器9根据X轴方向往复扫描的1维光强度分布的获得，一直依次持续到后述的时点为止。
在此状态下，首先如图8A所示进行Y轴方向的位置调整。在此步骤中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行所定范围的光强度积分值或平均值的运算。其次，控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度所定范围的积分值或平均值，一边通过载物台驱动部14对Y轴载物台沿正方向(图中的箭头YSC1方向)进行扫描，求出该积分值或平均值为最大的位置(相当于Y轴方向的大致中心位置)，使Y轴载物台停止。此时，为了求取积分值或平均值为最大位置，如图8A中的箭头YSC2所示，一旦正方向走过了头，就返回并停止在积分值或平均值为最大的位置。积分值或平均值为最大的位置与Y轴方向的大致中心位置相当，这从参照图4～图7已说明的光强度分布中可以理解。另外，使Y轴载物台不是停止在积分值或平均值为最大的位置，而是停止在其附近的位置。这是因为在参照图8D后述的最终调整中进行Y轴方向再调整的缘故。
其次，如图8B所示进行X轴方向的位置调整。在此步骤中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行所定范围的光强度积分值或平均值的运算。其次，控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度所定范围的积分值或平均值，一边通过载物台驱动部14对X轴载物台沿正方向(图中的箭头XSC1方向)进行扫描，求出该积分值或平均值为最大位置(相当于Y轴方向的大致中心位置)，使X轴载物台停止。此时，为了求取积分值或平均值的最大位置，如图8B中的箭头XSC2所示，一旦正方向走过了头，就返回并停止在到积分值或平均值的最大位置。积分值或平均值的最大位置与X轴方向的大致中心位置相当，这从参照图4～图7已说明的光强度分布中可以理解。另外，使X轴载物台停止也可在积分值或平均值为最大的位置，而是停止在其附近的位置。这是因为在参照图8D后述的最终调整中要进行X轴方向再调整的缘故。
接着，如图8C所示进行Z轴方向的位置调整。即，控制部17先通过载物台驱动部14，以所定量YOFF(例如约数10μm)将Y轴载物台偏置于正方向或负方向。这是因为从参照图4～图7已说明的光强度分布中可以理解，在Z轴载物台沿正方向(图中的箭头ZSO1方向)进行扫描时、在Z轴方向的大致中心位置，按前述顺序得到的各1维光强度分布中获得的光强度的积分值、平均值和峰值是最小的缘故。在将Y轴载物台偏置后，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行光强度积分值、平均值或峰值的运算。控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度的积分值、平均值或峰值，一边如图8C中的箭头ZSC2所示，通过载物台驱动部14对Z轴载物台沿正方向进行扫描，积分值、平均值或峰值减小，对成为最小值之后再转变为增加作出确认，返回至变为最小值的位置，使Z轴载物台停止。另外，也可以使Z轴载物台不是停止在积分值、平均值或峰值为最小的位置，而是停止在其附近的位置。这是因为在参照图8D后述的最终调整中要进行Z轴方向再调整的缘故。
通过以上动作，光纤4的端部4a成为了接近于调心位置(聚光点位置)的状态。
然后，如图8D所示进行最终调整。在该最终调整中，依次执行Y轴方向的再调整、Z轴方向的再调整和X轴方向的再调整。为了进一步提高调心精度，最好是按此方法进行Z轴方向的再调整，但也可省略Z轴方向的再调整。
首先，在Y轴方向的再调整中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行光强度峰值或半值幅度(也可是其它比率的所定比率值幅，这一点以下相同)的运算。其次，控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度的峰值或半值幅度，一边通过载物台驱动部14对Y轴载物台进行扫描，求出峰值的最大位置或半值幅度为最小的位置，使Y轴载物台停止。峰值的最大位置或半值幅度为最小的位置与Y轴方向的中心位置相当，这从参照图4～图7已说明的光强度分布中可以理解。
其次，在Z轴方向的再调整中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行光强度峰值或半值幅度的运算。其次，控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度峰值或半值幅度，一边通过载物台驱动部14对Z轴载物台进行扫描，求出峰值为最大的位置或半值幅度为最小的位置，使Z轴载物台停止。峰值最大位置或半值幅度最小位置与Z轴方向的中心位置相当，这从参照图4～图7已说明的光强度分布中可以理解。如上所述，该Z轴方向的再调整可以省略。
然后，在X轴方向的再调整中，控制部17使压电驱动部12停止向压电作动器9供给正弦波的驱动信号，使压电作动器9的X轴方向上的往复扫描(图8D中的箭头XRE所示)停止。其后，控制部17通过载物台驱动部14对X轴载物台进行扫描或者通过压电驱动部12对压电作动器9施加直流扫描电压，通过向X轴方向的扫描，求出从放大部16得到的信号的最大位置，将X轴载物台置于该位置的状态然后结束调心动作。
在上述说明的动作中，控制部17使放大部16执行对数放大直至最后。但控制部17在参照前述图8D已说明的最终阶段中也可使放大部16执行直线放大。这样，在光纤4的端部4a靠近调心位置之后，将放大部16的放大方式改变为直线放大，可进一步提高峰值点检测等的分辨率，进而可进一步实现超微级等的高精度调心。
在图1所示的装置中，一旦调心终了，则使环状的连结构件20向图1中的左方向移动，通过激光焊接机5的脉冲激光等分别对连结构件20与光源模块3间、连结构件20与光纤4的套圈间进行点焊。
另外，本实施例是在Y轴方向、X轴方向的调整之后，将Y轴载物台在Y轴方向偏置约数10μm，进行Z轴方向的调整，其原因是在焦点调整方面与将微少的聚光点本身作为检测对象相比，将包含具有压倒性宽广空间的无信号区域作为检测对象的方法可快速检测焦点位置。采用这种方法时，最好是采用本实施例所示的对数放大器21，该对数放大器21具有可实时观察例如达到6位数的宽广的光量变化的能力。
在本实施例中，如前所述，通过压电作动器9对光源模块3反复进行X轴方向的1维往复扫描，获得X轴的1维光强度分布，根据该光强度分布对光纤4的位置进行调整。这样，与传统技术不一样，由于成批利用1维光强度分布来进行位置调整，因此可减少无效的信号探索动作，可快速地进行光学元件的位置对准。又，由于成批利用1维光强度分布的积分值、平均值或其波形本身来进行位置调整，因此，即使光强度分布不是理想的高斯分布，实际的光强度分布相对于该分布发生了局部性变动，也可大幅度减少其影响。并且，在本实施例中，因光检测器15的输出执行对数放大，故可大幅度扩大将光强度作为信号能监视的3维空间，对于聚光点和光纤4的端部4a的3维偏位，与使用直线放大器的场合相比，能在广大空间中，该空间在各轴分别为3倍以上的面积，体积约为30倍，一边对信号强度进行监视一边进行调整。这样，采用本实施例，在利用1维光强度分布的基础上，通过并用对数放大，可大幅度扩大能有效获得1维光强度分布的空间，因此，通过两者效果的相加，能进一步缩短调心时间。
本发明者等实际制作了与本实施例的装置相同的装置，对光源模块3与光纤4进行了调心。结果是确认了在约5秒钟非常短的时间内结束调心。
在本实施例中，作为调心的轴，进行了X、Y、Z这样3轴的调心控制，但进一步含有Xθ、Yθ、Zθ的调心，也可看到本发明的有效性。例如，在本实施例中进一步进行含有Xθ、Yθ的调心时，即使利用载物台的角度移动，因采用对数放大使检测系统的动态范围增大，故减少了信号损失。又，对于Xθ轴的角度移动，若角度移动的引起的光束点位置或检测点位置的偏位在压电作动器9的振幅以内，则也可捕捉到角度移动引起的光强度分布变化，采用该方法也能求出光耦合的最佳角度进行调心。第2实施例图9为模式表示第2实施例的光学元件组合装置的概略构成图。
第2实施例的组合装置与第1实施例的组合装置的不同之点在于，在第1实施例的组合装置中，控制部17实现了调心的自动控制，而在第2实施例的组合装置中，则是采用了由操作者根据放大部16的输出进行判断的装置。
在第2实施例的组合装置中，没有安装第1实施例的组合装置的控制部17，而是设置了操作者发出各种指令用的操作部31、按照操作部31的指令控制各部分装置的控制部32以及示波器33。
控制部32根据操作者通过操作部31发出的指令，使压电驱动部12驱动压电作动器9。控制部32根据操作者通过操作部31发出的指令，通过光源驱动电路13使半导体激光器1发光。控制部32根据操作者通过操作部31发出的指令向放大部16供给放大方式选择信号。控制部32根据操作者通过操作部31发出的指令，由载物台驱动部14使载物台7、8移动。
来自位置检测器10的位置信号在放大电路11放大，示波器33接受放大后的信号作为触发信号，将放大部16的输出信号作为时间波形作出表示。当由于压电作动器9，光源模块3进行X轴方向往复扫描时，光源模块3相对于载物台7的位置(压电作动器9的变位量)与时间具有对应关系，故将位置信号作为触发信号，示波器33显示的放大部16输出信号的时间波形表示一种根据压电作动器9的X轴方向往复扫描的1维光强度分布。这样，在本实施例中，示波器33通过表示1维的光强度分布构成了向操作员提示的提示部。作为向操作员提示1维的光强度分布的提示部，例如也可使用CRT等的图像显示部和信号处理部，该信号处理部接受来自放大回路11的位置信号和来自放大部16的输出，将X轴方向往复扫描的全振幅的光强度分布直接性地、例如在往复扫描的每半周期中依次由图像显示部作出显示。另外，当然也可将压电驱动信号用作触发信号，以取代将放大回路11的位置信号作为触发信号。
采用上述第2实施例的组合装置，操作员一边观察示波器33显示的波形(1维光强度分布)一边操作操作部31进行载物台8的调整，可实现与上述第1实施例的调心方法相类似的调心方法，可进行光源模块3与光纤4的调心。但由于是操作员观察波形来进行判断，因此可采用下列说明的那种调心方法。
对第2实施例的组合装置的调心方法一具体例作出说明。
从参照图4～图7已说明的光强度分布中可以理解，若光纤4的端部4a的Z轴方向上的位置与聚光点的Z轴方向上的位置一致，相对于Y轴方向偏位的信号强度变化增大，难以调整，故Z轴方向的位置最好是例如预先从聚光点的Z轴方向的位置偏离约数100μm的位置开始调整。
操作员通过操作部31发出指令，驱动压电作动器9，光源模块3及其聚光点沿X轴方向以所定的频率(例如30Hz)、所定的振幅(例如100～300μm)的正弦波形进行往复扫描，以所定的电流值使光源模块3的半导体激光器1发光。又，操作员通过操作部31发出指令，使放大部16执行对数放大。在示波器33上，显示X轴方向往复扫描的全振幅的光强度分布的波形，例如在往复扫描的每半周期依次更新显示。
在此状态下，首先，操作员通过操作操作部31调整X轴载物台，找到示波器33波形的最大值，再对Y轴载物台进行调整，使信号增大。在此，若在示波器33观察的波形中发现了明显的峰值，则操作员通过操作操作部31对X轴载物台进行调整，使其在图面的中心出现峰值。当X轴方向的峰值处于压电作动器9的X轴方向的往复扫描范围之外时，因波形可倾斜观察，故如果将X轴载物台向倾斜高的方向调整，则可容易地找到峰值。在将峰值纳入往复扫描范围内之后，操作员通过操作操作部31对X轴载物台进行调整，以使峰值位于画面的中心。
其次，通过调整Z轴载物台确认信号大的位置。确认了峰值位置之后，再使Z轴向同一方向移动，当信号单纯减小时，回到已确认的峰值位置，调整Y轴载物台求出信号最大的位置。
在使Z轴方向向一个方向移动时，信号一度减小，有时在通过信号为最小的位置之后，信号会再次变为增大，在此场合，对第2个峰值位置进行确认。在确认了第2个峰值位置之后，使Z轴载物台返回至原先信号最小的位置，通过调整Y轴载物台求出信号最大的位置。
通过该一连串操作来决定X、Y、Z轴方向的调整位置，但在需要有更高精度的调心时，也可再次进行X、Y、Z轴的调整。此时，最好是操作员通过操作操作部31，使放大部16执行直线放大。另外，在放大部16不需要执行直线放大的场合，也可如图3所示，放大部16只需用对数放大器21构成即可。
以上的调整结束之后，操作员通过操作操作部31停止压电作动器9的往复扫描，向压电作动器9施加直流电压。操作员一边观察示波器33显示的放大部16的信号电平，一边操作操作部31，对该直流电压进行调整，使其电平成为最大，由此结束调心。另外，也可不附加前述的直流电压进行调整，而是对X轴载物台进行调整。
本实施例是以通过操作员操作的形式来进行调心的，但也可以如前所述，操作员通过压电作动器9对光源模块3反复进行X轴方向的1维往复扫描，根据X轴的1维光强度分布，可调整光纤4的位置。这样，采用本实施例，与以通过操作员的形式来进行调心的传统技术相比，可大大缩短调心时间，并且，操作员几乎不需要熟练性。
作为载物台7、8，也可采用手动操作型载物台(例如、操作员通过操作调节螺钉等可调整位置的载物台)，在此场合，不再需要载物台驱动部14。
又，与后述的第3实施例一样，在本实施例的组合装置中，也可将压电作动器9的往复扫描方向改为Z轴方向。第3实施例对第3实施例的光学元件的组合装置进行说明。
第3实施例的组合装置是将前述第1实施例的组合装置作了如下变形。即，在第3实施例的组合装置中，将压电作动器9的往复扫描方向改为Z轴方向，而不是X轴方向，同时变更了调心动作。这样，第3实施例的组合装置的说明也是参照图1。
下面对第3实施例组合装置的调心动作进行说明。
关于调心动作开始时的初始位置设定，对光纤4的前端部4a相对于光源模块3的聚光点的机械性设定误差是Z轴方向约±250μm、X轴和Y轴方向约±200μm范围内的场合进行说明。
首先，将光纤4的前端部4a的位置相对于预想的聚光点，事先设定在Z轴方向约-1000μm(离光源模块3的距离)、XY轴方向各自约-250μm偏位的位置(该位置是设定位置，实际位置与设定位置的偏移量为设定误差)，然后开始调心动作。
一旦开始调心动作，则控制部17将指令发给压电驱动部12，通过压电驱动部12驱动压电作动器9，使光源模块3及其聚光点沿Z轴方向以所定频率(例如30Hz)、所定的振幅(例如100～300μm)的正弦波形反复进行往复扫描，并通过光源驱动电路13由所定的电流值使光源模块3的半导体激光器1发光。光纤4射出光的强度由光检测器15检测，其输出由放大部16放大，放大部16的输出向控制部17供给。控制部17将放大方式选择信号发给放大部16，由放大部16执行对数放大。在本实施例中，除了后述的微调场合之外，使放大部16持续进行对数放大。另一方面，从位置检测器10经由放大回路11得到的位置检测信号向控制部17供给。控制部17将来自放大回路11的位置检测信号和来自放大部16的输出(被放大的光强度信号)经过A/D变换，作为数据分别被读入，从而在例如每一往复扫描的半周期中，依次获得Z轴方向往复扫描的全振幅的光强度分布。
这种随着压电作动器9的Z轴方向往复扫描的1维光强度分布的获得，一直依次持续到后述的时点为止。
在此状态下，首先进行X轴方向的位置调整。在此步骤中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行所定范围的光强度积分值或平均值的运算。其次，控制部17一边监视从各1维光强度分布获得的光强度所定范围的积分值或平均值，一边通过载物台驱动部14对X轴载物台沿正方向进行扫描，求出该积分值或平均值的最大位置(相当于X轴方向的大致中心位置)，使X轴载物台停止。积分值或平均值的最大位置与X轴方向的大致中心位置相当，这从参照图4～图7已说明的光强度分布中可以理解。另外，根据需要在其后的X轴方向再调整时，也可以不是在积分值或平均值为最大的位置，而是在其附近的位置使X轴载物台停止。
其次，进行Z轴方向的位置调整。在此步骤中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行光强度的积分值、平均值或峰值的运算。控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度的积分值、平均值或峰值，一边通过载物台驱动部14对Z轴载物台沿正方向进行扫描，对积分值、平均值或峰值减小，并显示为最小值之后再转变为增加作出确认，返回变为最小值的位置，使Z轴载物台停止。另外，也可以不是在积分值、平均值或峰值为最小的位置，而是在其附近的位置使Z轴载物台停止。这是因为其后要进行Z轴方向再调整的缘故。
接着，进行Y轴方向的位置调整，在此步骤，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行光强度峰值或半值幅度(也可是其它比率的所定比率值幅，这一点以下相同)的运算。然后，控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度的峰值或半值幅度，一边通过载物台驱动部14对Y轴载物台进行扫描，求出峰值为最大的位置或所述半值幅度为最小的位置，使Y轴载物台停止。
然后，进行Z轴方向的位置再调整。在此步骤中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布的形状作出判断，向光强度信号增大的方向对Z轴载物台进行扫描，使Z轴载物台从1元次光强度分布中的峰值位置移动到Z轴方向的往复扫描振幅的大致中央位置，然后停止。
最后，控制部17停止向压电作动器9供给正弦波的驱动信号，对Z轴载物台进行扫描或者对压电作动器9的直流电压进行扫描，求出从放大部16得到的信号为最大的位置，使Z轴载物台置于该位置状态结束调心动作。
另外，在需要进行例如超微级的更高精度的调心时，在最初的X轴方向的调整和Y轴方向调整结束阶段，通过控制部17将放大部16从对数放大方式切换为直线放大方式，可进一步提高峰值点检测的分辨率。又，在进行更加完全的调心时，也可多次执行X轴方向的微调和Y轴方向的微调。
该X轴方向的微调例如可按以下方法进行。控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行光强度峰值或半值幅度的运算。接着，控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度的峰值或半值幅度，一边通过载物台驱动部14对X轴载物台进行扫描，求出峰值的最大位置或半值幅度为最小的位置，使X轴载物台停止。另外，Y轴方向的微调可与该X轴方向的微调同样进行。
采用本实施例，也可获得与上述第1实施例相同的优点。第4实施例图10为模式表示第4实施例的光学元件组合装置的概略构成图。
下面对第4实施例的组合装置与第1实施例的组合装置的不同之点作出说明。
第4实施例的组合装置在对取代了图1中的光源模块3的光源模块41和取代了图1中的光纤4的单芯的偏振面保持光纤43进行了调心之后，通过用激光焊接机5将两者连接，构成半导体激光器1的光与光纤43耦合的半导体激光模块。
除了半导体激光器1和聚光透镜2之外，光源模块41还具有调整了偏光方向的偏振镜42。光源模块41通过保持夹具18搭载在压电作动器9上。在本实施例中，压电作动器9能使光源模块41相对载物台7进行Z轴方向往复扫描。又，光源模块41的半导体激光器1和偏振镜42被安装在控制部17控制下由载物台驱动部14驱动而沿Zθ方向(即、围绕Z轴的回转方向)至少180°回转的回转载物台(未图示)上。在此，将该回转载物台称为Zθ回转载物台7。偏振面保持光纤43通过保持夹具19搭载在载物台8上。
下面对第4实施例组合装置的调心动作进行说明。
关于调心动作开始时的初始位置设定，对光纤43的前端部43a相对于光源模块41的聚光点的机械性设定误差在Z轴方向约±250μm、X轴和Y轴方向约±200μm范围内的场合进行说明。
首先，将光纤43的前端部43a的位置相对于预想的聚光点，在Z轴方向偏离约-300μm(远离光源模块43)、在XY轴方向各偏离约-150μm的位置(该位置是设定位置，实际位置与设定位置的偏离量为所述设定误差)，然后开始调心动作。
一旦开始调心动作，则控制部17将指令发给压电驱动部12，通过压电驱动部12驱动压电作动器9，光源模块41及其聚光点沿Z轴方向以所定的频率(例如30Hz)、所定的振幅(例如300μm)的正弦波形反复进行往复扫描，通过光源驱动电路13以所定的电流值使光源模块41的半导体激光器1发光。光纤43射出光的强度由光检测器15检测，其输出由放大部16放大，放大部16的输出向控制部17供给。控制部17将放大方式选择信号发给放大部16，由放大部16执行对数放大。在本实施例中，在放大部16中可持续进行对数放大。另一方面，从位置检测器10经由放大回路11得到的位置检测信号向控制部17供给。控制部17将来自放大回路11的位置检测信号和来自放大部16的输出(被放大的光强度信号)经过A/D变换，作为数据分别被读入，从而在例如每一往复扫描的半周期中，依次获得Z轴方向往复扫描的全振幅的光强度分布。
这种随着利用压电作动器9进行的Z轴方向往复扫描的1维光强度分布的获得，一直依次持续到后述的时点为止。
在此状态下，首先进行Zθ轴方向的位置调整。即，控制部17一边监视如前所述依次得到的各1维光强度分布，一边使Zθ回转载物台在180°范围内回转，使光强度返回到大致最大位置后停止。
接着，进行X轴方向的位置调整，在此步骤中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行光强度峰值或半值幅度(也可是其它比率的所定比率值幅，这一点以下相同)的运算。接着，控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度的峰值或半值幅度，一边通过载物台驱动部14对X轴载物台进行扫描，求出峰值的最大位置或半值幅度为最小的位置，使X轴载物台停止。
接着，进行Y轴方向的位置调整。在此步骤中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行光强度峰值或半值幅度(也可是其它比率的所定比率值幅，这一点以下相同)的运算。控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度的峰值或半值幅度，一边通过载物台驱动部14对Y轴载物台进行扫描，求出峰值为最大的位置或半值幅度为最小的位置，使Y轴载物台停止。
接着，进行Z轴方向的位置调整。在此步骤，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布的形状作出判断，向光强度信号增大的方向对Z轴载物台进行扫描，使Z轴载物台从1元次光强度分布中的峰值位置移动到Z轴方向的往复扫描振幅的大致中央位置，然后停止。
其后，进行Zθ方向的位置再调整。即，控制部17一边监视如前所述依次得到的各1维光强度分布，一边使Zθ回转载物台在180°范围内回转，返回到光信号波形变为最大的位置后固定。
最后，控制部17停止向压电作动器9供给正弦波的驱动信号，对Z轴载物台进行扫描或者对压电作动器9进行直流电压扫描，求出从放大部16中得到的信号的最大位置，在该位置的状态下结束调心动作。
另外，在需要进行更高精度的调心时，在最初的X轴方向的调整和Y轴方向调整结束阶段，通过控制部17将放大部16从对数放大方式切换为直线放大方式，可进一步提高峰值点检测的分辨率。又，在进行更加完全的调心时，也可多次执行X轴方向的微调和Y轴方向的微调。
该X轴方向的微调例如可按以下方法进行。控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行光强度峰值或半值幅度的运算。其次，控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度的峰值或半值幅度，一边通过载物台驱动部14对X轴载物台进行扫描，求出峰值的最大位置或半值幅度为最小的位置，使X轴载物台停止。另外，Y轴方向的微调可与该X轴方向的微调同样进行。
在本实施例的组合装置中，一旦调心结束，则环状的连结构件20向图1中的左方向移动，通过激光焊接机5的脉冲激光等分别对连结构件20与光源模块41间、连结构件20与光纤43的套圈间进行点焊。
采用本实施例，也能获得与上述第1实施例相同的优点。
作为本实施例的变形例，也可采用如下方法即、在光源模块41的偏振镜42的后段插入可装脱的1/4波阻片，在将其插入的状态下，与第3实施例一样对X、Y、X轴载物台进行调整，然后取下1/4波阻片，通过Zθ回转载物台使光源模块41回转，使其与偏振面保持光纤43的偏振方向保持一致。第5实施例图11为模式表示第5实施例的光学元件组合装置的概略构成图。
下面对第5实施例的组合装置与第1实施例的组合装置的不同之点作出说明。
第5实施例的组合装置是一种对取代了图1中的光源模块3的光检测模块54中的波导元件51的波导51a的射入端面和取代了图1中的光纤4的单芯的光纤55进行了调心之后，通过粘合机59将两者连结的组合装置。
光检测模块54包括具有波导路51a的波导元件51；作为光检测器的光电二极管53；以及将从波导路51a的射出端面射出的光聚光于光电二极管53的透镜52。从波导路51a的射入端面射出的光由光电二极管53进行检测。光电二极管53的输出即光强度信号在由放大部16放大之后向控制部17供给。光检测模块54搭载在压电作动器9上。在本实施例中，压电作动器9能使光源模块41相对载物台7进行Z轴方向的往复扫描。
光纤55通过保持夹具19搭载在载物台8上。在光纤55的射入端，配置具有半导体激光器57和聚光透镜58的光源模块56，光源模块56的半导体激光器57通过从光源驱动电路13供给的电流，以一定的光量发光。来自光源模块56的半导体激光器57的光经由聚光透镜58，从光纤55的射入端进入光纤55，从光纤55的射出端射出。如图1所示，光纤55的射出端与波导元件51的波导51a的射入端相对。
下面参照图12～图15说明从光纤55的射出端(发光点)射出的光的强度分布。图12和图14为模式表示光强度分布的图，表示与XZ平面(或YZ平面)平行且包含焦点位置的平面内的光强度分布。该光强度分布是一种通过发光点、将与Z轴平行的直线作为中心的回转对称的形态。图12和图14假定发光点射出的光强度从发光点位置开始、以高斯分布扩展而作出的对数表示，设定发光点位置的光强度为1(＝10°)作为标准，各位数标记有等强度线。图13为图12纸面内的各线上的光强度的图，表示与在X方向(或Y方向)上相互偏位的Z轴平行的各线O2、P2、Q2、R2上的、各Z方向位置上的光强度。图15为图14纸面内的各线上的光强度的图，表示与在Z方向上相互偏位的X轴(或Y轴)平行的各线H2、I2、J2、K2上的、各X方向(Y方向)位置上的光强度。
从图12～图15中可以看出，随着远离发光点越远，急剧衰减。在与传统技术一样始终使用直线放大器22的场合，1次可观察的信号强度范围例如是2～3位数，在图12和图14中，1次只能观察2～3根等强度线的范围。对此，若使用对数放大器21，则例如可同时观察到从图12和图13的发光点至最外侧的等强度线(10-6的等强度线)的范围。另外，在本实施例中，放大器16的构成与第1实施例相同，具有对数放大器22。
下面对第5实施例组合装置的调心动作进行说明。
关于调心动作开始时的初始位置设定，对光纤55射出端的机械性设定误差相对于Z轴方向的所定的设定位置控制在约±250μm、在X轴和Y轴方向控制在约±100μm范围内的场合进行说明。
首先，将光纤55的射出端的位置相对于波导51a的射入端，事先设定在Z轴方向偏位约-1500μm(远离波导51a的射入端)、XY轴方向各偏位约-150μm的位置(该位置是设定位置，实际位置离设定位置偏离所述设定误差)，然后开始调心动作。
一旦开始调心动作，则控制部17将指令发给压电驱动部12，通过压电驱动部12驱动压电作动器9，包含波导51a的光检测模块54在X轴方向以所定的频率(例如30Hz)、所定的振幅(例如100μm)的正弦波形反复进行往复扫描，通过光源驱动电路13以所定的电流值使光源模块56的半导体激光器57发光。导入波导51a的光的强度由光电二极管53检测，其输出由放大部16放大，放大部16的输出向控制部17供给。控制部17将放大方式选择信号发给放大部16，由放大部16执行对数放大。在本实施例中，在放大部16中可持续进行对数放大。另一方面，从位置检测器10经由放大回路11得到的位置检测信号向控制部17供给。控制部17将来自放大回路11的位置检测信号和来自放大部16的输出(被放大的光强度信号)经过A/D变换，作为数据分别被读入，从而在例如每一往复扫描的半周期中，依次获得X轴方向往复扫描的全振幅的光强度分布。
这种随着利用压电作动器9进行的X轴方向往复扫描的1维光强度分布的获得，一直依次持续到后述的时点为止。
在此状态下，首先进行X轴方向的位置调整。在此步骤中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行所定范围的光强度积分值或平均值的运算。其次，控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的光强度所定范围的积分值或平均值，一边通过载物台驱动部14对X轴载物台沿正方向进行扫描，求出该积分值或平均值为最大的位置(相当于X轴方向的大致中心位置)，使X轴载物台停止。积分值或平均值为最大的位置与Y轴方向的大致中心位置相当，这从参照图12～图15已说明的光强度分布中可以理解。
接着，进行Y轴方向的位置调整。在此步骤中，控制部17对如前所述依次得到的各1维光强度分布，根据该光强度分布进行所定范围的光强度积分值或平均值的运算。控制部17一边监视从各1维光强度分布中获得的所定范围的光强度积分值或平均值，一边通过载物台驱动部14对Y轴载物台沿正方向进行扫描，求出该积分值或平均值的最大位置(相当于Y轴方向的大致中心位置)，使Y轴载物台停止。积分值或平均值的最大位置与Y轴方向的大致中心位置相当，这从参照图12～图15已说明的光强度分布中可以理解。
接着，控制部17使Z轴载物台向靠近光纤55和波导51a的方向移动约1000μm。此时，控制部17将X轴载物台移动至梯状波形(即、1维的光强度分布显示为梯状)的、由压电作动器9的X轴方向往复扫描的振幅大致中央位置，在不是梯状而是左右非对称波形的场合，向信号电平高的方向扫描X轴载物台，X轴载物台移动至梯状波形的、由压电作动器9的X轴方向往复扫描的振幅的大致中央位置。
其次，控制部17一边监视1维光强度积分值或平均值，一边对Y轴方向的位置进行再次调整，将Y轴载物台移动至积分值或平均值为最大的位置。
其次，控制部17通过Z轴载物台使光纤55逐渐靠近波导51a。这样，如图16所示，1维的光强度分布在信号的峰值强度逐渐增大的同时缩小波形的幅度(半值幅度)。如图17所示，光纤55的射出端与波导51a的射入端之间的间隙长度与波形的幅度(半值幅度)具有一定的关系，故Z轴载物台在达到所定幅度时停止移动。
然后，控制部17停止向压电作动器9供给的正弦波的驱动信号，对X轴载物台进行扫描或者对压电作动器9进行直流电压扫描，求出从放大部16中得到的信号为最大位置，使其处于在该位置的状态。
其次，控制部17使Z轴载物台移动所定距离，光纤55的射出端与波导51a的射入端对接。
其后，控制部17通过粘合机59，采用锡焊或粘合剂等方法将光纤55的射出端与波导51a的射入端固定，由此结束组装。
另外，采用本实施例的方法，也可对波导组合元件的波导端面与半导体激光器芯片进行调心。但在此场合，控制部17在决定了波导端面与半导体激光器芯片的间隙长度之时，停止向压电作动器9供给正弦波形的驱动信号，进行X轴载物台的扫描或者压电作动器9的直流电压的扫描，求出从放大部16得到的信号为最大的位置，在该位置的状态下，不进行两者的对接。
本实施例是将压电作动器9的往复扫描方向定为X轴方向，但也可将其扫描方向例如定为Y轴方向。第6实施例图18为模式表示第6实施例的光学元件组合装置的概略构成图。图19为模式表示第6实施例的光学元件组合装置的概略立体图。图20为模式表示第6实施例的光学元件组合装置中的、有关倾斜度的调心原理图。
下面对第6实施例的组合装置与第1实施例的组合装置的不同之点作出说明。
第6实施例的组合装置是一种对取代了图1中的光源模块3的波导组合元件61和取代了图1中的光纤4的光纤带62调心之后，由粘合机63将两者连结组合的装置。
如图19所示，波导组合元件61具有将1个波导(为便于说明、称为「分支前波导」)分支为多个波导(为便于说明、称为「分支后波导」)结构的分支波导64。如图19和图20所示，分支波导64的多个分支后波导的端面以所定间距配置在直线L1上，成为能沿着相互平行的光轴分别射出光的部位。
波导元件61搭载在压电作动器9上，波导元件61的分支前波导的端面与光纤65的一端耦合，在光纤65的另一端，配置具有半导体激光器66和聚光透镜67的光源模块68，光源模块68的半导体激光器66通过从光源驱动电路13供给的电流发出一定的光量。来自半导体激光器66的光经由聚光透镜57和光纤65，向分支波导64的分支前波导射入，各自从分支波导64的多个分支后波导分别射出。
如图19所示，带状光纤62具有复数根芯线光纤69。如图19和图20所示，复数根芯线光纤69的一个端面以与前述所定间距相同的间距配置在直线L2上，成能让光分别为沿着相互平行的光轴射入的部位。光纤带62的一方侧部分由保持夹具19搭载在载物台8上。复数根芯线光纤69的一个端面与波导元件61的分支波导64的多个分支后波导的端面各自对向。
光纤带62两侧的2根芯线光纤69的另一端，分别配置有光检测器15A、15B。光从波导组合元件61的分支波导64两侧的2个分支后波导的端面分别射出，经由光纤带62两侧的2根芯线光纤69，分别被光检测器15A、15B检测。光检测器15A、15B的各输出分别由放大部16A、16B放大之后向控制部17供给。各放大部16A、16B的结构与第1实施例的放大部16相同，具有对数放大器22。
又，在本实施例中，载物台8除了X、Y、Z轴之外，还具有Zθ回转轴的调整机构。即，载物台8是将X轴载物台、Y轴载物台、Z轴载物台以及Zθ回转载物台7复合而成。但图中，省略了X轴载物台、Y轴载物台、Z轴载物台以及Zθ回转载物台的图示。
下面对第6实施例组合装置的调心动作进行说明。
一旦开始调心动作，则控制部17将指令发给压电驱动部12，通过压电驱动部12驱动压电作动器9，使波导元件61沿X轴方向以所定的频率(例如约30Hz)、所定振幅(例如100～300μm(±50～150μm))的正弦波形反复进行往复扫描(图19和图20中的箭头XRE所示)，通过光源驱动电路13以所定的电流值使光源模块68的半导体激光器66发光。由此，分别导入光纤带62两侧的2根芯线光纤69中的各光强度由光检测器15A、15B分别检测，这些输出分别由放大部16A、16B放大，放大部16A、16B的输出向控制部17供给。控制部17将放大方式选择信号发给放大部16A、16B，由放大部16A、16B执行对数放大。在本实施例中，在放大部16中可持续进行对数放大。另一方面，从位置检测器10经由放大回路11得到的位置检测信号向控制部17供给。控制部17将来自放大回路11的位置检测信号和来自放大部16A、16B的输出(被放大的光强度信号)分别经过A/D变换，作为数据分别被读入，从而在与各个光检测器15A、15B对应的、例如每一往复扫描的半周期中，依次获得X轴方向往复扫描的全振幅的光强度分布。将与光检测器15A对应的部分称为频道A(CHA)，将与光检测器15B对应的部分称为频道B(CHB)。
这种随着由压电作动器9的X轴方向往复扫描的1维光强度分布的获得，一直依次持续到后述的时点为止。
在这种状态下，首先，控制部17对Z轴载物台进行调整，在机械性安全的范围内使光纤带62接近波导元件61。
此时，当在X轴波导元件61和光纤带62的左右端收纳在约±50μm的场合，各自与光检测器15A、15B分别对应而得到的各频道CHA、CHB的1维光强度分布如图20所示。
此时，若波导元件61的直线L1和光纤带62的直线L2倾斜，则1维光强度分布中的峰值位置(峰值的X轴方向位置)相互错开而有差异。控制部17对2个1维光强度分布的峰值位置进行运算，通过Zθ回转载物台进行角度调整，使两者的差异基本消失。
采用本实施例，即使是在压电作动器9的X轴方向往复扫描的振幅小的场合以及机械性设定误差大等原因、1维光强度分布的峰值位置不能收纳于压电作动器9的X轴方向往复扫描的振幅范围内的场合，也可根据获得的1维光强度分布的波形的末端部分的倾斜，判断出各个峰值位置偏位于往复扫描振幅的哪一方，因此，若根据该判断结果，由控制部17对Zθ轴的载物台和X轴载物台向出现峰值的方向进行调整，则可容易地进行角度调整。
其次，控制部17对Y轴载物台进行扫描，求出各频道的1维光强度分布的峰值强度最大的Y轴位置，停止在该位置上。此时，当由左右频道得到最大信号的Y轴上的位置偏位时，可以将其调整到中间位置或者使2个峰值强度一致。
控制部17在X轴调整终了之后，控制部17对Z轴载物台进行扫描，使光纤带靠近波导，在所定的距离上停止载物台的移动。此时，与参照图16和图17已说明的事项一样，可以从1维光强度分布中得到的半值幅度等获知波导元件61与光纤带62前端的距离。
其次，控制部17停止向压电作动器9供给正弦波的驱动信号，对X轴载物台进行扫描或者对压电作动器9进行直流电压扫描，求出从放大部16A、16B的一方中得到的信号的最大位置，使其处于在该位置的状态。然后，使Z轴载物台移动所定距离，使光纤带62与波导元件61对接或设定在最小距离上。
其后，控制部17通过粘合机63，采用粘合剂等方法将光纤带62的端部与波导元件61的端部固定，由此结束组装。
在上述的示例中，对光纤带62的复数根芯线光纤69中的两侧的2根芯线光纤69进行光强度检测，但也可对2根以上的任意数的芯线光纤69进行光强度检测，例如即使光纤带62是16～32根的多芯，也能对所有的芯线光纤69分别作出光强度检测。第7实施例图21为模式表示第7实施例的高频特性计测装置的概略构成图。
下面对第7实施例的高频特性计测装置与第1实施例的组合装置的不同之点作出说明。
第7实施例的高频特性计测装置是一种对光检测器即高速光电二极管的高频特性进行计测的装置。
第7实施例的高频率特性计测装置不使用图1中的光纤4，而是将计测对象即光电二极管71通过保持夹具72搭载在载物台8上。光电二极管71与光源模块3相对。又，在图21的装置中，不使用激光焊接机5和光检测器15，而是改为设置有偏置T73、信号发生器74、分支回路75以及频谱分析器76。
光电二极管71检测从光源模块3射入的激光强度。光电二极管71的输出通过分支回路75分支为2路。分支的一方输出由放大部16放大后送向控制部17。由分支回路75分支的另一方输出送向频谱分析器76，由频谱分析器等对其频率特性等作出计测。光源模块3的半导体激光器1通过偏置T73由信号发生器74进行调制。
在第7实施例的高频特性计测装置中，通过与前述图1所示装置相同的调心动作，使光电二极管71的位置与光源模块3的聚光点对齐。
通常，光电二极管71的受光面积数10μmφ，比光源模块3的聚光点大，又由于受光面积内也有灵敏度误差，因此，有时会出现不能明确决定1维光强度分布的峰值点的情况。在这种场合，既可使半值全幅的中心和重心位置与信号的最大值对应，也可采用参照设于光电二极管71的受光面的护圈位置(图22中的GR)求取中心位置的方法。
调心终了之后，控制部17控制信号发生器74，对振荡频率进行扫描，由频谱分析器76等对光电二极管71的频率特性进行计测。
以上对本发明的各实施例作了说明，但本发明不限定于这些实施例。
例如，也可使图1所示的装置变形，得到与图9所示的装置相同的变形将其分别应用于图10所示的装置和图11所示的装置、图18所示的装置和图21所示的装置，也可构成与这些装置对应的由操作员作出判断等的装置。另外，在图18所示的装置中应用这种变形的场合，虽然可设置分别对应于各放大部16A、16B的1个示波器，但最好是采用2显象示波器。
权利要求
1.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心方法，其特征在于，包括光强度分布取得步骤和位置调整步骤，在所述光强度分布取得步骤，使用放大手段，所述放大手段对从所述第1光学元件射出并被导入所述第2光学元件的光进行检测的光检测器的输出进行放大，一边使所述第1光学元件和所述第2光学元件相对性地关于1个轴反复进行1维往复扫描，一边根据随着所述往复扫描得到的所述放大手段的输出，取得关于所述1个轴的1维光强度分布；在所述位置调整步骤，根据所述光强度分布取得步骤得到的1维光强度分布，对所述第1光学元件与所述第2光学元件的相对位置进行调整。
2.如权利要求1所述的光学元件的调心方法，其特征在于，所述放大手段执行对数放大。
3.如权利要求1所述的光学元件的调心方法，其特征在于，在所述相对位置接近调心位置之前，所述放大手段执行对数放大，所述相对位置靠近调心位置之后，所述放大手段执行直线放大。
4.如权利要求1所述的光学元件的调心方法，其特征在于，所述位置调整步骤包括根据所述1维的光强度分布取得光强度所定范围的积分值或平均值的步骤；以及使所述往复扫描的中心位置向与所述第1光学元件射出的光的光轴方向大致垂直的所定方向移动，在所述积分值或所述平均值为最大的位置或其附近的位置停止向所述所定方向移动的步骤。
5.如权利要求1所述的光学元件的调心方法，其特征在于，所述位置调整步骤包括根据所述1维的光强度分布取得光强度的峰值或所定比率值幅的步骤；以及使所述往复扫描的中心位置沿所定方向移动，在所述峰值为最大的位置或其附近的位置或者所述所定比率值幅为最小的位置或其附近位置，停止向所述所定方向移动的步骤。
6.如权利要求1所述的光学元件的调心方法，其特征在于，从所述第1光学元件射出的光是向聚光点聚集的光，所述位置调整步骤包括根据所述1维的光强度分布取得光强度的积分值、平均值、或峰值的步骤；以及在与所述第1光学元件射出的光的光轴方向大体一致的第1方向大致垂直的第2方向上，所述往复扫描的中心位置相对于调心位置偏移，在此状态下，使所述中心位置向所述第1方向移动，在所述积分值、所述平均值或所述峰值这最小的位置或其附近的位置，停止向所述第1方向移动的步骤。
7.如权利要求1所述的光学元件的调心方法，其特征在于，所述位置调整步骤包括根据所述1维的光强度分布取得光强度的峰值或所定比率值幅的步骤；以及使所述往复扫描的中心位置向与所述第1光学元件射出的光的光轴方向大致垂直的所定方向移动，在所述峰值或所定比率值幅为所定值的位置或其附近位置，停止向所述所定方向移动的步骤。
8.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心方法，其特征在于，所述第1光学元件具有配置于大致直线上且沿着相互平行的光轴可分别将光射出的多个部位，所述第2光学元件具有配置于大致直线上且可分别让光射入的多个部位，所述光学元件的调心方法包括光强度分布取得步骤和位置调整步骤，在所述光强度分布取得步骤，使用对来自2个以上光检测器的对应输出进行放大的2个以上的放大手段，所述光检测器用于对从所述第1光学元件的所述多个部位中的2个以上的部位分别射出并被导入与所述第2光学元件的所述多个部位中的对应的2个以上部位的光分别进行检测，一边使所述第1光学元件和所述第2光学元件相对性地关于1个轴反复进行1维往复扫描，一边根据随着所述往复扫描得到的所述2个以上放大手段的输出，对该每一个输出，取得关于所述1个轴的1维光强度分布；在所述位置调整步骤，根据在所述光强度分布取得步骤得到的各个1维光强度分布，对所述第1光学元件与所述第2光学元件的相对位置进行调整，使得所述各个1维光强度分布的峰值差异减小。
9.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心方法，其特征在于，使用对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从所述第1光学元件射出并被导入所述第2光学元件的光进行检测，所述放大手段执行对数放大。
10.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心方法，其特征在于，使用对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从所述第2光学元件射出并被导入所述第2光学元件的光进行检测，在所述相对位置接近调心位置之前，所述放大手段执行对数放大，所述相对位置靠近调心位置之后，所述放大手段执行直线放大。
11.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心装置，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从所述第1光学元件射出并被导入所述第2光学元件的光进行检测；使所述第1光学元件与所述第2光学元件相对位置变更的移动装置；根据所述放大手段的输出控制所述移动装置、以调整所述相对位置的控制手段；以及使所述第1光学元件和所述第2光学元件相对性地关于1个轴反复进行1维往复扫描的往复扫描手段，所述控制手段根据随着所述往复扫描得到的所述放大手段的输出，取得关于所述1个轴的1维光强度分布，根据获得的所述1维光强度分布，对所述移动装置进行控制，调整所述第1光学元件与所述第2光学元件的相对位置。
12.如权利要求11所述的光学元件的调心装置，其特征在于，所述放大手段执行对数放大。
13.如权利要求11所述的光学元件的调心装置，其特征在于，所述放大手段根据选择信号，有选择地执行对数放大或直线放大中的某一方，所述控制手段向所述放大手段提供所述选择信号，使得在所述相对位置接近调心位置之前，所述放大手段执行对数放大，所述相对位置靠近调心位置之后，所述放大手段执行直线放大。
14.如权利要求11所述的光学元件的调心装置，其特征在于，所述控制装置根据所述1维的光强度分布取得光强度所定范围的积分值或平均值，控制所述移动装置，使所述往复扫描的中心位置向与所述第1光学元件射出的光的光轴方向的大致垂直的所定方向移动，在所述积分值或所述平均值为最大的位置或其附近的位置，停止向所述所定方向移动。
15.如权利要求11所述的光学元件的调心装置，其特征在于，所述控制装置根据所述1维的光强度分布取得光强度的峰值或所定比率值幅，控制所述移动装置，使所述往复扫描的中心位置向所定方向移动，在所述峰值为最大的位置或其附近的位置或者所述所定比率值幅为最小的位置或其附近位置，停止向所述所定方向的移动。
16.如权利要求11所述的光学元件的调心装置，其特征在于，从所述第1光学元件射出的光是向聚光点聚集的光，所述控制装置根据所述1维的光强度分布取得光强度的积分值、平均值或峰值，在与所述第1光学元件射出的光的光轴方向大体一致的第1方向大致垂直的第2方向上，所述往复扫描的中心位置相对于调心位置偏置，在此状态下，所述中心位置向所述第1方向移动，在所述积分值、所述平均值或所述峰值为最小的位置或其附近的位置，停止向所述第1方向的移动。
17.如权利要求11所述的光学元件的调心装置，其特征在于，所述控制装置根据所述1维的光强度分布取得光强度的峰值或所定比率值幅，控制所述移动装置，使所述往复扫描的中心位置向与所述第1光学元件射出的光的光轴方向大致垂直的所定方向移动，在所述峰值或所述所定比率值幅为所定值的位置或其附近的位置，停止向所述所定方向的移动。
18.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心装置，其特征在于，所述第1光学元件具有配置于大致直线上且可分别沿着相互平行的光轴将光射出的多个部位，所述第2光学元件具有配置于大致直线上且可分别让光射入的多个部位，所述调心装置包括对来自2个以上光检测器的对应输出进行放大的2个以上的放大手段，所述光检测器对从所述第1光学元件的所述多个部位中的2个以上的部位分别射出并分别入射所述第2光学元件的所述多个部位中对应的2个以上部位的光分别进行检测；使所述第1光学元件与所述第2光学元件的相对位置变更的移动装置；根据所述2个以上放大手段的各输出控制所述移动装置、以调整所述相对位置的控制手段；以及使所述第1光学元件和所述第2光学元件相对性地关于1个轴反复进行1维往复扫描的往复扫描装置，所述控制手段根据随着所述往复扫描得到的所述2个以上放大手段的输出，对该每一个输出取得关于所述1个轴的1维光强度分布，根据取得的所述各1维光强度分布，对所述移动装置进行控制，调整所述第1光学元件与所述第2光学元件的相对位置，以减小所述各1维光强度分布的峰值位置的差异。
19.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心装置，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从所述第1光学元件射出并被导入所述第2光学元件的光进行检测；使所述第1光学元件与所述第2光学元件相对位置变更的移动装置；以及根据所述放大手段的输出控制所述移动装置、调整所述相对位置的控制手段；所述放大手段执行对数放大。
20.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心装置，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从所述第1光学元件射出并被导入所述第2光学元件的光进行检测；使所述第1光学元件与所述第2光学元件相对位置变更的移动装置；以及根据所述放大手段的输出控制所述移动装置、调整所述相对位置的控制手段；所述放大手段根据选择信号，有选择地执行对数放大或直线放大中的某一方，所述控制装置向所述放大手段提供所述选择信号，使得在所述相对位置接近调心位置之前，所述放大手段执行对数放大，所述相对位置靠近调心位置之后，所述放大手段执行直线放大。
21.一种光学元件的调心装置，用于对第1光学元件与第2光学元件相对位置的调整，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从所述第1光学元件射出并被导入所述第2光学元件导入的光进行检测；根据操作员的操作，使所述第1光学元件与所述第2光学元件的相对位置变更的移动装置；使所述第1光学元件和所述第2光学元件相对性地关于1个轴反复进行1维往复扫描的往复扫描装置；根据随着所述往复扫描得到的所述放大手段的输出，取得关于所述1个轴的1维光强度分布的手段；以及向所述操作员提示所述1维光强度分布的提示手段。
22.如权利要求21所述的光学元件的调心装置，其特征在于，所述放大手段执行对数放大。
23.如权利要求21所述的光学元件的调心装置，其特征在于，所述放大手段根据操作员的操作，选择对数放大或直线放大中的某一方。
24.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心装置，其特征在于，所述第1光学元件具有配置于大致直线上且可分别沿着相互平行的光轴将光射出的多个部位，所述第2光学元件具有配置于大致直线上且可分别让光射入的多个部位，所述调心装置包括对来自2个以上光检测器的对应输出进行放大的2个以上的放大手段，所述光检测器对从所述第1光学元件的所述多个部位中的2个以上的部位分别射出并分别入射所述第2光学元件的所述多个部位中对应的2个以上部位的光分别进行检测；根据操作员的操作，使所述第1光学元件与所述第2光学元件相对位置变更的移动装置；使所述第1光学元件和所述第2光学元件相对性地关于1个轴反复进行1维往复扫描的往复扫描手段；根据随着所述往复扫描得到的所述2个以上放大手段的输出，对该每一个输出，取得关于所述1个轴的1维光强度分布的装置；以及向所述操作员提示所述各1维光强度分布的提示手段。
25.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心装置，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器对从所述第1光学元件射出并被导入所述第2光学元件的光进行检测；向所述操作员提示基于所述放大手段输出的信息的提示手段；以及根据所述操作员的操作，使所述第1光学元件与所述第2光学元件的相对位置变更的移动装置，所述放大手段执行对数放大。
26.一种对第1光学元件与第2光学元件的相对位置进行调整的光学元件的调心装置，其特征在于，包括对光检测器的输出进行放大的放大手段，所述光检测器从所述第1光学元件射出并被导入所述第2光学元件的光进行检测；根据所述操作员的操作，使所述第1光学元件与所述第2光学元件相对位置变更的移动装置；以及向操作员提示基于所述放大手段输出的信息的提示手段，所述放大手段根据所述操作员的操作，选择对数放大或直线放大中的某一方。
全文摘要
一种光学元件的调心方法及其装置，由光检测器对从光源模块射出并被导入光纤的光进行检测。在放大部放大光检测器的输出。利用压电作动器，使光源模块向X轴方向反复进行1维性的往复扫描的，同时根据随着该往复扫描得到的放大部的输出，取得X轴方向的1维光强度分布。根据该X轴方向的1维光强度分布，调整光源模块与光纤的相对位置。
文档编号G02B6/30GK1458540SQ0313137
公开日2003年11月26日 申请日期2003年5月14日 优先权日2002年5月14日
发明者小石结, 南野真吾 申请人:精密量具株式会社