專利名稱：：測量光傳輸器件位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種精確測量光傳輸器件(如光纖等)在保持這些光傳輸器件的保持器上各自的位置的方法。如所周知，現(xiàn)在有不同的用于固定直徑(如125μm)光纖的襯底。在任何襯底上，如果固定在其上的光纖的軸從給定的位置發(fā)生偏移的話，在光纖和其他的光傳輸器件之間的傳輸損耗就會(huì)變大。因此，如果在襯底上加工出固定光纖用的槽，就需要很高(比方說小于0.5μm)的加工精度。為此，采用了比如使襯底上形成的槽的剖面為V型的方法，光纖被放在各自的槽中，然后利用樹脂或焊錫將光纖固定在槽中。圖1(a)為具有上述用來固定光纖的襯底的光纖保持器的一個(gè)實(shí)施例的正視概略圖。圖1(b)為該保持器的平面概略圖。圖1(c)為由圖1(b)的左側(cè)看去的保持器的側(cè)視圖。光纖保持器1包括用于固定光纖的襯底3。襯底3包括一個(gè)階梯的部分3a和一個(gè)保持部分3b，其中一個(gè)光纖罩2固定在階梯部3a上，而在保持部3b形成給定行數(shù)的槽7。每個(gè)槽7從保持部分3b的一個(gè)端面6延伸到階梯部3a。光纖8被放入槽7中，然后利用樹脂等固定在此處。在保持部分3b上設(shè)有一個(gè)罩4，在光纖罩2上又放有一個(gè)罩5。以下對(duì)加工這樣一種光纖陣列的方法加以說明。首先，提供一塊由陶瓷或玻璃制成的用于固定光纖的襯底3。每個(gè)槽7是一種具有深度為(例如)大約一百幾十μm的細(xì)槽。光纖8被分別放置并在槽7中定位。因?yàn)楣饫w陣列被用于與光波導(dǎo)襯底等相耦合，需要精確地測量每根光纖的位置。由于光波導(dǎo)可以利用比如半導(dǎo)體加工以±0.2μm的精度成形，假定光纖與具有同樣剖面的光波導(dǎo)相耦合，因?yàn)楣饫w位于各種光波導(dǎo)之間，當(dāng)在光纖的光學(xué)中心和光波導(dǎo)之間有1.5μm的偏移時(shí)就會(huì)造成不小于0.4dB的耦合損失。由于希望該耦合損失不大于0.2dB，因此兩個(gè)光學(xué)中心之間的偏移應(yīng)當(dāng)不大于1μm。為此，要求對(duì)于光纖中心的位置從理想位置或者說設(shè)計(jì)位置發(fā)生的偏移進(jìn)行的測量的精度為±0.1-0.2μm。但是，對(duì)光纖的纖芯位置進(jìn)行如此高精度的測量是不可能的。即雖然放置光纖的槽的形狀可以利用一種接觸型的形狀測量裝置進(jìn)行測量，但是光纖的位置則不可以使用這樣的裝置作直接測量。這是因?yàn)楣饫w的一個(gè)端面被利用磨光加工成平面，即使將接觸型的測量裝置用于光纖陣列的該端面也不能測出光纖的位置。假如光纖完全與槽接觸，可以根據(jù)槽的位置和高度精確地計(jì)算光纖的固定位置。但是，光纖實(shí)際上是以一個(gè)小的間隙與槽壁的表面相接觸，因此不可能以上述的高精度計(jì)算光纖的位置。為了解決上述問題，發(fā)明人考慮利用一個(gè)通用的工具顯微鏡去測量光纖的纖芯位置。在該通用工具顯微鏡中，被測物被放在可移動(dòng)的平臺(tái)上，因此其座標(biāo)可通過顯微鏡的定位來給出。但是在常規(guī)的通用工具顯微鏡中，測量精度僅為±1μm。從平臺(tái)本身的測量精度來判斷，對(duì)上述測量精度作進(jìn)一步的改進(jìn)是困難的。此外，發(fā)明人考慮采用一個(gè)激光束通過每根光纖，利用CCD接收由光纖發(fā)出的光束，然后根據(jù)接收到的光束來測量光纖的光學(xué)中心。問題是測量光束的輪廓十分困難。具體地說，當(dāng)由光纖發(fā)送的光束被直接觀察時(shí)，可以觀察到光束由于CCD等的象素的精度所造成的非圓形的異常。為了確定該光束的光學(xué)中心，需要對(duì)輪廓為非圓形的光束進(jìn)行正規(guī)化，但實(shí)際上測量精度是有限的。在利用市場上可以購到的光束仿形工具時(shí)，測量精度僅為±10μm。不僅如此，雖然理論上測量精度可以利用試驗(yàn)制造一種高精度的透鏡系統(tǒng)和一個(gè)平臺(tái)來提到一個(gè)較高的水平，但此時(shí)實(shí)際可以達(dá)到的測量精度最高也僅是0.5μm。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提高對(duì)利用保持器將若干個(gè)光傳輸器件保持在給定位置的每個(gè)光傳輸器件光學(xué)中心的位置的測量精度。本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種測量光傳輸器件的光學(xué)中心的位置的方法，此時(shí)一個(gè)保持器將若干個(gè)光傳輸器件保持在給定的位置，該方法包括如下步驟設(shè)置一個(gè)透鏡系統(tǒng)，以便在輸出光束的光束中形成一個(gè)與保持器中的各個(gè)光傳輸器件的一個(gè)端面相對(duì)的光束的中間細(xì)部；從該透鏡系統(tǒng)向光傳輸器件的一個(gè)端面輸入一束光束；當(dāng)光傳輸器件發(fā)射的光束的光強(qiáng)度最大時(shí)測量光學(xué)系統(tǒng)的位置；且根據(jù)測量值計(jì)算光傳輸器件的位置。本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種制造光學(xué)器件的方法，該器件為具有若干個(gè)光波導(dǎo)的襯底和一個(gè)光傳輸器件保持器的組合，該方法包括如下步驟根據(jù)上述的方法測量位于保持器中的各個(gè)光傳輸器件的位置；選擇一種保持器，該保持器具有的各個(gè)光傳輸器件的光學(xué)中心與被測量的保持器的誤差裕度不大于1.0μm；將選擇的保持器與襯底相連接，使各個(gè)光傳輸器件與相應(yīng)的光波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)光耦合。此外，本發(fā)明的第三個(gè)方面是提供一種制造光學(xué)器件的方法，該器件為具有若干個(gè)光學(xué)元件的光學(xué)單元裝置和一個(gè)光傳輸器件保持器的組合，該方法包括如下步驟根據(jù)上述的方法測量位于保持器中的各個(gè)光傳輸器件的位置；選擇一種保持器，該保持器具有的各個(gè)光傳輸器件的光學(xué)中心與被測量的保持器的誤差裕度不大于1.0μm；將選擇的保持器與光學(xué)單元裝置相連接，使各個(gè)光傳輸器件與相應(yīng)的光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)光耦合。作為光傳輸器件，光纖是首選，但是也可能采用無源的光傳輸器件如負(fù)載透鏡等。對(duì)采用何種光學(xué)元件沒有特別的限制，但是采用一種產(chǎn)生激光束的發(fā)射元件和一種接收該激光束的接收元件是有利的。以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。圖1(a)為和襯底一起的用于固定光纖的光傳輸器件保持器的一個(gè)實(shí)施例的正面概略視圖；圖1(b)為該保持器的概略平面圖；圖1(c)為該保持器的左側(cè)視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的測量理論的一個(gè)實(shí)施例的概略視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的測量理論的另一個(gè)實(shí)施例的概略視圖，其中端面10相對(duì)于X軸傾斜θ角；圖4為根據(jù)本發(fā)明的測量理論的又一個(gè)實(shí)施例的概略視圖；圖5為保持器9處于旋轉(zhuǎn)一個(gè)修正角θ的狀態(tài)時(shí)的概略視圖，圖6為在Z軸上的透鏡系統(tǒng)14的移動(dòng)量與光通量比率之間的關(guān)系的曲線圖，圖7為說明圖6曲線峰值鄰近區(qū)域的放大圖。圖8為本發(fā)明的實(shí)施例中使用的測量設(shè)備的概略透視圖。以下將適當(dāng)?shù)貐⒄崭綀D對(duì)本發(fā)明的理論和最佳實(shí)施例加以說明。圖2為根據(jù)本發(fā)明的測量理論的一個(gè)實(shí)施例的概略視圖。在光纖保持器9上加工出給定行數(shù)(比如)16個(gè)槽11A，11B，11C…11N，11O，11P。在該實(shí)施例中，槽的成形使其相互之間平行，但是每個(gè)槽可能是曲線形的。在這些槽中分別裝有光纖13A，13B，13C，…13N，13O，13P。每根光纖的一個(gè)端面12暴露于保持器9的端面10一側(cè)。所有這些端面均經(jīng)過光學(xué)磨光。透鏡系統(tǒng)14在輸出光束的光束中形成一個(gè)中間細(xì)部。該透鏡系統(tǒng)可以是單一的準(zhǔn)直儀或若干個(gè)透鏡的組合。透鏡系統(tǒng)14的布置使得其與保持器9的光纖13A的一個(gè)端面相對(duì)，從而使由透鏡系統(tǒng)輸出的光束15A輸入光纖13A的該端面12，并由該光纖13A的另一端面射出，如箭頭16A所示；該光束被一個(gè)接受元件17A所接收對(duì)光的強(qiáng)度進(jìn)行測量。此時(shí)，透鏡系統(tǒng)14沿X軸的方向和Y軸的方向移動(dòng)，在該過程中可以測出隨上述移動(dòng)產(chǎn)生的光強(qiáng)度的變化。同時(shí)，當(dāng)光強(qiáng)度最強(qiáng)時(shí)，測出透鏡系統(tǒng)14的位置(X1，Y1)。上述一系列操作是對(duì)各個(gè)光纖13B，13C，…13O，13P分別進(jìn)行的。比如，對(duì)于光纖13P，參考符號(hào)15P表示由透鏡系統(tǒng)14輸出的光束，參考符號(hào)16P表示由光纖13P發(fā)射出的光束，而參考符號(hào)17P表示光束16P的接收元件。在該例中，透鏡沿X軸方向和Y軸方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)隨著運(yùn)動(dòng)光強(qiáng)度的變化進(jìn)行測量。不僅如此，當(dāng)光強(qiáng)度最強(qiáng)時(shí)，對(duì)透鏡系統(tǒng)14的位置(X16，Y16)也進(jìn)行測量。當(dāng)光纖的光軸和透鏡系統(tǒng)的光軸最大程度地符合時(shí)，由光纖發(fā)射的光的強(qiáng)度就最強(qiáng)。因此，當(dāng)由光纖發(fā)射的光束的強(qiáng)度為最大時(shí)透鏡系統(tǒng)的位置就基本上和光纖在X軸和Y軸的位置相一致。作為其結(jié)果，光纖的中心的位置或者光學(xué)中心的位置就可以通過測量透鏡系統(tǒng)的位置來確定。特別重要的是，發(fā)射光束中光強(qiáng)度的變化對(duì)于透鏡系統(tǒng)位置的移動(dòng)非常敏感，即便在位置的移動(dòng)不大于0.1μm時(shí)也可以很容易地分辨。因此根據(jù)本發(fā)明的方法，原已固定在保持器上的各根光纖的位置可以以非常高的精度加以測量。由本發(fā)明的理論的觀點(diǎn)出發(fā)，該檢測光學(xué)系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的各光纖之間的最佳位置的方法是不受限制的。但測量的精度影響整個(gè)裝置的測量精度。一般而言，要求將保持器9和透鏡系統(tǒng)14分別放置于可移動(dòng)的平臺(tái)上，這些平臺(tái)在X，Y和Z軸三個(gè)方向上移動(dòng)。此時(shí)，每個(gè)平臺(tái)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)被計(jì)算機(jī)根據(jù)用戶的方式加以控制，因此透鏡系統(tǒng)14和保持器9之間的相對(duì)位置(X，Y)可以根據(jù)計(jì)算機(jī)的指令值和平臺(tái)的位置移動(dòng)來確這。無論如何，在平臺(tái)和移動(dòng)機(jī)構(gòu)中有一定的間隙，它就相應(yīng)于測量誤差。因此，在一個(gè)最佳實(shí)施例中，透鏡系統(tǒng)的位置或裝有透鏡系統(tǒng)的平臺(tái)的位置是被直接測量的。具體地說，最好是用激光測距儀借助由激光測距儀發(fā)射出的激光光束直接測量到透鏡系統(tǒng)14或平臺(tái)的距離。此時(shí)，更好的方法是用一臺(tái)激光測距儀測量X軸方向的位置而用另一臺(tái)激光測距儀測量Y軸方向的位置。在研究和開發(fā)本發(fā)明時(shí)發(fā)現(xiàn)了下述問題。參見圖3，對(duì)此問題加以說明。圖中如圖2所示的相同的器件采用相同的符號(hào)，但略去對(duì)其的解釋。即，光纖在X軸和Y軸的位置可以利用上述方法測量，因此可以認(rèn)為上述測量理論上不受透鏡系統(tǒng)14到保持器9的端面10之間的距離的影響。測量中，無論如何，需要將透鏡系統(tǒng)14與端面10平等移動(dòng)，但是這是十分困難的。因?yàn)椋瑸榱酥拦饫w在X軸的位置，需要使透鏡系統(tǒng)14沿X軸方向移動(dòng)以測量由光纖發(fā)射出的光束的光的強(qiáng)度的相應(yīng)變化，但是使保持器9的端面10和X軸高精度地相匹配是困難的。比如，在呈現(xiàn)由位于保持器兩端的光纖13A和13P發(fā)射的光束的最大光強(qiáng)度時(shí)，當(dāng)透鏡系統(tǒng)14的位置為(X1，Y1，Z)和(X16，Y16，Z)，在X軸上光纖13A和光纖13P之間的距離可以計(jì)算為(X16-X1)。無論如何，在光纖13A和光纖13P之間的距離比計(jì)算值要大，且為(X16-X1)/cosθ。實(shí)際上當(dāng)光纖的節(jié)距為250μm時(shí)，如保持器9具有，比如，16根光纖，從而在放于兩端的光纖13A和13P之間的距離為250μm×15＝3750μm。在實(shí)際測量時(shí)，假定光纖中13A和13B中任何一根的光軸的角度與透鏡系統(tǒng)14輸出的光束15A和15P之間有0.7°的偏移，實(shí)際的測量距離就變?yōu)?750μ×cos0.7°＝3749.7μm，即與真值產(chǎn)生0.3μm的偏差。該測量誤差將與其他測量誤差相加。作為使光纖的光軸與透鏡系統(tǒng)14輸出的光束之間匹配的方法，曾考慮采用圖象處理的方法。即，光纖保持器9的端面10由上部進(jìn)行觀察(Y軸方向)，從端面10的上邊緣選取若干個(gè)點(diǎn)，對(duì)亮度進(jìn)行測量。其后，根據(jù)亮度的測量值對(duì)于端面10的邊緣描繪一點(diǎn)假想線。當(dāng)測量出對(duì)應(yīng)于端面10的邊緣的假想線和由透鏡系統(tǒng)14到光纖的輸出光束間的角度后，使保持器9向θY方向旋轉(zhuǎn)，使得上述角度變成直角。但是，此方法具有如下的問題，即圖象處理本身的精度大約為±0.1μm。不僅如此，假如端面10的邊緣為直角，端面的位置可以精確地知道，但是端面10的實(shí)際邊緣常被破壞或變?yōu)槁詢A斜的表面。因此，不可能相應(yīng)于端面10的邊緣描繪出精確的假想線，從而會(huì)在假想線的位置和邊緣之間會(huì)產(chǎn)生大的偏差，不僅如此，在磨光的端面，精度大約為±0.2°。同時(shí)，端面10的位置并不與端面10的邊緣精確地一致。不僅如此，也不容易精確地掌握透鏡系統(tǒng)14光軸的位置。本發(fā)明中，因此，最好采用下述方法。如圖4所示，假定在保持器9的端面10和X軸之間具有一個(gè)斜角θ(θ＞0)。此時(shí)，由透鏡系統(tǒng)14輸出的光束15A輸入光纖13A的端面12，以如上所述的方法測量由光纖13A發(fā)射的光束16A的光的強(qiáng)度。在圖2和圖3的實(shí)施例中，透鏡系統(tǒng)14在Z軸上的位置固定為一個(gè)恒定的值(Z)。與之不同，本實(shí)施例中，透鏡系統(tǒng)14沿Z軸方向移動(dòng)。而且，透鏡系統(tǒng)14在X，Y和Z軸上的所有的位置(X1，Y1，Z1)均在發(fā)射的光束16A的光強(qiáng)度最強(qiáng)時(shí)被進(jìn)行測量。此時(shí)，由透鏡系統(tǒng)14輸出的光束15A有一個(gè)中間細(xì)部，從而當(dāng)由端面12的距離成為一個(gè)給定值D，一束輸入到光纖13A的一端的光束的尺寸變得最小，因此發(fā)射的光束16A的光的強(qiáng)度變得最大。如上所述的同樣的過程，至少應(yīng)在其他光纖之一中進(jìn)行，最好是在位于保持器一端的光纖13P中進(jìn)行，此時(shí)，透鏡系統(tǒng)14在X，Y和Z軸上的所有位置(X16，Y16，Z16)在發(fā)射光束16P的光強(qiáng)度最大時(shí)得到測量。同時(shí)，由光纖13P的端面12到透鏡系統(tǒng)14的距離為D。上述傾斜角θ可以根據(jù)Z1和Z16的不同進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，保持器9如圖5所示在θY的方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)修正角θ。作為其結(jié)果，保持器9旋轉(zhuǎn)直到透鏡系統(tǒng)14在Z軸上的位置均為相等的值(Z0)時(shí)為止。甚至在旋轉(zhuǎn)之后，在透鏡系統(tǒng)14和端面12之間的距離D仍如圖4所示保持不變。因此由透鏡系統(tǒng)14輸出光束15A和15P的光軸和相應(yīng)的光纖的光軸相一致。旋轉(zhuǎn)后，透鏡系統(tǒng)14在X和Y軸上的位置(X1，Y1)，(X16，Y16)在發(fā)射光束16A和16P的光強(qiáng)度最強(qiáng)時(shí)被進(jìn)行測量。由實(shí)際的測量例子可知，在光軸方向(Z軸方向)的測量精度大約為±4μm，當(dāng)該結(jié)果應(yīng)用到如上所述具有250μm節(jié)距的光纖陣列時(shí)，它相應(yīng)于±0.06°的角θ，和對(duì)透鏡系統(tǒng)在X和Y軸的位置產(chǎn)生0.002μm左右的影響。其次，對(duì)一個(gè)在光纖發(fā)射的光束的光強(qiáng)度為最大時(shí)對(duì)透鏡系統(tǒng)14在Z軸上的第一位置進(jìn)行測量的優(yōu)選方法加以說明。圖6和圖7的曲線表示在發(fā)射光束的光強(qiáng)度的比率(光通量比率)和當(dāng)利用典型的準(zhǔn)直儀作為透鏡系統(tǒng)14時(shí)準(zhǔn)直儀在Z軸上移動(dòng)的距離之間的關(guān)系。圖6和圖7中，在縱座標(biāo)軸上光通量的比率表示當(dāng)輸出光束的光強(qiáng)度的最大值被標(biāo)準(zhǔn)化為10時(shí)的相對(duì)值。同時(shí)，橫座標(biāo)軸表示當(dāng)將呈現(xiàn)近似為最大光通量比率的Z軸上的移動(dòng)量定為0時(shí)，由起點(diǎn)的移動(dòng)量。具體地說，如圖7的曲線所示當(dāng)光通量比率最大時(shí)，光通量比度的變化相對(duì)于Z軸移動(dòng)量的變化很小，因此當(dāng)光通量比率為最大時(shí)很難確定準(zhǔn)直儀在Z軸上的位置，而且誤差變大。這樣一個(gè)曲線依賴于準(zhǔn)直儀光束的形式。因此當(dāng)光通量比率相應(yīng)于Z軸上移動(dòng)量的變化是在一個(gè)大范圍變化時(shí)，首先選定一個(gè)預(yù)定的值；具體地說，即在光通量比率的最大值的40～90％的范圍中選定一個(gè)值，然后在光通量比率達(dá)到上述預(yù)定的值時(shí)對(duì)透鏡系統(tǒng)在Z軸上的第三位置進(jìn)行測量；并且在光通量比率在最大光通量比率的另一側(cè)達(dá)到上述預(yù)定值時(shí)，對(duì)透鏡系統(tǒng)14在Z軸上的第四位置進(jìn)行測量。第一位置可以作為第三位置和第四位置的中點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)考慮到每根光纖13A，13B，…13P時(shí)，透鏡系統(tǒng)14沿X軸和Y軸的方向移動(dòng)以測量隨著上述移動(dòng)所接收到的光通量的變化；此時(shí)，當(dāng)接收到最大光強(qiáng)度時(shí)，即對(duì)透鏡系統(tǒng)14在X軸和Y軸上的第一位置進(jìn)行測量。即使這樣，在接收光強(qiáng)度最大時(shí)，所接收光強(qiáng)度的變化相對(duì)于在X軸和Y軸上的變化量也很小。因此，當(dāng)接收光強(qiáng)度變?yōu)樽畲髸r(shí)在X軸和Y軸上的位置的誤差變大。因此，在接收光強(qiáng)度相應(yīng)于在X軸和Y軸上移動(dòng)量的變化是在大范圍中變化時(shí)，首先選擇一個(gè)預(yù)定的值，具體地來說在接收光強(qiáng)度的最大值40～90％的范圍中選定一個(gè)值，然而在接收光強(qiáng)度達(dá)到上述預(yù)定值時(shí)對(duì)透鏡系統(tǒng)14在X軸和Y軸上的第三位置加以測量。然后在最大接收光強(qiáng)度的另外的一側(cè)當(dāng)接收光強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定的值時(shí)，對(duì)透鏡系統(tǒng)14在X軸和Y軸上的第四位置進(jìn)行測量。因此第一位置可以作為第三位置和第四位置的中點(diǎn)加以計(jì)算。在固定光纖用的襯底的生產(chǎn)中，可利用對(duì)硅材料蝕刻形成槽的方法。但，該方法的加工精度有一定的限制，因此很難高精度地形成V形槽。為此，可以利用磨光陶瓷材料如氧化鋁，瑪瑙，氧化鋯等等或玻璃材料的方法來形成槽。在后者，比如，一個(gè)陶瓷成形的物體被燒結(jié)后送到平面磨床形成平面，然后利用鉆石砂輪對(duì)其進(jìn)行磨光加工以在平面上形成槽。也可以利用對(duì)襯底加壓模塑形成固定光纖用的槽。作為玻璃材料，光玻璃(BK-7)，硼硅酸鹽玻璃，堿石灰玻璃，離子交換玻璃，LiQ2-Al2O3-SiO2玻璃為首選。以下將參照下例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。圖8為采用本發(fā)明的例中應(yīng)用的測量設(shè)備的概略透視圖。如圖1所示，制造出利用V形槽放置16根光纖的光纖保持器1，其后對(duì)每根光纖的中心的位置利用上述方法進(jìn)行測量。此例中，固定光纖用的襯底3是用硼硅酸鹽玻璃制成，而V形槽是用壓力模塑形成。兩根光纖之間的節(jié)距為250μm。保持器1是一個(gè)長方體，外形尺寸為6×6×2mm。光纖則采用了波長為1.3μm的單模光纖。圖8中，準(zhǔn)直儀14被放置在平臺(tái)23的上表面23a的一端，并經(jīng)光纖22與發(fā)光二極管21相連。平臺(tái)23放于Y軸平臺(tái)24Y，X軸平臺(tái)24X和Z軸平臺(tái)24Z上。平臺(tái)24X，24Y，24Z每個(gè)均通過一根電纜34與計(jì)算機(jī)35相連，這樣每個(gè)平臺(tái)的移動(dòng)量可以被連續(xù)地根據(jù)計(jì)算機(jī)對(duì)平臺(tái)移動(dòng)的指令值進(jìn)行測量。整個(gè)測量設(shè)備被放置在振動(dòng)吸收臺(tái)27上。激光測距儀28X布置在與平臺(tái)23的側(cè)面23b相對(duì)的位置，并通過支撐構(gòu)件29X固定在振動(dòng)吸收臺(tái)27上。激光測距儀28Z布置在與平臺(tái)23的側(cè)面23c相對(duì)的位置并經(jīng)支撐構(gòu)件29Z固定在振動(dòng)吸收臺(tái)27上。激光測距儀28Y布置在與平臺(tái)23的背面23d相對(duì)的位置并經(jīng)支撐構(gòu)件29Y固定在振動(dòng)吸收臺(tái)27上。所有這些激光測距儀均具有大約為0.01μm的分辨率。每個(gè)激光測距儀的激光束被照射到平臺(tái)23的原因是因?yàn)槊總€(gè)激光測距儀與平臺(tái)23之間的位置關(guān)系基本上是不變的，且一個(gè)表面被激光束照射的條件，位置和角度也是基本上恒定的，因此可以使測量誤差達(dá)到最小。在平臺(tái)23中，被激光束照射的表面最好是鏡面。在準(zhǔn)直儀14中，具有一個(gè)大約15μm的光束中間細(xì)部。名詞“光束中間細(xì)部”表示在某個(gè)位置光束的直徑顯示出最小值。符號(hào)15表示一激光束。平臺(tái)37布置于平臺(tái)36Y的θY軸，平臺(tái)36Z的θZ軸和平臺(tái)36X的θX軸上，而平臺(tái)36X布置在振動(dòng)吸收臺(tái)上。每個(gè)平臺(tái)36X，36Y和36Z經(jīng)電纜33與計(jì)算機(jī)35相連，這樣每個(gè)平臺(tái)的轉(zhuǎn)角可以根據(jù)計(jì)算機(jī)對(duì)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)的指令值來進(jìn)行連續(xù)地測量。保持器1布置在平臺(tái)37上。本實(shí)施例中，保持器1由平臺(tái)37上的夾具25定位，使得保持器中的光纖近似與準(zhǔn)直儀的輸出光束相平行。保持器的保持部分一側(cè)的端面被事先用酒精洗清過。位于保持器另一端的各光纖的端部被事先用市場上可以買到的切削工具切開，然后切開的端面被清洗過。這樣的光纖的端面被接到經(jīng)電纜32與計(jì)算機(jī)35相連的光接收元件31。對(duì)θY方向和θZ方向的粗調(diào)整可以利用將保持器端面，準(zhǔn)直儀端面，和其環(huán)境的圖象放入CCD攝影機(jī)24來進(jìn)行。因?yàn)楸３制鞒跏嫉陌惭b位置通常偏差很大。當(dāng)激光束輸入光纖，通常采用波長為1.55μm的激光束。雖然在光纖陣列中的光纖在該波長上具有輕微的散射，重要的是確定用于測量光心位置的發(fā)射光束呈現(xiàn)最大輸出時(shí)光纖中心的位置，因此采用激光束的波長大于光纖的波長(1.3μm)以盡可能地使發(fā)射的激光束以單模型式工作。不僅如此，為了防止由于氣流的影響降低測量精度，將平臺(tái)整體用罩罩住。首先，位于保持器端的光纖13A的位置利用手動(dòng)方式進(jìn)行粗測量。其后，利用上述方法將光纖的光軸調(diào)整到準(zhǔn)直儀輸出的光束的光軸位置。此時(shí)，X軸平臺(tái)24X和Y軸平臺(tái)24Y被驅(qū)動(dòng)以確定發(fā)射光束的光強(qiáng)度最大的位置。再其次，Z軸平臺(tái)也被驅(qū)動(dòng)以確定發(fā)射光束的光強(qiáng)度最大的位置。這樣可以得到圖6所示的曲線。實(shí)際上對(duì)在光通量比率接近最大光通量的70％時(shí)準(zhǔn)直儀在Z軸的兩個(gè)位置進(jìn)行了測量，然后根據(jù)上述兩個(gè)測量值計(jì)算在Z軸上的中點(diǎn)。此后，由上述計(jì)算值中算出所需的校正角θ，最好θY平臺(tái)36Y根據(jù)計(jì)算的校正角θ進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此后，對(duì)每根光纖的中心的位置進(jìn)行測量。在此例中，安裝準(zhǔn)直儀的平臺(tái)23的位置被利用激光測距儀28X，28Y和28Z進(jìn)行了測量。根據(jù)上述測量結(jié)果算出每根光纖的中心的座標(biāo)。當(dāng)以連接第一光纖13A的中心和第十六光纖13P的中心的直線被作為X軸時(shí)，以節(jié)距為250μm將X軸分割的點(diǎn)作為每根光纖的理想位置。其后算出每根光纖中心實(shí)際測量的位置和各自的理想位置之間的偏移。相對(duì)于同一個(gè)保持器上述測量重復(fù)三次，其結(jié)果如表1所示。表1</tables>由表1的結(jié)果可以看出，本發(fā)明的方法的測量精度約為±0.1μm。如上所述，采用本發(fā)明，可以對(duì)保持在光傳輸器件保持器中的給定位置的每個(gè)光傳輸器件的光學(xué)中心的位置高精度地進(jìn)行測量。權(quán)利要求1.一種測量光傳輸器件的光學(xué)中心的位置的方法，此時(shí)利用一個(gè)保持器將若干個(gè)光傳輸器件保持在給定的位置，該方法包括如下步驟布置一個(gè)透鏡系統(tǒng)以在輸出光束的光束中形成一個(gè)中間細(xì)部，該細(xì)部與保持器中的每個(gè)光傳輸器件的一個(gè)端面相對(duì)；從該透鏡系統(tǒng)給光傳輸器件的一個(gè)端面輸入一束光束；當(dāng)光傳輸器件發(fā)射的光束的光強(qiáng)度最大時(shí)，測量透鏡系統(tǒng)的位置；且根據(jù)測量的值計(jì)算光傳輸器件的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于光傳輸器件被以相互平行的方式固定，并且透鏡系統(tǒng)沿垂直于光傳輸器件的縱軸(Z軸)的兩個(gè)方向(X軸，Y軸)移動(dòng)，以測量光傳輸器件發(fā)射的光束的光強(qiáng)度，從而測量光傳輸器件在X軸與Y軸上的位置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在光傳輸器件之一發(fā)射的光束的光強(qiáng)度為最大時(shí)，對(duì)透鏡系統(tǒng)在Z軸上的第一位置進(jìn)行測量，該測量是利用使透鏡系統(tǒng)在Z軸上移動(dòng)從而測量由該光傳輸器件發(fā)射的光束的光強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)的；在另一光傳輸器件發(fā)射的光束的光強(qiáng)度為最大時(shí)，對(duì)透鏡系統(tǒng)在Z軸上的第二位置進(jìn)行測量，該測量是利用使透鏡系統(tǒng)在Z軸上移動(dòng)從而測量由該光傳輸器件發(fā)射的光束的光強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)的；旋轉(zhuǎn)保持器使第一位置與第二位置相配合；其后，透鏡系統(tǒng)沿垂直于光傳輸器件的縱軸(Z軸)的兩個(gè)方向(X軸，Y軸)移動(dòng)，以測量每個(gè)光傳輸器件發(fā)射的光束的光強(qiáng)度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于光傳輸器件發(fā)射的光束的光強(qiáng)度達(dá)到發(fā)射光束的最大光通量的40％～90％范圍中的預(yù)定值時(shí)，對(duì)透鏡系統(tǒng)在Z軸上的第三位置進(jìn)行測量。對(duì)透鏡系統(tǒng)在Z軸上的第四位置的測量是在光束的光強(qiáng)度的測量值在位于最大光通量的另一側(cè)的位置達(dá)到預(yù)定的值時(shí)實(shí)現(xiàn)的；第一位置與第二位置被分別作為第三位置和第四位置的中點(diǎn)計(jì)算出。5.一種制造光學(xué)器件的方法，該器件為具有若干個(gè)光波導(dǎo)的襯底和一個(gè)光傳輸器件保持器的組合，該方法包括如下步驟根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法測量位于保持器中的各個(gè)光傳輸器件的位置；選擇一種保持器，該保持器具有各個(gè)光傳輸器件的光學(xué)中心與被測量的保持器的誤差裕度不大于1.0μm；將選擇的保持器與襯底相連接，使各個(gè)光傳輸器件與相應(yīng)的光波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)光耦合。6.一種制造光學(xué)器件的方法，該器件為具有若干個(gè)光學(xué)元件光學(xué)單元裝置和一個(gè)光傳輸器件保持器的組合，該方法包括如下步驟根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法測量位于保持器中的各個(gè)光傳輸器件的位置；選擇一種保持器，該保持器具有各個(gè)光傳輸器件的光學(xué)中心與被測量的保持器的誤差裕度不大于1.0μm；并將選擇的保持器與光學(xué)單元裝置相連接，使各個(gè)光傳輸器件與相應(yīng)的光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)光耦合。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用保持器將若干個(gè)光傳輸器件保持在給定位置,對(duì)每個(gè)光傳輸器件的光學(xué)中心的位置進(jìn)行高精度測量的方法。此時(shí),用于在輸出光束中形成一個(gè)中間細(xì)部的透鏡系統(tǒng),位于與每根光學(xué)傳輸器件的一端相對(duì)的位置,其后輸出的光束被輸入光傳輸器件,并在光傳輸器件發(fā)射出的光束的光強(qiáng)度達(dá)到最大值時(shí)測出透鏡系統(tǒng)14的位置,其后根據(jù)測量值計(jì)算出光傳輸器件的位置。文檔編號(hào)G01B11/03GK1180165SQ9711799公開日1998年4月29日申請(qǐng)日期1997年8月29日優(yōu)先權(quán)日1996年8月30日發(fā)明者太田隆,福山暢嗣,栗本宏訓(xùn),近藤好正申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社