特表 2024-524348 偏波保持ファイバの回転アライメントのための方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-05

(54)【発明の名称】偏波保持ファイバの回転アライメントのための方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/26 20060101AFI20240628BHJP

   G02B 6/024 20060101ALI20240628BHJP

【ＦＩ】

G02B6/26

G02B6/024

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023580342

(86)(22)【出願日】2022-04-29

(85)【翻訳文提出日】2023-12-26

(86)【国際出願番号】 US2022026961

(87)【国際公開番号】W WO2022232526

(87)【国際公開日】2022-11-03

(31)【優先権主張番号】63/181,869

(32)【優先日】2021-04-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/181,870

(32)【優先日】2021-04-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/181,873

(32)【優先日】2021-04-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/246,849

(32)【優先日】2021-09-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523043072

【氏名又は名称】ラム フォトニクス インダストリアル エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100137969

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 憲昭

(74)【代理人】

【識別番号】100104824

【弁理士】

【氏名又は名称】穐場 仁

(74)【代理人】

【識別番号】100121463

【弁理士】

【氏名又は名称】矢口 哲也

(72)【発明者】

【氏名】ローソン，ジョーイ

(72)【発明者】

【氏名】ライドネル，ジョーダン

(72)【発明者】

【氏名】アダムソン，パー

【テーマコード（参考）】

2H137

2H250

【Ｆターム（参考）】

2H137AB01

2H137AB15

2H137BA05

2H137BA11

2H137CB02

2H137CB05

2H137CB22

2H137CB32

2H137CB33

2H137CB34

2H137CB35

2H137CC11

2H137GA01

2H250AC43

2H250AF04

(57)【要約】

光ファイバアライメントシステムに関する様々な実施形態及び方法を、本明細書で提供する。光ファイバアライメントシステムは、制御部と、中心軸、第１の端部、及び第２の端部を有する回転ステージと、を含む。中心軸は、回転ステージの第１の端部から第２の端部まで延在する。回転ステージは、回転ステージの第１の端部から回転ステージの第２の端部まで延在する光ファイバチャネルを含み、制御部と動作可能に結合され得る。回転ステージは、回転ステージの中心軸周りに回転するように構成される。光ファイバアライメントシステムは、回転ステージの中心軸に対して傾斜角で光ファイバチャネルに光を出射するように位置付けられる光源を含む。光ファイバアライメントシステムは、回転ステージの第２の端部に隣接して位置付けられる画像センサを含む。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御部と、
中心軸、第１の端部、及び第２の端部を備える回転ステージであって、前記中心軸が、前記回転ステージの前記第１の端部から前記第２の端部まで延在し、前記回転ステージが、
光ファイバチャネルを更に備え、前記光ファイバチャネルが、前記回転ステージの前記第１の端部から前記回転ステージの前記第２の端部まで延在し、
前記回転ステージが、前記制御部と動作可能に結合され、
前記回転ステージの前記中心軸周りに回転するように構成される、回転ステージと、
前記回転ステージの前記中心軸に対して傾斜角で前記光ファイバチャネルに光を出射するように位置付けられる光源と、
前記回転ステージの前記第２の端部に隣接して位置付けられる画像センサであって、前記画像センサが、
前記光ファイバチャネル内に配置された光ファイバの出射面の画像を生成するように位置付けられ、
前記制御部と動作可能に結合される、画像センサと
を備える、光ファイバアライメントシステム。

【請求項2】

静止固定器であって、前記静止固定器が、前記光ファイバの一部と接触し、前記回転ステージに前記光ファイバを固定するように構成される、静止固定器を更に備える、請求項１に記載の光ファイバアライメントシステム。

【請求項3】

前記静止固定器が、前記回転ステージと前記画像センサとの間に位置付けられる、請求項２に記載の光ファイバアライメントシステム。

【請求項4】

前記静止固定器が、真空チャックを備える、請求項２に記載の光ファイバアライメントシステム。

【請求項5】

前記回転ステージが、駆動アセンブリと、回転体アセンブリと、を備える、請求項１に記載の光ファイバアライメントシステム。

【請求項6】

機械的固定器であって、前記回転ステージが前記回転ステージの前記中心軸周りに回転するとき、前記機械的固定器が、前記光ファイバを固定するように構成される、機械的固定器を更に備える、請求項２に記載の光ファイバアライメントシステム。

【請求項7】

前記光ファイバチャネルの両側に位置付けられ、前記光ファイバチャネル内に位置付けられたときに前記光ファイバに接触するように構成される２つのパッドを、前記機械的固定器が備える、請求項６に記載の光ファイバアライメントシステム。

【請求項8】

前記機械的固定器が、前記回転ステージと前記静止固定器との間に位置付けられる、請求項６に記載の光ファイバアライメントシステム。

【請求項9】

前記傾斜角が、前記回転ステージの前記中心軸に対して９０°未満である、請求項１に記載の光ファイバアライメントシステム。

【請求項10】

前記光ファイバチャネル内に設けられた光ファイバを更に備え、前記光ファイバが、１つ又は複数のストレスロッドを備える、請求項１に記載の光ファイバアライメントシステム。

【請求項11】

前記画像センサが、前記回転ステージの前記第２の端部に位置付けられる、請求項１に記載の光ファイバアライメントシステム。

【請求項12】

光ファイバをアライメントする方法であって、前記方法が、
回転ステージに光ファイバを配置するステップと、
前記回転ステージに前記光ファイバを固定するステップと、
前記回転ステージの前記光ファイバを照明するステップと、
前記光ファイバの出射面の初期画像を収集するステップと、
前記初期画像に基づいて、前記光ファイバの回転オフセットを計算するステップと、
前記光ファイバの前記回転オフセットが許容範囲内にない場合、前記回転ステージで前記光ファイバを回転するステップと、
前記光ファイバの前記出射面の少なくとも１つ以上の追加画像を反復的に収集するステップと、
前記光ファイバの前記回転オフセットが前記許容範囲内にある場合、前記光ファイバを解放するステップと
を含む、光ファイバをアライメントする方法。

【請求項13】

前記方法が、
前記回転オフセットに基づいて回転角度を計算するステップ、を更に含み、
前記回転オフセットに基づいて前記回転ステージで前記光ファイバを回転するステップが、前記回転ステージで前記光ファイバを前記回転角度まで回転するステップ、を含む、請求項１２に記載の前記光ファイバをアライメントする方法。

【請求項14】

前記回転ステージで前記光ファイバを回転する前に、前記方法が、前記光ファイバを解放するステップ、を含む、請求項１２に記載の前記光ファイバをアライメントする方法。

【請求項15】

前記方法が、
前記光ファイバの並進オフセットを計算するステップと、
前記光ファイバの前記並進オフセットが前記許容範囲内にあるか否かを決定するステップと
を更に含む、請求項１２に記載の前記光ファイバをアライメントする方法。

【請求項16】

前記初期画像に基づいて前記光ファイバの前記回転オフセットを計算するステップが、
前記光ファイバの前記出射面の前記初期画像内の第１の領域及び第２の領域を識別するステップと、
前記第１の領域及び前記第２の領域に基づいて前記光ファイバの回転オフセット量を計算するステップと、
前記回転オフセット量に基づいて前記回転オフセットを計算するステップと
を含む、請求項１２に記載の前記光ファイバをアライメントする方法。

【請求項17】

前記光ファイバの前記出射面の前記初期画像内の前記光ファイバの中心領域を識別するステップと、
前記中心領域に基づいて前記光ファイバの垂直軸を決定するステップと、
前記出射面内の前記第１の領域及び前記第２の領域について前記垂直軸に対する垂直回転オフセットを決定するステップと
を更に含む、請求項１６に記載の前記光ファイバをアライメントする方法。

【請求項18】

前記方法が、前記光ファイバの並進オフセットを決定すること、を更に含む、請求項１６に記載の前記光ファイバをアライメントする方法。

【請求項19】

前記回転ステージの前記光ファイバを照明するステップが、前記光ファイバに対して傾斜角で前記光ファイバに光を出射するステップ、を含む、請求項１２に記載の前記光ファイバをアライメントする方法。

【請求項20】

前記回転ステージに前記光ファイバを固定するステップが、
前記光ファイバを真空チャックに接触させるステップと、
前記真空チャックを使用して前記光ファイバに真空を誘導するステップと
を含む、請求項１２に記載の前記光ファイバをアライメントする方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

[0001]関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年４月２９日に出願された米国仮特許出願第６３／１８１，８６９号、２０２１年９月２２日に出願された米国仮特許出願第６３／２４６，８４９号、２０２１年４月２９日に出願された米国仮特許出願第６３／１８１，８７０号、及び２０２１年４月２９日に出願された米国仮特許出願第６３／１８１，８７３号の利益及び優先権を主張し、これらはすべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

[0002]偏波保持ファイバは、所定の偏波における光の伝播を支援する構造を有する。偏波保持ファイバが互いにスプライスされるか、又は光学要素に結合されるとき、偏波保持ファイバは、スプライス及び／又は結合中にアライメントされ得る。

【0003】

[0003]ファイバアライメントシステムの開発においてなされた進歩にもかかわらず、ファイバアライメントシステムに関連する改善された方法及びシステムが当技術分野において必要とされている。

【発明の概要】

【0004】

[0004]本開示は、一般に、偏波保持ファイバを含む光学システムに関する方法及びシステムに関する。より具体的には、本発明の実施形態は、偏波保持ファイバの偏波軸の回転アライメントを識別し、決定するために使用され得る方法及びシステムを提供する。特定の実施形態では、ストレスロッド及び／又はファイバコアの方向付けに関連し得る偏波軸は、別の偏波保持ファイバを含む光学要素へのファイバスプライスの前に、所定の方向に決定され、アライメントされ得る。本開示は、ファイバレーザ実装形態を含むレーザ及び光学の様々な用途に適用可能である。

【0005】

[0005]偏波保持ファイバを外部本体とアライメントするためには、偏波保持ファイバと外部本体との間で偏波保持ファイバによって出力された光の偏波を保持することが望ましい場合がある。例えば、光ファイバは、別の光ファイバ又は１つの光学機器などの様々な外部本体にスプライスされることが多く、光ファイバと外部本体との間の正確なアライメントが、外部本体内の光の偏波状態を保持するために利用される。偏波保持ファイバによって出力された光の偏波を、偏波保持ファイバと外部本体との間で保持する１つの方法は、偏波保持ファイバのストレスロッド及び／又はコアを、ストレスロッド、コア、及び／又は外部本体の別の構成要素とアライメントすることである。したがって、偏波保持ファイバの適切なアライメントは、偏波保持ファイバのストレスロッド及び／又はコアの識別及び正確なアライメントを必要とすることが多い。

【0006】

[0006]光ファイバアライメントシステムに関する様々な実施形態及び方法を、本明細書で提供する。光ファイバアライメントシステムは、制御部と、中心軸、第１の端部及び第２の端部を有する回転ステージと、を含み得る。中心軸は、回転ステージの第１の端部から第２の端部まで延在し得る。回転ステージは、回転ステージの第１の端部から回転ステージの第２の端部まで延在する光ファイバチャネルを含み、制御部と動作可能に結合され得る。回転ステージは、回転ステージの中心軸周りに回転するように構成され得る。光ファイバアライメントシステムはまた、回転ステージの中心軸に対して傾斜角で光ファイバチャネルに光を出射するように位置付けられる光源を含み得る。例えば、傾斜角は、回転ステージの中心軸に対して９０°未満であってもよい。光ファイバアライメントシステムはまた、回転ステージの第２の端部に隣接して位置付けられる画像センサを含み得る。光ファイバチャネル内に配置され、制御部と動作可能に結合された光ファイバの出射面の画像を生成するように、画像センサは位置付けられ得る。任意選択で、画像センサは、回転ステージの第２の端部に位置付けられてもよい。

【0007】

[0007]いくつかの実施例では、光ファイバアライメントシステムは、静止固定器を含む。静止固定器は、光ファイバの一部と接触し、回転ステージに光ファイバを固定するように構成され得る。例えば、静止固定器は、真空チャックであってもよい。任意選択で、静止固定器は、回転ステージと画像センサとの間に位置付けられる。いくつかの実施形態では、回転ステージは、駆動アセンブリと、回転体アセンブリと、を含んでもよい。

【0008】

[0008]いくつかの実施例では、光ファイバアライメントシステムは、機械的固定器を含んでもよい。機械的固定器は、回転ステージが回転ステージの中心軸周りに回転するとき、光ファイバを固定するように構成され得る。例えば、光ファイバチャネルの両側に位置付けられ、光ファイバチャネル内に位置付けられたときに光ファイバに接触するように構成される２つのパッドを、機械的固定器は、含んでもよい。任意選択で、機械的固定器は、回転ステージと静止固定器との間に位置付けられる。いくつかの実施例では、光ファイバは、１つ又は複数のストレスロッドを有する光ファイバチャネル内に設けられてもよい。

【0009】

[0009]光ファイバをアライメントする方法も本明細書に記載する。本方法は、回転ステージに光ファイバを配置することと、回転ステージに光ファイバを固定することと、を含み得る。例えば、回転ステージに光ファイバを固定することは、光ファイバを真空チャックに接触させることと、真空チャックを使用して光ファイバに真空を誘導することと、を含んでもよい。本方法はまた、回転ステージの光ファイバを照明することと、光ファイバの出射面の初期画像を収集することと、初期画像に基づいて、光ファイバの回転オフセットを計算することと、を含み得る。本方法はまた、光ファイバの回転オフセットが許容範囲内にない場合、回転ステージで光ファイバを回転すること、を含み得る。実施例では、本方法は、光ファイバの出射面の少なくとも１つ以上の画像を反復的に収集することと、光ファイバの回転オフセットが許容範囲内にある場合、光ファイバを解放することと、を含む。任意選択で、回転ステージで光ファイバを回転する前に、本方法は、光ファイバを解放することを含む。

【0010】

[0010]いくつかの実施形態では、本方法は、回転オフセットに基づいて回転角度を計算することを含み、回転オフセットに基づいて回転ステージで光ファイバを回転することは、回転ステージで光ファイバを回転角度まで回転することを含む。いくつかの実施例では、本方法は、光ファイバの並進オフセットを計算することと、光ファイバの並進オフセットが許容範囲内にあるか否かを決定することと、を含む。いくつかの実施形態では、初期画像に基づいて光ファイバの回転オフセットを計算することは、光ファイバの出射面の初期画像内の第１の領域及び第２の領域を識別することと、第１の領域及び第２の領域に基づいて光ファイバの回転オフセット量を計算することと、回転オフセット量に基づいて回転オフセットを計算することと、を含む。実施例では、本方法は、光ファイバの出射面の初期画像内の第１の領域及び第２の領域を識別することと、第１の領域及び第２の領域に基づいて光ファイバの回転オフセット量を計算することと、回転オフセット量に基づいて回転オフセットを計算することと、を含む。いくつかの実施形態では、本方法は、光ファイバの出射面の初期画像内の光ファイバの中心領域を識別することと、中心領域に基づいて光ファイバの垂直軸を決定することと、出射面内の第１の領域及び第２の領域について垂直軸に対する垂直回転オフセットを決定することと、を含んでもよい。任意選択で、本方法は、光ファイバの並進オフセットを決定すること、を含む。いくつかの実施例では、本方法は、光ファイバを真空チャックに接触させることと、真空チャックを使用して光ファイバに真空を誘導することと、を含む

【0011】

[0011]本開示により、従来の技術を超える多くの利点が達成される。例えば、本開示の実施形態は、光ファイバ内のストレスロッドの位置及び方向を決定するための方法及びシステムを提供する。有利には、これらの方法及びシステムは、高価な、又は複雑な照明設定及び技術を必要とせずに、光ファイバの偏波軸と外部本体とのアライメントを可能にする。更に、本発明の実施形態は、広い許容範囲によって特徴付けられ、それによって結果に影響を与えることなく手法の変動を可能にする。例えば、レーザは、ストレスロッドを正確に識別するために、特定の光ファイバの偏波と正確にアライメントされる必要はない。代わりに、光源が、光ファイバのストレスロッドを識別するために広範囲の角度内に適用され得る。更に、これらの方法及びシステムは、ファイバのタイプに依存せず、ファイバの様々なタイプのアライメントを可能にする。本開示のこれら及び他の実施形態を、その利点及び特徴の多くと共に、以下の本文及び対応する図と共に詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】本発明の一実施形態による、光ファイバアライメントシステムを示す簡略化した概略図である。

【図1B】図１Ａに示す光ファイバアライメントシステムの一部の正面図を示す簡略化した概略図である。

【図1C】図１Ａ及び図１Ｂに示す光ファイバアライメントシステムの回転ステージの構成要素を示す簡略化した概略図である。

【図1D】図１Ａ～図１Ｃに示す回転ステージの構成要素を示す概略図である。

【図1E】いくつかの実施形態による、図１Ａ～図１Ｄに示す光ファイバアライメントシステムの回転ステージの構成要素を示す簡略化した概略図である。

【図2A】図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムの構成要素を示す簡略化した概略図である。

【図2B】図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された光ファイバの出射面の画像を示す図である。

【図3A】図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された回転オフセットを有する光ファイバを示す例示的な出射画像の図である。

【図3B】図３Ａに示す光ファイバの回転オフセットを計算するために使用される算出画像を示す図である。

【図4A】図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して回転オフセットを補正するための回転後の図３Ａの光ファイバを示す例示的な出射画像の図である。

【図4B】図４Ａに示す光ファイバの回転オフセットの補正を検証するために使用される算出画像を示す図である。

【図5A】図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得されたフォトニック結晶ファイバ端部面の図である。

【図5B】図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された回転オフセットを補正するための回転後のフォトニック結晶ファイバ端部面の図である。

【図6】本発明の一実施形態による、ファイバをアライメントする方法を示す簡略化したフローチャートの図である。

【図7】本発明の一実施形態による、並進を伴うファイバをアライメントする方法を示す簡略化したフローチャートの図である。

【図8A】図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された第１のファイバの出射面の第１の位置を示す図である。

【図8B】図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された第２のファイバの出射面の第２の位置を示す図である。

【図8C】図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された第１のファイバの出射面の第１の目標位置を示す図である。

【図8D】図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された第２のファイバの出射面の第２の目標位置を示す図である。

【図9A】本発明の一実施形態による、第１のファイバと光学要素とのアライメント前の光ファイバアライメントシステムの構成要素を示す簡略化した概略図である。

【図9B】本発明の一実施形態による、第１のファイバと第２のファイバとのアライメント後の、及び第１のファイバと第２のファイバとの接触前の光ファイバアライメントシステムの構成要素を示す簡略化した概略図である。

【図9C】本発明の一実施形態による、第１のファイバと第２のファイバとを物理的に接触させた後の光ファイバアライメントシステムの構成要素を示す簡略化した概略図である。

【図10】本発明の一実施形態による、光ファイバをアライメントする方法を示す簡略化したフローチャートの図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

[0035]本開示は、一般に、偏波保持ファイバを含む光学システムに関する方法及びシステムに関する。より具体的には、本発明の実施形態は、偏波保持ファイバの偏波軸の回転アライメントを識別し、決定するために使用され得る方法及びシステムを提供する。特定の実施形態では、ストレスロッド及び／又はファイバコアの方向付けに関連し得る偏波軸は、別の偏波保持ファイバを含む光学要素へのファイバスプライスの前に、所定の方向に決定され、アライメントされ得る。本開示は、ファイバレーザ実装形態を含むレーザ及び光学の様々な用途に適用可能である。

【0014】

[0036]図１Ａは、本発明の一実施形態による、光ファイバアライメントシステム１００Ａを示す簡略化した概略図を提供する。光ファイバアライメントシステム１００Ａは、回転ステージ１１０と、画像センサ１２０と、制御部１４０と、光源１３０と、を含み得る。回転ステージ１１０は、中心軸１０１と、第１の端部１０３と、第２の端部１０５と、を含み得る。中心軸１０１は、回転ステージ１１０の第１の端部１０３から第２の端部１０５まで延在し得る。回転ステージ１１０は、中心軸１０１周りに回転するように構成され得る。回転を容易にするために、回転ステージ１１０は、駆動アセンブリ１１６と、回転体アセンブリ１１４と、を含み得る。駆動アセンブリ１１６は、回転体アセンブリ１１４を回転させるモータを含み得る。回転体アセンブリ１１４は、回転ステージ１１０の一部であってもよい。回転ステージ１１０は、光ファイバ１０２などのファイバを受け入れるように構成され得る。

【0015】

[0037]図１Ｂは、図１Ａに示す光ファイバアライメントシステムの一部の正面図、特に、回転ステージ１１０の正面図１００Ｂを示す簡略化した概略図である。正面図１００Ｂは、回転ステージ１１０の第２の端部の正面図であり得る。図示のように、回転ステージ１１０は、チャネル１０９を含み得る。チャネル１０９は、回転ステージ１１０が光ファイバ１０２を受け入れる光ファイバチャネルであってもよい。チャネル１０９は、回転ステージ１１０の第１の端部１０３から回転ステージ１１０の第２の端部１０５まで延在し得る。いくつかの実施形態では、チャネル１０９は、少なくとも回転ステージ１１０が中心軸１０１周りに回転する間、回転ステージ１１０内に光ファイバ１０２を固定してもよい。

【0016】

[0038]回転ステージ１１０の回転中に光ファイバ１０２を固定するために、光ファイバアライメントシステム１００Ａは、機械的固定器１１８を含み得る。いくつかの実施形態では、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、光ファイバ１０２は、回転ステージ１１０のチャネル１０９から画像センサ１２０に向かって片持ち状に延出してもよい。機械的固定器１１８は、チャネル１０９から画像センサ１２０に向かって延在する光ファイバ１０２の一部１０７に接触するように位置付けられ得る。例えば、機械的固定器１１８は、回転中に光ファイバ１０２に接触し得る、光ファイバ１０２の両側に位置付けられた２つのパッドを含んでもよい。場合によっては、機械的固定器１１８は、回転中に光ファイバ１０２を固定するために光ファイバ１０２に圧縮力を与えてもよい。回転ステージ１１０がその中心軸周りに回転するときに、機械的固定器１１８は、回転ステージ１１０に対して一定の関係で光ファイバ１０２を固定するように構成され得る。

【0017】

[0039]光ファイバ１０２はまた、画像センサ１２０による撮像中に静止固定器１１２を使用して固定され得る。撮像中に、回転ステージ１１０内に光ファイバ１０２を固定するために、光ファイバアライメントシステム１００Ａは、静止固定器１１２を含み得る。静止固定器１１２は、光ファイバ１０２の一部に接触するように位置付けられ得る。例えば、静止固定器１１２は、チャネル１０９から画像センサ１２０に向かって延在する光ファイバ１０２の一部１１３を受け入れるために、回転ステージ１１０と画像センサ１２０との間に位置付けられてもよい。画像センサ１２０が光ファイバ１０２の出射面の画像を生成するとき、静止固定器１１２は、回転ステージ１１０に光ファイバ１０２を固定し得る。例えば、静止固定器１１２は、真空チャックであってもよい。いくつかの実施形態では、機械的固定器１１８は、回転ステージ１１０と静止固定器１１２との間に位置付けられてもよい。

【0018】

[0040]画像センサ１２０は、光ファイバ１０２がチャネル１０９内に配置されたとき、光ファイバ１０２の出射面の画像を生成するように位置付けられ得る。いくつかの実施形態では、画像センサ１２０は、回転ステージ１１０の第２の端部１０５に隣接して位置付けられてもよい。画像センサ１２０は、光ファイバ１０２の出射面から出射された光を感知可能なセンサを含み得る。例えば、画像センサ１２０はカメラであってもよい。

【0019】

[0041]画像センサ１２０は、通信線１２８を介して制御部１４０と動作可能に結合され得る。回転ステージ１１０は、通信線１４８を介して制御部１４０と動作可能に結合され得る。いくつかの実施形態では、画像センサ１２０が光ファイバ１０２の出射面の画像を生成した後、画像センサ１２０は、通信線１２８を介して制御部１４０に画像を送信してもよい。制御部１４０は、本明細書に記載の方法の様々なステップを実施し得る。例えば、制御部１４０は、画像センサ１２０から受信した出射面の画像に基づいて、回転ステージ１１０の回転角度を決定してもよい。制御部１４０は、通信線１４８を介して回転ステージ１１０に回転角度の指示を通信してもよい。指示の受信に応答して、回転ステージ１１０は、制御部１４０によって指定された回転角度まで回転し得る。図示していないが、いくつかの実施形態では、制御部１４０はまた、光源１３０と動作可能に結合されてもよい。

【0020】

[0042]光源１３０は、チャネル１０９に光１３２を出射するように位置付けられ得る。制御部１４０と動作可能に結合されている場合、光源１３０は、光１３２を出射するタイミングのための指示を受信し得る。光源１３０は、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、アークランプ（ａｒｃ ｌａｍｐ）、光ファイバ照明器、白熱光源、蛍光光源、燐光光源などを含む、適切な光源であってもよい。光源１３０は、出射角αでチャネル１０９に光１３２を出射し得る。出射角αは、図１Ａ～図１Ｅに示すように、回転ステージ１１０の中心軸１０１に対して非垂直な角度であってもよい。いくつかの実施形態では、出射角は、回転ステージ１１０の中心軸に対して傾斜角であってもよい。例えば、傾斜角は、回転ステージ１１０の中心軸に対して９０°未満、８０°未満、７０°未満、６０°未満、５０°未満、４０°未満、３０°未満、２０°未満、又は１０°未満であってもよい。本明細書で完全に説明するように、傾斜角は、出射光１３２の光ファイバ１０２への光結合を容易にする。出射角は、チャネル１０９と一致しなくてもよい。したがって、光源１３０によってチャネル１０９に出射された光１３２は、光ファイバ１０２に結合され得る。

【0021】

[0043]図１Ｃは、別の例示的な実施形態による、図１Ａに示す光ファイバアライメントシステムの回転ステージ１１０の構成要素を示す簡略化した概略図１００Ｃを提供する。上述したように、回転ステージ１１０は、回転体アセンブリ１１４と、駆動アセンブリ１１６と、を含み得る。図示のように、静止固定器１１２は、回転ステージ１１０に隣接して位置付けられ得る。回転ステージ１１０の拡大図１５０は、静止固定器１１２から見て回転ステージ１１０の方を向いた正面図である。回転ステージ１１０は、光ファイバ１０２を受け入れるように構成され得る。光ファイバ１０２を受け入れるために、回転ステージ１１０は、チャネル１０９を含み得る。チャネル１０９は、回転ステージ１１０が光ファイバ１０２を受け入れる光ファイバチャネルであってもよい。チャネル１０９は、回転ステージ１１０の第１の端部１０３から回転ステージ１１０の第２の端部１０５まで延在し得る。チャネル１０９は、回転ステージ１１０の中心軸１０１に平行に延在し得る。図示のように、光ファイバ１０２は、チャネル１０９内に配置され得る。

【0022】

[0044]上述したように、回転ステージ１１０の回転中に光ファイバ１０２を固定するために、回転ステージ１１０は、機械的固定器１１８を含み得る。いくつかの実施形態では、光ファイバ１０２は、回転ステージ１１０のチャネル１０９から片持ち状に延出してもよい。機械的固定器１１８は、チャネル１０９の外側に延在する光ファイバ１０２の一部１０７に接触するように位置付けられ得る。機械的固定器１１８は、回転ステージ１１０が中心軸１０１周りに回転したとき、光ファイバ１０２を固定するように構成され得る。例えば、光ファイバ１０２に接触し、回転中に光ファイバ１０２を機械的に拘束し得る、光ファイバ１０２の両側に位置付けられた２つのパッドを、機械的固定器１１８は含んでもよい。機械的固定器１１８は、中心軸１０１周りに光ファイバ１０２を回転しつつ、光ファイバ１０２の物理的位置を保持し得る。言い換えれば、光ファイバ１０２の座標は、回転中に不変のままである。場合によっては、機械的固定器１１８は、回転中に光ファイバ１０２を固定するために光ファイバ１０２に圧縮力を与えてもよい。いくつかの実施形態では、機械的固定器１１８は、回転ステージ１１０と静止固定器１１２との間に位置付けられてもよい。

【0023】

[0045]回転ステージ１１０を回転するために、回転体アセンブリ１１４は、回転体ハブ１２２と、駆動スプロケット１２４と、１つ又は複数のローラ１２６と、を含み得る。駆動アセンブリ１１６は、回転ステージ１１０を回転するために回転体アセンブリ１１４に機械的に結合され得る。具体的には、駆動アセンブリ１１６は、回転エネルギーを駆動スプロケット１２４に伝達するモータ（図示せず）を含むことができ、駆動スプロケットは、回転エネルギーを回転体ハブ１２２及びローラ１２６に伝達し、それによって光ファイバ１０２を光ファイバチャネル１０９内で回転させる。

【0024】

[0046]図１Ｄは、図１Ａ～図１Ｃに示す回転ステージ１１０の構成要素を示す詳細な概略図を提供する。図１Ｄは、回転ステージ１１０の例示的な実施形態を示す。図示のように、回転ステージ１１０は、回転ステージ１１０を回転するための様々な構成要素を含み得る。例えば、回転ステージ１１０は、駆動モータ１１６を含んでもよい。駆動モータ１１６は、回転ステージ１１０を回転するための機械的エネルギーを与え得る。駆動モータ１１６は、駆動スプロケット１２４と機械的に結合され得る。駆動スプロケット１２４は、次に、１つ又は複数のローラ１２６と機械的に結合され得る。１つ又は複数のローラ１２６は、回転エネルギーを駆動スプロケット１２４から回転体ハブ１２２に伝達するように位置付けられ得る。回転体ハブ１２２は、その内部に光ファイバを配置するための光ファイバチャネル１０９を含み得る。機械的固定器１１８は、光ファイバチャネル１０９内に配置されたとき、光ファイバを把持又は固定するように、光ファイバチャネル１０９に隣接して位置付けられ得る。したがって、回転体ハブ１２２が回転すると、光ファイバチャネル１０９内に配置された光ファイバは、回転体ハブ１２２と共に回転する。いくつかの実施形態では、回転ステージ１１０は、テンションアーム１３８を含んでもよい。テンションアーム１３８により、１つ又は複数のローラ１２６は、回転体ハブ１２２に摩擦を加え得る。回転体ハブ１２２にテンションを加えることにより、回転体ハブ１２２の速度及び回転角度を正確に制御し得る。

【0025】

[0047]いくつかの実施形態では、本明細書に記載の光ファイバアライメントシステムはまた、並進ステージを含んでもよい。図１Ｅは、いくつかの実施形態による、並進ステージ１５５を含む、図１Ａ～図１Ｄに示す光ファイバアライメントシステムの構成要素を示す簡略化した概略図を提供する。光ファイバアライメントシステム１００Ｅはこの構成で示しているが、光ファイバアライメントシステム１００Ｅは、図１Ａ～図１Ｄに示す光ファイバアライメントシステム構成などの他の構成で構成されてもよいことを理解されたい。

【0026】

[0048]場合によっては、回転ステージ１１０内に配置された光ファイバ１０２は、回転されることに加えて並進される必要があってもよい（すなわち、光ファイバの位置は、回転軸に直交する方向において上下又は左右に調整されてもよい）。例えば、図示のように、光ファイバ１０２は、ａ軸に沿って上下、ｂ軸に沿って画像センサに対して前後、及びｃ軸に沿って左右に調整されてもよい。光ファイバ１０２を外部本体とアライメントするために、光ファイバ１０２は、外部本体の１つ又は複数の構成要素とアライメントするように、ａ軸、ｂ軸、及び／又はｃ軸に沿って調整される必要があり得る。ａ軸、ｂ軸、及びｃ軸は、空間ｙ軸、空間ｘ軸、及び空間ｚ軸に対応し得る。

【0027】

[0049]光ファイバ１０２を並進させるために、光ファイバアライメントシステム１００Ｅは、並進ステージ１５５を含み得る。並進ステージ１５５は、回転ステージ１１０と動作可能に結合され得る。いくつかの実施形態では、並進ステージ１５５は、外部本体（図示せず）に対してａ軸及び／又はｃ軸に沿って回転ステージ１１０を調整してもよい。並進ステージ１５５はまた、静止固定器１１２を調整するように位置付けられ得る。機械的固定器１１８は、回転ステージ１１０と静止固定器１１２との間に位置付けられ得る。

【0028】

[0050]並進ステージ１５５は、通信線１４８を介して制御部１４０と動作可能に結合され得る。例示的なシナリオでは、画像センサ１２０は、光ファイバ１０２の出射面の画像を生成し、出射面の画像を、通信線１２８を介して制御部１４０に送信してもよい。制御部１４０は、光ファイバ１０２が並進オフセットを有すると決定し得る。並進オフセットに基づいて、制御部１４０は、光ファイバ１０２を並進させるために、通信線１４８を介して並進ステージ１５５に指示を送信し得る。制御部１４０から受信した指示に基づいて、並進ステージ１５５は、それに応じて光ファイバ１０２を並進させるように回転ステージ１１０を調整し得る。例えば、並進ステージ１５５は、回転ステージ１１０を昇降してもよい。場合によっては、並進ステージ１５５は、回転ステージ１１０を左右に調整してもよい。図示していないが、並進ステージ１５５は、回転ステージ１１０を移動させる機械的又は電動手段を含んでもよい。

【0029】

[0051]光ファイバ１０２など、本明細書で説明する光ファイバは、同時に又は一度に回転され、並進され得ることを理解されたい。他の場合では、光ファイバの回転及び並進は、アライメントプロセスの順次又は様々な段階で行われてもよい。

【0030】

[0052]図２Ａは、図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムの構成要素を示す簡略化した概略図である。図２Ａに示すように、光ファイバ２０２に、及びそれを通る光出射の概略側面図２００Ａを示す。光ファイバ２０２は、光ファイバ１０２と同じであってもよい。光源２３０は、光源１３０と同じであってもよく、光ファイバ２０２に光２３２を出射し得る。図２Ａに示すように、光ファイバ２０２は、コア２０５と、コア２０５に隣接して配置された一対のストレスロッド２０４と、コアを囲み、一対のストレスロッド２０４を囲むクラッド２０６と、バッファ２０８と、を含み得る。バッファ２０８は、光ファイバ２０２内のガラスにストレス緩和をもたらす材料を含んでもよい。図２Ａに示すように、バッファ２０８の一部は、明確にするために除去されている。

【0031】

[0053]図２Ａに示すように、光ファイバ２０２側から光ファイバ２０２に結合された光２３２は、入射後の光ファイバ内を伝播する。いくつかの実施形態では、バッファ２０８は、ファイバへの光結合を容易にするために除去されるが、他の実施形態では、光は、バッファ２０８を介して光ファイバ２０２に結合される。光を光ファイバに結合するためのいくつかの技術とは対照的に、本発明の実施形態は、利用し得る傾斜角の範囲が広いので、許容範囲のメトリックを改善した光ファイバに光を結合する方法及びシステムを提供する。

【0032】

[0054]当業者には明らかなように、偏波保持ファイバの場合、偏波保持ファイバ内を伝播する光の偏波状態が、ストレスロッドを通過する軸に平行又は垂直にアライメントされる場合、偏波保持ファイバ内を伝播する光の偏波状態は、光が偏波保持ファイバを伝播するときに保持される。したがって、本発明の実施形態は、光ファイバの角度方向を決定し、その結果、偏波保持ファイバから出射された光の偏波状態を決定する方法及びシステムを提供する。光ファイバの角度方向の決定は、光ファイバを別の光ファイバなどの光学要素とアライメントし、スプライスするときに有用であり得る。

【0033】

[0055]図２Ｂは、図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得される光ファイバ２０２の出射面２００Ｂの画像を示す図である。画像センサ２２０は、光ファイバ２０２の出射面の画像を生成するように位置付けられ得る。画像センサ２２０は、画像センサ１２０と同じものであってもよく、光ファイバの端部に隣接する位置から見た出射面２００Ｂの画像を生成し得る。動作中、光は、光ファイバのクラッドに結合され、ファイバを通って伝播し、光ファイバ２０２の切断された端部２２２から出る。光が光ファイバ２０２の切断された端部２２２を出るとき、光ファイバ２０２の切断された端部２２２を出る出射光２３２のうちの一部に基づいて、出射光を撮像し得る。画像は、光ファイバ２０２のストレスロッド２０４、コア２０５、及びクラッド２０６に関連する異なる屈折率の結果として、光ファイバ２０２のストレスロッド２０４、コア２０５、及びクラッド２０６を示し得る。本明細書で完全に説明するように、画像のコントラストは、光ファイバ２０２のストレスロッド２０４、コア２０５、及びクラッド２０６を識別するために十分に高くし得る。したがって、本発明の実施形態を使用して、ストレスロッドの角度位置に関連し得る光ファイバの偏波軸は、光ファイバの様々な構成要素を示す画像を使用して基準フレームに対してアライメントされ得る。以下の説明は、２つのストレスロッドと、コアとを有する光ファイバに関するが、ストレスロッドの存在、ストレスロッドの数などは、光ファイバのタイプに応じて変化し得ることを理解されたい。

【0034】

[0056]図３Ａは、本発明の一実施形態による、回転オフセットを有する光ファイバを示す例示的な出射画像３００Ａである。画像３００Ａは、図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムの画像センサを使用して生成された。図示のように、出射画像３００Ａは、光ファイバ１０２のストレスロッド３０４、コア３０５、及びクラッド３０６に対応するものとして識別され得る部分を含み得る。光ファイバは、図１Ａ～図１Ｅに示すように、垂直軸とアライメントされるのではなく、回転オフセットと呼び得る所与の量だけ中心軸周りで回転されるストレスロッドをもたらすように、光ファイバアライメントシステムに配置した。本明細書に記載するように、回転オフセットを測定し、回転オフセットに等しい量だけ光ファイバを回転することによって、光ファイバを基準フレームにアライメントし得る。

【0035】

[0057]画像３００Ａでは、ストレスロッド３０４を、明るいクラッド３０６内の暗い円として示す。コア３０５をまた、クラッド３０６内の暗いスポットとして示す。通常、コア３０５は、図３Ａに示すように、クラッド３０６の中心点付近に位置付けられる。ストレスロッド３０４及びコア３０５を通る軸は、垂直軸に対して右に傾斜しており、この回転は、回転オフセットとして特徴付けられる。

【0036】

[0058]図３Ｂは、図３Ａに示す光ファイバ１０２の回転オフセットを計算するために使用される算出画像３００Ｂを示す図である。アライメントの目的のために、ストレスロッド３０４は、ｙ軸に沿って垂直にアライメントされることが望ましい場合がある。光ファイバ１０２の回転オフセットを計算するために、出射画像３００Ａに基づいて算出画像３００Ｂを生成し得る。いくつかの画像処理方法のうちの１つを利用して、光ファイバの様々な構成要素を検出及び／又は識別し得る。したがって、算出画像３００Ｂは、ストレスロッド３０４及びコア３０５に関連付けられた領域を含み得る。ストレスロッド３０４及びコア３０５を識別するために、第１の領域３１４Ａ及び第２の領域３１４Ｂが、出射画像３００Ａにおいて識別され得る。第１の領域３１４Ａ及び第２の領域３１４Ｂは、出射画像３００Ａ内のストレスロッド３０４とクラッド３０６との間のグレースケール又は色差によって識別され得る。同様に、コア３０５は、クラッド３０６とのグレースケール又は色差によって出射画像３００Ａ内で識別され得る。当業者には明らかなように、光ファイバ１０２に存在する幾何学的構造は、画像処理技術の一部として利用され得る。したがって、図示した光ファイバでは、コア、ストレスロッド、及びクラッドの円形断面形状を利用して、これらの構造を識別し得る。

【0037】

[0059]第１の領域３１４Ａ及び第２の領域３１４Ｂが識別されると、第１の領域３１４Ａ及び第２の領域３１４Ｂの垂直及び水平ｘ－ｙ座標が決定され得る。コア３０５に対応する中心領域３１５、及びクラッド３０６に対応する一般領域３１６について、垂直及び水平ｘ－ｙ座標を決定し得る。算出画像３００Ｂは、垂直及び水平のｘ－ｙ座標に基づいて生成され得る。

【0038】

[0060]回転オフセット量は、第１の領域３１４Ａ及び第２の領域３１４Ｂについて計算され得る。回転オフセット量を計算するために、垂直回転オフセットθ_ｙが、第１の領域３１４Ａと第２の領域３１４Ｂとの両方から決定され得る。垂直回転オフセットθ_ｙは、垂直オフセット軸３５０を識別することによって決定され得る。垂直オフセット軸３５０は、第１の領域３１４Ａ、第２の領域３１４Ｂ、及び中心領域３１５の中心をアライメントすることによって決定され得る。垂直回転オフセットθ_ｙは、垂直オフセット軸３５０を垂直ｙ軸と比較することによって決定され得る。垂直オフセット軸３５０が垂直ｙ軸に対して回転する量は、垂直回転オフセットθ_ｙであってもよい。垂直回転オフセットθ_ｙを使用して、回転オフセット量を第１の領域３１４Ａ及び第２の領域３１４Ｂから決定し得る。回転オフセットは、光ファイバ１０２の回転オフセット量に基づいて決定され得る。

【0039】

[0061]回転オフセットは、光ファイバ１０２が基準フレーム又は外部本体に対するアライメント許容範囲内にあるか否かを決定するために使用され得る。外部本体に対する光ファイバ１０２のアライメントのために、ストレスロッド３０４は、特定の角度方向にある必要があり得る。例えば、光ファイバ１０２が別の光ファイバとスプライスされる場合、ストレスロッド３０４は、他の光ファイバのストレスロッドとアライメントするように方向付けられる必要があり得る。したがって、回転オフセットを使用して、光ファイバ１０２の方向、具体的にはストレスロッド３０４の方向を決定し得る。

【0040】

[0062]光ファイバ１０２の回転オフセットがアライメント許容範囲内にあると決定された場合、光ファイバ１０２は、光ファイバアライメントシステムから解放され得る。しかしながら、光ファイバ１０２の回転オフセットがアライメント許容範囲内にない場合、光ファイバ１０２は、光ファイバ１０２を所定の角度配向に方向付けるように回転されるか、又は他の方法で調整されてもよい。アライメント許容範囲は、用途に応じて異なり得る。例えば、融着スプライスなどのいくつかの用途では、アライメント許容範囲は小さくてもよく、それにより、光ファイバ１０２の方向の変動を最小限に抑え得る。他の用途では、アライメント許容範囲は、大きくてもよく、それにより、光ファイバ１０２の角度方向に対して柔軟性を持ち得る。

【0041】

[0063]光ファイバ１０２の回転オフセットがアライメント許容範囲内にないとき、光ファイバ１０２は、図１Ａ～図１Ｅに関して図示し、説明した光ファイバアライメントシステムを使用して回転されてもよい。回転角度は、光ファイバ１０２の回転オフセットに基づいて決定され得る。回転角度は、垂直オフセット軸３５０が垂直ｙ軸とアライメントするために必要な回転の程度又は量であってもよい。

【0042】

[0064]回転量に基づいて光ファイバ１０２を回転させた後、光ファイバ１０２の別の出射画像が、画像センサによって生成され得る。図８Ａ～図８Ｄに関して以下に詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、光ファイバ１０２は、回転オフセット及び並進オフセットが補正されるまで回転と並進との両方が可能である。

【0043】

[0065]図４Ａは、図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して回転オフセットを補正するための回転後の図３Ａの光ファイバを示す例示的な出射画像の図である。図４Ａには、図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して回転オフセットを補正するために回転後の図３Ａの光ファイバを示す例示的な出射画像４００Ａを示す。出射画像３００Ａと同様に、出射画像４００Ａは、光ファイバ１０２の出射面によって画定される平面に存在する光ファイバ１０２の構成要素を示し、ストレスロッド３０４、コア３０５、及びクラッド３０６を示す。光ファイバの回転のために、ストレスロッド３０４、コア３０５、及びクラッド３０６が出射画像４００Ａに示されている結果の角度方向と、出射画像３００Ａに示されている角度方向とは異なる。

【0044】

[0066]図４Ｂは、図４Ａに示す光ファイバの回転オフセットの補正を検証するために使用される算出画像を示す図である。図４Ｂでは、算出画像４００Ｂが、図４Ａで撮像した光ファイバ１０２の回転オフセットの補正を検証するために使用される。算出画像４００Ｂは、算出画像３００Ｂに関して上述したものと同様の方法で、出射画像４００Ａから生成され得る。図示のように、算出画像４００Ｂは、回転位置にあるストレスロッド３０４に対応する第１の領域４１４Ａ及び第２の領域４１４Ｂを含み得る。算出画像４００Ｂはまた、回転位置にあるコア３０５及びクラッド３０６にそれぞれ対応するコア４１５及びクラッド領域４１６を含み得る。算出画像３００Ｂとは異なり、算出画像４００Ｂは、第１の領域４１４Ａ及び第２の領域４１４Ｂに対する垂直回転オフセットθ_ｙを有していなくてもよい。代わりに、第１の領域４１４Ａ、第２の領域４１４Ｂ、及びコア４１５の中心が、垂直オフセット軸４５０を識別するためにアライメントされるとき、垂直オフセット軸４５０は、垂直ｙ軸とアライメントする。したがって、決定された場合、垂直回転オフセットθ_ｙは、０になる。上記の説明が、ストレスロッド３０４の垂直アライメント、すなわち垂直オフセット軸４５０を垂直ｙ軸とアライメントすることに関する一方で、ストレスロッド３０４は、任意の他の方向にアライメントされてもよい。

【0045】

[0067]いくつかの実施形態では、光ファイバ１０２の並進オフセットが、回転オフセットに加えて、決定されてもよい。図示していないが、光ファイバ１０２の並進オフセットは、光ファイバ１０２が、ｘ方向、ｙ方向、又はｚ方向に並進又は位置付けられる量であってもよい。例えば、光ファイバ１０２は、第１の領域３１４Ａ及び第２の領域３１４Ｂが回転して、外部本体とアライメントされないように、回転オフセットを有してもよい。光ファイバ１０２はまた、光ファイバ１０２が外部本体に対して上下左右に移動するように調整される必要があるように、並進オフセットを有してもよい。

【0046】

[0068]本明細書に記載の光ファイバアライメントシステム及び関連する方法は、他のタイプのファイバに、並びに／又はファイバのストレスロッド及びコアの構成に、使用されてもよい。様々な実施形態において、光ファイバアライメントシステムは、ボウタイ（ｂｏｗ－ｔｉｅ）ファイバ、パンダ（ｐａｎｄａ）ファイバ、マルチコアファイバ、楕円ファイバ、フォトニック結晶光ファイバなどのための別のタイプのアライメントシステムであってもよい。

【0047】

[0069]図５Ａは、図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得されたフォトニック結晶ファイバ端部面の図である。図５Ａは、図１Ａ～図１Ｅの光ファイバアライメントシステム１００Ａなどの光ファイバアライメントシステムを使用して、アライメント前の光ファイバ１０２の出射面によって画定される平面に存在する光ファイバ１０２の構成要素を示す画像５００Ａである。フォトニック結晶光ファイバ１０２の出射面は、回転オフセットを有していてもよい。フォトニック結晶光ファイバ１０２は、回転オフセットに基づいて光ファイバアライメントシステムを使用して回転され、フォトニック結晶光ファイバ１０２の回転後に、フォトニック結晶光ファイバ１０２の出射面の画像５００Ｂが生成され得る。

【0048】

[0070]図５Ｂは、図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して回転オフセットを補正するための回転後のフォトニック結晶ファイバ端部面の画像である。フォトニック結晶光ファイバ１０２は、任意のロッドを含まないが、複数のコア５０４の存在により、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂに関連して上述したように、フォトニック結晶光ファイバ１０２の回転オフセットを決定するための同様の技術を使用し得る。次に、回転オフセットに基づいて、フォトニック結晶光ファイバ１０２の回転角度を決定し得る。したがって、画像５００Ｂは、フォトニック結晶光ファイバ１０２を回転角度だけ回転した後のフォトニック結晶光ファイバ１０２の出射面を示している。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、回転角度は約１０度であった。

【0049】

[0071]図６は、本発明の一実施形態による、ファイバをアライメントする方法６００を示す簡略化したフローチャートである。説明を容易にするために、方法６００は、図１Ａ及び図１Ｂの要素を参照して説明される。

【0050】

[0072]方法６００は、回転ステージに光ファイバを配置すること（６０５）、を含む。図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２を回転ステージ１１０上に配置することができ、例えば、光ファイバ１０２を回転ステージ１１０のチャネル１０９内に配置することができる。本方法はまた、回転ステージに対して光ファイバを固定すること（６１０）、を含む。いくつかの実施形態では、回転ステージに光ファイバを固定することは、光ファイバを真空チャックに接触させることと、真空チャックを使用して光ファイバに真空を誘導することと、を含んでもよい。例えば、図１Ａ～図１Ｅを参照すると、回転ステージ１１０に対して光ファイバ１０２を定位置に固定することは、光ファイバ１０２の一部１１３を真空チャックである静止固定器１１２に接触させ、真空チャックを使用して光ファイバ１０２に真空を誘導すること、を含んでもよい。

【0051】

[0073]本方法は、回転ステージの光ファイバを照明すること（６１５）、を更に含む。いくつかの実施形態では、回転ステージの光ファイバを照明することは、光ファイバに対して傾斜角で光ファイバに光を出射すること、を含んでもよい。例えば、図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２は、回転ステージ６１０の光源１３０によって照明されてもよい。いくつかの実施形態では、光ファイバ１０２を照明することは、光ファイバ１０２に対して傾斜角で光ファイバ１０２に光を出射すること、を含んでもよい。本方法はまた、光ファイバの出射面の初期画像を収集すること（６２０）、を含む。図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２の出射面の初期画像は、例えば、画像センサ１２０を使用して収集され得る。

【0052】

[0074]本方法は、初期画像に基づいて光ファイバの回転オフセットを計算すること（６２５）、を含み得る。例えば、図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２の回転オフセットを計算してもよい。回転オフセットを、光ファイバ１０２の出射面の初期画像を使用して計算してもよい。いくつかの実施形態では、初期画像に基づいて光ファイバの回転オフセットを計算することは、光ファイバの出射面の初期画像内の第１の領域及び第２の領域を識別することと、第１の領域及び第２の領域に基づいて光ファイバの回転オフセット量を計算することと、回転オフセット量に基づいて回転オフセットを計算することと、を更に含んでもよい。場合によっては、本方法はまた、光ファイバの出射面の初期画像内の光ファイバの中心領域を識別することと、中心領域に基づいて光ファイバの垂直軸を決定することと、出射面内の第１の領域及び第２の領域について垂直軸に対する垂直回転オフセットを決定することと、を更に含んでもよい。いくつかの実施形態では、本方法は、図７に関して詳細に説明するように、光ファイバの並進オフセットを決定すること、を含んでもよい。

【0053】

[0075]本方法はまた、回転オフセットがアライメント許容範囲内にあるか否かを試験すること（６３０）、を含み得る。いくつかの実施形態では、本方法は、光ファイバの並進オフセットを計算することと、光ファイバの並進オフセットが許容範囲内にあるか否かを決定することと、を更に含んでもよい。回転オフセットがアライメント許容範囲内にある場合、本方法は、光ファイバを解放すること（６４０）、を含む。例えば、図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２は、回転ステージ１１０から解放されてもよい。光ファイバ１０２を解放することは、真空チャックによって加えられた真空を光ファイバ１０２に解放すること、を含み得る。光ファイバ１０２が解放されると、光ファイバ１０２は、回転ステージ１１０から除去され得る。

【0054】

[0076]回転オフセットがアライメント許容範囲内にない場合、本方法は、回転ステージで光ファイバを回転すること（６３５）、を含む。図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２は、例えば、回転ステージ１１０で回転してもよい。光ファイバ１０２を回転することは、例えば、真空チャックによって光ファイバ１０２に加えられた真空を解放することによって光ファイバ１０２を解放すること、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本方法は、回転ステージで光ファイバを回転する前に、光ファイバを解放すること、を含んでもよい。例えば、図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２を回転する前に、光ファイバ１０２を、機械的固定器を介した回転のために固定してもよい。機械的固定器１１８は、回転中に回転ステージ１１０に光ファイバ１０２を固定し得る。回転ステージ１１０は、回転オフセットに基づいて光ファイバ１０２を回転し得る。場合によっては、これは、回転オフセットに基づいて決定された回転角度まで光ファイバ１０２を回転すること、を含んでもよい。

【0055】

[0077]いくつかの実施形態では、回転オフセットに基づいて回転角度を計算し、回転オフセットに基づいて回転ステージで光ファイバを回転することは、回転ステージで光ファイバを回転角度まで回転すること、を更に含んでもよい。

【0056】

[0078]方法は、光ファイバの出射面の少なくとも１つ以上の追加画像を反復的に収集すること（６４５）、を含む。例えば、本方法は、光ファイバの回転オフセットがアライメント許容範囲内にあり、光ファイバが解放されるまで、反復ごとに新規の画像を収集することを反復的に繰り返すこと（６４０）、ができる。

【0057】

[0079]いくつかの実施形態では、方法６００は、光ファイバを並進すること（６５０）、を含んでもよい。このような実施形態では、方法６００は、図７の方法７００に続き得る。

【0058】

[0080]図７は、本発明の一実施形態による、並進を伴うファイバをアライメントする方法を示す簡略化されたフローチャートである。方法７００は、方法６００と組み合わせて説明しているが、方法６００と方法７００との両方が個別に実施されてもよく、あるいは方法６００からの１つ又は複数のステップが、方法７００からのステップと組み合わせて実施されてもよいことを理解されたい。

【0059】

[0081]方法７００は、並進オフセットを計算すること（７０５）、を含み得る。並進オフセットは、方法６００からステップ６２５でキャプチャされた画像に基づいて計算され得る。一例では、図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２の並進オフセットを計算してもよい。並進オフセットを、光ファイバ１０２の出射面の初期画像を使用して計算してもよい。並進オフセットを計算する詳細な説明を、図８Ａ～図８Ｄを参照して説明する。

【0060】

[0082]方法７００はまた、並進オフセットがアライメント許容範囲内にあるか否かを試験すること（７１０）、を含み得る。並進オフセットがアライメント許容範囲内にある場合、方法は、図６に戻り、具体的には、方法７００は、図６のステップ６４５に戻り得る。例えば、本方法は、回転オフセット又は並進オフセットのうちの少なくとも一方がアライメント許容範囲内にあるまで、光ファイバを回転し、並進し続けてもよい。

【0061】

[0083]回転オフセットがアライメント許容範囲内にない場合、方法７００は、光ファイバを並進すること（７１５）、を含み得る。図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２を、例えば、並進ステージ１５５によって回転ステージ１１０で並進してもよい。光ファイバ１０２を並進することは、例えば、真空チャックによって光ファイバ１０２に加えられた真空を解放することによって光ファイバ１０２を解放すること、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本方法は、回転ステージ１１０で光ファイバを並進する前に、光ファイバを固定すること、を含んでもよい。例えば、図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２を並進する前に、機械的固定器１１８を介して並進のために光ファイバ１０２を固定してもよい。機械的固定器１１８は、並進中に回転ステージ１１０に光ファイバ１０２を固定し得る。並進ステージ１５５は、並進オフセットに基づいて回転ステージ１１０で光ファイバ１０２を並進し得る。

【0062】

[0084]光ファイバが並進されると、本方法は、ステップ（７２０）を介してステップ７０５に戻り得る。いくつかの実施形態では、ステップ７２０は、新規の並進位置において、光ファイバの新規の並進オフセットを計算するために、ステップ６１０、６１５及び／又は６２０のうちの１つ又は複数を含んでもよい。

【0063】

[0085]図６及び図７に示す特定のステップは、本発明の一実施形態による、特定の方法６００及び／又は７００を提供することを理解されたい。代替の実施形態によれば、他の一連のステップが実施され得る。例えば、本発明の代替の実施形態は、上記で概説したステップを異なる順序で実施してもよい。更に、図６及び図７に示す個々のステップは、個々のステップに適切であるように様々な順序で実施され得る複数のサブステップを含み得る。更に、特定の用途に応じて、追加のステップが、追加又は除去され得る。当業者は、多くの変形形態、修正形態、及び代替形態を認識するであろう。

【0064】

[0086]ここで図８Ａ～図８Ｄを参照すると、並進オフセットを計算し、回転オフセットと共に並進オフセットを補正するための例示的な実施形態が提供される。図８Ａは、図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された第１のファイバの出射面の第１の位置を示す図である。図８Ｂは、図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された第２のファイバの出射面の第２の位置を示す図である。図８Ｃは、図１～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された第１のファイバの出射面の第１の目標位置を示す図である。図８Ｄは、図１～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して取得された第２のファイバの出射面の第２の目標位置を示す図である。以下で完全に説明するように、一連の算出画像８００Ａ～８００Ｄは、図１Ａ～図１Ｅに示す光ファイバアライメントシステムを使用して、第１の光ファイバ９０２Ａなどの第１の光ファイバと、第２の光ファイバ９０２Ｂなどの光構成要素とのアライメント中に使用され得る。

【0065】

[0087]図８Ａを参照すると、算出画像８００Ａは、図９Ａ～図９Ｃに示す第１の光ファイバ９０２Ａなど、第１の光ファイバの第１の出射面８０２Ａの生成された初期画像に基づいて生成され得る。同様に、図８Ｂに示すように、算出画像８００Ｂは、図９Ａ～図９Ｃに示す第２の光ファイバ９０２Ｂなど、第２の光ファイバの第２の出射面８０２Ｂの生成された初期画像に基づいて生成され得る。算出画像８００Ａ及び算出画像８００Ｂは、同じ初期画像から生成されてもよい。言い換えると、単一の初期画像は、第１の出射面８０２Ａと第２の出射面８０２Ｂとの両方を生成し得る。画像処理技術を利用して、第１の出射面８０２Ａのサブ画像及び第２の出射面８０２Ｂのサブ画像を処理し得る。

【0066】

[0088]算出画像８００Ａを生成するために、第１の領域８１２Ａ、第２の領域８１４Ａ、及び第１の中心領域８１５Ａが、識別され得る。第１の領域８１２Ａ及び第２の領域８１４Ａは、第１の光ファイバ９０２Ａのストレスロッドに対応し、第１の中心領域８１５Ａは、第１の光ファイバ９０２Ａのコアに対応し得る。第１の領域８１２Ａ及び第２の領域８１４Ａが識別されると、第１の領域８１２Ａ及び第２の領域８１４Ａ、並びに第１の中心領域８１５Ａの垂直及び水平ｘ－ｙ座標が、決定され得る。第１の領域８１２Ａ、第２の領域８１４Ａ、及び中心領域８１５Ａに基づいて、第１の位置８０８Ａが、第１の出射面８０２Ａについて識別され得る。

【0067】

[0089]算出画像８００Ｂを生成するために、第３の領域８１２Ｂ、第４の領域８１４Ｂ、及び第２の中心領域８１５Ｂが、識別され得る。第３の領域８１２Ｂ及び第４の領域８１４Ｂは、第２の出射面８０２Ｂのストレスロッドに対応し、第２の中心領域８１５Ｂは、第２の出射面８０２Ｂのコアに対応し得る。第３の領域８１２Ｂ及び第４の領域８１４Ｂが識別されると、第３の領域８１２Ｂ及び第４の領域８１４Ｂ、並びに第２の中心領域８１５Ｂの垂直及び水平ｘ－ｙ座標が、決定され得る。第３の領域８１２Ｂ、第４の領域８１４Ｂ、及び第２の中心領域８１５Ｂに基づいて、第２の位置８０８Ｂが、第２の出射面８０２Ｂについて識別され得る。

【0068】

[0090]第１の出射面８０２Ａの第１の目標位置８１０Ａ、及び第２の出射面８０２Ｂの第２の目標位置８１０Ｂは、識別された第１の位置８０８Ａ、及び識別された第２の位置８０８Ｂに基づいて決定され得る。例えば、第１の目標位置８１０Ａ及び第２の目標位置８１０Ｂは、第１の出射面８０２Ａ及び第２の出射面８０２Ｂの全体的なアライメントオフセットを使用して決定され得る。全体的なアライメントオフセットは、第１の出射面８０２Ａの第１のアライメントオフセット及び第２の出射面８０２Ｂの第２のアライメントオフセットに基づき得る。アライメントオフセットは、第１の出射面８０２Ａと第２の出射面８０２Ｂとのミスアライメントの測定値であってもよい。

【0069】

[0091]特に、第１の目標位置８１０Ａは、第１のアライメントオフセットに基づいて決定されてもよく、第２の目標位置８１０Ｂは、第２のアライメントオフセットに基づいて決定されてもよい。第１のアライメントオフセットは、第１の出射面８０２Ａの第１の回転オフセットを含み得る。同様に、第２のアライメントオフセットは、第２の出射面８０２Ｂの第２の回転オフセットを含み得る。出射面８０２Ａ及び８０２Ｂの第１の回転オフセット及び第２の回転オフセットはそれぞれ、第１の回転オフセット量及び第２の回転オフセット量に基づき得る。第１の回転オフセット量は、第１の領域８１２Ａ及び第２の領域８１４Ａについて計算され、第２の回転オフセット量は、第３の領域８１２Ｂ及び第４の領域８１４Ｂについて計算され得る。第１の回転オフセット量を計算するために、第１の垂直回転オフセットθ_ｙＡが、第１の領域８１２Ａと第２の領域８１４Ａとの両方から決定され得る。同様に、第２の垂直回転オフセットθ_ｙＢが、第３の領域８１２Ｂと第４の領域８１４Ｂとの両方から決定され得る。第１の垂直オフセット軸８５０Ａは、第１の垂直回転オフセットθ_ｙＡに基づいて決定され、第２の垂直オフセット軸８５０Ｂは、第２の垂直回転オフセットθ_ｙＢに基づいて決定され得る。第１の垂直回転オフセットθ_ｙＡ及び第２の垂直回転オフセット垂直θ_ｙＢを使用して、第１の回転オフセット量及び第２の回転オフセット量はそれぞれ、第１の領域８１２Ａ及び第２の領域８１４Ａ、並びに第３の領域８１２Ｂ及び第４の領域８１４Ｂについて決定され得る。

【0070】

[0092]いくつかの実施形態では、第１のアライメントオフセット及び第２のアライメントオフセットはそれぞれ、第１の並進オフセットと、第２の並進オフセットと、を含んでもよい。第１の並進オフセット及び第２の並進オフセットは、第１の出射面８０２Ａ及び第２の出射面８０２Ｂがｚ軸に沿って並進される、又はミスアライメントされる量であってもよい。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第１の出射面８０２Ａは、最小の、又は存在しない第１の並進オフセットを有してもよい一方で、第２の出射面８０２Ｂは、第２の並進オフセットを有してもよい。したがって、第１の出射面８０２Ａは、第１の並進オフセットを固定するために並進される必要がない一方で、第２の出射面８０２Ｂは、第２の並進オフセットを固定するために並進すること（すなわち、上、下、右、又は左に移動するように調整されること）を必要とし得る。

【0071】

[0093]図８Ｃに示すように、図８Ａからの第１の領域８１２Ａ、第２の領域８１４Ａ、及び第１の中心領域８１５Ａの第１の回転オフセット量に基づいて、目標の第１の領域８２２Ａ、目標の第２の領域８２４Ａ、及び目標の第１の中心領域８２５Ａが、決定され得る。同様に、図８Ｄに示すように、図８Ｂからの第３の領域８１２Ｂ、第４の領域８１４Ｂ、及び第２の中心領域８１５Ｂの第２の回転オフセット量に基づいて、目標の第３の領域８２２Ｂ、目標の第４の領域８２４Ｂ、及び目標の第２の中心領域８２５Ｂが、決定され得る。これらの目標領域は、それぞれの光ファイバが目標位置８１０Ａ及び８１０Ｂに回転された場合、第１の出射面８０２Ａ及び第２の出射面８０２Ｂの対応するストレスロッド及びコアの位置を示す。

【0072】

[0094]第１の領域８２２Ａ及び第２の領域８２４Ａを使用して、第１の目標位置８１０Ａが決定され得る。具体的には、目標の第１の垂直オフセット軸８６０Ａが、決定され得る。同様に、第３の領域８２２Ｂ及び第４の領域８２４Ｂを使用して、目標の第２の垂直オフセット軸８６０Ｂが決定され、それによって、第２の目標位置８１０Ｂを識別し得る。図示のように、目標の第１の垂直オフセット軸８６０Ａは、垂直ｙ軸とアライメントし得る。したがって、調整後の第１の出射面８０２Ａは、０の調整された第１の垂直回転オフセットθ_ｙＡを有し得る。第２の出射面８０２Ｂはまた、０の調整された第２の垂直回転オフセットθ_ｙＢを有し得る。これにより、第１の出射面８０２Ａと第２の出射面８０２Ｂとをアライメントし得る。アライメントを検証するために、上述したように、調整されたアライメントオフセットは、算出画像８００Ｃ及び８００Ｄについて計算され得る。調整されたアライメントオフセットがアライメント許容範囲内にある場合、第１の出射面８０２Ａ及び第２の出射面８０２Ｂは、光ファイバアライメントシステムから解放され得る。他の実施形態では、調整されたアライメントオフセットがアライメント許容範囲内にある場合、光ファイバアライメントシステムは、第１の出射面８０２Ａと第２の出射面８０２Ｂとを互いにスプライスしてもよい。他の実施形態では、第２の光ファイバ９０２Ｂは異なる光学要素であってもよいことを理解されたい。そのような場合、領域８１２Ｂ、８１４Ｂ、８２２Ｂ、及び８２４Ｂは、領域８１２Ａ、８１４Ａ、８２２Ａ、及び８２４Ａがアライメントされるべき光学要素の１つ又は複数の構成要素に対応し得る。

【0073】

[0095]いくつかの実施形態では、第１の目標位置８１０Ａ及び第２の目標位置８１０Ｂが、算出画像８００Ａ及び算出画像８００Ｂを生成するために使用される初期画像内の画素に基づいて決定される。例えば、第１の出射面８０２Ａの第１の中心領域８１５Ａの画素座標が決定されてもよく、第２の出射面８０２Ｂの第２の中心領域８１５Ｂの画素座標が決定されてもよい。第１の中心領域８１５Ａが、第１の位置８０８Ａの第１の中心点として識別され、第２の中心領域８１５Ｂが、第２の位置８０８Ｂの第２の中心点として識別され得る。第１の位置８０８Ａの第１の中心点と第２の位置８０８Ｂの第２の中心点との間の距離が、決定され得る。次いで、第１の中心点と第２の中心点との間の距離に基づいて、第１の目標位置８１０Ａ及び第２の目標位置８１０Ｂが、決定され得る。図示のように、第１の目標位置８１０Ａ及び第２の目標位置８１０Ｂは、第１の中心点及び第２の中心点を算出画像８００Ｃ及び８００Ｄの原点にアライメントすることによって決定され得る。アライメントシナリオに応じて、第１の出射面８０２Ａは、第２の出射面８０２Ｂとアライメントされ、第２の出射面８０２Ｂは、第１の出射面８０２Ａとアライメントされ、又は第１の出射面８０２Ａと第２の出射面８０２Ｂとは両方とも、互いにアライメントされるように調整され得る。シナリオに応じて、第１の目標位置８１０Ａ及び第２の目標位置８１０Ｂは、識別され得る。

【0074】

[0096]第１の目標位置８１０Ａ及び第２の目標位置８１０Ｂが識別された後、第１の光ファイバ及び第２の光ファイバの一方又は両方は、修正位置に調整され得る。第１の出射面８０２Ａが第１の目標位置８１０Ａにあり、第２の出射面８０２Ｂが第２の目標位置８１０Ｂにあるように、修正位置は、第１の光ファイバ及び第２の光ファイバの位置であってもよい。上述したように、第１の光ファイバ及び／又は第２の光ファイバの位置を調整することは、本明細書で説明したような光ファイバアライメントシステムを使用してファイバを回転及び／又は並進すること、を含み得る。

【0075】

[0097]図９Ａは、本発明の一実施形態による、第１のファイバと光学要素とのアライメント前の光ファイバアライメントシステムの構成要素を示す簡略化した概略図である。この例示的な実施形態では、光学要素は第２の光ファイバであるが、第２の光ファイバは、第１の光ファイバをアライメントし、スプライスする任意のタイプの光学要素であってもよいことを理解されたい。

【0076】

[0098]図９Ａ～図９Ｃに関連して説明したように、本明細書に示す光ファイバアライメントシステム９００を使用して、２つの光ファイバをアライメントし、スプライスし得る。図９Ａに示すように、第１の光ファイバ９０２Ａ及び第２の光ファイバ９０２Ｂを設けている。光ファイバアライメントシステム９００は、図１Ａ～図１Ｅの光ファイバアライメントシステム１００Ａ～１００Ｅと同じ又は同様であってもよい。図示していないが、第１の光ファイバ９０２Ａ及び第２の光ファイバ９０２Ｂはそれぞれ、第１の回転ステージ及び第２の回転ステージ内に配置されることが理解される。第２の光ファイバ９０２Ｂが異なるタイプの光学要素である実施形態では、光学要素は、図示のように第２の回転ステージに配置されなくてもよい。代わりに、第１の光ファイバ９０２Ａを光学要素と適所にアライメントする（例えば、回転及び／又は並進する）間、非ファイバ光学要素は静止したままであってもよい。第１の光ファイバ９０２Ａ及び第２の光ファイバ９０２Ｂはそれぞれ、第１のコア９０５Ａと、第２のコア９０５Ｂと、を有し得る。

【0077】

[0099]第１の光源９３０Ａが、第１の光ファイバ９０２Ａに光９３２Ａを出射するように位置付けられ得る。同様に、第２の光源９３０Ｂが、第２の光ファイバ９０２Ｂに光９３２Ｂを出射するように位置付けられ得る。第１の光ファイバ９０２Ａに出射された光９３２Ａは、第１の光ファイバ９０２Ａに入射し、そこを通って伝播し得る。同様に、光９３２Ｂは、第２の光ファイバ９０２Ｂに入射し、そこを通って伝播し得る。第１の光ファイバ９０２Ａの第１の出射面、及び第２の光ファイバ９０２Ｂの第２の出射面は、反射器９２２に隣接して位置付けられ得る。反射器９２２は、第１の光ファイバ９０２Ａ及び第２の光ファイバ９０２Ｂからそれぞれ第１の出射面及び第２の出射面を介して出射された光を、画像センサ９２０に方向転換し得る。画像センサ９２０は、図９Ａに示すように、第１の光ファイバ９０２Ａの第１の出射面の、及び第２の光ファイバ９０２Ｂの第２の出射面の、初期画像を生成し得る。

【0078】

[0100]第１の光ファイバ９０２Ａ及び第２の光ファイバ９０２Ｂのアライメントオフセットは、図９Ａに示すように生成された初期画像に基づいて決定され得る。アライメントオフセットに基づいて、第１の光ファイバ９０２Ａ及び第２の光ファイバ９０２Ｂが、調整され得る。第１の光ファイバ９０２Ａ及び第２の光ファイバ９０２Ｂが調整された後、第１の出射面及び第２の出射面の追加の画像が生成され得る。調整されたアライメントオフセットは、追加の画像に基づいて決定され得る。調整されたアライメントオフセットが、アライメント許容範囲内にある場合、第１の光ファイバ９０２Ａ及び第２の光ファイバ９０２Ｂは、互いにスプライスされ得る。その他、アライメント許容範囲が達成されるまで、アライメント調整プロセスが繰り返され得る。回転アライメントに加えて、アライメント調整プロセスはまた、スプライス前の第１の光ファイバ９０２Ａ及び第２の光ファイバ９０２Ｂの一方又は両方の並進を含み得る。

【0079】

[0101]図９Ｂは、本発明の一実施形態による、第１の光ファイバ９０２Ａと第２の光ファイバ９０２Ｂとのアライメント後の、及び第１の光ファイバ９０２Ａと第２の光ファイバ９０２Ｂとの接触前の光ファイバアライメントシステムの構成要素を示す簡略化した概略図である。図９Ｂに示すように、反射器９２２は、第１の光ファイバ９０２Ａと第２の光ファイバ９０２Ｂとの間に配置される初期位置から除去され得る。

【0080】

[0102]図９Ｃは、本発明の一実施形態による、第１の光ファイバ９０２Ａと第２の光ファイバ９０２Ｂとを物理的に接触させた後の光ファイバアライメントシステムの構成要素を示す簡略化した概略図である。図９Ｃに示すように、第１の光ファイバ９０２Ａ及び第２の光ファイバ９０２Ｂは、それらの出射面で互いに接合され、いくつかの適切なファイバスプライスプロセスのうちの１つを使用してスプライスされている。したがって、本発明の実施形態を利用すると、回転アライメントプロセスは、偏波保持ファイバをアライメントするために利用され、これにより、ファイバスプライスの存在にもかかわらず、偏波保持ファイバ内を伝播する光の偏波状態は、伝播中に保持され得る。

【0081】

[0103]図１０は、本発明の一実施形態による、光ファイバをアライメントする方法１０００を示す簡略化したフローチャートである。説明を容易にするために、方法１０００は、図１Ａ～図１Ｅの要素を参照して説明しているが、方法１０００の使用は、図１Ａ～図１Ｅに示す特定の光ファイバアライメントシステムに限定されないことが理解されよう。

【0082】

[0104]本方法は、第１の回転ステージに第１の光ファイバを配置すること（１００５）、を含む。例えば、光ファイバ１０２は、図１Ａ～図１Ｅを参照して説明したように、回転ステージ１１０に配置されてもよい。本方法はまた、第１の回転ステージに第１の光ファイバを固定するために、第１の静止固定器を係合すること（１０１０）、を含む。例えば、光ファイバ１０２の一部１０７は、静止固定器１１２と接触し、係合されると、静止固定器１１２は、光ファイバ１０２の一部１０７を定位置に固定してもよい。いくつかの実施形態では、第１の静止固定器は真空チャックであってもよく、第１の静止固定器を係合することは、真空チャックを使用して第１の光ファイバに真空を誘導すること、を含んでもよい。

【0083】

[0105]本方法は、第１の光ファイバの第１の出射面の初期画像を収集すること（１０１５）、を含む。図１Ａ～図１Ｅを参照すると、第１の光ファイバ１０２の第１の出射面の初期画像は、画像センサ１２０を使用して収集され得る。

【0084】

[0106]本方法はまた、初期画像に基づいて、第１の出射面の第１の位置を決定すること（１０２０）、を含む。第１の位置に基づいて、第１の出射面の第１の目標位置を決定し得る（１０２５）。本方法は、第１の光ファイバを解放するために第１の静止固定器を係合解除すること（１０３０）、を含む。上述したように、第１の静止固定器は、真空チャックであってもよく、第１の静止固定器を係合解除することは、真空チャックによって第１の光ファイバに加えられた真空を解放すること、を含み得る。

【0085】

[0107]本方法はまた、回転中に第１の光ファイバを固定するために第１の機械的固定器を係合すること（１０３５）、を含む。例えば、図１Ａ～図１Ｅを参照すると、機械的固定器１１８は、回転のために光ファイバ１０２を固定するために、光ファイバ１０２の一部１０７に接触し得る。いくつかの実施形態では、第１の機械的固定器は、第１の静止固定器の係合解除（１０３０）前に係合されてもよい（１０３５）。他の実施形態では、第１の機械的固定器は、第１の静止固定器の係合解除（１０３０）と同時に又は一度に、単一のステップで係合されてもよい（１０３５）。

【0086】

[0108]第１の機械的固定器が係合されると、第１の光ファイバを第１の目標位置に回転し得る（１０４０）。図１Ａ～図１Ｅを参照すると、光ファイバ１０２は、回転体アセンブリ１１４を使用して回転され得る。第１の光ファイバが第１の目標位置に回転されると、本方法はまた、第１の光ファイバを解放するために、第１の機械的固定器を係合解除すること（１０４５）、を含み得る。

【0087】

[0109]任意選択で、本方法は、第１の静止固定器を再係合すること（１０５０）、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の光ファイバは、第２の目標位置まで更に回転され、したがって、第１の光ファイバを第２の目標位置に回転する前に、第１の静止固定器は、再係合されてもよい。

【0088】

[0110]他の実施形態では、第１の目標位置への第１の光ファイバの回転は、第１の光ファイバの中間位置配置が必要であってもよい。例えば、第１の光ファイバの回転オフセットは、１８０°の回転が必要であってもよい。１８０°の回転を達成するために、第１の段階で第１の光ファイバを中間位置まで９０°回転させてもよい。一旦中間位置になると、第１の機械的固定器は、係合解除し（１０４５）、第１の静止固定器は、再び係合し得る（１０５０）。回転アセンブリは、第２のステップで第１の光ファイバを第１の目標位置まで更に９０°回転して、完全な１８０°の回転を達成するために、第１の機械的固定器を再係合して、第１の静止固定器を係合解除する前に、中立位置に戻すように調整し得る。いくつかの実施形態では、回転ステージ１１０は、光ファイバ１０２が固定されている間に予備回転され、次いで、９０°を超える回転が単一のステップで達成されるように光ファイバ１０２を所望の回転角度に回転してもよい。当業者には明らかなように、回転ステップのサイズは、９０°である必要はなく、小さいステップのサイズが利用され得る。更に、この例では９０°の２つの等しいステップのサイズが利用されているが、これは必要ではなく、ステップのサイズは、合計して所望の総回転角度になる等しくないものであってもよい。当業者は、多くの変形形態、修正形態、及び代替形態を認識するであろう。

【0089】

[0111]本発明の実施形態は、第１の静止固定器を使用することによって、光ファイバの長手方向軸の方向の正確な制御を提供する。一例として、第１の光ファイバが、第１の目標位置に回転され、第１の機械的固定器が、第１の光ファイバを解放するために、係合解除された後、第１の静止固定器は、例えば、真空を引いて第１の光ファイバを第１の静止固定器の長さに沿って延在するｖ溝内に位置決めすることによって再係合されてもよい。したがって、回転後、第１の光ファイバの長手方向軸は、回転前にそれが位置していた所と同じ位置に戻される。

【0090】

[0112]他の実施形態では、本方法は、第２の回転ステージに第２の光ファイバを配置することと、第２の回転ステージに第２の光ファイバを固定するために第２の静止固定器を係合することと、初期画像を収集することであって、初期画像が、第１の光ファイバの第１の出射面、及び第２の光ファイバの第２の出射面を含む、収集することと、初期画像に基づいて、第２の出射面の第２の位置を決定することと、第２の出射面の第２の目標位置を決定することと、第２の光ファイバを解放するために第２の静止固定器を係合解除することと、回転中に第２の光ファイバを固定するために第２の機械的固定器を係合することと、第２の光ファイバを第２の目標位置に回転することと、第２の光ファイバを開放するために第２の機械的固定器を係合解除することと、を更に含んでもよい。

【0091】

[0113]いくつかの実施形態では、本方法は、回転後に第１の光ファイバを固定するために第１の静止固定器を係合することと、第１の出射面の第２の画像を収集することと、第１の出射面の修正位置を決定することと、を更に含んでもよい。任意選択で、本方法は、第１の出射面の修正位置が第１の目標位置の閾値領域内にあると決定することと、第１の光ファイバを解放するために第１の静止固定器を係合解除することと、を含んでもよい。

【0092】

[0114]図１０に示す特定のステップは、本発明の一実施形態による光ファイバをアライメントする特定の方法を提供することであると理解されたい。代替の実施形態によれば、他の一連のステップが実施され得る。例えば、本発明の代替の実施形態は、上記で概説したステップを異なる順序で実施してもよい。更に、図１０に示す個々のステップは、個々のステップに適切であるように様々な順序で実施され得る複数のサブステップを含み得る。更に、特定の用途に応じて、追加のステップが、追加又は除去され得る。当業者は、多くの変形形態、修正形態、及び代替形態を認識するであろう。

【0093】

[0115]本明細書に記載の実施例及び実施形態は、例示のみを目的としている。それに照らして様々な修正又は変更が当業者には明らかであろう。これらは、本出願の精神及び範囲、並びに添付の特許請求の範囲内に含まれるべきである。

【実施例】

【0094】

[0116]これらの例示的な例は、本開示の範囲を限定又は定義するためではなく、むしろその理解を助けるための実施例を提供するために言及している。例示的な実施例は、更なる説明を提供する詳細な説明において上述している。様々な実施例によって提供される利点は、本明細書を調べることによって更に理解され得る。

【0095】

[0117]以下で使用するように、一連の実施例への任意の言及は、それらの実施例の各々への言及として選言的に理解されるべきである（例えば、「実施例１～４」は、「実施例１、２、３又は４」と理解されるべきである）。

【0096】

[0118]実施例１は、制御部と、中心軸、第１の端部、及び第２の端部を備える回転ステージであって、中心軸が、回転ステージの第１の端部から第２の端部まで延在し、回転ステージが、光ファイバチャネルを更に備え、光ファイバチャネルが、回転ステージの第１の端部から回転ステージの第２の端部まで延在し、回転ステージが、制御部と動作可能に結合され、回転ステージの中心軸周りに回転するように構成される、回転ステージと、回転ステージの中心軸に対して傾斜角で光ファイバチャネルに光を出射するように位置付けられる光源と、回転ステージの第２の端部に隣接して位置付けられる画像センサであって、画像センサが、光ファイバチャネル内に配置された光ファイバの出射面の画像を生成するように位置付けられ、制御部と動作可能に結合される、画像センサと、を備える、光ファイバアライメントシステムである。

【0097】

[0119]実施例２は、静止固定器であって、静止固定器が、光ファイバの一部と接触し、回転ステージに光ファイバを固定するように構成される、静止固定器を更に備える、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバアライメントシステムである。

【0098】

[0120]実施例３は、静止固定器が、回転ステージと画像センサとの間に位置付けられる、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバアライメントシステムである。

【0099】

[0121]実施例４は、静止固定器が、真空チャックを備える、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバアライメントシステムである。

【0100】

[0122]実施例５は、回転ステージが、駆動アセンブリと、回転体アセンブリと、を備える、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバアライメントシステムである。

【0101】

[0123]実施例６は、機械的固定器であって、回転ステージが回転ステージの中心軸周りに回転するとき、機械的固定器が、光ファイバを固定するように構成される、機械的固定器を更に備える、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバアライメントシステムである。

【0102】

[0124]実施例７は、光ファイバチャネルの両側に位置付けられ、光ファイバチャネル内に位置付けられたときに光ファイバに接触するように構成される２つのパッドを、機械的固定器が備える、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバアライメントシステムである。

【0103】

[0125]実施例８は、機械的固定器が、回転ステージと静止固定器との間に位置付けられる、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバアライメントシステムである。

【0104】

[0126]実施例９は、傾斜角が、回転ステージの中心軸に対して９０°未満である、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバアライメントシステムである。

【0105】

[0127]実施例１０は、光ファイバチャネル内に設けられた光ファイバを更に備え、光ファイバが、１つ又は複数のストレスロッドを備える、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバアライメントシステムである。

【0106】

[0128]実施例１１は、画像センサが、回転ステージの第２の端部に位置付けられる、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバアライメントシステムである。

【0107】

[0129]実施例１２は、光ファイバをアライメントする方法であって、その方法が、回転ステージに光ファイバを配置することと、回転ステージに光ファイバを固定することと、回転ステージの光ファイバを照明することと、光ファイバの出射面の初期画像を収集することと、初期画像に基づいて、光ファイバの回転オフセットを計算することと、光ファイバの回転オフセットが許容範囲内にない場合、回転ステージで光ファイバを回転することと、光ファイバの出射面の少なくとも１つ以上の追加画像を反復的に収集することと、光ファイバの回転オフセットが許容範囲内にある場合、光ファイバを解放することと、を含む、光ファイバをアライメントする方法である。

【0108】

[0130]実施例１３は、方法が、回転オフセットに基づいて回転角度を計算すること、を更に含み、回転オフセットに基づいて回転ステージで光ファイバを回転することが、回転ステージで光ファイバを回転角度まで回転すること、を含む、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバをアライメントする方法である。

【0109】

[0131]実施例１４は、回転ステージで光ファイバを回転する前に、方法が、光ファイバを解放すること、を含む、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバをアライメントする方法である。

【0110】

[0132]実施例１５は、方法が、光ファイバの並進オフセットを計算することと、光ファイバの並進オフセットが許容範囲内にあるか否かを決定することと、を更に含む、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバをアライメントする方法である。

【0111】

[0133]実施例１６は、初期画像に基づいて光ファイバの回転オフセットを計算することが、光ファイバの出射面の初期画像内の第１の領域及び第２の領域を識別することと、第１の領域及び第２の領域に基づいて光ファイバの回転オフセット量を計算することと、回転オフセット量に基づいて回転オフセットを計算することと、を含む、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバをアライメントする方法である。

【0112】

[0134]実施例１７は、光ファイバの出射面の初期画像内の光ファイバの中心領域を識別することと、中心領域に基づいて光ファイバの垂直軸を決定することと、出射面内の第１の領域及び第２の領域について垂直軸に対する垂直回転オフセットを決定することと、を更に含む、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバをアライメントする方法である。

【0113】

[0135]実施例１８は、方法が、光ファイバの並進オフセットを決定すること、を更に含む、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバをアライメントする方法である。

【0114】

[0136]実施例１９は、回転ステージの光ファイバを照明することが、光ファイバに対して傾斜角で光ファイバに光を出射すること、を含む、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバをアライメントする方法である。

【0115】

[0137]実施例２０は、回転ステージに光ファイバを固定することが、光ファイバを真空チャックに接触させることと、真空チャックを使用して光ファイバに真空を誘導することと、を含む、前述又は後述のいずれかの実施例の光ファイバをアライメントする方法である。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A-5B】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10】

【国際調査報告】