KR20030003457A

KR20030003457A - An alignment method of collimator

Info

Publication number: KR20030003457A
Application number: KR1020010039277A
Authority: KR
Inventors: 서병택; 노상균; 오종택
Original assignee: 주식회사 신영텔레콤
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2003-01-10

Abstract

본 발명은 콜리메이터(Collimator)의 정렬방법에 관한 것으로서, 정렬하고자 하는 콜리메이터의 외경(外徑)보다 큰 내경(內徑)을 갖는 파이프의 일단에 일방의 콜리메이터를 삽입하고, 상기 파이프의 타단에 타방의 콜리메이터를 삽입하여 광학정렬을 하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 파이프에 타방의 콜리메이터를 삽입하면서 광의 세기를 측정하여 광의 세기가 일정하게 되면 삽입을 정지하는 것, 타방의 콜리메이터의 삽입이 끝난 뒤에 에폭시를 사용하여 상기 콜리메이터를 파이프에 고정시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an alignment method of a collimator, wherein one collimator is inserted into one end of a pipe having an inner diameter larger than the outer diameter of the collimator to be aligned, and the other end of the pipe It is characterized by the optical alignment by inserting a collimator. In addition, by measuring the intensity of the light while the other collimator is inserted into the pipe and stops the insertion when the intensity of the light is constant, after the insertion of the other collimator is finished, using the epoxy to fix the collimator to the pipe .

본 발명에 의하면, 콜리메이터의 정렬이 간단하고 또한 정렬후의 콜리메이터가 안정적인 효과가 있다.According to the present invention, the collimator is easily aligned, and the collimator after the alignment is stable.

Description

Alignment method of collimator {AN ALIGNMENT METHOD OF COLLIMATOR}

본 발명은 콜리메이터(Collimator)의 정렬에 관한 것으로, 빛의 안정된 진행을 위하여 사용되는 콜리메이터의 정렬장치 및 정렬방법에 관한 것이다.The present invention relates to the alignment of the collimator (Collimator), and relates to the alignment device and alignment method of the collimator used for the stable progress of light.

현재 사용되고 있는 콜리메이터의 정렬기술은 광의 진행량을 조절하는 기능을 가진 가변 감쇠기 제작기술 중에 하나이다.Collimator alignment technology, which is currently used, is one of the technologies for manufacturing variable attenuators with the ability to control the amount of light traveling.

종래의 기술은, 두개의 마주보는 콜리메이터를 개방된 공간 내에서 적당한 거리를 두고 한쪽의 콜리메이터에서 나온 빛이 반대편의 콜리메이터로 입사 되도록 정렬 장치를 이용하여 정렬하고, 마주보는 콜리메이터 사이에 광의 진행량을 조절할 수 있는 필터(Filter)라는 소자를 위치시켜 원하는 감쇠량을 얻어내는 방법을 사용한다.The prior art aligns two opposing collimators using an alignment device such that light from one collimator is incident on the other collimator at an appropriate distance in an open space, and the amount of light propagation between the opposing collimators. An adjustable filter is placed to achieve the desired amount of attenuation.

종래의 콜리메이터 정렬은 먼저 콜리메이터를 마주 보도록 정렬장치에 고정하고, XYZθ축상에서 광학 정렬을 하는데 정확한 광학 정렬을 위하여 한쪽의 콜리메이터에는 광원을 연결하고 마주보는 콜리메이터에는 수광장치를 연결한다. 그리고 한쪽의 콜리메이터에서 나온 빛이 마주보는 콜리메이터에 최대로 입사될 수 있도록 미세한 정렬장치를 움직여 광학 정렬한다.Conventional collimator alignment is first fixed to the alignment device to face the collimator, and the optical alignment on the XYZθ axis to connect the light source to one collimator and to the collimator to connect the light receiving device to the correct optical alignment. The optical alignment is performed by moving a fine alignment device to maximize the incident light from one collimator to the collimator facing each other.

정렬을 시작한 후 최대 광 입사가 되는 정렬 지점에서 정렬을 멈추고 정렬된 상태를 고정할 수 있도록 하기 위해서 정렬된 콜리메이터를 정렬블록에 고정시켜야 한다.After starting the alignment, the aligned collimator should be fixed to the alignment block so that the alignment stops at the point of maximum light incidence and the alignment is fixed.

정렬된 콜리메이터를 그대로 정렬 블록에 고정시키기 위해 정렬장치에 고정된 상태에서 에폭시를 사용하여 콜리메이터와 정렬블록을 접합시키고 일정시간을 경화시킨 후 정렬장치에서 콜리메이터와 정렬블록 접합물을 분리시킨다.In order to fix the aligned collimator to the alignment block as it is, the collimator and the alignment block are bonded to each other using epoxy in a fixed state, and after curing for some time, the collimator and the alignment block assembly are separated from the alignment apparatus.

이러한 기존의 콜리메이터 정렬구조를 도1에 나타낸다. 그러나 이와 같은 종래의 기술에는 몇 가지 문제점이 있다.This conventional collimator alignment structure is shown in FIG. However, there are some problems with this conventional technology.

먼저, 마주보는 두 콜리메이터를 XYZθ 4축 방향에서 정렬하는데 많은 시간이 소요된다.First, it takes a lot of time to align the two collimators in the XYZθ 4 axis direction.

이는 미세한 θ축 정렬 오차도 광의 진행량 감쇠에 많은 영향을 줄 수 있기 때문에 θ축 정렬오차를 줄이기 위해 많은 정렬 시간이 요구된다. 즉, 평행광을 유지하는 콜리메이터의 특성에서 XYZ 3축에 대한 미세한 정렬오차는 크게 문제가 되지 않으나, θ축에 대한 정렬오차는 진행광의 입사량에 심각한 문제를 일으킨다. 이는 마주 보는 콜리메이터를 정렬할 때에 두 개의 콜리메이터가 분리된 상태에서 개별적으로 움직인다는 것이 θ축에 대한 오차를 발생시키는 것으로 볼 수 있다.Since a small θ-axis alignment error can greatly affect the amount of light attenuation, much alignment time is required to reduce the θ-axis alignment error. That is, in the characteristics of the collimator for maintaining parallel light, the fine alignment error on the XYZ 3-axis is not a problem, but the alignment error on the θ-axis causes a serious problem in the incident light amount. This can be regarded as an error about the θ axis when two collimators are moved separately when the collimators are aligned.

콜리메이터 정렬에서 이러한 θ축 오차를 도2에 도시한다. 도2에 나타난 바와 같이 출사광이 입사광과 틀리게 된다.This θ axis error in collimator alignment is shown in FIG. 2. As shown in Fig. 2, the emitted light is different from the incident light.

또한, 종래에는 콜리메이터를 정렬함에 있어서 독립적으로 움직일 수 있는 스테이지(Stage)를 사용하여 원하는 광 세기가 나오는 상태까지 정렬하고, 그 후에 고정용 에폭시를 사용하여 마주보는 콜리메이터를 고정하였으나 이는 고정용 에폭시가 경화되는 중에 물성변화를 일으켜서 정렬상태를 어긋나게 하였다.In addition, conventionally, in order to align the collimator using an independently movable stage (Stage) aligned to the state of the desired light intensity, and then fixing the collimator facing using the fixing epoxy, but this is because the fixing epoxy The physical properties were changed during curing, which caused the alignment to be out of alignment.

또한 정렬상태 고정이 잘 되었더라도 온도순환시험이나 고온 및 저온저장시험에서 에폭시가 수축, 또는 팽창하여 제품의 특성변화를 일으킨다.In addition, even if the alignment is well fixed, the epoxy shrinks or expands in the temperature cycling test or the high temperature and low temperature storage test, causing a change in the properties of the product.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마주보는 콜리메이터의 정렬장치를 최소화 하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to minimize the alignment device of the collimator facing.

또한 본 발명의 다른 목적은 마주보는 콜리메이터를 도파로(導波路) 속에 위치시켜 정렬작업을 보다 용이하게 할 수 있도록 하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to place collimators facing each other in a waveguide to facilitate alignment.

도1은 기존의 콜리메이터 정렬방법에 대한 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional collimator alignment method.

도2는 콜리메이터 정렬에서 XYZθ 4축 방향의 정렬에서 오차발생 경우에 대한 개략도이다.Fig. 2 is a schematic diagram of an error case in alignment in the XYZθ 4 axis direction in collimator alignment.

도3은 정렬용 파이프를 이용한 정렬 어셈블리 전의 상태를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a state before the alignment assembly using the alignment pipe.

도4는 도3의 상태에서 파이프를 정렬블록에 놓은 상태를 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a state in which the pipe is placed in the alignment block in the state of FIG.

도5는 정렬용 파이프를 단면상태에서 콜리메이터가 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.5 is a view showing a state in which the collimator is inserted in the cross-sectional state of the alignment pipe.

도6은 정렬용 파이프를 이용한 정렬 어셈블리 후의 상태를 나타내는 도면이다.6 is a view showing a state after the alignment assembly using the alignment pipe.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 마주보는 콜리메이터(2)를 수동 정렬할 수 있는 파이프(1)를 사용하는 것인데, 콜리메이터의 삽입 위치를 확인할 수 있는 구멍(4,4')과 삽입된 콜리메이터를 고정할 수 있는 고정용 구멍(5,5')이 파이프(1)에 만들어져 있다.A feature of the present invention for achieving the object as described above is to use a pipe (1) capable of manually aligning the facing collimator (2), the hole (4, 4 ') to confirm the insertion position of the collimator And a fixing hole (5, 5 ') for fixing the inserted collimator is made in the pipe (1).

콜리메이터(2)는 광섬유(A)와, 빛을 평행으로 유지하는 렌즈(3)로 구성되는데 광섬유를 통해 입사된 빛은 퍼지는 성질이 있어 광섬유 밖에서 다른 쪽으로 정상적으로 들어가기 의해서는 빛을 평행으로 만들어주어야 한다. 여기에 필요한 부분이 바로 렌즈(3)이다(도3 참조).The collimator (2) is composed of the optical fiber (A) and the lens (3) to keep the light in parallel. The light incident through the optical fiber has a property of spreading, and the light must be made parallel by normally entering the other side from the outside of the optical fiber. . The necessary part is the lens 3 (see Fig. 3).

이하 도4, 도5를 사용하여 콜리메이터의 정렬방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the collimator alignment method will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

우선 도4와 같이 파이프(1)를 정렬블록 위에 올려놓고, 정렬 파이프와 정렬블록을 에폭시를 사용하여 접합시킨다. 접합에 사용하는 에폭시는 본 구조에서 정렬에 영향을 주지 않으므로 가능한 빠른 경화 시간을 갖는 제품을 사용한다.First, the pipe 1 is placed on the alignment block as shown in FIG. 4, and the alignment pipe and the alignment block are bonded using epoxy. The epoxy used for bonding does not affect the alignment in this structure, so use a product with the fastest curing time possible.

정렬블록의 단면은 도5와 같으며 원형 파이프를 견고히 고정하기 위해 U자 형의 홈을 파놓았다.The cross section of the alignment block is shown in Fig. 5 and the U-shaped grooves are dug to fix the circular pipe.

정렬 블록위에 정렬용 파이프가 조정되면 파이프 한쪽에 콜리메이터를 삽입한다. 그리고 콜리메이터가 삽입된 반대편에 또 다른 콜리메이터를 원하는 광 세기가 나올 때까지 삽입한다(도5). 정렬용 파이프는 콜리메이터가 억지끼움 형태로 삽입되며, 삽입되었을 때 파이프와 축 평행을 이룰 수 있는데, 이것이 바로 마주보는 콜리메이터의 1차 정렬이 된다. 1차 정렬 상태는 YZθ축이 정렬용 파이프내에서 자동정렬이 되며, X축에 대한 직선거리 정렬은 광세기 측정하여 정렬하는데 이는 측정장비를 사용하여 정렬한다.When the alignment pipe is adjusted on the alignment block, insert a collimator on one side of the pipe. And another collimator is inserted until the desired light intensity is reached on the opposite side to which the collimator is inserted (FIG. 5). The alignment pipe can be inserted into the collimator in the interlocked form and, when inserted, can be axially parallel to the pipe, which is the primary alignment of the collimator. In the primary alignment state, the YZθ axis is automatically aligned in the alignment pipe, and the linear distance alignment with respect to the X axis is aligned by measuring light intensity, which is aligned using a measuring device.

광 세기의 측정은 도시하지 않은 광원장비를 출력측의 콜리메이터에연결하고, 입력측의 콜리메이터에 광을 입사시켜 출력측의 콜리메이터를 통과하여 나오는 광의 세기를 측정한다. 입력에 대비하여 원하는 출력의 광 세기가 나오면 콜리메이터 삽입을 멈추고 파이프의 콜리메이터 고정용 구멍(5,5')에 에폭시(Epoxy)를 바르고 경화시킨다.The measurement of the light intensity connects the light source equipment (not shown) to the collimator on the output side, and enters the light to the collimator on the input side to measure the intensity of light passing through the collimator on the output side. When the light intensity of the desired output comes out against the input, the collimator is stopped and epoxy is applied to the collimator fixing holes (5, 5 ') of the pipe and cured.

본 발명은 상기한 정렬의 어긋남을 금속 파이프를 이용하여 방지할 수 있도록 하였으며, 초기 콜리메이터의 정렬을 기존의 방법보다 쉽게 하기 위하여 콜리메이터의 외경에 맞는 파이프를 사용하여 단순화하였다.The present invention is to prevent the misalignment of the above by using a metal pipe, and to simplify the alignment of the initial collimator than the conventional method using a pipe that fits the outer diameter of the collimator.

정렬용 파이프에 억지끼움 형태로 삽입된 두 콜리메이터는 일체형 파이프 내에서 움직임이 거의 없고, X축상에서만 약간의 변화를 보인다. 하지만 콜리메이터 정렬특성에서 X축의 변화는 1/100dB 정도의 변화만 생기므로 X축 정렬에 대한 변화는 무시해도 좋은 정도이다. 그 때문에 에폭시를 사용하여 공간 내에서 정렬하는 기술보다 온도에 대한 변화가 거의 없으므로 제품의 특성이 안정적이다.The two collimators inserted into the alignment pipe in the form of interference fit with little movement in the integral pipe and only slightly change on the X axis. However, in the collimator alignment characteristic, the change in the X axis only changes by about 1/100 dB, so the change in the X axis alignment can be ignored. Therefore, the characteristics of the product are stable because there is little change in temperature than the technique of aligning in space using epoxy.

콜리메이터를 정렬한 후 고정할 때 온도에 따라 체적변화를 일으키는 에폭시를 파이프의 입구 및 고정용 구멍에만 도포하여 고정함으로써 소량만 사용하여 정렬상태를 고정할 수 있으며, 정렬상태의 유지는 온도변화에 안정적인 금속 파이프가 유지하게 됨으로써 전체적인 정렬상태의 안정성을 높일 수 있다.When aligning and fixing the collimator, it is possible to fix the alignment state using only a small amount by applying and fixing epoxy, which causes the volume change according to the temperature, only to the inlet and fixing hole of the pipe. Maintaining the metal pipe can increase the stability of the overall alignment.

Claims

In the method of sorting the collimator,

Insert one collimator into one end of the pipe having an inner diameter larger than the outer diameter of the collimator to be aligned,

Collimator alignment method characterized in that the optical collimator by inserting the other collimator to the other end of the pipe.

The method of claim 1,

And measuring the intensity of the light while inserting the other collimator into the pipe to stop the insertion when the intensity of the light is constant.

The method of claim 1,

A collimator alignment method, characterized in that the collimator is fixed to a pipe using an epoxy after the other collimator is inserted.