JP2001215186A - 光ファイバ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 クラッドの周端部か試料表面に衝突すること
がなく、検出効率が高い光ファイバを提供する。 【解決手段】 光を伝搬させるコア１２と、このコアを
覆ってコア内を伝搬する光を遮光するクラッド１３とか
らなる光ファイバである。この光ファイバは、コア１２
の一端を先細り状に先鋭化した先鋭部１４と、この先鋭
部１４の表面に形成された遮光性の被覆層１５と、先鋭
部の先端か遮光性の被覆層１５から露出した開口部１６
とを有する。この光ファイバでは、遮光性の被覆層１５
か開口部以外に照射される光を遮断する遮断部として機
能し、開口部１６からのみ光を入出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光を伝搬させるコ
アと、このコアを覆ってコア内を伝搬する光を遮光する
クラッドとからなり、光を入出力するための先鏡部を有
する光ファイバ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、物質表面の光の波長より小さ
い領域に局在するエバネッセント光を検出して物体の形
状を測定するフォトン走査型顕微鏡は、従来の光学顕微
鏡の回折限界を超えた分解能をもつ超高分解能光学顕微
鏡として知られている。

【０００３】例えば図１に示すよるに、全反射条件下で
試料１の裏面から試料表面を照射すると試料表面には表
面形状に応じてエバネッセント光の場が発生する。

【０００４】フォトン走査型顕微鏡では、例えば図２に
示すよるに、エバネッセント光の波長程度以下の開口を
もつ検出端部２を形成した光プローブ３でこのエバネッ
セント場の強度を測定することにより、従来の光学顕微
鏡の回折限界を超えた分解能を得ることかできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このフォト
ン走査型顕微鏡の分解能は、光プローブの実効的な開口
径によって決定される。一方、エバネッセント光の強度
は、試料表面からの距離とともに指数関数的に減少する
ことから、光プローブは、単に先端を鋭くするだけでも
等価的に開口径を小さくすることができる。したがっ
て、フォトン走査型顕微鏡の分解能を向上させるために
は、光プローブの先端を鋭くすることが重要である。

【０００６】また、上述の図１に示すような形状の光プ
ローブは、クラッド径Ｄ（９０μｍ程度）が検出端部２
の長さＬ（２〜６μｍ程度）よりもずっと大きいので、
クラッドの周端部４が試料１の表面に衝突して、試料あ
るいは光プローブ５自体を破損する虞れがあった。

【０００７】このため、本発明の発明者らは、これらの
課題を解法するための光ファイバを提案し、先に特願平
５−２９１８２９号、特願平６−５３６２６号、特願平
６−５５６９７号、ＰＣＴ／ＪＰ ９４／００９０６と
して出願している。これらの出願では、光ファイバの一
端のクラッドから突出したコアを先端先細り状に先鋭化
した検出端部の基端にクラッドの径を径小とした径小部
を形成し、あるいは検出端部とクラッドを共に先端先細
り状に先鋭化してクラッドの周端部が試料表面に衝突す
ることを防止している。

【０００８】また、上記フォトン走査トンネル顕微鏡で
は、エバネッセント光の強度が極めて小さいので、散乱
光の影響を避け、エバネッセント光の検出効率を高くす
る必要がある。例えば光プローブの検出端部の表面に遮
光性の被覆層を形成し、該被覆層の先端に検出光の波長
程度以下の微小な開口を形成し、検出するエバネッセン
ト光を開口からのみ入射させることにより、開口以外の
領域に照射される散乱光等を遮光し、散乱光等の影響を
低減させることが考えられる。

【０００９】このため、上述の出願に係る光ファイバで
は、検出効率を向上させるために、真空中で光ファイバ
を、その中心軸を中心として回転させ、検出端部の側方
あるいは後方から遮光性の物質の蒸気を供給することに
より、検出端部の表面に、遮光性の被覆層を形成すると
ともに、検出端部の先端が遮光性の被覆層から露出した
開口部を形成するようになっている。

【００１０】しかしながら、遮光性の被覆層を均一に形
成し、なおかつ、波長程度以下の微小な開口を再現性よ
く形成することか困難である問題があった。

【００１１】ところで、光ファイバの先端に周囲の環境
に応じて光学特性か変化する機能性物質、例えば蛍光
体、試薬等を付着させた光ファイバセンサか知られてい
る。このような光ファイバセンサは、例えば図３に示す
ように、光ファイバの一端にコアを先鋭化した先鋭部６
を形成し、該先鋭部６の表面に遮光性の被覆層７を形成
し、先鋭部６の先端が遮光性の被覆層７から鍵出した開
口部に蛍光体、試薬等の機能性物質８を付着させて形成
されている(eds．W．Pohl&D．Courjon:Near Field opti
cs(Book)1993,17-24)。

【００１２】このような光ファイバセンサ５では、先鋭
部６の先端の機能性物質８は、例えば周囲の光強度、ｐ
Ｈ等の環境に応じて光学特性が変化し、例えば発光ある
いは吸光スペクトル等が変化する。そして、このような
光学特性の変化を、先鋭部６の他端において検出するこ
とにより、先鋭部６の周囲の環境を検出するようになっ
ている。このような光ファイバセンサ５では、先鋭部６
の先端に付着させる機能性物質８のサイズを小さくする
ことかでき、従来の電気的センサと比較して検出の空間
解像度を向上させ、また、応答時間を高速化することか
できる。

【００１３】しかしながら、このような光ファイバセン
サでは、機能性物質を、剥離強度が高い状態で光ファイ
バの先端に付着させることが困難であるため、耐久性を
向上させることが困難であった。

【００１４】そこで、本発明の目的は、上述の問題点を
解決するために、クラッドの周端部か試料表面に衝突す
ることがなく、検出効率が高い光ファイバを提供するこ
とにある。

【００１５】また、本発明は、クラッドの周端部が試料
表面に衝突することがなく、検出効率か高い光ファイバ
を容易に形成することができる光ファイバの製造方法を
提供することを目的とする。

【００１６】また、本発明は、検出の空間解像度を向上
させ、耐久性の高い光ファイバを提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために提案されたものであって、本発明の光フ
ァイバは、光を伝搬させるコアと、このコアを覆ってコ
ア内を伝搬する光を遮光するクラッドとからなる光ファ
イバの一端にクラッドの外周からコアの中心にかけて先
鋭化した先鋭部を有し、先鋭部の表面に遮光性の被覆層
を有し、先鋭部の先端か遮光性の被覆層から露出した開
口部を有する。

【００１８】このような光ファイバは、先鋭部がコア中
を伝搬する光を集光する集光部として機能し、遮光性の
被覆層が開口部以外からの光を遮断する遮光部として機
能する。そして、開口部から光を入出力するようになっ
ている。

【００１９】また、本発明に係る他の光ファイバは、光
を伝搬させるコアと、このコアを覆ってコア内を伝搬す
る光を遮光するクラッドとからなる光ファイバの一端
に、クラッドを肉薄とした径小部を有し、該径小部の先
端から突出したコアを先細り状に先鋭化した先鋭部を有
し、該先鋭部の表面に遮光性の被覆層を有し、先鋭部の
先端が遮光性の被覆層から露出した検出光の波長程度以
下の開口部を有することを特徴とするものである。

【００２０】この光ファイバは、突出部がコア中を伝搬
する光を集光する集光部として機能し、遮光性の被覆層
か遮光部として機能する。このため、コア中を伝搬する
光を集光して開口部から効率よく出射することかでき
る。

【００２１】また、このような光ファイバは、遮光性の
被覆層か開口部以外に照射された光を遮光する遮光部と
して機能し、先鋭部か開口部から入射した光をコア中に
導く結合部として機能する。この光ファイバは、例えば
物質の表面の光の波長より小さい領域に局在するエバネ
ッセント光を検出するフォトン走査型顕微鏡等におい
て、物質表面に近接させてエバネッセント光を散乱させ
て検出する光プローブとして使用される。

【００２２】そして、この光ファイバは、先鋭部の先端
を物質表面に近接させて使用され、遮光性の被覆層から
露出した先鋭部の先端で、物質表面のエバネッセント光
を数乱させてコアに導く。また、この光ファイバの開口
部以外に照射される検出光は、遮光性の被覆層によって
遮断される。このため、この光ファイバは、先鋭部の先
鋭角か小さく、また開口部からのみ検出光を検出するこ
とができるので検出効率の高い光プローブとなる。

【００２３】さらにまた、本発明に係る他の光ファイバ
は、クラッドの先端から突出したコアが先鋭化された先
鋭部を有し、先鋭部の表面に遮光性の被覆層を有し、該
遮光性の被覆層から先鋭部の先端が露出するとともに、
遮光性の被覆層に対して先鋭部の先端が陥没したピット
を有する。また、このピットに蛍光体あるいは試薬等の
周囲の環境に応じて光学特性が変化する機能性物質を付
設している。

【００２４】このような光ファイバでは、ピット中の機
能性物質が周囲の環境に反応して、光学特性が変化す
る。この光学特性の変化は、光ファイバの他端において
検出することかできる。このため、測定の空間解像度を
向上させた検出を行うことかできる。また、このような
機能性物質は、遮光性の被覆層の先端より陥没したピッ
ト内部に付着されているため、光ファイバの先端が被測
定物に衝突した場合等において、色素か直接被測定物に
衝突せずに保護される。このため、耐久性を向上させる
ことができる。

【００２５】また、上述のような構造の光ファイバを製
造する本発明の光ファイバの製造は、コアの先端を先鋭
化して先鋭部を形成し、先鋭部の表面に遮光性の被覆層
を形成し、遮光性の被覆層をエッチングして先鋭部の先
端が遮光性の被覆層から露出した開口部を形成すること
を特徴とするものである。

【００２６】この光ファイバの製造方法では、遮光性の
被覆層の先端に、先鋭部の先端か遮光性の被覆層から完
全に露出した開口部を容易に形成することかてき、検出
効率か高い光ファイバを容易に形成することができる。

【００２７】また、上述のよるな構造の光ファイバを製
造する本発明の他の光ファイバの製造方法は、酸化ゲル
マニウムを添加した石英からなり光を伝搬させるコアと
石英からなりコアを覆ってコア内を伝搬する光を遮光す
るクラッドより構成される光ファイバの一端をフッ化ア
ンモニウム水溶液、フッ酸及び水からなるエッチング液
でエッチングすることにより石英クラッドを肉薄として
径小部を形成する第１エッチング工程と、径小部の先端
をフッ化アンモニウム水溶液、フッ酸及び水からなるエ
ッチング液でエッチングすることによりコアを突出させ
た突出部を形成するとともに、該突出部の先端を先細り
状に先鋭化して先鋭部を形成する第２エッチング工程
と、突出部の表面に遮光性の被覆層を形成する第１コー
ティング工程と、遮光性の被覆層の先端以外の部分の表
面に耐腐食性の被覆層を形成する第２コーティング工程
と、突出部の遮光性の被覆層をエッチングして突出部の
先端か遮光性の被覆層から露出した開口部を形成する開
口工程とを有することを特徴とするものである。

【００２８】この光ファイバの製造方法では、遮光性の
被覆層の先端に、先鋭部の先端が遮光性の被覆層から露
出した開口部を容易に形成することかでき、検出効率か
高い光ファイバを容易に形成することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００３０】本発明に係る光ファイバは、中心にコアを
有し、このコアを覆ってクラッドか設けられて、長尺状
の線状体として形成されている。そして、光ファイバの
一端にコアの先端を先鋭化した先鋭部か設けられてお
り、先鋭部の表面に遮光性の被覆層を有し、先鋭部の先
端が遮光性の被覆層から露出した開口部を有している、
この光ファイバでは、遮光性の被覆層か開口部以外に照
射される光を遮断する遮断部として機能し、開口部から
のみ光を入出力するようになっている。

【００３１】コア内を伝搬する光は、該コアとクラッド
との境界で反射を繰り返してコア内を伝搬し、上記先鋭
部において集光されて、開口部から外部に照射される。
また、開口部から先鋭部に入射した光は先鋭部を介して
コア中に導かれ、コア中を伝搬する。この伝搬光は、光
ファイバの他端において検出される。

【００３２】本発明の第１実施例に係る光ファイバは、
例えば図４に示すよるに、コア１２径がｄｃでクラッド
１３径がｄ０の光ファイバ１１の一端にクラッド１３の
外周からコア１２の中心にかけて円錐状に先鋭化した先
端角がθ１である先鋭部１４を有している。そして、こ
の光ファイバ１０は、先鋭部１４の表面に遮光性の被覆
層１５を有し、先鋭部１４の先端が遮光性の被覆層１５
から露出した開口部１６を有する。

【００３３】具体的には、例えばコア１２径ｄｃは３．
４μｍで、クラッド１３径ｄｏは１２５μｍで、コア１
２は、酸化ゲルマニウムＧｅＯ２を添加した石英ＳｉＯ
２からなり、クラッド１３は、石英ＳｉＯ２からなる。
上記先鋭部１４の先鋭角θ１は、例えば２０度乃至２５
度程度となっている。また、遮光性の被覆層１５は、例
えば金、銀、アルミニウム等の遮光性に優れた物質から
なり、図５に先鋭部１４の先端の拡大図を示すように、
１００ｎｍ程度の厚さで形成されている。また、上記開
口部１６の直径は、３０ｎｍとなっており、検出光の波
長より小さくなっている。また、先鋭部１４の先端の曲
率半径は、５ｎｍ以下（すなわち、先鋭部１４の先端の
直径が１０ｎｍ以下）となっている。

【００３４】このような構造の光ファイバ１０は、例え
ばエバネッセント光を検出して物体の形状を測定するフ
ォトン走査型顕微鏡においてエバネッセント光を検出す
る光プローブとして使用される。このフォトン走査型顕
微鏡では、先鋭部１４を物質表面に近接させた状態で、
光ファイバ１０で物質表面上を走査する。物質表面付近
に存在するエバネッセント光は、先鋭部１４の先端で数
乱され、先鋭部１４を介してコア１２中に導かれる。そ
して、このフォトン走査型顕微鏡は、コア１２に導かれ
た光を先鋭部１４の他端において検出する。

【００３５】ここで、エバネッセント光の強度は、物質
表面からの距離に応じて減衰するため、先鋭部１４の先
端で散乱されるエバネッセント光の強度は、物質表面と
先鋭部１４の先端との距離に応じて変化する。したがっ
て、上記走査に応じたエバネッセント光の検出出力の強
度分布を求めることにより、物質表面の形状を測定する
ことかできる。

【００３６】上述の光ファイバ１０では、遮光性の被覆
層１５が光を遮る遮光部として機能するため、開口部１
６以外に照射される光がコア１２に入射することを防止
できる。このため、先鋭部１４の先端の開口部１６から
開口部１６の大きさに近い波長の検出光を選択的に取り
込むことかできる。これにより、散乱光の影響を減少さ
せて検出効率を高くすることかでき、強度か極めて弱い
エバネッセント光を確実に検出することかできる。

【００３７】また、この光ファイバ１０は、クラッド１
３の外周からコア１２の中心にかけて円錐状に先鋭化し
た先鋭部１４を設けているため、光ファイバ１０により
試料表面上を走査する際に、クラッド１３の終端部が試
料表面に衝突することなく、試料表面あるいは光ファイ
バ１０を損傷することを防止することかできる。

【００３８】また、本発明の第２実施例の光ファイバ
は、図６に示すように、上述の第１実施例の光ファイバ
１０と同様に、光ファイバ１１の一端にクラッド１３の
外周からコア１２の中心にかけて円錐状に先鋭化した先
鋭部２４を有している。そして、この光ファイバ２０
は、先鋭部２４の表面に遮光性の被覆層２５を有し、遮
光性の被覆層２５の表面の先端以外の部分に耐腐食性の
被覆層２６を有し、先鋭部２４の先端か遮光性の被覆層
２５及び耐腐食性の被覆層２６から露出した開口部２７
を有する。

【００３９】先鋭部２４の先端の曲率半径は、図７に先
鋭部２４の先端の拡大図を示すよるに、５ｎｍ以下であ
る。遮光性の被覆層２５は、例えばアルミニウム等から
なり、８００ｎｍ程度の厚さで形成されている。耐腐食
性の被覆層２６は、例えば金などからなり、８０ｎｍ程
度の厚さで形成されている。また、上記開口部２７の直
径は、例えば４０ｎｍとなっている。

【００４０】このような構成の光ファイバ２０は、上述
の第１実施例の光ファイバ１０と同様に、フォトン走査
トンネル顕微鏡においてエバネッセント光を検出する光
プローブとして使用される。上記遮光性の被覆層２５を
構成するアルミニウムは、遮光性か高く、さらに導電性
か高いため、外乱によるノイズに影響されずに測定を行
うことかできる。また、アルミニウムは、安価に入手で
きるため、遮光性の被覆層２５として適当であるが、使
用遮光性の被覆層２５として使用することかできる材質
は、アルミニウムだけでなく、遮光性が高く、導電性が
高い材質であれば、金、銀、白金等でもよい。

【００４１】また、本願発明の第３実施例は、図８に示
すように、光ファイバ１１の先端に円錐状の先鋭部３３
を有し、光ファイバ１１の基端にクラッド１３が先細り
状とされた先細り部３４を有し、上記先鋭部３３と先細
り部３４との間にクラッド１３径がｄ１（ｄｃ＜ｄ１＜
ｄ０）とされた径小部３５を有する。

【００４２】この光ファイバ３０は、上記図８に示すよ
うに長さＬ０の径小部３５のクラッド１３の径が細くな
っているため、わずかな力によっても光ファイバ３０の
径方向にたわむようになっている。

【００４３】このため、このような光ファイバ３０を、
例えば物質を構成する原子間に働く力を検出する原子間
力顕微鏡において原子間力を測定するプローブとして使
用し、共振周波数で共振させた状態で、物質表面に近接
させ、原子間力による振幅の変化を測定すれば、検出感
度の高い原子間力の検出を行うことができる。

【００４４】また、このような光ファイバ３０は、上述
のフォトン走査トンネル顕微鏡の光プローブしても用い
ることができる。この場合、光ファイバ３０の一端から
の検出光を上述のフォトン走査トンネル顕微鏡の検出部
に供給することにより、上述の原子間力の検出と、エバ
ネッセント光の検出を同時に行うことができる。

【００４５】本発明の第４実施例の光ファイバは、図９
に示すように、上述の第３実施例の光ファイバ３０と同
様に、光ファイバ１１の先端に円錐状の先鋭部４３を有
し、光ファイバ１１の基端にクラッド１３が先細り状と
された先細り部４４を有し、上記先鋭部４３と先細り部
４４との間にクラッド１３径がｄ１（ｄｃ＜ｄ１＜ｄ
０）とされた径小部４５を有する。また、この光ファイ
バ４０は、上記先鋭部４３の表面に遮光性の被覆層４６
を有し、該遮光性の被覆層４７の先端に、コア１２の先
端が露出した開口部４７を有する。

【００４６】このような光ファイバ４０は、上述の図８
に示す光ファイバ３０と同様に原子間力顕微鏡において
原子間力を測定するプローブとして使用することがで
き、光ファイバ４０の一端からの検出光を上述のフォト
ン走査トンネル顕微鏡の検出部に供給することにより、
原子間力の測定と同時にエバネッセント光の測定を行う
光プローブとして使用することができる。この場合、遮
光性の被覆層４７が、開口部４７以外からコア１２に入
射する光を遮断する遮光部として機能するため、エバネ
ッセント光の検出感度を向上させることができる。

【００４７】また、本発明の第５実施例の光ファイバ
は、例えば図１０に示すように、上記第１及び第２実施
例の光ファイバと同様に、光ファイバ１１の一端にクラ
ッド１３を先細り状に先鋭化した先鋭部５１を有し、こ
の先鋭部５１の先端から突出したコア１２を先鋭化した
突出部５２を有し、突出部５２の表面に遮光性の被覆層
５３を有し、突出部５２の先端が遮光性の被覆層５３か
ら露出した開口部５４を有する。

【００４８】上記第１及び第２実施例の光ファイバで
は、上記図４及び図６に示すように、コア１２の先鋭角
θ１が、クラッド１３の先鋭角θ２とほほ等しくなって
いるが、この光ファイバ５０では、コア１２の先鋭角θ
１か、クラッド１３の先鋭角θ２より小さくなってい
る。

【００４９】このような形状の光ファイバ５０は、上記
フォトン走査トンネル顕微鏡の光プローブとして用いる
ことができる。この光ファイバ５０では、遮光性の被覆
層５３を設けているため、開口部５４からのみ検出光を
入射させることができ、検出効率を向上させることがで
きる。

【００５０】また、本発明の第６実施例の光ファイバ
は、例えば図１１に示すように、上記第１及び第２実施
例の光ファイバと同様に、光ファイバ１１の一端にクラ
ッド１３を先細り状に先鋭化した先鋭部５１を有し、こ
の先鋭部１５の先端から突出したコア１２を先鋭化した
突出部５２を有し、突出部５２の表面に遮光性の被覆層
５３を有し、突出部５２の先端か遮光性の被覆層５３か
ら露出した開口部５４を有する。

【００５１】上記第５実施例の光ファイバ５０では、上
記図１０に示すように、コア１２の先鋭角θ１か、クラ
ッド１３の先鋭角θ２より小さくなっているが、この光
ファイバ５５では、コア１２の先鋭角θ１が、クラッド
１３の先鋭角θ２より大きくなっている。

【００５２】このような形状の光ファイバ５５は、上記
第５実施例の光ファイバ５０と同様に、フォトン走査ト
ンネル顕微鏡の光プローブとして用いることができる。
この光ファイバ５５では、遮光性の被覆層５３を設けて
いるため、開口部５４からのみ検出光を入射させること
ができ、検出効率を向上させることができる。

【００５３】ところで、光ファイバ中を伝搬する光は、
コア１２径が光の波長程度以下となると、コア１２中に
閉じこめておくことかてきなくなる。このため、このよ
うな光ファイバの表面に導電性の被覆層が形成されてい
ると、コア１２から洩れ出た光が導電性の被覆層によっ
て吸収されてしまい、伝搬効率か低下する。

【００５４】しかしながら、この光ファイバ５５では、
コア１２の先鋭角θ１が、クラッド１３の先鋭角θ２よ
り大きくなっているために、突出部５２のコア１２の径
が検出光の波長程度以下になる位置から、突出部の先端
までの距離が短くなっている。このため、この光ファイ
バ５５では、突出部５２での光の吸収を低減させること
ができ、光の伝搬効率を向上させて、光検出効率を向上
させることができる。

【００５５】また、本発明の第７実施例の光ファイバ
は、例えば図１２に示すように、光ファイバ１１の一端
にクラッド１３を径小とした径小部６４を有し、この径
小部６４の先端にコア１２を先鋭化した突出部６５を有
する。そして、この光ファイバ６０は、上記突出部６５
の表面に金等からなる遮光性の被覆層６６を有し、該遮
光性の被覆層６６の先端以外の表面に合成樹脂等からな
る耐腐食性の被覆層６７を形成した後、上記遮光性の被
覆層６６をエッチングすることにより形成され、上記突
出部６５の先端か遮光性の被覆層６６から露出した開口
部６８を有する。

【００５６】このような構成の光ファイバ６０は、フォ
トン走査型トンネル顕微鏡においてエバネッセント光を
検出する光プローブとして使用され、突出部６５を物質
表面に近接させて突出部６５でエバネッセント光を散乱
させ、この散乱した光をコア１２に導いて検出するよう
になっている。この光ファイバ６０では、遮光性の被覆
層６６が光を遮る遮光部として機能し、突出部６５の先
端の開口部６８が検出光を散乱させて突出部６５に導く
検出部として機能し、開口部６８から検出光を選択的に
取り込むことができる。そして、突出部６５に取り込ま
れた検出光は、突出部６５からコア１２に導かれる。

【００５７】このため、この光ファイバ６０では、開口
部６８以外から散乱光がコア１２に入射されることがな
く、散乱光の影響をなくして検出効率を高くすることが
でき、パワーが極めて小さいエバネッセント光を確実に
検出することができる。

【００５８】また、この光ファイバ６０では、上述のよ
うに光ファイバ１１の一端に径小部６４を形成し、径小
部６４の先端に突出部６５を形成したため、該径小部６
４が突出部６５を延長する延長部材として機能する。こ
のため、フォトン走査トンネル顕微鏡において試料表面
を走査させたときに、クラッド１３の周端部が試料表面
に衝突することがなく、試料表面又は光ファイバ６０の
先端を損傷することを防止することができる。

【００５９】また、この光ファイバ６０は、径小部６４
の径ｄ２を径小部６４の長さに対して小さく設定したた
め、わずかな外力によっても光ファイバ１１の径方向に
たわむよるになる。

【００６０】このため、このよるに構成した光ファイバ
６０を、例えば物質を構成する原子間に働く力を検出す
る原子間力顕微鏡において原子間力を測定するプローブ
として使用すれば、検出感度の高い原子間力の検出を行
うことができる。この場合、光ファイバ６０の一端を上
述のフォトン走査トンネル顕微鏡の検出部に供給するこ
とにより、原子間力の測定と同時にエバネッセントの測
定を行うことができる。

【００６１】また、コア１２中にエルピウムＥr３ ある
いはネオジウムＮｄ３＋等を添加することができる。こ
のような組成とすることにより、エルピウムＥr３ ある
いはネオジウムＮｄ３＋等によってコア１２中を伝搬す
る光を増幅させることができ、コア１２自体に光増幅機
能を持たせることができる。

【００６２】このよるに、コア１２に光増幅機能を持た
せた光ファイバを用いて構成した光ファイバを上述のフ
ォトン走査トンネル顕微鏡等に使用した場合には、開口
部６８から入射した検出光をコア１２内で増幅すること
ができ、光検出感度を飛躍的に向上させることができ、
感度の高い光検出を行うことができる。

【００６３】また、このような光ファイバ６０を石英Ｓ
ｉＯ２からなるコア１２と、フッ素Ｆを添加した石英Ｓ
ｉＯ２からなるクラッド１３を有するシングルモードフ
ァイバを用いて形成してもよい。

【００６４】また、本発明の第８実施例の光ファイバ
は、例えば図１３に示すように、コア１２とクラッド１
３からなる光ファイバ１１の一端にクラッド１３が先細
り形状に形成されたテーパー部７１を有し、テーパー部
７１の先端にクラッドが平坦とされた平坦部７４を有
し、円錐形状に先鋭化されたコア１２が平坦部７４から
突出した突出部７５を有する。また、この光ファイバ７
０は、突出部７５の表面に遮光性の被覆層７６及び耐腐
食性の被覆層７７を有し、突出部７５の先端が遮光性の
被覆層７６及び耐腐食性の被覆層７７から露出した開口
部７８を有している。

【００６５】このような形状の光ファイバ７０は、突出
部７５の基端にクラッド１３が先細り状とされたテーパ
ー部７１が形成されているために、突出部７５の基端の
強度を高くすることができ、上述のフォトン走査トンネ
ル顕微鏡に使用した場合に、試料表面に衝突したときな
どに破壊されにくく、耐久性を向上させることができ
る。

【００６６】また、本発明の第９実施例の光ファイバ
は、例えば図１４に示すように、第７実施例の光ファイ
バ６０と同様に、光ファイバ１１の一端にクラッド１３
を径小とした径小部８４を有し、この径小部８４の先端
にコア１２を先鋭化した突出部８５を有する。そして、
この光ファイバ８０は、上記突出部８５の表面に金等か
らなる遮光性の被覆層８６を有し、突出部８５の先端が
遮光性の被覆層８６から露出した開口部８７を有する。

【００６７】この開口部８７は、遮光性の被覆層８６の
表面に感光体層を形成した後、エバネッセント光により
該感光体層の先端のみを選択的に露光し、露光した感光
体層を除去して感光体層の先端に露出部を形成した後、
露出部より露出した遮光性の被覆層８６をエッチングす
ることにより形成されている。このため、この開口部８
７は、例えば図１５に示すように、５０ｎｍ程度の極め
て小さい径を有する開口となっている。

【００６８】このような、光ファイバ８０は、上述の第
７実施例の光ファイバ６０と同様に、フォトン走査型ト
ンネル顕微鏡においてエバネッセント光を検出する光プ
ローブとして使用され、突出部８５の先端の開口部８７
か検出光を散乱させて突出部８５に導く検出部として機
能し、開口部８７から検出光を選択的に取り込むことか
できるため、散乱光の影響をなくして検出効率を高くす
ることかでき、パワーが極めて小さいエバネッセント光
を確実に検出することができる。

【００６９】また、上述の第７実施例の光ファイバ６０
と同様に試料表面又は光ファイバ６０の先端を損傷する
ことを防止することかできる。

【００７０】また、本発明の第１０実施例の光ファイバ
は、例えば図１６に示すように、上述の第７及び第９実
施例の光ファイバ６０、７０と同様に、クラッド１３径
を径小とした径小部９４と、コア１２を先鋭化した突出
部９５と、突出部９５の表面に形成された遮光性の被覆
層９６とを有する。

【００７１】また、この光ファイバ９０は、遮光性の被
覆層９６の先端部か除去された開口部９１と、開口部９
１の遮光性の被覆層９６の先端に対して突出部９５の先
端か陥没したピット９３を有する。このピットの径９３
は、５０ｎｍ程度となっており、このピット９３の中に
色素あるいは試薬などの周囲の環境に応じて光学特性が
変化する物質９２を有する。

【００７２】このような形状の光ファイバ９０は、ピッ
ト９３に上記物質９２として色素あるいは蛍光体等を付
着させておき、ピット９３の反対側のコア１２にレーザ
光等の光を入射すると、コア１２を伝搬した光か突出部
９５により集光されてピット９３中の色素あるいは蛍光
体等を発光させる。そして、この発光によりピット９３
外の被測定物等を照射することにより、微小な光源とし
て機能する。

【００７３】また、このような形状の光ファイバ９０
は、ビット９３に色素あるいは試薬等の周囲の環境に応
じて光学特性か変化する物質９２を付着させることによ
り、例えば発光、ｐＨ、特定の物質等のピット９３の周
囲の環境に応じて物質９２の光学特性が変化する。この
物質９２の光学特性の変化をコア１２を介して伝搬され
る光によってビット９３の反対側で検出することによ
り、ピット９３の周囲の環境を検出する光ファイバセン
サとして機能する。

【００７４】具体的には、被測定物のｐＨに応じて発光
スペクトルか変化するフルオレセイナミン（fluorescei
namine）等の色素を使用すると、この光ファイバはｐＨ
を検出するｐＨセンサとして機能する。すなわち、この
ような光ファイバ９０は、上述のように開口部９１の径
か５０ｎｍ程度であるため、空間解像度を向上させたｐ
Ｈセンサとして使用することかできる。

【００７５】また、このような光ファイバ９０では、周
囲の環境を検出するための物質９２がピット９３の内部
に形成されているため、光ファイバの先端が被測定物に
衝突したときでも、上記物９２か遮光性の被覆層９６の
先端によって保護されているため剥離しにくい。このた
め、このような光ファイバ９０は、色素などの検出部の
剥離強度を向上させて耐久性を向上させることができ
る。

【００７６】また、本発明の第１１実施例の光ファイバ
は、例えば図１７に示すよるに、コア１２と、クラッド
１３を共に先細り状に先鋭化した先鋭部１０４を有し、
先鋭部１０４の先端のクラッド１３から突出したコア１
２か円錐状に先鋭化された突出部１０５を有する。この
突出部１０５の基端の径は、１００ｎｍ程度となってい
る。上記コア１２は、酸化ゲルマニウムＧｅＯ２を高鍵
度に添加した石英ＳｉＯ２からなり、クラッド１３は、
石英ＳｉＯ２からなる。

【００７７】ここで、コア１２の先端が先鋭化している
光ファイバ１１中を伝搬する光は、コア１２径が徐々に
減少すると、光か伝搬する領域の径か減少してパワー密
度か増加する。したがって、コア１２径を徐々に減少さ
せることにより、コア１２中を伝搬する光を集光させる
ことができる。

【００７８】しかしながら、コア１２径か光の波長程度
以下になると、コア１２とクラッド１３の境界を越えて
クラッドモードて伝搬するため、伝搬光の強度が減少す
る。このため、コア１２径か波長程度以下となる位置か
らコア１２の先端までの距離を短くして光の減衰を低減
させることが望ましい。

【００７９】上記図１７に示す光ファイバ１００では、
突出部１０５の基端の径が１００ｎｍ程度と、検出光の
波長程度以下となっているため、コア１２中を伝搬する
光がクラッド１３中に伝搬せず、光の減衰を低減するこ
とかできる。

【００８０】また、本発明の第１２実施例の光ファイバ
は、例えば図１８に示すうるに、コア１２と、クラッド
１３か共に先細り状に先鋭化した先鋭部１１４を有し、
先鋭部１１４のクラッド１３の先端から円錐状に先鋭化
したコア１２が突出した突出部１１５を有し、該突出部
１１５の表面に遮光性の被覆層１１６を有し、該被覆層
１１６の先端から突出部１１５の先端が露出した開口部
１１７を有する。該開口部１１７の直径は、３０ｎｍ程
度と検出光の波長より小さくなっている。

【００８１】このような構成の光ファイバ１１０は、上
述のフォトン走査トンネル顕微鏡においてエバネッセン
ト光を検出する光ファイバとして使用される。

【００８２】具体的には、図１９に示すように、プリズ
ム１２０上の試料１２１の裏面からレーザ光を、該プリ
ズム１２０の全反射角で入射させる。このとき、レーザ
光はプリズム１２０表面で反射されるか、プリズム１２
０表面には、物質表面の光の波長程度以下の領域を伝搬
するエバネッセント光が発生する。このエバネッセント
光は、試料１２１を介して伝搬し、試料１２１表面の光
の波長程度以下の領域にエバネッセント光の場が発生す
る。

【００８３】このような試料１２１表面から光の波長程
度以下の距離の位置に、上記光ファイバ１１０の先端の
開口部１１７を近接させると、開口部１１７の先端でエ
バネッセント光が散乱されてコア１２中に入射する。そ
して、コア１２中に入射した光はコア１２中を伝搬し、
開口部１１７の他端に設けられている受光部１２２に入
射する。

【００８４】この光ファイバ１１０では、遮光性の被覆
層１１６を設けているために開口部１１７以外からは、
光ファイバ１１中にエバネッセント光が入射しない。こ
のため、検出感度及び空間解像度を向上させることがで
きる。

【００８５】上述のようなエバネッセント光の検出は、
フォトン走査顕微鏡のコレクションモードの動作と呼ば
れる。これに対し、フォトン走査トンネル顕微鏡のイル
ミネーションモードの動作では、図２０に示すように、
開口部１１７の他端からコア１２中にレーザ光を入射さ
せる。そして、上述の図１７に示す光ファイバ１００と
同様に、先鋭部１１４でコア１２中の光が集光される。
先鋭部１１４で集光された光は、開口部１１７の径が光
の波長程度以下となっているため、開口部１１７からエ
バネッセント光として試料１２１表面に照射される。そ
して、エバネッセント光により試料１２１を照射し、透
過光をレンズ１２３により集光して受光部１２４で受光
する。

【００８６】この光ファイバ１１０は、上述の図１７に
示す光ファイバ１００と同様に、先鋭部１１４でコア１
２の伝搬光を集光させるため、開口部１１７から試料１
２１表面に照射される光の強度を増加させることができ
る。

【００８７】また、開口部１１７以外からコア１２外に
出射する光は遮光性の被覆層１１６により遮断されるた
め、開口部１１７からのみ試料１２１表面に検出光を照
射させることができる。このため、このような光ファイ
バ１１０をフォトン走査トンネル顕微鏡の光プローブと
して用いることにより、測定の検出感度及び空間解像度
を向上させることができる。

【００８８】また、本発明の第１３実施例の光ファイバ
は、例えば図２１に示すように、光ファイバ１１の一端
に、クラッド１３径を肉薄とした径小部１２６を有し、
該径小部１２３の先端から露出したコア１２を先鋭化し
た突出部１２５を有し、該突出部１２４の表面に遮光性
の被覆層１２６を有し、突出部１２５の先端が遮光性の
被覆層１２６から露出した開口部１２７を有する。

【００８９】上記突出部１２５のコア１２の先鋭角θ
は、突出部１２５の先端ほど小さくなっている。突出部
１２５の長さＬと突出部１２５の先端の先鋭角θは、例
えば図７４に示すように、それぞれ２．１μｍと２８度
程度となっている。あるいは、この長さＬと先鋭角θ
は、例えば図７５に示すように、それぞれ１．５２μｍ
と３６．５度程度となっている。

【００９０】このような形状の光ファイバ１２０では、
突出部１２５の長さが小さくなっているために、開口部
１２７から入射した光が突出部１２５と遮光性の被覆層
１２６の境界で反射する際の遮光他の被覆層１２６によ
る吸収を低減させて、損失を低下させることができる。
このため、このような光ファイバ１２０を上述のフォト
ン走査トンネル顕微鏡の光プローブとして用いた場合
に、検出効率を向上させることができる。

【００９１】また、本発明の第１４実施例の光ファイバ
は、例えは図２２に示すように、クラッド１３３の一端
から突出したコア１３２が円錐状に先鋭化した突出部１
３４を有し、該突出部１３４の表面に遮光性の被覆層１
３５を有し、突出部１３４の先端か遮光性の被覆層１３
５から露出した開口部１３６を有する。

【００９２】この光ファイバ１３０は、例えば図２３に
示すように、マルチモードファイバから構成されてお
り、コア１３２のクラッド１３３に対する比屈折率差△
ｎが１％で、屈折率が徐々に変化するグレーデッドイン
デックス型の屈折率分布を有する。また、上記突出部１
３４の先鋭角は、５０°程度で、その先端の曲率半径
は、例えば図２４に示すように、５ｎｍ程度となってい
る。

【００９３】ここで、例えば上記図１２に示す光ファイ
バ６０において、例えば図２５に示すように、開口部６
８から突出部６５に入射した検出光は、１つの伝搬モー
ドでコア１２中を伝搬する。このとき、突出部６５に入
射した光は必ずしも効率よく１つの伝搬モードに結合で
きるわけではなく、損失を生じる。

【００９４】これに対し、上記図２２に示す光ファイバ
１３Ｏでは、マルチモードファイバを用いており、複数
の伝搬モードの光を伝搬することかできるため、例えば
図２６に示すように、開口部１３６からコア１３２とク
ラッド１３３との境界での反射の臨界角以内で突出部１
３４に入射した光であれば、伝搬することかできる。こ
れにより、結合効率を向上させて検出光のピックアップ
効率を向上させることができる。

【００９５】また、上述の図１２に示す第１１実施例と
同様に、突出部１３５の基端のクラッド１３３を径小と
した径小部を設けてもよい。この場合、上述のフォトン
走査トンネル顕微鏡に用いた場合に、クラッド１３３が
試料表面に衝突することを防止することができる。

【００９６】また、本発明の第１５実施例の光ファイバ
は、例えば図２７に示すように、コア１２中の添加物質
（ドーパント）を徐々にクラッド１３中に拡散させ、等
価的にコア１２径を徐々に増加させたコア径増加部１４
４を有する。そして、この光ファイバ１４Ｏは、コア径
増加部１４４の先端に、クラッド１３から突出したコア
１２を円錐状に先鋭化した突出部１４５を有し、該突出
部１４５の表面に遮光性の被覆層１４６を有し、突出部
１４５の先端が遮光性の被覆層１４６から露出した開口
部１４７を有する。

【００９７】このような構造の光ファイバ１４０では、
コア径増加部１４４及び突出部１４５がマルチモードフ
ァイバと同様の屈折率分布を有する。このため、上述の
図２２に示す光ファイバ１３０と同様に臨界角を大きく
することができ、検出光のピックアップ効率を向上させ
ることができる。

【００９８】また、本発明の第１６実施例の光ファイバ
は、例えば図２８に示すように、上述の図１４に示す第
９実施例の光ファイバ８０と同様に、径小部１５４と、
突出部１５５と、合成樹脂等からなる疎水性の被覆層１
５６を有する。また、この光ファイバ１５０は、突出部
１５５の先端が疎水性の被覆層１５６から露出した開口
部の表面に、色素を添加した石英等の被覆層１５７を有
する。この被覆層１５７は、図２９に示すように、突出
部１５５の表面に４０ｎｍ程度の厚さで形成されてい
る。

【００９９】このような構成の光ファイバ１５０は、被
覆層１５７中の色素が被覆層１５７に入射した光に応じ
て発光し、この光が突出部１５５を介してコア１２に入
射するため、光を検出する検出部として機能する。この
ような光ファイバ１５０では、突出部１５５の先端の表
面に色素を添加した石英等を付着させて被覆層１５７を
形成しているため、単に突出部１５５の先端の表面に色
素を付着させた場合に比して色素の剥離強度が高くなっ
ている。このため、耐久性の高い光ファイバ１５０とな
る。

【０１００】また、このような光ファイバ１５０は、上
述の色素の代わりに、ｐＨ等の周囲の環境に応じて光学
特性が変化する物質を上記被覆層１５７を構成する石英
等に添加することにより、被覆層１５７の周囲の環境を
検出する光ファイバセンサとして機能する。

【０１０１】また、本発明の第１７実施例の光ファイバ
は、例えば図３０に示すように、上述の図２８に示す第
１６実施例の光ファイバ１５０と同様に、径小部１６４
と、突出部１６５とを有する。また、この光ファイバ１
６０は、突出部１６５の表面に遮光性の被覆層１６６を
有し、該遮光性の被覆層１６６の表面に合成樹脂等から
なる疎水性の被覆層１６７を有し、突出部１６５の先端
が遮光性の被覆層１６６、疎水性の被覆層１６７から露
出した開口部の表面に、色素等を添加した石英等の被覆
層１５８を有する。この被覆層１５８は、上述の図２９
に示す光ファイバ１５０と同様に、突出部１６５の表面
に４０ｎｍ程度の厚さで形成されている。

【０１０２】このような構成の光ファイバ１６０は、光
ファイバ１５０と同様に光を検出する検出部として機能
する。また、このような光ファイバ１６０では、遮光性
の被覆層１６６を形成しているため、光ファイバ１６０
の被覆層１６８以外に照射される光を遮断する遮光部と
して機能するため、外乱光の影響を低減させて検出効率
を向上させることができる。

【０１０３】また、本発明の第１８実施例の光ファイバ
は、例えば図３１に示すように、屈折率の異なる２種類
のコア１７２、１７３とクラッド１７４を有するダブル
コアの光ファイバ１７１からなる。そして、この実施例
の光ファイバ１７０は、このような光ファイバ１７１の
一端にコア１７３がクラッド１７４から露出した露出部
１７５を有し、該露出部１７５の先端にコア１７３が先
端先細り状とされた先細り部１７６を有し、該先細り部
１７６の先端から突出したコア１７２が円錐状に先鋭化
された突出部１７７を有する。

【０１０４】上記光ファイバ１７１は、クラッド１７４
が純石英からなり、コア１７２、１７３が酸化ゲルマニ
ウムを添加した石英からなる。そして、コア１７２、１
７３の酸化ゲルマニウムの添加率は、それぞれ０．９モ
ル％、０．２モル％となっており、内側のコア１７２の
方が酸化ゲルマニウムの添加率が高くなっている。そし
て、先細り部１７６、突出部１７７の先鋭角は、それぞ
れ１３０°、６２°となっている。

【０１０５】このような構成の光ファイバ１７０は、上
述の第１及び第２実施例の光ファイバ１０、２０と同様
に、フォトン走査トンネル顕微鏡においてエバネッセン
ト光を検出する光プローブとして機能し、クラッド１７
４の周端部が試料表面に衝突することがなく、試料表面
あるいは光ファイバ１７０を損傷することを防止するこ
とができる。

【０１０６】また、このような構成の光ファイバ１７０
は、コア１７２、１７３及びクラッド１７４の組成に応
じて、エッチング液の組成比を変更することにより、１
回のエッチングにより形成することができるため、容易
に製造することができる。

【０１０７】また、本発明の第１９実施例の光ファイバ
は、例えば図３２に示すように、第１８実施例の光ファ
イバ１７０と同様に、ダブルコアの光ファイバ１７１の
一端にコア１７３がクラッド１７４から露出した露出部
１８５を有し、該露出部１８５の先端にコア１７３が先
端先細り状とされた先細り部１８６を有し、該先細り部
１８６の先端から突出したコア１７２が円錐状に先鋭化
された突出部１８７を有する。また、この光ファイバ１
７０は、上記突出部１８７の表面に遮光性の被覆層１８
８を有し、突出部１８７の先端が遮光性の被覆層１８８
から露出した開口部１８９を有する。

【０１０８】このような構成の光ファイバ１８０は、上
述の第１９実施例と同様に、フォトン走査顕微鏡におい
てエバネッセント光を検出する光プローブとして機能
し、クラッド１７４の周端部か試料表面に衝突すること
かなく、試料表面あるいは光ファイバ１７０を損傷する
ことを防止することかできる。

【０１０９】また、この光ファイバ１８０は、突出部１
８７の表面の遮光性の被覆層１８８か検出光を遮断する
遮光部として機能するため、開口部１８９からのみ検出
光を入射させることかでき、検出効率を向上させること
かできる。

【０１１０】また、本発明の第２０実施例の光ファイバ
は、例えば図３３に示すように、光ファイバ１１の一端
にクラッド１３から突出したコア１２を先鋭化した突出
部１９４を有し、該突出部１９４の先端に先鋭角を大き
くした検出端部１９５を有し、突出部１９４の表面に遮
光性の被覆層１９６を有し、検出請部１９５の先端か遮
光性の被覆層１９６から露出した開口部１９７を有して
いる。あるいは、図３４に示すように、上記遮光性の被
覆層１９６を突出部１９４の表面の第１の被覆層１９８
と、検出端部１９５の表面の第２の被覆層１９９から構
成し、検出端部１９５の先端か第２の被覆層１９９から
露出した開口部１９７を有する構成としてもよい。上記
突出部１９４の先鋭角は２０°程度であり、検出端部１
９５の基端の直径は４００〜６００ｎｍ程度であり、検
出端部１９５の先鋭角は５０°〜９０°程度である。

【０１１１】ここで、例えば上述の図１４に示すような
形状の光ファイバ８０において開口部８７の直径を変化
させて、開口部８７から入出力する検出光の伝達係数を
求めると、例えば図３５に示すような関係になる。突出
部８５の先鋭角が２０°、５０°の光ファイバ８０につ
いてこのような関係を求めると、開口部８７の直径がコ
ア１２中の検出光の波長（λ／ｎ、ｎ：コア１２の比屈
折率）程度以上の領域では、突出部８５の先鋭角が２０
゜、５０゜の場合で伝達係数がほぼ等しいことがわか
る。

【０１１２】しかしながら、同図より、開口部８７の直
径がコア１２中の検出光の波長程度以下となると、突出
部８５の先鋭角が２０°の場合の伝達係数が、先鋭角が
５０°の場合の伝達係数より大幅に小さくなることがわ
かる。これは、突出部８５の先鋭角が２０°の場合で
は、先鋭角が５０°の場合に比して突出部８５の直径が
検出光の波長程度以下になる位置から突出部８５の先端
までの距離が長くなり、先鋭部７５の直径が検出光の波
長程度以下となる部分での光の損失が大きくなるためで
ある。

【０１１３】このため、この第２０実施例の光ファイバ
では、上述のように検出端部１９５の基端部の直径ｄ１
を、検出光の波長である４００ｎｍより大きい６００ｎ
ｍ程度とし、検出端部１９５の先鋭角を５０゜〜９０゜
程度とすることにより、突出部１９４の直径が検出光の
波長程度以下となる位置から検出端部１９５の先端まで
の距離を遠くしている。ここで、開口部１９７の直径ｄ
３がそれぞれ２００ｎｍ、２５０ｎｍの場合の伝達係数
は、上記図３５中に符号＃１、＃２で示すように、それ
ぞれ、１０Ｘ１ ０−３、９．０Ｘ１０−４程度となっ
ている。このため、この光ファイバ１９０では、検出光
の減衰を低減させることができ、光検出感度を向上させ
てＳ／Ｎの高い測定を行うことができる。

【０１１４】また、この光ファイバ１９０では、上述の
ように突出部１９４の先鋭角を２０°程度としているた
め、クラッド１３の先端から検出端部１９５の先端まで
を隔離して、クラッド１３の先端と、被検出物とが接触
することを防止することができる。

【０１１５】また、本発明の第２１実施例の光ファイバ
は、例えば図３６に示すように、上述の図１４に示す第
９実施例の光ファイバ８０と同様に、径小部２０４と、
突出部２０５とを有する。また、この光ファイバ１５０
は、突出部２０５の表面にゲル層あるいは該ゲル層を加
熱して形成した非晶質層等からなる被覆層２０６を有
し、突出部２０５の先端か被覆層２０６から露出した開
口部２０７を有する。

【０１１６】このような構成の光ファイバ２００の突出
部２０５中を伝搬する光は、コア１２と被覆層２０６の
境界で反射されて開口部２０７から放射される。このた
め、被覆層２０６を設けない場合に比して、突出部の境
界での光の反射率を高くすることかでき、伝達効率を向
上させることかできる。

【０１１７】また、本発明の第２２実施例の光ファイバ
は、例えば図３７に示すように、上述の図３６に示す第
２１実施例の光ファイバ２００と同様に、径小部２１４
と、突出部２１５とを有する。また、この光ファイバ２
１０は、突出部２１５の表面に石英等の非晶質の被覆層
２１６を有し、該非晶質の被覆層２１６の表面に遮光性
の被覆層２１７を有し、突出部２１５の先端か上記非晶
質の被覆層２１６及び遮光性の被覆層２１７から露出し
た開口部２１８を有する。

【０１１８】非晶質の層を設けない場合、突出部２１５
外に洩れた光は、金等の導電性の材質からなる遮光性の
被覆層２１７との境界で反射し、その一部か吸収され
る。突出部２１５内で、このような反射を繰り返すこと
により光の強度か減衰する。これに対し、この光ファイ
バ２１０では、突出部２１５の表面に非晶質の被覆層２
１６を設けているため、突出部２１５の境界での光の反
射率を高くすることができるため、突出部２１５中を伝
搬する光か外に洩れにくい。これにより、この光ファイ
バ２１０では、被覆層２１６を設けない場合に比して、
突出部２１５の境界での光の吸収を低減させることかで
き、突出部２１５中を伝搬する光の減衰を低減させて光
の伝達効率を向上させることかできる。

【０１１９】なお、上述の第１〜第２２実施例の光ファ
イバは、上記先鋭部あるいは突出部かコア中を伝搬する
光を集光するレンズとして機能し、集光した光を開口部
から出力させて光導波路に入射する際等に使用され、光
結合効率の高い光学結合素子として機能する。

【０１２０】また、このよるな光ファイバは、上記先鋭
部あるいは突出部により集光した光を有機薄膜等に照射
することにより、記録用光源として機能し、有機薄膜等
に情報等を高密度に記録することかできる。

【０１２１】また、本発明に係る光ファイバの製造方法
では、コアとクラッドからなる光ファイバの一端をエッ
チングしてコアの先端を先鋭化した先鋭部を形成し、先
鋭部の表面に遮光性の被覆層を形成し、遮光性の被覆層
をエッチングして先鋭部の先端か遮光性の被覆層から露
出した開口部を形成する。

【０１２２】本発明の第２３実施例に係る光ファイバの
製造方法は、クラッド径かｄ０でコア径かｄｃの光ファ
イバを出発材料として、図３８に示す処理手順で上述の
図４に示す形状の光ファイバを製造する。

【０１２３】この光ファイバの製造方法は、光ファイバ
の一端をエッチングして、クラッドの外周からコアの中
心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部を形成する先鋭化
工程と、先鋭部の表面に遮光性の素材をコーティングし
て遮光性の被覆層を形成するコーティング工程と、該コ
ーティング工程により形成された遮光性の被覆走路エッ
チングして、先鋭部の先端か露出した開口部を形成する
開口工程とからなる。

【０１２４】また、上記先鋭化工程は、光ファイバの一
端にクラッドを先細り状としたテーパー部を形成する第
１エッチング工程と、コアがテーパー部のクラッドの先
端に対して窪んだ凹部を形成する第２エッチング工程
と、コアの先端とテーパー部の先端を面一とした平坦部
を形成する第３エッチング工程と、クラッドの外周から
コアの中心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部を形成す
る第４エッチング工程とからなる。

【０１２５】まず、光ファイバを先鋭化する第１から第
４エッチング工程について説明する。

【０１２６】以下、クラッド１３径ｄ０が１２５μｍで
コア１２径ｄｃが３．４μｍでコア中の酸化ゲルマニウ
ムＧｅＯ２の添加率が２５モル％である添加率が比較的
高い光ファイバを用いた場合について説明する。

【０１２７】まず、第１エッチング工程において、図３
８（Ａ）に示す光ファイバ１１の一端２２Ｏをフッ酸と
フッ酸より比重の軽い液体、例えばスピンドルオイル、
シリコンオイル等との界面で、例えば室温の場合では、
２２分から３０分間程度エッチングする。

【０１２８】このようにフッ酸とオイルの界面で、光フ
ァイバの一端２２Ｏをエッチングすると、図３９（Ａ）
に示すように、フッ酸とオイルの表面張力によって光フ
ァイバ１１の周囲の界面２３Ｏが上昇し、メニスカスが
形成される。そして、このメニスカスの部分では、フッ
酸に接触しているクラッド１３がエッチングされて円柱
状の形状を保ったままで径が減少する。このメニスカス
の高さＨｍは、同図（Ｂ）に示すように、光ファイバ１
１がエッチングされて、クラッド１３の径が減少すると
高さが低くなる。したがって、クラッド１３がすべてエ
ッチングされるまで、メニスカスの高さＨｍが減少し、
同図（Ｃ）に示すように、テーパー部２２１が形成され
る。

【０１２９】そして、テーパー部２２１の先端のコア１
２がクラッド１３から露出すると、フッ酸中のコア１２
のエッチング速度がクラッド１３に対して速いため、露
出したコア１２が、すぐにエッチングされて、上記図３
８（Ｂ）に示すように、光ファイバ１１の一端に円錐状
のテーパー部２２１が形成される。

【０１３０】このテーパー部２２１のクラッド１３の先
鋭角θ２は、比重が０．８３３ｇ／ｃｍ３のスピンドル
オイルを使用した場合は２４度程度で、比重が０．９３
５ｇ／ｃｍ３のシリコンオイルを使用した場合は２０度
程度となっている。この先鋭角θ２は、フッ酸とオイル
の比重、粘性等に応じて決定されるため、再現性が高く
なっている。

【０１３１】次に、第２エッチング工程において、テー
パー部２２１をフッ酸により、例えば２分から３分間程
度エッチングして、図３８（Ｃ）に示すように、コア１
２がテーパー部２２１のクラッド１３の先端に対して窪
んだ凹部２２２を形成する。上述のようにこの光ファイ
バ１１は、コア１２の酸化ゲルマニウムＧｅＯ２の添加
率が部いため、フッ酸中でのコア１２のエッチング速度
がクラッド１３に対して非常に速いため、テーパー部２
２１の先端のコア１２が、先にエッチングされ、コア１
２がテーパー部２２１のクラッド１３の先端に対して窪
んだ凹部２２２が形成される。

【０１３２】なお、この第２エッチング工程のエッチン
グは、上記第１エッチングと連続して行ってもよい。す
なわち、第１エッチング工程が終了した後、光ファイバ
をフッ酸中にさらに突入して、所定時間分のエッチング
を行えばよい。

【０１３３】また、この第２エッチング工程のエッチン
グを行う時間を、上述の２分から増加させると、クラッ
ド１３の径が減少する。例えばクラッド１３径が１２５
μｍであった光ファイバに、このよるなエッチングを行
った後のクラッド１３径は、図４６中に四角形の記号で
示すよるに、エッチング時間の増加とともに減少する。
例えばエッチング時間を２分としたときに、エッチング
後のクラッド１３径が７０μｍとなり、エッチング時間
を３分としたときに、エッチング後のクラッド１３径が
５０μｍとなる。したがって、このエッチング時間を制
御することにより、エッチング後のクラッド１３径を所
望の値とすることができる。

【０１３４】なお、図４６中の三角形の記号は、このエ
ッチング時間を可変した場合に、最終的に得られた先鋭
部１４の先端の曲率半径を示すものであり、このエッチ
ングを１．５〜２分程度行うことによって先鋭部１４の
先端の曲率半径を非常に小さくすることができることが
わかる。

【０１３５】次に、第３エッチング上程において、上記
フッ化アンモニウムの比率Ｘが１．７程度の緩衝フッ酸
液を用いてテーパー部２２１を５〜１０分程度エッチン
グして、図３８（Ｄ）に示すよるに、コア１２の先端と
テーパー部２２１の先端が面一となる平坦部２２３を形
成する。この第３エッチング工程のエッチングでは、上
記凹部２２２より先のクラッド１３をエッチングするこ
とができればよく、エッチング液の組成は、上記フッ化
アンモニウムの比率Ｘが１以下の緩衝フッ酸液等のコア
１２のエッチング速度か速いものでなければ、特に限定
されない。

【０１３６】次に、第４エッチング工程においてＲ、テ
ーパー部２２１を、例えばフッ化アンモニウムＮＨ４
Ｆの体積比Ｘが１Ｏの緩衝フッ酸液からなるエッチング
液で、例えば６０分から９０分間程度エッチングする。

【０１３７】ここで、酸化ゲルマニウムＧｅＯ２を添加
した石英ＳｉＯ２からなるコア１２と、石英ＳｉＯ２か
らなるクラッド１３は、濃度４０重量％のフッ化アンモ
ニウム水溶液と濃度５０重量％のフッ酸と水の体積比が
Ｘ ： １ ： Ｙ （Ｙ＝任意）の緩衝フッ酸液にその端
面を接触させておくと、 Ｓｉｏ２： ＳｉＯ２＋６ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ Ｈ２ＳｉＦ６＋２ＮＨ３→（ＮＨ４）２ＳｉＦ６ ＧｅＯ２ ： ＧｅＯ２＋６ＨＦ→Ｈ２ＧｅＦ６＋２Ｈ２Ｏ Ｈ２ＧｅＦ６＋２ＮＨ３→（ＮＨ４）２ＧｅＦ６ なる化学反応によりクラッド１３とコア１２がエッチン
グされる。

【０１３８】また、酸化ゲルマニウムＧｅＯ２を添加し
た石英からなるコア１２と、石英からなるクラッド１３
とは、上記緩衝フッ酸液に対する溶解速度（エッチング
速度）に差がある。このコア１２とクラッド１３の溶解
速度の差は、フッ化アンモニウムの体積比Ｘに強い相関
があり、液の温度によって多少の変動はあるがＸが１．
７程度のときにコア１２とクラッド１３のエッチング速
度がほぼ等しく、Ｘが１ ７より小さいときにコア１２
のエッチング速度が比較的速く、Ｘが１．７より大きい
ときにクラッド１３のエッチング速度が比較的速くな
る。なお、コア１２とクラッド１３のエッチング速度が
ほぼ等しくなるときのＸの値は、温度等の条件により、
１．５〜１．７程度で変動する。

【０１３９】このため、Ｘが１．７より大きいエッチン
グ液中で上述のようにテーパー部２２１及び平坦部２２
３を形成した光ファイバ１１をエッチングすると、図４
Ｏに示すように、クラッド１２が上記先鋭角θ２を保っ
たままエッチングが進行する。なお、この図４０は、エ
ッチングが終了するまでの時間をＴとし、エッチング開
始時（ｔ＝０）、エッチング中（ｔ＝Ｔ／２）、エッチ
ング終了時（ｔ＝Ｔ）のときの光ファイバの形状を模式
的に示したものである。

【０１４０】このとき、コア１２のエッチング速度がク
ラッド１３より速いため、エッチングが進行すると、ク
ラッド１３が先にエッチングされてコア１２が徐々に突
出する。このクラッド１３から突出したコア１２は側面
からもエッチングされるため、エッチングが進行するに
したがってクラッド１３の先端が先鋭化され、図３８
（Ｅ）に示すようにクラッド１３の外周からコア１２の
中心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部１４が形成され
る。このときの先鋭角θ１は、コア１２とクラッド１３
のエッチング速度に応じて決まり、 sin（θ１／２）＝Rcore ／Rclad （但し、Rcore:コアのエッチング速度、Ｒclad:クラッ
ドのエッチング速度）なる関係を有している。

【０１４１】この第４エッチング上程に使用するエッチ
ング液は、フッ化アンモニウムＮＨ４Ｆの体積比Ｘが１
０のエッチング液に限定されるものではなく、例えばＸ
＝２０等としてもよい。

【０１４２】このため、上記第３エッチング上程におい
て、上記フッ化アンモニウムとフッ酸と水の比率がＸ：
１：１（Ｘ＞１．７）あるいは１０：１：Ｙ（Ｙ＜３
０）等であるエッチング液を用い、このエッチング液を
用いて第４エッチング工程のエッチングを連続的に行う
ことができ、第３エッチング上程と第４エッチングの時
間を短縮することができる。

【０１４３】具体的には、第３及び第４エッチングにお
いて、例えばフッ化アンモニウム水溶液とフッ酸及び水
の体積比を１０：１：１としたエッチング液を使用した
場合では、第３及び第４エッチングを通じて全体で９０
分程度のエッチングを行えばよい。

【０１４４】また、この光ファイバ１１は、コア１２の
中心付近の酸化ゲルマニウムＧｅＯ２の密度が多くなっ
ているため、この第４エッチング上程のＸ＝１０のエッ
チング液中では、コア１２の中心付近のエッチング速度
が、コア１２の周辺付近のエッチング速度に対して若干
遅い。このため、先鋭部１４の先端の曲率生径を小さく
することができる。

【０１４５】また、第４エッチング工程で形成される先
鋭部１４の先端角θ１は、上述したよるにコア１２とク
ラッド１３のエッチング速度の比に応じて決まるため、
酸化ゲルマニウムＧｅｏ２のコア１２中の分布とエッチ
ング液中のフッ化アンモニウムＮＨ４ Ｆの体積比Ｘに
依存する。

【０１４６】すなわち、コア１２中の酸化ゲルマニウム
Ｇｅｏ２の添加率を可変してコア１２とクラッド１３の
比屈折率差△ｎを可変した場合には、例えば図４１中に
黒丸の点で示すように、コア１２とクラッド１３の比屈
折率差△ｎが大きくなる程、コア１２とクラッド１３の
エッチング速度の比である８１ｎ（θ１／２）が小さく
なって、先鋭角θ１が小さくなる。

【０１４７】また、この第４エッチング工程で用いるエ
ッチング液のフッ化アンモニウムとフッ酸と水の比率を
Ｘ：１：１とし、フッ化アンモニウムの比率Ｘを変化さ
せると、先鋭部１４の先鋭角θ１は、図４２に示すよる
に、フッ化アンモニウムの比率Ｘか１０以下程度の場合
において、フッ化アンモニウムの比率Ｘの増加に応じて
小さくなる。これにより、フッ化アンモニウムの比率Ｘ
を選択することにより、先鋭部１４の先鋭角θ１を制御
することかできる。

【０１４８】このため、上述の第１エッチング工程にお
いてシリコンオイルとフッ酸の界面でエッチングを行い
クラッド１３の先鋭角θ２か２０度となっている場合で
は、Ｘの値を１Ｏより小さくすることにより、上記図１
１に示すよるに、先鋭部５１の先鋭角θ２より、先鋭部
５１から突出した突出部５２のコア１２の先鋭角θ１を
大きくすることかできる。

【０１４９】ところで、この第４エッチング工程で用い
るエッチング液中のフッ化アンモニウムＮＨ４ Ｆの体
積比Ｘは、Ｘか１．７程度より大きければコア１２の先
端を先鋭化することかてきるか、Ｘをむやみに大きくす
るとエッチング速度か低下し、エッチング時間か長くな
る。また、図４２に示すよるに、Ｘが４０から５Ｏ程度
となると再び先鋭角θ１か増大するため、Ｘの値は大き
くても２Ｏ〜３Ｏ程度とすることか望ましい。

【０１５０】また、この第４エッチング工程で用いるエ
ッチング液のフッ化アンモニウムとフッ酸と水の比率を
１０：１：Ｙとし、水の比率Ｙを変化させると、先鋭部
１４の先鋭角θ１は、図４３に示すよるに水の比率Ｙの
増加に応じて増加する。これにより、水の比率Ｙを選択
することにより、先鋭部１４の先鋭角θ１を制御するこ
とができる。

【０１５１】そして、上述の第１から第４エッチング工
程により、上述の図３８（Ｅ）に示す構造の光ファイバ
２２５か形成される。この光ファイバ２２５の先鋭部１
４の形状は、酸化ゲルマニウムＧｅＯ２の分布に依存し
て先鋭部１４の形状が決定されるため再現性か高く、対
称性のよい円錐形状を形成することかできる。

【０１５２】次に、上述のコーティング工程とエッチン
グ工程について説明する。このコーティング上程では、
図４４に示すよるに、真空蒸着装置を用いて真空中で光
ファイバ２２５をその中心軸を中心として回転させ、先
鋭部１４の斜め下方から遮光性の素材の蒸気２２６を供
給して蒸着することにより、上記遮光性の被覆層１５を
形成する。例えば同図中のφを５Ｏ〜６０度として金の
蒸気２２６を供給してコーティングを行って、例えば図
４５に示すよるに、先鋭部１４の表面に厚さか１２５ｎ
ｍ程度の金の蒸着膜２２７を形成する。このよるに、真
空中で先鋭部１４の斜め下方から金の蒸気２２６を供給
して蒸着を行うと、素材の蒸気の直進性か高いために、
先鋭部１４の先端の金の蒸着膜２２７の厚さか薄くな
る。

【０１５３】ここで、遮光性の被覆層１５として、使用
することかできる材質は、上述の金だけでなく蒸着か容
易であって、開口上程においてエッチングすることかで
きるものであれば、銀、白金、アルミニウム、パラジウ
ム、ニッケル等でもよい。

【０１５４】開口工程では、遮光性の被覆層１５をエッ
チングする。上述のよるに遮光性の被覆層１５として金
を用いる場合では、ヨードカリ溶液（ＫＩ−Ｉ２水溶
液）により金の蒸着膜２２７の２５ｎｍ程度の表面層２
２７ａをエッチングする。

【０１５５】このエッチングを行うエッチング液は、蒸
気遮光性の被覆層１５を金、白金、パラジウム等により
形成した場合、上述のＫＩ−Ｉ２水溶液の他に王水、臭
素溶液、ＫＣＮ溶液を用いることかできる。また、上記
遮光性の被覆層１５としてアルミニウムを用いる場合で
は、鍵度か０，１％程度のＮａＯＨ水溶液あるいはＫＯ
Ｈ水溶液等のアルカリ溶液、希塩酸等の酸等によりエッ
チングする。この場合、ＫＯＨ水溶液と赤血塩と水等の
混合液あるいはリン酸と硝酸と酢酸等の混合液を用いて
もよい。また、上記遮光性の被覆層１５を銀から構成し
た場合では、アンモニウム水と過酸化水素水の混合液、
希硝酸等を用いてエッチングし、上記遮光他の被覆層Ｉ
５をニッケルから構成した場合では、硝酸と酢酸とアセ
トンの混合液、硝酸等を用いてエッチングを行う。

【０１５６】このよるなエッチングを行うと、上述のよ
るに遮光性の被覆層１５の先端部の厚さか薄くなってい
るため、先鋭部１４の先端が遮光性の被覆層１５から露
出して直径か３０ｎｍ程度の開口部１６か形成される。
これにより、上述の図４に示す形状の光ファイバ１０が
形成される。

【０１５７】ここで、このエッチング上程のエッチング
を行わず、上記コーティング工程において、先鋭部１４
の斜め下方から金の蒸気２２６を供給して真空蒸着を行
っただけでも、先鋭部１４の先端の金の蒸着膜２２７の
厚さが薄いために光を透過させることかでき、疑似開口
部として使用することかてきる。しかしながら、上述の
フォトン走査トンネル顕微鏡の光プローブとして使用す
る場合には、この疑似開口部におけるエバネッセント光
の吸収か大きくなる。このため、この光ファイバの製造
方法では、先鋭部の先端を金の蒸着膜２２７から完全に
露出させるために、遮光性の被覆層２２７をエッチング
して開口部１６を形成している。

【０１５８】この光ファイバの製造方法では、上記第１
のエッチング工程においてフッ酸とフッ酸より軽い液体
との界面で形成したテーパー部２２１の形状に応じてコ
ア１２の先鋭化の形状が決まるため、先鋭部１４の形状
の再現性を向上させることができるまた、この光ファイ
バの製造方法では、上記コーティング工程で形成した遮
光性の被覆層を、開口工程においてエッチングして、開
口部を形成しているため、先鋭部１４の先端を遮光性の
被覆層から完全に露出させて開口部を形成することがで
きる。

【０１５９】また、本発明の第２４実施例に係る光ファ
イバの製造方法は、上記第２３実施例と同様に、光ファ
イバの一端をエッチングして、クラッドの外周からコア
の中心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部を形成する先
鋭化工程と、先鋭部の表面に遮光性の素材をコーティン
グして遮光性の被覆層を形成するコーティング工程と、
該コーティング工程により形成された遮光性の被覆層を
エッチングして、先鋭部の先端が鍵出した開口部を形成
する開口工程とからなる。

【０１６０】この光ファイバの製造方法では、まず、先
鋭化工程において、上記第２３実施例の第１〜第４エッ
チング工程と同様なエッチングを行って、クラッド１３
の外周からコア１２の中心にかけて円錐状に先鋭化した
先鋭部１４を形成した光ファイバ２２５を製造する。

【０１６１】また、この光ファイバの製造方法では、コ
ーティング工程が、第１及び第２コーティング工程から
なり、まず、第１コーティング工程では、上述のよるに
形成された上記光ファイバ２２５に、アルミニウムを蒸
着して厚さが８００ｎｍ程度の遮光性の被覆層２５を形
成する。

【０１６２】この第１コーティング工程では、上述の図
４４に示すコーティング工程と同様に、真空蒸着装置を
用いて真空中で光ファイバ２２５をその中心軸を中心と
して回転させ、先鋭部２４の斜め下方からアルミニウム
の蒸気２２６を供給して蒸着することにより、遮光性の
被覆層２５を形成している。この遮光性の被覆層２５と
して使用することができる材質は、上記第２３実施例の
コーティング工程と同様に、アルミニウムだけでなく、
遮光性が高く、導電性が高い材質であれば、金、銀、白
金、パラジウム、ニッケル等でもよい。また、この第１
コーティング工程では、遮光性の被覆層２５をアルミニ
ウムの１層の被覆層により形成したが、ます、先鋭部２
４に、例えばクロム、ゲルマニウム、シリコン等のガラ
スに吸着し易い素材をコーティングし、次に、例えば金
等の遮光性の高い素材をコーティングして、２層の被覆
層を形成することにより、剥離強度の高い被覆層を形成
することができる。

【０１６３】ところで、この第２４実施例では、後述す
る第２コーティング工程において、遮光性の被覆層２５
の先端以外の部分に耐腐食性の被覆層２６を形成した
後、エッチングを行って先鋭部２４の先端の遮光性の被
覆層２５を選択的にエッチングするため、必ずしも上述
のよるに真空蒸着を行って遮光性の被覆層２５を形成す
る必要がない。

【０１６４】このため、この第１コーティング工程にお
けるコーティングは、素材の粒子の直進性が比較的低い
方法であるスパッタリングや、親水化を行った後の無電
界メッキ等のウェットプロセスによって行うことも可能
である。このよるに、第１コーティング工程におけるコ
ーティングをスパッタリングによって行うと、上述の真
空状着を行った場合と同程度の規模の装置を用いた場合
に一度に処理できる光ファイバの数を増加させることが
でき、製造コストを低減させることができる。

【０１６５】次に、第２コーティング工程では、上述の
図４４に示すコーティング工程と同様に、真空蒸着装置
を用いて真空中で光ファイバ２２５をその中心軸を中心
として回転させ、先鋭部２４の斜め下方から耐腐食性の
素材の蒸気２２６を供給して蒸着することにより、耐腐
食性の被覆層２６を形成する。具体的には、上記図４４
中の角度φを５０度程度として金の蒸気２２６を供給し
て厚さが８Ｏｎｍ程度の金の蒸着膜を形成して耐腐食性
の被覆層２６とする。この耐腐食性の被覆層２６とし
て、使用することができる材質は、上述のように遮光性
の被覆層２５としてアルミニウムを使用した場合におい
ては、上述の金だけでなく蒸着が容易であって、開口工
程においてエッチングされないものであれば、銀、白金
等でもよい。

【０１６６】このような真空蒸着では、スパッタリング
等によりコーティングを行う場合に比較して金の蒸気２
２６の直進性が部いため、上述のように先鋭部２４に対
して後方から金の蒸気２２６を供給すると、遮光性の被
覆層２５の先端に金の蒸気２２６が回り込ます、遮光性
の被覆層２５の先端に金が付着しない。これにより、例
えば図４７に示すように、遮光性の被覆層２５の先端以
外の部分に耐腐食性の被覆層２６が形成され、遮光性の
被覆層２５の先端が耐腐食性の被覆層２６から露出した
露出部２８が形成される。

【０１６７】最後に、開口上程では、上述のように遮光
性の被覆層２５及び耐腐食性の被覆層２６が形成された
光ファイバ２２５の先端を濃度が０．１１％程度のＮａ
ＯＨ水溶液からなるエッチング液によりエッチングす
る。

【０１６８】上記遮光性の被覆層２５を構成する金は、
ＮａＯＨ水溶液に対して耐腐食性があって溶けず、上記
遮光性の被覆層２５を構成するアルミニウムは、ＮａＯ
Ｈ水溶液に溶けるため、上記鍵出部２８の遮光性の被覆
層２５ａか選択的にエッチングされる。これにより、上
記図７に示すよるに、先鋭部２４の先端か遮光性の被覆
層２５から露出した直径か４Ｏｎｍ程度の開口部２７か
形成される。

【０１６９】これにより、この光ファイバの製造方法で
は、第２コーティング工程において形成した耐腐食性の
被覆層２６から露出した遮光性の被覆層２５の先端の露
出部２８を、開口工程において選択的にエッチングする
ことにより、遮光性の被覆層２５に容易に開口部２７を
形成することかできる。

【０１７０】なお、この開口工程で使用することかでき
るエッチング液は、上記第２３実施例の開口工程で用い
るエッチング液と同様に、遮光性の被覆層２５をエッチ
ングすることかでき、耐腐食性の被覆層２６をエッチン
グしないものであれば、上記ＮａＯＨ水溶液でなくとも
よい。

【０１７１】また、上記遮光性の被覆層２５及び上記耐
腐食性の被覆層２６を構成する材質は、遮光性の被覆層
２５に比較して耐腐食性の被覆層２６を構成する材質の
開口上程 上記耐腐食性の被覆層２６を構成する金は、
ＮａＯＨ水溶液に対して耐腐食性で使用されるエッチン
グ液に対する耐性か高ければよく、この条件を満たして
いれば開口工程において露出部２８の遮光性の被覆層２
５ａを選択的にエッチングして開口部２７を形成するこ
とかできる。

【０１７２】具体的には、上述のよるに、遮光性の被覆
層２５としてアルミニウムを用い、開口工程のエッチン
グ液をＮａＯＨ水溶液とした場合では、耐腐食性の被覆
層２６として、上述の金以外に、ＮａＯＨ溶液に耐性の
ある銀、白金等の貴金属を使用することかできる。

【０１７３】なお、これらの貴金属は、ＮａＯＨ溶液等
のアルカリ溶液あるいは酸性溶液に耐性を有するため、
この光ファイバを上述のフォトン走査トンネル顕微鏡に
用いた場合に、アルカリあるいは酸性の溶液中の試料の
形状を測定する際に、遮光性の被覆層を保護することか
できる。

【０１７４】また、例えば遮光性の被覆層２５として
金、銀、白金等の貴金属を用いる場合では、開口上程の
エッチング液をＫＩ−Ｉ２水溶液とし、耐腐食他の被覆
層２６として、ＫＩ−Ｉ２水溶液に耐性のあるＳｉＯ２
等のシリカ系セラミックあるいはＡ12Ｏ3等のアルミナ
系セラミック等を使用することもできる。

【０１７５】また、本発明の第２５実施例に係る光ファ
イバの製造方法は、図４８に示す処理手順で上述の図８
に示す形状の光ファイバを製造する。この光ファイバの
製造方法では、上述の第２４実施例と同様のテーパー形
成エッチング工程においてクラッド１３にテーパー部を
形成する際に、図４８（Ｂ）に示すよるに、ある程度テ
ーパー部２３１か形成されてクラッド１３の径か減少し
た径小部２３２か残った状態で、同図（Ｃ）に示すよる
に、光ファイバ１１をさらに長さＬ１だけフッ酸中に突
入してエッチングを継続する。

【０１７６】この場合、光ファイバ１１をフッ酸中に長
さＬＩだけ突入した後、光ファイバ１１かさらにエッチ
ングされるか、テーパー部２３１と径小部２３２か残っ
たままで、クラッド１３径か減少する。そして、径小部
２３２のクラッド１３が溶けきると、図４８（Ｄ）に示
すよるに、クラッド１３先端のテーパー部２３３と、フ
ッ酸とシリコンオイル等との界面２３０において形成さ
れたテーパー部２３４との間にクラッド１３が径小とな
った径小部２３５が形成される。

【０１７７】具体的には、例えば図４９に光ファイバ１
１を長さＬＩだけフッ酸中に突入するタイミングと、得
られる径小部２３５のクラッド１３径との関係を示すよ
るに、フッ酸中に突入するタイミングを速くすると、径
小部２３５のクラッド１３径を細くすることができる。

【０１７８】このよるな形状の光ファイバ２３６に、上
述の第２４実施例と同様の先鋭化工程のエッチングを行
うと、テーパー部２３３の先端から露出したコア１２が
先鋭化されて上記図８に示す形状の光ファイバ３Ｏが形
成される。この場合、上記径小部２３５に基づく径小部
３５の径ｄ１は、上述のテーパー形成エッチング工程の
途中で光ファイバ１１をフッ酸中に突入させるタイミン
グに依存しているため、上述のテーパー形成エッチング
工程において、光ファイバ１１をフッ酸中に突入させる
タイミングを制御することにより、所望の値とすること
ができる。

【０１７９】また、この径小部３５の長さＬｏは、上述
のテーパー形成エッチング上程において、光ファイバ１
１をフッ酸中に突入した長さＬ１から、テーパー部３５
の長さを引いた長さとなっているため、光ｈｕァイバ１
１をフッ酸中に突入させる長さＬ１を制御すれば、径小
部３５の長さＬ０を所望の値とすることができる。ま
た、上述のよるに形成した光ファイバに上述の第２３あ
るいは第２４実施例と同様にコーティング上程及び開口
工程の処理を施して遮光性の被覆層を形成すことによ
り、上記図９に示す形状の光ファイバ４０を形成するこ
とができる。

【０１８０】また、本発明の第２６実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２３の実施例の第
１エッチング工程と同様に、光ファイバ１１の一端をフ
ッ酸とフッ酸より比重の軽い液体との界面でエッチング
して、テーパー部２２１を形成する。次に、このよるな
テーパー部２２１を第２３実施例の第４エッチング上程
と同様な緩衝フッ酸液からなるエッチング液中でエッチ
ングする。

【０１８１】このとき用いるエッチング液は、例えばコ
ア１２とクラッド１３の比屈折率差△ｎが２．５％以上
であるときは、フッ化アンモニウムＮＨ４Ｆの体積比Ｘ
を１．２５から２０程度とする。

【０１８２】このよるなエッチングを行うと、クラッド
１３のエッチング速度かコア１２より速いために、図５
０に示すよるに、テーパー部２２１の先端から露出した
コア１２か側面からもエッチングされて先鋭化され、突
出部５２か形成される。すなわち、このときのテーパー
部２２１からコア１２か露出する見かけ上のクラッド１
３のエッチング速度は、テーパー部２２１をθ２とする
と、実際のクラッド２５３のエッチング速度Ｒcladの１
／｛ｓｉｎ（θ２／２）｝倍になる。したがって、コア
１２の先鋭角θ１は、 ｓｉｎ（θ１／２） ＝ Ｓｉｎ（θ２／２）×（Ｒco
re／Ｒclad） となり、上記第２３実施例の場合と比較して突出部５２
の先端のコア１２の先鋭角θ１を小さくすることかでき
る。このよるなエッチングにおいて、フッ化アンモニウ
ムＮＨ４Ｆの体積比Ｘを増加させると、例えば図５１に
示すよるに、Ｘの増加にしたかって突出部５２の先鋭角
θ１か小さくなる。

【０１８３】次に、上記第２３あるいは第２４実施例と
同様に、突出部５２の表面に遮光性の被覆層５３を形成
した後、遮光性の被覆層５３をエッチングして開口部５
４を形成することにより、上記図１０に示す形状の光フ
ァイバ５０が形成される。

【０１８４】このため、このよるな光ファイバの製造方
法では、突出部５２のコア１２の先鋭角θ１を小さくす
ることかでき、検出感度を向上させた光ファイバを製造
することかできる。

【０１８５】また、本発明の第２７実施例に係る光ファ
イバの製造方法は、上記第２３実施例の第１エッチング
工程と同様に、図５２（Ａ）に示す光ファイバ１１の一
端２２０をフッ酸とフッ酸より比重の軽い液体との界面
で２１分程度エッチングして、同図（Ｂ）に示すよる
に、テーパー部２２１を形成する。この際、テーパー部
２２１の先端にコア１２か残った状態でエッチングを終
了する。

【０１８６】次に、このよるにテーパー部２２１を形成
した光ファイバ１１を、上記フッ化アンモニウムＮＨ４
Ｆの体積比Ｘを２程度としたエッチング液中で、１０〜
１５分程度エッチングする。このとき、コア１２は、側
面からエッチングされるか、完全に溶け切る直前でエッ
チングを終了することにより、テーパー部２２１から突
出したコア１２の先端か先鋭化されて突出部５２か形成
される。この突出部５２は、コア１２の先端の先鋭角θ
１か１０度から１５度程度に小さくなるか、過渡的なエ
ッチング状態であるため先鋭角θ１の制御はできない。
しかしながら、先鋭角を小さくすることかできるととも
に、先鋭化工程を簡略化して製造コストを低減させるこ
とかできる。

【０１８７】また、このよるな形状の光ファイバを上述
の第２３実施例あるいは第２４実施例のコーティング上
程以降の処理に用いることもできる。

【０１８８】また、本発明の第２８実施例に係る光ファ
イバの製造方法は、上述の図１２に示す光ファイバ６０
を製造する方法であって、コア１２とクラッド１３から
なる光ファイバ１１の一端をエッチングしてクラッド１
３の厚さを薄くして径小部６４を形成する第１エッチン
グ工程と、径小部６４の先端をエッチングすることによ
りコア１２を先鋭化して突出部６５を形成する第２エッ
チング工程と、突出部６５の表面に遮光性の被覆層６６
を形成する第１コーティング工程と、遮光性の被覆層６
６の先端以外の部分の表面に耐腐食性の被覆層６７を形
成する第２コーティング工程と、突出部６５の先端の遮
光性の被覆層６６をエッチングして突出部６５の先端が
遮光性の被覆層６６から露出した開口部６８を形成する
開口工程とからなる。

【０１８９】この光ファイバの製造方法では、まず、図
５３に示す第１及び第２エッチング工程において、同図
（Ｃ）に示す径小部６４と突出部６５とを有する形状の
光ファイバ２４５を製造し、策１及び第２コーティング
工程において、この光ファイバ２４５の突出部６５に上
述の遮光性の被覆層６６及び耐腐食性の被覆層６７を形
成し、開口工程において、開口部６８を形成するよるに
なっている。

【０１９０】以下、クラッド１３径ｄ０が１２５μｍで
コア１２径ｄｃが３．４μｍでコア１２中に酸化ゲルマ
ニウムＧｅＯ２を添加した光ファイバ１１を用いた場合
について説明する。なお、この光ファイバ１は、コア２
に添加するＧｅＯ２のコア２の中心部の密度が高く、コ
ア２の外周部の密度が低い状態となるよるに密度分布を
持たせてある。

【０１９１】ます、第１エッチング工程において、図５
３（Ａ）に示す光ファイバ１１の一端２４０を、濃度４
０重量％のフッ化アンモニウム水溶液と濃度５Ｏ重量％
のフッ酸と水からなる体積比がＸ： １ ： Ｙ（Ｙ＝任
意）の緩衝フッ酸液であって、フッ化アンモニウムＮＨ
４Ｆの体積比Ｘが１．７程度である緩衝フッ酸液をエッ
チング液として用いて７０〜８０分程度エッチングを行
う。

【０１９２】これにより、例えば同図（Ｂ）に示すよう
に、エッチング液に接触しているクラッド１３がエッチ
ングされて径小部６４が形成される。この径小部６４の
径ｄ２は、エッチング液中のＮＨ４ Ｆの体積比Ｘ、エ
ッチング時間を可変することにより制御することができ
る。また、径小部６４の長さは、光ファイバ１１のエッ
チング液中に浸漬する部分の長さを調節することによっ
て可変することができる。

【０１９３】次に、第２エッチング工程において、フッ
化アンモニウムＮＨ４Ｆの体積比Ｘが１，７より大きい
緩衝フッ酸液をエッチング液として用いてエッチングを
行う。具体的には、温度が２３度のときに、体積比Ｘが
５乃至１Ｏ程度のエッチング液を使用し、体積比Ｘが５
のエッチング液を使用した場合では６０分程度、体積比
Ｘが１０のエッチング液を使用した場合では１２０分程
度のエッチングを行う。この第２エッチング工程で用い
るエッチング液は、フッ化アンモニウムＮＨ４Ｆの体積
比Ｘが５乃至１０であるため、クラッド１３のエッチン
グ速度がコア１２のエッチング速度より速い。

【０１９４】このようなエッチングを行うと、コア１２
のエッチング速度がクラッド１３より速いため、エッチ
ングが進行すると、クラッド１３が先にエッチングされ
てコア１２が徐々に突出する。このクラッド１３から突
出したコア１２は側面からもエッチングされるため、図
５４に示すように、エッチングが進行するにしたがっ
て、クラッド１３から露出したコア１２が円錐状に先鋭
化される。

【０１９５】これにより、図５３（Ｃ）に示すように、
径小部６４の先端のクラッド１３からコア１２が突出し
た突出部６５が形成される。

【０１９６】また、この光ファイバは、上述のようにコ
ア１２の中心部ＧｅＯ２の密度が高いため、コア１２の
中心部のエッチング速度か若干低く、コア１２の周辺部
になるに連れてエッチング速度か高くなる。これによ
り、突出部６５のコア１２の周辺部か先にエッチングさ
れてコア１２の先端か先細り状となって突出部６５か円
錐状に先鋭化される。

【０１９７】この場合、先鋭化される突出部６５の先端
角θ１は、酸化ゲルマニウムＧｅｏ２のコア１２中の分
布とエッチング液中のフッ化アンモニウムＮＨ４ Ｆの
体積比Ｘに依存する。このときの突出部６５の先鋭角θ
１は、上述の第２３実施例と同様に、コア１２とクラッ
ド１３のエッチング速度に応じて法まり、フッ化アンモ
ニウムＮＨ４Ｆの体積比Ｘを変化させると、上記図４１
に示すよるに変化する。例えばフッ化アンモニウムＮＨ
４Ｆの体積比Ｘか５のエッチング液を使用した場合で
は、エッチング時間、コア１２中のＧｅＯ２の密度分布
等にもよるか、先端角θ１を２０度程度とすることかで
きる。また、このエッチングでは、コア１２中に添加し
た酸化ゲルマニウムＧｅＯ２の分布に依存して突出部６
５の形状か法定されるため再現性か高く、対称性のよい
円錐形状を形成することかできる。

【０１９８】また、コア１２中の分布か一定となるよる
に酸化ゲルマニウムＧｅＯ２か添加され、コア１２とク
ラッド１３の屈折率かステップ状に変化するシングルモ
ードファイバを用いても上述の図５３（Ｃ）に示すよる
な形状の光ファイバを形成することもできる。

【０１９９】この場合は、上述のよるにコア１２に添加
するＧｅＯ２に密度分布を持たせた光ファイバを使用し
た場合と異なり、Ｇｅｏ２に密度分布に基づく突出部６
５の先鋭化は期待できない。しかしながら、コア１２と
クラッド１３のエッチング速度の比に応じた先鋭化が行
われ、例えばクラッド１３径か１２５μｍでコア１２の
径か８μｍ程度とされたシングルモードファイバに、上
述の第２エッチングにおいて使用したエッチング液と同
様な組成で、ＮＨ４ Ｆの体積比Ｘか１Ｏ程度であるエ
ッチング液を用いて、温度か２５度の条件で、３時間１
５〜２０分程度のエッチングを行った場合においても、
突出部６５の先鋭角θ１か若干大きく（１０５度程度）
なるか、上述の第２エッチング工程と同様に円錐状に先
鋭化された突出部６５か形成される。また、この場合で
は、使用できるエッチング液中のＮＨ４Ｆの体積比Ｘ
は、上述の１０以外でも突出部６５の先鋭化を行うこと
かできる。なお、このシングルモードファイバを使用し
た場合においても、上述の第１エッチング工程と同様な
エッチングを行うことにより、径小部６４を形成でき
る。

【０２００】また、石英８ｉｏ２からなるコア１２と、
フッ素Ｆを添加した石英８ｉＯ２からなるクラッド１３
を有するシングルモードファイバを用いても、突出部６
５の先鋭角か７７度程度であるか、上述の図５３（Ｃ）
に示すよるな形状の光ファイバを形成することもでき
る。

【０２０１】このよるな光ファイバを用いた場合には、
例えばフッ化アンモニウムＮＨ４Ｆの体積比Ｘを１．７
程度とした比較的エッチング速度か速いエッチング液を
用いることにより、１回のエッチングで径小部６４の形
成と、突出部６５の先鋭化を行うことかでき、１回のエ
ッチングで上記第１及び第２エッチング上程の処理を行
うことかできる。このため、製造工程を簡略化すること
かでき、製造コストを低減することかできる。

【０２０２】次に、第１及び第２エッチング上程及び開
口工程について説明する。第１コーティング工程では、
図５５に示すように、上述の第１及び第２エッチング工
程によって形成された光ファイバ２４５に、突出部６５
の上方向から金の蒸気を供給する。これにより、図５６
に示すよるに突出部６５の表面に金からなる４００ｎｍ
程度の膜厚の遮光性の被覆層６６か形成される。

【０２０３】この遮光性の被覆層６６として使用するこ
とかできる材質は、上記第２３実施例のコーティング工
程と同様に、アルミニウムだけでなく、遮光性か高く、
開口工程においてエッチングできるものであれば、金、
銀、白金などでもよい。また、この第１コーティング工
程では、遮光性の被覆層６６をアルミニウムの１層の被
覆層により形成したか、まず、突出部６５に、例えばク
ロム、ゲルマニウム、シリロン等のガラスに吸着し易い
素材をコーティングし、次に、例えば金等の遮光性の高
い素材をコーティングして、２層の被覆層を形成するこ
とにより、剥離強度の高い遮光性の被覆層６６を形成す
ることができる。なお、この第１コーティング工程にお
けるコーティングは、遮光性の被覆層６６を形成するこ
とができれば、蒸着だけではなく、スパッタリングある
いは親水化処理を行った後、無電界メッキを行う等の粒
子の直進性か比較的低い方法によっても行うことかでき
る。

【０２０４】この第１コーティング工程におけるコーテ
ィングをスパッタリングによって行うと、真空蒸着を行
った場合に比較して、同程度の規模の装置を用いた場合
に一度に処理できる光ファイバの数を増加させることか
でき、製造コストを低減させることかできる。

【０２０５】また、第２コーティング工程では、上述の
第１コーティング工程において遮光性の被覆層６６を形
成した光ファイバ２４５を合成樹脂を溶かした溶剤に浸
漬した後、溶剤から引き上げる。具体的には、合成樹脂
を溶かした溶剤としては、市販のアクリル塗料を使用し
た。

【０２０６】溶剤から引き上げられると、突出部６５の
遮光性の被覆層６６に付着した溶剤か表面張力によっ
て、径小部６４側に引き寄せられ、突出部６５の先端の
遮光性の被覆層６６か溶剤から露出する。ここで、合成
樹脂を溶かしておく溶剤は、溶剤から引き上げた際に、
表面張力によって突出部６５の先端の遮光性の被覆層６
６か溶剤から露出する程度に粘性か低いものであればよ
い。また、合成樹脂は、開口工程で使用されるエッチン
グ液によりエッチングされないものであればよい。

【０２０７】そして、溶剤か蒸発すると遮光性の被覆層
６６の表面には、合成樹脂か残り、図５７に示すよる
に、突出部６５の先端の遮光性の被覆層６６か合成樹脂
性からなる耐腐食性の被覆層６７から露出した露出部６
９か形成される。

【０２０８】ここで、上記合成樹脂を溶かした溶剤の粘
性か高い場合には、突出部６５の先端の遮光性の被覆層
６６か耐腐食性の被覆層６７から露出しない場合かあ
る。しかしなから、耐腐食性の被覆層６７の先端の厚さ
か薄くなるため、耐腐食性の被覆層６７を全体的にエッ
チングすることにより、遮光性の被覆層６６の先端か露
出した露出部６９を形成することかできる。このとき使
用するエッチング液は、ＮａＯＨ等のアルカリ溶液ある
いは希塩酸等の酸を用いることかできる。

【０２０９】次に、開口工程として、上述のよるに突出
部６５の表面に遮光性の被覆層６６及び耐腐食性の被覆
層６７か形成された光ファイバ２４５を、ヨウ化カリウ
ムＫＩ−Ｉ２水溶液あるいはシアン化カリウム水溶液な
どから成るエッチング液によりエッチングする。上記耐
腐食性の被覆層６７を構成する合成樹脂は、ＫＩ−Ｉ２
水 溶液に対して耐腐食性があり、上記遮光性の被覆層
６６を構成する 金は、ＫＩ−Ｉ２水溶液に溶けるた
め、このエッチングにより、上 記露出部６９から露出
した遮光性の被覆層６６が選択的にエッチングされ、上
記図１２に示すよるに、上記突出部６５の先端が遮光性
の被覆層６６から露出した開口部６８が形成される。

【０２１０】具体的には、上述のコア１２中に添加した
ＧｅＯ２に密度分布を持たせた光ファイバを使用し、突
出部６５の先鋭角が２０度で金を４００ｎｍ程度コーテ
ィングした光ファイバ２４５を、ＫＩと１２と水の重量
比が、２０：１：１００の比率となっているＫＩ−１２
溶液を、水で１００倍程度に希釈したものをエッチング
液として、１〜３分程度エッチングしたところ、３０ｎ
ｍ程度の開口部６８が得られた。

【０２１１】また、上述のシングルモードファイバを使
用し、先鋭角が１０５度程度で、金を１５０ｎｍ程度コ
ーティングした光ファイバ２４５を、ＫＩと１２と水の
重量比が、２０：１：４００の比率となっているＫＩ−
１２溶液を、水で５０倍程度に希釈したものをエッチン
グ液として、５分程度エッチングしたところ、１００ｎ
ｍ程度の開口部６８が得られた。

【０２１２】なお、この開口工程で使用することができ
るエッチング液は、上述の第２３実施例の開口工程と同
様に、遮光性の被覆層６６をエッチングすることがで
き、耐腐食性の被覆層６７をエッチングしないものであ
ればよい。このよるなエッチング液を用いることによ
り、上述と同様に、開口工程において露出部６９の遮光
性の被覆層６６を選択的にエッチングして開口部６８を
形成することができる。また、プラズマエッチング等に
よるドライエッチングによっても可能である。

【０２１３】この光ファイバの製造方法では、開口工程
において、突出部６５の遮光性の被覆層６６をエッチン
グする際に、耐腐食性の被覆層６７か形成されていない
突出部の先端の露出部６９の遮光性の被覆層６６を選択
的にエッチングすることかでき、容易に開口部６８を形
成することかできる。

【０２１４】また、本発明の第２９実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、ます、光ファイバをエッチングし
て図５８（Ｅ）に示す形状の光ファイバ２５３を形成
し、該光ファイバ２５３に上述の第２８実施例の第１コ
ーティング工程以降の処理と同様の処理を行って上述の
図１３に示す光ファイバ７０を製造する。

【０２１５】すなわち、この光ファイバの製造方法で
は、ます、図５８（Ａ）に示す光ファイバ１１の一端２
５Ｏをフッ酸とフッ酸より比重の軽い液体、例えばスピ
ンドルオイル、シリコンオイル等との界面で、例えば２
５分から３０分間程度エッチングする。

【０２１６】フッ酸とスピンドルオイル又はシリコンオ
イル等との界面付近では、上述のよるにメニスカスが形
成され、このメニスカスの高さは、クラッド１３かエッ
チングされるにしたかって低くなるために、クラッド１
３か先細り状にエッチングされ、図５８（Ｂ）に示すよ
るにクラッド１３にテーパー部７１か形成される。

【０２１７】次に、上述のよるに形成されたテーパー部
７１をフッ酸により、例えば２分から３分間程度エッチ
ングする。フッ酸中ではコア１２のエッチング速度かク
ラッド１３より速いため、このエッチングによって、図
５８（Ｃ）に示すように、コア１２がテーパー部７１の
クラッド１３の先端に対して窪んだ凹部２５１か形成さ
れる。

【０２１８】さらに、テーパー部７１を、フッ化アンモ
ニウムＮＨ４ Ｆの体積比Ｘか１．７程度で、水の体積
比Ｙか１のである緩衝フッ酸液からなるエッチング液
で、例えば９０分程度エッチングする。このとき、３０
分程度エッチングした段階で、図５８（Ｄ）に示すよる
に、コア１２の先端とテーパー部７１の先端か平坦とな
る平坦部２５２か形成される。そして、さらにエッチン
グを続けると、上述のよるな組成のエッチング液中では
コア１２のエッチング速度に対してクラッド１３のエッ
チング速度か速いため、図５８（Ｅ）に示すよるに、ク
ラッド１３か先にエッチングされて平坦部７４か形成さ
れ、コア１２か平坦部７４のクラッド１３から突出し、
先端か円錐状に先鋭化された突出部７５か形成される。

【０２１９】次に、このよるな形状の光ファイバ２５３
に、上述の第２８実施例と同様の第１及び第２コーティ
ング上程と開口工程の処理を行うことにより、遮光性の
被覆層及び開口部を形成すると、上述の図１３に示す形
状の光ファイバ７０か形成される。

【０２２０】また、本発明の第３０実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例と同様
の第１及び第２エッチング工程の処理を行って、上述の
図５３（Ｃ）に示す形状の光ファイバ２４５を形成す
る。次に、コーティング工程において、突出部６５の表
面に遮光性の被覆層６６を形成し、感光体層形成工程に
おいて、遮光性の被覆層６６の表面に感光体層を形成
し、露光上程において、エバネッセント光により感光体
層の先端のみを選択的に露光し、鍵出部形成工程におい
て、露光した感光体層を除去して感光体層の先端に露出
部を形成する。そして、開口工程において、感光体層の
先端に形成された露出部より露出した遮光性の被覆層６
６をエッチングすることにより記突出部６５の先端か遮
光性の被覆層６６から露出した開口部８７を形成した
後、感光体層除去工程において、突出部６５の表面の感
光体層を除去して上述の図１４に示す形状の光ファイバ
８Ｏを製造するよるになっている。

【０２２１】上記コーティング工程では、イオンスパッ
タ装置を用いて、上述の第１及び第２エッチング工程に
より形成された光ファイバ２４５の突出部６５に、突出
部６５の先端方向から金の粒子を供給する。これによ
り、上述の図５６に示すよるに、突出部６５の表面に厚
さか２００ｎｍ程度の金の層からなる遮光性の被覆層６
６か形成される。この遮光性の被覆層６６の厚さは、コ
ーティングを行う時間を可変することによって制御する
ことかできる。また、この遮光性の被覆層６６として使
用することかできる材質は、金だけてなく、上記第２３
実施例のコーティング工程と同様に、遮光性が高く、開
口上程においてエッチングできるものであれば、アルミ
ニウム、銀、白金などでもよい。

【０２２２】また、あるいは、このコーティング工程に
おいて、図５９に示すよるに、真空中で突出部６５の先
端に対して斜め上方から、金の蒸気２４７を供給して真
空蒸着を行って遮光性の被覆層６６を形成してもよい。
この場合は、突出部６５の表面に均一に蒸着を行うため
に、光ファイバ２４５をその中心軸を中心として回転さ
せながら蒸着を行う。また、このコーティング工程にお
いて、ます、クロム、ゲルマニウム、シリコン等のガラ
スに吸着し易い素材を突出部６５にコーティングした
後、金等の遮光性の高い素材をコーティングすることに
よって、遮光性の被覆層６６を２層として剥離強度の高
い被覆層を形成することかできる。

【０２２３】なお、このコーティング工程におけるコー
ティングは、遮光性の被覆層６６を形成することかでき
れば、上述のスパッタリング、蒸着だけではなく、無電
界メッキ等の方法によっても行うことかできる。

【０２２４】このコーティング上程において、上述のよ
うにスパッタリングによってコーティングを行うと、真
空蒸着を行った場合に比較して、同程度の規模の装置を
用いた場合に一度に処理できる光ファイバの数を増加さ
せることかでき、製造コストを低減させることかでき
る。

【０２２５】次に、感光体層形成工程では、上述のコー
ティング工程において遮光性の被覆層６６を形成した光
ファイバ２４５の突出部６５に感光体を付着させて感光
体層を形成する。この感光体層を形成する感光体として
は、いわゆるフォトレジストを使用する。そして、図６
０に示すように、フォトレジストか充項された注射器を
微動台に固定し、フォトレジストを押し出して注射器の
針２５５の先端にフォトレジストの滴２５６を垂下させ
る。

【０２２６】次に、垂下したフォトレジストの滴２５６
の下方に、突出部６５か上となるように光ファイバ２４
５を固定する。そして、図６０中に実線矢印で示すよう
に、垂下したしたフォトレジストの滴２５６か落ちない
ように、微動台を静かに操作しなから注射器を下方に移
動させてフォトレジストの滴２５６を突出部６５に接触
させる。そして、フォトレジストを付着させた後、同図
中に波線矢印で示すように、再び注射器を上方に移動さ
せる。これにより、突出部６５の遮光性の被覆層６６の
表面にフォトレジストか付着し、このフォトレジストを
乾燥させること、図６１に示すように、突出部６５の表
面に形成した遮光性の被覆層６６の表面に感光体層８８
か形成される。

【０２２７】この感光体層８８の先端部分の厚さは、フ
ォトレジストの粘度と径小部６４の径によって決まる。
粘度か５０ｍＰａ，ｓであるフォトレジストを使用し
て、径小部６４の径を３０μｍ、２０μｍ、１５μｍに
変化させた場合に、先鋭部５５に付着されるフォトレジ
スト層の断面形状を調べたところ、図６２（ａ）、同図
（ｂ）及び同図（ｃ）に示す結果か得られた。

【０２２８】すなわち、径小部６４の径か大きくなる
と、感光体層８８の先端部分の厚さか厚くなり、逆に径
小部６４の径か小さくなると、感光体層８８の先端部分
の厚さか薄くなる。例えば図６２（ｂ）に示す径小部６
４の径か２０μｍである場合は感光体層８８の先端部分
の厚さは１００ｎｍであり、同図（ｃ）に示す径小部６
４の径か１５μｍである場合は感光体層８８の先端部分
の厚さは３５ｎｍであった０また、この感光体層８８の
先端部分の厚さは、フォトレジストの粘度か高くなると
厚くなり、フォトレジストの粘度か低くなると薄くな
る。また、この感光体層８８の厚さは、遮光性の被覆層
６６の厚さによっても変化し、遮光性の被覆層６６か厚
くなって、径小部６４の先端と突出部６５とかより平坦
な形状に近づくと、フォトレジストが付着しやすくなっ
て、感光体層８８の厚さか増加する。

【０２２９】径小部６４の径は、上述したよるに、第１
エッチング上程のエッチング時間を可変することによっ
て制御することかできるため、第１エッチング上程のエ
ッチング時間を可変することにより、感光体層８８の先
端部分を所望の厚さとすることかできる。あるいは、コ
ーティング時間を制御することにより、遮光性の被覆層
６６の厚さを制御しても同様に感光体層８８の先端部分
を所望の厚さとすることかできる。

【０２３０】また、以上の説明では、フォトレジストに
より感光体層８８を形成した例を示したか、感光体層８
８を形成する素材は、感光性を有し、開口工程で使用さ
れるエッチング液によりエッチングされないものであれ
ば特に限定されない。また、上述の説明では、フォトレ
ジストを充填した注射器を移動させて、突出部６５にフ
ォトレジストを付着させているか、光ファイバ２４５を
移動してフォトレジストを付着させてもよい。

【０２３１】次に、露光工程では、感光体層８８の先端
のみをエバネッセント光により選択的に露光する。具体
的には、図６３に示すよるに、プリズム２５７にＨｅ−
Ｃｄレーザ等のレーザ光２５８を全反射角以上の角度で
入射してエバネッセント光の場２５８を形成する。すな
わち、全反射角以上で入射したレーザ光２５８は、プリ
ズム２５７と空気との界面２５７ａで反射されるか、プ
リズム２５７の表面からレーザ光２５８の波長程度の距
離の領域には、エバネッセント光の場２５９か形成され
る。

【０２３２】次に、このよるにエバネッセント光の場２
５９か形成されたプリズム２５７の表面に感光体層８８
か形成された光ファイバ２４５を接近させる。

【０２３３】エバネッセント光の場２５９におけるエバ
ネッセント光の強度は、プリズム２５７の表面からの距
離か増加するに従って指数関数的に減少するよるになっ
ている。このため、プリズム２５７の表面と光ファイバ
２４５の先端の間の距離Ｒ，をレーザ光２５８の波長程
度以下とした場合、突出部６５先端でのエバネッセント
光の光強度は、突出部６５の基端での光強度に対して非
常に強くなり、感光体層８８の先端のみに光か当たって
いる状態と等価となり、感光体層８８の先端かエバネッ
セント光によって露光され、上記図６３に示すよるに、
感光体層８８の先端に露光部８８ａか形成される。

【０２３４】このよるに露光を行うためには、突出部６
５の先端をレーザ光２５８の波長程度以下の情度でプリ
ズム２５７表面に接近させる必要かある。このため、こ
の露光工程では、図６４に示すよるな構成の原子間力顕
微鏡を用いて、光ファイバ２４５とプリズム２５７の位
置の制御を行っている。

【０２３５】すなわち、この部子間力顕微鏡は、その固
有振動数で振動させた光ファイバ２４５とプリズム２５
７表面との間に働く原子間力を検出して、光ファイバ２
４５の先端とプリズム２５７との間の距離を測定するよ
るになっており、原子間力に基づく光ファイバ２４５の
振動の振幅を検出する変位検出部と、光ファイバ２４５
及びプリズム２５７を移動させる駆動部と、変位検出部
により検出された光ファイバ２４５の振動の振幅に応じ
て駆動部等の制御を行う制御部等を備えている。

【０２３６】変位検出部は、レーザダイオード２６０に
よって発生したレーザ光をレンズ２６１によって平行光
線とし、変位検出光としてミラー２６２によって反射さ
せて光ファイバ２４５の側面に照射し、光ファイバ２４
５によって散乱された変位検出光を光ファイバ２４５に
対してミラー２６２と対向して設けられたスリット２６
３を介してフォトダイオード２６４で受光し、このフォ
トダイオード２６４の出力をアンプ２６５で増幅した
後、ロックインアンプ２６６で検出する。

【０２３７】ここで、圧電素子等を用いて固有振動数で
振動させた光ファイバ２４５をプリズム２５７表面に接
近させる際に、光ファイバ２４５の先端とプリズム２５
７の表面との距離か１Ｏｎｍ以下程度となると、光ファ
イバ２４５の先端とプリズム２５７の表面との距離に応
じて原子間力か働き、光ファイバ２４５の振幅か減少す
る。この光ファイバ２４５の振幅は、例えば図６５に示
すよるに、光ファイバ２４５の先端とプリズム２５７の
表面の距離か１０ｎｍ以下程度となると急激に減少す
る。

【０２３８】このよるに光ファイバ２４５の振幅か変化
すると、フォトダイオード２６４の出力の振幅か変化す
る。そして、ロックインアンプ２６６は、アンプ２６５
を介して供給されるフォトダイオード２６４の出力の振
幅を検出して光ファイバ２４５の振幅を求め、光ファイ
バ２４５とプリズム２５７の表面との距離を検出する。

【０２３９】制御部２６７は、上述の変位検出部で検出
した光ファイバ２４５の先端とプリズム２５７の表面と
の距離に基づいて駆動部の動作を制御する。駆動部で
は、ＰＺＴ駆動部２６８か、制御部２６７からの制御に
基づいて光ファイバ２４５か固定されたＰＺＴ２６９ａ
とプリズム２５７か固定されたＰＺＴ２６９ｂを駆動す
る。これにより、変位検出部によって検出された光ファ
イバ２４５の先端とプリズム２５７の表面との距離に応
じて、ＰＺＴ２６９ａ、２６９ｂか駆動され、光ファイ
バ２４５の先端とプリズム２５７の表面との距離かレー
ザ光２５８の波長程度に保持される。なお、光ファイバ
２４５は、露光終了後に取り外す必要かあるため、光フ
ァイバ２４５に付設された磁石ｍ１によって、ＰＺＴ２
６９ａに設けられた磁石ｍ２に固定されている。このよ
うに、磁石ｍ１、ｍ２によって光ファイバ２４５を固定
しているため、光ファイバ２４５の交換か容易となる。

【０２４０】このよるな状態で、レーザ光源２７０で発
生したレーザ光２５８をミラー２７１によって反射さ
せ、シャッタ２７２を介してプリズム２５７に入射する
と、上述したよるにプリズム２５７の表面に、エバネッ
セント光の場２５９か形成され、感光体層８８の先端に
露光部８８ａか形成される。

【０２４１】次に、露出部形成工程では、上述の露光工
程で露光された感光体層８８の露光部８８ａを除去し
て、図６６に示すよるに、感光体層８８の先端に露出部
８９を形成する。すなわち、感光体層８８を形成するフ
ォトレジストは、有機系アルカリ溶液等からなる現像液
により現像すると露光部８８ａか除去され、図６７に示
すよるに、感光体層８８の先端から遮光性の被覆層６６
か露出した露出部８９か形成される。

【０２４２】なお、この図６７は、上述の第１エッチン
グ工程において、フッ化アンモニウム水溶液とフッ酸と
水の比率を１，７・１：１とした緩衝フッ酸液をエッチ
ング液として７８分程度エッチングした後、フッ化アン
モニウム水溶液とフッ酸と水の比率を１Ｏ・１ １とし
た緩衝フッ酸液をエッチング液として１２０分程度エッ
チングし、２０Ｏｎｍ程度の厚さに金をコーティング
し、フォトレジスト層を形成した後、プリズム２５７に
入射するレーザ光のパワーを０．２５ｍＷとし、０．１
２５秒の露光を行った後、３０秒の現像を行った場合の
形状を示している。

【０２４３】次に、開口工程では、上述の露出部形成工
程において露出部８９が形成された光ファイバ２４５を
エッチングして、突出部６５の先端が遮光性の被覆層６
６から露出した開口部８７を形成するo具体的には、ヨ
ウ化カリウムＫＩー１２水溶液あるいはシアン化カリウ
ム水溶液等をエッチング液として遮光性の被覆層６６を
形成する金をエッチングする。感光体層８８を構成する
フォトレジストは、ＫＩ−Ｉ２水溶液に対して耐腐食性
かあり、遮光性の被覆層６６を構成する金は、ＫＩ‐Ｉ
２水溶液に溶けるため、このよるなエッチングを行うこ
とにより、上記露出部８９から露出した遮光性の被覆層
６６か選択的にエッチングされ、突出部６５の先端か遮
光性の被覆層６６から露出した開口部８７か形成され
る。

【０２４４】なお、この開口工程で使用することかでき
るエッチング液は、上記第２３実施例の開口工程と同様
に、遮光性の被覆層６６をエッチングすることかでき、
感光体層８８をエッチングしないものであれば、例えば
王水、ヨウ素あるいは臭素等のハロゲン溶液等を使用し
てもよく、あるいは、プラズマエッチング等のドライエ
ッチングを使用しても、開口工程において露出部８９か
ら露出した遮光性の被覆層６６を選択的にエッチングし
て開口部８７を形成することかできる。

【０２４５】最後に、感光体層除去工程において、光フ
ァイバ２４５の表面の感光体層８８を除去すると、上述
の図１４に示す構造の光ファイバ８０か形成される。こ
の光ファイバ８０の開口部８７の直径は、光ファイバ８
０の先端の顕微鏡写真を図１５に示すよるに、５０ｎｍ
程度となっている。

【０２４６】なお、上記図１４に示す光ファイバ８０
は、コア１２中に添加したＧｅＯ２に密度分布を持たせ
た光ファイバを使用し、突出部８５の先鋭角が２０度
で、金を２００ｎｍ程度コーティングした光ファイバ２
４５を、ＫＩとＩ２と水の重量比か、２０：１：４００
の比率となっているＫＩ−Ｉ２水溶液を水で５０倍程度
に薄めた水溶液をエッチング液として、１０分程度エッ
チングしたものである。また、この感光体層除去工程の
処理を行わす、遮光性の被覆層６６の表面に感光体層８
８を残したままとしてもよい。

【０２４７】この第３Ｏ実施例の光ファイバの製造方法
では、露光工程において、エバネッセント光を用いて感
光体層８８の先端のみを露光しているため、従来の通常
の光を用いて露光を行った場合に比して徴小な領域のみ
を露光させることかできる。また、この光ファイバの製
造方法では、露出部形成工程において、露光された感光
体を除去して露出部８９を形成した後、開口工程におい
て、突出部６５の遮光性の被覆層６６をエッチングする
たけて、露出部８９から露出した遮光性の被覆層６６を
選択的にエッチングすることかでき、容易に微小な開口
部８７を形成することかできる。このため、光ファイバ
の製造か容易となり、製造コストを低減させることかで
きる。

【０２４８】ところで、上述の第２８実施例による開口
部の形成では、合成樹脂を溶かした溶剤の表面張力によ
り露出した突出部６５の先端の遮光性の被覆層６６をエ
ッチングして開口部６８を形成しているために、適用対
象か突出部６５の基端に径小部６４を有する形状の光フ
ァイバに限定される。これに対し、この第３Ｏ実施例で
は、エバネッセント光によって露光された感光体層８８
の露光部８８ａを除去して形成された露出部８９から露
出した遮光性の被覆層６６をエッチングして開口部８７
を形成しているため、上述の図５３（Ｃ）に示す形状の
光ファイバ２４５だけでなく、上記図３８（Ｅ）に示す
ようなクラッドの外周からコア１２の中心にかけて先鋭
化した先鋭部１４を有する形状の光ファイバの先端にも
開口部を形成することかできる。

【０２４９】また、本発明の第３１実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２９あるいは第３
０実施例と同様な第１及び第２エッチング工程と、コー
ティング工程と、感光体層形成工程と、露光工程と、露
出部形成工程と、開口工程の処理を行って、図１４に示
す光ファイバの表面に耐腐食性の被覆層６７あるいは感
光体層８８か残存した状態の光ファイバを形成する。

【０２５０】次に、ピット形成工程において、図６８に
示すよるに、開口上程までで形成された開口部８７から
露出した突出部６５を緩衝フッ酸液によりエッチングす
る。このとき、遮光他の被覆層６６を形成する金は、緩
衝フッ酸液によってエッチングされず、開口部８７から
露出した突出部の先端５５ａか選択的にエッチングさ
れ、図６９に示すよるに、突出部６５の先端か遮光性の
被覆層６６の先端に対して陥没したピット９３か形成さ
れ、ピット９３の先端に開口部９１か形成される。

【０２５１】なお、このピット形成工程においては、必
ずしも感光体層８８を残しておく必要はないか、上記コ
ーティング工程によって形成された遮光性の被覆層６６
にクラック等かあると、このクラック等からエッチング
液か浸透して、先鋭部５５をエッチングする虞があるた
め、上述のよるに感光体層８８を除去せずピット形成工
程のエッチングを行っている。

【０２５２】次に、上述のピット形成上程において形成
したピット９３に色素あるいは試薬等の周囲の環境に応
じて光学特性か変化する物質を付着させる。具体的に
は、色素等を含ませた溶剤等に光ファイバの先端を浸
し、ピット９３に溶剤を付着させた後、感光体層８８の
表部の溶剤を除去する。これにより、図７０に示すよる
に、ピット９３中に色素等の物質９２か付着され、この
後、遮光性の被覆層６６の表面の感光体層８８を除去す
ると、上述の図１６に示す形状の光ファイバ９０か形成
される。

【０２５３】あるいは、遮光性の被覆層６６の表部の感
光体層８８を除去した後にピット９３に色素あるいは色
素を混合した溶剤等の物質を付着させても、同様にピッ
ト９３中に色素等の物質９２を付着させた光ファイバ９
０を形成することかできる。

【０２５４】これにより、この光ファイバの製造方法で
は、遮光性の被覆層６６から突出部６５のコアか陥没し
たピット９３に、周囲の環境を検出するための物質を付
着させることかでき、色素等の周囲の環境を検出する物
質の剥離強度を向上させ、耐久性を向上させた光ファイ
バを容易に製造することかできる。

【０２５５】また、上述したよるに光ファイバ９０の開
口部９１の径か５０ｎｍとなっているため、この光ファ
イバの製造方法では、空間解像度を向上させた光ファイ
バを容易に製造することかできる。

【０２５６】また、本発明の第３２実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、酸化ゲルマニウムＧｅＯ２を添加
した石英ＳｉＯ２からなるコア１２と、石英ＳｉＯ２か
らなるクラッド１３から構成される光ファイバ１１を加
熱した状態で引き伸ばしてコア１２とクラッド１３か共
に先細り状とされた先鋭部を形成する先鋭部形成工程
と、外先鋭部をエッチングして先鋭部の先端から突出し
たコア１２か先鋭化された突出部を形成するエッチング
上程とからなる。

【０２５７】まず、先鋭部形成工程では、マイクロピペ
ットプラーを用い、図７１（Ａ）に示すよるに、光ファ
イバ１１を加熟しなから引き伸ばして、コア１２及びク
ラッド１３の径を減少させる。そして、コア１２及びク
ラッド１３か所望の径となるまで、光ファイバ１１を引
き延ばして切断すると、図７１（Ｂ）に示すよるに、光
ファイバ１１の一端に、コア１２とクラッド１３か共に
先細り状とされた先鋭部１０４か形成される。

【０２５８】次に、エッチング上程において、フッ化ア
ンモニウム水溶液とフッ酸と水の体積比かＸ ： １ ：
Ｙ （Ｙ＝任意）で、フッ化アンモニウム水溶液の体積
比Ｘか１Ｏ程度であるエッチング液を用いて先鋭部１０
４をエッチングする。

【０２５９】このよるなエッチング液で、上述のよるな
組成の光ファイバ１１を、エッチングすると、上述の第
２８実施例と同様に、コア１２のエッチング速度に対し
て、クラッド１３のエッチング速度か速いために、先鋭
部１０４の先端のコア１３か先にエッチングされ、上述
の図１７に示すよるに、先鋭部１０４の先端のクラッド
１３からコア１２か突出し、該突出したコア１２が円錐
状に先鋭化された突出部１０５か形成される。

【０２６０】また、この光ファイバ１１は、上述の第２
３実施例と同様に、コア１２の中心部の酸化ゲルマニウ
ムの密度が高くなっているため、突出部１０５は、酸化
ゲルマニウムＧｅＯ２の分布に依存して先鋭化され、対
称性のよい円錐形状となる。

【０２６１】これにより、この光ファイバの製造方法で
は、コア１２とクラッド１３か共に先細り状とされた先
鋭部１０４の先端に、容易にクラッド１３の先端から円
錐状に先鋭化したコア１２か突出した突出部１０５を形
成することができる。

【０２６２】また、本発明の第３３実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、ます、上第３２実施例の先鋭部形
成工程と同様の処理を行って、上記図７１（Ｂ）に示す
よるに光ファイバ１１の一端に先鋭部１０４を形成す
る。

【０２６３】次に、このよるに形成された先鋭部１０４
の先端をフッ酸によりエッチングする。このよるなフッ
酸中では、コア１２のエッチング速度かクラッド１３に
対して速いため、図７２に示すよるに、コア１２か先に
エッチングされて凹部１０６か形成される。

【０２６４】次に、上述の第３２実施例と同様なエッチ
ング工程により先鋭部１０４をエッチングする。そし
て、第３２実施例のエッチング時間に対してやや長い時
間エッチングを行うと、上述の第３２実施例と同様に、
先鋭部１０４の先端のクラッド１３からコア１２か突出
し、該突出したコア１２が円錐状に先鋭化された突出部
１０５か形成される。

【０２６５】また、本発明の第３４実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上記第３２実施例あるいは
第３３実施例と同様の処理を行って、上記図１７に示す
形状の光ファイバ１００を形成する。

【０２６６】次に、このよるに形成された光ファイバ１
００の突出部１０５の表面に上述の第２９あるいは第３
０実施例と同様にコーティングを行って遮光性の被覆層
１１６を形成し、さらに、第２９あるいは第３０実施例
と同様に開口工程の処理を行って、突出部１０５の先端
か遮光性の被覆層１１６から露出した開口部１１７を形
成する。これにより、上記図１８に示す形状の光ファイ
バ１１０か形成される。

【０２６７】また、本発明の第３５実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング皇帝と同様なエッチングを行って、
上記図５３（Ｃ）に示すよるに、光ファイバ１１の一端
に径小部６４及び突出部６５を形成する。

【０２６８】次に、このよるに突出部６５を形成した光
ファイバを、水の体積比Ｙ（Ｙ：３０以上）とした上述
の緩衝フッ酸液をエッチング液としてエッチングを行
う。具体的には、上記第２エッチング上程において、上
記フッ化アンモニウムの体積比Ｘを１０とした緩衝フッ
酸液をエッチングとして２０分程度のエッチングを行っ
て突出部６５を形成した後、フッ化アンモニウムの体積
比Ｘを１０とし、水の体積比Ｙを３０とした緩衝フッ酸
液をエッチング液として１５分程度のエッチングを行
う。

【０２６９】このよるなエッチング液によってエッチン
グを行うと、コア１２とクラッド１３のエッチング速度
かほほ同じてあるために、突出部６５か表面からエッチ
ングされて細くなり、エッチング時間の増加とともに、
図７６に示すよるに、突出部６５の長さ（チップ長）Ｌ
か減少するとともに先鋭角θか増大する。そして、図７
３に示すよるに、先端程先鋭角θか小さい突出部１２５
か形成される。この突出部１２５のチップ長Ｌ及び先端
の先鋭角θは、例えば図７４に突出部１２５の拡大図を
示すよるに、それぞれ２．１μｍと２８度程度となって
いる。

【０２７０】ここで、このよるなエッチングを行ったと
きの突出部１２５と、上記第２８実施例の第１及び第２
エッチング工程により形成した突出部６５について、チ
ップ長Ｌ及び先端の先鋭角θとの関係を求めると、図７
７に示すよるに、同じ先鋭角θのときの突出部１２５の
チップ長Ｌか小さくなっている。なお、この図７７にお
いて黒丸の点が突出部１２５を表し、四角の点が突出部
６５を表している。すなわち、この光ファイバの製造方
法では、チップ長Ｌを小さくすることかできる。

【０２７１】最後に、このよるに形成した突出部１２５
の表面に上記第２９あるいは第３０実施例と同様に遮光
性の被覆層１２６及び開口部１２７を形成する。これよ
り、上記図２１に示す形状の光ファイバ１２Ｏか形成さ
れる。

【０２７２】また、上記第２エッチング工程において、
上記フッ化アンモニウムの体積比Ｘを１０とした緩衝フ
ッ酸液をエッチングとして１５分程度のエッチングを行
って突出部６５を形成した後、フッ化アンモニウムの体
積比Ｘを１０Ｏとし、水の体積比Ｙを５０とした緩衝フ
ッ酸液をエッチング液として１５分程度のエッチングを
行った場合の突出部１２５のチップ長Ｌ及び先端の先鋭
角θは、例えば図７５に示すよるに、それぞれ１．５２
μｍと３６，５度程度となっている。この場合、フッ化
アンモニウムの体積比Ｘを１０とし、水の体積比Ｙを５
Ｏとした緩衝フッ酸液中のコア１２のエッチング速度か
クラッドに対してやや速いため、突出部１２５の基端か
クラッド１３の先端に対して若干窪んだ形状となる。

【０２７３】また、本発明の第３６実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、コア１３２のクラッド１３３に対
する比屈折率差△ｎか１％で、屈折率か徐々に変化する
グレーデッドインデックス型の屈折率分布を有するマル
チモードファイバからなる光ファイバ１３１の一端をエ
ッチングして、図７８（Ｂ）に示すよるに、クラッド１
３３の一端から突出したコア１３２か円錐状に先鋭化し
た突出部１３４を形成する。このマルチモードの光ファ
イバは、クラッド径ｄｏか２５０μｍ程度で、コア１３
径ｄｃが５０μｍ程度となっている。

【０２７４】具体的には、プッ化アンモニウム水溶液と
フッ酸と水の比率を１０：１：ｌとした緩衝フッ酸液中
で１７時間程度エッチングすると上記図２４に示すよる
に、先鋭角か５０゜で、先端の曲率生径か５ｎｍ程度の
突出部１３４か形成される。また、このよるなエッチン
グを行うためには、上述のよるにコア１３２とクラッド
１３３の径の比が１：５以上である必要かある。

【０２７５】なお、このエッチングに先立ってフッ化ア
ンモニウム水溶液とフッ酸と水の比率を１．７：１・１
とした緩衝フッ酸液中でクラッド１３３径を減少させて
径小部を形成してもよい。

【０２７６】そして、このよるな突出部１３４の表部に
上述の第２９あるいは第３Ｏ実施例と同様にコーティン
グを行って遮光性の被覆層１３５を形成し、さらに、第
２９あるいは第３Ｏ実施例と同揮に開口工程の処理を行
って、突出部１３４の先端か遮光性の被覆層１３５から
露出した開口部１３６を形成する。これにより、マルチ
モードファイバを用いて上記図２２に示す形状の光ファ
イバ１３０か形成される。

【０２７７】ところで、図７９に示すコア１２径及び屈
折率分布か異なる３種類の光ファイバを用いて上述の第
２８実施例の第２エッチング工程と同様のエッチングを
行って、各々２０個のサンプルを作成したところ、図８
０から図８２に示すよるに、形成される突出部の先端の
直径の分布か異なることかわかった。

【０２７８】すなわち、図７９（Ａ）に示すコア１２径
か４μｍで、コア１２とクラッド１３の屈折率分布かス
テップ（階段）インデックス型となっている光ファイバ
を用いた場合では、図８０に示すよるに、突出部の先端
の直径が１０〜２５ｎｍを中心として分布している。

【０２７９】また、図７９（Ｂ）に示すコア１２径か８
〜９μｍで、コア１２とクラッド１３の屈折率分布かス
テップインデックス型となっている光ファイバを用いた
場合では、図８１に示すよるに、突出部の先端の直径か
１０〜１５ｎｍを中心として分布しているか、上記図８
１に示す場合よりばらつきか大きい。

【０２８０】これに対し、図７９（Ｃ）に示すコア１２
径か１４μｍで、コア１２とクラッド１３の屈折率分布
かステップ状となっており、コア１２の中心部の４μｍ
の範囲で屈折率分布かグレーデッドインデックス型とな
っている光ファイバを用いた場合では、図８２に示すよ
るに、突出部の先端の直径か５ｎｍ程度を中心として分
布しており、上記図８Ｏ、図８１に対してばらつきか小
さい。

【０２８１】これらの結果から、コア１２径か小さい
程、突出部の先端の直径のばらつきか小さくなり、比屈
折率差の分布かグレーデッドインデックス型である方か
突出部の先端の直径か小さくなり、ばらつきも小さくな
ることかわかる。

【０２８２】また、本発明の第３７実施例に係る光ファ
イバの製造方法は、光ファイバ１１のコア１２中の添加
物質（ドーパント）を徐々にクラッド１３中に拡散さ
せ、等価的にコア１２径を増加させた、コア径増加部１
４４を形成する拡散工程と、該コア径増加部１４４を形
成した光ファイバ１１の一端をエッチングしてコア１２
かクラッド１３から突出した突出部を形成するエッチン
グ工程等からなる。

【０２８３】まず、拡散工程において、図８３（Ａ）に
示すよるに、光ファイバ１１を回転させながらその一部
を加熱する。これにより、コア１２中に添加されている
ドーパントがクラッド１３中に拡散され、等価的にコア
１２径が増加したコア径増加部１４４が形成されてい
る。このコア径増加部１４４では、コア１２の中心から
周辺に向かってドーパントの密度か徐々に低下してい
る。また、光ファイバ１１を回転させながら加熱する代
わりに、光ファイバ１１の一端を発熱体に接触させて光
ファイバの長手方向に加熱すると、コア径増加部１４４
の径をさらに増加させることかできる。

【０２８４】次に、このよるに形成されたコア径増加部
１４４のコア径１２か最大となる位置で光ファイバを切
断し、図８３（Ｂ）に示す端部１４８を形成する。そし
て、この端部１４８を、例えばフッ化アンモニウム水溶
液とフッ酸と水の比率を１０：１：１とした緩衝フッ酸
液中でエッチングする。このよるな緩衝フッ酸液中で
は、クラッド１３のエッチング速度かコア１２より速い
ため、クラッド１３か先にエッチングされてコア径増加
部１４４のコア１２かクラッド１３から突出する。クラ
ッド１３から突出したコア１２は、側面からもエッチン
グされ、図８４に示すよるに、コア１２の先端か円錐状
に先鋭化されて突出部１４５か形成される。

【０２８５】また、このコア径増加部１４４では、コア
１２の中心から周辺に向かってドーパントの密度か徐々
に低下しているため、突出したコア１２の中心から周辺
に向かってエッチング速度か若干速くなるため、突出部
１４５の先端の曲率生径か小さくなる。

【０２８６】このよるに形成された突出部１４５の表面
に上述の第２９あるいは第３Ｏ実施例と同様にコーティ
ングを行って遮光性の被覆層１４６を形成し、さらに、
第２９あるいは第３０実施例と同様に開口工程の処理を
行って、突出部１４５の先端か遮光性の被覆層１４６か
ら露出した開口部１４７を形成することにより、上記図
２７に示す形状の光ファイバ１４０が形成される。

【０２８７】また、本発明の第３８実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程と同様な処理を行って、上記図
５３（Ｃ）コア１２を径小とした径小部６４と、突出部
６５とを形成した形状の光ファイバ２４５を形成する。

【０２８８】次に、第２８実施例の第２コーティング工
程と同様なコーティングを行って突出部６５の表面に樹
脂等の疎水性の被覆層を形成するとともに、突出部６５
の先端のコア１２か疎水性の被覆層から露出した開口部
を形成する。

【０２８９】次に、このように形成した光ファイバ２４
５の突出部６５を、石英ＳｉＯ２を過剰に溶解させて飽
和状態となっているＨ２８ ｉ Ｆ６溶液中に浸潰する。
このようなＨ２Ｓｉ Ｆ６溶液中の石英ＳｉＯ２は、石
英等の親水性の物質表面に析出しやすく、樹脂等の疎水
性の物質表面に析出しにくい。このため、疎水性の被覆
層か形成された突出部５５の表面には石英ＳｉＯ２か析
出せず、露出した開口部のコア１２の表面には石英Ｓｉ
Ｏ２か析出して石英の被覆層か形成される。

【０２９０】ここで、上述のＨ２ＳｉＦ６溶液中に予め
色素を混合しておくことにより、突出部１５５の先端か
被覆層１５６から露出した開口部の表面に、色素を添加
した石英等の被覆層１５７か形成され、上記図２８及び
図２９に示す構造の光ファイバ１５０か形成される。こ
のように色素を添加した石英等の被覆層１５７を形成す
ることにより、色素の剥離強度を向上させ、耐久性のよ
い光ファイバを製造することかできる。

【０２９１】なお、上述のＨ２ＳｉＦ6溶液中に色素の
代わりにｐＨ等の周囲の環境に応じて光学特性か変化す
る物質を混合しておくことにより、これらの物質を含む
被覆層１５７」を形成することができる。

【０２９２】また、本発明の第３９実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程、第１及び第２コーティング上
程、開口上程と同様な処理を行って、上述の図１２に示
す形状の光ファイバ６０を形成する。

【０２９３】次に、このような光ファイバ６０を、上述
の第３８実施例と同様に、色素等を混合したＨ２Ｓｉ
Ｆ６溶液中に浸漬する。これにより、開口部６８から露
出したコア１２の表面にＨ２ＳｉＦ６溶液中の石英Ｓｉ
Ｏ２か析出し、上記図３０に示すように、色素等を添加
した石英等の被覆層１６８か形成された光ファイバ１６
０か形成される。

【０２９４】また、本発明の第４０実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、屈折率の異なる２種類のコア１７
２、１７３とクラッド１７４を有するダブルコアの光フ
ァイバ１７１をエッチングして、上述の図３１に示す光
ファイバ１７０を形成する。

【０２９５】上記光ファイバ１７１は、クラッド１７４
か純石英からなり、コア１７２、１７３か酸化ゲルマニ
ウムを添加した石英からなる。コア１７２、１７３の酸
化ゲルマニウムの添加率は、それぞれ０．９モル％、
０．２モル％となっており、内側のコア１７２の方か酸
化ゲルマニウムの添加率が高くなっている。

【０２９６】そして、このような光ファイバ１７１をフ
ッ化アンモニウム水溶液とフッ酸と水の比率を１０：
１：１とした緩衝フッ酸液中で１０時間程度エッチング
する。このような緩衝フッ酸液中では、クラッド１７４
のエッチング速度かコア１７３より速いため、図８５に
示すように、クラッド１７４か先にエッチングされてコ
ア１７３かクラッド１７４から徐々に露出し、露出した
コア１７３が側面からもエッチングされて先鋭化されて
先細り部１７６が形成される。

【０２９７】また、このような緩衝フッ酸液中では、コ
ア１７３のエッチング速度かコア１７２より速いため、
上記先細り部１７６の先端においてコア１７３か先にエ
ッチングされてコア１７２かコア１７３から徐々に露出
し、露出したコア１７２か側面からもエッチングされて
先鋭化されて突出部１７７か形成される。

【０２９８】フッ化アンモニウムの比率Ｘを１０とした
緩衝フッ酸液でエッチングを行った場合、上述の緩衝フ
ッ酸液中のコア１７２、１７３とクラッド１７４のエッ
チング速度をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３とすると、上記
先細り部１７６の先鋭角θ３は、上述の第２３実施例の
第４エッチング工程と同様に、コア１７３とクラッド１
７４のエッチング速度の比に応じて法まり、Ｓｉｎ（θ
３／２）＝Ｒ２／Ｒ３（但し、Ｒ２：コア１７３のエッ
チング速度、Ｒ３：クラッドのエッチング速度）なる関
係を有している。また、上記突出部１７７の先鋭角θ１
は、上述の第２３実施例の第４エッチング上程と同様
に、コア１７２とコア１７３のエッチング速度の比に応
じて決まり、ｓｉｎ（θ１／２）＝Ｒ１／Ｒ２（但し、
Ｒ１：コア１７２のエッチング速度）なる関係を有して
いる。

【０２９９】ここで、上述の説明では、緩衝フッ酸液中
のフッ化アンモニウムの比率Ｘを１０としたが、比率Ｘ
か１．７のときに、コア１７２、１７３のエッチング速
度Ｒ１、Ｒ２とクラッド１７４のエッチング速度Ｒ３か
等しくなるために、フッ化アンモニウムの比率Ｘか１．
７の緩衝フッ酸液を用いてエッチングを行うことによ
り、クラッド１７４の径を制御することかできる。そし
て、さらにフッ化アンモニウムの比率Ｘが１．７より大
きい緩衝フッ酸液を用いることによって突出部１７７を
形成することができる。

【０３００】また、上記エッチング速度ＲＩ、Ｒ２、Ｒ
３は、石英中に添加した酸化ゲルマニウムの比率に応じ
て変化する。また、この酸化ゲルマニウムの比率に応じ
て屈折率か変化するため、上記ｓｉｎ（θ３／２）、ｓ
ｉｎ（θ１／２）は、上記図４１に示すよるに、それぞ
れコア１７３とクラッド１７４との間の比屈折率差△ｎ
２とコア１７２とコア１７３との間の比屈折率差△ｎ１
に依存して変化する。

【０３０１】したかって、この光ファイバの製造方法で
は、上述のよるなダブルコアの光ファイバ１７１を用い
ることにより、クラッド１７４及びコア１７２、１７３
のエッチング速度の違いに基づいて、光ファイバ１７１
の先端を先鋭化することかでき、１図乃至２回のエッチ
ングにより上記図３１に示す光ファイバ１７０を形成す
ることかできるため、光ファイバの製造を容易にするこ
とかできる。

【０３０２】また、この光ファイバの製造方法では、コ
ア１７２、１７３に添加する酸化ゲルマニウムの比率を
調整しておくことによって、上記先細り部１７６の先鋭
角θ３と突出部１７７の先鋭角θ１を制御することかで
きる。

【０３０３】上述の第２３実施例では、第１エッチング
上程において、フッ酸とシリコンオイル等の界面におい
て、メニスカスの高さか光ファイバの径に応じて減少す
る現象を利用して上記図３８（Ｂ）に示すテーパー部２
２１を形成しているか、外部からの振動等によって界面
の状態か影響を受け易く、エッチングの安定性及びテー
パー部２２１の先鋭角θ２の再現性の面でやや問題かあ
る。

【０３０４】これに対し、この光ファイバの製造方法で
は、クラッド１７４とコア１７３のエッチング速度の比
に応じて上記先細り部１７６の先鋭角θ３か決まるた
め、エッチングの安定性及び先鋭角θ３の安定性を向上
させることかできる。

【０３０５】また、本発明の第４１実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、酸化ゲルマニウムを添加した石英
からなるコアと、該コアを覆う石英からなるクラッド
と、該クラッドを覆うフッ素あるいはホウ素を添加した
クラッドとからなるダブルクラッドの光ファイバをエッ
チングして、上述の第４Ｏ実施例と同様に、上記図３１
に示す形状の光ファイバを製造する。

【０３０６】ところで、このようにクラッドにフッ素あ
るいはホウ素を添加し、中心のコアに酸化ゲルマニウム
を添加したダブルクラッドの光ファイバを、上述のフッ
化アンモニウムの比率ＸをＯとした緩衝フッ酸液でエッ
チングした場合には、コア１７２のエッチング速度かコ
ア１７３より速くなるため、図８６（Ａ）に示すよう
に、コア１７２の先端か先細り部１７６の先端のコア１
７３に対して窪んだ凹部１７９か形成される。

【０３０７】また、このような光ファイバを、フッ化ア
ンモニウムの比率Ｘをｌ．７とした緩衝フッ酸液でエッ
チングした場合には、コア１７２とコア１７３のエッチ
ング速度かほぼ等しくなるため、図８６（Ｂ）に示すよ
うに、上記先細り部１７６の先端にコア１７２とコア１
７３の先端を面一とすることかできる。

【０３０８】また、このような光ファイバを、フッ化ア
ンモニウムの比率Ｘを１Ｏとした緩衝フッ酸液でエッチ
ングした場合には、コア１７３のエッチング速度かコア
１７２より速くなるため、図８６（Ｃ）に示すように、
先細り部１７６の先端のコア１７２か先鋭化された突出
部１７７が形成される。

【０３０９】このため、この光ファイバの製造方法で
は、ます、第１エッチング工程において、光ファイバの
一端に上記図８６（Ｂうに示すテーパー部と平坦部を形
成する。具体的には、例えば図８７に示すよるに、光フ
ァイバ２５１の一端２５Ｏを、フッ化アンモニウムの比
率Ｘを１．７とした緩衝フッ酸液でエッチングする。

【０３１０】このよるな緩衝フッ酸液中では、フッ素あ
るいはホウ素を添加した最外周のクラッド２５４のエッ
チング速度か、石英のクラッド２５３及び酸化ゲルマニ
ウムを添加したコア２５２に対して速いために、エッチ
ングか進行するにしたかってクラッド２５４からクラッ
ド２５３か突出する。この突出したクラッド２５２は、
側面からもエッチングされるため、上記図８７中に破線
で示すよるに先鋭化される。このときの先鋭角θ３は、
上述の第４０実施例と同様に、クラッド２５４とクラッ
ド２５３のエッチング速度の比に応じて決まる。

【０３１１】これにより、図８８に示すよるにクラッド
２５３の先端か先鋭化されて先細り部２５５か形成さ
れ、該先細り部２５５の先端のクラッド２５３とコア２
５２か面一となった平坦部２５６か形成される。

【０３１２】ここで、この第１エッチング工程でのエッ
チング時間か長くなると、平坦部２５６かさらにエッチ
ングされて先鋭化されてしまるか、続く第２エッチング
工程のエッチングを行うためには、クラッド２５４か完
全にエッチングする必要かある。このため、クラッド２
５４の径は、この第１エッチングにおいて完全にエッチ
ングされる程度に小さくすることか望ましい。すなわ
ち、クラッド２５４のエッチング速度Ｒ３とし、平坦部
２５６を残して、先細り部２５５を形成するまでのエッ
チング時間をｔ１とすると、クラッド２５４の厚さδ３
は、δ３≦Ｒ１ｔ１であればよい。

【０３１３】次に、第２エッチング上程において、上述
のように先細り部２５５及び平坦部２５６か形成された
光ファイバを上記フッ化アンモニウムの比率Ｘか１．７
より大きい、例えば１Ｏである緩衝フッ酸液中でエッチ
ングする。

【０３１４】このような緩衝フッ酸液中では、上記第２
３実施例と同様に、コア２５２のエッチング速度かクラ
ッドより遅いため、エッチングか進行するにしたかって
コア２５２かクラッド２５３から徐々に突出する。この
突出したコア２５２は、側面からもエッチングされて先
鋭化され、上記図８８中に破線で示すように、上述の第
４０実施例と同様に、先細り部１７６に連接した突出部
１７７か形成される。

【０３１５】この突出部１７７の先鋭角θ１は、上述の
第４０実施例と同様に、コア２５２と、クラッド２５３
のエッチング速度に応じて決まる。具体的には、このよ
うなダブルクラッドの光ファイバを、フッ化アンモニウ
ムとフッ酸と水の体積比か１Ｏ：１．１である上述の緩
衝フッ酸液によりエッチングを行った場合、コア２５２
と、コア２５３のエッチング速度の比であるＳｉｎ（θ
１／２）は、上記図４１中に四角の点て示すように、コ
アとクラッドの比屈折率差△ｎか０．２％のときに、
Ｏ．６３程度で、△ｎか０．７％のときにＯ．８７程度
となる。

【０３１６】この光ファイバの製造方法では、上述の第
４０実施例と同様に、クラッド２５４とコア２５３のエ
ッチング速度の比に応じて上記先細り部１７６の先鋭角
θ３か決まるため、エッチングの安定性及び先鋭角θ３
の安定性を向上させることかできる。

【０３１７】また、本発明の第４２実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、上述の第４１実施例と同様のダブ
ルクラッドの光ファイバをエッチングして先鋭化を行
う。

【０３１８】まず、第１エッチング工程において、上述
の第４１実施例と同様のダブルクラッドの光ファイバの
一端を、上述のフッ化アンモニウムの比率Ｘか１．７よ
り大きい、例えば１０である緩衝フッ酸液を用いてエッ
チングする。

【０３１９】このよるな緩衝フッ酸液中では、クラッド
２５４のエッチング速度に対してクラッド２５３のエッ
チング速度か速く、クラッド２５３のエッチング速度に
対してコア２５２のエッチング速度か速い。このため、
このよるな緩衝フッ酸液でエッチングを行うと、図８９
に示すよるに、クラッド２５４からクラッド２５３か徐
々に突出しクラッド２５４から露出したクラッドか側面
からエッチングされて先鋭角θ３で先鋭化された先細り
部２５５か形成され、先細り部２５５のクラッド２５３
の先端からコア２５２か突出し、突出したコア２５２か
側面からエッチングされて先鋭角θ１で先鋭化された突
出部２５７か形成される。

【０３２０】次に、第２エッチング工程において、この
よるな光ファイバをさらにフッ化アンモニウムの比率Ｘ
か１．７より大きい緩衝フッ酸液中でエッチングする
と、図９０に示すよるに、上述の第４１実施例の第２エ
ッチング工程と異なり、先鋭部２５５の先端にコア２５
２か突出した突出部２５７を形成しているために、突出
部２５７か側面からエッチングされるとともに、先細り
部２５５から露出した突出部２５５の基端のコア２５２
か側面からエッチングされて、先鋭角θ１の小さい突出
部１７７を形成することかできる。

【０３２１】このようなエッチングを行う際に、突出部
２５７の基端のコア２５２か露出する見かけ上のクラッ
ド２５３のエッチング速度は、先鋭角θ３の先細り部２
５５を形成しているために、実際のクラッド２５３のエ
ッチング速度Ｒ２の１／｛８ｉｎ（θ３）｝倍になる。

【０３２２】このため、突出部１７７の先鋭角θ１は、
コア２５２、クラッド２５３、２５４のエッチング速度
をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３とすると、 Ｓｉｎ（θ１／２） ＝ Ｓｉｎ（θ３／２）×（Ｒ１ ／Ｒ２ ） ＝ （Ｒ２ ／Ｒ３ ）×（Ｒ１ ／Ｒ２ ） ＝ Ｒ１ ／Ｒ３ となる。

【０３２３】なお、このよるな形状の光ファイバは、上
述の第４０及び第４１実施例のエッチング時間を延長し
ても形成することかできる。例えば第４０実施例におい
て、フッ化アンモニウムの比率Ｘを１０程度として１０
時間程度のエッチングを行ってもよい。

【０３２４】また、本発明の第４３実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第４０実施例と同様
なエッチングを行って上記図３１に示す形状の光ファイ
バ１７０を形成する。あるいは、上述の第４１あるいは
第４２実施例と同様なエッチングによって、このよるな
形状の光ファイバ１７０を形成してもよい。

【０３２５】次に、このよるに形成した光ファイバ１７
０の突出部１７７の表面に上述の第２９あるいは第３０
実施例と同様にコーティングを行って遮光性の被覆層１
８６を形成し、さらに、第２９あるいは第３０実施例と
同様に開口工程の処理を行って、突出部１７７の先端か
遮光性の被覆層１８６から露出した開口部１８９を形成
する。これにより、上記図３２に示す形状の光ファイバ
１８０が形成される。

【０３２６】また、本発明の第４４実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、第１エッチング工程におい
て、図９１（Ａ）に示す光ファイバ１１の一端を、フッ
化アンモニウム水溶液とフッ酸と水の比率を１，８：
１：１とした緩衝フッ酸液中で８５分程度エッチングす
る。このよるな緩衝フッ酸液中では、クラッド１３のエ
ッチング速度かコア１２に対して若干速いため、図９１
（Ｂ）に示すよるに、クラッド１３から突出したコア１
２か先鋭化された突出部１９８か形成される。

【０３２７】次に、第２エッチング工程において、この
よるに突出部１９８か形成された光ファイバを、フッ化
アンモニウム水溶液とフッ酸と水の比率を１Ｏ。１：１
とした緩衝フッ酸液中で８５分程度エッチングする。こ
のよるな緩衝フッ酸液中では、クラッド１３のエッチン
グ速度かコア１２に対して比較的速いため、図９２に示
すよるに、クラッド１３か先にエッチングされる。この
とき、突出部１９８の形状を保ったまま、クラッド１３
から露出したコア１２か先鋭化され、図９１（Ｃ）に示
すよるに、クラッド１３から突出したコア１２か先鋭化
された突出部１９４と、該突出部１９４の先端の先鋭角
を大きくした検出端部１９５か形成される。

【０３２８】次に、このよるに形成した光ファイバの突
出部１９４の表面に上述の第２９あるいは第３０実施例
と同様にコーティングを行って遮光性の被覆層１９６を
形成し、さらに、第２９あるいは第３Ｏ実施例と同様に
開口工程の処理を行って、検出請部１９５の先端か遮光
性の被覆層１９６から露出した開口部１９７を形成す
る。これにより、上記図３３に示す形状の光ファイバ１
９０が形成される。

【０３２９】ところで、上述の第２８実施例の第２コー
ティング工程及び開口工程と同様な方法により、検出端
部１９５の先端に開口部１９７を形成する場合、検出端
部１９５の先鋭角か大きいため、第２コーティング工程
において、耐腐食性の被覆層から遮光性の被覆層か露出
する露出部の径を制御することか難しいため、開口部１
９７の径を制御することは困難である。

【０３３０】このため、まず、第２８実施例の第２コー
ティング工程及び開口工程と同様な処理を行って、上記
図３４に示す第１の被覆層１９８を形成する。そして、
該第１の被覆層１９８から露出した突出部１９４及び検
出端部１９５の表面に、上記第２３あるいは第２４実施
例のコーティング工程と同様に真空蒸着により第２の遮
光性の被覆層１９９を形成する。最後に、上記第２３あ
るいは第２４実施例の開口工程と同様に第２の遮光性の
被覆層１９９をエッチングして開口部１９７を形成す
る。

【０３３１】このよるに、２層の遮光性の被覆層を形成
することにより、検出光の波長程度以下の開口径を有す
る開口部１９７を容易に形成することかできる。

【０３３２】また、本発明の第４５実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、ます、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程と同様な処理を行って、上記図
５３（Ｃ）コア１２を径小とした径小部６４と、突出部
６５とを形成した形状の光ファイバ２４５を形成する。

【０３３３】次に、金属アルコキシドのアルコール溶液
に水、触媒を加えて形成したゾル中に上記突出部６５の
先端を浸漬させる。このよるに、突出部６５の先端をゾ
ル中に浸漬させると、突出部６５の表面に該ゾルか付着
してゾル層か形成される。このよるなゾル層を乾燥させ
ると、ゾルか固体のゲルとなり、上記図３６に示すよる
に、ゲル層からなる被覆層２０７が形成される。この被
覆層２０７は、クラッド１３と同様に機能するため、突
出部６５と該被覆層２０７の境界での光の反射率を高く
することかでき、伝達効率を向上させることかできる。

【０３３４】なお、上述のように形成したゲル層を加熱
して非晶質の層としてもよい。また、上述のようにゲル
層を形成した後、さらに突出部６５にゾルを付着させ
て、ゲル層を積層して形成してもよい。

【０３３５】また、本発明の第４６実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程と同様な処理を行って、上記図
５３（Ｃ）コア１２を径小とした径小部６４と、突出部
６５とを形成した形状の光ファイバ２４５を形成する。

【０３３６】次に、このように形成した光ファイバ２４
５の突出部６５を、上述の第３８実施例と同様に、石英
８ｉｏ２を過剰に溶解させて飽和状態となっているＨ２
８ｉ Ｆ６溶液中に浸漬する。このような溶液中に、突
出部６５を浸漬すると、突出部６５の表面にＨ２ＳｉＦ
６溶液中の石英ＳｉＯ２か析出して、図９３に示すよう
に、突出部６５の表面に石英の被覆層２１６か形成され
る。そして、このような石英の被覆層２１６の表面に金
等の遮光性の素材をコーティングする。これにより、図
９４に示すように、石英の被覆層２１６の表面に遮光性
の被覆層２１７か形成される。

【０３３７】次に、遮光性の被覆層２１７を合成樹脂を
溶かした溶剤中に浸漬させ、遮光性の被覆層２１７の表
面に付着した溶剤を蒸発させると、図９５に示すよう
に、遮光性の被覆層２１７の表面に耐腐食性の被覆層２
１８か形成される。遮光性の被覆層２１７の先端は、上
記溶剤の表面張力によって、耐腐食性の被覆層２１８か
ら露出している。そして、該耐腐食性の被覆層２１８か
ら露出した遮光性の被覆層２１７の先端部をエッチング
した後、耐腐食性の被覆層２１８を除去すると、図９６
に示すよるに、石英の被覆層２１６の先端か遮光性の被
覆層２１７から露出した露出部２１９か形成される。

【０３３８】最後に、この露出部２１９を、フッ化アン
モニウム水溶液とフッ酸と水からなる緩衝フッ酸液ある
いは水酸化ナトリウム水溶液によってエッチングするこ
とにより、突出部６５の先端か石英の被覆層２１６から
露出した開口部２１８か形成され、上述の図３７に示す
形状の光ファイバ２１０Ｏか形成される。

【０３３９】また、本発明の第４７実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程と同様な処理を行って、上記図
５３（Ｃ）コア１２を径小とした径小部６４と、突出部
６５とを形成した形状の光ファイバ２４５を形成する。

【０３４０】次に、メッキを行い易くするために、突出
部６５の表面にパラジウム等の触媒金属核を析出させて
活性化処理を行う。具体的には、突出部６５を塩化スズ
８ｕＣ１２、塩化パラジウムＰｄＣ１２、塩酸等の混合
液に浸漬する。これにより、突出部６５の表面にパラジ
ウムか析出する。

【０３４１】あるいは、活性化処理として、まず、突出
部６５を塩化スズ８ｕＣ１２の水溶液中に浸漬する。こ
れにより、突出部６５の表面にスズか吸着する。次に、
このよるに表面にスズを析出させた突出部６５を塩化パ
ラジウムＰｄＣ１２の水溶液中に浸漬する。これにより
突出部６５の表面のスズかパラジウムに置換される。

【０３４２】そして、上述のよるに活性化処理を行った
突出部６５の表面に無電界メッキによりニッケルの被覆
層を形成すると、突出部６５の先端には、ニッケルの被
覆層が形成されにくく、図９７に示すように、突出部６
５の先端かニッケルの被覆層から露出した開口部６８か
形成される。

【０３４３】このよるに、突出部６５の表部に活性化処
理を施した後、無電界メッキを行うことにより、容易に
開口部６８を形成することかできる。

【０３４４】なお、ニッケルは比較的電気抵抗が高いた
め、ニッケルの被覆層の上に、さらに金を無電界メッキ
して金の被覆層を形成することかできる。

【０３４５】また、本発明の第４８実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、上述の第２３実施例の第１から第
４エッチング工程と同様の処理を行って、上記図３８
（Ｅ）に示すよるに、クラッド１３の外周からコア１２
の中心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部１４を有する
光ファイバ２２５を形成する。

【０３４６】次に、上述の第４７実施例と同様の活性化
処理及び無電界メッキを施すことにより、先鋭部１４の
表面に遮光性の被覆層を形成するとともに、該遮光性の
被覆層の先端に開口部を容易に形成することかできる。

【０３４７】

【発明の効果】上述したように、本発明の光ファイバ
は、光ファイバの一端にクラッドの外周からコアの中心
にかけて先鋭化した先鋭部を有し、先鋭部の表面に遮光
性の被覆層を有し、先鋭部の先端か遮光性の被覆層から
露出した開口部を有する。このよるな光ファイバでは、
先鋭部の表面の遮光性の被覆層は、開口部以外に照射さ
れる光を遮断する遮光部として機能する。これにより、
開口部からのみ光を人出力することかでき、数乱光等の
影響を低減させて検出効率を向上させることかできる。

【０３４８】このよるな光ファイバを、例えばエバネッ
セント光を検出するフォトン走査型顕微鏡において、エ
バネッセント光を数乱させて検出する光プローブとして
使用し、先鋭部の先端を物質表面に近接させ、先鋭部の
先端で、物質表面のエバネッセント光を散乱させてコア
に導くことにより、検出効率よくエバネッセント光を検
出することかできる。

【０３４９】また、本発明の光ファイバは、光ファイバ
の一端にクラッドの厚さを小さくした径小部を有し、こ
の径小部の先端にコアを先鋭化した先鋭部を有し、先鋭
部の表面に遮光性の被覆層を有し、該遮光性の被覆層か
ら先鋭部の先端か露出するとともに、遮光性の被覆層に
対して先鋭部の先端か陥没したピットを有する。また、
このピットに蛍光体あるいは試薬等の周囲の環境に応じ
て光学特性か変化する機能性物質を付設している。この
よるな光ファイバでは、ピット中の機能性物質か周囲の
環境に反応して、光学特性か変化する。この光学特性の
変化は、光ファイバの他端において検出することによ
り、測定の空間解像度を向上させた検出を行うことかで
きる。

【０３５０】また、このよるな光ファイバでは、遮光性
の被覆層の先端より陥没したピット内部に機能性物質を
付着されているため、光ファイバの先端か被測定物に衝
突した場合等において、色素か直接被測定物に衝突せず
に保護される。このため、光ファイバの耐久性を向上さ
せることかできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フォトン走査型顕微鏡の原理を模式的に示す図
である。

【図２】図１に示すフォトン走査型顕微鏡のエバネッセ
ント波を検出する動作を示す図である。

【図３】従来の光ファイバセンサの先端の構造を示す図
である。

【図４】本発明の第１実施例の光ファイバの構造を示す
図である。

【図５】上記第１実施例の光ファイバの先端の具体的な
構造を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例の光ファイバの構造を示す
図である。

【図７】上記第２実施例の光ファイバの先端の具体的な
構造を示す図である。

【図８】本発明の第３実施例の光ファイバの構造を示す
図である。

【図９】本発明の第４実施例の光ファイバの構造を示す
図である。

【図１０】本発明の第５実施例の光ファイバの構造を示
す図である。

【図１１】本発明の第６実施例の光ファイバの構造を示
す図である。

【図１２】本発明の第７実施例の光ファイバの構造を示
す図である。

【図１３】本発明の第８実施例の光ファイバの構造を示
す図である。

【図１４】本発明の第９実施例の光ファイバの構造を示
す図である。

【図１５】上記第９実施例の光ファイバの先端の具体的
な構造を示す図である。

【図１６】本発明の第１０実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図１７】本発明の第１１実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図１８】本発明の第１２実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図１９】光ファイバを用いたフォトン走査トンネル顕
微鏡のコレクションモードでの動作を原理的に示す図で
ある。

【図２０】光ファイバを用いたフォトン走査トンネル顕
微鏡のイルミネーションモードでの動作を原理的に示す
図である。

【図２１】本発明の第１３実施例に係る光ファイバの構
造を示す図である。

【図２２】本発明の第１４実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図２３】上記第１４実施例の光ファイバの屈折率の分
布を示す図である。

【図２４】上記第１４実施例の光ファイバの先端の具体
的な構造を示す図である。

【図２５】シングルモードの光ファイバ中の光の伝搬を
示す図である。

【図２６】上記第１４実施例の光ファイバ中の光の伝搬
を示す図である。

【図２７】本発明の第１５実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図２８】本発明の第１６実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図２９】上記第１６実施例の光ファイバの先端の具体
的な構造を示す図である。

【図３０】本発明の第１７実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３１】本発明の第１８実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３２】本発明の第１９実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３３】本発明の第２０実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３４】上記第２０実施例の光ファイバの遮光性の被
覆層の他の具体的な構成を示す図である。

【図３５】光ファイバの先端の先鋭角と伝達係数の関係
を示す図である。

【図３６】本発明の第２１実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３７】本発明の第２２実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３８】本発明の第２３実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図３９】上記第２３実施例の光ファイバの製造方法の
第１エッチング工程を示す図である。

【図４０】上記第２３実施例の光ファイバの製造方法の
第４エッチング工程を示す図である。

【図４１】上記第４エッチング工程におけるコアとクラ
ッドの間の比屈折率差と先鋭角の関係を示す図である。

【図４２】上記エッチング工程においてエッチング液の
組成を変化させたときの先鋭角の変化を示す図である。

【図４３】上記エッチング工程においてエッチング液の
組成を変化させたときの先鋭角の変化を示す図である。

【図４４】上記第２３実施例の光ファイバの製造方法の
コーティング工程を示す図である。

【図４５】上記第２３実施例の光ファイバの製造方法の
開口工程を示す図である。

【図４６】上記第２３実施例の第２エッチング工程にお
けるエッチング時間とクラッド径及び先端の曲率半径の
関係を示す図である。

【図４７】第２４実施例の光ファイバの製造方法の開口
工程を示す図である。

【図４８】本発明の第２５実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図４９】上記第２５実施例の光ファイバの製造方法の
エッチング工程におけるエッチング時間とクラッド径の
関係を示す図である。

【図５０】本発明の第２６実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図５１】上記エッチング工程によって形成される突出
部の先鋭角を示す図である。

【図５２】本発明の第２７実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図５３】本発明の第２８実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図５４】上記第２８実施例の光ファイバの製造方法の
第２エッチング工程を示す図である。

【図５５】上記第２８実施例の光ファイバの製造方法の
第１コーティング工程を示す図である。

【図５６】上記第２８実施例の光ファイバの製造方法の
第１コーティング工程において先端にコーティングを行
った光ファイバの構造を示す図である。

【図５７】上記第２８実施例の光ファイバの製造方法の
第２コーティング工程において先端にコーティングを行
った光ファイバの構造を示す図である。

【図５８】本発明の第２９実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図５９】第３０実施例の光ファイバの製造方法のコー
ティング工程を示す図である。

【図６０】上記第３０実施例の光ファイバの製造方法の
感光体層形成工程を示す図である。

【図６１】上記第３０実施例の光ファイバの製造方法の
感光体層形成工程において感光体層を形成した光ファイ
バの構造を示す図である。

【図６２】上記第３０実施例の光ファイバの製造方法の
感光体層形成工程においてクラッド径を変化させたとき
の感光体の付着体を示す図である。

【図６３】上記第３０実施例の光ファイバの製造方法の
感光工程を示す図である。

【図６４】上記第３０実施例の感光工程に使用する原子
間力顕微鏡の構成を示す図である。

【図６５】上記原子間力顕微鏡における光ファイバの先
端とプリズム表面の間の距離と、光ファイバの振動の振
幅の関係を示す図である。

【図６６】上記第３０実施例の露出部形成工程において
露出部が形成された光ファイバの構造を示す図である。

【図６７】上記鍵出部形成工程において形成された露出
部の構造を示す拡大図である。

【図６８】本発明の第３１実施例の光ファイバの製造方
法のピット形成工程を示す図である。

【図６９】上記第３１実施例の光ファイバの製造方法の
ピット形成工程においてピットを形成した光ファイバの
構造を示す図である。

【図７０】上記第３１実施例の光ファイバの製造方法の
色素付着工程において色素を付着させた光ファイバの構
造を示す図である。

【図７１】本発明の第３２実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図７２】本発明の第３３実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図７３】本発明の第３３実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図７４】上記第３３実施例の光ファイバの製造方法に
より形成された光ファイバの突出部の形状を示す拡大斜
視図である。

【図７５】上記第３３実施例の光ファイバの製造方法に
より形成された他の光ファイバの突出部の形状を示す拡
大斜視図である。

【図７６】上記第３３実施例の光ファイバの製造方法の
エッチング工程におけるエッチング時間と、チップ長及
び先鋭角との関係を示す図である。

【図７７】上記第３３実施例と上記第２８実施例の光フ
ァイバの製造方法により形成した突出部のチップ長及び
先鋭角との関係を示す図である。

【図７８】本発明の第３６実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図７９】コア径及び屈折率分布が異なる３種類の光フ
ァイバの屈折率分布を示す図である。

【図８０】上記光ファイバを先鋭化したときの突出部の
先端の半径の分布を示す図である。

【図８１】上記光ファイバを先鋭化したときの突出部の
先端の半径の分布を示す図である。

【図８２】上記光ファイバを先鋭化したときの突出部の
先端の半径の分布を示す図である。

【図８３】本発明の第３７実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図８４】上記第３７実施例の光ファイバの製造方法の
エッチング上程のエッチングを示す図である。

【図８５】本発明の第４０実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程のエッチングを示す図である。

【図８６】上記第４０実施例のエッチング工程において
使用するエッチング液の組成を変えたときに形成される
光ファイバの形状を示す図である。

【図８７】本発明の第４１実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図８８】上記第４１実施例の光ファイバの製造方法の
エッチング工程における先鋭化を示す図である。

【図８９】本発明の第４２実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図９０】上記第４２実施例の光ファイバの製造方法の
エッチング工程における先鋭化を示す図である。

【図９１】本発明の第４４実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図９２】上記第４４実施例の光ファイバの製造方法の
第２エッチング工程のエッチングを示す図である。

【図９３】本発明の第４６実施例の光ファイバの製造方
法を説明するための図である。

【図９４】上記第４６実施例の光ファイバの製造方法を
説明するための図である。

【図９５】上記第４６実施例の光ファイバの製造方法を
説明するための図である。

【図９６】上記第４６実施例の光ファイバの製造方法を
説明するための図である。

【図９７】本発明の第４７実施例の光ファイバの製造方
法で表面に被覆層を形成した突出部の先端の拡大図であ
る。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年５月１５日（２００１．５．１
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 光ファイバ及びその製造方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光を伝搬させる浩
一郎 コアと、このコアを覆ってコア内を伝搬する光を
遮光するクラッドとからなり、光を入出力するための先
鋭部を有する光ファイバ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、物質表面の光の波長より小さ
い領域に局在するエバネッセント光を検出して物体の形
状を測定するフォトン走査型顕微鏡は、従来の光学顕微
鏡の回折限界を超えた分解能をもつ超高分解能光学顕微
鏡として知られている。

【０００３】例えば図１に示すように、全反射条件下で
試料１の裏面から試料表面を照射すると試料表面には表
面形状に応じてエバネッセント光の場が発生する。

【０００４】フォトン走査型顕微鏡では、例えば図２に
示すように、エバネッセント光の波長程度以下の開口を
もつ検出端部２を形成した光プローブ３でこのエバネッ
セント場の強度を測定することにより、従来の光学顕微
鏡の回折限界を超えた分解能を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このフォト
ン走査型顕微鏡の分解能は、光プローブの実効的な開口
径によって決定される。一方、エバネッセント光の強度
は、試料表面からの距離とともに指数関数的に減少する
ことから、光プローブは、単に先端を鋭くするだけでも
等価的に開口径を小さくすることができる。したがっ
て、フォトン走査型顕微鏡の分解能を向上させるために
は、光プローブの先端を鋭くすることが重要である。

【０００６】また、上述の図１に示すような形状の光プ
ローブは、クラッド径Ｄ（９０μｍ程度）が検出端部２
の長さＬ（２〜６μｍ程度）よりもずっと大きいので、
クラッドの周端部４が試料１の表面に衝突して、試料あ
るいは光プローブ５自体を破損する虞れがあった。

【０００７】このため、本発明の発明者らは、これらの
課題を解決するための光ファイバを提案し、先に特願平
５−２９１８２９号、特願平６−５３６２６号、特願平
６−５５６９７号、ＰＣＴ／ＪＰ ９４／００９０６と
して出願している。これらの出願では、光ファイバの一
端のクラッドから突出したコアを先端先細り状に先鋭化
した検出端部の基端にクラッドの径を径小とした径小部
を形成し、あるいは検出端部とクラッドを共に先端先細
り状に先鋭化してクラッドの周端部が試料表面に衝突す
ることを防止している。

【０００８】また、上記フォトン走査トンネル顕微鏡で
は、エバネッセント光の強度が極めて小さいので、散乱
光の影響を避け、エバネッセント光の検出効率を高くす
る必要がある。例えば光プローブの検出端部の表面に遮
光性の被覆層を形成し、該被覆層の先端に検出光の波長
程度以下の微小な開口を形成し、検出するエバネッセン
ト光を開口からのみ入射させることにより、開口以外の
領域に照射される散乱光等を遮光し、散乱光等の影響を
低減させることが考えられる。

【０００９】このため、上述の出願に係る光ファイバで
は、検出効率を向上させるために、真空中で光ファイバ
を、その中心軸を中心として回転させ、検出端部の側方
あるいは後方から遮光性の物質の蒸気を供給することに
より、検出端部の表面に、遮光性の被覆層を形成すると
ともに、検出端部の先端が遮光性の被覆層から露出した
開口部を形成するようになっている。

【００１０】しかしながら、遮光性の被覆層を均一に形
成し、なおかつ、波長程度以下の微小な開口を再現性よ
く形成することが困難である問題があった。

【００１１】ところで、光ファイバの先端に周囲の環境
に応じて光学特性が変化する機能性物質、例えば蛍光
体、試薬等を付着させた光ファイバセンサが知られてい
る。このような光ファイバセンサは、例えば図３に示す
ように、光ファイバの一端にコアを先鋭化した先鋭部６
を形成し、該先鋭部６の表面に遮光性の被覆層７を形成
し、先鋭部６の先端が遮光性の被覆層７から露出した開
口部に蛍光体、試薬等の機能性物質８を付着させて形成
されている(eds．W．Pohl&D．Courjon:Near Field opti
cs(Book)1993,17-24)。

【００１２】このような光ファイバセンサ５では、先鋭
部６の先端の機能性物質８は、例えば周囲の光強度、ｐ
Ｈ等の環境に応じて光学特性が変化し、例えば発光ある
いは吸光スペクトル等が変化する。そして、このような
光学特性の変化を、先鋭部６の他端において検出するこ
とにより、先鋭部６の周囲の環境を検出するようになっ
ている。このような光ファイバセンサ５では、先鋭部６
の先端に付着させる機能性物質８のサイズを小さくする
ことができ、従来の電気的センサと比較して検出の空間
解像度を向上させ、また、応答時間を高速化することが
できる。

【００１３】しかしながら、このような光ファイバセン
サでは、機能性物質を、剥離強度が高い状態で光ファイ
バの先端に付着させることが困難であるため、耐久性を
向上させることが困難であった。

【００１４】そこで、本発明の目的は、上述の問題点を
解決するために、検出効率が高い光ファイバを提供する
ことにある。

【００１５】また、本発明は、検出効率が高い光ファイ
バを容易に形成することができる光ファイバの製造方法
を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために提案されたものであって、光を伝搬させ
るコアと、このコアを覆ってコア内を伝搬する光を遮光
するクラッドとからなる光ファイバにおいて、光ファイ
バの一端のクラッドから突出したコアを先端先細り状に
先鋭化した先鋭部と、上記先鋭部の先端に設けられ、該
先鋭部よりも大きな先鋭化角を有する検出端部と、上記
先鋭部及び検出端部の表面に形成された遮光性の金属被
覆層と、上記先鋭部の先端を上記金属被覆層から外部に
露出させる開口径が光の波長以下の開口部とを有するこ
とを特徴とする。

【００１７】また、本発明に係る光ファイバの製造方法
は、光を伝搬させるコアと、このコアを覆ってコア内を
伝搬する光を遮光するクラッドとからなる光ファイバの
一端をエッチングしてクラッドの外周からコアの中心に
かけて円錐状に先鋭化した先鋭部を形成する第１のエッ
チング工程と、上記先鋭部の先端をエッチングして、該
先鋭部よりも大きな先鋭化角を有する検出端部を形成す
る第２のエッチング工程と、上記先鋭部及び及び検出端
部の表面に遮光性の素材をコーティングして遮光性の被
覆層を形成するコーティング工程と、上記検出端部の先
端を遮光性の被覆層から露出させて開口部を形成する開
口工程とを有することを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１９】本発明に係る光ファイバは、中心にコアを
有し、このコアを覆ってクラッドが設けられて、長尺状
の線状体として形成されている。そして、光ファイバの
一端にコアの先端を先鋭化した先鋭部が設けられてお
り、先鋭部の表面に遮光性の被覆層を有し、先鋭部の先
端が遮光性の被覆層から露出した開口部を有している。
この光ファイバでは、遮光性の被覆層が開口部以外に照
射される光を遮断する遮断部として機能し、開口部から
のみ光を入出力するようになっている。

【００２０】コア内を伝搬する光は、該コアとクラッド
との境界で反射を繰り返してコア内を伝搬し、上記先鋭
部において集光されて、開口部から外部に照射される。
また、開口部から先鋭部に入射した光は先鋭部を介して
コア中に導かれ、コア中を伝搬する。この伝搬光は、光
ファイバの他端において検出される。

【００２１】本発明の第１実施例に係る光ファイバは、
例えば図４に示すように、コア１２径がｄ_ｃでクラッド
１３径がｄ_０の光ファイバ１１の一端にクラッド１３の
外周からコア１２の中心にかけて円錐状に先鋭化した先
端角がθ_１である先鋭部１４を有している。そして、こ
の光ファイバ１０は、先鋭部１４の表面に遮光性の被覆
層１５を有し、先鋭部１４の先端が遮光性の被覆層１５
から露出した開口部１６を有する。

【００２２】具体的には、例えばコア１２径ｄ_ｃは３．
４μｍで、クラッド１３径ｄ_０は１２５μｍで、コア１
２は、酸化ゲルマニウムＧｅＯ_２を添加した石英ＳｉＯ
_２からなり、クラッド１３は、石英ＳｉＯ_２からなる。
上記先鋭部１４の先鋭角θ_１は、例えば２０°乃至２５
°程度となっている。また、遮光性の被覆層１５は、例
えば金、銀、アルミニウム等の遮光性に優れた物質から
なり、図５に先鋭部１４の先端の拡大図を示すように、
１００ｎｍ程度の厚さで形成されている。また、上記開
口部１６の直径は、３０ｎｍとなっており、検出光の波
長より小さくなっている。また、先鋭部１４の先端の曲
率半径は、５ｎｍ以下（すなわち、先鋭部１４の先端の
直径が１０ｎｍ以下）となっている。

【００２３】このような構造の光ファイバ１０は、例え
ばエバネッセント光を検出して物体の形状を測定するフ
ォトン走査型顕微鏡においてエバネッセント光を検出す
る光プローブとして使用される。このフォトン走査型顕
微鏡では、先鋭部１４を物質表面に近接させた状態で、
光ファイバ１０で物質表面上を走査する。物質表面付近
に存在するエバネッセント光は、先鋭部１４の先端で散
乱され、先鋭部１４を介してコア１２中に導かれる。そ
して、このフォトン走査型顕微鏡は、コア１２に導かれ
た光を先鋭部１４の他端において検出する。

【００２４】ここで、エバネッセント光の強度は、物質
表面からの距離に応じて減衰するため、先鋭部１４の先
端で散乱されるエバネッセント光の強度は、物質表面と
先鋭部１４の先端との距離に応じて変化する。したがっ
て、上記走査に応じたエバネッセント光の検出出力の強
度分布を求めることにより、物質表面の形状を測定する
ことができる。

【００２５】上述の光ファイバ１０では、遮光性の被覆
層１５が光を遮る遮光部として機能するため、開口部１
６以外に照射される光がコア１２に入射することを防止
できる。このため、先鋭部１４の先端の開口部１６から
開口部１６の大きさに近い波長の検出光を選択的に取り
込むことができる。これにより、散乱光の影響を減少さ
せて検出効率を高くすることができ、強度が極めて弱い
エバネッセント光を確実に検出することができる。

【００２６】また、この光ファイバ１０は、クラッド１
３の外周からコア１２の中心にかけて円錐状に先鋭化し
た先鋭部１４を設けているため、光ファイバ１０により
試料表面上を走査する際に、クラッド１３の周端部が試
料表面に衝突することなく、試料表面あるいは光ファイ
バ１０を損傷することを防止することができる。

【００２７】また、本発明の第２実施例の光ファイバ
は、図６に示すように、上述の第１実施例の光ファイバ
１０と同様に、光ファイバ１１の一端にクラッド１３の
外周からコア１２の中心にかけて円錐状に先鋭化した先
鋭部２４を有している。そして、この光ファイバ２０
は、先鋭部２４の表面に遮光性の被覆層２５を有し、遮
光性の被覆層２５の表面の先端以外の部分に耐腐食性の
被覆層２６を有し、先鋭部２４の先端が遮光性の被覆層
２５及び耐腐食性の被覆層２６から露出した開口部２７
を有する。

【００２８】先鋭部２４の先端の曲率半径は、図７に先
鋭部２４の先端の拡大図を示すように、５ｎｍ以下であ
る。遮光性の被覆層２５は、例えばアルミニウム等から
なり、８００ｎｍ程度の厚さで形成されている。耐腐食
性の被覆層２６は、例えば金などからなり、８０ｎｍ程
度の厚さで形成されている。また、上記開口部２７の直
径は、例えば４０ｎｍとなっている。

【００２９】このような構成の光ファイバ２０は、上述
の第１実施例の光ファイバ１０と同様に、フォトン走査
トンネル顕微鏡においてエバネッセント光を検出する光
プローブとして使用される。上記遮光性の被覆層２５を
構成するアルミニウムは、遮光性が高く、さらに導電性
が高いため、外乱によるノイズに影響されずに測定を行
うことができる。また、アルミニウムは、安価に入手で
きるため、遮光性の被覆層２５として適当であるが、使
用遮光性の被覆層２５として使用することができる材質
は、アルミニウムだけでなく、遮光性が高く、導電性が
高い材質であれば、金、銀、白金等でもよい。

【００３０】また、本願発明の第３実施例は、図８に示
すように、光ファイバ１１の先端に円錐状の先鋭部３３
を有し、光ファイバ１１の基端にクラッド１３が先細り
状とされた先細り部３４を有し、上記先鋭部３３と先細
り部３４との間にクラッド１３径がｄ_１ｄ_ｃ＜ｄ_１＜ｄ
_０）とされた径小部３５を有する。

【００３１】この光ファイバ３０は、上記図８に示すよ
うに長さＬ０の径小部３５のクラッド１３の径が細くな
っているため、わずかな力によっても光ファイバ３０の
径方向にたわむようになっている。

【００３２】このため、このような光ファイバ３０を、
例えば物質を構成する原子間に働く力を検出する原子間
力顕微鏡において原子間力を測定するプローブとして使
用し、共振周波数で共振させた状態で、物質表面に近接
させ、原子間力による振幅の変化を測定すれば、検出感
度の高い原子間力の検出を行うことができる。

【００３３】また、このような光ファイバ３０は、上述
のフォトン走査トンネル顕微鏡の光プローブとしても用
いることができる。この場合、光ファイバ３０の一端か
らの検出光を上述のフォトン走査トンネル顕微鏡の検出
部に供給することにより、上述の原子間力の検出と、エ
バネッセント光の検出を同時に行うことができる。

【００３４】本発明の第４実施例の光ファイバは、図９
に示すように、上述の第３実施例の光ファイバ３０と同
様に、光ファイバ１１の先端に円錐状の先鋭部４３を有
し、光ファイバ１１の基端にクラッド１３が先細り状と
された先細り部４４を有し、上記先鋭部４３と先細り部
４４との間にクラッド１３径がｄ_１（ｄ_ｃ＜ｄ_１＜
ｄ _０）とされた径小部４５を有する。また、この光ファ
イバ４０は、上記先鋭部４３の表面に遮光性の被覆層４
６を有し、該遮光性の被覆層４７の先端に、コア１２の
先端が露出した開口部４７を有する。

【００３５】このような光ファイバ４０は、上述の図８
に示す光ファイバ３０と同様に原子間力顕微鏡において
原子間力を測定するプローブとして使用することがで
き、光ファイバ４０の一端からの検出光を上述のフォト
ン走査トンネル顕微鏡の検出部に供給することにより、
原子間力の測定と同時にエバネッセント光の測定を行う
光プローブとして使用することができる。この場合、遮
光性の被覆層４７が、開口部４７以外からコア１２に入
射する光を遮断する遮光部として機能するため、エバネ
ッセント光の検出感度を向上させることができる。

【００３６】また、本発明の第５実施例の光ファイバ
は、例えば図１０に示すように、上記第１及び第２実施
例の光ファイバと同様に、光ファイバ１１の一端にクラ
ッド１３を先細り状に先鋭化した先鋭部５１を有し、こ
の先鋭部５１の先端から突出したコア１２を先鋭化した
突出部５２を有し、突出部５２の表面に遮光性の被覆層
５３を有し、突出部５２の先端が遮光性の被覆層５３か
ら露出した開口部５４を有する。

【００３７】上記第１及び第２実施例の光ファイバで
は、上記図４及び図６に示すように、コア１２の先鋭角
θ_１が、クラッド１３の先鋭角θ_２とほぼ等しくなって
いるが、この光ファイバ５０では、コア１２の先鋭角θ
_１が、クラッド１３の先鋭角θ _２より小さくなってい
る。

【００３８】このような形状の光ファイバ５０は、上記
フォトン走査トンネル顕微鏡の光プローブとして用いる
ことができる。この光ファイバ５０では、遮光性の被覆
層５３を設けているため、開口部５４からのみ検出光を
入射させることができ、検出効率を向上させることがで
きる。

【００３９】また、本発明の第６実施例の光ファイバ
は、例えば図１１に示すように、上記第１及び第２実施
例の光ファイバと同様に、光ファイバ１１の一端にクラ
ッド１３を先細り状に先鋭化した先鋭部５１を有し、こ
の先鋭部１５の先端から突出したコア１２を先鋭化した
突出部５２を有し、突出部５２の表面に遮光性の被覆層
５３を有し、突出部５２の先端が遮光性の被覆層５３か
ら露出した開口部５４を有する。

【００４０】上記第５実施例の光ファイバ５０では、上
記図１０に示すように、コア１２の先鋭角θ_１が、クラ
ッド１３の先鋭角θ_２より小さくなっているが、この光
ファイバ５５では、コア１２の先鋭角θ_１が、クラッド
１３の先鋭角θ_２より大きくなっている。

【００４１】このような形状の光ファイバ５５は、上記
第５実施例の光ファイバ５０と同様に、フォトン走査ト
ンネル顕微鏡の光プローブとして用いることができる。
この光ファイバ５５では、遮光性の被覆層５３を設けて
いるため、開口部５４からのみ検出光を入射させること
ができ、検出効率を向上させることができる。

【００４２】ところで、光ファイバ中を伝搬する光は、
コア１２径が光の波長程度以下となると、コア１２中に
閉じこめておくことができなくなる。このため、このよ
うな光ファイバの表面に導電性の被覆層が形成されてい
ると、コア１２から洩れ出た光が導電性の被覆層によっ
て吸収されてしまい、伝搬効率が低下する。

【００４３】しかしながら、この光ファイバ５５では、
コア１２の先鋭角θ_１が、クラッド１３の先鋭角θ_２よ
り大きくなっているために、突出部５２のコア１２の径
が検出光の波長程度以下になる位置から、突出部の先端
までの距離が短くなっている。このため、この光ファイ
バ５５では、突出部５２での光の吸収を低減させること
ができ、光の伝搬効率を向上させて、光検出効率を向上
させることができる。

【００４４】また、本発明の第７実施例の光ファイバ
は、例えば図１２に示すように、光ファイバ１１の一端
にクラッド１３を径小とした径小部６４を有し、この径
小部６４の先端にコア１２を先鋭化した突出部６５を有
する。そして、この光ファイバ６０は、上記突出部６５
の表面に金等からなる遮光性の被覆層６６を有し、該遮
光性の被覆層６６の先端以外の表面に合成樹脂等からな
る耐腐食性の被覆層６７を形成した後、上記遮光性の被
覆層６６をエッチングすることにより形成され、上記突
出部６５の先端が遮光性の被覆層６６から露出した開口
部６８を有する。

【００４５】このような構成の光ファイバ６０は、フォ
トン走査型トンネル顕微鏡においてエバネッセント光を
検出する光プローブとして使用され、突出部６５を物質
表面に近接させて突出部６５でエバネッセント光を散乱
させ、この散乱した光をコア１２に導いて検出するよう
になっている。この光ファイバ６０では、遮光性の被覆
層６６が光を遮る遮光部として機能し、突出部６５の先
端の開口部６８が検出光を散乱させて突出部６５に導く
検出部として機能し、開口部６８から検出光を選択的に
取り込むことができる。そして、突出部６５に取り込ま
れた検出光は、突出部６５からコア１２に導かれる。

【００４６】このため、この光ファイバ６０では、開口
部６８以外から散乱光がコア１２に入射されることがな
く、散乱光の影響をなくして検出効率を高くすることが
でき、パワーが極めて小さいエバネッセント光を確実に
検出することができる。

【００４７】また、この光ファイバ６０では、上述のよ
うに光ファイバ１１の一端に径小部６４を形成し、径小
部６４の先端に突出部６５を形成したため、該径小部６
４が突出部６５を延長する延長部材として機能する。こ
のため、フォトン走査トンネル顕微鏡において試料表面
を走査させたときに、クラッド１３の周端部が試料表面
に衝突することがなく、試料表面又は光ファイバ６０の
先端を損傷することを防止することができる。

【００４８】また、この光ファイバ６０は、径小部６４
の径ｄ_２を径小部６４の長さに対して小さく設定したた
め、わずかな外力によっても光ファイバ１１の径方向に
たわむようになる。

【００４９】このため、このように構成した光ファイバ
６０を、例えば物質を構成する原子間に働く力を検出す
る原子間力顕微鏡において原子間力を測定するプローブ
として使用すれば、検出感度の高い原子間力の検出を行
うことができる。この場合、光ファイバ６０の一端を上
述のフォトン走査トンネル顕微鏡の検出部に供給するこ
とにより、原子間力の測定と同時にエバネッセントの測
定を行うことができる。

【００５０】また、コア１２中にエルビウムＥｒ^３＋あ
るいはネオジウムＮｄ^３＋等を添加することができる。
このような組成とすることにより、エルビウムＥｒ^３＋
あるいはネオジウムＮｄ^３＋等によってコア１２中を伝
搬する光を増幅させることができ、コア１２自体に光増
幅機能を持たせることができる。

【００５１】このように、コア１２に光増幅機能を持た
せた光ファイバを用いて構成した光ファイバを上述のフ
ォトン走査トンネル顕微鏡等に使用した場合には、開口
部６８から入射した検出光をコア１２内で増幅すること
ができ、光検出感度を飛躍的に向上させることができ、
感度の高い光検出を行うことができる。

【００５２】また、このような光ファイバ６０を石英Ｓ
ｉＯ_２からなるコア１２と、フッ素Ｆを添加した石英Ｓ
ｉＯ_２からなるクラッド１３を有するシングルモードフ
ァイバを用いて形成してもよい。

【００５３】また、本発明の第８実施例の光ファイバ
は、例えば図１３に示すように、コア１２とクラッド１
３からなる光ファイバ１１の一端にクラッド１３が先細
り形状に形成されたテーパー部７１を有し、テーパー部
７１の先端にクラッドが平坦とされた平坦部７４を有
し、円錐形状に先鋭化されたコア１２が平坦部７４から
突出した突出部７５を有する。また、この光ファイバ７
０は、突出部７５の表面に遮光性の被覆層７６及び耐腐
食性の被覆層７７を有し、突出部７５の先端が遮光性の
被覆層７６及び耐腐食性の被覆層７７から露出した開口
部７８を有している。

【００５４】このような形状の光ファイバ７０は、突出
部７５の基端にクラッド１３が先細り状とされたテーパ
ー部７１が形成されているために、突出部７５の基端の
強度を高くすることができ、上述のフォトン走査トンネ
ル顕微鏡に使用した場合に、試料表面に衝突したときな
どに破壊されにくく、耐久性を向上させることができ
る。

【００５５】また、本発明の第９実施例の光ファイバ
は、例えば図１４に示すように、第７実施例の光ファイ
バ６０と同様に、光ファイバ１１の一端にクラッド１３
を径小とした径小部８４を有し、この径小部８４の先端
にコア１２を先鋭化した突出部８５を有する。そして、
この光ファイバ８０は、上記突出部８５の表面に金等か
らなる遮光性の被覆層８６を有し、突出部８５の先端が
遮光性の被覆層８６から露出した開口部８７を有する。

【００５６】この開口部８７は、遮光性の被覆層８６の
表面に感光体層を形成した後、エバネッセント光により
該感光体層の先端のみを選択的に露光し、露光した感光
体層を除去して感光体層の先端に露出部を形成した後、
露出部より露出した遮光性の被覆層８６をエッチングす
ることにより形成されている。このため、この開口部８
７は、例えば図１５に示すように、５０ｎｍ程度の極め
て小さい径を有する開口となっている。

【００５７】このような、光ファイバ８０は、上述の第
７実施例の光ファイバ６０と同様に、フォトン走査型ト
ンネル顕微鏡においてエバネッセント光を検出する光プ
ローブとして使用され、突出部８５の先端の開口部８７
が検出光を散乱させて突出部８５に導く検出部として機
能し、開口部８７から検出光を選択的に取り込むことが
できるため、散乱光の影響をなくして検出効率を高くす
ることができ、パワーが極めて小さいエバネッセント光
を確実に検出することができる。

【００５８】また、上述の第７実施例の光ファイバ６０
と同様に試料表面又は光ファイバ６０の先端を損傷する
ことを防止することができる。

【００５９】また、本発明の第１０実施例の光ファイバ
は、例えば図１６に示すように、上述の第７及び第９実
施例の光ファイバ６０、７０と同様に、クラッド１３径
を径小とした径小部９４と、コア１２を先鋭化した突出
部９５と、突出部９５の表面に形成された遮光性の被覆
層９６とを有する。

【００６０】また、この光ファイバ９０は、遮光性の被
覆層９６の先端部が除去された開口部９１と、開口部９
１の遮光性の被覆層９６の先端に対して突出部９５の先
端が陥没したピット９３を有する。このピットの径９３
は、５０ｎｍ程度となっており、このピット９３の中に
色素あるいは試薬などの周囲の環境に応じて光学特性が
変化する物質９２を有する。

【００６１】このような形状の光ファイバ９０は、ピッ
ト９３に上記物質９２として色素あるいは蛍光体等を付
着させておき、ピット９３の反対側のコア１２にレーザ
光等の光を入射すると、コア１２を伝搬した光が突出部
９５により集光されてピット９３中の色素あるいは蛍光
体等を発光させる。そして、この発光によりピット９３
外の被測定物等を照射することにより、微小な光源とし
て機能する。

【００６２】また、このような形状の光ファイバ９０
は、ビット９３に色素あるいは試薬等の周囲の環境に応
じて光学特性が変化する物質９２を付着させることによ
り、例えば発光、ｐＨ、特定の物質等のピット９３の周
囲の環境に応じて物質９２の光学特性が変化する。この
物質９２の光学特性の変化をコア１２を介して伝搬され
る光によってビット９３の反対側で検出することによ
り、ピット９３の周囲の環境を検出する光ファイバセン
サとして機能する。

【００６３】具体的には、被測定物のｐＨに応じて発光
スペクトルが変化するフルオレセイナミン（fluorescei
namine）等の色素を使用すると、この光ファイバはｐＨ
を検出するｐＨセンサとして機能する。すなわち、この
ような光ファイバ９０は、上述のように開口部９１の径
が５０ｎｍ程度であるため、空間解像度を向上させたｐ
Ｈセンサとして使用することができる。

【００６４】また、このような光ファイバ９０では、周
囲の環境を検出するための物質９２がピット９３の内部
に形成されているため、光ファイバの先端が被測定物に
衝突したときでも、上記物９２が遮光性の被覆層９６の
先端によって保護されているため剥離しにくい。このた
め、このような光ファイバ９０は、色素などの検出部の
剥離強度を向上させて耐久性を向上させることができ
る。

【００６５】また、本発明の第１１実施例の光ファイバ
は、例えば図１７に示すように、コア１２と、クラッド
１３を共に先細り状に先鋭化した先鋭部１０４を有し、
先鋭部１０４の先端のクラッド１３から突出したコア１
２が円錐状に先鋭化された突出部１０５を有する。この
突出部１０５の基端の径は、１００ｎｍ程度となってい
る。上記コア１２は、酸化ゲルマニウムＧｅＯ_２を高濃
度に添加した石英ＳｉＯ_２からなり、クラッド１３は、
石英ＳｉＯ_２からなる。

【００６６】ここで、コア１２の先端が先鋭化している
光ファイバ１１中を伝搬する光は、コア１２径が徐々に
減少すると、光が伝搬する領域の径が減少してパワー密
度が増加する。したがって、コア１２径を徐々に減少さ
せることにより、コア１２中を伝搬する光を集光させる
ことができる。

【００６７】しかしながら、コア１２径が光の波長程度
以下になると、コア１２とクラッド１３の境界を越えて
クラッドモードで伝搬するため、伝搬光の強度が減少す
る。このため、コア１２径が波長程度以下となる位置か
らコア１２の先端までの距離を短くして光の減衰を低減
させることが望ましい。

【００６８】上記図１７に示す光ファイバ１００では、
突出部１０５の基端の径が１００ｎｍ程度と、検出光の
波長程度以下となっているため、コア１２中を伝搬する
光がクラッド１３中に伝搬せず、光の減衰を低減するこ
とができる。

【００６９】また、本発明の第１２実施例の光ファイバ
は、例えば図１８に示すように、コア１２と、クラッド
１３が共に先細り状に先鋭化した先鋭部１１４を有し、
先鋭部１１４のクラッド１３の先端から円錐状に先鋭化
したコア１２が突出した突出部１１５を有し、該突出部
１１５の表面に遮光性の被覆層１１６を有し、該被覆層
１１６の先端から突出部１１５の先端が露出した開口部
１１７を有する。該開口部１１７の直径は、３０ｎｍ程
度と検出光の波長より小さくなっている。

【００７０】このような構成の光ファイバ１１０は、上
述のフォトン走査トンネル顕微鏡においてエバネッセン
ト光を検出する光ファイバとして使用される。

【００７１】具体的には、図１９に示すように、プリズ
ム１２０上の試料１２１の裏面からレーザ光を、該プリ
ズム１２０の全反射角で入射させる。このとき、レーザ
光はプリズム１２０表面で反射されるが、プリズム１２
０表面には、物質表面の光の波長程度以下の領域を伝搬
するエバネッセント光が発生する。このエバネッセント
光は、試料１２１を介して伝搬し、試料１２１表面の光
の波長程度以下の領域にエバネッセント光の場が発生す
る。

【００７２】このような試料１２１表面から光の波長程
度以下の距離の位置に、上記光ファイバ１１０の先端の
開口部１１７を近接させると、開口部１１７の先端でエ
バネッセント光が散乱されてコア１２中に入射する。そ
して、コア１２中に入射した光はコア１２中を伝搬し、
開口部１１７の他端に設けられている受光部１２２に入
射する。

【００７３】この光ファイバ１１０では、遮光性の被覆
層１１６を設けているために開口部１１７以外からは、
光ファイバ１１中にエバネッセント光が入射しない。こ
のため、検出感度及び空間解像度を向上させることがで
きる。

【００７４】上述のようなエバネッセント光の検出は、
フォトン走査顕微鏡のコレクションモードの動作と呼ば
れる。これに対し、フォトン走査トンネル顕微鏡のイル
ミネーションモードの動作では、図２０に示すように、
開口部１１７の他端からコア１２中にレーザ光を入射さ
せる。そして、上述の図１７に示す光ファイバ１００と
同様に、先鋭部１１４でコア１２中の光が集光される。
先鋭部１１４で集光された光は、開口部１１７の径が光
の波長程度以下となっているため、開口部１１７からエ
バネッセント光として試料１２１表面に照射される。そ
して、エバネッセント光により試料１２１を照射し、透
過光をレンズ１２３により集光して受光部１２４で受光
する。

【００７５】この光ファイバ１１０は、上述の図１７に
示す光ファイバ１００と同様に、先鋭部１１４でコア１
２の伝搬光を集光させるため、開口部１１７から試料１
２１表面に照射される光の強度を増加させることができ
る。

【００７６】また、開口部１１７以外からコア１２外に
出射する光は遮光性の被覆層１１６により遮断されるた
め、開口部１１７からのみ試料１２１表面に検出光を照
射させることができる。このため、このような光ファイ
バ１１０をフォトン走査トンネル顕微鏡の光プローブと
して用いることにより、測定の検出感度及び空間解像度
を向上させることができる。

【００７７】また、本発明の第１３実施例の光ファイバ
は、例えば図２１に示すように、光ファイバ１１の一端
に、クラッド１３径を肉薄とした径小部１２６を有し、
該径小部１２３の先端から露出したコア１２を先鋭化し
た突出部１２５を有し、該突出部１２４の表面に遮光性
の被覆層１２６を有し、突出部１２５の先端が遮光性の
被覆層１２６から露出した開口部１２７を有する。

【００７８】上記突出部１２５のコア１２の先鋭角θ
は、突出部１２５の先端ほど小さくなっている。突出部
１２５の長さＬと突出部１２５の先端の先鋭角θは、例
えば図７４に示すように、それぞれ２．１μｍと２８°
程度となっている。あるいは、この長さＬと先鋭角θ
は、例えば図７５に示すように、それぞれ１．５２μｍ
と３６．５°程度となっている。

【００７９】このような形状の光ファイバ１２０では、
突出部１２５の長さが小さくなっているために、開口部
１２７から入射した光が突出部１２５と遮光性の被覆層
１２６の境界で反射する際の遮光性の被覆層１２６によ
る吸収を低減させて、損失を低下させることができる。
このため、このような光ファイバ１２０を上述のフォト
ン走査トンネル顕微鏡の光プローブとして用いた場合
に、検出効率を向上させることができる。

【００８０】また、本発明の第１４実施例の光ファイバ
は、例えば図２２に示すように、クラッド１３３の一端
から突出したコア１３２が円錐状に先鋭化した突出部１
３４を有し、該突出部１３４の表面に遮光性の被覆層１
３５を有し、突出部１３４の先端が遮光性の被覆層１３
５から露出した開口部１３６を有する。

【００８１】この光ファイバ１３０は、例えば図２３に
示すように、マルチモードファイバから構成されてお
り、コア１３２のクラッド１３３に対する比屈折率差△
ｎが１％で、屈折率が徐々に変化するグレーデッドイン
デックス型の屈折率分布を有する。また、上記突出部１
３４の先鋭角は、５０°程度で、その先端の曲率半径
は、例えば図２４に示すように、５ｎｍ程度となってい
る。

【００８２】ここで、例えば上記図１２に示す光ファイ
バ６０において、例えば図２５に示すように、開口部６
８から突出部６５に入射した検出光は、１つの伝搬モー
ドでコア１２中を伝搬する。このとき、突出部６５に入
射した光は必ずしも効率よく１つの伝搬モードに結合で
きるわけではなく、損失を生じる。

【００８３】これに対し、上記図２２に示す光ファイバ
１３０では、マルチモードファイバを用いており、複数
の伝搬モードの光を伝搬することができるため、例えば
図２６に示すように、開口部１３６からコア１３２とク
ラッド１３３との境界での反射の臨界角以内で突出部１
３４に入射した光であれば、伝搬することができる。こ
れにより、結合効率を向上させて検出光のピックアップ
効率を向上させることができる。

【００８４】また、上述の図１２に示す第１１実施例と
同様に、突出部１３５の基端のクラッド１３３を径小と
した径小部を設けてもよい。この場合、上述のフォトン
走査トンネル顕微鏡に用いた場合に、クラッド１３３が
試料表面に衝突することを防止することができる。

【００８５】また、本発明の第１５実施例の光ファイバ
は、例えば図２７に示すように、コア１２中の添加物質
（ドーパント）を徐々にクラッド１３中に拡散させ、等
価的にコア１２径を徐々に増加させたコア径増加部１４
４を有する。そして、この光ファイバ１４０は、コア径
増加部１４４の先端に、クラッド１３から突出したコア
１２を円錐状に先鋭化した突出部１４５を有し、該突出
部１４５の表面に遮光性の被覆層１４６を有し、突出部
１４５の先端が遮光性の被覆層１４６から露出した開口
部１４７を有する。

【００８６】このような構造の光ファイバ１４０では、
コア径増加部１４４及び突出部１４５がマルチモードフ
ァイバと同様の屈折率分布を有する。このため、上述の
図２２に示す光ファイバ１３０と同様に臨界角を大きく
することができ、検出光のピックアップ効率を向上させ
ることができる。

【００８７】また、本発明の第１６実施例の光ファイバ
は、例えば図２８に示すように、上述の図１４に示す第
９実施例の光ファイバ８０と同様に、径小部１５４と、
突出部１５５と、合成樹脂等からなる疎水性の被覆層１
５６を有する。また、この光ファイバ１５０は、突出部
１５５の先端が疎水性の被覆層１５６から露出した開口
部の表面に、色素を添加した石英等の被覆層１５７を有
する。この被覆層１５７は、図２９に示すように、突出
部１５５の表面に４０ｎｍ程度の厚さで形成されてい
る。

【００８８】このような構成の光ファイバ１５０は、被
覆層１５７中の色素が被覆層１５７に入射した光に応じ
て発光し、この光が突出部１５５を介してコア１２に入
射するため、光を検出する検出部として機能する。この
ような光ファイバ１５０では、突出部１５５の先端の表
面に色素を添加した石英等を付着させて被覆層１５７を
形成しているため、単に突出部１５５の先端の表面に色
素を付着させた場合に比して色素の剥離強度が高くなっ
ている。このため、耐久性の高い光ファイバ１５０とな
る。

【００８９】また、このような光ファイバ１５０は、上
述の色素の代わりに、ｐＨ等の周囲の環境に応じて光学
特性が変化する物質を上記被覆層１５７を構成する石英
等に添加することにより、被覆層１５７の周囲の環境を
検出する光ファイバセンサとして機能する。

【００９０】また、本発明の第１７実施例の光ファイバ
は、例えば図３０に示すように、上述の図２８に示す第
１６実施例の光ファイバ１５０と同様に、径小部１６４
と、突出部１６５とを有する。また、この光ファイバ１
６０は、突出部１６５の表面に遮光性の被覆層１６６を
有し、該遮光性の被覆層１６６の表面に合成樹脂等から
なる疎水性の被覆層１６７を有し、突出部１６５の先端
が遮光性の被覆層１６６、疎水性の被覆層１６７から露
出した開口部の表面に、色素等を添加した石英等の被覆
層１５８を有する。この被覆層１５８は、上述の図２９
に示す光ファイバ１５０と同様に、突出部１６５の表面
に４０ｎｍ程度の厚さで形成されている。

【００９１】このような構成の光ファイバ１６０は、光
ファイバ１５０と同様に光を検出する検出部として機能
する。また、このような光ファイバ１６０では、遮光性
の被覆層１６６を形成しているため、光ファイバ１６０
の被覆層１６８以外に照射される光を遮断する遮光部と
して機能するため、外乱光の影響を低減させて検出効率
を向上させることができる。

【００９２】また、本発明の第１８実施例の光ファイバ
は、例えば図３１に示すように、屈折率の異なる２種類
のコア１７２、１７３とクラッド１７４を有するダブル
コアの光ファイバ１７１からなる。そして、この実施例
の光ファイバ１７０は、このような光ファイバ１７１の
一端にコア１７３がクラッド１７４から露出した露出部
１７５を有し、該露出部１７５の先端にコア１７３が先
端先細り状とされた先細り部１７６を有し、該先細り部
１７６の先端から突出したコア１７２が円錐状に先鋭化
された突出部１７７を有する。

【００９３】上記光ファイバ１７１は、クラッド１７４
が純石英からなり、コア１７２、１７３が酸化ゲルマニ
ウムを添加した石英からなる。そして、コア１７２、１
７３の酸化ゲルマニウムの添加率は、それぞれ０．９モ
ル％、０．２モル％となっており、内側のコア１７２の
方が酸化ゲルマニウムの添加率が高くなっている。そし
て、先細り部１７６、突出部１７７の先鋭角は、それぞ
れ１３０°、６２°となっている。

【００９４】このような構成の光ファイバ１７０は、上
述の第１及び第２実施例の光ファイバ１０、２０と同様
に、フォトン走査トンネル顕微鏡においてエバネッセン
ト光を検出する光プローブとして機能し、クラッド１７
４の周端部が試料表面に衝突することがなく、試料表面
あるいは光ファイバ１７０を損傷することを防止するこ
とができる。

【００９５】また、このような構成の光ファイバ１７０
は、コア１７２、１７３及びクラッド１７４の組成に応
じて、エッチング液の組成比を変更することにより、１
回のエッチングにより形成することができるため、容易
に製造することができる。

【００９６】また、本発明の第１９実施例の光ファイバ
は、例えば図３２に示すように、第１８実施例の光ファ
イバ１７０と同様に、ダブルコアの光ファイバ１７１の
一端にコア１７３がクラッド１７４から露出した露出部
１８５を有し、該露出部１８５の先端にコア１７３が先
端先細り状とされた先細り部１８６を有し、該先細り部
１８６の先端から突出したコア１７２が円錐状に先鋭化
された突出部１８７を有する。また、この光ファイバ１
７０は、上記突出部１８７の表面に遮光性の被覆層１８
８を有し、突出部１８７の先端が遮光性の被覆層１８８
から露出した開口部１８９を有する。

【００９７】このような構成の光ファイバ１８０は、上
述の第１９実施例と同様に、フォトン走査トンネル顕微
鏡においてエバネッセント光を検出する光プローブとし
て機能し、クラッド１７４の周端部が試料表面に衝突す
ることがなく、試料表面あるいは光ファイバ１７０を損
傷することを防止することができる。

【００９８】また、この光ファイバ１８０は、突出部１
８７の表面の遮光性の被覆層１８８が検出光を遮断する
遮光部として機能するため、開口部１８９からのみ検出
光を入射させることができ、検出効率を向上させること
ができる。

【００９９】また、本発明の第２０実施例の光ファイバ
は、例えば図３３に示すように、光ファイバ１１の一端
にクラッド１３から突出したコア１２を先鋭化した突出
部１９４を有し、該突出部１９４の先端に先鋭角を大き
くした検出端部１９５を有し、突出部１９４の表面に遮
光性の被覆層１９６を有し、検出端部１９５の先端が遮
光性の被覆層１９６から露出した開口部１９７を有して
いる。あるいは、図３４に示すように、上記遮光性の被
覆層１９６を突出部１９４の表面の第１の被覆層１９８
と、検出端部１９５の表面の第２の被覆層１９９から構
成し、検出端部１９５の先端が第２の被覆層１９９から
露出した開口部１９７を有する構成としてもよい。上記
突出部１９４の先鋭角は２０°程度であり、検出端部１
９５の基端の直径は４００〜６００ｎｍ程度であり、検
出端部１９５の先鋭角は５０°〜９０°程度である。

【０１００】ここで、例えば上述の図１４に示すような
形状の光ファイバ８０において開口部８７の直径を変化
させて、開口部８７から入出力する検出光の伝達係数を
求めると、例えば図３５に示すような関係になる。突出
部８５の先鋭角が２０°、５０°の光ファイバ８０につ
いてこのような関係を求めると、開口部８７の直径がコ
ア１２中の検出光の波長（λ／ｎ、ｎ：コア１２の比屈
折率）程度以上の領域では、突出部８５の先鋭角が２０
゜、５０゜の場合で伝達係数がほぼ等しいことがわか
る。

【０１０１】しかしながら、同図より、開口部８７の直
径がコア１２中の検出光の波長程度以下となると、突出
部８５の先鋭角が２０°の場合の伝達係数が、先鋭角が
５０°の場合の伝達係数より大幅に小さくなることがわ
かる。これは、突出部８５の先鋭角が２０°の場合で
は、先鋭角が５０°の場合に比して突出部８５の直径が
検出光の波長程度以下になる位置から突出部８５の先端
までの距離が長くなり、先鋭部７５の直径が検出光の波
長程度以下となる部分での光の損失が大きくなるためで
ある。

【０１０２】このため、この第２０実施例の光ファイバ
では、上述のように検出端部１９５の基端部の直径ｄ_Ａ
を、検出光の波長である４００ｎｍより大きい６００ｎ
ｍ程度とし、検出端部１９５の先鋭角を５０゜〜９０゜
程度とすることにより、突出部１９４の直径が検出光の
波長程度以下となる位置から検出端部１９５の先端まで
の距離を短くしている。ここで、開口部１９７の直径ｄ
_Ｂがそれぞれ２００ｎｍ、２５０ｎｍの場合の伝達係数
は、上記図３５中に符号＃１、＃２で示すように、それ
ぞれ、１．０×１０^−３、９．０×１０^−４程度となっ
ている。このため、この光ファイバ１９０では、検出光
の減衰を低減させることができ、光検出感度を向上させ
てＳ／Ｎの高い測定を行うことができる。

【０１０３】また、この光ファイバ１９０では、上述の
ように突出部１９４の先鋭角を２０°程度としているた
め、クラッド１３の先端から検出端部１９５の先端まで
を隔離して、クラッド１３の先端と、被検出物とが接触
することを防止することができる。

【０１０４】また、本発明の第２１実施例の光ファイバ
は、例えば図３６に示すように、上述の図１４に示す第
９実施例の光ファイバ８０と同様に、径小部２０４と、
突出部２０５とを有する。また、この光ファイバ１５０
は、突出部２０５の表面にゲル層あるいは該ゲル層を加
熱して形成した非晶質層等からなる被覆層２０６を有
し、突出部２０５の先端が被覆層２０６から露出した開
口部２０７を有する。

【０１０５】このような構成の光ファイバ２００の突出
部２０５中を伝搬する光は、コア１２と被覆層２０６の
境界で反射されて開口部２０７から放射される。このた
め、被覆層２０６を設けない場合に比して、突出部の境
界での光の反射率を高くすることができ、伝達効率を向
上させることができる。

【０１０６】また、本発明の第２２実施例の光ファイバ
は、例えば図３７に示すように、上述の図３６に示す第
２１実施例の光ファイバ２００と同様に、径小部２１４
と、突出部２１５とを有する。また、この光ファイバ２
１０は、突出部２１５の表面に石英等の非晶質の被覆層
２１６を有し、該非晶質の被覆層２１６の表面に遮光性
の被覆層２１７を有し、突出部２１５の先端が上記非晶
質の被覆層２１６及び遮光性の被覆層２１７から露出し
た開口部２１８を有する。

【０１０７】非晶質の層を設けない場合、突出部２１５
外に洩れた光は、金等の導電性の材質からなる遮光性の
被覆層２１７との境界で反射し、その一部が吸収され
る。突出部２１５内で、このような反射を繰り返すこと
により光の強度が減衰する。これに対し、この光ファイ
バ２１０では、突出部２１５の表面に非晶質の被覆層２
１６を設けているため、突出部２１５の境界での光の反
射率を高くすることができるため、突出部２１５中を伝
搬する光が外に洩れにくい。これにより、この光ファイ
バ２１０では、被覆層２１６を設けない場合に比して、
突出部２１５の境界での光の吸収を低減させることがで
き、突出部２１５中を伝搬する光の減衰を低減させて光
の伝達効率を向上させることができる。

【０１０８】なお、上述の第１〜第２２実施例の光ファ
イバは、上記先鋭部あるいは突出部がコア中を伝搬する
光を集光するレンズとして機能し、集光した光を開口部
から出力させて光導波路に入射する際等に使用され、光
結合効率の高い光学結合素子として機能する。

【０１０９】また、このような光ファイバは、上記先鋭
部あるいは突出部により集光した光を有機薄膜等に照射
することにより、記録用光源として機能し、有機薄膜等
に情報等を高密度に記録することができる。

【０１１０】また、本発明に係る光ファイバの製造方法
では、コアとクラッドからなる光ファイバの一端をエッ
チングしてコアの先端を先鋭化した先鋭部を形成し、先
鋭部の表面に遮光性の被覆層を形成し、遮光性の被覆層
をエッチングして先鋭部の先端が遮光性の被覆層から露
出した開口部を形成する。

【０１１１】本発明の第２３実施例に係る光ファイバの
製造方法は、クラッド径がｄ_０でコア径がｄ_ｃの光ファ
イバを出発材料として、図３８に示す処理手順で上述の
図４に示す形状の光ファイバを製造する。

【０１１２】この光ファイバの製造方法は、光ファイバ
の一端をエッチングして、クラッドの外周からコアの中
心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部を形成する先鋭化
工程と、先鋭部の表面に遮光性の素材をコーティングし
て遮光性の被覆層を形成するコーティング工程と、該コ
ーティング工程により形成された遮光性の被覆走路エッ
チングして、先鋭部の先端が露出した開口部を形成する
開口工程とからなる。

【０１１３】また、上記先鋭化工程は、光ファイバの一
端にクラッドを先細り状としたテーパー部を形成する第
１エッチング工程と、コアがテーパー部のクラッドの先
端に対して窪んだ凹部を形成する第２エッチング工程
と、コアの先端とテーパー部の先端を面一とした平坦部
を形成する第３エッチング工程と、クラッドの外周から
コアの中心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部を形成す
る第４エッチング工程とからなる。

【０１１４】まず、光ファイバを先鋭化する第１から第
４エッチング工程について説明する。

【０１１５】以下、クラッド１３径ｄ_０が１２５μｍで
コア１２径ｄ_ｃが３．４μｍでコア中の酸化ゲルマニウ
ムＧｅＯ_２の添加率が２５モル％である添加率が比較的
高い光ファイバを用いた場合について説明する。

【０１１６】まず、第１エッチング工程において、図３
８（Ａ）に示す光ファイバ１１の一端２２０をフッ酸と
フッ酸より比重の軽い液体、例えばスピンドルオイル、
シリコンオイル等との界面で、例えば室温の場合では、
２２分から３０分間程度エッチングする。

【０１１７】このようにフッ酸とオイルの界面で、光フ
ァイバの一端２２０をエッチングすると、図３９（Ａ）
に示すように、フッ酸とオイルの表面張力によって光フ
ァイバ１１の周囲の界面２３０が上昇し、メニスカスが
形成される。そして、このメニスカスの部分では、フッ
酸に接触しているクラッド１３がエッチングされて円柱
状の形状を保ったままで径が減少する。このメニスカス
の高さＨｍは、同図（Ｂ）に示すように、光ファイバ１
１がエッチングされて、クラッド１３の径が減少すると
高さが低くなる。したがって、クラッド１３がすべてエ
ッチングされるまで、メニスカスの高さＨｍが減少し、
同図（Ｃ）に示すように、テーパー部２２１が形成され
る。

【０１１８】そして、テーパー部２２１の先端のコア１
２がクラッド１３から露出すると、フッ酸中のコア１２
のエッチング速度がクラッド１３に対して速いため、露
出したコア１２が、すぐにエッチングされて、上記図３
８（Ｂ）に示すように、光ファイバ１１の一端に円錐状
のテーパー部２２１が形成される。

【０１１９】このテーパー部２２１のクラッド１３の先
鋭角θ_２は、比重が０．８３３ｇ／ｃｍ^３のスピンドル
オイルを使用した場合は２４°程度で、比重が０．９３
５ｇ／ｃｍ^３のシリコンオイルを使用した場合は２０°
程度となっている。この先鋭角θ_２は、フッ酸とオイル
の比重、粘性等に応じて決定されるため、再現性が高く
なっている。

【０１２０】次に、第２エッチング工程において、テー
パー部２２１をフッ酸により、例えば２分から３分間程
度エッチングして、図３８（Ｃ）に示すように、コア１
２がテーパー部２２１のクラッド１３の先端に対して窪
んだ凹部２２２を形成する。上述のようにこの光ファイ
バ１１は、コア１２の酸化ゲルマニウムＧｅＯ_２の添加
率が部いため、フッ酸中でのコア１２のエッチング速度
がクラッド１３に対して非常に速いため、テーパー部２
２１の先端のコア１２が、先にエッチングされ、コア１
２がテーパー部２２１のクラッド１３の先端に対して窪
んだ凹部２２２が形成される。

【０１２１】なお、この第２エッチング工程のエッチン
グは、上記第１エッチングと連続して行ってもよい。す
なわち、第１エッチング工程が終了した後、光ファイバ
をフッ酸中にさらに突入して、所定時間分のエッチング
を行えばよい。

【０１２２】また、この第２エッチング工程のエッチン
グを行う時間を、上述の２分から増加させると、クラッ
ド１３の径が減少する。例えばクラッド１３径が１２５
μｍであった光ファイバに、このようなエッチングを行
った後のクラッド１３径は、図４６中に四角形の記号で
示すように、エッチング時間の増加とともに減少する。
例えばエッチング時間を２分としたときに、エッチング
後のクラッド１３径が７０μｍとなり、エッチング時間
を３分としたときに、エッチング後のクラッド１３径が
５０μｍとなる。したがって、このエッチング時間を制
御することにより、エッチング後のクラッド１３径を所
望の値とすることができる。

【０１２３】なお、図４６中の三角形の記号は、このエ
ッチング時間を可変した場合に、最終的に得られた先鋭
部１４の先端の曲率半径を示すものであり、このエッチ
ングを１．５〜２分程度行うことによって先鋭部１４の
先端の曲率半径を非常に小さくすることができることが
わかる。

【０１２４】次に、第３エッチング工程において、上記
フッ化アンモニウムの比率Ｘが１．７程度の緩衝フッ酸
液を用いてテーパー部２２１を５〜１０分程度エッチン
グして、図３８（Ｄ）に示すように、コア１２の先端と
テーパー部２２１の先端が面一となる平坦部２２３を形
成する。この第３エッチング工程のエッチングでは、上
記凹部２２２より先のクラッド１３をエッチングするこ
とができればよく、エッチング液の組成は、上記フッ化
アンモニウムの比率Ｘが１以下の緩衝フッ酸液等のコア
１２のエッチング速度が速いものでなければ、特に限定
されない。

【０１２５】次に、第４エッチング工程において、テー
パー部２２１を、例えばフッ化アンモニウムＮＨ_４の体
積比Ｘが１０の緩衝フッ酸液からなるエッチング液で、
例えば６０分から９０分間程度エッチングする。

【０１２６】ここで、酸化ゲルマニウムＧｅＯ_２を添加
した石英ＳｉＯ_２からなるコア１２と、石英ＳｉＯ_２か
らなるクラッド１３は、濃度４０重量％のフッ化アンモ
ニウム水溶液と濃度５０重量％のフッ酸と水の体積比が
Ｘ：１：Ｙ（Ｙ＝任意）の緩衝フッ酸液にその端面を接
触させておくと、 ＳｉＯ_２： ＳｉＯ_２＋６ＨＦ→Ｈ_２ＳｉＦ_６＋２Ｈ_２Ｏ Ｈ_２ＳｉＦ_６＋２ＮＨ３→（ＮＨ_４）２ＳｉＦ_６ ＧｅＯ_２： ＧｅＯ_２＋６ＨＦ→Ｈ_２ＧｅＦ_６＋２Ｈ_２Ｏ Ｈ_２ＧｅＦ_６＋２ＮＨ３→（ＮＨ_４）２ＧｅＦ_６ なる化学反応によりクラッド１３とコア１２がエッチン
グされる。

【０１２７】また、酸化ゲルマニウムＧｅＯ_２を添加し
た石英からなるコア１２と、石英からなるクラッド１３
とは、上記緩衝フッ酸液に対する溶解速度（エッチング
速度）に差がある。このコア１２とクラッド１３の溶解
速度の差は、フッ化アンモニウムの体積比Ｘに強い相関
があり、液の温度によって多少の変動はあるがＸが１．
７程度のときにコア１２とクラッド１３のエッチング速
度がほぼ等しく、Ｘが１．７より小さいときにコア１２
のエッチング速度が比較的速く、Ｘが１．７より大きい
ときにクラッド１３のエッチング速度が比較的速くな
る。なお、コア１２とクラッド１３のエッチング速度が
ほぼ等しくなるときのＸの値は、温度等の条件により、
１．５〜１．７程度で変動する。

【０１２８】このため、Ｘが１．７より大きいエッチン
グ液中で上述のようにテーパー部２２１及び平坦部２２
３を形成した光ファイバ１１をエッチングすると、図４
０に示すように、クラッド１２が上記先鋭角θ_２を保っ
たままエッチングが進行する。なお、この図４０は、エ
ッチングが終了するまでの時間をＴとし、エッチング開
始時（ｔ＝０）、エッチング中（ｔ＝Ｔ／２）、エッチ
ング終了時（ｔ＝Ｔ）のときの光ファイバの形状を模式
的に示したものである。

【０１２９】このとき、コア１２のエッチング速度がク
ラッド１３より速いため、エッチングが進行すると、ク
ラッド１３が先にエッチングされてコア１２が徐々に突
出する。このクラッド１３から突出したコア１２は側面
からもエッチングされるため、エッチングが進行するに
したがってクラッド１３の先端が先鋭化され、図３８
（Ｅ）に示すようにクラッド１３の外周からコア１２の
中心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部１４が形成され
る。このときの先鋭角θ_１は、コア１２とクラッド１３
のエッチング速度に応じて決まり、 ｓｉｎ（θ_１／２）＝Ｒ_ｃｏｒｅ／Ｒ_ｃｌａｄ （但し、Ｒ_ｃｏｒｅ：コアのエッチング速度、Ｒ
_ｃｌａｄ：クラッドのエッチング速度）なる関係を有し
ている。

【０１３０】この第４エッチング工程に使用するエッチ
ング液は、フッ化アンモニウムＮＨ _４ Ｆの体積比Ｘが
１０のエッチング液に限定されるものではなく、例えば
Ｘ＝２０等としてもよい。

【０１３１】このため、上記第３エッチング工程におい
て、上記フッ化アンモニウムとフッ酸と水の比率がＸ：
１：１（Ｘ＞１．７）あるいは１０：１：Ｙ（Ｙ＜３
０）等であるエッチング液を用い、このエッチング液を
用いて第４エッチング工程のエッチングを連続的に行う
ことができ、第３エッチング工程と第４エッチングの時
間を短縮することができる。

【０１３２】具体的には、第３及び第４エッチングにお
いて、例えばフッ化アンモニウム水溶液とフッ酸及び水
の体積比を１０：１：１としたエッチング液を使用した
場合では、第３及び第４エッチングを通じて全体で９０
分程度のエッチングを行えばよい。

【０１３３】また、この光ファイバ１１は、コア１２の
中心付近の酸化ゲルマニウムＧｅＯ _２の密度が多くなっ
ているため、この第４エッチング工程のＸ＝１０のエッ
チング液中では、コア１２の中心付近のエッチング速度
が、コア１２の周辺付近のエッチング速度に対して若干
遅い。このため、先鋭部１４の先端の曲率生径を小さく
することができる。

【０１３４】また、第４エッチング工程で形成される先
鋭部１４の先端角θ_１は、上述したようにコア１２とク
ラッド１３のエッチング速度の比に応じて決まるため、
酸化ゲルマニウムＧｅＯ_２のコア１２中の分布とエッチ
ング液中のフッ化アンモニウムＮＨ_４Ｆの体積比Ｘに依
存する。

【０１３５】すなわち、コア１２中の酸化ゲルマニウム
ＧｅＯ_２の添加率を可変してコア１２とクラッド１３の
比屈折率差△ｎを可変した場合には、例えば図４１中に
黒丸の点で示すように、コア１２とクラッド１３の比屈
折率差△ｎが大きくなる程、コア１２とクラッド１３の
エッチング速度の比であるｓｉｎ（θ_１／２）が小さく
なって、先鋭角θ_１が小さくなる。

【０１３６】また、この第４エッチング工程で用いるエ
ッチング液のフッ化アンモニウムとフッ酸と水の比率を
Ｘ：１：１とし、フッ化アンモニウムの比率Ｘを変化さ
せると、先鋭部１４の先鋭角θ_１は、図４２に示すよう
に、フッ化アンモニウムの比率Ｘが１０以下程度の場合
において、フッ化アンモニウムの比率Ｘの増加に応じて
小さくなる。これにより、フッ化アンモニウムの比率Ｘ
を選択することにより、先鋭部１４の先鋭角θ_１を制御
することができる。

【０１３７】このため、上述の第１エッチング工程にお
いてシリコンオイルとフッ酸の界面でエッチングを行い
クラッド１３の先鋭角θ_２が２０°となっている場合で
は、Ｘの値を１０より小さくすることにより、上記図１
１に示すように、先鋭部５１の先鋭角θ_２より、先鋭部
５１から突出した突出部５２のコア１２の先鋭角θ_１を
大きくすることができる。

【０１３８】ところで、この第４エッチング工程で用い
るエッチング液中のフッ化アンモニウムＮＨ_４ Ｆの体
積比Ｘは、Ｘが１．７程度より大きければコア１２の先
端を先鋭化することができるが、Ｘをむやみに大きくす
るとエッチング速度が低下し、エッチング時間が長くな
る。また、図４２に示すように、Ｘが４０から５０程度
となると再び先鋭角θ_１が増大するため、Ｘの値は大き
くても２０〜３０程度とすることが望ましい。

【０１３９】また、この第４エッチング工程で用いるエ
ッチング液のフッ化アンモニウムとフッ酸と水の比率を
１０：１：Ｙとし、水の比率Ｙを変化させると、先鋭部
１４の先鋭角θ_１は、図４３に示すように水の比率Ｙの
増加に応じて増加する。これにより、水の比率Ｙを選択
することにより、先鋭部１４の先鋭角θ_１を制御するこ
とができる。

【０１４０】そして、上述の第１から第４エッチング工
程により、上述の図３８（Ｅ）に示す構造の光ファイバ
２２５が形成される。この光ファイバ２２５の先鋭部１
４の形状は、酸化ゲルマニウムＧｅＯ_２の分布に依存し
て先鋭部１４の形状が決定されるため再現性が高く、対
称性のよい円錐形状を形成することができる。

【０１４１】次に、上述のコーティング工程とエッチン
グ工程について説明する。このコーティング工程では、
図４４に示すように、真空蒸着装置を用いて真空中で光
ファイバ２２５をその中心軸を中心として回転させ、先
鋭部１４の斜め下方から遮光性の素材の蒸気２２６を供
給して蒸着することにより、上記遮光性の被覆層１５を
形成する。例えば同図中のφを５０〜６０°として金の
蒸気２２６を供給してコーティングを行って、例えば図
４５に示すように、先鋭部１４の表面に厚さが１２５ｎ
ｍ程度の金の蒸着膜２２７を形成する。このように、真
空中で先鋭部１４の斜め下方から金の蒸気２２６を供給
して蒸着を行うと、素材の蒸気の直進性が高いために、
先鋭部１４の先端の金の蒸着膜２２７の厚さが薄くな
る。

【０１４２】ここで、遮光性の被覆層１５として、使用
することができる材質は、上述の金だけでなく蒸着が容
易であって、開口工程においてエッチングすることがで
きるものであれば、銀、白金、アルミニウム、パラジウ
ム、ニッケル等でもよい。

【０１４３】開口工程では、遮光性の被覆層１５をエッ
チングする。上述のように遮光性の被覆層１５として金
を用いる場合では、ヨードカリ溶液（ＫＩ−Ｉ_２水溶
液）により金の蒸着膜２２７の２５ｎｍ程度の表面層２
２７ａをエッチングする。

【０１４４】このエッチングを行うエッチング液は、上
記遮光性の被覆層１５を金、白金、パラジウム等により
形成した場合、上述のＫＩ−Ｉ_２水溶液の他に王水、臭
素溶液、ＫＣＮ溶液を用いることができる。また、上記
遮光性の被覆層１５としてアルミニウムを用いる場合で
は、濃度が０．１％程度のＮａＯＨ水溶液あるいはＫＯ
Ｈ水溶液等のアルカリ溶液、希塩酸等の酸等によりエッ
チングする。この場合、ＫＯＨ水溶液と赤血塩と水等の
混合液あるいはリン酸と硝酸と酢酸等の混合液を用いて
もよい。また、上記遮光性の被覆層１５を銀から構成し
た場合では、アンモニウム水と過酸化水素水の混合液、
希硝酸等を用いてエッチングし、上記遮光性の被覆層Ｉ
５をニッケルから構成した場合では、硝酸と酢酸とアセ
トンの混合液、硝酸等を用いてエッチングを行う。

【０１４５】このようなエッチングを行うと、上述のよ
うに遮光性の被覆層１５の先端部の厚さが薄くなってい
るため、先鋭部１４の先端が遮光性の被覆層１５から露
出して直径が３０ｎｍ程度の開口部１６が形成される。
これにより、上述の図４に示す形状の光ファイバ１０が
形成される。

【０１４６】ここで、このエッチング工程のエッチング
を行わず、上記コーティング工程において、先鋭部１４
の斜め下方から金の蒸気２２６を供給して真空蒸着を行
っただけでも、先鋭部１４の先端の金の蒸着膜２２７の
厚さが薄いために光を透過させることができ、疑似開口
部として使用することができる。しかしながら、上述の
フォトン走査トンネル顕微鏡の光プローブとして使用す
る場合には、この疑似開口部におけるエバネッセント光
の吸収が大きくなる。このため、この光ファイバの製造
方法では、先鋭部の先端を金の蒸着膜２２７から完全に
露出させるために、遮光性の被覆層２２７をエッチング
して開口部１６を形成している。

【０１４７】この光ファイバの製造方法では、上記第１
のエッチング工程においてフッ酸とフッ酸より軽い液体
との界面で形成したテーパー部２２１の形状に応じてコ
ア１２の先鋭化の形状が決まるため、先鋭部１４の形状
の再現性を向上させることができる。また、この光ファ
イバの製造方法では、上記コーティング工程で形成した
遮光性の被覆層を、開口工程においてエッチングして、
開口部を形成しているため、先鋭部１４の先端を遮光性
の被覆層から完全に露出させて開口部を形成することが
できる。

【０１４８】また、本発明の第２４実施例に係る光ファ
イバの製造方法は、上記第２３実施例と同様に、光ファ
イバの一端をエッチングして、クラッドの外周からコア
の中心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部を形成する先
鋭化工程と、先鋭部の表面に遮光性の素材をコーティン
グして遮光性の被覆層を形成するコーティング工程と、
該コーティング工程により形成された遮光性の被覆層を
エッチングして、先鋭部の先端が露出した開口部を形成
する開口工程とからなる。

【０１４９】この光ファイバの製造方法では、まず、先
鋭化工程において、上記第２３実施例の第１〜第４エッ
チング工程と同様なエッチングを行って、クラッド１３
の外周からコア１２の中心にかけて円錐状に先鋭化した
先鋭部１４を形成した光ファイバ２２５を製造する。

【０１５０】また、この光ファイバの製造方法では、コ
ーティング工程が、第１及び第２コーティング工程から
なり、まず、第１コーティング工程では、上述のように
形成された上記光ファイバ２２５に、アルミニウムを蒸
着して厚さが８００ｎｍ程度の遮光性の被覆層２５を形
成する。

【０１５１】この第１コーティング工程では、上述の図
４４に示すコーティング工程と同様に、真空蒸着装置を
用いて真空中で光ファイバ２２５をその中心軸を中心と
して回転させ、先鋭部２４の斜め下方からアルミニウム
の蒸気２２６を供給して蒸着することにより、遮光性の
被覆層２５を形成している。この遮光性の被覆層２５と
して使用することができる材質は、上記第２３実施例の
コーティング工程と同様に、アルミニウムだけでなく、
遮光性が高く、導電性が高い材質であれば、金、銀、白
金、パラジウム、ニッケル等でもよい。また、この第１
コーティング工程では、遮光性の被覆層２５をアルミニ
ウムの１層の被覆層により形成したが、まず、先鋭部２
４に、例えばクロム、ゲルマニウム、シリコン等のガラ
スに吸着し易い素材をコーティングし、次に、例えば金
等の遮光性の高い素材をコーティングして、２層の被覆
層を形成することにより、剥離強度の高い被覆層を形成
することができる。

【０１５２】ところで、この第２４実施例では、後述す
る第２コーティング工程において、遮光性の被覆層２５
の先端以外の部分に耐腐食性の被覆層２６を形成した
後、エッチングを行って先鋭部２４の先端の遮光性の被
覆層２５を選択的にエッチングするため、必ずしも上述
のように真空蒸着を行って遮光性の被覆層２５を形成す
る必要がない。

【０１５３】このため、この第１コーティング工程にお
けるコーティングは、素材の粒子の直進性が比較的低い
方法であるスパッタリングや、親水化を行った後の無電
界メッキ等のウェットプロセスによって行うことも可能
である。このように、第１コーティング工程におけるコ
ーティングをスパッタリングによって行うと、上述の真
空状着を行った場合と同程度の規模の装置を用いた場合
に一度に処理できる光ファイバの数を増加させることが
でき、製造コストを低減させることができる。

【０１５４】次に、第２コーティング工程では、上述の
図４４に示すコーティング工程と同様に、真空蒸着装置
を用いて真空中で光ファイバ２２５をその中心軸を中心
として回転させ、先鋭部２４の斜め下方から耐腐食性の
素材の蒸気２２６を供給して蒸着することにより、耐腐
食性の被覆層２６を形成する。具体的には、上記図４４
中の角度φを５０°程度として金の蒸気２２６を供給し
て厚さが８０ｎｍ程度の金の蒸着膜を形成して耐腐食性
の被覆層２６とする。この耐腐食性の被覆層２６とし
て、使用することができる材質は、上述のように遮光性
の被覆層２５としてアルミニウムを使用した場合におい
ては、上述の金だけでなく蒸着が容易であって、開口工
程においてエッチングされないものであれば、銀、白金
等でもよい。

【０１５５】このような真空蒸着では、スパッタリング
等によりコーティングを行う場合に比較して金の蒸気２
２６の直進性が高いため、上述のように先鋭部２４に対
して後方から金の蒸気２２６を供給すると、遮光性の被
覆層２５の先端に金の蒸気２２６が回り込まず、遮光性
の被覆層２５の先端に金が付着しない。これにより、例
えば図４７に示すように、遮光性の被覆層２５の先端以
外の部分に耐腐食性の被覆層２６が形成され、遮光性の
被覆層２５の先端が耐腐食性の被覆層２６から露出した
露出部２８が形成される。

【０１５６】最後に、開口工程では、上述のように遮光
性の被覆層２５及び耐腐食性の被覆層２６が形成された
光ファイバ２２５の先端を濃度が０．１％程度のＮａＯ
Ｈ水溶液からなるエッチング液によりエッチングする。

【０１５７】上記耐腐食性の被覆層２６を構成する金
は、ＮａＯＨ水溶液に対して耐腐食性があって溶けず、
上記遮光性の被覆層２５を構成するアルミニウムは、Ｎ
ａＯＨ水溶液に溶けるため、上記露出部２８の遮光性の
被覆層２５ａが選択的にエッチングされる。これによ
り、上記図７に示すように、先鋭部２４の先端が遮光性
の被覆層２５から露出した直径が４０ｎｍ程度の開口部
２７が形成される。

【０１５８】これにより、この光ファイバの製造方法で
は、第２コーティング工程において形成した耐腐食性の
被覆層２６から露出した遮光性の被覆層２５の先端の露
出部２８を、開口工程において選択的にエッチングする
ことにより、遮光性の被覆層２５に容易に開口部２７を
形成することができる。

【０１５９】なお、この開口工程で使用することができ
るエッチング液は、上記第２３実施例の開口工程で用い
るエッチング液と同様に、遮光性の被覆層２５をエッチ
ングすることができ、耐腐食性の被覆層２６をエッチン
グしないものであれば、上記ＮａＯＨ水溶液でなくとも
よい。

【０１６０】また、上記遮光性の被覆層２５及び上記耐
腐食性の被覆層２６を構成する材質は、遮光性の被覆層
２５に比較して耐腐食性の被覆層２６を構成する材質の
開口工程において、使用されるエッチング液に対する耐
性が高ければよく、この条件を満たしていれば開口工程
において露出部２８の遮光性の被覆層２５ａを選択的に
エッチングして開口部２７を形成することができる。

【０１６１】具体的には、上述のように、遮光性の被覆
層２５としてアルミニウムを用い、開口工程のエッチン
グ液をＮａＯＨ水溶液とした場合では、耐腐食性の被覆
層２６として、上述の金以外に、ＮａＯＨ水溶液に耐性
のある銀、白金等の貴金属を使用することができる。

【０１６２】なお、これらの貴金属は、ＮａＯＨ溶液等
のアルカリ溶液あるいは酸性溶液に耐性を有するため、
この光ファイバを上述のフォトン走査トンネル顕微鏡に
用いた場合に、アルカリあるいは酸性の溶液中の試料の
形状を測定する際に、遮光性の被覆層を保護することが
できる。

【０１６３】また、例えば遮光性の被覆層２５として
金、銀、白金等の貴金属を用いる場合では、開口工程の
エッチング液をＫＩ−Ｉ_２水溶液とし、耐腐食性の被覆
層２６として、ＫＩ−Ｉ_２水溶液に耐性のあるＳｉＯ_２
等のシリカ系セラミックあるいはＡｌ_２Ｏ_３等のアルミ
ナ系セラミック等を使用することもできる。

【０１６４】また、本発明の第２５実施例に係る光ファ
イバの製造方法は、図４８に示す処理手順で上述の図８
に示す形状の光ファイバを製造する。この光ファイバの
製造方法では、上述の第２４実施例と同様のテーパー形
成エッチング工程においてクラッド１３にテーパー部を
形成する際に、図４８（Ｂ）に示すように、ある程度テ
ーパー部２３１が形成されてクラッド１３の径が減少し
た径小部２３２が残った状態で、同図（Ｃ）に示すよう
に、光ファイバ１１をさらに長さＬ１だけフッ酸中に突
入してエッチングを継続する。

【０１６５】この場合、光ファイバ１１をフッ酸中に長
さＬ１だけ突入した後、光ファイバ１１がさらにエッチ
ングされるが、テーパー部２３１と径小部２３２が残っ
たままで、クラッド１３径が減少する。そして、径小部
２３２のクラッド１３が溶けきると、図４８（Ｄ）に示
すように、クラッド１３先端のテーパー部２３３と、フ
ッ酸とシリコンオイル等との界面２３０において形成さ
れたテーパー部２３４との間にクラッド１３が径小とな
った径小部２３５が形成される。

【０１６６】具体的には、例えば図４９に光ファイバ１
１を長さＬ１だけフッ酸中に突入するタイミングと、得
られる径小部２３５のクラッド１３径との関係を示すよ
うに、フッ酸中に突入するタイミングを速くすると、径
小部２３５のクラッド１３径を細くすることができる。

【０１６７】このような形状の光ファイバ２３６に、上
述の第２４実施例と同様の先鋭化工程のエッチングを行
うと、テーパー部２３３の先端から露出したコア１２が
先鋭化されて上記図８に示す形状の光ファイバ３０が形
成される。この場合、上記径小部２３５に基づく径小部
３５の径ｄ_１は、上述のテーパー形成エッチング工程の
途中で光ファイバ１１をフッ酸中に突入させるタイミン
グに依存しているため、上述のテーパー形成エッチング
工程において、光ファイバ１１をフッ酸中に突入させる
タイミングを制御することにより、所望の値とすること
ができる。

【０１６８】また、この径小部３５の長さＬ０は、上述
のテーパー形成エッチング工程において、光ファイバ１
１をフッ酸中に突入した長さＬ１から、テーパー部３５
の長さを引いた長さとなっているため、光ファイバ１１
をフッ酸中に突入させる長さＬ１を制御すれば、径小部
３５の長さＬ０を所望の値とすることができる。また、
上述のように形成した光ファイバに上述の第２３あるい
は第２４実施例と同様にコーティング工程及び開口工程
の処理を施して遮光性の被覆層を形成することにより、
上記図９に示す形状の光ファイバ４０を形成することが
できる。

【０１６９】また、本発明の第２６実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２３の実施例の第
１エッチング工程と同様に、光ファイバ１１の一端をフ
ッ酸とフッ酸より比重の軽い液体との界面でエッチング
して、テーパー部２２１を形成する。次に、このような
テーパー部２２１を第２３実施例の第４エッチング工程
と同様な緩衝フッ酸液からなるエッチング液中でエッチ
ングする。

【０１７０】このとき用いるエッチング液は、例えばコ
ア１２とクラッド１３の比屈折率差△ｎが２．５％以上
であるときは、フッ化アンモニウムＮＨ_４Ｆの体積比Ｘ
を１．２５から２０程度とする。

【０１７１】このようなエッチングを行うと、クラッド
１３のエッチング速度がコア１２より速いために、図５
０に示すように、テーパー部２２１の先端から露出した
コア１２が側面からもエッチングされて先鋭化され、突
出部５２が形成される。すなわち、このときのテーパー
部２２１からコア１２が露出する見かけ上のクラッド１
３のエッチング速度は、テーパー部２２１をθ_２とする
と、実際のクラッド２５３のエッチング速度Ｒ_ｃｌａｄ
の１／｛ｓｉｎ（θ_２／２）｝倍になる。したがって、
コア１２の先鋭角θ_１は、 ｓｉｎ（θ_１／２）＝ｓｉｎ（θ_２／２）×（Ｒ
_ｃｏｒｅ／Ｒ_ｃｌａｄ） となり、上記第２３実施例の場合と比較して突出部５２
の先端のコア１２の先鋭角θ_１を小さくすることができ
る。このようなエッチングにおいて、フッ化アンモニウ
ムＮＨ_４Ｆの体積比Ｘを増加させると、例えば図５１に
示すように、Ｘの増加にしたがって突出部５２の先鋭角
θ_１が小さくなる。

【０１７２】次に、上記第２３あるいは第２４実施例と
同様に、突出部５２の表面に遮光性の被覆層５３を形成
した後、遮光性の被覆層５３をエッチングして開口部５
４を形成することにより、上記図１０に示す形状の光フ
ァイバ５０が形成される。

【０１７３】このため、このような光ファイバの製造方
法では、突出部５２のコア１２の先鋭角θ_１を小さくす
ることができ、検出感度を向上させた光ファイバを製造
することができる。

【０１７４】また、本発明の第２７実施例に係る光ファ
イバの製造方法は、上記第２３実施例の第１エッチング
工程と同様に、図５２（Ａ）に示す光ファイバ１１の一
端２２０をフッ酸とフッ酸より比重の軽い液体との界面
で２１分程度エッチングして、同図（Ｂ）に示すよう
に、テーパー部２２１を形成する。この際、テーパー部
２２１の先端にコア１２が残った状態でエッチングを終
了する。

【０１７５】次に、このようにテーパー部２２１を形成
した光ファイバ１１を、上記フッ化アンモニウムＮＨ_４
Ｆの体積比Ｘを２程度としたエッチング液中で、１０〜
１５分程度エッチングする。このとき、コア１２は、側
面からエッチングされるが、完全に溶け切る直前でエッ
チングを終了することにより、テーパー部２２１から突
出したコア１２の先端が先鋭化されて突出部５２が形成
される。この突出部５２は、コア１２の先端の先鋭角θ
_１が１０°から１５°程度に小さくなるが、過渡的なエ
ッチング状態であるため先鋭角θ_１の制御はできない。
しかしながら、先鋭角を小さくすることができるととも
に、先鋭化工程を簡略化して製造コストを低減させるこ
とができる。

【０１７６】また、このような形状の光ファイバを上述
の第２３実施例あるいは第２４実施例のコーティング工
程以降の処理に用いることもできる。

【０１７７】また、本発明の第２８実施例に係る光ファ
イバの製造方法は、上述の図１２に示す光ファイバ６０
を製造する方法であって、コア１２とクラッド１３から
なる光ファイバ１１の一端をエッチングしてクラッド１
３の厚さを薄くして径小部６４を形成する第１エッチン
グ工程と、径小部６４の先端をエッチングすることによ
りコア１２を先鋭化して突出部６５を形成する第２エッ
チング工程と、突出部６５の表面に遮光性の被覆層６６
を形成する第１コーティング工程と、遮光性の被覆層６
６の先端以外の部分の表面に耐腐食性の被覆層６７を形
成する第２コーティング工程と、突出部６５の先端の遮
光性の被覆層６６をエッチングして突出部６５の先端が
遮光性の被覆層６６から露出した開口部６８を形成する
開口工程とからなる。

【０１７８】この光ファイバの製造方法では、まず、図
５３に示す第１及び第２エッチング工程において、同図
（Ｃ）に示す径小部６４と突出部６５とを有する形状の
光ファイバ２４５を製造し、策１及び第２コーティング
工程において、この光ファイバ２４５の突出部６５に上
述の遮光性の被覆層６６及び耐腐食性の被覆層６７を形
成し、開口工程において、開口部６８を形成するように
なっている。

【０１７９】以下、クラッド１３径ｄ_０が１２５μｍで
コア１２径ｄ_ｃが３．４μｍでコア１２中に酸化ゲルマ
ニウムＧｅＯ_２を添加した光ファイバ１１を用いた場合
について説明する。なお、この光ファイバ１は、コア２
に添加するＧｅＯ_２のコア２の中心部の密度が高く、コ
ア２の外周部の密度が低い状態となるように密度分布を
持たせてある。

【０１８０】まず、第１エッチング工程において、図５
３（Ａ）に示す光ファイバ１１の一端２４０を、濃度４
０重量％のフッ化アンモニウム水溶液と濃度５０重量％
のフッ酸と水からなる体積比がＸ：１：Ｙ（Ｙ＝任意）
の緩衝フッ酸液であって、フッ化アンモニウムＮＨ_４Ｆ
の体積比Ｘが１．７程度である緩衝フッ酸液をエッチン
グ液として用いて７０〜８０分程度エッチングを行う。

【０１８１】これにより、例えば同図（Ｂ）に示すよう
に、エッチング液に接触しているクラッド１３がエッチ
ングされて径小部６４が形成される。この径小部６４の
径ｄ _２は、エッチング液中のＮＨ_４ Ｆの体積比Ｘ、エ
ッチング時間を可変することにより制御することができ
る。また、径小部６４の長さは、光ファイバ１１のエッ
チング液中に浸漬する部分の長さを調節することによっ
て可変することができる。

【０１８２】次に、第２エッチング工程において、フッ
化アンモニウムＮＨ_４Ｆの体積比Ｘが１．７より大きい
緩衝フッ酸液をエッチング液として用いてエッチングを
行う。具体的には、温度が２３°のときに、体積比Ｘが
５乃至１０程度のエッチング液を使用し、体積比Ｘが５
のエッチング液を使用した場合では６０分程度、体積比
Ｘが１０のエッチング液を使用した場合では１２０分程
度のエッチングを行う。この第２エッチング工程で用い
るエッチング液は、フッ化アンモニウムＮＨ_４Ｆの体積
比Ｘが５乃至１０であるため、クラッド１３のエッチン
グ速度がコア１２のエッチング速度より速い。

【０１８３】このようなエッチングを行うと、コア１２
のエッチング速度がクラッド１３より速いため、エッチ
ングが進行すると、クラッド１３が先にエッチングされ
てコア１２が徐々に突出する。このクラッド１３から突
出したコア１２は側面からもエッチングされるため、図
５４に示すように、エッチングが進行するにしたがっ
て、クラッド１３から露出したコア１２が円錐状に先鋭
化される。

【０１８４】これにより、図５３（Ｃ）に示すように、
径小部６４の先端のクラッド１３からコア１２が突出し
た突出部６５が形成される。

【０１８５】また、この光ファイバは、上述のようにコ
ア１２の中心部ＧｅＯ_２の密度が高いため、コア１２の
中心部のエッチング速度が若干低く、コア１２の周辺部
になるに連れてエッチング速度が高くなる。これによ
り、突出部６５のコア１２の周辺部が先にエッチングさ
れてコア１２の先端が先細り状となって突出部６５が円
錐状に先鋭化される。

【０１８６】この場合、先鋭化される突出部６５の先端
角θ_１は、酸化ゲルマニウムＧｅＯ _２のコア１２中の分
布とエッチング液中のフッ化アンモニウムＮＨ_４Ｆの体
積比Ｘに依存する。このときの突出部６５の先鋭角θ_１
は、上述の第２３実施例と同様に、コア１２とクラッド
１３のエッチング速度に応じて法まり、フッ化アンモニ
ウムＮＨ_４Ｆの体積比Ｘを変化させると、上記図４１に
示すように変化する。例えばフッ化アンモニウムＮＨ_４
Ｆの体積比Ｘが５のエッチング液を使用した場合では、
エッチング時間、コア１２中のＧｅＯ_２の密度分布等に
もよるが、先端角θ_１を２０度程度とすることができ
る。また、このエッチングでは、コア１２中に添加した
酸化ゲルマニウムＧｅＯ_２の分布に依存して突出部６５
の形状が法定されるため再現性が高く、対称性のよい円
錐形状を形成することができる。

【０１８７】また、コア１２中の分布が一定となるよう
に酸化ゲルマニウムＧｅＯ_２が添加され、コア１２とク
ラッド１３の屈折率がステップ状に変化するシングルモ
ードファイバを用いても上述の図５３（Ｃ）に示すよう
な形状の光ファイバを形成することもできる。

【０１８８】この場合は、上述のようにコア１２に添加
するＧｅＯ_２に密度分布を持たせた光ファイバを使用し
た場合と異なり、ＧｅＯ_２に密度分布に基づく突出部６
５の先鋭化は期待できない。しかしながら、コア１２と
クラッド１３のエッチング速度の比に応じた先鋭化が行
われ、例えばクラッド１３径が１２５μｍでコア１２の
径が８μｍ程度とされたシングルモードファイバに、上
述の第２エッチングにおいて使用したエッチング液と同
様な組成で、ＮＨ_４Ｆの体積比Ｘが１０程度であるエッ
チング液を用いて、温度が２５°の条件で、３時間１５
〜２０分程度のエッチングを行った場合においても、突
出部６５の先鋭角θ_１が若干大きく（１０５°程度）な
るが、上述の第２エッチング工程と同様に円錐状に先鋭
化された突出部６５が形成される。また、この場合で
は、使用できるエッチング液中のＮＨ_４Ｆの体積比Ｘ
は、上述の１０以外でも突出部６５の先鋭化を行うこと
ができる。なお、このシングルモードファイバを使用し
た場合においても、上述の第１エッチング工程と同様な
エッチングを行うことにより、径小部６４を形成でき
る。

【０１８９】また、石英ＳｉＯ_２からなるコア１２と、
フッ素Ｆを添加した石英ＳｉＯ_２からなるクラッド１３
を有するシングルモードファイバを用いても、突出部６
５の先鋭角が７７°程度であるが、上述の図５３（Ｃ）
に示すような形状の光ファイバを形成することもでき
る。

【０１９０】このような光ファイバを用いた場合には、
例えばフッ化アンモニウムＮＨ_４Ｆの体積比Ｘを１．７
程度とした比較的エッチング速度が速いエッチング液を
用いることにより、１回のエッチングで径小部６４の形
成と、突出部６５の先鋭化を行うことができ、１回のエ
ッチングで上記第１及び第２エッチング工程の処理を行
うことができる。このため、製造工程を簡略化すること
ができ、製造コストを低減することができる。

【０１９１】次に、第１及び第２エッチング工程及び開
口工程について説明する。第１コーティング工程では、
図５５に示すように、上述の第１及び第２エッチング工
程によって形成された光ファイバ２４５に、突出部６５
の上方向から金の蒸気を供給する。これにより、図５６
に示すように突出部６５の表面に金からなる４００ｎｍ
程度の膜厚の遮光性の被覆層６６が形成される。

【０１９２】この遮光性の被覆層６６として使用するこ
とができる材質は、上記第２３実施例のコーティング工
程と同様に、アルミニウムだけでなく、遮光性が高く、
開口工程においてエッチングできるものであれば、金、
銀、白金などでもよい。また、この第１コーティング工
程では、遮光性の被覆層６６をアルミニウムの１層の被
覆層により形成したが、まず、突出部６５に、例えばク
ロム、ゲルマニウム、シリロン等のガラスに吸着し易い
素材をコーティングし、次に、例えば金等の遮光性の高
い素材をコーティングして、２層の被覆層を形成するこ
とにより、剥離強度の高い遮光性の被覆層６６を形成す
ることができる。なお、この第１コーティング工程にお
けるコーティングは、遮光性の被覆層６６を形成するこ
とができれば、蒸着だけではなく、スパッタリングある
いは親水化処理を行った後、無電界メッキを行う等の粒
子の直進性が比較的低い方法によっても行うことができ
る。

【０１９３】この第１コーティング工程におけるコーテ
ィングをスパッタリングによって行うと、真空蒸着を行
った場合に比較して、同程度の規模の装置を用いた場合
に一度に処理できる光ファイバの数を増加させることが
でき、製造コストを低減させることができる。

【０１９４】また、第２コーティング工程では、上述の
第１コーティング工程において遮光性の被覆層６６を形
成した光ファイバ２４５を合成樹脂を溶かした溶剤に浸
漬した後、溶剤から引き上げる。具体的には、合成樹脂
を溶かした溶剤としては、市販のアクリル塗料を使用し
た。

【０１９５】溶剤から引き上げられると、突出部６５の
遮光性の被覆層６６に付着した溶剤が表面張力によっ
て、径小部６４側に引き寄せられ、突出部６５の先端の
遮光性の被覆層６６が溶剤から露出する。ここで、合成
樹脂を溶かしておく溶剤は、溶剤から引き上げた際に、
表面張力によって突出部６５の先端の遮光性の被覆層６
６が溶剤から露出する程度に粘性が低いものであればよ
い。また、合成樹脂は、開口工程で使用されるエッチン
グ液によりエッチングされないものであればよい。

【０１９６】そして、溶剤が蒸発すると遮光性の被覆層
６６の表面には、合成樹脂が残り、図５７に示すよう
に、突出部６５の先端の遮光性の被覆層６６が合成樹脂
性からなる耐腐食性の被覆層６７から露出した露出部６
９が形成される。

【０１９７】ここで、上記合成樹脂を溶かした溶剤の粘
性が高い場合には、突出部６５の先端の遮光性の被覆層
６６が耐腐食性の被覆層６７から露出しない場合があ
る。しかしながら、耐腐食性の被覆層６７の先端の厚さ
が薄くなるため、耐腐食性の被覆層６７を全体的にエッ
チングすることにより、遮光性の被覆層６６の先端が露
出した露出部６９を形成することができる。このとき使
用するエッチング液は、ＮａＯＨ等のアルカリ溶液ある
いは希塩酸等の酸を用いることができる。

【０１９８】次に、開口工程として、上述のように突出
部６５の表面に遮光性の被覆層６６及び耐腐食性の被覆
層６７が形成された光ファイバ２４５を、ヨウ化カリウ
ムＫＩ−Ｉ_２水溶液あるいはシアン化カリウム水溶液な
どから成るエッチング液によりエッチングする。

【０１９９】上記耐腐食性の被覆層６７を構成する合成
樹脂は、ＫＩ−Ｉ_２水溶液に対して耐腐食性があり、上
記遮光性の被覆層６６を構成する金は、ＫＩ−Ｉ_２水溶
液に溶けるため、このエッチングにより、上記露出部６
９から露出した遮光性の被覆層６６が選択的にエッチン
グされ、上記図１２に示すように、上記突出部６５の先
端が遮光性の被覆層６６から露出した開口部６８が形成
される。

【０２００】具体的には、上述のコア１２中に添加した
ＧｅＯ_２に密度分布を持たせた光ファイバを使用し、突
出部６５の先鋭角が２０°で金を４００ｎｍ程度コーテ
ィングした光ファイバ２４５を、ＫＩとＩ_２と水の重量
比が、２０：１：１００の比率となっているＫＩ−Ｉ_２
溶液を、水で１００倍程度に希釈したものをエッチング
液として、１〜３分程度エッチングしたところ、３０ｎ
ｍ程度の開口部６８が得られた。

【０２０１】また、上述のシングルモードファイバを使
用し、先鋭角が１０５°程度で、金を１５０ｎｍ程度コ
ーティングした光ファイバ２４５を、ＫＩとＩ_２と水の
重量比が、２０：１：４００の比率となっているＫＩ−
Ｉ_２溶液を、水で５０倍程度に希釈したものをエッチン
グ液として、５分程度エッチングしたところ、１００ｎ
ｍ程度の開口部６８が得られた。

【０２０２】なお、この開口工程で使用することができ
るエッチング液は、上述の第２３実施例の開口工程と同
様に、遮光性の被覆層６６をエッチングすることがで
き、耐腐食性の被覆層６７をエッチングしないものであ
ればよい。このようなエッチング液を用いることによ
り、上述と同様に、開口工程において露出部６９の遮光
性の被覆層６６を選択的にエッチングして開口部６８を
形成することができる。また、プラズマエッチング等に
よるドライエッチングによっても可能である。

【０２０３】この光ファイバの製造方法では、開口工程
において、突出部６５の遮光性の被覆層６６をエッチン
グする際に、耐腐食性の被覆層６７が形成されていない
突出部の先端の露出部６９の遮光性の被覆層６６を選択
的にエッチングすることができ、容易に開口部６８を形
成することができる。

【０２０４】また、本発明の第２９実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、光ファイバをエッチングし
て図５８（Ｅ）に示す形状の光ファイバ２５３を形成
し、該光ファイバ２５３に上述の第２８実施例の第１コ
ーティング工程以降の処理と同様の処理を行って上述の
図１３に示す光ファイバ７０を製造する。

【０２０５】すなわち、この光ファイバの製造方法で
は、まず、図５８（Ａ）に示す光ファイバ１１の一端２
５０をフッ酸とフッ酸より比重の軽い液体、例えばスピ
ンドルオイル、シリコンオイル等との界面で、例えば２
５分から３０分間程度エッチングする。

【０２０６】フッ酸とスピンドルオイル又はシリコンオ
イル等との界面付近では、上述のようにメニスカスが形
成され、このメニスカスの高さは、クラッド１３がエッ
チングされるにしたがって低くなるために、クラッド１
３が先細り状にエッチングされ、図５８（Ｂ）に示すよ
うにクラッド１３にテーパー部７１が形成される。

【０２０７】次に、上述のように形成されたテーパー部
７１をフッ酸により、例えば２分から３分間程度エッチ
ングする。フッ酸中ではコア１２のエッチング速度がク
ラッド１３より速いため、このエッチングによって、図
５８（Ｃ）に示すように、コア１２がテーパー部７１の
クラッド１３の先端に対して窪んだ凹部２５１が形成さ
れる。

【０２０８】さらに、テーパー部７１を、フッ化アンモ
ニウムＮＨ_４Ｆの体積比Ｘが１．７程度で、水の体積比
Ｙが１のである緩衝フッ酸液からなるエッチング液で、
例えば９０分程度エッチングする。このとき、３０分程
度エッチングした段階で、図５８（Ｄ）に示すように、
コア１２の先端とテーパー部７１の先端が平坦となる平
坦部２５２が形成される。そして、さらにエッチングを
続けると、上述のような組成のエッチング液中ではコア
１２のエッチング速度に対してクラッド１３のエッチン
グ速度が速いため、図５８（Ｅ）に示すように、クラッ
ド１３が先にエッチングされて平坦部７４が形成され、
コア１２が平坦部７４のクラッド１３から突出し、先端
が円錐状に先鋭化された突出部７５が形成される。

【０２０９】次に、このような形状の光ファイバ２５３
に、上述の第２８実施例と同様の第１及び第２コーティ
ング工程と開口工程の処理を行うことにより、遮光性の
被覆層及び開口部を形成すると、上述の図１３に示す形
状の光ファイバ７０が形成される。

【０２１０】また、本発明の第３０実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例と同様
の第１及び第２エッチング工程の処理を行って、上述の
図５３（Ｃ）に示す形状の光ファイバ２４５を形成す
る。次に、コーティング工程において、突出部６５の表
面に遮光性の被覆層６６を形成し、感光体層形成工程に
おいて、遮光性の被覆層６６の表面に感光体層を形成
し、露光工程において、エバネッセント光により感光体
層の先端のみを選択的に露光し、露出部形成工程におい
て、露光した感光体層を除去して感光体層の先端に露出
部を形成する。そして、開口工程において、感光体層の
先端に形成された露出部より露出した遮光性の被覆層６
６をエッチングすることにより上記突出部６５の先端が
遮光性の被覆層６６から露出した開口部８７を形成した
後、感光体層除去工程において、突出部６５の表面の感
光体層を除去して上述の図１４に示す形状の光ファイバ
８０を製造するようになっている。

【０２１１】上記コーティング工程では、イオンスパッ
タ装置を用いて、上述の第１及び第２エッチング工程に
より形成された光ファイバ２４５の突出部６５に、突出
部６５の先端方向から金の粒子を供給する。これによ
り、上述の図５６に示すように、突出部６５の表面に厚
さが２００ｎｍ程度の金の層からなる遮光性の被覆層６
６が形成される。この遮光性の被覆層６６の厚さは、コ
ーティングを行う時間を可変することによって制御する
ことができる。また、この遮光性の被覆層６６として使
用することができる材質は、金だけでなく、上記第２３
実施例のコーティング工程と同様に、遮光性が高く、開
口工程においてエッチングできるものであれば、アルミ
ニウム、銀、白金などでもよい。

【０２１２】また、あるいは、このコーティング工程に
おいて、図５９に示すように、真空中で突出部６５の先
端に対して斜め上方から、金の蒸気２４７を供給して真
空蒸着を行って遮光性の被覆層６６を形成してもよい。
この場合は、突出部６５の表面に均一に蒸着を行うため
に、光ファイバ２４５をその中心軸を中心として回転さ
せながら蒸着を行う。また、このコーティング工程にお
いて、まず、クロム、ゲルマニウム、シリコン等のガラ
スに吸着し易い素材を突出部６５にコーティングした
後、金等の遮光性の高い素材をコーティングすることに
よって、遮光性の被覆層６６を２層として剥離強度の高
い被覆層を形成することができる。

【０２１３】なお、このコーティング工程におけるコー
ティングは、遮光性の被覆層６６を形成することができ
れば、上述のスパッタリング、蒸着だけではなく、無電
界メッキ等の方法によっても行うことができる。

【０２１４】このコーティング工程において、上述のよ
うにスパッタリングによってコーティングを行うと、真
空蒸着を行った場合に比較して、同程度の規模の装置を
用いた場合に一度に処理できる光ファイバの数を増加さ
せることができ、製造コストを低減させることができ
る。

【０２１５】次に、感光体層形成工程では、上述のコー
ティング工程において遮光性の被覆層６６を形成した光
ファイバ２４５の突出部６５に感光体を付着させて感光
体層を形成する。この感光体層を形成する感光体として
は、いわゆるフォトレジストを使用する。そして、図６
０に示すように、フォトレジストが充填された注射器を
微動台に固定し、フォトレジストを押し出して注射器の
針２５５の先端にフォトレジストの滴２５６を垂下させ
る。

【０２１６】次に、垂下したフォトレジストの滴２５６
の下方に、突出部６５が上となるように光ファイバ２４
５を固定する。そして、図６０中に実線矢印で示すよう
に、垂下したしたフォトレジストの滴２５６が落ちない
ように、微動台を静かに操作しながら注射器を下方に移
動させてフォトレジストの滴２５６を突出部６５に接触
させる。そして、フォトレジストを付着させた後、同図
中に波線矢印で示すように、再び注射器を上方に移動さ
せる。これにより、突出部６５の遮光性の被覆層６６の
表面にフォトレジストが付着し、このフォトレジストを
乾燥させること、図６１に示すように、突出部６５の表
面に形成した遮光性の被覆層６６の表面に感光体層８８
が形成される。

【０２１７】この感光体層８８の先端部分の厚さは、フ
ォトレジストの粘度と径小部６４の径によって決まる。
粘度が５０ｍＰａ・ｓであるフォトレジストを使用し
て、径小部６４の径を３０μｍ、２０μｍ、１５μｍに
変化させた場合に、先鋭部５５に付着されるフォトレジ
スト層の断面形状を調べたところ、図６２（ａ）、同図
（ｂ）及び同図（ｃ）に示す結果が得られた。

【０２１８】すなわち、径小部６４の径が大きくなる
と、感光体層８８の先端部分の厚さが厚くなり、逆に径
小部６４の径が小さくなると、感光体層８８の先端部分
の厚さが薄くなる。例えば図６２（ｂ）に示す径小部６
４の径が２０μｍである場合は感光体層８８の先端部分
の厚さは１００ｎｍであり、同図（ｃ）に示す径小部６
４の径が１５μｍである場合は感光体層８８の先端部分
の厚さは３５ｎｍであった。

【０２１９】また、この感光体層８８の先端部分の厚さ
は、フォトレジストの粘度が高くなると厚くなり、フォ
トレジストの粘度が低くなると薄くなる。また、この感
光体層８８の厚さは、遮光性の被覆層６６の厚さによっ
ても変化し、遮光性の被覆層６６が厚くなって、径小部
６４の先端と突出部６５とがより平坦な形状に近づく
と、フォトレジストが付着しやすくなって、感光体層８
８の厚さが増加する。

【０２２０】径小部６４の径は、上述したように、第１
エッチング工程のエッチング時間を可変することによっ
て制御することができるため、第１エッチング工程のエ
ッチング時間を可変することにより、感光体層８８の先
端部分を所望の厚さとすることができる。あるいは、コ
ーティング時間を制御することにより、遮光性の被覆層
６６の厚さを制御しても同様に感光体層８８の先端部分
を所望の厚さとすることができる。

【０２２１】また、以上の説明では、フォトレジストに
より感光体層８８を形成した例を示したが、感光体層８
８を形成する素材は、感光性を有し、開口工程で使用さ
れるエッチング液によりエッチングされないものであれ
ば特に限定されない。また、上述の説明では、フォトレ
ジストを充填した注射器を移動させて、突出部６５にフ
ォトレジストを付着させているが、光ファイバ２４５を
移動してフォトレジストを付着させてもよい。

【０２２２】次に、露光工程では、感光体層８８の先端
のみをエバネッセント光により選択的に露光する。具体
的には、図６３に示すように、プリズム２５７にＨｅ−
Ｃｄレーザ等のレーザ光２５８を全反射角以上の角度で
入射してエバネッセント光の場２５８を形成する。すな
わち、全反射角以上で入射したレーザ光２５８は、プリ
ズム２５７と空気との界面２５７ａで反射されるが、プ
リズム２５７の表面からレーザ光２５８の波長程度の距
離の領域には、エバネッセント光の場２５９が形成され
る。

【０２２３】次に、このようにエバネッセント光の場２
５９が形成されたプリズム２５７の表面に感光体層８８
が形成された光ファイバ２４５を接近させる。

【０２２４】エバネッセント光の場２５９におけるエバ
ネッセント光の強度は、プリズム２５７の表面からの距
離が増加するに従って指数関数的に減少するようになっ
ている。このため、プリズム２５７の表面と光ファイバ
２４５の先端の間の距離Ｒｅをレーザ光２５８の波長程
度以下とした場合、突出部６５先端でのエバネッセント
光の光強度は、突出部６５の基端での光強度に対して非
常に強くなり、感光体層８８の先端のみに光が当たって
いる状態と等価となり、感光体層８８の先端がエバネッ
セント光によって露光され、上記図６３に示すように、
感光体層８８の先端に露光部８８ａが形成される。

【０２２５】このように露光を行うためには、突出部６
５の先端をレーザ光２５８の波長程度以下の精度でプリ
ズム２５７表面に接近させる必要がある。このため、こ
の露光工程では、図６４に示すような構成の原子間力顕
微鏡を用いて、光ファイバ２４５とプリズム２５７の位
置の制御を行っている。

【０２２６】すなわち、この原子間力顕微鏡は、その固
有振動数で振動させた光ファイバ２４５とプリズム２５
７表面との間に働く原子間力を検出して、光ファイバ２
４５の先端とプリズム２５７との間の距離を測定するよ
うになっており、原子間力に基づく光ファイバ２４５の
振動の振幅を検出する変位検出部と、光ファイバ２４５
及びプリズム２５７を移動させる駆動部と、変位検出部
により検出された光ファイバ２４５の振動の振幅に応じ
て駆動部等の制御を行う制御部等を備えている。

【０２２７】変位検出部は、レーザダイオード２６０に
よって発生したレーザ光をレンズ２６１によって平行光
線とし、変位検出光としてミラー２６２によって反射さ
せて光ファイバ２４５の側面に照射し、光ファイバ２４
５によって散乱された変位検出光を光ファイバ２４５に
対してミラー２６２と対向して設けられたスリット２６
３を介してフォトダイオード２６４で受光し、このフォ
トダイオード２６４の出力をアンプ２６５で増幅した
後、ロックインアンプ２６６で検出する。

【０２２８】ここで、圧電素子等を用いて固有振動数で
振動させた光ファイバ２４５をプリズム２５７表面に接
近させる際に、光ファイバ２４５の先端とプリズム２５
７の表面との距離が１０ｎｍ以下程度となると、光ファ
イバ２４５の先端とプリズム２５７の表面との距離に応
じて原子間力が働き、光ファイバ２４５の振幅が減少す
る。この光ファイバ２４５の振幅は、例えば図６５に示
すように、光ファイバ２４５の先端とプリズム２５７の
表面の距離が１０ｎｍ以下程度となると急激に減少す
る。

【０２２９】このように光ファイバ２４５の振幅が変化
すると、フォトダイオード２６４の出力の振幅が変化す
る。そして、ロックインアンプ２６６は、アンプ２６５
を介して供給されるフォトダイオード２６４の出力の振
幅を検出して光ファイバ２４５の振幅を求め、光ファイ
バ２４５とプリズム２５７の表面との距離を検出する。

【０２３０】制御部２６７は、上述の変位検出部で検出
した光ファイバ２４５の先端とプリズム２５７の表面と
の距離に基づいて駆動部の動作を制御する。駆動部で
は、ＰＺＴ駆動部２６８が、制御部２６７からの制御に
基づいて光ファイバ２４５か固定されたＰＺＴ２６９ａ
とプリズム２５７が固定されたＰＺＴ２６９ｂを駆動す
る。これにより、変位検出部によって検出された光ファ
イバ２４５の先端とプリズム２５７の表面との距離に応
じて、ＰＺＴ２６９ａ、２６９ｂが駆動され、光ファイ
バ２４５の先端とプリズム２５７の表面との距離がレー
ザ光２５８の波長程度に保持される。なお、光ファイバ
２４５は、露光終了後に取り外す必要があるため、光フ
ァイバ２４５に付設された磁石ｍ１によって、ＰＺＴ２
６９ａに設けられた磁石ｍ２に固定されている。このよ
うに、磁石ｍ１、ｍ２によって光ファイバ２４５を固定
しているため、光ファイバ２４５の交換が容易となる。

【０２３１】このような状態で、レーザ光源２７０で発
生したレーザ光２５８をミラー２７１によって反射さ
せ、シャッタ２７２を介してプリズム２５７に入射する
と、上述したようにプリズム２５７の表面に、エバネッ
セント光の場２５９が形成され、感光体層８８の先端に
露光部８８ａが形成される。

【０２３２】次に、露出部形成工程では、上述の露光工
程で露光された感光体層８８の露光部８８ａを除去し
て、図６６に示すように、感光体層８８の先端に露出部
８９を形成する。すなわち、感光体層８８を形成するフ
ォトレジストは、有機系アルカリ溶液等からなる現像液
により現像すると露光部８８ａが除去され、図６７に示
すように、感光体層８８の先端から遮光性の被覆層６６
が露出した露出部８９が形成される。

【０２３３】なお、この図６７は、上述の第１エッチン
グ工程において、フッ化アンモニウム水溶液とフッ酸と
水の比率を１．７：１：１とした緩衝フッ酸液をエッチ
ング液として７８分程度エッチングした後、フッ化アン
モニウム水溶液とフッ酸と水の比率を１０：１：１とし
た緩衝フッ酸液をエッチング液として１２０分程度エッ
チングし、２００ｎｍ程度の厚さに金をコーティング
し、フォトレジスト層を形成した後、プリズム２５７に
入射するレーザ光のパワーを０．２５ｍＷとし、０．１
２５秒の露光を行った後、３０秒の現像を行った場合の
形状を示している。

【０２３４】次に、開口工程では、上述の露出部形成工
程において露出部８９が形成された光ファイバ２４５を
エッチングして、突出部６５の先端が遮光性の被覆層６
６から露出した開口部８７を形成する。具体的には、ヨ
ウ化カリウムＫＩ−Ｉ_２水溶液あるいはシアン化カリウ
ム水溶液等をエッチング液として遮光性の被覆層６６を
形成する金をエッチングする。感光体層８８を構成する
フォトレジストは、ＫＩ−Ｉ_２水溶液に対して耐腐食性
があり、遮光性の被覆層６６を構成する金は、ＫＩ‐Ｉ
_２水溶液に溶けるため、このようなエッチングを行うこ
とにより、上記露出部８９から露出した遮光性の被覆層
６６が選択的にエッチングされ、突出部６５の先端が遮
光性の被覆層６６から露出した開口部８７が形成され
る。

【０２３５】なお、この開口工程で使用することができ
るエッチング液は、上記第２３実施例の開口工程と同様
に、遮光性の被覆層６６をエッチングすることができ、
感光体層８８をエッチングしないものであれば、例えば
王水、ヨウ素あるいは臭素等のハロゲン溶液等を使用し
てもよく、あるいは、プラズマエッチング等のドライエ
ッチングを使用しても、開口工程において露出部８９か
ら露出した遮光性の被覆層６６を選択的にエッチングし
て開口部８７を形成することができる。

【０２３６】最後に、感光体層除去工程において、光フ
ァイバ２４５の表面の感光体層８８を除去すると、上述
の図１４に示す構造の光ファイバ８０が形成される。こ
の光ファイバ８０の開口部８７の直径は、光ファイバ８
０の先端の顕微鏡写真を図１５に示すように、５０ｎｍ
程度となっている。

【０２３７】なお、上記図１４に示す光ファイバ８０
は、コア１２中に添加したＧｅＯ_２に密度分布を持たせ
た光ファイバを使用し、突出部８５の先鋭角が２０度
で、金を２００ｎｍ程度コーティングした光ファイバ２
４５を、ＫＩとＩ_２と水の重量比が、２０：１：４００
の比率となっているＫＩ−Ｉ_２水溶液を水で５０倍程度
に薄めた水溶液をエッチング液として、１０分程度エッ
チングしたものである。また、この感光体層除去工程の
処理を行わず、遮光性の被覆層６６の表面に感光体層８
８を残したままとしてもよい。

【０２３８】この第３０実施例の光ファイバの製造方法
では、露光工程において、エバネッセント光を用いて感
光体層８８の先端のみを露光しているため、従来の通常
の光を用いて露光を行った場合に比して微小な領域のみ
を露光させることができる。また、この光ファイバの製
造方法では、露出部形成工程において、露光された感光
体を除去して露出部８９を形成した後、開口工程におい
て、突出部６５の遮光性の被覆層６６をエッチングする
だけで、露出部８９から露出した遮光性の被覆層６６を
選択的にエッチングすることができ、容易に微小な開口
部８７を形成することができる。このため、光ファイバ
の製造が容易となり、製造コストを低減させることがで
きる。

【０２３９】ところで、上述の第２８実施例による開口
部の形成では、合成樹脂を溶かした溶剤の表面張力によ
り露出した突出部６５の先端の遮光性の被覆層６６をエ
ッチングして開口部６８を形成しているために、適用対
象が突出部６５の基端に径小部６４を有する形状の光フ
ァイバに限定される。これに対し、この第３０実施例で
は、エバネッセント光によって露光された感光体層８８
の露光部８８ａを除去して形成された露出部８９から露
出した遮光性の被覆層６６をエッチングして開口部８７
を形成しているため、上述の図５３（Ｃ）に示す形状の
光ファイバ２４５だけでなく、上記図３８（Ｅ）に示す
ようなクラッドの外周からコア１２の中心にかけて先鋭
化した先鋭部１４を有する形状の光ファイバの先端にも
開口部を形成することができる。

【０２４０】また、本発明の第３１実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２９あるいは第３
０実施例と同様な第１及び第２エッチング工程と、コー
ティング工程と、感光体層形成工程と、露光工程と、露
出部形成工程と、開口工程の処理を行って、図１４に示
す光ファイバの表面に耐腐食性の被覆層６７あるいは感
光体層８８か残存した状態の光ファイバを形成する。

【０２４１】次に、ピット形成工程において、図６８に
示すように、開口工程までで形成された開口部８７から
露出した突出部６５を緩衝フッ酸液によりエッチングす
る。このとき、遮光性の被覆層６６を形成する金は、緩
衝フッ酸液によってエッチングされず、開口部８７から
露出した突出部の先端５５ａが選択的にエッチングさ
れ、図６９に示すように、突出部６５の先端が遮光性の
被覆層６６の先端に対して陥没したピット９３が形成さ
れ、ピット９３の先端に開口部９１が形成される。

【０２４２】なお、このピット形成工程においては、必
ずしも感光体層８８を残しておく必要はないが、上記コ
ーティング工程によって形成された遮光性の被覆層６６
にクラック等があると、このクラック等からエッチング
液が浸透して、先鋭部５５をエッチングする虞があるた
め、上述のように感光体層８８を除去せずピット形成工
程のエッチングを行っている。

【０２４３】次に、上述のピット形成工程において形成
したピット９３に色素あるいは試薬等の周囲の環境に応
じて光学特性が変化する物質を付着させる。具体的に
は、色素等を含ませた溶剤等に光ファイバの先端を浸
し、ピット９３に溶剤を付着させた後、感光体層８８の
表部の溶剤を除去する。これにより、図７０に示すよう
に、ピット９３中に色素等の物質９２が付着され、この
後、遮光性の被覆層６６の表面の感光体層８８を除去す
ると、上述の図１６に示す形状の光ファイバ９０が形成
される。

【０２４４】あるいは、遮光性の被覆層６６の表部の感
光体層８８を除去した後にピット９３に色素あるいは色
素を混合した溶剤等の物質を付着させても、同様にピッ
ト９３中に色素等の物質９２を付着させた光ファイバ９
０を形成することができる。

【０２４５】これにより、この光ファイバの製造方法で
は、遮光性の被覆層６６から突出部６５のコアが陥没し
たピット９３に、周囲の環境を検出するための物質を付
着させることができ、色素等の周囲の環境を検出する物
質の剥離強度を向上させ、耐久性を向上させた光ファイ
バを容易に製造することができる。

【０２４６】また、上述したように光ファイバ９０の開
口部９１の径が５０ｎｍとなっているため、この光ファ
イバの製造方法では、空間解像度を向上させた光ファイ
バを容易に製造することができる。

【０２４７】また、本発明の第３２実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、酸化ゲルマニウムＧｅＯ_２を添加
した石英ＳｉＯ_２からなるコア１２と、石英ＳｉＯ_２か
らなるクラッド１３から構成される光ファイバ１１を加
熱した状態で引き伸ばしてコア１２とクラッド１３が共
に先細り状とされた先鋭部を形成する先鋭部形成工程
と、外先鋭部をエッチングして先鋭部の先端から突出し
たコア１２が先鋭化された突出部を形成するエッチング
工程とからなる。

【０２４８】まず、先鋭部形成工程では、マイクロピペ
ットプラーを用い、図７１（Ａ）に示すように、光ファ
イバ１１を加熟しながら引き伸ばして、コア１２及びク
ラッド１３の径を減少させる。そして、コア１２及びク
ラッド１３が所望の径となるまで、光ファイバ１１を引
き延ばして切断すると、図７１（Ｂ）に示すように、光
ファイバ１１の一端に、コア１２とクラッド１３が共に
先細り状とされた先鋭部１０４が形成される。

【０２４９】次に、エッチング工程において、フッ化ア
ンモニウム水溶液とフッ酸と水の体積比がＸ：１：Ｙ
（Ｙ＝任意）で、フッ化アンモニウム水溶液の体積比Ｘ
が１０程度であるエッチング液を用いて先鋭部１０４を
エッチングする。

【０２５０】このようなエッチング液で、上述のような
組成の光ファイバ１１を、エッチングすると、上述の第
２８実施例と同様に、コア１２のエッチング速度に対し
て、クラッド１３のエッチング速度が速いために、先鋭
部１０４の先端のコア１３が先にエッチングされ、上述
の図１７に示すように、先鋭部１０４の先端のクラッド
１３からコア１２が突出し、該突出したコア１２が円錐
状に先鋭化された突出部１０５が形成される。

【０２５１】また、この光ファイバ１１は、上述の第２
３実施例と同様に、コア１２の中心部の酸化ゲルマニウ
ムの密度が高くなっているため、突出部１０５は、酸化
ゲルマニウムＧｅＯ_２の分布に依存して先鋭化され、対
称性のよい円錐形状となる。

【０２５２】これにより、この光ファイバの製造方法で
は、コア１２とクラッド１３が共に先細り状とされた先
鋭部１０４の先端に、容易にクラッド１３の先端から円
錐状に先鋭化したコア１２が突出した突出部１０５を形
成することができる。

【０２５３】また、本発明の第３３実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第３２実施例の先鋭
部形成工程と同様の処理を行って、上記図７１（Ｂ）に
示すように光ファイバ１１の一端に先鋭部１０４を形成
する。

【０２５４】次に、このように形成された先鋭部１０４
の先端をフッ酸によりエッチングする。このようなフッ
酸中では、コア１２のエッチング速度がクラッド１３に
対して速いため、図７２に示すように、コア１２が先に
エッチングされて凹部１０６が形成される。

【０２５５】次に、上述の第３２実施例と同様なエッチ
ング工程により先鋭部１０４をエッチングする。そし
て、第３２実施例のエッチング時間に対してやや長い時
間エッチングを行うと、上述の第３２実施例と同様に、
先鋭部１０４の先端のクラッド１３からコア１２が突出
し、該突出したコア１２が円錐状に先鋭化された突出部
１０５が形成される。

【０２５６】また、本発明の第３４実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上記第３２実施例あるいは
第３３実施例と同様の処理を行って、上記図１７に示す
形状の光ファイバ１００を形成する。

【０２５７】次に、このように形成された光ファイバ１
００の突出部１０５の表面に上述の第２９あるいは第３
０実施例と同様にコーティングを行って遮光性の被覆層
１１６を形成し、さらに、第２９あるいは第３０実施例
と同様に開口工程の処理を行って、突出部１０５の先端
が遮光性の被覆層１１６から露出した開口部１１７を形
成する。これにより、上記図１８に示す形状の光ファイ
バ１１０が形成される。

【０２５８】また、本発明の第３５実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程と同様なエッチングを行って、
上記図５３（Ｃ）に示すように、光ファイバ１１の一端
に径小部６４及び突出部６５を形成する。

【０２５９】次に、このように突出部６５を形成した光
ファイバを、水の体積比Ｙ（Ｙ：３０以上）とした上述
の緩衝フッ酸液をエッチング液としてエッチングを行
う。具体的には、上記第２エッチング工程において、上
記フッ化アンモニウムの体積比Ｘを１０とした緩衝フッ
酸液をエッチングとして２０分程度のエッチングを行っ
て突出部６５を形成した後、フッ化アンモニウムの体積
比Ｘを１０とし、水の体積比Ｙを３０とした緩衝フッ酸
液をエッチング液として１５分程度のエッチングを行
う。

【０２６０】このようなエッチング液によってエッチン
グを行うと、コア１２とクラッド１３のエッチング速度
がほぼ同じてあるために、突出部６５が表面からエッチ
ングされて細くなり、エッチング時間の増加とともに、
図７６に示すように、突出部６５の長さ（チップ長）Ｌ
が減少するとともに先鋭角θが増大する。そして、図７
３に示すように、先端程先鋭角θが小さい突出部１２５
が形成される。この突出部１２５のチップ長Ｌ及び先端
の先鋭角θは、例えば図７４に突出部１２５の拡大図を
示すように、それぞれ２．１μｍと２８°程度となって
いる。

【０２６１】ここで、このようなエッチングを行ったと
きの突出部１２５と、上記第２８実施例の第１及び第２
エッチング工程により形成した突出部６５について、チ
ップ長Ｌ及び先端の先鋭角θとの関係を求めると、図７
７に示すように、同じ先鋭角θのときの突出部１２５の
チップ長Ｌが小さくなっている。なお、この図７７にお
いて黒丸の点が突出部１２５を表し、四角の点が突出部
６５を表している。すなわち、この光ファイバの製造方
法では、チップ長Ｌを小さくすることができる。

【０２６２】最後に、このように形成した突出部１２５
の表面に上記第２９あるいは第３０実施例と同様に遮光
性の被覆層１２６及び開口部１２７を形成する。これよ
り、上記図２１に示す形状の光ファイバ１２０が形成さ
れる。

【０２６３】また、上記第２エッチング工程において、
上記フッ化アンモニウムの体積比Ｘを１０とした緩衝フ
ッ酸液をエッチングとして１５分程度のエッチングを行
って突出部６５を形成した後、フッ化アンモニウムの体
積比Ｘを１００とし、水の体積比Ｙを５０とした緩衝フ
ッ酸液をエッチング液として１５分程度のエッチングを
行った場合の突出部１２５のチップ長Ｌ及び先端の先鋭
角θは、例えば図７５に示すように、それぞれ１．５２
μｍと３６．５°程度となっている。この場合、フッ化
アンモニウムの体積比Ｘを１０とし、水の体積比Ｙを５
０とした緩衝フッ酸液中のコア１２のエッチング速度が
クラッドに対してやや速いため、突出部１２５の基端が
クラッド１３の先端に対して若干窪んだ形状となる。

【０２６４】また、本発明の第３６実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、コア１３２のクラッド１３３に対
する比屈折率差△ｎが１％で、屈折率が徐々に変化する
グレーデッドインデックス型の屈折率分布を有するマル
チモードファイバからなる光ファイバ１３１の一端をエ
ッチングして、図７８（Ｂ）に示すように、クラッド１
３３の一端から突出したコア１３２が円錐状に先鋭化し
た突出部１３４を形成する。このマルチモードの光ファ
イバは、クラッド径ｄ_０が２５０μｍ程度で、コア１３
２径ｄ_ｃが５０μｍ程度となっている。

【０２６５】具体的には、フッ化アンモニウム水溶液と
フッ酸と水の比率を１０：１：ｌとした緩衝フッ酸液中
で１７時間程度エッチングすると上記図２４に示すよう
に、先鋭角が５０゜で、先端の曲率生径が５ｎｍ程度の
突出部１３４が形成される。また、このようなエッチン
グを行うためには、上述のようにコア１３２とクラッド
１３３の径の比が１：５以上である必要がある。

【０２６６】なお、このエッチングに先立ってフッ化ア
ンモニウム水溶液とフッ酸と水の比率を１．７：１：１
とした緩衝フッ酸液中でクラッド１３３径を減少させて
径小部を形成してもよい。

【０２６７】そして、このような突出部１３４の表部に
上述の第２９あるいは第３０実施例と同様にコーティン
グを行って遮光性の被覆層１３５を形成し、さらに、第
２９あるいは第３０実施例と同様に開口工程の処理を行
って、突出部１３４の先端が遮光性の被覆層１３５から
露出した開口部１３６を形成する。これにより、マルチ
モードファイバを用いて上記図２２に示す形状の光ファ
イバ１３０が形成される。

【０２６８】ところで、図７９に示すコア１２径及び屈
折率分布が異なる３種類の光ファイバを用いて上述の第
２８実施例の第２エッチング工程と同様のエッチングを
行って、各々２０個のサンプルを作成したところ、図８
０から図８２に示すように、形成される突出部の先端の
直径の分布が異なることがわかった。

【０２６９】すなわち、図７９（Ａ）に示すコア１２径
が４μｍで、コア１２とクラッド１３の屈折率分布がス
テップ（階段）インデックス型となっている光ファイバ
を用いた場合では、図８０に示すように、突出部の先端
の直径が１０〜２５ｎｍを中心として分布している。

【０２７０】また、図７９（Ｂ）に示すコア１２径が８
〜９μｍで、コア１２とクラッド１３の屈折率分布がス
テップインデックス型となっている光ファイバを用いた
場合では、図８１に示すように、突出部の先端の直径が
１０〜１５ｎｍを中心として分布しているが、上記図８
１に示す場合よりばらつきが大きい。

【０２７１】これに対し、図７９（Ｃ）に示すコア１２
径が１４μｍで、コア１２とクラッド１３の屈折率分布
がステップ状となっており、コア１２の中心部の４μｍ
の範囲で屈折率分布がグレーデッドインデックス型とな
っている光ファイバを用いた場合では、図８２に示すよ
うに、突出部の先端の直径が５ｎｍ程度を中心として分
布しており、上記図８０、図８１に対してばらつきが小
さい。

【０２７２】これらの結果から、コア１２径が小さい
程、突出部の先端の直径のばらつきが小さくなり、比屈
折率差の分布がグレーデッドインデックス型である方が
突出部の先端の直径が小さくなり、ばらつきも小さくな
ることがわかる。

【０２７３】また、本発明の第３７実施例に係る光ファ
イバの製造方法は、光ファイバ１１のコア１２中の添加
物質（ドーパント）を徐々にクラッド１３中に拡散さ
せ、等価的にコア１２径を増加させた、コア径増加部１
４４を形成する拡散工程と、該コア径増加部１４４を形
成した光ファイバ１１の一端をエッチングしてコア１２
がクラッド１３から突出した突出部を形成するエッチン
グ工程等からなる。

【０２７４】まず、拡散工程において、図８３（Ａ）に
示すように、光ファイバ１１を回転させながらその一部
を加熱する。これにより、コア１２中に添加されている
ドーパントがクラッド１３中に拡散され、等価的にコア
１２径が増加したコア径増加部１４４が形成されてい
る。このコア径増加部１４４では、コア１２の中心から
周辺に向かってドーパントの密度が徐々に低下してい
る。また、光ファイバ１１を回転させながら加熱する代
わりに、光ファイバ１１の一端を発熱体に接触させて光
ファイバの長手方向に加熱すると、コア径増加部１４４
の径をさらに増加させることができる。

【０２７５】次に、このように形成されたコア径増加部
１４４のコア径１２が最大となる位置で光ファイバを切
断し、図８３（Ｂ）に示す端部１４８を形成する。そし
て、この端部１４８を、例えばフッ化アンモニウム水溶
液とフッ酸と水の比率を１０：１：１とした緩衝フッ酸
液中でエッチングする。このような緩衝フッ酸液中で
は、クラッド１３のエッチング速度がコア１２より速い
ため、クラッド１３が先にエッチングされてコア径増加
部１４４のコア１２がクラッド１３から突出する。クラ
ッド１３から突出したコア１２は、側面からもエッチン
グされ、図８４に示すように、コア１２の先端が円錐状
に先鋭化されて突出部１４５が形成される。

【０２７６】また、このコア径増加部１４４では、コア
１２の中心から周辺に向かってドーパントの密度が徐々
に低下しているため、突出したコア１２の中心から周辺
に向かってエッチング速度が若干速くなるため、突出部
１４５の先端の曲率半径が小さくなる。

【０２７７】このように形成された突出部１４５の表面
に上述の第２９あるいは第３０実施例と同様にコーティ
ングを行って遮光性の被覆層１４６を形成し、さらに、
第２９あるいは第３０実施例と同様に開口工程の処理を
行って、突出部１４５の先端が遮光性の被覆層１４６か
ら露出した開口部１４７を形成することにより、上記図
２７に示す形状の光ファイバ１４０が形成される。

【０２７８】また、本発明の第３８実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程と同様な処理を行って、上記図
５３（Ｃ）コア１２を径小とした径小部６４と、突出部
６５とを形成した形状の光ファイバ２４５を形成する。

【０２７９】次に、第２８実施例の第２コーティング工
程と同様なコーティングを行って突出部６５の表面に樹
脂等の疎水性の被覆層を形成するとともに、突出部６５
の先端のコア１２が疎水性の被覆層から露出した開口部
を形成する。

【０２８０】次に、このように形成した光ファイバ２４
５の突出部６５を、石英ＳｉＯ_２を過剰に溶解させて飽
和状態となっているＨ_２ＳｉＦ_６溶液中に浸漬する。こ
のようなＨ_２ＳｉＦ_６溶液中の石英ＳｉＯ_２は、石英等
の親水性の物質表面に析出しやすく、樹脂等の疎水性の
物質表面に析出しにくい。このため、疎水性の被覆層が
形成された突出部５５の表面には石英ＳｉＯ_２が析出せ
ず、露出した開口部のコア１２の表面には石英ＳｉＯ_２
が析出して石英の被覆層が形成される。

【０２８１】ここで、上述のＨ_２ＳｉＦ_６溶液中に予め
色素を混合しておくことにより、突出部１５５の先端が
被覆層１５６から露出した開口部の表面に、色素を添加
した石英等の被覆層１５７が形成され、上記図２８及び
図２９に示す構造の光ファイバ１５０が形成される。こ
のように色素を添加した石英等の被覆層１５７を形成す
ることにより、色素の剥離強度を向上させ、耐久性のよ
い光ファイバを製造することができる。

【０２８２】なお、上述のＨ_２ＳｉＦ_６溶液中に色素の
代わりにｐＨ等の周囲の環境に応じて光学特性が変化す
る物質を混合しておくことにより、これらの物質を含む
被覆層１５７を形成することができる。

【０２８３】また、本発明の第３９実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程、第１及び第２コーティング工
程、開口工程と同様な処理を行って、上述の図１２に示
す形状の光ファイバ６０を形成する。

【０２８４】次に、このような光ファイバ６０を、上述
の第３８実施例と同様に、色素等を混合したＨ_２ＳｉＦ
_６溶液中に浸漬する。これにより、開口部６８から露出
したコア１２の表面にＨ_２ＳｉＦ_６溶液中の石英ＳｉＯ
_２が析出し、上記図３０に示すように、色素等を添加し
た石英等の被覆層１６８が形成された光ファイバ１６０
が形成される。

【０２８５】また、本発明の第４０実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、屈折率の異なる２種類のコア１７
２、１７３とクラッド１７４を有するダブルコアの光フ
ァイバ１７１をエッチングして、上述の図３１に示す光
ファイバ１７０を形成する。

【０２８６】上記光ファイバ１７１は、クラッド１７４
が純石英からなり、コア１７２、１７３が酸化ゲルマニ
ウムを添加した石英からなる。コア１７２、１７３の酸
化ゲルマニウムの添加率は、それぞれ０．９モル％、
０．２モル％となっており、内側のコア１７２の方が酸
化ゲルマニウムの添加率が高くなっている。

【０２８７】そして、このような光ファイバ１７１をフ
ッ化アンモニウム水溶液とフッ酸と水の比率を１０：
１：１とした緩衝フッ酸液中で１０時間程度エッチング
する。このような緩衝フッ酸液中では、クラッド１７４
のエッチング速度がコア１７３より速いため、図８５に
示すように、クラッド１７４が先にエッチングされてコ
ア１７３がクラッド１７４から徐々に露出し、露出した
コア１７３が側面からもエッチングされて先鋭化されて
先細り部１７６が形成される。

【０２８８】また、このような緩衝フッ酸液中では、コ
ア１７３のエッチング速度がコア１７２より速いため、
上記先細り部１７６の先端においてコア１７３が先にエ
ッチングされてコア１７２がコア１７３から徐々に露出
し、露出したコア１７２が側面からもエッチングされて
先鋭化されて突出部１７７が形成される。

【０２８９】フッ化アンモニウムの比率Ｘを１０とした
緩衝フッ酸液でエッチングを行った場合、上述の緩衝フ
ッ酸液中のコア１７２、１７３とクラッド１７４のエッ
チング速度をそれぞれＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３とすると、上記
先細り部１７６の先鋭角θ_３は、上述の第２３実施例の
第４エッチング工程と同様に、コア１７３とクラッド１
７４のエッチング速度の比に応じて決まり、ｓｉｎ（θ
_３／２）＝Ｒ_２／Ｒ_３（但し、Ｒ_２：コア１７３のエッ
チング速度、Ｒ_３：クラッドのエッチング速度）なる関
係を有している。また、上記突出部１７７の先鋭角θ_１
は、上述の第２３実施例の第４エッチング工程と同様
に、コア１７２とコア１７３のエッチング速度の比に応
じて決まり、ｓｉｎ（θ_１／２）＝Ｒ_１／Ｒ_２（但し、
Ｒ_１：コア１７２のエッチング速度）なる関係を有して
いる。

【０２９０】ここで、上述の説明では、緩衝フッ酸液中
のフッ化アンモニウムの比率Ｘを１０としたが、比率Ｘ
が１．７のときに、コア１７２、１７３のエッチング速
度Ｒ _１、Ｒ_２とクラッド１７４のエッチング速度Ｒ_３が
等しくなるために、フッ化アンモニウムの比率Ｘが１．
７の緩衝フッ酸液を用いてエッチングを行うことによ
り、クラッド１７４の径を制御することができる。そし
て、さらにフッ化アンモニウムの比率Ｘが１．７より大
きい緩衝フッ酸液を用いることによって突出部１７７を
形成することができる。

【０２９１】また、上記エッチング速度Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ
_３は、石英中に添加した酸化ゲルマニウムの比率に応じ
て変化する。また、この酸化ゲルマニウムの比率に応じ
て屈折率が変化するため、上記ｓｉｎ（θ_３／２）、ｓ
ｉｎ（θ_１／２）は、上記図４１に示すように、それぞ
れコア１７３とクラッド１７４との間の比屈折率差△ｎ
２とコア１７２とコア１７３との間の比屈折率差△ｎ１
に依存して変化する。

【０２９２】したがって、この光ファイバの製造方法で
は、上述のようなダブルコアの光ファイバ１７１を用い
ることにより、クラッド１７４及びコア１７２、１７３
のエッチング速度の違いに基づいて、光ファイバ１７１
の先端を先鋭化することができ、１回乃至２回のエッチ
ングにより上記図３１に示す光ファイバ１７０を形成す
ることができるため、光ファイバの製造を容易にするこ
とができる。

【０２９３】また、この光ファイバの製造方法では、コ
ア１７２、１７３に添加する酸化ゲルマニウムの比率を
調整しておくことによって、上記先細り部１７６の先鋭
角θ _３と突出部１７７の先鋭角θ_１を制御することがで
きる。

【０２９４】上述の第２３実施例では、第１エッチング
工程において、フッ酸とシリコンオイル等の界面におい
て、メニスカスの高さが光ファイバの径に応じて減少す
る現象を利用して上記図３８（Ｂ）に示すテーパー部２
２１を形成しているが、外部からの振動等によって界面
の状態が影響を受け易く、エッチングの安定性及びテー
パー部２２１の先鋭角θ_２の再現性の面でやや問題があ
る。

【０２９５】これに対し、この光ファイバの製造方法で
は、クラッド１７４とコア１７３のエッチング速度の比
に応じて上記先細り部１７６の先鋭角θ_３が決まるた
め、エッチングの安定性及び先鋭角θ_３の安定性を向上
させることができる。

【０２９６】また、本発明の第４１実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、酸化ゲルマニウムを添加した石英
からなるコアと、該コアを覆う石英からなるクラッド
と、該クラッドを覆うフッ素あるいはホウ素を添加した
クラッドとからなるダブルクラッドの光ファイバをエッ
チングして、上述の第４０実施例と同様に、上記図３１
に示す形状の光ファイバを製造する。

【０２９７】ところで、このようにクラッドにフッ素あ
るいはホウ素を添加し、中心のコアに酸化ゲルマニウム
を添加したダブルクラッドの光ファイバを、上述のフッ
化アンモニウムの比率Ｘを０とした緩衝フッ酸液でエッ
チングした場合には、コア１７２のエッチング速度がコ
ア１７３より速くなるため、図８６（Ａ）に示すよう
に、コア１７２の先端が先細り部１７６の先端のコア１
７３に対して窪んだ凹部１７９が形成される。

【０２９８】また、このような光ファイバを、フッ化ア
ンモニウムの比率Ｘをｌ．７とした緩衝フッ酸液でエッ
チングした場合には、コア１７２とコア１７３のエッチ
ング速度がほぼ等しくなるため、図８６（Ｂ）に示すよ
うに、上記先細り部１７６の先端にコア１７２とコア１
７３の先端を面一とすることができる。

【０２９９】また、このような光ファイバを、フッ化ア
ンモニウムの比率Ｘを１０とした緩衝フッ酸液でエッチ
ングした場合には、コア１７３のエッチング速度がコア
１７２より速くなるため、図８６（Ｃ）に示すように、
先細り部１７６の先端のコア１７２が先鋭化された突出
部１７７が形成される。

【０３００】このため、この光ファイバの製造方法で
は、まず、第１エッチング工程において、光ファイバの
一端に上記図８６（Ｂうに示すテーパー部と平坦部を形
成する。具体的には、例えば図８７に示すように、光フ
ァイバ２５１の一端２５０を、フッ化アンモニウムの比
率Ｘを１．７とした緩衝フッ酸液でエッチングする。

【０３０１】このような緩衝フッ酸液中では、フッ素あ
るいはホウ素を添加した最外周のクラッド２５４のエッ
チング速度が、石英のクラッド２５３及び酸化ゲルマニ
ウムを添加したコア２５２に対して速いために、エッチ
ングが進行するにしたがってクラッド２５４からクラッ
ド２５３が突出する。この突出したクラッド２５２は、
側面からもエッチングされるため、上記図８７中に破線
で示すように先鋭化される。このときの先鋭角θ_３は、
上述の第４０実施例と同様に、クラッド２５４とクラッ
ド２５３のエッチング速度の比に応じて決まる。

【０３０２】これにより、図８８に示すようにクラッド
２５３の先端が先鋭化されて先細り部２５５が形成さ
れ、該先細り部２５５の先端のクラッド２５３とコア２
５２が面一となった平坦部２５６が形成される。

【０３０３】ここで、この第１エッチング工程でのエッ
チング時間が長くなると、平坦部２５６がさらにエッチ
ングされて先鋭化されてしまるが、続く第２エッチング
工程のエッチングを行うためには、クラッド２５４が完
全にエッチングする必要がある。このため、クラッド２
５４の径は、この第１エッチングにおいて完全にエッチ
ングされる程度に小さくすることが望ましい。すなわ
ち、クラッド２５４のエッチング速度Ｒ_３とし、平坦部
２５６を残して、先細り部２５５を形成するまでのエッ
チング時間をｔ_１とすると、クラッド２５４の厚さδ_３
は、δ３≦Ｒ_１ｔ _１であればよい。

【０３０４】次に、第２エッチング工程において、上述
のように先細り部２５５及び平坦部２５６が形成された
光ファイバを上記フッ化アンモニウムの比率Ｘが１．７
より大きい、例えば１０である緩衝フッ酸液中でエッチ
ングする。

【０３０５】このような緩衝フッ酸液中では、上記第２
３実施例と同様に、コア２５２のエッチング速度がクラ
ッドより遅いため、エッチングが進行するにしたがって
コア２５２がクラッド２５３から徐々に突出する。この
突出したコア２５２は、側面からもエッチングされて先
鋭化され、上記図８８中に破線で示すように、上述の第
４０実施例と同様に、先細り部１７６に連接した突出部
１７７が形成される。

【０３０６】この突出部１７７の先鋭角θ_１は、上述の
第４０実施例と同様に、コア２５２と、クラッド２５３
のエッチング速度に応じて決まる。具体的には、このよ
うなダブルクラッドの光ファイバを、フッ化アンモニウ
ムとフッ酸と水の体積比が１０：１：１である上述の緩
衝フッ酸液によりエッチングを行った場合、コア２５２
と、コア２５３のエッチング速度の比であるｓｉｎ（θ
_１／２）は、上記図４１中に四角の点で示すように、コ
アとクラッドの比屈折率差△ｎが０．２％のときに、
０．６３程度で、△ｎが０．７％のときに０．８７程度
となる。

【０３０７】この光ファイバの製造方法では、上述の第
４０実施例と同様に、クラッド２５４とコア２５３のエ
ッチング速度の比に応じて上記先細り部１７６の先鋭角
θ_３が決まるため、エッチングの安定性及び先鋭角θ_３
の安定性を向上させることができる。

【０３０８】また、本発明の第４２実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、上述の第４１実施例と同様のダブ
ルクラッドの光ファイバをエッチングして先鋭化を行
う。

【０３０９】まず、第１エッチング工程において、上述
の第４１実施例と同様のダブルクラッドの光ファイバの
一端を、上述のフッ化アンモニウムの比率Ｘが１．７よ
り大きい、例えば１０である緩衝フッ酸液を用いてエッ
チングする。

【０３１０】このような緩衝フッ酸液中では、クラッド
２５４のエッチング速度に対してクラッド２５３のエッ
チング速度が速く、クラッド２５３のエッチング速度に
対してコア２５２のエッチング速度が速い。このため、
このような緩衝フッ酸液でエッチングを行うと、図８９
に示すように、クラッド２５４からクラッド２５３が徐
々に突出しクラッド２５４から露出したクラッドが側面
からエッチングされて先鋭角θ_３で先鋭化された先細り
部２５５が形成され、先細り部２５５のクラッド２５３
の先端からコア２５２が突出し、突出したコア２５２が
側面からエッチングされて先鋭角θ_１で先鋭化された突
出部２５７が形成される。

【０３１１】次に、第２エッチング工程において、この
ような光ファイバをさらにフッ化アンモニウムの比率Ｘ
が１．７より大きい緩衝フッ酸液中でエッチングする
と、図９０に示すように、上述の第４１実施例の第２エ
ッチング工程と異なり、先鋭部２５５の先端にコア２５
２が突出した突出部２５７を形成しているために、突出
部２５７が側面からエッチングされるとともに、先細り
部２５５から露出した突出部２５５の基端のコア２５２
が側面からエッチングされて、先鋭角θ_１の小さい突出
部１７７を形成することができる。

【０３１２】このようなエッチングを行う際に、突出部
２５７の基端のコア２５２が露出する見かけ上のクラッ
ド２５３のエッチング速度は、先鋭角θ_３の先細り部２
５５を形成しているために、実際のクラッド２５３のエ
ッチング速度Ｒ_２の１／｛ｓｉｎ（θ_３）｝倍になる。

【０３１３】このため、突出部１７７の先鋭角θ_１は、
コア２５２、クラッド２５３、２５４のエッチング速度
をそれぞれＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３とすると、 ｓｉｎ（θ_１／２）＝ｓｉｎ（θ_３／２）×（Ｒ_１／Ｒ_２） ＝（Ｒ_２／Ｒ_３）×（Ｒ_１／Ｒ_２） ＝Ｒ_１／Ｒ_３ となる。

【０３１４】なお、このような形状の光ファイバは、上
述の第４０及び第４１実施例のエッチング時間を延長し
ても形成することができる。例えば第４０実施例におい
て、フッ化アンモニウムの比率Ｘを１０程度として１０
時間程度のエッチングを行ってもよい。

【０３１５】また、本発明の第４３実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第４０実施例と同様
なエッチングを行って上記図３１に示す形状の光ファイ
バ１７０を形成する。あるいは、上述の第４１あるいは
第４２実施例と同様なエッチングによって、このような
形状の光ファイバ１７０を形成してもよい。

【０３１６】次に、このように形成した光ファイバ１７
０の突出部１７７の表面に上述の第２９あるいは第３０
実施例と同様にコーティングを行って遮光性の被覆層１
８６を形成し、さらに、第２９あるいは第３０実施例と
同様に開口工程の処理を行って、突出部１７７の先端が
遮光性の被覆層１８６から露出した開口部１８９を形成
する。これにより、上記図３２に示す形状の光ファイバ
１８０が形成される。

【０３１７】また、本発明の第４４実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、第１エッチング工程におい
て、図９１（Ａ）に示す光ファイバ１１の一端を、フッ
化アンモニウム水溶液とフッ酸と水の比率を１，８：
１：１とした緩衝フッ酸液中で８５分程度エッチングす
る。このような緩衝フッ酸液中では、クラッド１３のエ
ッチング速度がコア１２に対して若干速いため、図９１
（Ｂ）に示すように、クラッド１３から突出したコア１
２が先鋭化された突出部１９８が形成される。

【０３１８】次に、第２エッチング工程において、この
ように突出部１９８が形成された光ファイバを、フッ化
アンモニウム水溶液とフッ酸と水の比率を１０：１：１
とした緩衝フッ酸液中で８５分程度エッチングする。こ
のような緩衝フッ酸液中では、クラッド１３のエッチン
グ速度がコア１２に対して比較的速いため、図９２に示
すように、クラッド１３が先にエッチングされる。この
とき、突出部１９８の形状を保ったまま、クラッド１３
から露出したコア１２が先鋭化され、図９１（Ｃ）に示
すように、クラッド１３から突出したコア１２が先鋭化
された突出部１９４と、該突出部１９４の先端の先鋭角
を大きくした検出端部１９５が形成される。

【０３１９】次に、このように形成した光ファイバの突
出部１９４の表面に上述の第２９あるいは第３０実施例
と同様にコーティングを行って遮光性の被覆層１９６を
形成し、さらに、第２９あるいは第３０実施例と同様に
開口工程の処理を行って、検出端部１９５の先端が遮光
性の被覆層１９６から露出した開口部１９７を形成す
る。これにより、上記図３３に示す形状の光ファイバ１
９０が形成される。

【０３２０】ところで、上述の第２８実施例の第２コー
ティング工程及び開口工程と同様な方法により、検出端
部１９５の先端に開口部１９７を形成する場合、検出端
部１９５の先鋭角が大きいため、第２コーティング工程
において、耐腐食性の被覆層から遮光性の被覆層が露出
する露出部の径を制御することが難しいため、開口部１
９７の径を制御することは困難である。

【０３２１】このため、まず、第２８実施例の第２コー
ティング工程及び開口工程と同様な処理を行って、上記
図３４に示す第１の被覆層１９８を形成する。そして、
該第１の被覆層１９８から露出した突出部１９４及び検
出端部１９５の表面に、上記第２３あるいは第２４実施
例のコーティング工程と同様に真空蒸着により第２の遮
光性の被覆層１９９を形成する。最後に、上記第２３あ
るいは第２４実施例の開口工程と同様に第２の遮光性の
被覆層１９９をエッチングして開口部１９７を形成す
る。

【０３２２】このように、２層の遮光性の被覆層を形成
することにより、検出光の波長程度以下の開口径を有す
る開口部１９７を容易に形成することができる。

【０３２３】また、本発明の第４５実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程と同様な処理を行って、上記図
５３（Ｃ）コア１２を径小とした径小部６４と、突出部
６５とを形成した形状の光ファイバ２４５を形成する。

【０３２４】次に、金属アルコキシドのアルコール溶液
に水、触媒を加えて形成したゾル中に上記突出部６５の
先端を浸漬させる。このように、突出部６５の先端をゾ
ル中に浸漬させると、突出部６５の表面に該ゾルが付着
してゾル層が形成される。このようなゾル層を乾燥させ
ると、ゾルが固体のゲルとなり、上記図３６に示すよう
に、ゲル層からなる被覆層２０７が形成される。この被
覆層２０７は、クラッド１３と同様に機能するため、突
出部６５と該被覆層２０７の境界での光の反射率を高く
することができ、伝達効率を向上させることができる。

【０３２５】なお、上述のように形成したゲル層を加熱
して非晶質の層としてもよい。また、上述のようにゲル
層を形成した後、さらに突出部６５にゾルを付着させ
て、ゲル層を積層して形成してもよい。

【０３２６】また、本発明の第４６実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程と同様な処理を行って、上記図
５３（Ｃ）コア１２を径小とした径小部６４と、突出部
６５とを形成した形状の光ファイバ２４５を形成する。

【０３２７】次に、このように形成した光ファイバ２４
５の突出部６５を、上述の第３８実施例と同様に、石英
ＳｉＯ_２を過剰に溶解させて飽和状態となっているＨ_２
ＳｉＦ_６溶液中に浸漬する。このような溶液中に、突出
部６５を浸漬すると、突出部６５の表面にＨ_２ＳｉＦ_６
溶液中の石英ＳｉＯ_２が析出して、図９３に示すよう
に、突出部６５の表面に石英の被覆層２１６が形成され
る。そして、このような石英の被覆層２１６の表面に金
等の遮光性の素材をコーティングする。これにより、図
９４に示すように、石英の被覆層２１６の表面に遮光性
の被覆層２１７が形成される。

【０３２８】次に、遮光性の被覆層２１７を合成樹脂を
溶かした溶剤中に浸漬させ、遮光性の被覆層２１７の表
面に付着した溶剤を蒸発させると、図９５に示すよう
に、遮光性の被覆層２１７の表面に耐腐食性の被覆層２
１８が形成される。遮光性の被覆層２１７の先端は、上
記溶剤の表面張力によって、耐腐食性の被覆層２１８か
ら露出している。そして、該耐腐食性の被覆層２１８か
ら露出した遮光性の被覆層２１７の先端部をエッチング
した後、耐腐食性の被覆層２１８を除去すると、図９６
に示すように、石英の被覆層２１６の先端が遮光性の被
覆層２１７から露出した露出部２１９が形成される。

【０３２９】最後に、この露出部２１９を、フッ化アン
モニウム水溶液とフッ酸と水からなる緩衝フッ酸液ある
いは水酸化ナトリウム水溶液によってエッチングするこ
とにより、突出部６５の先端が石英の被覆層２１６から
露出した開口部２１８が形成され、上述の図３７に示す
形状の光ファイバ２１０が形成される。

【０３３０】また、本発明の第４７実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、まず、上述の第２８実施例の第１
及び第２エッチング工程と同様な処理を行って、上記図
５３（Ｃ）コア１２を径小とした径小部６４と、突出部
６５とを形成した形状の光ファイバ２４５を形成する。

【０３３１】次に、メッキを行い易くするために、突出
部６５の表面にパラジウム等の触媒金属核を析出させて
活性化処理を行う。具体的には、突出部６５を塩化スズ
ＳｕＣｌ_２、塩化パラジウムＰｄＣｌ_２、塩酸等の混合
液に浸漬する。これにより、突出部６５の表面にパラジ
ウムが析出する。

【０３３２】あるいは、活性化処理として、まず、突出
部６５を塩化スズＳｕＣｌ_２の水溶液中に浸漬する。こ
れにより、突出部６５の表面にスズが吸着する。次に、
このように表面にスズを析出させた突出部６５を塩化パ
ラジウムＰｄＣｌ_２の水溶液中に浸漬する。これにより
突出部６５の表面のスズがパラジウムに置換される。

【０３３３】そして、上述のように活性化処理を行った
突出部６５の表面に無電界メッキによりニッケルの被覆
層を形成すると、突出部６５の先端には、ニッケルの被
覆層が形成されにくく、図９７に示すように、突出部６
５の先端がニッケルの被覆層から露出した開口部６８が
形成される。

【０３３４】このように、突出部６５の表部に活性化処
理を施した後、無電界メッキを行うことにより、容易に
開口部６８を形成することができる。

【０３３５】なお、ニッケルは比較的電気抵抗が高いた
め、ニッケルの被覆層の上に、さらに金を無電界メッキ
して金の被覆層を形成することができる。

【０３３６】また、本発明の第４８実施例に係る光ファ
イバの製造方法では、上述の第２３実施例の第１から第
４エッチング工程と同様の処理を行って、上記図３８
（Ｅ）に示すように、クラッド１３の外周からコア１２
の中心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部１４を有する
光ファイバ２２５を形成する。

【０３３７】次に、上述の第４７実施例と同様の活性化
処理及び無電界メッキを施すことにより、先鋭部１４の
表面に遮光性の被覆層を形成するとともに、該遮光性の
被覆層の先端に開口部を容易に形成することができる。

【０３３８】

【発明の効果】上述したように、本発明に係る光ファイ
バは、光ファイバの一端のクラッドから突出したコアを
先端先細り状に先鋭化した先鋭部と、上記先鋭部の先端
に設けられ、該先鋭部よりも大きな先鋭化角を有する検
出端部と、上記先鋭部及び検出端部の表面に形成された
遮光性の金属被覆層と、上記先鋭部の先端を上記金属被
覆層から外部に露出させる開口径が光の波長以下の開口
部とを有する。

【０３３９】このような光ファイバでは、先鋭部の先端
に設けられた該先鋭部よりも大きな先鋭化角を有する検
出端部を介して効率よく光を入出力することができ、し
かも、遮光性の被覆層が開口部以外に照射される光を遮
断する遮光部として機能するので、開口部からのみ光を
入出力することができ、散乱光等の影響を低減させて検
出効率を向上させることができる。

【０３４０】本発明に係る光ファイバを、例えばエバネ
ッセント光を検出するフォトン走査型顕微鏡において、
エバネッセント光を散乱させて検出する光プローブとし
て使用し、先鋭部の先端を物質表面に近接させ、先鋭部
の先端で、物質表面のエバネッセント光を散乱させてコ
アに導くことにより、検出効率よくエバネッセント光を
検出することができる。

【０３４１】また、本発明に係る光ファイバの製造方法
では、クラッドから突出したコアを先端先細り状に先鋭
化した先鋭部と、上記先鋭部の先端に設けられ、該先鋭
部よりも大きな先鋭化角を有する検出端部と、上記先鋭
部及び検出端部の表面に形成された遮光性の金属被覆層
と、上記先鋭部の先端を上記金属被覆層から外部に露出
させる開口径が光の波長以下の開口部とを有する光ファ
イバを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フォトン走査型顕微鏡の原理を模式的に示す図
である。

【図２】図１に示すフォトン走査型顕微鏡のエバネッセ
ント波を検出する動作を示す図である。

【図３】従来の光ファイバセンサの先端の構造を示す図
である。

【図４】本発明の第１実施例の光ファイバの構造を示す
図である。

【図５】上記第１実施例の光ファイバの先端の具体的な
構造を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例の光ファイバの構造を示す
図である。

【図７】上記第２実施例の光ファイバの先端の具体的な
構造を示す図である。

【図８】本発明の第３実施例の光ファイバの構造を示す
図である。

【図９】本発明の第４実施例の光ファイバの構造を示す
図である。

【図１０】本発明の第５実施例の光ファイバの構造を示
す図である。

【図１１】本発明の第６実施例の光ファイバの構造を示
す図である。

【図１２】本発明の第７実施例の光ファイバの構造を示
す図である。

【図１３】本発明の第８実施例の光ファイバの構造を示
す図である。

【図１４】本発明の第９実施例の光ファイバの構造を示
す図である。

【図１５】上記第９実施例の光ファイバの先端の具体的
な構造を示す図である。

【図１６】本発明の第１０実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図１７】本発明の第１１実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図１８】本発明の第１２実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図１９】光ファイバを用いたフォトン走査トンネル顕
微鏡のコレクションモードでの動作を原理的に示す図で
ある。

【図２０】光ファイバを用いたフォトン走査トンネル顕
微鏡のイルミネーションモードでの動作を原理的に示す
図である。

【図２１】本発明の第１３実施例に係る光ファイバの構
造を示す図である。

【図２２】本発明の第１４実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図２３】上記第１４実施例の光ファイバの屈折率の分
布を示す図である。

【図２４】上記第１４実施例の光ファイバの先端の具体
的な構造を示す図である。

【図２５】シングルモードの光ファイバ中の光の伝搬を
示す図である。

【図２６】上記第１４実施例の光ファイバ中の光の伝搬
を示す図である。

【図２７】本発明の第１５実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図２８】本発明の第１６実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図２９】上記第１６実施例の光ファイバの先端の具体
的な構造を示す図である。

【図３０】本発明の第１７実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３１】本発明の第１８実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３２】本発明の第１９実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３３】本発明の第２０実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３４】上記第２０実施例の光ファイバの遮光性の被
覆層の他の具体的な構成を示す図である。

【図３５】光ファイバの先端の先鋭角と伝達係数の関係
を示す図である。

【図３６】本発明の第２１実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３７】本発明の第２２実施例の光ファイバの構造を
示す図である。

【図３８】本発明の第２３実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図３９】上記第２３実施例の光ファイバの製造方法の
第１エッチング工程を示す図である。

【図４０】上記第２３実施例の光ファイバの製造方法の
第４エッチング工程を示す図である。

【図４１】上記第４エッチング工程におけるコアとクラ
ッドの間の比屈折率差と先鋭角の関係を示す図である。

【図４２】上記エッチング工程においてエッチング液の
組成を変化させたときの先鋭角の変化を示す図である。

【図４３】上記エッチング工程においてエッチング液の
組成を変化させたときの先鋭角の変化を示す図である。

【図４４】上記第２３実施例の光ファイバの製造方法の
コーティング工程を示す図である。

【図４５】上記第２３実施例の光ファイバの製造方法の
開口工程を示す図である。

【図４６】上記第２３実施例の第２エッチング工程にお
けるエッチング時間とクラッド径及び先端の曲率半径の
関係を示す図である。

【図４７】第２４実施例の光ファイバの製造方法の開口
工程を示す図である。

【図４８】本発明の第２５実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図４９】上記第２５実施例の光ファイバの製造方法の
エッチング工程におけるエッチング時間とクラッド径の
関係を示す図である。

【図５０】本発明の第２６実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図５１】上記エッチング工程によって形成される突出
部の先鋭角を示す図である。

【図５２】本発明の第２７実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図５３】本発明の第２８実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図５４】上記第２８実施例の光ファイバの製造方法の
第２エッチング工程を示す図である。

【図５５】上記第２８実施例の光ファイバの製造方法の
第１コーティング工程を示す図である。

【図５６】上記第２８実施例の光ファイバの製造方法の
第１コーティング工程において先端にコーティングを行
った光ファイバの構造を示す図である。

【図５７】上記第２８実施例の光ファイバの製造方法の
第２コーティング工程において先端にコーティングを行
った光ファイバの構造を示す図である。

【図５８】本発明の第２９実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程を示す図である。

【図５９】第３０実施例の光ファイバの製造方法のコー
ティング工程を示す図である。

【図６０】上記第３０実施例の光ファイバの製造方法の
感光体層形成工程を示す図である。

【図６１】上記第３０実施例の光ファイバの製造方法の
感光体層形成工程において感光体層を形成した光ファイ
バの構造を示す図である。

【図６２】上記第３０実施例の光ファイバの製造方法の
感光体層形成工程においてクラッド径を変化させたとき
の感光体の付着体を示す図である。

【図６３】上記第３０実施例の光ファイバの製造方法の
感光工程を示す図である。

【図６４】上記第３０実施例の感光工程に使用する原子
間力顕微鏡の構成を示す図である。

【図６５】上記原子間力顕微鏡における光ファイバの先
端とプリズム表面の間の距離と、光ファイバの振動の振
幅の関係を示す図である。

【図６６】上記第３０実施例の露出部形成工程において
露出部が形成された光ファイバの構造を示す図である。

【図６７】上記露出部形成工程において形成された露出
部の構造を示す拡大図である。

【図６８】本発明の第３１実施例の光ファイバの製造方
法のピット形成工程を示す図である。

【図６９】上記第３１実施例の光ファイバの製造方法の
ピット形成工程においてピットを形成した光ファイバの
構造を示す図である。

【図７０】上記第３１実施例の光ファイバの製造方法の
色素付着工程において色素を付着させた光ファイバの構
造を示す図である。

【図７１】本発明の第３２実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図７２】本発明の第３３実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図７３】本発明の第３３実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図７４】上記第３３実施例の光ファイバの製造方法に
より形成された光ファイバの突出部の形状を示す拡大斜
視図である。

【図７５】上記第３３実施例の光ファイバの製造方法に
より形成された他の光ファイバの突出部の形状を示す拡
大斜視図である。

【図７６】上記第３３実施例の光ファイバの製造方法の
エッチング工程におけるエッチング時間と、チップ長及
び先鋭角との関係を示す図である。

【図７７】上記第３３実施例と上記第２８実施例の光フ
ァイバの製造方法により形成した突出部のチップ長及び
先鋭角との関係を示す図である。

【図７８】本発明の第３６実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図７９】コア径及び屈折率分布が異なる３種類の光フ
ァイバの屈折率分布を示す図である。

【図８０】上記光ファイバを先鋭化したときの突出部の
先端の半径の分布を示す図である。

【図８１】上記光ファイバを先鋭化したときの突出部の
先端の半径の分布を示す図である。

【図８２】上記光ファイバを先鋭化したときの突出部の
先端の半径の分布を示す図である。

【図８３】本発明の第３７実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図８４】上記第３７実施例の光ファイバの製造方法の
エッチング工程のエッチングを示す図である。

【図８５】本発明の第４０実施例の光ファイバの製造方
法のエッチング工程のエッチングを示す図である。

【図８６】上記第４０実施例のエッチング工程において
使用するエッチング液の組成を変えたときに形成される
光ファイバの形状を示す図である。

【図８７】本発明の第４１実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図８８】上記第４１実施例の光ファイバの製造方法の
エッチング工程における先鋭化を示す図である。

【図８９】本発明の第４２実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図９０】上記第４２実施例の光ファイバの製造方法の
エッチング工程における先鋭化を示す図である。

【図９１】本発明の第４４実施例の光ファイバの製造方
法を示す図である。

【図９２】上記第４４実施例の光ファイバの製造方法の
第２エッチング工程のエッチングを示す図である。

【図９３】本発明の第４６実施例の光ファイバの製造方
法を説明するための図である。

【図９４】上記第４６実施例の光ファイバの製造方法を
説明するための図である。

【図９５】上記第４６実施例の光ファイバの製造方法を
説明するための図である。

【図９６】上記第４６実施例の光ファイバの製造方法を
説明するための図である。

【図９７】本発明の第４７実施例の光ファイバの製造方
法で表面に被覆層を形成した突出部の先端の拡大図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平6−287780 (32)優先日 平成６年11月22日(1994．11．22) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 斎木 敏治 東京都大田区東雪谷１−24−12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を伝搬させるコアと、このコアを覆っ
   てコア内を伝搬する光を遮光するクラッドとからなる光
   ファイばにおいて、 光ファイパの一端のクラッドから突出したコアを先端先
   細り状に先鋭化した先鋭部と、 該先鋭部の表面に形成された遮光性の被覆層と、 上記先鋭部の先端か遮光性の被覆層から突出した開口部
   とを有することを特徴とする光ファイバ。
2. 【請求項２】 光を伝搬させるコアと、このコアを覆っ
   てコア内を伝搬する光を遮光するクラッドとからなる光
   ファイパの一端をエッチングしてクラッドの外周からコ
   アの中心にかけて円錐状に先鋭化した先鋭部を形成する
   先鋭化工程と、 上記先鋭部に遮光性の素材をコーティングして遮光性の
   被覆層を形成するコーティング工程と、 上記先鋭部の先端を遮光性の被覆層から露出させて開口
   部を形成する開口工程とを有することを特徴とする光フ
   ァイばの製造方法。