JP2002311259A - 光ファイバ端面への誘電体膜成膜方法と誘電体膜成膜装置 - Google Patents
光ファイバ端面への誘電体膜成膜方法と誘電体膜成膜装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 成膜温度を上げると光ファイバの樹脂被覆が
溶融変形し、上げないと膜の緻密性が劣る。 【解決手段】 本発明の光ファイバ端面への誘電体膜成
膜方法は、成膜中の光ファイバ７０を断熱するものであ
る。本発明の誘電体膜成膜装置は、光ファイバ７０の端
面に誘電体膜を成膜可能なャンバーと、同チャンバーに
光ファイバ７０をセット可能な固定治具６０を備え、そ
の固定治具が光ファイバ７０を断熱可能としてあるもの
である。
溶融変形し、上げないと膜の緻密性が劣る。 【解決手段】 本発明の光ファイバ端面への誘電体膜成
膜方法は、成膜中の光ファイバ７０を断熱するものであ
る。本発明の誘電体膜成膜装置は、光ファイバ７０の端
面に誘電体膜を成膜可能なャンバーと、同チャンバーに
光ファイバ７０をセット可能な固定治具６０を備え、そ
の固定治具が光ファイバ７０を断熱可能としてあるもの
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの端面
に反射防止膜その他の誘電体膜を成膜するための方法及
び装置に関するものである。
に反射防止膜その他の誘電体膜を成膜するための方法及
び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバの端面に反射防止膜その他の
誘電体膜を成膜する方法には従来から各種方法がある
が、その一つに電子ビーム蒸着装置を使用して成膜を行
う方法がある。具体的には、電子ビーム蒸着装置の真空
チャンバー内に光ファイバの端部をセットし、同チャン
バー内に設けられた電子ビーム銃から誘電体膜の原料に
電子ビームを照射して、同チャンバー内において誘電体
膜の原料分子又は原子を蒸発させ、その原料分子又は原
子を光ファイバの端面に固着させる。ここで、成膜対象
が光ファイバの端面以外の場合には、成膜される誘電体
膜の緻密性を可及的に向上させるために、成膜中の真空
チャンバー内を加熱するのが常套手段となっている。し
かし、成膜対象が光ファイバの端面である場合には、前
記電子ビーム銃からの輻射熱によってさえ光ファイバの
樹脂被覆が溶融して変形してしまう虞がある。そこで、
成膜中の真空チャンバー内を加熱せずに成膜を行ってい
る。
誘電体膜を成膜する方法には従来から各種方法がある
が、その一つに電子ビーム蒸着装置を使用して成膜を行
う方法がある。具体的には、電子ビーム蒸着装置の真空
チャンバー内に光ファイバの端部をセットし、同チャン
バー内に設けられた電子ビーム銃から誘電体膜の原料に
電子ビームを照射して、同チャンバー内において誘電体
膜の原料分子又は原子を蒸発させ、その原料分子又は原
子を光ファイバの端面に固着させる。ここで、成膜対象
が光ファイバの端面以外の場合には、成膜される誘電体
膜の緻密性を可及的に向上させるために、成膜中の真空
チャンバー内を加熱するのが常套手段となっている。し
かし、成膜対象が光ファイバの端面である場合には、前
記電子ビーム銃からの輻射熱によってさえ光ファイバの
樹脂被覆が溶融して変形してしまう虞がある。そこで、
成膜中の真空チャンバー内を加熱せずに成膜を行ってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のようにして光フ
ァイバの端面に誘電体膜を成膜することには、次のよう
な課題があった。 （１）真空チャンバー内を加熱しながら成膜を行った場
合に比べれば光ファイバの樹脂被覆の変形を抑制するこ
とはできるが、これを完全に防止することはできない。 （２）真空チャンバー内を加熱しながら成膜を行った場
合に比べ、成膜された誘電体膜の緻密性が劣る。この結
果、光ファイバを真空チャンバーから大気圧下の室内に
取り出すと、当該誘電体膜が空気中の水分を吸収して、
その屈折率が高くなるため、所期の光学特性とは異なる
光学特性を示すようになる。即ち、分光特性が所期のそ
れに比べて長波長側へシフトしてしまう。
ァイバの端面に誘電体膜を成膜することには、次のよう
な課題があった。 （１）真空チャンバー内を加熱しながら成膜を行った場
合に比べれば光ファイバの樹脂被覆の変形を抑制するこ
とはできるが、これを完全に防止することはできない。 （２）真空チャンバー内を加熱しながら成膜を行った場
合に比べ、成膜された誘電体膜の緻密性が劣る。この結
果、光ファイバを真空チャンバーから大気圧下の室内に
取り出すと、当該誘電体膜が空気中の水分を吸収して、
その屈折率が高くなるため、所期の光学特性とは異なる
光学特性を示すようになる。即ち、分光特性が所期のそ
れに比べて長波長側へシフトしてしまう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光ファ
イバの端面に緻密性の高い誘電体膜を成膜するためには
成膜中の真空チャンバー内を加熱することが望ましい
が、そうすると光ファイバの樹脂被覆が変形してしまう
といった技術的ジレンマを解決することにある。
イバの端面に緻密性の高い誘電体膜を成膜するためには
成膜中の真空チャンバー内を加熱することが望ましい
が、そうすると光ファイバの樹脂被覆が変形してしまう
といった技術的ジレンマを解決することにある。
【０００５】本件出願の光ファイバ端面への誘電体膜成
膜方法の一つは、チャンバー内に形成された真空空間内
に光ファイバをセットし、同真空空間内において誘電体
膜の原料分子又は原子を蒸発させ、その原料分子又は原
子を前記光ファイバの端面に固着させて誘電体膜を成膜
する光ファイバ端面への誘電体膜成膜方法において、チ
ャンバーと光ファイバとの間に断熱材を介在させた上で
成膜を行うものである。
膜方法の一つは、チャンバー内に形成された真空空間内
に光ファイバをセットし、同真空空間内において誘電体
膜の原料分子又は原子を蒸発させ、その原料分子又は原
子を前記光ファイバの端面に固着させて誘電体膜を成膜
する光ファイバ端面への誘電体膜成膜方法において、チ
ャンバーと光ファイバとの間に断熱材を介在させた上で
成膜を行うものである。
【０００６】本件出願の光ファイバ端面への誘電体膜成
膜方法の他の一つは、光ファイバをチャンバーにセット
するための固定治具の周囲を断熱材で被覆するものであ
る。
膜方法の他の一つは、光ファイバをチャンバーにセット
するための固定治具の周囲を断熱材で被覆するものであ
る。
【０００７】本件出願の光ファイバ端面への誘電体膜成
膜方法の他の一つは、断熱材製の固定治具を用いて光フ
ァイバをチャンバーにセットするものである。
膜方法の他の一つは、断熱材製の固定治具を用いて光フ
ァイバをチャンバーにセットするものである。
【０００８】本件出願の光ファイバ端面への誘電体膜成
膜方法の他の一つは、成膜中の真空空間内を加熱するも
のである。
膜方法の他の一つは、成膜中の真空空間内を加熱するも
のである。
【０００９】本件出願の誘電体膜成膜装置の一つは、チ
ャンバー内に形成された真空空間内に光ファイバをセッ
トし、その端面に誘電体膜の原料分子又は原子を固着さ
せて、同端面に誘電体膜を成膜可能な誘電体膜成膜装置
において、光ファイバを前記チャンバーにセットするた
めの固定治具を備え、その固定治具の周囲が断熱材で被
覆されているものである。
ャンバー内に形成された真空空間内に光ファイバをセッ
トし、その端面に誘電体膜の原料分子又は原子を固着さ
せて、同端面に誘電体膜を成膜可能な誘電体膜成膜装置
において、光ファイバを前記チャンバーにセットするた
めの固定治具を備え、その固定治具の周囲が断熱材で被
覆されているものである。
【００１０】本件出願の誘電体膜成膜装置の他の一つ
は、固定治具を断熱材製としたものである。
は、固定治具を断熱材製としたものである。
【００１１】本件出願の誘電体膜成膜装置の他の一つ
は、真空空間内を加熱するための加熱源を備えているも
のである。
は、真空空間内を加熱するための加熱源を備えているも
のである。
【００１２】本件出願の誘電体膜成膜装置の他の一つ
は、誘電体膜の原料を溶融させて、その分子又は原子を
蒸発させるための電子ビーム銃を備え、その電子ビーム
銃の近傍に加熱源が配置されているものである。
は、誘電体膜の原料を溶融させて、その分子又は原子を
蒸発させるための電子ビーム銃を備え、その電子ビーム
銃の近傍に加熱源が配置されているものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】（実施形態１）以下、本発明の誘
電体膜成膜装置の第１の実施形態を図１〜図３に基づい
て説明する。本実施形態に示す誘電体膜成膜装置は図１
に示すように、内部が真空状態の密閉空間となる真空チ
ャンバー１内に、２基の電子ビーム銃（ＥＢガン）２
a、２bと、誘電体膜の原料を収容可能な２つの容器（ル
ツボ）３a、３bと、光ファイバがセットされる回転ドー
ム４と、正電荷を帯びた活性分子を照射可能なイオン銃
５と、負電荷の熱電子を照射可能なニュートライザ６
と、当該真空チャンバー１内の温度を制御可能な温度制
御機構７と、光ファイバの端面に成膜された誘電体膜の
膜厚を測定可能な光学式膜厚計８とが設けられ、図２に
示すように、前記回転ドーム４に固定治具６０を介して
光ファイバ７０をセットし、その光ファイバ７０の端面
に誘電体膜を成膜するものである。
電体膜成膜装置の第１の実施形態を図１〜図３に基づい
て説明する。本実施形態に示す誘電体膜成膜装置は図１
に示すように、内部が真空状態の密閉空間となる真空チ
ャンバー１内に、２基の電子ビーム銃（ＥＢガン）２
a、２bと、誘電体膜の原料を収容可能な２つの容器（ル
ツボ）３a、３bと、光ファイバがセットされる回転ドー
ム４と、正電荷を帯びた活性分子を照射可能なイオン銃
５と、負電荷の熱電子を照射可能なニュートライザ６
と、当該真空チャンバー１内の温度を制御可能な温度制
御機構７と、光ファイバの端面に成膜された誘電体膜の
膜厚を測定可能な光学式膜厚計８とが設けられ、図２に
示すように、前記回転ドーム４に固定治具６０を介して
光ファイバ７０をセットし、その光ファイバ７０の端面
に誘電体膜を成膜するものである。
【００１４】図１に示す前記電子ビーム銃２a、２bは、
夫々の近傍に設置された容器３a、３b内に収容されてい
る誘電体膜の原料に向けて電子ビームを照射して同原料
を溶融させて、真空チャンバー１内に誘電体膜の原料分
子又は原子を蒸発させるものである。
夫々の近傍に設置された容器３a、３b内に収容されてい
る誘電体膜の原料に向けて電子ビームを照射して同原料
を溶融させて、真空チャンバー１内に誘電体膜の原料分
子又は原子を蒸発させるものである。
【００１５】図１に示す前記回転ドーム４は、その内面
が前記電子ビーム２a、２bの側を向くようにして真空チ
ャンバー１内に配置され、背面に取り付けられた回転軸
２５の回転に伴って周方向に回転する。光ファイバ７０
は当該回転ドーム４に図３（ａ）（ｂ）に示す金属製の
固定治具６０を介してセットされ、回転ドーム４の回転
に伴って同方向に移動する。図３（ａ）（ｂ）に示す固
定治具６０は、光ファイバ７０を配置可能な凹溝６１が
複数並列された下材６２と、その下材６２に被せられる
上材６３とから構成されており、図３（ａ）に示すよう
に、下材６２の夫々の凹溝６１内に光ファイバ７０を１
本づつ配置させ、その下材６２の上に、同図（ｂ）に示
すように、上材６３を被せ、両者６２、６３をボルト止
めすることによって、夫々の凹溝６１内配置された光フ
ァイバ７０を同凹溝６１と上材６３との間に挟着保持可
能なものである。ここで、光ファイバ７０は図３（ａ）
に示すように、その先端部の樹脂被覆７１（ＵＶ被覆）
を所定長だけ除去して、裸ファイバ７２を露出させ、露
出した裸ファイバ７２の先端が固定治具６０の端面６４
から外側に突出するようにして、挟着保持する。
が前記電子ビーム２a、２bの側を向くようにして真空チ
ャンバー１内に配置され、背面に取り付けられた回転軸
２５の回転に伴って周方向に回転する。光ファイバ７０
は当該回転ドーム４に図３（ａ）（ｂ）に示す金属製の
固定治具６０を介してセットされ、回転ドーム４の回転
に伴って同方向に移動する。図３（ａ）（ｂ）に示す固
定治具６０は、光ファイバ７０を配置可能な凹溝６１が
複数並列された下材６２と、その下材６２に被せられる
上材６３とから構成されており、図３（ａ）に示すよう
に、下材６２の夫々の凹溝６１内に光ファイバ７０を１
本づつ配置させ、その下材６２の上に、同図（ｂ）に示
すように、上材６３を被せ、両者６２、６３をボルト止
めすることによって、夫々の凹溝６１内配置された光フ
ァイバ７０を同凹溝６１と上材６３との間に挟着保持可
能なものである。ここで、光ファイバ７０は図３（ａ）
に示すように、その先端部の樹脂被覆７１（ＵＶ被覆）
を所定長だけ除去して、裸ファイバ７２を露出させ、露
出した裸ファイバ７２の先端が固定治具６０の端面６４
から外側に突出するようにして、挟着保持する。
【００１６】前記のように光ファイバ７０を挟着保持さ
せた固定治具６０を、図２（ａ）（ｂ）に示すように前
記回転ドーム４の所定位置にセットするが、この際、同
図に示すように当該固定治具６０の周囲を断熱材８０で
被覆する。これによって、前記電子ビーム銃２a、２b
（図１）から発生する輻射熱やその他の熱が直接固定治
具６０に伝わることも、回転ドーム４を介して間接的に
伝わることも阻止され、当該固定治具６０に挟着保持さ
れている光ファイバ７０が断熱される。従って、前記電
子ビーム銃２a、２bから発生する輻射熱やその他の熱に
よる光ファイバ７０の樹脂被覆７１（図３ａ、ｂ）の溶
融や変形が防止される。ここで、前記断熱材８０として
は、例えばガラス繊維を板状に成形したボードが適し、
そのボードを固定治具６０の外周面所望箇所に重ねて配
置することが望ましい。断熱材の素材には、SiO2繊維や
Al2O3繊維、これらの混合繊維等が用いられる。
せた固定治具６０を、図２（ａ）（ｂ）に示すように前
記回転ドーム４の所定位置にセットするが、この際、同
図に示すように当該固定治具６０の周囲を断熱材８０で
被覆する。これによって、前記電子ビーム銃２a、２b
（図１）から発生する輻射熱やその他の熱が直接固定治
具６０に伝わることも、回転ドーム４を介して間接的に
伝わることも阻止され、当該固定治具６０に挟着保持さ
れている光ファイバ７０が断熱される。従って、前記電
子ビーム銃２a、２bから発生する輻射熱やその他の熱に
よる光ファイバ７０の樹脂被覆７１（図３ａ、ｂ）の溶
融や変形が防止される。ここで、前記断熱材８０として
は、例えばガラス繊維を板状に成形したボードが適し、
そのボードを固定治具６０の外周面所望箇所に重ねて配
置することが望ましい。断熱材の素材には、SiO2繊維や
Al2O3繊維、これらの混合繊維等が用いられる。
【００１７】図１に示す前記イオン銃５は、前記固定治
具６０を介して回転ドーム４にセットされた光ファイバ
７０（図２）の端面に成膜される誘電体膜の緻密性を可
及的に向上させるために、同端面に向けて正電荷を帯び
た活性分子（O2活性分子、Ａr活性分子、He活性分子、N
2活性分子、CO2活性分子、H2O活性分子等）を照射し
て、そこに固着（蒸着）される原料分子又は原子にエネ
ルギーを付与するものである。また、前記図１に示すニ
ュートライザ６は、成膜中に光ファイバ７０（図２）の
端面が正に帯電するのを防ぐために、負電荷の熱電子を
同端面に向けて照射して電気的中立を保つためのもので
ある。
具６０を介して回転ドーム４にセットされた光ファイバ
７０（図２）の端面に成膜される誘電体膜の緻密性を可
及的に向上させるために、同端面に向けて正電荷を帯び
た活性分子（O2活性分子、Ａr活性分子、He活性分子、N
2活性分子、CO2活性分子、H2O活性分子等）を照射し
て、そこに固着（蒸着）される原料分子又は原子にエネ
ルギーを付与するものである。また、前記図１に示すニ
ュートライザ６は、成膜中に光ファイバ７０（図２）の
端面が正に帯電するのを防ぐために、負電荷の熱電子を
同端面に向けて照射して電気的中立を保つためのもので
ある。
【００１８】図１に示す前記温度制御機構７は、真空チ
ャンバー１内に配置された加熱源（シースヒータ）１０
と、シースヒータ１０へ給電するヒータ電源１１と、真
空チャンバー１内の温度を検知するセンサ（熱電対）１
２と、熱電対１２の検知結果に基づいて真空チャンバー
１内の温度を測定し、測定結果に基づいて前記ヒータ電
源１１を制御する温度コントローラー１３とから構成さ
れている。この温度制御機構７では、温度コントローラ
ー１３が測定された真空チャンバー１内の温度に基づい
てヒータ電源１１に制御信号を出力し、同電源１１から
シースヒータ１０へ給電される電力量を増減させて同ヒ
ータ１０の発熱量を調整することによって真空チャンバ
ー１内の温度を制御する。
ャンバー１内に配置された加熱源（シースヒータ）１０
と、シースヒータ１０へ給電するヒータ電源１１と、真
空チャンバー１内の温度を検知するセンサ（熱電対）１
２と、熱電対１２の検知結果に基づいて真空チャンバー
１内の温度を測定し、測定結果に基づいて前記ヒータ電
源１１を制御する温度コントローラー１３とから構成さ
れている。この温度制御機構７では、温度コントローラ
ー１３が測定された真空チャンバー１内の温度に基づい
てヒータ電源１１に制御信号を出力し、同電源１１から
シースヒータ１０へ給電される電力量を増減させて同ヒ
ータ１０の発熱量を調整することによって真空チャンバ
ー１内の温度を制御する。
【００１９】図１に示す前記光学式膜厚計８は、ガラス
板２０、第１及び第２のミラー２１a、２１b、光源２
３、検出器２４から構成されている。前記ガラス板２０
は前記回転ドーム４の回転軸２５の先端に配置されてお
り、当該ガラス板２０の表面に光ファイバ端面と同一の
条件で誘電体膜の原料分子又は原子が固着されるように
してある。前記第１のミラー２１aは光源２３から発生
した光をガラス板２０に向けて反射させるものである。
具体的には前記回転軸２５は中空としてあり、第１のミ
ラー２１aによって反射された光は回転軸２５の内部を
光路として伝搬し、ガラス板２０に照射される。前記第
２のミラー２１bはガラス板２０に照射された光のう
ち、反射した光を前記検出器２４に向けて反射させて、
同検出器２４に入射させるものである。検出器２４は入
射した光のうち、特定波長の光の光量変化に基づいてガ
ラス板２０の表面に固着された原料分子又は原子の量
（膜厚）とその屈折率との積である光学膜厚を検出する
ものである。尚、光ファイバ７０の端部に金属製又はセ
ラミックス製等のフェルールが取り付けられた状態で同
ファイバ７０の端面に成膜を行っても同様の効果が期待
できる。
板２０、第１及び第２のミラー２１a、２１b、光源２
３、検出器２４から構成されている。前記ガラス板２０
は前記回転ドーム４の回転軸２５の先端に配置されてお
り、当該ガラス板２０の表面に光ファイバ端面と同一の
条件で誘電体膜の原料分子又は原子が固着されるように
してある。前記第１のミラー２１aは光源２３から発生
した光をガラス板２０に向けて反射させるものである。
具体的には前記回転軸２５は中空としてあり、第１のミ
ラー２１aによって反射された光は回転軸２５の内部を
光路として伝搬し、ガラス板２０に照射される。前記第
２のミラー２１bはガラス板２０に照射された光のう
ち、反射した光を前記検出器２４に向けて反射させて、
同検出器２４に入射させるものである。検出器２４は入
射した光のうち、特定波長の光の光量変化に基づいてガ
ラス板２０の表面に固着された原料分子又は原子の量
（膜厚）とその屈折率との積である光学膜厚を検出する
ものである。尚、光ファイバ７０の端部に金属製又はセ
ラミックス製等のフェルールが取り付けられた状態で同
ファイバ７０の端面に成膜を行っても同様の効果が期待
できる。
【００２０】（実施形態２）以下、本発明の誘電体膜成
膜装置の第２の実施形態を説明する。ここに示す本発明
の誘電体膜成膜装置の基本構成は前記実施形態１に示す
ものと同一である。異なるのは図４に示すように、真空
チャンバー１内に前記シースヒータ１０とは別の加熱源
（ハロゲンランプ）４０を設け、シースヒータ１０及び
加熱源４０の双方によって真空チャンバー１内の温度を
制御可能としたことである。尚、加熱源４０は主として
成膜開始前に真空チャンバー１内を予備加熱するために
機能する。
膜装置の第２の実施形態を説明する。ここに示す本発明
の誘電体膜成膜装置の基本構成は前記実施形態１に示す
ものと同一である。異なるのは図４に示すように、真空
チャンバー１内に前記シースヒータ１０とは別の加熱源
（ハロゲンランプ）４０を設け、シースヒータ１０及び
加熱源４０の双方によって真空チャンバー１内の温度を
制御可能としたことである。尚、加熱源４０は主として
成膜開始前に真空チャンバー１内を予備加熱するために
機能する。
【００２１】（実施形態３）以下、本発明の誘電体膜成
膜装置の第３の実施形態を説明する。ここに示す本発明
の誘電体膜成膜装置の基本構成は前記実施形態１に示す
ものと同一であり、異なるのは固定治具６０の構造であ
る。具体的には図５に示すように、前記図３（ａ）
（ｂ）に示すものと同一の構造及び寸法の固定治具６０
をガラス繊維その他の断熱素材によって形成し、その固
定治具６０の背後に同固定治具６０の後端面６５から突
出した光ファイバ７０を収容可能な断熱箱９０を一体化
したことである。このような構造によって、光ファイバ
７０の略全体が断熱される。
膜装置の第３の実施形態を説明する。ここに示す本発明
の誘電体膜成膜装置の基本構成は前記実施形態１に示す
ものと同一であり、異なるのは固定治具６０の構造であ
る。具体的には図５に示すように、前記図３（ａ）
（ｂ）に示すものと同一の構造及び寸法の固定治具６０
をガラス繊維その他の断熱素材によって形成し、その固
定治具６０の背後に同固定治具６０の後端面６５から突
出した光ファイバ７０を収容可能な断熱箱９０を一体化
したことである。このような構造によって、光ファイバ
７０の略全体が断熱される。
【００２２】（実施形態４）以下、本発明の光ファイバ
端面への誘電体膜成膜方法の第４の実施形態をする。本
実施形態に示す成膜方法は前記図１に示す本発明の誘電
体膜成膜装置を使用して、光ファイバの端面に高屈折材
料による膜と、低屈折材料による膜が交互に積層されて
なる誘電体膜（例えば、反射防止膜）を成膜する方法で
ある。 （１）図３（ｂ）に示すように、固定治具６０に光ファ
イバ７０を挟着保持させ、その固定治具６０を図１に示
す回転ドーム４の所定位置にセットする。この際、図２
に示すように、固定治具６０の周囲を断熱材８０で被覆
して、光ファイバ７０を断熱することは前記の通りであ
る。 （２）回転ドーム４を回転させながら、一方の電子ビー
ム２aから一方の容器３a内に収容されている高屈折材料
（例えばTa2O5）に向けて電子ビームを照射して同原料
を溶融させて蒸発させ、蒸発した原料分子又は原子を光
ファイバ７０（図２）の端面に固着させる。所定の光学
膜厚となる原料分子又は原子が光ファイバ７０の端面に
固着されたら、当該電子ビーム２aからの電子ビームの
照射を停止すると共に、隣接するシャッター３０aを回
動させて当該容器３aを閉塞する。 （３）次いで、他方の電子ビーム２bから他方の容器３b
に収容されている低屈折材料（例えばSiO2）に向けて電
子ビームを照射し、先に光ファイバ７０（図２）の端面
に固着している原料分子又は原子の上に当該容器３bか
ら蒸発した原料分子又は原子を固着させて積層する。所
定の光学膜厚となる原料分子又は原子が固着されたら、
当該電子ビーム２bからの電子ビームの照射を停止する
と共に、隣接するシャッター３０bを回動させて当該容
器３bを閉塞する。以後、これを繰り返して、光ファイ
バ７０の端面にTa2O5膜及びSiO2膜を交互に積層して所
期の分光特性を有する誘電体膜を成膜する。尚、Ta2O5
膜及びSiO2膜の光学膜厚は前記図１に示す光学式膜厚計
８によって測定する。
端面への誘電体膜成膜方法の第４の実施形態をする。本
実施形態に示す成膜方法は前記図１に示す本発明の誘電
体膜成膜装置を使用して、光ファイバの端面に高屈折材
料による膜と、低屈折材料による膜が交互に積層されて
なる誘電体膜（例えば、反射防止膜）を成膜する方法で
ある。 （１）図３（ｂ）に示すように、固定治具６０に光ファ
イバ７０を挟着保持させ、その固定治具６０を図１に示
す回転ドーム４の所定位置にセットする。この際、図２
に示すように、固定治具６０の周囲を断熱材８０で被覆
して、光ファイバ７０を断熱することは前記の通りであ
る。 （２）回転ドーム４を回転させながら、一方の電子ビー
ム２aから一方の容器３a内に収容されている高屈折材料
（例えばTa2O5）に向けて電子ビームを照射して同原料
を溶融させて蒸発させ、蒸発した原料分子又は原子を光
ファイバ７０（図２）の端面に固着させる。所定の光学
膜厚となる原料分子又は原子が光ファイバ７０の端面に
固着されたら、当該電子ビーム２aからの電子ビームの
照射を停止すると共に、隣接するシャッター３０aを回
動させて当該容器３aを閉塞する。 （３）次いで、他方の電子ビーム２bから他方の容器３b
に収容されている低屈折材料（例えばSiO2）に向けて電
子ビームを照射し、先に光ファイバ７０（図２）の端面
に固着している原料分子又は原子の上に当該容器３bか
ら蒸発した原料分子又は原子を固着させて積層する。所
定の光学膜厚となる原料分子又は原子が固着されたら、
当該電子ビーム２bからの電子ビームの照射を停止する
と共に、隣接するシャッター３０bを回動させて当該容
器３bを閉塞する。以後、これを繰り返して、光ファイ
バ７０の端面にTa2O5膜及びSiO2膜を交互に積層して所
期の分光特性を有する誘電体膜を成膜する。尚、Ta2O5
膜及びSiO2膜の光学膜厚は前記図１に示す光学式膜厚計
８によって測定する。
【００２３】前記（１）〜（３）工程中、必要に応じて
図１に示す温度制御機構７によって、真空チャンバー１
内を加熱して誘電体膜の緻密性の向上を図る。具体的に
は、成膜中に回転ドーム４の表面或いはその近傍におけ
る温度が３５０℃となるように真空チャンバー１内を加
熱する。また、成膜開始前に温度制御機構７によって真
空チャンバー１内を所定温度に予備加熱する。何れの場
合にも、真空チャンバー１内の光ファイバ７０（回転ド
ーム４にセットされた光ファイバ７０）は断熱されてい
るので、成膜中の加熱及び成膜前の予備加熱の何れによ
ってもその樹脂被覆が溶融したり、変形したりすること
はない。従って、誘電体膜の緻密性を向上させるために
最適な温度に真空チャンバー１内を加熱することができ
る。
図１に示す温度制御機構７によって、真空チャンバー１
内を加熱して誘電体膜の緻密性の向上を図る。具体的に
は、成膜中に回転ドーム４の表面或いはその近傍におけ
る温度が３５０℃となるように真空チャンバー１内を加
熱する。また、成膜開始前に温度制御機構７によって真
空チャンバー１内を所定温度に予備加熱する。何れの場
合にも、真空チャンバー１内の光ファイバ７０（回転ド
ーム４にセットされた光ファイバ７０）は断熱されてい
るので、成膜中の加熱及び成膜前の予備加熱の何れによ
ってもその樹脂被覆が溶融したり、変形したりすること
はない。従って、誘電体膜の緻密性を向上させるために
最適な温度に真空チャンバー１内を加熱することができ
る。
【００２４】本発明の光ファイバ端面への誘電体膜成膜
方法は、実施形態２又は実施形態３に示す本発明の誘電
体膜成膜装置を使用して実施することもできる。その際
の具体的な工程は前記と同一である。もっとも、実施形
態３に示す誘電体膜成膜装置はシースヒータ１０以外の
加熱源４０を備えているので、当該加熱源４０を真空チ
ャンバー１内で最も温度変化の激しい電子ビーム銃２a
及び２bの近傍に設置すれば、同真空チャンバー１内の
温度変化を可及的に抑制することができ、誘電体膜の緻
密性をさらに向上させることができる。また、加熱源４
０を電子ビーム銃２a及び２bの近傍に配置すると、同電
子ビーム銃２a及び２b回りの脱ガスも行える。もっと
も、加熱源４０は前記ハロゲンランプ以外のものであっ
てもよい。
方法は、実施形態２又は実施形態３に示す本発明の誘電
体膜成膜装置を使用して実施することもできる。その際
の具体的な工程は前記と同一である。もっとも、実施形
態３に示す誘電体膜成膜装置はシースヒータ１０以外の
加熱源４０を備えているので、当該加熱源４０を真空チ
ャンバー１内で最も温度変化の激しい電子ビーム銃２a
及び２bの近傍に設置すれば、同真空チャンバー１内の
温度変化を可及的に抑制することができ、誘電体膜の緻
密性をさらに向上させることができる。また、加熱源４
０を電子ビーム銃２a及び２bの近傍に配置すると、同電
子ビーム銃２a及び２b回りの脱ガスも行える。もっと
も、加熱源４０は前記ハロゲンランプ以外のものであっ
てもよい。
【００２５】（実施形態５）本発明の誘電体膜成膜装置
では、図１、図４に示す容器３a、３bに収容する誘電体
膜の原料を変えることによって、Ta2O5膜以外の高屈折
材料膜（例えば、TiO 2膜、Nb2O5膜、ZrO2膜）及びSiO2
膜以外の低屈折材料膜（例えば、MgF2膜）が交互に積層
された誘電体膜を光ファイバの端面に成膜することも可
能である。また、前記容器３a、３bにTa2O5及びSiO2以
外の成膜原料を収容した本発明の誘電体膜成膜装置を使
用して光ファイバの端面にTa2O5膜以外の高屈折材料膜
及びSiO2膜以外の低屈折材料膜が交互に積層された誘電
体膜を成膜する場合も本発明の光ファイバ端面への誘電
体膜成膜方法に含まれる。さらに、光ファイバの端面に
イオンプレーティング法、イオンビームスパッタ法、マ
グネトロンスパッタ法、ECRプラズマCVD法、MOCVD法等
の各種方法によって誘電体膜の原料分子又は原子を固着
させる場合も、本発明の光ファイバ端面への誘電体膜成
膜方法に含まれ、それら各種方法によって光ファイバの
端面に誘電体膜の原料分子又は原子を固着可能な成膜装
置も本発明の誘電体膜成膜装置に含まれる。要は、成膜
中の光ファイバを断熱して、同ファイバの樹脂被覆の溶
融や変形を防止可能な全ての成膜方法は本発明の光ファ
イバ端面への誘電体膜成膜方法及び誘電体膜成膜装置の
技術的範囲に含まれる。尚、前記ECRはElectron Cyclot
ron Resonanceの略であり、CVDはChemical Vapor Depos
ition、MOCVDはMetal Organic Chemical Vapor Deposit
ionの略である。
では、図１、図４に示す容器３a、３bに収容する誘電体
膜の原料を変えることによって、Ta2O5膜以外の高屈折
材料膜（例えば、TiO 2膜、Nb2O5膜、ZrO2膜）及びSiO2
膜以外の低屈折材料膜（例えば、MgF2膜）が交互に積層
された誘電体膜を光ファイバの端面に成膜することも可
能である。また、前記容器３a、３bにTa2O5及びSiO2以
外の成膜原料を収容した本発明の誘電体膜成膜装置を使
用して光ファイバの端面にTa2O5膜以外の高屈折材料膜
及びSiO2膜以外の低屈折材料膜が交互に積層された誘電
体膜を成膜する場合も本発明の光ファイバ端面への誘電
体膜成膜方法に含まれる。さらに、光ファイバの端面に
イオンプレーティング法、イオンビームスパッタ法、マ
グネトロンスパッタ法、ECRプラズマCVD法、MOCVD法等
の各種方法によって誘電体膜の原料分子又は原子を固着
させる場合も、本発明の光ファイバ端面への誘電体膜成
膜方法に含まれ、それら各種方法によって光ファイバの
端面に誘電体膜の原料分子又は原子を固着可能な成膜装
置も本発明の誘電体膜成膜装置に含まれる。要は、成膜
中の光ファイバを断熱して、同ファイバの樹脂被覆の溶
融や変形を防止可能な全ての成膜方法は本発明の光ファ
イバ端面への誘電体膜成膜方法及び誘電体膜成膜装置の
技術的範囲に含まれる。尚、前記ECRはElectron Cyclot
ron Resonanceの略であり、CVDはChemical Vapor Depos
ition、MOCVDはMetal Organic Chemical Vapor Deposit
ionの略である。
【００２６】
【発明の効果】本件出願の光ファイバ端面への誘電体膜
成膜方法は、成膜が行われる真空空間内にセットされた
光ファイバを断熱するので、前記真空空間内を積極的に
加熱して、より緻密な誘電体膜を成膜可能であり、且つ
光ファイバの樹脂被覆が溶融したり、変形したりする虞
もない。
成膜方法は、成膜が行われる真空空間内にセットされた
光ファイバを断熱するので、前記真空空間内を積極的に
加熱して、より緻密な誘電体膜を成膜可能であり、且つ
光ファイバの樹脂被覆が溶融したり、変形したりする虞
もない。
【００２７】本件出願の誘電体膜成膜装置は、光ファイ
バの端面に誘電体膜の原料分子又は原子を固着可能なチ
ャンバーと、同チャンバーに光ファイバをセット可能な
固定治具を備え、その固定治具が光ファイバを断熱可能
である。従って、成膜中のチャンバー内を積極的に加熱
して、より緻密な誘電体膜を成膜可能であり、且つ光フ
ァイバの樹脂被覆が溶融したり、変形したりする虞もな
い。
バの端面に誘電体膜の原料分子又は原子を固着可能なチ
ャンバーと、同チャンバーに光ファイバをセット可能な
固定治具を備え、その固定治具が光ファイバを断熱可能
である。従って、成膜中のチャンバー内を積極的に加熱
して、より緻密な誘電体膜を成膜可能であり、且つ光フ
ァイバの樹脂被覆が溶融したり、変形したりする虞もな
い。
【図１】本発明の誘電体膜成膜装置の第１の実施形態を
示す説明図。
示す説明図。
【図２】（ａ）は図１に示す回転ドームに固定治具を介
して光ファイバをセットした状態を示す説明図、（ｂ）
は同拡大説明図。
して光ファイバをセットした状態を示す説明図、（ｂ）
は同拡大説明図。
【図３】固定治具の一例を示す図であって、（ａ）は固
定治具を構成する下材の平面図、（ｂ）は光ファイバを
挟着保持した固定治具の端面図。
定治具を構成する下材の平面図、（ｂ）は光ファイバを
挟着保持した固定治具の端面図。
【図４】本発明の誘電体膜成膜装置の第２の実施形態を
示す説明図。
示す説明図。
【図５】本発明の誘電体膜成膜装置の第３の実施形態を
示す説明図。
示す説明図。
１ チャンバー ２ 電子ビーム銃 ３ 容器 ４ 回転ドーム ５ イオン銃 ６ ニュートライザ ７ 温度制御機構 ８ 光学式膜厚計 １０ シースヒータ １１ ヒータ電源１１ １２ センサ １３ 温度コントローラー ２０ ガラス板２０ ２１ ミラー ２３ 光源 ２４ 検出器 ２５ 回転ドームの回転軸 ３０ シャッター ４０ 加熱源 ６０ 固定治具 ６１ 凹溝 ６２ 下材 ６３ 上材 ７０ 光ファイバ ７１ 樹脂被覆 ７２ 裸ファイバ ８０ 断熱材 ９０ 断熱箱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H050 AA01 AC89 AC90 2K009 AA02 BB02 CC03 DD04 DD07 DD09 4K029 AA23 BA43 BA46 BB02 BC00 BC07 BD00 DB21 JA05
Claims (8)
- 【請求項１】チャンバー内に形成された真空空間内に光
ファイバをセットし、同真空空間内において誘電体膜の
原料分子又は原子を蒸発させ、その原料分子又は原子を
前記光ファイバの端面に固着させて誘電体膜を成膜する
光ファイバ端面への誘電体膜成膜方法において、チャン
バーと光ファイバとの間に断熱材を介在させた上で成膜
を行うことを特徴とする光ファイバ端面への誘電体膜成
膜方法。 - 【請求項２】光ファイバをチャンバーにセットするため
の固定治具の周囲を断熱材で被覆することを特徴とする
請求項１記載の光ファイバ端面への誘電体膜成膜方法。 - 【請求項３】断熱材製の固定治具を用いて光ファイバを
チャンバーにセットすることを特徴とする請求項１記載
の光ファイバ端面への誘電体膜成膜方法。 - 【請求項４】成膜中の真空空間内を加熱することを特徴
とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光ファ
イバ端面への誘電体膜成膜方法。 - 【請求項５】チャンバー内に形成された真空空間内に光
ファイバをセットし、その端面に誘電体膜の原料分子又
は原子を固着させて、同端面に誘電体膜を成膜可能な誘
電体膜成膜装置において、光ファイバを前記チャンバー
にセットするための固定治具を備え、その固定治具は周
囲が断熱材で被覆されていることを特徴とする誘電体膜
成膜装置。 - 【請求項６】固定治具が断熱材製であることを特徴とす
る請求項５記載の誘電体膜成膜装置。 - 【請求項７】真空空間内を加熱するための加熱源を備え
ていることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の誘
電体膜成膜装置。 - 【請求項８】誘電体膜の原料を溶融させて、その分子又
は原子を蒸発させるための電子ビーム銃を備え、その電
子ビーム銃の近傍に加熱源が配置されていることを特徴
とする請求項７記載の誘電体膜成膜装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001114519A JP2002311259A (ja) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | 光ファイバ端面への誘電体膜成膜方法と誘電体膜成膜装置 |
| CNB011379596A CN100472386C (zh) | 2000-09-07 | 2001-09-07 | 信息处理装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001114519A JP2002311259A (ja) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | 光ファイバ端面への誘電体膜成膜方法と誘電体膜成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002311259A true JP2002311259A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18965578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001114519A Pending JP2002311259A (ja) | 2000-09-07 | 2001-04-12 | 光ファイバ端面への誘電体膜成膜方法と誘電体膜成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002311259A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004061502A1 (en) * | 2002-12-19 | 2004-07-22 | 3M Innovative Properties Company | Optical fiber mount for vapor deposition equipment |
-
2001
- 2001-04-12 JP JP2001114519A patent/JP2002311259A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004061502A1 (en) * | 2002-12-19 | 2004-07-22 | 3M Innovative Properties Company | Optical fiber mount for vapor deposition equipment |
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