JP2003315563A - 楔形レンズ光ファイバの加工方法と加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑で高精度な処理や設定を必要とせず、ま
た熟練も必要とせず、操作が簡単で安価な設備を用い
て、低コストで大量生産に適する楔形レンズ光ファイバ
の加工方法および加工装置を提供する。 【解決手段】 光ファイバ１の先端が自由端となるよう
に光ファイバをファイバ保持部２で保持し、光ファイバ
１の先端を研磨面３ａに接触させて光ファイバ１の先端
を研磨面３ａ上で撓ませながら、矢印２１で示すように
第１の摺動方向および反対の第２の摺動方向に研磨面３
ａ上で摺動させる往復動作を研磨面３ａと光ファイバ１
の先端との間で相対的に複数回繰り返し行って、光ファ
イバ１の先端を楔形に加工し、楔形レンズ光ファイバを
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの先端
を研磨して、この先端に例えば所定の半径を持ったシリ
ンドリカルレンズ機能を有する楔形に加工し楔形レンズ
光ファイバを形成する楔形レンズ光ファイバの加工方法
および加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】楔形レンズ光ファイバは、図６に示すよ
うに、光ファイバ１の先端を両面から斜めにカットして
楔形に形成したテーパ面１１を有し、このテーパ面１１
の重なった楔形の先端の楔稜線１２にＲが付けられたシ
リンドリカルレンズの機能を備えている。また、この楔
稜線１２の中心にはファイバコア１３の端面が露出して
いる。このように先端が構成される楔形レンズ光ファイ
バは、扁平な開口を有するレーザダイオードなどとの結
合に有効である。

【０００３】特に、長距離光ファイバ通信に必須である
ファイバアンプの９８０ｎｍの波長の励起用レーザは、
ＧａＡｓ系であるが、埋め込み構造が難しく、スポット
サイズ変換が困難であり、９８０ｎｍの波長のレーザを
出力するレーザダイオードは例えば図７に示すように水
平方向に扁平な開口を有する。このレーザダイオードか
らの光の出射パターンは例えば縦方向が２７〜２８°、
横方向が４〜６°のように縦方向と横方向でレーザ光の
広がり角が大きく異なって、垂直方向に大きく広がり、
高性能なファイバアンプのためには楔形レンズ光ファイ
バによる高効率な光結合が必須である。

【０００４】しかしながら、この楔形レンズ光ファイバ
による高効率結合には、レーザの開口が非常に薄いため
楔形レンズ光ファイバの先端の半円筒面の半径として３
〜６μｍという非常に小さい形状が必要となる。また、
図６に示す楔形レンズ光ファイバを例にとると、楔稜線
１２とファイバコア１３の中心のずれもサブミクロンの
精度が必要となる。すなわち、両テーパ面１１は非常に
高い対称性を有することが必要である。

【０００５】このような高い精度の精密加工は、従来、
回転工具に熟練者が光ファイバの先端を押圧して加工し
た後、形状測定器または光学特性測定器で計測して修正
加工を施すという処理を繰り返して行い、これにより光
ファイバの先端を所望の形状に加工している。

【０００６】また、他の加工方法としては、光ファイバ
の先端を回転軸を有する多軸精密ステージに固定し、コ
ンピュータで複雑な軌跡を精密に制御して所望の形状を
加工するなどという方法も考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の加工方
法のうち、回転工具に熟練者が光ファイバの先端を押圧
して加工した後、計測および修正加工を行う第１の方法
では、一定の熟練を持つ技術者を必要とするとともに、
時間がかかるという問題があり、最近のＷＡＮなどの急
速な展開で光ファイバアンプを取り込もうとする動きの
中で光ファイバアンプに用いられる楔形レンズ光ファイ
バに要望される低コスト大量生産には適さない。

【０００８】また、光ファイバの先端を多軸精密ステー
ジに固定し、コンピュータ制御を行う第２の方法では、
非常に高価な装置を必要とするとともに、装置への光フ
ァイバの設置および加工時の原点への設定などのような
煩雑で高精度な操作が必要であるという問題があり、同
様に低コスト大量生産には適さない。

【０００９】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、煩雑で高精度な処理や設定を
必要とせず、また熟練も必要とせず、操作が簡単で安価
な設備を用いて、低コストで大量生産に適する楔形レン
ズ光ファイバの加工方法および加工装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、光ファイバの先端を研磨
して、この先端を楔形に加工し楔形レンズ光ファイバを
形成する楔形レンズ光ファイバの加工方法であって、光
ファイバの先端が自由端となるように光ファイバを保持
し、光ファイバの先端を研磨面に接触させて研磨面上を
摺動させる動作を第１の摺動方向および該第１の摺動方
向と反対の第２の摺動方向に複数回繰り返し行う往復動
作を、摺動方向とは反対方向に光ファイバの先端を研磨
面上で撓ませながら、研磨面と光ファイバの先端との間
で相対的に行わせることを要旨とする。

【００１１】請求項１記載の本発明にあっては、光ファ
イバの先端を研磨面に接触させて光ファイバの先端を研
磨面上で撓ませながら、第１の摺動方向および第２の摺
動方向に研磨面上で摺動させる往復動作を研磨面と光フ
ァイバの先端との間で相対的に複数回繰り返し行って、
光ファイバの先端を楔形に加工するため、従来のように
熟練を必要とせず、低コストで大量生産可能であるとと
もに、光ファイバの先端には対称性の高い非常に小さな
半円筒形状の曲面を形成でき、レーザダイオードとの高
効率な結合が可能である高精度な楔形レンズ光ファイバ
を形成することができる。

【００１２】また、請求項２記載の本発明は、請求項１
記載の発明において、前記往復動作が、第１の摺動方向
における研磨量と第２の摺動方向における研磨量が等し
いように複数回繰り返すことを要旨とする。

【００１３】請求項２記載の本発明にあっては、往復動
作を第１の摺動方向における研磨量と第２の摺動方向に
おける研磨量が等しいように複数回繰り返すため、光フ
ァイバの先端に対称性の高い小さな半円筒形状の曲面を
適確に形成することができる。

【００１４】更に、請求項３記載の本発明は、請求項１
または２記載の発明において、前記往復動作が、直線往
復動作であることを要旨とする。

【００１５】請求項４記載の本発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の発明において、前記往復動作に
おいて光ファイバの先端と研磨面との接触の度合いが連
続的に変化するように光ファイバを保持する位置と研磨
面との間の距離が変化することを要旨とする。

【００１６】請求項４記載の本発明にあっては、光ファ
イバを保持する位置と研磨面との間の距離が変化して、
光ファイバの先端と研磨面との接触の度合いが連続的に
変化するため、光ファイバの先端に対称性の高い小さな
半円筒形状の曲面を適確に形成することができる。

【００１７】また、請求項５記載の本発明は、請求項１
乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記往復
動作前において光ファイバに弾性素材をコートする前置
工程を有することを要旨とする。

【００１８】更に、請求項６記載の本発明は、請求項１
乃至５のいずれか１項に記載の発明において、前記研磨
面が、前記往復動作の方向に対して所定の有限長を有す
ることを要旨とする。

【００１９】請求項７記載の本発明は、請求項１乃至６
のいずれか１項に記載の発明において、前記研磨面の前
記往復動作方向の形状が往復動作の中心に対して対称で
あることを要旨とする。

【００２０】また、請求項８記載の本発明は、請求項７
記載の発明において、前記研磨面の前記往復動作方向の
形状が往復動作の中心に対して対称な凸形状または台形
状であることを要旨とする。

【００２１】更に、請求項９記載の本発明は、光ファイ
バの先端を研磨して、この先端を楔形に加工し楔形レン
ズ光ファイバを形成する楔形レンズ光ファイバの加工装
置であって、光ファイバの先端が自由端となるように光
ファイバを保持する保持手段と、光ファイバの先端を研
磨する研磨面と、光ファイバを研磨面に接触させる接触
手段と、光ファイバの先端を研磨面に接触させて研磨面
上を摺動させる動作を第１の摺動方向および該第１の摺
動方向と反対の第２の摺動方向に複数回繰り返し行う往
復動作を、摺動方向とは反対方向に光ファイバの先端を
研磨面上で撓ませながら、研磨面と光ファイバの先端と
の間で相対的に行わせるように前記保持手段および研磨
面の動作を制御する往復動作手段とを有することを要旨
とする。

【００２２】請求項９記載の本発明にあっては、光ファ
イバの先端を研磨面に接触させて光ファイバの先端を研
磨面上で撓ませながら、第１の摺動方向および第２の摺
動方向に研磨面上で摺動させる往復動作を研磨面と光フ
ァイバの先端との間で相対的に複数回繰り返し行って、
光ファイバの先端を楔形に加工するため、従来のように
熟練を必要とせず、低コストで大量生産可能であるとと
もに、光ファイバの先端には対称性の高い非常に小さな
半円筒形状の曲面を形成でき、レーザダイオードとの高
効率な結合が可能である高精度な楔形レンズ光ファイバ
を形成することができる。

【００２３】請求項１０記載の本発明は、請求項９記載
の発明において、前記往復動作手段が、第１の摺動方向
における研磨量と第２の摺動方向における研磨量が等し
いように往復動作を複数回繰り返すように構成されてい
ることを要旨とする。

【００２４】請求項１０記載の本発明にあっては、往復
動作を第１の摺動方向における研磨量と第２の摺動方向
における研磨量が等しいように複数回繰り返すため、光
ファイバの先端には対称性の高い小さな半円筒形状の曲
面を適確に形成することができる。

【００２５】また、請求項１１記載の本発明は、請求項
９または１０記載の発明において、前記往復動作が、直
線往復動作であることを要旨とする。

【００２６】更に、請求項１２記載の本発明は、請求項
９乃至１１のいずれか１項に記載の発明において、前記
往復動作手段が、往復動作において光ファイバの先端と
研磨面との接触の度合いが変化するように光ファイバを
保持する位置と研磨面との間の距離が変化するように制
御する制御手段を有することを要旨とする。

【００２７】請求項１２記載の本発明にあっては、光フ
ァイバを保持する位置と研磨面との間の距離が変化し
て、光ファイバの先端と研磨面との接触の度合いが連続
的に変化するため、光ファイバの先端に対称性の高い小
さな半円筒形状の曲面を適確に形成することができる。

【００２８】請求項１３記載の本発明は、請求項９乃至
１２のいずれか１項に記載の発明において、前記光ファ
イバが、弾性素材をコートされたものであることを要旨
とする。

【００２９】また、請求項１４記載の本発明は、請求項
９乃至１３のいずれか１項に記載の発明において、前記
研磨面が、前記往復動作の方向に対して所定の有限長を
有することを要旨とする。

【００３０】更に、請求項１５記載の本発明は、請求項
９乃至１４のいずれか１項に記載の発明において、前記
研磨面の前記往復動作方向の形状が往復動作の中心に対
して対称であることを要旨とする。

【００３１】請求項１６記載の本発明は、請求項１５記
載の発明において、前記研磨面の前記往復動作方向の形
状が往復動作の中心に対して対称な凸形状または台形状
であることを要旨とする。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る
楔形レンズ光ファイバの加工方法を説明するための図で
ある。

【００３３】同図に示す加工方法では、光ファイバ１を
ファイバ保持部２で垂直に保持し、このファイバ保持部
２の下方に延出して垂れた光ファイバ１の先端を研磨フ
ィルム３の研磨面３ａに接触させる。すなわち、光ファ
イバ１を研磨面３ａから所定の高さの所でファイバ保持
部２により保持する。なお、この時、ファイバ保持部２
の下方に延出した光ファイバ１の長さがファイバ保持部
２と研磨面３ａとの間の距離よりも長いように設定し、
これにより下方に垂れた光ファイバ１の先端が研磨面３
ａにおいて図示のように撓むようにする。すなわち、光
ファイバ１の先端を研磨面３ａに接触させながらファイ
バ保持部２を矢印２１で示す方向に移動させて光ファイ
バ１の先端を研磨面３ａに対して摺動させると、光ファ
イバ１の先端はこの摺動方向とは逆方向に撓むことにな
る。この光ファイバ１の先端が研磨面３ａにおいて撓む
状態は、Ａ部として拡大して図１（ｂ）に示すように、
接触角４を持って光ファイバ１の先端が研磨面３ａに対
して撓むことになるが、この接触角４で光ファイバ１の
先端の加工角度が決まることになる。

【００３４】上述したように、光ファイバ１をファイバ
保持部２で保持し、光ファイバ１の先端を研磨面３ａに
接触させた後、矢印２１で示す方向にファイバ保持部２
を移動させるかまたは研磨フィルム３を移動させること
により、すなわち矢印２１で示す方向にファイバ保持部
２または研磨フィルム３を相対的に移動させることによ
り、光ファイバ１の先端を研磨面３ａ上で摺動させるこ
とができ、この摺動動作、すなわち光ファイバ１の先端
を研磨面３ａ上で摺動させる動作を矢印２１で示すよう
に第１の摺動方向および該第１の摺動方向と反対の第２
の摺動方向に直線的に複数回繰り返し行う往復動作を、
摺動方向とは反対方向に光ファイバ１の先端を研磨面３
ａに接触させて撓ませながら、研磨面３ａと光ファイバ
１の先端との間で相対的に行わせる。

【００３５】このような往復動作においては、光ファイ
バ１の高い材料的および機械的質性および高い形状精度
を利用することにより光ファイバ１の先端を所望の楔形
状に高い精度で加工することができる。本実施形態で対
象とするミクロ的な鏡面形状を得る研磨加工において加
工精度は加工量と加工形状で決まるが、加工量は加工荷
重と相対接触量（研磨面と被加工物との相対的な摺動距
離）の積に比例して決まり、また加工形状はこの研磨量
と、研磨面と被加工物の干渉におけるその干渉面とで決
まる。従って、これらの量を精密に制御することにより
精密加工を行うことができる。

【００３６】また、光ファイバ１の先端を研磨面３ａ上
で摺動させる往復動作では、光ファイバ１の先端が研磨
面３ａに接触している加工点において光ファイバ１の先
端の撓みにより研磨面３ａに対する押圧が発生し、これ
が加工荷重となる。この荷重は光ファイバ１が撓むこと
による弾性によって発生するものであるが、上述したよ
うに光ファイバ１は材料的に均質で、形状精度が良好で
あるため、この弾性力を高い精度で制御再現させること
ができる。また、摺動距離は光ファイバ１が研磨面３ａ
を横切る長さで厳密に決まる。更に、光ファイバ１の先
端の楔形状のテーパ角度（形状）は光ファイバ１の研磨
面３ａへの接触角度で決まるが、この接触角度も撓み形
状で厳密に制御可能である。このような原理に基づき本
実施形態の光ファイバの先端の楔形状または楔レンズ形
状の加工は精密に行うことができる。

【００３７】前述したように、楔形レンズ光ファイバは
先端の楔形状部の楔稜線とファイバコアの中心のずれも
サブミクロンの精度が必要となり、楔形状部の両テーパ
面は非常に高い対称性を有することが必要であるが、本
実施形態の加工方法では、対称性が非常に良い楔形状加
工を行うことが可能である。すなわち、図１で説明した
ように、光ファイバ１を研磨面３ａから所定の高さで垂
直にファイバ保持部２で保持し、研磨フィルム３上でフ
ァイバ保持部２を垂直軸に対して回転させずに往復させ
る。図１において、右方向に矢印２１に沿って移動させ
る時には、図１において向かって光ファイバ１の先端の
右側のテーパ面が加工され、逆の左方向に移動させる時
には、光ファイバ１の先端の左側のテーパ面が加工され
るというように左右対称に光ファイバ１の先端は同一の
撓み形状を示すことがわかる。

【００３８】また、１往復でそれぞれのテーパ面は同一
の距離を加工面と相対運動する。すなわち、往復動作は
第１の摺動方向における研磨量と第１の摺動方向と反対
の第２の摺動方向における研磨量が等しいように複数回
繰り返す。従って、１往復の加工で楔形状部の両テーパ
面は同一の加工量、同一の形状に加工でき、極めて対称
性の良い楔形状の加工が可能となる。通常、楔形状に到
達するためには複数回の往復加工を行う。この場合、両
テーパ面は逐次微小加工され、時間経過による加工状況
の変化（例えば、加工による研磨面の能力低下）の影響
も避けられる。

【００３９】更に、図１に示すように、研磨フィルム３
は、左右の両端部が斜め下方に下がって台形状に構成さ
れていて、研磨面３ａは台形部分の上面のみに設けら
れ、この部分が研磨領域になっている。従って、往復押
動において、光ファイバ１の先端が研磨フィルム３の台
形部の上面の研磨面３ａから左右に外れて、斜めに下が
った両端側に移動した場合には、光ファイバ１の先端は
研磨面３ａに接触せず、真っ直ぐに伸びることができる
ようになっている。そして、このように真っ直ぐに伸び
た状態から再度逆方向に移動して研磨面３ａに向かって
進むと、この研磨面３ａに当たった所から光ファイバ１
の先端は再度撓んで研磨面３ａに接触して研磨されるこ
とになる。そして、研磨面３ａに接触して移動している
間は光ファイバ１の先端は研磨面３ａで撓みながら研磨
されるが、研磨面３ａを通過して台形の斜めに下がった
部分に移動すると、光ファイバ１の先端は研磨面３ａと
の接触から解放されて自由になり、下方に真っ直ぐに伸
びる。すなわち研磨面３ａは往復動作の方向に対して所
定の有限長である。

【００４０】このように、光ファイバ１は１回の加工に
おいては研磨面３ａの両端側の加工能力のない斜面から
研磨面３ａ領域に進入し、研磨面３ａを撓みながら通過
した後、研磨面３ａから斜面に離脱するようになってい
る。この結果、台形状の斜めに下がった部分の研磨面３
ａの両端側から研磨面３ａに入る場合には、直線状の光
ファイバ１をストレスなく滑らかに撓ませることが可能
になるとともに、また両端側での伸びた位置での前進お
よび後退の切り替えも容易にしている。

【００４１】次に、図２を参照して、本発明の他の実施
形態に係る楔形レンズ光ファイバの加工方法について説
明する。

【００４２】本実施形態では、図２（ａ）に示すよう
に、研磨面３ａを形成している研磨フィルム３は、光フ
ァイバ１を固定的に保持しているファイバ保持部２に対
して傾斜して配設され、これにより光ファイバ１を保持
しているファイバ保持部２の位置、すなわちライン２３
で示す位置と研磨面３ａとの間の距離は図で右になる程
長くなるように連続的に変化している。

【００４３】図２（ａ）において左側に位置する光ファ
イバ１の場合には、その光ファイバ１を保持しているフ
ァイバ保持部２と研磨面３ａとの間の距離が短くなって
いるため、ファイバ保持部２の下方に延出した光ファイ
バ１は先端が研磨面３ａに対して強く当たって大きく撓
み、すなわち大きな押圧力で接触し、光ファイバ１の先
端は図２（ｂ）に示すように深く傾斜し、接触角４は小
さくなり、光ファイバ１の先端の楔形状部の更に先の突
端の稜線形成部も中心から外れた部分が研磨面３ａに接
触するようになっている。

【００４４】これに対して、図２（ａ）において右側に
位置する光ファイバ１の場合には、その光ファイバ１を
保持しているファイバ保持部２と研磨面３ａとの間の距
離が長くなっているため、ファイバ保持部２の下方に延
出した光ファイバ１は先端が研磨面３ａに対して弱く当
たって小さく撓み、すなわち小さな押圧力で接触し、光
ファイバ１の先端は図２（ｃ）に示すように浅く傾斜
し、接触角４は大きくなり、光ファイバ１の先端の楔形
状部の更に先の突端の稜線形成部も中心部分が研磨面３
ａに接触するようになっている。

【００４５】従って、光ファイバ１をファイバ保持部２
で保持して、図２（ａ）に示すように傾斜して配設され
た研磨面３ａに対して光ファイバ１の先端を摺動させる
ことにより、光ファイバ１の先端と研磨面３ａとの接触
角４は連続的に変化することができ、これにより光ファ
イバ１の先端の楔形状部の更に先の突端の稜線形成部
は、曲面加工される。従って、この曲面加工を左右対称
な斜面である例えば対称な「へ」の字状または凸形状に
形成された研磨面３ａを用いて光ファイバ１の先端に対
して左右対称に行うことにより、対称性のある曲面、す
なわち図６で説明したようなシリンドリカルレンズを形
成することができる。

【００４６】なお、図２では、研磨面３ａを構成してい
る斜面の形状は平面であるが、研磨面３ａを曲面状に形
成することにより、半円筒でない形状などのようなレン
ズ形状の精密制御も可能となり、更に高い結合特性も期
待することができる。

【００４７】上述した実施形態では、光ファイバ１自体
の精密さを利用して、加工前の光ファイバの精密な位置
決めの必要がない経済的な加工装置で熟練技術と測定と
の組合せを必要とすることなく、簡単で高い精度の加工
を経済的に可能としているものである。このような加工
方法を同様に利用することにより、多数本の光ファイバ
を一括して加工することが可能な低コスト大量生産を実
現することもできる。

【００４８】次に、図３および図４を参照して、実際の
加工工程について説明する。

【００４９】まず、第１の加工工程は粗加工であり、こ
の粗加工では、図３に示すように、図１と同様に両端側
が斜め下方に下がって台形状に構成された研磨フィルム
３を用いて、すなわち台形状の研磨フィルム３の上面の
研磨面３ａを用いて、光ファイバ１の先端をテーパ加工
する。このテーパ加工では、比較的粗い砥粒（例えば、
粒径５μｍのアルミナ）の研磨面３ａで光ファイバ１の
先端を高速加工し、テーパ面を光ファイバ１の先端に形
成する。

【００５０】次に、第２の仕上げ加工工程では、図４に
示すように中心が三角形の頂点のように尖った例えば対
称な「へ」の字形状の研磨フィルム３の例えば微細シリ
カ砥粒の研磨面３ａを用い、光ファイバ１のテーパ状に
加工された先端を鏡面仕上げ加工して、先端にＲ面を形
成する。

【００５１】図５は、上述した第１および第２の加工工
程で加工して得られた光ファイバ１の先端の形状を触針
式形状測定器で測定した評価結果を示す図である。同図
に示すように、光ファイバ１の先端として、ほぼ２．７
μｍの先端Ｒが得られた。また、このＲ面は微細シリカ
砥粒の使用により鏡面加工されたものとなっている。

【００５２】上述したように、本実施形態の加工方法に
よれば、精密な楔形レンズ光ファイバの加工を実現する
ことが可能であり、また粗加工と仕上げ加工の２工程を
用いることにより、実用的な時間で加工することができ
た。また、複数本の光ファイバを保持して同時に一括加
工した結果でもすべての光ファイバに同様な加工を行う
ことができ、多数本の光ファイバを一括して加工する量
産性の実現も可能であることがわかった。更に、本実施
形態の加工では、光ファイバの突き出し量、光ファイバ
の保持高さが数十μｍ程度異なっても光ファイバの撓み
形状自体には大きな影響がなく、ほぼ同様な加工形状を
得ることも確認した。なお、光ファイバは加工形状、加
工条件により加工中の保護のために弾性力の小さい被覆
光ファイバを用いることも考えられるが、この場合の被
覆光ファイバとしては、メタルコート、カーボンコー
ト、ポリマースキンコーテッド（ＰＳＣ）の光ファイバ
または通常のプライマリー被覆、更に別途被覆すること
も考えられる。すなわち、本実施形態では、上述した往
復動作を行う前に、光ファイバ１に弾性素材をコートす
る前置工程を有するものである。

【００５３】また、本発明の別の実施形態としては、研
磨面としてテーパ加工と先球加工を同時に行うために、
台形形状の全面に研磨剤を設けるもの、または研磨面自
体はフラットにしておいて、ファイバ保持部を逆台形の
軌跡で運動させる形態なども考えられる。光ファイバの
先端のＲ部の加工において高い対称性を確保するために
は、例えば図４に示した研磨面３ａの両側の斜面が左右
対称であることが必要であるが、これは斜面が曲面であ
る場合も同様である。

【００５４】更に、加工形状のバリエーションとして、
楔形レンズ光ファイバの加工を直交する２方向に対して
行うことによって、擬似的な先球光ファイバ機能を持た
せることが可能である。また、この際もう一方向の加工
において光ファイバの先端の曲率半径を変えることも可
能である。また、例えば図４において、研磨面３ａの片
側の斜面に研磨剤を設けずに加工を行うことにより、斜
めシリンドリカルレンズの形成も可能となる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光ファイバの先端を研磨面に接触させて光ファイバの先
端を研磨面上で撓ませながら、第１の摺動方向および第
２の摺動方向に研磨面上で摺動させる往復動作を研磨面
と光ファイバの先端との間で相対的に複数回繰り返し行
って、光ファイバの先端を楔形に加工するので、従来の
ように熟練を必要とせず、低コストで大量生産可能であ
るとともに、光ファイバの先端には対称性の高い非常に
小さな半円筒形状の曲面を形成でき、レーザダイオード
との高効率な結合が可能である高精度な楔形レンズ光フ
ァイバを形成することができる。

【００５６】また、本発明によれば、往復動作を第１の
摺動方向における研磨量と第２の摺動方向における研磨
量が等しいように複数回繰り返すので、光ファイバの先
端には対称性の高い小さな半円筒形状の曲面を適確に形
成することができる。

【００５７】更に、本発明によれば、光ファイバを保持
する位置と研磨面との間の距離が変化して、光ファイバ
の先端と研磨面との接触の度合いが連続的に変化するの
で、光ファイバの先端に対称性の高い小さな半円筒形状
の曲面を適確に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る楔形レンズ光ファイ
バの加工方法を説明するための図である。

【図２】本発明の他の実施形態に係る楔形レンズ光ファ
イバの加工方法を説明するための図である。

【図３】図１および図２に示す実施形態の楔形レンズ光
ファイバの加工方法を用いて説明する実際の加工工程に
おける第１の粗加工工程を説明するための図である。

【図４】図１および図２に示す実施形態の楔形レンズ光
ファイバの加工方法を用いて説明する実際の加工工程に
おける図３に続く第２の仕上げ加工工程を説明するため
の図である。

【図５】図３および図４に示した第１および第２の加工
工程で加工して得られた光ファイバの先端の形状を触針
式形状測定器で測定した評価結果を示す図である。

【図６】楔形レンズ光ファイバの概観を示す斜視図であ
る。

【図７】９８０ｎｍの波長のレーザダイオードからの光
の出射の様子を示す図である。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ２ ファイバ保持部 ３ 研磨フィルム ３ａ 研磨面 ４ 接触角 １１ テーパ面 １２ 楔稜線

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバの先端を研磨して、この先端
   を楔形に加工し楔形レンズ光ファイバを形成する楔形レ
   ンズ光ファイバの加工方法であって、 光ファイバの先端が自由端となるように光ファイバを保
   持し、 光ファイバの先端を研磨面に接触させて研磨面上を摺動
   させる動作を第１の摺動方向および該第１の摺動方向と
   反対の第２の摺動方向に複数回繰り返し行う往復動作
   を、摺動方向とは反対方向に光ファイバの先端を研磨面
   上で撓ませながら、研磨面と光ファイバの先端との間で
   相対的に行わせることを特徴とする楔形レンズ光ファイ
   バの加工方法。
2. 【請求項２】 前記往復動作は、第１の摺動方向におけ
   る研磨量と第２の摺動方向における研磨量が等しいよう
   に複数回繰り返すことを特徴とする請求項１記載の楔形
   レンズ光ファイバの加工方法。
3. 【請求項３】 前記往復動作は、直線往復動作であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の楔形レンズ光フ
   ァイバの加工方法。
4. 【請求項４】 前記往復動作において光ファイバの先端
   と研磨面との接触の度合いが連続的に変化するように光
   ファイバを保持する位置と研磨面との間の距離が変化す
   ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記
   載の楔形レンズ光ファイバの加工方法。
5. 【請求項５】 前記往復動作前において光ファイバに弾
   性素材をコートする前置工程を有することを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の楔形レンズ光フ
   ァイバの加工方法。
6. 【請求項６】 前記研磨面は、前記往復動作の方向に対
   して所定の有限長を有することを特徴とする請求項１乃
   至５のいずれか１項に記載の楔形レンズ光ファイバの加
   工方法。
7. 【請求項７】 前記研磨面は、前記往復動作方向の形状
   が往復動作の中心に対して対称であることを特徴とする
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載の楔形レンズ光フ
   ァイバの加工方法。
8. 【請求項８】 前記研磨面は、前記往復動作方向の形状
   が往復動作の中心に対して対称な凸形状または台形状で
   あることを特徴とする請求項７項に記載の楔形レンズ光
   ファイバの加工方法。
9. 【請求項９】 光ファイバの先端を研磨して、この先端
   を楔形に加工し楔形レンズ光ファイバを形成する楔形レ
   ンズ光ファイバの加工装置であって、 光ファイバの先端が自由端となるように光ファイバを保
   持する保持手段と、 光ファイバの先端を研磨する研磨面と、 光ファイバを研磨面に接触させる接触手段と、 光ファイバの先端を研磨面に接触させて研磨面上を摺動
   させる動作を第１の摺動方向および該第１の摺動方向と
   反対の第２の摺動方向に複数回繰り返し行う往復動作
   を、摺動方向とは反対方向に光ファイバの先端を研磨面
   上で撓ませながら、研磨面と光ファイバの先端との間で
   相対的に行わせるように前記保持手段および研磨面の動
   作を制御する往復動作手段とを有することを特徴とする
   楔形レンズ光ファイバの加工装置。
10. 【請求項１０】 前記往復動作手段は、第１の摺動方向
    における研磨量と第２の摺動方向における研磨量が等し
    いように往復動作を複数回繰り返すように構成されてい
    ることを特徴とする請求項９記載の楔形レンズ光ファイ
    バの加工装置。
11. 【請求項１１】 前記往復動作は、直線往復動作である
    ことを特徴とする請求項９または１０記載の楔形レンズ
    光ファイバの加工装置。
12. 【請求項１２】 前記往復動作手段は、往復動作におい
    て光ファイバの先端と研磨面との接触の度合いが変化す
    るように光ファイバを保持する位置と研磨面との間の距
    離が変化するように制御する制御手段を有することを特
    徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の楔形
    レンズ光ファイバの加工装置。
13. 【請求項１３】 前記光ファイバは、弾性素材をコート
    されたものであることを特徴とする請求項９乃至１２の
    いずれか１項に記載の楔形レンズ光ファイバの加工装
    置。
14. 【請求項１４】 前記研磨面は、前記往復動作の方向に
    対して所定の有限長を有することを特徴とする請求項９
    乃至１３のいずれか１項に記載の楔形レンズ光ファイバ
    の加工装置。
15. 【請求項１５】 前記研磨面は、前記往復動作方向の形
    状が往復動作の中心に対して対称であることを特徴とす
    る請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の楔形レンズ
    光ファイバの加工装置。
16. 【請求項１６】 前記研磨面は、前記往復動作方向の形
    状が往復動作の中心に対して対称な凸形状または台形状
    であることを特徴とする請求項１５項に記載の楔形レン
    ズ光ファイバの加工装置。