JP2004163577A

JP2004163577A - Processing method of optical fiber

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Publication number: JP2004163577A
Application number: JP2002327996A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Fushimi; 正寛伏見
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-06-10

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a processing method of an optical fiber optimized for the composition of an optical communication device which can maintain a high performance even when an environmental change such as a change of mechanical condition of vibrations etc. happens by performing the positioning regard to the light from LD at all times. SOLUTION: The processing method of the optical fiber comprises a resist applying process of applying a resist on a specified region containing at least all region of a core in a first end surface almost uniformly, an exposure/development process of exposing only the resist applied on the core in the first end surface by irradiating the resist with the light of specified wavelength through the optical fiber from a second end surface and, thereafter, developing the resist and a level difference forming process of forming the level difference between the core and a clad by using the resist remained in the exposure/development process. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信装置に使用される光ファイバの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信装置は、ＬＤで発光し情報による変調を施された光を光ファイバに伝達させる為の装置であり、ＬＤ、ＬＤからの光を集光させるレンズ、光ファイバ等の光学部品から構成される。光ファイバー通信を加入者宅内に引き込む回線終端装置（ＯＮＵ；ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）として使用される光通信モジュールでは、一般的に、送受信を一本の光ファイバで行う双方向型の通信に対応するため、光通信モジュール内にさらに受光素子や、異なる波長の光を分離するためのＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）フィルタ等が備えられる。
【０００３】
上記のような光通信モジュールでは、ＬＤからの信号光を光ファイバを介して送受信するため、該光をコアの略中心に入射させる必要がある。つまり、ＬＤは、コア径が数μｍの光ファイバに対して高精度で位置決めされなければならない。従来の位置決め方法は、光ファイバから射出された光の光量を検出し、該光量が所定レベル以上に達した状態をもって、コアの略中心にＬＤからの光が入射していると判断する。そして通常、これらの光学部品は、位置決め後、溶着あるいは接着剤を用いて堅固に固定される。
【０００４】
しかしながら、上記従来の位置決め方法では、射出された光の光量が所定レベルに達していない場合、ＬＤからの光の入射位置がコアの中心に対してどちらの方向にどれだけずれているのか判別することができない。そのため、光ファイバから射出された光の光量が所定レベルに達するまでＬＤからの光の入射位置と光ファイバのコア中心との相対的な位置合わせを試行錯誤で繰り返さなければならず非常に手間がかかり、時間的負担が大きかった。
【０００５】
さらに、上記位置決め方法によって位置合わせが完了した後、接着剤を用いて部品の相互位置を位置決め固定することによって光通信モジュールを構成したとしても、次のような問題点が残される。第１に、上記のように光通信モジュールを製造した場合、接着剤の収縮や加工による部品の変形や破壊等がありうるため、接着後、乾燥した後でなければ製品の良否を判定できない点である。また、このような光通信モジュールで高い歩留まりを達成することは比較的難しいと考えられる。第２に、性能に経時変化があった場合、修正することが不可能で、高精度での位置決めを維持することができないという点である。
【０００６】
上記の問題点を解決するために、光ファイバ入射面におけるＬＤからの光の入射位置を実際に検出して該入射位置がコア中心と一致するように位置決めすることが望まれる。そして光通信モジュールを、常時、ＬＤからの光に関する位置決め処理が行われるように構成すればよい。そのためには、ＬＤからの光の光ファイバ入射面における入射位置を高精度で検出できるとともに、光ファイバの入射面におけるコアとクラッドの境界を明確に判別することができるように該入射面を加工しなければならない。
【０００７】
ここで、従来の光ファイバの加工方法として、下記の特許文献１や特許文献２に開示される内容が知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−１０７４２８号公報
【特許文献２】
特開２００１−３０５３８２号公報
【０００９】
上記各特許文献１、２は、光ファイバを光導波路等の他の光学部材と光学的に接続する際の光の伝播効率の向上を目的とするものである。そのため、各特許文献１、２は、光ファイバの一面におけるコア端部自体を凸形状にしたり、コア端部近傍に凸状部材を形成したりする加工方法について開示している。すなわち、該加工方法は、他の光学部材と対向して位置する射出面を加工する場合には好適である。
【００１０】
しかし、特許文献１によるコア端部自体を凸形状にする加工法は、コアとクラッドの組成の違いによるエッチング速度の差を利用するものなので、コアとクラッドを高精度に区別して加工することは困難である。従って、該加工法により加工された光ファイバを使用してもＬＤからの入射位置を高精度で検出することができない。また、特許文献２によるコア近傍に凸状部材を形成する加工法では、所定の範囲にのみ露光するために用いられるマスクとファイバのアライメントが非常に困難なので、特許文献２の方法ではコアとクラッドの境界を明確に区別し加工することが不可能である。従って、各特許文献１、２に記載の加工方法は、高精度な位置検出および位置決めに最適な入射面を加工する方法として使用することはできない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上の諸事情に鑑み、本発明は、常時、ＬＤからの光に関する位置決め処理を実行して、振動等の機械的条件の変化等の環境変化があっても高い性能を維持することのできる光通信装置の構成に最適な光ファイバの加工方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本願発明に係る光ファイバの加工方法は、第一の端面における少なくともコア全域を含む一定領域に、レジストを塗布するレジスト塗布工程と、第二の端面側から光ファイバ内を通して特定の波長の光を所定時間照射することにより、第一の端面におけるコアに塗布されたレジストのみを露光した後、現像する露光／現像工程と、露光／現像工程によって残存するレジストを使用してコアとクラッドとの間に段差を形成する段差形成工程と、を含む。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、第二の端面側から光ファイバ内を通した光によって露光を行う。そのため、クラッドが従来の加工方法で使用されていたマスクの代替手段となり、マスクなしで極めて高精度でコアに塗布されたレジストのみを露光することができる。
【００１４】
従って、請求項１に記載の発明によれば、第一の端面においてコアに入射する光を妨げることなく、第一の端面におけるコアとクラッドとの光学的な性能差を顕著にすることが可能となる。このように加工された光ファイバを使用すれば、上記の性能差に基づいて光源からの光の第一の端面における位置を検出することが可能となる。そしてその検出結果に基づいて光源からの光の入射位置をコア中心に決定する負帰還制御が可能となる。本発明に係る光ファイバを上記第一の端面が光源からの光の入射面となるように配置した光通信装置であれば、常時、位置決め処理を実行することができるため、環境変化や経時変化があっても高性能を維持することができる。
【００１５】
なお、レジスト塗布工程においてレジストを塗布する領域は、上記段差形成工程の具体的内容によって決定することが望ましい。段差を形成する工程としては、例えば以下のような方法がある。
【００１６】
例えば、ネガタイプのレジストを使用した場合、クラッドの少なくともコア近傍領域を、該コアとは異なる反射率を有するように表面処理する表面処理工程と、該表面処理工程によって表面処理された第一の端面に残存するレジストを剥離するレジスト剥離工程とを含む段差形成工程を採用することができる。
【００１７】
このような段差形成工程を経て加工される光ファイバの第一の端面は、表面処理工程によって生じる厚みの分だけコアよりもクラッドのほうが高くなる。つまり、コアが凹んだ状態になるため、コアとクラッドに入射した光に回折現象を発生させることができる。従って、第一の端面で反射した光の強度分布から位置決め処理を行うことができる。さらに、コアとクラッドとで反射率に差を設けることにより、コアで反射した光とクラッドで反射した光との光量差に基づく位置決め処理も可能になる。コアとは異なる反射率を有する材料としては、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕといった高反射率の金属材料を使用することができる。
【００１８】
上記金属材料を使用する場合、スパッタリングやＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学蒸着法）等の手法を用いて表面処理することが可能である。より好ましくは、上記の金属材料を薄膜状に蒸着させる。このように金属材料を薄膜状に蒸着させることにより、第一の端面におけるクラッドは鏡面となる。従って、上記光量差を明確に検出することが可能となり、より簡易かつ高精度な位置決めが実現される。なお、段差形成工程に金属をクラッドに蒸着させる工程を取り入れる場合には、第一の端面全域に金属材料を蒸着させることが可能である。なお、金属蒸着等の表面処理工程時には、リフトオフ手法を用いて不要な金属材料を取り除くことが簡易で好ましい。
【００１９】
また、第一の端面においてレジストが残存していない領域をエッチングするエッチング工程と、該エッチング工程後に第一の端面に残存するレジストを剥離するレジスト剥離工程と、を含む段差形成工程も採用することが可能である。該段差形成工程は、ネガ、ポジいずれのタイプのレジストであっても使用することができる。
【００２０】
詳しくは、ネガタイプのレジストを使用した場合、コアにレジストが残存する。従って、クラッドが上記エッチング工程によってエッチングされる。つまりコアが突出した状態になる。また、ポジタイプのレジストを使用した場合、クラッドにレジストが残存する。従って、コアが凹んだ状態になる。いずれの状態であっても、コアとクラッドに入射した光に回折現象を発生させることができるため、第一の端面で反射した光の強度分布から位置決め処理を行うことができる。
【００２１】
レジスト塗布工程において、ポジタイプのレジストを使用した場合には、第一の端面においてレジストが残存していない領域に光ファイバと略同一の屈折率を有する材料を充填する充填工程と、該充填工程後に第一の端面に残存するレジストを剥離するレジスト剥離工程とを含む段差形成工程を採用することも可能である。このような段差形成工程によっても、コアを突出させた状態にすることが可能である。なお、光ファイバと略同一の屈折率を有する材料としては、ＳｉＯ_２等が例示される。
【００２２】
上記のように、本願発明は、光ファイバの端面という特殊な部位の加工方法に関する発明である。そのため本願発明は、レジストを塗布した面（第一の端面）と逆の面（第二の端面）から特定の波長光を照射することにより、極めて高い精度で露光することを主たる特徴としている。これにより、コアを通って光が伝送されるという光ファイバ本来の特徴を活かしつつも該入射面におけるコアとクラッドで異なる光学的性質を備える所定の加工を施すことを可能としている。つまり、本願発明によれば、入射面での光のコア中心に対する位置決めを実現するために最適な加工方法が提供される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ファイバの加工方法に関する実施形態を説明する。なお、第一実施形態および後述する第二、第三の各実施形態の光ファイバの加工方法によって加工される光ファイバ３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、どれもＬＤからの信号光を伝送する手段として光通信モジュールに実装される。本発明の光ファイバの加工方法は、該方法によって加工される光ファイバの入射面におけるコアとクラッドの光学的な性能を明確化するための所定の段差を設ける工程を取り入れている。そのため、該光ファイバを実装する光通信モジュールでは、該段差によって得られた光学的な性能差に基づいて、常時、ＬＤからの光の位置に関する高い精度での位置決めが可能となる。
【００２４】
まず、第一実施形態の光ファイバの加工方法について説明する。図１は、第一実施形態の光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバ３Ａを示す。図１に示すように、第一実施形態の加工方法によって加工される光ファイバ３Ａは、クラッド３２とコア３３から構成される。また、光ファイバ３の第一の端面３１は、コア３３以外の領域、すなわちクラッド３２の略全域がコアとは異なる反射率を有するように表面処理することにより、に高反射率の材料が薄膜状にコーティングされることにより、段差が形成されている。例えば、高反射率の材料をクラッド３２の略全域に薄膜状にコーティングすれば、クラッド３２よりもコア３３が凹んだ状態の段差が形成される。コーティングにはスパッタリングやＣＶＤ等の様々な手法が知られているが、第一実施形態では蒸着を例にとって説明する。
【００２５】
図１に示す光ファイバ３Ａは、高反射率の材料として金属材料ｍが蒸着されている。つまり、第一実施形態の加工方法によって加工された光ファイバ３Ａにおける第一の端面３１のクラッド３２は、鏡面状になっている。このように加工された光ファイバ３Ａを使用すれば、クラッド３２に何ら加工を施さない従来の光ファイバよりも、第一の端面３１の反射率を高めることが可能となる。従って、第一の端面３１をＬＤからの光の入射面として、光ファイバ３Ａを光通信モジュールに配設すれば、クラッド３２に入射して反射した光の光量を検出することが可能になる。これにより入射面（第一の端面３１）における光の入射位置を高精度でコア３３中心に合わせることが可能になる。
【００２６】
図２は、第一実施形態の光ファイバの加工方法に関する各工程を説明するための図である。図２Ａに示すように、光ファイバ３Ａは、第一の端面３１の反対側の端面として第二の端面３４を有する。
【００２７】
図２Ａに示す光ファイバ３Ａは、予め、図示しない固定器具によって固定される。そして、光ファイバ３Ａは、図２Ｂに示すように、第一の端面３１全域にわたって略均一な厚みでレジストｒが塗布される（レジスト塗布工程）。レジストを略均一な厚みで塗布する方法としては、スピンコータを使用する方法やレジストｒをスプレーする方法等の周知の方法を使用する。なお、第一実施形態で使用されるレジストｒは、ネガタイプである。
【００２８】
第一の端面３１の全域にレジストｒが均一に塗布されると、次いで、露光／現像工程が実行される。露光／現像工程では、まず図１Ｃに示すように、第二の端面３４側から紫外光を照射する。該紫外光は、第二の端面３４に入射し、コア３３内を通って、レジストｒに入射する。このように紫外光をレジストが塗布された第一の端面３１側から照射するのではなく、第二の端面３４側から照射することにより、クラッド３２が従来の端面加工時に使用されていたマスクの代替手段として機能する。従って、本実施形態ではマスク生成工程が省略され、簡易かつ短時間での加工を実現している。
【００２９】
さらに本実施形態の加工方法は、コア３３とクラッド３２は完全に密着しているという光ファイバの構成上、クラッド３２が紫外光を遮光することにより、第一の端面３１において、非常に高い精度でコア３３に対応する領域にあるレジストｒのみを露光することができるという特徴ももつ。コア３３に対応する領域とは、コア３３の径および該コア３３上に塗布されたレジストの厚みによって規定される領域のことを意味する。
【００３０】
なお、紫外光の照射時間は、コア３３に対応する領域にあるレジストｒが十分に露光される最適な時間に設定される。露光が終了すると、次いで現像を行い露光されていないレジスト、換言すればクラッド３２に対応する領域にあるレジストｒを溶かし去る。
【００３１】
図２Ｄは、現像後の光ファイバ３Ａを示す。上記のように第二の端面３４から紫外光を照射して露光しているため、図２Ｄに示すように、コア３３に対応する領域にあるレジストｒのみがコア３３を底面とする略円柱状に残存することがわかる。
【００３２】
続いて、現像後の第一の端面３１に金属材料ｍを均一の厚みで蒸着し、鏡面を形成する（蒸着工程）。図２Ｅは、光ファイバ３Ａの第一の端面３１に金属材料ｍ（図中、斜線領域で示す）を蒸着した状態を示す。鏡面として使用する金属材料としては、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｌ等が例示される。第一の端面３１上に金属材料ｍを蒸着すると、残存していたレジストｒを該レジストｒ上に蒸着された金属材料ｍとともに第一の端面３１からリフトオフし、コア３３を露出させる（レジスト剥離工程）。残存するレジストｒの剥離にはアセトン等の溶液を使用する。図２Ｆは、レジストｒを剥離した光ファイバ３Ａを示す。これにより光ファイバ３Ａは、図１に示す構造を有する。以上が第一実施形態の光ファイバの加工方法である。
【００３３】
以上が第一実施形態の光ファイバの加工方法である。なお、上記説明では、第一の端面３１全域に鏡面を形成している。しかし、加工された光ファイバを組み込む光通信装置、より具体的には該装置における位置検出システムの仕様によっては、鏡面はコア３３の近傍にのみ施されていればよい場合もありうる。このような場合には、図３に示すようなコア３３近傍のクラッド３２のみに鏡面ｍが施され、ちょうどコア３３を囲むドーナツ状の鏡面領域を備えた光ファイバ３Ａ’を提供することも可能である。
【００３４】
また、第一実施形態では、Ｃｒ等の高反射率の材料ｍを蒸着させることにより段差を設け、第一の端面３１の場所によって反射率を変える加工を施している。しかし、薄膜状にコーティングする材料は、Ｃｒ等のような金属材料でなくてもよい。該材料は、第一の端面３１での反射光を用いて少なくともコア３３とクラッド３２との境界を明確に検出するために必要なコアとクラッドの反射率差を発生させる材料であればよい。例えば、少なくともコア以上の反射率を有する材料であればクラッド３２を滑らかに光らせることが可能となり上記と略同様の効果を得ることができる。なお、金属材料ｍ以外の材料を使用する場合であっても、光ファイバ３Ａは、図２に示す工程と略同様の工程を経て加工されるため、具体的な加工方法についてここでの説明は省略する。
【００３５】
図４は、第二実施形態の光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバ３Ｂを示す。なお、光ファイバ３Ｂにおいて上記光ファイバ３Ａと同一の構成要素には同一の符号を付し、ここでの説明は省略する。図４に示すように、光ファイバ３Ｂは、第一の端面３１においてコア３３が光ファイバ３Ｂの光軸方向に所定量突出し、かつ突出したコア３３の面とクラッド３２の面とが略平行になるような段差を形成される。上記所定量は、突出したコア３３の面とクラッド３２の面の双方に光が入射した場合に、回折現象が起こるようにλ／４よりも小さい値に設定される。但し、λは入射する光の波長である。本実施形態では、コア３３に入射して反射した光（０次光）とクラッド３２に入射して反射した光（１次光）との光強度差が最大となるように、上記所定量をλ／８に設定している。
【００３６】
このように段差形成された光ファイバ３Ｂを、第一の端面３１がＬＤからの光の入射面となる状態で光通信モジュールに配設すれば、コア３３からの反射光（０次光）と、クラッド３２からの反射光（１次光）との光強度分布を検出することができる。そして、該光強度分布に基づいて、入射面（第一の端面３１）における光の入射位置を高精度でコア３３中心に合わせることが可能になる。
【００３７】
上記のような入射面における光の光強度分布に基づく位置検出は、何ら加工を施さない従来の光ファイバを使用した光通信モジュールでは実行できない。また、特許文献１、２の加工方法によってレンズを一体形成された光ファイバでは、加工した面（射出面）においてコア（コア近傍）が凸レンズ状になっている。そのため、仮に加工した面を入射面として光通信モジュールに配設しても上記のような回折効果を有効に得ることができないため、やはり光の光強度分布に基づく高精度な位置検出および位置決めができない。より詳しくは、特許文献１に開示される製造方法は、クラッドとコアの溶解差を利用している為、本来溶解すべきではないコアも溶解されてしまう。そのため該製造方法による光ファイバは、光伝送効率が悪くなり、通常の光通信には適していない。特許文献２に開示される製造方法は工程が煩雑であり、コストがかさむだけでなくになるだけでなく、結果物の歩留まりも悪いという欠点も残している。これら従来の問題点を第二実施形態の光ファイバの加工方法は、以下の工程を経ることにより解決している。
【００３８】
図５は、第二実施形態の光ファイバの加工方法に関する各工程を説明するための図である。第二実施形態の加工方法において使用するレジストｒも、上記第一実施形態と同様にネガタイプである。また、第二実施形態の加工方法におけるレジスト塗布工程と露光／現像工程も、上記第一実施形態と同様である。従って、図５Ａ〜図５Ｄまでに示す光ファイバ３Ｂの加工状態は、図２Ａ〜図２Ｄに示すものと同一である。
【００３９】
図５Ｄに示すように、露光／現像工程が終了し、コア３３に対応する領域にのみレジストが残存した状態の光ファイバ３Ｂは、次いでレジストｒが残存していないクラッド３２をエッチングされる（エッチング工程）。一般にエッチングには、ウェット式とドライ式があり、どちらを使用することも可能である。本実施形態では、光の高精度な位置検出に必要な光強度分布を明確に検出するために、コア３３とクラッド３２との段差を高い精度を持って形成すべく、ドライ式のエッチング処理を採用している。本実施形態に好適なドライエッチング装置としては、異方性エッチングに優れる、高速原子線加工装置が挙げられる。図５Ｅは、コアの面３３とクラッド３２との段差がλ／８になるまで、クラッド３２がエッチングされた光ファイバ３Ｂの状態を示す。図５Ｆは、レジストｒを剥離した光ファイバ３Ｂを示す。これにより光ファイバ３Ｂは、図４に示す構造を有する。
【００４０】
以上が第二実施形態の光ファイバの加工方法の説明である。第二実施形態ではネガタイプのレジストを使用しているが、ポジタイプのレジストを使用しても光ファイバ３Ｂと同様の効果を得ることができる光ファイバ３Ｃを提供することができる。図６は、第三実施形態の光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバ３Ｃを示す。なお、光ファイバ３Ｃにおいても上記光ファイバ３Ａや３Ｂと同一の構成要素には同一の符号を付し、ここでの説明は省略する。図６に示すように、光ファイバ３Ｃは、第一の端面３１においてコア３３が光ファイバの光軸方向に沿って所定量凹んでおり、かつ凹んだコア３３の面とクラッド３２の面とが略平行になるように加工される。上記所定量は、λ／４よりも小さい値に設定されることが好ましく、光ファイバ３Ｂと同様、光ファイバ３Ｃもλ／８に設定している。
【００４１】
図７は、第三実施形態の光ファイバの加工方法に関する各工程を説明するための図である。第三実施形態の加工方法では、レジスト塗布工程においてポジタイプのレジストｒを使用する点以外は、露光／現像工程まで上記第二実施形態における加工方法と略同様である。従って、図７Ａ〜図７Ｃまでに示す光ファイバ３Ｃの加工状態は、図５Ａ〜図５Ｃに示す光ファイバ３Ｂの加工状態と略同一である。
【００４２】
図７Ｄは、露光／現像工程終了後の光ファイバ３Ｃの状態を示す。上記のように、第三実施形態の加工方法ではポジタイプのレジストｒを使用している。そのため、図７Ｄに示す光ファイバ３Ｃは、上記二つの光ファイバ３Ａ、３Ｂの加工時とは異なり、露光されたコア３３に対応する領域にあるレジストｒのみが除去されている。
【００４３】
図７Ｅは、図７Ｄに示す状態の光ファイバ３Ｃに対してエッチングをした状態を示す。第三実施形態の加工方法におけるエッチング工程も上記第二実施形態と同様にドライ式のエッチングを採用する。図７Ｅに示す光ファイバ３Ｃは、コアの面３３とクラッド３２との段差がλ／８になるまで、コア３３がエッチングされている。図７Ｆは、エッチング工程後にレジストｒを剥離してクラッド３２が露出した光ファイバ３Ｃを示す。これにより光ファイバ３Ｃは、図６に示す構造を有する。
【００４４】
第二実施形態および第三実施形態の光ファイバの加工方法では、エッチングすることによってコア３３とクラッド３２に段差を形成している。しかし、エッチング工程以外の工程であっても段差を形成することが可能である。図８は、第四実施形態の光ファイバの加工方法に関する各工程を説明するための図である。第四実施形態の加工方法では、露光／現像工程まで上記第三実施形態における加工方法と略同様である。従って、図８Ａ〜図８Ｃまでに示す光ファイバ３Ｄの加工状態は、図７Ａ〜図７Ｃに示す光ファイバ３Ｂの加工状態と略同一である。
【００４５】
第四実施形態の加工方法では、図８Ｄに示す状態の光ファイバにおけるコア３３に対応する領域に所定の材料を充填することにより段差を形成している（図８Ｅ）。所定の材料ｇは、光伝送を妨げることがないように、コア３３と略同一の屈折力を有する材料が選択される。例えば、ガラス（ＳｉＯ_２）等が好適である。なお所定の材料ｇは、段差の寸法分、すなわちλ／８の厚みを有するまで充填される。次いで図８Ｆに示すように、レジストを剥離（リフトオフ）することにより、図４に示す光ファイバ３Ｂと略同形状の光ファイバ３Ｄが提供される。
【００４６】
第四実施形態では、ポジタイプのレジストｒを使用しているため、コア３３に対応する領域に所定の材料を充填することにより段差を形成している。第四実施形態の変形例として、ネガタイプのレジストを使用することも可能である。この変形例の場合、レジストが除去された領域、つまりクラッド３２に対応する領域にクラッド３２と同一材料、または略同一の屈折率を有する材料をλ／８の高さまでコーティングする。
【００４７】
上記のように加工された光ファイバ３Ａ〜３Ｄを、例えば以下のような光通信モジュールに搭載することにより、該光通信モジュールは、ＬＤからの光の第一の端面３１における入射位置をコア３３の中心に高精度で合わせる位置決め処理を常時実行可能になる。
【００４８】
図９は、光ファイバ３Ａを搭載した光通信モジュール１０の構成を表す図である。光通信モジュール１０は、光ファイバー通信を加入者宅内に引き込むＯＮＵとして用いられる。例えば光通信モジュール１０は、一本の光ファイバで上り信号として波長１．３μｍを送信し、下り信号として１．５μｍの信号を受信するように構成された、双方向のＷＤＭ伝送に対応した光通信モジュールである。
【００４９】
送信用の信号光の光源であるレーザＬＤは面発光レーザであり、送信用の情報によって変調されるように構成されている。レーザＬＤ、第一集光レンズ２、および光ファイバ３Ａは、共通の光軸上に配置される。光ファイバ３Ａは、第一の端面３１が第一集光レンズ２と対向するように配設される。つまり、第一の端面３１はＬＤからの光が入射する面に相当する。レーザＬＤで発光された波長１．３μｍの送信光は、第一集光レンズ２によって光ファイバ３の入射面（第一の端面）３１に向けて集光される。集光された送信光は、光ファイバを介して受信側の光通信モジュール（不図示）に伝送される。
【００５０】
以上が本発明の実施形態である。なお、上記の各実施形態では、いずれもレジストｒは第一の端面３１の略全域に塗布すると説明した。しかし、ネガタイプのレジスト使用時は、第一の端面において少なくともコア３３全域を含む一定領域に塗布されていれば段差形成は可能である。
【００５１】
以下、光通信モジュール１０における、光ファイバ３Ａの入射面３１に入射する送信用の信号光の位置決め処理に関して概説する。本実施形態の光通信モジュール１０は、上記のレーザＬＤ、第一集光レンズ２、および光ファイバ３Ａと、第二集光レンズ４、光検出器５、コントローラ６、アクチュエータ７を備える。
【００５２】
上述したように、レーザＬＤで発光された光は、第一集光レンズ２を介して光ファイバ３Ａの入射面３１に入射する。入射面３１によって反射した反射光は第二集光レンズ４に入射する。第二集光レンズ４は、該反射光を集光し、光検出器５に導く。光検出器５は、入射面３１と共役な位置に配設されている。つまり、光ファイバの中心で反射した反射光は光検出器５の受光面の略中心に入射する。
【００５３】
光検出器５は、受光面が該受光面の中心で互いに直交して延出する２本の境界線によって４つのエリアに等分割された４分割フォトダイオードである。光検出器５は、入射する光の光量変化をエリアごとの光量データとしてコントローラ６に送信する。
【００５４】
なお、コア３３の反射率はクラッド３２（金属材料ｍ）の反射率よりも極めて低い。従って、コア３３で反射した光に関する受光量は微量であるために正確に検出できないおそれがある。そこで、本実施形態の光検出器５は、受光面において、コア３３で反射した光が入射する領域の感度を高めてコア３３で反射した光の光量を高精度で検出可能にしている。
【００５５】
コントローラ６は、各エリアの光量データを受信すると、各光量データに基づいてＬＤからの光がコア３３の中心に入射するように負帰還制御する。具体的には、コントローラ６は、各エリアに入射した光の光量差がなくなるまで、アクチュエータ７を介して第一集光レンズ２を駆動して、入射面３１上において光源からの光の入射位置を移動させる。各エリアに入射した光の光量差がなくなれば、ＬＤからの光がコア３３の中心位置に入射している。
【００５６】
なお、上述した位置決め処理は、光通信モジュール１０製造時の初期調整で行われるだけでなく、光通信モジュール１０の電源投入後、光通信を行っている間も常時実行される。すなわち、光検出器５は、光通信が実行されている間は常にＬＤからの光を受光する。そのため、コントローラ６は、光検出器５から常時、または定期的に送信される光量データに基づいて各エリアの光量差がなくなるような負帰還制御を実行することができる。
【００５７】
以上が、光ファイバ３Ａを搭載した光通信モジュール１０の位置決め処理の説明である。なお、光通信モジュール１０の構成は、光ファイバ３Ａのかわりに光ファイバ３Ｂ〜３Ｄを搭載することによっても、上記と同様の位置決め処理を実行することができる。但し、光ファイバ３Ｂ〜３Ｄを使用した場合、コントローラ６は、受光面における各エリアの光量差をなくすように負帰還制御するのではない。コントローラ６は、入射面３１で反射した光の光強度分布が、コア３３中心にＬＤからの光が入射したときに得られる所定の分布と一致するように負帰還制御する。
【００５８】
【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、光通信装置に搭載されるときにＬＤからの光が入射する側の面に、該光の入射位置に関する高精度な位置決め処理を可能とする段差を形成することができる。別の観点からは、本発明の光ファイバの加工方法は、常時、ＬＤからの光に関する位置決め処理を実行して、振動等の機械的条件の変化等の環境変化があっても高い性能を維持することのできる光通信装置の構成に最適な光ファイバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態の光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバを示す。
【図２】第一実施形態の光ファイバの加工方法に関する各工程を説明するための図である。
【図３】第一実施形態の光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバの変形例を示す。
【図４】第二実施形態の光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバを示す。
【図５】第二実施形態の光ファイバの加工方法に関する各工程を説明するための図である。
【図６】第三実施形態の光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバを示す。
【図７】第三実施形態の光ファイバの加工方法に関する各工程を説明するための図である。
【図８】第四実施形態の光ファイバの加工方法に関する各工程を説明するための図である。
【図９】第一実施形態の加工方法により加工された光ファイバを搭載した光通信モジュールの構成を表す図である。
【符号の説明】
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ光ファイバ
３１第一の端面（入射面）
３２クラッド
３３コア
３４第二の端面
ｒレジスト
ｍ金属材料
１０光通信モジュール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for processing an optical fiber used in an optical communication device.
[0002]
[Prior art]
An optical communication device is a device for transmitting light emitted from an LD and modulated by information to an optical fiber, and includes an LD, a lens for condensing light from the LD, and optical components such as an optical fiber. You. An optical communication module used as a line termination unit (ONU; Optical Network Unit) that brings optical fiber communication into a subscriber's home generally supports bidirectional communication in which transmission and reception are performed using a single optical fiber. The optical communication module further includes a light receiving element, a WDM (Wavelength Division Multiplex) filter for separating light of different wavelengths, and the like.
[0003]
In the optical communication module as described above, since the signal light from the LD is transmitted and received via the optical fiber, it is necessary to make the light enter the approximate center of the core. In other words, the LD must be positioned with high accuracy with respect to an optical fiber having a core diameter of several μm. The conventional positioning method detects the amount of light emitted from an optical fiber, and determines that light from the LD is incident on the approximate center of the core when the amount of light reaches a predetermined level or more. Usually, these optical components are firmly fixed by welding or using an adhesive after positioning.
[0004]
However, in the above-described conventional positioning method, when the amount of emitted light does not reach a predetermined level, it is determined in which direction and how much the incident position of the light from the LD is shifted with respect to the center of the core. I can't. Therefore, the relative position between the incident position of the light from the LD and the center of the core of the optical fiber must be repeated by trial and error until the light amount of the light emitted from the optical fiber reaches a predetermined level, which is extremely troublesome. It took a lot of time.
[0005]
Further, even if the optical communication module is configured by positioning and fixing the mutual positions of the components using an adhesive after the positioning is completed by the above-described positioning method, the following problems remain. First, in the case where the optical communication module is manufactured as described above, since there is a possibility that the parts may be deformed or broken due to shrinkage of the adhesive or processing, the quality of the product can only be determined after bonding and drying. It is. It is also considered relatively difficult to achieve a high yield with such an optical communication module. Second, if there is a change in performance over time, it is impossible to correct it, and it is not possible to maintain high-accuracy positioning.
[0006]
In order to solve the above problem, it is desired to actually detect the incident position of the light from the LD on the optical fiber incident surface and to position the incident position so that the incident position coincides with the center of the core. Then, the optical communication module may be configured to always perform the positioning process regarding the light from the LD. For this purpose, the incident position of the light from the LD on the optical fiber incident surface can be detected with high accuracy, and the incident surface is processed so that the boundary between the core and the clad on the optical fiber incident surface can be clearly identified. Must.
[0007]
Here, as a conventional optical fiber processing method, the contents disclosed in the following Patent Documents 1 and 2 are known.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-5-107428
[Patent Document 2]
JP 2001-305382 A
[0009]
The above Patent Documents 1 and 2 aim at improving the light propagation efficiency when optically connecting an optical fiber to another optical member such as an optical waveguide. Therefore, Patent Documents 1 and 2 disclose a processing method for forming a core end itself on one surface of an optical fiber into a convex shape, or forming a convex member near the core end. That is, the processing method is suitable for processing an exit surface that is positioned to face another optical member.
[0010]
However, the processing method of making the core end itself a convex shape according to Patent Literature 1 utilizes a difference in etching rate due to a difference in composition between the core and the clad. Have difficulty. Therefore, even if the optical fiber processed by the processing method is used, the incident position from the LD cannot be detected with high accuracy. In the processing method of forming a convex member near the core according to Patent Document 2, it is extremely difficult to align a mask and a fiber used for exposing only a predetermined range. It is not possible to clearly distinguish and process the boundaries of. Therefore, the processing methods described in Patent Documents 1 and 2 cannot be used as a method of processing an incident surface that is optimal for highly accurate position detection and positioning.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above circumstances, the present invention always performs a positioning process for light from an LD to maintain high performance even when there is an environmental change such as a change in mechanical conditions such as vibration. An object of the present invention is to provide an optical fiber processing method that is optimal for the configuration of a communication device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for processing an optical fiber according to the present invention includes a resist coating step of coating a resist on at least a fixed area including a whole area of a core on a first end face, and a step of applying a resist inside the optical fiber from a second end face side. After exposing only the resist applied to the core on the first end face by irradiating light of a specific wavelength for a predetermined time through, an exposure / development step of developing and a resist remaining by the exposure / development step are used. Forming a step between the core and the clad.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, exposure is performed by light passing through the optical fiber from the second end face side. Therefore, the clad serves as an alternative to the mask used in the conventional processing method, and it is possible to expose only the resist applied to the core with extremely high accuracy without using a mask.
[0014]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to make the optical performance difference between the core and the clad at the first end face remarkable without obstructing the light incident on the core at the first end face. It becomes. The use of the optical fiber processed in this manner makes it possible to detect the position of the light from the light source on the first end face based on the above-described performance difference. Negative feedback control that determines the incident position of light from the light source at the center of the core based on the detection result becomes possible. If the optical fiber device according to the present invention is an optical communication device in which the first end face is arranged so that the first end face becomes an incident surface of light from a light source, the positioning process can be executed at all times, so that environmental changes and changes over time can occur. Even if there is, high performance can be maintained.
[0015]
It is desirable that the area to be coated with the resist in the resist coating step is determined by the specific contents of the step forming step. As a step of forming a step, for example, the following method is available.
[0016]
For example, when a negative type resist is used, at least a region near the core of the clad, a surface treatment step of performing a surface treatment so as to have a different reflectance from the core, and a first end face surface-treated by the surface treatment step And a resist stripping step of stripping the remaining resist.
[0017]
In the first end face of the optical fiber processed through such a step forming step, the clad is higher than the core by the thickness generated by the surface treatment step. That is, since the core is in a concave state, light incident on the core and the clad can cause a diffraction phenomenon. Therefore, the positioning process can be performed based on the intensity distribution of the light reflected on the first end face. Further, by providing a difference in the reflectance between the core and the clad, a positioning process based on the difference in the amount of light between the light reflected by the core and the light reflected by the clad becomes possible. As a material having a reflectance different from that of the core, a metal material having a high reflectance such as Au, Al, or Cu can be used.
[0018]
When the above metal material is used, it is possible to perform a surface treatment by using a technique such as sputtering or CVD (Chemical Vapor Deposition). More preferably, the above metal material is deposited in a thin film. By depositing the metal material in the form of a thin film in this manner, the cladding on the first end surface becomes a mirror surface. Therefore, the light amount difference can be clearly detected, and simpler and more accurate positioning can be realized. When a step of depositing a metal on the clad is adopted in the step forming step, a metal material can be deposited on the entire first end face. At the time of a surface treatment step such as metal vapor deposition, it is simple and preferable to remove unnecessary metal materials using a lift-off technique.
[0019]
Further, a step forming step including an etching step of etching a region where the resist does not remain on the first end face and a resist removing step of removing the resist remaining on the first end face after the etching step is also adopted. Is possible. In the step forming step, any type of resist, either negative or positive, can be used.
[0020]
Specifically, when a negative type resist is used, the resist remains on the core. Therefore, the cladding is etched by the above-mentioned etching process. That is, the core projects. When a positive type resist is used, the resist remains on the clad. Therefore, the core is in a concave state. In any state, since the diffraction phenomenon can be generated in the light incident on the core and the clad, the positioning process can be performed from the intensity distribution of the light reflected on the first end face.
[0021]
In the resist coating step, when a positive type resist is used, a filling step of filling a material having substantially the same refractive index as the optical fiber in a region where the resist does not remain on the first end face, and after the filling step It is also possible to employ a step forming step including a resist removing step of removing the resist remaining on the first end face. By such a step forming step, it is possible to make the core protrude. The material having a refractive index substantially the same as that of the optical fiber is SiO 2 ₂ Etc. are exemplified.
[0022]
As described above, the present invention relates to a method for processing a special portion such as an end face of an optical fiber. Therefore, the main feature of the present invention is to perform light exposure with extremely high precision by irradiating light of a specific wavelength from the surface (second end surface) opposite to the surface (first end surface) coated with the resist. This makes it possible to perform predetermined processing having different optical properties between the core and the cladding on the incident surface while utilizing the inherent characteristics of the optical fiber in which light is transmitted through the core. That is, according to the present invention, an optimal processing method for realizing positioning of light with respect to the center of the core on the incident surface is provided.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a method for processing an optical fiber according to the present invention will be described. Each of the optical fibers 3A, 3B, and 3C processed by the optical fiber processing methods of the first embodiment and the second and third embodiments to be described later is an optical fiber that transmits signal light from an LD. Implemented in the communication module. The optical fiber processing method of the present invention incorporates a step of providing a predetermined step for clarifying the optical performance of the core and the clad on the incident surface of the optical fiber processed by the method. Therefore, in the optical communication module in which the optical fiber is mounted, the positioning of the light from the LD with high accuracy can always be performed based on the optical performance difference obtained by the step.
[0024]
First, an optical fiber processing method according to the first embodiment will be described. FIG. 1 shows an optical fiber 3A processed by the optical fiber processing method of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the optical fiber 3A processed by the processing method of the first embodiment includes a clad 32 and a core 33. The first end face 31 of the optical fiber 3 is subjected to a surface treatment so that a region other than the core 33, that is, substantially the entire region of the clad 32 has a reflectance different from that of the core. A step is formed by being coated in a shape. For example, if a material having high reflectivity is coated in a thin film shape over substantially the entire area of the clad 32, a step is formed in which the core 33 is recessed from the clad 32. Various techniques such as sputtering and CVD are known for coating, but the first embodiment will be described by taking vapor deposition as an example.
[0025]
In the optical fiber 3A shown in FIG. 1, a metal material m is deposited as a material having a high reflectance. That is, the cladding 32 of the first end face 31 in the optical fiber 3A processed by the processing method of the first embodiment has a mirror-like shape. If the optical fiber 3A processed in this way is used, the reflectance of the first end face 31 can be higher than that of a conventional optical fiber in which the clad 32 is not processed at all. Therefore, if the optical fiber 3A is provided in the optical communication module with the first end face 31 as the light incident surface of the light from the LD, it becomes possible to detect the amount of light incident on and reflected by the clad 32. Thereby, the incident position of the light on the incident surface (first end surface 31) can be adjusted to the center of the core 33 with high accuracy.
[0026]
FIG. 2 is a diagram for explaining each step related to the optical fiber processing method of the first embodiment. As shown in FIG. 2A, the optical fiber 3A has a second end face 34 as an end face opposite to the first end face 31.
[0027]
The optical fiber 3A shown in FIG. 2A is fixed in advance by a fixing device (not shown). Then, as shown in FIG. 2B, the resist r is applied to the optical fiber 3A with a substantially uniform thickness over the entire first end face 31 (resist coating step). As a method of applying the resist with a substantially uniform thickness, a known method such as a method using a spin coater or a method of spraying the resist r is used. Note that the resist r used in the first embodiment is of a negative type.
[0028]
When the resist r is uniformly applied to the entire area of the first end face 31, an exposure / development step is then performed. In the exposure / development step, first, as shown in FIG. 1C, ultraviolet light is irradiated from the second end face 34 side. The ultraviolet light enters the second end face 34, passes through the core 33, and enters the resist r. By irradiating the ultraviolet light from the second end face 34 side instead of irradiating the ultraviolet light from the first end face 31 side coated with the resist, the clad 32 can be used as a mask for the mask used in the conventional end face processing. Serves as an alternative. Therefore, in the present embodiment, the mask generation step is omitted, and processing in a simple and short time is realized.
[0029]
Further, in the processing method of the present embodiment, since the core 33 and the clad 32 are completely in close contact with each other, the clad 32 blocks ultraviolet light, so that the first end face 31 has extremely high accuracy. Thus, only the resist r in the region corresponding to the core 33 can be exposed. The region corresponding to the core 33 means a region defined by the diameter of the core 33 and the thickness of the resist applied on the core 33.
[0030]
Note that the irradiation time of the ultraviolet light is set to an optimal time during which the resist r in the region corresponding to the core 33 is sufficiently exposed. When the exposure is completed, development is performed to dissolve away the unexposed resist, in other words, the resist r in the region corresponding to the clad 32.
[0031]
FIG. 2D shows the optical fiber 3A after development. Since the exposure is performed by irradiating the ultraviolet light from the second end surface 34 as described above, only the resist r in the region corresponding to the core 33 has a substantially columnar shape with the core 33 as the bottom surface, as shown in FIG. 2D. It can be seen that it remains.
[0032]
Subsequently, a metal material m is deposited with a uniform thickness on the developed first end face 31 to form a mirror surface (a deposition step). FIG. 2E shows a state in which a metal material m (indicated by a hatched area in the drawing) is deposited on the first end face 31 of the optical fiber 3A. Examples of the metal material used for the mirror surface include Cr, Au, Al, and the like. When the metal material m is deposited on the first end face 31, the remaining resist r is lifted off from the first end face 31 together with the metal material m deposited on the resist r, exposing the core 33 (resist stripping). Process). A solution such as acetone is used for removing the remaining resist r. FIG. 2F shows the optical fiber 3A from which the resist r has been stripped. Thus, the optical fiber 3A has a structure shown in FIG. The above is the optical fiber processing method of the first embodiment.
[0033]
The above is the optical fiber processing method of the first embodiment. In the above description, a mirror surface is formed on the entire first end surface 31. However, depending on the specifications of the optical communication device incorporating the processed optical fiber, more specifically, the specifications of the position detection system in the device, the mirror surface may be required to be provided only near the core 33. In such a case, it is also possible to provide an optical fiber 3A ′ having a donut-shaped mirror surface region in which only the clad 32 near the core 33 as shown in FIG. It is.
[0034]
In the first embodiment, a step is provided by depositing a material m having a high reflectance such as Cr, and a process of changing the reflectance depending on the location of the first end face 31 is performed. However, the material to be coated in a thin film shape may not be a metal material such as Cr. The material may be a material that generates a difference in reflectance between the core and the clad necessary to clearly detect at least the boundary between the core 33 and the clad 32 using the light reflected on the first end face 31. For example, if the material has at least the reflectance of the core or more, the clad 32 can be made to emit light smoothly, and the substantially same effect as described above can be obtained. Even when a material other than the metal material m is used, the optical fiber 3A is processed through substantially the same process as the process shown in FIG. 2, so a specific processing method will not be described here. Omitted.
[0035]
FIG. 4 shows an optical fiber 3B processed by the optical fiber processing method of the second embodiment. In the optical fiber 3B, the same components as those of the optical fiber 3A are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 4, in the optical fiber 3B, the core 33 protrudes by a predetermined amount in the optical axis direction of the optical fiber 3B on the first end face 31, and the surface of the protruded core 33 and the surface of the clad 32 are substantially parallel to each other. Such a step is formed. The predetermined amount is set to a value smaller than λ / 4 so that a diffraction phenomenon occurs when light enters both the protruding surface of the core 33 and the surface of the cladding 32. Here, λ is the wavelength of the incident light. In the present embodiment, the predetermined amount is set so that the light intensity difference between the light (zero-order light) incident and reflected on the core 33 and the light (first-order light) incident and reflected on the clad 32 is maximized. λ / 8 is set.
[0036]
If the optical fiber 3B thus formed with a step is disposed in the optical communication module in a state where the first end face 31 is an incident surface of the light from the LD, the reflected light (0th-order light) from the core 33 and And the light intensity distribution with the reflected light (primary light) from the cladding 32 can be detected. Then, based on the light intensity distribution, the incident position of light on the incident surface (first end surface 31) can be adjusted to the center of the core 33 with high accuracy.
[0037]
The position detection based on the light intensity distribution of the light on the incident surface as described above cannot be executed by an optical communication module using a conventional optical fiber without any processing. Further, in an optical fiber in which a lens is integrally formed by the processing methods of Patent Documents 1 and 2, the core (near the core) on the processed surface (exit surface) has a convex lens shape. Therefore, even if the processed surface is provided in the optical communication module as the incident surface, the diffraction effect as described above cannot be effectively obtained, so that high-precision position detection and positioning based on the light intensity distribution of light are also required. Can not. More specifically, since the manufacturing method disclosed in Patent Literature 1 utilizes the difference in melting between the clad and the core, the core that should not be melted is also melted. Therefore, the optical fiber manufactured by the manufacturing method has poor optical transmission efficiency and is not suitable for ordinary optical communication. The manufacturing method disclosed in Patent Literature 2 requires complicated steps, not only increases the cost, but also has a disadvantage that the yield of the resultant product is poor. These conventional problems are solved by the optical fiber processing method of the second embodiment through the following steps.
[0038]
FIG. 5 is a diagram for explaining each step relating to the optical fiber processing method of the second embodiment. The resist r used in the processing method of the second embodiment is also of a negative type, as in the first embodiment. The resist coating step and the exposure / development step in the processing method of the second embodiment are the same as those of the first embodiment. Therefore, the processing state of the optical fiber 3B shown in FIGS. 5A to 5D is the same as that shown in FIGS. 2A to 2D.
[0039]
As shown in FIG. 5D, in the optical fiber 3B in which the exposure / development step is completed and the resist remains only in the region corresponding to the core 33, the clad 32 in which the resist r does not remain is then etched (etching). Process). Generally, there are a wet type and a dry type for etching, and both types can be used. In the present embodiment, in order to clearly detect the light intensity distribution necessary for highly accurate position detection of light, a dry etching process is performed to form the step between the core 33 and the clad 32 with high accuracy. Has adopted. As a dry etching apparatus suitable for this embodiment, a high-speed atomic beam processing apparatus which is excellent in anisotropic etching can be cited. FIG. 5E shows a state of the optical fiber 3B in which the clad 32 is etched until the step between the core surface 33 and the clad 32 becomes λ / 8. FIG. 5F shows the optical fiber 3B from which the resist r has been stripped. Thus, the optical fiber 3B has a structure shown in FIG.
[0040]
The above is the description of the optical fiber processing method according to the second embodiment. Although the negative resist is used in the second embodiment, an optical fiber 3C that can obtain the same effect as the optical fiber 3B can be provided even if a positive resist is used. FIG. 6 shows an optical fiber 3C processed by the optical fiber processing method of the third embodiment. In the optical fiber 3C, the same components as those in the optical fibers 3A and 3B are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As shown in FIG. 6, in the optical fiber 3 C, the core 33 is recessed by a predetermined amount along the optical axis direction of the optical fiber at the first end face 31, and the surface of the recessed core 33 and the surface of the clad 32 are different from each other. It is processed to be approximately parallel. The predetermined amount is preferably set to a value smaller than λ / 4, and the optical fiber 3C is set to λ / 8 similarly to the optical fiber 3B.
[0041]
FIG. 7 is a diagram for explaining each step related to the optical fiber processing method of the third embodiment. The processing method of the third embodiment is substantially the same as the processing method of the second embodiment up to the exposure / development step, except that a positive type resist r is used in the resist coating step. Therefore, the processing state of the optical fiber 3C shown in FIGS. 7A to 7C is substantially the same as the processing state of the optical fiber 3B shown in FIGS. 5A to 5C.
[0042]
FIG. 7D shows a state of the optical fiber 3C after the exposure / development step is completed. As described above, the processing method of the third embodiment uses the positive type resist r. Therefore, in the optical fiber 3C shown in FIG. 7D, unlike the processing of the two optical fibers 3A and 3B, only the resist r in the region corresponding to the exposed core 33 is removed.
[0043]
FIG. 7E shows a state where the optical fiber 3C in the state shown in FIG. 7D is etched. The etching process in the processing method of the third embodiment also employs a dry etching as in the second embodiment. In the optical fiber 3C shown in FIG. 7E, the core 33 is etched until the step between the core surface 33 and the clad 32 becomes λ / 8. FIG. 7F shows the optical fiber 3C in which the resist r is stripped off after the etching step to expose the cladding 32. Thus, the optical fiber 3C has a structure shown in FIG.
[0044]
In the optical fiber processing methods of the second and third embodiments, a step is formed between the core 33 and the clad 32 by etching. However, a step can be formed even in a step other than the etching step. FIG. 8 is a diagram for explaining each step relating to the optical fiber processing method of the fourth embodiment. The processing method of the fourth embodiment is substantially the same as the processing method of the third embodiment up to the exposure / development step. Therefore, the processing state of the optical fiber 3D shown in FIGS. 8A to 8C is substantially the same as the processing state of the optical fiber 3B shown in FIGS. 7A to 7C.
[0045]
In the processing method according to the fourth embodiment, a step is formed by filling a region corresponding to the core 33 in the optical fiber in the state shown in FIG. 8D with a predetermined material (FIG. 8E). As the predetermined material g, a material having substantially the same refractive power as the core 33 is selected so as not to hinder optical transmission. For example, glass (SiO ₂ ) Are suitable. Note that the predetermined material g is filled until it has a thickness corresponding to the dimension of the step, that is, λ / 8. Next, as shown in FIG. 8F, by stripping (lifting off) the resist, an optical fiber 3D having substantially the same shape as the optical fiber 3B shown in FIG. 4 is provided.
[0046]
In the fourth embodiment, since a positive resist r is used, a step is formed by filling a region corresponding to the core 33 with a predetermined material. As a modification of the fourth embodiment, a negative type resist can be used. In the case of this modification, a region from which the resist has been removed, that is, a region corresponding to the clad 32, is coated with a material having the same refractive index as the clad 32 or a material having substantially the same refractive index as λ / 8.
[0047]
By mounting the optical fibers 3A to 3D processed as described above on, for example, an optical communication module as described below, the optical communication module determines the incident position of the light from the LD on the first end face 31 by the core 33. , It is possible to always execute the positioning process for adjusting to the center of the image with high accuracy.
[0048]
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the optical communication module 10 equipped with the optical fiber 3A. The optical communication module 10 is used as an ONU that brings optical fiber communication into a subscriber's house. For example, the optical communication module 10 is configured to transmit a wavelength of 1.3 μm as an upstream signal and receive a signal of 1.5 μm as a downstream signal using one optical fiber, and the optical communication module 10 supports bidirectional WDM transmission. It is a communication module.
[0049]
The laser LD, which is the light source of the signal light for transmission, is a surface emitting laser and is configured to be modulated by information for transmission. The laser LD, the first condenser lens 2, and the optical fiber 3A are arranged on a common optical axis. The optical fiber 3 A is disposed such that the first end face 31 faces the first condenser lens 2. That is, the first end surface 31 corresponds to a surface on which light from the LD is incident. The transmission light having a wavelength of 1.3 μm emitted by the laser LD is collected by the first condenser lens 2 toward the incident surface (first end surface) 31 of the optical fiber 3. The collected transmission light is transmitted to an optical communication module (not shown) on the receiving side via an optical fiber.
[0050]
The above is the embodiment of the present invention. In each of the above embodiments, it has been described that the resist r is applied to substantially the entire area of the first end face 31. However, when a negative type resist is used, a step can be formed as long as the resist is applied to at least a certain area including the entire area of the core 33 on the first end face.
[0051]
Hereinafter, the positioning process of the signal light for transmission incident on the incident surface 31 of the optical fiber 3A in the optical communication module 10 will be outlined. The optical communication module 10 according to the present embodiment includes the laser LD, the first condenser lens 2 and the optical fiber 3A, the second condenser lens 4, the photodetector 5, the controller 6, and the actuator 7.
[0052]
As described above, the light emitted by the laser LD enters the incident surface 31 of the optical fiber 3A via the first condenser lens 2. The light reflected by the incident surface 31 enters the second condenser lens 4. The second condenser lens 4 condenses the reflected light and guides the reflected light to the photodetector 5. The photodetector 5 is provided at a position conjugate with the incident surface 31. That is, the reflected light reflected at the center of the optical fiber is incident on substantially the center of the light receiving surface of the photodetector 5.
[0053]
The photodetector 5 is a four-division photodiode in which the light receiving surface is equally divided into four areas by two boundary lines extending orthogonally to each other at the center of the light receiving surface. The photodetector 5 transmits a change in the amount of incident light to the controller 6 as light amount data for each area.
[0054]
The reflectance of the core 33 is much lower than the reflectance of the cladding 32 (metallic material m). Therefore, the amount of light received by the light reflected by the core 33 may be too small to be accurately detected. Therefore, the photodetector 5 of the present embodiment increases the sensitivity of the light receiving surface in a region where the light reflected by the core 33 is incident so that the amount of light reflected by the core 33 can be detected with high accuracy.
[0055]
When receiving the light amount data of each area, the controller 6 performs negative feedback control based on each light amount data so that the light from the LD enters the center of the core 33. Specifically, the controller 6 drives the first condenser lens 2 via the actuator 7 until the light amount difference of the light incident on each area disappears, and the incident position of the light from the light source on the incident surface 31. To move. When there is no difference in the amount of light incident on each area, the light from the LD is incident on the center position of the core 33.
[0056]
Note that the above-described positioning processing is performed not only during initial adjustment at the time of manufacturing the optical communication module 10 but also during optical communication after the power of the optical communication module 10 is turned on. That is, the photodetector 5 always receives the light from the LD while the optical communication is being performed. Therefore, the controller 6 can execute the negative feedback control based on the light amount data constantly or periodically transmitted from the photodetector 5 so that the light amount difference in each area is eliminated.
[0057]
The above is the description of the positioning process of the optical communication module 10 equipped with the optical fiber 3A. In addition, the configuration of the optical communication module 10 can execute the same positioning processing as described above by mounting the optical fibers 3B to 3D instead of the optical fiber 3A. However, when the optical fibers 3B to 3D are used, the controller 6 does not perform negative feedback control so as to eliminate the light amount difference between the areas on the light receiving surface. The controller 6 performs negative feedback control such that the light intensity distribution of the light reflected on the incident surface 31 matches a predetermined distribution obtained when light from the LD enters the center of the core 33.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to perform high-precision positioning processing on an incident position of an optical fiber on a surface on which light from an LD is incident when the optical fiber is mounted on an optical communication device. Step can be formed. From another viewpoint, the optical fiber processing method of the present invention always performs a positioning process for light from an LD to maintain high performance even when there is an environmental change such as a change in mechanical conditions such as vibration. It is possible to provide an optical fiber that is optimal for the configuration of the optical communication device that can perform the operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an optical fiber processed by an optical fiber processing method according to a first embodiment.
FIG. 2 is a view for explaining each step relating to the optical fiber processing method of the first embodiment.
FIG. 3 shows a modified example of the optical fiber processed by the optical fiber processing method of the first embodiment.
FIG. 4 shows an optical fiber processed by the optical fiber processing method of the second embodiment.
FIG. 5 is a view for explaining each step relating to an optical fiber processing method according to a second embodiment.
FIG. 6 shows an optical fiber processed by the optical fiber processing method of the third embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining each step related to the optical fiber processing method of the third embodiment.
FIG. 8 is a view for explaining each step relating to a method for processing an optical fiber according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of an optical communication module equipped with an optical fiber processed by the processing method of the first embodiment.
[Explanation of symbols]
3A, 3B, 3C, 3D optical fiber
31 First end surface (incident surface)
32 cladding
33 core
34 Second end face
r resist
m metal material
10 Optical communication module

Claims

A method of processing an optical fiber having a first end face and a second end face,
A resist application step of applying a resist to at least a certain area including the entire area of the core on the first end face,
By irradiating light of a specific wavelength through the optical fiber from the second end face side for a predetermined time, after exposing only the resist applied to the core on the first end face, an exposure / development step of developing,
A step for forming a step between the core and the clad using a resist remaining in the exposure / development step.

2. The optical fiber processing method according to claim 1, wherein in the resist applying step, a resist is applied to the entire first end face.

3. The method according to claim 1, wherein the resist is of a negative type.

The method according to claim 2, wherein the resist is a positive type.

In the method for processing an optical fiber according to claim 3, wherein the step forming step includes:
A surface treatment step of subjecting at least the core near region of the clad to a surface treatment so as to have a different reflectance from the core,
A resist stripping step of stripping a resist remaining on the first end surface subjected to the surface treatment in the surface treatment step.

The method for processing an optical fiber according to claim 5,
The optical fiber processing method, wherein the surface treatment step is a deposition step of depositing a metal material in a thin film at least in a region near the core of the clad.

The method for processing an optical fiber according to claim 5,
The method for processing an optical fiber, wherein the surface treatment step is a deposition step of depositing the metal material over the entire first end face.

In the method for processing an optical fiber according to claim 3 or 4, the step forming step includes:
An etching step of etching a region where the resist does not remain on the first end face,
A resist stripping step of stripping the resist remaining on the first end face after the etching step.

In the method for processing an optical fiber according to claim 4, wherein the step forming step includes:
A filling step of filling a material having substantially the same refractive index as the optical fiber in a region where the resist does not remain on the first end face,
A resist stripping step of stripping the resist remaining on the first end face after the filling step.

A method of processing an optical fiber having a first end face and a second end face,
A resist application step of applying a predetermined resist to a predetermined area including at least the entire core surface of the first end face,
An exposure / development step of exposing only the resist applied to the core surface on the first end surface by irradiating light of a specific wavelength through the inside of the optical fiber for a predetermined time from the second end surface side; ,
An optical fiber processing method, comprising a step of performing a predetermined process so that optical properties of the core surface and the clad surface at the first end surface are different.