JP2005242278A

JP2005242278A - 光導波材料の製造方法

Info

Publication number: JP2005242278A
Application number: JP2004126219A
Authority: JP
Inventors: Fumio Sato; 史雄佐藤
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】端面を端面加工する際に、空孔内に切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等が侵入するのを防ぐことができる光導波材料の製造方法及びその方法によって製造された光導波材料を提供することにある。
【解決手段】本発明の光導波材料の製造方法は、光を導波するコア部とクラッド部からなり、ファイバ形状又はロッド形状を有し、クラッド部が主媒質と複数の空孔からなり、複数の空孔が導波方向と平行に且つ周期的に又はランダムに形成されてなる光導波材料の製造方法において、端面近傍の全ての空孔内に充填物を充填した状態で、端面加工を行い、その後、前記充填物を除去することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

例えば、フォトニッククリスタルファイバ、ホーリーファイバ、フォトニックバンドギャップファイバ等の光導波材料は、クラッド部に光を導波するコア部とクラッド部からなり、ファイバ形状又はロッド形状を有し、クラッド部が主媒質と複数の空孔からなり、複数の空孔が導波方向と平行に且つ周期的にもしくはランダムに形成されている。このような光導波材料は、優れた光伝播特性を有するために、将来の光通信システムにおいて、重要な材料として注目されている（例えば、特許文献１参照。）。
特表２００２−５０６５３３号公報

特許文献１に記載の光導波材料を、従来の光ファイバの代替材料として使用する場合、その端部をコネクタやデバイスと接続する際には、端面を研磨する必要がある。つまり、端面の形状が凸凹であったり、表面粗さが粗かったりすると、導波光の接続損失が大きくなるからである。

しかしながら、光導波材料の端面を空孔が開いた状態で研磨すると、切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等が空孔内に侵入してしまう。空孔内に侵入した切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等は、空孔径が小さいため、洗浄しても除去しきれず、これらが空孔内に残留していると、周期構造に乱れを生じ、導波光が漏洩して、光の損失が大きくなる虞がある。また、ＰＣ接続を行う場合、空孔内に残留した切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等が、突き合わせた際に空孔から出てくると、光損失を大きくする虞もある。

本発明の目的は、端面を端面加工する際に、空孔内に切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等が侵入するのを防ぐことができる光導波材料の製造方法及びその方法によって製造された光導波材料を提供することにある。

本発明の光導波材料の製造方法は、光を導波するコア部とクラッド部からなり、ファイバ形状又はロッド形状を有し、クラッド部が主媒質と複数の空孔からなり、複数の空孔が導波方向と平行に且つ周期的に又はランダムに形成されてなる光導波材料の製造方法において、端面近傍の全ての空孔内に充填物を充填した状態で、端面加工を行い、その後、前記充填物を除去することを特徴とする。

また、本発明の光導波材料は、光を導波するコア部とクラッド部からなり、ファイバ形状又はロッド形状を有し、クラッド部が主媒質と複数の空孔からなり、複数の空孔が導波方向と平行に且つ周期的に又はランダムに形成されてなる光導波材料において、空孔内に端面加工の残留物が存在しないことを特徴とする。

本発明の光導波材料の製造方法は、光を導波するコア部とクラッド部からなり、ファイバ形状又はロッド形状を有し、クラッド部が主媒質と複数の空孔からなり、複数の空孔が導波方向と平行に且つ周期的に又はランダムに形成されてなる光導波材料の製造方法において、端面近傍の全ての空孔内に充填物を充填した状態で、端面加工を行い、その後、前記充填物を除去するため、空孔内に切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等の端面加工の残留物が存在しない。すなわち、端面近傍の全ての空孔内に充填物を充填した状態で、切削、研磨等の端面加工を行うため、切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等の移動が充填物によって妨げられ、空孔内に侵入することがない。端面加工後に充填物を除去するため、空孔内には、何も残らない。そのため、クラッド部の周期構造に乱れを生じる事が無く、導波光が漏洩しない。また、ＰＣ接続を行う場合であっても、切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等が、突き合わせた際に空孔から出てくることもない。

上記した充填物としては、主媒質よりも水、洗剤、有機溶剤、酸溶液、アルカリ溶液等の溶剤に対する溶解度が高い物質、又は主媒質よりも融点もしくは分解温度が低い物質が好ましい。

また、これらの充填物を、化学的に又は熱的に除去すると、空孔内に充填物が残らないため好ましい。

特に、松脂、ダマール、琥珀などの天然樹脂、これらの天然樹脂のうち少なくとも１種を含むワックス、又はエチレン−酢酸ビニルコポリマー、パラフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂を充填物として用いると、これらの充填物は、加熱すると液化するため、光導波材料の端面を液化した充填物に浸し、毛細管現象によって、充填物を空孔内に隙間なく充填でき、冷えると空孔内で固化する。そのため端面加工中に充填物が空孔から出てくることがないため好ましい。さらに、端面加工後に、これらの充填物を除去する際にも、充填物が溶剤に容易に溶けるため、空孔内に充填物が残らない。また松脂、ダマール、琥珀などの天然樹脂又はこれらの天然樹脂のうち少なくとも１種を含むワックスを充填物として用いた場合、天然樹脂又はワックスはアルコール等の有機溶剤によって容易に溶けるため、酸、アルカリ等を用いた場合に比べ主媒質を侵食することがなく、さらに天然由来の成分であるため環境に対する負荷がかからず好ましい。特に、松脂を含むワックスは、中性洗剤を含む水又は中性洗剤にも容易に溶解するためさらに好ましい。

また、松脂、ダマール、琥珀などの天然樹脂、これらの天然樹脂のうち少なくとも１種を含むワックス、又はエチレン−酢酸ビニルコポリマー、パラフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂は、クラッド部の主媒質よりも融点もしくは分解温度が低い物質でもあるので、端面加工後に、加熱して充填物を液化、又は焼成（気化）させて空孔内から除去することもできる。

充填物は、光導波材料の端面加工される部分よりも内部にまで充填されていれば良く、具体的には、端面頂部から０．１〜１．０ｍｍの範囲で充填されていれば良い。

本発明の光導波材料は、ＳｉＯ₂ガラスやホウケイ酸ガラスからなると、光の透過性に優れるため好ましい。

また、外径が０．３〜４ｍｍ、好ましくは０．６〜４ｍｍ、さらに好ましくは１〜４ｍｍであると、端面加工する際や、他のデバイスや光ファイバと突き合わせる際にも、フェルール等の固定冶具（位置決め部材）が不要となるため好ましい。

本発明の光導波材料を、実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は、実施例における光導波材料の研磨端面のレーザ顕微鏡写真であり、図２は、比較例における光導波材料の研磨端面のレーザ顕微鏡写真である。

まず、アルカリホウケイ酸ガラスからなるガラス外筒管１本、ガラスキャピラリ２３７本、ガラスロッド１本を準備した。尚、各部品の寸法形状は次の通りである。ガラス外筒管は、円筒状で、底部が封止され、外径６０ｍｍφ、内径１７ｍｍφである。ガラスキャピラリは、両端部が封止され、外径１．００ｍｍφ、内径１２５μｍφである。ガラスロッドは、外径１．００ｍｍφである。

次にガラス外筒管の内部の略中心部に１本のガラスロッドを配置し、その周囲に２３７本のガラスキャピラリを配置充填した。

次いでガラスキャピラリ及びガラスロッドを充填したガラス外筒管の内部を、真空ポンプを用いて−７５０ｍｍＨｇに減圧し、その気圧に保ったまま、ガラス外筒管を底部から開口端に向かって順次７３０℃まで加熱収縮させた。その後室温まで徐冷し常圧に戻し、ガラスプリフォームを作製した。上記ガラスプリフォームを、電気炉に挿入し、ローラーで引っ張りながら線引き成形することによって外径１．２５ｍｍφ、空孔径４μｍ、空孔間距離２２μｍ、コア径４０μｍの未端面加工の光導波材料を作製した。なお空孔は最密周期構造に配列された。

最後に、未端面加工の光導波材料の端部の空孔内に加熱溶融した松脂とセラックを混合したワックス（サンワックスＭＴＣ−２０１：産研舎製）を充填し、端面が平面になるように、研削及び研磨加工を施した。尚、ワックスは、端面頂部から０．５ｍｍ程内部にまで充填した。その後、端部をエタノール溶液中で超音波洗浄し、空孔内のワックスを完全に除去し、実施例の光導波材料を作製した。

また、比較例は、上記ワックスを充填せずに研削及び研磨加工を施した以外は、実施例と同様にして光導波材料を作製した。

図１からわかるように、実施例は、空孔内に、切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等やワックスが残っていなかった。一方、図２からわかるように、比較例は、空孔内に異物が残留していた。

以上説明したように、本発明の製造方法によって製造される光導波材料は、空孔内に切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等が存在しないため、クラッド部の周期構造に乱れを生じる事が無く、導波光が漏洩しない。また、ＰＣ接続を行う場合であっても、切削くず、研磨剤、研磨液、研磨くず等が、突き合わせた際に空孔から出てくることもない。そのため、赤外光を伝播する光導波材料、コリメータ、コネクタ、スタブ等のデバイスに好適である。

実施例における光導波材料の研磨端面のレーザ顕微鏡写真である。比較例における光導波材料の研磨端面のレーザ顕微鏡写真である。

Claims

光を導波するコア部とクラッド部からなり、ファイバ形状又はロッド形状を有し、クラッド部が主媒質と複数の空孔からなり、複数の空孔が導波方向と平行に且つ周期的に又はランダムに形成されてなる光導波材料の製造方法において、端面近傍の全ての空孔内に充填物を充填した状態で、端面加工を行い、その後、前記充填物を除去することを特徴とする光導波材料の製造方法。
充填物が、主媒質よりも溶剤に対する溶解度が高い物質、又は主媒質よりも融点もしくは分解温度が低い物質からなり、前記充填物を、化学的に又は熱的に除去することを特徴とする請求項１に記載の光導波材料の製造方法。
充填物が、天然樹脂、ワックス又は熱可塑性樹脂からなり、前記充填物を、溶剤に溶解させ除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波材料の製造方法。
外径が０．３〜４ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光導波材料の製造方法。
請求項１〜４のいずれかに記載の方法で製造されてなることを特徴とする光導波材料。
光を導波するコア部とクラッド部からなり、ファイバ形状又はロッド形状を有し、クラッド部が主媒質と複数の空孔からなり、複数の空孔が導波方向と平行に且つ周期的に又はランダムに形成されてなる光導波材料において、空孔内に端面加工の残留物が存在しないことを特徴とする光導波材料。