JP2006047526A - 光ファイバの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 入射端面の光軸に対する傾き具合の如何を問わず、該入射端面におけるコア端部とクラッド端部の境界に対応した段差を精確に形成することができる、光通信モジュールに好適な光ファイバの加工方法を提供すること。
【解決手段】 光ファイバの加工方法は、第一の端面と第二の端面とを有する光ファイバの加工方法であって、第一の端面における少なくともコア端部全域を含む一定領域に略均一の厚さをもって感光剤を塗布する塗布工程と、感光剤と略等しい屈折率を持つ所定の溶液中に第一の端面を浸した状態で、第二の端面側から光ファイバ内を通して所定波長の光を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光硬化材料のみを露光する露光工程と、少なくとも、溶液中から引き上げた第一の端面を現像する現像工程を経て、第一の端面におけるコア端部とクラッド端部の境界に段差を形成する段差形成工程と、を含む。
【選択図】 図２

Description

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。

光通信装置は、レーザダイオード（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；Optical Network Unit）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（Wavelength Division Multiplex）フィルタ等が備えられる。

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、コア径が数μｍの光ファイバとＬＤは、互いに高精度で位置決めされなければならない。そこで、本出願人は、光ファイバにおけるＬＤからの光が入射する端面（入射端面）を独自の形状に加工する方法について下記の特許文献１で提案している。

特開２００４−１６３５７７号公報

特許文献１に記載の光ファイバの加工方法は、光ファイバの入射端面におけるコア端部とクラッド端部間に段差を形成する方法である。具体的には、特許文献１に記載の光ファイバの加工方法は、感光剤を塗布した入射端面とは反対側の端面から光ファイバ内を通した光によって露光を行い、入射端面をエッチングする。この方法によれば、クラッドがマスク代わりになり、塗布された感光剤のうちコア端部上に塗布された部分が露光される。結果として、コア端部とクラッド端部間に所定の段差を形成することができ、以て入射端面におけるコア端部とクラッド端部の境界を明確化している。

また特許文献１では、上記の加工方法によって加工された光ファイバを用いて行われる、ＬＤと光ファイバの高精度な位置決め処理についても提案している。特許文献１に記載の位置決め処理は、上記加工方法によって加工された光ファイバを利用する。具体的には、段差が形成された入射端面に実際にＬＤからの光を入射させる。次いで該入射端面で反射した光を受光することにより、該段差に起因する光強度分布の変化を検出する。そして検出された光強度分布に基づいて、該光の入射端面での入射位置（スポット形成位置）の中心がコア端部の中心と一致するように負帰還制御する。従って、高精度な位置決め処理を実現するためには、加工方法によって光ファイバの入射端面に形成された段差の位置が、入射端面におけるコア端部とクラッド端部の境界位置と精度良く一致している必要がある。

しかし上記加工方法において、入射端面に塗布された感光剤と外界（ここでは空気）の屈折率差が大きい場合、反対側の端面から光ファイバ内を通した光の一部は、該感光剤と外界との界面で反射して意図しない領域に塗布された感光剤も露光してしまい、コア端部とクラッド端部の境界から微少にずれた位置に段差が形成されるといった現象が起こりかねない。

該現象は、特に、上記の位置決め処理を実行する光通信モジュールにおいて、部品点数を減らすために、光ファイバの入射端面を光軸に対して直交しないように形成することにより、ＬＤからの光の光路と光ファイバの入射端面で反射した光の光路をずらした場合に起こる可能性が高いことがわかった。

もし、コア端部以外の領域（より具体的には、クラッド端部に塗布された領域）に塗布された感光剤が露光されてしまうと、入射端面においてスポット形成位置中心をコア端部中心に導きにくくなり位置決め処理に手間取るおそれがある。そこで、上記の現象を有効に防止して、迅速かつ高精度な位置決め処理が保証されるように、光ファイバの加工方法に関してさらなる改善が要望されている。

以上の事情に鑑み、本発明は、光通信モジュールに使用される光ファイバに関する加工方法であって、入射端面の光軸に対する傾き具合の如何を問わず、該入射端面におけるコア端部とクラッド端部の境界に対応した段差を精確に形成することができる光ファイバの加工方法を提供することを目的とする。

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、第一の端面と第二の端面とを有する光ファイバの加工方法であって、第一の端面における少なくともコア端部全域を含む一定領域に略均一の厚さをもって感光剤を塗布する塗布工程と、感光剤と略等しい屈折率を持つ所定の溶液中に第一の端面を浸した状態で、第二の端面側から光ファイバ内を通して所定波長の光を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光硬化材料のみを露光する露光工程と、少なくとも、溶液中から引き上げた第一の端面を現像する現像工程を経て、第一の端面におけるコア端部とクラッド端部の境界に段差を形成する段差形成工程と、を含む。

請求項１に記載の発明によれば、露光工程において、光ファイバの第一の端面を感光剤と略等しい屈折率を持つ溶液中に浸すことにより、感光剤と外界との界面での屈折率差を小さく抑えることができる。従って、第二の端面からの光が該界面で反射する現象を低減して、コア端部に塗布された感光剤のみを精度良く露光することが可能になる。結果として、第一の端面において、コア端部とクラッド端部の境界に対応した段差を精確に形成することができる。

請求項２に記載の発明によれば、塗布工程において、感光剤は、コアを含む一定の領域にのみ塗布することも可能であるが、第一の端面全域に塗布することも可能である。

感光剤としては、種々のものが選択可能である。そして、どのような種類の感光剤を採用するかに応じて、段差形成工程の詳細が決定される。

例えば、ネガタイプもしくはポジタイプのレジストを感光剤として使用する場合、段差形成工程は、現像工程後、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、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。

ネガタイプのレジストを使用した場合、コア端部に塗布されたレジストが残存する。従って、クラッド端部に塗布されたレジストが上記エッチング工程によってエッチングされる。つまりコア端部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、クラッド端部に塗布されたレジストが残存する。従って、コア端部が凹んだ状態になる。いずれの状態であっても、コア端部とクラッド端部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に基づく高精度な位置決め処理を行うことができる。

レジスト塗布工程において、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れば、ポジレジスト使用時はコア端部を突出させた形状に加工にすることが可能である。また、ネガレジスト使用時はコア端部を凹ませた形状に加工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。

また、感光剤としては、光硬化樹脂を使用することも可能である。光硬化材料を使用した場合、現像工程のみで第一の端面に段差を形成することが可能になる。つまり、エッチング工程を行うことなく、第一の端面におけるコアとクラッドとの間に段差が形成される。光硬化材料を使用すると、エッチング工程が不要となる分、加工にかかる手間やコストを削減することができる。

なお、光硬化材料を使用した場合、段差の寸法は、塗布工程において塗布された光硬化材料の厚みによって決定される。光硬化材料の厚みは、塗布工程における該光硬化材料の塗布方法や該材料の粘度等によって調整することが可能である。ここで、塗布方法による光硬化材料の厚みの調整は、例えば、スピンコートやディッピング、スプレーコートといった手法のいずれを採用するかによるだけでない。塗布方法による光硬化材料の厚みの調整は、採用した手法における具体的な設定を変更することによっても可能である。設定の変更とは、例えば、スピンコートであれば回転数を変化させる、ディッピングであれば光硬化材料の溶液から光ファイバの引き上げ速度を変化させる、スプレーコートであれば、圧縮空気と光硬化材料の溶液との比率を変化させる、等が挙げられる。

また、光硬化材料は、光ファイバのクラッドとは異なる屈折率のものを使用することができる。光硬化材料とクラッドの屈折率の関係は、例えば、本発明に係る加工方法によって加工された光ファイバを光通信モジュールに使用する場合、ＬＤと該光ファイバとの位置決めをどのようにして行うかによって決定される。もし、光ファイバの第一の端面に形成された段差に光を入射させることにより得られる回折パタンの強度変化に基づいて上記位置決めを行う場合、光硬化材料は、クラッドよりも屈折率の低いものを使用することが望ましい。これにより、第一の端面におけるコア、より正確には該コアにおける凸面で反射する光を低減させることができる。すなわち、コアからの反射光の影響を低減してより高精度な上記回折パタンの強度変化を検出することが可能になる。結果として、高精細な位置決めが実現される。

また、光ファイバのような微細な管状体を安全かつ簡易に取り扱うためには、光ファイバの少なくとも一部を前記光ファイバよりも太い径を持つ保持部材によって保持することが好ましい。保持部材は、例えば光ファイバを光通信モジュール内部の所定位置に固定するための部材として機能するキャピラリが好適である。より好ましくは、光ファイバは、第一の端面と保持部材の端面とが略同一平面上にある状態で、保持部材に保持される。これにより、塗布工程において、感光剤を第一の端面と保持部材の端面からなる全域に塗布することができる。つまり、塗布可能な面積を広く確保できるため、簡易かつより高い確実性をもって、感光剤を第一の端面に塗布することができる。

以上のような加工方法であれば、第一の端面が前記光ファイバの光軸と直交しない面であるような光ファイバであっても、該第一の端面においてコア端部とクラッド端部の境界に対応した段差を精確に形成することができる。

なお、感光剤と溶液との界面における反射率を１％以下に抑えるために、感光剤との屈折率差が約０．２以内になるような溶液を用いるとよい。

以上説明したように本発明によれば、露光工程において、第一の端面に塗布された感光剤と外界との界面での屈折率差を小さくすることができる。従って、第二の端面からの露光用の光が該界面での反射してコア端部以外の領域に塗布された感光剤を露光する現象を有効に防止することができる。これにより、第一の端面に形成される段差の位置をコア端部とクラッド端部の境界位置に対応させることができる。また、本発明に係る加工方法によって加工された光ファイバを使用することにより、迅速かつ高精度な位置決め処理が保証される光通信モジュールが提供される。

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。本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３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。なお、本発明の光ファイバの加工方法は、光ファイバの入射端面においてコア端部とクラッド端部の境界位置に段差が形成されるように該光ファイバを加工する。これにより、該入射端面におけるコア端部とクラッド端部の境界位置を明確にすることができる。つまり、本発明に係る加工方法により加工された光ファイバを実装する光通信モジュールでは、該段差に基づいて、ＬＤからの光が入射端面に形成するスポットの中心をコア端部中心に導くような高精度での位置決め処理が可能となる。

図１は、第一実施形態から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３Ａを示す。図１に示すように、第一〜第三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。光通信モジュール内に実装された場合にＬＤからの光が入射することになる端面（入射端面）３１は、ファイバの延出方向（光ファイバ３Ａの光軸方向）と直交する面以外の面で切断されている。光ファイバ３Ａは、クラッド端部３２Ｆとコア端部３３Ｆの境界位置に段差が形成される。より具体的には、光ファイバ３Ａは、第一の端面３１において、コア端部３３Ｆがクラッド端部３２Ｆよりも光ファイバ３の光軸方向に所定量突出するように加工される。なお、該段差は、凸形状のコア端部３３Ｆが、クラッド端部３２Ｆの端部と略平行になるように形成される。

上記所定量、すなわちコア端部３３Ｆの突出量は、突出したコア端部３３Ｆとクラッド端部３２Ｆ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／（４ｎ）よりも小さい値になるように設定される。但し、λは入射する光の波長で、ｎは媒質の屈折率である。ここでは、本実施形態では、媒質を空気（つまり、ｎ＝１）と想定して、コア３３に入射した光とクラッド３２に入射して反射した光から生じる回折光において、その回折効率が最も高くなるように、上記所定量をλ/８に設定している。

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２（Ａ）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。図２（Ａ）に示すように、光ファイバ３Ａの第一の端面３１は、予め光ファイバ３Ａの光軸方向と直交する面以外の面で切断されている。

図２（Ａ）に示す光ファイバ３Ａは、予め、第一の端面３１近傍の一定領域を光ファイバ３Ａよりも太い径を持つキャピラリ２０によって保持される。キャピラリ２０によって保持されることにより、光ファイバの加工に関する操作性や安全性の向上を図ることができる。光ファイバ３Ａは、第一の端面３１がキャピラリ２０の端面と揃うような状態で保持される。つまり、キャピラリ２０の端面の傾きは、第一の端面３１の傾きに一致する。なお、図２中（Ｂ）以降では、説明の便宜上、キャピラリ２０は省略している。後に示す、各実施形態の加工方法に関する各工程を説明するための図においても同様である。

次いで、光ファイバ３Ａは、図２（Ｂ）に示すように、第一の端面３１全域およびキャピラリ２０の端面にわたって略均一な厚みでネガタイプのレジストｒ１が塗布される（塗布工程）。ネガレジストｒ１を塗布する方法としては、第一の端面３１に滴下したネガレジストｒ１をスピンコータによって該端面３１全域に広げる方法（スピンコート）や、第一の端面３１をネガレジストｒ１の溶液に浸す方法（ディッピング）、第一の端面３１に向けてネガレジストｒ１をスプレーする方法（スプレーコート）等の周知の方法を使用する。

第一の端面３１の全域（およびキャピラリ２０の端面）にネガレジストｒ１が均一に塗布されると、次いで、露光工程が実行される。露光工程では、まず図２（Ｃ）に示すように、第一の端面３１側を所定の溶液Ｌ内に浸す。図３は、光ファイバ３Ａおよびキャピラリ２０を溶液Ｌ内に浸した状態を示す図である。溶液Ｌは、感光剤（ここではネガレジストｒ１）に等しい屈折率を持つ。例えば、本実施形態では、屈折率１．４９のネガレジストを想定するため、溶液Ｌとして屈折率１．４９のベンゼンを使用する。

溶液Ｌ中に光ファイバの第一の端面３１側を浸した状態で、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、ネガレジストｒ１に入射する。

ここで、上記の通り、溶液Ｌの屈折率はネガレジストｒ１の屈折率に等しい。これにより、感光剤と外界（ここでは溶液Ｌ）との界面Ｓでの屈折率差が無くなるため、該界面Ｓでの反射成分を効果的に低減させることができる。さらに光ファイバの構成上、コア３３とクラッド３２は完全に密着している。従って、コア３３内を通り第一の端面３１から射出された紫外光は、該端面３１のコア端部３３に塗布されたネガレジストｒ１のみを非常に高い精度でを露光することができる。

なお、このように紫外光をネガレジストｒ１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がマスクの代替手段として機能する。すなわち、本実施形態ではマスク生成工程が省略されるため、簡易かつ短時間での加工が実現される。

なお、紫外光の照射時間は、コア端部３３Ｆに塗布されたネガレジストｒ１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、次いで段差形成工程を実行する。段差形成工程では、まず現像を行い露光されていないネガレジストｒ１、換言すればクラッド端部３２Ｆに塗布されたネガレジストｒ１を溶かし去る（現像工程）。

図２（Ｄ）は、現像工程終了後の光ファイバ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、コア端部３３Ｆに塗布されたネガレジストｒ１のみがコア端部３３Ｆを底面とする略円柱状に残存することがわかる。

図２（Ｄ）に示すように、露光工程が終了し、コア端部３３Ｆに塗布されたネガレジストｒ１が残存した状態の光ファイバ３Ｂは、次いでネガレジストｒ１が除去されたクラッド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、本発明に係る加工方法では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、コア端部３３Ｆとクラッド端部３２Ｆ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２（Ｅ）は、コア端部３３Ｆとクラッド端部３２Ｆとの段差の寸法がλ／８になるようにエッチングされた光ファイバ３Ａの状態を示す。図２（Ｆ）は、ネガレジストｒ１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。

第一実施形態の光ファイバの加工方法では、ネガレジストｒ１を感光剤として使用するとともに、エッチング工程を経ることによってコア端部３３Ｆとクラッド端部３２Ｆの境界位置に段差を形成している。しかし本発明に係る加工方法は、エッチング工程を経ずとも段差を形成することが可能である。図４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では、感光剤としてポジタイプのレジストｒ２を使用する点以外は、露光工程まで上記第一実施形態における加工方法と略同様である。従って、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）までに示す光ファイバ３Ａの加工状態は、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示す光ファイバ３Ａの加工状態と略同一である。

第二実施形態の加工方法では、図４（Ｄ）に示す状態の光ファイバにおけるコア端部３３Ｆと現像で除去されなかったポジレジストｒ２によって形成される空間に所定の材料ｇを充填することにより段差を形成している（図４（Ｅ））。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４（Ｆ）に示すように、ポジレジストｒ２を剥離（リフトオフ）することにより（レジスト剥離工程）、第一実施形態と同様に、図１に示す光ファイバ３Ａが提供される。

図５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、塗布工程において、感光剤として光硬化樹脂Ｐを第一の端面３１に塗布する点以外は、露光工程まで上記第一実施形態における加工方法と略同様である。従って、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）までに示す光ファイバ３Ａの加工状態は、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示す光ファイバ３Ａの加工状態と略同一である。光硬化樹脂Ｐとしては、エポキシ系やアクリレート系、シリコーン系に例示されるような、透光性がありかつ紫外光に対して光硬化性を持つものが使用される。

なお、第三実施形態では、図５（Ｂ）に示す塗布工程において塗布される光硬化樹脂Ｐの膜厚ｔが第一の端面３１におけるコア端部３３Ｆとクラッド端部３２Ｆとの段差の寸法になる。従って、該膜厚ｔを調整することにより、第一の端面３１に任意の寸法（ここではλ／８）の段差を形成することが可能になる。膜厚ｔは、上述した塗布方法のいずれを採用するかによっても調整可能である。また採用した特定の塗布方法であっても、塗布に関する設定を変更することによってさらに膜厚ｔを調整することができる。例えば、スピンコートを採用した場合、回転数を変化させることにより膜厚ｔを薄くしたり厚くしたりすることができる。さらには、光硬化樹脂Ｐの粘度を変化させることによっても、膜厚ｔを調整することができる。

第三実施形態の加工方法においても、他の実施形態と同様に、露光が終了後、段差形成工程を実行する。但し、第三実施形態の段差形成工程は、現像工程のみである。すなわち、現像を行い露光されていない光硬化樹脂Ｐ、換言すればクラッド端部３２Ｆに塗布された光硬化樹脂Ｐを溶かし去る。これにより、コア端部３３Ｆに塗布された光硬化樹脂Ｐのみがコア端部３３Ｆを底面とする略円柱状に残存する、つまり、第一の端面ｎ３１において、コア端部３３Ｆとクラッド端部３２Ｆとの境界位置に精確に段差が形成される。図５（Ｄ）は、現像後の光ファイバ３を示す。

以上の第一〜第三実施形態の光ファイバの加工方法は、いずれも図１に示すようなコア端部３３Ｆが凸形状となるような段差を形成する加工方法である。本発明に係る光ファイバの加工方法は、コア端部３３Ｆが凹形状となるような段差を形成することも可能である。図６は、次に述べる第四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６に示すように、光ファイバ３Ｂは、第一の端面３１においてコア端部３３Ｆが光ファイバ３Ｂの光軸方向に沿って所定量凹んでおり、かつ凹んだコア端部３３Ｆとクラッド端部３２Ｆが略平行になるように加工される。

図７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、塗布工程においてポジレジストｒ２を使用する。また、第四実施形態の加工方法における露光工程までは、上記の各実施形態と略同様であるため、説明は省略する。なお、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）までに示す光ファイバ３Ｂの加工状態は、図２、４、５の（Ａ）〜（Ｃ）に示す光ファイバ３Ａの加工状態と略同一である。

第四実施形態の加工方法も上記各実施形態と同様に、露光工程後、段差形成工程に進む。第四実施形態の加工方法における段差形成工程では、まず現像を行い、露光されたポジレジストｒ２を除去する。図７（Ｄ）は、現像工程終了後の光ファイバ３Ｂの状態を示す。図７（Ｄ）に示すように第四実施形態では、光ファイバ３Ａの加工時とは異なり、露光されたコア端部３３Ｆに塗布されたポジレジストｒ２のみが除去されている。

図７（Ｅ）は、図７（Ｄ）に示す状態の光ファイバ３Ｂに対してエッチングをした状態を示す。第四実施形態の加工方法におけるエッチング工程も上記第一実施形態と同様にドライ式のエッチングを採用する。図７（Ｅ）に示す光ファイバ３Ｂは、コア端部３３Ｆとクラッド端部３２Ｆ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７（Ｆ）は、エッチング工程後にポジレジストｒ２を剥離してクラッド端部３２Ｆが露出した光ファイバ３Ｂを示す。以上の工程を経て、光ファイバ３Ｂは、図６に示す構造を有する。

コア端部３３Ｆが凹形状となるような段差を形成する加工方法は、上記第四実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の第二実施形態では、ポジレジストｒ２を使用している。そのため、コア端部３３Ｆと現像で除去されなかったポジレジストｒ２によって形成される空間に材料ｇを充填することにより、コア端部３３Ｆが凸となるような段差を形成している。ここで、第二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によりコア端部３３Ｆが凹形状となるような段差を形成することも可能である。該変形例の場合、ネガ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所定の高さまでコーティングすればよい。これにより、コア端部３３Ｆが凹となるような段差が形成される。

以上のように各実施形態の加工方法によって、第一の端面３１に段差が形成された光ファイバ３Ａ、３Ｂを、該端面３１がＬＤからの光の入射端面となる状態で光通信モジュールに配設する。これにより、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することができる。

図８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３Ａの他に、ＬＤ、集光レンズ２、光検出器４、コントローラ５、アクチュエータ６を備える。なお、実際に使用される光通信モジュールは、例えばＬＤから出力され集光レンズ２を介して光ファイバ３Ａに入射する光束の光ファイバ３Ａでの入射角は極めて小さい。しかし図８では、説明の便宜上、該入射角を実際の角度よりも大きく示している。光ファイバ３Ａは、光通信モジュール１０内にキャピラリ２０を介して取り付けられている。すなわち、キャピラリ２０は、加工時における微細な光ファイバの保持部材として機能するだけでなく、光通信モジュール１０に光ファイバを取り付けるための固定部材としても機能する。

なお、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。

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。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。光ファイバ３Ａの第一の端面３１（入射端面３１）は、ファイバの延出方向と直交する面以外の面で切断されている。また、ＬＤからの光が入射端面３１に０°以外の入射角で入射するように各部材が配置構成されている。例えば、第一の端面３１が３０°の傾きを持っている場合、該光ファイバ３Ａは光軸に対して約１７°傾けて配設される。このように配設することにより、光通信モジュール１０では、カップリング効率を高めることができると共に、偏向部材を用いることなく、入射端面３１からの反射光を光検出器４に導くことができる。なお、図８において、一点鎖線で示す基準軸ＡＸは、光通信モジュール１０において位置調整の基準となる中心軸である。

ＬＤから発光された光は、集光レンズ２を介して光ファイバ３Ａの入射端面３１に収束し、スポットを形成する。集光レンズ２は、該スポットがコア端部３３Ｆよりも大きな径を持つようなパワーに設定されている。スポット径がコア径よりも若干大きくなるように集光された光束が、突出したコア端部３３Ｆとクラッド端部３２Ｆの双方に入射すると、回折現象が起こる。

従って、入射端面３１で反射して光検出器４に入射した光は、回折パタンを形成する。光検出器４は、該回折パタンに基づいて光強度分布を検出する。なお、光検出器４に入射する光には、コア３３端面で反射した比較的大きな強度を持つ反射光も含まれる。そこで、該反射光の強度が抑えて、光検出器４が回折パタン（光強度分布）の微細な変化を精度良く検出することができるようにすることを重視するのであれば、実施形態の加工方法で使用する材料ｇや光硬化樹脂Ｐは、コア３３と略同一の屈折率のものではなく、クラッド３２よりも屈折率の低いものを用いることが望ましい。

コントローラ５は、光検出器４によって検出された光強度分布に基づいて、ＬＤからの光が入射端面３１で形成するスポットの中心とコア端部３３Ｆの中心が略一致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、検出される光強度分布が、基準分布と一致するまで、アクチュエータ６を介して集光レンズ２を駆動制御して、上記スポットの入射端面３１での位置を移動させる。なお、基準分布とは、スポットの中心とコア端部３３Ｆの中心が一致した状態、換言すれば最もカップリング効率が高い状態の時に得られる光強度分布をいう。

このように、本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使用することにより、入射端面（第一の端面３１）における光の入射位置を高精度でコア端部３３Ｆ中心に合わせることが可能になる。

なお、上記では、コア端部３３Ｆが凸形状の光ファイバ３Ａを使用した光通信モジュール１０における位置決め処理を説明したが、コア端部３３Ｆが凹形状の光ファイバ３Ａを使用した光通信モジュールであっても同様の位置決め処理を実行することができる。

以上が本発明の実施形態である。なお、上記では、各種レジストｒ１、ｒ２や光硬化樹脂Ｐといった感光剤は第一の端面３１の略全域に塗布すると説明した。しかし、第一の端面３１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。

また、上記説明で述べた段差の寸法はあくまで一例である。従って、コア端部とクラッド端部の境界に対応して設けられたこれに限定されるものではない。さらに、上記説明の光ファイバの第一の端面は、光通信モジュールにおいて該端面からの反射光を受光素子へ導くための偏向部材を省略するため、光ファイバの光軸に対して斜めに切断している。しかし本発明に係る加工方法は、加工される光ファイバの第一の端面が光軸に対してどのような傾きを有していようが問題なく使用することができる。

また、上記実施形態では、溶液Ｌとして、感光剤に等しい屈折率をもつものが用いられている。感光剤と屈折率の関係は、必ずしも屈折率が一致する必要はない。両者は、互いの界面における反射率が１％以下に抑えられるような屈折率差を有していれば本発明は好適に実施できる。具体的には、溶液は感光剤との屈折率差が約０．２以内であるような材料が選択される。

本発明の第一から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た光ファイバを示す。 本発明の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。 実施形態の露光工程において、溶液中に光ファイバを浸した状態を示す図である。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の第四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。 本発明の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。 第一から第三の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 光ファイバ
３１ 第一の端面（入射端面）
３２ クラッド
３２Ｆ クラッド端面
３３ コア
３３Ｆ コア端面
３４ 第二の端面
ｒ１ ネガレジスト
ｒ２ ポジレジスト
Ｐ 光硬化材料
１０ 光通信モジュール

Claims (14)

1. 第一の端面と第二の端面とを有する光ファイバの加工方法であって、
   前記第一の端面における少なくともコア端部全域を含む一定領域に略均一の厚さをもって感光剤を塗布する塗布工程と、
   前記感光剤と略等しい屈折率を持つ所定の溶液中に前記第一の端面を浸した状態で、前記第二の端面側から光ファイバ内を通して前記所定波長の光を照射することにより、前記第一の端面におけるコア端部に塗布された感光剤を露光する露光工程と、
   少なくとも、前記溶液中から引き上げた前記第一の端面を現像する現像工程を経て、前記第一の端面における前記コア端部と前記クラッド端部の境界に段差を形成する段差形成工程と、を含む光ファイバの加工方法。
2. 前記塗布工程において、前記第一の端面全域に前記感光剤を塗布する請求項１に記載の光ファイバの加工方法。
3. 前記感光剤は、ネガタイプのレジストである請求項１または請求項２に記載の光ファイバの加工方法。
4. 前記感光剤は、ポジタイプのレジストである請求項１または請求項２に記載の光ファイバの加工方法。
5. 前記感光剤は、透光性と所定波長の光に対する光硬化性とを持つ光硬化材料である請求項１または請求項２に記載の光ファイバの加工方法。
6. 請求項３または請求項４に記載の光ファイバの加工方法において、
   前記段差形成工程は、
   前記現像工程後、前記第一の端面において前記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、
   前記エッチング工程後に前記第一の端面に残存する前記レジストを剥離するレジスト剥離工程と、を含む光ファイバの加工方法。
7. 請求項３または請求項４に記載の光ファイバの加工方法において、
   前記段差形成工程は、
   前記現像工程後、前記第一の端面において前記レジストが除去された端部に、該端部と略同一の屈折率を有する材料を充填する充填工程と、
   前記充填工程後に前記第一の端面に残存する前記レジストを剥離するレジスト剥離工程と、を含む光ファイバの加工方法。
8. 請求項５に記載の光ファイバの加工方法において、
   前記段差の寸法は、前記塗布工程において塗布された前記光硬化材料の厚みによって決定される光ファイバの加工方法。
9. 請求項８に記載の光ファイバの加工方法において、
   前記光硬化材料は、前記クラッドよりも低い屈折率を有する光ファイバの加工方法。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の光ファイバの加工方法において、
    前記光ファイバは、少なくとも一部を前記光ファイバよりも太い径を持つ保持部材によって保持される光ファイバの加工方法。
11. 請求項１０に記載の光ファイバの加工方法において、
    前記光ファイバは、前記第一の端面と前記保持部材の端面とが略同一平面上にある状態で、前記保持部材に保持される光ファイバの加工方法。
12. 請求項１１に記載の光ファイバの加工方法において、
    前記感光剤は、前記塗布工程において、前記第一の端面と前記保持部材の端面からなる全域に塗布される光ファイバの加工方法。
13. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の光ファイバの加工方法において、
    前記第一の端面は、前記光ファイバの光軸と直交しない面である光ファイバの加工方法。
14. 請求項１から請求項１３のいずれかに記載の光ファイバの加工方法において、
    前記感光剤と前記所定の溶液の屈折率差は０．２以内である光ファイバの加工方法。

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