JP2007108267A - 光モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】波長選択性ミラーを用いた、自己形成光モジュール。
【解決手段】波長選択性ミラー４は、波長λ_c1を反射、波長λ_c2及び緑色光を透過、赤色光を反射する。透明樹脂から成る筐体１の内部に光ファイバ２のコアの端面２１を導入して固着部材３にて固定する（３．Ａ）。高屈折率の未硬化の光硬化性樹脂液５を筐体１の内部に充填する。波長λ_c2のレーザ光を端面２１から光硬化性樹脂液５に照射すると、光路に沿って硬化物５０が軸状に形成される（３．Ｂ）。波長λ_c1のレーザ光を端面２１から照射すると、軸状の硬化物５１が分岐状に形成される（３．Ｃ）。未硬化の光硬化性樹脂液５を除去し（３．Ｄ）、低屈折率の未硬化の硬化性樹脂液６を筐体１の内部に充填し、全て硬化させてクラッド６ｃとする。緑色光素子７０と赤色光素子７１を結合させて、緑色及び赤色に対して機能する２色単線双方向通信可能な光モジュール１００を形成する（３．Ｅ）。
【選択図】図３

Description

本発明は、光硬化性樹脂溶液と光を用いて作製されるコアを有する光モジュールの製造方法に関する。本発明は、光ファイバ通信における安価で低損失な光送受信器、光インターコネクション、光分波器あるいは合波器等の光モジュールに適用できる。

本発明者らは、共同発明者らとともに、いわゆる自己形成型のコアを有する光導波路を開発し、出願している。また、これを応用した光分波／光合波器（光モジュール）についても特許文献１の通り提案している。ここで自己形成型のコアとは、未硬化の液状の光硬化性樹脂に、例えば光ファイバから硬化波長の光をビーム状に照射することで、当該ビーム状に照射した光路部分の樹脂のみを硬化させて軸状の硬化物（コア）を形成し、その後例えばより屈折率の低い樹脂で周囲を取り囲み、光導波路を形成するものである（特許文献２参照）。また、屈折率と硬化波長の異なる２つの光硬化性樹脂を用いることで、高屈折率側の樹脂のみを時間をかけて硬化させる場合（特許文献３参照）や、低屈折率側の樹脂のみを短時間に硬化させる場合（特許文献４参照）においては、その後未硬化の残余の樹脂溶液を硬化させることで、特異な屈折率分布を有する２種類の光導波路をそれぞれ形成できることを示した。
特開平１１−３２６６６０ 特開２００２−３６５４５９ 特開２００２−１６９０３８ 特開２００４−１４９５７９

特許文献１に記載された技術を、図５を用いて説明する。図５は、特許文献１に記載された、受光素子と発光素子を１つずつ有する光モジュールの製造工程を示す工程図である。

図５．Ａのように、上面の無い、透明樹脂から成る筐体９１を用意し、光ファイバ９２のコアの端面９２１を当該筐体９１の内部に導入して固着部材９３にて固定する。次に筐体９１にハーフミラー９４を固定する。ハーフミラー９４は、筐体９１の底面に対して４５度傾いた状態で固定される。この後、コア部材を形成するため、高屈折率の未硬化の光硬化性樹脂液９５を筐体９１の内部に充填する。

次に、光ファイバ９２を介して、硬化波長の光を端面９２１から筐体９１に充填された光硬化性樹脂液９５に照射すると、当該光の光路に沿って硬化物９５ｃが軸状に形成される（図５．Ｂ）。ハーフミラー９４を用いたので、硬化物９５ｃは分岐を有することとなる。この後、未硬化の光硬化性樹脂液９５を除去する（図５．Ｃ）。次に、クラッドとなるべき低屈折率の未硬化の硬化性樹脂液９６を筐体９１の内部に充填する。硬化性樹脂液９６の硬化方法は光硬化、熱硬化、その他任意である。こうして筐体９１の内部に充填した硬化性樹脂液９６は全て硬化して硬化物９６ｃとなり、高屈折率の硬化物９５ｃをコア、低屈折率の硬化物９６ｃをクラッドとする光導波路が形成される（図５．Ｄ）。

この後、コアである硬化物９５ｃと透明樹脂から成る筐体９１との接合部分付近に、例えば発光素子９７と受光素子９８を装着して、単線（一心）双方向光通信が可能な光モジュール９００を完成させることができる（図５．Ｅ）。

これらの発光素子９７と受光素子９８とで対応する光の波長を異ならせ、対応する光モジュールでそれらに対応する受光素子と発光素子を用いると、２色対応の１対の光モジュールからなる光伝送路が形成できる。容易に理解できる通り、ハーフミラーを２つ用いて３分岐とし、３色対応の１対の光モジュールからなる光伝送路も容易に形成できる。

３色対応の単線双方向光通信が可能な光モジュールを２個組合わせて使用する際は、一方の光モジュールは発光素子を２個、受光素子を１個用い、他方の光モジュールは逆に発光素子を１個、受光素子を２個用いる使用方法が考えられる。すると、受光素子が２個ある側において、分岐点が使用する波長において、透過率と反射率に波長依存性の無い、又は小さいハーフミラーであると、各受光素子に繋がる分岐には不必要な通信光も入力されてしまうので、各受光素子との間に必要光だけ透過するフィルタを設けなければならない。また分岐点がハーフミラーであると、受光素子には１／２の強度を越える光は到達しない。

一方分岐点を使用する波長において透過率と反射率に波長依存性の大きい波長選択性ミラーとする場合、各ミラーが硬化光を完全に透過又は完全に反射するようであると、分岐は形成できない。分岐点を通信時の使用光に対して波長選択性であって、硬化光に対してハーフミラーとすることは、多数の光モジュールを作製する際に特性の揃った多数のミラーの製作が困難であるほか、分岐が増加すると硬化光が順次弱くなり、光モジュールの製作に時間を要することとなる。

本発明は、波長選択性ミラーの特性を設計容易なものとして、硬化光を複数用いることで完成された。

請求項１に記載の発明は、少なくとも１枚の波長選択性ミラーを有し、当該波長選択性ミラーにおいて分岐を有する光硬化性樹脂を用いた光モジュールの製造方法において、前記波長選択性ミラーは、前記光硬化性樹脂を硬化させ得る波長領域と、可視光乃至赤外光領域とにおいて、各々透過波長領域と反射波長領域が存在し、前記光硬化性樹脂を硬化させ得る波長領域での当該透過波長領域の硬化光と反射波長領域の硬化光とを用いて、光硬化性樹脂を自己形成的に軸状に硬化させて、前記波長選択性ミラーにおいて分岐を有するコアを作成し、そののち、未硬化の残余の光硬化性樹脂を除去してクラッド材で前記分岐を有するコアを覆うことを特徴とする光モジュールの製造方法である。

請求項２に記載の発明は、前記光モジュールは前記波長選択性ミラーを２枚以上有し、前記波長選択性ミラーの枚数より１多い数の硬化光を用いて、各波長選択性ミラーにおいて分岐を形成することを特徴とする。

光硬化性樹脂を硬化させる硬化光の光源を複数用意し、波長選択性ミラーの透過特性を設計する際、接続すべき発光／受光素子の波長における透過特性と対応させて、各硬化光ごとに透過特性を決定する。通信時の使用波長が２波長である場合、波長選択性ミラーの透過特性はそれらの一方について透過、他方について反射とし、用いる硬化光についても２種類用意して波長選択性ミラーの透過特性はそれらの一方について透過、他方について反射とする。波長選択性ミラーを複数用いる場合は、通信時の使用波長光の経路に対応させて用いる硬化光の透過特性を有するように、波長選択性ミラーの特性を設計する。これにより、各硬化光と通信時の使用光の設計された経路での伝送損失が低減できる。また、硬化時間を短縮できる。

本発明の特徴は、硬化の際に使用する硬化光の波長スペクトル及び通信時に使用する光の波長スペクトルと、各波長選択性ミラーの透過／反射特性の組み合わせにある。このうち、波長選択性ミラーについて自由度が高いので、上記硬化光と通信時の使用光を選択して、それに対応できるように波長選択性ミラーを設計及び作製する。現在、国内の様々な光学素子メーカーにより、誘電体多層膜を用いた波長選択性ミラーの設計及び作製は対応可能である。

本発明の実施において、光硬化性樹脂を硬化させ得る波長領域における「透過波長領域」での透過率及び反射率並びに「反射波長領域」での透過率及び反射率と、可視光乃至赤外光領域における「透過波長領域」での透過率及び反射率並びに「反射波長領域」での透過率及び反射率とは、若干意味合いを異にする。

光硬化性樹脂を硬化させ得る波長領域においては、「透過波長領域」での完全な透過や「反射波長領域」での完全な反射が必ずしも求められているわけではない。即ち、各ミラーで反射される側を分岐、透過する側を幹線と呼ぶと、硬化時には、透過光となるべき硬化光が分岐に漏れ、或いは分岐を一部形成しても良く、反射光となるべき硬化光が幹線に漏れ、或いは幹線を一部形成しても良い。

一方、双方向通信のための使用波長帯域である可視光乃至赤外光領域においては、「透過波長領域」での完全な透過（少なくとも反射しない）や「反射波長領域」での完全な反射（少なくとも透過しない）が理想である。少なくとも透過率９５％以上の波長領域と反射率９５％以上の波長領域を有する波長選択性ミラーの安定的な作製にやや困難が伴う場合には、透過率及び反射率は各々９０％以上とすることも現実的である。波長選択性ミラーでの吸収を無視すれば、いずれの波長でもその波長での透過率と反射率の和は１（１００％）である。

硬化波長領域の「透過波長領域」での透過率は８０％以上が好ましく、透過率は９０％以上とすることが現実的である。反射率は５％未満が好ましいが１５％未満であれば使用可能である。同様に、硬化波長領域の「反射波長領域」での透過率は５％未満が好ましいが、１５％未満であれば使用可能であり、反射率は８０％以上、好ましくは９０％以上である。

使用波長領域で十分な波長選択性が得られない、即ち望まない波長の光が受光素子に繋がる導波路の分岐に浸入しうる場合は、受光素子との間にフィルタを設けると良い。波長選択性ミラーを用いているので、全波長ハーフミラー等と色フィルタを用いる場合よりも、各色通信光が所望の分岐路に結合された受光素子にて効率よく受光できる。

硬化光は、レーザ光が良い。これにより波長選択性ミラーの透過特性の設計が容易となる。また、比較的狭い波長帯域の複数のレーザ光を光硬化性樹脂の硬化光とすることで、幹線光路と分岐光路とで、製造後のコアの特性の差異を小さくすることができる。

一方、光モジュールとして使用する場合の使用光は、波長選択性ミラーの透過特性に適応すれば良く、レーザ光に限定されない。可視乃至赤外光の発光ダイオード又はレーザダイオードを用いると良い。可視光のＬＥＤならば２色、例えば緑色光と赤色光または青色光と黄色乃至赤色光との組み合わせが対応可能である。赤外光には例えばレーザ光を用いることで、高速伝送などを行うようにできる。ＬＥＤの光のように広がったスペクトルを有するものは、少なくともそのピーク波長が「透過波長領域」又は「反射波長領域」となるようにすると良い。スペクトルの一部が望まない分岐に到達する場合は、上述のように、フィルタを受光素子の前段に置くと良い。

本発明者らの自己形成光導波路は、紫外線による硬化を想定されている光硬化性樹脂を用い、比較的長波長のレーザをにより硬化を行うものである。アリールアシルホスフェイト系の光重合開始剤を用いて、アルゴンイオンレーザの波長４８８ｎｍの硬化光を用いることができ、一般的に５００ｎｍ以下の波長光が使用可能である。

本発明に適用する基本的技術は例えば上記４特許文献に記載されている。光硬化性樹脂等はそれらの記載から類推される任意の公知の樹脂材料を用いることができる。即ちコアを形成するための光硬化性樹脂は入手可能な任意のものを用いることができる。例えば特許文献３、４には、２液の混合液として用いる例として、ラジカル重合系、カチオン重合系の光硬化性樹脂及び重合開始剤を列挙しているが、本願のコアを形成するための光硬化性樹脂としては、それら特許文献３、４に記載された光硬化性樹脂の任意の１種類を単独で用いることが可能である。光ファイバのコア端面や光素子の素子面との接着を補強するため、特許文献２のようにシランカップリング材を光硬化性樹脂液に溶解又は分散させて用いても良い。めっきされたコアを保持材で固定する場合についても同様に、特許文献３、４に記載された光硬化性樹脂及び重合開始剤の任意の１種類を単独で用いることが可能であり、その他熱硬化性樹脂を用いても良い。

本発明を実施するための光学部品等は任意のものを使用することができる。光ファイバ（プラスチック光ファイバＰＯＦ、ガラス系光ファイバＧＯＦ）を好適に用いることができる。このうち、ＰＯＦのようにクラッド部分の加工が容易なものを用いると、後述する通り、自己形成型光導波路のクラッド材で当該加工されたＰＯＦのクラッド部分を覆うことで、ＰＯＦが光モジュールから抜けにくくすることが容易である。

〔波長選択性ミラーの設計について〕
図１及び図２にて、波長選択性ミラーの透過特性設計の例を示す。尚、図１及び図２は本発明の特徴部分を説明するために示すものであり、波長選択性ミラーの透過特性設計には大きな自由度があることを指摘しておく。また、「レーザ光」を前提とした図を示すが、スペクトルに広がりを有する例えばＬＥＤ光についてもそのピーク波長を以て類推適用されることは当然である。尚、スペクトルの裾が反射／透過の遮断波長をまたがる場合については、下記でも指摘する通りフィルタを噛ませれば良く、また、場合によってはその影響を全く無視して良く、本発明の適用に重大な支障を与えるものではない。

図１は、１枚の波長選択性ミラーのみを用い、２波長λ_c1及びλ_c2の２段階の硬化により幹線と分岐を形成し、また通信時に２波長λ_u1及びλ_u2を使用する光モジュールの設計を行う例である。図１ではλ_c1＜λ_c2＜λ_u1＜λ_u2の例を挙げているが、下記でも指摘する通り、図１．Ａ及び図１．Ｂではλ_c2≧λ_u1であっても構わない。尚、上述した通り、１００％透過又は１００％反射（０％透過）が理想であるが、技術的に困難を伴う（大量生産時の特性の安定）ことから、透過波長領域では透過率が１００％を下回り、反射波長領域では透過率が０％まで落ちない図を示した。

図１．Ａは、硬化波長λ_c1で反射、硬化波長λ_c2で透過、通信時使用波長λ_u1で透過、通信時使用波長λ_u2で反射の特性を有する波長選択性ミラーを用いる場合である。このような特性は、図１．Ａのように、硬化波長λ_c1とλ_c2の間に反射から透過への遮断波長が、硬化波長λ_u1とλ_u2の間に透過から反射への遮断波長が有る場合である。この場合、硬化波長λ_c2を光ファイバから照射して、光ファイバ端面から波長選択性ミラーを透過する幹線のコアを形成し、硬化波長λ_c1を光ファイバから照射して、波長選択性ミラーから分岐するコアを形成する。幹線に結合する素子は通信時使用波長λ_u1に対応するものを、分岐に結合する素子は通信時使用波長λ_u2に対応するものを用いる。

図１．Ｂは、硬化波長λ_c1で透過、硬化波長λ_c2で反射、通信時使用波長λ_u1で反射、通信時使用波長λ_u2で透過の特性を有する波長選択性ミラーを用いる場合である。このような特性は、図１．Ｂのように、硬化波長λ_c1とλ_c2の間に透過から反射への遮断波長が、硬化波長λ_u1とλ_u2の間に反射から透過への遮断波長が有る場合である。この場合、硬化波長λ_c1を光ファイバから照射して、光ファイバ端面から波長選択性ミラーを透過する幹線のコアを形成し、硬化波長λ_c2を光ファイバから照射して、波長選択性ミラーから分岐するコアを形成する。幹線に結合する素子は通信時使用波長λ_u2に対応するものを、分岐に結合する素子は通信時使用波長λ_u1に対応するものを用いる。

容易に理解できる通り、図１．Ｃや図１．Ｄの特性の波長選択性ミラーを用いても良い。図１．Ｃは硬化波長λ_c1で反射、硬化波長λ_c2で透過、通信時使用波長λ_u1で反射、通信時使用波長λ_u2で透過の特性を有する。幹線形成は硬化波長λ_c2、分岐形成は硬化波長λ_c1、幹線に結合させる素子は通信時使用波長λ_u2、分岐に結合させる素子は通信時使用波長λ_u1とする。図１．Ｄの場合は図１．Ｃの全く逆であって、硬化波長λ_c1で透過、硬化波長λ_c2で反射、通信時使用波長λ_u1で透過、通信時使用波長λ_u2で反射の特性を有する。幹線形成は硬化波長λ_c1、分岐形成は硬化波長λ_c2、幹線に結合させる素子は通信時使用波長λ_u1、分岐に結合させる素子は通信時使用波長λ_u2とする。

２枚の波長選択性ミラーを用い、３波長λ_c1、λ_c2及びλ_c3の２段階の硬化により幹線と２つの分岐を形成し、通信時に３波長λ_u1、λ_u2及びλ_u3を使用する光モジュールを作製するための波長選択性ミラーの特性図を図２に示す。尚、光ファイバに近い側を第１の波長選択性ミラーとし、第２の波長選択性ミラーには第１の波長選択性ミラーの透過光（幹線）が到達するものとする。図２．Ａ乃至図２．Ｄは、各々が１枚の波長選択性ミラーの特性を示している。以下にどのミラーとどのミラーを組み合わせた場合に、どのように光モジュールを形成するかを説明する。図２ではλ_c1＜λ_c2＜λ_c3＜λ_u1＜λ_u2＜λ_u3の例を挙げているが、λ_c3≧λ_u1であっても構わない。透過特性は次の通りである。
図２．Ａ：λ_c1で反射、λ_c2、λ_c3、λ_u1及びλ_u2で透過、λ_u3で反射。
図２．Ｂ：λ_c1及びλ_c2で反射、λ_c3及びλ_u1で透過、λ_u2及びλ_u3で反射。
図２．Ｃ：λ_c1及びλ_c2で透過、λ_c3及びλ_u1で反射、λ_u2及びλ_u3で透過。
図２．Ｄ：λ_c1で透過、λ_c2、λ_c3、λ_u1及びλ_u2で反射、λ_u3で透過。

〔２枚の波長選択性ミラーの組み合わせその１〕
第１の波長選択性ミラーの透過特性が図２．Ａであり、第２の波長選択性ミラーの透過特性が図２．Ｂである場合。いずれのミラーをもλ_c3及びλ_u1が透過する。そこで、硬化波長λ_c3で幹線を形成する。第１の波長選択性ミラーからの分岐は、第１の波長選択性ミラーで反射する硬化波長λ_c1で形成する。第２の波長選択性ミラーからの分岐は、第１の波長選択性ミラーを透過し第２の波長選択性ミラーで反射する硬化波長λ_c2で形成する。通信時使用波長λ_u1、λ_u2及びλ_u3に対応する各光素子は、幹線、第２の波長選択性ミラーからの分岐、第１の波長選択性ミラーからの分岐に結合させる。

〔２枚の波長選択性ミラーの組み合わせその２〕
第１の波長選択性ミラーの透過特性が図２．Ｃであり、第２の波長選択性ミラーの透過特性が図２．Ｄである場合。いずれのミラーをもλ_c1及びλ_u3が透過する。そこで、硬化波長λ_c1で幹線を形成する。第１の波長選択性ミラーからの分岐は、第１の波長選択性ミラーで反射する硬化波長λ_c3で形成する。第２の波長選択性ミラーからの分岐は、第１の波長選択性ミラーを透過し第２の波長選択性ミラーで反射する硬化波長λ_c2で形成する。通信時使用波長λ_u1、λ_u2及びλ_u3に対応する各光素子は、第１の波長選択性ミラーからの分岐、第２の波長選択性ミラーからの分岐、幹線に結合させる。

〔２枚の波長選択性ミラーの組み合わせその３〕
第１の波長選択性ミラーの透過特性が図２．Ａであり、第２の波長選択性ミラーの透過特性が図２．Ｃである場合。いずれのミラーをもλ_c2及びλ_u2が透過する。そこで、硬化波長λ_c2で幹線を形成する。第１の波長選択性ミラーからの分岐は、第１の波長選択性ミラーで反射する硬化波長λ_c1で形成する。第２の波長選択性ミラーからの分岐は、第１の波長選択性ミラーを透過し第２の波長選択性ミラーで反射する硬化波長λ_c3で形成する。通信時使用波長λ_u1、λ_u2及びλ_u3に対応する各光素子は、第２の波長選択性ミラーからの分岐、幹線、第１の波長選択性ミラーからの分岐に結合させる。

〔２枚の波長選択性ミラーの組み合わせその４〕
第１の波長選択性ミラーの透過特性が図２．Ｃであり、第２の波長選択性ミラーの透過特性が図２．Ａである場合。いずれのミラーをもλ_c2及びλ_u2が透過する。そこで、硬化波長λ_c2で幹線を形成する。第１の波長選択性ミラーからの分岐は、第１の波長選択性ミラーで反射する硬化波長λ_c3で形成する。第２の波長選択性ミラーからの分岐は、第１の波長選択性ミラーを透過し第２の波長選択性ミラーで反射する硬化波長λ_c1で形成する。通信時使用波長λ_u1、λ_u2及びλ_u3に対応する各光素子は、第１の波長選択性ミラーからの分岐、幹線、第２の波長選択性ミラーからの分岐に結合させる。

容易に理解できる通り、設計するコア（光路）と、幹線及び分岐末端に結合させる光素子の機能波長と、各末端のコア（光路）を形成するための硬化波長を決定すると、各波長選択性ミラーの通信時使用波長での透過／反射特性が決定できる。各波長選択性ミラーの透過特性は、図１．Ｃ及び図１．Ｄの通り、隣り合う波長で反射／透過が交互に交替するものでも良く、任意である。

硬化波長として、本出願人の作製したＧａＮ半導体レーザの４０９ｎｍと、メレスブリオ社製のＧａＡｓ半導体レーザの二次高調波である４５７ｎｍとを用い、ピーク波長５２５ｎｍの緑色ＬＥＤとピーク波長６５０ｎｍの赤色ＬＥＤとで用いることのできる光モジュール１００を次のように作製した。

図３．Ａのように、上面の無い、透明樹脂から成る筐体１を用意し、光ファイバ２のコアの端面２１を当該筐体１の内部に導入して固着部材３にて固定する。次に筐体１に波長選択性ミラー４を固定する。波長選択性ミラー４は、波長４０９ｎｍの光を反射、波長４５７ｎｍ及び５２５ｎｍの光を透過、波長６５０ｎｍの光を反射するものであり、図１．Ａに対応する透過特性を有する。波長選択性ミラー４は、筐体１の底面に対して４５度傾いた状態で固定される。この後、コア部材を形成するため、高屈折率の未硬化の光硬化性樹脂液５を筐体１の内部に充填する。光硬化性樹脂液５としては、アクリル樹脂である東亞合成社製「ＵＶＸ−４０３７」を用いた。「ＵＶＸ−４０３７」は硬化前屈折率は1.471、硬化後屈折率は1.491であり、硬化により屈折率が上昇する。また、光重合開始剤としては、ビスアシルホスフィンオキシド系化合物を用いた。尚、光重合開始剤としては、ベンジルジメチルケタール系化合物、α−ヒドロキシケトン系化合物、α−アミノケトン系化合物、メタロセン系化合物、その他任意の光ラジカル重合開始剤を用いることが可能である。

次に、光ファイバ２を介して、波長４５７ｎｍのレーザ光を端面２１から筐体１に充填された光硬化性樹脂液５に照射すると、当該光の光路に沿って硬化物５０が軸状に形成される（図３．Ｂ）。波長４５７ｎｍのレーザ光は波長選択性ミラー４を透過するので、幹線が形成される。次に、光ファイバ２を介して、波長４０９ｎｍのレーザ光を端面２１から照射すると、波長４０９ｎｍのレーザ光は幹線である軸状の硬化物５０を通って波長選択性ミラー４に達すると、下方向に反射されるので、軸状の硬化物５１が分岐状に形成される（図３．Ｃ）。この後、未硬化の光硬化性樹脂液５を除去する（図３．Ｄ）。次に、クラッドとなるべき低屈折率の未硬化の硬化性樹脂液６を筐体１の内部に充填する。クラッド材としては、光硬化性フッ素化アクリル樹脂である大日本インキ化学工業社製「ＯＰ−３８ＺＴ」（硬化後の屈折率は1.380）を用いた。この後、水銀ランプにより紫外線を照射して、筐体１の内部に充填した硬化性樹脂液６を全て硬化させて硬化物６ｃとし、高屈折率の硬化物５０及び５１をコア、低屈折率の硬化物６ｃをクラッドとする光導波路が形成される。こののち、幹線である硬化物５０の先端に緑色発光素子又は受光素子７０を結合させ、分岐である硬化物５１の先端に赤色発光素子又は受光素子７１を結合させて、緑色及び赤色に対して機能する２色単線双方向通信可能な光モジュール１００を形成することができる（図３．Ｅ）。

硬化波長として、本出願人の作製したＧａＮ半導体レーザの４０９ｎｍと、メレスブリオ社製のＧａＡｓ半導体レーザの二次高調波である４５７ｎｍと、アルゴンイオンレーザの４８８ｎｍを用い、ピーク波長５２５ｎｍの緑色ＬＥＤと、ピーク波長６５０ｎｍの赤色ＬＥＤと、波長７８０ｎｍの近赤外面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）とで用いることのできる光モジュール２００を次のように作製した。

図４．Ａのように、上面の無い、透明樹脂から成る筐体１を用意し、光ファイバ２のコアの端面２１を当該筐体１の内部に導入して固着部材３にて固定する。次に筐体１に波長選択性ミラー４１及び４２を固定する。波長選択性ミラー４１は、波長４０９ｎｍ、４５７ｎｍの光を透過、波長４８８ｎｍ、５２５ｎｍの光を反射、波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍの光を透過するものであり、図２．Ｃに対応する透過特性を有する。波長選択性ミラー４２は、波長４０９ｎｍの光を透過、波長４５７ｎｍ、４８８ｎｍ、５２５ｎｍ、６５０ｎｍの光を反射、波長７８０ｎｍの光を透過するものであり、図２．Ｄに対応する透過特性を有する。

波長選択性ミラー４１及び４２は、筐体１の底面に対して４５度傾いた状態で固定される。この後、コア部材を形成するため、高屈折率の未硬化の光硬化性樹脂液５を筐体１の内部に充填する。実施例１同様、光硬化性樹脂液５としては、アクリル樹脂である東亞合成社製「ＵＶＸ−４０３７」を、光重合開始剤としては、ビスアシルホスフィンオキシド系化合物を用いた。本実施例においても、光重合開始剤としてはベンジルジメチルケタール系化合物、α−ヒドロキシケトン系化合物、α−アミノケトン系化合物、メタロセン系化合物、その他任意の光ラジカル重合開始剤を用いることが可能である。

次に、光ファイバ２を介して、波長４０９ｎｍのレーザ光を端面２１から筐体１に充填された光硬化性樹脂液５に照射すると、当該光の光路に沿って硬化物５０が軸状に形成される（図４．Ｂ）。波長４０９ｎｍのレーザ光は波長選択性ミラー４１及び４２をいずれも透過するので、幹線が形成される。次に、光ファイバ２を介して、波長４８８ｎｍのレーザ光を端面２１から照射すると、波長４０９ｎｍのレーザ光は幹線である軸状の硬化物５０を通って波長選択性ミラー４１に達し、下方向に反射されるので、軸状の硬化物５１が分岐状に形成される（図４．Ｃ）。次に、光ファイバ２を介して、波長４５７ｎｍのレーザ光を端面２１から照射すると、波長４５７ｎｍのレーザ光は幹線である軸状の硬化物５０を通って波長選択性ミラー４１を透過し、波長選択性ミラー４２に達し、下方向に反射されるので、軸状の硬化物５２が分岐状に形成される（図４．Ｄ）。

この後、未硬化の光硬化性樹脂液５を除去し、クラッドとなるべき低屈折率の未硬化の硬化性樹脂液６を筐体１の内部に充填する。実施例１同様、クラッド材としては、大日本インキ化学工業社製「ＯＰ−３８ＺＴ」を用いた。この後、水銀ランプにより紫外線を照射して、筐体１の内部に充填した硬化性樹脂液６を全て硬化させて硬化物６ｃとし、高屈折率の硬化物５０、５１及び５２をコア、低屈折率の硬化物６ｃをクラッドとする光導波路が形成される。こののち、幹線である硬化物５０の先端に波長７８０ｎｍのＶＣＳＥＬ又は受光素子７０を結合させ、分岐である硬化物５１の先端に緑色発光素子又は受光素子７１を結合させて、分岐である硬化物５２の先端に赤色発光素子又は受光素子７１を結合させて、緑色、赤色及び７８０ｎｍレーザ光に対して機能する３色単線双方向通信可能な光モジュール２００を形成することができる（図４．Ｅ）。

以上の実施例では、説明の都合で分岐が下方向に形成される例を示したが、分岐の方向は横方向でも構わないことは当然である。また、幹線が直線である必要もなく、幹線がミラーのいずれかで反射されて形成されても構わない。光路が４つ以上に分岐される場合は、幹線のみから分岐しなくとも、分岐から分岐しても構わない。コア（硬化物）の形成において、前段の波長選択性ミラーで遮断（反射）された波長については、後段の波長選択性ミラーでの透過特性が透過、反射、部分反射（部分透過）のいずれでも構わない。

上記実施例では、紫外線乃至青色光でコアを形成し、可視光乃至近赤外光で光通信を行う光モジュールの製造方法を示したが、紫外線乃至青色光を光通信を行う領域の一部又は全部としても良い。また、光通信は赤外光全般を用いても良い。また、コアを形成する波長と光通信を行う波長又はそのピーク波長とは、複数一致していても良い。このような場合、図１及び図２のような構成ではなく、例えばλ_c1＝λ_u1、λ_c2＝λ_u2更にはλ_c3＝λ_u3等として良い。この際、波長が一致（又は硬化波長と通信波長のピーク波長が約一致）しているので、硬化波長の光の光路と、通信時の波長の光の光路が一致することは当然である。

本発明が光通信のための光モジュールの作製に大いに利用できることは明らかである。例えば緑色、赤色及び７８０ｎｍレーザ光に対して機能する３色単線双方向通信可能な光モジュール２００は、緑色ＬＥＤ／ＰＤ、赤色ＬＥＤ／ＰＤにより双方向インターネット通信を、７８０ｎｍＬＤ／ＰＤにより高画質画像を送信する、光ＣＡＴＶ回線として利用可能である。公知の光集線回路、光ハブ、光変復調装置、光中継装置、その他光電変換器を用いて、ヘッドエンドと多数の端末を結ぶ構成とできることも明らかである。

本発明に係る波長選択性ミラーの透過特性の例を４例示したグラフ図。 本発明に係る波長選択性ミラーを２枚組み合わせる場合の各々の波長選択性ミラーの透過特性の例を４例示したグラフ図。 本発明の具体的な第１の実施例に係る光モジュール１００の製造工程を示した工程図（断面図）。 本発明の具体的な第２の実施例に係る光モジュール２００の製造工程を示した工程図（断面図）。 従来の光モジュールの製造工程を示した工程図（断面図）。

符号の説明

１００、２００：光モジュール
１：透明な筐体
２：光ファイバ
３：固着部材
４、４１、４２：波長選択性ミラー
５：未硬化の光硬化性樹脂
５０、５１、５２：光硬化性樹脂の硬化物から成るコア
６：未硬化の光硬化性樹脂
６ｃ：光硬化性樹脂の硬化物から成るクラッド
７０、７１、７２：コア５０、５１、５２に結合された光素子

Claims (2)

1. 少なくとも１枚の波長選択性ミラーを有し、当該波長選択性ミラーにおいて分岐を有する光硬化性樹脂を用いた光モジュールの製造方法において、
   前記波長選択性ミラーは、
   前記光硬化性樹脂を硬化させ得る波長領域と、可視光乃至赤外光領域とにおいて、各々透過波長領域と反射波長領域が存在し、
   前記光硬化性樹脂を硬化させ得る波長領域での当該透過波長領域の硬化光と反射波長領域の硬化光とを用いて、光硬化性樹脂を自己形成的に軸状に硬化させて、前記波長選択性ミラーにおいて分岐を有するコアを作成し、
   そののち、未硬化の残余の光硬化性樹脂を除去してクラッド材で前記分岐を有するコアを覆うことを特徴とする光モジュールの製造方法。
2. 前記光モジュールは前記波長選択性ミラーを２枚以上有し、前記波長選択性ミラーの枚数より１多い数の硬化光を用いて、各波長選択性ミラーにおいて分岐を形成することを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。

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