JP2007206149A - 光ファイバの接続方法及び光硬化性樹脂 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ宅内や既設の光ファイバケーブル伝送路の途中等での接続作業の実施が容易な光ファイバの接続方法を実現する。
【解決手段】接続しようとする光ファイバ１，２を、それぞれの接続すべき一端が間隙を隔てて略対向するように配置するとともに光ファイバ２の他端に光源１２を接続し、波長５５０ｎｍ以上の特定波長の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂１１を光ファイバ１，２の一端同士の間に介在させ、光源１２から前記特定波長の光を光ファイバ２の他端に入射することにより、前記光硬化性樹脂１１を硬化させ、光ファイバ１，２の一端同士の間に自己形成光導波路技術による導波路１３を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光通信ネットワークを構築する際に有用な、光ファイバ同士もしくは光ファイバと光部品との接続方法及びこれに用いる光硬化性樹脂に関するものである。

近年、多数のユーザに繋がるアクセス系通信ネットワークへの光ファイバの導入展開（ＦＴＴＨ：Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）とともに、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）に代表される光ＬＡＮ技術の進展に伴い、ユーザ自身が構築するユーザ系通信ネットワークへの光ファイバの導入も大きな広がりを見せている。これらの領域では、１．３ミクロン帯零分散シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）、マルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）等の光ファイバが用いられるが、これらの光ファイバの接続工事の需要が急激に増加している。また、安価な光通信ネットワークを構築するために、光ファイバと光源や光波長フィルタ等の光部品との接続技術の経済化も課題となっている。

従来、光ファイバ同士の接続には、各種の光コネクタやメカニカルスプライス技術が用いられ、また、光ファイバと光部品との接続には、レンズ系による調心を用いた接続技術が用いられてきたが、上記の背景を反映して、より簡易で調心を不要化できる経済的な光接続技術の侯補として、自己形成光導波路技術に注目が集まってきている。

自己形成光導波路技術では、接続する光ファイバの一端同士の間もしくは接続する光ファイバの一端と光部品との間に光硬化性樹脂を充填し、少なくとも一方の光ファイバの他端に樹脂硬化用の光を入射する。光硬化性樹脂は、光が照射された部分が硬化するとともにその屈折率が上昇するため、この硬化部分（樹脂コア部）が光の閉じ込め機能を有する導波路（構造）を構成する。この導波路は光の照射中に連続的に形成され、長手方向に成長するため、光ファイバ同士もしくは光ファイバと光部品との簡易な光接続が可能となる。この自己形成光導波路技術の詳細と適用例については、非特許文献１（ＭＭＦ同士もしくはＭＭＦと光部品の接続）、非特許文献２（ＳＭＦ同士の接続）等に報告されている。

図１は自己形成光導波路技術を適用して光ファイバ同士を接続する例を示すもので、同図（ａ）に示すように、接続しようとする光ファイバ１，２の一端同士の間に光硬化性樹脂３を介在させ、いずれか一方の光ファイバ、ここでは光ファイバ２の他端に光源４からの樹脂硬化用の光を入射することにより、同図（ｂ）に示すように、光ファイバ１，２の一端同士の間に導波路５を形成する。

また、図２は自己形成光導波路技術を適用して光ファイバと光部品とを接続する例を示すもので、同図（ａ）に示すように、接続しようとする光ファイバ２と光部品６との間に光硬化性樹脂３を介在させ、光ファイバ２の他端に光源４からの樹脂硬化用の光を入射することにより、同図（ｂ）に示すように、光ファイバ２と光部品６との間に導波路７を形成する。
渡邊 他「自己形成光導波路による光接続」Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ，ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．５，２００４年，ｐｐ．５１８−５２２ 皇甫 他「自己形成光導波路によるシングルモード光ファイバの接続」ＪＳＲ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ，Ｎｏ．１１，２００４年，ｐｐ．７−１１ 川上、白石、大橋 共著「光ファイバとファイバ形光デバイス」培風館、１９９６年、ｐｐ．４５−６６ "Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｏｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ Ｄｉｃｈｌｏｒｏ（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎａｔｏ）ａｎｔｉｍｏｎｙ（Ｖ）ｃａｔｉｏｎ"，Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，６９．１９９６，ｐｐ．１２８１−１２８８ 「ＰＯＦコンソーシアム編 プラスチック光ファイバ」共立出版、１９９７年、ｐｐ．１４３−１５２

従来、図１、図２に示したような自己形成光導波路技術による接続例において、樹脂の硬化に用いられる光源４は、波長４００ｍ程度もしくはそれ以下の紫外領域の光を発生するものがほとんどであり、我々の知る限り、最も長波長域の光源としては、非特許文献１において波長５３２ｎｍのグリーンレーザ（可視光域：緑色）が報告されているに過ぎない。

しかしながら、これらの従来の光源及びその出力光の波長には、主に以下のような２つの問題点があり、ユーザ宅内や既設の光ファイバケーブル伝送路の途中等で簡易な接続作業を実施する上で大きな障害となる。（１）前記光源は高価であり、かつ大型で重量も重く、携帯に適さない。（２）前記波長では光ファイバにおける損失が大きい。

一般に、自己形成光導波路技術により導波路を形成するには、樹脂を硬化反応させるために、ある一定のしきい値を越える光パワー、具体的には数μＷから数ｍＷ程度の光を光硬化性樹脂に照射する必要がある。

一方、光ファイバにおける損失は、一般に短波長域ほど増大する。具体的には、従来の光源の波長域では、波長の４乗の逆数に比例するＲａｙｌｅｉｇｈ散乱損失が数１０〜１００ｄＢ／ｋｍ程度に、また短波長域で指数関数的に増加する紫外吸収損失が数１０〜１０００ｄＢ／ｋｍ程度に増大するためである。なお、石英系光ファイバでの、これらの損失要因の挙動については、非特許文献３に詳細な記載がある。

また、波長５３２ｎｍのグリーンレーザを含めて、これらの波長の光源は光ファイバの伝送用に使用されておらず、光源のスポット径と光ファイバとの不整合、光ファイバへの結合損失の増加といった問題が生じ易い。また、従来の光源の波長域ではＳＭＦに対しても多モード領域にあるため、複数の接続点や長距離を伝搬した後はモード状態が安定せず、光のパワーが時間的に変動し易いという問題がある。

このため、従来の光源を用いて、接続部位から数１０〜１００ｍを越えるような距離や途中に接続点のある光ファイバケーブル伝送路の遠端側から光を入射して導波路を形成しようとする場合、光ファイバ自体での損失、各接続点での損失、モード状態の不安定さを考慮すると、接続部位に届く光パワーが、前述した樹脂の硬化反応のしきい値を越えない恐れがあり、実際には光源から接続部位までの距離、つまり図１、図２の例における光ファイバ２の長さが短距離に制限されるという問題があった。また、自己形成光導波路技術により形成される導波路は微細かつ透明であり、肉眼や拡大鏡等によって導波路自体を確認することは容易でないので、仮に硬化反応が起こらなかった場合、それを効率的に確認することは困難であった。

従って、従来の光源を用いて接続作業を行う場合、実際に接続作業を行う場所に光源を持ち込むことが望ましいが、前述したように、従来の光源は高価であり、かつ大型で重量も重く、携帯に適さないため、困難であった。

このように、従来技術では、光源から接続部位までの距離が短距離に制限されるとともに、光源自体が高価であり、また大型で重量も重く、携帯に適さないため、ユーザ宅内や既設の光ファイバケーブル伝送路の途中等での接続作業の実施が困難であるという問題があった。

本発明では、前述した問題を解決するため、光ファイバ同士もしくは光ファイバと光部品との接続を自己形成光導波路技術によって行う際に、従来の光源よりも長波長側の光を発生する光源と、その光源からの光によって硬化する光硬化性樹脂とを用いる。

また、従来の光源の波長は通信に用いる波長帯から離れていたため、これらに適した安価な受光素子がなく、その光強度を測定することは難しかったが、従来の光源よりも長波長側の光を硬化用の光としたことにより、安価な受光素子による光パワーメータを用いて接続部位を経た光ファイバの出力光もしくは光部品からの透過光の光強度の変化を測定し、導波路の形成完了の可否を判断する。

本発明によれば、光ファイバ同士もしくは光ファイバと光部品との自己形成光導波路技術による接続を経済化、効率化し、前述した従来の自己形成光導波路技術における課題を大幅に緩和することが可能となる。

具体的には、５５０−６５０ｎｍ程度の波長域では、安価な光源として可視光半導体レーザが、安価な受光素子としてＳｉ素子がＰＯＦ用等に実用化が進められている。また７８０ｎｍ付近ではＧａＡｌＡｓ系等の半導体レーザがＭＭＦ用等に実用化されており、十分に高出力で小型かつ経済的なこれらの光源を樹脂の硬化に使用することができる。また、ＳＭＦの伝送路の故障位置の探索用等に小型で安価なＨｅ−Ｎｅレーザが実用化されており、これを用いることも可能である。

また、６００ｎｍ以上の波長では、光ファイバの損失要因である、前述のＲａｙｌｅｉｇｈ散乱損失と紫外吸収損失が、ともに１０ｄＢ／ｋｍ以下程度に抑制される。また、光ファイバ中に存在し得る伝搬モード数は、一般に長波長側では減少し、モード状態がより安定することに加え、光ファイバとの結合に適した上記の光源を用いることによって、接続部位に届く光のパワーを安定に保つことができる。

また、Ｓｉ受光素子等による安価な光パワーメータを用いて、光源からの光が入射された光ファイバから接続部位及び他方の光ファイバもしくは光部品を介して届く光パワーを測定することで、接続部位における導波路形成の完了の可否判断を行うことが容易に可能となる。

＜実施の形態１＞
図３は本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態１、ここでは光ファイバ同士を接続する場合の例を示すもので、図中、１，２は光ファイバ、１１は光硬化性樹脂、１２は光源である。

光ファイバ１，２としては、ＰＯＦ，ＭＭＦ，ＳＭＦ等が挙げられるが、これに限定されず、１．５５μｍ帯分散シフトファイバ（ＤＳＦ）、分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）、フォトニック結晶光ファイバ（ＰＣＦ）、空孔アシスト型光ファイバ（ＨＡＦ）等についても適用することができる。

光硬化性樹脂１１は、波長５５０ｎｍ以上の特定波長の光の照射によって硬化する樹脂である。

非特許文献１において、色素であるローダミン６Ｇをアクリル系紫外線硬化性樹脂に混合した色素混合樹脂によって、波長５３２ｎｍの光での硬化を実現している。これは、波長５３２ｎｍに強い吸収帯を有するローダミン６Ｇが、波長５３２ｎｍの光照射によって励起され、その緩和過程で紫外線硬化性樹脂に含まれている光重合開始剤にエネルギーもしくは電子を移動し、光増感剤として硬化反応を開始・促進させるためである。つまり、紫外線硬化樹脂に適切な色素を混合し、色素の吸収波長帯での光照射を行うことで、硬化波長をより長波長側にシフトすることが可能になる。

従って、本発明においては、紫外線硬化樹脂に、色素化合物として例えば、波長５５０ｎｍ以上に吸収帯を有しかつ光増感剤として作用するローダミン化合物、もしくは波長７５０ｎｍ以上に吸収帯を有しかつ光増感剤として作用するフタロシアニン化合物、もしくは波長６００ｎｍ以上に吸収帯を有しかつ光増感剤として作用するオキザジン化合物を添加・混合することで、光硬化性樹脂１１として用いる。

これらの色素化合物の例としては、フタロシアニン化合物については、非特許文献４に記載の化合物を、また、ローダミン化合物及びオキザジン化合物については、非特許文献５に記載の化合物を挙げることができる。

なお、紫外線硬化樹脂に色素化合物を混合した樹脂を光硬化性樹脂１１として用いる場合は、光源１２として、前記色素化合物の吸収帯あるいは励起波長に対応する波長の光を発生する光源を使用する必要がある。

従って、光源１２としては、前記のように５５０−６５０ｎｍの発振波長を有する可視光半導体レーザ、７８０ｎｍに発振波長を有する半導体レーザ、６５０ｎｍ付近の発振波長を有するＨｅ−Ｎｅレーザ等を用いることができるが、樹脂硬化反応のしきい値を越えるための、十分な出力パワーを有していれば、これらに限定されない。但し、光ファイバの損失、特に前述のＲａｙｌｅｉｇｈ散乱と紫外吸収による光パワーの減衰を考慮すれば、光源１２の発振波長は６００ｎｍ程度以上であることが望ましい。

以下、本実施の形態における光ファイバ同士の接続工程を説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、各光ファイバ１，２を、それぞれの接続すべき一端が間隙を隔てて略対向するように配置するとともに、光ファイバ１，２の少なくとも一方、ここでは光ファイバ２の他端に光源１２を接続する。

この時の各光ファイバの詳細な配置としては、光源１２を光ファイバの一方のみに接続するか、両方に接続するかによって２通りの配置が考えられる。

即ち、光ファイバの一方のみに光源１２を接続する場合は、間隙を隔ててそれぞれの中心軸が一致するように配置する必要がある（第１の配置）。また、光ファイバの両方に光源１２を接続する場合は、中心軸を必ずしも一致させて配置せず、自己形成導波路技術における「光はんだ効果」（非特許文献１参照）によって、ある程度の軸ずれがあった場合においても低損失で接続が可能になるという作用を用いる（第２の配置）。

なお、各光ファイバ１，２は図示しない保持手段、例えばＶ溝を有する支持台とこの台にファイバを固定する押さえ板からなる保持手段により保持され、前述した配置関係は接続作業の終了時まで維持されるものとする。また、前述した各光ファイバ間の中心軸の関係は、接続すべき一端付近において保たれていれば良く、各光ファイバの全長の全てにおいてそのような関係にあることを必要とするものでないことは言うまでもない（この点は本発明の全ての実施の形態において共通する。）。

次に、光ファイバ１，２の一端同士の端面間に前記光硬化性樹脂１１を介在させ、図３（ｂ）に示すように、光ファイバ２の他端に接続した光源１２を動作させ、該他端から前記色素化合物の吸収帯あるいは励起波長に対応する波長の光を入射させる。すると、光ファイバ２の一端から前記波長の光が光硬化性樹脂１１中に出射され、これによって色素化合物が励起され、その緩和過程で紫外線硬化性樹脂に含まれている光重合開始剤にエネルギーもしくは電子を移動し、紫外線硬化性樹脂の硬化反応を開始・促進させることによって、光ファイバ１，２の端面間に導波路（コア部）１３が形成される。

なお、各光ファイバ１，２の端面間に光硬化性樹脂１１を介在させる具体的な方法としては、例えば、前述した保持手段を構成する支持台の各光ファイバ１，２の一端同士が対向する位置に液溜め用の陥没部を設けておき、該陥没部に光硬化性樹脂１１を滴下すれば良い。

なお、クラッド部の形成が必要な場合は、光硬化性樹脂１１に、該光硬化性樹脂１１とは硬化開始波長もしくは硬化に要する時間が異なり、かつ硬化後の屈折率が該光硬化性樹脂１１の硬化後の屈折率より低い別の光硬化性樹脂を混合しておき、光ファイバ１，２の端面間にコア部１３が確実に形成されていることを確認した後、光ファイバ１，２の一端同士の間の、既に形成された導波路部分にクラッド部形成用の別の光源からの光を照射し、硬化させれば良い。

以上により、光ファイバにおける損失が少なく、安定したパワーの光を供給可能な可視光半導体レーザやＨｅＮｅレーザからなる光源を用いて、光ファイバ同士を自己形成光導波路技術により接続することが可能であるため、光源の光が入射される光ファイバ、ここでは光ファイバ２の長さを数１００ｍ以上とすることが可能となり、ユーザ宅内や既設の光ファイバケーブル伝送路の途中等での光ファイバ同士の接続作業の実施が容易となる。

＜実施の形態２＞
図４は本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態２、ここでは光ファイバと光部品とを接続する場合の例を示すもので、図中、実施の形態１と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、２は光ファイバ、６は光部品、１１は光硬化性樹脂、１２は光源である。

光部品６としては、半導体レーザ等の発光素子や各種の受光素子が挙げられるが、これに限定されず、石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ）等の光回路素子についても適用することができる。

以下、本実施の形態における光ファイバと光部品との接続工程を説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、光ファイバ２及び光部品６を、光ファイバ２の一端と光部品６の接続すべき一端とが間隙を隔てて略対向するように配置するとともに、光ファイバ２及び光部品６の少なくとも一方、ここでは光ファイバ２の他端に光源１２を接続する。なお、光部品６の他端に光源１２を接続できるのは、当該光部品６がＰＬＣのような光回路素子であって、光源１２からの光が一端と他端との間を透過可能な場合のみに限られる。

この時の光ファイバ及び光部品の詳細な配置としては、光源１２を光ファイバのみに接続するか、光ファイバ及び光部品の両方に接続するかによって２通りの配置が考えられる。

即ち、光ファイバのみに光源１２を接続する場合は、間隙を隔ててその中心軸が一致するように配置する必要がある（第１の配置）。また、光ファイバ及び光部品の両方に光源１２を接続する場合は、中心軸を必ずしも一致させて配置せず、自己形成導波路技術における「光はんだ効果」（非特許文献１参照）によって、ある程度の軸ずれがあった場合においても低損失で接続が可能になるという作用を用いる（第２の配置）。

なお、光ファイバ２及び光部品６は図示しない保持手段、例えばＶ溝及び光部品に適合した溝を有する支持台とこの台にファイバ及び光部品を固定する押さえ板からなる保持手段により保持され、前述した配置関係は接続作業の終了時まで維持されるものとする。また、前述した光ファイバ及び光部品間の中心軸の関係は、接続すべき一端付近において保たれていれば良く、光ファイバの全長の全てにおいてそのような関係にあることを必要とするものでないことは言うまでもない（この点は本発明の全ての実施の形態において共通する。）。

次に、光ファイバ２と光部品６との端面間に前記光硬化性樹脂１１を介在させ、図４（ｂ）に示すように、光ファイバ２の他端に接続した光源１２を動作させ、該他端から前記色素化合物の吸収帯あるいは励起波長に対応する波長の光を入射させる。すると、光ファイバ２の一端から前記波長の光が光硬化性樹脂１１中に出射され、これによって色素化合物が励起され、その緩和過程で紫外線硬化性樹脂に含まれている光重合開始剤にエネルギーもしくは電子を移動し、紫外線硬化性樹脂の硬化反応を開始・促進させることによって、光ファイバ２と光部品６との端面間に導波路（コア部）１４が形成される。

なお、光ファイバ２と光部品６との端面間に光硬化性樹脂１１を介在させる具体的な方法としては、例えば、前述した保持手段を構成する支持台の光ファイバ２及び光部品６の一端同士が対向する位置に液溜め用の陥没部を設けておき、該陥没部に光硬化性樹脂１１を滴下すれば良い。

なお、クラッド部の形成が必要な場合は、光硬化性樹脂１１に、該光硬化性樹脂１１とは硬化開始波長もしくは硬化に要する時間が異なり、かつ硬化後の屈折率が該光硬化性樹脂１１の硬化後の屈折率より低い別の光硬化性樹脂を混合しておき、光ファイバと光部品との端面間にコア部１４が確実に形成されていることを確認した後、光ファイバ２と光部品６との一端同士の間の、既に形成された導波路部分にクラッド部形成用の別の光源からの光を照射し、硬化させれば良い。

以上により、光ファイバにおける損失が少なく、安定したパワーの光を供給可能な可視光半導体レーザやＨｅＮｅレーザからなる光源を用いて、光ファイバと光部品とを自己形成光導波路技術により接続することが可能であるため、光源の光が入射される光ファイバ、ここでは光ファイバ２の長さを数１００ｍ以上とすることが可能となり、ユーザ宅内や既設の光ファイバケーブル伝送路の途中等での光ファイバと光部品との接続作業の実施が容易となる。

＜実施の形態３＞
図５は本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態３、ここでは光ファイバ同士を接続するとともに接続部位を経た光ファイバの出力光より導波路の形成完了の可否を判断する場合の例を示すもので、図中、実施の形態１と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１，２は光ファイバ、１１は光硬化性樹脂、１２は光源、１５は光パワーメータである。

光パワーメータ１５は、Ｓｉ等からなる安価な受光素子を備え、該受光素子が受光した光の光強度（光パワー）を数値（通常、ｄＢｍ単位）で表示・出力する。

本実施の形態では、光ファイバ２の他端に光源１２を接続するとともに、光ファイバ１の他端に光パワーメータ１５を接続し、光源１２からの光を光ファイバ２の他端に入射する直前から、光パワーメータ１５において光ファイバ１の他端からの出力光の光強度の測定を開始し、入射開始後に後述するような光強度の変化を観測できるかどうかによって、硬化反応の完了（導波路の形成完了）の可否を判断する。

図６は本実施の形態における自己形成光導波路（コア部）の形成工程の時間的な変化を模式的に示すもので、同図（ａ）は形成開始前（光入射前）、同図（ｂ）は形成開始初期、同図（ｃ）は形成完了時をそれぞれ示す。

自己形成光導波路（コア部）１３の成長は、光硬化性樹脂１１の硬化に伴って時系列的に進行し、硬化開始から終了まで、数１０ミリ秒乃至数秒程度の時間Δｔを必要とする。従って、図６において、光ファイバ１の他端Ｘからの出力光の光パワーＰの変化は、模式的に図７のように表される。つまり、コア部１３の成長に伴い、接続される光ファイバ１，２の一端同士の端面間の損失が減少するので、光パワーＰは時間に対して増加するが、コア部１３の形成の進展に伴い、最終的には飽和する。

入射開始直後の光パワーをＰ１、導波路形成完了時の光パワーをＰ２とすると、変化量の絶対値ΔＰは（Ｐ２−Ｐ１）で表される。

ΔＰの値に関して、ＳＭＦ同士の自己形成光導波路接続について評価を行ったところ、接続される光ファイバの端面間の距離ΔＬが５０μｍの時に約０．４ｄＢ、端面間の距離ΔＬが１００μｍの時に約１．０ｄＢであった。光ファイバ１，２の一端同士の端面間の間隔や軸ずれ量等の初期状態、光硬化性樹脂１１の透過率等によって若干の違いはあるものの、前記検討の結果からも示されるように、典型的な実験条件下でΔＰの値は０．５から１ｄＢ程度であり、また、形成開始から終了までの時間Δｔは数１０ミリ秒から数秒程度である。

従って、図５の構成において、光源１２からの光の入射開始後の前記所定の時間Δｔの間に光パワーメータ１５により測定される光強度の変化量が、前記所定の光強度の変化量ΔＰに到達したか否かより、コア部１３の形成完了の可否を判断することができる。

なお、判断の基準となるΔＰ及びΔｔの典型的な値は前記の通りであるが、前述した光ファイバ同士間の間隔や軸ずれ量等の初期状態の値によって、適宜しきい値を設定すれば良い。接続する光ファイバの長さが長い場合は、実施の形態１で挙げた、より通信波長に近い長波長光を発生する光源を光源１２として用いることが望ましいが、光パワーＰが光パワーメータ１５で観測できる範囲内であれば、光源１２の波長は特に限定されない。また、光ファイバ１，２についても、実施の形態１と同じく各種の光ファイバに適用することができる。

＜実施の形態４＞
図８は本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態４、ここでは両方の光ファイバに樹脂硬化用の光を入射して光ファイバ同士を接続するとともに接続部位を経た光ファイバの分岐出力光より導波路の形成完了の可否を判断する場合の例を示すもので、図中、実施の形態１、３と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１，２は光ファイバ、１１は光硬化性樹脂、１２は光源、１５は光パワーメータ、１６は光源（被パワー測定光源）、１７は光パワーカプラ、１８は分岐用光ファイバである。

光源（被パワー測定光源）１６は、基本的に光源１２と全く同一の光源であり、本実施の形態では光ファイバ１の他端に接続される。

光パワーカプラ１７は、入力光の光パワーを２分岐して出力する光素子であり、光ファイバ１，２のいずれか一方、ここでは光ファイバ２の途中に設置、詳細には光ファイバ１側から接続部位を経て伝送されてきた光を分岐用光ファイバ１８に分岐する如く設置される。

本実施の形態では、光ファイバ２の他端に光源１２を接続するとともに、光ファイバ１の他端に光源（被パワー測定光源）１６を接続し、さらに分岐用光ファイバ１８の先端に光パワーメータ１５を接続し、光源１６からの光を光ファイバ１の他端に入射する直前から、光パワーメータ１５において光パワーカプラ１７からの分岐光の光強度の測定を開始し、入射開始後に後述するような光強度の変化を観測できるかどうかによって、硬化反応の完了（導波路の形成完了）の可否を判断する。

図９は本実施の形態における自己形成光導波路（コア部）の形成工程の時間的な変化を模式的に示すもので、同図（ａ）は形成開始前（光入射前）、同図（ｂ）は形成開始初期、同図（ｃ）は形成完了時をそれぞれ示す。

自己形成光導波路（コア部）１３の成長は、光ファイバ１，２の両方の端面から進行する点を除いて実施の形態３の場合と同様であり、図９において、光ファイバ２の他端（正確には光パワーカプラ１７よりの分岐用光ファイバ１８の先端）Ｙからの出力光の光パワーＰの変化は、前述した図７と同様に表される。

なお、実施の形態３の場合と比較して、光パワーカプラ１７での透過光の損失を考慮する必要があるが、これ以外の光源、光ファイバに求められる条件に関しては、実施の形態３の場合の場合と同じである。

従って、図８の構成において、光源１６からの光の入射開始後の前記所定の時間Δｔの間に光パワーメータ１５により測定される光強度の変化量が、前記所定の光強度の変化量ΔＰに到達したか否かより、コア部１３の形成完了の可否を判断することができる。

＜実施の形態５＞
図１０は本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態５、ここでは光ファイバと光部品とを接続するとともに接続部位を経て更に光部品を透過した光より導波路の形成完了の可否を判断する場合の例を示すもので、図中、実施の形態２、３と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、２は光ファイバ、６は光部品、１１は光硬化性樹脂、１２は光源、１５は光パワーメータ、１９は接続用光ファイバである。

本実施の形態では、光ファイバ２の他端に光源１２を接続するとともに、光部品６の他端に接続用光ファイバ１９を介して光パワーメータ１５を接続し、光源１２からの光を光ファイバ２の他端に入射する直前から、光パワーメータ１５において光部品６からの透過光の光強度の測定を開始し、入射開始後に実施の形態３で述べたような光強度の変化を観測できるかどうかによって、硬化反応の完了（導波路の形成完了）の可否を判断する。

従って、図１０の構成において、光源１２からの光の入射開始後の前記所定の時間Δｔの間に光パワーメータ１５により測定される光強度の変化量が、前記同様な所定の光強度の変化量ΔＰに到達したか否かより、光ファイバ２と光部品６との間の導波路（コア部）の形成完了の可否を判断することができる。

なお、本実施の形態を適用可能な光部品は、光源１２からの光が一端と他端との間を透過可能なＰＬＣのような光回路素子のみに限られ、通常の発光素子や受光素子には適用できない。

＜実施の形態６＞
図１１は本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態５、ここでは光ファイバ及び光部品に樹脂硬化用の光を入射して光ファイバと光部品とを接続するとともに光部品を透過し更に接続部位を経た光ファイバの分岐出力光より導波路の形成完了の可否を判断する場合の例を示すもので、図中、実施の形態２、３と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、２は光ファイバ、６は光部品、１１は光硬化性樹脂、１２は光源、１５は光パワーメータ、１６は光源（被パワー測定光源）、１７は光パワーカプラ、１８は分岐用光ファイバ、１９は接続用光ファイバである。

本実施の形態では、光ファイバ２の他端に光源１２を接続するとともに、光部品６の他端に接続用光ファイバ１９を介して光源（被パワー測定光源）１６を接続し、さらに分岐用光ファイバ１８の先端に光パワーメータ１５を接続し、光源１６からの光を光部品６の他端に入射する直前から、光パワーメータ１５において光パワーカプラ１７からの分岐光の光強度の測定を開始し、入射開始後に実施の形態４で述べたような光強度の変化を観測できるかどうかによって、硬化反応の完了（導波路の形成完了）の可否を判断する。

従って、図１１の構成において、光源１６からの光の入射開始後の前記所定の時間Δｔの間に光パワーメータ１５により測定される光強度の変化量が、前記同様な所定の光強度の変化量ΔＰに到達したか否かより、光ファイバ２と光部品６との間の導波路（コア部）の形成完了の可否を判断することができる。

なお、実施の形態５と同様、本実施の形態を適用可能な光部品は、光源１６からの光が一端と他端との間を透過可能なＰＬＣのような光回路素子のみに限られ、通常の発光素子や受光素子には適用できない。

＜他の実施の形態＞
また、実施の形態３乃至６の構成において、光ファイバ同士もしくは光ファイバと光部品との間に、別の光部品がさらに挿入されるような特異的な初期条件下では、ΔＰの値が例えば３ｄＢを越えるような、非常に大きな場合がある。そのような条件下で、光硬化性樹脂１１が波長４００ｎｍ以上８００ｍ以下の可視領域中の特定波長の光で硬化する場合、光源１２，１６として該当波長の光を発生する可視の光源を用い、光パワーメータ１５の代わりに簡易なスクリーン等に光ファイバ端からの出射光を投影し、作業者が目視で光パワーＰの変化を確認することも可能である。また、光硬化性樹脂１１が波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の可視光で硬化しない場合は、光源１２，１６として、樹脂硬化用の波長の光とモニタ用の可視光との両方を発生する多波長光源を用いれば良い。

自己形成光導波路技術による光ファイバ同士の接続例を示す構成図 自己形成光導波路技術による光ファイバと光部品との接続例を示す構成図 本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態１を示す構成図 本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態２を示す構成図 本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態３を示す構成図 本発明の実施の形態３における自己形成導波路の形成工程の時間的な変化を示す模式図 本発明の実施の形態３〜６で観測される受光パワーの変化を示す図 本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態４を示す構成図 本発明の実施の形態４における自己形成光導波路の形成工程の時間的な変化を示す模式図 本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態５を示す構成図 本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態６を示す構成図

符号の説明

１，２：光ファイバ、３，１１：光硬化性樹脂、４，１２，１６：光源、５，７，１３，１４：コア部（導波路）、６：光部品、１５：光パワーメータ、１７：光パワーカプラ、１８：分岐用光ファイバ、１９：接続用光ファイバ。

Claims (6)

1. 光ファイバ同士もしくは光ファイバと光部品とを接続する方法であって、
   光ファイバ同士のそれぞれの一端もしくは光ファイバの一端と光部品とを間隙を隔てて略対向するように配置し、
   波長５５０ｎｍ以上の特定波長の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を、前記光ファイバの一端同士の間もしくは光ファイバの一端と光部品との間に介在させ、
   前記特定波長の光を発生する光源を用いて前記光硬化性樹脂を硬化させて自己形成光導波路技術による導波路を形成する
   ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
2. 請求項１に記載の光ファイバの接続方法において用いる光硬化性樹脂であって、
   波長５５０ｎｍ以上の特定波長に光吸収帯を有しかつ光増感剤として作用する色素化合物を、紫外線硬化性樹脂に添加・混合した
   ことを特徴とする光硬化性樹脂。
3. 光ファイバ同士を接続する方法であって、
   光ファイバ同士のそれぞれの一端を間隙を隔てて略対向するように配置し、
   特定波長の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を、前記光ファイバの一端同士の間に介在させ、
   いずれか一方の光ファイバの他端に前記特定波長の光を発生する光源からの光を入射し光硬化性樹脂を硬化させて自己形成光導波路技術による導波路を形成するとともに、他方の光ファイバの他端からの出力光の光強度を光パワーメータで測定し、
   前記光源からの光の入射開始後に光パワーメータにより測定される光強度の変化量が、前記光ファイバの一端同士の間における導波路の形成完了に伴って減少する当該光ファイバの一端同士の間の損失に対応する所定の光強度の変化量に到達したか否かより、導波路の形成完了の可否を判断する
   ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
4. 光ファイバ同士を接続する方法であって、
   光ファイバ同士のそれぞれの一端を間隙を隔てて略対向するように配置し、
   特定波長の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を、前記光ファイバの一端同士の間に介在させ、
   両方の光ファイバの他端に前記特定波長の光を発生する光源からの光を入射し光硬化性樹脂を硬化させて自己形成光導波路技術による導波路を形成するとともに、いずれか一方の光ファイバから光パワーカプラにより分岐した出力光の光強度を光パワーメータで測定し、
   前記光源からの光の入射開始後に光パワーメータにより測定される光強度の変化量が、前記光ファイバの一端同士の間における導波路の形成完了に伴って減少する当該光ファイバの一端同士の間の損失に対応する所定の光強度の変化量に到達したか否かより、導波路の形成完了の可否を判断する
   ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
5. 光ファイバと光部品とを接続する方法であって、
   光ファイバの一端と光部品とを間隙を隔てて略対向するように配置し、
   特定波長の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を、前記光ファイバの一端と光部品との間に介在させ、
   光ファイバの他端に前記特定波長の光を発生する光源からの光を入射し光硬化性樹脂を硬化させて自己形成光導波路技術による導波路を形成するとともに、光部品からの透過光の光強度を光パワーメータで測定し、
   前記光源からの光の入射開始後に光パワーメータにより測定される光強度の変化量が、前記光ファイバの一端と光部品との間における導波路の形成完了に伴って減少する当該光ファイバの一端と光部品との間の損失に対応する所定の光強度の変化量に到達したか否かより、導波路の形成完了の可否を判断する
   ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
6. 光ファイバと光部品とを接続する方法であって、
   光ファイバの一端と光部品とを間隙を隔てて略対向するように配置し、
   特定波長の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を、前記光ファイバの一端と光部品との間に介在させ、
   光ファイバの他端及び光部品に前記特定波長の光を発生する光源からの光を入射し光硬化性樹脂を硬化させて自己形成光導波路技術による導波路を形成するとともに、光ファイバから光パワーカプラにより分岐した出力光の光強度を光パワーメータで測定し、
   前記光源からの光の入射開始後に光パワーメータにより測定される光強度の変化量が、前記光ファイバの一端と光部品との間における導波路の形成完了に伴って減少する当該光ファイバの一端と光部品との間の損失に対応する所定の光強度の変化量に到達したか否かより、導波路の形成完了の可否を判断する
   ことを特徴とする光ファイバの接続方法。

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