JP2008268472A - 液晶光学部品、液晶光学装置及び液晶光学部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る液晶光学部品は、液晶粒子が高分子内に分散した高分子液晶複合層と、高分子液晶複合層への電圧の印加により高分子液晶複合層の光透過率が変化するように高分子液晶複合層に設けられた一対の電極と、高分子液晶複合層を透過する光のうち、一対の電極からの電圧の印加により高分子液晶複合層の光透過率が変化する部分で散乱する光の一部を受光する受光部と、受光部において受光される光の光量を基に一対の電極から高分子液晶複合層へ印加する電圧の大きさを可変する電圧制御部と、を備える。
【選択図】図1
Description
図5は、本実施形態に係る液晶光学装置の概略構成図を示す。図5(a)は、上面図を示し、図5(b)は側面図を示す。
まず、基板上にレンズファイバを配置し固定する。本実施形態では、図6(a)に示すように、直径125μmの低NAのGRIN(Graded Index)レンズファイバ71をガラスV溝基板61にピッチ0.25mmで配列させる。GRINレンズファイバとは、円柱状のレンズファイバの中心軸から周辺方向に屈折率が徐々に小さくなるファイバである。ここではコリメート光を得るためにGRINレンズファイバ71のNA(開口数)は0.16とした。配列数としては、例えば、1,2,4,8,16,20又は40があるが、この数量は任意である。図6(a)では、配列数が8の場合を示している。GRINレンズファイバ71を配列させた後にガラス上蓋62を被せ、紫外線効果樹脂で接着させる。ガラスV溝基板61及びガラス上蓋62の各ガラスは、耐熱強化ガラスとした。また、各ガラスの大きさは、図6(a)に示す8アレイでは、幅2.5mm、長さ50mm、厚さ1.5mmとした。
次に、GRINレンズファイバ71が固定されたファイバ固定基板にGRINレンズファイバ71を横切るように切断する溝を形成する。本実施形態では、図6(b)に示すように、ダイシングソー63で幅0.25mm、深さ0.25mmの溝74をピッチ1.3mmで形成する。溝74の方向はGRINレンズファイバ71の光伝搬方向に直角である。ダイシングソー63による溝74の本数は40本とした。このように、溝形成工程を備えることにより、溝74によって分断したGRINレンズファイバ71間の光軸を予め合わせた状態にすることができる。これにより、別途の調芯工程を不要とするとともに、調芯精度がよく完成した液晶光学部品の品質を向上させることができる。
後述の電極形成工程において電極を分離させるため、電極を形成しない部分にマスクを施す。マスクは、例えば、フォトリソグラフィーにより形成されるレジスト膜を適用することができる。本実施形態では、図6(c)に示すように、溝74から露出するGRINレンズファイバ71の一方の端面76を共通電極とするため、GRINレンズファイバ71の他方の端面77の側にのみマスク78を形成する。
次に、図7(a)に示すように、溝が形成されたファイバ固定基板73を斜め45度傾けて、酸化スズ等の光透過性材料で透明電極79aをスパッタ法又は真空蒸着法で形成した。なお、図7(a)(b)では、ターゲット64から点線矢印の方向に飛ばされた金属原子をファイバ固定基板73に付着させて透明電極を形成する概略図を示している。これにより、透明電極79aは、溝74の底部91と、斜め45度に傾けて下部なった溝74の側面75aには付着せず、上面92と、斜め45度に傾けて上部なった溝74の側面75bに形成される。次に、図7(b)に示すように、ファイバ固定基板73を逆に斜め45度傾けて同様に透明電極79bを形成した。これにより、底部91のみ透明電極が形成されない両面レンズ及び溝付きファイバ固定基板73を作製できる。このファイバ固定基板73では、GRINレンズファイバ71の端面77に形成された透明電極79bについて隣接レンズ間が分離されている。図7(c)に示すように、このファイバ固定基板73の各溝74を中心に1.3mmピッチで切断すると、レンズ長各0.5mmの両端レンズ及び溝付きファイバ固定基板73が作製できる(図7(d))。
次に、図5(b)のガラス基板51を準備し、分波用AWG21、作製したファイバ固定基板73(図7(d))及び合波用AWG22を順に配置する。分波用AWG21の各波長チャネルの出力導波路のピッチを0.25mmとした。ファイバ固定基板73の隣接レンズ間隔も同様に0.25mmピッチすることで容易に光結合が可能となる。ピッチ精度はガラスV溝基板61の高精度ピッチを利用するので、結合損失を小さくすることができる。また、合波用AWG22の入力導波路についても、コアピッチ0.25mmとした。調芯固定は分波用AWG21の入力ファイバから波長1.55μm帯の中心、両端の波長の光を入力し、結合最大となるところに調芯し、紫外線硬化接着剤で接着固定した。
ファイバ固定基板73(図7(d))の透明電極79a,79bと分波用AWG21及び合波用AWG22(図5)の各平面光導波路回路(PLC)の上面に配線された金属配線パターンの間をワイヤボンドで接続した。分離されている電極パターンはそれぞれワイヤボンドされ、接着剤で全体が固定保護された。
次に、高分子液晶複合層をファイバ固定基板73の溝74に形成された透明電極79a,79bの間に高分子液晶複合層の両面が透明電極79a,79bのそれぞれに接触するように配置する。そして、受光部の受光面が高分子液晶複合層のファイバ固定基板73の溝74から出現する側面のうち透明電極79a,79bに挟まれた部分を向くように受光部をファイバ固定基板73の溝74が形成された側の面上に設ける。本実施形態では、ファイバ固定基板73の溝74にネマチック液晶と紫外線硬化樹脂を混合した液体を塗布し、紫外線を照射して高分子液晶複合層を形成させる。次に、この上に、小型のGRINレンズをアレイ状に配置した集光用のマイクロGRINレンズアレイを被せて、紫外線を照射して、集光用マイクロGRINレンズアレイを接着固定した。GRINレンズとは、円柱状のレンズの中心軸から周辺方向に屈折率が徐々に小さくなるレンズである。マイクロGRINレンズアレイの上にパッケージ化されたフォトダイオードアレイを載せて接着固定した。パッケージ底部にはフォトダイオードからの電流の取り出しのためのフレキシブル基板が取り付けられる。
図8は、本実施形態に係る液晶光学装置の概略構成図である。
21:分波用AWG
22:合波用AWG
23,24:光スイッチ
25:挿入ポート
26:分岐ポート
29:アド及びドロップ端子
40,40a〜40f:光ファイバ
41,41a〜41f:受光ファイバ
42:液晶光学部品
43:高分子液晶複合層
44,45:電極
46:受光部
47,48:光ファイバ
51:ガラス基板
52,52a〜52f,53,53a〜53f:マイクロレンズアレイ
55,56:ファイバレンズアレイ
57:集光用マイクロレンズアレイ
58:フォトダイオードアレイ
61:ガラスV溝基板
62:ガラス上蓋
63:ダイシングソー
64:ターゲット
71:GRINレンズファイバ
73:ファイバ固定基板
74:溝
75a,75b:側面
76,77:端面
78:マスク
79a,79b:透明電極
80,81:ガラス板
82:アレイフォトダイオード
91:底部
92:上面
Claims (4)
- 液晶粒子が高分子内に分散した高分子液晶複合層と、
前記高分子液晶複合層への電圧の印加により前記高分子液晶複合層の光透過率が変化するように前記高分子液晶複合層に設けられた一対の電極と、
前記高分子液晶複合層を透過する光のうち、前記一対の電極からの電圧の印加により前記高分子液晶複合層の光透過率が変化する部分で散乱する光の一部を受光する受光部と、
前記受光部において受光される光の光量を基に前記一対の電極から前記高分子液晶複合層へ印加する電圧の大きさを可変する電圧制御部と、
を備える液晶光学部品。 - 複数波長の光を波長ごとに分離して出力する分波用AWGと、
前記分波用AWGから出力される波長ごとの光をそれぞれ透過して出力する高分子内に液晶粒子が分散した高分子液晶複合層と、
前記高分子液晶複合層の前記波長ごとの光が透過する部分の前記波長ごとの光に対する光透過率が、前記高分子液晶複合層への電圧の印加により前記波長ごとの光のそれぞれについて変化するように前記高分子液晶複合層に設けられた複数の一対の電極と、
前記分波用AWGからの波長ごとの光のうち、前記複数の一対の電極からの電圧の印加により前記高分子液晶複合層の光透過率が変化する部分でそれぞれ散乱する光の一部をそれぞれ受光する受光部と、
前記受光部において受光される光の光量を基に前記複数の一対の電極から前記高分子液晶複合層へ印加する電圧の大きさを前記複数の一対の電極ごとにそれぞれ可変する電圧制御部と、
前記分波用AWGから前記高分子液晶複合層を透過して出力される波長ごとの光を合波して出力する合波用AWGと、
を備える液晶光学装置。 - 複数波長の光を波長ごとに分離して出力する分波用AWGと、
前記分波用AWGからの波長ごとの光をそれぞれ選択的に分岐して分岐ポートからそれぞれ出力し、前記分波用AWGからの波長ごとの光をそれぞれ選択的に前記分岐ポートに出力させる分岐機能と前記分岐ポートに出力された光と同一波長の外部光を挿入ポートに分岐と同時に挿入させる機能を持つ光スイッチと、
前記光スイッチから選択的に出力された波長ごとの光をそれぞれ透過して出力する高分子内に液晶粒子が分散した高分子液晶複合層と、
前記高分子液晶複合層の前記波長ごとの光が透過する部分の前記波長ごとの光に対する光透過率が、前記高分子液晶複合層への電圧の印加により前記波長ごとの光のそれぞれについて変化するように前記高分子液晶複合層に設けられた複数の一対の電極と、
前記からの波長ごとの光のうち、前記複数の一対の電極からの電圧の印加により前記高分子液晶複合層の光透過率が変化する部分でそれぞれ散乱する光の一部をそれぞれ受光する受光部と、
前記受光部において受光される光の光量を基に前記複数の一対の電極から前記高分子液晶複合層へ印加する電圧の大きさを前記複数の一対の電極ごとにそれぞれ可変する電圧制御部と、
前記分波用AWGから前記高分子液晶複合層を透過して出力される波長ごとの光を合波して出力する合波用AWGと、
を備える液晶光学装置。 - 基板上にレンズファイバを配置し固定するレンズファイバ固定工程と、
前記レンズファイバが固定されたファイバ固定基板に前記レンズファイバを横切るように切断する溝を形成する溝形成工程と、
前記ファイバ固定基板に形成された溝から露出した前記レンズファイバの向かい合ったそれぞれの端面を覆うように一対の電極を形成する電極形成工程と、
高分子内に液晶粒が分散した高分子液晶複合層を前記ファイバ固定基板の溝に形成された前記一対の電極の間に前記高分子液晶複合層の両面が前記一対の電極のそれぞれに接触するように配置する液晶層配置工程と、
光を受光する受光部の受光面が前記高分子液晶複合層の前記ファイバ固定基板の溝から出現する側面のうち前記一対の電極に挟まれた部分を向くように前記受光部を前記ファイバ固定基板の溝が形成された側の面上に設ける受光部設置工程と、
を備える液晶光学部品の製造方法。
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