JP3260300B2 - Optical fiber probe and method for manufacturing the same - Google Patents
Optical fiber probe and method for manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプローブ走
査型顕微鏡の一つである近接場光学顕微鏡において、エ
バネッセント光を検出または照射する光プローブとして
使用される光ファイバープローブ及びその製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber probe used as an optical probe for detecting or irradiating evanescent light in, for example, a near-field optical microscope which is one of probe scanning microscopes, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】通常の光学顕微鏡によって得られる画像
の分解能は使用される光の波長(回折限界)によって制
限される。2. Description of the Related Art The resolution of an image obtained by an ordinary optical microscope is limited by the wavelength of light used (diffraction limit).
【0003】これに対して、光の波長以下、すなわちナ
ノメートルサイズの構造を有するプローブを備えた近接
場光学顕微鏡においては、光の波長を超えた分解能で光
学像を得ることができる。したがって、この近接場光学
顕微鏡技術を利用することにより、ナノメートル級の分
解能で、例えば生体試料、半導体試料、光メモリー材
料、感光性材料等の物体の形状測定や分光測定、さらに
はメモリー操作(書き込み/読み出し/消去)、光加工
などを行うことができる。On the other hand, in a near-field optical microscope equipped with a probe having a structure that is smaller than the wavelength of light, that is, a nanometer-sized structure, an optical image can be obtained with a resolution exceeding the wavelength of light. Therefore, by utilizing this near-field optical microscope technology, it is possible to measure the shape and spectroscopic measurement of an object such as a biological sample, a semiconductor sample, an optical memory material, a photosensitive material, and the like with a resolution of the order of nanometers, and further, perform a memory operation ( Write / read / erase), optical processing, and the like.
【0004】ここで、近接場光学顕微鏡の一例を図44
に示す。この顕微鏡は、コレクションモードと称される
近接場光学顕微鏡であり、物体表面からの距離が光の波
長よりも小さい、極めて近接した領域に局在するエバネ
ッセント光を検出して物体の形状を測定するものであ
る。An example of a near-field optical microscope is shown in FIG.
Shown in This microscope is a near-field optical microscope called a collection mode, which measures the shape of an object by detecting evanescent light localized in an extremely close area where the distance from the object surface is smaller than the wavelength of light. Things.
【0005】具体的には、全反射条件下で物体にレーザ
光が照射されることにより生じたエバネッセント光15
0を、プローブ152のナノメートルサイズとなされた
先鋭部151の先端によって散乱させる。この図で示す
顕微鏡では、プローブが光ファイバーで構成されてお
り、このプローブ152の先鋭部151によって散乱さ
れた光が当該先鋭部を通じて光ファイバーのコアに導か
れる。そして、コア内に導かれた光は、光ファイバーの
もう一方の端部(出射端)から出射し、検出器により検
出される。そして、このとき、プローブを物体上で走査
させることにより、2次元的な検出光の画像を得ること
ができる。[0005] Specifically, evanescent light 15 generated by irradiating an object with laser light under total reflection conditions.
0 is scattered by the tip of the sharpened portion 151 having a nanometer size of the probe 152. In the microscope shown in this figure, the probe is formed of an optical fiber, and the light scattered by the sharpened portion 151 of the probe 152 is guided to the core of the optical fiber through the sharpened portion. Then, the light guided into the core is emitted from the other end (emission end) of the optical fiber, and is detected by the detector. Then, at this time, a two-dimensional image of the detection light can be obtained by scanning the probe on the object.
【0006】この近接場光学顕微鏡で用いられる光ファ
イバプローブ52としては、図45に示すように円錐状
に形成された先鋭部151の先端151aがナノメート
ルサイズとなされたもの(いわゆるチッププローブ)の
他、図46に示すように先鋭部151の先端を除いて金
属等からなる遮光性被覆層154を形成したもの(いわ
ゆる開口プローブ)も使用することができる。この開口
プローブでは、遮光性被覆層154が形成された部分で
は散乱光の透過が遮られ、遮光性被覆層154が形成さ
れていない先端から選択的に散乱光が透過する。つま
り、この遮光性被覆層155が形成されていない先端が
散乱光の開口部154aとなり、この開口部154aの
サイズがナノメートルサイズとされたかたちで上述の光
ファイバプローブとして使用される。As the optical fiber probe 52 used in this near-field optical microscope, as shown in FIG. 45, a tip 151a of a sharpened portion 151 formed in a conical shape having a nanometer size (a so-called tip probe) is used. In addition, as shown in FIG. 46, a material in which a light-shielding coating layer 154 made of metal or the like is formed except for the tip of the sharp portion 151 (a so-called aperture probe ) can also be used. This opening
In the probe , the transmission of the scattered light is blocked at the portion where the light-shielding coating layer 154 is formed, and the scattered light is selectively transmitted from the tip where the light-shielding coating layer 154 is not formed. That is, the tip where the light-shielding coating layer 155 is not formed becomes the scattered light opening 154a, and the opening 154a is used as the above-described optical fiber probe in a size of nanometer.
【0007】以上に説明した近接場光学顕微鏡は、物体
上に生成したエバネッセント光をプローブによって集め
るものであり、コレクションモードと称される。The near-field optical microscope described above collects evanescent light generated on an object by a probe, and is called a collection mode.
【0008】この他、近接場光学顕微鏡としては、プロ
ーブの先端に生じさせたエバネッセント光によって物体
を局所的に照らして光学画像を得るイルミネーションモ
ードや、プローブの先端に生じせしめたエバネッセント
光で物体を局所的に照らすとともに、プローブの先端に
よって散乱させた光をプローブを通じて検出するイルミ
ネーション・コレクションモードが知られている。In addition, the near-field optical microscope includes an illumination mode in which an object is locally illuminated by evanescent light generated at the tip of the probe to obtain an optical image, and an object evanescent light generated at the tip of the probe. There is known an illumination correction mode in which light is locally illuminated and light scattered by the tip of the probe is detected through the probe.
【0009】ところで、このような近接場光学顕微鏡に
おける物体とプローブの間のエネルギー移動の現象は、
それらの分極間の近距離相互作用として理解される。物
体とプローブの間で効果的な相互作用が生じる条件とし
ては、第1に物体とプローブの大きさが近いこと、第2
に物体とプローブの間の距離がプローブの大きさ以下で
あることである。ここでプローブの大きさとは、チップ
プローブにおいては先端径、開口プローブにおいては開
口径を意味する。したがって、近接場光学顕微鏡におい
て高分解能を得るためにはこれらプローブの先端径や開
口径が非常に重要になる。Incidentally, the phenomenon of energy transfer between an object and a probe in such a near-field optical microscope is as follows.
It is understood as a short-range interaction between their polarizations. The conditions under which an effective interaction between the object and the probe occurs include, first, the size of the object and the probe are close,
The distance between the object and the probe is smaller than the size of the probe. Here, the size of the probe means a tip diameter in the case of a tip probe and an opening diameter in the case of an open probe. Therefore, in order to obtain high resolution in the near-field optical microscope, the tip diameter and the aperture diameter of these probes are very important.
【0010】ここで、チッププローブの場合、その先鋭
部151は、化学エッチング液に光ファイバの一端を浸
漬し、この一端を外周から中心にわたって円錐状に先鋭
化することによって形成される。In the case of a tip probe, the sharpened portion 151 is formed by immersing one end of an optical fiber in a chemical etching solution and sharpening the one end in a conical shape from the outer periphery to the center.
【0011】このとき先端径が小さく分解能の高いプロ
ーブを得るためには、先鋭部151の先鋭角θをできる
だけ小さくし、鋭い形状とすることが必要である。しか
し、先鋭角θを小さくしていくと、この先鋭部151で
の光の損失が大きくなり、透過効率が低下する。このた
め、先鋭角θを無闇に小さくするわけにはいかず、分解
能の向上に限界がある。At this time, in order to obtain a probe with a small tip diameter and high resolution, it is necessary to make the sharp angle θ of the sharp portion 151 as small as possible and to form a sharp shape. However, as the acute angle θ decreases, the loss of light at the sharp portion 151 increases, and the transmission efficiency decreases. For this reason, the sharp angle θ cannot be reduced indiscriminately, and there is a limit in improving the resolution.
【0012】一方、開口プローブは、光ファイバの一端
に円錐状の先鋭部151を形成した後、例えば真空蒸着
法によって、先鋭部151の先端を除いて遮光性被覆層
154を形成することによって開口部154aが形成さ
れる。On the other hand, the aperture probe is formed by forming a conical sharpened portion 151 at one end of an optical fiber and then forming a light-shielding coating layer 154 except for the tip of the sharpened portion 151 by, for example, a vacuum evaporation method. A portion 154a is formed.
【0013】このような開口プローブにおいては、先鋭
部151の断面直径が波長以下となる領域(以下、先端
部から、断面直径が波長と等しくなる位置までの寸法を
チップ長Lと称する)において光が金属に著しく吸収さ
れ、透過効率が低下する。このため、透過効率を確保す
るためには先鋭部151の先鋭角θを大きくしてチップ
長Lを短くすることが必要である。しかし、先鋭角θを
大きくすると、遮光性被覆層155の開口部近傍で当該
遮光性被覆層の厚さが薄くなる。この厚さが薄い部分で
は光が十分に遮蔽されないために実質的な開口径が大き
くなり、分解能の低下を招くといった問題がある。In such an aperture probe, light is emitted in a region where the cross-sectional diameter of the sharp portion 151 is equal to or less than the wavelength (hereinafter, the dimension from the tip to the position where the cross-sectional diameter becomes equal to the wavelength is referred to as a chip length L). Is remarkably absorbed by the metal, and the transmission efficiency decreases. For this reason, in order to secure transmission efficiency, it is necessary to increase the acute angle θ of the sharp portion 151 to shorten the chip length L. However, when the acute angle θ is increased, the thickness of the light-shielding coating layer near the opening of the light-shielding coating layer 155 decreases. Since the light is not sufficiently shielded at the thin portion, the substantial aperture diameter becomes large, causing a problem that the resolution is reduced.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】このように、これまで
の方法で先鋭化されたチッププローブや開口プローブ
は、透過効率と分解能の両立が難しいのが実情である。As described above, the tip probe and the aperture probe sharpened by the conventional methods are difficult to achieve both transmission efficiency and resolution.
【0015】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、高い透過効率を有すると
ともに高い分解能が得られる光ファイバープローブ及び
その製造方法を提供することを目的とする。Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and an object of the present invention is to provide an optical fiber probe having high transmission efficiency and high resolution, and a method of manufacturing the same.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る光ファイバープローブの製造方法
は、コアの周りにクラッドが設けられてなる光ファイバ
ーの前記クラッドの一端に外周から内周にかけて傾斜す
る傾斜部を形成するクラッド傾斜工程と、上記コアの一
端を、エッチングによってクラッドから突出させるとと
もにこの一端を円錐状に先鋭化する第1の先鋭化工程
と、円錐状に先鋭化されたコアの一端を、エッチングに
よって傾斜角を2段階に変化させて先端側のテーパ面の
傾斜角が次のテーパ面の傾斜角よりも小さくなるように
先鋭化して、上記次のテーパ面の後端側の断面の直径を
光の波長以上とし、上記先端側のテーパ面の後端側の断
面の直径を光の波長以下とした先鋭部を形成する第2の
先鋭化工程とを有することを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a method for manufacturing an optical fiber probe according to the present invention is directed to an optical fiber in which a clad is provided around a core. A first sharpening step of projecting one end of the core from the clad by etching and sharpening the one end in a conical shape, and a conical sharpening process. One end of the core is sharpened such that the inclination angle of the core is changed in two stages by etching so that the inclination angle of the tapered surface on the tip side is smaller than the inclination angle of the next tapered surface, and the rear end of the next tapered surface Side cross section diameter
Be longer than the wavelength of light, and cut off the rear end of the tapered surface on the front end.
A second sharpening step of forming a sharpened portion having a surface diameter equal to or smaller than the wavelength of light .
【0017】また、本発明に係る光ファイバープローブ
の製造方法は、コアの周りに第1のクラッドと第2のク
ラッドが設けられてなる光ファイバーの前記第1のクラ
ッドの一端に外周から内周にかけて傾斜する傾斜部を形
成するクラッド傾斜工程と、上記コアの一端を、エッチ
ングによって第1のクラッドから突出させるとともにこ
の一端を円錐状に先鋭化する第1の先鋭化工程と、円錐
状に先鋭化されたコアの一端を、エッチングによって傾
斜角を2段階に変化させて先端側のテーパ面の傾斜角が
次のテーパ面の傾斜角よりも小さくなるように先鋭化し
て、上記次のテーパ面の後端側の断面の直径を光の波長
以上とし、上記先端側のテーパ面の後端側の断面の直径
を光の波長以下とした先鋭部を形成する第2の先鋭化工
程とを有することを特徴とする。Further, in the method of manufacturing an optical fiber probe according to the present invention, the one end of the first clad of the optical fiber having the first clad and the second clad provided around the core is inclined from the outer periphery to the inner periphery. A step of forming a slant portion to be formed, a first sharpening step of projecting one end of the core from the first clad by etching and sharpening the one end in a conical shape, and a conical sharpening process. One end of the core is sharpened by etching so that the inclination angle is changed in two stages so that the inclination angle of the tapered surface on the tip side is smaller than the inclination angle of the next tapered surface. The diameter of the end section is the wavelength of light.
And the diameter of the cross section on the rear end side of the tapered surface on the front end side
And a second sharpening step of forming a sharpened portion having a wavelength equal to or less than the wavelength of light .
【0018】さらに、本発明に係る光ファイバープロー
ブの製造方法は、第1のコアの周りに、第2のコアとク
ラッドが設けられてなる光ファイバーの前記クラッドの
一端に外周から内周にかけて傾斜する傾斜部を形成する
クラッド傾斜工程と、上記第1のコアと第2のコアの一
端を、エッチングによってクラッドから突出させるとと
もに傾斜角を2段階に変化させて先端側のテーパ面の傾
斜角が次のテーパ面の傾斜角よりも小さくなるように先
鋭化して、上記次のテーパ面の後端側の断面の直径を光
の波長以上とし、上記先端側のテーパ面の後端側の断面
の直径を光の波長以下とした先鋭部を形成する先鋭化工
程とを有することを特徴とする。また、本発明に係る光
ファイバープローブは、純粋石英(SiO2 )からな
るコアの周りにクラッドが設けられてなる光ファイバー
よりなり、円錐状に先鋭化された上記コアの一端が、傾
斜角を2段階に変化させて先端側のテーパ面の傾斜角が
次のテーパ面の傾斜角よりも小さくなるように先鋭化さ
れ、上記次のテーパ面の後端側の断面の直径を光の波長
以上とされ、上記先端側のテーパ面の後端側の断面の直
径を光の波長以下とされた先鋭部を有し、この先鋭部の
先端を除いて遮光性被覆層が形成され、上記先鋭部の先
端に遮光性被覆層から露出した開口部を有することを特
徴とする。Further, in the method of manufacturing an optical fiber probe according to the present invention, there is provided an optical fiber having a second core and a clad provided around a first core. A step of forming a portion, and one end of the first core and the second core are made to protrude from the clad by etching, and the inclination angle is changed in two steps so that the inclination angle of the tapered surface on the tip side becomes It is sharpened so as to be smaller than the inclination angle of the tapered surface, and the diameter of the cross section on the rear end side of the next tapered surface is changed to light.
And a section at the rear end side of the tapered surface on the front end side.
And a sharpening step of forming a sharpened portion having a diameter equal to or less than the wavelength of light . Further, the optical fiber probe according to the present invention comprises an optical fiber in which a clad is provided around a core made of pure quartz (SiO 2 ) , and one end of the core sharpened in a conical shape is inclined.
By changing the angle of inclination in two steps, the inclination angle of the tapered surface on the tip
Sharpened so that it is smaller than the inclination angle of the next tapered surface
The diameter of the cross section on the rear end side of the next tapered surface is the wavelength of light.
And the straight section of the rear end side of the tapered surface on the front end side.
It has a sharp portion whose diameter is equal to or less than the wavelength of light, a light-shielding coating layer is formed except for the tip of the sharp portion, and the tip of the sharp portion has an opening exposed from the light-shielding coating layer. Features.
【0019】以上のような工程で製造される光ファイバ
プローブには、3段階の傾斜角で先鋭化された先鋭部が
形成される。この3段階の傾斜角で先鋭化された先鋭部
を有する光ファイバプローブでは、先鋭部の先端側から
1段目の傾斜角、すなわち最先端部の傾斜角を小さい角
度とすることで実効的な開口径が微小化し、分解能が向
上する。また、先端側から2段目の傾斜角を大きい角度
にすることによって光の透過効率が十分に確保されるよ
うになる。したがって、この光ファイバプローブでは、
光の透過効率を十分に得ながら、高い分解能が得られ
る。In the optical fiber probe manufactured by the above-described steps, a sharpened portion is formed at three inclination angles. In an optical fiber probe having a sharpened portion sharpened at these three inclination angles, an effective angle is obtained by setting the inclination angle of the first stage from the tip side of the sharpened portion, that is, the inclination angle of the foremost portion to a small angle. The aperture diameter is reduced and the resolution is improved. Further, by setting the inclination angle of the second stage from the tip side to a large angle, the light transmission efficiency can be sufficiently ensured. Therefore, in this optical fiber probe,
High resolution can be obtained while sufficiently obtaining light transmission efficiency.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.
【0021】本発明の製造方法によって製造する光ファ
イバプローブは、光ファイバの一端に図1に示すような
先鋭部1が形成され、この先鋭部1の先端1aから光の
検出あるいは照射を行う、いわゆるチッププローブ、あ
るいは図2,図3,図4に示すように先鋭部1の先端を
除いた部分に遮光性被覆層5が形成され、この遮光性被
覆層5が形成されていない先端の開口部から光の検出あ
るいは照射を行う、いわゆる開口プローブである。An optical fiber manufactured by the manufacturing method of the present invention.
The inverted probe has a sharpened portion 1 as shown in FIG. 1 formed at one end of an optical fiber, and detects or irradiates light from the tip 1a of the sharpened portion 1, or a so-called tip probe, or FIGS. A so-called aperture probe in which a light-shielding coating layer 5 is formed in a portion excluding the tip of the sharpened portion 1 and light is detected or irradiated from the opening at the tip where the light-shielding coating layer 5 is not formed as shown in FIG. It is.
【0022】そして、本発明で製造する光ファイバプロ
ーブは特に、図1に示すように先鋭部1が傾斜角を3段
階に変化させて先鋭化されている。以下、この先鋭部の
各傾斜角を有する3つの面を、先端側からそれぞれ第1
のテーパ面2、第2のテーパ面3、第3のテーパ面4と
称し、これら各テーパ面2,3,4や傾斜部の、光ファ
イバの中心軸に対する角度を傾斜角、この傾斜角の2倍
を先鋭角と称する。なお、この光ファイバプローブは、
第1のテーパ面2の後端側の断面の直径d1は伝搬され
る光の波長λ以下とするのが望ましく、第2のテーパ面
3の後端側の断面の直径d2は伝搬される光の波長λ以
上とされるのが望ましい。In the optical fiber probe manufactured by the present invention, in particular, as shown in FIG. 1, the sharpened portion 1 is sharpened by changing the inclination angle in three stages. Hereinafter, the three surfaces having the respective inclination angles of the sharp portion are respectively referred to as the first surfaces from the distal end side.
, The second tapered surface 3 and the third tapered surface 4 of the optical fiber, and the angle of each of the tapered surfaces 2, 3, 4 and the inclined portion with respect to the central axis of the optical fiber is an inclination angle. Twice is called the acute angle. In addition, this optical fiber probe
The diameter d 1 of the cross section on the rear end side of the first tapered surface 2 is desirably equal to or smaller than the wavelength λ of the light to be propagated, and the diameter d 2 of the cross section on the rear end side of the second tapered surface 3 is transmitted. The wavelength is preferably equal to or longer than the wavelength λ of the light.
【0023】以下、このような光ファイバプローブの製
造方法を説明する。Hereinafter, a method for manufacturing such an optical fiber probe will be described.
【0024】まず、チッププローブは、ファイバーのク
ラッドの一端に外周から内周にかけて傾斜する傾斜部を
形成するクラッド傾斜工程と、コアの一端を、エッチン
グによってクラッドから突出させるとともにこの一端を
円錐状に先鋭化する第1の先鋭化工程と、円錐状に先鋭
化されたコアの一端を、エッチングによって傾斜角を2
段階に変化させて先鋭化する第2の先鋭化工程によって
製造される。First, the tip probe comprises a cladding inclining step of forming an inclined portion which is inclined from the outer circumference to the inner circumference at one end of the fiber cladding, and one end of the core is made to project from the cladding by etching and this end is made conical. A first sharpening step for sharpening, and one end of the conical sharpened core is etched to reduce the inclination angle to 2 degrees.
It is manufactured by a second sharpening step in which sharpening is performed by changing the stages.
【0025】この具体的な製造方法について次に示す。The specific manufacturing method will be described below.
【0026】第1の製造例 この第1の製造例では、図5に示すようにコア11の周
りにクラッド12が設けられた光ファイバ10から光フ
ァイバプローブを製造する。 First Manufacturing Example In this first manufacturing example, an optical fiber probe is manufactured from an optical fiber 10 having a clad 12 provided around a core 11 as shown in FIG.
【0027】まず、この光ファイバのクラッド12にエ
ッチング液のメニスカスを利用して、図6に示すような
傾斜部13を形成する。First, an inclined portion 13 as shown in FIG. 6 is formed on the cladding 12 of the optical fiber by using a meniscus of an etching solution.
【0028】傾斜部13を形成するには、エッチング液
に当該エッチング液よりも比重の小さい液体を滴下する
ことによって浮遊層を浮かせ、その中に光ファイバ10
を挿入する。なお、浮遊層はエッチング液の蒸発を防止
するためのものであり、例えば低粘度ジメチルシリコー
ンオイル等の有機溶液が用いられる。In order to form the inclined portion 13, a floating layer is floated by dropping a liquid having a lower specific gravity than the etching solution into the etching solution, and the optical fiber 10 is placed therein.
Insert The floating layer is for preventing the evaporation of the etching solution, and for example, an organic solution such as low-viscosity dimethyl silicone oil is used.
【0029】浮遊層を浮かせたエッチング液に光ファイ
バ10を挿入すると、光ファイバ10の周りにある高さ
をもったエッチング液のメニスカスが形成される。When the optical fiber 10 is inserted into the etching solution in which the floating layer is floated, a meniscus of the etching solution having a height around the optical fiber 10 is formed.
【0030】このようにエッチング液に挿入された光フ
ァイバ10は、エッチング液と接触している部分のクラ
ッド12がエッチングされて直径が減少してくる。この
とき、光ファイバ10の周りに形成されたエッチング液
のメニスカスの高さは、光ファイバ10の直径が減少す
るにつれて低くなるので、メニスカスの初期高さに相当
する位置ではエッチング液と接触する時間が短く、それ
より下側になる程エッチング液と接触する時間が長くな
る。したがって、図6に示すようにメニスカスの初期高
さSに相当する位置から下側では、下にいく程直径が減
少し、外周から内周に向かって傾斜する傾斜部13が形
成される。なお、この傾斜部13のファイバ中心軸に対
する傾斜角ω1/2は浮遊層に用いる液体の種類に依存
するので、この液体の選択によって傾斜角ω1/2を制
御することができる。例えば、浮遊層に低粘度ジメチル
シリコーンオイルを用いた場合には傾斜角ω1/2は2
0°になる。The diameter of the optical fiber 10 thus inserted into the etching solution is reduced by the etching of the clad 12 in contact with the etching solution. At this time, the height of the meniscus of the etchant formed around the optical fiber 10 becomes lower as the diameter of the optical fiber 10 decreases, so that the position corresponding to the initial height of the meniscus is in contact with the etchant. Is shorter, and the lower the time, the longer the time of contact with the etching solution. Therefore, as shown in FIG. 6, below the position corresponding to the initial height S of the meniscus, the diameter decreases as it goes down, and an inclined portion 13 that is inclined from the outer periphery toward the inner periphery is formed. Since the inclination angle ω 1/2 of the inclined portion 13 with respect to the fiber central axis depends on the type of liquid used for the floating layer, the inclination angle ω 1/2 can be controlled by selecting the liquid. For example, the inclination angle omega 1/2 in the case of using the low viscosity dimethylsilicone oil floating layer 2
0 °.
【0031】このようにしてクラッドに傾斜部13を形
成した後、図7に示すように第1の先鋭化工程によって
コア11の一端をクラッド12から突出させるとともに
この一端を円錐状に先鋭化する。After the inclined portion 13 is formed in the clad in this manner, one end of the core 11 is projected from the clad 12 and the one end is sharpened conically as shown in FIG. .
【0032】この第1の先鋭化工程では、コアのエッチ
ング速度をR12、クラッドのエッチング速度をR22とし
たときにR12<R22となるようなエッチング条件でエッ
チングを行う。In the first sharpening step, the etching is performed under the etching conditions such that R 12 <R 22 when the etching rate of the core is R 12 and the etching rate of the clad is R 22 .
【0033】このようなエッチング速度が得られるエッ
チング液に、先の工程でクラッド12に傾斜部13を形
成した光ファイバの一端を浸漬すると、光ファイバ10
の先端側ではクラッド12のエッチング速度R22がコア
11のエッチング速度R12よりも大きいので、クラッド
12の方がコア11よりも先にエッチングされ、コア1
1がクラッド12から突出してくる。When one end of the optical fiber having the inclined portion 13 formed in the clad 12 in the previous step is immersed in an etching solution having such an etching rate, the optical fiber 10
In the tip side since the etching rate R 22 of the cladding 12 is greater than the etching rate R 12 of the core 11, toward the cladding 12 is etched before the core 11, the core 1
1 protrudes from the cladding 12.
【0034】また、光ファイバ10の外周面側では、外
周面に露出しているクラッド12がエッチングされると
ともに、クラッド12がエッチングされることによって
先端側からコア11の外周面が露出しはじめ、この外周
面に露出したコア11も引き続きエッチングされる。こ
のとき、コア11の外周面は先端側から露出することに
よって、先端側にいく程エッチング量が多くなり、直径
が減少する。したがって、このエッチングを一定時間続
けることにより、図7に示すようにコア11の一端にク
ラッド12から突出した円錐状の先鋭部14が形成され
る。なお、この先鋭部14の先鋭角ψ1は、エッチング
速度R12,R22及びクラッドの傾斜部の傾斜角ω1/2
によって決まり、下記の式で表される。On the outer peripheral surface side of the optical fiber 10, the clad 12 exposed on the outer peripheral surface is etched, and by the etching of the clad 12, the outer peripheral surface of the core 11 starts to be exposed from the distal end side. The core 11 exposed on the outer peripheral surface is also etched. At this time, since the outer peripheral surface of the core 11 is exposed from the front end side, the etching amount increases toward the front end side, and the diameter decreases. Therefore, by continuing this etching for a certain period of time, a conical sharp portion 14 protruding from the clad 12 is formed at one end of the core 11 as shown in FIG. The sharp angle ψ 1 of the sharp portion 14 is determined by the etching speeds R 12 and R 22 and the inclination angle ω 1/2 of the inclined portion of the clad.
And is represented by the following equation:
【0035】 sin(ψ1/2)=R12/R22・sin(ω1/2) 次に、このようにして円錐状に先鋭化されたコア11
を、図8に示すように第2の先鋭化工程によって傾斜角
を2段階に変化させて先鋭化する。[0035] sin (ψ 1/2) = R 12 / R 22 · sin (ω 1/2) Next, the core 11 is sharpened conically in this way
Is sharpened by changing the inclination angle in two stages in a second sharpening step as shown in FIG.
【0036】この第2の先鋭化工程では、コアのエッチ
ング速度をR13,クラッドのエッチング速度をR23とし
たときにR13>R23となるようなエッチング条件でエッ
チングを行う。In the second sharpening step, the etching is performed under the etching conditions such that R 13 > R 23 when the etching rate of the core is R 13 and the etching rate of the clad is R 23 .
【0037】このようなエッチング速度が得られるエッ
チング液に、先の工程でコア11に円錐状の先鋭部14
を形成した光ファイバ10の一端を浸漬すると、光ファ
イバ10の先端側ではコア11のエッチング速度がクラ
ッド12のエッチング速度よりも大きいので、クラッド
12から突出するコア11の先端部の長さが徐々に短く
なっていく。また、光ファイバ10の外周面側では、既
に外周面に露出しているコア11がエッチングされると
ともに、クラッド12がエッチングされることによって
コア11の外周面が新たに露出し、エッチングされる。
このコア11の外周面が新たに露出する過程において
も、コアの外周面は先端側から露出するので、先端側に
いく程エッチング量が多くなり傾斜状となる。但し、こ
の第2の先鋭化工程のエッチング条件は第1の先鋭化工
程のエッチング条件とは異なるので、コア11の、既に
外周面が露出している部分と、この工程で新たに外周面
が露出した部分とでは、異なった傾斜角となる。したが
って、図8に示すように、コア11には傾斜角が異なる
第1のテーパ面15と第2のテーパ面16が形成され、
またクラッドには第3のテーパ面17が形成され、傾斜
角を3段階に変化させて先鋭化された光ファイバプロー
ブが作製される。In the etching solution having such an etching rate, the conical sharp portion 14 is formed on the core 11 in the previous step.
When one end of the optical fiber 10 on which the optical fiber 10 is formed is immersed, since the etching rate of the core 11 is higher than the etching rate of the clad 12 on the distal end side of the optical fiber 10, the length of the distal end of the core 11 protruding from the clad 12 gradually increases. It becomes shorter. Further, on the outer peripheral surface side of the optical fiber 10, the core 11 already exposed on the outer peripheral surface is etched, and the outer peripheral surface of the core 11 is newly exposed and etched by etching the clad 12.
Even in the process of newly exposing the outer peripheral surface of the core 11, the outer peripheral surface of the core is exposed from the front end side. However, since the etching conditions in the second sharpening step are different from the etching conditions in the first sharpening step, the portion of the core 11 where the outer peripheral surface is already exposed and the outer peripheral surface are newly added in this step. The exposed portion has a different inclination angle. Therefore, as shown in FIG. 8, a first tapered surface 15 and a second tapered surface 16 having different inclination angles are formed on the core 11,
Also, a third tapered surface 17 is formed on the clad, and a sharpened optical fiber probe is manufactured by changing the inclination angle in three stages.
【0038】なお、この第1のテーパ面15の先鋭角α
と後端側の断面の直径d1は、第1の先鋭化工程での先
鋭部14の先鋭角ψ1と第2の先鋭化工程でのコア11
のエッチング速度R13及びエッチング時間により決ま
る。The acute angle α of the first tapered surface 15
And the diameter d 1 of the cross section on the rear end side are the sharp angle ψ 1 of the sharp portion 14 in the first sharpening step and the core 11 in the second sharpening step.
Determined by the etching rate R 13 and etching time.
【0039】また、第2のテーパ面16の先鋭角βは下
記の式で求められる。The acute angle β of the second tapered surface 16 can be obtained by the following equation.
【0040】 sin(β/2)=R13/R23・sin(ω1/2) さらに、第2のテーパ面16の後端側の断面の直径d2
はコア径と一致し、第3のテーパ面17の傾斜角γ/2
はクラッド傾斜工程での傾斜角ω1/2に一致する。[0040] sin (β / 2) = R 13 / R 23 · sin (ω 1/2) Further, the diameter d 2 of the rear end side of the cross section of the second tapered surface 16
Is equal to the core diameter, and the inclination angle γ / 2 of the third tapered surface 17 is
Corresponds to the inclination angle ω 1/2 in the cladding inclination step.
【0041】このようにこの製造例では、コアの周りに
クラッドが設けられた光ファイバから光ファイバプロー
ブを作製する。この光ファイバとしては例えば以下のよ
うな材料構成のものが用いられる。As described above, in this manufacturing example, an optical fiber probe is manufactured from an optical fiber having a clad provided around a core. As the optical fiber, for example, one having the following material configuration is used.
【0042】コア: 二酸化ゲルマニウム添加石英 クラッド:純粋石英 このような材料構成の光ファイバの場合、各工程で用い
るエッチング液としては次のようなものが適当である。Core: germanium dioxide-added quartz Clad: pure quartz In the case of an optical fiber having such a material composition, the following is suitable as an etchant used in each step.
【0043】クラッド傾斜工程:HF酸 第1の先鋭化工程(R12<R22):40重量%NH4F
水溶液:50重量%HF酸:H2O(体積比)が10:
1:1の緩衝フッ化水素溶液 第2の先鋭化工程(R13>R23):40重量%NH4F
水溶液:50重量%HF酸:H2O(体積比)が10:
1:Y(但し、Y>30)あるいは1.7:1:Y(但
し、Y>1)の緩衝フッ化水素溶液第2の製造例 この第2の製造例では、図9に示すようにコア21の周
りに第1のクラッド22が設けられ、さらにその周りに
第2のクラッド23が設けられた2重クラッド光ファイ
バ20から光ファイバプローブを製造する。Cladding inclination step: HF acid First sharpening step (R 12 <R 22 ): 40% by weight NH 4 F
Aqueous solution: 50% by weight HF acid: H 2 O (volume ratio) is 10:
1: 1 buffered hydrogen fluoride solution Second sharpening step (R 13 > R 23 ): 40 wt% NH 4 F
Aqueous solution: 50% by weight HF acid: H 2 O (volume ratio) is 10:
1: Y (however, Y> 30) or 1.7: 1: Y (however, Y> 1) buffered hydrogen fluoride solution Second Production Example In this second production example, as shown in FIG. An optical fiber probe is manufactured from a double clad optical fiber 20 in which a first clad 22 is provided around a core 21 and a second clad 23 is further provided therearound.
【0044】まず、第1のクラッド22と第2のクラッ
ド23の選択化学エッチングによって、第1のクラッド
22に図10に示すような傾斜部24を形成する。First, an inclined portion 24 as shown in FIG. 10 is formed in the first clad 22 by selective chemical etching of the first clad 22 and the second clad 23.
【0045】傾斜部24を形成するには、コア21のエ
ッチング速度をR11、第1のクラッド22のエッチング
速度をR21、第2のクラッド23のエッチング速度をR
31としたときにR11=R21<R31となるようなエッチン
グ条件でエッチングを行う。To form the inclined portion 24, the etching rate of the core 21 is R 11 , the etching rate of the first cladding 22 is R 21 , and the etching rate of the second cladding 23 is R 11.
Performing etching under the etching condition such that R 11 = R 21 <R 31 is taken as 31.
【0046】このようなエッチング速度が得られるエッ
チング液に光ファイバの一端を浸漬すると、第2のクラ
ッド23のエッチング速度R31がコア21や第1のクラ
ッド22のエッチング速度R11,R21よりも大きいの
で、光ファイバ20の先端面側では第1のクラッド22
やコア21よりも第2のクラッド23が先にエッチング
され、基端面に対して後退する。When one end of the optical fiber is immersed in an etching solution having such an etching rate, the etching rate R 31 of the second clad 23 is made larger than the etching rates R 11 and R 21 of the core 21 and the first clad 22. Is larger than the first cladding 22 on the distal end side of the optical fiber 20.
The second clad 23 is etched before the core 21 and the core 21 and recedes from the base end face.
【0047】また、光ファイバ20の外周面側では、外
周面に露出している第2のクラッド23がエッチングさ
れるとともに、第2のクラッド23がエッチングされる
ことによって第1のクラッド22の外周面が先端面側か
ら露出しはじめ、この外周面に露出した第1のクラッド
22も引き続きエッチングされる。このとき、第1のク
ラッド22の外周面は先端側から露出することによっ
て、先端側にいく程エッチング量が多くなり、直径が減
少する。したがって、図10に示すように第1のクラッ
ド22に外周部から内周部にわたって傾斜する傾斜部2
4が形成される。On the outer peripheral surface side of the optical fiber 20, the second clad 23 exposed on the outer peripheral surface is etched, and the second clad 23 is etched so that the outer peripheral surface of the first clad 22 is etched. The surface starts to be exposed from the front end side, and the first clad 22 exposed on the outer peripheral surface is also etched. At this time, since the outer peripheral surface of the first clad 22 is exposed from the front end side, the amount of etching increases toward the front end side, and the diameter decreases. Therefore, as shown in FIG. 10, the first clad 22 has an inclined portion 2 inclined from the outer peripheral portion to the inner peripheral portion.
4 are formed.
【0048】なお、この傾斜部の傾斜角ω2/2は、エ
ッチング速度R21,R31によって決まり、次式で表され
る。[0048] The inclination angle omega 2/2 of the inclined portion is determined by the etching rate R 21, R 31, is expressed by the following equation.
【0049】sin(ω2/2)=R21/R31 このようにして第1のクラッド22に傾斜部24を形成
した後、図11に示すように第1の先鋭化工程によって
コア21の一端を第1のクラッド22から突出させると
ともにこの一端を円錐状に先鋭化する。[0049] sin (ω 2/2) = R 21 / R 31 after the formation of the inclined portion 24 to the first cladding 22 in this manner, the core 21 by a first sharpening process as shown in FIG. 11 One end is made to protrude from the first cladding 22 and this end is sharpened conically.
【0050】この第1の先鋭化工程では、コア21のエ
ッチング速度をR12、第1のクラッド22のエッチング
速度をR22、第2のクラッド23のエッチング速度をR
32としたときにR12<R22<R32となるようなエッチン
グ条件でエッチングを行う。In the first sharpening step, the etching rate of the core 21 is R 12 , the etching rate of the first clad 22 is R 22 , and the etching rate of the second clad 23 is R 12.
When the 32 etched in the etching conditions such that R 12 <R 22 <R 32 .
【0051】このようなエッチング速度が得られるエッ
チング液に、先の工程で第1のクラッド22に傾斜部2
4を形成した光ファイバの一端を浸漬すると、光ファイ
バ20の先端側では第2のクラッド23のエッチング速
度R32が第1のクラッド22のエッチング速度R22より
も大きく、第1のクラッド22のエッチング速度R22が
コア21のエッチング速度R12よりも大きいので、第2
のクラッド23は第1のクラッド22よりも先にエッチ
ングされる。そして、第1のクラッド22はコア21よ
りも先にエッチングされ、コア21が第1のクラッド2
2から突出してくる。In the etching solution having such an etching rate, the inclined portion 2
4 is dipped one end of the optical fiber having a, the tip end of the optical fiber 20 is greater than the etching rate R 22 of the etch rate R 32 of the second cladding 23 is first clad 22, the first cladding 22 since the etching rate R 22 greater than the etching rate R 12 of the core 21, the second
Is etched before the first cladding 22 is formed. Then, the first cladding 22 is etched before the core 21, and the core 21 is
It protrudes from 2.
【0052】また、光ファイバ20の外周面側では、第
2のクラッド23がエッチングされることによって先端
側から第1のクラッド22の外周面が露出し、上述と同
じ過程で第1のクラッド22が傾斜状にエッチングされ
る。そして、この第1のクラッド22がエッチングされ
ることによって先端側からコア21の外周面が露出しは
じめ、この外周面に露出したコア21も引き続きエッチ
ングされる。このとき、コア21の外周面は先端側から
露出することによって、先端側にいく程エッチング量が
多くなり、直径が減少する。したがって、このエッチン
グを一定時間続けることにより、図11に示すようにコ
ア21の一端にクラッド22から突出した円錐状の先鋭
部25が形成される。なお、この先鋭部25の先鋭角ψ
2は、エッチング速度R12,R22及びクラッドの傾斜部
の傾斜角ω2/2によって決まり、下記の式で表され
る。Further, on the outer peripheral surface side of the optical fiber 20, the outer peripheral surface of the first clad 22 is exposed from the distal end side by etching the second clad 23, and the first clad 22 is etched in the same process as described above. Is etched in an inclined manner. Then, as the first clad 22 is etched, the outer peripheral surface of the core 21 starts to be exposed from the tip side, and the core 21 exposed on the outer peripheral surface is also etched. At this time, since the outer peripheral surface of the core 21 is exposed from the front end side, the etching amount increases toward the front end side, and the diameter decreases. Therefore, by continuing this etching for a certain period of time, a conical sharp portion 25 protruding from the clad 22 is formed at one end of the core 21 as shown in FIG. In addition, the sharp angle ψ of the sharp portion 25
2 is determined by the etching rate R 12, R 22 and the inclination angle omega 2/2 of the inclined portion of the cladding is expressed by the following equation.
【0053】 sin(ψ2/2)=R12/R22・sin(ω2/2)ま
たは sin(ψ2/2)=R12/R32 また、第1のクラッド21の傾斜部24の傾斜角ω2/
2とエッチング速度R2 2,R32の関係は、下記の式で表
される。[0053] sin (ψ 2/2) = R 12 / R 22 · sin (ω 2/2) or sin (ψ 2/2) = R 12 / R 32 also of the inclined portion 24 of the first cladding 21 Tilt angle ω 2 /
Relation 2 and the etching rate R 2 2, R 32 is represented by the following formula.
【0054】sin(ω2/2)=R22/R32 次に、このようにして円錐状に先鋭化されたコア21の
一端を、図12に示すように第2の先鋭化工程によって
傾斜角を2段階に変化させて先鋭化する。[0054] sin (ω 2/2) = then R 22 / R 32, the one end of the core 21 which is sharpened conically in this way, the inclination by the second sharpening step as shown in FIG. 12 Change the corner in two steps to sharpen it.
【0055】この第2の先鋭化工程では、コア21のエ
ッチング速度をR13,第1のクラッド22のエッチング
速度をR23、第2のクラッド23のエッチング速度をR
33としたときにR13>R23<R33となるようなエッチン
グ条件でエッチングを行う。In the second sharpening step, the etching speed of the core 21 is R 13 , the etching speed of the first cladding 22 is R 23 , and the etching speed of the second cladding 23 is R 13 .
R 13> R 23 is taken as 33 <etched with etching conditions such that R 33.
【0056】このようなエッチング速度が得られるエッ
チング液に、先の工程でコア21に円錐状の先鋭部25
を形成した光ファイバ20の一端を浸漬すると、光ファ
イバ20の先端側では第2のクラッド23のエッチング
速度R33が第1のクラッド22のエッチング測度R23よ
りも大きく、第1のクラッド22のエッチング速度R23
がコア21のエッチング速度R13よりも小さいので、第
2のクラッド23の先端面が第1のクラッド22の先端
面に対してさらに後退する。そして、第1のクラッド2
2から突出するコア20の先鋭部の長さは徐々に短くな
っていく。In the etching solution having such an etching rate, a conical sharp portion 25 is formed on the core 21 in the previous step.
When immersing the one end of the optical fiber 20 formed with, at the tip end of the optical fiber 20 is greater than the etching measure R 23 of the etch rate R 33 of the second cladding 23 is first clad 22, the first cladding 22 Etching rate R 23
Is smaller than the etching rate R 13 of the core 21, so that the distal end face of the second clad 23 further retreats with respect to the distal end face of the first clad 22. And the first cladding 2
The length of the sharpened portion of the core 20 protruding from 2 gradually decreases.
【0057】また、光ファイバの外周面側では、第2の
クラッド23がエッチングされることによって先端側か
ら第1のクラッド22の外周面が露出し、上述と同じ過
程で第1のクラッド22が傾斜状にエッチングされる。
そして、この第1のクラッド22がエッチングされるこ
とによってコア21の外周面が新たに露出し、エッチン
グされる。このコア21の外周面が新たに露出する過程
においても、コア21の外周面は先端側から露出するの
で、先端側にいく程エッチング量が多くなり傾斜状とな
る。但し、この第2の先鋭化工程のエッチング条件は第
1の先鋭化工程のエッチング条件とは異なるので、コア
21の、既に外周面が露出している部分と、この工程で
新たに外周面が露出した部分とでは、異なった傾斜角と
なる。したがって、図12に示すように、コア21には
傾斜角が異なる第1のテーパ面26と第2のテーパ面2
7が形成され、またクラッド22には第3のテーパ面2
8が形成され、傾斜角を3段階に変化させて先鋭化され
た光ファイバプローブが製造される。Further, on the outer peripheral surface side of the optical fiber, the outer peripheral surface of the first clad 22 is exposed from the distal end side by etching the second clad 23, and the first clad 22 is formed in the same process as described above. Etching is performed in an inclined manner.
Then, by etching the first cladding 22, the outer peripheral surface of the core 21 is newly exposed and etched. Even in the process of newly exposing the outer peripheral surface of the core 21, the outer peripheral surface of the core 21 is exposed from the front end side, so that the etching amount increases toward the front end side, and the shape becomes inclined. However, since the etching conditions in the second sharpening step are different from the etching conditions in the first sharpening step, the portion of the core 21 where the outer peripheral surface is already exposed and the outer peripheral surface are newly added in this step. The exposed portion has a different inclination angle. Therefore, as shown in FIG. 12, the core 21 has the first tapered surface 26 and the second tapered surface 2 having different inclination angles.
7 is formed, and the third tapered surface 2 is formed on the cladding 22.
8 is formed, and a sharpened optical fiber probe is manufactured by changing the inclination angle in three stages.
【0058】なお、この第1のテーパ面26の先鋭角α
と後端側の断面の直径d1は、第1の先鋭化工程での先
鋭部25の先鋭角ψ2と第2の先鋭化工程でのコア21
のエッチング速度R13及びエッチング時間により決ま
る。The acute angle α of the first tapered surface 26
And the diameter d 1 of the section on the rear end side are the sharp angle ψ 2 of the sharp portion 25 in the first sharpening step and the core 21 in the second sharpening step.
Determined by the etching rate R 13 and etching time.
【0059】また、第2のテーパ面の先鋭角βは下記の
式で求められる。The acute angle β of the second tapered surface is obtained by the following equation.
【0060】 sin(β/2)=R13/R23・sin(ω2/2)ま
たは sin(β/2)=R13/R33 さらに、第2のテーパ面27の後端側の断面の直径d2
はコア径と一致し、第3のテーパ面28の傾斜角γ/2
はクラッド傾斜工程での傾斜角ω2/2に一致する。こ
こで、傾斜角ω2/2と第3のエッチング工程でのエッ
チング速度R23,R33の関係は下記の式で表される。[0060] sin (β / 2) = R 13 / R 23 · sin (ω 2/2) or sin (β / 2) = R 13 / R 33 In addition, the rear end side of the cross section of the second tapered surface 27 Diameter d 2
Is equal to the core diameter, and the inclination angle γ / 2 of the third tapered surface 28 is
Corresponds to the tilt angle omega 2/2 in the clad inclined step. The relationship between the etching rate R 23, R 33 at the tilt angle omega 2/2 third etching process is expressed by the following formula.
【0061】sin(ω2/2)=R23/R33 このようにこの製造例では、コアの周りに第1のクラッ
ドと第2のクラッドが設けられた光ファイバから光ファ
イバプローブを製造する。この光ファイバプローブとし
ては例えば以下のような材料構成のものが用いられる。[0061] sin (ω 2/2) = In this production example R 23 / R 33 Thus, for manufacturing an optical fiber probe from the first clad and the second clad optical fiber which is provided around the core . As the optical fiber probe, for example, one having the following material configuration is used.
【0062】コア:二酸化ゲルマニウム添加石英 第1のクラッド:純粋石英 第2のクラッド:フッ素添加石英 このような材料構成の光ファイバの場合、各工程で用い
るエッチング液としては次のようなものが適当である。Core: Quartz doped with germanium dioxide First clad: Pure quartz Second clad: Quartz doped with fluorine In the case of an optical fiber having such a material composition, the following etchant is appropriate as an etchant used in each step. It is.
【0063】クラッド傾斜工程(R11=R21<R31):
40重量%NH4F水溶液:50重量%HF酸:H2O
(体積比)が1.7:1:1の緩衝フッ化水素溶液 第1の先鋭化工程(R12<R22<R32):40重量%N
H4F水溶液:50重量%HF酸:H2O(体積比)が1
0:1:1の緩衝フッ化水素溶液 第2の先鋭化工程(R13> R23<R33):40重量%
NH4F水溶液:50重量%HF酸:H2O(体積比)が
10:1:Y(但し、Y>30)あるいは1.7:1:
Y(但し、Y>1)の緩衝フッ化水素溶液 なお、この製造例ではクラッド傾斜工程でのエッチング
時間によって第2のクラッドの残存状態を制御すること
ができる。例えば、エッチング時間を比較的短く設定す
れば第2のクラッドが残存した形の光ファイバプローブ
が得られる。このような第2のクラッドが残存した光フ
ァイバプローブは、コア内を単一波長モードの光が伝搬
し、第1のクラッド内を複数の導波モードの光を伝搬す
るようになされたシングルモード・マルチモードファイ
バとして使用することができる。第3の製造例 この第3の製造例では、図13に示すようにコア31の
周りにクラッド32が設けられた光ファイバから光ファ
イバプローブを製造する。Clad tilting step (R 11 = R 21 <R 31 ):
40 wt% NH 4 F aqueous solution: 50 wt% HF acid: H 2 O
A buffered hydrogen fluoride solution having a (volume ratio) of 1.7: 1: 1 First sharpening step (R 12 <R 22 <R 32 ): 40% by weight N
H 4 F aqueous solution: 50% by weight HF acid: H 2 O (volume ratio) is 1
0: 1: 1 buffered hydrogen fluoride solution Second sharpening step (R 13 > R 23 <R 33 ): 40% by weight
NH 4 F aqueous solution: 50% by weight HF acid: H 2 O (volume ratio) is 10: 1: Y (where Y> 30) or 1.7: 1:
Buffered hydrogen fluoride solution of Y (where Y> 1) Note that in this manufacturing example, the remaining state of the second clad can be controlled by the etching time in the clad tilting step. For example, if the etching time is set relatively short, an optical fiber probe in which the second clad remains can be obtained. Such an optical fiber probe in which the second cladding remains has a single mode in which light of a single wavelength mode propagates in the core and light of a plurality of waveguide modes propagates in the first cladding. -Can be used as a multimode fiber. Third Manufacturing Example In this third manufacturing example, an optical fiber probe is manufactured from an optical fiber in which a clad 32 is provided around a core 31 as shown in FIG.
【0064】まず、光ファイバを溶融延伸することによ
って、クラッド32に傾斜部を形成する。First, an inclined portion is formed in the clad 32 by melt-drawing the optical fiber.
【0065】傾斜部を形成するには、図14に示すよう
に光ファイバ30の一部を加熱することによって溶融さ
せ、図15に示すようにこの溶融させた部分の両側を左
右に引くことによって延伸する。そして、さらに光ファ
イバ30を引くことで、図16に示すように光ファイバ
30を2つに分離する。分離された光ファイバ30は、
図17に示すように、溶融延伸された一端部においてク
ラッド32に傾斜部33が形成されるとともに、この傾
斜部33よりも先端側で角度の鋭い糸を引いたような形
状となる。また、コア31は、延伸されたことによって
先端部分の径が減少しており、また先端面がクラッドに
埋まった形になる。なお、このクラッド先端部の糸を引
いたような形状は次工程のエッチングによって除去され
る。To form the inclined portion, as shown in FIG. 14, a part of the optical fiber 30 is melted by heating, and as shown in FIG. 15, both sides of the melted portion are pulled left and right. Stretch. Then, by further pulling the optical fiber 30, the optical fiber 30 is split into two as shown in FIG. The separated optical fiber 30 is
As shown in FIG. 17, an inclined portion 33 is formed in the clad 32 at one end portion that has been melt-drawn, and a shape is obtained in which a thread having a sharp angle is drawn on the tip end side of the inclined portion 33. In addition, the core 31 has a reduced diameter at the distal end portion due to being stretched, and has a shape in which the distal end surface is buried in the clad. It should be noted that the shape of the clad tip portion as if a thread had been drawn is removed by etching in the next step.
【0066】このようにして光ファイバを溶融延伸した
後、図18に示すように第1の先鋭化工程によってコア
31の一端をクラッド32から突出させるとともにこの
一端を円錐状に先鋭化する。After the optical fiber is melt-drawn in this manner, one end of the core 31 is made to protrude from the clad 32 by a first sharpening step, and this one end is sharpened conically as shown in FIG.
【0067】この第1の先鋭化工程では、コア31のエ
ッチング速度をR12、クラッド32のエッチング速度を
R22としたときにR12<R22となるようなエッチング条
件でエッチングを行う。In the first sharpening step, the etching is performed under the etching conditions such that R 12 <R 22 when the etching rate of the core 31 is R 12 and the etching rate of the clad 32 is R 22 .
【0068】このようなエッチング速度が得られるエッ
チング液に、溶融延伸させた光ファイバ30の一端を浸
漬すると、光ファイバ30の先端側ではクラッド32が
エッチングされ、コア31の先端面が露出してくる。そ
して、コア31の先端面が露出した後には、クラッド3
2のエッチング速度R22がコア31のエッチング速度R
12よりも大きいので、クラッド32の方がコア31より
も先にエッチングされ、コア31がクラッド32から突
出してくる。When one end of the melt-stretched optical fiber 30 is immersed in an etching solution having such an etching rate, the clad 32 is etched on the distal end side of the optical fiber 30 and the distal end surface of the core 31 is exposed. come. After the tip surface of the core 31 is exposed, the cladding 3
Etching rate R 2 of the etching rate R 22 is a core 31
Since it is larger than 12 , the cladding 32 is etched before the core 31, and the core 31 projects from the cladding 32.
【0069】また、光ファイバ30の外周面側では、外
周面に露出しているクラッド32が先ずエッチングされ
る。そして、クラッド32のエッチングによってコア3
1の外周面が先端側から露出しはじめ、この外周面に露
出したコア31も引き続きエッチングされる。このと
き、コア31の外周面は先端側から露出することによっ
て、先端側にいく程エッチング量が多くなり、直径が減
少する。したがって、このエッチングを一定時間続ける
ことにより、図18に示すようにコア31の一端にクラ
ッドから突出した円錐状の先鋭部34が形成される。な
お、この先鋭部34の先鋭角ψ3は、エッチング速度R
12,R22及びクラッドの傾斜部の傾斜角ω3/2によっ
て決まり、下記の式で表される。On the outer peripheral surface side of the optical fiber 30, the clad 32 exposed on the outer peripheral surface is first etched. Then, the core 3 is etched by the cladding 32.
The outer peripheral surface of 1 starts to be exposed from the front end side, and the core 31 exposed on this outer peripheral surface is also etched. At this time, since the outer peripheral surface of the core 31 is exposed from the front end side, the amount of etching increases toward the front end side, and the diameter decreases. Therefore, by continuing this etching for a certain period of time, a conical sharpened portion 34 protruding from the clad is formed at one end of the core 31 as shown in FIG. The sharp angle ψ 3 of the sharp portion 34 is determined by the etching rate R
12, determined by the inclination angle omega 3/2 of the inclined portion of the R 22 and the cladding is expressed by the following equation.
【0070】 sin(ψ3/2)=R12/R22・sin(ω3/2) なお、溶融延伸によってクラッド32に形成された傾斜
部33は上側にいく程傾斜角が小さくなるので、エッチ
ング時間とともにω3/2は小さくなる。したがって、
先鋭部の先鋭角ψ3もエッチング時間とともに減少す
る。[0070] sin (ψ 3/2) = R 12 / R 22 · sin (ω 3/2) Since the inclined portion 33 formed in the cladding 32 by melt-drawing the inclination angle enough to go upward becomes small, ω 3/2 with etching time is reduced. Therefore,
Also decreases with etch time earlier acute [psi 3 of sharpened tip.
【0071】次に、このようにして円錐状に先鋭化され
たコア31の一端を、さらに図19に示すように第2の
先鋭化工程によって傾斜角を2段階に変化させて先鋭化
する。Next, one end of the core 31 sharpened conically in this manner is further sharpened by changing the inclination angle in two stages by a second sharpening step as shown in FIG.
【0072】この第2の先鋭化工程では、コア31のエ
ッチング速度をR13,クラッド32のエッチング速度を
R23としたときにR13>R23となるようなエッチング条
件でエッチングを行う。In the second sharpening step, etching is performed under the etching conditions such that R 13 > R 23 when the etching rate of the core 31 is R 13 and the etching rate of the clad 32 is R 23 .
【0073】このようなエッチング速度が得られるエッ
チング液に、先の工程でコア31に円錐状の先鋭部34
を形成した光ファイバ30の一端を浸漬すると、光ファ
イバ30の先端側ではコア31のエッチング速度R13が
クラッド32のエッチング速度R23よりも大きいので、
クラッド32から突出するコア31の長さが徐々に短く
なっていく。また、光ファイバ30の外周面側では、既
に外周面に露出しているコア31がエッチングされると
ともに、クラッド32がエッチングされることによって
コア31の外周面が新たに露出し、エッチングされる。
但し、このエッチングでは、既に外周面が露出している
部分と、この工程で新たに外周面が露出した部分とでは
異なった傾斜角となるので、図19に示すようにコア3
1には傾斜角が異なる第1のテーパ面35と第2のテー
パ面36が形成され、またクラッド32には第3のテー
パ面37が形成され、傾斜角を3段階に変化させて先鋭
化された光ファイバプローブが製造される。In the etching solution having such an etching rate, the conical sharp portion 34 is formed on the core 31 in the previous step.
When one end of the optical fiber 30 on which is formed is immersed, since the etching rate R 13 of the core 31 is higher than the etching rate R 23 of the clad 32 on the tip side of the optical fiber 30,
The length of the core 31 protruding from the clad 32 gradually decreases. In addition, on the outer peripheral surface side of the optical fiber 30, the core 31 already exposed on the outer peripheral surface is etched, and the outer peripheral surface of the core 31 is newly exposed and etched by etching the clad 32.
However, in this etching, the portion where the outer peripheral surface is already exposed has a different inclination angle from the portion where the outer peripheral surface is newly exposed in this step.
1 has a first tapered surface 35 and a second tapered surface 36 having different inclination angles, and a clad 32 has a third tapered surface 37 formed therein. The manufactured optical fiber probe is manufactured.
【0074】なお、この第1のテーパ面35の先鋭角α
と後端側の断面の直径d1は、第1の先鋭化工程での先
鋭部34の先鋭角ψ3と第2の先鋭化工程でのコアのエ
ッチング速度R13及びエッチング時間により決まる。The sharp angle α of the first tapered surface 35
And the diameter d 1 of the cross section on the rear end side is determined by the acute angle ψ 3 of the sharp portion 34 in the first sharpening step, the core etching rate R 13 in the second sharpening step, and the etching time.
【0075】また、第2のテーパ面36の先鋭角βは下
記の式で求められる。The acute angle β of the second tapered surface 36 is obtained by the following equation.
【0076】 sin(β/2)=R13/R23・sin(ω3/2) また、第2のテーパ面36の後端側の断面の直径d2は
コア径(溶融延伸によって減少した後のコア径)と一致
し、第3のテーパ面37の傾斜角γ/2はクラッド傾斜
工程での傾斜角ω3/2に一致する。[0076] sin (β / 2) = R 13 / R 23 · sin (ω 3/2) Further, the diameter d 2 of the rear end side of the cross section of the second tapered surface 36 is reduced by the core diameter (melt drawing core diameter) and match after the inclination angle gamma / 2 of the third taper surface 37 corresponds to the inclination angle omega 3/2 in the clad inclined step.
【0077】このようにこの製造例では、コアの周りに
クラッドが設けられた光ファイバから光ファイバプロー
ブを作製する。この光ファイバとしては例えば以下のよ
うな材料構成のものが用いられる。As described above, in this manufacturing example, an optical fiber probe is manufactured from an optical fiber having a clad provided around a core. As the optical fiber, for example, one having the following material configuration is used.
【0078】コア: 二酸化ゲルマニウム添加石英 クラッド:純粋石英 このような材料構成の光ファイバの場合、各工程で用い
るエッチング液としては次のようなものが適当である。Core: germanium dioxide-added quartz Clad: pure quartz In the case of an optical fiber having such a material composition, the following is suitable as an etching solution used in each step.
【0079】第1の先鋭化工程(R12<R22):40重
量%NH4F水溶液:50重量%HF酸:H2O(体積
比)が10:1:1の緩衝フッ化水素溶液 第2の先鋭化工程(R13>R23):40重量%NH4F
水溶液:50重量%HF酸:H2O(体積比)が10:
1:Y(但し、Y>30)あるいは1.7:1:Y(但
し、Y>1)の緩衝フッ化水素溶液第4の製造例 この第4の製造例では、図20に示すように第1のコア
41の周りに第2のコア42が設けられ、さらにその周
りにクラッド43が設けられた2重コアの光ファイバ4
0から光ファイバプローブを製造する。First sharpening step (R 12 <R 22 ): 40 wt% NH 4 F aqueous solution: 50 wt% HF acid: H 2 O (volume ratio) 10: 1: 1 buffered hydrogen fluoride solution Second sharpening step (R 13 > R 23 ): 40% by weight NH 4 F
Aqueous solution: 50% by weight HF acid: H 2 O (volume ratio) is 10:
1: Y (however, Y> 30) or 1.7: 1: Y (however, Y> 1) buffered hydrogen fluoride solution Fourth Production Example In this fourth production example, as shown in FIG. A double core optical fiber 4 in which a second core 42 is provided around a first core 41 and a cladding 43 is further provided therearound.
From 0, an optical fiber probe is manufactured.
【0080】まず、第3の製造例と同様に光ファイバ4
0を溶融延伸する。溶融延伸された光ファイバ40は、
図21に示すように一端部においてクラッド43に傾斜
部44が形成されるとともに、この傾斜部44よりも先
端側が角度の鋭い糸を引いたような形状となる。また、
第1のコア41と第2のコア42は、延伸されたことに
よって先端部分で径が減少しており、また先端面がクラ
ッドに埋まった形になる。なお、このクラッド43の先
端部の糸を引いたような形状は次工程のエッチングによ
って除去される。First, as in the third manufacturing example, the optical fiber 4
0 is melt-stretched. The melt-drawn optical fiber 40 is
As shown in FIG. 21, an inclined portion 44 is formed in the clad 43 at one end portion, and a shape in which a tip end side of the inclined portion 44 has a sharp angle is drawn. Also,
The first core 41 and the second core 42 are reduced in diameter at the distal end portion by being extended, and have a shape in which the distal end surface is buried in the clad. It should be noted that the shape of the clad 43, such as a thread at the tip, is removed by etching in the next step.
【0081】このようにして光ファイバを溶融延伸した
後、図22に示すように先鋭化工程によって第1のコア
41の一端をクラッドから突出させるとともにこの一端
を円錐状に先鋭化する。After the optical fiber is melt-drawn in this manner, one end of the first core 41 is made to protrude from the clad and sharpened in a conical shape by a sharpening step as shown in FIG.
【0082】この先鋭化工程では、第1のコア41のエ
ッチング速度をR12、第2のコア42のエッチング速度
をR22、クラッド43のエッチング速度をR32としたと
きにR12<R22<R32となるようなエッチング条件でエ
ッチングを行う。In this sharpening step, when the etching rate of the first core 41 is R 12 , the etching rate of the second core 42 is R 22 , and the etching rate of the cladding 43 is R 32 , R 12 <R 22 <etched with etching conditions such that R 32.
【0083】このようなエッチング速度が得られるエッ
チング液に、溶融延伸させた光ファイバ40の一端を浸
漬すると、光ファイバ40の先端側ではクラッド43が
エッチングされ、第1のコア41と第2のコア42の先
端面が露出してくる。そして、コア41,42の先端面
が露出した後には、クラッド43のエッチング速度R32
が第2のコア42のエッチング速度R22よりも大きく、
第2のコア42のエッチング速度R22が第1のコア41
のエッチング速度R12よりも大きいので、クラッド43
が第2のコア42よりも先にエッチングされる。そし
て、第2のコア42は第1のコア41よりも先にエッチ
ングされ、第1のコア41が第2のコア42から突出し
てくる。When one end of the melt-stretched optical fiber 40 is immersed in an etching solution having such an etching rate, the clad 43 is etched at the tip side of the optical fiber 40, and the first core 41 and the second core 41 are etched. The tip end surface of the core 42 is exposed. After the tip surfaces of the cores 41 and 42 are exposed, the etching rate R 32 of the clad 43 is increased.
There greater than the etching rate R 22 of the second core 42,
The etch rate R 22 of the second core 42 is first core 41
Because of greater than the etching rate R 12, cladding 43
Are etched prior to the second core 42. Then, the second core 42 is etched before the first core 41, and the first core 41 projects from the second core 42.
【0084】また、光ファイバの外周面側では、外周面
に露出しているクラッド43が先ずエッチングされる。
そして、クラッド43のエッチングによって第2のコア
42の外周面が先端側から露出しはじめ、この外周面に
露出した第2コア42も引き続きエッチングされる。こ
のとき、第2のコア42の外周面は先端側から露出する
ことによって、先端側にいく程エッチング量が多くな
り、直径が減少する。したがって、第2のコア42に外
周部から内周部にわたって傾斜する傾斜部が形成され
る。また、この第2のコア42がエッチングされること
によって、今度は第1のコア41の外周面が先端側から
露出しはじめ引き続きエッチングされる。このとき、第
1のコア41の外周面は先端側から露出することによっ
て、先端側にいく程エッチング量が多くなり、直径が減
少する。したがって、このエッチングを一定時間続ける
ことにより、第1のコア41の一端に第2のコア42か
ら突出した円錐状の先鋭部が形成される。その結果、図
22に示すように第1のコア41に第1のテーパ面45
が形成され、第2のコア42に第2のテーパ面46が形
成され、さらにクラッド43に第3のテーパ面47が形
成された光ファイバプローブが製造される。On the outer peripheral surface side of the optical fiber, the clad 43 exposed on the outer peripheral surface is first etched.
Then, the outer peripheral surface of the second core 42 starts to be exposed from the front end side by the etching of the clad 43, and the second core 42 exposed on this outer peripheral surface is also etched. At this time, since the outer peripheral surface of the second core 42 is exposed from the front end side, the etching amount increases toward the front end side, and the diameter decreases. Therefore, an inclined portion that is inclined from the outer peripheral portion to the inner peripheral portion is formed in the second core 42. Further, by etching the second core 42, the outer peripheral surface of the first core 41 starts to be exposed from the front end side and is subsequently etched. At this time, since the outer peripheral surface of the first core 41 is exposed from the front end side, the etching amount increases toward the front end side, and the diameter decreases. Accordingly, by continuing this etching for a certain period of time, a conical sharp portion protruding from the second core 42 is formed at one end of the first core 41. As a result, as shown in FIG.
Is formed, a second tapered surface 46 is formed on the second core 42, and a third tapered surface 47 is formed on the cladding 43, thereby manufacturing an optical fiber probe.
【0085】なお、この先鋭化工程で形成される第1の
コア41の先鋭部の先鋭角ψ41、第2のコア42の先鋭
角ψ42は、クラッド傾斜工程でのクラッドの傾斜角ω4
/2及び先鋭化工程でのエッチング速度R21、R22、R
32によって決まり、次式で表される。[0085] In this first previously acute [psi 41 of sharpened tip of the core 41 formed by sharpening process, previously acute [psi 42 of the second core 42, the inclination angle omega 4 of the cladding in the cladding inclined step
/ 2 and the etching rates R 21 , R 22 , R in the sharpening process
It is determined by 32 and is expressed by the following equation.
【0086】 sin(ψ41/2)=R12/R32・sin(ω4/2) sin(ψ42/2)=R22/R32・sin(ω4/2) なお、溶融延伸によってクラッドに形成された傾斜部4
4は上側にいく程傾斜角が小さくなるので、エッチング
時間とともにω4/2は小さくなる。したがって、第1
のコアの傾斜角ψ41/2、第2のコアの傾斜角ψ42/2
もエッチング時間とともに減少する。[0086] sin (ψ 41/2) = R 12 / R 32 · sin (ω 4/2) sin (ψ 42/2) = R 22 / R 32 · sin (ω 4/2) In addition, the melt drawing Inclined part 4 formed in clad
Since the inclination angle of the sample No. 4 becomes smaller toward the upper side, ω 4/2 decreases with the etching time. Therefore, the first
The core tilt angle [psi 41/2, the inclination angle [psi 42/2 of the second core
Also decreases with the etching time.
【0087】また、第1のテーパ面45の先鋭角αは先
鋭化工程での第1のコア41の先鋭角ψ41と一致し、第
2のテーパ面46の先鋭角βは先鋭化工程での第2のコ
ア42の先鋭角ψ42と一致する。また、第3のテーパ面
47の先鋭角γはクラッドに形成された傾斜部の先鋭角
ω4に一致する。また、第1のテーパ面45の後端側の
断面の直径d1は第1のコア41のコア径(溶融延伸に
よって減少した後のコア径)に一致し、第2のテーパ面
46の後端側の断面の直径d2は第2のコア42のコア
径(溶融延伸によって減少した後のコア径)に一致す
る。The acute angle α of the first tapered surface 45 matches the acute angle ψ 41 of the first core 41 in the sharpening step, and the acute angle β of the second tapered surface 46 in the sharpening step. consistent with previous acute [psi 42 of the second core 42 of the. The acute angle γ of the third tapered surface 47 matches the acute angle ω 4 of the inclined portion formed on the clad. Also, the diameter d 1 of the cross section on the rear end side of the first tapered surface 45 matches the core diameter of the first core 41 (core diameter reduced by melt drawing), and The diameter d 2 of the cross section on the end side matches the core diameter of the second core 42 (the core diameter after being reduced by melt drawing).
【0088】このように、この製造例では以上の2工程
で光ファイバプローブが製造されるが、この後さらにエ
ッチングを行うことによって、図23に示すように先鋭
部の長さを短くするようにしてもよい。As described above, in this manufacturing example, the optical fiber probe is manufactured in the above two steps. Thereafter, etching is further performed so as to reduce the length of the sharp portion as shown in FIG. You may.
【0089】この後の先鋭化工程では、第1のコア41
のエッチング速度をR13、第2のコア42のエッチング
速度をR23、クラッド43のエッチング速度をR33とし
たときに、R13>R23<R33となるようなエッチング条
件でエッチングを行う。In the subsequent sharpening step, the first core 41
When the etching rate of R 13 is R 13 , the etching rate of the second core 42 is R 23 , and the etching rate of the cladding 43 is R 33 , the etching is performed under the etching conditions such that R 13 > R 23 <R 33. .
【0090】このようなエッチング速度が得られるエッ
チング液に、先の工程でコア41に円錐状の先鋭部を形
成した光ファイバの一端を浸漬すると、光ファイバの先
端側ではクラッド43のエッチング速度R33が第2のコ
ア42のエッチング速度R23よりも大きく、第2のコア
42のエッチング速度R23が第1のコア41のエッチン
グ速度R13よりも小さいので、クラッド43の先端面が
第2のコア42の先端面に対してさらに後退する。そし
て、第2のコア42から突出する第1のコア41の長さ
は徐々に短くなっていく。When one end of the optical fiber having the conical sharpened portion formed in the core 41 in the previous step is immersed in an etching solution having such an etching rate, the etching rate R of the clad 43 on the tip side of the optical fiber is reduced. 33 is greater than the etching rate R 23 of the second core 42, the etching rate R 23 of the second core 42 is smaller than the etching rate R 13 of the first core 41, the distal end surface of the clad 43 second With respect to the tip end surface of the core 42 of FIG. Then, the length of the first core 41 projecting from the second core 42 gradually decreases.
【0091】一方、光ファイバ40の外周面側ではクラ
ッド43がエッチングされることによって第2のコア4
2の外周面が新たに露出し引き続きエッチングされる。
また、第2のコア42がエッチングされることによって
第1のコア41の外周面が新たに露出し、エッチングさ
れる。このエッチングでは、既に外周面が露出している
部分と、この工程で新たに外周面が露出した部分とでは
異なった傾斜角となるので、図23に示すように第1の
コア41には傾斜角が異なる第1のテーパ面48と第2
のテーパ面48bが形成され、また第2のコア42には
第3のテーパ面49aと第4のテーパ面49bが形成さ
れ、クラッド43には第5のテーパ面50が形成され、
傾斜角を5段階に変化させて先鋭化された光ファイバプ
ローブが製造される。On the other hand, on the outer peripheral surface side of the optical fiber 40, the cladding 43 is etched so that the second core 4
2 is newly exposed and subsequently etched.
Further, by etching the second core 42, the outer peripheral surface of the first core 41 is newly exposed and etched. In this etching, the portion where the outer peripheral surface is already exposed has a different inclination angle from the portion where the outer peripheral surface is newly exposed in this step. Therefore, as shown in FIG. The first tapered surface 48 and the second
, A third tapered surface 49a and a fourth tapered surface 49b are formed on the second core 42, and a fifth tapered surface 50 is formed on the cladding 43.
By changing the inclination angle in five stages, a sharpened optical fiber probe is manufactured.
【0092】なお、この第1のテーパ面48の先鋭角α
と後端側の断面の直径d1は、先鋭化工程で形成された
先鋭部46の先鋭角ψ41とエッチング速度R13及びエッ
チング時間により決まる。Note that the acute angle α of the first tapered surface 48 is
And the diameter d 1 of the cross section on the rear end side are determined by the sharp angle ψ 41 of the sharp portion 46 formed in the sharpening step, the etching rate R 13 and the etching time.
【0093】また、第2のテーパ面49の先鋭角βは下
記の式で求められる。The acute angle β of the second tapered surface 49 can be obtained by the following equation.
【0094】 sin(β/2)=R13/R23・sin(ψ42/2) さらに、第2のテーパ面の後端側の断面の直径d2は第
1のコア径(溶融延伸によって減少した後のコア径)と
一致し、第3のテーパ面の傾斜角γ/2は先鋭化工程で
第2のコアに形成された傾斜部の傾斜角ψ42/2と一致
する。[0094] sin (β / 2) = R 13 / R 23 · sin (ψ 42/2) Further, the diameter d 2 of the rear end side of the cross section of the second tapered surface by a first core diameter (melt drawing consistent with decreased core diameter after), consistent with the third inclined angle [psi 42/2 of the inclined portion formed on the second core the inclination angle gamma / 2 of the tapered surface at the sharpening process.
【0095】このようにこの製造例では、第1のコアの
周りに第2のコアとクラッドが設けられた光ファイバか
ら光ファイバプローブを製造する。この光ファイバとし
ては例えば以下のような材料構成のものが用いられる。As described above, in this manufacturing example, an optical fiber probe is manufactured from an optical fiber in which the second core and the clad are provided around the first core. As the optical fiber, for example, one having the following material configuration is used.
【0096】第1のコア:二酸化ゲルマニウム高濃度添
加石英 第2のコア:二酸化ゲルマニウム低濃度添加石英 クラッド: 純粋石英 このような材料構成の光ファイバの場合、各工程で用い
るエッチング液としては次のようなものが適当である。First core: germanium dioxide high-concentration doped quartz Second core: germanium dioxide low-concentration doped quartz Clad: pure quartz In the case of an optical fiber having such a material composition, the following etchant is used in each step. Something like that is appropriate.
【0097】第1の先鋭化工程(R12<R22<R32):
40重量%NH4F水溶液:50重量%HF酸:H2O
(体積比)が10:1:1の緩衝フッ化水素溶液 第2の先鋭化工程(R13>R23<R33)):40重量%
NH4F水溶液:50重量%HF酸:H2O(体積比)が
10:1:Y(但し、Y>30)あるいは1.7:1:
Y(但し、Y>1)の緩衝フッ化水素溶液 以上、光ファイバプローブの製造方法の4例を説明し、
それぞれ最適な光ファイバプローブの材料構成とエッチ
ング条件を例示したが、材料構成やエッチング条件はこ
れに限るものではない。First sharpening step (R 12 <R 22 <R 32 ):
40 wt% NH 4 F aqueous solution: 50 wt% HF acid: H 2 O
(Volume ratio) of 10: 1: 1 buffered hydrogen fluoride solution second sharpening step (R 13> R 23 <R 33)): 40 wt%
NH 4 F aqueous solution: 50% by weight HF acid: H 2 O (volume ratio) is 10: 1: Y (where Y> 30) or 1.7: 1:
Buffered hydrogen fluoride solution of Y (where Y> 1) Above, four examples of the method of manufacturing the optical fiber probe are described,
Although the optimum material configuration and etching conditions of the optical fiber probe have been exemplified, the material configuration and the etching conditions are not limited thereto.
【0098】例えばエッチング条件につい言えば、二酸
化ゲルマニウム添加石英の純石英に対するエッチング速
度比が緩衝フッ化水素溶液の濃度によって定量的に制御
できるので、その速度比と濃度の関係に基づいて所定の
エッチング速度条件を満足するように決定すれば良い。For example, regarding the etching conditions, since the etching rate ratio of germanium dioxide-added quartz to pure quartz can be quantitatively controlled by the concentration of the buffered hydrogen fluoride solution, a predetermined etching rate is determined based on the relationship between the rate ratio and the concentration. What is necessary is just to determine so as to satisfy the speed condition.
【0099】すなわち、緩衝フッ化水素溶液は40重量
%NH4F水溶液と50重量%HF酸及びH2Oよりな
り、その濃度はNH4F水溶液の体積比XやH2Oの体積
比Yによって制御される。That is, the buffered hydrogen fluoride solution is composed of a 40% by weight aqueous solution of NH 4 F, 50% by weight of HF acid and H 2 O, and its concentration is determined by the volume ratio X of the NH 4 F aqueous solution or the volume ratio Y of H 2 O. Is controlled by
【0100】ここで、HF酸の体積比が1、H2Oの体
積比Yが1のときに、NH4F水溶液の体積比Xを0か
ら増加させていくと、二酸化ゲルマニウム添加石英の純
石英に対するエッチング速度比RGe/R0はこの体積比
Xの増加に伴って減少していき、体積比Xが10〜30
のときに最小となる。そして、NH4F水溶液の体積比
Xが30を越えたところでは、二酸化ゲルマニウム添加
石英の純石英に対するエッチング速度比RGe/R0は体
積比Xの増加とともに増大する。また、NH4F水溶液
の体積比Xが1.7のときには、二酸化ゲルマニウム添
加石英の純石英に対するエッチング速度比RGe/R0は
1になる。一方、NH4F水溶液の体積比Xを10に固
定し、H2Oの体積比Yを増加させると、二酸化ゲルマ
ニウム添加石英の純石英に対するエッチング速度比RGe
/R0は体積比Yの増加に伴って増大する。また、H2O
の体積比Yが30のときには、二酸化ゲルマニウム添加
石英の純石英に対するエッチング速度比RGe/R0は1
になる。Here, when the volume ratio X of the aqueous NH 4 F solution is increased from 0 when the volume ratio of HF acid is 1 and the volume ratio Y of H 2 O is 1, the pureness of the germanium dioxide-added quartz is increased. The etching rate ratio R Ge / R 0 with respect to quartz decreases as the volume ratio X increases.
It becomes the minimum when. When the volume ratio X of the NH 4 F aqueous solution exceeds 30, the etching rate ratio R Ge / R 0 of germanium dioxide-added quartz to pure quartz increases with an increase in the volume ratio X. When the volume ratio X of the aqueous NH 4 F solution is 1.7, the etching rate ratio R Ge / R 0 of germanium dioxide-added quartz to pure quartz is 1. On the other hand, when the volume ratio X of the NH 4 F aqueous solution is fixed at 10 and the volume ratio Y of H 2 O is increased, the etching rate ratio R Ge of germanium dioxide-added quartz to pure quartz is increased.
/ R 0 increases as the volume ratio Y increases. In addition, H 2 O
Is 30, the etching rate ratio R Ge / R 0 of germanium dioxide-added quartz to pure quartz is 1
become.
【0101】したがって、二酸化ゲルマニウム添加石英
よりなるコアの周りに、純粋石英よりなるクラッドが設
けられて構成される光ファイバをエッチングする場合、
(コアのエッチング速度)<(クラッドのエッチング速
度)とするためには、NH4F水溶液:HF酸:H2O
はX:1:1(X>1.7)や10:1:Y(Y<3
0)などの体積比とすればよく、(コアのエッチング速
度)>(クラッドのエッチング速度)とするためには、
NH4F水溶液:HF酸:H2OはX:1:1(X<1.
7),1.7:1:Y(Y>1),10:1:Y(Y>
30)などの体積比とすれば良い。Therefore, when etching an optical fiber formed by providing a clad made of pure quartz around a core made of germanium dioxide-doped quartz,
In order to satisfy (etching rate of core) <(etching rate of clad), NH 4 F aqueous solution: HF acid: H 2 O
Are X: 1: 1 (X> 1.7) or 10: 1: Y (Y <3
0) etc., and in order to satisfy (core etching rate)> (cladding etching rate),
NH 4 F aqueous solution: HF acid: H 2 O is X: 1: 1 (X <1.
7), 1.7: 1: Y (Y> 1), 10: 1: Y (Y>
30) or the like.
【0102】また、光ファイバとしてはB2O3添加石英
を用いたものであっても良い。B2O3添加石英はB2O3
の添加量が増加するにつれて屈折率が低下するので、光
ファイバにおいてはクラッド材として用いられる。B2
O3をクラッド材とする場合、コア材としては紫外域で
高い透過率を示す純石英を用いるのが適当である。The optical fiber may be one using B 2 O 3 -doped quartz. B 2 O 3 added quartz is B 2 O 3
Since the refractive index decreases with an increase in the amount of addition of, it is used as a cladding material in an optical fiber. B 2
When O 3 is used as the cladding material, it is appropriate to use pure quartz having high transmittance in the ultraviolet region as the core material.
【0103】このB2O3添加石英をクラッド材とする光
ファイバから上記第1の製造例〜第4の製造例によって
光ファイバプローブを製造する場合、具体的には次のよ
うな材料構成の光ファイバを用いることができる。When an optical fiber probe is manufactured from the optical fiber using the B 2 O 3 -doped quartz as a cladding material according to the first to fourth manufacturing examples, specifically, the following material constitution is used. Optical fibers can be used.
【0104】第1の製造例:コア;純粋石英/クラッ
ド;B2O3添加石英 第2の製造例:コア;純粋石英/第1のクラッド;B2
O3ドープ石英/第2のクラッド;フッ素添加石英 第3の製造例:コア;純粋石英/クラッド;B2O3添加
石英 第4の製造例:第1のコア;純粋石英/第2のコア;B
2O3添加石英/クラッド;B2O3低濃度添加石英/純石
英 なお、B2O3添加石英をクラッド材とする光ファイバを
緩衝フッ化水素溶液によってエッチングする場合、(コ
アのエッチング速度)<(クラッドのエッチング速度)
とするためにはNH4F水溶液:HF酸:H2OをX:
1:1(X<1.7),1.7:1:Y(Y>1),1
0:1:Y(Y>30)などの体積比とすれば良い。ま
た、(コアのエッチング速度)>(クラッドのエッチン
グ速度)とするためにはNH4F水溶液:HF酸:H2O
をX:1:1(X>1.7),10:1:Y(Y<3
0)などの体積比とすれば良い。First production example: core; pure quartz / cladding; B 2 O 3 added quartz Second production example: core; pure quartz / first cladding; B 2
O 3 doped silica / second cladding; fluorine doped quartz third manufacturing example: core; pure silica / cladding; B 2 O 3 doped quartz fourth Preparation: first core; pure silica / second core B
2 O 3 -added quartz / cladding; B 2 O 3 -low-concentration added quartz / pure quartz When an optical fiber using B 2 O 3 -added quartz as a cladding material is etched with a buffered hydrogen fluoride solution, (the etching rate of the core) ) <(Clad etching rate)
In order to obtain the following, NH 4 F aqueous solution: HF acid: H 2 O is converted into X:
1: 1 (X <1.7), 1.7: 1: Y (Y> 1), 1
A volume ratio such as 0: 1: Y (Y> 30) may be used. Further, in order to satisfy (etching rate of core)> (etching rate of clad), NH 4 F aqueous solution: HF acid: H 2 O
X: 1: 1 (X> 1.7), 10: 1: Y (Y <3
A volume ratio such as 0) may be used.
【0105】このように3段階の傾斜角で先鋭化された
光ファイバプローブの先鋭部は、第1のテーパ面の先鋭
角αを小さい角度にすることで実効的な開口径が微小化
し、分解能が向上する。このとき、先鋭部が一定の傾斜
角で円錐状に先鋭化されている場合では、この傾斜角が
小さくなる程光の損失が大きくなり透過効率が低下す
る。これに対して、このように先鋭部が3段階の傾斜角
で先鋭化された場合では、第1のテーパ面の先鋭角αを
小さい角度にしても第2のテーパ面の傾斜角β/2を大
きくすることで光の透過効率を上げることができる。つ
まり、この光ファイバプローブでは、光の透過効率を十
分に得ながら、高い分解能を得ることができる。As described above, the sharpened portion of the optical fiber probe sharpened at the three inclination angles has a small effective aperture diameter by reducing the acute angle α of the first tapered surface, thereby reducing the resolution. Is improved. At this time, when the sharp portion is sharpened in a conical shape at a constant inclination angle, the smaller the inclination angle, the greater the light loss and the lower the transmission efficiency. On the other hand, in the case where the sharp portion is sharpened at three levels of inclination angles, the inclination angle β / 2 of the second tapered surface is set even if the acute angle α of the first tapered surface is made small. The transmission efficiency of light can be increased by increasing. That is, with this optical fiber probe, high resolution can be obtained while sufficiently obtaining light transmission efficiency.
【0106】以上のようにして先鋭部を有する光ファイ
バプローブは製造されるが、この光ファイバプローブに
はさらに先鋭部に、図2,図3,図4に示すように開口
部となる先端を除いて遮光性被覆層5を形成するように
しても良い。なお、このうち図2,図3は図1で示され
る先鋭部に遮光性被覆層5を形成したものであり、図4
は先鋭角αが50゜以下、先鋭角βが180゜、断面直
径d1が光の波長λ以下、断面直径d2が光の波長λと同
寸法となされた先鋭部に遮光性被覆層5を形成したもの
である。An optical fiber probe having a sharpened portion is manufactured as described above. This optical fiber probe is further provided with a sharpened portion and a tip serving as an opening as shown in FIGS. Alternatively, the light-shielding coating layer 5 may be formed. 2 and 3 show the light-shielding coating layer 5 formed on the sharp portion shown in FIG.
The light-shielding coating layer 5 has a sharp angle α of 50 ° or less, a sharp angle β of 180 °, a sectional diameter d 1 of less than the wavelength of light λ, and a sectional diameter d 2 of the same size as the wavelength of light λ. Is formed.
【0107】遮光性被覆層5を形成すると、遮光性被覆
層5が形成された部分では光の入射が遮られ、微小開口
でのみ光が選択的に取り込まれるようになるので、分解
能が向上し、S/N比が改善される。以下、この遮光性
被覆層5の形成方法について説明する。When the light-shielding coating layer 5 is formed, light is blocked at the portion where the light-shielding coating layer 5 is formed, and light is selectively taken in only through the minute aperture, so that the resolution is improved. , S / N ratio is improved. Hereinafter, a method for forming the light-shielding coating layer 5 will be described.
【0108】遮光性被覆層の形成例 遮光性被覆層5は、真空蒸着法やスパッタリング法、無
電解めっき法によって先鋭部に遮光性の金属膜を形成し
た後、この上に先端部を除いてエッチングマスクを形成
し、その後エッチングを行い、先端部の金属膜を除去す
ることによって形成される。 Example of forming light-shielding coating layer The light-shielding coating layer 5 is formed by forming a light-shielding metal film on a sharp portion by a vacuum evaporation method, a sputtering method, or an electroless plating method, and excluding a tip portion thereon. It is formed by forming an etching mask and then performing etching to remove the metal film at the tip.
【0109】但し、この遮光性被覆層5によって十分な
遮光性を得るためには、先鋭部の先端1aから、先鋭部
の断面直径が波長と等しくなる位置までの寸法L(以
下、チップ長Lと称する)が重要となり、このチップ長
Lは遮光性被覆層5を構成する金属のskin dep
thの少なくとも5倍〜10倍程度、さらにはそれ以上
とされているのが望ましい。なお、skin dept
hとは当該金属に光を透過させたときに光強度が1/e
2(但し、eは自然定数である)になる金属の厚さであ
り、この値が小さい金属程光に対する吸収係数が大きい
ことを意味する。この金属のskin depthは、
通常20〜30nmであり、したがってチップ長は具体
的には100〜200nm程度に選ばれるのが好まし
い。However, in order to obtain a sufficient light-shielding property by the light-shielding coating layer 5, a dimension L (hereinafter, referred to as a chip length L) from the tip 1a of the sharp portion to a position where the cross-sectional diameter of the sharp portion becomes equal to the wavelength. ) Is important, and the chip length L is the skin depth of the metal forming the light-shielding coating layer 5.
It is desirable that the thickness be at least about 5 to 10 times, and more than th. In addition, skin dept
h means that the light intensity is 1 / e when light is transmitted through the metal.
2 (where e is a natural constant) is the thickness of the metal, and the smaller the value of the metal, the greater the light absorption coefficient. The skin depth of this metal is
Usually, it is 20 to 30 nm. Therefore, it is preferable that the chip length is specifically selected to be about 100 to 200 nm.
【0110】まず、このような遮光性被覆層を、図24
に示すようにコア51の回りにクラッド52が設けられ
た光ファイバの先鋭部53に形成する方法について説明
する。First, such a light-shielding coating layer is formed as shown in FIG.
A method of forming a sharp portion 53 of an optical fiber in which a clad 52 is provided around a core 51 as shown in FIG.
【0111】遮光性被覆層を形成するには、具体的に
は、真空蒸着装置を用いて真空中で光ファイバをその中
心軸を中心として回転させ、先鋭部53の側面から金属
蒸気を供給して蒸着する。これにより図25に示すよう
に先鋭部53に遮光性の被覆層54が形成される。In order to form the light-shielding coating layer, specifically, the optical fiber is rotated around its central axis in a vacuum using a vacuum evaporation apparatus, and metal vapor is supplied from the side surface of the sharp portion 53. To deposit. As a result, a light-shielding coating layer 54 is formed on the sharp portion 53 as shown in FIG.
【0112】この被覆層54としては、遮光性が高く、
導電性が高い材質のものが用いられ、アルミニウム、
金、銀、白金等を用いることができる。中でも、アルミ
ニウムが好適である。The coating layer 54 has a high light-shielding property,
Materials of high conductivity are used, aluminum,
Gold, silver, platinum or the like can be used. Among them, aluminum is preferred.
【0113】つぎに、図26に示すようにこの被覆層5
4上の先端部を除いた部分にエッチングマスク55を形
成する。エッチングマスク55は、真空蒸着装置を用い
て真空中で光ファイバをその中心軸を中心として回転さ
せ、耐腐食性の素材の蒸気を供給して蒸着することによ
り形成する。Next, as shown in FIG.
An etching mask 55 is formed on the portion of the substrate 4 excluding the tip. The etching mask 55 is formed by rotating the optical fiber around its central axis in a vacuum using a vacuum deposition apparatus, and supplying vapor from a corrosion-resistant material to perform vapor deposition.
【0114】真空蒸着では、金属蒸気の直進性が高いた
め、先鋭部に対して後方から金属蒸気を供給すると金属
蒸気が被覆層の先端に回り込まず、先端部を除いた領域
にのみエッチングマスク55を形成することができる。
例えば金属蒸気の入射方向が光ファイバの中心軸に対し
て50°の角度をなすような後方側から金属蒸気を入射
させると、図26に示すような領域にエッチングマスク
55が形成される。In vacuum vapor deposition, since the straightness of the metal vapor is high, when the metal vapor is supplied from behind to the sharp portion, the metal vapor does not flow to the tip of the coating layer, and the etching mask 55 is formed only in the region excluding the tip. Can be formed.
For example, when the metal vapor is incident from the rear side such that the incident direction of the metal vapor forms an angle of 50 ° with the central axis of the optical fiber, an etching mask 55 is formed in a region as shown in FIG.
【0115】なお、このエッチングマスク55と材質と
しては、次工程で行う被覆層54のエッチングにおいて
エッチング液に対して耐腐食性を示すものであればよ
く、例えばクロムが適当であり、この他、被覆層との組
み合わせを考慮すれば銀、白金等も使用できる。The etching mask 55 and the material may be any as long as they exhibit corrosion resistance to the etchant in the etching of the coating layer 54 in the next step. For example, chromium is appropriate. Considering the combination with the coating layer, silver, platinum or the like can also be used.
【0116】このようにしてエッチングマスク55を形
成した後、被覆層54及びエッチングマスク55が形成
された光ファイバの先端をエッチング液に浸すことによ
ってエッチングを行う。After forming the etching mask 55 in this manner, etching is performed by immersing the tip of the optical fiber on which the coating layer 54 and the etching mask 55 are formed in an etching solution.
【0117】光ファイバの先端をエッチング液に浸す
と、エッチングマスク55が形成されていない先端部の
被覆層54のみが選択的にエッチングされ、図27に示
すように、先端部に開口部54aを有する遮光性被覆層
54が形成される。このエッチング液としてはNaOH
水溶液等の強アルカリ水溶液が用いられる。When the tip of the optical fiber is immersed in an etching solution, only the coating layer 54 at the tip where the etching mask 55 is not formed is selectively etched, and as shown in FIG. 27, an opening 54a is formed at the tip. The light-shielding coating layer 54 is formed. The etching solution is NaOH
A strong alkaline aqueous solution such as an aqueous solution is used.
【0118】そして、この後、図28に示すように光フ
ァイバに対して、エッチングマスクを溶解し且つ遮光性
被覆層を溶解させないエッチング液による処理を施すこ
とでエッチングマスク55を除去し、開口プローブは製
造される。Then, as shown in FIG. 28, the etching mask 55 is removed by subjecting the optical fiber to a treatment with an etching solution that dissolves the etching mask and does not dissolve the light-shielding coating layer. Is manufactured.
【0119】次に、図29に示すようにコア56の回り
に第1のクラッド57が設けられ、その回りに第2のク
ラッド58が設けられた光ファイバであって、コア内を
単一波長モードの光が伝搬し、第1のクラッド内を複数
の導波モードの光を伝搬するようになされたシングルモ
ード・マルチモードファイバの先鋭部59に遮光性被覆
層を形成する方法について説明する。Next, as shown in FIG. 29, an optical fiber in which a first clad 57 is provided around a core 56 and a second clad 58 is provided therearound, wherein a single wavelength A method of forming a light-shielding coating layer on the sharpened portion 59 of a single-mode / multi-mode fiber in which light of a mode propagates and light of a plurality of guided modes propagates in the first clad will be described.
【0120】このようなシングルモード・マルチモード
ファイバでは、第1の遮光性被覆層と第2の遮光性被覆
層の2層の被覆層を形成し、第1の遮光性被覆層によっ
て第1のクラッド57に対応した開口部が形成されるよ
うにし、第2の遮光性被覆層によってコア56に対応し
た開口部が形成されるようにする。In such a single-mode / multi-mode fiber, two coating layers of a first light-shielding coating layer and a second light-shielding coating layer are formed, and the first light-shielding coating layer forms the first light-shielding coating layer. An opening corresponding to the clad 57 is formed, and an opening corresponding to the core 56 is formed by the second light-shielding coating layer.
【0121】まず、第1の遮光性被覆層を形成するため
に、図30に示すようにスパッタリング等によって金等
よりなる第1の被覆層60を成膜する。First, in order to form a first light-shielding coating layer, a first coating layer 60 made of gold or the like is formed by sputtering or the like as shown in FIG.
【0122】この第1の被覆層60としては、先の遮光
性被覆層の形成方法で示したように遮光性が高く、導電
性が高い材質のものが用いられ、金の他、アルミニウ
ム、銀、白金等を用いることができる。As the first coating layer 60, a material having a high light-shielding property and a high conductivity is used as shown in the method of forming the light-shielding coating layer. In addition to gold, aluminum, silver, and the like are used. , Platinum or the like can be used.
【0123】次に、図31に示すようにこの第1の被覆
層60の先端部を除いて第1のエッチングマスク61を
形成する。第1のエッチングマスク61を形成するに
は、まず第1の被覆層60を形成した光ファイバを、溶
剤に合成樹脂を溶かした樹脂溶液に浸漬した後、この樹
脂溶液から引き上げる。Next, as shown in FIG. 31, a first etching mask 61 is formed except for the tip of the first coating layer 60. In order to form the first etching mask 61, first, the optical fiber on which the first coating layer 60 has been formed is immersed in a resin solution in which a synthetic resin is dissolved in a solvent, and then pulled up from the resin solution.
【0124】光ファイバを樹脂溶液から引き上げると、
先端部に付着した樹脂溶液が表面張力によって上側に引
き寄せられ、先端部の第1の被覆層60が樹脂溶液から
露出する。そして、樹脂溶液中の溶剤が蒸発すると、樹
脂溶液が付着していた部分にのみ合成樹脂が残り、合成
樹脂よりなる第1のエッチングマスク61が先端部を除
いたかたちで形成される。When the optical fiber is pulled out of the resin solution,
The resin solution attached to the tip is drawn upward by surface tension, and the first coating layer 60 at the tip is exposed from the resin solution. Then, when the solvent in the resin solution evaporates, the synthetic resin remains only in the portion where the resin solution has adhered, and the first etching mask 61 made of the synthetic resin is formed excluding the tip.
【0125】ここで、樹脂溶液としては、表面張力によ
って先端部が溶剤から露出し得る程度に粘性が小さいも
のであればよい。また、溶剤に溶解させる合成樹脂は、
次工程で行われるエッチングに際してエッチング液に溶
解しないものであれば良い。具体的には、アクリル樹脂
等が用いられる。Here, the resin solution may be any resin solution having such a small viscosity that the tip can be exposed from the solvent by surface tension. The synthetic resin dissolved in the solvent is
Any material that does not dissolve in the etchant during the etching performed in the next step may be used. Specifically, an acrylic resin or the like is used.
【0126】なお、樹脂溶液から露出する先端部の大き
さは、樹脂溶液の動粘度や光ファイバを溶剤から引き上
げる際の引き上げ速度によって制御される。The size of the tip exposed from the resin solution is controlled by the kinematic viscosity of the resin solution and the speed of pulling up the optical fiber from the solvent.
【0127】このようにして第1のエッチングマスク6
1を形成した後、この第1の被覆層60及び第1のエッ
チングマスク61が形成された光ファイバをエッチング
液に浸すことによってエッチングを行う。Thus, the first etching mask 6
After forming 1, the optical fiber on which the first coating layer 60 and the first etching mask 61 are formed is etched by immersing it in an etching solution.
【0128】光ファイバをエッチング液に浸すと、第1
のエッチングマスク61が形成されていない先端部の第
1の被覆層60のみが選択的にエッチングされ、図32
に示すように、先端部に開口部60aを有する第1の遮
光性被覆層60が形成される。When the optical fiber is immersed in the etching solution, the first
Only the first coating layer 60 at the tip end where the etching mask 61 is not formed is selectively etched, and FIG.
As shown in (1), a first light-shielding coating layer 60 having an opening 60a at the tip is formed.
【0129】ここで、エッチング液としては、遮光性の
被覆層をエッチングすることができ且つエッチングマス
クをエッチングしないものであればよく、ヨウ化カリウ
ム(KI−I2)水溶液、シアン化カリウム水溶液、王
水、ヨウ素あるいは臭素等のハロゲン溶液等が使用され
る。例えば遮光性の被覆層60が金よりなり、エッチン
グマスク61がアクリル樹脂よりなる場合には、KI−
I2水溶液をエッチング液に用いるのが好ましい。Here, the etchant may be any as long as it can etch the light-shielding coating layer and does not etch the etching mask. Aqueous potassium iodide (KI-I 2 ) solution, potassium cyanide solution, aqua regia A halogen solution such as iodine or bromine is used. For example, when the light-shielding coating layer 60 is made of gold and the etching mask 61 is made of an acrylic resin, KI-
It is preferable to use an aqueous solution of I 2 for the etching solution.
【0130】そして、このようにして第1の遮光性被覆
層60を形成した後、図33に示すように上記エッチン
グマスク61をアセトン等の有機溶剤によって剥離除去
し、続いて第2の遮光性被覆層を形成する。After forming the first light-shielding coating layer 60 in this manner, as shown in FIG. 33, the etching mask 61 is peeled off and removed with an organic solvent such as acetone, and then the second light-shielding coating layer 60 is removed. Form a coating layer.
【0131】第2の遮光性被覆層を形成するには、真空
蒸着装置を用いて真空中で光ファイバをその中心軸を中
心として回転させ、先鋭部の側面から金属蒸気を供給し
て蒸着する。これにより図34に示すように先鋭部59
に遮光性の第2の被覆層62が形成される。In order to form the second light-shielding coating layer, the optical fiber is rotated around its central axis in a vacuum using a vacuum evaporation apparatus, and metal vapor is supplied from the side of the sharp portion to perform evaporation. . As a result, as shown in FIG.
A light-shielding second coating layer 62 is formed on the substrate.
【0132】この第2の被覆層62としては、第1の遮
光性被覆層60の材料として例示したものがいずれも使
用可能であり、特にアルミニウムが好適である。As the second coating layer 62, any of the materials exemplified as the material of the first light-shielding coating layer 60 can be used, and aluminum is particularly preferable.
【0133】つぎに、図35に示すようにこの第2の被
覆層62の先端部を除いて第2のエッチングマスク63
を形成する。第2のエッチングマスク63は、真空蒸着
装置を用いて真空中で光ファイバをその中心軸を中心と
して回転させ先鋭部の側面側から耐腐食性の素材の蒸気
を供給して蒸着することにより形成する。Next, as shown in FIG. 35, the second etching mask 63 is removed except for the tip of the second coating layer 62.
To form The second etching mask 63 is formed by rotating the optical fiber about its central axis in a vacuum using a vacuum deposition apparatus, and supplying vapor from a corrosion-resistant material from the side of the sharp portion to perform vapor deposition. I do.
【0134】なお、この第2のエッチングマスク63と
材質としては、次工程で行う被覆層のエッチングにおい
てエッチング液に対して耐腐食性を示すものであればよ
く、例えばクロムが適当であり、この他被覆層との組み
合わせを考慮すれば銀、白金等も使用できる。The second etching mask 63 and the material may be any as long as they exhibit corrosion resistance to the etchant in the etching of the coating layer performed in the next step. For example, chromium is appropriate. Considering the combination with other coating layers, silver, platinum or the like can also be used.
【0135】このようにして第2のエッチングマスク6
3を形成した後、この第2の被覆層62及び第2のエッ
チングマスク63が形成された光ファイバの先端をエッ
チング液に浸すことによってエッチングを行う。Thus, the second etching mask 6
After forming 3, the tip of the optical fiber on which the second coating layer 62 and the second etching mask 63 are formed is etched by immersing it in an etching solution.
【0136】光ファイバの先端をエッチング液に浸す
と、第2のエッチングマスク63が形成されていない先
端部の遮光性の被覆層のみが選択的にエッチングされ、
図36に示すように、先端部に開口部62aが形成され
た第2の遮光性被覆層62が形成される。なお、このエ
ッチング液としてはNaOH水溶液等の強アルカリ水溶
液が用いられる。例えば遮光性の被覆層がアルミニウム
よりなり、エッチングマスクがクロムよりなる場合に
は、NaOH水溶液をエッチング液として用いるのが望
ましい。When the tip of the optical fiber is immersed in an etching solution, only the light-shielding coating layer at the tip where the second etching mask 63 is not formed is selectively etched,
As shown in FIG. 36, a second light-shielding coating layer 62 having an opening 62a formed at the tip is formed. Note that a strong alkaline aqueous solution such as an aqueous NaOH solution is used as the etching solution. For example, when the light-shielding coating layer is made of aluminum and the etching mask is made of chromium, it is desirable to use an aqueous NaOH solution as an etching solution.
【0137】そして、この後、光ファイバに対して第1
のエッチングマスク63を溶解し且つ第2の遮光性被覆
層62を溶解させないエッチング液による処理を施すこ
とで、図37に示すようにエッチングマスク63を除去
し、開口プローブは製造される。Thereafter, the first to the optical fiber
By performing a process using an etching solution that dissolves the etching mask 63 and does not dissolve the second light-shielding coating layer 62, the etching mask 63 is removed as shown in FIG. 37, and the aperture probe is manufactured.
【0138】続いて、図38に示すようにコア64の周
りに第1のクラッド65が設けられ、その周りに第2の
クラッド66が設けられたシングルモード・マルチモー
ドファイバに第1の遮光性被覆層と第2の遮光性被覆層
を形成する方法を説明する。なお、この方法では第1の
遮光性被覆層を無電解めっき法によって形成する。Next, as shown in FIG. 38, a first cladding 65 is provided around a core 64 and a second cladding 66 is provided therearound. A method for forming the coating layer and the second light-shielding coating layer will be described. In this method, the first light-shielding coating layer is formed by an electroless plating method.
【0139】第1の遮光性被覆層を無電解めっき法によ
って形成するには、まず、先鋭部67の表面にパラジウ
ム等の触媒金属核を析出させて活性化処理を行う。In order to form the first light-shielding coating layer by electroless plating, first, a catalytic metal nucleus such as palladium is deposited on the surface of the sharpened portion 67 and an activation process is performed.
【0140】具体的には、光ファイバを二塩化スズ(S
nCl2)溶液に浸漬させることでファイバ表面にスズ
を被着させ、続いて二塩化パラジウム(PdCl2)溶
液に光ファイバを浸漬する。このようにスズが被着した
光ファイバを二塩化パラジウム溶液に浸漬させると、ス
ズがパラジウムによって置換され、パラジウムの触媒金
属核がファイバ表面に析出する。Specifically, the optical fiber is made of tin dichloride (S
Tin is deposited on the fiber surface by immersion in an nCl 2 ) solution, and then the optical fiber is immersed in a palladium dichloride (PdCl 2 ) solution. When the optical fiber thus coated with tin is immersed in a palladium dichloride solution, tin is replaced by palladium, and a catalytic metal nucleus of palladium precipitates on the fiber surface.
【0141】なお、活性化処理は、パラジウムをスパッ
タリング等の薄膜形成技術によって直接先鋭部表面に析
出させることで行っても良い。The activation treatment may be performed by depositing palladium directly on the surface of the sharp portion by a thin film forming technique such as sputtering.
【0142】そして、活性化処理を行った光ファイバの
先鋭部の表面に無電解めっき液によりニッケル等のめっ
き膜を形成する。めっき膜は、先鋭部67の先端部のよ
うな、いわば針のような尖った形状の表面には析出しに
くいので、先鋭部67の先端部以外で十分な膜厚のめっ
き膜が堆積し、且つ先鋭部67の先端部でめっき膜が析
出していない段階でめっきを停止することによって、図
39に示すように先端部に開口部68aを有したかたち
で第1の遮光性被覆層68が形成される。Then, a plated film of nickel or the like is formed on the surface of the sharpened portion of the optical fiber that has been subjected to the activation treatment using an electroless plating solution. Since the plating film is unlikely to be deposited on a pointed surface such as a needle, such as a tip of the sharp portion 67, a plating film of a sufficient thickness is deposited except for the tip of the sharp portion 67, In addition, by stopping the plating at the stage where the plating film is not deposited at the tip of the sharpened portion 67, the first light-shielding coating layer 68 has the opening 68a at the tip as shown in FIG. It is formed.
【0143】次に、この第1の遮光性被覆層68の上に
第2の遮光性被覆層を形成する。Next, a second light-shielding coating layer is formed on the first light-shielding coating layer 68.
【0144】第2の遮光性被覆層を形成するには、真空
蒸着装置を用いて真空中で光ファイバをその中心軸を中
心として回転させ、先鋭部87の側面から金属蒸気を供
給して蒸着する。これによって図40に示すように遮光
性の第2の被覆層69が形成される。To form the second light-shielding coating layer, the optical fiber is rotated about its central axis in a vacuum using a vacuum deposition apparatus, and metal vapor is supplied from the side surface of the sharp portion 87 to form a vapor deposition. I do. Thus, a light-shielding second covering layer 69 is formed as shown in FIG.
【0145】この第2の被覆層69としては、遮光性が
高く、導電性が高い材質のものが用いられ、アルミニウ
ム、金、銀、白金等を用いることができる。中でも、ア
ルミニウムが好適である。As the second coating layer 69, a material having high light-shielding properties and high conductivity is used, and aluminum, gold, silver, platinum or the like can be used. Among them, aluminum is preferred.
【0146】つぎに、図41に示すように第2の被覆層
69の先端部を除いてエッチングマスク70を形成す
る。エッチングマスク70は、真空蒸着装置を用いて真
空中で光ファイバをその中心軸を中心として回転させ、
耐腐食性の素材の蒸気を先鋭部に対して側面側から供給
して蒸着することにより形成する。Next, as shown in FIG. 41, an etching mask 70 is formed except for the tip of the second coating layer 69. The etching mask 70 rotates the optical fiber around its central axis in a vacuum using a vacuum deposition apparatus,
It is formed by supplying vapor from a corrosion-resistant material to the sharpened portion from the side and vapor deposition.
【0147】このエッチングマスク70と材質として
は、次工程で行う第2の被覆層69のエッチングにおい
てエッチング液に対して耐腐食性を示すものであればよ
く、例えばクロムが適当であり、この他、被覆層との組
み合わせを考慮すれば銀、白金等も使用できる。As the etching mask 70 and the material, any material may be used as long as it exhibits corrosion resistance to the etchant in the etching of the second coating layer 69 in the next step. For example, chromium is appropriate. Considering the combination with the coating layer, silver, platinum and the like can also be used.
【0148】このようにしてエッチングマスクを形成し
た後、この第2の被覆層69及びエッチングマスク70
が形成された光ファイバの先端をエッチング液に浸すこ
とによってエッチングを行う。After forming the etching mask in this manner, the second coating layer 69 and the etching mask 70 are formed.
Etching is performed by immersing the tip of the optical fiber on which the is formed in an etchant.
【0149】光ファイバの先端をエッチング液に浸す
と、エッチングマスク70が形成されていない先端部の
第2の被覆層69のみが選択的にエッチングされ、図4
2に示すように、先端部に開口部69aが形成された第
2の遮光性被覆層69が形成される。なお、このエッチ
ング液としてはNaOH水溶液等の強アルカリ水溶液が
用いられる。When the tip of the optical fiber is immersed in an etching solution, only the second coating layer 69 at the tip where the etching mask 70 is not formed is selectively etched.
As shown in FIG. 2, a second light-shielding coating layer 69 having an opening 69a formed at the tip is formed. Note that a strong alkaline aqueous solution such as an aqueous NaOH solution is used as the etching solution.
【0150】そして、この後、光ファイバに対してエッ
チングマスク70を溶解し且つ第2の遮光性被覆層69
を溶解させないエッチング液による処理を施すことです
ることで、図43に示すようにエッチングマスクを除去
し、開口プローブは製造される。Thereafter, the etching mask 70 is dissolved in the optical fiber and the second light-shielding coating layer 69 is dissolved.
By performing a process using an etchant that does not dissolve the resist, the etching mask is removed as shown in FIG. 43, and the aperture probe is manufactured.
【0151】以上、遮光性被覆層の形成例について説明
したが、このように3段階の傾斜角で先鋭化された先鋭
部上に遮光性被覆層が形成された開口プローブでは、第
1のテーパ面の先鋭角αを小さい角度にしても第2のテ
ーパ面の傾斜角β/2を大きくすることでチップ長Lを
短縮することができる。Although the example of forming the light-shielding coating layer has been described above, in the case of the aperture probe having the light-shielding coating layer formed on the sharpened portion sharpened at the three inclination angles, the first taper is used. Even if the acute angle α of the surface is made small, the chip length L can be reduced by increasing the inclination angle β / 2 of the second tapered surface.
【0152】したがって、開口プローブでは波長以下の
領域で光の損失が大きくなることと、第1のテーパ面の
傾斜角が大きい場合に開口部近傍の遮光性が不十分にな
るのが問題になるが、これらの問題が回避され、高透過
効率、高分解能が得られるようになる。Therefore, in the aperture probe, there is a problem in that the light loss is large in a region below the wavelength, and when the inclination angle of the first tapered surface is large, the light shielding near the aperture becomes insufficient. However, these problems can be avoided, and high transmission efficiency and high resolution can be obtained.
【0153】なお、第3のテーパー面の傾斜角γ/2は
分解能や透過効率に直接影響しないが、例えば遮光性被
覆層を真空蒸着によって形成する場合には、この傾斜角
γ/2をできるだけ小さくするのが望ましい。Although the inclination angle γ / 2 of the third tapered surface does not directly affect the resolution and the transmission efficiency, for example, when the light-shielding coating layer is formed by vacuum evaporation, the inclination angle γ / 2 should be as small as possible. It is desirable to make it smaller.
【0154】[0154]
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について実験
結果に基づいて説明する。EXAMPLES Hereinafter, specific examples of the present invention will be described based on experimental results.
【0155】実施例1 まず、次のような材料構成とされた2重クラッド光ファ
イバを用意した。 Example 1 First, a double clad optical fiber having the following material composition was prepared.
【0156】光ファイバの材料構成 コア: 二酸化ゲルマニウム添加石英, 純粋石英に対する比屈折率差;1.2%,外径;1.2
μm 第1のクラッド:純粋石英 純粋石英に対する比屈折率差;0%,外径;27μm 第2のクラッド:フッ素添加石英 比屈折率差;−0.7%,外径;125μm そして、この光ファイバの一端に、以下のような第1の
先鋭化工程〜第3の先鋭化工程を行うことによって先鋭
部を形成した。Material composition of optical fiber Core: relative refractive index difference with respect to germanium dioxide-doped quartz and pure quartz; 1.2%, outer diameter: 1.2
μm First clad: pure quartz Relative refractive index difference to pure quartz; 0%, outer diameter; 27 μm Second clad: fluorine-doped quartz Relative refractive index difference: -0.7%, outer diameter; 125 μm And this light A sharpened portion was formed at one end of the fiber by performing the following first to third sharpening steps.
【0157】(1)クラッド傾斜工程 光ファイバの一端を、コアのエッチング速度をR11、第
1のクラッドのエッチング速度をR21、第2のクラッド
のエッチング速度をR31としたときにR11=R21<R31
となるようなエッチング条件でエッチングを行った。エ
ッチング液は40重量%NH4F水溶液:50重量%H
F酸:H2O=1.7:1:1(体積比)なる組成の緩
衝フッ化水素溶液であり、エッチング時間は40分であ
る。[0157] (1) one end of the clad inclined step optical fiber, R 11 when the etching rate of the core and R 11, the etching rate of the first cladding R 21, the etching rate of the second cladding and R 31 = R 21 <R 31
Etching was performed under such etching conditions as follows. Etching solution is 40 wt% NH 4 F aqueous solution: 50 wt% H
It is a buffered hydrogen fluoride solution having a composition of F acid: H 2 O = 1.7: 1: 1 (volume ratio), and the etching time is 40 minutes.
【0158】(2)第1の先鋭化工程 次に、この光ファイバの一端を、コアのエッチング速度
をR12、第1のクラッドのエッチング速度をR22、第2
のクラッドのエッチング速度をR32としたときにR12<
R22<R32となるようなエッチング条件でエッチングを
行った。エッチング液は40重量%NH4F水溶液:5
0重量%HF酸:H2O=10:1:1(体積比)なる
組成の緩衝フッ化水素溶液であり、エッチング時間は2
0分である。(2) First Sharpening Step Next, one end of this optical fiber was subjected to a core etching rate of R 12 , a first cladding etching rate of R 22 , and a second
When the etching rate of the cladding of R is 32 , R 12 <
The etching was performed under the etching condition such that R 22 <R 32 . Etching solution is 40 wt% NH 4 F aqueous solution: 5
This is a buffered hydrogen fluoride solution having a composition of 0% by weight HF acid: H 2 O = 10: 1: 1 (volume ratio), and the etching time is 2 hours.
0 minutes.
【0159】(3)第2の先鋭化工程 続いて、この光ファイバのコアの一端を、コアのエッチ
ング速度をR13、第1のクラッドのエッチング速度をR
23、第2のクラッドのエッチング速度をR33としたとき
にR13>R23<R33となるようなエッチング条件でエッ
チングを行った。エッチング液は40重量%NH4F水
溶液:50重量%HF酸:H2O=1.7:1:5(体
積比)なる組成の緩衝フッ化水素溶液であり、エッチン
グ時間は1分30秒である。(3) Second Sharpening Step Subsequently, one end of the core of the optical fiber is set to have an etching rate of the core of R 13 and an etching rate of the first cladding of R 13 .
23 , etching was performed under the etching conditions such that R 13 > R 23 <R 33 when the etching rate of the second clad was R 33 . The etching solution is a buffered hydrogen fluoride solution having a composition of 40 wt% NH 4 F aqueous solution: 50 wt% HF acid: H 2 O = 1.7: 1: 5 (volume ratio), and the etching time is 1 minute 30 seconds. It is.
【0160】その結果、光ファイバの一端に、第1のテ
ーパー面、第2のテーパー面、第3のテーパー面よりな
る先鋭部が形成された。この先鋭部の各テーパー面の先
鋭角、断面の直径及びチップ長は以下の通りである。ま
た、第2のクラッドは全てエッチング除去されていた。As a result, at one end of the optical fiber, a sharp portion including a first tapered surface, a second tapered surface, and a third tapered surface was formed. The sharp angle, cross-sectional diameter and tip length of each tapered surface of the sharp portion are as follows. Further, the second clad was all removed by etching.
【0161】第1のテーパー面の先鋭角α:20° 第2のテーパー面の先鋭角β:105° 第3のテーパー面の先鋭角γ:60° 第1のテーパー面の後端側の断面の直径d1:0.5μ
m 第2のテーパー面の後端側の断面の直径d2:1.2μ
m チップ長L:1μm 第1のテーパー面の先端直径:数nm以下実施例2 第2の先鋭化工程において、40重量%NH4F水溶
液:50重量%HF:H2O=0.1:1:2.5(体
積比)なる組成の緩衝フッ化水素溶液を用い、エッチン
グ時間を1分10秒にしたこと以外は実施例1と同様に
して光ファイバの先鋭化を行った。The acute angle α of the first taper surface: 20 ° The acute angle β of the second taper surface: 105 ° The acute angle γ of the third taper surface: 60 ° Cross section of the rear end side of the first taper surface Diameter d 1 : 0.5μ
m The diameter d 2 of the section on the rear end side of the second tapered surface: 1.2 μm
m Tip length L: 1 μm Tip diameter of the first tapered surface: several nm or less Example 2 In the second sharpening step, 40 wt% NH 4 F aqueous solution: 50 wt% HF: H 2 O = 0.1: The sharpening of the optical fiber was performed in the same manner as in Example 1 except that a buffered hydrogen fluoride solution having a composition of 1: 2.5 (volume ratio) was used and the etching time was 1 minute and 10 seconds.
【0162】その結果、光ファイバの一端に、第1のテ
ーパー面、第2のテーパー面、第3のテーパー面よりな
る先鋭部が形成された。この先鋭部の各テーパー面の先
鋭角、断面の直径及びチップ長は以下の通りである。ま
た、第2のクラッドは全てエッチング除去されていた。As a result, at one end of the optical fiber, a sharp portion including the first tapered surface, the second tapered surface, and the third tapered surface was formed. The sharp angle, cross-sectional diameter and tip length of each tapered surface of the sharp portion are as follows. Further, the second clad was all removed by etching.
【0163】第1のテーパー面の先鋭角α:70° 第2のテーパー面の先鋭角β:117° 第3のテーパー面の先鋭角γ:60° 第1のテーパー面の後端側の断面の直径d1:0.2μ
m 第2のテーパー面の後端側の断面の直径d2:1.2μ
m チップ長L:1μm 第1のテーパー面の先端直径:数nm以下実施例3 クラッド傾斜工程において、エッチング時間を30分と
したこと以外は実施例1と同様にして光ファイバの先鋭
化を行った。The acute angle α of the first tapered surface: 70 ° The acute angle β of the second tapered surface: 117 ° The acute angle γ of the third tapered surface: 60 ° Cross section of the rear end side of the first tapered surface Diameter d 1 of 0.2 μ
m The diameter d 2 of the section on the rear end side of the second tapered surface: 1.2 μm
m Chip length L: 1 μm Tip diameter of the first tapered surface: several nm or less Example 3 In the clad tilting step, the optical fiber was sharpened in the same manner as in Example 1 except that the etching time was 30 minutes. Was.
【0164】その結果、光ファイバの一端に、第1のテ
ーパー面、第2のテーパー面、第3のテーパー面よりな
る先鋭部が形成された。この先鋭部の各テーパー面の先
鋭角、断面の直径及びチップ長は以下の通りである。ま
た、この場合には第3の先鋭化工程終了時に第2のクラ
ッドの一部が残存していた。As a result, at one end of the optical fiber, a sharp portion including the first tapered surface, the second tapered surface, and the third tapered surface was formed. The sharp angle, cross-sectional diameter and tip length of each tapered surface of the sharp portion are as follows. In this case, a part of the second cladding remained at the end of the third sharpening step.
【0165】第1のテーパー面の先鋭角α:20° 第2のテーパー面の先鋭角β:105° 第3のテーパー面の先鋭角γ:60° 第1のテーパー面の後端側の断面の直径d1:0.5μ
m 第2のテーパー面の後端側の断面の直径d2:1.2μ
m チップ長L:1μm 第1のテーパー面の先端直径:数nm以下実施例4 まず、次のような材料構成とされた光ファイバを用意し
た。The acute angle α of the first taper surface: 20 ° The acute angle β of the second taper surface: 105 ° The acute angle γ of the third taper surface: 60 ° Cross section of the rear end side of the first taper surface Diameter d 1 : 0.5μ
m The diameter d 2 of the section on the rear end side of the second tapered surface: 1.2 μm
m Chip length L: 1 μm Tip diameter of first tapered surface: several nm or less Example 4 First, an optical fiber having the following material composition was prepared.
【0166】光ファイバの材料構成 コア: 二酸化ゲルマニウム添加石英, 純粋石英に対する比屈折率差;1.2%,外径;2μm クラッド:純粋石英 純粋石英に対する比屈折率差;0%,外径;125μm そして、この光ファイバの一端に、以下のような溶融延
伸工程と第1の先鋭化工程及び第2の先鋭化工程を行う
ことによって先鋭部を形成した。Material composition of optical fiber Core: relative refractive index difference to germanium dioxide-doped quartz, pure quartz; 1.2%, outer diameter; 2 μm Cladding: pure quartz, relative refractive index difference to pure quartz; 0%, outer diameter; Then, a sharpened portion was formed at one end of the optical fiber by performing the following melt drawing step, first sharpening step, and second sharpening step.
【0167】(1)クラッド傾斜工程 マイクロピペットプラー(Sutter社製 商品名P
−2000)によって、光ファイバーの一部を加熱する
ことによって溶融させ、この溶融させた部分の両側を引
くことでファイバを二つに分離した。(1) Cladding tilting step Micro pipette puller (trade name P manufactured by Sutter)
-2000), a portion of the optical fiber was melted by heating, and the fiber was separated into two by pulling both sides of the melted portion.
【0168】(2)第1の先鋭化工程 分離された一方の光ファイバの一端を、コアのエッチン
グ速度をR12、クラッドのエッチング速度をR22とした
ときにR12<R22となるようなエッチング条件でエッチ
ングを行った。エッチング液は40重量%NH4F水溶
液:50重量%HF酸:H2O=10:1:1(体積
比)なる組成の緩衝フッ化水素溶液であり、エッチング
時間は30分である。(2) First Sharpening Step When one end of one of the separated optical fibers is set to have a core etching rate of R 12 and a cladding etching rate of R 22 , R 12 <R 22. Etching was performed under the proper etching conditions. The etching solution is a buffered hydrogen fluoride solution having a composition of 40% by weight NH 4 F aqueous solution: 50% by weight HF acid: H 2 O = 10: 1: 1 (volume ratio), and the etching time is 30 minutes.
【0169】(3)第2の先鋭化工程 光ファイバの一端を、コアのエッチング速度をR13、ク
ラッドのエッチング速度をR23としたときにR13>R23
となるようなエッチング条件でエッチングを行った。エ
ッチング液は40重量%NH4F水溶液:50重量%H
F酸:H2O=1.7:1:5(体積比)なる組成の緩
衝フッ化水素溶液であり、エッチング時間は9秒であ
る。(3) Second Sharpening Step When one end of the optical fiber is made to have a core etching rate of R 13 and a cladding etching rate of R 23 , R 13 > R 23.
Etching was performed under such etching conditions as follows. Etching solution is 40% by weight NH 4 F aqueous solution: 50% by weight H
This is a buffered hydrogen fluoride solution having a composition of F acid: H 2 O = 1.7: 1: 5 (volume ratio), and the etching time is 9 seconds.
【0170】その結果、光ファイバの一端に、第1のテ
ーパー面、第2のテーパー面、第3のテーパー面よりな
る先鋭部が形成された。この先鋭部の各テーパー面の先
鋭角、断面の直径及びチップ長は以下の通りである。As a result, at one end of the optical fiber, a sharp portion including the first tapered surface, the second tapered surface, and the third tapered surface was formed. The sharp angle, cross-sectional diameter and tip length of each tapered surface of the sharp portion are as follows.
【0171】第1のテーパー面の先鋭角α:20° 第2のテーパー面の先鋭角β:105° 第3のテーパー面の先鋭角γ:60° 第1のテーパー面の後端側の断面の直径d1:0.1μ
m 第2のテーパー面の後端側の断面の直径d2:0.2μ
m チップ長L:0.3μm 第1のテーパー面の先端直径:数nm以下実施例5 次のような材料構成とされた2重コア光ファイバを用意
した。The acute angle α of the first tapered surface: 20 ° The acute angle β of the second tapered surface: 105 ° The acute angle γ of the third tapered surface: 60 ° Cross section of the rear end side of the first tapered surface Diameter d 1 of 0.1 μ
m Diameter d 2 of the cross section on the rear end side of the second tapered surface: 0.2 μm
m Chip length L: 0.3 μm Tip diameter of first tapered surface: several nm or less Example 5 A double-core optical fiber having the following material composition was prepared.
【0172】光ファイバの材料構成 第1のコア:二酸化ゲルマニウム添加石英, 純粋石英に対する比屈折率差;1.5%,外径;4μm 第2のコア:二酸化ゲルマニウム添加石英 純粋石英に対する比屈折率差;0.2%,外径;12ミ
クロン クラッド: 純粋石英 純粋石英に対する比屈折率差;0%,外径;125μm そして、この光ファイバの一端に、以下のような溶融延
伸工程と第1の先鋭化工程及び第2の先鋭化工程を行う
ことによって先鋭部を形成した。Material composition of optical fiber First core: relative refractive index difference with respect to germanium dioxide-doped quartz and pure quartz; 1.5%, outer diameter; 4 μm Second core: relative refractive index with respect to germanium dioxide-doped quartz pure quartz Difference: 0.2%, outer diameter: 12 microns Cladding: pure quartz Specific refractive index difference with respect to pure quartz: 0%, outer diameter: 125 μm Then, one end of this optical fiber is subjected to the following melt drawing step and the first step. The sharpened portion was formed by performing the sharpening step and the second sharpening step.
【0173】(1)クラッド傾斜工程 マイクロピペットプラー(Sutter社製 商品名P
−2000)によって、光ファイバーの一部を加熱する
ことによって溶融させ、この溶融させた部分の両側を引
くことでファイバを二つに分離した。(1) Cladding tilting step Micro pipette puller (trade name P manufactured by Sutter)
-2000), a portion of the optical fiber was melted by heating, and the fiber was separated into two by pulling both sides of the melted portion.
【0174】(2)第1の先鋭化工程 分離された一方の光ファイバの一端を、第1のコアのエ
ッチング速度をR12、第2のコアのエッチング速度をR
22、クラッドのエッチング速度をR32としたときにR12
<R22<R32となるようなエッチング条件でエッチング
を行った。エッチング液は40重量%NH4F水溶液:
50重量%HF酸:H2O=10:1:1(体積比)な
る組成の緩衝フッ化水素溶液であり、エッチング時間は
30分である。(2) First Sharpening Step One end of one of the separated optical fibers is set to have an etching rate of the first core of R 12 and an etching rate of the second core of R 12 .
22 , when the etching rate of the clad is R 32 , R 12
Etching was performed under the etching conditions such that <R 22 <R 32 . The etching solution is a 40 wt% NH 4 F aqueous solution:
This is a buffered hydrogen fluoride solution having a composition of 50% by weight HF acid: H 2 O = 10: 1: 1 (volume ratio), and the etching time is 30 minutes.
【0175】(3)第2の先鋭化工程 光ファイバの一端を、第1のコアのエッチング速度をR
13、第2のコアのエッチング速度をR23、クラッドのエ
ッチング速度をR33としたときにR13>R23<R33とな
るようなエッチング条件でエッチングを行った。エッチ
ング液は40重量%NH4F水溶液:50重量%HF
酸:H2O=1.7:1:5(体積比)なる組成の緩衝
フッ化水素溶液であり、エッチング時間は18秒であ
る。(3) Second sharpening step One end of the optical fiber is connected to the first core at an etching rate of R.
13 , when the etching rate of the second core was R 23 and the etching rate of the cladding was R 33 , etching was performed under the etching conditions such that R 13 > R 23 <R 33 . Etching solution is 40 wt% NH 4 F aqueous solution: 50 wt% HF
It is a buffered hydrogen fluoride solution having a composition of acid: H 2 O = 1.7: 1: 5 (volume ratio), and the etching time is 18 seconds.
【0176】その結果、光ファイバの一端に、第1のテ
ーパー面、第2のテーパー面、第3のテーパー面よりな
る先鋭部が形成された。この先鋭部の各テーパー面の先
鋭角(傾斜角の2倍)、断面の直径及びチップ長は以下
の通りである。As a result, at one end of the optical fiber, a sharp portion including a first tapered surface, a second tapered surface, and a third tapered surface was formed. The acute angle (twice the tilt angle), cross-sectional diameter and chip length of each tapered surface of this sharp portion are as follows.
【0177】第1のテーパー面の先鋭角α:20° 第2のテーパー面の先鋭角β:150° 第3のテーパー面の先鋭角γ:60° 第1のテーパー面の後端側の断面の直径d1:0.2μ
m 第2のテーパー面の後端側の断面の直径d2:0.4μ
m チップ長L:0.6μm 第1のテーパー面の先端直径:数nm以下実施例6 実施例1と同様にしてクラッド傾斜工程〜第2の先鋭化
工程を行うことで光ファイバの一端に先鋭部を形成し
た。The acute angle α of the first tapered surface: 20 ° The acute angle β of the second tapered surface: 150 ° The acute angle γ of the third tapered surface: 60 ° Cross section of the rear end side of the first tapered surface Diameter d 1 of 0.2 μ
m Diameter d 2 of the cross section on the rear end side of the second tapered surface: 0.4 μm
m Chip length L: 0.6 μm Tip diameter of the first tapered surface: several nm or less Example 6 A clad tilting step to a second sharpening step are performed in the same manner as in Example 1 to sharpen one end of the optical fiber. Part was formed.
【0178】そして、この先鋭部に次のようにして遮光
性被覆層を形成した。Then, a light-shielding coating layer was formed on the sharpened portion as follows.
【0179】真空蒸着法によって膜厚200nmのアル
ミニウム被覆層を形成し、さらにこの被覆層上の先端部
を除いた部分にエッチングマスクを形成した。このエッ
チングマスクは、クロムの蒸着膜であり、膜厚は30n
mである。An aluminum coating layer having a thickness of 200 nm was formed by a vacuum deposition method, and an etching mask was formed on the coating layer except for the tip. This etching mask is a deposited film of chromium and has a thickness of 30 n.
m.
【0180】次に、このアルミニウム被覆層とエッチン
グマスクを形成した光ファイバを、0.2重量%の水酸
化ナトリウム水溶液に60秒浸漬させることによって先
端部の遮光性被覆層をエッチング除去した。Next, the optical fiber having the aluminum coating layer and the etching mask formed thereon was immersed in a 0.2% by weight aqueous sodium hydroxide solution for 60 seconds to remove the light-shielding coating layer at the tip by etching.
【0181】さらに、この光ファイバを、硝酸第2セリ
ウム・アンモニウム17g、過塩素酸5cc、水100
ccからなる混合液に30秒浸漬することでエッチング
マスクをエッチング除去し、先端部に開口部を有する遮
光性被覆層を形成した。Further, this optical fiber was mixed with 17 g of ceric ammonium nitrate, 5 cc of perchloric acid, and 100 g of water.
The etching mask was removed by etching by dipping in a mixed solution of cc for 30 seconds to form a light-shielding coating layer having an opening at the tip.
【0182】この遮光性被覆層の開口部から突出する突
出部の根本径dFは200nmであった。The root diameter d F of the protruding portion protruding from the opening of the light-shielding coating layer was 200 nm.
【0183】実施例7 水酸化ナトリウム水溶液によるエッチングのエッチング
時間を30秒としたこと以外は実施例6と同様にして光
ファイバの先鋭部に遮光性被覆層を形成した。 Example 7 A light-shielding coating layer was formed on the sharp portion of an optical fiber in the same manner as in Example 6, except that the etching time of the etching with the aqueous sodium hydroxide solution was 30 seconds.
【0184】この遮光性被覆層の先端面は先鋭部の先端
と略面一となっており、遮光性被覆層の開口部から光フ
ァイバの先鋭部が突出していないタイプの光ファイバプ
ローブが得られた。The tip surface of the light-shielding coating layer is substantially flush with the tip of the sharp portion, and an optical fiber probe of a type in which the sharp portion of the optical fiber does not project from the opening of the light-shielding coating layer can be obtained. Was.
【0185】実施例8 実施例3と同様にしてクラッド傾斜工程〜第2の先鋭化
工程を行うことで光ファイバの一端に先鋭部を形成し
た。 Example 8 A sharpened portion was formed at one end of an optical fiber by performing the clad tilting step to the second sharpening step in the same manner as in Example 3.
【0186】そして、この先鋭部に次のようにして第1
の遮光被覆層と第2の遮光被覆層を形成した。[0186] Then, the first point is added to the sharp portion as follows.
And a second light-shielding coating layer were formed.
【0187】まず、マグネトロンスパッタ装置によって
膜厚150nmの金よりなる第1の被覆層を成膜した。First, a 150 nm-thick first covering layer made of gold was formed by a magnetron sputtering apparatus.
【0188】次に、この光ファイバを樹脂溶液に浸漬し
た後、引き上げ、溶媒を蒸発させることで、遮光性の被
覆層上の先端部を除いた部分に樹脂よりなる第1のエッ
チングマスクを形成した。なお、この樹脂溶液は、アク
リル樹脂をシンナーに溶解させたものであり、粘度が1
1cP、密度が0.85g/cm3である。また、樹脂
溶液からの光ファイバの引き上げ速度は5cm/秒であ
る。Next, the optical fiber is immersed in a resin solution, pulled up, and the solvent is evaporated to form a first etching mask made of resin on the light-shielding coating layer except for the tip. did. This resin solution is obtained by dissolving an acrylic resin in thinner and has a viscosity of 1
The density is 1 cP and the density is 0.85 g / cm 3 . The pulling speed of the optical fiber from the resin solution is 5 cm / sec.
【0189】続いて、この第1の被覆層と第1のエッチ
ングマスクを形成した光ファイバを、エッチング液に1
分間浸漬させることによって先端部の遮光性被覆層をエ
ッチング除去し、第1の遮光性被覆層を形成した。な
お、このエッチング液はKI:I2:H2O(重量比)=
20:1:400なる組成のKI−I2水溶液である。Subsequently, the optical fiber on which the first coating layer and the first etching mask were formed was added to an etching solution for 1 hour.
By immersing for 1 minute, the light-shielding coating layer at the tip was removed by etching to form a first light-shielding coating layer. The etching solution was KI: I 2 : H 2 O (weight ratio) =
It is a KI-I 2 aqueous solution having a composition of 20: 1: 400.
【0190】次に、第1のエッチングマスクをアセトン
によって剥離除去した後、第1の遮光性被覆層が形成さ
れた先鋭部に、真空蒸着法によって膜厚200nmのア
ルミニウムよりなる第2の被覆層を形成し、さらにこの
第2の被覆層上の先端部を除いた部分に第2のエッチン
グマスクを形成した。この第2のエッチングマスクは、
クロムの蒸着膜であり、膜厚は30nmである。Next, after removing the first etching mask with acetone, a second coating layer made of aluminum having a thickness of 200 nm is formed by vacuum evaporation on the sharp portion where the first light-shielding coating layer is formed. Was formed, and a second etching mask was formed on a portion of the second coating layer except for a tip portion. This second etching mask is
It is a deposited film of chromium and has a thickness of 30 nm.
【0191】次に、このアルミニウムよりなる第2の被
覆層と第2のエッチングマスクを形成した光ファイバ
を、0.2%の水酸化ナトリウム水溶液に60秒浸漬さ
せることによって先端部の遮光性被覆層をエッチング除
去した。Next, the optical fiber on which the second coating layer made of aluminum and the second etching mask were formed was immersed in a 0.2% aqueous sodium hydroxide solution for 60 seconds to form a light-shielding coating at the tip. The layer was etched away.
【0192】さらに、この光ファイバを、硝酸第2セリ
ウム・アンモニウム17g、過塩素酸5cc、水100
ccからなる混合液に30秒浸漬することでエッチング
マスクをエッチング除去し、先端部に開口部を有する第
2の遮光性被覆層を形成した。Further, this optical fiber was mixed with 17 g of ceric ammonium nitrate, 5 cc of perchloric acid, and 100 g of water.
The etching mask was etched away by immersion in a mixed solution of cc for 30 seconds to form a second light-shielding coating layer having an opening at the tip.
【0193】この遮光性被覆層の開口部から突出する突
出部の根本径dFは200nmであった。[0193] The root diameter dF of the protrusion protruding from the opening of the light-shielding coating layer was 200 nm.
【0194】実施例9 実施例3と同様にしてクラッド傾斜工程〜第2の先鋭化
工程を行うことで光ファイバの一端に先鋭部を形成し
た。 Example 9 A sharpened portion was formed at one end of an optical fiber by performing the clad tilting step to the second sharpening step in the same manner as in Example 3.
【0195】そして、この先鋭部に次のようにして第1
の遮光被覆層と第2の遮光被覆層を形成した。Then, the first portion is added to the sharp portion as follows.
And a second light-shielding coating layer were formed.
【0196】まず、光ファイバを、0.1g/lの二塩
化スズ溶液に3分間浸漬させることでファイバ表面にス
ズを被着させ、続いて0.05g/lの二塩化パラジウ
ム溶液に3分間浸漬させることで、光ファイバの表面に
パラジウムの触媒金属核を析出させた。First, the optical fiber was immersed in a 0.1 g / l tin dichloride solution for 3 minutes to deposit tin on the surface of the fiber, and then was immersed in a 0.05 g / l palladium dichloride solution for 3 minutes. By immersion, catalytic metal nuclei of palladium were deposited on the surface of the optical fiber.
【0197】そして、このように活性化処理を施した光
ファイバに無電解ニッケルめっき液による処理を施すこ
とで、先鋭部の先端部を除いた部分に第1の遮光性被覆
層を形成した。なお、無電解めっき液の組成は以下の通
りである。Then, the optical fiber thus activated was treated with an electroless nickel plating solution to form a first light-shielding coating layer on the portion excluding the tip of the sharp portion. The composition of the electroless plating solution is as follows.
【0198】無電解めっき液の組成 NiSO4 0.1mol/l CH3COONH4 0.4mol/l NaH2PO2 0.2mol/l なお、この無電解めっき液は、めっき前に予め窒素ガス
を通すことによって(窒素ガスバブリング)、溶存酸素
をパージしておいた。Composition of Electroless Plating Solution NiSO 4 0.1 mol / l CH 3 COONH 4 0.4 mol / l NaH 2 PO 2 0.2 mol / l The electroless plating solution was prepared by adding nitrogen gas before plating. The dissolved oxygen was purged by passing through (nitrogen gas bubbling).
【0199】そして、第1の遮光性被覆層が形成された
先鋭部に、真空蒸着法によって膜厚200nmのアルミ
ニウム被覆層を形成し、さらにこの被覆層上の先端部を
除いた部分にエッチングマスクを形成した。このエッチ
ングマスクは、クロムの蒸着膜であり、膜厚は30nm
である。Then, an aluminum coating layer having a thickness of 200 nm was formed by a vacuum deposition method on the sharp portion where the first light-shielding coating layer was formed, and an etching mask was formed on the coating layer except for the tip portion. Was formed. This etching mask is a deposited film of chromium and has a thickness of 30 nm.
It is.
【0200】次に、このアルミニウム被覆層とエッチン
グマスクを形成した光ファイバを、0.2重量%の水酸
化ナトリウム水溶液に60秒浸漬させることによって先
端部の遮光性被覆層をエッチング除去した。Next, the optical fiber having the aluminum coating layer and the etching mask formed thereon was immersed in a 0.2% by weight aqueous sodium hydroxide solution for 60 seconds to remove the light-shielding coating layer at the tip by etching.
【0201】さらに、この光ファイバを、硝酸第2セリ
ウム・アンモニウム17g、過塩素酸5cc、水100
ccからなる混合液に30秒浸漬することでエッチング
マスクをエッチング除去し、先端部に開口部を有する第
2の遮光性被覆層を形成した。Further, this optical fiber was mixed with 17 g of ceric ammonium nitrate, 5 cc of perchloric acid, and 100 g of water.
The etching mask was etched away by immersion in a mixed solution of cc for 30 seconds to form a second light-shielding coating layer having an opening at the tip.
【0202】この遮光性被覆層の開口部から突出する突
出部の根本径dFは200nmであった。[0202] root diameter d F of the projection projecting from the opening of the light shielding covering layer was 200 nm.
【0203】[0203]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の光ファイバプローブの製造方法では、開口径が小さ
く、しかも高い透過効率が得られる光ファイバプローブ
を製造することができる。このような光ファイバプロー
ブを近接場光学顕微鏡に用いると、ナノメートル級の分
解能で高感度な光学画像を得ることが可能になる。As is clear from the above description, the method of manufacturing an optical fiber probe according to the present invention can manufacture an optical fiber probe having a small aperture diameter and high transmission efficiency. When such an optical fiber probe is used in a near-field optical microscope, it becomes possible to obtain a high-sensitivity optical image with a resolution on the order of nanometers.
【図1】本発明の製造方法で製造される光ファイバプロ
ーブの先鋭部の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a sharpened portion of an optical fiber probe manufactured by a manufacturing method of the present invention.
【図2】遮光性被覆層が形成された光ファイバプローブ
の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of an optical fiber probe having a light-shielding coating layer formed thereon.
【図3】遮光性被覆層が形成された光ファイバプローブ
の他の例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of an optical fiber probe on which a light-shielding coating layer is formed.
【図4】遮光性被覆層が形成された光ファイバプローブ
のさらに他の例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing still another example of an optical fiber probe on which a light-shielding coating layer is formed.
【図5】光ファイバプローブの第1の製造例を工程順に
示すものであり、先鋭化前の光ファイバを示す断面図で
ある。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a first manufacturing example of the optical fiber probe in the order of steps, and showing the optical fiber before being sharpened.
【図6】第1の製造例においてクラッド傾斜工程を示す
断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a clad tilting step in the first manufacturing example.
【図7】第1の製造例において第1の先鋭化工程を示す
断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a first sharpening step in the first manufacturing example.
【図8】第1の製造例において第2の先鋭化工程を示す
断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a second sharpening step in the first manufacturing example.
【図9】光ファイバプローブの第2の製造例を工程順に
示すものであり、先鋭化前の光ファイバを示す断面図で
ある。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a second manufacturing example of the optical fiber probe in the order of steps and illustrating the optical fiber before being sharpened.
【図10】第2の製造例においてクラッド傾斜工程を示
す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a clad tilting step in a second manufacturing example.
【図11】第2の製造例において第1の先鋭化工程を示
す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a first sharpening step in a second manufacturing example.
【図12】第2の製造例において第2の先鋭化工程を示
す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing a second sharpening step in the second manufacturing example.
【図13】光ファイバプローブの第3の製造例を工程順
に示すものであり、先鋭化前の光ファイバを示す断面図
である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a third manufacturing example of the optical fiber probe in the order of steps and showing the optical fiber before being sharpened.
【図14】光ファイバに熱を印加した状態を示す模式図
である。FIG. 14 is a schematic view showing a state where heat is applied to an optical fiber.
【図15】溶融延伸されて光ファイバを示す模式図であ
る。FIG. 15 is a schematic view showing an optical fiber that is melt-drawn.
【図16】分離された光ファイバを示す模式図である。FIG. 16 is a schematic view showing a separated optical fiber.
【図17】溶融延伸後の光ファイバの形状を示す断面図
である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing the shape of the optical fiber after melt drawing.
【図18】第3の製造例において第1の先鋭化工程を示
す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a first sharpening step in a third manufacturing example.
【図19】第3の製造例において第2の先鋭化工程を示
す断面図である。FIG. 19 is a sectional view showing a second sharpening step in the third manufacturing example.
【図20】第4の製造例を工程順に示すものであり、先
鋭化前の光ファイバを示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing the fourth manufacturing example in the order of steps, showing the optical fiber before being sharpened.
【図21】第4の製造例において溶融延伸工程を示す断
面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing a melt drawing step in a fourth manufacturing example.
【図22】第4の製造例において第1の先鋭化工程を示
す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a first sharpening step in a fourth manufacturing example.
【図23】第4の製造例において第2の先鋭化工程を示
す断面図である。FIG. 23 is a sectional view showing a second sharpening step in the fourth manufacturing example.
【図24】遮光被覆層の形成方法を工程順に示すもので
あり、遮光性被覆層形成前の先鋭部を示す断面図であ
る。FIG. 24 is a cross-sectional view showing a method of forming the light-shielding coating layer in the order of steps, and showing a sharp portion before the formation of the light-shielding coating layer.
【図25】真空蒸着法による被覆層形成工程を示す断面
図である。FIG. 25 is a sectional view showing a coating layer forming step by a vacuum evaporation method.
【図26】真空蒸着法によるエッチングマスク形成工程
を示す断面図である。FIG. 26 is a sectional view showing an etching mask forming step by a vacuum evaporation method.
【図27】被覆層のエッチング工程を示す断面図であ
る。FIG. 27 is a cross-sectional view showing a step of etching the coating layer.
【図28】エッチングマスク除去工程を示す断面図であ
る。FIG. 28 is a cross-sectional view showing an etching mask removing step.
【図29】遮光性被覆層形成前の先鋭部を示す断面図で
ある。FIG. 29 is a cross-sectional view showing a sharpened portion before a light-shielding coating layer is formed.
【図30】スパッタリングによる第1の被覆層形成工程
を示す断面図である。FIG. 30 is a sectional view showing a first coating layer forming step by sputtering.
【図31】樹脂による第1のエッチングマスク形成工程
を示す断面図である。FIG. 31 is a cross-sectional view showing a first etching mask forming step using a resin.
【図32】第1の被覆層のエッチング工程を示す断面図
である。FIG. 32 is a cross-sectional view showing a step of etching the first coating layer.
【図33】第1のエッチングマスク除去工程を示す断面
図である。FIG. 33 is a cross-sectional view showing a first etching mask removing step.
【図34】真空蒸着法による第2の被覆層形成工程を示
す断面図である。FIG. 34 is a cross-sectional view showing a step of forming a second coating layer by a vacuum evaporation method.
【図35】真空蒸着法による第2のエッチングマスク形
成工程を示す断面図である。FIG. 35 is a cross-sectional view showing a step of forming a second etching mask by a vacuum evaporation method.
【図36】第2の被覆層のエッチング工程を示す断面図
である。FIG. 36 is a cross-sectional view showing a step of etching the second coating layer.
【図37】第2のエッチングマスク除去工程を示す断面
図である。FIG. 37 is a cross-sectional view showing a second etching mask removing step.
【図38】遮光性被覆層形成前の先鋭部を示す断面図で
ある。FIG. 38 is a cross-sectional view showing a sharp portion before a light-shielding coating layer is formed.
【図39】無電解めっきによる第1の被覆層形成工程を
示す断面図である。FIG. 39 is a cross-sectional view showing a first coating layer forming step by electroless plating.
【図40】真空蒸着法による第2の被覆層形成工程を示
す断面図である。FIG. 40 is a cross-sectional view showing a second coating layer forming step by a vacuum evaporation method.
【図41】真空蒸着法によるエッチングマスク形成工程
を示す断面図である。FIG. 41 is a cross-sectional view showing an etching mask forming step by a vacuum evaporation method.
【図42】第2の被覆層のエッチング工程を示す断面図
である。FIG. 42 is a cross-sectional view showing a step of etching the second coating layer.
【図43】エッチングマスク除去工程を示す断面図であ
る。FIG. 43 is a cross-sectional view showing an etching mask removing step.
【図44】近接場光学顕微鏡の原理を示す模式図であ
る。FIG. 44 is a schematic view showing the principle of a near-field optical microscope.
【図45】従来の製造方法で製造されたチッププローブ
を示す断面図である。FIG. 45 is a cross-sectional view showing a tip probe manufactured by a conventional manufacturing method.
【図46】従来の製造方法で製造された開口プローブを
示す断面図である。FIG. 46 is a cross-sectional view showing an aperture probe manufactured by a conventional manufacturing method.
1 先鋭部、2 第1のテーパ面、3 第2のテーパ
面、4 第3のテーパ面、5 遮光性被覆層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sharp part, 2 1st taper surface, 3 2nd taper surface, 4 3rd taper surface, 5 light-shielding coating layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−159847(JP,A) 特開 平7−151769(JP,A) 特開 平7−209307(JP,A) 特開 平7−209308(JP,A) 特開 平6−130302(JP,A) 特開 平7−146126(JP,A) 特開 平7−260459(JP,A) 特開 平7−261039(JP,A) 特表 平4−507152(JP,A) 国際公開95/33207(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 13/10 - 13/24 G12B 21/00 - 21/24 G01B 11/30 102 G01B 21/30 G02B 6/10 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-9-159847 (JP, A) JP-A-7-151769 (JP, A) JP-A-7-209307 (JP, A) JP-A-7-159 209308 (JP, A) JP-A-6-130302 (JP, A) JP-A-7-146126 (JP, A) JP-A-7-260459 (JP, A) JP-A-7-261039 (JP, A) Tokuhyo Hei 4-507152 (JP, A) International publication 95/33207 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 13/10-13/24 G12B 21/00- 21/24 G01B 11/30 102 G01B 21/30 G02B 6/10 JICST file (JOIS)
Claims (17)
光ファイバーの前記クラッドの一端に外周から内周にか
けて傾斜する傾斜部を形成するクラッド傾斜工程と、 上記コアの一端を、エッチングによってクラッドから突
出させるとともにこの一端を円錐状に先鋭化する第1の
先鋭化工程と、 円錐状に先鋭化されたコアの一端を、エッチングによっ
て傾斜角を2段階に変化させて先端側のテーパ面の傾斜
角が次のテーパ面の傾斜角よりも小さくなるように先鋭
化して、上記次のテーパ面の後端側の断面の直径を光の
波長以上とし、上記先端側のテーパ面の後端側の断面の
直径を光の波長以下とした先鋭部を形成する第2の先鋭
化工程とを有することを特徴とする光ファイバープロー
ブの製造方法。1. An optical fiber having a cladding provided around a core, a cladding inclining step of forming an inclined portion inclined from an outer periphery to an inner periphery at one end of the cladding, and protruding one end of the core from the cladding by etching. A first sharpening step of making the one end conically sharpened, and changing the inclination angle of the one end of the conically sharpened core into two stages by etching to form an inclination angle of the tapered surface on the tip end side. Is sharpened so as to be smaller than the inclination angle of the next tapered surface, and the diameter of the cross section on the rear end side of the next tapered surface is set to
Wavelength or more, and the cross section of the rear end side of the tapered surface on the front end side
A second sharpening step of forming a sharpened portion having a diameter equal to or less than the wavelength of light .
ーの一端を、エッチング液と該エッチング液よりも比重
の小さい液体との界面でエッチングすることによって、
クラッドの一端に傾斜部を形成することを特徴とする請
求項1記載の光ファイバープローブの製造方法。2. In the cladding tilting step, one end of an optical fiber is etched at an interface between an etchant and a liquid having a lower specific gravity than the etchant.
2. The method for manufacturing an optical fiber probe according to claim 1, wherein an inclined portion is formed at one end of the clad.
ーを溶融延伸することによって、クラッドの一端に傾斜
部を形成することを特徴とする請求項1記載の光ファイ
バープローブの製造方法。3. The method for manufacturing an optical fiber probe according to claim 1, wherein in the clad tilting step, an inclined portion is formed at one end of the clad by melt-drawing the optical fiber.
チング速度をR12、クラッドのエッチング速度をR
22としたときに、R12<R22を満たす条件でエッ
チングを行うことを特徴とする請求項1記載の光ファイ
バープローブの製造方法。4. In the first sharpening step, the core etching rate is set to R 12 and the cladding etching rate is set to R 12 .
2. The method according to claim 1, wherein the etching is performed under a condition satisfying R 12 <R 22 when 22 is satisfied.
チング速度をR13、クラッドのエッチング速度をR
23としたときに、R13>R23を満たす条件でエッ
チングを行うことを特徴とする請求項1記載の光ファイ
バープローブの製造方法。5. In the second sharpening step, the core etching rate is R 13 and the cladding etching rate is R.
When the 23, R 13> The method of manufacturing an optical fiber probe according to claim 1, wherein the etching is performed conditions satisfying R 23.
ファイバーの一端にコアの先端部を除いて遮光性被覆層
を形成することを特徴とする請求項1記載の光ファイバ
ープローブの製造方法。6. The optical fiber probe according to claim 1, wherein after the second sharpening step, a light-shielding coating layer is formed at one end of the sharpened optical fiber except for the tip of the core. Method.
ラッドが設けられてなる光ファイバーの前記第1のクラ
ッドの一端に外周から内周にかけて傾斜する傾斜部を形
成するクラッド傾斜工程と、 上記コアの一端を、エッチングによって第1のクラッド
から突出させるとともにこの一端を円錐状に先鋭化する
第1の先鋭化工程と、 円錐状に先鋭化されたコアの一端を、エッチングによっ
て傾斜角を2段階に変化させて先端側のテーパ面の傾斜
角が次のテーパ面の傾斜角よりも小さくなるように先鋭
化して、上記次のテーパ面の後端側の断面の直径を光の
波長以上とし、上記先端側のテーパ面の後端側の断面の
直径を光の波長以下とした先鋭部を形成する第2の先鋭
化工程とを有することを特徴とする光ファイバープロー
ブの製造方法。7. An optical fiber having a first clad and a second clad provided around a core, a cladding inclining step of forming an inclined portion inclined from an outer periphery to an inner periphery at one end of the first clad; A first sharpening step of projecting one end of the core from the first clad by etching and sharpening the one end of the core in a conical manner; The diameter of the cross section of the rear end side of the next tapered surface is changed to two stages by sharpening the inclination angle of the tapered surface on the front end side so as to be smaller than the inclination angle of the next tapered surface.
Wavelength or more, and the cross section of the rear end side of the tapered surface on the front end side
A second sharpening step of forming a sharpened portion having a diameter equal to or less than the wavelength of light .
チング速度をR11、第1のクラッドのエッチング速度
をR21、第2のクラッドのエッチング速度をR31と
したときに、R11=R21<R31を満たす条件でエ
ッチングを行うことを特徴とする請求項7記載の光ファ
イバープローブの製造方法。8. In the cladding tilting step, when the etching rate of the core is R 11 , the etching rate of the first cladding is R 21 , and the etching rate of the second cladding is R 31 , R 11 = R 21 <. the method of manufacturing an optical fiber probe according to claim 7, wherein the etching is performed under conditions satisfying the R 31.
チング速度をR12、第1のクラッドのエッチング速度
をR22、第2のクラッドのエッチング速度をR32と
したときに、R12<R22<R32を満たす条件でエ
ッチングを行うことを特徴とする請求項7記載の光ファ
イバープローブの製造方法。9. In the first sharpening step, when the etching rate of the core is R 12 , the etching rate of the first cladding is R 22 , and the etching rate of the second cladding is R 32 , R 12 < the method of manufacturing an optical fiber probe according to claim 7, wherein the etching is performed under a condition satisfying R 22 <R 32.
ッチング速度をR13、第1のクラッドのエッチング速
度をR23、第2のクラッドのエッチング速度をR33
としたときに、R13>R23<R33を満たす条件で
エッチングを行うことを特徴とする請求項7記載の光フ
ァイバープローブの製造方法。10. In the second sharpening step, the etching rate of the core is R 13 , the etching rate of the first cladding is R 23 , and the etching rate of the second cladding is R 33.
And when, R 13> R 23 <method of manufacturing an optical fiber probe according to claim 7, wherein the etching is performed conditions satisfying R 33.
光ファイバーの一端に遮光性被覆層を形成することを特
徴とする請求項7記載の光ファイバープローブの製造方
法。11. The method for manufacturing an optical fiber probe according to claim 7, wherein after the second sharpening step, a light-shielding coating layer is formed on one end of the sharpened optical fiber.
ラッドが設けられてなる光ファイバーの前記クラッドの
一端に外周から内周にかけて傾斜する傾斜部を形成する
クラッド傾斜工程と、 上記第1のコアと第2のコアの一端を、エッチングによ
ってクラッドから突出させるとともに傾斜角を2段階に
変化させて先端側のテーパ面の傾斜角が次のテーパ面の
傾斜角よりも小さくなるように先鋭化して、上記次のテ
ーパ面の後端側の断面の直径を光の波長以上とし、上記
先端側のテーパ面の後端側の断面の直径を光の波長以下
とした先鋭部を形成する先鋭化工程とを有することを特
徴とする光ファイバープローブの製造方法。12. A clad tilting step of forming a tilted portion at one end of the clad of an optical fiber having a second core and a clad provided around a first core, the tapered portion being inclined from an outer periphery to an inner periphery. One ends of the first core and the second core are made to protrude from the clad by etching, and the inclination angle is changed in two steps so that the inclination angle of the tapered surface on the tip side becomes smaller than the inclination angle of the next tapered surface. and sharpening, said next of Te
The diameter of the cross section on the rear end side of the
The diameter of the cross section on the rear end side of the tapered surface on the front side should be smaller than the wavelength of light.
And a sharpening step of forming a sharpened portion.
バーを溶融延伸することによって、クラッドの一端に傾
斜部を形成することを特徴とする請求項12記載の光フ
ァイバープローブの製造方法。13. The method for manufacturing an optical fiber probe according to claim 12, wherein, in the cladding tilting step, an inclined portion is formed at one end of the clad by melt-drawing the optical fiber.
ッチング速度をR12、第2のコアのエッチング速度を
R22、クラッドのエッチング速度をR32としたとき
に、R12<R22<R32を満たす条件でエッチング
を行うことを特徴とする請求項12記載の光ファイバー
プローブの製造方法。14. In the sharpening step, when the etching rate of the first core is R 12 , the etching rate of the second core is R 22 , and the etching rate of the clad is R 32 , R 12 <R 22 < the method of manufacturing an optical fiber probe according to claim 12, wherein the etching is performed under conditions satisfying the R 32.
ング速度をR13、第2のコアのエッチング速度をR
23、クラッドのエッチング速度をR33としたとき
に、R13>R23<R33を満たす条件でエッチング
を行うことによって、第1のコアの一端を傾斜角を2段
階に変化させて先鋭化して、上記次のテーパ面の後端側
の断面の直径を光の波長以上とし、上記先端側のテーパ
面の後端側の断面の直径を光の波長以下とした先鋭部を
形成することを特徴とする請求項14記載の光ファイバ
ープローブの製造方法。15. After the sharpening step, the first core has an etching rate of R 13 and the second core has an etching rate of R 13 .
23, the etching rate of the cladding is taken as R 33, R 13> by etching under a condition satisfying R 23 <R 33, sharpened by changing the end of the first core inclination in two steps And the rear end side of the next tapered surface
The diameter of the cross section of the light should be greater than the wavelength of light
The method for manufacturing an optical fiber probe according to claim 14, wherein a sharp portion is formed in which a diameter of a cross section on a rear end side of the surface is equal to or less than a wavelength of light.
イバーの一端に遮光性被覆層を形成することを特徴とす
る請求項12記載の光ファイバープローブの製造方法。16. The method of manufacturing an optical fiber probe according to claim 12, wherein, after the sharpening step, a light-shielding coating layer is formed on one end of the sharpened optical fiber.
の周りにクラッドが設けられてなる光ファイバーよりな
り、円錐状に先鋭化された上記コアの一端が、傾斜角を2段
階に変化させて先端側のテーパ面の傾斜角が次のテーパ
面の傾斜角よりも小さくなるように先鋭化され、上記次
のテーパ面の後端側の断面の直径を光の波長以上とさ
れ、上記先端側の テーパ面の後端側の断面の直径を光の
波長以下とされた 先鋭部を有し、 この先鋭部の先端を除いて遮光性被覆層が形成され、 上記先鋭部の先端に遮光性被覆層から露出した開口部を
有することを特徴とする光ファイバープローブ。17. An optical fiber having a clad provided around a core made of pure quartz (SiO 2 ) , and one end of the conical sharpened core has a two-step inclination angle.
Change to the floor and the inclination angle of the tapered surface on the tip side becomes the next taper
Is sharpened so as to be smaller than the inclination angle of the surface.
The diameter of the cross section on the rear end side of the tapered surface of
The diameter of the cross section on the rear end side of the tapered surface on the front end side
An optical fiber having a sharpened portion having a wavelength or less, a light-shielding coating layer is formed except for the tip of the sharpened portion, and an opening exposed from the light-shielding coating layer at the tip of the sharpened portion. probe.
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KR102063963B1 (en) * | 2019-01-10 | 2020-01-08 | 부산대학교 산학협력단 | Optical Fiber Probe for Measuring Local Two-Phase Flow Parameters And Its Manufacturing Method, And Method for Measuring Two-Phase Flow Parameters |
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