JP3307493B2 - Manufacturing method of quartz optical fiber with lens - Google Patents
Manufacturing method of quartz optical fiber with lensInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レンズ付き石英系光フ
ァイバの製造方法に関し、更に詳しくは、受光素子また
は発光素子との調心時に光軸ずれが起こりにくく、ま
た、機械的信頼性が高いレンズ付き石英系光ファイバの
製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a silica-based optical fiber with a lens, and more particularly, it is difficult for optical axis deviation to occur during alignment with a light-receiving element or a light-emitting element, and the mechanical reliability is reduced. The present invention relates to a method for manufacturing a quartz optical fiber with a high lens.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、光通信システムに組込む発光素子
モジュールは、光源である半導体レーザと石英系光ファ
イバとの間にそのレーザ光を石英系光ファイバのコアに
集光するレンズを介挿することにより構成されている。
このモジュールは、半導体レーザと石英系光ファイバと
の間における結合効率を高くすることが必要であるた
め、両者の結合パワーが最大となるように半導体レーザ
とレンズと石英系光ファイバのコアとを調心して組立て
られる。2. Description of the Related Art Conventionally, a light emitting element module incorporated in an optical communication system has a lens interposed between a semiconductor laser as a light source and a silica-based optical fiber for condensing the laser light on a core of the silica-based optical fiber. It is constituted by.
In this module, since it is necessary to increase the coupling efficiency between the semiconductor laser and the silica-based optical fiber, the semiconductor laser, the lens, and the core of the silica-based optical fiber are connected so that the coupling power between them is maximized. Assembled with alignment.
【０００３】ところで、最近では、図１で示したよう
に、石英系光ファイバ１の端面１ｃに直接レンズ部２が
形成されたレンズ付き石英系光ファイバが提案されてい
る。この石英系光ファイバは、それ自体の端面１ｃがレ
ンズ機能を備えているため、上記モジュールの製造に際
しては、部品点数が減少し、しかも調心作業の工数を低
減することができ、コスト低減に資するという利点があ
る。Recently, as shown in FIG. 1, a quartz optical fiber with a lens in which a lens portion 2 is formed directly on an end face 1c of a quartz optical fiber 1 has been proposed. Since the end face 1c of the silica-based optical fiber itself has a lens function, the number of parts is reduced and the man-hour for alignment work can be reduced when manufacturing the module. It has the advantage of contributing.
【０００４】このレンズ付き石英系光ファイバ１は、エ
ッチング溶液によるエッチング速度が相対的に小さい石
英系ガラスで形成されているコア１ａとエッチング溶液
によるエッチング速度が相対的に大きい石英系ガラスで
形成されているクラッド１ｂとから成る石英系光ファイ
バ１の端面部分をそのエッチング溶液に浸漬することに
より製造される。The quartz optical fiber 1 with a lens is made of a core 1a made of quartz glass having a relatively low etching rate with an etching solution and a quartz glass having a relatively high etching rate with an etching solution. The optical fiber 1 is manufactured by immersing the end face portion of the silica-based optical fiber 1 comprising the cladding 1b in the etching solution.
【０００５】光ファイバの端面部分をエッチング溶液に
浸漬すると、コア１ａとクラッド１ｂはともにエッチン
グされる。このとき、クラッド１ｂのエッチング速度は
コア１ａのエッチング速度より大きいのでエッチングが
進むにつれて、コア１ａが突出する形で残留する。しか
も、エッチングは、光ファイバ１の軸長方向に進んで光
ファイバを短くするエッチングと光ファイバの径方向に
進んで光ファイバを細くするエッチングとが合成された
状態で進行していくので、結局、所定の時間が経過する
と、光ファイバの端面１ｃには図１のようなレンズ部２
が形成されることになる。When the end face of the optical fiber is immersed in an etching solution, both the core 1a and the clad 1b are etched. At this time, since the etching rate of the clad 1b is higher than the etching rate of the core 1a, the core 1a remains in a protruding form as the etching proceeds. Moreover, the etching proceeds in a state in which the etching that proceeds in the axial length direction of the optical fiber 1 and shortens the optical fiber and the etching that proceeds in the radial direction of the optical fiber and makes the optical fiber thinner are combined. After a lapse of a predetermined time, the lens portion 2 as shown in FIG.
Is formed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、石英系
光ファイバの端面部分をエッチング溶液に浸漬すること
により、前記端面へレンズ部２を形成する上記方法で
は、エッチング溶液に浸漬された前記光ファイバの側面
部分も同時にエッチングされるので、その側面部分に
は、図２で示したようにテーパ部１ｄが生じることにな
る。However, in the above-described method of forming the lens portion 2 on the end face by immersing the end face portion of the quartz-based optical fiber in an etching solution, the optical fiber immersed in the etching solution is not used. Since the side surface portion is also etched at the same time, the tapered portion 1d is generated in the side surface portion as shown in FIG.
【０００７】このような端面近傍の側面部分にテーパ部
１ｄが生じている光ファイバを半導体レーザと調心する
場合には、次のような問題が引き起こされることがあ
る。すなわち、半導体レーザと石英系光ファイバとを調
心するときには、複数本の石英系光ファイバを所定の治
具の上に配列、固定することが行われるが、このとき、
石英系光ファイバが図２で示したように端面近傍にテー
パ部１ｄを有している場合には、各石英系光ファイバが
傾いてセットされることがあり、そのため、互いのレン
ズ部２の間で位置ずれを起こすことがある。その結果、
半導体レーザと石英系光ファイバとの間では相互の光軸
ずれが起こり、両者間の結合効率の低下が引き起こされ
るようになる。When the optical fiber having the tapered portion 1d on the side surface near the end face is aligned with the semiconductor laser, the following problem may be caused. That is, when aligning the semiconductor laser and the silica-based optical fiber, a plurality of silica-based optical fibers are arranged and fixed on a predetermined jig.
When the silica-based optical fiber has a tapered portion 1d near the end face as shown in FIG. 2, each silica-based optical fiber may be set to be inclined. There may be a displacement between them. as a result,
A mutual optical axis shift occurs between the semiconductor laser and the silica-based optical fiber, causing a decrease in the coupling efficiency between the two.
【０００８】また、石英系光ファイバのエッチング溶液
への浸漬個所では、当該エッチング溶液が光ファイバ表
面に存在している微小な傷等に浸入するという問題があ
る。このような傷にエッチング溶液が浸入すると、エッ
チング作用により傷が大きくなることがあり、また、光
ファイバにヒートサイクルがかかった場合には、膨張、
収縮を繰り返すことにより傷の先端に応力がかかり、傷
が大きくなるということが起こり得る。そのため、石英
系光ファイバのエッチング溶液へ浸漬された部分では強
度劣化が引き起こされ、クラックの発生確率を高めてし
まい、結局、得られたレンズ付き石英系光ファイバはそ
の機械的な信頼性の低いものになってしまう。[0008] In addition, there is a problem that the etching solution permeates minute scratches and the like existing on the surface of the optical fiber at the place where the quartz optical fiber is immersed in the etching solution. When the etching solution infiltrates such a wound, the scratch may become large due to an etching action, and when the optical fiber is subjected to a heat cycle, expansion and expansion may occur.
By repeating the contraction, stress may be applied to the tip of the wound, and the wound may become large. For this reason, the strength of the quartz optical fiber immersed in the etching solution is deteriorated, which increases the probability of occurrence of cracks. It becomes something.
【０００９】本発明は、エッチング溶液を用いてレンズ
部を形成するレンズ付き石英系光ファイバを製造すると
きにおける上記した問題を解決し、石英系光ファイバの
側面部分にテーパ部が生ずることがなく、また端面部分
における機械的信頼性も高いレンズ付き石英系光ファイ
バの製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problem in manufacturing a quartz optical fiber with a lens for forming a lens portion by using an etching solution, and eliminates the occurrence of a tapered portion on the side surface of the quartz optical fiber. It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a quartz optical fiber with a lens having high mechanical reliability in an end face portion.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、石英系光ファイバの端面をエッチング
溶液に浸漬して前記端面にレンズ部を形成するレンズ付
き石英系光ファイバを製造する際に、石英系光ファイバ
の表面に耐エッチング溶液性の炭素薄膜を成膜し、前記
炭素薄膜の成膜個所で前記石英系光ファイバを切断した
のち切断面を研磨し、ついで、前記研磨面の近傍部分
で、かつ前記炭素薄膜が成膜されている部分をエッチン
グ溶液に浸漬して前記研磨面にレンズ部を形成すること
を特徴とするレンズ付き石英系光ファイバの製造方法が
提供される。According to the present invention, there is provided a quartz-based optical fiber having a lens, wherein an end face of the quartz-based optical fiber is immersed in an etching solution to form a lens portion on the end face. When performing the above, a carbon thin film having etching resistance is formed on the surface of the silica-based optical fiber,
After cutting the quartz-based optical fiber at the place where the carbon thin film is formed, the cut surface is polished, and then, in the vicinity of the polished surface, and the part where the carbon thin film is formed is immersed in an etching solution. A method for manufacturing a quartz optical fiber with a lens is provided, wherein a lens portion is formed on the polished surface.
【００１１】本発明のレンズ付き石英系光ファイバの製
造に際しては、まず、つぎのような光ファイバが用意さ
れる。コアは、エッチング溶液によるエッチング速度が
後述するクラッドに比べて相対的に小さく、かつ、その
屈折率は相対的に高い石英系ガラスで構成されている。
具体的には、純粋石英にゲルマニウムがドープされてい
る石英系ガラスであることが好ましい。In manufacturing the quartz optical fiber with a lens according to the present invention, first, the following optical fiber is prepared. The core is made of quartz glass whose etching rate by an etching solution is relatively lower than that of a clad described later and whose refractive index is relatively high.
Specifically, it is preferable to use a quartz glass in which pure quartz is doped with germanium.
【００１２】このコアの外周を被覆するクラッドは、前
記したコアよりも上記のエッチング溶液によるエッチン
グ速度が大きく、かつ、屈折率が相対的に小さい石英系
ガラスで構成されている。具体的には、純粋石英にゲル
マニウムとフッ素がドープされている石英系ガラスであ
ることが好ましい。なお、上記したエッチング溶液と
は、石英系ガラスをエッチングできるものであれば何で
あってもよいが、通常、フッ酸を水およびフッ化アンモ
ニウムで希釈したフッ酸溶液が使用される。The cladding covering the outer periphery of the core is made of quartz glass having a higher etching rate by the above-mentioned etching solution and a relatively smaller refractive index than the above-mentioned core. Specifically, it is preferable to use a quartz glass in which pure quartz is doped with germanium and fluorine. The above-mentioned etching solution may be any as long as it can etch quartz-based glass. Usually, a hydrofluoric acid solution obtained by diluting hydrofluoric acid with water and ammonium fluoride is used.
【００１３】本発明においては、まず、上記した石英系
光ファイバの表面に、エッチング溶液でエッチングされ
ない材料の薄膜を成膜する。前記薄膜の材料は、例え
ば、炭素、フォトレジスト材料のような有機高分子材料
等があげられる。成膜方法としては、材料が液状である
場合には、石英系光ファイバを前記材料に浸漬して付着
させる方法、前記光ファイバ表面へ刷毛塗りする方法、
また、材料が炭素のような固体である場合には、ＰＶＤ
法、ＣＶＤ法等をあげることができる。In the present invention, first, a thin film of a material that is not etched by an etching solution is formed on the surface of the above-mentioned quartz optical fiber. The material of the thin film, For example <br/>, carbon, organic polymer material such as photoresist materials. As a film forming method, when the material is in a liquid state, a method of immersing a quartz optical fiber in the material and attaching the same, a method of brush-coating the optical fiber surface,
When the material is a solid such as carbon, PVD
Method, CVD method and the like.
【００１４】これらのうち、とくに、炭素は好適であ
る。そして、炭素の薄膜を成膜するときには、薄膜のつ
きまわり性が良好な熱ＣＶＤ法を適用することが好まし
い。前記薄膜は、後述するレンズ部形成のためのエッチ
ング工程において石英系光ファイバの端面部分をエッチ
ング溶液に浸漬すると、エッチング溶液と接触する側面
部分がテーパ状にエッチングされるという事態を防止し
て、この側面部分を保護する働きをする。Of these, carbon is particularly preferred. When a carbon thin film is formed, it is preferable to apply a thermal CVD method having good throwing power of the thin film. When the thin film is immersed in an etching solution at the end face portion of the quartz-based optical fiber in an etching process for forming a lens portion described later, it is possible to prevent a situation in which a side portion in contact with the etching solution is etched into a tapered shape, It serves to protect this side part.
【００１５】前記薄膜は薄すぎると保護膜として機能せ
ず、逆に厚すぎると調心作業の妨げとなるので、通常１
００〜２０００Å程度の厚みにすることが好ましい。さ
らに、前記薄膜は、エッチング工程の際、石英系光ファ
イバの側面部分を充分に保護しなければならないので、
エッチング溶液に浸漬される部分以上の範囲に成膜され
ていることが必要である。具体的には、図３に示すよう
に、耐エッチング溶液性薄膜３は、後述する切断工程に
おける切断個所４を中心に、石英系光ファイバの軸長方
向に１０ｍｍ以上の長さとなるように成膜させることが
好ましい。If the thin film is too thin, it will not function as a protective film, and if it is too thick, it will hinder the alignment work.
It is preferable to set the thickness to about 00 to 2000 °. Further, since the thin film must sufficiently protect the side portion of the quartz optical fiber during the etching step,
It is necessary that the film be formed in a range not less than the portion immersed in the etching solution. More specifically, as shown in FIG. 3, the etching-resistant solution-resistant thin film 3 is formed so as to have a length of 10 mm or more in the axial direction of the silica-based optical fiber around a cutting point 4 in a cutting step described later. It is preferable to form a film.
【００１６】つぎに、前記耐エッチング溶液性の薄膜を
成膜した石英系光ファイバを例えばカッターにより切断
し、切断面を出す。このとき、図３に示すように石英系
光ファイバ１の表面に耐エッチング溶液性薄膜３が成膜
している部分の中央の切断個所４を石英系光ファイバ１
の軸長方向と垂直な方向にファイバーカッターにより切
断することが好ましい。Next, the quartz optical fiber on which the etching-resistant solution-resistant thin film is formed is cut by, for example, a cutter to obtain a cut surface. At this time, as shown in FIG. 3, the center of the quartz-based optical fiber 1 is cut at a portion 4 where the etching-resistant thin film 3 is formed on the surface thereof.
Is preferably cut by a fiber cutter in a direction perpendicular to the axis length direction.
【００１７】前記切断工程によって表出した切断面が粗
い場合は、ここに鏡面研磨処理を施す。このとき、切断
面は石英系光ファイバ１の軸長方向と直交する面になる
ように研磨することが好ましい。ついで、光ファイバ端
面をエッチング溶液に所定時間浸漬してエッチングを行
い、前記した石英系光ファイバの端面にレンズ部を形成
する。If the cut surface exposed in the cutting step is rough, a mirror polishing process is performed here. At this time, it is preferable that the cut surface is polished so as to be a surface orthogonal to the axial length direction of the quartz optical fiber 1. Next, the end face of the optical fiber is immersed in an etching solution for a predetermined time to perform etching, thereby forming a lens portion on the end face of the quartz optical fiber.
【００１８】このとき、エッチング溶液としてフッ酸溶
液を用いる場合には、前記フッ酸溶液の濃度、温度、お
よびフッ酸溶液に浸漬する時間によってエッチングの度
合いがかわるので、これら諸条件を変化させることによ
り所望形状のレンズ部を作成する。このときのフッ酸濃
度は、コアやクラッドの組成などによって適宜に選定さ
れるが、１０〜５０モル％程度であればよい。At this time, when a hydrofluoric acid solution is used as an etching solution, the degree of etching varies depending on the concentration, temperature, and time of immersion in the hydrofluoric acid solution. To form a lens portion having a desired shape. The concentration of hydrofluoric acid at this time is appropriately selected depending on the composition of the core and the clad, and may be about 10 to 50 mol%.
【００１９】また、エッチング工程において、石英系光
ファイバをエッチング溶液に浸漬する際、図４に示すよ
うに、浸漬するのは端面１ｃと前記薄膜３が成膜されて
いる部分までとし、前記薄膜３が成膜されていない光フ
ァイバの側面部分１ｅはエッチング溶液と接触しないよ
うにする。その結果、図５のように、端面１ｃはエッチ
ングされてレンズ部２が形成されるが、光ファイバ側面
１ｆは薄膜３に保護されているため、エッチングされな
いと同時に光ファイバ側面１ｆに存在する微小傷にエッ
チング溶液が浸入することも防止できる。したがって、
端面近傍では、外径が一定で、かつ、端面部分の機械的
信頼性の高い石英系光ファイバが得られる。In the etching step, when the quartz optical fiber is immersed in the etching solution, as shown in FIG. 4, only the end face 1c and the portion where the thin film 3 is formed are immersed. The side portion 1e of the optical fiber on which the film 3 is not formed is prevented from coming into contact with the etching solution. As a result, as shown in FIG. 5, the end face 1c is etched to form the lens portion 2. However, since the optical fiber side face 1f is protected by the thin film 3, the end face 1c is not etched, and at the same time, the minute portion existing on the optical fiber side face 1f. It is also possible to prevent the etching solution from penetrating into the wound. Therefore,
In the vicinity of the end face, a silica-based optical fiber having a constant outer diameter and high mechanical reliability at the end face portion can be obtained.
【００２０】ところで、本発明においてレンズ付き石英
系光ファイバを製造した場合、例えば次のような問題が
生じることもある。すなわち、図５で示したように、エ
ッチング処理により光ファイバ端面にレンズ部を形成し
た後であっても、薄膜３の先端部分３ａはそのまま残留
するため、これが何らかの外力を受けて剥離してレンズ
部２に付着し、結合効率を低下させるという問題であ
る。When the quartz optical fiber with a lens is manufactured in the present invention, for example, the following problem may occur. That is, as shown in FIG. 5, even after the lens portion is formed on the end face of the optical fiber by the etching process, the tip portion 3a of the thin film 3 remains as it is. This is a problem that it adheres to the portion 2 and lowers the coupling efficiency.
【００２１】上記した問題に対しては、薄膜の材料とし
て、加熱処理を施すと容易に消失する材料を用い、エッ
チング処理後に光ファイバ端面を加熱して前記材料から
なる薄膜を除去する作業を行うことが有効である。この
加熱処理は、剥離して結合効率を低下させる恐れのある
薄膜先端部分３ａを除去するとともに、光ファイバ端面
１ｃに存在する傷に浸入したエッチング溶液および前記
溶液中の水分を蒸発させ、さらに傷自体も熱により消滅
させることができるので、光ファイバ自体の機械的強度
をさらに向上させるという効果を奏する。In order to solve the above problem, a material which easily disappears when subjected to heat treatment is used as a material of the thin film, and an operation of heating the end face of the optical fiber after the etching treatment to remove the thin film made of the material is performed. It is effective. This heat treatment removes the thin film tip portion 3a that may peel off and lower the coupling efficiency, and also evaporates the etching solution and moisture contained in the solution present in the scratch present on the optical fiber end face 1c, and further removes the scratch. Since the optical fiber itself can be extinguished by heat, there is an effect that the mechanical strength of the optical fiber itself is further improved.
【００２２】ここで、炭素は大気中で加熱することで容
易に消失するので、好適である。具体的には、エッチン
グ処理後に、光ファイバ先端部に残留した炭素薄膜を、
大気中で、アーク放電、ガスバーナー等で加熱処理を行
うことで除去することが好ましい。Here, carbon is preferable because it is easily eliminated by heating in the air. Specifically, after the etching process, the carbon thin film remaining at the tip of the optical fiber is
It is preferable to remove by performing a heat treatment with an arc discharge, a gas burner or the like in the atmosphere.
【００２３】[0023]
【実施例】石英系光ファイバとしては、コアとクラッド
との比屈折率差が０．３５％のシングルモード構造のも
ので、コア径が９μｍ、光ファイバの外径が１２５μｍ
のものを用意した。前記光ファイバ２０本の各表面に、
耐エッチング溶液性薄膜として炭素薄膜を熱ＣＶＤ装置
を用いて成膜し、このとき、前記炭素薄膜は光ファイバ
表面に膜厚５００Å、長さ２０ｍｍにわたって成膜させ
た。EXAMPLE A silica-based optical fiber has a single mode structure in which the relative refractive index difference between the core and the clad is 0.35%, the core diameter is 9 μm, and the outer diameter of the optical fiber is 125 μm.
I prepared something. On each surface of the 20 optical fibers,
A carbon thin film was formed as an etching-resistant thin film using a thermal CVD apparatus. At this time, the carbon thin film was formed on the surface of the optical fiber so as to have a thickness of 500 ° and a length of 20 mm.
【００２４】次に、光ファイバの中央部をファイバカッ
ターで軸長方向に対して直交して切断して二分割し、切
断面より１０ｍｍまで炭素薄膜で保護されている石英系
光ファイバを得た。ついで、この光ファイバの切断面を
軸長方向に対して垂直な状態を保ちながら鏡面研磨し
た。Next, the central portion of the optical fiber was cut at right angles to the axial direction by a fiber cutter to divide the optical fiber into two parts, thereby obtaining a silica-based optical fiber protected by a carbon thin film up to 10 mm from the cut surface. . Next, the cut surface of this optical fiber was mirror-polished while maintaining a state perpendicular to the axial direction.
【００２５】以上の作業により光ファイバの軸長方向に
対して垂直で、かつ鏡面研磨された端面を有し、側面に
炭素薄膜が９ｍｍにわたって成膜している光ファイバが
４０本得られた。また、比較例として、炭素薄膜は成膜
されておらず、端面は鏡面研磨されている光ファイバを
２０本用意した。By the above operation, 40 optical fibers having perpendicular end faces to the axial direction of the optical fibers, mirror-polished end faces, and a carbon thin film formed on the side faces over 9 mm were obtained. As a comparative example, 20 optical fibers having no carbon thin film formed and mirror-polished end faces were prepared.
【００２６】次に、これら光ファイバ、計６０本を研磨
面から５ｍｍまでを、ＨＦとＮＨ4Ｆの比が１：４で、
温度が２５℃の混合溶液に１５分間浸漬し、エッチング
処理を行った。エッチング後の端面形状は、側面に炭素
薄膜が成膜している光ファイバ（以下、サンプルＡとい
う）の場合、図５のようになった。また、炭素薄膜を成
膜していない光ファイバ（以下、サンプルＢという）の
場合、図６のようになった。Next, a total of 60 of these optical fibers were polished up to 5 mm from the polished surface at a ratio of HF to NH 4 F of 1: 4.
The substrate was immersed in a mixed solution having a temperature of 25 ° C. for 15 minutes to perform an etching process. FIG. 5 shows the shape of the end face after etching in the case of an optical fiber having a carbon thin film formed on the side surface (hereinafter referred to as sample A). In the case of an optical fiber having no carbon thin film formed thereon (hereinafter, referred to as sample B), the result is as shown in FIG.
【００２７】更に、図５で示した光ファイバのうち、２
０本については、アーク放電による加熱処理を行って、
先端部分に残留している炭素薄膜を除去し、図７のよう
な形状の光ファイバ（以下、サンプルＣという）にし
た。上記３種類の光ファイバ各２０本を用いて、半導体
レーザとの結合効率を測定し、また、ヒートサイクル試
験後の光ファイバの破断個所の有無の確認を行った。Further, of the optical fibers shown in FIG.
For 0 tubes, heat treatment by arc discharge is performed,
The carbon thin film remaining at the tip was removed to obtain an optical fiber having a shape as shown in FIG. Using each of the above three types of optical fibers, the coupling efficiency with a semiconductor laser was measured, and the presence or absence of a break in the optical fibers after the heat cycle test was confirmed.
【００２８】半導体レーザとの結合効率の測定は、波長
が0.９８μｍで、出力が３０ｍＷの半導体レーザを用
い、光ファイバのレンズ部が形成された端面と、半導体
レーザのレーザ光出射端との間隔を３μｍにセットし、
光軸合わせを行い、光ファイバの反対側の端面で出力を
検出して、結合効率を算出した。このとき、光ファイバ
の長さは１ｍとした。In the measurement of the coupling efficiency with the semiconductor laser, a semiconductor laser having a wavelength of 0.98 μm and an output of 30 mW was used, and the end face of the optical fiber where the lens portion was formed and the laser light emitting end of the semiconductor laser were used. Set the interval to 3μm,
The optical axes were aligned, the output was detected at the opposite end face of the optical fiber, and the coupling efficiency was calculated. At this time, the length of the optical fiber was 1 m.
【００２９】ヒートサイクル試験は、−４０℃から＋８
５℃までのヒートサイクルを６時間で１００サイクル行
い、その後の光ファイバ端面の状態を観察し、破断個所
の有無の確認を行った。上記各試験の結果を表１に示し
た。表１から明らかなように、結合効率はサンプルＣが
最も良く、サンプルＡは炭素薄膜が剥離して光ファイバ
端面のレンズ部に付着したためと思われる結合効率の悪
いものが１本見られた。サンプルＢは光ファイバの中心
軸が傾いてセットされやすいため結合効率が悪く、かつ
ばらつきも多くなっている。一方、ヒートサイクル試験
では、サンプルＡの場合は、２０本中１本に割れが生
じ、サンプルＢでは４本に割れが生じていた。それに対
しサンプルＣでは全く割れは生じていなかった。このこ
とからサンプルＡ、ＢとサンプルＣとの機械的強度の差
が確認できた。[0029] The heat cycle test is performed at -40 ° C to +8.
A heat cycle up to 5 ° C. was performed for 100 cycles in 6 hours, and the state of the end face of the optical fiber was observed thereafter to confirm whether or not there was a break. Table 1 shows the results of the above tests. As is evident from Table 1, the sample C had the best coupling efficiency, and the sample A showed one having poor coupling efficiency, probably because the carbon thin film was peeled off and attached to the lens at the end face of the optical fiber. The sample B has a low coupling efficiency because the center axis of the optical fiber is inclined and is likely to be set. On the other hand, in the heat cycle test, in the case of sample A, cracks occurred in one of the 20 samples, and in sample B, cracks occurred in four of the samples. On the other hand, in sample C, no crack occurred. This confirmed the difference in mechanical strength between Samples A and B and Sample C.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、レンズ部以外の外径が一定でモジュール等
に組み込んだ際に軸心がずれにくい構造を有し、また端
面部分の機械的信頼性が高いレンズ付き石英系光ファイ
バを容易に製造することができる。これは、石英系光フ
ァイバの端面をレンズ状に加工するためのエッチング溶
液に対して耐エッチング溶液性のある材料である炭素か
らなる薄膜を前記光ファイバに付着させることにより外
周部を保護することがもたらす効果である。As is apparent from the above description, according to the method of the present invention, the outer diameter of the portion other than the lens portion is constant and the axis is not easily shifted when assembled into a module or the like. It is possible to easily manufacture a quartz optical fiber with a lens having high mechanical reliability. This is because carbon is a material that has an etching solution resistance to the etching solution used to process the end face of the quartz optical fiber into a lens shape .
This is an effect that the outer peripheral portion is protected by attaching a thin film made of the above to the optical fiber.
【００３２】また、薄膜の材料として、加熱処理を施す
だけで容易に除去できる材料である炭素を用い、エッチ
ング後に加熱処理を施すことで、さらに端面部分の機械
的強度が高く、良好な形状のレンズ付き石英系光ファイ
バが得られる。本発明方法は、受光素子または発光素子
との調心時に光軸ずれが起こりにくく、かつ端面部分の
機械的信頼性が高くレンズ付き石英系光ファイバが容易
に製造できる方法としてその工業的価値は大である。As a material for the thin film , carbon, which can be easily removed only by performing a heat treatment, is subjected to a heat treatment after etching, so that the mechanical strength of the end face portion is further increased, and a good shape is obtained. A quartz optical fiber with a lens is obtained. The method of the present invention has a low industrial value as a method in which an optical axis shift hardly occurs at the time of alignment with a light receiving element or a light emitting element, and a quartz optical fiber with a lens having a high mechanical reliability of an end face portion can be easily manufactured. Is big.
【図１】レンズ付き石英系光ファイバのレンズ部を示す
側面図である。FIG. 1 is a side view showing a lens portion of a quartz optical fiber with a lens.
【図２】側面がテーパ状にエッチングされたレンズ付き
石英系光ファイバのレンズ部を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a lens portion of a quartz optical fiber with a lens whose side surface is etched into a tapered shape.
【図３】石英系光ファイバの切断個所を示す側面図であ
る。FIG. 3 is a side view showing a cut portion of the silica-based optical fiber.
【図４】耐エッチング溶液性薄膜を成膜した石英系光フ
ァイバをエッチング溶液に浸漬した状態を示す側面図で
ある。FIG. 4 is a side view showing a state in which a quartz optical fiber on which an etching-resistant solution-resistant thin film is formed is immersed in an etching solution.
【図５】耐エッチング溶液性薄膜（炭素薄膜）を成膜し
た後、エッチングすることにより得られたレンズ付き石
英系光ファイバのレンズ部を示す側面図である。（サン
プルＡ）FIG. 5 is a side view showing a lens portion of a quartz optical fiber with a lens obtained by etching after forming an etching-resistant thin film (carbon thin film). (Sample A)
【図６】耐エッチング溶液性薄膜（炭素薄膜）を成膜し
ないでエッチングしてレンズ部を形成したレンズ付き石
英系光ファイバのレンズ部を示す側面図である。（サン
プルＢ）FIG. 6 is a side view showing a lens part of a quartz optical fiber with a lens in which a lens part is formed by etching without forming an etching resistant thin film (carbon thin film). (Sample B)
【図７】エッチング後に、先端に残留した耐エッチング
溶液性薄膜（炭素薄膜）を加熱除去したレンズ付き石英
系光ファイバのレンズ部を示す側面図である。（サンプ
ルＣ）FIG. 7 is a side view showing a lens portion of a lens-based quartz optical fiber obtained by heating and removing an etching-resistant solution thin film (carbon thin film) remaining on the tip after etching. (Sample C)
１ 石英系光ファイバ本体 １ａ コア １ｂ クラッド １ｃ 光ファイバ端面 １ｄ テーパ部 １ｅ 耐エッチング溶液性薄膜を成膜していない側面 １ｆ 耐エッチング溶液性薄膜に保護されている側面 ２ レンズ部 ３ 耐エッチング溶液性薄膜 ３ａ 残留した耐エッチング溶液性薄膜の先端部 ４ 切断個所 ５ エッチング溶液 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Quartz-type optical fiber main body 1a Core 1b Cladding 1c Optical fiber end surface 1d Taper part 1e Side surface on which etching-resistant solution thin film is not formed 1f Side surface protected by etching-resistant solution thin film 2 Lens part 3 Resistance to etching solution Thin film 3a Remaining tip of etching solution resistant thin film 4 Cutting point 5 Etching solution
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−264868（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−58221（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−285332（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−20012（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−318503（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−51102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−282707（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00 G02B 6/10 G02B 6/16 - 6/22 G02B 6/32 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-5-264868 (JP, A) JP-A-2-58221 (JP, A) JP-A-3-285332 (JP, A) JP-A-3-283 20012 (JP, A) JP-A-4-318503 (JP, A) JP-A-4-51102 (JP, A) JP-A-63-282707 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 6/00 G02B 6/10 G02B 6/16-6/22 G02B 6/32
Claims (2)
液に浸漬して前記端面にレンズ部を形成するレンズ付き
石英系光ファイバを製造する際に、石英系光ファイバの
表面に耐エッチング溶液性の炭素薄膜を成膜し、前記炭
素薄膜の成膜個所で前記石英系光ファイバを切断したの
ち切断面を研磨し、ついで、前記研磨面の近傍部分で、
かつ前記炭素薄膜が成膜されている部分をエッチング溶
液に浸漬して前記研磨面にレンズ部を形成することを特
徴とするレンズ付き石英系光ファイバの製造方法。When producing a quartz optical fiber with a lens for forming a lens portion on the end face by immersing the end face of the quartz optical fiber in an etching solution, the surface of the quartz optical fiber has an etching resistant property. A carbon thin film is formed, and the carbon
After cutting the silica-based optical fiber at the film-forming portion of the elementary thin film, the cut surface is polished, and then, in the vicinity of the polished surface,
A method of manufacturing a quartz optical fiber with a lens, characterized in that a portion on which the carbon thin film is formed is immersed in an etching solution to form a lens portion on the polished surface.
ンズ部を形成したのち、大気中における加熱によって前
記炭素薄膜を除去する請求項１のレンズ付き石英系光フ
ァイバの製造方法。2. The laser polishing method according to claim 1 , wherein the polishing surface of the silica-based optical fiber is
After forming the lens unit, before the heating in the atmosphere
2. The method for producing a silica-based optical fiber with a lens according to claim 1, wherein the carbon thin film is removed .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31320793A JP3307493B2 (en) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | Manufacturing method of quartz optical fiber with lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31320793A JP3307493B2 (en) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | Manufacturing method of quartz optical fiber with lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07168034A JPH07168034A (en) | 1995-07-04 |
| JP3307493B2 true JP3307493B2 (en) | 2002-07-24 |
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| JP (1) | JP3307493B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5226401A (en) * | 1992-06-01 | 1993-07-13 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for exhaust gas recirculation via reverse flow motoring |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP31320793A patent/JP3307493B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH07168034A (en) | 1995-07-04 |
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