JP3444352B2 - Optical transmission line manufacturing method - Google Patents

Optical transmission line manufacturing method

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JP3444352B2
JP3444352B2 JP2000054643A JP2000054643A JP3444352B2 JP 3444352 B2 JP3444352 B2 JP 3444352B2 JP 2000054643 A JP2000054643 A JP 2000054643A JP 2000054643 A JP2000054643 A JP 2000054643A JP 3444352 B2 JP3444352 B2 JP 3444352B2
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transmission line
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光硬化性樹脂溶液
と光を用いて作製される光伝送路の製造方法に関する。
特に、光硬化性樹脂溶液を硬化開始波長と屈折率の異な
る2種の混合溶液とし、1つの光硬化性樹脂溶液で伝送
路のコアを、両光硬化性樹脂溶液でクラッド部を形成す
る光伝送路の製造方法に関する。また、光ファイバを上
記混合溶液に漬け、光ファイバに連続して繋がる直線平
行性の良い光伝送路の製造方法に関する。本発明は、光
通信における安価で低損失な光インタ−コネクション、
光分波器あるいは合波器に適用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an optical transmission line manufactured by using a photocurable resin solution and light.
In particular, a photocurable resin solution is used as a mixed solution of two kinds having different curing start wavelengths and different refractive indexes, and one photocurable resin solution is used to form the core of the transmission line and both photocurable resin solutions to form a clad portion. The present invention relates to a method of manufacturing a transmission line. The present invention also relates to a method of manufacturing an optical transmission line in which an optical fiber is dipped in the above mixed solution and continuously connected to the optical fiber with good linear parallelism. The present invention provides an inexpensive and low-loss optical interconnection in optical communication,
It can be applied to optical demultiplexers or multiplexers.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光硬化性樹脂溶液を利用して、光
ファイバ先端に光伝送路を形成する技術が注目されてい
る。例えば、特開平4−165311号公報に開示され
た光導波路の製造方法がある。簡単に説明すると、第1
工程として、光ファイバの1端を例えばフッ素系モノマ
ーからなる光硬化性樹脂溶液に漬ける。そして、その溶
液を硬化させる波長の光をそのファイバ先端から出射さ
せる(第2工程)。例えば、紫外線領域に近い波長ある
いは短波長レーザ光を照射させると、その先端部分にあ
る光硬化性樹脂溶液は光重合反応によって硬化される。
そして、出射端には、そのパワ分布に従って所謂コア部
が形成される。コア部が形成されると、上記光はさらに
先方に伝搬され、次々とコア部を形成し、結果として光
伝送路が形成される。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique for forming an optical transmission line at the tip of an optical fiber using a photocurable resin solution has been attracting attention. For example, there is a method of manufacturing an optical waveguide disclosed in JP-A-4-165311. Briefly, first
In the step, one end of the optical fiber is dipped in a photocurable resin solution made of, for example, a fluorine-based monomer. Then, light having a wavelength that cures the solution is emitted from the tip of the fiber (second step). For example, when a laser beam having a wavelength close to the ultraviolet region or a short wavelength laser beam is irradiated, the photocurable resin solution at the tip portion is cured by a photopolymerization reaction.
A so-called core portion is formed at the emission end according to the power distribution. When the core portion is formed, the above light is further propagated to form the core portion one after another, and as a result, the optical transmission line is formed.

【0003】そして、第3工程として、上記光硬化性樹
脂溶液から取り出し、洗浄等により残存した光硬化性樹
脂溶液を取り除く。次に、第4工程として、再び透光性
樹脂をコーティングする。これは、コア面を被覆し、塵
や傷から保護する目的である。そして最終の第5工程と
して、形成されたコア部の先端面を研磨し、伝送路の出
射面を形成する。このように、およそ5工程で光ファイ
バに連続する光伝送路を形成していた。
Then, as a third step, the photocurable resin solution is removed from the photocurable resin solution and the remaining photocurable resin solution is removed by washing or the like. Next, as a fourth step, the translucent resin is coated again. This is for the purpose of coating the core surface and protecting it from dust and scratches. Then, as a final fifth step, the tip end surface of the formed core portion is polished to form the emission surface of the transmission path. In this way, an optical transmission line continuous with the optical fiber was formed in about 5 steps.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、結果的に光伝送路が拡大しながら蛇行してい
る。蛇行とは、光軸方向にz軸をとるとき、そのzの値
に対して半径が周期的に異なることである。これは、光
ファイバのコア部と光硬化性樹脂溶液の屈折率のミスマ
ッチに起因する。その結果、出射広がりが大きくなると
ともに屈折率分布型光伝送路が形成される。
However, in the above-mentioned conventional example, the optical transmission line is meandering as a result. Meandering means that when the z axis is taken in the optical axis direction, the radius periodically differs with respect to the value of z. This is due to a mismatch in the refractive index between the core of the optical fiber and the photocurable resin solution. As a result, the outgoing spread becomes large and a gradient index optical transmission line is formed.

【0005】この屈折率分布型の伝送路内では、光は屈
折率に従って蛇行する。即ち、伝送路の長さによって、
その焦点距離が変化する。このため、最終工程の端面研
磨では、その焦点距離を測定しながら研磨量を決定する
必要があり、多大な製造コストを要するという欠点があ
った。また、上記従来例によれば、形成されたコア部の
伝送路長は8.5mm止まりである。端面処理を施せ
ば、さらに小さくなる。これは、光ファイバ間を接続す
るコネクタとしては、適用できるが、その伝送路中に分
岐ミラー等を挿入し分波器・合波器とするには困難を伴
った。また、他には光ファイバ先端にテーパー状の光伝
送路が形成される報告もある。テーパー状の光伝送路の
形成も、上記屈折率のミスマッチに起因する。このテー
パ状の光伝送路を上記合波器・分波器に適用するとその
広がりから損失が大きくなるという欠点が生じる。更
に、上記方法の場合、クラッドをそのまま硬化させると
屈折率がコアのそれと同じになる。従って、ステップイ
ンデックス型光伝送路とするためには、ファイバクラッ
ドを別の材料に置き換える工程が別途必要となるので、
生産性が悪いといった問題があった。
In the gradient index transmission line, light meanders according to the refractive index. That is, depending on the length of the transmission line,
Its focal length changes. For this reason, in the end face polishing in the final step, it is necessary to determine the polishing amount while measuring the focal length, and there is a drawback that a great manufacturing cost is required. Further, according to the above-mentioned conventional example, the transmission path length of the formed core portion is 8.5 mm. If the end surface treatment is applied, the size will be further reduced. This can be applied as a connector for connecting optical fibers, but it is difficult to insert a branching mirror or the like into the transmission line to form a demultiplexer / multiplexer. There are also reports that a tapered optical transmission line is formed at the tip of an optical fiber. The formation of the tapered optical transmission line is also caused by the mismatch of the above-mentioned refractive indexes. When this tapered optical transmission line is applied to the multiplexer / demultiplexer, there is a drawback that the loss increases due to its spread. Further, in the case of the above method, when the cladding is cured as it is, the refractive index becomes the same as that of the core. Therefore, in order to obtain a step index type optical transmission line, a separate step of replacing the fiber clad with another material is required.
There was a problem of poor productivity.

【0006】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、2種類の光硬化性樹脂
溶液の混合液を用いて、簡単にコア部とクラッド部を作
製し、コア部が直線的に延長された光伝送路を提供する
ことである。また、その製造方法を提供することであ
る。また、他の目的は、用いる光ファイバに応じて、上
記光硬化性樹脂溶液の屈折率を調整し、光ファイバの種
類によらず出射口から直線状に延長された光伝送路を提
供することである。さらに、他の目的は、組立コスト、
部品コストが大幅に低減された安価な光伝送路の製造方
法を提供することである。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to easily produce a core part and a clad part by using a mixed solution of two kinds of photocurable resin solutions. The core part is to provide a linearly extended optical transmission line. Moreover, it is providing the manufacturing method. Another object is to provide an optical transmission line that is linearly extended from the exit regardless of the type of optical fiber by adjusting the refractive index of the photocurable resin solution according to the optical fiber used. Is. In addition, other objectives are assembly costs,
An object of the present invention is to provide an inexpensive optical transmission line manufacturing method in which the component cost is significantly reduced.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項1に記載の光伝送路の製造方法は、光
硬化性樹脂溶液に所定波長の光を導入し、光軸方向に硬
化させることによって入射口から連続した光伝送路を作
製する光伝送路の製造方法であって、その光硬化性樹脂
溶液は、第1の光硬化性樹脂溶液とその第1の光硬化性
樹脂溶液より硬化開始波長が短く、第1の光硬化性樹脂
溶液の屈折率よりも屈折率の小さい第2の光硬化性樹脂
溶液との混合溶液であって、その混合溶液に第1の光硬
化性樹脂溶液のみを硬化させる波長帯の光ビームを入射
させて軸状の光伝送路を作製することを特徴とする。
In order to achieve this object, a method of manufacturing an optical transmission line according to a first aspect of the present invention is directed to introducing a light of a predetermined wavelength into a photocurable resin solution, and A method for manufacturing an optical transmission line, wherein a continuous optical transmission line is produced from an entrance by being cured into a light-curable resin solution, wherein the photocurable resin solution comprises a first photocurable resin solution and a first photocurable resin solution. curing initiation wavelength than the resin solution is rather short, the first photo-curable resin
A mixed solution with a second photo-curable resin solution having a refractive index smaller than that of the solution, and a light beam in a wavelength band that cures only the first photo-curable resin solution is incident on the mixed solution. It is characterized in that an axial optical transmission line is produced.

【0008】また、本発明の請求項2に記載の光伝送路
の製造方法は、光硬化性樹脂溶液に所定波長の光を導入
し、光軸方向に硬化させることによって入射口から連続
した光伝送路を作製する光伝送路の製造方法であって、
その光硬化性樹脂溶液は、第1の光硬化性樹脂溶液とそ
の第1の光硬化性樹脂溶液より硬化開始波長が短い第2
の光硬化性樹脂溶液との混合溶液であって、その混合溶
液に第1の光硬化性樹脂溶液のみを硬化させる波長帯の
光ビームを入射させて軸状のコア部を作製し、次いで混
合溶液の周囲より第1および第2の両光硬化性樹脂溶液
を硬化させる波長帯の光を照射させ、コア部周囲にクラ
ッド部を作製して、そのコア部の屈折率がクラッド部の
屈折率より大である光伝送路を形成することを特徴とす
る。また、本発明の請求項3に記載の光伝送路の製造方
法によれば、第1の光硬化性樹脂溶液の硬化時の屈折率
は、混合溶液の屈折率より大であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical transmission line, wherein light having a predetermined wavelength is introduced into a photocurable resin solution and cured in the optical axis direction so that light continuous from an entrance is obtained. A method for manufacturing an optical transmission line for producing a transmission line, comprising:
The photocurable resin solution includes a first photocurable resin solution and a second photocurable resin solution having a curing initiation wavelength shorter than that of the first photocurable resin solution.
Of the photocurable resin solution, wherein a light beam having a wavelength band that cures only the first photocurable resin solution is incident on the mixed solution to form an axial core portion, and then mixed. The cladding is formed around the core by irradiating light in the wavelength band that cures both the first and second photocurable resin solutions from around the solution, and the refractive index of the core is the refractive index of the cladding. It is characterized by forming a larger optical transmission line. Further, according to the optical transmission line manufacturing method of the present invention, the refractive index of the first photocurable resin solution at the time of curing is higher than the refractive index of the mixed solution. To do.

【0009】また、本発明の請求項4に記載の光伝送路
の製造方法によれば、その所定波長の光は混合溶液に含
浸せられた光ファイバの先端から出射され、光伝送路が
その光ファイバの先端から連続して作製されることを特
徴とする。
According to the fourth aspect of the present invention, the light of the predetermined wavelength is emitted from the tip of the optical fiber impregnated with the mixed solution, and the optical transmission line is It is characterized in that it is continuously manufactured from the tip of the optical fiber.

【0010】また、本発明の請求項5に記載の光伝送路
の製造方法によれば、その光ファイバは屈折率がコア部
とクラッド部の境界でステップ状に変化するステップイ
ンデックス型光ファイバであり、そのコア部屈折率をn
f1、クラッド部屈折率をnf2、光伝送路のコア部屈折率
をnA2、混合溶液の屈折率をnC1とする時、(5)式の
条件式を満たすように、混合溶液の屈折率が調整される
ことを特徴とする。
According to the fifth aspect of the present invention, the optical fiber is a step index type optical fiber whose refractive index changes stepwise at the boundary between the core and the clad. Yes, the core refractive index is n
When the refractive index of the mixed solution is f 1 , the refractive index of the clad portion is n f2 , the refractive index of the core portion of the optical transmission line is n A2 , and the refractive index of the mixed solution is n C1 , the refractive index of the mixed solution is set to satisfy the conditional expression (5). The rate is adjusted.

【数5】 (nf12 −(nf22 ≦(nA22 −(nC12 ・・・(5)[Formula 5] (n f1 ) 2 − (n f2 ) 2 ≦ (n A2 ) 2 − (n C1 ) 2 (5)

【0011】また、本発明の請求項6に記載の光伝送路
の製造方法によれば、その光ファイバは、半径方向に所
定の関数で屈折率勾配を有するグレーディッドインデッ
クス型光ファイバであり、その光ファイバのコア部中心
の最大屈折率をnf1、コア部直径を2af 、クラッド部
屈折率をnf2、その光伝送路のコア部屈折率をnA2、混
合溶液の屈折率をnC1、pを整数とする時、作製される
光伝送路のコア部直径2aw が(6)式の条件式を満た
すよう、混合溶液の屈折率が調整されることを特徴とす
る。
According to the method of manufacturing an optical transmission line of claim 6 of the present invention, the optical fiber is a graded index type optical fiber having a refractive index gradient with a predetermined function in the radial direction, The maximum refractive index at the center of the core of the optical fiber is n f1 , the diameter of the core is 2 a f , the refractive index of the cladding is n f2 , the refractive index of the core of the optical transmission line is n A2 , and the refractive index of the mixed solution is n n. when the C1, p is an integer to satisfy the core portion diameter 2a w of the optical transmission line to be fabricated with (6) conditional expression, the refractive index of the mixed solution is characterized in that it is adjusted.

【数6】 2aw =2af [1/(2△)・(nA2 2 −nC1 2 )/nA2 2 1/p 但し、△=(nf1 2 −nf2 2 )/(2nf1 2 ) ・・・(6)[6] 2a w = 2a f [1 / (2 △) · (n A2 2 -n C1 2) / n A2 2] 1 / p However, △ = (n f1 2 -n f2 2) / (2n f1 2 ) (6)

【0012】また、本発明の請求項7に記載の光伝送路
の製造方法によれば、光硬化性樹脂溶液に光ファイバ先
端を漬け、その光ファイバ先端から所定波長の光を出射
させて、光軸方向にその光硬化性樹脂溶液を硬化させる
ことより、光ファイバ先端から連続した光伝送路を作製
する光伝送路の製造方法であって、前記光硬化性樹脂溶
液は第1の光硬化性樹脂溶液と該第1の光硬化性樹脂溶
液より硬化開始波長が短く、第1の光硬化性樹脂溶液の
屈折率よりも屈折率の小さい第2の光硬化性樹脂溶液と
の混合溶液であって、その光ファイバは屈折率がコア部
とクラッド部の境界でステップ状に変化するステップイ
ンデックス型光ファイバであり、そのコア部屈折率をn
f1、クラッド部屈折率をnf2、形成される光伝送路の屈
折率をnA2、光硬化性樹脂溶液の屈折率をnC1とする
時、(7)式の条件を満たすように光硬化性樹脂溶液の
屈折率が調整されることを特徴とする。
According to the seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical transmission line, wherein the tip of the optical fiber is dipped in a photo-curable resin solution, and light of a predetermined wavelength is emitted from the tip of the optical fiber. than to cure the photocurable resin solution in the optical axis direction, a manufacturing method of the optical transmission line to produce an optical transmission path which is continuous from the optical fiber tip, the photocurable resin soluble
The liquid is a solution of the first photocurable resin solution and the first photocurable resin solution.
Since the curing start wavelength is shorter than that of the liquid, the first photocurable resin solution
A second photocurable resin solution having a smaller refractive index than the refractive index
A mixed solution, the optical fiber is a step index optical fiber which changes stepwise at the boundary of the cladding portion refractive index core portion, the core portion refractive index n of the
Let f1 be the refractive index of the cladding part, n f2 , the refractive index of the optical transmission line to be formed be n A2 , and the refractive index of the photo-curable resin solution be n C1, and the photo-curing should be performed so as to satisfy the condition of formula (7). wherein the refractive index of sexual resin solution is adjusted.

【数7】 (nf12 −(nf22 ≦(nA22 −(nC12 ・・・(7)(7) (n f1 ) 2 − (n f2 ) 2 ≦ (n A2 ) 2 − (n C1 ) 2 (7)

【0013】また、本発明の請求項8に記載の光伝送路
の製造方法によれば、前記光硬化性樹脂溶液は第1の光
硬化性樹脂溶液と該第1の光硬化性樹脂溶液より硬化開
始波長が短く、第1の光硬化性樹脂溶液の屈折率よりも
屈折率の小さい第2の光硬化 性樹脂溶液との混合溶液で
あって、その光ファイバは半径方向に所定の関数で屈折
率勾配を有するグレーディッドインデックス型光ファイ
バであり、その光ファイバのコア部中心の最大屈折率を
f1、コア部直径を2af 、クラッド部屈折率をnf2
形成される光伝送路の屈折率をnA2、光硬化性樹脂溶液
の屈折率をnC1、pを整数とする時、作製される光伝送
路の直径2aw が(8)式を満たす条件で、その光硬化
性樹脂溶液の屈折率が調整されることを特徴とする。
Further, according to the method of manufacturing an optical transmission line according to claim 8 of the present invention, the photocurable resin solution contains the first light
Curing resin solution and the first photocurable resin solution
The starting wavelength is shorter than the refractive index of the first photocurable resin solution.
With a mixed solution with a second photo-curable resin solution with a small refractive index
There, in its optical fiber is a graded index optical fiber having a refractive index gradient in a predetermined function in the radial direction, the maximum refractive index of the core portion center of the optical fiber n f1, core portion diameter 2a f, The refractive index of the cladding is n f2 ,
When the refractive index of the optical transmission line to be formed is n A2 , the refractive index of the photocurable resin solution is n C1 , and p is an integer, the diameter 2a w of the optical transmission line to be produced satisfies the condition (8). Then, the refractive index of the photocurable resin solution is adjusted.

【数8】 2aw =2af [1/(2△)・(nA2 2 −nC1 2 )/nA2 2 1/p 但し、△=(nf1 2 −nf2 2 )/(2nf1 2 ) ・・・(8)2 a w = 2a f [1 / (2Δ) · (n A2 2 −n C1 2 ) / n A2 2 ] 1 / p where Δ = (n f1 2 −n f2 2 ) / (2n f1 2 ) (8)

【0014】[0014]

【作用および効果】本発明の請求項1に記載の光伝送路
の製造方法は、2種類の光硬化性樹脂溶液が混合された
混合溶液を採用している。それは、第1の光硬化性樹脂
溶液と、その第1の光硬化性樹脂溶液より硬化開始波長
が短い性質を有する第2の光硬化性樹脂溶液との混合か
らなる。また、第1の光硬化性樹脂溶液の硬化時の屈折
率は、混合溶液の硬化時の屈折率より大に設定する。こ
の混合溶液は、例えば直方体の透明容器に入れられる。
FUNCTION AND EFFECT The method for manufacturing an optical transmission line according to the first aspect of the present invention employs a mixed solution in which two kinds of photocurable resin solutions are mixed. It consists of a mixture of a first photocurable resin solution and a second photocurable resin solution having a property that the curing start wavelength is shorter than that of the first photocurable resin solution. Further, the refractive index of the first photocurable resin solution at the time of curing is set to be higher than the refractive index of the mixed solution at the time of curing. This mixed solution is put in, for example, a rectangular parallelepiped transparent container.

【0015】その混合溶液に第1の光硬化性樹脂溶液を
硬化させる波長帯λw (λ2 <λw<λ1 )の光をビー
ム状に入射させる。ここに、波長λ1 は第1の光硬化性
樹脂溶液の硬化開始波長であり、波長λ2 は第2の光硬
化性樹脂溶液のそれである。また、上記波長帯λw の光
は、例えばHe−Cd等の短波長レーザ光である。これ
により、混合溶液中の第1の光硬化性樹脂溶液のみが光
重合反応により硬化し、直線状のコア部が形成される。
この時、コア部外周には、2種の光硬化性樹脂溶液から
なる混合溶液が残存する。本発明の請求項2に記載の光
伝送路の製造方法においては、次いで、この混合溶液の
周囲より、両光硬化性樹脂溶液を硬化させる波長帯λc
(λc <λ2 )の光を、例えば紫外線ランプ等より照射
させて、同じく光重合反応により残存溶液を固化させ
る。この結果、コア部周囲にクラッド部が形成される。
また、上記屈折率の設定により、この時コア部の屈折率
はクラッド部の屈折率より大である。即ち、ステップイ
ンデックス型の光伝送路が形成される。このように、コ
ア部とクラッド部を有するステップインデックス型の光
伝送路が2工程の光照射で形成される。従って、極めて
効率の良い光伝送路の製造方法となる。
Light having a wavelength band λ w2w1 ) for curing the first photo-curable resin solution is incident on the mixed solution in the form of a beam. Here, the wavelength λ 1 is the curing start wavelength of the first photocurable resin solution, and the wavelength λ 2 is that of the second photocurable resin solution. The light in the wavelength band λ w is a short-wavelength laser light such as He-Cd. As a result, only the first photocurable resin solution in the mixed solution is cured by the photopolymerization reaction to form a linear core portion.
At this time, a mixed solution composed of two kinds of photocurable resin solutions remains on the outer periphery of the core portion. In the method for manufacturing an optical transmission line according to claim 2 of the present invention, next, a wavelength band λ c for curing both photocurable resin solutions is applied from around the mixed solution.
The light of (λ c2 ) is irradiated from, for example, an ultraviolet lamp to solidify the residual solution by the photopolymerization reaction. As a result, the clad portion is formed around the core portion.
Further, due to the setting of the above-mentioned refractive index, the refractive index of the core portion at this time is higher than that of the cladding portion. That is, a step index type optical transmission line is formed. In this way, a step index type optical transmission line having a core portion and a cladding portion is formed by light irradiation in two steps. Therefore, the manufacturing method of the optical transmission line is extremely efficient.

【0016】また、この時上記混合溶液の透明容器は任
意形状とすることができる。これにより、上記クラッド
部は任意形状となり、例えば製品形状に合わせて作製す
ることができる。即ち、クラッド部を製品に直接固定す
ることができる。従って、極めて利便性の高い光伝送路
となる。また、上記光伝送路は、上記所定の波長帯
λw ,λc の光を照射するだけで、一括して成形され
る。よって、組立コストの安価な製造方法となる。
At this time, the transparent container for the mixed solution may have any shape. As a result, the clad portion has an arbitrary shape and can be manufactured, for example, according to the shape of the product. That is, the clad portion can be directly fixed to the product. Therefore, the optical transmission line is extremely convenient. Further, the optical transmission line is collectively molded by only irradiating the light in the predetermined wavelength bands λ w and λ c . Therefore, the manufacturing method has a low assembly cost.

【0017】また、特願平10−152157号に記載
したように、上記容器内に例えばハーフミラー等の光学
素子を挿入し、上記工程を経れば、光伝送路とハーフミ
ラーが密着形成された光分波器を製造することもでき
る。
Further, as described in Japanese Patent Application No. 10-152157, an optical element such as a half mirror is inserted into the container and the above steps are followed to form the optical transmission line and the half mirror in close contact with each other. It is also possible to manufacture optical demultiplexers.

【0018】また、上記光伝送路に歪みを与えれば、光
波の位相が変化することが知られている。上記製造方法
は、任意のクラッド形状を可能とするので、上記伝送路
に様々な物理量、例えば応力、電界、磁界、超音波等を
簡単に加えることができる。これにより様々な形態で応
力、即ち位相変化を簡単に与えることができ、例えば位
相変調素子等の光学素子が形成できる。よって、上記製
造方法は、光伝送路を有した様々な光学素子の基本構造
を形成する基礎技術となる。
It is also known that the phase of the light wave changes when the optical transmission line is distorted. Since the above-mentioned manufacturing method enables an arbitrary clad shape, various physical quantities such as stress, electric field, magnetic field, and ultrasonic wave can be easily applied to the transmission line. This makes it possible to easily apply stress, that is, a phase change in various forms, and to form an optical element such as a phase modulation element. Therefore, the above manufacturing method is a basic technique for forming the basic structure of various optical elements having an optical transmission path.

【0019】本発明の請求項3に記載の光伝送路の製造
方法によれば、第1の光硬化性樹脂溶液の硬化時の屈折
率は、混合溶液の屈折率より大に調整されている。 即
ち、第1の光硬化性樹脂溶液は波長帯λ1 の光が照射さ
れると硬化し、混合溶液の屈折率より高くなる。即ち、
混合溶液中にステップインデックス型の光伝送路が形成
される。ステップインデックス型であるので、入射され
た光は全て全反射され、効率よく順次、光伝送路を形成
することができる。従って、入射される光は、例えば直
進性のよいレーザ光でなくともよい。全反射が生じる角
度で入射された、例えば紫外線の使用を可能とする。従
って、多様な光源が使用できる光伝送路の製造方法とな
る。
According to the method for manufacturing an optical transmission line of the present invention, the refractive index of the first photocurable resin solution at the time of curing is adjusted to be higher than the refractive index of the mixed solution. . That is, the first photocurable resin solution cures when irradiated with light in the wavelength band λ 1 and becomes higher than the refractive index of the mixed solution. That is,
A step index type optical transmission line is formed in the mixed solution. Since it is a step index type, all the incident light is totally reflected, and the optical transmission lines can be sequentially formed efficiently. Therefore, the incident light does not have to be, for example, a laser light having good straightness. It allows the use of, for example, ultraviolet light, which is incident at an angle at which total internal reflection occurs. Therefore, the method of manufacturing the optical transmission line can use various light sources.

【0020】また、請求項4に記載の光伝送路の製造方
法によれば、光ファイバの先端が混合溶液に漬けられ
て、その先端から所定波長の光が出射される。所定波長
とは、例えば短波長のレーザ光である。短波長光は、順
次、光軸方向に光硬化性樹脂溶液に対して光重合反応を
起こさせる。これにより、光伝送路のコア部が光ファイ
バのコア部に密着するとともに連続して直線状に形成さ
れる。よって、光ファイバと光伝送路の光軸を合わせる
必要がない。また、上記光ファイバの先端は、上記波長
λcの光照射によって光伝送路のクラッド内に頑強に固
定される。よって、光伝送路の配設の自由度が上がると
ともに取り扱いも簡単となる。従って、極めて利便性の
高い光伝送路となる。
According to the manufacturing method of the optical transmission line of the fourth aspect, the tip of the optical fiber is immersed in the mixed solution, and the light of a predetermined wavelength is emitted from the tip. The predetermined wavelength is, for example, short wavelength laser light. The short-wavelength light sequentially causes a photopolymerization reaction with respect to the photocurable resin solution in the optical axis direction. As a result, the core portion of the optical transmission line is in close contact with the core portion of the optical fiber and is continuously formed in a linear shape. Therefore, it is not necessary to align the optical axes of the optical fiber and the optical transmission line. Further, the tip of the optical fiber is firmly fixed in the clad of the optical transmission line by the light irradiation of the wavelength λc. Therefore, the degree of freedom in arranging the optical transmission line is increased, and the handling is simplified. Therefore, the optical transmission line is extremely convenient.

【0021】また、請求項5に記載の光伝送路の製造方
法によれば、光ファイバは、その屈折率がコア部とクラ
ッド部の境界においてステップ状に変化するステップイ
ンデックス型光ファイバであり、そのコア部屈折率
f1、クラッド部屈折率nf2、光伝送路のコア部屈折率
A2、および混合溶液の屈折率nC1は、(5)式の条件
を満たす。この条件式は、ステップインデックス型光フ
ァイバ内を全反射条件を満たして伝搬した光が、全てそ
の光ファイバのコア部と光伝送路のコア部の境界面で屈
折し、その屈折光が再び伝送路内で同じく全反射条件を
満たして伝搬する条件である。
According to the optical transmission line manufacturing method of the present invention, the optical fiber is a step index type optical fiber whose refractive index changes stepwise at the boundary between the core portion and the clad portion, The core refractive index n f1 , the cladding refractive index n f2 , the core refractive index n A2 of the optical transmission line, and the refractive index n C1 of the mixed solution satisfy the condition of the expression (5). This conditional expression is that all the light that has propagated in the step index type optical fiber satisfying the condition of total reflection is refracted at the boundary surface between the core part of the optical fiber and the core part of the optical transmission line, and the refracted light is transmitted again. It is a condition that propagates while satisfying the total reflection condition in the road as well.

【0022】混合溶液の屈折率は、(5)式の条件式を
満たすように調整される。(5)式の条件式を満たさな
い場合でも光伝送路の形成は可能であるが、光伝送路の
形状が不均一になったり、漏光による伝搬損失の増加が
問題となる。(5)式の条件式を満たすことによって、
光ファイバを伝搬した全ての光は、上記境界で屈折し、
同じく全反射によって光伝送路に伝搬される。この光伝
送路内の全反射は、連続して光伝送路を形成することを
意味する。即ち、ステップインデックス型光ファイバの
コア部がそのまま直線状に延長された光伝送路が形成さ
れる。これにより、ステップインデックス型光ファイバ
先端に直接接続された直線状の光伝送路が製造できる。
The refractive index of the mixed solution is adjusted so as to satisfy the conditional expression (5). Although it is possible to form an optical transmission line even when the conditional expression (5) is not satisfied, there are problems that the shape of the optical transmission line becomes non-uniform and propagation loss due to light leakage increases. By satisfying the conditional expression (5),
All light propagating through the optical fiber is refracted at the boundary,
Similarly, it is propagated to the optical transmission line by total reflection. Total reflection in the optical transmission line means that the optical transmission line is continuously formed. That is, an optical transmission line is formed in which the core of the step index type optical fiber is linearly extended. As a result, a linear optical transmission line directly connected to the tip of the step index type optical fiber can be manufactured.

【0023】また、請求項6に記載の光伝送路の製造方
法によれば、光ファイバは、半径方向に所定の関数で屈
折率勾配を有する屈折率分布型光ファイバであり、光フ
ァイバのコア部中心の最大屈折率nf1、コア部直径2a
f 、クラッド部屈折率nf2、光伝送路のコア部屈折率n
A2、混合溶液の屈折率nC1、作製される伝送路のコア部
直径2aw は、上記(6)式を満たす。但し、pは整数
である。この(6)式は、混合溶液の屈折率nC1によっ
て、光伝送路の直径2aw が制御できることを示してい
る。屈折率nC1は、上記2種の光硬化性樹脂溶液の混合
比率によって調整可能である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical transmission line, wherein the optical fiber is a gradient index optical fiber having a gradient of a refractive index with a predetermined function in the radial direction, and the core of the optical fiber. Maximum refractive index n f1 at the center of the core, core diameter 2a
f , clad portion refractive index n f2 , optical transmission line core portion refractive index n
A2, a refractive index n C1 of the mixed solution, the core portion diameter 2a w of the transmission line to be produced satisfy the above expression (6). However, p is an integer. This equation (6) shows that the diameter 2a w of the optical transmission line can be controlled by the refractive index n C1 of the mixed solution. The refractive index n C1 can be adjusted by the mixing ratio of the above two types of photocurable resin solutions.

【0024】混合溶液の屈折率は、(6)式を満たすよ
うに選択される。よって、屈折によって直進性よく光フ
ァイバの光軸近傍を伝搬した光は、さらに小さい開口に
よって取り出される。これにより取り出された光は、さ
らに直進性がよく、混合溶液中に同様にステップインデ
ックス型の光伝送路を形成する。従って、高速通信に使
用されるグレーディッドインデックス型光ファイバにも
適用可能な光伝送路の製造方法となる。
The refractive index of the mixed solution is selected so as to satisfy the expression (6). Therefore, the light that has propagated in the vicinity of the optical axis of the optical fiber with good straightness due to refraction is extracted through a smaller aperture. The light thus extracted has a better linearity and similarly forms a step index type optical transmission line in the mixed solution. Therefore, the optical transmission line manufacturing method can be applied to a graded index optical fiber used for high-speed communication.

【0025】また、請求項7に記載の光伝送路の製造方
法によれば、ステップインデックス型光ファイバの先端
が光硬化性樹脂溶液に漬けられ、その光ファイバ先端か
ら所定波長の光が出射される。所定波長とは、例えば短
波長のレーザ光である。短波長光は、順次、光軸方向に
光硬化性樹脂溶液に対して光重合反応を起こさせる。こ
れにより、光ファイバのコア部に密着せられるとともに
連続して形成された軸状の光伝送路(コア部)が得られ
る。よって、この場合も光ファイバと光伝送路の光軸を
合わせる必要がない。尚、請求項2乃至請求項6では、
光伝送路のコア部とクラッド部を2工程の光照射で形成
することを主旨とし、コア部とクラッド部を光伝送路と
呼んだが、本請求項7および請求項8では直線状の光伝
送路(コア部のみ)を形成することを主旨としている。
従って、本請求項7および請求項8では光伝送路とその
コア部は同一意味である。
According to the optical transmission line manufacturing method of the seventh aspect, the tip of the step index type optical fiber is dipped in a photo-curable resin solution, and light of a predetermined wavelength is emitted from the tip of the optical fiber. It The predetermined wavelength is, for example, short wavelength laser light. The short-wavelength light sequentially causes a photopolymerization reaction with respect to the photocurable resin solution in the optical axis direction. As a result, a shaft-shaped optical transmission line (core portion) that is in close contact with the core portion of the optical fiber and is continuously formed is obtained. Therefore, also in this case, it is not necessary to align the optical axis of the optical fiber with the optical axis of the optical transmission line. Incidentally, in claim 2 to claim 6,
The core and the clad of the optical transmission path and spirit to form a light irradiation 2 step, called the core and the clad and the optical transmission path, in the present claims 7 and claim 8 straight linear The purpose is to form an optical transmission line (only the core portion).
Therefore, in claims 7 and 8, the optical transmission line and its core have the same meaning.

【0026】また、上記製造方法によればステップイン
デックス型光ファイバのコア部屈折率nf1、クラッド部
屈折率nf2、光硬化性樹脂溶液中に形成される光伝送路
の屈折率nA2、光硬化性樹脂溶液の屈折率nC1は、上記
(7)式の条件を満たす。この条件式は、ステップイン
デックス型光ファイバ内を全反射条件を満たして伝搬し
た光の全てが、その光ファイバのコア部と光伝送路との
境界面で屈折し、その屈折光が再び光硬化性樹脂溶液中
の光伝送路内で同じく全反射条件を満たして伝搬する条
件である。
Further, according to the above manufacturing method, the refractive index n f1 of the core of the step index type optical fiber, the refractive index n f2 of the clad, and the refractive index n A2 of the optical transmission line formed in the photo-curable resin solution, The refractive index n C1 of the photocurable resin solution satisfies the condition of the above formula (7). This conditional expression is that all the light propagating in the step index type optical fiber that satisfies the condition of total reflection is refracted at the boundary surface between the core part of the optical fiber and the optical transmission line, and the refracted light is photocured again. It is a condition that propagates while satisfying the total reflection condition in the optical transmission line in the organic resin solution.

【0027】光硬化性樹脂溶液の屈折率は、(7)式の
条件式を満たすように調整される。よって、光ファイバ
を伝搬した光は全て光伝送路に伝搬され、全反射しなが
ら順次光伝送路を形成する。即ち、本発明の製造方法に
よれば、ステップインデックス型光ファイバのコア部が
そのまま直線状に延長された直線平行性の良い光伝送路
が形成される。
The refractive index of the photocurable resin solution is adjusted so as to satisfy the conditional expression (7). Therefore, all the light propagating through the optical fiber is propagated to the optical transmission line, and the optical transmission line is sequentially formed while being totally reflected. That is, according to the manufacturing method of the present invention, an optical transmission line having good linear parallelism is formed in which the core portion of the step index type optical fiber is linearly extended as it is.

【0028】尚、光硬化性樹脂溶液の屈折率は硬化する
ことで溶液の屈折率よりも高くなり、(7)式の条件を
満たす溶液が選択できるならば実施可能である。又、請
求項4のように複数種類の溶液で光伝送路のコア部を形
成する時に選択的に光硬化する1種類の溶液を光硬化さ
せない他の種類の溶液の屈折率よりも高くすることで、
光硬化後のコア部の屈折率と混合溶液の屈折率との差を
大きくすることが可能となり、容易に(7)式の条件を
満たすように溶液を選択することが可能となる。又、こ
の時上記光伝送路の周囲は未硬化の光硬化性樹脂溶液
(液体)であるが、実使用時には上記光伝送路の周囲は
特に限定はしない。他の媒体、例えば気体、他の液体、
固体の何れであってもよい。それらの屈折率が上記光伝
送路の屈折率より小であればよい。例えば、実使用時に
は上記光硬化性樹脂溶液から取り出され、洗浄されて使
用される。この時、光伝送路の周囲は空気となり、その
屈折率は周囲より大となる。従って、全反射条件が保た
れ、伝送損失の少ないステップインデックス型の光伝送
路となる。また、周囲が液体であれば液体をクラッドと
した、固体であれば固体をクラッドとした光伝送路とな
る。
[0028] The refractive index of the photocurable resin solution is higher than the refractive index of the solution by hardening, (7) it is possible implementation if satisfying solution can be selected for expression. Further, as in claim 4, one kind of solution that is selectively photocured when forming a core portion of an optical transmission line with a plurality of kinds of solutions is made higher in refractive index than another kind of solution that is not photocured. so,
It is possible to increase the difference between the refractive index of the core portion after photocuring and the refractive index of the mixed solution, and it is possible to easily select the solution so as to satisfy the condition of the expression (7) . Although around the time the optical transmission path is uncured photocurable resin solution (Liquid), surrounding the optical transmission path at the time of actual use are not particularly limited. Other media, such as gas, other liquids,
It may be solid. It suffices that their refractive index is smaller than that of the optical transmission line. For example, in actual use, it is taken out from the photocurable resin solution, washed, and used. At this time, the circumference of the optical transmission line is air, and its refractive index is higher than that of the surroundings. Therefore, the total reflection condition is maintained, and the optical transmission line is a step index type with little transmission loss. Further, if the surrounding area is a liquid, the optical transmission line has a liquid as a clad, and if it is a solid, a solid as a clad.

【0029】また、上記光伝送路は柔軟性に富んだ軸状
の光伝送路となる。これは、例えば半導体基板上に形成
された半導体レーザ素子の出射口あるいは開口の小さい
受光素子に直接配設することができる。よって、光の入
出力にも利便性の高い光伝送路の製造方法となる。
Further, the above-mentioned optical transmission line is a highly flexible shaft-shaped optical transmission line. This can be directly arranged on, for example, the emission port of a semiconductor laser element formed on a semiconductor substrate or a light receiving element having a small opening. Therefore, the manufacturing method of the optical transmission line is highly convenient for inputting and outputting light.

【0030】また、請求項8に記載の光伝送路の製造方
法によれば、光硬化性樹脂溶液に漬けられる光ファイバ
は、半径方向に所定の関数で屈折率勾配を有する屈折率
分布型光ファイバであり、光ファイバのコア部中心の最
大屈折率nf1、コア部直径2af 、クラッド部屈折率n
f2、形成される光伝送路の屈折率nA2、光硬化性樹脂溶
液の屈折率nC1、形成される光伝送路の直径2aw は、
上記(8)式を満たす。但し、pは整数である。この
(8)式は、混合溶液の屈折率nC1によって光伝送路の
直径2aw が制御できることを示している。屈折率nC1
は、上記2種の光硬化性樹脂溶液の混合比率によって調
整可能である。
According to the method of manufacturing an optical transmission line described in claim 8, the optical fiber immersed in the photocurable resin solution has a gradient index optical fiber having a gradient of refractive index with a predetermined function in the radial direction. The fiber has a maximum refractive index n f1 at the center of the core of the optical fiber, a core diameter 2a f , and a cladding refractive index n.
f2, the refractive index n A2 of the optical transmission path formed, the refractive index n C1 of the photocurable resin solution, the diameter 2a w of the optical transmission line to be formed,
The above formula (8) is satisfied. However, p is an integer. The equation (8) shows that the controllable diameter 2a w of the optical transmission line by the refractive index n C1 of the mixed solution. Refractive index n C1
Can be adjusted by the mixing ratio of the above two kinds of photocurable resin solutions.

【0031】光硬化性樹脂溶液の屈折率は、(8)式の
条件式を満たすように選択される。よって、屈折によっ
て直進性よく光ファイバの光軸近傍を伝搬した光は、さ
らに小さい開口によって取り出される。これにより取り
出された光は、さらに直進性がよく、光硬化性樹脂溶液
中に同様にステップインデックス型の光伝送路を形成す
る。従って、高速通信に使用されるグレーディッドイン
デックス型光ファイバにも適用可能な光伝送路の製造方
法となる
The refractive index of the photocurable resin solution is selected so as to satisfy the conditional expression (8). Therefore, the light that has propagated in the vicinity of the optical axis of the optical fiber with good straightness due to refraction is extracted through a smaller aperture. The light thus extracted has a better straight traveling property, and similarly forms a step index type optical transmission line in the photocurable resin solution. Therefore, the optical transmission line manufacturing method can be applied to a graded index optical fiber used for high-speed communication .

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。尚、本発明は下記実施例に限定され
るものではない。 (第1実施例) 図1を用いて、本発明の光伝送路の製造方法を説明す
る。製造方法は、液状モノマーである光硬化性樹脂とそ
の樹脂を硬化させる短波長レーザを用いた所謂可動部の
ない光造形法である。また、図は、製造装置の概略図で
ある。本発明の製造方法は、硬化開始波長と硬化後の屈
折率が異なる2種類の光硬化性樹脂溶液を混合させた混
合液100、その混合溶液を保持する透明容器110、
および混合溶液の1つの成分を直線状に硬化させる短波
長レーザー120、および混合溶液100全体を硬化さ
せる例えば紫外線ランプ130から構成される。光伝送
路は、上記直線状に形成されたコア部105と、混合溶
液100全体を硬化させてコア部105周囲に形成され
たクラッド部から構成される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on specific embodiments. The present invention is not limited to the examples below. First Embodiment A method of manufacturing an optical transmission line according to the present invention will be described with reference to FIG. The manufacturing method is a so-called movable molding method having no movable part, which uses a photocurable resin which is a liquid monomer and a short wavelength laser which cures the resin. Moreover, the figure is a schematic view of a manufacturing apparatus. The manufacturing method of the present invention includes a mixed liquid 100 in which two kinds of photocurable resin solutions having different curing start wavelengths and different refractive indexes after curing are mixed, a transparent container 110 holding the mixed solution,
And a short wavelength laser 120 that linearly cures one component of the mixed solution, and an ultraviolet lamp 130 that cures the entire mixed solution 100. The optical transmission line is composed of the linear core portion 105 and a clad portion formed around the core portion 105 by curing the entire mixed solution 100.

【0033】本発明の特徴は、硬化開始波長と硬化後の
屈折率が異なる2種の光硬化性樹脂溶液を混合し、その
混合溶液を光造形法の光硬化性樹脂溶液としたことであ
る。そして、波長帯の異なる光を2工程で照射すること
により、コアの屈折率が周囲より高い所謂ステップイン
デックス型の光伝送路を作製したことである。従って、
最初に上記混合溶液の作製方法を、次にそれを用いた光
伝送路の作製方法を説明する。
A feature of the present invention is that two kinds of photocurable resin solutions having different curing start wavelengths and different refractive indexes after curing are mixed, and the mixed solution is used as a photocurable resin solution for stereolithography. . By irradiating light with different wavelength bands in two steps, a so-called step index type optical transmission line in which the refractive index of the core is higher than that of the surroundings is manufactured. Therefore,
First, a method for producing the above mixed solution and then a method for producing an optical transmission line using the same will be described.

【0034】上記混合溶液は、例えば屈折率1.49で
あるエポキシ系の高屈折率光硬化性樹脂溶液と屈折率
1.34のアクリル系の低屈折率光硬化性樹脂溶液で構
成される。この両者の分光感度特性を図2に示す。横軸
が波長、縦軸が相対感度である。曲線Aがエポキシ系の
高屈折率光硬化性樹脂溶液の分光感度特性、曲線Bがア
クリル系の低屈折率光硬化性樹脂溶液の分光感度特性で
ある。図示するように、上記光硬化性樹脂溶液は、それ
ぞれの硬化開始波長が硬化に使用する短波長レーザ12
0の波長λ1 を挟むように選択される。以降、この屈折
率の高い光硬化性樹脂溶液を溶液A、屈折率の低いそれ
を溶液Bと記す。
The mixed solution is composed of, for example, an epoxy high refractive index photocurable resin solution having a refractive index of 1.49 and an acrylic low refractive index photocurable resin solution having a refractive index of 1.34. The spectral sensitivity characteristics of both are shown in FIG. The horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents relative sensitivity. Curve A is the spectral sensitivity characteristic of the epoxy high refractive index photocurable resin solution, and curve B is the spectral sensitivity characteristic of the acrylic low refractive index photocurable resin solution. As shown in the figure, the photocurable resin solution has a short-wavelength laser 12 whose curing start wavelength is used for curing.
It is selected so as to sandwich the wavelength λ 1 of zero. Hereinafter, this photocurable resin solution having a high refractive index will be referred to as solution A, and that having a low refractive index will be referred to as solution B.

【0035】一般に、異なる屈折率の溶液A,Bを混合
させると、その混合液の屈折率nc1は、(9)式で表さ
れる(山口、「屈折率」共立出版(1981))。
Generally, when solutions A and B having different refractive indexes are mixed, the refractive index n c1 of the mixed solution is represented by the equation (9) (Yamaguchi, “Refractive Index” Kyoritsu Shuppan (1981)).

【数9】 nC1=[(2M(CA )+1)/(1−M(CA ))]1/2 M(CA )=CA (ρ/ρA )(nA1 2 −1)/(nA1 2 +2) +(1−CA )(ρ/ρB )(nB1 2 −1)/(nB1 2 +2)・・・(9) ここに、 ρ:混合溶液の密度、 ρA :溶液Aの密度、 ρB :溶液Bの密度、 nA1:溶液Aの屈折率 nB1:溶液Bの屈折率、 CA :溶液Aの重量%である。 即ち、高屈折率nA1の光硬化性樹脂溶液と低屈折率nB1
のそれをある比率で混合すれば、nB1<nC1<nA1であ
る屈折率nC1の混合溶液100が得られる。そして、上
記ρ〜CA のパラメータを選択すれば、その混合液の屈
折率nC1は一義的に決定される。また、硬化後の屈折率
C2はnB2<nC2<nA2となる。ここに、nA2,nB2
それぞれ硬化後の溶液A,Bの屈折率である。
N C1 = [(2M (C A ) +1) / (1−M (C A ))] 1/2 M (C A ) = C A (ρ / ρ A ) (n A1 2 −1) ) / (n A1 2 +2) + ( a 1-C a) (ρ / ρ B) (n B1 2 -1) / (n B1 2 +2) ··· (9) wherein, [rho: the density of the mixed solution , [rho a: density of the solution a, ρ B: density of the solution B, n A1: refractive index of the solution a n B1: refractive index of the solution B, C a: is the weight percent of the solution a. That is, a photocurable resin solution having a high refractive index n A1 and a low refractive index n B1
If mixed in a certain ratio, a mixed solution 100 having a refractive index n C1 with n B1 <n C1 <n A1 is obtained. Then, by selecting the parameters of the Ro~C A, the mixture refractive index n C1 of is uniquely determined. Further, the refractive index n C2 after curing is n B2 <n C2 <n A2 . Here, n A2 and n B2 are the refractive indexes of the solutions A and B after curing, respectively.

【0036】この様な混合溶液100を用いて、光伝送
路は作製される。その作製工程を次に説明する。先ず、
この混合溶液100を透明容器110に満たす。次に、
上記短波長レーザ120からレーザ光125を入射させ
る。この短波長レーザ120は、例えば波長λ1 =32
5nmのHe−Cd(ヘリウムカドミウム)レーザであ
る。この波長は、上述の様に溶液Aの硬化開始波長より
短く、溶液Bのそれより長い。従って、溶液Aのみ硬化
させる。また、レーザ光線であるので光線125はほぼ
直進する。よって、混合溶液100中に直線状のコア部
105が形成される。また、この時、光軸上にあった溶
液Bは周囲に押しやられる。
An optical transmission line is produced by using such a mixed solution 100. The manufacturing process will be described below. First,
A transparent container 110 is filled with this mixed solution 100. next,
Laser light 125 is incident from the short wavelength laser 120. This short wavelength laser 120 has a wavelength λ 1 = 32, for example.
It is a He-Cd (helium cadmium) laser of 5 nm. This wavelength is shorter than the curing start wavelength of the solution A and longer than that of the solution B as described above. Therefore, only solution A is cured. Further, since it is a laser beam, the beam 125 travels almost straight. Therefore, the linear core portion 105 is formed in the mixed solution 100. At this time, the solution B on the optical axis is pushed to the surroundings.

【0037】上記コア部105の形成後、紫外線ランプ
130によって、波長λ2 の紫外線135が周囲より一
様に照射される。図2に示すように、この波長は溶液
A,Bの両溶液の硬化開始波長より短い。よって、両溶
液とも硬化させる。これにより、コア部105の周囲、
即ち混合溶液100全体が硬化されクラッド部が形成さ
れる。この時、クラッド部の硬化前の屈折率をnC1、硬
化後のそれをnC2とする時、コア部105の屈折率nA2
は次の関係を有する。
After the core portion 105 is formed, the ultraviolet lamp 130 uniformly irradiates ultraviolet rays 135 having a wavelength λ 2 from the surroundings. As shown in FIG. 2, this wavelength is shorter than the curing start wavelength of both solutions A and B. Therefore, both solutions are cured. As a result, around the core portion 105,
That is, the entire mixed solution 100 is cured to form the clad portion. At this time, when the refractive index of the clad portion before curing is n C1 and that after curing is n C2 , the refractive index n A2 of the core portion 105 is
Have the following relationships:

【数10】 nA2>nC2>nC1 ・・・(10) これは、コア部屈折率nA2が周囲クラッド部屈折率nC2
より高いステップインデックス型の光伝送路となること
を意味する。従って、この伝送路に導入された他のレー
ザ光あるいは後述する全反射条件を満たす角度で導入さ
れた他の光は、光伝送路のコア部105中を全反射しな
がら伝搬する。
N A2 > n C2 > n C1 (10) This is because the core part refractive index n A2 is the surrounding clad part refractive index n C2.
This means a higher step index type optical transmission line. Therefore, other laser light introduced into this transmission line or other light introduced at an angle satisfying the condition of total reflection described later propagates while being totally reflected in the core portion 105 of the optical transmission line.

【0038】この様に、硬化開始波長と硬化後の屈折率
が異なる2種の光硬化性樹脂溶液を混合し、波長の異な
る光を2工程で照射すれば、簡単にステップインデック
ス型の光伝送路が形成できる。また、上記容器、即ちク
ラッド部は例えば搭載する製品に応じて任意にその形状
を決定することができる。従って、極めて利便性の高い
光伝送路の製造方法となる。また、応力を発生させる圧
電素子等の様々なアクチュエータに合わせて、上記クラ
ッド部形状を形成することもできる。これにより、位相
差で様々な物理量を測定する基本的な光学素子、あるい
は光の吸収量で化学量を測定する基本的な光学素子とす
ることができる。よって、上記製造方法は、光伝送路を
有した有益な光学素子を作製する基礎技術となる。
Thus, by mixing two kinds of photocurable resin solutions having different curing start wavelengths and different refractive indexes after curing and irradiating with light having different wavelengths in two steps, it is possible to easily perform step index type optical transmission. A road can be formed. Further, the shape of the container, that is, the clad portion, can be arbitrarily determined depending on, for example, a product to be mounted. Therefore, the manufacturing method of the optical transmission line is extremely convenient. Further, the above-mentioned clad portion shape can be formed in accordance with various actuators such as piezoelectric elements that generate stress. This makes it possible to provide a basic optical element that measures various physical quantities based on the phase difference or a basic optical element that measures a chemical quantity based on the amount of absorbed light. Therefore, the above manufacturing method is a basic technique for manufacturing a useful optical element having an optical transmission path.

【0039】(第2実施例) 図3にステップインデックス型光ファイバを利用して形
成する第2実施例を示す。図は、製造工程図である。光
照射を2工程に分け、コア部とクラッド部を形成する方
法は同じである。異なる所は、ステップインデックス型
の光ファイバの先端を上記混合溶液中に漬け、光ファイ
バ一体型の光伝送路を形成したことである。また、光フ
ァイバに密着した直線状の光伝送路を形成するため、混
合溶液の屈折率を光ファイバの屈折率に応じて調整した
ことである。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment formed using a step index type optical fiber. The figure is a manufacturing process diagram. The method of forming the core portion and the clad portion by dividing the light irradiation into two steps is the same. The different point is that the tip of the step index type optical fiber is immersed in the mixed solution to form an optical transmission line integrated with the optical fiber. In addition, the refractive index of the mixed solution is adjusted according to the refractive index of the optical fiber in order to form a linear optical transmission line in close contact with the optical fiber.

【0040】図3の第1工程(a)では、ステップイン
デックス型光ファイバ200の先端を混合溶液100に
漬ける。この時、混合溶液の屈折率nC1は、後述するよ
うに挿入した光ファイバの屈折率に応じて、ある条件で
調整されている。第2工程(b)では、ステップインデ
ックス型光ファイバ200に波長λ1 の短波長光を導入
し、出射口に第1実施例と同じメカニズムでコア部10
5を形成する。第3工程(c)では、上記波長λ1 の光
照射を続け、上記コア部105を透明容器110の底部
に到達させる。第4工程(d)では、上記波長λ1 の光
照射を停止し、それに換えて図示しない紫外線ランプよ
り波長λ2 の紫外線を照射する。これにより、コア部1
05の周囲にクラッド部106を形成する。この時、光
ファイバ200の先端はクラッド106内に固定され
る。従って、光軸合わせの必要のない、光ファイバ一体
型の光伝送路が形成される。
In the first step (a) of FIG. 3, the tip of the step index type optical fiber 200 is immersed in the mixed solution 100. At this time, the refractive index n C1 of the mixed solution is adjusted under a certain condition according to the refractive index of the inserted optical fiber as described later. In the second step (b), the short-wavelength light having the wavelength λ 1 is introduced into the step index type optical fiber 200, and the core portion 10 is introduced into the emission port by the same mechanism as in the first embodiment.
5 is formed. In the third step (c), light irradiation with the wavelength λ 1 is continued to allow the core portion 105 to reach the bottom of the transparent container 110. In the fourth step (d), the light irradiation with the wavelength λ 1 is stopped, and instead, the ultraviolet light with the wavelength λ 2 is irradiated from an ultraviolet lamp (not shown). Thereby, the core unit 1
The clad portion 106 is formed around 05. At this time, the tip of the optical fiber 200 is fixed in the clad 106. Therefore, an optical transmission line integrated with an optical fiber is formed without the need for optical axis alignment.

【0041】また、図4に形成された光伝送路の水平断
面図を示す。コア部105を中心にして、透明容器11
0の形状に応じたクラッド106が形成される。また、
横軸に距離、縦軸に屈折率をとったAA’間の屈折率分
布を示す。コア部105の屈折率は一定のnA2(〜1.
5)であり、クラッド部106のそれも一定のnC2(〜
1.4)である。上述したようにnA2>nC2であるの
で、挿入された光ファイバ200と同型のステップイン
デックス型の光伝送路となる。
FIG. 4 is a horizontal sectional view of the optical transmission line formed in FIG. Centering around the core part 105, the transparent container 11
The clad 106 corresponding to the shape of 0 is formed. Also,
The horizontal axis shows the distance, and the vertical axis shows the refractive index distribution between AA ′ with the refractive index. The refractive index of the core part 105 is constant n A2 (up to 1.
5), and that of the clad portion 106 is also constant n C2 (~
1.4). Since n A2 > n C2 as described above, the step index type optical transmission line is the same type as the inserted optical fiber 200.

【0042】また、工程(a)における混合溶液100
の屈折率は、厳密に調整されている。それは、屈折率に
よっては、光ファイバ200のコア部から出射された光
が拡散し、伝搬損失の大きいテーパ上の光伝送路が形成
されるからである。そのため、図5に示すように、コア
部205と伝送路のコア部105との界面で光が拡散し
ないように、後述する条件で混合溶液100の屈折率n
C1が調整される。
Further, the mixed solution 100 in the step (a)
The index of refraction is strictly adjusted. This is because, depending on the refractive index, the light emitted from the core of the optical fiber 200 is diffused to form a tapered optical transmission line with large propagation loss. Therefore, as shown in FIG. 5, in order to prevent light from diffusing at the interface between the core portion 205 and the core portion 105 of the transmission line, the refractive index n of the mixed solution 100 is adjusted under the conditions described below.
C1 is adjusted.

【0043】混合溶液100中に挿入された光ファイバ
のコア部205の屈折率をnf1、クラッド部206の屈
折率をnf2、形成される光伝送路のコア部105の屈折
率をnA2、その混合溶液100の屈折率をnC1とする
時、調整条件は(11)式となる。
The refractive index of the core portion 205 of the optical fiber inserted in the mixed solution 100 is n f1 , the refractive index of the cladding portion 206 is n f2 , and the refractive index of the core portion 105 of the optical transmission line to be formed is n A2. Assuming that the refractive index of the mixed solution 100 is n C1 , the adjustment condition is the formula (11).

【数11】 nC1≦[ nA2 2 −nf1 2 +nf2 2 1/2 ・・・(11)N C1 ≦ [n A2 2 −n f1 2 + n f2 2 ] 1/2 (11)

【0044】これは、光ファイバ200内を伝搬した光
全てが、同じく光伝送路のコア部105と混合溶液10
0との界面で再び全反射する条件から導かれる。具体的
には、図5のA点における全反射条件((12)式)、
B点における屈折条件((13)式)、そしてC点にお
ける全反射条件((14)式)から導かれる。
This is because all the light propagating in the optical fiber 200 is mixed with the core portion 105 of the optical transmission line and the mixed solution 10.
It is derived from the condition of total reflection again at the interface with 0. Specifically, the total reflection condition (Equation (12)) at point A in FIG.
It is derived from the refraction condition at the point B (equation (13)) and the total reflection condition at the point C (equation (14)).

【数12】 sin-1(nf2/nf1)=θ ・・・(12)(12) sin −1 (n f2 / n f1 ) = θ (12)

【数13】 nf1・sin(π/2−θ)=nA2・sinθp ・・・(13)[ Mathematical formula-see original document ] n f1 · sin (π / 2−θ) = n A2 · sin θ p (13)

【数14】 sin-1(nC1/nA2)≦π/2−θp ・・・(14) ここで、θは伝搬角、θp はθに対応した屈折角である
(図5)。上の(12)、(13)、(14)式から
θ,θp を消去すれば、上記混合溶液の屈折率nC1と挿
入された光ファイバ屈折率nf1,nf2および形成される
光伝送路のコア部屈折率nA2の関係式(11)が導かれ
る。
Sin −1 (n C1 / n A2 ) ≦ π / 2−θ p (14) where θ is a propagation angle and θ p is a refraction angle corresponding to θ (FIG. 5). . If θ and θ p are eliminated from the above equations (12), (13), and (14), the refractive index n C1 of the mixed solution, the refractive indices n f1 and n f2 of the inserted optical fiber, and the formed light A relational expression (11) of the refractive index n A2 of the core portion of the transmission path is derived.

【0045】尚、混合溶液100の屈折率nC1が上式
(11)を満たさず、(15)式を満たす場合、即ち光
伝送路のコア部105とクラッド部106が全反射条件
を満たさない場合がある。このような場合は、コア部1
05からクラッド部106へ高次モード成分が漏れ出す
が、光ファイバから数cmの距離ならば、ほぼ直線状の
コア部105が得られる。
When the refractive index n C1 of the mixed solution 100 does not satisfy the above equation (11) but the equation (15), that is, the core portion 105 and the cladding portion 106 of the optical transmission line do not satisfy the total reflection condition. There are cases. In such a case, the core part 1
The higher-order mode component leaks from 05 to the clad portion 106, but at a distance of several cm from the optical fiber, a substantially linear core portion 105 is obtained.

【数15】 [ nA2 2 −nf1 2 +nf2 2 1/2 < nC1<nA2 ・・・(15)[Equation 15] [n A2 2 −n f1 2 + n f2 2 ] 1/2 <n C1 <n A2 (15)

【0046】このように本実施例では、混合溶液100
に挿入された光ファイバ200の屈折率を考慮して、混
合溶液の屈折率を決定している。これにより、光ファイ
バより出射された光は直進し、形成される光伝送路のコ
ア部105は従来例のようにテーパとならない。従っ
て、本実施例の光伝送路の製造方法によれば、光ファイ
バの出射口から光軸に沿って直線状に十分延長されたス
テップインデックス型光伝送路が得られる。従って、他
の光学素子とも結合可能な利便性の高い光伝送路が製造
できる。
As described above, in this embodiment, the mixed solution 100 is used.
The refractive index of the mixed solution is determined in consideration of the refractive index of the optical fiber 200 inserted in. As a result, the light emitted from the optical fiber goes straight, and the core portion 105 of the formed optical transmission line is not tapered unlike the conventional example. Therefore, according to the method of manufacturing the optical transmission line of the present embodiment, a step index type optical transmission line that is linearly extended from the emission port of the optical fiber along the optical axis can be obtained. Therefore, it is possible to manufacture a highly convenient optical transmission line that can be coupled to other optical elements.

【0047】(第3実施例) 第2実施例では、ステップインデックス型光ファイバ2
00の先端に同型の光伝送路を形成した。第3実施例で
は、上記光ファイバに換えて、屈折率が半径方向に分布
したグレーディッドインデックス型光ファイバを採用し
たことが特徴である。製造工程は、第2実施例と同等で
ある。異なる所は、混合溶液の屈折率をグレーディッド
インデックス型光ファイバの屈折率に応じて調整したこ
とである。これによれば、グレーディッドインデックス
型光ファイバ先端にも光伝送路が形成できる。
(Third Embodiment) In the second embodiment, the step index type optical fiber 2 is used.
An optical transmission line of the same type was formed at the tip of 00. The third embodiment is characterized in that a graded index type optical fiber having a refractive index distributed in the radial direction is adopted instead of the above optical fiber. The manufacturing process is the same as in the second embodiment. The difference is that the refractive index of the mixed solution is adjusted according to the refractive index of the graded index type optical fiber. According to this, an optical transmission line can be formed at the tip of the graded index type optical fiber.

【0048】製造工程は、第2実施例と同じであるので
省略し、ここでは混合溶液の屈折率の決定方法について
説明する。図6に光軸に沿って切り出したグレーディッ
ドインデックス型光ファイバ300の断面図とその半径
方向の屈折率分布を示す。横軸が半径方向の距離、縦軸
が屈折率である。グレーディッドインデックス型光ファ
イバ300は、屈折率に勾配を有するコア部305とそ
れを保護するクラッド部306から構成される。そのコ
ア部305の屈折率nf (r)は、コア部305の中心
からの距離をrとすれば(16)式で表せられる。この
(16)式は、例えば、光ファイバ通信入門(末松安
晴、伊賀健一共著、オーム社出版、昭和51年出版)の
第117頁〜第123頁における(7・1)、(7.1
2)式として広く知られている。
Since the manufacturing process is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted. Here, a method of determining the refractive index of the mixed solution will be described. FIG. 6 shows a cross-sectional view of the graded index type optical fiber 300 cut out along the optical axis and its refractive index distribution in the radial direction. The horizontal axis is the distance in the radial direction, and the vertical axis is the refractive index. The graded index optical fiber 300 includes a core portion 305 having a gradient in refractive index and a clad portion 306 that protects the core portion 305. The refractive index n f (r) of the core portion 305 can be expressed by equation (16), where r is the distance from the center of the core portion 305. This equation (16) is described in, for example, (7.1) and (7.1) on pages 117 to 123 of an introduction to optical fiber communication (Yasuharu Suematsu, Kenichi Iga, Ohmsha Publishing, 1976).
It is widely known as equation (2).

【数16】 nf 2 (r)=nf1 2 [1−2(r/af p ・△] △=(nf1 2 −nf2 2 )/(2nf1 2 ) ・・・(16) ここに、af はグレーディッドインデックス型光ファイ
バ300のコア部305の半径、nf1はコア部305中
心の最大屈折率、nf2はクラッド部306の屈折率、p
は分布型を表す整数である。例えば、p=2が使用され
る。△は、比屈折差と呼ばれるものである。(16)式
は、r=0の場合には、nf (0)=nf1、r=af
場合には、nf (af )=nf2を満たしている。
N f 2 (r) = n f1 2 [1-2 (r / a f ) p · Δ] Δ = (n f1 2 −n f2 2 ) / (2n f1 2 ) (16 ) Where a f is the radius of the core portion 305 of the graded index optical fiber 300, n f1 is the maximum refractive index at the center of the core portion 305, n f2 is the refractive index of the cladding portion 306, p
Is an integer representing the distribution type. For example, p = 2 is used. Δ is called relative refractive index difference. (16) in the case of r = 0 in the case of n f (0) = n f1 , r = a f satisfies the n f (a f) = n f2.

【0049】(16)式より逆に半径rを屈折率nf
関数として求めると(17)式となる。
Conversely, when the radius r is obtained as a function of the refractive index n f from the equation (16), the equation (17) is obtained.

【数17】 r(nf )=af [1/(2△)・(nf1 2 −nf 2 )/nf1 2 1/p △=(nf1 2 −nf2 2 )/(2nf1 2 ) ・・・ (17) 上記式は、グレーディッドインデックス型光ファイバ3
00と混合溶液100の界面でも成立する。図7は、界
面近傍の拡大図である。この界面において、図7に示す
ように形成されるコア部105の半径をaW とする時、
その点での屈折率はnC1となる(半径r方向の境界条
件)。よって、r(nC1)=aw である。従って、(1
7)式は、比屈折差△の光ファイバとこの光ファイバ中
の任意屈折差(即ち、nf1とnf とで与えられる比屈折
差)の比として与えられているので、光伝送路の比屈折
差に置換することにより(18)式に示すように、光フ
ァイバと接続する光伝送路の半径aw が得られる。
## EQU17 ## r (n f ) = a f [1 / (2Δ) · (n f1 2 −n f 2 ) / n f1 2 ] 1 / p Δ = (n f1 2 −n f2 2 ) / ( 2n f1 2 ) (17) The above formula is the graded index optical fiber 3
It also holds at the interface between 00 and the mixed solution 100. FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the interface. At this interface, when the radius of the core portion 105 formed as shown in FIG. 7 is a W ,
The refractive index at that point is n C1 (boundary condition in the radius r direction). Therefore, r (n C1 ) = a w . Therefore, (1
Equation (7) is given as the ratio of the optical fiber having the relative refractive index Δ and the arbitrary refractive index difference (that is, the relative refractive index difference given by n f1 and n f ) in this optical fiber. By substituting the relative refractive index difference, the radius a w of the optical transmission line connected to the optical fiber can be obtained as shown in the equation (18).

【数18】 aw =af [1/(2△)・(nA2 2 −nC1 2 )/nA2 2 1/p △=(nf1 2 −nf2 2 )/(2nf1 2 ) ・・・(18) 但し、nA2は形成されたコア部105の屈折率である。## EQU18 ## a w = a f [1 / (2Δ) · (n A2 2 −n C1 2 ) / n A2 2 ] 1 / p Δ = (n f1 2 −n f2 2 ) / (2n f1 2 (18) where n A2 is the refractive index of the formed core portion 105.

【0050】この境界条件より、コア部105の半径a
W を決定すれば、混合溶液100の屈折率nC1を決定す
ることができる。例えば、nf1=1.46,nf2=1.
44,aW =24.9μm,af =50μm,nA2
1.49,p=2の時、混合溶液の屈折率はnC1=1.
485となる。これは、溶液A,Bの屈折率nA1,nB1
およびその重量%を調整して作製する。 このように調
整すれば、上記グレーディッドインデックス型光ファイ
バ300のコア部305の光軸近傍を直進した光をさら
に開口を小さくして取り出すことができる。従って、そ
のコア部305を出射した光はよりよく直進し、混合溶
液100中にステップインデックス型光ファイバのコア
部105を形成する。
From this boundary condition, the radius a of the core portion 105 is
By determining W , the refractive index n C1 of the mixed solution 100 can be determined. For example, n f1 = 1.46, n f2 = 1.
44, a W = 24.9 μm, a f = 50 μm, n A2 =
When 1.49 and p = 2, the refractive index of the mixed solution is n C1 = 1.
It becomes 485. This is the refractive index n A1 , n B1 of the solutions A and B.
And its weight% are adjusted to prepare. By adjusting in this way, it is possible to extract the light that has gone straight in the vicinity of the optical axis of the core portion 305 of the graded index type optical fiber 300 by further reducing the opening. Therefore, the light emitted from the core portion 305 goes straight better and forms the core portion 105 of the step index type optical fiber in the mixed solution 100.

【0051】図8に、上記条件式に従って調整した混合
溶液100を用いて作製した光伝送路のコア部105の
外径とその長さを示す。横軸に伝送路長、縦軸にその直
径を表す。伝送路長は、約40mmにも達した。また、
伝送路長が0mm〜10mm間はほぼ一定の直径が維持
されている。
FIG. 8 shows the outer diameter and the length of the core portion 105 of the optical transmission line manufactured by using the mixed solution 100 adjusted according to the above conditional expression. The horizontal axis represents the transmission path length, and the vertical axis represents the diameter. The transmission path length reached about 40 mm. Also,
A substantially constant diameter is maintained when the transmission path length is 0 mm to 10 mm.

【0052】このように、本実施例では、用いるグレー
ディッドインデックス型光ファイバの屈折率を考慮し
て、混合溶液の屈折率を決定している。これにより、光
伝送路のコア部はテーパ状とはならずコア部305から
直進性よく延長される。従って、高速通信に使用される
グレーディッドインデックス型光ファイバにも適用でき
る有益な光伝送路の製造方法となる。また、他の光学素
子とも、より損失なく結合可能な光伝送路となる。
As described above, in this embodiment, the refractive index of the mixed solution is determined in consideration of the refractive index of the graded index type optical fiber used. As a result, the core portion of the optical transmission line does not have a tapered shape, but extends straight from the core portion 305 with good straightness. Therefore, it is a useful optical transmission line manufacturing method applicable to a graded index type optical fiber used for high-speed communication. Further, the optical transmission line can be coupled with other optical elements without loss.

【0053】(第4実施例) 第2実施例および第3実施例においては、2種類の光硬
化性樹脂溶液が混合された混合溶液を使用して直線状に
延長された光伝送路のコア部を作製したが、1種類の光
硬化性樹脂溶液と1種類の光で上記直線状のコア部を形
成し、クラッド部は他の手段で形成することもできる。
あるいは長寿命化のため不活性ガスをコア部の周囲媒体
とするならば、クラッド部の形成を省略することもでき
る。よって、ここではコア部と光伝送路を同一意味で使
用する。
(Fourth Embodiment) In the second and third embodiments, a core of an optical transmission line linearly extended using a mixed solution in which two kinds of photocurable resin solutions are mixed. Although the part was prepared, the linear core part can be formed by one type of photocurable resin solution and one kind of light, and the clad part can be formed by other means.
Alternatively, if an inert gas is used as a medium surrounding the core portion to prolong the life, formation of the clad portion can be omitted. Therefore, the core section and the optical transmission line are used interchangeably herein.

【0054】例えば、光ファイバにステップインデック
ス型光ファイバを使用する場合は、屈折率nC1が上記
(11)式を満たす1種類の光硬化性樹脂溶液を用い
る。製造工程は、図3(d)の最終工程を除いて上記第
2実施例と同じである。(11)式を満たすよう光硬化
性樹脂溶液の屈折率nC1が調整されているので、第2実
施例で説明したメカニズムが作用する。その結果、光硬
化性樹脂溶液中にステップインデックス型光ファイバの
コア部とほぼ等しい径を有する直線状の光伝送路が形成
される。
For example, when a step index type optical fiber is used as the optical fiber, one type of photocurable resin solution whose refractive index n C1 satisfies the above formula (11) is used. The manufacturing process is the same as that of the second embodiment except for the final process of FIG. Since the refractive index n C1 of the photocurable resin solution is adjusted so as to satisfy the equation (11), the mechanism described in the second embodiment works. As a result, a linear optical transmission line having a diameter substantially equal to that of the core of the step index type optical fiber is formed in the photocurable resin solution.

【0055】また、光ファイバにグレーディッドインデ
ックス型光ファイバを使用する場合は、屈折率nC1が上
記(18)式を満たす1種類の光硬化性樹脂溶液を用い
る。製造工程は、同じく図3(d)の最終工程を除いて
上記第2実施例と同じである。(18)式を満たすよう
光硬化性樹脂溶液の屈折率nC1が調整されているので、
第3実施例で説明したメカニズムが作用する。その結
果、光硬化性樹脂溶液中にグレーディッドインデックス
型光ファイバのコア径より小さい径を有する直線状の光
伝送路単体が形成される。これらの光伝送路は、径が小
さく柔軟性を有することから半導体基板上に形成された
LED素子、半導体レーザ素子の発光部に直接配設する
ことができる。従って、他の光学素子に柔軟な配設を可
能とする光伝送路の製造方法となる。
When a graded index type optical fiber is used as the optical fiber, one type of photocurable resin solution whose refractive index n C1 satisfies the above formula (18) is used. The manufacturing process is the same as that of the second embodiment except for the final process of FIG. Since the refractive index n C1 of the photocurable resin solution is adjusted so as to satisfy the expression (18),
The mechanism described in the third embodiment operates. As a result, a linear optical transmission line unit having a diameter smaller than the core diameter of the graded index type optical fiber is formed in the photocurable resin solution. Since these optical transmission lines have small diameters and flexibility, they can be directly arranged in the light emitting portions of LED elements and semiconductor laser elements formed on a semiconductor substrate. Therefore, it is a method of manufacturing an optical transmission line that enables flexible arrangement in other optical elements.

【0056】尚、光硬化後の屈折率が溶液の屈折率より
も高くなり、(11)式、又は、(18)式を満たすよ
うな溶液を選択すれば、上記のように1種類の光硬化性
溶液を用いることも可能である。しかし、ある波長の光
で硬化する光硬化性溶液と、その溶液よりも屈折率が小
さくその波長の光では硬化しない他の光硬化性溶液との
混合液でも良い。この場合には、コア部の硬化後の屈折
率と混合溶液との屈折率の差を大きくすることができ、
混合さた光硬化性溶液の屈折率nC1が(11)式、(1
8)式を容易に満たすように設定することが可能であ
る。これにより、テーパ状に広がらない直線平行性の高
いコア部を容易に形成することができる。上記光伝送路
はクラッド部を形成しない場合を想定したが、用途に応
じて光伝送路の周囲にクラッド部を形成してもよい。そ
れは、次の手順で形成される。例えば、使用する光ファ
イバに応じて、上記(11)式あるいは(18)式を満
たす屈折率nC1の光硬化性樹脂溶液を選択する。そし
て、それを第1の光硬化性樹脂溶液とし、硬化させて光
ファイバ先端に上記直線状の光伝送路を形成する。その
後、第1の光硬化性樹脂溶液を洗浄し、第2の光硬化性
樹脂溶液に漬ける。そして、この第2の光硬化性樹脂溶
液を硬化させてもよい。このようにすれば、第2実施例
および第3実施例と同等のブロック化したクラッド部が
形成される。また、第2の光硬化性樹脂溶液を硬化させ
ず、第2の光硬化性樹脂溶液から取り出した後、洗浄せ
ずに表面に残存したそれを硬化させてよい。このように
すれば、クラッド径も小さく柔軟な光伝送路が形成でき
る。また、上記クラッド部は完全に硬化させなくともよ
い。即ち、ゲル状態でもよいし、また液体のままでもよ
い。さらには、空気等の気体でもよい。光伝送路の屈折
率が、周囲媒体のそれより大であれば、様々な用途に対
してクラッド部は様々な態様を採ることができる。
Incidentally, if a solution is selected so that the refractive index after photocuring becomes higher than the refractive index of the solution and the formula (11) or (18) is satisfied, one kind of light is generated as described above. It is also possible to use a curable solution. However, it may be a mixed solution of a photo-curable solution that cures with light of a certain wavelength and another photo-curable solution that has a smaller refractive index than the solution and that does not cure with light of that wavelength. In this case, it is possible to increase the difference between the refractive index of the core portion after curing and the refractive index of the mixed solution,
The refractive index n C1 of the mixed photocurable solution is expressed by the formula (11), (1
It can be set so as to easily satisfy the expression (8). This makes it possible to easily form a core portion having a high linear parallelism that does not spread in a tapered shape. It is assumed that the optical transmission line has no clad portion, but the clad portion may be formed around the optical transmission line depending on the application. It is formed by the following procedure. For example, a photocurable resin solution having a refractive index n C1 satisfying the above formula (11) or (18) is selected according to the optical fiber used. Then, it is used as a first photocurable resin solution and is cured to form the linear optical transmission line at the tip of the optical fiber. Then, the first photocurable resin solution is washed and immersed in the second photocurable resin solution. Then, the second photocurable resin solution may be cured. By doing so, a blocked clad portion equivalent to that of the second and third embodiments is formed. Alternatively, the second photocurable resin solution may not be cured, and after it is taken out from the second photocurable resin solution, it may be left on the surface without being washed to be cured. By doing so, a flexible optical transmission line having a small cladding diameter can be formed. Further, the clad portion may not be completely cured. That is, it may be in a gel state or may be in a liquid state. Further, a gas such as air may be used. If the refractive index of the optical transmission line is higher than that of the surrounding medium, the cladding portion can take various forms for various applications.

【0057】(変形例) 以上、本発明を表す実施例を示したが、他に様々な変形
例が考えられる。例えば、第1実施例において、短波長
レーザにヘリウムカドミウムレーザ(λ=325nm)
を用いたが、光硬化性樹脂溶液によってはアルゴンイオ
ンレーザ(λ=488nm)あるいは超高圧水銀ランプ
(λ=380nm)等も適用可能である。
(Modifications) Although the embodiments representing the present invention have been described above, various modifications can be considered. For example, in the first embodiment, a short wavelength laser is used as a helium cadmium laser (λ = 325 nm).
However, depending on the photocurable resin solution, an argon ion laser (λ = 488 nm), an ultrahigh pressure mercury lamp (λ = 380 nm), or the like can also be applied.

【0058】また、第1実施例〜第3実施例では、混合
溶液を屈折率1.49であるエポキシ系の高屈折率光硬
化性樹脂溶液と屈折率1.34のアクリル系の低屈折率
光硬化性樹脂溶液で構成したが、硬化開始波長と硬化後
の屈折率が異なれば、他の材料系でもよい。例えば、フ
ッ素系モノマー、あるいはシリコン系に光反応開始剤を
混入させたものでもよい。上述の分光感度特性と屈折率
条件を満たせばよい。
In the first to third embodiments, the mixed solution is an epoxy-based high refractive index photocurable resin solution having a refractive index of 1.49 and an acrylic low-refractive index having a refractive index of 1.34. Although it is composed of a photo-curable resin solution, other material systems may be used as long as the curing start wavelength and the refractive index after curing are different. For example, a fluorine-based monomer or a silicon-based material in which a photoreaction initiator is mixed may be used. It suffices if the above-mentioned spectral sensitivity characteristics and refractive index conditions are satisfied.

【0059】また、上記実施例では、ステップインデッ
クス型光ファイバとグレーディッドインデックス型光フ
ァイバを用いたが、他のファイバでもよい。偏波面保存
ファイバー、シングルモードファイバ等でもよい。
Although the step index type optical fiber and the graded index type optical fiber are used in the above embodiment, other fibers may be used. A polarization maintaining fiber, a single mode fiber or the like may be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例に係る光伝送路の製造方法の構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a method for manufacturing an optical transmission line according to a first embodiment.

【図2】第1実施例に係る混合溶液の分光感度特性図。FIG. 2 is a spectral sensitivity characteristic diagram of the mixed solution according to the first embodiment.

【図3】第2実施例に係る光伝送路の製造方法の構成
図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a method for manufacturing an optical transmission line according to a second embodiment.

【図4】第2実施例に係る光伝送路の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical transmission line according to a second embodiment.

【図5】第2実施例の光伝送路における伝搬条件説明
図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of propagation conditions in the optical transmission line of the second embodiment.

【図6】第3実施例の光ファイバに係る屈折率分布の説
明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a refractive index distribution related to the optical fiber according to the third embodiment.

【図7】第3実施例に係る光ファイバと光伝送路のコア
径に関する関係図。
FIG. 7 is a relational diagram regarding the core diameter of the optical fiber and the optical transmission line according to the third embodiment.

【図8】第3実施例に係る光伝送路のコア径とコア長さ
の関係図。
FIG. 8 is a relationship diagram of a core diameter and a core length of the optical transmission line according to the third example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 混合溶液 105,205, 305 コア部 106,206, 306 クラッド部 110 透明容器 120 短波長レーザ 125 短波長レーザ光 130 紫外線ランプ 135 紫外線 200 ステップインデックス型光ファイバ 300 グレーディッドインデックス型光フ
ァイバ
100 mixed solution 105, 205, 305 core part 106, 206, 306 clad part 110 transparent container 120 short wavelength laser 125 short wavelength laser light 130 ultraviolet lamp 135 ultraviolet light 200 step index type optical fiber 300 graded index type optical fiber

フロントページの続き (72)発明者 竹田 康彦 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平11−326660(JP,A) 特開 平7−77637(JP,A) 特開 平8−320422(JP,A) 特開 昭50−59044(JP,A) 特開 昭57−128301(JP,A) 特開 昭60−173508(JP,A) 特開 昭60−90312(JP,A) 特開 昭62−5205(JP,A) Tanya M.Monro、L.P oladian、C.Martijin de Sterke,Analysi s of self−written waveguides in phot opolymer and photo sensitive material s,PHYSICAL REVIEW E,1998年 1月,Volume57/N umber1,p.1104−1113 庄司暁、河田聡,光硬化性樹脂中で自 己形成するファイバーの衝突・合流, 1998年(平成10年)秋季第59回応用物理 学会学術講演会予稿集第3分冊,日本, 社団法人応用物理学会,1998年 9月15 日,857頁 Anthony S、Kewitsc h、Amnon Yariv,Self −focusing and self −trapping of optic al beams upon phot opolymerization,Op tics Letters,米国,OP TICAL SOCIETY OF A MERICA,1996年 1月 1日,V ol.21/No.1,p.24−26 S.J.Frisken,Light −induced optical w aveguide uptapers, Optics Letters,米国, OPTICAL SOCIETY OF AMERICA,1993年 6月15日, Vol.18/No.12,p.1035−1037 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/13 G02B 6/26 G02B 6/00 Front Page Continuation (72) Inventor Yasuhiko Takeda 1 in 41, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi-gun, Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (56) Reference JP 11-326660 (JP, A) JP HEI 7-77637 (JP, A) JP-A-8-320422 (JP, A) JP-A-50-59044 (JP, A) JP-A-57-128301 (JP, A) JP-A-60-173508 (JP, A) JP 60-90312 (JP, A) JP 62-5205 (JP, A) Tanya M. et al. Monro, L .; P oladian, C.I. Martijin de Sterke, Analysi s of self-written waveguides in photo optomers and photo sensitive materials 1, May 1982, PHYSICAL REVIE WE V E., 1998. 1104-1113 Akira Shoji, Satoshi Kawada, Collision and merging of self-forming fibers in photo-curable resin, Autumn 1998 (The 10th) The 59th Annual Meeting of the Japan Society for Applied Physics, 3rd volume, Japan, Japan Society of Applied Physics, September 15, 1998, p. 857, Anthony S, Kewitshch, Amnon Yariv, Self-focusing and self-sampling optoelectronic optics, Optoelectronics, Optoelectronics, Optoelectronics, Optronics, Optoelectronics, Optronics, Optoelectronics, Optoelectronics, Optoelectronics, United States. MERICA, January 1, 1996, Vol. 21 / No. 1, p. 24-26 S.I. J. Frisken, Light-induced optical wave guide uppers, Optics Letters, USA, OPTICAL SOCIETY OF AMERICA, June 15, 1993, Vol. 18 / No. 12, p. 1035-1037 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/13 G02B 6/26 G02B 6/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光硬化性樹脂溶液に所定波長の光を導入
し、光軸方向に該光硬化性樹脂溶液を硬化させることに
よって入射口から連続した光伝送路を作製する光伝送路
の製造方法において、 前記光硬化性樹脂溶液は第1の光硬化性樹脂溶液と該第
1の光硬化性樹脂溶液より硬化開始波長が短く、第1の
光硬化性樹脂溶液の屈折率よりも屈折率の小さい第2の
光硬化性樹脂溶液との混合溶液であって、 該混合溶液に前記第1の光硬化性樹脂溶液のみを硬化さ
せる波長帯で光ビームを入射させて軸状の光伝送路を作
製することを特徴とする光伝送路の製造方法。
1. A method for producing an optical transmission line, wherein a light having a predetermined wavelength is introduced into a photocurable resin solution and the photocurable resin solution is cured in the optical axis direction to produce a continuous optical transmission line from an entrance. in the method, the photocurable resin solution first curing initiation wavelength than the light-curable resin solution of a photocurable resin solution and the first is rather short, the first
A mixed solution with a second photocurable resin solution having a refractive index smaller than that of the photocurable resin solution, wherein the mixed solution has a wavelength band in which only the first photocurable resin solution is cured. A method for manufacturing an optical transmission line, which comprises making an axial optical transmission line by making a light beam incident.
【請求項2】光硬化性樹脂溶液に所定波長の光を導入
し、光軸方向に該光硬化性樹脂溶液を硬化させることに
よって入射口から連続した光伝送路を作製する光伝送路
の製造方法において、 前記光硬化性樹脂溶液は第1の光硬化性樹脂溶液と該第
1の光硬化性樹脂溶液より硬化開始波長が短い第2の光
硬化性樹脂溶液との混合溶液であって、 該混合溶液に前記第1の光硬化性樹脂溶液のみを硬化さ
せる波長帯で光ビームを入射させて軸状のコア部を作製
し、 前記混合溶液の周囲より、前記第1および第2の光硬化
性樹脂溶液を硬化させる波長帯で光を照射させて前記コ
ア部周囲にクラッド部を作製し、 前記コア部の屈折率が前記クラッド部の屈折率より大で
あることを特徴とする光伝送路の製造方法。
2. A method for producing an optical transmission line, wherein a light having a predetermined wavelength is introduced into a photocurable resin solution and the photocurable resin solution is cured in the optical axis direction to produce a continuous optical transmission line from an entrance. In the method, the photocurable resin solution is a mixed solution of a first photocurable resin solution and a second photocurable resin solution having a curing initiation wavelength shorter than that of the first photocurable resin solution, A light beam is incident on the mixed solution in a wavelength band that cures only the first photocurable resin solution to form an axial core portion, and the first and second light beams are generated from the periphery of the mixed solution. Light transmission in a wavelength band for curing a curable resin solution to produce a clad part around the core part, wherein the core part has a refractive index higher than that of the clad part. Road manufacturing method.
【請求項3】前記第1の光硬化性樹脂溶液の硬化時の屈
折率は、前記混合溶液の屈折率より大であることを特徴
とする請求項1又は請求項2に記載の光伝送路の製造方
法。
3. The optical transmission line according to claim 1, wherein the refractive index of the first photocurable resin solution when cured is higher than the refractive index of the mixed solution. Manufacturing method.
【請求項4】前記所定波長の光は、前記混合溶液に含浸
せられた光ファイバの先端から出射され、前記光伝送路
は該光ファイバの先端から連続して作製されることを特
徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の
光伝送路の製造方法。
4. The light of the predetermined wavelength is emitted from the tip of an optical fiber impregnated with the mixed solution, and the optical transmission line is continuously formed from the tip of the optical fiber. The method for manufacturing an optical transmission line according to claim 1.
【請求項5】前記光ファイバは、屈折率がコア部とクラ
ッド部の境界でステップ状に変化するステップインデッ
クス型光ファイバであり、該コア部屈折率をnf1、クラ
ッド部屈折率をnf2、前記光伝送路のコア部屈折率をn
A2、前記混合溶液の屈折率をnC1とする時、(1)式の
条件を満たすように、前記混合溶液の屈折率が調整され
ることを特徴とする請求項4に記載の光伝送路の製造方
法。 【数1】 (nf12 −(nf22 ≦(nA22 −(nC12 ・・・(1)
5. The optical fiber is a step index type optical fiber whose refractive index changes stepwise at a boundary between a core portion and a cladding portion, wherein the core portion refractive index is n f1 and the cladding portion refractive index is n f2. , The refractive index of the core portion of the optical transmission line is n
A2 , The optical transmission line according to claim 4, wherein the refractive index of the mixed solution is adjusted so that the condition of the expression (1) is satisfied when the refractive index of the mixed solution is n C1. Manufacturing method. [Equation 1] (n f1 ) 2 − (n f2 ) 2 ≦ (n A2 ) 2 − (n C1 ) 2 (1)
【請求項6】前記光ファイバは、半径方向に所定の関数
で屈折率勾配を有するグレーディッドインデックス型光
ファイバであり、該光ファイバのコア部中心の最大屈折
率をnf1、コア部直径を2af 、クラッド部屈折率をn
f2、前記光伝送路のコア部屈折率をnA2、前記混合溶液
の屈折率をnC1、pを整数とする時、 作製される光伝送路のコア部直径2aw が(2)式を満
たす条件で、前記混合溶液の屈折率が調整されることを
特徴とする請求項4に記載の光伝送路の製造方法。 【数2】 2aw =2af [1/(2△)・(nA2 2 −nC1 2 )/nA2 2 1/p 但し、△=(nf1 2 −nf2 2 )/(2nf1 2 ) ・・・(2)
6. The optical fiber is a graded index type optical fiber having a refractive index gradient with a predetermined function in the radial direction, and the maximum refractive index at the center of the core of the optical fiber is n f1 and the diameter of the core is 2a f , the refractive index of the cladding is n
f2, the optical transmission path core part refractive index n A2 of, when the integer a refractive index n C1, p of the mixed solution, the core portion diameter 2a w of the optical transmission line to be fabricated with (2) The method for manufacturing an optical transmission line according to claim 4, wherein the refractive index of the mixed solution is adjusted under the condition that the condition is satisfied. 2 a w = 2a f [1 / (2Δ) · (n A2 2 −n C1 2 ) / n A2 2 ] 1 / p where Δ = (n f1 2 −n f2 2 ) / (2n f1 2 ) ・ ・ ・ (2)
【請求項7】光硬化性樹脂溶液に光ファイバ先端を漬
け、該光ファイバ先端から所定波長の光を出射させて、
光軸方向に該光硬化性樹脂溶液を硬化させることによ
り、該光ファイバ先端から連続した光伝送路を作製する
光伝送路の製造方法において、前記光硬化性樹脂溶液は第1の光硬化性樹脂溶液と該第
1の光硬化性樹脂溶液より硬化開始波長が短く、第1の
光硬化性樹脂溶液の屈折率よりも屈折率の小さい第2の
光硬化性樹脂溶液との混合溶液であって、 前記光ファイバは、屈折率がコア部とクラッド部の境界
でステップ状に変化するステップインデックス型光ファ
イバであり、該コア部屈折率をnf1、クラッド部屈折率
をnf2、前記光伝送路の屈折率をnA2、前記光硬化性樹
脂溶液の屈折率をnC1とする時、(3)式の条件を満た
すように、前記光硬化性樹脂溶液の屈折率が調整される
光伝送路の製造方法。 【数3】 (nf12 −(nf22 ≦(nA22 −(nC12 ・・・(3)
7. An optical fiber tip is dipped in a photocurable resin solution, and light of a predetermined wavelength is emitted from the optical fiber tip,
In the method of manufacturing an optical transmission line, in which the optical transmission line is continuous from the tip of the optical fiber by curing the photocurable resin solution in the optical axis direction, the photocurable resin solution is a first photocurable resin. Resin solution and the first
The curing initiation wavelength is shorter than that of the photocurable resin solution of No. 1,
The second refractive index smaller than that of the photocurable resin solution
A mixed solution with a photocurable resin solution, wherein the optical fiber is a step index type optical fiber in which the refractive index changes stepwise at the boundary between the core part and the clad part, and the refractive index of the core part is n f1. When the refractive index of the cladding portion is n f2 , the refractive index of the optical transmission line is n A2 , and the refractive index of the photo-curable resin solution is n C1 , the photo-curing condition is satisfied so as to satisfy the condition (3). Method for manufacturing an optical transmission line in which the refractive index of a photosensitive resin solution is adjusted. (N 3) (n f1 ) 2 − (n f2 ) 2 ≦ (n A2 ) 2 − (n C1 ) 2 (3)
【請求項8】光硬化性樹脂溶液に光ファイバ先端を漬
け、該光ファイバ先端から所定波長の光を出射させて、
光軸方向に該光硬化性樹脂溶液を硬化させることによ
り、該光ファイバ先端から連続した光伝送路を作製する
光伝送路の製造方法において、前記光硬化性樹脂溶液は第1の光硬化性樹脂溶液と該第
1の光硬化性樹脂溶液より硬化開始波長が短く、第1の
光硬化性樹脂溶液の屈折率よりも屈折率の小さい第2の
光硬化性樹脂溶液との混合溶液であって、 前記光ファイバは、半径方向に所定の関数で屈折率勾配
を有するグレーディッドインデックス型光ファイバであ
り、該光ファイバのコア部中心の最大屈折率をnf1、コ
ア部直径を2af 、クラッド部屈折率をnf2、前記光伝
送路の屈折率をnA2、前記光硬化性樹脂溶液の屈折率を
C1、pを整数とする時、 作製される光伝送路の直径2aw が(4)式を満たす条
件で、前記光硬化性樹脂溶液の屈折率が調整されること
を特徴とする光伝送路の製造方法。 【数4】 2aw =2af [1/(2△)・(nA2 2 −nC1 2 )/nA2 2 1/p 但し、△=(nf1 2 −nf2 2 )/(2nf1 2 ) ・・・(4)
8. An optical fiber tip is dipped in a photocurable resin solution, and light of a predetermined wavelength is emitted from the optical fiber tip,
In the method of manufacturing an optical transmission line, in which the optical transmission line is continuous from the tip of the optical fiber by curing the photocurable resin solution in the optical axis direction, the photocurable resin solution is a first photocurable resin. Resin solution and the first
The curing initiation wavelength is shorter than that of the photocurable resin solution of No. 1,
The second refractive index smaller than that of the photocurable resin solution
A mixed solution with a photocurable resin solution, wherein the optical fiber is a graded index type optical fiber having a refractive index gradient with a predetermined function in the radial direction, and the maximum refractive index at the center of the core of the optical fiber. Where n f1 , the core diameter is 2 a f , the cladding refractive index is n f2 , the optical transmission line refractive index is n A2 , the photocurable resin solution refractive index is n C1 , and p is an integer, under conditions satisfying the diameter 2a w of the optical transmission path produced is the (4) equation, the manufacturing method of the optical transmission line, wherein a refractive index of the photocurable resin solution is adjusted. 2 a w = 2a f [1 / (2Δ) · (n A2 2 −n C1 2 ) / n A2 2 ] 1 / p where Δ = (n f1 2 −n f2 2 ) / (2n f1 2 ) ・ ・ ・ (4)
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