JP3841656B2 - 光導波路デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
【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導波路デバイスの製造方法に関する。特に、光導波路が光部品を含む保持部材で保持された頑強な光導波路デバイスの製造方法に関する。本発明は、光ファイバ通信における安価で低損失な光送受信器、光インタ−コネクション、光分波器あるいは合波器等の光導波路デバイスに適用できる。
【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導波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光ファイバ端部から出射させると、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、出射端からは、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、結果として光導波路が形成される。
【０００３】
そして、第３工程で、形成された光導波路を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工程で、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行われている。
【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、形成された光導波路の端面は光学面でないため、最終に第５工程を設け、形成されたコア部の先端面を切断研磨して光導波路の出射面を形成する必要があった。又、上記実施例では、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・合波器等の光導波路デバイスを形成するには困難を伴うものであった。
さらに、第３工程において、形成された光導波路を光硬化性樹脂溶液から取り出す時に、その光導波路が屈曲し、他の光部品との結合が困難となると言う問題がある。
【０００５】
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、光硬化性樹脂溶液の硬化により形成された光導波路の両端を光導波路デバイスの筐体に接合させることで、光硬化性樹脂液の排除、硬化した光導波路の洗浄工程において、その光導波路の直線性、固定性を確保することで、そられの工程の実行を容易にすることである。
又、他の目的は、保持部材としての光学部品と光ファイバ端部を配置した筐体内に光硬化性樹脂溶液を満たし、光ファイバから所定波長光を出射させるだけで、頑強な光導波路デバイスを製造するその製造する方法を提供することである。
又、他の目的は、光導波路のコア部を形成する光硬化性樹脂液とクラッド部を形成する樹脂液とを独立して任意に選択できるようにすることで、コア部とクラッド部との屈折率差を大きくとれるようにすることである。
又、他の目的は、屈折率差を大きくすることで、伝送損失の少ない様々な光導波路デバイスを製造する方法を提供することである。
更に、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導波路の製造方法を提供することである。
これらの目的は、個々の発明が全てを同時に達成するものと解されるべきではなく、それぞれの発明が、個々に達成する目的と解されるべきである。
【０００６】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法は、第１の光硬化性樹脂液に所定波長の光を導入し、光軸方向に該光硬化性樹脂液を硬化させることにより連続して形成される光導波路を有した光導波路デバイスの製造方法において、光導波路デバイスの第１の光硬化性樹脂液が充填された筐体に光を導入する光ファイバを固定し、この光ファイバから出力される光によりその光路の第１の光硬化性樹脂液を直線状に硬化させ、その光路の先端を筐体に当接させることで、硬化させた光導波路の先端を筐体に固定し、その後、第１の光硬化性樹脂液を筐体から除去し、筐体に、硬化した時に光導波路の屈折率よりも低い屈折率を有する第２の光硬化性樹脂液を充填して、この第２の光硬化性樹脂液を硬化させるものであり、筐体内には、その筐体に固定され光に対して透明な単数又は複数の保持部材が設けられ、第１の光硬化性樹脂液の硬化時に光導波路は筐体及び保持部材に対して接着されて直線状に保持され、第２の光硬化性樹脂液は第１の光硬化性樹脂液に対して相溶性を有する。
【０００８】
更に、筐体に固定された光ファイバから導入され、光ファイバが筐体外部に固定された場合は光導波路はその光ファイバ先端の筐体の内壁から連続して形成され、光ファイバが筐体に貫通固定された場合はその光ファイバの先端から連続して形成される。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
更に、第２の光硬化性樹脂液が筐体及び前記保持部材に対して硬化時に接着される。
更に、筐体内又は外部に光素子を有し、光導波路は分岐を有さない。
又、本発明の請求項２に記載の光導波路デバイスの製造方法は、請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、第１の光硬化性樹脂液の硬化時に光導波路は筐体及び保持部材に対してシランカップリング剤により接着されることを特徴とする。
【００１２】
又、本発明の請求項３に記載の光導波路デバイスの製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、第２の光硬化性樹脂液は硬化した第１の光硬化性樹脂に対して接着性を有することを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
又、本発明の請求項４に記載の光導波路デバイスの製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、第２の光硬化性樹脂液は光硬化性樹脂、又は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
【００１５】
【作用および効果】
本発明の請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法は、光を導入する光ファイバを固定した筐体に第１の光硬化性樹脂液を充填し、この光ファイバから光を出力させてその光路の第１の光硬化性樹脂液を硬化させる。そして、その光路の先端を筐体に当接させて直線状に硬化させて光導波路の先端を筐体に接合させて固定する。その後、第１の光硬化性樹脂液を筐体から除去し、筐体に、硬化した時に光導波路の屈折率よりも低い屈折率を有する第２の光硬化性樹脂液を充填する。そして、最後に、この第２の光硬化性樹脂液を例えば紫外線等で固化させる。
【００１６】
光ファイバは筐体に固定され、その端面から直線状に延出された光導波路の先端も光硬化により筐体に固定されている。即ち、本発明によれば直線状の光導波路の両端は必ず固定される。この時、例えば光導波路先端の筐体内又は外部に光素子を有している場合は、光ファイバとその光素子の位置関係が光導波路によって固定される。即ち、振動等の外乱の影響を受けない頑強な光導波路デバイスとなる。又、上記方法では第１の光硬化性樹脂液の硬化後、それを除去し第２の光硬化性樹脂液を充填してそれを固化させている。即ち、第１の光硬化性樹脂液の硬化後の屈折率に合わせて、第２の光硬化性樹脂液を選択することができる。即ち、例えば低損失なステップインデックス型の光導波路を形成するような屈折率を有する第２の光硬化性樹脂液を任意に選択することができる。即ち、頑強で低損失な光導波路デバイスを製造することができる。又、光導波路は両端が筐体に固定されることになることから、第１の光硬化性樹脂液の排除工程や、その後に、必要に応じて行なわれる洗浄工程において、細い光導波路は筐体に支持されていることから、それらの剥離や屈曲等の心配がなく、これらの工程を容易に行なうことができる。尚、洗浄工程は、後述するように、必ずしも必要な工程ではない。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
更に、筐体内には、その筐体に固定され光に対して透明な単数又は複数の保持部材が設けられ、第１の光硬化性樹脂液の硬化時に光導波路はその保持部材に接着されて直線状に保持される。
この構成は、光導波路が長尺となる場合に有効である。例えば、光導波路が長尺、即ち第１の光硬化性樹脂液が硬化された時点でそれが長尺になると、両端の固定点に外力が加わり剥離したり、直線性が保持できない場合がある。例えば、第２の光硬化性樹脂液への溶液の交換時には、大きな流体抵抗が加わりそれにより剥離したり、屈曲したりする場合がある。
【００２０】
本発明では、これを防ぐために光経路途中に、筐体に固定されて光に対して透明な単数又は複数の保持部材を設ける。即ち、両端のみならず、光経路の任意の個所で光導波路を固定する。よって、より頑強な光導波路デバイスとなる。尚、上記保持部材とは、例えば透明ガラス板等である。使用効率のよい光導波路デバイスの製造方法となる。
【００２１】
更に、第１の光硬化性樹脂液は筐体及び保持部材に対して硬化時に接着される。
保持部材とは、例えばガラス材からなる平行平面板（ウインド）である。この保持部材及び筐体（例えばガラス容器）の材質に対応して、それらへの接着性（癒着性）を高める手段としては、第１の光硬化性樹脂中にシランカップリング剤（ポリシロキサンのシラン上にアクリル基、アミノ基、イソシアネート基、ビニル基等を付加させたアルコキシシリル基含有ポリマー）を添加する方法がある。又、シランカップリング剤又はプライマー（ウレタン系、エポキシ系）を保持部材及び筐体の表面にそられを塗布しても良い。これにより、光導波路の保持部材への接着性が高められる（請求項２）。
これらの保持部材及び筐体の表面に添加物を塗布した状態、又は第１の光硬化性樹液に添加剤を添加した状態で、例えば、短波長レーザを筐体を介してその保持部材に導入すれば、保持部材及び筐体に強固に接着された光導波路が形成される。よって、光経路途中及び終端が強固に接着された光導波路が形成できる。
更に、第２の光硬化性樹脂液に第１の光硬化性樹脂液に対して相溶性を有する樹脂液を用いている。
第１の光硬化性樹脂液によって光導波路を形成する場合、第１の光硬化性樹脂液の除去後にもその表面には第１の光硬化性樹脂液が残存する。この状態で、第２の光硬化性樹脂液を注入すると、第１、第２の光硬化性樹脂液は互いに相溶性を有するので、光導波路表面に残存した第１の光硬化性樹脂液は、注入された第２の光硬化性樹脂液に溶解される。即ち、光導波路の表面がほぼ均一となる。表面が均一になれば、伝搬（全反射）による損失が低減される。即ち、低損失な光導波路が形成できる。
又、通常は、第１の光硬化性樹脂液の除去後には、洗浄工程が必要とされるが、本発明では相溶性の第２の光硬化性樹脂液を用いている。よって、その洗浄工程を省略できる効果もある。
【００２２】
更に、光は、筐体に固定された光ファイバから導入され、光ファイバが筐体外部に固定された場合は光導波路はその光ファイバ先端の筐体の内壁から連続して形成され、光ファイバが筐体に貫通固定された場合はその光ファイバの先端から連続して形成される。
光ファイバが筐体外部に固定される場合は、樹脂液の硬化に用いる光及び光導波路を実際に用いる光に対して、筐体が例えばガラス等の透明材質からなる場合である。光ファイバから出射された光は、その筐体を透過し、その透過個所から、順次、光軸方向に光重合反応を起こさせる。即ち、透過個所に接着して、その個所から連続して軸方向に光導波路が形成される。
【００２３】
又、光ファイバが筐体内に貫通固定される場合は、筐体が例えば金属等の不透明材質からなる場合である。この場合は、光導波路は光ファイバ先端から連続して形成される。この時、何れの筐体にしても、光導波路の両端は、固定された状態となる。よって、本発明を用いても頑強な光導波路デバイスを製造することができる。
又、光ファイバを用いる場合は、光導波路は光ファイバのコア部に接着して形成される。よって、光導波路と光ファイバの軸合わせの必要がない。よって、光ファイバが一体となった頑強で利便性の高い光導波路デバイスが実現できる。尚、上記方法において、光ファイバはステップインデックス型の光ファイバであってもよいし、グレーディッドインデックス型の光ファイバであってもよい。両者を含む。両者とも光ファイバのコア部分から光導波路が形成される。
【００２４】
更に、第２の光硬化性樹脂液は筐体及び保持部材に対して硬化時に接着される。
これにより第２の光硬化性樹脂液は、硬化時には強固に筐体に固着する。光導波路周囲の第２の光硬化性樹脂液が硬化時に筐体に固着しない場合は、衝撃、振動等によって光導波路に力を作用させる場合があるが、本発明は筐体に固着しているので、光導波路に力を作用させることがない。逆に、光導波路を保護することができる。
尚、ここでも接着性向上のために添加剤を添加するが、それは第１の光硬化性樹脂液に添加する添加剤と同等である。
【００２５】
又、請求項３に記載の光導波路デバイスの製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、第２の光硬化性樹脂液に、硬化した第１の光硬化性樹脂に対して接着性を有する樹脂液を用いている。これにより、確実に光導波路を保護することができる。尚、この時、第２の光硬化性樹脂液は、筐体に対しても接着性があるのが望ましい。衝撃等の外乱から、より確実に光導波路を保護することができる。
尚、ここでも光導波路との接着性向上のために添加剤を添加するが、光導波路と良好に接着する添加剤であればよい。勿論、筐体と光導波路の両者に対して接着性が向上する添加剤が望ましい。
【００２６】
又、請求項４に記載の光導波路デバイスの製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、第２の光硬化性樹脂液に光硬化性樹脂、又は、熱硬化性樹脂を用いている。
第２の光硬化性樹脂液に光硬化性樹脂を用いれば、周囲より紫外線を照射するだけで短時間に確実に光導波路を筐体内に固定することができる。この時、筐体はガラス等の透明材質からなることが望ましい。紫外線が効果的に作用し、短時間で固化することができる。
又、第２の光硬化性樹脂液を熱硬化性樹脂とすれば、加熱するだけで容易に確実に光導波路を筐体内に固定することができる。この時、筐体の材質は問わない。ガラス材でもよいし、金属材でもよい。加熱に耐えうる材質であれば何でもよい。安価に、光導波路デバイスを製造することができる。
【００２７】
【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）
先ず、図４を用いて本発明による自己形成型の光導波路デバイス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。図は概略工程図である。先ず、工程（ａ）において筐体である透明容器４中に第１の光硬化性樹脂液の一例である第１の光硬化性樹脂溶液２（以下、実施形態では、「溶液」の用語を用いる）を注入し、光ファイバ３の先端面３１をその液中に漬ける。
【００２８】
次に工程（ｂ）に移行し、所定波長、例えば短波長レーザ（波長λW ）を光ファイバ３に導入し、先端面３１から出射させる。短波長レーザとは、例えば波長λw ＝３２５ｎｍのＨｅ−Ｃｄ（ヘリウムカドミウム）レーザである。光ファイバの先端面３１からは出射光により第１の光硬化性樹脂溶液２が重合反応せられて硬化される。この時、先端部では硬化による屈折率上昇が起こり、導波光を閉じ込めながら光導波路１が成長を続ける。工程（ｃ）では、この自己形成光導波路が透明容器４の底面に達したら、光ファイバ３による照射を停止する。そして、透明容器４から第１の光硬化性樹脂溶液２を除去し洗浄する。次に、工程（ｄ）に移行し、第１の光硬化性樹脂溶液２に代えて、第２の光効果性樹液の一例である第２の光硬化性樹脂溶液７（以下、実施形態では、「溶液」の用語を用いる）を注入する。最後に、例えば紫外線ランプ等で、紫外線９を透明容器４に照射する。透明であるので紫外線９は、第２の光硬化性樹脂溶液７を硬化させ、全体を固化させる。以上のプロセスにより、全固体の光導波路デバイスが得られる。
【００２９】
この時、第２の光硬化性樹脂溶液７の硬化時の屈折率（クラッドの屈折率）は、第１の光硬化性樹脂溶液２の硬化時の屈折率（コアの屈折率）より小になる様に設定する。このように設定すれば、ステップインデックス型の光導波路１が形成される。ステップインデックス型であるので、低損失で光を伝搬させることができる。尚、光導波路１の伝搬損失を最小とするには、上記コアとクラッドとの比屈折率差を前記光ファイバのコアとクラッドとの比屈折率差より大きくなるように、第２の光硬化性樹脂溶液７を選択すればよい。より低損失な光導波路デバイスが得られる。
【００３０】
上記製造方法を用いれば、様々な光導波路デバイスを製造することができる。図１に自己形成型光導波路を用いた光受信デバイスを示す。図は、断面図である。この場合の製造方法は、先ず、光導波路デバイスの筐体である透明容器４の一端に光ファイバ３を貫通固定し、透明容器４の他端の外側に例えば光部品である光センサ５を設ける。そして、図４の（ａ）〜（ｄ）に示した製造工程を行う。そのようにすれば、光ファイバ３の先端部３１から光導波路１が順次、自己形成され透明容器４の底面１３に光導波路先端部が当接する。
【００３１】
この時、第１の光硬化性樹脂溶液２には接着性を有する樹脂溶液を用いる。接着性を有する樹脂溶液とは、例えばシランカップリング剤を添加した光硬化性樹脂溶液である。これにより、光導波路１の先端部は筐体である透明容器の底面１３に強固に接着される。又、他の１端は同じく第１の光硬化性樹脂溶液２の接着性によって光ファイバ３の先端面３１に強固に固定される。即ち、光導波路１は両端で強固に固定される。よって、第１の光硬化性樹脂溶液２と第２の光硬化性樹脂溶液７の交換時にも安定してその形態を維持することができる。即ち、光受信デバイスを容易に製造することができる。尚、上記光部品を光センサ５としたが、これに代えて光部品を半導体レーザ、ＬＥＤ等の発光素子としてもよい。光導波路型の光送信デバイスとすることができる。
【００３２】
尚、図１の光導波路デバイスは長尺である場合は、特に、第１、第２の光硬化性樹脂溶液の交換時には変形又はその接着面が剥離する場合がある。そのような場合は、図２に示すように材質がガラスからなる保持部材である平行平面板６を予め透明容器４内に設置するのが望ましい。
このようにすれば、平行平面板６は透明であるので、光ファイバ３から出射された光は各平行平面板６を透過し、通過経路に光導波路１を形成しながら透明容器４の底面１３に当接する。即ち、光ファイバ先端部１２と平行平面板６間、互いに隣接した平行平面板６間、そして平行平面板６と透明容器４の底面１３との間に光導波路１が形成される。即ち、光導波路１は４点で支持される構造となる。
【００３３】
この場合も、第１の光硬化性樹脂溶液２はシランカップリング剤の添加による接着性を有しているので、硬化した光導波路１は筐体１３、平行平面板６に接合し、強固に４点で支持される。従って、第１、第２の光硬化性樹脂溶液の入れ替時、又は外乱振動時にも導波路の剥離、及び損傷が殆ど生じ得ない構造となる。即ち、外乱に対して耐性が向上した光導波路デバイスとなる。このような製造方法をとれば、長尺の光導波路デバイスが製造可能となる。
この時、光硬化性樹脂の接着性（癒着性）を高める手段としては、例えば、光硬化性樹脂へのシランカップリング剤（ポリシロキサンのシラン上にアクリル基、アミノ基、イソシアネート基、ビニル基等を付加させたアルコキシシリル基含有ポリマー）の添加や、シランカップリング剤又はプライマー（ウレタン系、エポキシ系）の保持部材へ塗布がある。これらの何れかを採用すればよい。
【００３４】
尚、上記添加剤は、第２の光硬化性樹脂溶液７にも添加されるのが望ましい。第２の光硬化性樹脂溶液７も接着性を有するようにすれば、筐体である透明容器４及び形成された光導波路１にも強固に接着することになる。即ち、光導波路１を筐体に強固に固定することになる。光導波路１が第２の光硬化性樹脂溶液７を介して筐体に強固に固定されるので、落下等の衝撃にも確実に光導波路を保護する頑強な光導波路デバイスとすることができる。
【００３５】
（参考例）
第１実施例では、保持部材は光導波路を支持するために用いた。しかしながら、保持部材は光部品で代用することもできる。即ち、本例は光部品に保持部材の機能を持たせた例である。換言すれば、光部品に光学機能と支持機能の両者を持たせた例である。又、第１実施例では第１の光硬化性樹脂溶液と第２の光硬化性樹脂溶液の交換に際しては、その間に洗浄工程を必要とした。本例は、相溶性の第２の光硬化性樹脂溶液を用いることで、その工程を省略するとともに、それにより更に伝搬損失を低減した例である。
【００３６】
図３に光導波路を用いた波長多重通信用の光受信デバイスを示す。図は、断面図である。これは、第１実施例の保持部材に透過量と反射量を所定比とするハーフミラー１６、及び全反射ミラー１７を用いた例である。このような光導波路デバイスを作成するためには、図４の工程（ａ）において、予めハーフミラー１６と全反射ミラー１７を自己形成導波路の形成経路に所定の角度で、例えば４５°で立設しておく。その後、第１の光硬化性樹脂溶液２を注入し、上記（ａ）〜（ｃ）工程を行う。この時、工程（ａ）では、軸合わせ用の所定波長光（例えば、６３３ｎｍのレーザ光）で、ハーフミラー１６と光センサ５の位置関係、及び全反射ミラー１７と光センサ５の位置関係を予め調整しておくのが望ましい。例えば、光センサ５の出力が最大になるようにその位置を調整する。このように調整して置けば、光導波路１は必ず光センサ５に到達することになる。その後、工程（ｂ）、（ｃ）に順次、移行する。工程（ｃ）では洗浄工程を行わずに、工程（ｄ）において、第１の光硬化性樹脂溶液に相溶性を有する第２の光硬化性樹脂溶液７を注入し、そして紫外線９で固化する。
尚、光センサ５は、各々の波長を選択するフィルタを有しているものとし、図のように透明筐体４の外側に設けられるものとする。
【００３７】
上記工程において、相溶性を有する第２の光硬化性樹脂溶液７を使用する理由は、工程（ｃ）において、未硬化の第１の光硬化性樹脂溶液２を完全に除去するためには溶剤による洗浄工程が効果的であるが、その分、製造コストが上昇するからである。
又、洗浄工程は、完全に第１の光硬化性樹脂溶液２を除去するものではなく、一部が光導波路表面に残存する。これは、伝搬損失を増大させる要因となっている。これを回避するために、本例では第１の光硬化性樹脂溶液２と相溶性の高い樹脂液を第２の光硬化性樹脂溶液７として用いる。
【００３８】
相溶性樹脂の選択に当たっては、一般的には文献：「接着ハンドブック（第2 版）」（日本接着協会編、P ．19、昭和55年刊行）に詳述されているように、溶解性パラメータの近いもの又は相互作用因子が０．５５以下の溶液を選択する。溶解性パラメータの近いもの又は相互作用因子が０．５５以下であれば、２溶液は分子レベルで混合されるため相分離による光散乱が観測されない。１例として、第１の光硬化性樹脂溶液２（コア用の光硬化性樹脂溶液）にアクリル樹脂を用いた場合は、第２の光硬化性樹脂溶液７（クラッド材用の光硬化性樹脂溶液）にはアクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、シリコーン樹脂を用いることができる。
【００３９】
第２の光硬化性樹脂溶液７に、上記何れかの樹脂液を用いれば、光導波路１表面に付着して残存していた末硬化の第１の光硬化性樹脂溶液２が第２の光硬化性樹脂溶液７に溶解して、その結果コア（硬化した第１の光硬化性樹脂溶液）とクラッド（硬化した第２の光硬化性樹脂溶液）の境界面には急峻な屈折率変化が生じる。即ち、より完全なステップインデックス型の光導波路が実現でき、より低損失な光導波路デバイスとなる。
【００４０】
又、上記工程においても、工程（ａ）〜（ｃ）においては、光の進行方向に合わせて自己形成光導波路１が成長するため、光導波路１は、ハーフミラー６の反射と透過によって経路が２分岐され、それぞれの光センサ５まで形成される。又、全反射ミラー１７では光導波路は９０°経路が変換されて光センサ５まで形成される。この場合においても、光導波路１は両端を含む２箇所以上の接着点を有しているので、頑強な構造となる。
尚、この例では、ハーフミラー１６を用いているため、全情報は各光センサ５まで入力されるが、上述したように、各光センサ５は図示しないフィルタを有しているので、各波長（帯域）毎の情報が各光センサで受信される。
又、このハーフミラー１６を波長選択性のある干渉フィルタ等のハーフミラーとしてもよい。自己形成光導波路の安定性向上とともに、波長多重通信用の光通信デバイス及び双方向通信デバイスいった高機能通信デバイスが製造可能となる。
【００４１】
（変形例）
以上、本発明を表す実施例等を示したが、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。
【００４２】
又、第１実施例及び参考例においては、光ファイバ３は透明筐体４に貫通固定としたが、貫通しなくてもよい。透明であるので、透明筐体４の外側に固定してもよい。その場合は、透明筐体４に内側から光導波路１が延出されるが、効果は同等である。
【００４３】
又、第１実施例及び参考例においては、全体を固化するに当たって第２の光硬化性樹脂溶液７を透明容器４に注入しそれを紫外線９で固化したが、第２の光硬化性樹脂溶液７に代えて、熱硬化性樹脂としてもよい。その場合は、紫外線９の照射の代わりに加熱すればよい。光学ガラス等からなる透明容器を用いる必要がないので安価に製造することができる。尚、金属等の不透明容器を用いる場合は、光センサ等の光部品をその内部に設けるか、不透明容器に孔を設けて直接、光導波路が光センサに接続されるようにすればよい。同等の効果がある。
又、第１実施例及び参考例においては、光ファイバの種類は特定はしなかったが、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の両者を用いることができる。何れを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例に係る光導波路を用いた光受信デバイス断面図。
【図２】 第１実施例に係る保持部材を備えた光受信デバイス断面図。
【図３】 参考例に係る光導波路を用いた波長多重通信用の光受信デバイス断面図。
【図４】 第１実施例に係る光導波路デバイスの製造方法の工程図。
【符号の説明】
１…光導波路
２…第１の光硬化性樹脂溶液
３…光ファイバ
４…透明容器
５…光センサ
６…透明平行平面板
７…第２の光硬化性樹脂溶液
９…紫外線
１２、３１…光ファイバ先端部
１３…底面
１６…ハーフミラー
１７…全反射ミラー
【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導波路デバイスの製造方法に関する。特に、光導波路が光部品を含む保持部材で保持された頑強な光導波路デバイスの製造方法に関する。本発明は、光ファイバ通信における安価で低損失な光送受信器、光インタ−コネクション、光分波器あるいは合波器等の光導波路デバイスに適用できる。
【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導波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光ファイバ端部から出射させると、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、出射端からは、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、結果として光導波路が形成される。
【０００３】
そして、第３工程で、形成された光導波路を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工程で、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行われている。
【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、形成された光導波路の端面は光学面でないため、最終に第５工程を設け、形成されたコア部の先端面を切断研磨して光導波路の出射面を形成する必要があった。又、上記実施例では、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・合波器等の光導波路デバイスを形成するには困難を伴うものであった。
さらに、第３工程において、形成された光導波路を光硬化性樹脂溶液から取り出す時に、その光導波路が屈曲し、他の光部品との結合が困難となると言う問題がある。
【０００５】
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、光硬化性樹脂溶液の硬化により形成された光導波路の両端を光導波路デバイスの筐体に接合させることで、光硬化性樹脂液の排除、硬化した光導波路の洗浄工程において、その光導波路の直線性、固定性を確保することで、そられの工程の実行を容易にすることである。
又、他の目的は、保持部材としての光学部品と光ファイバ端部を配置した筐体内に光硬化性樹脂溶液を満たし、光ファイバから所定波長光を出射させるだけで、頑強な光導波路デバイスを製造するその製造する方法を提供することである。
又、他の目的は、光導波路のコア部を形成する光硬化性樹脂液とクラッド部を形成する樹脂液とを独立して任意に選択できるようにすることで、コア部とクラッド部との屈折率差を大きくとれるようにすることである。
又、他の目的は、屈折率差を大きくすることで、伝送損失の少ない様々な光導波路デバイスを製造する方法を提供することである。
更に、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導波路の製造方法を提供することである。
これらの目的は、個々の発明が全てを同時に達成するものと解されるべきではなく、それぞれの発明が、個々に達成する目的と解されるべきである。
【０００６】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法は、第１の光硬化性樹脂液に所定波長の光を導入し、光軸方向に該光硬化性樹脂液を硬化させることにより連続して形成される光導波路を有した光導波路デバイスの製造方法において、光導波路デバイスの第１の光硬化性樹脂液が充填された筐体に光を導入する光ファイバを固定し、この光ファイバから出力される光によりその光路の第１の光硬化性樹脂液を直線状に硬化させ、その光路の先端を筐体に当接させることで、硬化させた光導波路の先端を筐体に固定し、その後、第１の光硬化性樹脂液を筐体から除去し、筐体に、硬化した時に光導波路の屈折率よりも低い屈折率を有する第２の光硬化性樹脂液を充填して、この第２の光硬化性樹脂液を硬化させるものであり、筐体内には、その筐体に固定され光に対して透明な単数又は複数の保持部材が設けられ、第１の光硬化性樹脂液の硬化時に光導波路は筐体及び保持部材に対して接着されて直線状に保持され、第２の光硬化性樹脂液は第１の光硬化性樹脂液に対して相溶性を有する。
【０００８】
更に、筐体に固定された光ファイバから導入され、光ファイバが筐体外部に固定された場合は光導波路はその光ファイバ先端の筐体の内壁から連続して形成され、光ファイバが筐体に貫通固定された場合はその光ファイバの先端から連続して形成される。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
更に、第２の光硬化性樹脂液が筐体及び前記保持部材に対して硬化時に接着される。
更に、筐体内又は外部に光素子を有し、光導波路は分岐を有さない。
又、本発明の請求項２に記載の光導波路デバイスの製造方法は、請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、第１の光硬化性樹脂液の硬化時に光導波路は筐体及び保持部材に対してシランカップリング剤により接着されることを特徴とする。
【００１２】
又、本発明の請求項３に記載の光導波路デバイスの製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、第２の光硬化性樹脂液は硬化した第１の光硬化性樹脂に対して接着性を有することを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
又、本発明の請求項４に記載の光導波路デバイスの製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、第２の光硬化性樹脂液は光硬化性樹脂、又は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
【００１５】
【作用および効果】
本発明の請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法は、光を導入する光ファイバを固定した筐体に第１の光硬化性樹脂液を充填し、この光ファイバから光を出力させてその光路の第１の光硬化性樹脂液を硬化させる。そして、その光路の先端を筐体に当接させて直線状に硬化させて光導波路の先端を筐体に接合させて固定する。その後、第１の光硬化性樹脂液を筐体から除去し、筐体に、硬化した時に光導波路の屈折率よりも低い屈折率を有する第２の光硬化性樹脂液を充填する。そして、最後に、この第２の光硬化性樹脂液を例えば紫外線等で固化させる。
【００１６】
光ファイバは筐体に固定され、その端面から直線状に延出された光導波路の先端も光硬化により筐体に固定されている。即ち、本発明によれば直線状の光導波路の両端は必ず固定される。この時、例えば光導波路先端の筐体内又は外部に光素子を有している場合は、光ファイバとその光素子の位置関係が光導波路によって固定される。即ち、振動等の外乱の影響を受けない頑強な光導波路デバイスとなる。又、上記方法では第１の光硬化性樹脂液の硬化後、それを除去し第２の光硬化性樹脂液を充填してそれを固化させている。即ち、第１の光硬化性樹脂液の硬化後の屈折率に合わせて、第２の光硬化性樹脂液を選択することができる。即ち、例えば低損失なステップインデックス型の光導波路を形成するような屈折率を有する第２の光硬化性樹脂液を任意に選択することができる。即ち、頑強で低損失な光導波路デバイスを製造することができる。又、光導波路は両端が筐体に固定されることになることから、第１の光硬化性樹脂液の排除工程や、その後に、必要に応じて行なわれる洗浄工程において、細い光導波路は筐体に支持されていることから、それらの剥離や屈曲等の心配がなく、これらの工程を容易に行なうことができる。尚、洗浄工程は、後述するように、必ずしも必要な工程ではない。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
更に、筐体内には、その筐体に固定され光に対して透明な単数又は複数の保持部材が設けられ、第１の光硬化性樹脂液の硬化時に光導波路はその保持部材に接着されて直線状に保持される。
この構成は、光導波路が長尺となる場合に有効である。例えば、光導波路が長尺、即ち第１の光硬化性樹脂液が硬化された時点でそれが長尺になると、両端の固定点に外力が加わり剥離したり、直線性が保持できない場合がある。例えば、第２の光硬化性樹脂液への溶液の交換時には、大きな流体抵抗が加わりそれにより剥離したり、屈曲したりする場合がある。
【００２０】
本発明では、これを防ぐために光経路途中に、筐体に固定されて光に対して透明な単数又は複数の保持部材を設ける。即ち、両端のみならず、光経路の任意の個所で光導波路を固定する。よって、より頑強な光導波路デバイスとなる。尚、上記保持部材とは、例えば透明ガラス板等である。使用効率のよい光導波路デバイスの製造方法となる。
【００２１】
更に、第１の光硬化性樹脂液は筐体及び保持部材に対して硬化時に接着される。
保持部材とは、例えばガラス材からなる平行平面板（ウインド）である。この保持部材及び筐体（例えばガラス容器）の材質に対応して、それらへの接着性（癒着性）を高める手段としては、第１の光硬化性樹脂中にシランカップリング剤（ポリシロキサンのシラン上にアクリル基、アミノ基、イソシアネート基、ビニル基等を付加させたアルコキシシリル基含有ポリマー）を添加する方法がある。又、シランカップリング剤又はプライマー（ウレタン系、エポキシ系）を保持部材及び筐体の表面にそられを塗布しても良い。これにより、光導波路の保持部材への接着性が高められる（請求項２）。
これらの保持部材及び筐体の表面に添加物を塗布した状態、又は第１の光硬化性樹液に添加剤を添加した状態で、例えば、短波長レーザを筐体を介してその保持部材に導入すれば、保持部材及び筐体に強固に接着された光導波路が形成される。よって、光経路途中及び終端が強固に接着された光導波路が形成できる。
更に、第２の光硬化性樹脂液に第１の光硬化性樹脂液に対して相溶性を有する樹脂液を用いている。
第１の光硬化性樹脂液によって光導波路を形成する場合、第１の光硬化性樹脂液の除去後にもその表面には第１の光硬化性樹脂液が残存する。この状態で、第２の光硬化性樹脂液を注入すると、第１、第２の光硬化性樹脂液は互いに相溶性を有するので、光導波路表面に残存した第１の光硬化性樹脂液は、注入された第２の光硬化性樹脂液に溶解される。即ち、光導波路の表面がほぼ均一となる。表面が均一になれば、伝搬（全反射）による損失が低減される。即ち、低損失な光導波路が形成できる。
又、通常は、第１の光硬化性樹脂液の除去後には、洗浄工程が必要とされるが、本発明では相溶性の第２の光硬化性樹脂液を用いている。よって、その洗浄工程を省略できる効果もある。
【００２２】
更に、光は、筐体に固定された光ファイバから導入され、光ファイバが筐体外部に固定された場合は光導波路はその光ファイバ先端の筐体の内壁から連続して形成され、光ファイバが筐体に貫通固定された場合はその光ファイバの先端から連続して形成される。
光ファイバが筐体外部に固定される場合は、樹脂液の硬化に用いる光及び光導波路を実際に用いる光に対して、筐体が例えばガラス等の透明材質からなる場合である。光ファイバから出射された光は、その筐体を透過し、その透過個所から、順次、光軸方向に光重合反応を起こさせる。即ち、透過個所に接着して、その個所から連続して軸方向に光導波路が形成される。
【００２３】
又、光ファイバが筐体内に貫通固定される場合は、筐体が例えば金属等の不透明材質からなる場合である。この場合は、光導波路は光ファイバ先端から連続して形成される。この時、何れの筐体にしても、光導波路の両端は、固定された状態となる。よって、本発明を用いても頑強な光導波路デバイスを製造することができる。
又、光ファイバを用いる場合は、光導波路は光ファイバのコア部に接着して形成される。よって、光導波路と光ファイバの軸合わせの必要がない。よって、光ファイバが一体となった頑強で利便性の高い光導波路デバイスが実現できる。尚、上記方法において、光ファイバはステップインデックス型の光ファイバであってもよいし、グレーディッドインデックス型の光ファイバであってもよい。両者を含む。両者とも光ファイバのコア部分から光導波路が形成される。
【００２４】
更に、第２の光硬化性樹脂液は筐体及び保持部材に対して硬化時に接着される。
これにより第２の光硬化性樹脂液は、硬化時には強固に筐体に固着する。光導波路周囲の第２の光硬化性樹脂液が硬化時に筐体に固着しない場合は、衝撃、振動等によって光導波路に力を作用させる場合があるが、本発明は筐体に固着しているので、光導波路に力を作用させることがない。逆に、光導波路を保護することができる。
尚、ここでも接着性向上のために添加剤を添加するが、それは第１の光硬化性樹脂液に添加する添加剤と同等である。
【００２５】
又、請求項３に記載の光導波路デバイスの製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、第２の光硬化性樹脂液に、硬化した第１の光硬化性樹脂に対して接着性を有する樹脂液を用いている。これにより、確実に光導波路を保護することができる。尚、この時、第２の光硬化性樹脂液は、筐体に対しても接着性があるのが望ましい。衝撃等の外乱から、より確実に光導波路を保護することができる。
尚、ここでも光導波路との接着性向上のために添加剤を添加するが、光導波路と良好に接着する添加剤であればよい。勿論、筐体と光導波路の両者に対して接着性が向上する添加剤が望ましい。
【００２６】
又、請求項４に記載の光導波路デバイスの製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、第２の光硬化性樹脂液に光硬化性樹脂、又は、熱硬化性樹脂を用いている。
第２の光硬化性樹脂液に光硬化性樹脂を用いれば、周囲より紫外線を照射するだけで短時間に確実に光導波路を筐体内に固定することができる。この時、筐体はガラス等の透明材質からなることが望ましい。紫外線が効果的に作用し、短時間で固化することができる。
又、第２の光硬化性樹脂液を熱硬化性樹脂とすれば、加熱するだけで容易に確実に光導波路を筐体内に固定することができる。この時、筐体の材質は問わない。ガラス材でもよいし、金属材でもよい。加熱に耐えうる材質であれば何でもよい。安価に、光導波路デバイスを製造することができる。
【００２７】
【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）
先ず、図４を用いて本発明による自己形成型の光導波路デバイス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。図は概略工程図である。先ず、工程（ａ）において筐体である透明容器４中に第１の光硬化性樹脂液の一例である第１の光硬化性樹脂溶液２（以下、実施形態では、「溶液」の用語を用いる）を注入し、光ファイバ３の先端面３１をその液中に漬ける。
【００２８】
次に工程（ｂ）に移行し、所定波長、例えば短波長レーザ（波長λW ）を光ファイバ３に導入し、先端面３１から出射させる。短波長レーザとは、例えば波長λw ＝３２５ｎｍのＨｅ−Ｃｄ（ヘリウムカドミウム）レーザである。光ファイバの先端面３１からは出射光により第１の光硬化性樹脂溶液２が重合反応せられて硬化される。この時、先端部では硬化による屈折率上昇が起こり、導波光を閉じ込めながら光導波路１が成長を続ける。工程（ｃ）では、この自己形成光導波路が透明容器４の底面に達したら、光ファイバ３による照射を停止する。そして、透明容器４から第１の光硬化性樹脂溶液２を除去し洗浄する。次に、工程（ｄ）に移行し、第１の光硬化性樹脂溶液２に代えて、第２の光効果性樹液の一例である第２の光硬化性樹脂溶液７（以下、実施形態では、「溶液」の用語を用いる）を注入する。最後に、例えば紫外線ランプ等で、紫外線９を透明容器４に照射する。透明であるので紫外線９は、第２の光硬化性樹脂溶液７を硬化させ、全体を固化させる。以上のプロセスにより、全固体の光導波路デバイスが得られる。
【００２９】
この時、第２の光硬化性樹脂溶液７の硬化時の屈折率（クラッドの屈折率）は、第１の光硬化性樹脂溶液２の硬化時の屈折率（コアの屈折率）より小になる様に設定する。このように設定すれば、ステップインデックス型の光導波路１が形成される。ステップインデックス型であるので、低損失で光を伝搬させることができる。尚、光導波路１の伝搬損失を最小とするには、上記コアとクラッドとの比屈折率差を前記光ファイバのコアとクラッドとの比屈折率差より大きくなるように、第２の光硬化性樹脂溶液７を選択すればよい。より低損失な光導波路デバイスが得られる。
【００３０】
上記製造方法を用いれば、様々な光導波路デバイスを製造することができる。図１に自己形成型光導波路を用いた光受信デバイスを示す。図は、断面図である。この場合の製造方法は、先ず、光導波路デバイスの筐体である透明容器４の一端に光ファイバ３を貫通固定し、透明容器４の他端の外側に例えば光部品である光センサ５を設ける。そして、図４の（ａ）〜（ｄ）に示した製造工程を行う。そのようにすれば、光ファイバ３の先端部３１から光導波路１が順次、自己形成され透明容器４の底面１３に光導波路先端部が当接する。
【００３１】
この時、第１の光硬化性樹脂溶液２には接着性を有する樹脂溶液を用いる。接着性を有する樹脂溶液とは、例えばシランカップリング剤を添加した光硬化性樹脂溶液である。これにより、光導波路１の先端部は筐体である透明容器の底面１３に強固に接着される。又、他の１端は同じく第１の光硬化性樹脂溶液２の接着性によって光ファイバ３の先端面３１に強固に固定される。即ち、光導波路１は両端で強固に固定される。よって、第１の光硬化性樹脂溶液２と第２の光硬化性樹脂溶液７の交換時にも安定してその形態を維持することができる。即ち、光受信デバイスを容易に製造することができる。尚、上記光部品を光センサ５としたが、これに代えて光部品を半導体レーザ、ＬＥＤ等の発光素子としてもよい。光導波路型の光送信デバイスとすることができる。
【００３２】
尚、図１の光導波路デバイスは長尺である場合は、特に、第１、第２の光硬化性樹脂溶液の交換時には変形又はその接着面が剥離する場合がある。そのような場合は、図２に示すように材質がガラスからなる保持部材である平行平面板６を予め透明容器４内に設置するのが望ましい。
このようにすれば、平行平面板６は透明であるので、光ファイバ３から出射された光は各平行平面板６を透過し、通過経路に光導波路１を形成しながら透明容器４の底面１３に当接する。即ち、光ファイバ先端部１２と平行平面板６間、互いに隣接した平行平面板６間、そして平行平面板６と透明容器４の底面１３との間に光導波路１が形成される。即ち、光導波路１は４点で支持される構造となる。
【００３３】
この場合も、第１の光硬化性樹脂溶液２はシランカップリング剤の添加による接着性を有しているので、硬化した光導波路１は筐体１３、平行平面板６に接合し、強固に４点で支持される。従って、第１、第２の光硬化性樹脂溶液の入れ替時、又は外乱振動時にも導波路の剥離、及び損傷が殆ど生じ得ない構造となる。即ち、外乱に対して耐性が向上した光導波路デバイスとなる。このような製造方法をとれば、長尺の光導波路デバイスが製造可能となる。
この時、光硬化性樹脂の接着性（癒着性）を高める手段としては、例えば、光硬化性樹脂へのシランカップリング剤（ポリシロキサンのシラン上にアクリル基、アミノ基、イソシアネート基、ビニル基等を付加させたアルコキシシリル基含有ポリマー）の添加や、シランカップリング剤又はプライマー（ウレタン系、エポキシ系）の保持部材へ塗布がある。これらの何れかを採用すればよい。
【００３４】
尚、上記添加剤は、第２の光硬化性樹脂溶液７にも添加されるのが望ましい。第２の光硬化性樹脂溶液７も接着性を有するようにすれば、筐体である透明容器４及び形成された光導波路１にも強固に接着することになる。即ち、光導波路１を筐体に強固に固定することになる。光導波路１が第２の光硬化性樹脂溶液７を介して筐体に強固に固定されるので、落下等の衝撃にも確実に光導波路を保護する頑強な光導波路デバイスとすることができる。
【００３５】
（参考例）
第１実施例では、保持部材は光導波路を支持するために用いた。しかしながら、保持部材は光部品で代用することもできる。即ち、本例は光部品に保持部材の機能を持たせた例である。換言すれば、光部品に光学機能と支持機能の両者を持たせた例である。又、第１実施例では第１の光硬化性樹脂溶液と第２の光硬化性樹脂溶液の交換に際しては、その間に洗浄工程を必要とした。本例は、相溶性の第２の光硬化性樹脂溶液を用いることで、その工程を省略するとともに、それにより更に伝搬損失を低減した例である。
【００３６】
図３に光導波路を用いた波長多重通信用の光受信デバイスを示す。図は、断面図である。これは、第１実施例の保持部材に透過量と反射量を所定比とするハーフミラー１６、及び全反射ミラー１７を用いた例である。このような光導波路デバイスを作成するためには、図４の工程（ａ）において、予めハーフミラー１６と全反射ミラー１７を自己形成導波路の形成経路に所定の角度で、例えば４５°で立設しておく。その後、第１の光硬化性樹脂溶液２を注入し、上記（ａ）〜（ｃ）工程を行う。この時、工程（ａ）では、軸合わせ用の所定波長光（例えば、６３３ｎｍのレーザ光）で、ハーフミラー１６と光センサ５の位置関係、及び全反射ミラー１７と光センサ５の位置関係を予め調整しておくのが望ましい。例えば、光センサ５の出力が最大になるようにその位置を調整する。このように調整して置けば、光導波路１は必ず光センサ５に到達することになる。その後、工程（ｂ）、（ｃ）に順次、移行する。工程（ｃ）では洗浄工程を行わずに、工程（ｄ）において、第１の光硬化性樹脂溶液に相溶性を有する第２の光硬化性樹脂溶液７を注入し、そして紫外線９で固化する。
尚、光センサ５は、各々の波長を選択するフィルタを有しているものとし、図のように透明筐体４の外側に設けられるものとする。
【００３７】
上記工程において、相溶性を有する第２の光硬化性樹脂溶液７を使用する理由は、工程（ｃ）において、未硬化の第１の光硬化性樹脂溶液２を完全に除去するためには溶剤による洗浄工程が効果的であるが、その分、製造コストが上昇するからである。
又、洗浄工程は、完全に第１の光硬化性樹脂溶液２を除去するものではなく、一部が光導波路表面に残存する。これは、伝搬損失を増大させる要因となっている。これを回避するために、本例では第１の光硬化性樹脂溶液２と相溶性の高い樹脂液を第２の光硬化性樹脂溶液７として用いる。
【００３８】
相溶性樹脂の選択に当たっては、一般的には文献：「接着ハンドブック（第2 版）」（日本接着協会編、P ．19、昭和55年刊行）に詳述されているように、溶解性パラメータの近いもの又は相互作用因子が０．５５以下の溶液を選択する。溶解性パラメータの近いもの又は相互作用因子が０．５５以下であれば、２溶液は分子レベルで混合されるため相分離による光散乱が観測されない。１例として、第１の光硬化性樹脂溶液２（コア用の光硬化性樹脂溶液）にアクリル樹脂を用いた場合は、第２の光硬化性樹脂溶液７（クラッド材用の光硬化性樹脂溶液）にはアクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、シリコーン樹脂を用いることができる。
【００３９】
第２の光硬化性樹脂溶液７に、上記何れかの樹脂液を用いれば、光導波路１表面に付着して残存していた末硬化の第１の光硬化性樹脂溶液２が第２の光硬化性樹脂溶液７に溶解して、その結果コア（硬化した第１の光硬化性樹脂溶液）とクラッド（硬化した第２の光硬化性樹脂溶液）の境界面には急峻な屈折率変化が生じる。即ち、より完全なステップインデックス型の光導波路が実現でき、より低損失な光導波路デバイスとなる。
【００４０】
又、上記工程においても、工程（ａ）〜（ｃ）においては、光の進行方向に合わせて自己形成光導波路１が成長するため、光導波路１は、ハーフミラー６の反射と透過によって経路が２分岐され、それぞれの光センサ５まで形成される。又、全反射ミラー１７では光導波路は９０°経路が変換されて光センサ５まで形成される。この場合においても、光導波路１は両端を含む２箇所以上の接着点を有しているので、頑強な構造となる。
尚、この例では、ハーフミラー１６を用いているため、全情報は各光センサ５まで入力されるが、上述したように、各光センサ５は図示しないフィルタを有しているので、各波長（帯域）毎の情報が各光センサで受信される。
又、このハーフミラー１６を波長選択性のある干渉フィルタ等のハーフミラーとしてもよい。自己形成光導波路の安定性向上とともに、波長多重通信用の光通信デバイス及び双方向通信デバイスいった高機能通信デバイスが製造可能となる。
【００４１】
（変形例）
以上、本発明を表す実施例等を示したが、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。
【００４２】
又、第１実施例及び参考例においては、光ファイバ３は透明筐体４に貫通固定としたが、貫通しなくてもよい。透明であるので、透明筐体４の外側に固定してもよい。その場合は、透明筐体４に内側から光導波路１が延出されるが、効果は同等である。
【００４３】
又、第１実施例及び参考例においては、全体を固化するに当たって第２の光硬化性樹脂溶液７を透明容器４に注入しそれを紫外線９で固化したが、第２の光硬化性樹脂溶液７に代えて、熱硬化性樹脂としてもよい。その場合は、紫外線９の照射の代わりに加熱すればよい。光学ガラス等からなる透明容器を用いる必要がないので安価に製造することができる。尚、金属等の不透明容器を用いる場合は、光センサ等の光部品をその内部に設けるか、不透明容器に孔を設けて直接、光導波路が光センサに接続されるようにすればよい。同等の効果がある。
又、第１実施例及び参考例においては、光ファイバの種類は特定はしなかったが、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の両者を用いることができる。何れを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例に係る光導波路を用いた光受信デバイス断面図。
【図２】 第１実施例に係る保持部材を備えた光受信デバイス断面図。
【図３】 参考例に係る光導波路を用いた波長多重通信用の光受信デバイス断面図。
【図４】 第１実施例に係る光導波路デバイスの製造方法の工程図。
【符号の説明】
１…光導波路
２…第１の光硬化性樹脂溶液
３…光ファイバ
４…透明容器
５…光センサ
６…透明平行平面板
７…第２の光硬化性樹脂溶液
９…紫外線
１２、３１…光ファイバ先端部
１３…底面
１６…ハーフミラー
１７…全反射ミラー
Claims (4)
- 第１の光硬化性樹脂液に所定波長の光を導入し、光軸方向に該光硬化性樹脂液を硬化させることにより連続して形成される光導波路を有した光導波路デバイスの製造方法において、
前記光導波路デバイスの前記第１の光硬化性樹脂液が充填された筐体に、前記光を導入する光ファイバを固定し、
この光ファイバから出力される前記光によりその光路の前記第１の光硬化性樹脂液を直線状に硬化させ、その光路の先端を前記筐体に当接させることで、硬化させた光導波路の先端を前記筐体に固定し、
その後、前記第１の光硬化性樹脂液を前記筐体から除去し、
前記筐体に、硬化した時に前記光導波路の屈折率よりも低い屈折率を有する第２の光硬化性樹脂液を充填して、この第２の光硬化性樹脂液を硬化させるものであり、
前記筐体内には、前記筐体に固定され、前記光に対して透明な単数又は複数の保持部材が設けられ、
前記第１の光硬化性樹脂液の硬化時に、前記光導波路は前記筐体及び前記保持部材に対して接着されて直線状に保持され、
前記第２の光硬化性樹脂液は、第１の光硬化性樹脂液に対して相溶性を有し、
前記第２の光硬化性樹脂液は、前記筐体及び前記保持部材に対して硬化時に接着され、
前記光は、前記筐体に固定された光ファイバから導入され、前記光ファイバが前記筐体外部に固定された場合は前記光導波路は該光ファイバ先端の前記筐体の内壁から連続して形成され、前記光ファイバが前記筐体に貫通固定された場合は該光ファイバの先端から連続して形成され、
前記筐体内又は外部に光素子を有し、
前記光導波路は分岐を有さないことを特徴とする光導波路デバイスの製造方法。 - 前記第１の光硬化性樹脂液の硬化時に、前記光導波路は前記筐体及び前記保持部材に対してシランカップリング剤により接着されることを特徴とする請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法。
- 前記第２の光硬化性樹脂液は、硬化した第１の光硬化性樹脂に対して接着性を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光導波路デバイスの製造方法。
- 前記第２の光硬化性樹脂液は、光硬化性樹脂、又は、熱硬化性樹脂であ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項に記載の光導波路デバイスの製造方法。
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