JPH09297227A - 光導波路及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光導波路の形状と成分に変化を加えることな
く、その一部分のコアとクラッドの屈折率差を他の部分
とは異ならせ、その屈折率差の小さい部分で導波光の導
波モードの電磁界が拡大され又は導波光が放射される光
導波路及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 光学ガラスからなるコアの上にコアとは
転移温度が１０℃以上異なる光学ガラスからなるクラッ
ドを被覆して光導波路を形成し、その一部分を熱処理す
ることによりコアとクラッドの屈折率差を変化させ、こ
の熱処理部分又は非熱処理部分のいずれかのコアとクラ
ッドの屈折率差が他の部分より小さいか又はクラッドの
方が大きくなっていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路及びその
製造方法に関するものであり、さらに詳しくは光導波路
のコアとクラッドの屈折率の差が局部的に他の部分と異
なる光導波路及び多様な屈折率差を有する光導波路を安
価に製造し得る光導波路の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファイバ形光デバイスには、通信
用光伝送路と同様、石英光ファイバが用いられていた。
ところが、石英光ファイバは帯域と損失に重点をおいて
作られているため、コアとクラッドの屈折率の差は光の
波長に依存せず、波長特性に多様性がないため、それを
利用したファイバ形光デバイスも種類が限られていた。

【０００３】例えば、光ファイバを利用した光分岐・結
合器としては、導波される光の電磁界がある領域で別の
光ファイバのコアに伝搬されるようにする必要があり、
そのため図１０に示すように、２本の石英光ファイバ１
１１及び１２１を、その一部分Ｅを加熱し、部分Ｍを融
着させながら延伸して分岐部１３０を作製した光分岐・
結合器１００が用いられている。石英光ファイバ１１
１，１２１は、それぞれコア１１２，１２２の上にクラ
ッド１１３，１２３を被覆した光ファイバ本体１１４及
び１２４に図示しない保護被膜を施したものであるが、
少なくとも分岐部１３０はその保護被膜が除去されて光
ファイバ本体１１４及び１２４が熱融着されている。こ
の光分岐・結合器１００では、矢印のように光ファイバ
１１１で導波される光Ｌの電磁界は、細くなっている分
岐部１３０のところで、コア１１２からクラッド１１３
の方に漏れて光ファイバ１２１にもアクセスされ、光Ｌ
１，Ｌ２に分岐される。しかし、この光分岐・結合器１
００は分岐部１３０の外径を部分Ｆにおける外径の１０
分の１程度以下にする必要があり、製造及び使用時に損
壊しないよう最新の注意を払う必要がある。また、通常
の取り扱いに耐え得る実用的な素子とするためには、適
正な補強が必要であるため、高価なものとなる。さら
に、そのため製造にあたっては加熱や延伸を制御する高
度な制御技術と制御装置も必要となる。

【０００４】そこで、このような延伸工程を必要とせ
ず、細径化部分のない光導波路とその製造方法が提案さ
れている。この光導波路は、石英光ファイバにおいて、
コアに添加されているドーパントを加熱することにより
拡散させ、コアとクラッドの屈折率の差を小さくしたも
のであり、コア内に閉じ込められて導波される光が、屈
折率差を小さくした部分でクラッドの方にも広がる（換
言すれば、導波光の電磁界が拡大される）ため隣接する
石英光ファイバにアクセスされる。しかし、材料が純度
の高い石英であるところから、ドーパントを所望のよう
に拡散させるためには、摂氏千数百度に及ぶ加熱が必要
であり、そのための加熱装置と光ファイバを溶融するこ
となくドーパントを拡散させるための高度な制御技術が
必要であり、所望の特性を出すためには、１時間程度の
作業時間が必要である。しかも、コアからクラッドへ拡
散するドーパントの濃度は、コアに残留するドーパント
の濃度に達すると平衡し、それ以上になることはないか
ら、クラッドの屈折率をコアの屈折率より大きくするこ
とはできない。

【０００５】さらに、石英光ファイバにおいては、コア
とクラッドの屈折率の差はほぼ一定であるため、上記ド
ーパントの拡散部分においても、屈折率の差は全体とし
て減少するが、導波される光の波長によって屈折率の差
が異なるわけではなく、用途に応じた多様な特性を得る
ことも困難である。

【０００６】光デバイスに多様な波長特性を与えるもの
として、コアとクラッドの屈折率の差が波長に大きく依
存する分散性光ファイバが理論的に提案されている（電
子通信学会論文誌Ｃ−１，Ｖｏｌ．Ｊ７８−Ｃ−１，Ｎ
ｏ．１２，ｐｐ６５８−６６３，１９５５年１２月）。
このような光ファイバがあれば、波長の選択によって光
デバイスに必要な任意の屈折率の差を有する光ファイバ
として使用できる。しかしながら、光デバイスに利用可
能な適切な屈折率分散を有するコア材とクラッド材を探
し出すことは容易ではなく、またそのような光導波路を
創り出す製造方法も見い出されていないため、その創出
が強く望まれていた。

【０００７】

【発明が実現しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解消し、要望に応えるべく鋭意研究の結果なされたも
ので、請求項１記載の発明は、光導波路の形状と成分に
変化を加えることなく、その一部分のコアとクラッドの
屈折率差を他の部分とは異ならせ、その屈折率差の小さ
い部分で導波光の導波モードの電磁界が拡大され又は導
波光が放射される光導波路を、安価に提供することを課
題とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の発明の
課題のうち、前記一部分で導波光の高次モードが濾波さ
れ、それより低次のモードのみを通過させるとともに、
その電磁界を拡大させる光導波路の提供を課題とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明の課題のうち、前記一部分で導波光がすべて放射モー
ドとなり、導波を阻止される光導波路の提供を課題とす
る。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記
載の発明の課題に加えて、波長の選択によって、前記一
部分で電磁界を拡大する程度を選択でき、又は導波光を
放射させるなど種々の用途に利用できる光導波路の提供
を課題とする。

【００１１】請求項５記載の発明は、熱処理することに
より、コアとクラッドの屈折率差を容易且つ多様に変化
させうる光導波路の製造方法の提供を課題とする。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明の課題に加えて、コアとクラッドの屈折率差をさらに
容易に変化させうる光導波路の製造方法の提供を課題と
する。

【００１３】請求項７記載の発明は、請求項５又は６記
載の発明の課題に加えて、コアとクラッドの屈折率差を
さらに多様に変化させうる光導波路の製造方法の提供を
課題とする。

【００１４】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明の課題に加えて、コアとクラッドの屈折率差の制御を
容易にし且つ熱処理時間を短縮しうる光導波路の製造方
法の提供を課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のうち、請求項１記載の発明の光導波路は、
コアとクラッドを有し、その一部を熱処理することによ
り熱処理部分のコアとクラッドの屈折率差を非熱処理部
分とは異ならせた光導波路であって、前記コアとクラッ
ドは、転移温度の異なる光学ガラスからなることを特徴
とする。コア材とクラッド材が、転移温度と屈折率波長
特性の異なる光学ガラスからなるため、熱処理によって
それぞれが受ける影響の程度が異なり、屈折率が変化す
る程度も異なるため、形状に変化を与えることなく、熱
処理するだけでその部分のコアとクラッドの屈折率差を
異ならせた光導波路が得られ、屈折率差の小さい部分で
電磁界が拡大され、またコアよりもクラッドの方が屈折
率が大きい場合は導波光が放射されるなお、ここで屈折
率差とは、コアの屈折率からクラッドの屈折率を引いた
差をいい、その絶対値を意味するものではない。

【００１６】請求項２記載の発明の光導波路は、請求項
１記載の発明の光導波路において、前記熱処理部分と前
記非熱処理部分は、いずれの部分も導波光に対する屈折
率がクラッドよりもコアの方が大きく、且つその屈折率
差はいずれかの部分が他の部分よりも小さいことを特徴
とする。熱処理部分と非熱処理部分のうち導波光に対す
るコアとクラッドの屈折率差の小さい部分で高次モード
を濾波し、それより低次のモードのみを導波するととも
に、その電磁界を拡大する。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明の光導波路において、前記熱処理部分と前記非熱処理
部分とは、導波光に対するコアとクラッドの屈折率の大
きさが逆転してなることを特徴とするものである。導波
光に対するコアとクラッドの屈折率の大きさが逆転して
いるので、コアよりもクラッドの屈折率が高い部分で導
波光がすべて放射もードとなり、導波光の導波が阻止さ
れる。

【００１８】また、請求項４に記載の発明は、前記１乃
至３記載の光導波路において、前記熱処理部分又は非熱
処理部分のいずれかが、コアとクラッドの屈折率波長曲
線を交差させてなることを特徴とする。コアとクラッド
の屈折率波長曲線が交差する点で、コアとクラッドの屈
折率が逆転するので、特定の波長以上又は以下の波長の
光のみを導波し、その電磁界を拡大する。

【００１９】次に、請求項５記載の発明の光導波路の製
造方法は、光学ガラスからなるコアの上にコアとは転移
温度の異なる光学ガラスからなるクラッドを被覆して光
導波路を形成する第１の工程と、前記光導波路を熱処理
してコアとクラッドの屈折率差を変化させる第２の工程
とを含み、前記コアとクラッドには、前記転移温度の差
が１０℃以上である光学ガラスを選択することを特徴と
する。コアとクラッドには転移温度の異なる光学ガラス
を選択するので、熱処理することにより、コアとクラッ
ドの屈折率又は屈折率波長曲線を変化させることが容易
であり、転移温度の差が１０℃以上あれば、熱処理がコ
アとクラッドに与える影響によって、屈折率差を変化さ
せる条件を選定することが容易である。

【００２０】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載の光導波路の製造方法において、前記第２の工程は、
常温から所定の保持温度まで昇温する加熱ステップと、
所定の保持温度に所定時間保持する保持ステップと、保
持温度から常温まで冷却する冷却ステップとからなり、
前記保持温度の選択によって前記屈折率差の変化の程度
を調整することを特徴とする。保持温度の選択によっ
て、コアとクラッドに与える影響の程度を変えうるの
で、コアとクラッドの屈折率差をさらに容易に変化させ
ることができる。

【００２１】さらに、請求項７記載の発明は、請求項５
又は６記載の光導波路の製造方法において、前記第２の
工程の冷却ステップの冷却速度によって前記屈折率差の
変化の程度を調整することを特徴とする。加熱ステップ
と保持ステップにおいて上昇した屈折率の冷却による低
下の度合いは冷却速度とガラス材の種類によって異なる
ので、コア材とクラッド材が異なる場合冷却速度によっ
ても屈折率差を変えることができ、屈折率差の変化を多
様化させることができる。

【００２２】そして、請求項８の発明は、請求項７記載
の光導波路の製造方法において、前記第２の工程の冷却
ステップは、保持温度から中間温度まで冷却する徐冷過
程と中間温度から常温まで冷却する急冷過程とからなる
ことを特徴とする。冷却速度が遅いと、保持ステップに
おいて変化させた屈折率差があまり変らないので、中間
温度までの徐冷過程を設けることにより、屈折率差の制
御が容易になり、中間温度からの急冷過程を設けること
により、熱処理時間を短縮できる。

【００２３】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明
する。図１は、本発明の光導波路の断面図で、同図
（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）はそのＹ−Ｙ断面図であ
る。光導波路１は、コア２の上にクラッド３を被覆した
光導波路本体４に保護被膜５を被覆してなる分散性光フ
ァイバである。コア２及びクラッド３は、転移温度の異
なる光学ガラスからなり、光導波路本体４の一部４ｂは
後述する熱処理が施されていて、コア２とクラッド３の
屈折率差が非熱処理部分４ａとは異なる。保護皮膜５
は、シリコーン樹脂、紫外線硬化樹脂など適宜選択され
る材料で形成される。

【００２４】図２は、屈折率波長特性を示す図であり、
図２（ａ）は、非熱処理部分４ａの屈折率波長特性の一
例であり、Ａ₁ はコアの屈折率波長特性、Ｂ₁ はクラッ
ドの屈折率波長特性である。そして、図２（ｂ）は、熱
処理部分４ｂの屈折率波長特性の一例であり、Ａ₂ はコ
アの屈折率波長特性、Ｂ₂ はクラッドの屈折率波長特性
である。両者を比較すれば明らかなように、熱処理によ
って、コア２ｂの屈折率波長曲線がＡ₁ からＡ₂ に、ク
ラッド３ｂの屈折率波長曲線がＢ₁ からＢ₂ に変化した
ものである。

【００２５】導波光の波長がλ１の場合、屈折率差は、
非熱処理分ではδ₁₁であったものが熱処理部分ではδ₁₂
に減少しており、また波長λ２に対しては、非熱処理分
ではδ₂₁であったものが熱処理部分では逆転した差がδ
₂₂となっている。図３は光導波路を伝搬する光の電磁界
の模式図である。非熱処理部分４ａでは、屈折率は、波
長がλ１であっても、λ２であってもコア２ａの方がク
ラッド３ａよりも屈折率が大きいから、図３に示すよう
に、導波光Ｌａはコア内に閉じ込められて伝搬される。
しかし、熱処理部分４ｂに至ると、波長がλ１の場合の
ように屈折率差δ₁₂が小さいか、又はδ₂₂のように逆転
しているため、導波光の電磁界Ｌｂがコアの外へと広が
り、又は放射される。

【００２６】導波光の波長がλ１の場合は、熱処理部分
４ｂでの屈折率差はδ₁₂が小さいからあるモード番号以
上の高次モードは濾波され、それより低次のモードは導
波されるとともに、その電磁界が拡大される。また、波
長λ２の場合は、熱処理部分４ｂで屈折率の大きさが逆
転するので、導波の条件が成立しなくなり、光導波路外
に放射される。さらに、熱処理部分のコア２ｂとクラッ
ド３ｂの屈折率波長曲線Ａ₂ ，Ｂ₂ が交差する場合は、
この交点の波長を上限又は下限とする波長域の光のみが
導波され、その電磁界が拡大される。

【００２７】上記の例では、非熱処理部分４ａのコアの
屈折率波長曲線Ａ₁ が、クラッドの屈折率波長曲線Ｂ₁
よりも大きいものとしたが、その逆であってもよい。ま
た、非熱処理部分４ａが図２（ｂ）のように屈折率波長
曲線が交差していて、熱処理部分が図２（ａ）のように
両屈折率波長曲線が離れたものであってもよい。後述す
るように、コア材、クラッドー材の性質と熱処理のしか
たによって、両屈折率波長曲線が接近し、交差する場合
もあれば、逆に離れる場合もあるので、コアとクラッド
の材料に応じて、熱処理方法を適宜選択すればよい。

【００２８】また、導波路の種類も、図１のようなコア
が１本で横断面円形の光ファイバに限定されるものでは
なく、コアが複数のもの、クラッドが矩形状のもの、水
平に配設された複数のコアを矩形状にクラッドで被覆し
た光ファイバアレイなど各種の形態のものが含まれる。

【００２９】次に、本発明の光導波路の製造方法の実施
の形態について説明する。図４は、本発明の光導波路の
製造方法の説明図である。図４において、光導波路本体
４は、例えばロッドインチューブ法などによって、光学
ガラスからなるコア２の上にコア２とは転移温度の異な
る光学ガラスからなるクラッド３を被覆して形成され
る。さらに、その上に適宜選択されるシリコーン樹脂、
紫外線硬化樹脂などが塗布され硬化されて保護被膜５と
なり、分散性光ファイバ１が形成される。コア２及びク
ラッド３の材料は、転移温度の異なる光学ガラスであれ
ばよいが、例えば、コア材にＨＯＹＡ社製のBaCED4（主
な成分SiO₂-B₂O₃-BaO ）を、クラッド材には小原硝子社
製のF11 （主な成分SiO₂-B₂O₃-Na₂O-K₂O-TiO₂ ）などの
多成分ガラスを用いることが好ましい。コア２の転移温
度Ｔ_A とクラッド３の転移温度Ｔ_B との差θが、１０℃
以上あれば、加熱により屈折率差δを変化させるのが容
易であるが、１０℃未満であるとコア２とクラッド３に
与える熱処理の影響の差が少ないため屈折率差δの変化
も生じにくい。また、転移温度の差θが大き過ぎると母
材やファイバの製造がむずかしくなるので、１００℃以
下であることが望ましい。

【００３０】次いで、その一部の区間４ｃの保護被膜５
を除去し、光導波路本体４を露出させる。露出した光導
波路本体４の一部４ｂを所定の条件で加熱器Ｈ、例えば
電熱ヒータを用いて熱処理する。加熱器Ｈは電熱ヒータ
に限られるものではなく、ガスバーナその他温度制御が
可能なものであればよい。図５は、熱処理工程の温度−
時間曲線の一例である。熱処理工程は、時間ｔ₀から時
間ｔ₁ までの加熱により温度を上昇させる加熱ステップ
ａ、時間ｔ₁ から時間ｔ₂ までのほぼ一定の温度に保持
する保持ステップｂ、時間ｔ₂ から時間ｔ₃ までの冷却
により温度を下降させる冷却ステップｃからなる。

【００３１】保持温度Ｔ_MAX の選択によって、コア２と
クラッド３に与える影響の程度を変えうるので、コアと
クラッドのうち転移温度が保持温度Ｔ_MAX に近い方が、
相対的に屈折率が大きく変化するので、屈折率差も変化
する。また、保持温度Ｔ_MAX は、コアの転移温度Ｔ_A と
クラッドの転移温度Ｔ_B のうち低い方の温度よりもあま
り高くし過ぎると、転移温度の低い方の材料が溶融して
しまうおそれがあり好ましくない。保持温度Ｔ_MAX は上
記二つの点を考慮して適宜選択し所望の屈折率差を得
る。

【００３２】冷却ステップｃにおいて、冷却速度が速い
ほど屈折率の低下は大きく、この低下の度合はガラスの
材質により異なるので、材質に応じた冷却速度の選択に
よって屈折率の低下の度合が変化する。したがって、冷
却速度の調整によっても、屈折率差を調整できる。冷却
速度を遅くすると、加熱ステップ、保持ステップで拡大
された屈折率差が保持され易いので好ましい。また、冷
却ステップを、時間ｔ₂ から時間ｔ_m までの間に相対的
に遅い速度で最高温度Ｔ_MAX から中間温度Ｔ_MED まで冷
却する徐冷ステップｃ１と、時間ｔ_mから時間ｔ₃ まで
の間に相対的に速い速度で中間温度Ｔ_MED から常温Ｔ₀
まで冷却する急冷ステップｃ２とに分けるのが好まし
い。中間温度までの徐冷過程を設けることにより、加熱
ステップ、保持ステップで拡大された屈折率差が保持さ
れ易くなるので屈折率差の制御が容易になり、しかも中
間温度からの急冷過程を設けることにより、熱処理時間
を短縮できるからである。

【００３３】

【実施例】コア材にＨＯＹＡ社製のBaCED4（主な成分Si
O₂-B₂O₃-BaO ）を、クラッド材小原硝子社製の F11（主
な成分SiO₂-B₂O₃-Na₂O-K₂O-TiO₂ ）を用いてロッドイン
チューブ法により分散性光ファイバ１を製造した。クラ
ッド径１２７μｍ、コア径１２．５μｍであった。転移
温度は、BaCED4が６４５℃、F11 が５９０℃、線膨張係
数は、BaCED4が７１×１０^-7／Ｋ、F11 が８９×１０^-7
／Ｋである。線引後のファイバについて、ＲＮＦ（ｒｅ
ｆｒａｃｔｅｄ ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ）法によって波
長０．６３３μｍで屈折率分布の測定をおこなったとこ
ろ、図６の通りであった。Ｆ_A はファイバのコアの屈折
率、Ｆ_B はクラッドの屈折率である。比較のためにバル
クのコア材の屈折率分布Ｍを示した。Ｍ_A はコア材の屈
折率、Ｍ_B はクラッド材の屈折率である。コア２よりも
クラッド３の方が、線引時の冷却による屈折率の低下は
大きいことがわかる。バルクの屈折率波長曲線を計算に
より求め、これをコア２とクラッド３の上記屈折率差に
したがって各屈折率波長特性を平行移動して、分散性光
ファイバ１の屈折率波長特性を推定した。その結果を図
７に示す。図７において、Ａ₀ はコア材のバルクの屈折
率波長曲線、Ｂ₀ はクラッド材のバルクの屈折率波長曲
線、Ａ₁ はファイバのコアの屈折率波長曲線、Ｂ₁ はフ
ァイバのクラッドの屈折率波長曲線である。バルクの波
長屈折率曲線Ａ₀ 及びＢ₀の交点は０．７５μｍである
のに対し、ファイバでは、両曲線は波長０．５２μｍの
付近で交差している。すなわち、交点は短波長側に移行
している。

【００３４】上記の分散性光ファイバ１を、図５に示す
熱処理曲線にしたがって熱処理した。保持時間を１時
間、保持温度Ｔ_MAX から中間温度Ｔ_MED までの温度差を
１５０℃、徐冷過程ｃ１での冷却速度５０℃／ｈｒと
し、保持温度を４４０℃、５３０℃、５９０℃と変化さ
せて試料を作製した。作製した分散性光ファイバ約１５
ｃｍについてその両端に石英系シングルモード光ファイ
バを接続し、白色光源とスペクトラムアナライザを用い
てカットバック法で挿入損失を測定した。その結果を図
８に示す。図８において、は熱処理なし、は保持温
度５９０℃、は保持温度５３０℃、は保持温度４４
０℃の場合である。挿入損失が無限大に近づく波長は、
コア２とクラッド３の屈折率波長曲線の交差する点であ
るが、この交点の波長が、４４０℃、５９０℃、５３０
℃の順で長波長側に移動していることが分かる。５９０
℃の方が５３０℃よりも熱処理の影響は大きいのに５９
０℃よりも移動が少ないのは、転移温度の低いクラッド
３だけでなく転移温度の高いコア２にも影響を与えるた
めと考えられる。また、４４０℃の場合に交点の移動が
少ないのは、転移温度の高いコア２に対しては勿論、転
移温度の低いクラッド３へのの影響も少なく両方とも屈
折率の変化が小さいためである。

【００３５】次に、上記の保持温度５９０℃の場合で、
徐冷過程ｃ１での冷却速度を５℃／ｈｒ、２℃／ｈｒと
した場合の試料についても同様の挿入損失を測定した。
その結果を、図９に示す。図９において、は冷却速度
が５０℃／ｈｒの場合、は冷却速度が５℃／ｈｒの場
合、は冷却速度が２℃の場合である。冷却速度の遅い
方が交点が長波長側に移動することが分かる。これは、
冷却速度が遅くなるほどバルクの屈折率に近づくためで
あり、またクラッド材F11 の方がコア材のBaCED4よりも
転移温度が低いために、冷却速度を遅くするとバルクの
屈折率により近づくからである。

【００３６】同様にして、コア材をＨＯＹＡ社製の BaC
D9（主な成分SiO₂-B₂O₃-BaO ）でクラッド材を F11（主
な成分SiO₂-B₂O₃-Na₂O-K₂O-TiO₂ ）としたものを作製し
た。保谷硝子社製のBaCD9 の転移温度は６４０℃、線膨
張係数は７３×１０^-7／Ｋである。クラッド径は１２
４．３μｍ、コア径は１１．７μｍである。保持温度Ｔ
_MAX を６１０℃としたとき、保持時間は１分〜数分で十
分な屈折率差の変化が得られた。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のうち請
求項１記載の発明は、コア材とクラッド材が、転移温度
の異なる光学ガラスからなるため、熱処理によってそれ
ぞれが受ける影響の程度が異なり、屈折率が変化する程
度も異なるため、構造に変化を与えることなく、熱処理
するだけでその部分のコアとクラッドの屈折率差を異な
らせた光導波路が安価に得られ、屈折率差の小さい部分
で導波光の電磁界が拡大され、またコアよりもクラッド
の方が屈折率が大きい場合は導波光が放射されるので、
各種の光デバイスに使用できる。

【００３８】請求項２記載の発明の光導波路は、請求項
１記載の発明の効果のうち、熱処理部分と前記非熱処理
部分のうちコアとクラッドの屈折率差の小さい部分で高
次モードを濾波し、それより低次のモードのみを導波す
るとともに、その電磁界を拡大するので、他の光導波路
素子とのアクセスを容易にする。

【００３９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果のうち、導波光に対するコアとクラッドの屈折
率の大きさが逆転しているので、コアよりもクラッドの
屈折率が高い部分で導波光がすべて放射モードとなり、
導波を阻止されるので、フィルターなどに利用できる。

【００４０】また、請求項４に記載の発明は、前記１乃
至３記載の発明の効果に加え、コアとクラッドの屈折率
波長曲線が交差する点で、コアとクラッドの屈折率が逆
転するので、コアの方がクラッドよりも屈折率が大きい
波長域では、波長の選択によって光の電磁界の拡大の程
度を適切に選択でき、クラッドの方がコアよりも屈折率
が大きい波長域の導波光は導波を阻止されるのでフィル
ターとして利用されるなど、種々の用途に利用できる。

【００４１】次に、請求項５記載の発明は、コアとクラ
ッドには転移温度の異なる光学ガラスを選択するので、
熱処理することにより、コアとクラッドの屈折率を変化
させることが容易であり、転移温度の差が１０℃以上あ
れば、熱処理がコアとクラッドに与える影響によって、
屈折率差を変化させる条件を選定することが容易であ
る。

【００４２】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載の発明の効果に加えて、保持温度の選択によって、コ
アとクラッドに与える影響の程度を変えうるので、コア
とクラッドの屈折率差をさらに容易に変化させることが
できる。

【００４３】さらに、請求項７記載の発明は、請求項５
又は６記載の発明の効果に加えて、加熱ステップと保持
ステップにおいて上昇した屈折率の冷却による低下の度
合いは冷却速度とガラス材の種類によって異なるので、
コア材とクラッド材が異なる場合冷却速度によっても屈
折率差を変えることができ、屈折率差の変化を多様化さ
せることができる。

【００４４】そして、請求項８の発明は、請求項７記載
の発明の効果に加えて、冷却速度が遅いと、保持ステッ
プにおいて変化させた屈折率差があまり変らないので、
中間温度までの徐冷過程を設けることにより、屈折率差
の制御が容易になり、中間温度からの急冷過程を設ける
ことにより、熱処理時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光導波路の断面図

【図２】屈折率波長特性を示す図

【図３】光導波路を伝搬する光の電磁界の模式図

【図４】本発明の光導波路の製造方法の説明図

【図５】熱処理工程の温度−時間曲線

【図６】本発明の分散性光ファイバの屈折率分布

【図７】本発明の分散性光ファイバの屈折率波長曲線

【図８】本発明の分散性光ファイバの挿入損失特性図

【図９】本発明の分散性光ファイバの挿入損失特性図

【図１０】従来の光分岐・結合器の模式図

【符号の説明】

１ 光導波路 ２ コア ２ａ 非熱処理部分のコア ２ｂ 熱処理部分のコア ３ クラッド ３ａ 非熱処理部分のクラッド ３ｂ 熱処理部分のクラッド ４ 光導波路本体 ４ａ 光導波路本体の非熱処理部分 ４ｂ 光導波路本体の熱処理部分 ５ 保護被膜 Ａ１ 非熱処理部分のコアの屈折率波長曲線 Ｂ１ 非熱処理部分のクラッドの屈折率波長曲線 Ａ２ 熱処理分のコアの屈折率波長曲線 Ｂ２ 熱処理分のクラッドの屈折率波長曲線 δ 屈折率差 λ 導波光の波長 Ｔ_MAX 保持温度

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアとその上に被覆されたクラッドとを
   有する光導波路であって、その一部分を熱処理すること
   によりこの熱処理部分のコアとクラッドの屈折率差を非
   熱処理部分とは異ならせてなり、前記コアとクラッド
   は、転移温度の異なる光学ガラスからなることを特徴と
   する光導波路。
2. 【請求項２】 前記熱処理部分と前記非熱処理部分は、
   いずれの部分も導波光に対する屈折率がクラッドよりも
   コアの方が大きく、且つその屈折率差はいずれかの部分
   が他の部分よりも小さいことを特徴とする請求項１記載
   の光導波路。
3. 【請求項３】 前記熱処理部分と前記非熱処理部分と
   は、導波光に対するコアとクラッドの屈折率の大きさが
   逆転してなることを特徴とする請求項１記載の光導波
   路。
4. 【請求項４】 前記熱処理部分又は非熱処理部分のいず
   れかが、コアとクラッドの屈折率波長曲線を交差させて
   なることを特徴とする請求項１乃至３記載の光導波路。
5. 【請求項５】 光学ガラスからなるコアの上にコアとは
   転移温度の異なる光学ガラスからなるクラッドを被覆し
   て光導波路を形成する第１の工程と、前記光導波路を熱
   処理してコアとクラッドの屈折率差を変化させる第２の
   工程とを含み、前記コアとクラッドには、前記転移温度
   の差が１０℃以上である光学ガラスを選択することを特
   徴とする光導波路の製造方法。
6. 【請求項６】 前記第２の工程は、常温から所定の保持
   温度まで昇温する加熱ステップと、所定の保持温度に所
   定時間保持する保持ステップと、保持温度から常温まで
   冷却する冷却ステップとからなり、前記保持温度の選択
   によって前記屈折率差の変化の程度を調整することを特
   徴とする請求項５記載の光導波路の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第２の工程の冷却ステップの冷却速
   度によって前記屈折率差の変化の程度を調整することを
   特徴とする請求項５又は６記載の光導波路の製造方法。
8. 【請求項８】 前記第２の工程の冷却ステップは、保持
   温度から中間温度まで冷却する徐冷過程と中間温度から
   常温まで冷却する急冷過程とからなることを特徴とする
   請求項７記載の光導波路の製造方法。