JPS58500819A - 基体によつて耐性を付与された光フアイバ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 基体によって耐性を付与された光フアイバ装置関連出願の表示 本願は、デイビド・ダプリュ・スト’７　（Ｄａｗｉｄ　Ｗ。

５ｔｏｖｅ）が同時に出願した発明の名称が基体Ｖこよって耐性を付与された元 ファイバの米国特許出娘第号に関連するものでろる。

発　明　の　背　景 Ａ０発明の分野 本発明は一般的に云うと元ファイ／４裂璽、より詳細に云うと＋４１江のめる支 持材料に融層してなる光ファイバ及びかかる光ファイバから形成される元ファイ バ装置に関する。

Ｂ、先行技術の記載 元ファイバ装置の分野に訃いては、元ファイバは構造が比較的脆く、Ｌ力が生ず ると破損し易いという１大な開−が起りている。当業者の長年の希望でめるが、 元ファイバを一層容易に取扱うことができるように光ファイバをしりかりと支持 することが強く望まれている。この間４に対するこれまでの解決方法は、剛柱の ある支持体にＶ字形の溝を形成し、この溝の中に７アイノぐを配置するというも のでめりた。多くの場合、７アイパは接着剤又は４性のろるカバを用いて所定の 位置に保持されている。しかしながら、この鱗決法には幾つかの欠点がある。カ えば、このように保持されている尤７アイパにボリッシ為処Ｊｌ　（ｐ・１ｉｓ ｈ）又は工。

チンダ処理を満足のいくように行なうことが困難でるる、更に、接着剤は経Ｉｅ 変＃を起し、ファイバの位置を変えるとともにファイバの光伝送特性に悪影響を 与えることになる。

このように、これまでに満足のいくようにしっかりと支持されたファイバを得る ことかできなかったので、例えば、４オ！チツクス・レターズ（Ｏｐｔｉｅｓ　 Ｌ・ｔｔｓｒ峠第１θ号（１９７９年ｉｏ月）第２９頁に記載のシーム（３ｈｓ ｅｍ７とギアロレンツイ（ＧＬａｌｌｏｒ＠ｎｘｉ）の論文及び１６エレクトロ ニ、クス・レターズ（ｇｌ＠ｅｔｒｏｎｉｅｓＬ＠ｔｔ＠ｒｓ）４７号（１９８ ０年３月）第２６０頁に掲載のベルフ（Ｂ＊ｒｇｈ）　、コツドラ−（ＫＯｔｌ ＠ｒ）及びシ、つ（Ｓｈａｍ　）の論文に示されるように、光ファイバが比較的 脆い不支持の状態にろる光７アイＪ４装置を組立て、次ニこの装置１１にエボ争 シ充填−・ウソングのような保護−・９−）ングに入れることがしばしば必要で あり九。光分にポリ、シェ又は工、チング処理することができるしっかりと支持 されたファイバを入手することができないため、ａ−光ファイバの破損の発生率 が高く、樵楕の光学装置を製造する場合のコストが高くなっている。

発　明　の　概　装 従って、本発明の目的は、−往のめる支持体に１着された光７アイ・譬を提供す ることにある。

本発明の別の目的μ、辿択的にエツチング処理することかできる″ｌｔファイバ を提供することにるる。

本発明の別の目的は、表面の長手方向の部分に沿ってボリッシェ処理することが できるしっ７）ｈ　Ｆ）と支持された元ファイバを提供することにろる。

不発明の更に別の目的は、しっかりと支持された光７テイパｔ″使用した信頼性 のろる光ファイ／す１を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、オグチカルフィルタ、結合器、偏光子、マルチブレフ サ、表面超音皮装置、アイル−タ及びセンサのような鳴々の光学装置上安価につ くることができるしりかシと支持された元ファイバを提供することにろる。

上記し丸目的は単なる例示であるので、当業者は本発明によって得られる他の目 的と利点を理解することができるものである。本発明の範囲は請求の範囲によっ てのみ定められるものである。

がファイバよりもはるかに低い融点を有しているといりことから、一層重な方法 （ｆｔ＋ｍ１ｏｎ−ｔｙｐ＠ｐｒｏｃｓｍｓ）　＜より形ｇ″ｊることができる 。従って、しっかりと偵持さｎたファイバの形成中は、支持体とファイバａ１支 持体がファイバの周囲で容易に変形することができ、かつ、ファイバが部分的に だけ歌化するように、加熱される。カくシて、支持体は、７アイー１の形成中に ファイノ々の外面をはなはたしく液化することなくファイバと容易に融着される 。ファイバが剛性のめる支持体に結合即ちａ４すると、ファイバの資手方向ハｌ Ｊち＠一方方向断面は所望によりエツチング又はポリッシュ処理して檀々の光学 装置を形成することができる。

図面の簡単な説明 第１ｍ乃至１４図は元ファイノ櫂を剛性のめる基体に埋込む工程を示すものであ る。

第２１乃至２４図は同様な工程を示すもので、この工程では基体が７アイΔの周 囲で溶融している。

第３図は光ファイＩ４をｐ１４性のめる基体に植着させるためのアセンブリの一 つ金示すもので、このアセンブリでは熱はアセンブリに対して下方向に供給され る。

第４図は第３図に示すアセンブリと同様なアセンブリを示すもので、このアセン ブリでは熱はアセンブリに対して上方向に加えられる。

第５図は元ファイバを基体に融層する際に緊張状態Ｖｃ６る光ファイバを示すも のでめる。

第６図は元７アイノ奇を基体ｔ／Ｃ融着させるための別のアセンブリ１１示すｔ ので、基体は光ファイ・（の長手方向の部分だけに被覆するようになっている。

第７図は耐性をＭするファイｚ４　（ｒａｇｇＢ＋ｅｄｉｘｅｄ　ｆｉｂ＠ｒ） を示すもので、ファイバは結合憤収を形成するように曲げられている。

第８図は耐性ｔ−Ｍするファイ・＃ｆｔ使用したエフ１ネセント波結合器を示す ものでるる。

第９轟及び９ｂ図は耐性を有するファイバを使用したエバネセント波結合器の別 の製造方法を示すものでめる・ ＠　１０　ｍ及び１０＆図はｌＩ数の耐性を有するファイバを使用し九光学装［ ｔ”製造する更に別の方法を示すものである。

８１１図はファイバと基体との間の分子状界面を示す倍率が７００倍の走査型電 子′Ｓ倣鏡の写真である。

第１２図は埋込まれたフンイ・母を使用し九波長選択フィルタを示すものでら゛ る。

好ましい実施例の詳細な記載 本発明者は、元ファイバの径がヰ較的小さい場合、例えば、・直径が約４００ミ クロンよりも小さい場合には、元ファイバを該７アイパよりも実賞上厚肉の剛性 のある（ｒ目１ａ）基体にファイバを破損することなく融着できることを最近見 出した。

当Ｊ者は、ドーピング処理した溶禎シリカの元ファイバを熱膨張率倉異なるガラ ス基体に融層させるととが不可能であると考えていた。これは、多量０２つの材 料１に＠着させようとした場合、これまでは冷却すると一方の材料が破損してし まり次からでめる・本発明によりば、径が充分に小さい７アイパｉｓ膨張率がよ り大きい基体に破損さぜずに植着させることができる。

小径のファイバｔｏ彬ｉ率の大きく異なるガラス基体に１着させる場合、元ファ イバは冷却中に破損するのではなく明らかに沖長するので、破損が生じないとい う予期し得えないことを見出し友、シρ為しながら、元７アイノ譬が首尾よく基 体に融着する正確な結合ｇＡ構は明らかでない。しかしながら、尤ファイバと比 較的ｄ量の大きい剛性のめる基体との藺で、ファイ／４ｔ＊損することなくめる いはファイ／譬の光学特性を望ｌしくない方向に変化させることなく、分子的な 界面全形成して耐性のめる元ファイバを形成することにより、ファイバｔ−埋込 ん疋後には損ｉｔ−実賞上なくすことができることが判明している。７アイパと 支持基体との間に生ずる結合は、ファイバと基体を均一゛にエツチング処理する ので、従来の接着剤による結合よりも優れている。

ファイバを基体に分子結合即ち融着させる基本的な工程が第１図に示されている 。極く基本的に述べると、基体ｚ４の表面２２と並行するファイバ２０の長手方 向の部分に８１＆を加える。基体材料は、ファイバと基体を加熱し九ときに基体 の表面の粘度が７アイ・々の表面の粘度よりもより容易に低下するように、ファ イバよりも低融点を有することが好ましい。かくして、第１ｂ図に示すように、 基体はファイバの周囲で分子的に再分布を行ない、ファイ／４は基体に１込まれ るようになる。第１ａ図に示すように、ファイバ２０の外面を部分的に液化して 、ファイバと基体との１ｔＵで、ｍｓが起るようにしてもよい。しかしながら、 好ましい実施例では、７アイパの光学％注の望ましくない変化を防止するように 、ファイバの外面の液化を最小限度にするのが望ましい。

第１１図は埋込まれたファイバの高倍率の写真でるる、この写真に示す形状含有 する處込みファイバを得る方法を、第２ａ乃至第２ｄ図に関連して以下に詳細に 説明する。即ち、この方法においては、基体をファイバの上に載置し、次に加熱 を行なって基板を７アイ基体２３との間に形成されている。２つの素子間に形成 された界”面のタイグは正確にはわからないが、２つの物質を化学分析したとこ ろ、ファイ／ぐと剛性のある支持体の少なくとも一方の拡散成分が測定可能な量 だけ結合工程に２いてもう一方の材料に拡欽することが実験的にわかった０例え ば、基体材料がホ９素を拡赦成分とす４　＝＋　−ニングーコード（Ｃｏｒｎｉ ｎｇ　Ｃｏｄｓ　）７０７０のガラスでロフ、元ファイ・肴が結合前には相対的 にホク素を含まな匹外側クラ、ディングを有する単一モードのファイバである４ ＠には、結合後の７アイパの化学分析により、ホワ素が基体からクラツディング 甲に約５Ｘ拡散することがわかった。

本発明においてＬ１檀々の支持手段Ｔｈ１ｌら基体を使用することができる。上 記したように、ファイバの融点ニジ屯実負上低い融点を舊する基体を使用丁０仁 とが好ｌしい、しかしながら、ファイバと基板との融点の望ましい差は、使用す る特定のファイバと基体との熱膨張率の差とともに変わる。双方の物質の＃＆齋 張率が肛つくにつれて、融点の差は冨要ではなくなる。例えば、融点が約１６０ ０℃で熱膨張率が５Ｘ１０／’Ｃのドーピング処理した浴融シリカの元７アイノ ”ｆｔｓ融点が約ｇｏｏ℃で熱膨張率が３２．５　Ｘ　１０　／Ｃ（Ｄコ−二ン グーコー１’７７４０のガラス基体に融着させることができる。同様に、同じフ ァイバを融点が約７５０℃で熱膨張率が３２Ｘ１０　／Ｃのコーニング・コード ７０７０のガラスの基体に融着させることもできる。

２つの素子を同時に加熱すると、膨張の速度に差が生ずる。この差は、熱膨張率 の差Ｃに比例する。２つの素子を低い方の一点又は軟化点Ｔ、で融層させると、 冷却し迄場合の画素子間の全差歪（ｄｉｆｆ＠ｒ＊ｎｔｉａｌ　５ｔｔａｉｎ） は ５＝ｃ（σＩ”Ｏ） によって示すことができる。上式において、Ｔｏは載置の作動温度でろる。純粋 かつ損１のない形態のガラスは破損することな（０，１の歪に耐える。本発明に おける界面形成技術によれば、基体の７アイパに対する４着は、生ずる歪が５　 Ｘ　１０”以下である場合に最通となる。これには、膨張率の差と温ｉ変化との 積がこの１直よりも小さいこと、弗ち、Ｓ＝Ｃ（Ｔ、−Ｔｏ）が５８１０−’よ りも小さいことが公安となる。従って、ファイバと基体は、冷却したときに破損 しないように充分に講和した熱彰張率金持友なければならない、更に、基体は、 ２つの素子が充分に結合することができるようにファイバに光分に結合しなけれ ばならない。

光分な結合は、工、チング即ちボリッシー処理において基板がファイバを正しく 保持しかつ被僅するときに得られる。

剛性のある支持体は、ファイバを支持体の表面下で工、チ／グ処理することがで きるようにフチ１パよりも耐工、チング性に優れ友ものｔ−ｆ用するのが望まし いことがある。しかしながら、看しく制御された態様でファイバをその表Ｗｉ領 域の露出部に沿って選択的に工、チングして、非対称的にエツチング処理したフ ァイバを得ることができるように、ファイバと基体は同じようなエツチング剤反 応性を有することが望ましい場合もある。

第１図に示す一連の工程は、ファイバが基板よりも緻密な場合に適用することが でき、この場合にはファイバは軟化し九基体中に余々ｔｔｃａまりていく、この 方法は、第１ｄ図に示すように７アイパを基体に全体的に１込むことが望まれる 場合、又は第１ｂ及びｉｓ図に示すようにファイバが基体中に幾分大シ込むよう な態様でファイバを露出させることによシ、７アイΔの長手方向の部分の軸線方 向に伸びている弓状の表面傾城が瑚注の委る基体を介して外方へ呻びるようにす ることが望ましい場合に有用でろる。後者の場合には、非粘着性の（ｎ０ｎｓｔ ｉｃｋ　）被覆層（図示せず）を設けて、ファイバを基体に先づ押込み、加熱後 に残っているファイバの露出表面傾城の大きさをＩｆｌＩＩ４するようにしても よい。

Ａ心力、磁力、静電力又は重力のような別の力の助けを借りて、７アイパを基体 に虐込んでもよい、第２ａ乃至２ｄ図に示す実施例に訃いては、ファイバのｌｌ Ｎ！！Ｆ注は基体と同じでめりても異なっていてもよい。

この実施例は、非粘着性素子の表面に載置し九ファイバ２６とファイバ２６の上 部に載置した、７アイパよシも一点の低い基板３０とからなるアセンブリ即ち組 立体に関するものである。熱をファイバと基体に加えて、基体をファイノ膏の周 囲で余々に１？！−する。基体はその外面を加熱すると平坦になる（ｆｌａｔｔ ・−）傾向にるるが、ファイバの下方には必ずしも流れない、従って、ファイバ の一部が非粘着性素子を除去した後に露出したままにすることができる。ファイ バを基体Ｋｆｉ着さＪるこの方法は、ファイバを基体の表面とと４に露出させる ことが望ましい場合に好ましいものとなる。第１図の実施例に比べて、この実施 例が優れた点祉、この実施例ではファイバは全体が容易に支持体中に埋込まれる ことがないので、種々の時間加熱することができ、加熱時間の正確を期すことは 重要でないということにめる＊　！ｇｉ図の実施例に対し、第２図の実施例では 、非粘着層卯ち素子はモールドとして作用してファイバ４が基体によって全体的 に巻込まれるのｔ−防止するので、ファイバ付近の基体の形状が加勢時間ととも に変化するのｔ″制限ることができる。

上記した実権例では、以下に述べる他の実施例とともに、種々の非粘着性素子を 使用することができる。

上記したように、非粘着性素子は加熱に際してモールドとして作用し、ファイ・ 櫂全体が剛性のある支持体に埋込まＣるのを防止することを大きな目的とするも のでめる。しかしながら、非粘着性素子は別の！！！能、例えば、融層されるべ きファイバと基体に沿ってよプ均一に熱を分布させることができるという機能を 果たすこともできる。更に、非粘着性素子は、２アイ７４ｆｔ基体に向けて付勢 し、ファイバｔ′基体に圧入させる力誘起手段として作用することができる。非 粘着性素子はまた、加熱中にファイバと基体に望ましくない異物質が入るのを・ 阻止するように１能させることもできる。

更にまた、非粘着性素子は加熱中にファイバと、＠性のある基体とを単に支持す る作用ｔ−有していてもよいことは当然である。一般に、非粘着性素子の材料は 基体又はファイバの材料よりも融点又は昇華点が著しく高いことが望ましい。多 くの実施例では、非粘着性素子は加熱処理において喝注ｔｍ待し、冷却するとフ ァイバ及び支持体から容易に除去することができるものでなけｎばなら々い。

本発明のＴｋｆましい実１例に２いては、非粘着性素子２８の材料としてガラス 質の炭素を１更用し、直径が４．５ミクロンの卓−モードのコアを元ファイバ２ ６として使用し、かつ、コーニング−コード７０７０のガラスを基体３０の材料 として使用する。単一モードのファイバ２６　ｔ−約９．５ｍ（約Ｖｆ　）の厚 さのガラス質炭素の層の上に置く０次に、約２．５騙（約１７１０”　）の厚さ のコーニング・コー）”７０７０のガラスの層をファイバと炭素層の上に置く。

別のガラス質炭素の層（図示せず）をガラス層の上に置き、加熱に際して上面を 保遺するとともに更に力を与えてガラ、ス基体をファイバに、向けて付勢し、か つ、熱源（図示せず）から基体及び７−１−イパを介して熱を分配する。所望の 場合には、別のおも９″を上ノーのガラス質炭素の上に置いて、基体３０ｔフア イバに向けて付勢してもよい。好ましい実権例においては、トリク０ロエチレン 、アセトン及ヒイソグロピルアルコールで遅硬的にリンスする三ｍ溶媒洗浄処理 を行ない、久いて脱イオン水浴を用い１洗浄して、残留オイルと破片屑をファイ バ、基体及び非粘着性素子から洗浄除去する。これは、材料を洗浄するための標 準的な工業的方法でろる０組立てられたファイバ、基体、非粘着性層及びおもシ を１２００Ｗの石英ラングにより約８００℃の＠度に１０分間加熱して、ファイ バ２６の約５ｏｆｔ”基体３０にオ込む。好ましい実施例においては、アセンブ リと加熱源を反射炉で囲み石英２ン！からの熱をファイバ及び基板により均一に 分配することが望ましい。

第３及び４図に示す実施例は、熱を熱源３２から受けるように高融点層３０から なる別の素子を有している。これらの実施例における熱源のタイグは重要でない 、トーチ、火炎、オープン又は輻射エネルギーを使用して加熱することができ、 また、均一な熱源を所望する場合には、熱をファイバ３４と基体３６とに均一に 分布させるように高融点層と非粘着性素子とを組合わせて使用することができる ・更に、均一な熱の伝達は、熱源を加熱しようとする領域と父差して働かすこと によシ行なうことができる。第３及び４図の実施例においては、熱はファイバと 基体とのアセ／シリのファイ・母御から主として加えられる。従って、基体は基 体を最も変形させようとする領域が一層容易に軟化される。

更に、第３及び４図に示す実１例では、ファイバの平坦度又は直線性は王に、フ ァイバで接触する非粘着性素子によって決められる。非粘着性素子に選ばれた特 定の材料が容易かつ正確にボリッシ為処理することができる場合には、ファイバ を殆んど所望の許容差まで平坦な状態にすることができる。更に、第５図に示す ように、緊張手段４０と４２を設けて、加熱及び冷却に際してファイバを直線状 に保持することができる。

ｌた、７アイパ４４ｔ−所定の角度で支持体に貫通させることが望筐れる場合に は、支持体を図示のように加熱するときにファイバの両層を所望の角度で把持具 によシ緊張状態に保持することができる。第５図に示す実７ＩＩａｆＩは、基体 の上面及び下面の双方からファイバに接近することが望まし込光学装置に有用で ある。

当業者にとって明らかなように、本明細書に記載し九基本思想１ｋｆ！用して多 くの修正を行なうことができる・例えば、種々の大きさと形状の基本ｔ−使用し て、ファイバの比較的短かい長手方向の部分ＶＣ亘って支持体の形状が有意に変 わっているしっかりと支持された光ファイバを提供することができる０本発明の 実施例は以下に例示するように更に修正したものとすることができる。

例えば、第６図に示すように、ファイバの長手方向の徒面領域を軸線を中心に１ ８０’以上の範囲に亘って非粘着性素子５０と５１で実質上包囲することにより 、ファ付４８を支持体の像に＊＊−ｒることができる。

この実画例においては、基体ｍｘｓ２のファイバ５対するオー−４−７０−の程 度は加熱サイクルと基体の高さによって制御することができる。非粘着性素子５ ０と５１の表面によ５フアイバを所定の位置に保持することができる。第６図に おいて黒く塗りつぶして示さ扛ているアンギュラ・工、ゾ（ａｎｇｕｌａｒ　＊ ｄｇす５４ｔ−［用して、ファイ／４全基体に対して保持してもよい。

当業者に明らかなように、基体を矩形、平行六面体、円筒体、球形、不規則形状 など種々の形状にすることができる。更に、ファイバが剛性のある支持体部ち基 体よりも融点又は表化点が高く、かつ、ファイバと基体が酊却したときに破損し ないように充分に調和した熱膨張率をＭしているのでめｔば、本発明の技術思想 は単一モードファイバ、多重モードファイバ、偏光保持ファイバ（ｐａｌａｒｌ ｚａｔｉｏｎ　ｐｒ＠ｓ＠ｒｖｉｎｇ　ｆｉｂｅｒ）、中空コアファイバ、グラ ディエンドｅインデ、クス・ファイバ（ｇｒａｄｉ・ｎｔ亀ｎｄｅｘ　ｆｉｂ・ り及びステッグインデ、クスファイバ（ｓｔｅｐ　ｉｎｄ＊ｒ　ｆｉｂｅｒ）の ような棟々の元ファイバとともに使用することができる。多くの場合、多１モー ドと単一モードのファイバを使用することができる。更に、ファイバの歪圓があ る程度計容できる場合には、ファイバと同じ融点をＭする基体即ち剛性のめる支 持体を使用することができる。

第７図に示す実施例では、元ファイバ６２を彎曲した支持体６４に味付する之め 、石英、ガラス、金属、セラミック又は他の過当な材料からなる位置合ゎ−を即 ら整合用ａラド５８及び６ｏが使用されている。かかるアセ／グリは、これｔｉ で第７ａ図に示すような光ファイバを含む過当に彎曲した支持体と組合わせるこ とにより結合器を形成するのに有用でめる。上記のごとく第７及び７ａ図に示す ようＶＣ形成さ扛た結合器は矢に、更に保護する友め室温加硫シリコーン（ＲＴ Ｖ）又はエポキシのような別のＡ″ｉの材料に禰込む。上記説明から、加熱中に 温度分布を変えろるいはエツチング剤の４度及び組成を時間とともに変化させる などして、露出した７アイパの特性ｔ−制制御ることにより、所望のファイバ特 性が侍られることは、尤ファイバの工。

チング処理を行なっている当業者にとって自明のことでろる。７アイパの部分６ ６を露出させ、工、チング処理による除去に際してコアに充分気をつけてエツチ ング処理を行なえば、正確かりＩｌ［された態様でクラ、ディングｆ：除去する ことができる。

第８Ａは１，４１１注のｂる基体に、１着させることにより耐性が付与された光 ファイバからつくられた基本、的な率−モードのエバネセント波結合器を示す。

多ｌモードの結合器も同じようにしてつくることができるのは勿論でめる。この 夷ｍ　１５’ｌＪにおいては、２つのファイバ６８と７０がそれぞれ別々に埋込 まれ、別々の支持体７２と７４にそれぞれ融着されている。ファイバと支持体ｄ 次に、各ファイバのコア領域７６と７８が露出するまで選択的にエツチング処理 又はポリ、シ、逃理する。次に、ファイバとそれぞれの基体とｔ＊＠Ｌ、て、結 合させる。所望の場合には、基体を使用してファイバを互いに融着させ、加熱中 の７アイ・譬の増扱と保持を行なってもよい。当業者にとって自明のように、溝 、スロットなどを支持体に設けてｇ合と組立全容易にするとと鴨に、完成された 光学装置の一体部分となるようにしてもよい。

個々に耐性全付与されたファイバを互いに融着して結合器を形成することにより 、製造工程の初期の段階での不注意による狂いｔ少なくすることができるという 利点が侍らｎる。第９ａ図は、初期の装造段階に２いて狂いが耐性を有するファ イバ８ｏと８２に生じる場合を示すものでｂる。ファイバと基体との間に界面を 形成する製造工程ＶＣ，ｆ？いては、連続的に加熱して基体を連続的に変形させ 、ファイバを１げかっ２つの素子の再配置を非常にナクく９と行表うことにょシ 、結合器の光学ｓａを変化させることができる。所望の籍耐性を付与さｎたファ イバ８ｏと８２の相互の融着倉綬いて行なりと、望ましくない狂い金なくすこと ができる。この方法を利用して、信頼性の高い光学特注を有する結合６を得るこ とができる。

第１Ｏ図に示すように、一対の７アイバ８４と週６を、共通の非粘着性の素子の 表面９２に載置して、それぞれの基体８８と９０に融着することができる。この 実施例においては、対をなすファイバ８４と８６を互いに平行に配置してもよい 。好ましい実施例では、ファイバは加熱しても互いに融着しないが、共通の非粘 看性素子９２により平行な並列状１１に保持される。

各ファイバとそれぞれの基体との間に界面が形成さｎた後ニ、７アイ／４全コア 領域まで工、チング処理することができる。久に、基体ｒ−＊に押して、ファイ バのコアを適正な高さに自動的に合わせる０次に、２つの基体８８と９０ｔ−互 いに融着させ、看しく正確に整合即ち位置合わせされた結合器を形成することが できる。かくして、当業者にとって自明なように、高品質の結合器を極めて経済 的につくることができる自重発明によれば更に、耐性を付与され九ファイバを使 用して波長選択フィルタをつくることができる。この実施例は第１２図に概略的 に示されている。この実施例に訃いては、本明細書に記繊されている融着ファイ バ技術を使用してファイバ９４を基体９６の中に１込んで、ファイバと基体との 間に界面９８を形成する。

ファイバの一部１ｋｐｍ去してコア領域１００をファイバの長手方向に沿って露 出させる。格子（ｇｒａｔｉｍｇ）　１０２’ｔｇｔ出したコアに重ねる。好ま しい実施例においては、この範囲にあるコア領域まで７アイパをエツチング処理 又はポリ、シ、処理する。格子祉ある所蔵の波長の一〇ｋ　７　フィバから回折 させ・あるいは逆に、フＪイΔ内に回折させるためのフィルタとして作用する。

かかる装置は、異なった波長の光が異なる情報を運ぶ波長多Ｍに訃いて著しい耐 貞撃性を有することができる。

仁の実施例に２いては、単一モード又は多重モーどのファイバを使用することが できるのは勿論で６る。

ファイバを、コーニング・コード７０７０又は他の材料のようなガラス基体に埋 込む、久に、ファイバと基体をボリッシ為又はエツチング処理して、図に示すよ うに実質上平坦な面にする。従来の写真平版技＃を利用して、回折格子を構成す る微細な＠を平坦な面１０３ファイバの上に置いてもよい。かかる格子はファイ バのコアで運ばれる光の工Δネセント・フィールドを周期的に撹乱して、ある波 長の光をコアから回折させる。

特定の格子を通る回折光線の放射角度は回折された光線の波長の関数でめる。

更に、本発明によれば、シリコンの９工７アにエツチングによシ形成された細か い１ｌｌｔ−使用することができる。ワエファ１０５にファイバのコア１０００ 露出部分上に置き、ウェファがわずかに変形してファイバのクラ、ｒインタとコ アに直接所望の周期的なパターンを形成するのに光分なだけ加熱する。

この実也グ」によれば、元ファイバに対して直接形成される波長選択フィルタを 得ることができるという利点が得られる。更に、本発明におけるファイバ埋込み 技＃を第１」用すｎば、コアとクラツディングの平面−城において材料を均質に することができる。史Ｖ（、ファイバはフィルタ装（至）の一体部分であるから 、この装置とファイバとを特に結合させる必要はない。更にま九、コアとクラ、 ディングの平面部分は実質止金てガラスからなるので、比収的等方注ヲ何し、従 って、写真千椴技−ＪｆＩｔ利用して所望の格子を形成することができる。

以上のように、本発明を旺細に収明してきたが、上記記１１１１！は単なる例示 であって限定的な意木を持たないものでろって、本発明の侑神と範囲は請求の範 囲の記載により定めらｎるものでめる。

第１１図 国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　（ａ）外面部を有する元ファイバと伽）前記外面部を固定してしりか）と 支持する支持手段とを備え、前記外面部の一部と肩記支持手段とは前記外面部の 長手方向に沿って直接分子的界面音形成しておシ、しか−前記７アイｄは前記支 持手段に対して不均整的に配置されていることを４１１１とする光学装置。 ＺＳ記支愕手段はガラス基体を含むことｔ特徴とする＃ＩＩ累の範囲第１項に記 載の光学装置。 １　前記ガラス基体は前記ファイバよプも実質上厚内であることを％徴とするｍ Ｘの範囲第２項に記載の光学装置。 ４、前記支持手段の軟化点は前記ファイバの軟化点よりも低いことｔ％黴とする 請求の範囲第１項に記載の光学装置。 ５、　前記７アイバは前記支持手段に完全に埋込まれていることを特徴とする請 求の範囲第１項に記載の光学装置。 ６、前記ファイバの長手方向の部分は一部が前記支持手段に埋込まれて融着され ておシ、前記ファイバの前記長手方向の部分の軸線方向に伸びる弓形の表面領域 は前記支持手段の周辺を介して外方に伸びていることｔ−特徴とする請求の範囲 第１項に記載の光学装置。 ７、　前記外方に伸びる弓形表面領域は前記ファイバの＠線から半枠方向外側に 哩びるｉ　ｓ　ｏ＠ｚｚ角度によって限定されていることｔ％像とする請求の範 囲第６４ｖＣ記械の光字ｆ−１１゜ ８、　前記外方に揮びる弓形の表面領域は前記ファイバから半径方向外側に坤び る傾斜角によって限定されていることｔ％徴とする請求の範囲第６項に記載の光 学装置。 ９、前記支持手段の屈折率は７アイパの屈折率よりも大きいことｔ特徴とする一 部の範囲第１項に記載の光学装置。 １０、前記支持手段の屈折′ａは前記ファイバの屈折率よ５も小δいことｔ荷量 とする請求の郵囲第１項に記載の光学装置。 １１、＠記ファイバと前記支持手段との熱婬張軍の差はＩ　Ｘ　１０−５／’Ｃ よりも小さいことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光学＊＊。 １２、　前記ファイバと前記支持手段の惑膨張率は均しくないことを特徴とする 請求の範囲第１項に記載の光学＃＊。 １３、　（ａ）元ファイバの長手方向の外ｌｉｉ部が該ファイバより４粘度の低 い剛性のるる支持体と並行するようｖｃ　して両者を組合わせて組立体を形成す る工程と、（ｂ）前記組立体’１ｙｎｓして前記支持手段を部分的に軟化するこ とにより前記ファイバと前記支持体との間に結合界面を直接形成する工程と、 （ｅ）前記組立体を冷却して前記界面１に硬化させ剛性のるる界面を形成する工 程と金備えてなるしっかりと支持された元ファイバ装置の製造方法。 １４、前記剛性のちる支持体はガラス基体であることを特徴とする請求の範囲第 １３項に記載の製造方法。 １５、前記組立体の加熱及び冷却工程において前記ファイバと前記支持体とを互 いの方向に付勢して前記ファイバの前記外面部の弓形部分金融看に際して前記支 持体に埋込む工程を備えることｔＩ＃徴とする請求の範囲第１３項に記載の製造 方法。 １＆　加勢前に前記ファイバに並行して非粘着性材料のモールドを配置して前記 支持体が前記ファイバの全外崗部全体に亘って融着するのｔ−防止する工程を備 えることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の製造方法会 １７、前記組立体の下方に配設された熱源から前記組立体に熱を加えることを特 徴とする請求の範囲第１３項に記載の製造方法。 １８、　前記組立体の上方に配設された熱源から前記組立体に熱ｔ−加えること ｔ％徴とする請求の範囲第１３項に記載の製造方法。 １９、前記ファイΔの長手方向に沿って加熱源を動かし前記ファイバと基体に熱 を均一に分散して前記加熱工程を行なうことを特徴とする請求の範囲第１３項に 記載の製造方法。 加、前記非粘着性モールドを前記ファイバと並行に配置する前に前記非粘着性モ ールドをボリッシ、処理して平坦なモールドとする工ａｔ備えることを’？１徴 とする前記第１６４に記載の製造方法。 ２１、　（ａｌ光ファイバと （ｂｌ剛性のある支持体とを備え、前記党ファイバは前記支持体に対して不均整 的に配置されかつ前記支持体は前記ファイバの外面部に融着されていることに特 徴とする光学装置・ ２２、　＃記支持体の形状はファイバの長手方向に沿って変わっていることを特 徴とする請求の範囲第２１項に記載の光学装置。 ２３、前記支持体は矩形形状のガラス基体でめることを特徴とする請求の範囲４ ２１項に記載の光学装置。 ２４、　ｆｌｌ　記７　フィバは単一モードのファイバであることを特徴とする 請求の範囲第２１項に記載の光学装置。 ６、前記７アイΔは多重モードファイバであることを特徴とする請求の範囲第２ １項に記載の光学装置。 部、前記ファイバは偏光保持ファイバであることｔ−特徴とする請求の範囲第２ １項に記載の光学装置。 ２７、前記ファイバ拡巾・空コアファイバであることＹｔ特徴とする請求の範囲 第２１項に記載の光学装置。 あ、前記ファイバはダシディエンドインデックスファイバであること會特徴とす る請求の範囲第２１項の光学装置。 於、前記７アイパはステプグインデックスファイバであることを特徴とする請求 の範囲第２１項に記ｆｉｔ＠光学帽１ ３０、前記ファイバは前記支持体よりも高い融点をイすることｔｌＩＰ＃像とす る請求の範囲第２１１ｉＫ記蛎の光学装置。 ３１、前記ファイ／童を前記支持体に対して位置決めするための整合手段を更に 備えることｔ％徴とする請求の範囲第２１項に記載の光学装置。 ３２、前記ファイバの長手方向に沿った部分の周囲に前記支持手段をモールｒす る九めの手段を更に備える請求の範囲８２１項に記載の光学装置。 ３：Ｌ　（ａ）コアとクラツディングを有する第１０元ファイバと （ｂ）前記第１のファイバのクラ、ディングの略長手方向に沿う友外向部分に直 接融着され次第１の基体と（＠）コアとクラツディングを有する第２の元ファイ バと （ｄ）　ｉｌｒ記第２のファイバのクラツディングの長手方向に沿った外ｍｉｓ 分に直接融着され次第、２０基体と（・）前記第１と第２のファイバの前記長手 方向の部分のセグメントを互いＫｌ！接して保持して前記第１と第２のファイバ 間にエバネセント結合を形成する保持手段とを備えてなる光学装置。 あ、前記保持手段は前記第１と第２の基板とを結合させることを特徴とする請求 の範囲第３３項に記載の光学装置。 邸、前記第１と第２の基体σコーニング・コーＰ　７７４０の材料から形成され ていることｔ−特徴とする請求の範囲＠３３ＪＩＪに記載の光学装置。 ３６、前記７アイパと基体を保護するように包囲する包囲手段を更に備えること を特徴とする請求の範囲第３３項に記載の光学装置。 ３７、前記包囲手段は室温加硫シリコンからなることを特徴とする請求の範囲第 ３６項に記載の光学装置。 Ｊ、前記包囲手段はエボキクからなるととｔＷ徴とする請求の範囲第３６項に記 −の光学装置・３９、前記第１と第２のファイバの一部には、前記第１と第２の ファイバをエバネセント結合させるように前記基渾から外方に呻びる露出し九コ ア前域が形成されていること１に特徴とする請求の範囲第３３項に記−の光学装 置。 ４０、前記第１と第２のファイバの前記露出コア領域は互いに１着されているこ とｔ％徴とする屑米の範囲第３９項に記載の光学装置。 ４１、　（ａ）光ファイバと 伽）前記ｆｔ７アイパの外面部に直接結合された剛性のおる支持体とからな）、 前記ファイバーと支持体の少なくとも一方には結合に際してもう一方の材料に拡 散する拡散成分かりることｔ％徴とする光学装置。 ４λ　前記支持体はガラス基体であることｔ−特徴とする請求の範囲第４１＝に 記載の光学装置。 ４３、前記ガラス基体は前記ファイ／４よりも実質上厚内であることを４？命と するＩＩＩＩＩ末の範囲第４２項に記載の光学装置。 ４４、前記剛性のδる支持体の軟化点は前記ファイバの軟化点よりも低いことを 特徴とする請求の範囲第４１項に記載の光学装置。 ４５、前記ファイバは前記支持体に完全に埋込まれていることｔ％像とするｒｆ Ｉ累の範囲第４１ＪＪに記載の光学装置。 ４６、前記ファイバの長手方向の部分が前記支ｊｆ＃淳に部分的に埋込まれかつ 結合されてお）、前記ファイバの前記長手方向の部分の軸線方向に伸びる弓形の 表面領域は前記支持体の周囲を介して外方に伸びていること１に特徴とする請求 の範囲第４１項に記載の光学装置。 ４７、前記支持体は拡散成分としてホ９累を含むこと金特徴とする請求の範囲第 ４１項に記載の光学装置。 絽、前記ホウ素は前記支持体から前記元ファイノ青の外１１結合面中に５Ｘの距 離拡散していることを特徴とする請求の範囲第４７項に記載の光学装置。 ４９、明−書に記載され又は図面に示されている全ての新制、な′＃徴。