光結合用光導波路の製造方法
【課題】光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路の製造方法を提供する。
【解決手段】コア部又はクラッド部のいずれかを成形する工程で、コア部又はクラッド部のいずれかに、コア部の入射側及び出射側に連続する各位置となり且つ入射側及び出射側よりも各々大きな直径となる光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズを一体に成形する。このような製造方法を採用して光透過性の透明な光結合用光導波路を製造する。
【解決手段】コア部又はクラッド部のいずれかを成形する工程で、コア部又はクラッド部のいずれかに、コア部の入射側及び出射側に連続する各位置となり且つ入射側及び出射側よりも各々大きな直径となる光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズを一体に成形する。このような製造方法を採用して光透過性の透明な光結合用光導波路を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コア部とクラッド部とを備えて構成されるとともに、光ファイバと光素子部品との間に配置される光透過性の透明な光結合用光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバと光素子部品との間に介在する光結合用光導波路は、例えば本願出願人が先に提案した下記特許文献１に光コネクタ用スリーブとして開示されている。図７において、光コネクタ用スリーブ１は、コア部２とクラッド部３とを備えて略円柱形状に形成されている。コア部２は、次第に縮径するテーパ状の側部４を形成してなる略截頭円錐状の導波路５と、円形フランジ状のガイド６とを有している。導波路５の大きな径側の端部には、レンズ７が一体に形成されている。これに対して、導波路５の小さな径側の端部は、円形で平坦な端面となるように形成されている。クラッド部３は、コア部２の側部４に密着するとともに、外形がガイド６と面一となるように形成されている。
【特許文献１】特開２００１−１３３６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術にあっては、コア部２の導波路５の一方のみにレンズ７が一体に形成されているが、近年の伝送容量増大の傾向においては、光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対する光結合効率確保の観点から、受発光部ともに小さい径の端部（導波路５の光出射側）にもレンズが必要であると本願発明者は考えている（導波路５のテーパ形状により、出射光ＮＡは入射光ＮＡよりも大きくなる。マルチモードファイバにおけるモード分散の影響は、光ファイバへの入射光ＮＡが大きいほど、すなわち光ファイバ内での光線の反射角が大きいほど顕著になり、結果、光リンクの伝送帯域は劣化する。よって、発光側では光出射側にもレンズが必要になると考えている）。
【０００４】
光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化により導波路５の小さい径の端部（光出射側）にレンズを一体に形成することを上記従来技術の形状に基づいて考えると、上記小さい径の端部が非常に小さいことからレンズが極小なものとなってしまい、樹脂成形の面や特性の面で問題点（金型加工精度や伝送損失）が生じてしまう可能性を有している。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、コア部とクラッド部とを備えて構成されるとともに、光ファイバと光素子部品との間に配置される光透過性の透明な光結合用光導波路の製造方法において、前記コア部又は前記クラッド部のいずれかを成形する工程で、該いずれかに前記コア部の入射側及び出射側に連続する各位置となり且つ該入射側及び該出射側よりも各々大きな直径となる光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズを一体に成形することを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを有するとともに、これらの間にコア溝及びクラッド溝を有するクラッド部基材を成形する工程と、前記コア溝にコア材料を充填して前記コア部を成形する工程と、前記クラッド溝にクラッド材料を充填して前記コア部の上にオーバークラッド部を成形する工程と、を含むことを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項２に記載の光結合用光導波路の製造方法において、前記オーバークラッド部と前記クラッド部基材とにより全体の外観形状を略円柱形状又は略半円柱形状に成形するとともに、円柱両端面又は半円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形することを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、コア部入射側端面及びコア部出射側端面を有するように前記コア部を成形する工程と、前記コア部入射側端面及び前記コア部出射側端面を露出させつつ前記コア部をクラッド材料の中に埋めるようにして光導波路部品を作製する工程と、前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを有するとともに、これらの間に前記光導波路部品を収容する光導波路部品収容凹部を有する基材を成形する工程と、前記光導波路部品収容凹部に前記光導波路部品を収容固定する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１０】
請求項５記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項４に記載の光結合用光導波路の製造方法において、前記基材を略円柱形状又は略半円柱形状の外観形状に成形するとともに、円柱両端面又は半円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形することを特徴としている。
【００１１】
請求項６記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項５に記載の光結合用光導波路の製造方法において、前記基材を前記略円柱形状の外観形状に成形する場合、前記光導波路部品収容凹部に連続する光導波路部品差込開口部を前記基材に形成することを特徴としている。
【００１２】
請求項７記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、コア部成形用貫通孔を有するように前記クラッド部を成形する工程と、前記コア部成形用貫通孔にコア材料を充填して前記コア部を成形するとともに、これと同時に前記コア部成形用貫通孔の外側に前記コア材料によって前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを前記コア部に一体成形する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１３】
請求項８記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項７に記載の光結合用光導波路の製造方法において、全体の外観形状を略円柱形状に成形するとともに、円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形することを特徴としている。
【００１４】
請求項９記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項１ないし請求項８いずれか記載の光結合用光導波路の製造方法において、前記コア部を、前記入射側から前記出射側に向けて幅狭となるテーパ形状の側面を有する形状に成形することを特徴としている。
【００１５】
以上のような特徴を有する本発明によれば、コア部の両端に、このコア部の入射側及び出射側よりも大きなレンズとなる光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズが一体に成形される。これにより光結合用光導波路は、光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応可能なものとなる。光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズは、コア部の入射側及び出射側よりも大きなレンズとなることから、樹脂成形の面や特性の面で良好な結果が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載された本発明によれば、光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路の製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【００１７】
請求項２に記載された本発明によれば、クラッド部基材に成形されたコア溝にコア材料を充填してコア部を成形すると、コア部の入射側及び出射側とクラッド部基材に成形された光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズとが一体化するので、このような方法によって光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。
【００１８】
請求項３に記載された本発明によれば、全体の外観形状が略円柱形状であり、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズが端面から突出しない形状であることから、光コネクタ用スリーブとして好適な形状の光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。また、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズの損傷、汚染を防止することができるという効果を奏する。
【００１９】
請求項４に記載された本発明によれば、コア部を有する光導波路部品を光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズを有するクラッド部基材の光導波路部品収容凹部に収容すると、コア部のコア部入射側端面及びコア部出射側端面とクラッド部基材の光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズとが連続するので、このような方法によって光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。
【００２０】
請求項５に記載された本発明によれば、全体の外観形状が略円柱形状又は略半円柱形状であり、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズが端面から突出しない形状であることから、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズの損傷、汚染を防止することができるという効果を奏する。また、特に略円柱形状の場合、光コネクタ用スリーブとして好適な形状の光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。
【００２１】
請求項６に記載された本発明によれば、光導波路部品差込開口部を介して光導波路部品を差し込むだけで簡単に光導波路部品を光導波路部品収容凹部に収容することができるという効果を奏する。
【００２２】
請求項７に記載された本発明によれば、コア部の成形と同時にこのコア部の両端に光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズとが一体化するので、このような方法によって光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。
【００２３】
請求項８に記載された本発明によれば、全体の外観形状が略円柱形状であり、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズが端面から突出しない形状であることから、光コネクタ用スリーブとして好適な形状の光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。また、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズの損傷、汚染を防止することができるという効果を奏する。
【００２４】
請求項９に記載された本発明によれば、テーパ形状によってコア部を伝播する光を次第に集光させることができるという効果を奏する。コア部において集光された光は、さらにクラッド部の光出射側凸レンズによって集光されることから、結果、より好適に光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の光結合用光導波路の製造方法に係る図であり、（ａ）は光結合用光導波路の断面図、（ｂ）は光結合用光導波路を発光側に配置した時の断面図、（ｃ）は光結合用光導波路を受光側に配置した時の断面図である。また、図２は光結合用光導波路を備える光コネクタの図であり、（ａ）は光コネクタの分解斜視図、（ｂ）は雌側の光コネクタの断面図である。
【００２６】
図１において、引用符号１１は本発明の方法により製造された光結合用光導波路の第一の例を示している。光結合用光導波路１１は、光透過性を有する透明な合成樹脂製の部材であって、コア部１２とクラッド部１３とを備えて構成されている。光結合用光導波路１１は、二色成形によってコア部１２をクラッド部１３内に埋めた状態となるように成形されている。また、光結合用光導波路１１は、本形態において、最終形状が略円柱形状となるように成形されている（最終形状は一例であり、本形態においては後述する光コネクタの仕様に合わせているものとする）。
【００２７】
コア部１２は、例えば透明なポリカーボネート（ＰＣ。この材料に限定されないものとする）を用いて成形されており、次第に縮径するテーパ状の側面１４を有するとともに、コア部入射側端面１５及びコア部出射側端面１６を有して、光ファイバ１７及び光素子部品（１８、１９）の光軸方向にのびる、比較的細長い略截頭円錐状の図示形状に形成されている。
【００２８】
側面１４は、コア部入射側端面１５からコア部出射側端面１６に向けて幅狭となるように形成されている。コア部入射側端面１５及びコア部出射側端面１６は、共に円形の平坦な端面であって、側面１４がテーパ状であることからコア部入射側端面１５の方がコア部出射側端面１６よりも大きな直径に形成されている。尚、コア部１２は、上記形状に限らず、真っ直ぐな円柱形状等に形成しても良いものとする（光ファイバ１７を適宜長さに切断してこれを用いることも可能であるものとする）。本形態においては、テーパ状に形成することにより、調心位置からの位置ズレが生じても光結合効率が劣化し難くなるようになっている。
【００２９】
クラッド部１３は、例えば透明なポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ（メタクリル樹脂）。この材料に限定されないものとする）を用いて成形されており、上記の如く内部にコア部１２を埋めた状態で外観形状が略円柱形状となるように形成されている。引用符号２０は側面を示している。また、引用符号２１はクラッド部入射側端面、引用符号２２はクラッド部入射側端面２１の反対側に位置するクラッド部出射側端面を示している。
【００３０】
クラッド部入射側端面２１及びクラッド部出射側端面２２は、共に円形の平坦な端面であって、各中央には凹部２３、２４が所定の深さで形成されている。クラッド部入射側端面２１の凹部２３には、この底面にコア部１２のコア部入射側端面１５に連続する光入射側凸レンズ２５が形成されている。また、クラッド部出射側端面２２の凹部２４にも同様に、この底面にコア部１２のコア部出射側端面１６に連続する光出射側凸レンズ２６が形成されている。光入射側凸レンズ２５及び光出射側凸レンズ２６は、図示の如くの凸レンズであって、本形態においては非球面となるように形成されている（レンズ面に無反射膜コートを施しても良いものとする）。光入射側凸レンズ２５及び光出射側凸レンズ２６は、クラッド部入射側端面２１及びクラッド部出射側端面２２から突出しないような高さ寸法で形成されている（光入射側凸レンズ２５及び光出射側凸レンズ２６の損傷、汚染防止に効果的である）。
【００３１】
コア部１２、光入射側凸レンズ２５、及び光出射側凸レンズ２６は、これらの中心が原則、同一軸上（光軸上）になるように配置形成されている。
【００３２】
図１（ｂ）において、以上のような光結合用光導波路１１は、光ファイバ１７と、光素子部品に含まれる発光素子１８との間に介在させて用いる際に、光ファイバ１７側に光出射側凸レンズ２６が位置し、発光素子１８側に光入射側凸レンズ２５が位置するような使用形態になっている。また、図１（ｃ）において、光素子部品に含まれる受光素子１９と、光ファイバ１７との間に介在させて用いる際には、受光素子１９側に光出射側凸レンズ２６が位置し、光ファイバ１７側に光入射側凸レンズ２５が位置するような使用形態になっている。
【００３３】
光ファイバ１７は、マルチモード光ファイバであって、本形態においては、ＰＣＳ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｌａｄ Ｓｉｌｉｃａ）［コア径：φ２００μｍ、クラッド径：φ２３０μｍ］が用いられている（一例であるものとする）。発光素子１８は、本形態において、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）［発光波長８５０ｎｍ］が用いられている。尚、ＶＣＳＥＬ以外としては、ＬＤやＬＥＤが挙げられるものとする。受光素子１９は、本形態において、Ｓｉ−ＰＩＮフォトダイオードが用いられている。尚、Ｓｉ−ＰＩＮフォトダイオード以外としては、例えばＧａＡｓ系フォトダイオードが挙げられるものとする。
【００３４】
次に、図２を参照しながら光結合用光導波路１１を備える光コネクタ３１について簡単に説明する（詳細な構造に関しては、背景技術の欄の特許文献１に開示されている）。
【００３５】
図２において、光コネクタ３１は、雄型の光コネクタ３２と雌型の光コネクタ３３とを備えて構成されており、これらが嵌合することにより光学的な結合がなされるようになっている。雄型の光コネクタ３２は、一対の光ファイバケーブル３４の端末に設けられており、雌型の光コネクタ３３は図示しない回路基板に接続固定されている。
【００３６】
光ファイバケーブル３４の端末には、フェルール（図示省略）とスプリング（図示省略）とが設けられている。雄型の光コネクタ３２は、上記フェルールを収容するハウジング３５と、ハウジング３５の後部に嵌合して上記スプリングを支持するスプリングキャップ３６とを備えて構成されている。
【００３７】
一方、雌型の光コネクタ３３は、ハウジング３７と、本発明の光結合用光導波路１１と、発光素子部品３８と、受光素子部品３９と、キャップ４０とを備えて構成されている。ハウジング３７には、雄型の光コネクタ３２が嵌合する嵌合部４１と、この嵌合部４１の内部に突出する筒部４２と、発光素子部品３８及び受光素子部品３９が収容される収容部４３とが形成されている。
【００３８】
筒部４２には、光ファイバケーブル３４の端末のフェルールが差し込まれるようになっている。また、筒部４２には、光結合用光導波路１１が収容されるようになっている。筒部４２に収容された光結合用光導波路１１は、フェルールの端末に露出する光ファイバ端面と、発光素子部品３８又は受光素子部品３９との間に介在するようになっている。
【００３９】
光ファイバ端面と光結合用光導波路１１との位置は、筒部４２の構造やフェルールの構造によって位置決めがなされるようになっている（結合損失が小さくなるように寸法設定がなされている）。収容部４３に収容された発光素子部品３８及び受光素子部品３９は、キャップ４０により押圧されて、光結合用光導波路１１との位置が安定するようになっている（結合損失が小さくなるように寸法設定がなされている）。
【００４０】
尚、上記説明では発光側、受光側とも光結合用光導波路１１を用いていることから、発光側、受光側で形状及び材料が同一のものとなっている。しかしながらこれに限らず、発光側、受光側に対し各々最適化した形状や材料となる光結合用光導波路を用いても良いものとする。
【００４１】
続いて、図３ないし図６を参照しながら光結合用光導波路の製造方法の他の例について説明する。図３は第二の例及び第三の例であり、（ａ）はクラッド部基材の斜視図、（ｂ）はクラッド部基材の断面図、（ｃ）はコア部成形後の斜視図、（ｄ）はコア部成形後の断面図、（ｅ）はオーバークラッド部成形後の斜視図（第二の例）、（ｆ）はオーバークラッド部成形後の断面図（第二の例）、（ｇ）はオーバークラッド部成形後の斜視図（第三の例）、（ｈ）はオーバークラッド部成形後の断面図（第三の例）である。
【００４２】
また、図４は第四の例であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は製造後の斜視図である。さらに、図５は第五の例であり、（ａ）は光導波路部品とクラッド部基材の斜視図、（ｂ）は光導波路部品をクラッド部基材に収容した状態の斜視図である。さらにまた、図６は第六の例であり、（ａ）及び（ｂ）は光結合用光導波路の断面図である。
【００４３】
尚、以下で説明する光結合用光導波路の機能は、上記形態の光結合用光導波路１１（図１参照）と基本的に同じであり、各部分の詳細な説明は省略するものとする。また、使用する樹脂材料も最適であれば同じであり、説明は省略するものとする。
【００４４】
＜第二の例＞：図３（ｅ）に示す如くの光結合用光導波路５１は、幾つかの工程を経て製造されている。具体的には、先ず、図３（ａ）及び（ｂ）に示す如くのクラッド部基材５２を成形する。クラッド部基材５２は、クラッド部の一部を構成するものであって、所望のクラッド材料を用いて略半円柱形状に成形されている。クラッド部基材５２には、光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４が形成されている。また、クラッド部基材５２には、コア溝５５及びクラッド溝５６が形成されている。コア溝５５及びクラッド溝５６は、光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４の間に形成されている。
【００４５】
コア溝５５は、断面視矩形状に形成されている。また、コア溝５５は、光入射側凸レンズ５３から光出射側凸レンズ５４に向けて幅狭となるように形成されている。コア溝５５は、クラッド溝５６の底面を凹ますようにして形成されている。クラッド溝５６は、堰状の一対のリブ５７によって形成されている。光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４は、非球面となるように形成されている。また、光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４は、コア溝５５の両端よりも大きな直径を有するように形成されている。
【００４６】
クラッド部基材５２の成形後は、図３（ｃ）及び（ｄ）に示す如く、コア溝５５にコア材料を充填してコア部５８を成形する。コア材料は、本形態において、ディスペンサを用いて充填されるようになっている。コア材料は、クラッド溝５６の底面に面一となるまで充填されるようになっている。コア溝５５に充填されたコア材料が硬化すると、コア部５８の成形が完了するとともに、コア部５８と光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４とが一体化する。
【００４７】
コア部５８の成形が完了すると、最後に、図３（ｅ）及び（ｆ）に示す如く、クラッド溝５６にクラッド材料を充填してコア部５８の上にオーバークラッド部５９を成形する。クラッド材料は、ここでは一対のリブ５７の上面に面一となるまで充填されるようになっている。オーバークラッド部５９は、コア部５８を覆った状態でクラッド部基材５２に一体化する。オーバークラッド部５９は、クラッド部の一部を構成しているものとする。
【００４８】
オーバークラッド部５９を成形すると、光結合用光導波路５１の一連の製造が完了する。光結合用光導波路５１は、この全体の外観形状が略半円柱形状に形成されている。また、光結合用光導波路５１は、光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４が端面から突出しない形状に形成されている（凹部６１を形成してクラッド部入射側端面６２及びクラッド部出射側端面６３から突出しないようになっている）。
【００４９】
＜第三の例＞：図３（ｇ）に示す如くの光結合用光導波路５１′は、幾つかの工程を経て製造されている。具体的には、先ず、図３（ａ）及び（ｂ）に示す如くのクラッド部基材５２を成形する。次に、図３（ｃ）及び（ｄ）に示す如く、コア溝５５にコア材料を充填してコア部５８を成形する。最後に、図３（ｇ）及び（ｈ）に示す如く、クラッド部基材５２の上にオーバークラッド部６０を成形（オーバークラッド部６０はクラッド部の一部を構成するものとする）すると、光結合用光導波路５１′の一連の製造が完了する。光結合用光導波路５１′は、この全体の外観形状が略円柱形状に形成されている。また、光結合用光導波路５１は、光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４が端面から突出しない形状に形成されている（凹部６１′を形成してクラッド部入射側端面６２′及びクラッド部出射側端面６３′から突出しないようになっている）。
【００５０】
＜第四の例＞：図４（ｂ）に示す如くの光結合用光導波路７１は、幾つかの工程を経て製造されている。具体的には、先ず、コア部入射側端面及びコア部出射側端面を有するコア部７２を成形する。次に、コア部７２をクラッド材料の中に埋めるようにして、図４（ａ）に示す如くの光導波路部品７３を作製する（光導波路部品の作製に関する他の方法は後述する）。光導波路部品７３は、平面視矩形となる板状に作製されている。光導波路部品７３は、この端面にコア部７２のコア部入射側端面及びコア部出射側端面が露出するように作製されている。
【００５１】
光導波路部品７３とは別に図４（ａ）に示す如くの基材７４を成形する。基材７４は、コア部入射側端面及びコア部出射側端面よりも径の大きな光入射側凸レンズ７５及び光出射側凸レンズ７６を有しており、全体の外観形状が略円柱形状となるように形成されている。基材７４は、光入射側凸レンズ７５及び光出射側凸レンズ７６が端面から突出しない形状に形成されている（凹部７７を形成してクラッド部入射側端面７８及びクラッド部出射側端面７９から突出しないようになっている）。基材７４は、クラッド部の一部を構成するようになっている。このような基材７４には、この内部に光導波路部品７３を収容するための光導波路部品差込開口部８０及び光導波路部品収容凹部８１が形成されている。
【００５２】
最後に、光導波路部品７３を光導波路部品差込開口部８０を介して光導波路部品収容凹部８１に収容し例えば接着剤等で固定すると、図４（ｂ）に示す如く、光結合用光導波路７１の一連の製造が完了する。
【００５３】
尚、光導波路部品の製造方法に関して補足すると、光導波路部品は、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法、直接露光法、インプリンティング法、ソフトモールド法、フォトブリーチング法など、光導波路を高精度、低損失かつ高信頼で製作することができる方法により得られるものとする。コア部はクラッド内に埋め込まれており、材料は樹脂、ガラスのいずれであっても製作可能であるものとする。このような光導波路部品は、光導波路の透過率や経時劣化等特性に優れた材料選定が可能になるという利点を有している。
【００５４】
＜第五の例＞：図５（ｂ）に示す如くの光結合用光導波路５１′は、幾つかの工程を経て製造されている。具体的には、先ず、図５（ａ）に示す如くの光導波路部品７３を作製する（作製は第四の例を参照）。
【００５５】
次に、光導波路部品７３とは別に図５（ａ）に示す如くの基材８２を成形する（基材８２はクラッド部の一部を構成するものとする）。基材８２には、光入射側凸レンズ７５及び光出射側凸レンズ７６が形成されている。また、基材８２には、光入射側凸レンズ７５及び光出射側凸レンズ７６の間に光導波路部品７３を収容するための光導波路部品収容凹部８３が形成されている。
【００５６】
最後に、図５（ｂ）に示す如く、光導波路部品７３を光導波路部品収容凹部８３に収容し例えば接着剤等で固定すると、第五の例の光結合用光導波路７１′の一連の製造が完了する。
【００５７】
＜第六の例＞：図６（ａ）に示す如くの光結合用光導波路９１は、幾つかの工程を経て製造されている。具体的には、先ず、クラッド部９２を成形する。このクラッド部９２は、円形の端面９３、９４と側面９５とを有しており、中央にコア部成形用貫通孔９６が形成されている。このコア部成形用貫通孔９６は、テーパ状に形成されている。コア部成形用貫通孔９６は、この一端が凹部９７の底面に開口するように形成されている。また、コア部成形用貫通孔９６は、この他端が端面９４に開口するように形成されている。凹部９７は、端面９３に形成されている。
【００５８】
クラッド部９２の成形後はコア部９８を成形する。コア部９８の成形は、コア部成形用貫通孔９６にコア材料を充填するとともに、これと同時にコア部成形用貫通孔９６の外側に上記コア材料によって光入射側凸レンズ９９及び光出射側凸レンズ１００を一体に成形するようになっている。光入射側凸レンズ９９は、クラッド部９２の端面９４に一体成形された光入射側端部１０１の凹部１０２に形成されている。一方、光出射側凸レンズ１００は、クラッド部９２の凹部９７に形成されている。
【００５９】
光入射側凸レンズ９９及び光出射側凸レンズ１００は、コア部入射側及びコア部出射側よりも大きな直径となり、且つ端面９３及び光入射側端部１０１の端面１０３から突出しない形状に形成されている。コア部９８の成形が完了すると全体の外観形状が略円柱形状となる光結合用光導波路９１の一連の製造が完了する。
【００６０】
尚、上記に限らず次のように製造しても良いものとする。すなわち、図６（ｂ）に示す如く、先ず、クラッド部１０４を成形する。このクラッド部１０４は、円形の端面１０５、１０６と側面１０７とを有しており、中央にコア部成形用貫通孔１０８が形成されている。このコア部成形用貫通孔１０８は、テーパ状に形成されている。コア部成形用貫通孔１０８は、この一端が凹部１０９の底面に開口するように形成されている。また、コア部成形用貫通孔１０８は、この他端が端面１０６に開口するように形成されている。凹部１０９は、端面１０５に形成されている。
【００６１】
クラッド部１０４の成形後はコア部１１０を成形する。コア部１１０の成形は、コア部成形用貫通孔１０８にコア材料を充填するとともに、これと同時にコア部成形用貫通孔１０８の外側に上記コア材料によって光入射側凸レンズ１１１及び光出射側凸レンズ１１２を一体に成形するようになっている。光入射側凸レンズ１１１は、クラッド部１０４の凹部１０９に形成されている。一方、光出射側凸レンズ１１２は、端面１０６に一体成形された光出射側端部１１３の凹部１１４に形成されている。
【００６２】
光入射側凸レンズ１１１及び光出射側凸レンズ１１２は、コア部入射側及びコア部出射側よりも大きな直径となり、且つ端面１０５及び光出射側端部１１３の端面１１５から突出しない形状に形成されている。コア部１１０の成形が完了すると全体の外観形状が略円柱形状となる光結合用光導波路１１６の一連の製造が完了する。
【００６３】
以上、図１ないし図６を参照しながら説明してきたように、各例とも光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。
【００６４】
この他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の光結合用光導波路の製造方法に係る図であり、（ａ）は光結合用光導波路の断面図、（ｂ）は光結合用光導波路を発光側に配置した時の断面図、（ｃ）は光結合用光導波路を受光側に配置した時の断面図である。
【図２】光結合用光導波路を備える光コネクタの図であり、（ａ）は光コネクタの分解斜視図、（ｂ）は雌側の光コネクタの断面図である。
【図３】光結合用光導波路の製造方法に係る第二の例及び第三の例であり、（ａ）はクラッド部基材の斜視図、（ｂ）はクラッド部基材の断面図、（ｃ）はコア部成形後の斜視図、（ｄ）はコア部成形後の断面図、（ｅ）はオーバークラッド部成形後の斜視図（第二の例）、（ｆ）はオーバークラッド部成形後の断面図（第二の例）、（ｇ）はオーバークラッド部成形後の斜視図（第三の例）、（ｈ）はオーバークラッド部成形後の断面図（第三の例）である。
【図４】光結合用光導波路の製造方法に係る第四の例であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は製造後の斜視図である。
【図５】光結合用光導波路の製造方法に係る第五の例であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は製造後の斜視図である。
【図６】光結合用光導波路の製造方法に係る第六の例であり、（ａ）及び（ｂ）は光結合用光導波路の断面図である。
【図７】従来例の光結合用光導波路の断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１、５１、５１′、７１、７１′、９１、１１６ 光結合用光導波路
１２、５８、７２、９８、１１０ コア部
１３、９２、１０４ クラッド部
１４ 側面
１５ コア部入射側端面
１６ コア部出射側端面
１７ 光ファイバ（細径コア光ファイバ）
１８ 発光素子（光素子部品）
１９ 受光素子（光素子部品）
２０ 側面
２１、６２、６２′、７８ クラッド部入射側端面
２２、６３、６３′、７９ クラッド部出射側端面
２３、２４、６１、６１′、７７ 凹部
２５、５３、７５、９９、１１１ 光入射側凸レンズ
２６、５４、７６、１００、１１２ 光出射側凸レンズ
３１ 光コネクタ
３２ 雄型の光コネクタ
３３ 雌型の光コネクタ
３４ 光ファイバケーブル
３５ ハウジング
３６ スプリングキャップ
３７ ハウジング
３８ 発光素子部品
３９ 受光素子部品
４０ キャップ
４１ 嵌合部
４２ 筒部
４３ 収容部
５２ クラッド部基材（クラッド部）
５５ コア溝
５６ クラッド溝
５９、６０ オーバークラッド部（クラッド部）
７３ 光導波路部品
７４、８２ 基材（クラッド部）
８０ 光導波路部品差込開口部
８１、８３ 光導波路部品収容凹部
９６、１０８ コア部成形用貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コア部とクラッド部とを備えて構成されるとともに、光ファイバと光素子部品との間に配置される光透過性の透明な光結合用光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバと光素子部品との間に介在する光結合用光導波路は、例えば本願出願人が先に提案した下記特許文献１に光コネクタ用スリーブとして開示されている。図７において、光コネクタ用スリーブ１は、コア部２とクラッド部３とを備えて略円柱形状に形成されている。コア部２は、次第に縮径するテーパ状の側部４を形成してなる略截頭円錐状の導波路５と、円形フランジ状のガイド６とを有している。導波路５の大きな径側の端部には、レンズ７が一体に形成されている。これに対して、導波路５の小さな径側の端部は、円形で平坦な端面となるように形成されている。クラッド部３は、コア部２の側部４に密着するとともに、外形がガイド６と面一となるように形成されている。
【特許文献１】特開２００１−１３３６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術にあっては、コア部２の導波路５の一方のみにレンズ７が一体に形成されているが、近年の伝送容量増大の傾向においては、光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対する光結合効率確保の観点から、受発光部ともに小さい径の端部（導波路５の光出射側）にもレンズが必要であると本願発明者は考えている（導波路５のテーパ形状により、出射光ＮＡは入射光ＮＡよりも大きくなる。マルチモードファイバにおけるモード分散の影響は、光ファイバへの入射光ＮＡが大きいほど、すなわち光ファイバ内での光線の反射角が大きいほど顕著になり、結果、光リンクの伝送帯域は劣化する。よって、発光側では光出射側にもレンズが必要になると考えている）。
【０００４】
光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化により導波路５の小さい径の端部（光出射側）にレンズを一体に形成することを上記従来技術の形状に基づいて考えると、上記小さい径の端部が非常に小さいことからレンズが極小なものとなってしまい、樹脂成形の面や特性の面で問題点（金型加工精度や伝送損失）が生じてしまう可能性を有している。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、コア部とクラッド部とを備えて構成されるとともに、光ファイバと光素子部品との間に配置される光透過性の透明な光結合用光導波路の製造方法において、前記コア部又は前記クラッド部のいずれかを成形する工程で、該いずれかに前記コア部の入射側及び出射側に連続する各位置となり且つ該入射側及び該出射側よりも各々大きな直径となる光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズを一体に成形することを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを有するとともに、これらの間にコア溝及びクラッド溝を有するクラッド部基材を成形する工程と、前記コア溝にコア材料を充填して前記コア部を成形する工程と、前記クラッド溝にクラッド材料を充填して前記コア部の上にオーバークラッド部を成形する工程と、を含むことを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項２に記載の光結合用光導波路の製造方法において、前記オーバークラッド部と前記クラッド部基材とにより全体の外観形状を略円柱形状又は略半円柱形状に成形するとともに、円柱両端面又は半円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形することを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、コア部入射側端面及びコア部出射側端面を有するように前記コア部を成形する工程と、前記コア部入射側端面及び前記コア部出射側端面を露出させつつ前記コア部をクラッド材料の中に埋めるようにして光導波路部品を作製する工程と、前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを有するとともに、これらの間に前記光導波路部品を収容する光導波路部品収容凹部を有する基材を成形する工程と、前記光導波路部品収容凹部に前記光導波路部品を収容固定する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１０】
請求項５記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項４に記載の光結合用光導波路の製造方法において、前記基材を略円柱形状又は略半円柱形状の外観形状に成形するとともに、円柱両端面又は半円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形することを特徴としている。
【００１１】
請求項６記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項５に記載の光結合用光導波路の製造方法において、前記基材を前記略円柱形状の外観形状に成形する場合、前記光導波路部品収容凹部に連続する光導波路部品差込開口部を前記基材に形成することを特徴としている。
【００１２】
請求項７記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、コア部成形用貫通孔を有するように前記クラッド部を成形する工程と、前記コア部成形用貫通孔にコア材料を充填して前記コア部を成形するとともに、これと同時に前記コア部成形用貫通孔の外側に前記コア材料によって前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを前記コア部に一体成形する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１３】
請求項８記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項７に記載の光結合用光導波路の製造方法において、全体の外観形状を略円柱形状に成形するとともに、円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形することを特徴としている。
【００１４】
請求項９記載の本発明の光結合用光導波路の製造方法は、請求項１ないし請求項８いずれか記載の光結合用光導波路の製造方法において、前記コア部を、前記入射側から前記出射側に向けて幅狭となるテーパ形状の側面を有する形状に成形することを特徴としている。
【００１５】
以上のような特徴を有する本発明によれば、コア部の両端に、このコア部の入射側及び出射側よりも大きなレンズとなる光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズが一体に成形される。これにより光結合用光導波路は、光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応可能なものとなる。光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズは、コア部の入射側及び出射側よりも大きなレンズとなることから、樹脂成形の面や特性の面で良好な結果が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載された本発明によれば、光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路の製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【００１７】
請求項２に記載された本発明によれば、クラッド部基材に成形されたコア溝にコア材料を充填してコア部を成形すると、コア部の入射側及び出射側とクラッド部基材に成形された光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズとが一体化するので、このような方法によって光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。
【００１８】
請求項３に記載された本発明によれば、全体の外観形状が略円柱形状であり、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズが端面から突出しない形状であることから、光コネクタ用スリーブとして好適な形状の光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。また、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズの損傷、汚染を防止することができるという効果を奏する。
【００１９】
請求項４に記載された本発明によれば、コア部を有する光導波路部品を光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズを有するクラッド部基材の光導波路部品収容凹部に収容すると、コア部のコア部入射側端面及びコア部出射側端面とクラッド部基材の光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズとが連続するので、このような方法によって光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。
【００２０】
請求項５に記載された本発明によれば、全体の外観形状が略円柱形状又は略半円柱形状であり、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズが端面から突出しない形状であることから、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズの損傷、汚染を防止することができるという効果を奏する。また、特に略円柱形状の場合、光コネクタ用スリーブとして好適な形状の光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。
【００２１】
請求項６に記載された本発明によれば、光導波路部品差込開口部を介して光導波路部品を差し込むだけで簡単に光導波路部品を光導波路部品収容凹部に収容することができるという効果を奏する。
【００２２】
請求項７に記載された本発明によれば、コア部の成形と同時にこのコア部の両端に光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズとが一体化するので、このような方法によって光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。
【００２３】
請求項８に記載された本発明によれば、全体の外観形状が略円柱形状であり、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズが端面から突出しない形状であることから、光コネクタ用スリーブとして好適な形状の光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。また、光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズの損傷、汚染を防止することができるという効果を奏する。
【００２４】
請求項９に記載された本発明によれば、テーパ形状によってコア部を伝播する光を次第に集光させることができるという効果を奏する。コア部において集光された光は、さらにクラッド部の光出射側凸レンズによって集光されることから、結果、より好適に光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の光結合用光導波路の製造方法に係る図であり、（ａ）は光結合用光導波路の断面図、（ｂ）は光結合用光導波路を発光側に配置した時の断面図、（ｃ）は光結合用光導波路を受光側に配置した時の断面図である。また、図２は光結合用光導波路を備える光コネクタの図であり、（ａ）は光コネクタの分解斜視図、（ｂ）は雌側の光コネクタの断面図である。
【００２６】
図１において、引用符号１１は本発明の方法により製造された光結合用光導波路の第一の例を示している。光結合用光導波路１１は、光透過性を有する透明な合成樹脂製の部材であって、コア部１２とクラッド部１３とを備えて構成されている。光結合用光導波路１１は、二色成形によってコア部１２をクラッド部１３内に埋めた状態となるように成形されている。また、光結合用光導波路１１は、本形態において、最終形状が略円柱形状となるように成形されている（最終形状は一例であり、本形態においては後述する光コネクタの仕様に合わせているものとする）。
【００２７】
コア部１２は、例えば透明なポリカーボネート（ＰＣ。この材料に限定されないものとする）を用いて成形されており、次第に縮径するテーパ状の側面１４を有するとともに、コア部入射側端面１５及びコア部出射側端面１６を有して、光ファイバ１７及び光素子部品（１８、１９）の光軸方向にのびる、比較的細長い略截頭円錐状の図示形状に形成されている。
【００２８】
側面１４は、コア部入射側端面１５からコア部出射側端面１６に向けて幅狭となるように形成されている。コア部入射側端面１５及びコア部出射側端面１６は、共に円形の平坦な端面であって、側面１４がテーパ状であることからコア部入射側端面１５の方がコア部出射側端面１６よりも大きな直径に形成されている。尚、コア部１２は、上記形状に限らず、真っ直ぐな円柱形状等に形成しても良いものとする（光ファイバ１７を適宜長さに切断してこれを用いることも可能であるものとする）。本形態においては、テーパ状に形成することにより、調心位置からの位置ズレが生じても光結合効率が劣化し難くなるようになっている。
【００２９】
クラッド部１３は、例えば透明なポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ（メタクリル樹脂）。この材料に限定されないものとする）を用いて成形されており、上記の如く内部にコア部１２を埋めた状態で外観形状が略円柱形状となるように形成されている。引用符号２０は側面を示している。また、引用符号２１はクラッド部入射側端面、引用符号２２はクラッド部入射側端面２１の反対側に位置するクラッド部出射側端面を示している。
【００３０】
クラッド部入射側端面２１及びクラッド部出射側端面２２は、共に円形の平坦な端面であって、各中央には凹部２３、２４が所定の深さで形成されている。クラッド部入射側端面２１の凹部２３には、この底面にコア部１２のコア部入射側端面１５に連続する光入射側凸レンズ２５が形成されている。また、クラッド部出射側端面２２の凹部２４にも同様に、この底面にコア部１２のコア部出射側端面１６に連続する光出射側凸レンズ２６が形成されている。光入射側凸レンズ２５及び光出射側凸レンズ２６は、図示の如くの凸レンズであって、本形態においては非球面となるように形成されている（レンズ面に無反射膜コートを施しても良いものとする）。光入射側凸レンズ２５及び光出射側凸レンズ２６は、クラッド部入射側端面２１及びクラッド部出射側端面２２から突出しないような高さ寸法で形成されている（光入射側凸レンズ２５及び光出射側凸レンズ２６の損傷、汚染防止に効果的である）。
【００３１】
コア部１２、光入射側凸レンズ２５、及び光出射側凸レンズ２６は、これらの中心が原則、同一軸上（光軸上）になるように配置形成されている。
【００３２】
図１（ｂ）において、以上のような光結合用光導波路１１は、光ファイバ１７と、光素子部品に含まれる発光素子１８との間に介在させて用いる際に、光ファイバ１７側に光出射側凸レンズ２６が位置し、発光素子１８側に光入射側凸レンズ２５が位置するような使用形態になっている。また、図１（ｃ）において、光素子部品に含まれる受光素子１９と、光ファイバ１７との間に介在させて用いる際には、受光素子１９側に光出射側凸レンズ２６が位置し、光ファイバ１７側に光入射側凸レンズ２５が位置するような使用形態になっている。
【００３３】
光ファイバ１７は、マルチモード光ファイバであって、本形態においては、ＰＣＳ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｌａｄ Ｓｉｌｉｃａ）［コア径：φ２００μｍ、クラッド径：φ２３０μｍ］が用いられている（一例であるものとする）。発光素子１８は、本形態において、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）［発光波長８５０ｎｍ］が用いられている。尚、ＶＣＳＥＬ以外としては、ＬＤやＬＥＤが挙げられるものとする。受光素子１９は、本形態において、Ｓｉ−ＰＩＮフォトダイオードが用いられている。尚、Ｓｉ−ＰＩＮフォトダイオード以外としては、例えばＧａＡｓ系フォトダイオードが挙げられるものとする。
【００３４】
次に、図２を参照しながら光結合用光導波路１１を備える光コネクタ３１について簡単に説明する（詳細な構造に関しては、背景技術の欄の特許文献１に開示されている）。
【００３５】
図２において、光コネクタ３１は、雄型の光コネクタ３２と雌型の光コネクタ３３とを備えて構成されており、これらが嵌合することにより光学的な結合がなされるようになっている。雄型の光コネクタ３２は、一対の光ファイバケーブル３４の端末に設けられており、雌型の光コネクタ３３は図示しない回路基板に接続固定されている。
【００３６】
光ファイバケーブル３４の端末には、フェルール（図示省略）とスプリング（図示省略）とが設けられている。雄型の光コネクタ３２は、上記フェルールを収容するハウジング３５と、ハウジング３５の後部に嵌合して上記スプリングを支持するスプリングキャップ３６とを備えて構成されている。
【００３７】
一方、雌型の光コネクタ３３は、ハウジング３７と、本発明の光結合用光導波路１１と、発光素子部品３８と、受光素子部品３９と、キャップ４０とを備えて構成されている。ハウジング３７には、雄型の光コネクタ３２が嵌合する嵌合部４１と、この嵌合部４１の内部に突出する筒部４２と、発光素子部品３８及び受光素子部品３９が収容される収容部４３とが形成されている。
【００３８】
筒部４２には、光ファイバケーブル３４の端末のフェルールが差し込まれるようになっている。また、筒部４２には、光結合用光導波路１１が収容されるようになっている。筒部４２に収容された光結合用光導波路１１は、フェルールの端末に露出する光ファイバ端面と、発光素子部品３８又は受光素子部品３９との間に介在するようになっている。
【００３９】
光ファイバ端面と光結合用光導波路１１との位置は、筒部４２の構造やフェルールの構造によって位置決めがなされるようになっている（結合損失が小さくなるように寸法設定がなされている）。収容部４３に収容された発光素子部品３８及び受光素子部品３９は、キャップ４０により押圧されて、光結合用光導波路１１との位置が安定するようになっている（結合損失が小さくなるように寸法設定がなされている）。
【００４０】
尚、上記説明では発光側、受光側とも光結合用光導波路１１を用いていることから、発光側、受光側で形状及び材料が同一のものとなっている。しかしながらこれに限らず、発光側、受光側に対し各々最適化した形状や材料となる光結合用光導波路を用いても良いものとする。
【００４１】
続いて、図３ないし図６を参照しながら光結合用光導波路の製造方法の他の例について説明する。図３は第二の例及び第三の例であり、（ａ）はクラッド部基材の斜視図、（ｂ）はクラッド部基材の断面図、（ｃ）はコア部成形後の斜視図、（ｄ）はコア部成形後の断面図、（ｅ）はオーバークラッド部成形後の斜視図（第二の例）、（ｆ）はオーバークラッド部成形後の断面図（第二の例）、（ｇ）はオーバークラッド部成形後の斜視図（第三の例）、（ｈ）はオーバークラッド部成形後の断面図（第三の例）である。
【００４２】
また、図４は第四の例であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は製造後の斜視図である。さらに、図５は第五の例であり、（ａ）は光導波路部品とクラッド部基材の斜視図、（ｂ）は光導波路部品をクラッド部基材に収容した状態の斜視図である。さらにまた、図６は第六の例であり、（ａ）及び（ｂ）は光結合用光導波路の断面図である。
【００４３】
尚、以下で説明する光結合用光導波路の機能は、上記形態の光結合用光導波路１１（図１参照）と基本的に同じであり、各部分の詳細な説明は省略するものとする。また、使用する樹脂材料も最適であれば同じであり、説明は省略するものとする。
【００４４】
＜第二の例＞：図３（ｅ）に示す如くの光結合用光導波路５１は、幾つかの工程を経て製造されている。具体的には、先ず、図３（ａ）及び（ｂ）に示す如くのクラッド部基材５２を成形する。クラッド部基材５２は、クラッド部の一部を構成するものであって、所望のクラッド材料を用いて略半円柱形状に成形されている。クラッド部基材５２には、光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４が形成されている。また、クラッド部基材５２には、コア溝５５及びクラッド溝５６が形成されている。コア溝５５及びクラッド溝５６は、光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４の間に形成されている。
【００４５】
コア溝５５は、断面視矩形状に形成されている。また、コア溝５５は、光入射側凸レンズ５３から光出射側凸レンズ５４に向けて幅狭となるように形成されている。コア溝５５は、クラッド溝５６の底面を凹ますようにして形成されている。クラッド溝５６は、堰状の一対のリブ５７によって形成されている。光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４は、非球面となるように形成されている。また、光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４は、コア溝５５の両端よりも大きな直径を有するように形成されている。
【００４６】
クラッド部基材５２の成形後は、図３（ｃ）及び（ｄ）に示す如く、コア溝５５にコア材料を充填してコア部５８を成形する。コア材料は、本形態において、ディスペンサを用いて充填されるようになっている。コア材料は、クラッド溝５６の底面に面一となるまで充填されるようになっている。コア溝５５に充填されたコア材料が硬化すると、コア部５８の成形が完了するとともに、コア部５８と光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４とが一体化する。
【００４７】
コア部５８の成形が完了すると、最後に、図３（ｅ）及び（ｆ）に示す如く、クラッド溝５６にクラッド材料を充填してコア部５８の上にオーバークラッド部５９を成形する。クラッド材料は、ここでは一対のリブ５７の上面に面一となるまで充填されるようになっている。オーバークラッド部５９は、コア部５８を覆った状態でクラッド部基材５２に一体化する。オーバークラッド部５９は、クラッド部の一部を構成しているものとする。
【００４８】
オーバークラッド部５９を成形すると、光結合用光導波路５１の一連の製造が完了する。光結合用光導波路５１は、この全体の外観形状が略半円柱形状に形成されている。また、光結合用光導波路５１は、光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４が端面から突出しない形状に形成されている（凹部６１を形成してクラッド部入射側端面６２及びクラッド部出射側端面６３から突出しないようになっている）。
【００４９】
＜第三の例＞：図３（ｇ）に示す如くの光結合用光導波路５１′は、幾つかの工程を経て製造されている。具体的には、先ず、図３（ａ）及び（ｂ）に示す如くのクラッド部基材５２を成形する。次に、図３（ｃ）及び（ｄ）に示す如く、コア溝５５にコア材料を充填してコア部５８を成形する。最後に、図３（ｇ）及び（ｈ）に示す如く、クラッド部基材５２の上にオーバークラッド部６０を成形（オーバークラッド部６０はクラッド部の一部を構成するものとする）すると、光結合用光導波路５１′の一連の製造が完了する。光結合用光導波路５１′は、この全体の外観形状が略円柱形状に形成されている。また、光結合用光導波路５１は、光入射側凸レンズ５３及び光出射側凸レンズ５４が端面から突出しない形状に形成されている（凹部６１′を形成してクラッド部入射側端面６２′及びクラッド部出射側端面６３′から突出しないようになっている）。
【００５０】
＜第四の例＞：図４（ｂ）に示す如くの光結合用光導波路７１は、幾つかの工程を経て製造されている。具体的には、先ず、コア部入射側端面及びコア部出射側端面を有するコア部７２を成形する。次に、コア部７２をクラッド材料の中に埋めるようにして、図４（ａ）に示す如くの光導波路部品７３を作製する（光導波路部品の作製に関する他の方法は後述する）。光導波路部品７３は、平面視矩形となる板状に作製されている。光導波路部品７３は、この端面にコア部７２のコア部入射側端面及びコア部出射側端面が露出するように作製されている。
【００５１】
光導波路部品７３とは別に図４（ａ）に示す如くの基材７４を成形する。基材７４は、コア部入射側端面及びコア部出射側端面よりも径の大きな光入射側凸レンズ７５及び光出射側凸レンズ７６を有しており、全体の外観形状が略円柱形状となるように形成されている。基材７４は、光入射側凸レンズ７５及び光出射側凸レンズ７６が端面から突出しない形状に形成されている（凹部７７を形成してクラッド部入射側端面７８及びクラッド部出射側端面７９から突出しないようになっている）。基材７４は、クラッド部の一部を構成するようになっている。このような基材７４には、この内部に光導波路部品７３を収容するための光導波路部品差込開口部８０及び光導波路部品収容凹部８１が形成されている。
【００５２】
最後に、光導波路部品７３を光導波路部品差込開口部８０を介して光導波路部品収容凹部８１に収容し例えば接着剤等で固定すると、図４（ｂ）に示す如く、光結合用光導波路７１の一連の製造が完了する。
【００５３】
尚、光導波路部品の製造方法に関して補足すると、光導波路部品は、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法、直接露光法、インプリンティング法、ソフトモールド法、フォトブリーチング法など、光導波路を高精度、低損失かつ高信頼で製作することができる方法により得られるものとする。コア部はクラッド内に埋め込まれており、材料は樹脂、ガラスのいずれであっても製作可能であるものとする。このような光導波路部品は、光導波路の透過率や経時劣化等特性に優れた材料選定が可能になるという利点を有している。
【００５４】
＜第五の例＞：図５（ｂ）に示す如くの光結合用光導波路５１′は、幾つかの工程を経て製造されている。具体的には、先ず、図５（ａ）に示す如くの光導波路部品７３を作製する（作製は第四の例を参照）。
【００５５】
次に、光導波路部品７３とは別に図５（ａ）に示す如くの基材８２を成形する（基材８２はクラッド部の一部を構成するものとする）。基材８２には、光入射側凸レンズ７５及び光出射側凸レンズ７６が形成されている。また、基材８２には、光入射側凸レンズ７５及び光出射側凸レンズ７６の間に光導波路部品７３を収容するための光導波路部品収容凹部８３が形成されている。
【００５６】
最後に、図５（ｂ）に示す如く、光導波路部品７３を光導波路部品収容凹部８３に収容し例えば接着剤等で固定すると、第五の例の光結合用光導波路７１′の一連の製造が完了する。
【００５７】
＜第六の例＞：図６（ａ）に示す如くの光結合用光導波路９１は、幾つかの工程を経て製造されている。具体的には、先ず、クラッド部９２を成形する。このクラッド部９２は、円形の端面９３、９４と側面９５とを有しており、中央にコア部成形用貫通孔９６が形成されている。このコア部成形用貫通孔９６は、テーパ状に形成されている。コア部成形用貫通孔９６は、この一端が凹部９７の底面に開口するように形成されている。また、コア部成形用貫通孔９６は、この他端が端面９４に開口するように形成されている。凹部９７は、端面９３に形成されている。
【００５８】
クラッド部９２の成形後はコア部９８を成形する。コア部９８の成形は、コア部成形用貫通孔９６にコア材料を充填するとともに、これと同時にコア部成形用貫通孔９６の外側に上記コア材料によって光入射側凸レンズ９９及び光出射側凸レンズ１００を一体に成形するようになっている。光入射側凸レンズ９９は、クラッド部９２の端面９４に一体成形された光入射側端部１０１の凹部１０２に形成されている。一方、光出射側凸レンズ１００は、クラッド部９２の凹部９７に形成されている。
【００５９】
光入射側凸レンズ９９及び光出射側凸レンズ１００は、コア部入射側及びコア部出射側よりも大きな直径となり、且つ端面９３及び光入射側端部１０１の端面１０３から突出しない形状に形成されている。コア部９８の成形が完了すると全体の外観形状が略円柱形状となる光結合用光導波路９１の一連の製造が完了する。
【００６０】
尚、上記に限らず次のように製造しても良いものとする。すなわち、図６（ｂ）に示す如く、先ず、クラッド部１０４を成形する。このクラッド部１０４は、円形の端面１０５、１０６と側面１０７とを有しており、中央にコア部成形用貫通孔１０８が形成されている。このコア部成形用貫通孔１０８は、テーパ状に形成されている。コア部成形用貫通孔１０８は、この一端が凹部１０９の底面に開口するように形成されている。また、コア部成形用貫通孔１０８は、この他端が端面１０６に開口するように形成されている。凹部１０９は、端面１０５に形成されている。
【００６１】
クラッド部１０４の成形後はコア部１１０を成形する。コア部１１０の成形は、コア部成形用貫通孔１０８にコア材料を充填するとともに、これと同時にコア部成形用貫通孔１０８の外側に上記コア材料によって光入射側凸レンズ１１１及び光出射側凸レンズ１１２を一体に成形するようになっている。光入射側凸レンズ１１１は、クラッド部１０４の凹部１０９に形成されている。一方、光出射側凸レンズ１１２は、端面１０６に一体成形された光出射側端部１１３の凹部１１４に形成されている。
【００６２】
光入射側凸レンズ１１１及び光出射側凸レンズ１１２は、コア部入射側及びコア部出射側よりも大きな直径となり、且つ端面１０５及び光出射側端部１１３の端面１１５から突出しない形状に形成されている。コア部１１０の成形が完了すると全体の外観形状が略円柱形状となる光結合用光導波路１１６の一連の製造が完了する。
【００６３】
以上、図１ないし図６を参照しながら説明してきたように、各例とも光ファイバコアの細径化・受光径の小面積化に対応することが可能な光結合用光導波路を製造することができるという効果を奏する。
【００６４】
この他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の光結合用光導波路の製造方法に係る図であり、（ａ）は光結合用光導波路の断面図、（ｂ）は光結合用光導波路を発光側に配置した時の断面図、（ｃ）は光結合用光導波路を受光側に配置した時の断面図である。
【図２】光結合用光導波路を備える光コネクタの図であり、（ａ）は光コネクタの分解斜視図、（ｂ）は雌側の光コネクタの断面図である。
【図３】光結合用光導波路の製造方法に係る第二の例及び第三の例であり、（ａ）はクラッド部基材の斜視図、（ｂ）はクラッド部基材の断面図、（ｃ）はコア部成形後の斜視図、（ｄ）はコア部成形後の断面図、（ｅ）はオーバークラッド部成形後の斜視図（第二の例）、（ｆ）はオーバークラッド部成形後の断面図（第二の例）、（ｇ）はオーバークラッド部成形後の斜視図（第三の例）、（ｈ）はオーバークラッド部成形後の断面図（第三の例）である。
【図４】光結合用光導波路の製造方法に係る第四の例であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は製造後の斜視図である。
【図５】光結合用光導波路の製造方法に係る第五の例であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は製造後の斜視図である。
【図６】光結合用光導波路の製造方法に係る第六の例であり、（ａ）及び（ｂ）は光結合用光導波路の断面図である。
【図７】従来例の光結合用光導波路の断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１、５１、５１′、７１、７１′、９１、１１６ 光結合用光導波路
１２、５８、７２、９８、１１０ コア部
１３、９２、１０４ クラッド部
１４ 側面
１５ コア部入射側端面
１６ コア部出射側端面
１７ 光ファイバ（細径コア光ファイバ）
１８ 発光素子（光素子部品）
１９ 受光素子（光素子部品）
２０ 側面
２１、６２、６２′、７８ クラッド部入射側端面
２２、６３、６３′、７９ クラッド部出射側端面
２３、２４、６１、６１′、７７ 凹部
２５、５３、７５、９９、１１１ 光入射側凸レンズ
２６、５４、７６、１００、１１２ 光出射側凸レンズ
３１ 光コネクタ
３２ 雄型の光コネクタ
３３ 雌型の光コネクタ
３４ 光ファイバケーブル
３５ ハウジング
３６ スプリングキャップ
３７ ハウジング
３８ 発光素子部品
３９ 受光素子部品
４０ キャップ
４１ 嵌合部
４２ 筒部
４３ 収容部
５２ クラッド部基材（クラッド部）
５５ コア溝
５６ クラッド溝
５９、６０ オーバークラッド部（クラッド部）
７３ 光導波路部品
７４、８２ 基材（クラッド部）
８０ 光導波路部品差込開口部
８１、８３ 光導波路部品収容凹部
９６、１０８ コア部成形用貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部とクラッド部とを備えて構成されるとともに、光ファイバと光素子部品との間に配置される光透過性の透明な光結合用光導波路の製造方法において、
前記コア部又は前記クラッド部のいずれかを成形する工程で、該いずれかに前記コア部の入射側及び出射側に連続する各位置となり且つ該入射側及び該出射側よりも各々大きな直径となる光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズを一体に成形する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを有するとともに、これらの間にコア溝及びクラッド溝を有するクラッド部基材を成形する工程と、
前記コア溝にコア材料を充填して前記コア部を成形する工程と、
前記クラッド溝にクラッド材料を充填して前記コア部の上にオーバークラッド部を成形する工程と、
を含む
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
前記オーバークラッド部と前記クラッド部基材とにより全体の外観形状を略円柱形状又は略半円柱形状に成形するとともに、円柱両端面又は半円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
コア部入射側端面及びコア部出射側端面を有するように前記コア部を成形する工程と、
前記コア部入射側端面及び前記コア部出射側端面を露出させつつ前記コア部をクラッド材料の中に埋めるようにして光導波路部品を作製する工程と、
前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを有するとともに、これらの間に前記光導波路部品を収容する光導波路部品収容凹部を有する基材を成形する工程と、
前記光導波路部品収容凹部に前記光導波路部品を収容固定する工程と、
を含む
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
前記基材を略円柱形状又は略半円柱形状の外観形状に成形するとともに、円柱両端面又は半円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
前記基材を前記略円柱形状の外観形状に成形する場合、前記光導波路部品収容凹部に連続する光導波路部品差込開口部を前記基材に形成する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
コア部成形用貫通孔を有するように前記クラッド部を成形する工程と、
前記コア部成形用貫通孔にコア材料を充填して前記コア部を成形するとともに、これと同時に前記コア部成形用貫通孔の外側に前記コア材料によって前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを前記コア部に一体成形する工程と、
を含む
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
全体の外観形状を略円柱形状に成形するとともに、円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８いずれか記載の光結合用光導波路の製造方法において、
前記コア部を、前記入射側から前記出射側に向けて幅狭となるテーパ形状の側面を有する形状に成形する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項１】
コア部とクラッド部とを備えて構成されるとともに、光ファイバと光素子部品との間に配置される光透過性の透明な光結合用光導波路の製造方法において、
前記コア部又は前記クラッド部のいずれかを成形する工程で、該いずれかに前記コア部の入射側及び出射側に連続する各位置となり且つ該入射側及び該出射側よりも各々大きな直径となる光入射側凸レンズ及び光出射側凸レンズを一体に成形する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを有するとともに、これらの間にコア溝及びクラッド溝を有するクラッド部基材を成形する工程と、
前記コア溝にコア材料を充填して前記コア部を成形する工程と、
前記クラッド溝にクラッド材料を充填して前記コア部の上にオーバークラッド部を成形する工程と、
を含む
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
前記オーバークラッド部と前記クラッド部基材とにより全体の外観形状を略円柱形状又は略半円柱形状に成形するとともに、円柱両端面又は半円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
コア部入射側端面及びコア部出射側端面を有するように前記コア部を成形する工程と、
前記コア部入射側端面及び前記コア部出射側端面を露出させつつ前記コア部をクラッド材料の中に埋めるようにして光導波路部品を作製する工程と、
前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを有するとともに、これらの間に前記光導波路部品を収容する光導波路部品収容凹部を有する基材を成形する工程と、
前記光導波路部品収容凹部に前記光導波路部品を収容固定する工程と、
を含む
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
前記基材を略円柱形状又は略半円柱形状の外観形状に成形するとともに、円柱両端面又は半円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
前記基材を前記略円柱形状の外観形状に成形する場合、前記光導波路部品収容凹部に連続する光導波路部品差込開口部を前記基材に形成する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
コア部成形用貫通孔を有するように前記クラッド部を成形する工程と、
前記コア部成形用貫通孔にコア材料を充填して前記コア部を成形するとともに、これと同時に前記コア部成形用貫通孔の外側に前記コア材料によって前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズを前記コア部に一体成形する工程と、
を含む
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の光結合用光導波路の製造方法において、
全体の外観形状を略円柱形状に成形するとともに、円柱両端面から前記光入射側凸レンズ及び前記光出射側凸レンズが突出しない形状にも成形する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８いずれか記載の光結合用光導波路の製造方法において、
前記コア部を、前記入射側から前記出射側に向けて幅狭となるテーパ形状の側面を有する形状に成形する
ことを特徴とする光結合用光導波路の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１６２８０７（Ｐ２００９−１６２８０７Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３９２０６（Ｐ２００７−３３９２０６）
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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