(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の表面の長手方向に沿って一端から他端に向けてダイシングソーを用いて第１の溝部を形成する工程と、
該第１の溝部とＸ型に交差し、かつ前記容器の表面の長手方向に沿って一端から他端に向けてダイシングソーを用いて第２の溝部を斜めに形成する工程と、
前記容器の表面の幅方向に沿って、前記第１の溝部及び前記第２の溝部と交差するようにフィルタ挿入溝を形成して波長フィルタを挿入する工程と、
前記第１の溝部及び第２の溝部のそれぞれに光ファイバを嵌め込む際に、該嵌め込む光ファイバのうち前記波長フィルタからの透過光の出射側ファイバについては前記波長フィルタに接触するように嵌め込む工程と、
前記第１の溝部及び第２の溝部との交差部分で、前記波長フィルタの近傍に紫外線硬化樹脂を滴下し、前記光ファイバを介して該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して光硬化させることにより、光導波路のコアを形成する工程と、
次に、屈折率の低い紫外線硬化樹脂をさらに滴下し、前記光ファイバを介して該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して光硬化させることにより、前記光導波路のクラッドを形成する工程とを備え、
前記第１の溝部及び第２の溝部に嵌め込まれた前記各光ファイバ、前記フィルタ挿入溝に挿入された前記波長フィルタ及び前記交差部分に設けられた前記光導波路を、前記第１の溝部及び前記第２の溝部に接着固定することを特徴とする合分波素子の製造方法。
【請求項２】
前記光ファイバ、前記波長フィルタ、および前記光導波路を、前記第１の溝部および前記第２の溝部に接着固定するための接着剤として感光性エポキシ樹脂を用いることを特徴とする請求項１に記載の合分波素子の製造方法。
【請求項３】
前記光ファイバは、ポリマークラッド光ファイバまたはプラスチック光ファイバであることを特徴とする請求項１又は２に記載の合分波素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般光学や微少光学分野で、また光通信や光情報処理の分野で用いられる種々の光学素子等に利用可能な合分波素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合分波素子は、１つの光信号を複数の光信号に分割したり、逆に複数の光信号を１つの光信号として結合したりする場合に用いる最も基本的な受動回路であり、微小レンズ等を用いたビーム系の合分波素子と、光ファイバや光導波路を用いた光導波路系の合分波素子とに分類される。特に近年では光情報処理、光通信分野で大量の情報処理を目的とした波長多重を可能とする上で、特に光導波路型合分波素子の研究開発が盛んに行われ、例えば石英系光導波路を採用した合分波素子が報告されている（文献：河内  正夫，ＮＴＴ  Ｒ＆Ｄ  vol.４３  Ｎo.１１ｐ．１０１（１９９４））。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の光導波路型合分波素子を種々の回路に適用する場合、実装・組み立てに多大な労力と時間がかかること、複雑な専用装置がいること等の解決すべき点が多い。そのため、従来の光導波路型合分波素子がさまざまな分野にまで普及していないのが現状である。また、上記の点から、組み立てには高度の熟練技術が必要なため、一般家庭にまで普及している電気関連部品の取り扱いと異なり、家庭でも取り扱える様な簡単な合分波素子は皆無であるというのが現状である。
【０００４】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、合分波素子の使用分野を拡大する上で障害となる要因の一つである実装組み立てを簡便にするようにした合分波素子の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にもとづく合分波素子の製造方法は、容器の表面の長手方向に沿って一端から他端に向けてダイシングソーを用いて第１の溝部を形成する工程と、該第１の溝部とＸ型に交差し、かつ前記容器の表面の長手方向に沿って一端から他端に向けてダイシングソーを用いて第２の溝部を斜めに形成する工程と、前記容器の表面の幅方向に沿って、前記第１の溝部及び前記第２の溝部と交差するようにフィルタ挿入溝を形成して波長フィルタを挿入する工程と、前記第１の溝部及び第２の溝部のそれぞれに光ファイバを嵌め込む際に、該嵌め込む光ファイバのうち前記波長フィルタからの透過光の出射側ファイバについては前記波長フィルタに接触するように嵌め込む工程と、前記第１の溝部及び第２の溝部との交差部分で、前記波長フィルタの近傍に紫外線硬化樹脂を滴下し、前記光ファイバを介して該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して光硬化させることにより、光導波路のコアを形成する工程と、次に、屈折率の低い紫外線硬化樹脂をさらに滴下し、前記光ファイバを介して該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して光硬化させることにより、前記光導波路のクラッドを形成する工程とを備え、前記第１の溝部及び第２の溝部に嵌め込まれた前記各光ファイバ、前記フィルタ挿入溝に挿入された前記波長フィルタ及び前記交差部分に設けられた前記光導波路を、前記第１の溝部及び前記第２の溝部に接着固定することを特徴とする。
また、前記光ファイバ、前記波長フィルタ、および前記光導波路を、前記第１の溝部および前記第２の溝部に接着固定するための接着剤として感光性エポキシ樹脂を用いることを特徴とする。
さらに、前記光ファイバは、ポリマークラッド光ファイバまたはプラスチック光ファイバであることを特徴とする。
【０００６】
したがって、本発明における合分波素子の特徴を概説すれば以下のとおりである。
【０００７】
（１）ポリマークラッド光ファイバ、プラスチック光ファイバをはめ込む溝部と波長フィルタをはめ込む溝部からなる容器の溝部に、光ファイバと波長フィルタをはめこみ、接着固定するだけで合分波素子を作製できる。
【０００８】
（２）上記の容器が簡便に作製できる。
【０００９】
（３）光導波路、光ファイバ、および波長フィルタを容器の溝部に接着固定する接着剤が感光性エポキシ樹脂であるため、取扱いが容易でしかも耐熱性に優れる。
【００１０】
（４）容器に固定する波長フィルタとして誘導体多層膜がついたフィルム状の高分子膜を用いることが可能である。したがって安価でしかも膜厚がうすいためフィルタを挿入しても損失増加が少ないことを特徴とする。
【００１１】
（５）光導波路が光を照射するだけで作製できるため安価である。
【００１２】
以下に本発明にもとづく合分波素子を具体的に説明する。
【００１３】
なお、本発明の合分波素子に適用される光導波路の作成方法としては、例えば特開平１０−１４８７２９号公報を参照されたい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明にもとづく合分波素子の一例を図１に示す。この図に示す合分波素子は、容器１０の表面に、該表面の長手方向に沿って一端から他端に向けて形成された溝部１と、該溝部１と交差し、かつ該表面の長手方向に沿って一端から他端に向けて斜めに形成された溝部２と、該表面の幅方向に沿って延び、かつ溝部１および溝部２と交差する溝部３とを有する。これらの溝部１，２，および３の交差部には、光導波路４が設けられており、さらにこの光導波路４と接続した光ファイバ５，６，７が溝部１および溝部２にそれぞれ嵌め込まれている。また、溝部３には光導波路４を横切るようにして波長フィルタ８が嵌め込まれている。ところで、上記光導波路４は接着剤成分と同様の成分からなるため、光ファイバ５，６，７および波長フィルタ８を接着固定する役割も果たしている。
【００１５】
以下、本発明にもとづく合分波素子に適用される容器の作製方法について説明する。ここでは、２つの異なる方法について説明する。
【００１６】
＜第１の方法＞
まず、短波長領域から近赤外領域で透明な材料からなる基板を用意する。次にダイシングソーでこの基板に溝部加工を施す。この際、溝部幅はダイシングソーの刃の幅と密接な関係があり、通常のプラスチック光ファイバ用（外径１ｍｍ）に溝部加工するのであれば、刃の幅が１ｍｍ程度のものを用いる。また、通常のポリマークラッド光ファイバ（外径２３０μｍ）であれば刃の幅は２３０μｍ程度とする。波長フィルタでは分離する波長を誘導体多層膜の厚さ等によって決定できしかもその分離角度も一義的に決定されるので、図１に示すように溝部の交差角度はその波長フィルタの分離角度にあわせればよい。またフィルタ挿入溝部については反射形の波長フィルタを用いるなら、そのファイバ溝部に対して反射角度とあうように作製する。
【００１７】
＜第２の方法＞
まず、基板（例えば、プラスチック製基板）を用意する。次に光硬化性樹脂を基板上で薄膜化し、フォトリソグラフィによりこの薄膜をマスク越しに紫外線を照射し、適当な有機溶媒にて現像することにより、所望の溝部を得る。この際、溝部幅については通常のプラスチック光ファイバ用（外径１ｍｍ）に溝部加工するのであれば幅が１ｍｍ程度のものを用い、通常のポリマークラッド光ファイバ（外径２３０μｍ）であれば幅は２３０μｍ程度とする。
【００１８】
上記第１の方法または上記第２の方法のいずれかの方法によって作製された容器を以下の実施例で用いる。
【００１９】
（実施例１）
この実施例では、上記第１の方法で作製した容器を用いた合分波素子を作製する。
【００２０】
図２は、本実施例にもとづく合分波素子の概略的構成を示す模式的平面図である。
【００２１】
この図に示す合分波素子は、容器１０の表面に、該表面の長手方向に沿って一端から他端に向けて形成された溝部１１と、該溝部１１と交差し、かつ該表面の長手方向に沿って一端から他端に向けて斜めに形成された溝部１２と、該表面の幅方向に沿って延び、かつ溝部１１および溝部１２と交差する溝部１３とを有する。これらの溝部１１，１２，および交差部１９には、光導波路１４が設けられており、さらにこの光導波路１４と接続した光ファイバ１５，１６，および１７が溝部１１および溝部１２にそれぞれ嵌め込まれている。また、溝部１３には光導波路１４を横切るようにして波長フィルタ１８が嵌め込まれている。このような構成からなる合分波素子を以下のようにして作製した。
【００２２】
まずはじめに、上記第１の方法で作製した容器１０の表面に３本の溝部１１，１２、および１３を形成する。
【００２３】
溝部１１および１２は、深さが２３５μｍ、幅が２３５μｍとした。また、溝部１３は波長フィルタ（厚さ２０μｍ、大きさ２ｍｍ×３ｍｍ、１．３μｍ透過、１．５５μｍ反射のローパスフィルタ）を入れる溝部で、その幅を３０μｍ、深さを３５０μｍとした。
【００２４】
つぎに、ポリマークラッド光ファイバ１５，１６，１７（いずれも片端ＦＣコネクタつきでもう片端は被覆除去したもので外径２３０μｍ）３本を溝部１１および１２を図２に示すようにはめ込んだ。参照符号１５は分波素子の場合の入射側ファイバ、１６，１７は出射側ファイバである。出射側ファイバ１７は透過で出射する波長の出射側ファイバ、１６は反射してくる波長の出射側ファイバである。最後に波長フィルタ１８を溝部１３に嵌め込んだ。入射側ファイバ１５および出射側ファイバ１６とフィルタ１８の距離は７００μｍ程度であった。また出射側ファイバ１７と波長フィルタ１８とを接触させた。その後、液状の紫外線硬化性エポキシ樹脂を波長フィルタ１８付近に適量たらし、参照符号１５の光ファイバ経由で紫外線照射を行い、樹脂の光硬化を行った。この場合、入射側ファイバ１５および出射側ファイバ１６と出射側ファイバ１７との距離は１ｍｍ以下であり、光はそれほどひろがらず、入射側ファイバ１５および出射側ファイバ１６と出射側ファイバ１７との間に光導波路１４が形成された。その後、屈折率の低い紫外線硬化性エポキシ樹脂を滴下して光硬化させ、クラッドを作製した。この操作により、光ファイバ１５，１６，および１７，さらに波長フィルタ１８を容器１０に接着固定した。これら一連の操作により本発明の合分波素子が作製できた。素子特性を測定したところ、透過ポートでの挿入損失１ｄＢ（波長１．３μｍ）、反射ポートでの挿入損失１ｄＢ（波長１．５５μｍ）、クロストーク３０ｄＢ以上であった。
【００２５】
（実施例２）
実施例１の波長フィルタ１８のかわりに厚さ２０μｍ、大きさ２ｍｍ×３ｍｍ、１３μｍ透過、０．８５μｍ反射のロングパスフィルタを挿入し、本発明の合分波素子とした。素子特性を測定したところ、透過ポートでの挿入損失１ｄＢ（波長１．３μｍ）、反射ポートでの挿入損失１ｄＢ（波長０．８５μｍ）、クロストーク３５ｄＢ以上であった。
【００２６】
（実施例３）
実施例１の容器１０で溝部幅を１ｍｍとしてポリマークラッド光ファイバ１４，１５，１６のかわりにプラスチック光ファイバ（いずれも片端ＦＣコネクタつきでもう片端は被覆除去したもので外径１０００μｍ）を挿入した。厚さ２０μｍ、０．５８μｍ透過、０．６５μｍ反射のローパスフィルタを挿入し、本発明の合分波素子とした。素子特性を測定したところ、透過ポートでの挿入損失２ｄＢ（波長０．５８μｍ）、反射ポートでの挿入損失２ｄＢ（波長０．６５μｍ）、クロストーク２０ｄＢ以上であった。
【００２７】
（実施例４）
実施例３でプラスチック光ファイバ（いずれも片端ＦＣコネクタつきでもう片端は被覆除去したもので外径１０００μｍ）のかわりに片端ＳＣコネクタつきでもう片端は被覆除去したもので外径２５０μｍを挿入した。厚さ２０μｍ、１．３μｍ透過、１．５５μｍ反射のローパスフィルタを挿入し、本発明の合分波素子とした。素子特性を測定したところ、透過ポートでの挿入損失２ｄＢ（波長１．３μｍ）、反射ポートでの挿入損失２ｄＢ（波長１．５５μｍ）、クロストーク２０ｄＢ以上であった。
【００２８】
（実施例５）
図３は、本発明にもとづく合分波素子の他の例を示す模式的平面図である。上記実施例１ないし４では波長フィルタ用の溝部は一本であったが、この実施例では２本形成している。
【００２９】
この図に示す合分波素子は、容器３０の表面に、該表面の長手方向に沿って一端から他端に向けて形成された溝部３１と、該溝部３１と交差し、かつ斜めに形成された２本の溝部３２，３３と、該表面の幅方向に沿って延び、かつ溝部３１および溝部３２または３３と交差する溝部３４および３５とを有する。これら２つの交差部分によって挟まれるようにして、溝部３１には光導波路３６が設けられており、さらにこの光導波路３６と接続した光ファイバ３７，３８，３９，および４０が溝部３１，３２，および３３にそれぞれ嵌め込まれている。また、溝部３４および３５には光導波路３６の端面に接するようにしてそれぞれ波長フィルタ４１，４２としては、厚さが２０μｍ、大きさ２ｍｍ×３ｍｍ、１．３μｍ、０．８５μｍ透過、１．５５μｍ反射のローパスフィルタと、厚さ２０μｍ、大きさ２ｍｍ×３ｍｍ、１．３μｍ透過、０．８５μｍ反射のロングパスフィルタとを用いた。光ファイバとしては実施例１と同様にポリマークラッド光ファイバを用いた。素子特性を測定したところ、それぞれの波長の挿入損失１．５ｄＢ（波長１．３μｍ）、挿入損失１．５ｄＢ（波長１．５５μｍ）、挿入損失１．５ｄＢ（波長０．８５μｍ）クロストーク２０ｄＢ以上であった。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にもとづく合分波素子は上記のように構成されるので、合分波素子の使用分野を拡大する上で障害となる要因の一つである実装組み立てを簡便にするとともに、合分波素子の低価格化を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にもとづく合分波素子の概略的構成を説明するための模式的平面図である。
【図２】本発明にもとづく合分波素子の一例を説明するための模式的平面図である。
【図３】本発明にもとづく合分波素子の他の例を説明するための模式的平面図である。
【符号の説明】
１  溝部
２  溝部
３  溝部
４  光導波路
５  光ファイバ
６  光ファイバ
７  光ファイバ
８  波長フィルタ
１０  容器
１１  溝部
１２  溝部
１３  溝部
１４  光導波路
１５  光ファイバ
１６  光ファイバ
１７  光ファイバ
１８  波長フィルタ
１９  交差部
３０  容器
３１  溝部
３２  溝部
３３  溝部
３４  溝部
３５  溝部
３６  光導波路
３７  光ファイバ
３８  光ファイバ
３９  光ファイバ
４０  光ファイバ
４１  波長フィルタ
４２  波長フィルタ
【図１】
0003645108.tif 000002
【図２】
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【図３】
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