(57)【要約】【課題】  光素子の汚染による初期不良を抑え、さらにシリコン系のフォトダイオードやガリウム砒素系のフォトダイオードを用いた場合に受光感度が高い、近赤外の光を通信用に使用可能とする光通信モジュールを提供する。【解決手段】  面発光型半導体レーザ１０１より出射された赤外光は、凸レンズ１０２により集束され、基板１０３と、絶縁膜１０４と、電極膜１０５と、に開口された光透過孔１０８を通して、凸レンズ１１３が端面に形成された光ファイバ１０９と光結合される。なお、凸レンズ１１３も凸レンズ１０２と同様に紫外光の照射を受けることで表層部に付着した物質を除去する性質を有している。汚染物質を除去する場合には、低圧水銀ランプ１１１から出射された前記紫外光は、光ファイバ１１２、光分岐部１１０、光ファイバ１０９を経由して、凸レンズ１１３、凸レンズ１０２に照射され、表層部に付着している汚染物質が除去される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光若しくは赤外光を発光する、又は可視光若しくは赤外光を受光する光素子と、
前記光素子と一端が光学的に結ばれている光伝送媒体と、
前記光素子と前記光伝送媒体の前記一端とを結ぶ光路上に形成された、前記可視光若しくは赤外光の進行方向又は性質を変え、又は前記可視光若しくは赤外光の分岐及び合成をする機能を有する光学部であって、前記光学部の表層部に光触媒を含む物質が形成されている光学部と、
前記光伝送媒体の他端を挿抜可能な光コネクタとし、前記光コネクタを介して、前記光学部に前記紫外光を供給する紫外光光源と結合可能であること、又は、前記光伝送媒体の前記他端から光学的に分岐された２つ以上の枝のうち、少なくとも一つの枝が前記紫外光を供給する前記紫外光光源と光学的に結合されていること、を特徴とする光通信モジュール。
【請求項２】
前記光学部は、前記光触媒が略均一に分散された有機物からなることを特徴とする請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記光学部は、
有機物から構成されている芯部と、
前記芯部の露出部分に、前記芯部を前記光触媒による除去から保護するための酸化シリコン膜と、
前記酸化シリコン膜上に、光触媒を含む光触媒膜と、を有することを特徴とする請求項１に記載の光通信モジュール。  
【請求項４】
前記酸化シリコン膜と前記光触媒膜との間に、前記酸化シリコン膜と前記光触媒膜との組成を連続的に遷移させて接続させるための遷移膜をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の光通信モジュール。
【請求項５】
前記光触媒は、７０ｎｍ以下の微粒子形状に加工された、二酸化チタンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
【請求項６】
前記光触媒と、前記光触媒が前記除去を行う前記紫外光の波長よりも長い波長を有する、他の紫外光で硬化する有機物とが混合された光学部の前駆体を形成する工程と、
前記他の紫外光により前記光学部の前駆体を硬化させることで、前記光触媒による前記物質の前記除去を抑制して前記光学部を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の光通信モジュールを製造する製造方法。
【請求項７】
前記光通信モジュールの製造方法であって、
エネルギーを与えることで硬化する有機物を用いて前記光学部の前記芯部の前駆体を形成する工程と、
前記光学部の前記芯部の前記前駆体にエネルギーを与えることで有機物からなる前記光学部の芯部を形成する工程と、
エネルギーを与えることで硬化する前記酸化シリコン膜の前駆体を前記光学部上に成膜する工程と、
前記酸化シリコン膜の前記前駆体にエネルギーを与えることで前記酸化シリコン膜を形成する工程と、
エネルギーを与えることで硬化する、前記光触媒を分散させた前記光触媒膜の前駆体を形成する工程と、
前記光触媒膜の前記前駆体にエネルギーを与えることで前記光触媒膜を形成する工程と、を有することを特徴とする請求項３に記載の光通信モジュールを製造する製造方法。
【請求項８】
前記光通信モジュールの製造方法であって、
エネルギーを与えることで硬化する、有機物からなる前記光学部の前記芯部の前記前駆体を形成する工程と、
前記光学部の前記前駆体にエネルギーを与えることで有機物からなる前記光学部の前記芯部を形成する工程と、
エネルギーを与えることで硬化する前記酸化シリコン膜の前記前駆体を前記光学部の前記芯部上に成膜する工程と、
前記酸化シリコン膜の前記前駆体を完全に硬化させることなく、エネルギーを与えることで硬化する、前期光触媒を分散させた、前記光触媒の前記前駆体との界面での相互拡散により前記遷移膜が形成されるよう前記酸化シリコン膜の前記前駆体の状態を保持する工程と、
前記光触媒の前記前駆体を形成する工程と、
前記光触媒膜の前記前駆体にエネルギーを与えることで前記光触媒膜と、前記遷移膜と、前記酸化シリコン膜を形成する工程と、を有することを特徴とする請求項４に記載の光通信モジュールを製造する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、数ｍ程度の中短距離の光通信に用いられ、可視光若しくは赤外光を発光する面発光型半導体レーザを備えた光通信モジュールに関し、特に光通信モジュール内にある光学部の表層を清浄化する機構を有する光通信モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量のデータを高速で送信するための技術として、光通信が使われている。特に、数ｍ程度の中短距離の光通信には、発光面の面積が端面発光型半導体レーザと比べ大きく、光ファイバやフィルム導波路との光結合が容易な面発光型半導体レーザを発光装置とした光通信モジュールが用いられ始めている。
【０００３】
前記面発光型半導体レーザは、従来缶パッケージに納められていたが、缶パッケージを用いた場合には、ボンディングに用いるワイヤのインダクタンスや、缶パッケージからのリード線のインダクタンス等の影響により、例えば数ＧＨｚ帯の帯域で高速変調することは困難である。
【０００４】
そこで、はんだを半球状のバンプとし、このバンプを介して基板との信号のやり取りを行うことで、ワイヤやリード線を用いずに面発光型半導体レーザの駆動回路と、直接電気的な接続を行うフリップチップと呼ばれる構造が用いられてきている。
【０００５】
しかし、気密性に優れ、汚染物質から面発光型半導体レーザを保護していた缶パッケージを用いないため、面発光型半導体レーザや、面発光型半導体レーザに付随して構成されている光学部は、光通信モジュールを組み立てる際に、外部からの物質による汚染を受けるようになり、この汚染の影響で光通信モジュールとしての機能が劣化し、甚だしい場合には光通信モジュールが動作不良を起こしてしまうという懸念があった。
【０００６】
この汚染を防止するため、特許文献１に記載の技術では、波長が４１５ｎｍ以下のレーザ光を出射する半導体レーザを光素子として用い、前記半導体レーザからのレーザ光が出射または入射する外表面に二酸化チタンを用いた光触媒膜を形成し、前記レーザ光で光触媒膜を活性化し、汚染物質を分解除去する技術が知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−５９０８７号公報（第４〜６頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、光通信モジュールで一般に用いられているシリコン系のフォトダイオードやガリウム砒素系のフォトダイオードの感度が、８５０ｎｍ近傍で発光するＡｌＧａＡｓ系の面発光型半導体レーザと比べ１／２以下という低感度でしか光電変換を行なうことができず、ＳＮ比が低下してしまうという問題点があった。
【０００９】
さらに、半導体レーザを駆動するには、発光波長に反比例する光子のエネルギーに対応した障壁を超えて活性層に電子・正孔を注入することが必要である。近紫外光として例えば４２５ｎｍで発光する半導体レーザを駆動するためには、近赤外光として例えば８５０ｎｍで発光する半導体レーザを駆動する場合と比べ約２倍の電圧を印加する必要があり、しかも駆動電流の値は半導体レーザの動作原理的には変わらないため、消費電力の増大を招いていた。
【００１０】
そこで本発明は、光素子の汚染による初期不良を抑え、さらにシリコン系のフォトダイオードやガリウム砒素系のフォトダイオードを用いた場合に受光感度が高い、近赤外の光を通信用に使用可能とする光通信モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の光通信モジュールは、可視光若しくは赤外光を発光する、又は可視光若しくは赤外光を受光する光素子と、前記光素子と一端が光学的に結ばれている光伝送媒体と、前記光素子と前記光伝送媒体の前記一端とを結ぶ光路上に形成された、前記可視光若しくは赤外光の進行方向又は性質を変え、又は前記可視光若しくは赤外光の分岐及び合成をする機能を有する光学部であって、前記光学部の表層部に光触媒を含む物質を付着している光学部と、前記光伝送媒体の他端を挿抜可能な光コネクタとし、前記光コネクタを介して、前記光学部に前記紫外光を供給する紫外光光源と結合可能であること、または、前記光伝送媒体の前記他端から光学的に分岐された２つ以上の枝のうち、少なくとも一つの枝が前記紫外光を供給する前記紫外光光源と光学的に結合されていること、を特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、光学部の表面に付着した物質を除去するための紫外光とは別に、可視光あるいは赤外光を発光する光素子を用いるため、可視光あるいは赤外光に比べ波長の短い紫外光を用いて光の送受信を行う場合と比べ、使用波長に反比例する光のエネルギーを低く抑えることができる。したがって、同一強度の発光を行わせる場合には、可視光あるいは赤外光を発光する光素子を用いることで紫外光を用いる場合と比べ、低電力で発光させることができる。
【００１３】
また、可視光あるいは赤外光を受光する光素子からの信号強度は、同一強度の光が与えられた場合には、使用波長に略比例する出力が得られるため、同じ電力を受信した場合、紫外光を受信する場合と比べ、可視光あるいは赤外光を受信するほうが大きい信号を得ることができる。そのため、より大きい信号強度で受信することが可能となり、ＳＮ比に優れた光通信モジュールを得ることができる。
【００１４】
また、上記した本発明の光通信モジュールは、前記光学部は、前記光触媒が略均一に分散された有機物からなることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、光学部中に光触媒が分散されているため、紫外光を照射した場合、光学部の表面の汚染除去と同時に、光学部表層部も一部消失する。そのため除去が困難な物質が付着していても、光学部表層部が一部消失すると同時に汚染を剥離することができ、より強力に汚染除去を行なうことが可能となる。
【００１６】
また、上記した本発明の光通信モジュールは、前記光学部は、有機物から構成されている芯部を有し、前記芯部は、露出部分に、前記芯部を前記光触媒による除去から保護するための酸化シリコン膜と、前記酸化シリコン膜上に、光触媒を含む光触媒膜と、を有することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、紫外光照射により有機物を分解する光触媒膜と、有機物により形成されている光学部芯部とが、無機物の酸化シリコン膜で分離されるため、光触媒膜の反応に伴う光学部を消失させることなく光学部を清浄にすることができる。
【００１８】
また、上記した本発明の光通信モジュールは、前記酸化シリコン膜と前記光触媒膜との間に、前記酸化シリコン膜と前記光触媒膜との組成を連続的に遷移させて接続させるための遷移膜をさらに有することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、遷移膜が形成されていることで光触媒膜の持つ超親水性が、遷移膜が存在しない場合に比べ強固になり、結露が生じた場合でも結露を生じさせている水分は、光触媒膜上を均一に広がるため光学的特性に殆ど影響を与えることがなく、結露しても有効に機能する光学部を形成することができる。
【００２０】
また、上記した本発明の光通信モジュールは、前記光触媒は、光の散乱を防ぐために７０ｎｍ以下の微粒子形状に加工された、二酸化チタンであることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、二酸化チタンの粒径を７０ｎｍ以下の微粒子形状に加工することで、二酸化チタン混入により生じてしまう光の散乱を効果的に抑制でき、光ファイバ、あるいはフィルム導波路と効率的に光結合させることができる。
【００２２】
また、上記した本発明の光通信モジュールの製造方法は、前記光触媒と、前記光触媒が前記除去を行なう前記紫外光の波長よりも長い波長を有する、他の紫外光で硬化する有機物とが混合された光学部の前駆体を形成する工程と、前記他の紫外光により前記光学部の前駆体を硬化させることで、前記光触媒による前記物質の前記除去を抑制して前記光学部を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２３】
この製造方法によれば、光学部の前駆体を紫外光硬化する場合に加える前記他の紫外光の波長では、光触媒は活性化しないため、紫外光硬化を行なう際に、光触媒の除去反応による光学部の不必要な消失を防ぐことができる。
【００２４】
また、上記した本発明の光通信モジュールの製造方法は、前記光通信モジュールの製造方法であって、エネルギーを与えることで硬化する有機物を用いて前記光学部の前記芯部の前駆体を形成する工程と、前記光学部の前記芯部の前記前駆体にエネルギーを与えることで有機物からなる前記光学部の前記芯部を形成する工程と、エネルギーを与えることで硬化する前記酸化シリコン膜の前駆体を前記光学部上に成膜する工程と、前記酸化シリコン膜の前記前駆体にエネルギーを与えることで前記酸化シリコン膜を形成する工程と、エネルギーを与えることで硬化する、前記光触媒を分散させた前記光触媒膜の前駆体を形成する工程と、前記光触媒膜の前記前駆体にエネルギーを与えることで前記光触媒膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
この製造方法によれば、有機物からなる前記光学部の前記芯部と、前記光触媒膜とが直接接触することによる前記光学部の前記芯部の除去反応を抑えられる構造を容易に実現できる製造方法が得られる。
【００２６】
また、上記した本発明の光通信モジュールの製造方法は、前記光通信モジュールの製造方法であって、エネルギーを与えることで硬化する、有機物からなる前記光学部の前記芯部の前記前駆体を形成する工程と、前記光学部の前記前駆体にエネルギーを与えることで有機物からなる前記光学部の前記芯部を形成する工程と、エネルギーを与えることで硬化する前記酸化シリコン膜の前記前駆体を前記光学部の前記芯部上に成膜する工程と、前記酸化シリコン膜の前記前駆体を完全に硬化させることなく、エネルギーを与えることで硬化する、前期光触媒を分散させた、前記光触媒の前記前駆体との界面での相互拡散により前記遷移膜が形成されるよう前記酸化シリコン膜の前記前駆体の状態を保持する工程と、前記光触媒の前記前駆体を形成する工程と、前記光触媒膜の前記前駆体にエネルギーを与えることで前記光触媒膜と、前記遷移膜と、前記酸化シリコン膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２７】
この製造方法によれば、酸化シリコン膜前駆体を完全に硬化させていない状態で、酸化シリコン膜前駆体上に光触媒前駆体を形成し、相互拡散により遷移膜を形成するため、遷移膜を独立した工程で形成する必要がなく、短工程で遷移膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る光通信モジュールについて、図面を参照して説明する。なお、本実施形態の説明に用いた各図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２９】
１．光分岐部を用いて紫外光導入を行う光通信モジュールの構造及び動作の概略
図１は、光分岐部を用いて形成した光通信モジュールの概略断面図である。以下、この図面を用いて、光通信モジュールの構造の概略について説明する。
【００３０】
光通信モジュールの構成要素であり、赤外光（波長８５０ｎｍ程度）の光信号を発生する光素子としての面発光型半導体レーザ１０１上には、光学部として紫外光の照射を受けることで表層部に付着した物質を除去する凸レンズ１０２が形成されており、基板１０３上に形成された絶縁膜１０４上の電極膜１０５上にあるバンプ１０６上に実装されている。面発光型半導体レーザ１０１はバンプ１０６を介して電極膜１０５上に実装された後、封止材１０７により囲われる。
【００３１】
面発光型半導体レーザ１０１より出射された赤外光は、凸レンズ１０２により集束され、基板１０３と、絶縁膜１０４と、電極膜１０５と、に開口された光透過孔１０８を通して、凸レンズ１１３が端面に形成された光ファイバ１０９と光結合される。なお、凸レンズ１１３も凸レンズ１０２と同様に紫外光の照射を受けることで表層部に付着した物質を除去する性質を有している。
【００３２】
光ファイバ１０９に入射された赤外光は、光分岐部１１０を通過して図示せぬ受光用の光通信モジュールに伝えられる。
【００３３】
なお、本実施形態では、凸レンズ１０２、凸レンズ１１３の２つの光学部により面発光型半導体レーザ１０１からの赤外光を収集し、光伝送媒体としての光ファイバ１０９に光を伝える機能を有する光学部１１４を形成している。
【００３４】
光ファイバ１０９上には、光分岐部１１０があり、光ファイバ１０９の面発光型半導体レーザ１０１側の端面や、面発光型半導体レーザ１０１上に形成されている凸レンズ１０２に、紫外光光源としての低圧水銀ランプ１１１からの共鳴線２５３．７ｎｍの紫外光を光ファイバ１１２、光ファイバ１０９を経由して凸レンズ１０２、１１３に照射できるよう光結合されている。
【００３５】
汚染物質を除去する場合には、低圧水銀ランプ１１１から出射された前記紫外光は、光ファイバ１１２、光分岐部１１０、光ファイバ１０９を経由して、凸レンズ１１３、凸レンズ１０２に照射され、凸レンズ１１３、凸レンズ１０２の表層部に付着している汚染物質が除去される。前記紫外光の照射条件としては、例えば低圧水銀ランプ１１１からの共鳴線２５３．７ｎｍの紫外光を３ｍＷ程度の強度で１０分程度照射を行うことで凸レンズ１１３、凸レンズ１０２表層部の汚染を除去することができる。
【００３６】
また、光通信を行う場合には、まず低圧水銀ランプ１１１の発光を停止する、若しくは低圧水銀ランプ１１１から光ファイバ１１２を抜く。通常の用途では、一旦汚染除去を行っておけば、封止材１０７により外部からの汚染物質の侵入は殆ど起こらないため、光ファイバ１１２は、組み立て直後に汚染除去を行った後、低圧水銀ランプ１１１から取り外しておくこともできる。
【００３７】
次に、面発光型半導体レーザ１０１から出射されたレーザ光は、凸レンズ１０２、凸レンズ１１３により集束され光ファイバ１０９に入射される。そして光分岐部１１０を通過した後、再び光ファイバ１０９中を伝播し、図示せぬ受光用の光通信モジュールに伝えられる。
【００３８】
以下に、本光通信モジュールの効果について記述する。
【００３９】
（１）光素子としての面発光型半導体レーザ１０１を、バンプ１０６を介して電極膜１０５上に実装することで、ワイヤーボンド等を用いた実装方法と比べ寄生インダクタンスを小さくできるため、高速通信を行うことが可能となる。
【００４０】
（２）凸レンズ１０２、凸レンズ１１３の表面に付着した汚染物質を除去するための紫外光源となる低圧水銀ランプ１１１とは別の、８５０ｎｍ程度の赤外光を発光する面発光型半導体レーザ１０１を光通信に用いるため、赤外光に比べ波長の短い紫外光を用いて光の送受信を行う場合と比べ、使用波長に反比例する光のエネルギーを低く抑えることができる。従って、同一強度の発光を行わせる場合には、紫外光を用いる場合と比べ、低電力で発光させることができる。
【００４１】
（３）赤外光を受光する場合に用いられるフォトダイオードなどからの信号強度は、同一強度の光が与えられた場合には、使用波長に略比例する出力が得られるため、同じ電力を受信した場合、紫外光で光が送られた場合と比べ、赤外光を受信するほうが大きい信号を得ることができる。そのため、より大きい信号強度を出力することが可能となり、ＳＮ比に優れた光通信モジュールを得ることができる。
【００４２】
２．光学部の構造
光学部１１４を構成している凸レンズ１０２、１１３は略同様な構造を持ち、かつ同様の製造工程で作られているため、凸レンズ１１３についてのみ説明を行なう。
【００４３】
図２は、凸レンズ１１３の構造を説明するための、概略断面図である。
【００４４】
光ファイバ１０９上に形成された凸レンズ１１３はポリイミド系紫外光硬化樹脂２０１中に、粒径７０ｎｍ以下に加工された光触媒材料である二酸化チタン２０２を３０〜４０ｗｔ％の範囲で略均一に分布させた構造を有している。
【００４５】
なお、二酸化チタン２０２の粒径が７０ｎｍを超えてしまうと、光が散乱してしまい、ポリイミド系紫外光硬化樹脂２０１中に混入した場合、透明さを保つことができなくなり光の指向性が乱れるため、光学的な制御が困難となる。そのため、光ファイバ１０９との光結合が十分に行えなくなり、好ましくない。
【００４６】
なお、二酸化チタンは微粒子にすることで汚染物質の除去を起こすための波長が短くなる性質があり、例えばルチル型の二酸化チタンでは、十分大きな粒径では４１３ｎｍの紫外光照射で汚染物質の除去が行われるが、粒径７０ｎｍ以下では、波長３００ｎｍ程度の紫外光を照射することで汚染物質の除去が行われるようになる。
【００４７】
また、二酸化チタン２０２の含有量は、３０ｗｔ％未満のｗｔ％では、光触媒としての反応が弱くなり、十分に凸レンズ１１３の表面を清浄化することが困難となる。また４０ｗｔ％を超える場合では、ポリイミド系紫外光硬化樹脂２０１中に混入した場合に、透明さを保つことができなくなるため好ましくない。
【００４８】
以下に、本項目の効果について記述する。
【００４９】
（１）二酸化チタン２０２の屈折率は２．４であり、典型的なポリイミド系紫外光硬化樹脂２０１の屈折率１．６に対して大きな値を持っている。そのため、二酸化チタン２０２をポリイミド系紫外光硬化樹脂２０１中に４０％混入した場合、平均の屈折率は約１．９となり、ポリイミド系紫外光硬化樹脂２０１単体の場合と比べ、２０％程度屈折率を上げることができるため、屈折能が大きい、集光能力の高い凸レンズ１１３を形成することが可能となる。
【００５０】
（２）二酸化チタン２０２の粒径を７０ｎｍ以下とし、また混合比率を３０〜４０ｗｔ％の範囲に設定したため、透明度が高く、光の分散などによる光損失の小さい凸レンズ１１３が得られる。
【００５１】
３．光学部の製造方法
次に、「２．光学部の構造」で説明した構造の製造方法について説明する。図３は、光ファイバ１０９上に凸レンズ１１３を形成するための工程断面図である。
【００５２】
図３（Ａ）に示すように、光ファイバ１０９上に、液滴吐出法により、インクジェットヘッド３０３のノズル３０２から光ファイバ１０９上に、凸レンズの前駆体３０１を滴下して、凸レンズ形状を形成する。
【００５３】
この凸レンズの前駆体３０１は、水銀ランプのｇ線（波長４３６ｎｍ）で硬化するポリイミド樹脂中に、７０ｎｍ以下の粒径を持つ二酸化チタンをｗｔ％で３０ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下の範囲で混入させたものである。
【００５４】
ここで、二酸化チタンを３０ｗｔ％未満の比率で混入すると、汚染物質の除去反応が十分行われないため、好ましくない。また、４０ｗｔ％を超えて混入すると、透明性が失われるため、好ましくない。
【００５５】
次に、図３（Ｂ）に示すように、凸レンズの前駆体を凸レンズ形状に成型する。具体的には凸レンズの前駆体３０１を光ファイバ１０９端面上に適当な量を吐出し、表面張力を用いて、凸レンズの前駆体３０１を略半球状の凸レンズ形状に形成する。
【００５６】
次に、図３（Ｃ）に示すように、凸レンズを形成する。具体的には、水銀ランプのｇ線を照射して、凸レンズの前駆体３０１を硬化し、凸レンズ３０４を形成する。
【００５７】
以下に、本項目の効果について記述する。
【００５８】
（１）凸レンズの前駆体３０１を紫外光硬化する場合に加える紫外光の波長（４３６ｎｍ）では、光触媒の除去反応（３００ｎｍ以下の波長を有する紫外光が必要）が生じないため、紫外光硬化を行う際に、光触媒の除去反応による凸レンズ３０４の不必要な消失を防ぐことができる。
【００５９】
＜変形例１＞光コネクタを切り替えて紫外光導入を行う光通信モジュールの構造の概略
光通信モジュールは、「１．光分岐部を用いて紫外光導入を行う光通信モジュールの構造の概略」で説明した構造と異なる構造を持つことも可能である。ここで、本変形例に係る構造の概略について、図面を用いて説明する。図４は、光コネクタを用いて紫外光導入を行う光通信モジュールの構造の概略断面図である。
【００６０】
光コネクタ４０１により、光ファイバ１０９の端面は、図示せぬ受光用の光通信モジュールと機械的に差し替えが可能であり、光ファイバ１０９を介して図示せぬ受光用の光通信モジュールに光を送る場合と、低圧水銀ランプ１１１からの光を光ファイバ１０９を介して光学部１１４に送る場合とを、光コネクタ４０１の機械的な差し替えにより切り替えることができる。
【００６１】
以下に、本項目の効果について記述する。
【００６２】
（１）光ファイバ１０９上に光分岐部１１０を形成することなく低圧水銀ランプ１１１からの光を光学部１１４に照射することが可能となる。そのため、通信に用いる赤外光が光分岐部１１０で分配され、分配された分だけ光強度が低下してＳＮ比が低下する現象を防ぐことができる。
【００６３】
＜変形例２＞光学部の芯部上に酸化シリコン膜と光触媒膜を有する構造及び製造方法の概略
光ファイバ１０９上に形成された凸レンズ１１３は、「２．光学部の構造」で説明した構造と異なる構造を持つことも可能である。ここで、本変形例に係る構造及びその製造方法の概略について、図面を用いて説明する。図５は、凸レンズ１１３の構造を説明するための、概略断面図である。
【００６４】
本変形例では、ポリイミド系紫外光硬化樹脂からなる凸レンズの芯部５０１上に、酸化シリコン膜５０２と、紫外光が照射されることで汚染物質を除去する二酸化チタン膜５０３とが形成されている。
【００６５】
次に、この構造を作るための製造工程について説明する。図６、図７は本変形例に係る製造方法を説明するための工程断面図である。以下、図６及び図７を用いて製造工程の説明を行う。
【００６６】
まず、図６（Ａ）に示すように、液滴吐出法により凸レンズの芯部の前駆体６０１を半球状に形成する。
【００６７】
次に、図６（Ｂ）に示すように、反応させるためのエネルギー源として紫外光を照射して硬化させ、凸レンズの芯部５０１を形成する。
【００６８】
次に、図６（Ｃ）に示すように、スプレー法により酸化シリコン膜の前駆体６０２を塗布する。  次に、図７（Ａ）に示すように、反応させるためのエネルギー源として熱を加えて硬化させ、酸化シリコン膜５０２を形成する。
【００６９】
次に、図７（Ｂ）に示すように、スプレー法により二酸化チタン膜の前駆体６０３を塗布する。
【００７０】
次に、図７（Ｃ）に示すように反応させるためのエネルギー源として熱を加えて硬化させ、二酸化チタン膜５０３を形成する。
【００７１】
以下に、本項目の効果について記述する。
【００７２】
（１）酸化シリコン膜５０２の存在により、凸レンズの芯部５０１と二酸化チタン膜５０３が直接接触し、紫外光照射により凸レンズの芯部５０１が消耗することを避けることができるため、凸レンズの芯部５０１の消耗に伴う特性変動が生じない光通信モジュールを形成することができる。
【００７３】
（２）この製造方法を用いることで、有機物からなる凸レンズの芯部５０１と二酸化チタン膜５０３とを酸化シリコン膜５０２を用いて分離し、二酸化チタン膜５０３による、有機物からなる凸レンズの芯部５０１の消失を防げる構造を容易に形成することができる。
【００７４】
＜変形例３＞酸化シリコン膜と二酸化チタン膜との間に遷移膜を有する構造及び製造方法の概略
光ファイバ１０９上に形成された凸レンズ１１３は、「２．光学部の構造」や、「変形例２」で説明した構造と異なる構造を持つことも可能である。ここでは、本変形例に係る構造の概略について、図面を用いて説明する。図８は、凸レンズ１１３の構造を説明するための、概略断面図である。
【００７５】
本変形例では、ポリイミド系紫外光硬化樹脂からなる凸レンズの芯部８０１上に、酸化シリコン膜８０２と、紫外光が照射されることで汚染物質を除去する二酸化チタン膜８０４と、酸化シリコン膜８０２と二酸化チタン膜８０４との間に形成された遷移膜８０３とが形成されている。
【００７６】
次に、この構造を作るための製造工程について説明する。図９、図１０は本変形例に係る製造方法を説明するための工程断面図である。以下、図９及び図１０を用いて製造工程の説明を行う。
【００７７】
まず、図９（Ａ）に示すように、液滴吐出法により凸レンズの芯部の前駆体９０１を半球状に形成する。
【００７８】
次に、図９（Ｂ）に示すように、反応させるためのエネルギー源として紫外光を照射して硬化させ、凸レンズの芯部８０１を形成する。
【００７９】
次に、図９（Ｃ）に示すように、スプレー法により酸化シリコン膜の前駆体９０２を塗布する。
【００８０】
次に、図１０（Ａ）に示すように、酸化シリコン膜の前駆体９０２を硬化させずに、スプレー法により二酸化チタン膜の前駆体９０４を塗布する。
【００８１】
次に、図１０（Ｂ）に示すように酸化シリコン膜の前駆体９０２と二酸化チタン膜の前駆体９０４とを反応させて、酸化シリコン膜の前駆体９０２と二酸化チタン膜の前駆体９０４との中間の組成を持つ遷移膜の前駆体９０３を形成する。
【００８２】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、エネルギー源として熱を加えて硬化させ、酸化シリコン膜８０２、遷移膜８０３、二酸化チタン膜８０４とを形成する。
【００８３】
以下に、本項目の効果について記述する。
【００８４】
（１）遷移膜８０３を有することで、変形例２で示した効果に加え、二酸化チタン膜８０４の持つ超親水性が、遷移膜８０３が存在しない場合に比べ、より強固となり、結露が生じても二酸化チタン膜８０４上で水分が均一に広がるため、光学的特性に殆ど影響を与えることがなく、光学面上の汚染を除去するのみではなく、結露しても正常に機能する凸レンズ１１３を形成することができる。
【００８５】
（２）酸化シリコン膜の前駆体９０２を硬化させていない状態で、酸化シリコン膜の前駆体９０２上に二酸化チタン膜の前駆体９０４を形成し、相互拡散により遷移膜の前駆体９０３を形成するため、遷移膜８０３を独立した工程で形成する必要がなく、短工程で遷移膜８０３を形成することができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、光の伝送媒体として光ファイバ１０９を用いた例について説明したが、これはもちろん他の光の伝送媒体、例えばフィルム型導波路を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】光分岐部を用いて形成した光通信モジュールの概略断面図。
【図２】凸レンズの構造を説明するための、概略断面図。
【図３】光ファイバ上に凸レンズを形成するための工程断面図。
【図４】光コネクタを切り替えて紫外光導入を行う光通信モジュールの構造の概略断面図。
【図５】凸レンズの構造を説明するための、概略断面図。
【図６】変形例２に係る製造方法を説明するための工程断面図。
【図７】変形例２に係る製造方法を説明するための工程断面図。
【図８】凸レンズの構造を説明するための、概略断面図。
【図９】変形例３に係る製造方法を説明するための工程断面図。
【図１０】変形例３に係る製造方法を説明するための工程断面図。
【符号の説明】
【００８８】
１０１…赤外光を発光する光素子としての面発光型半導体レーザ，１０２…光学部としての凸レンズ，１０３…基板，１０４…絶縁膜，１０５…電極膜，１０６…バンプ，１０７…封止材，１０８…光透過孔，１０９…光伝送媒体としての光ファイバ，１１０…光分岐部，１１１…低圧水銀ランプ，１１２…紫外光光源と光学的に結合されている光伝送媒体としての光ファイバ，１１３…光学部としての凸レンズ，１１４…光学部，２０１…有機物としての紫外光硬化樹脂，２０２…光触媒としての二酸化チタン，３０１…凸レンズの前駆体，３０２…ノズル，３０３…インクジェットヘッド，３０４…凸レンズ，４０１…光コネクタ，５０１…芯部としての凸レンズの芯部，５０２…酸化シリコン膜，５０３…光触媒膜としての二酸化チタン膜，６０１…凸レンズの芯部の前駆体，６０２…酸化シリコン膜の前駆体，６０３…二酸化チタン膜の前駆体，８０１…芯部としての凸レンズの芯部，８０２…酸化シリコン膜，８０３…遷移膜，８０４…光触媒膜としての二酸化チタン膜，９０１…凸レンズの芯部の前駆体，９０２…酸化シリコン膜の前駆体，９０３…遷移膜の前駆体，９０４…二酸化チタン膜の前駆体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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