(57)【要約】【課題】光部品同士を自己形成光導波路技術により接続する場合において、光硬化性樹脂の硬化前後の屈折率の微細な調整や硬化用の光の複雑な制御を必要とすることなく、径が均一で直線状の自己形成光導波路を形成する。【解決手段】ＳＭＦ１−１からコア部形成用の第１の光硬化性樹脂を含む溶液２中に入射する光の光強度を、第１段階では、光強度分布でファイバコア中央付近のピーク強度が前記第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値よりわずかに高い値とすることにより、細い径の光導波路６ａを形成し、第２段階では、第１段階よりも光強度を高くすることにより、前記硬化しきい値を超える光強度領域に光導波路６ｂを形成することによって、出射光の拡がりの少ない直線状の光導波路（コア部）６を形成する。【選択図】図５
2008107750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光部品同士を、各部品の光の出射端同士の間もしくは光の出射端と光の入射端との間に光硬化性樹脂を充填し、当該光硬化性樹脂の硬化開始波長に対応する波長の光を少なくとも一方の光部品の光の出射端から該光硬化性樹脂中に入射して前記各部品の光の出射端同士の間もしくは光の出射端と光の入射端との間に自己形成光導波路を形成することにより接続する方法において、
前記光硬化性樹脂中に入射する光の光強度を少なくとも２段階に変化させるようにした
ことを特徴とする光部品の接続方法。
【請求項２】
請求項１記載の光部品の接続方法において、
第１段階の光強度より第２段階以降の光強度を高くした
ことを特徴とする光部品の接続方法。
【請求項３】
請求項１記載の光部品の接続方法において、
第１段階の光強度は高次モードの光の光強度が光硬化性樹脂の硬化しきい値を超えない値とした
ことを特徴とする光部品の接続方法。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載の光部品の接続方法において、
光部品の少なくとも一方が光ファイバである
ことを特徴とする光部品の接続方法。
【請求項５】
請求項１乃至３いずれか記載の光部品の接続方法において、
光部品の少なくとも一方が平面光波回路である
ことを特徴とする光部品の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光部品同士を接続する方法、特に自己形成光導波路を用いた接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、盛んに研究・開発が行われ、実用化も進められている光部品として、平面光波回路（ＰＬＣ）がある。平面光波回路は、平面基板上に多数の機能素子を集積できることを特徴とする光集積回路であり、干渉などの光の波としての性質を利用して多彩な機能が実現可能である。図１は平面光波回路の一例、ここでは光スプリッタを示すもので、光スプリッタの他にも、波長合分波器や光トランシーバなどを基板上に集積し作成することができる。
【０００３】
そして、光ファイバや平面光波回路等の光部品同士を接続する技術として、自己形成光導波路を用いた接続技術が各所で研究されている。これは、従来の融着やＶ溝を用いた接続技術とは異なり、接続しようとする各部品の光の出射端同士の間もしくは光の出射端と光の入射端との間（間隙）に光硬化性樹脂を充填し、当該光硬化性樹脂の硬化開始波長に対応する波長の光を少なくとも一方の光部品の光の出射端から該光硬化性樹脂中に入射して前記各部品の光の出射端同士の間もしくは光の出射端と光の入射端との間に自己形成光導波路（コア部）を形成し、必要に応じて硬化後の屈折率がより小さい別の光硬化性樹脂によるクラッド部を形成することによって、低損失な接続を実現する技術である。
【０００４】
なお、本明細書でいう「光の出射端」とは、その光部品が光を発生する機能を有する場合において当該発生光を出射する端（部）を含むことは勿論、その光部品自体は光を発生する機能を持たないが、外部から入射され当該光部品を透過した光が出射される端（部）も含むものとする。また、「光の入射端」とは、その光部品が外部からの光を受光する機能を有する場合において当該外部からの光が入射される端（部）を含むことは勿論、その光部品自体は光を受光する機能を持たないが、当該光部品を透過して外部へ出射される光が入射される端（部）も含むものとする。従って、光ファイバや光合分波器等の、それ自体発光機能も受光機能も持たない光部品においては、いずれの端（部）も「光の出射端」及び「光の入射端」になり得ることを明記しておく。
【０００５】
ここで、従来の自己形成光導波路を用いた接続技術において、コア部の形成に用いる光の光強度については特段規定されていない、あるいは入射開始から形成終了まで一定とするものであった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４４４３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、１．３μｍ帯零分散単一モードファイバ（ＳＭＦ）等の細径なコアを有する光ファイバを自己形成光導波路により接続する場合、使用する光硬化性樹脂の硬化前後の屈折率の差の値によっては、形成される自己形成光導波路の形状が径の均一な直線状にならないことが知られている。
【０００７】
その理由の一つとして、自己形成光導波路接続を行う場合、コア部形成にＵＶ〜５３０ｎｍ帯付近の短波長域の光を用いるが、この波長域はＳＭＦのカットオフ波長以下であるため、光源からの光を光ファイバに入射する際、該光ファイバ中で基本伝搬モード以外の高次伝搬モードの光が発生することが挙げられる。高次モードの光は基本モードの光よりもビーム拡がり角が大きいため、これが光硬化性樹脂中に出射されると、形成される自己形成光導波路がテーパ状になってしまう。径が均一で直線状の自己形成光導波路を形成するには光硬化性樹脂の硬化前後の屈折率の変化量を大きくして、自己形成光導波路の径の拡大を防ぐ必要があるが、光硬化性樹脂の屈折率の微細な調整は困難であるという問題があった。
【０００８】
一方、導波路径の大きな光部品を自己形成光導波路により接続する場合、使用する光硬化性樹脂の硬化収縮率が大きいと、形成される自己形成光導波路の導波路径がその長手方向において変動する可能性があった。一般的に、ラジカル硬化性樹脂はその特性上、硬化収縮性があるため、導波路径が大きいほど、形成される自己形成光導波路の形状が歪み、径が均一な直線状の自己形成光導波路を形成できないという問題があった。
【０００９】
このように、形成される自己形成光導波路に変形が発生し、径が均一の直線状にならない場合、光部品間の接続損失が大きくなり、良好な接続状態を維持することができなくなる。その他、自己形成光導波路のＭＦＤ（Ｍｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ：モードフィールド径）と光ファイバのＭＦＤとのミスマッチによる結合損失や自己形成光導波路の変形による軸ずれ等に起因する接続損失がそれぞれ発生することになる。
【００１０】
前述のように、従来はこれらを低減させるため、光硬化性樹脂の硬化前後における屈折率を調整する等の、自己形成光導波路がテーパ状にならないようにするための樹脂配合を行い、硬化収縮による導波路径の変動やテーパ化が発生しないように形成を行ってきた。しかし、これらの方法では樹脂配合に手間と費用が余分に掛かり、硬化用の光の制御も複雑となり、形成に関しても時間を要していた。
【００１１】
本発明の目的は、光部品同士を自己形成光導波路技術により接続しようとする場合において、光硬化性樹脂の硬化前後の屈折率の微細な調整や硬化用の光の複雑な制御を必要とすることなく、径が均一で直線状の自己形成光導波路を形成できる接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では前述した課題を解決するために、光部品同士を自己形成光導波路技術により接続する際、光硬化性樹脂中に入射する光の光強度を少なくとも２段階に変化させるようにしたことを特徴とする。より詳細には、第１段階の光強度より第２段階以降の光強度を高くしたことを特徴とする。さらに具体的には、第１段階の光強度は高次モードの光の光強度が光硬化性樹脂の硬化しきい値を超えない値としたことを特徴とする。
【００１３】
即ち、光硬化性樹脂中に入射する第１段階の光の光強度を、図２（ａ）に示すように基本モードの光の光強度のみが光硬化性樹脂の硬化しきい値を超える値とすることで、高次モードの光は光硬化性樹脂の硬化に影響せず、基本モードの光のみで直径２ｄの自己形成光導波路（コア部）が形成される。また、形成されるコア部の径は図２（ｂ）に示すように、最初から一定の高い光強度の光を入射して形成した場合のＭＦＤよりも細くなるため、硬化収縮性のある光硬化性樹脂では歪による径の変形が低減できる。
【００１４】
コア部が確実に形成されたのを確認した後、第２段階の光として、図３（ａ）に示すように光硬化性樹脂の硬化しきい値を大きく超える光強度の光を光硬化性樹脂中に入射する。すると、図３（ｂ）に示すように、先に形成された細い径のコア部の外周に直径２ｄ’（２ｄ’＞２ｄ）の自己形成光導波路（コア部）が形成される。
【００１５】
これにより、自己形成光導波路接続を行う場合、事前に光硬化性樹脂の硬化前後の屈折率を精密に調節する必要がなくなり、コア部のテーパ化が防げる。また前述した通り、細い径から段階的に径を太くしてコア部を形成することで、硬化収縮の影響を低減させる効果がある。これらの効果は光部品同士の接続全般、例えば光ファイバ同士の接続、光ファイバと平面光波回路との接続、平面光波回路同士の接続等において有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光硬化性樹脂中に入射する光の光強度を複数段階に分けて入射する接続方法を用いることで、光硬化性樹脂の硬化前後の屈折率の微細な調整や硬化用の光の複雑な制御を必要とすることなく、径が均一で直線状の自己形成光導波路を形成でき、従来よりも容易に低損失な接続を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜実施の形態１＞
図４は本発明の光部品の接続方法の実施の形態１、ここでは光ファイバ同士をコア部形成用の光硬化性樹脂及びクラッド部形成用の光硬化性樹脂を別々に用いて接続する場合の例を示すもので、図中、１−１，１−２はシングルモードファイバ（ＳＭＦ）、２，３は光硬化性樹脂の溶液、４はコア部形成用の光源、５はクラッド部形成用の光源である。
【００１８】
光硬化性樹脂の溶液２は、硬化後の屈折率を調整したコア部形成用の第１の光硬化性樹脂を含む溶液であり、また、光硬化性樹脂の溶液３は、硬化後の屈折率を調整したクラッド部形成用の第２の光硬化性樹脂を含む溶液であり、それぞれ予め用意しておくものとする。
【００１９】
ここで、硬化後の屈折率の調整とは、硬化前の屈折率は任意の値で良いが、第１の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ１及び第２の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ２が、
ｎ１＞ｎ２
の条件を満たすように調整することを指す。
【００２０】
コア部形成用の光源４は、光硬化性樹脂の溶液２中の第１の光硬化性樹脂が硬化反応を開始する波長の光を発生するもので、ＳＭＦ１−１，１−２の少なくとも一方、ここではＳＭＦ１−１の他端に接続される。
【００２１】
クラッド部形成用の光源５は、光硬化性樹脂の溶液３中の第２の光硬化性樹脂が硬化反応を開始する波長の光を発生するもので、後述する各ファイバ（ここではＳＭＦ１−１及び１−２）の一端同士の間を照射する如く配置される。
【００２２】
なお、実際には、溶液２，３が同時に各ファイバの一端同士の間に充填されることはないが、図４では便宜上、両方の溶液を示した。また、溶液２，３が同時に各ファイバの一端同士の間に充填されることがないため、第１及び第２の光硬化性樹脂の硬化反応を開始する波長は同一であっても良い。
【００２３】
図５は本実施の形態における接続工程を示すもので、以下、図４及び図５を用いて本発明の光部品の接続方法について説明する。
【００２４】
まず、図４に示すように、ＳＭＦ１−１及び１−２を、それぞれの接続すべき一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置するとともに、ＳＭＦ１−１及び１−２の一端同士の端面間に光硬化性樹脂の溶液２を充填する。
【００２５】
なお、ＳＭＦ１−１及び１−２は図示しない保持手段、例えばＶ溝を有する支持台とこの台にファイバを固定する押さえ板からなる保持手段により保持され、前述した配置関係は接続作業の終了時まで維持されるものとする。また、前述した各ファイバ間の中心軸の関係は、接続すべき一端付近において保たれていれば良く、各ファイバの全長の全てにおいてそのような関係にあることを必要とするものでないことは言うまでもない（この点は本発明の全ての実施の形態において共通する。）。
【００２６】
また、ＳＭＦ１−１及び１−２の端面間に溶液２を充填する（介在させる）具体的な方法としては、例えば、前述した保持手段を構成する支持台のＳＭＦ１−１及び１−２の一端同士が対向する位置に液溜め用の陥没部を設けておき、該陥没部に溶液２を滴下すれば良い。
【００２７】
次に、図５（ａ）に示すように、ＳＭＦ１−１の他端に接続したコア部形成用の光源４を動作させると、該光源４で発生し、ＳＭＦ１−１を伝搬した光がＳＭＦ１−１の一端から溶液２中に入射され、これによって溶液２中の第１の光硬化性樹脂が反応して硬化し、ＳＭＦ１−１及び１−２の端面間に光導波路（コア部）が形成される。
【００２８】
ここで、光源４の波長域がＳＭＦのカットオフ波長以下である場合、光源４からの光をＳＭＦ１−１に対して入射すると、基本モード以外の高次モードが発生する。高次モードの光は基本モードの光よりもビーム拡がり角が大きいため、形成される光導波路の径が拡大してしまう。さらに、形成される光導波路の径は光強度依存性があり、一般的に入射光の光強度が高い程、大きくなる傾向がある。しかも、コア部形成用の第１の光硬化性樹脂としてラジカル硬化性樹脂を用いた場合に大きな光強度の光を入射すると、硬化収縮が発生するため、形成された光導波路に変形が生じ、余剰な接続損失が発生してしまう。
【００２９】
そこで、本発明では光硬化性樹脂中に入射する光の光強度を少なくとも２段階に変化させる。
【００３０】
第１段階では、図２（ａ）に示したように光強度分布でファイバコア中央付近のピーク強度がコア部形成用の第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値よりわずかに高い（基本モードの光の光強度のみが第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超え、高次モードの光の光強度は第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超えない）条件で入射する。すると、図５（ａ）に示すように細い径の光導波路６ａが形成され、対向するファイバと接続される。一般的に、短波長におけるＳＭＦのモードパワー分布は、基本モードに最も大きくパワーが分配される。光ファイバのコアが真円であれば、基本モードの形状はコア形状と同様に円であり、ファイバからの出射光の拡がり角度は小さくなり、図５（ａ）に示すように、コア中心の延長線上に細い径の光導波路６ａが形成される。
【００３１】
第２段階以降は、光導波路６ａが形成されたことを確認した後、第１段階よりも入射光強度を上げると、先の細い径の光導波路による光導波効果により、当該光導波路を中心に光が分布する。そして、図５（ｂ）に示すようにコア部形成用の第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超える光強度領域に光導波路６ｂが形成される。この結果、出射光の拡がりの少ない直線状の光導波路が形成される。最終的な光導波路（コア部）の径及びＭＦＤをさらに拡大したい場合は、第２段階以降の硬化光の入射回数を増やすか、第２段階目で光強度を増すかのいずれかの方法を用いれば良い。
【００３２】
なお、ＳＭＦ１−１の一端から光硬化性樹脂中に入射する光の光強度の設定については、予め接続前のＳＭＦ１−１の一端に周知の光パワーメータ等を接続して、光源４における駆動電流または駆動電力を変更した際の光強度を計測・記録しておき、該記録に従って設定すれば良い。
【００３３】
次に、ＳＭＦ１−１及び１−２の端面間に光導波路６ａ，６ｂが確実に形成されていることを確認した後、図５（ｃ）に示すように、ＳＭＦ１−１及び１−２の一端同士の端面間からコア部形成用の光硬化性樹脂の溶液２を除去して、その代わりにクラッド部形成用の光硬化性樹脂の溶液３を充填するとともに、ファイバに接続していない光源５を動作させ、ＳＭＦ１−１及び１−２の一端同士の間の、既に形成された光導波路６ａ，６ｂからなるコア部６付近に光を照射する。すると、図５（ｃ）に示すように、溶液３中の第２の光硬化性樹脂が反応して硬化し、コア部６の周囲にクラッド部７が形成される。
【００３４】
図６に本発明の方法及び従来の方法によりコア部を形成した場合の接続損失の変化量を示す。なお、図中の縦軸は樹脂充填時を基準値０とした時の変化量である。図６より、従来の方法では接続完了時の接続損失が樹脂を充填した時よりも大きくなるのに対して、本発明の方法では、接続完了時の接続損失が樹脂を充填した時よりも改善しているのが分かる。
【００３５】
このように、コア形成時の光の光強度を２段階に変化させることによって、一様な光強度で形成を行う従来の自己形成光導波路接続よりも、高次モードの光及び硬化収縮による影響を最小限に抑えることができ、光ファイバ同士を低損失で接続することができる。
【００３６】
＜実施の形態２＞
図７は本発明の光部品の接続方法の実施の形態２、ここでは光ファイバ同士をコア部形成用の光硬化性樹脂及びクラッド部形成用の光硬化性樹脂を混合して用いて接続する場合の例を示すもので、図中、実施の形態１と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１−１，１−２はシングルモードファイバ（ＳＭＦ）、４はコア部形成用の光源、５はクラッド部形成用の光源、８は光硬化性樹脂の混合溶液である。
【００３７】
光硬化性樹脂の混合溶液８は、硬化後の屈折率を調整した２種類の光硬化性樹脂、即ちコア部形成用の第１の光硬化性樹脂（例えば、ラジカル硬化性樹脂）と、クラッド部形成用の第２の光硬化性樹脂（例えば、カチオン硬化性樹脂）とを含む混合溶液であり、予め用意しておくものとする。
【００３８】
ここで、硬化後の屈折率の調整とは、硬化前の屈折率は任意の値で良いが、第１の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ１及び第２の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ２が、
ｎ１＞ｎ２
の条件を満たすように調整することを指す。
【００３９】
なお、コア部形成用の光源４の波長は、光硬化性樹脂の混合溶液８中の第１の光硬化性樹脂のみが硬化反応を開始する波長に調節し、また、クラッド部形成用の光源５の波長は、光硬化性樹脂の混合溶液８中の第２の光硬化性樹脂のみが硬化反応を開始する波長に調節しておくものとする。
【００４０】
図８は本実施の形態における接続工程を示すもので、以下、図７及び図８を用いて本発明の光部品の接続方法について説明する。
【００４１】
まず、図７に示すように、ＳＭＦ１−１及び１−２を、それぞれの接続すべき一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置するとともに、ＳＭＦ１−１及び１−２の一端同士の端面間に光硬化性樹脂の混合溶液８を充填する。
【００４２】
次に、図８（ａ）に示すように、ＳＭＦ１−１の他端に接続したコア部形成用の光源４を動作させると、該光源４で発生し、ＳＭＦ１−１を伝搬した光がＳＭＦ１−１の一端から混合溶液８中に入射され、これによって混合溶液８中の第１の光硬化性樹脂のみが反応して硬化し、ＳＭＦ１−１及び１−２の端面間に光導波路（コア部）が形成される。
【００４３】
ここで、光源４の波長域がＳＭＦのカットオフ波長以下である場合、光源４からの光をＳＭＦ１−１に対して入射すると、基本モード以外の高次モードが発生する。高次モードの光は基本モードの光よりもビーム拡がり角が大きいため、形成される光導波路の径が拡大してしまう。さらに、形成される光導波路の径は光強度依存性があり、一般的に入射光の光強度が高い程、大きくなる傾向がある。しかも、コア部形成用の第１の光硬化性樹脂としてラジカル硬化性樹脂を用いた場合に大きな光強度の光を入射すると、硬化収縮が発生するため、形成された光導波路に変形が生じ、余剰な接続損失が発生してしまう。
【００４４】
そこで、本発明では光硬化性樹脂中に入射する光の光強度を少なくとも２段階に変化させる。
【００４５】
第１段階では、図２（ａ）に示したように光強度分布でファイバコア中央付近のピーク強度がコア部形成用の第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値よりわずかに高い（基本モードの光の光強度のみが第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超え、高次モードの光の光強度は第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超えない）条件で入射する。すると、図８（ａ）に示すように細い径の光導波路９ａが形成され、対向するファイバと接続される。一般的に、短波長におけるＳＭＦのモードパワー分布は、基本モードに最も大きくパワーが分配される。光ファイバのコアが真円であれば、基本モードの形状はコア形状と同様に円であり、ファイバからの出射光の拡がり角度は小さくなり、図８（ａ）に示すように、コア中心の延長線上に細い径の光導波路９ａが形成される。
【００４６】
第２段階以降は、光導波路９ａが形成されたことを確認した後、第１段階よりも入射光強度を上げると、先の細い径の光導波路による光導波効果により、当該光導波路を中心に光が分布する。そして、図８（ｂ）に示すようにコア部形成用の第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超える光強度領域に光導波路９ｂが形成される。この結果、出射光の拡がりの少ない直線状の光導波路が形成される。最終的な光導波路（コア部）の径及びＭＦＤをさらに拡大したい場合は、第２段階以降の硬化光の入射回数を増やすか、第２段階目で光強度を増すかのいずれかの方法を用いれば良い。
【００４７】
次に、ＳＭＦ１−１及び１−２の端面間に光導波路９ａ，９ｂが確実に形成されていることを確認した後、図８（ｃ）に示すように、ファイバに接続していない光源５を動作させ、ＳＭＦ１−１及び１−２の一端同士の間の、既に形成された光導波路９ａ，９ｂからなるコア部９付近に光を照射する。すると、図８（ｃ）に示すように、混合溶液８中の第２の光硬化性樹脂のみが反応して硬化し、コア部９の周囲にクラッド部１０が形成される。
【００４８】
このように、コア形成時の光の光強度を２段階に変化させることによって、コア部形成用の光硬化性樹脂とクラッド部形成用の光硬化性樹脂との混合溶液を用いた場合でも、一様な光強度で形成を行う従来の自己形成光導波路接続よりも、高次モードの光及び硬化収縮による影響を最小限に抑えることができ、光ファイバ同士を低損失で接続することができる。
【００４９】
＜実施の形態３＞
図９は本発明の光部品の接続方法の実施の形態３、ここでは光ファイバと平面光波回路とをコア部形成用の光硬化性樹脂及びクラッド部形成用の光硬化性樹脂を別々に用いて接続する場合の例を示すもので、図中、実施の形態１と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１はシングルモードファイバ（ＳＭＦ）、２，３は光硬化性樹脂の溶液、４はコア部形成用の光源、５はクラッド部形成用の光源、１１は平面光波回路（ＰＬＣ）である。
【００５０】
ここで、コア部形成用の光源４は、ＳＭＦ１の他端に接続され、クラッド部形成用の光源５は、後述するＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の一端同士の間を照射する如く配置される。
【００５１】
なお、実際には、溶液２，３が同時にＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の一端同士の間に充填されることはないが、図９では便宜上、両方の溶液を示した。
【００５２】
図１０は本実施の形態における接続工程を示すもので、以下、図９及び図１０を用いて本発明の光部品の接続方法について説明する。
【００５３】
まず、図９に示すように、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１を、それぞれの接続すべき一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置するとともに、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の一端同士の端面間に光硬化性樹脂の溶液２を充填する。なお、ＰＬＣ１１の接続すべき一端とは光の出射部あるいは入射部を備えた端面を指す。
【００５４】
なお、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１は図示しない保持手段、例えば一方にＶ溝を有し、他方にＰＬＣをその光の出射部あるいは入射部の中心が前記Ｖ溝に一致する如く搭載可能な平面を有する支持台とこの台にファイバ及びＰＬＣを固定する押さえ板からなる保持手段により保持され、前述した配置関係は接続作業の終了時まで維持されるものとする。また、前述したファイバ及びＰＬＣの光の出射部あるいは入射部間の中心軸の関係は、接続すべき一端付近において保たれていれば良く、ファイバの全長の全てにおいてそのような関係にあることを必要とするものでないことは言うまでもない（この点は本発明の全ての実施の形態において共通する。）。
【００５５】
また、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の端面間に溶液２を充填する（介在させる）具体的な方法としては、例えば、前述した保持手段を構成する支持台のＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の一端同士が対向する位置に液溜め用の陥没部を設けておき、該陥没部に溶液２を滴下すれば良い。
【００５６】
次に、図１０（ａ）に示すように、ＳＭＦ１の他端に接続したコア部形成用の光源４を動作させると、該光源４で発生し、ＳＭＦ１を伝搬した光がＳＭＦ１の一端から溶液２中に入射され、これによって溶液２中の第１の光硬化性樹脂が反応して硬化し、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の端面間に光導波路（コア部）が形成される。
【００５７】
ここで、光源４の波長域がＳＭＦのカットオフ波長以下である場合、光源４からの光をＳＭＦ１に対して入射すると、基本モード以外の高次モードが発生する。高次モードの光は基本モードの光よりもビーム拡がり角が大きいため、形成される光導波路の径が拡大してしまう。さらに、形成される光導波路の径は光強度依存性があり、一般的に入射光の光強度が高い程、大きくなる傾向がある。しかも、コア部形成用の第１の光硬化性樹脂としてラジカル硬化性樹脂を用いた場合に大きな光強度の光を入射すると、硬化収縮が発生するため、形成された光導波路に変形が生じ、余剰な接続損失が発生してしまう。
【００５８】
そこで、本発明では光硬化性樹脂中に入射する光の光強度を少なくとも２段階に変化させる。
【００５９】
第１段階では、図２（ａ）に示したように光強度分布でファイバコア中央付近のピーク強度がコア部形成用の第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値よりわずかに高い（基本モードの光の光強度のみが第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超え、高次モードの光の光強度は第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超えない）条件で入射する。すると、図１０（ａ）に示すように細い径の光導波路１２ａが形成され、対向するＰＬＣと接続される。一般的に、短波長におけるＳＭＦのモードパワー分布は、基本モードに最も大きくパワーが分配される。光ファイバのコアが真円であれば、基本モードの形状はコア形状と同様に円であり、ファイバからの出射光の拡がり角度は小さくなり、図１０（ａ）に示すように、コア中心の延長線上に細い径の光導波路１２ａが形成される。
【００６０】
第２段階以降は、光導波路１２ａが形成されたことを確認した後、第１段階よりも入射光強度を上げると、先の細い径の光導波路による光導波効果により、当該光導波路を中心に光が分布する。そして、図１０（ｂ）に示すようにコア部形成用の第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超える光強度領域に光導波路１２ｂが形成される。この結果、出射光の拡がりの少ない直線状の光導波路が形成される。最終的な光導波路（コア部）の径及びＭＦＤをさらに拡大したい場合は、第２段階以降の硬化光の入射回数を増やすか、第２段階目で光強度を増すかのいずれかの方法を用いれば良い。
【００６１】
次に、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の端面間に光導波路１２ａ，１２ｂが確実に形成されていることを確認した後、図１０（ｃ）に示すように、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の一端同士の端面間からコア部形成用の光硬化性樹脂の溶液２を除去して、その代わりにクラッド部形成用の光硬化性樹脂の溶液３を充填するとともに、ファイバに接続していない光源５を動作させ、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の一端同士の間の、既に形成された光導波路１２ａ，１２ｂからなるコア部１２付近に光を照射する。すると、図１０（ｃ）に示すように、溶液３中の第２の光硬化性樹脂が反応して硬化し、コア部１２の周囲にクラッド部１３が形成される。
【００６２】
このように、コア形成時の光の光強度を２段階に変化させることによって、一様な光強度で形成を行う従来の自己形成光導波路接続よりも、高次モードの光及び硬化収縮による影響を最小限に抑えることができ、光ファイバとＰＬＣとを低損失で接続することができる。
【００６３】
＜実施の形態４＞
図１１は本発明の光部品の接続方法の実施の形態４、ここでは光ファイバと平面光波回路とをコア部形成用の光硬化性樹脂及びクラッド部形成用の光硬化性樹脂を混合して用いて接続する場合の例を示すもので、図中、実施の形態２、３と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１はシングルモードファイバ（ＳＭＦ）、４はコア部形成用の光源、５はクラッド部形成用の光源、８は光硬化性樹脂の混合溶液、１１は平面光波回路（ＰＬＣ）である。
【００６４】
図１２は本実施の形態における接続工程を示すもので、以下、図１１及び図１２を用いて本発明の光部品の接続方法について説明する。
【００６５】
まず、図１１に示すように、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１を、それぞれの接続すべき一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置するとともに、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の一端同士の端面間に光硬化性樹脂の混合溶液８を充填する。
【００６６】
次に、図１２（ａ）に示すように、ＳＭＦ１の他端に接続したコア部形成用の光源４を動作させると、該光源４で発生し、ＳＭＦ１を伝搬した光がＳＭＦ１の一端から混合溶液８中に入射され、これによって混合溶液８中の第１の光硬化性樹脂のみが反応して硬化し、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の端面間に光導波路（コア部）が形成される。
【００６７】
ここで、光源４の波長域がＳＭＦのカットオフ波長以下である場合、光源４からの光をＳＭＦ１に対して入射すると、基本モード以外の高次モードが発生する。高次モードの光は基本モードの光よりもビーム拡がり角が大きいため、形成される光導波路の径が拡大してしまう。さらに、形成される光導波路の径は光強度依存性があり、一般的に入射光の光強度が高い程、大きくなる傾向がある。しかも、コア部形成用の第１の光硬化性樹脂としてラジカル硬化性樹脂を用いた場合に大きな光強度の光を入射すると、硬化収縮が発生するため、形成された光導波路に変形が生じ、余剰な接続損失が発生してしまう。
【００６８】
そこで、本発明では光硬化性樹脂中に入射する光の光強度を少なくとも２段階に変化させる。
【００６９】
第１段階では、図２（ａ）に示したように光強度分布でファイバコア中央付近のピーク強度がコア部形成用の第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値よりわずかに高い（基本モードの光の光強度のみが第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超え、高次モードの光の光強度は第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超えない）条件で入射する。すると、図１２（ａ）に示すように細い径の光導波路１４ａが形成され、対向するＰＬＣと接続される。一般的に、短波長におけるＳＭＦのモードパワー分布は、基本モードに最も大きくパワーが分配される。光ファイバのコアが真円であれば、基本モードの形状はコア形状と同様に円であり、ファイバからの出射光の拡がり角度は小さくなり、図１２（ａ）に示すように、コア中心の延長線上に細い径の光導波路１４ａが形成される。
【００７０】
第２段階以降は、光導波路１４ａが形成されたことを確認した後、第１段階よりも入射光強度を上げると、先の細い径の光導波路による光導波効果により、当該光導波路を中心に光が分布する。そして、図１２（ｂ）に示すようにコア部形成用の第１の光硬化性樹脂の硬化しきい値を超える光強度領域に光導波路１４ｂが形成される。この結果、出射光の拡がりの少ない直線状の光導波路が形成される。最終的な光導波路（コア部）の径及びＭＦＤをさらに拡大したい場合は、第２段階以降の硬化光の入射回数を増やすか、第２段階目で光強度を増すかのいずれかの方法を用いれば良い。
【００７１】
次に、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の端面間に光導波路１４ａ，１４ｂが確実に形成されていることを確認した後、図１２（ｃ）に示すように、ファイバに接続していない光源５を動作させ、ＳＭＦ１及びＰＬＣ１１の一端同士の間の、既に形成された光導波路１４ａ，１４ｂからなるコア部１４付近に光を照射する。すると、図１２（ｃ）に示すように、混合溶液８中の第２の光硬化性樹脂のみが反応して硬化し、コア部１４の周囲にクラッド部１５が形成される。
【００７２】
このように、コア形成時の光の光強度を２段階に変化させることによって、コア部形成用の光硬化性樹脂とクラッド部形成用の光硬化性樹脂との混合溶液を用いた場合でも、一様な光強度で形成を行う従来の自己形成光導波路接続よりも、高次モードの光及び硬化収縮による影響を最小限に抑えることができ、光ファイバとＰＬＣとを低損失で接続することができる。
【００７３】
＜他の実施の形態＞
なお、本発明の光部品の接続方法では、平面光波回路同士についても、前記同様に接続することが可能である。但し、その場合、平面光波回路のうち少なくとも一方は、コア部形成用の光硬化性樹脂が硬化反応を開始する波長の光を発生する機能を有し、接続しようとする一端の光の出射部から当該波長の光を出射可能であるか、あるいはコア部形成用の光硬化性樹脂が硬化反応を開始する波長の光を発生する光源からの光を、いずれかの光の入射部より接続しようとする一端の光の出射部まで透過させる機能を有する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】平面光波回路の一例を示す斜視図
【図２】硬化光の光強度と形成光導波路の径との関係を示す説明図
【図３】硬化光の光強度と形成光導波路の径との関係を示す説明図
【図４】本発明の光部品の接続方法の実施の形態１を示す構成図
【図５】本発明の光部品の接続方法の実施の形態１を示す工程図
【図６】本発明及び従来技術による接続損失の変化量を示すグラフ
【図７】本発明の光部品の接続方法の実施の形態２を示す構成図
【図８】本発明の光部品の接続方法の実施の形態２を示す工程図
【図９】本発明の光部品の接続方法の実施の形態３を示す構成図
【図１０】本発明の光部品の接続方法の実施の形態３を示す工程図
【図１１】本発明の光部品の接続方法の実施の形態４を示す構成図
【図１２】本発明の光部品の接続方法の実施の形態４を示す工程図
【符号の説明】
【００７５】
１，１−１，１−２：シングルモードファイバ（ＳＭＦ）、２，３：光硬化性樹脂の溶液、４，５：光源、６，６ａ，６ｂ，９，９ａ，９ｂ，１２，１２ａ，１２ｂ，１４，１４ａ，１４ｂ：コア部（光導波路）、７，１０，１３，１５：クラッド部、８：光硬化性樹脂の混合溶液、１１：平面光波回路（ＰＬＣ）。
【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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【図１１】
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【図１２】
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