(57)【要約】【解決手段】コアが純粋石英ガラスからなり、クラッドが純粋石英ガラスに屈折率低下元素及び感光性元素が添加された光導波路のクラッドにレーザ光を照射してクラッドの屈折率を上昇させてモードフィールド径を制御する。【効果】光導波路のクラッド部分に感光性のドーパントを添加してレーザ光を照射してクラッドの屈折率を上昇させ、実質的にコア径を拡大させモードフィールド径を制御するようにしたので、高Δ光導波路と通常の光導波路とを接続する場合にモードフィールド径の違いによる接続損失の増大を生じることがなくなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率の高いコアと前記コアよりも屈折率の低いクラッドとからなる光導波路のモードフィールド径制御方法において、前記クラッドには感光性元素が添加されており、前記感光性元素が添加されたクラッドにレーザ光を照射して前記クラッドの屈折率を上昇させて実質的に前記コア径を拡大させてモードフィールド径を制御することを特徴とする光導波路のモードフィールド径制御方法。
【請求項２】
前記コアは純粋石英ガラスからなり、前記クラッドは純粋石英ガラスに屈折率低下元素及び感光性元素が共添加されていることを特徴とする請求項１記載の光導波路のモードフィールド径制御方法。
【請求項３】
前記屈折率低下元素はＦであり、前記感光性元素はＧｅであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光導波路のモードフィールド径制御方法。
【請求項４】
前記クラッドへのレーザ光の照射は光の入出射端面付近のクラッド部分を照射することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の光導波路のモードフィールド径制御方法。
【請求項５】
前記レーザ光の照射は前記コア径が拡大されることにより前記モードフィールド径が連続的に変化するように前記レーザ光の照射強度を制御することを特徴とする請求項４記載の光導波路のモードフィールド径制御方法。
【請求項６】
前記光導波路は平面型光導波路であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の光導波路のモードフィールド径制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路のモードフィールド径を制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の通信ネットワークの進展に伴い光ファイバ通信網が急速に整備されてきている。光ファイバ通信網は基本的に屋外の光ファイバケーブルと屋内の機器等に配置されている光導波路とを接続することで構成されている。通信ネットワークの需要がますます高まる状況においては光導波路の高密度実装が必然となり、例えば機器内においてはどうしても光導波路の数が増えるために省スペース収納、小型化が大きな関心事になってきている。
【０００３】
例えば光導波路のうち光ファイバの場合には、多数の光ファイバを限られたスペースに収納、配線するためには光ファイバを小さな曲率半径で曲げることが必要になってくる。ところが光ファイバを小さな曲率半径で曲げると光が漏洩しやすくなり、通信ネットワーク全体の品質を低下させてしまう。また、平面型光導波路（Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ；以下、ＰＬＣ）の場合には高密度実装のための小型化に対する要求がますます強くなってきている。
【０００４】
そこで、光ファイバの場合には小さな曲率半径で曲げても光が漏洩しにくくなるように、通信ネットワークに用いられる通常の光ファイバであるシングルモードファイバよりもコアとクラッドの間の屈折率差、すなわち比屈折率差Δを大きくし、コア径を小さくした、いわゆる高Δ光ファイバ（シングルモードファイバ）が使用されるようになってきている。また、ＰＬＣの場合にもやはり比屈折率差Δを大きくしてコア径を小さく設定している。このように、現在高密度実装のためには高Δ光導波路が用いられてきている。
【０００５】
しかし、このような高Δ光導波路も最終的には光ファイバケーブルを構成する通常の光ファイバと接続する必要がある。その結果、コア径の違い、ひいてはモードフィールド径の違いにより接続部において不整合が生じるために大きな接続損失を引き起こすこととなる。
【０００６】
このような通常の光ファイバと高Δ光導波路との接続部での不整合を解消するために、高Δ光導波路のコアを加熱することによってコア中の添加元素（ドーパント）を拡散させてコア径を拡大して最適なモードフィールド径が得られるようにする技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２６１８５００号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
【０００９】
即ち、特許文献１には高Δ光導波路のコアを加熱することによりコア径を拡大する技術が記載されているが、加熱条件によって拡大されたコア径にばらつきが生じる場合があり、多数の光導波路のモードフィールド径を安定して最適化することが難しいという問題点があった。
【００１０】
特にＰＬＣの場合は、屈折率分布を制御する際に形状に異方性があるため幅方向の屈折率分布は比較的容易に制御できるが厚さ方向の屈折率分布の制御は困難であるという問題点もあった。この結果、幅方向と厚さ方向とでコア径の拡大が不均一になるためモードフィールド径の最適化ができず通常の光導波路と接続した際には接続損失が増大するという問題が生じていた。
【００１１】
本発明は光導波路のモードフィールド径を安定して最適になるように制御できる方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決するために次のような構成とする。
【００１３】
本発明の構成１は、屈折率の高いコアとコアよりも屈折率の低いクラッドとからなる光導波路のモードフィールド径制御方法において、クラッドには感光性元素が添加されており、感光性元素が添加されたクラッドにレーザ光を照射してクラッドの屈折率を上昇させて実質的にコア径を拡大させてモードフィールド径を制御することからなる。
【００１４】
また本発明の構成２は、構成１において、コアは純粋石英ガラスからなり、クラッドは純粋石英ガラスに屈折率低下元素及び感光性元素が共添加されている。
【００１５】
さらに本発明の構成３は、構成１または構成２において、屈折率低下元素はＦであり、感光性元素はＧｅである。
【００１６】
さらに本発明の構成４は、構成１から構成３までのいずれかの構成において、クラッドへのレーザ光の照射は光の入出射端面付近のクラッド部分を照射することからなる。
【００１７】
さらに本発明の構成５は、構成４において、レーザ光の照射はコア径が拡大されることによりモードフィールド径が連続的に変化するようにレーザ光の照射強度を制御することからなる。
【００１８】
さらに本発明の構成６は、構成１から構成５までのいずれかの構成において、光導波路は平面型光導波路である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。
【００２０】
図１は本発明の光導波路のモードフィールド径を制御する方法の一実施の形態を表した斜視図である。
【００２１】
まず、図１（ａ）においてＰＬＣ１を準備する。このＰＬＣ１は屈折率の高いコア２及びコア２より屈折率の低いクラッド３から構成されており、通常のＰＬＣよりは比屈折率差の大きい高ΔＰＬＣとなっている。本実施の形態においてはコア２は純粋石英ガラスからなり、クラッド３には屈折率を低下させるためのドーパントであるＦが添加されている。また、クラッド３にはレーザ光に対して感光性のある元素であるＧｅが添加されている。Ｇｅは屈折率を上昇させるドーパントであるため、屈折率を低下させるドーパントであるＦと感光性のあるドーパントＧｅとの添加量をＰＬＣ１が所望の比屈折率差を有するように調整すればよい。
【００２２】
次に図１（ｂ）において示すように、波線４で示すＰＬＣ１の光の入出射端面５近傍のクラッド部分に矢印のようにレーザ光Ｌを照射する。クラッド部分にレーザ光を照射すると、クラッドに添加されているＧｅが感光性を有しているために屈折率が上昇する。そうするとコア２とクラッド３との間の比屈折率差が小さくなり、実質的にコア径が拡大されたＰＬＣを作製することができる。
【００２３】
最終的には図１（ｃ）に示すように、ＰＬＣ１と接続すべき通常の比屈折率差を有しているＰＬＣや光ファイバと実質的に同一のモードフィールド径が得られまでコア径が拡大するようにレーザ光を照射する。レーザ光を照射する際にはレンズ等を用いてレーザ光の焦点を絞り、レーザ光のパワーをスポット的にごく狭い範囲に集中させて照射しながらクラッド３の屈折率を調整するとよい。
【００２４】
また、レーザ光を照射する際にレーザ光の光路途中にミラーや集光レンズを配置し、レーザ光の焦点位置を移動させながらコア径を拡大することにより連続的にモードフィールド径が変化するように照射するとよい。
【００２５】
このような方法でモードフィールド径の制御を行うと、ＰＬＣの幅方向ばかりでなく厚さ方向にも屈折率分布の調整ができ、通常の光導波路のモードフィールド径と実質的に同一のモードフィールド径を得ることができるので、接続時の損失を大幅に減少させることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態においてはＰＬＣの例を説明したが、本発明は光ファイバにも適用することを妨げるものではない。また、クラッドの屈折率を低下させるドーパントとしてＦの例を挙げたが、屈折率を低下させるドーパントであるならば例えばＢのように他のドーパントでも差し支えなく、Ｆに限定して解釈されるべきではない。さらに、感光性を有するドーパントの場合も同様で、Ｇｅに限定されるべきではなく、例えばＰのように本発明の目的を達成できるものならばどのようなドーパントを用いても差し支えない。
【００２７】
【発明の効果】
上記したように本発明によれば、光導波路のクラッド部分に感光性のドーパントを添加してレーザ光を照射してクラッドの屈折率を上昇させ、実質的にコア径を拡大させモードフィールド径を制御するようにしたので、高Δ光導波路と通常の光導波路とを接続する場合にモードフィールド径の違いによる接続損失の増大を生じることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を表した斜視図である。
【符号の説明】
１・・・ＰＬＣ
２・・・コア
３・・・クラッド
４・・・光の入出射端面近傍
５・・・光の入出射端面
【図１】
2004271664.tif 000003