(57)【要約】【課題】光ファイバをＶ溝基板等に固定する際、側面部にコート膜がない光ファイバを用いることによって、光ファイバ外径が変化せず、精度良く光ファイバをＶ溝基板に固定できる。【解決手段】光ファイバの先端に加工面を形成し、該加工面に所定の光学特性を有したコート膜を備え、該コート膜の側面への付着範囲を先端から０．５ｍｍ以内とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの先端に加工面を形成し、該加工面に所定の光学特性を有するコート膜を備えるとともに、該コート膜の側面への付着範囲が先端から０．５ｍｍ以内であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
上記先端加工面のコア部分における上記コート膜の厚さバラツキが５％以内であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】
上記コート膜が反射防止特性を有することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項４】
上記先端加工面が、軸方向に対し９０°±２°以内の面で構成されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項５】
少なくとも１本以上の光ファイバの先端部を仮固定部材に固着させ、該仮固定部材と共に上記光ファイバの先端を加工した後、上記仮固定部材を除去することを特徴とする光ファイバの加工方法。
【請求項６】
少なくとも１本以上の光ファイバの先端部を仮固定部材に固着させ、該仮固定部材と共に上記光ファイバの先端を加工した後、該加工面に所定の光学特性を有するコート膜を形成した後、上記仮固定部材を除去することを特徴とする光ファイバの加工方法。
【請求項７】
光ファイバの先端を加工した後、仮固定部材が有する円形状の穴から前記光ファイバの先端部を突出させた状態で、該先端部の加工面に所定の光学特性を有するコート膜を形成することを特徴とする光ファイバの加工方法。
【請求項８】
前記仮固定部材の円形状の穴の直径Ｄ２を前記光ファイバの直径Ｄ１との差を０．２ｍｍ以内としたことを特徴とする請求項７記載の光ファイバの加工方法。
【請求項９】
前記仮固定部材の円形状の穴からの前記光ファイバの突出量Ｌ１を０．５ｍｍ以内としたことを特徴とする請求項７記載の光ファイバの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等に使用される光学系を構成する部材である光通信用部品の光ファイバ及び加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信機器や各種検査装置、及び各種光センサ、レーザ装置等には、先端部を加工し、さらに反射防止膜コートを施した光ファイバが多数使用されている。
【０００３】
これらの光ファイバは一般に図１２（ａ）に示すように、光ファイバ１７の先端が斜め端面等に加工され、さらにこの斜め端面には反射防止用の反射防止膜コートが施された反射防止膜コート付き斜め端面１８となっている（特許文献１参照）。
【０００４】
これらの光ファイバは、レーザダイオードやフォトダイオードとの光学的な結合に用いられるが、反射防止膜コートを施していない場合は、この端面１８で反射した光がレーザダイオードあるいはフォトダイオードに入射し、発光特性や受光特性を乱し、信号がうまく伝達せず問題を起こす。そのため、信号伝達速度が速い場合ほどこの反射防止膜コートを必要とする。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８２２３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１２（ａ）に示すように反射防止膜コートが光ファイバの斜め端面だけでなく、側面に付着している反射防止膜コート１９は、その部分の外径が大きくなり、その大きくなった分、光ファイバ１７をＶ溝基板等に固定する際位置がずれてしまう。また、図１２（ｂ）のように光ファイバ２０の側面にＡｕ、Ｎｉ等のメタライズ２１がある場合は、そのメタライズ２１部に反射防止膜コート１９が付くとその部分に半田が濡れず、ファイバ先端から半田が濡れ固定されている距離が長くなり、挿入損失や反射等の光学特性が温度変化や信頼性試験時に変化するという問題があった。
【０００７】
また、従来のコート時には先端位置がファイバ軸方向にばらついていたため、先端が出ている光ファイバのコート膜厚は厚く、先端が後ろに引っ込んでいる光ファイバのコート膜厚は薄くなり、その結果、反射特性等の光学特性も製品によりばらつき不安定であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、光ファイバの先端に加工面を形成し、該加工面に所定の光学特性を有したコート膜を備え、該コート膜の側面への付着範囲を先端から０．５ｍｍ以内としたことを特徴とする。
【０００９】
また、上記光ファイバ加工面のコア部分における上記コート膜の厚さバラツキが５％以内であることを特徴とする。
【００１０】
更に、コート膜が反射防止の特性を有することを特徴とする。
【００１１】
また、先端加工面が光ファイバの軸方向に対し９０°±２°以内の面で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明の光ファイバの加工方法は、少なくとも１本以上の光ファイバの先端部を仮固定部材に固着させ、該仮固定部材と共に上記光ファイバの先端を加工した後、上記仮固定部材を除去することを特徴とする。
【００１３】
また、少なくとも１本以上の光ファイバの先端部を仮固定部材に固着させ、該仮固定部材と共に上記光ファイバの先端を加工した後、該加工部に所定の光学特性を有したコート膜を形成した後、上記仮固定部材を除去することを特徴とする。
【００１４】
さらに、光ファイバの先端を加工した後、仮固定部材が有する円形状の穴から前記光ファイバの先端部を突出させた状態で、該先端部の加工面に所定の光学特性を有するコート膜を形成することを特徴とする。
【００１５】
また、前記仮固定部材の円形状の穴の直径Ｄ２を前記光ファイバの直径Ｄ１との差を０．２ｍｍ以内としたことを特徴とする。
【００１６】
さらに、前記仮固定部材の円形状の穴からの前記光ファイバの突出量Ｌ１を０．５ｍｍ以内としたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明の光ファイバの斜視図である。光ファイバ１の先端部は斜め研磨加工され、さらに先端部に反射防止膜コートが施された反射防止膜コート付き斜め端面２となっている。
【００１９】
この光ファイバ１の加工手順は、図２（ａ）のように、まず少なくとも１本光ファイバ１を石英基板５で挟む。なお、光ファイバ１が石英であるために同材料の石英基板５を用いたが、他の材料のガラスあるいは樹脂、金属でも構わない。ただし、硬度が近い材料が好ましい。図２（ａ）のように先端付近の光ファイバ被覆３をストリップしたストリップ部４を予め形成した状態で挟んでも良いし、ストリップせず先端まで被覆がある状態で挟んでも良い。
【００２０】
次に石英基板５の間に仮固定部材６を注入する。この仮固定部材６は、ワックスや水溶性の接着剤等で、熱や溶剤等で溶ける材料を選ぶ。その後、先端を斜めに研磨加工し、斜め端面７を形成する。ただし、この先端の加工は研磨でなくとも良く、切削加工やレーザ加工等、先端が斜めに加工できる加工方法を用いれば良い。
【００２１】
次に、この斜め端面７に反射防止膜コート８処理を行う。この反射防止膜コート処理は、一般的には蒸着あるいはスパッタリングによって行う。反射防止膜コート８の材料としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＦ２等がある。特に膜密着強度からＳｉＯ２／ＴｉＯ２あるいはＳｉＯ２／Ｔａ２Ｏ５の組み合わせが望ましい。ＭｇＦ２の場合は１層、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２あるいはＳｉＯ２／Ｔａ２Ｏ５の組み合わせの場合は４層以上が一般的である。また、反射防止膜３、４の各層の厚さは波長の１／４程度が一般的である。反射防止膜の膜厚は、ＭｇＦ２の場合で０．１５〜０．３μｍ、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２の場合は０．４〜０．８５μｍ、ＳｉＯ２／Ｔａ２Ｏ５の場合は０．５５〜０．９５μｍが一般的である。また、密着強度を上げるため、高温で膜を形成した方が良く、特に８０〜１５０℃が望ましい。その後、熱や溶剤にて仮固定部材６を除去することによって光ファイバ１が作製できる。
【００２２】
以上により、光ファイバ側面への反射防止膜コートの付着範囲を先端から０．５ｍｍ以内とすることができ、必要な加工面のみにコート処理を行うことが可能となる。ここで、コート膜の光ファイバ側面の付着範囲を先端から０．５ｍｍ以内とすることによって、前述した不都合を防止することができる。
【００２３】
なお、上記側面への付着範囲を０．５ｍｍ以内にするとは、付着範囲の最大値が０．５ｍｍ以内であることを言う。
【００２４】
また、以上の方法により、上記光ファイバ加工面のコア部分におけるコート膜の厚さバラツキを５％以内とすることができる。これによって、コート膜の特性を安定させることができ、好ましくは、厚さバラツキは１％以下とする。
【００２５】
ここで、コート膜の厚さバラツキは、収束イオンビーム加工にてコート部の微小断面の加工を行った後、透過電子顕微鏡によって複数個所での厚みを測定した時の平均値に対する最大バラツキ量のことであり、さらに複数の光ファイバについてこのバラツキを測定したときの最大値のことを言う。
【００２６】
なお、本発明は、特に先端加工面が光ファイバの軸方向に対し９０°±２°以内の面で構成されている場合に効果的である。このような加工面では反射による悪影響が生じることから反射防止膜をコートする必要性があり、本発明を好適に適用することができる。
【００２７】
また、図３（ａ）のように側面部にメタライズ１０が施してある場合も同様に加工を行うことができ、側面部のメタライズの上に反射防止用コートがかかることはない。
【００２８】
上記では、反射防止膜コートを行う場合として説明したが、コート特性は、反射防止の場合だけでなく、フィルタ特性を有したコートにも使用できる。例えば、ある波長のみの信号だけをフォトダイオードで受光する場合は、その受光する波長のみ透過し、それ以外の光は反射する特性を有した膜を形成することにより、必要な波長の信号だけを受けることが可能となる。
【００２９】
また、図３（ｂ）のように反射防止膜コートが無い光ファイバ１１に関しても以上の加工方法を使用することができ、その際反射防止膜コートを施す工程は必要ない。
【００３０】
仮固定部材６は、反射防止膜コートの工程を含む場合は、コート時のアウトガス、耐熱性を考慮する必要があり、真空度６．６５×１０−３Ｐａ程度にてアウトガスが少なく、またコート時の温度より溶ける温度が高い特に８５℃以上で溶ける仮固定部材を選ぶ。
【００３１】
図４は、本発明の他の実施形態で、石英基板５の代わりに石英管１２を使用したものである。光ファイバをこの石英管１２に入れた状態で仮固定部材１３を注入し、先端加工、反射防止膜コート、仮固定部材除去を行うことで光ファイバ１を作製できる。
【００３２】
図５は、本発明の他の実施形態で、先端部を斜めではなく、ウェッジ形状１４に研磨した場合である。この場合も研磨形状が異なるだけで、ウェッジ形状１４部に反射防止膜コート処理を行い、その後、仮固定部材を除去することによりウェッジ端面形状１６を有した光ファイバ１５を作製することができる。
【００３３】
図８は、本発明の他の実施形態で、穴３１を有した治具３２に先端加工後の光ファイバ１を挿入した状態でコート処理を行う。この方法により側面部にコート膜３３が付くの最低限に抑えることができる。この場合、図９に示す穴３１と光ファイバ１の隙間Ｄ２―Ｄ１は極力小さく、さらに光ファイバ１の穴３１端部からの突き出し長Ｌ１も極力小さい方が矢印の方向から回り込んでくる蒸着物質によって形成される側面部のコート膜３３の付着範囲Ｌ３が少なくなる。特に光ファイバ１の直径Ｄ１が０．１２５ｍｍである場合、この円形の穴の直径Ｄ２を０．３２５ｍｍ以内とし、光ファイバ１の突き出し長Ｌ１を０．２５ｍｍ以内とすることが望ましく、この条件で側面部のコート膜３３の付着範囲Ｌ３は０．５ｍｍ以下となる。
【００３４】
【実施例】
（実施例１）
ここで、以下に示す方法で実験を行った。
【００３５】
本発明の図７に示すように、予め光学系基板２８に固定されているレンズ２５に対して、メタライズ付き光ファイバ２２を光ファイバ半田固定用台２６に鉛すず半田２７にて固定を行う。その後、メタライズ付き光ファイバ２３に入力光２９を入力し、更に対向するようにメタライズ付き光ファイバ２３を出力光３０が最大となるように光ファイバ軸方向とその垂直方向に調整した後、鉛すず半田２７にて固定する。
【００３６】
上記で作製する際、光ファイバ先端から半田固定部までの距離は０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、１．０ｍｍの３種にて各１５セットの光学系基板を恒温層に入れ、−４０℃、２５℃、８５℃にて出力光の挿入損失を測定した。なお、測定時の光の波長は１５５０ｎｍである。
【００３７】
その結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2004206068.tif 000003
【００３９】
以上の結果より、２５℃を基準とした−４０℃、８５℃での挿入損失の変化は、Ｌ＝０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、１．０ｍｍにおいて最大で０．０２ｄＢ、０．０５ｄＢ、０．０９ｄＢとなり、Ｌが小さいほど温度による挿入損失の変化が少ないことが確認された。また、モジュール全体で発生する損失の変化はこの光ファイバを半田固定する部分での挿入損失の変化以外の光学素子固定部の影響もあり、この光ファイバの半田固定部での挿入損失の変化は０．０５ｄＢ以下であることが望ましく、そのためＬは０．４ｍｍ以下である必要がある。
【００４０】
（実施例２）
次に、以下に示す方法で実験を行った。
【００４１】
本発明の図１で、光ファイバの光軸に９０°なす角で研磨し反射防止膜コートを行った製品と、従来技術による１本ずつ研磨し反射防止膜コートを行った製品に関し、それぞれ１１本の反射率と光ファイバのコア部の面内の膜厚のバラツキを測定した。なお、光ファイバのコアは直径１０μｍで、無反射防止膜コートはＳｉＯ２／ＴｉＯ２の４層構成、測定波長は１．５５μｍである。
【００４２】
その結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
2004206068.tif 000004
【００４４】
以上の結果より、従来の製品は膜厚のバラツキが最大５．５％あり、その製品の反射率は０．３％と大きい。それに対し、本発明の製品では膜厚のバラツキが最大で１％以下で、反射率も全て０．１％以下と特性が良く更に安定している。レーザダイオードやフォトダイオードへの反射光の影響を考慮すると反射率は０．３％以下が望ましく、そのためには膜バラツキは５％以下、好ましくは１％以下である必要がある。
【００４５】
（実施例３）
さらに、以下に示す方法で実験を行った。
【００４６】
図１０のように、穴３１を有する治具３２の片側に光ファイバ１が接した状態にセットした状態で、突き出し長Ｌ１を０．１ｍｍ、光ファイバ１の直径Ｄ１を０．１２５ｍｍとし、穴３１の直径Ｄ２を変えてコート膜３３を付け、光ファイバ付き出し面３２ａから光ファイバ１の側面のコート膜３３の付着している最も長い範囲Ｌ２を測定した。その結果を図１１に示す。
【００４７】
図１１において、横軸は穴３１の直径Ｄ２と光ファイバ１の直径Ｄ１の差Ｄ２−Ｄ１とし、縦軸は光ファイバ付き出し面３２ａから光ファイバ１の側面のコート膜３３の付着している最も長い範囲Ｌ２とした。この図１１よりＤ２−Ｄ１とＬ２はほぼ比例していることが判る。よって、光ファイバ１の側面のコート膜３３の付着範囲Ｌ３を０．５ｍｍ以下にするためには、Ｌ２は０．４ｍｍ以下となる必要があるので、図１１よりＤ２−Ｄ１は０．２ｍｍ以下となり、その結果穴３１の直径Ｄ２は０．３２５ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光ファイバの先端に加工面を形成し、該加工面に所定の光学特性を有したコート膜を備え、該コート膜の側面への付着範囲を先端から０．５ｍｍ以内としたことによって、側面部の部分の外径が大きくならず、光ファイバの外径精度でＶ溝基板等に精度良く固定する事が可能となる。また、光ファイバ側面にメタライズがある場合は、そのメタライズ部には、反射防止膜コートが付かずメタライズされている部分をそのまま半田固定に使用でき、そのため光ファイバ先端から半田固定されている距離が可能な限り短くなり、その結果、挿入損失や反射等の光学特性が温度変化や信頼性試験において変化が少なくなった。
【００４９】
また、本発明の光ファイバの加工方法によれば、コート時ファイバの先端位置が研磨により常に同じ平面内にあるので、従来のコート時には先端位置がファイバ軸方向にばらついていたために発生した膜厚のバラツキが５％以下となり、その結果、反射特性等の光学特性を安定させることができる。
【００５０】
さらに、１回の研磨で多数のファイバが加工できるため、１本当たりの加工時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバの実施形態を示す斜視図である
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の光ファイバの加工方法を示す斜視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】本発明の光ファイバの温度特性を測定する際に用いた光学系を示す側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明の反射防止膜コートの回り込み確認テストを説明する断面図である。
【図１１】本発明の反射防止膜コートの回り込み確認テストの結果を説明する図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は従来の光ファイバの斜視図である。
【符号の説明】
１、９、１１、１５、１７、２０：光ファイバ
２、１８：反射防止膜コート付き斜め端面
３：光ファイバ被覆
４：ストリップ部
５：石英基板
６、１３：仮固定部材
７：斜め端面
８：反射防止膜コート
１０、１９、２１、２４：メタライズ
１２：石英管
１４：ウェッジ加工面
１６：反射防止膜コート付きウェッジ加工面
２２、２３：光ファイバ
２５：レンズ
２６：光ファイバ半田固定用台
２７：鉛すず半田
２８：光学系基板
２９：入力光
３０：出力光
３１：穴
３２：治具
３３：コート膜
【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】
2004206068.tif 000009
【図６】
2004206068.tif 000010
【図７】
2004206068.tif 000011
【図８】
2004206068.tif 000012
【図９】
2004206068.tif 000013
【図１０】
2004206068.tif 000014
【図１１】
2004206068.tif 000015
【図１２】
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