(57)【要約】【課題】　光ビームの伝播が可能な光機能部品を構成するためのレンズ一体型光ファイバにおいて、保持や取り扱いの安定性を高め、小型化に寄与する。【解決手段】　レンズ一体型光ファイバ６，７の主部であるシングルモード型（ＳＭ型）光ファイバ１１の一端部に、集束型ロッドレンズとして機能する所定の長さのグレーテッドインデックス型（ＧＩ型）光ファイバ１３が一体的に接続されており、このＧＩ型光ファイバ１３はＳＭ型光ファイバ１１よりも小径である。ＧＩ型光ファイバ１３の屈折率分布定数√Ａは１．０以上４．０以下であり、端面は２．０度以上４．０度以下の角度だけ傾いている。さらにＧＩ型光ファイバ１３は、コア部のみからなりクラッド部を持たない構成であってもよい。【選択図】　図３
2004126563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の伝播を行う光ファイバと、前記光ファイバの一端部に一体的に接続されている、前記光ファイバの外径以下の外径を有するグレーデッドインデックス型光ファイバとを有する、レンズ一体型光ファイバ。
【請求項２】
前記グレーデッドインデックス型光ファイバは、外径が８０μｍ以上１２５μｍ以下である、請求項１に記載のレンズ一体型光ファイバ。
【請求項３】
前記グレーデッドインデックス型光ファイバは、クラッド部の少なくとも一部がエッチングによって除去され、光の伝播を行う前記光ファイバの外径以下の外径に形成されている、請求項１または２に記載のレンズ一体型光ファイバ。
【請求項４】
光の伝播を行う光ファイバと、前記光ファイバの一端部に一体的に接続されている、コア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバとを有する、レンズ一体型光ファイバ。
【請求項５】
前記グレーデッドインデックス型光ファイバは前記光ファイバの外径以下の外径を有している、請求項４に記載のレンズ一体型光ファイバ。
【請求項６】
前記グレーデッドインデックス型光ファイバは前記光ファイバの外径より大きい外径を有している、請求項４に記載のレンズ一体型光ファイバ。
【請求項７】
前記グレーデッドインデックス型光ファイバは、外径が８０μｍ以上１３０μｍ以下である、請求項４〜６のいずれか１項に記載のレンズ一体型光ファイバ。
【請求項８】
前記グレーデッドインデックス型光ファイバは、クラッド部がエッチングによって除去されてコア部のみから構成されている、請求項４〜７のいずれか１項に記載のレンズ一体型光ファイバ。
【請求項９】
前記グレーデッドインデックス型光ファイバの屈折率分布定数√Ａは、１．０以上４．０以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズ一体型光ファイバ。
【請求項１０】
光の伝播を行う光ファイバと、前記光ファイバの一端部に一体的に接続されている、屈折率分布定数√Ａが１．０以上４．０以下であるグレーデッドインデックス型光ファイバとを有する、レンズ一体型光ファイバ。
【請求項１１】
前記グレーデッドインデックス型光ファイバと前記光ファイバの接続部分が、これらの光ファイバの外径よりも細径化されている、請求項１、４、１０のいずれか１項に記載のレンズ一体型光ファイバ。
【請求項１２】
前記グレーデッドインデックス型光ファイバの端面が、軸方向に垂直な面に対して２．０度以上４．０度以下の角度だけ傾いている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズ一体型光ファイバ。
【請求項１３】
光の伝播を行う前記光ファイバはシングルモード型光ファイバである、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレンズ一体型光ファイバ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレンズ一体型光ファイバを含む光機能部品。
【請求項１５】
コア部材を線引きしてコア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバを製造する工程と、前記コア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバを、光の伝播を行う光ファイバの一端部に一体的に接続する工程とを含む、レンズ一体型光ファイバの製造方法。
【請求項１６】
コア部の周囲にクラッド部が設けられているグレーデッドインデックス型光ファイバをエッチングして前記クラッド部を除去し、コア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバを製造する工程と、前記コア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバを、光の伝播を行う光ファイバの一端部に一体的に接続する工程とを含む、レンズ一体型光ファイバの製造方法。
【請求項１７】
コア部の周囲にクラッド部が設けられているグレーデッドインデックス型光ファイバを、光の伝播を行う光ファイバの一端部に一体的に接続する工程と、
　前記コア部の周囲にクラッド部が設けられているグレーデッドインデックス型光ファイバをエッチングして前記クラッド部の少なくとも一部を除去する工程とを含む、レンズ一体型光ファイバの製造方法。
【請求項１８】
光の伝播を行う光ファイバの一端部に、前記光ファイバの外径以下の外径を有するグレーデッドインデックス型光ファイバを一体的に接続する工程を含む、レンズ一体型光ファイバの製造方法。
【請求項１９】
接続前の前記グレーデッドインデックス型光ファイバを少なくとも部分的にエッチングして前記光ファイバよりも小径にする工程を含む、請求項１８に記載のレンズ一体型光ファイバの製造方法。
【請求項２０】
光の伝播を行う光ファイバの一端部に、前記光ファイバと同径または大径のグレーデッドインデックス型光ファイバを一体的に接続する工程と、前記光ファイバの一端部に一体的に接続された前記グレーデッドインデックス型光ファイバを少なくとも部分的にエッチングして、前記グレーデッドインデックス型光ファイバの外径を前記光ファイバの外径よりも小さくする工程とを含む、レンズ一体型光ファイバの製造方法。
【請求項２１】
前記レンズ一体型光ファイバの製造工程において、前記グレーデッドインデックス型光ファイバと前記光ファイバの接続部分を、これらの光ファイバの外径よりも細径化する、請求項１５〜２０のいずれか１項に記載のレンズ一体型光ファイバの製造方法。
【請求項２２】
光の伝播を行う前記光ファイバはシングルモード型光ファイバである、請求項１５〜２１のいずれか１項に記載のレンズ一体型光ファイバの製造方法。
【請求項２３】
請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の製造方法によって製造されたレンズ一体型光ファイバを整列させる工程を含む、光機能部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明はレンズ一体型光ファイバとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来、光通信分野などにおいて様々な光学デバイスが使用されており、これらの光学デバイス同士を互いに接続するために、入力側および出力側の光ファイバが対向して配置された光学的接続機構が用いられる。
【０００３】
　従来の光ファイバには、一般に、光ファイバから出射された光ビームを平行光に変換するためのコリメータレンズ、または光ビームを集束させるレンズが一体的に接続されている（光ビームを発散させるレンズが用いられることは殆どない）。しかしながら、これらのレンズの外径は光ファイバの外径に比較して著しく大きいため、装置全体が大型化する不都合がある。しかも、外径が比較的小さいレンズは収差が大きいという欠点がある。
【０００４】
　そこで、これらのレンズの代わりに、グレーデッドインデックス型光ファイバ（以下「ＧＩ型光ファイバ」と称する）によって形成された集束型ロッドレンズが用いられたレンズ一体型光ファイバが、例えば特許文献１に開示されている。
【０００５】
　このようなレンズ一体型光ファイバを有する従来の光学的接続機構は、図４１に示すように、入力側のレンズ一体型光ファイバ１０６と出力側のレンズ一体型光ファイバ１０７を備えている。入力側のレンズ一体型光ファイバ１０６と出力側のレンズ一体型光ファイバ１０７は、シングルモード型光ファイバ（以下「ＳＭ型光ファイバ」と称する）１１１と、このＳＭ型光ファイバ１１１から入射された光ビームを平行光や集束光に変換するレンズとして機能するＧＩ型光ファイバ１１２とを備えている。入力側のレンズ一体型光ファイバ１０６と出力側のレンズ一体型光ファイバ１０７は、互いにＧＩ型光ファイバ１１２同士が対向して光軸が一致するように配置されている。
【０００６】
　ＳＭ型光ファイバ１１１は、図４２に示すように、光ビームを伝播するコア部１１１ａと、このコア部１１１ａを包囲するクラッド部１１１ｂとを有している。一般的なＳＭ型光ファイバ１１１は、例えば、コア部１１１ａの直径が１０μｍ程度に形成されており、クラッド部１１１ｂの外径が１２５μｍ程度に形成されている。
【０００７】
　一方、ＧＩ型光ファイバ１１２は、所定の長さの集束型ロッドレンズとして形成されており、ＳＭ型光ファイバ１１１の一端に光軸が一致するように設けられている。図４３に示すように、このＧＩ型光ファイバ１１２もコア部１１２ａとクラッド部１１２ｂとからなり、例えば、クラッド部１１２ｂの外径が１２５μｍの場合、コア部１１２ａの外径は５０μｍ〜６２．５μｍ程度であるのが一般的である。
【０００８】
　以上のように構成された従来の光学的接続機構は、図４１に示すように、入射側のレンズ一体型光ファイバ１０６において、ＳＭ型光ファイバ１１１から入射された光ビームがＧＩ型光ファイバ１１２によって平行光や集束光に変換されて、出射側のレンズ一体型光ファイバ１０７のＧＩ型光ファイバ１１２に入射する。
【特許文献１】特開平６−１３８３４２号公報（図１〜５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
　上述した従来の光学的接続機構では、レンズ一体型光ファイバを対向させて光の伝播を行った際の光の接続損失を抑えて効率よく光の伝播が行なえる構成にすること、すなわちレンズ一体型光ファイバを最適化すること、さらには、対向させたレンズ一体型光ファイバの光軸を一致させるために、正確な位置に安定して保持することによって、位置ずれによる誤差を抑えて光の伝播の精度を向上することが求められる。
【００１０】
　図４３に示すＧＩ型光ファイバ１１２中で光が進行するのはコア部１１２ａであり、クラッド部１１２ｂは光の進行にはほとんど寄与しない。比屈折率差Δnが同じであれば、コア部１１２ａの外径が大きいほど収差の影響が少なくなり光の伝播距離が長くなるため、ＧＩ型光ファイバ１１２のコア部１１２ａが大きいほど伝播効率がよい。
【００１１】
　周知のように、ＧＩ型光ファイバ１１２のコア部１１２ａの屈折率は、一般にコア部１１２ａの半径の２乗の関数として表される。具体的には、図４３（ｂ）に示すようにＧＩ型光ファイバ１１２のコア部１１２ａの最大屈折率をｎ0、コア部１１２ａに隣接する部分（クラッド部１１２ｂ）の屈折率をｎ1とすると、比屈折率差Δnは次式のように表される。
【００１２】
【数１】
2004126563.tif 000003
【００１３】
　そして、このコア部１１２ａの中心からの距離がｒである位置での屈折率ｎ(r)は、次式で表される。
【００１４】
【数２】
2004126563.tif 000004
【００１５】
　なお、この式で、ａはコア部の半径であり、αは屈折率分布を示す乗数であり一般的なＧＩ型光ファイバの場合にはα＝２である。
【００１６】
　前記した通り、コア部１１２ａとクラッド部１１２ｂの比屈折率差Δnが同じＧＩ型光ファイバ１１２においては、図２８に示すように、コア部１１２ａの外径が大きいほど、端面からビームウェイスト（ビームが最も細くなる位置）までの距離がより長くなり、すなわち光の伝播距離が長くなる。これは、たとえて言うとボールレンズの曲率半径を大きくすることと同様の効果が得られ、収差の影響を小さくすることができる。
【００１７】
　前記した従来例（例えば特許文献１）では、集束型ロッドレンズであるＧＩ型光ファイバ１１２が、コリメータレンズ等に比べると小さいものの、このレンズ一体型光ファイバ１０６，１０７の主部をなすＳＭ型光ファイバ１１１に比べると大径である。すなわち、このレンズ一体型光ファイバ１０６，１０７は、通常、図４１に示すように先端部（ＧＩ型光ファイバ１１２）だけが太くなった形状である。このレンズ一体型光ファイバ１０６，１０７には、以下に述べるいくつかの問題点がある。
【００１８】
　一般に、長い光ファイバを位置決めする場合には、矩形溝を形成してこの矩形溝内に光ファイバを保持する構成が採用されることがある。この場合、図４４（ａ）に示すように、先端部（ＧＩ型光ファイバ１１２）のみが太い従来のレンズ一体型光ファイバ１０６，１０７は、先端部が矩形溝１１３底面により曲げられ、光軸が傾き他の光ファイバ等との確実な光学的結合が行えない。この問題を解決するためには、図４４（ｂ）に示すように、予め先端部に対応して矩形溝１１３を部分的に深く形成する必要があり、矩形溝１１３の形成作業が非常に煩雑になる。なお、この構成および後述する各構成において、矩形溝に代えてＶ溝を設けてもよい。
【００１９】
　図４５に示すように、先端部（ＧＩ型光ファイバ１１２）の太いレンズ一体型光ファイバ１０６，１０７を複数本並べてアレイ化する際には、先端部が太い分だけピッチｐ１を大きくせざるを得ず、高密度化が困難である。また、例えば図４６に概略的に示すように、複数のレンズ一体型光ファイバ１０６，１０７を用いたスイッチング構造を構成する場合には、レンズ一体型光ファイバ１０６，１０７の対向距離を極限まで近接させ、さらにｒ１を小さくすることにより光学装置全体を小型化する必要がある。しかしながら先端部（ＧＩ型光ファイバ１１２）が太くなっている分だけ、レンズ一体型光ファイバ１０６，１０７間の角度ｒ１を大きく取って配置せざるを得ない。このように、レンズ一体型光ファイバ１０６，１０７の先端部が太くなっていることによって、光学装置全体が大型化してしまう。
【００２０】
　このようなレンズ一体型光ファイバ１０６，１０７を矩形溝１１３内に収容せず、かつ複数本用いることがないとしても、長いレンズ一体型光ファイバ１０６，１０７の先端部（ＧＩ型光ファイバ１１２）が太く重くなっていると、重心が先端部近くに位置し、保持したり取り扱うのに安定性が悪い。
【００２１】
　また、実際の設計では、近年の光部品の高集積化に対応するために、光ファイバの外径を基準として狭ピッチでレンズ一体型光ファイバを整列可能であるのが好ましい。例えば、外径１２５μｍのＳＭ型光ファイバ１１１に同程度の外径のＧＩ型光ファイバ１１２を接続すると、高集積化のために効果的である。ただし、光通信用に用いられるＧＩ型光ファイバ１１２のコア部１１２ａの径は５０μｍ〜６２．５μｍ程度であり、光を長距離伝播させるためにコア内から光を漏らさないよう、比屈折率差Δnが大きく、収差の影響が比較的大きく、レンズ一体型光ファイバ端面からビームウェイストまでの距離が比較的短く、光の伝播距離が短い。そして、このＧＩ型光ファイバ１１２のコア部１１２ａの周囲のクラッド部１１２ｂは光ビームの伝播には寄与しない無駄な部分になるので、非効率的な構成である。
【００２２】
　そこで、本発明の目的は、ＧＩ型光ファイバのコア部の大径化によって収差の影響を小さくして光の伝播距離を長くし、またＧＩ型光ファイバを含むレンズ一体型光ファイバの保持および取扱を容易にし、効率よく光ビームの伝播が可能な光学的接続機構を構成するためのレンズ一体型光ファイバおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
　本発明の第１の特徴は、レンズ一体型光ファイバにおいて、光の伝播を行う光ファイバと、その光ファイバの一端部に一体的に接続されている、光ファイバの外径以下の外径を有するグレーデッドインデックス型光ファイバとを有するところにある。それによって、レンズ一体型光ファイバの保持および取り扱いの安定性が向上し、小型化に寄与する。グレーデッドインデックス型光ファイバは、外径が８０μｍ以上１２５μｍ以下であってもよい。また、グレーデッドインデックス型光ファイバは、クラッド部の少なくとも一部がエッチングによって除去され、光の伝播を行う前記光ファイバの外径以下の外径に形成されていてもよい。
【００２４】
　本発明の第２の特徴は、レンズ一体型光ファイバにおいて、光の伝播を行う光ファイバと、その光ファイバの一端部に一体的に接続されている、コア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバとを有するところにある。それによって、高効率の光ビーム伝播が可能になる。グレーデッドインデックス型光ファイバは光ファイバの外径以下の外径を有していてもよい。また、グレーデッドインデックス型光ファイバは光ファイバの外径より大きい外径を有していてもよい。グレーデッドインデックス型光ファイバは、外径が８０μｍ以上１３０μｍ以下であってもよい。
【００２５】
　本発明の他の特徴は、レンズ一体型光ファイバにおいて、光の伝播を行う光ファイバと、その光ファイバの一端部に一体的に接続されている、屈折率分布定数√Ａが１．０以上４．０以下であるグレーデッドインデックス型光ファイバとを有するところにある。それによって、光が外部に漏れ出して損失が大きくなることが防げるとともに、収差の影響を小さくして損失が小さく抑えられ、かつグレーデッドインデックス型光ファイバの長さの誤差をある程度許容できる。
【００２６】
　グレーデッドインデックス型光ファイバと光ファイバの接続部分が、これらの光ファイバの外径よりも細径化されていてもよい。
【００２７】
　グレーデッドインデックス型光ファイバの端面が、軸方向に垂直な面に対して２．０度以上４．０度以下の角度だけ傾いていることが好ましい。それによると、反射減衰量を大きくすることができ、かつ出射光の傾きによって他部材との光学的接続およびそのための配置が面倒になることを防止できる。
【００２８】
　光の伝播を行う前記光ファイバはシングルモード型光ファイバであってもよい。
【００２９】
　本発明の機能部品は、前記したいずれかの構成のレンズ一体型光ファイバを含むものである。
【００３０】
　本発明のレンズ一体型光ファイバの製造方法は、コア部材を線引きしてコア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバを製造する工程と、コア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバを、光の伝播を行う光ファイバの一端部に一体的に接続する工程とを含む。
【００３１】
　本発明の他のレンズ一体型光ファイバの製造方法は、コア部の周囲にクラッド部が設けられているグレーデッドインデックス型光ファイバをエッチングしてクラッド部を除去し、コア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバを製造する工程と、コア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバを、光の伝播を行う光ファイバの一端部に一体的に接続する工程とを含む。
【００３２】
　本発明の他のレンズ一体型光ファイバの製造方法は、コア部の周囲にクラッド部が設けられているグレーデッドインデックス型光ファイバを、光の伝播を行う光ファイバの一端部に一体的に接続する工程と、コア部の周囲にクラッド部が設けられているグレーデッドインデックス型光ファイバをエッチングしてクラッド部の少なくとも一部を除去する工程とを含む。
【００３３】
　本発明の他のレンズ一体型光ファイバの製造方法は、光の伝播を行う光ファイバの一端部に、光ファイバの外径以下の外径を有するグレーデッドインデックス型光ファイバを一体的に接続する工程を含む。その場合、接続前のグレーデッドインデックス型光ファイバを少なくとも部分的にエッチングして光ファイバよりも小径にする工程を含んでいてもよい。
【００３４】
　本発明の他のレンズ一体型光ファイバの製造方法は、光の伝播を行う光ファイバの一端部に、光ファイバと同径または大径のグレーデッドインデックス型光ファイバを一体的に接続する工程と、光ファイバの一端部に一体的に接続されたグレーデッドインデックス型光ファイバを少なくとも部分的にエッチングして、グレーデッドインデックス型光ファイバの外径を光ファイバの外径よりも小さくする工程とを含む。
【００３５】
　前記したレンズ一体型光ファイバの製造工程において、グレーデッドインデックス型光ファイバと光ファイバの接続部分を、これらの光ファイバの外径よりも細径化していてもよい。
【００３６】
　光の伝播を行う光ファイバはシングルモード型光ファイバであってもよい。
【００３７】
　本発明の光機能部品の製造方法は、前記したいずれかの製造方法によって製造されたレンズ一体型光ファイバを整列させる工程を含む。
【発明の効果】
【００３８】
　本発明において、光の伝播を行う光ファイバの一端部に、その光ファイバの外径以下の外径を有するグレーデッドインデックス型光ファイバが一体的に接続されていると、レンズ一体型光ファイバの先端部が細くなるため、矩形溝内に収納する場合に、位置ずれすることなく安定して保持されるので、矩形溝を複雑な形状に加工する煩雑な作業は必要としない。また、このレンズ一体型光ファイバを複数本並べてアレイ化する際には、小ピッチで高密度配置することができ、光学装置全体の小型化に寄与する。さらに、先端部が細くて軽く、重心が比較的後方に位置するため、非常に安定して保持でき、取り扱い易く、振動の影響を受けにくい。
【００３９】
　また、本発明において、光の伝播を行う光ファイバの一端部に、コア部のみからなるグレーデッドインデックス型光ファイバが一体的に接続されていると、グレーデッドインデックス型光ファイバのほぼ全域がビーム伝播領域として利用できるため、光ファイバ外径まで光ビーム伝播路の径を拡大することが可能になり、収差の影響を抑え、より伝播可能な長さが長くなり、伝播効率が向上する。
【００４０】
　さらに、このようなグレーデッドインデックス型光ファイバを、コア部材のみを延伸することによって製造する場合、材料の無駄なく製造でき生産効率がよいという利点があり、従来と同様の構成のグレーデッドインデックス型光ファイバをエッチングしてクラッド部を除去することによって製造する場合、既存の市販品等が使用でき、生産効率が向上するという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４２】
　図１に示すように、本発明の第１の実施形態の光学的接続機構（光学デバイス）１は、光学的に接続される入力側のレンズ一体型光ファイバ６および出力側のレンズ一体型光ファイバ７と、これら各レンズ一体型光ファイバ６，７の接続部分を内部に収容する筐体８とを備えている。
【００４３】
　図１〜３に示すように、レンズ一体型光ファイバ６，７は、シングルモード型光ファイバ（以下「ＳＭ型光ファイバ」と称する）１１と、このＳＭ型光ファイバ１１から入射された光ビームを平行光や集束光に変換するレンズ機能を有するグレーデッドインデックス型光ファイバ（以下「ＧＩ型光ファイバ」と称する）１３とを備えている。
【００４４】
　筐体８は、図１に示すように、矩形状の有底箱状に形成されており、内部に、入力側のレンズ一体型光ファイバ６と出力側のレンズ一体型光ファイバ７の各ＧＩ型光ファイバ１３の端面同士が対向する接続部分が、気密状態で封止されている。また、筐体８には、入力側のレンズ一体型光ファイバ６および出力側のレンズ一体型光ファイバ７の各ＳＭ型光ファイバ１１が、スリーブ１５を介してそれぞれ固定されている。
【００４５】
　出力側のレンズ一体型光ファイバ６は、入力側のレンズ一体型光ファイバ７と実質的に同じ構成であるため、同一部材には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４６】
　レンズ一体型光ファイバ６，７のＳＭ型光ファイバ１１は、図４に示すように、光ビームを伝播するコア部１１ａと、このコア部１１ａを包囲するクラッド部１１ｂとを有しており、例えば、コア部１１ａの直径が１０μｍ程度に形成されており、クラッド部１１ｂの外径が１２５μｍ程度に形成されている。そして、このＳＭ型光ファイバ１１は、開口数ＮＡが０．１４程度に設定され、コア部１１ａとクラッド部１１ｂとの比屈折率差Δｎが、０．３％程度に設定されている。
【００４７】
　ＳＭ型光ファイバ１１の一端部に光軸を合わせて融着されているＧＩ型光ファイバ１３は、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａから光ビームが入射されるものであり、図２，３に示すように、ＳＭ型光ファイバ１１の外径よりも小径である。一例としては、このＧＩ型光ファイバ１３は、図５（ａ）に示すように、コア部１３ａの外径が５０μｍ〜６２．５μｍ程度で、クラッド部１３ｂの外径が１００μｍ程度である。そして、光軸方向が所定の長さに形成されることによって、いわゆる集束型ロッドレンズとして機能する構成である。ＧＩ型光ファイバ１３の屈折率分布は、図５（ｂ）に示すように、光軸上を最大とする曲線状であり、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａから入射される光ビームを平行光に変換する。
【００４８】
　また、ＧＩ型光ファイバ１３は、もう１つのレンズ一体型光ファイバのＧＩ型光ファイバ１３に対向する端面が、光軸に直交する平面に対して所定の傾斜角（好ましくは２度〜４度）をもって傾斜するように形成されているのが好ましい。ＧＩ型光ファイバ１３は、端面が傾斜することにより、この端面で光ビームが光軸方向に反射された反射光によって生じる、いわゆる反射減衰量を抑えることができる。すなわち、ＧＩ型光ファイバ１３の端面に形成された傾斜面で反射された反射光は、光軸方向に対して傾斜した方向に反射されるため、伝播される光ビームに影響を及ぼすことなくコア部から外方に漏れる。
【００４９】
　図６に、ＧＩ型光ファイバ１３の端面角度と反射減衰量の関係を示している。反射減衰量を良くするために端面角度を大きくすることが好ましく、例えば３０ｄＢ以上の反射減衰量を達成するために端面角度は２度以上であることが好ましいが、端面角度があまり大きすぎると出射光の傾きが大きく、他部材との光学的接続およびそのための配置が面倒になるため好ましくない。従って、端面角度は２度以上４度以下程度に設定するのが好適である。なお、ＧＩ型光ファイバ１３の端面を傾斜させる場合には、例えば切断加工によって傾斜面を形成することによって、加工コストを抑えることが可能である。
【００５０】
　さらに、ＧＩ型光ファイバ１３の端面は、必要に応じて、傾斜面が反射防止用コーティングされていてもよく、それによって、反射減衰量および光学デバイス１全体の挿入損失を低減することができる。
【００５１】
　以上のように構成された光学デバイス１において、レンズ一体型光ファイバ６，７によって伝播される光ビームの状態を、図２，３を参照して説明する。
【００５２】
　まず、入力側のレンズ一体型光ファイバ６において、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａを通って伝播された光ビームが、ＧＩ型光ファイバ１３のコア部１３ａに入射する。このときに、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａから出射した光ビームは、ＳＭ型光ファイバのＮＡ（開口数）ＮＡ＝ｎ0ｓｉｎθ（ｎ0はコア部１１ａの屈折率）による出射角度を持ち、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａの直径よりも大径のＧＩ型光ファイバ１３のコア部１３ａに入射し、コア部１３ａの屈折率分布により屈折され徐々に平行光に変換され出射する。図３には、この光ビームの伝播領域を矢印線で示している。そして、入射側のレンズ一体型光ファイバ６から出射して空間を伝播した平行光線は、出射側のレンズ一体型光ファイバ７のＧＩ型光ファイバ１３のコア部１３ａに入射する。そして、ＧＩ型光ファイバ１３内において集束させられた後、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａに入射し、コア部１１ａ内を伝播していく。
【００５３】
　なお、実際には、ＧＩ型光ファイバのコア部内においても平行光線の伝播に寄与しない領域が多少存在する。図７，８に、ＧＩ型光ファイバの比屈折率差Δnおよび屈折率分布定数√Ａと、光ビーム伝播領域の直径Ｄとの関係を示している。光通信用ＧＩ型光ファイバの光ビーム伝播領域は一般的に１／ｅ2で定義されているが、今回はレンズとして使用するため、１／ｅ8として光ビーム伝播領域の直径Ｄを定義する。図７，８から、比屈折率差Δnおよび屈折率分布定数√Ａが小さいほどＧＩ型光ファイバの光ビーム伝播領域の直径Ｄが大きいことが判る。
【００５４】
　次に、このレンズ一体型光ファイバ６，７のＧＩ型光ファイバ１３とＳＭ型光ファイバ１１の太さについて説明する。図４１，４４〜４６に示す従来例（例えば特許文献１）のように、ＧＩ型光ファイバ１１２がＳＭ型光ファイバ１１１よりも大径であると、このレンズ一体型光ファイバ１０６，１０７を矩形溝１１３内に収容するためには非常に煩雑な矩形溝１１３の形成作業が必要であり、高密度化が困難で光学装置全体の大型化を引き起こすおそれがあり、保持したり取り扱うのに安定性が悪いという欠点がある。
【００５５】
　また、同じ径のＧＩ型光ファイバ１３とＳＭ型光ファイバ１１を融着して接続する構成であると、図９に示すように、ＧＩ型光ファイバとＳＭ型光ファイバを融着接続した部分の外周に融着接続時の突起部１２が盛り上がって太くなるおそれがある。その場合、例えば矩形溝等に配置する際に、外方に突出する突起部１２が邪魔になって安定して配置できなかったり、レンズ一体型光ファイバ６，７の光軸が所定の位置からずれてしまうという問題が生じる。そのため、図２９，３０に示すように、太くなった融着接続時の突起部１２を収容するための凹部を固定部材に設けることや、また、ＧＩ型光ファイバ１３とＳＭ型光ファイバ１１の融着後に、太くなった融着接続時の突起部１２を除去するためのエッチング処理を行うことなどが考えられる。
【００５６】
　これに対し、本実施形態では、前記した従来例（例えば特開平６−１３８３４２号）と対照的に、レンズ一体型光ファイバ６，７の先端部であるＧＩ型光ファイバ１３が、このレンズ一体型光ファイバ６，７の主部をなすＳＭ型光ファイバ１１に比べると小径である。このような構成であると、図１０に示すように、融着接続時の突起部１２が多少太くなってもＳＭ型光ファイバ１１の外周よりも外方には突出しないため、凹部形成やエッチング工程を必要とすることなく、安定した配置が可能である。
【００５７】
　従って、本実施形態のレンズ一体型光ファイバ６，７を矩形溝３５内に収納する場合には、図１１に示すように、このレンズ一体型光ファイバ６，７の主部であるＳＭ型光ファイバ１１が矩形溝３５内に安定して配置されるので、ＧＩ型光ファイバ１３が矩形溝３５内で多少浮いていても、位置誤差なく安定して保持される。矩形溝３５を複雑な形状に加工する煩雑な作業は必要ない。なお、この構成および後述する各構成において、矩形溝に代えてＶ溝を設けてもよい。
【００５８】
　また、このレンズ一体型光ファイバ６，７を複数本並べてアレイ化する際には、図１２に示すように、細い先端部（ＧＩ型光ファイバ１３）の大きさに合わせて高密度配置することができる。ピッチｐは、図４５に示す従来例のピッチｐ１に比べて小さくできる。場合によっては、主部（ＳＭ型光ファイバ１１）のピッチと同等かそれよりも狭いピッチで配列することも考えられる。また、例えば図１３に概略的に示すように、複数のレンズ一体型光ファイバ６，７を用いたスイッチング構造を構成する場合には、レンズ一体型光ファイバ６，７間の角度ｒを、図４６に示す従来例の角度ｒ１に比べて小さくでき、角度のずれを抑えて精度を向上できるとともに、光学装置全体の小型化に寄与する。
【００５９】
　さらに、本実施形態のレンズ一体型光ファイバ６，７は、先端部（ＧＩ型光ファイバ１３）が細くて軽く、重心が後方の主部（ＳＭ型光ファイバ１１）に位置するため、非常に安定して保持でき、取り扱い易く、そのうえ外部の振動の影響を受けにくい。
【００６０】
　次に、本実施形態のレンズ一体型光ファイバ６，７の製造方法について簡単に説明する。図２，３に示すレンズ一体型光ファイバ６，７は、もともとＳＭ型光ファイバ１１よりも小径であるＧＩ型光ファイバ１３を、ＳＭ型光ファイバ１１の端部に融着などによって一体的に接続することにより製造することもでき、または、もともと同径あるいは大径であるＧＩ型光ファイバ１３をＳＭ型光ファイバ１１の端部に融着などによって一体的に接続した後で、ＧＩ型光ファイバ１３のクラッド部１３ｂをフッ化水素酸などのエッチング液を用いてエッチングして小径化することにより製造することもできる。いずれの場合も、所望の特性を有する集束型ロッドレンズとして機能するように、ＧＩ型光ファイバ１３は所定の長さに切断される。
【００６１】
　図１４，１５には、実際の製造方法を示すフローチャートを示している。図１４に示す製造方法では、まずＳＭ型光ファイバ１１とＧＩ型光ファイバ１３をそれぞれ製造する（ステップＳ１）。次に、レンズ一体型光ファイバ６，７を固定する筐体８の形状について確認する。すなわち、図１４に示す例では、筐体８に融着部分１２を逃がすための凹部が存在するかどうかを確認し（ステップＳ２）、凹部が存在しない場合に、図２，３に示すようにＧＩ型光ファイバ１３をＳＭ型光ファイバ１１よりも小径になるようにエッチングを行う（ステップＳ３）。仮に、筐体８に融着接続時の突起部１２を逃がすための凹部が存在する場合には、図２９，３０に示し後述するように太い突起部を凹部内に収容することができるため、必ずしもエッチングによってＧＩ型光ファイバ１３を小径化する必要はない。それから、ＧＩ型光ファイバ１３をＳＭ型光ファイバ１１の一端部に一体的に接続する（ステップＳ４）。こうしてほぼ完成したレンズ一体型光ファイバ６，７を、図示しない筐体８の矩形溝内に固定し（ステップＳ５）、それから、レンズ一体型光ファイバ６，７の先端部、すなわちＧＩ型光ファイバ１３の先端部を研磨して傾斜をつけ（ステップＳ６）、その端面に反射防止用コーティング（ＡＲコート）を施す（ステップＳ７）。ただし、レンズ型光ファイバ端面に予め研磨あるいは切断により傾斜を付け、反射防止膜を施したものを、矩形溝内に固定しても良いため、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７の工程は必ずしもこの順序でなくても良い。
【００６２】
　一方、図１５に示す製造方法では、ＳＭ型光ファイバ１１とＧＩ型光ファイバ１３をそれぞれ製造し（ステップＳ１）、次にＧＩ型光ファイバ１３をＳＭ型光ファイバ１１の一端部に一体的に接続する（ステップＳ４）。それから、レンズ一体型光ファイバ６，７を固定する筐体８に凹部が存在するかどうかを確認し（ステップＳ２）、凹部が存在しない場合に、図２，３に示すようにＧＩ型光ファイバ１３をＳＭ型光ファイバ１１よりも小径になるようにエッチングを行う（ステップＳ３）。この場合、融着接続部においてＳＭ型光ファイバ１１も僅かにエッチングされて小径化する可能性もある。なお、筐体８に突起部１２を逃がすための凹部が存在する場合には、必ずしもエッチングによってＧＩ型光ファイバ１３を小径化する必要はない。こうしてほぼ完成したレンズ一体型光ファイバ６，７を、図示しない筐体８の矩形溝内に固定し（ステップＳ５）、ＧＩ型光ファイバ１３の先端部を研磨して傾斜をつけ（ステップＳ６）、その端面に反射防止用コーティング（ＡＲコート）を施す（ステップＳ７）。ただし、レンズ型光ファイバ端面に予め研磨あるいは切断により傾斜を付け、反射防止膜を施したものを、矩形溝内に固定しても良いため、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７の工程は必ずしもこの順序でなくても良い。
【００６３】
　なお、ＳＭ型光ファイバ１１とＧＩ型光ファイバ１３を一体的に接続する方法としては、融着による方法と、接着剤を用いる方法が考えられる。石英を主成分とする光ファイバの場合には融着が有効であるが、合成樹脂を主成分とする光ファイバの場合には接着が有効であり、特に屈折率整合剤を含有した紫外線硬化型接着剤（ＵＶ接着剤）を用いて接着するのが好ましい。
【００６４】
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付与し説明を省略する。図１６，１７に示す本実施形態のレンズ一体型光ファイバ６，７の基本構成は、ＧＩ型光ファイバ１７を除いて、図１に示す第１の実施形態とほぼ同じである。
【００６５】
　本実施形態のレンズ一体型光ファイバ６，７のＳＭ型光ファイバ１１は、図４に示す構成と実質的に同じであり、光ビームを伝播するコア部１１ａと、このコア部１１ａを包囲するクラッド部１１ｂとを有しており、例えば、コア部１１ａの直径が１０μｍ程度に形成されており、クラッド部１１ｂの外径が１２５μｍ程度に形成されている。そして、このＳＭ型光ファイバ１１は、開口数ＮＡが０．１４程度に設定され、コア部１１ａとクラッド部１１ｂとの比屈折率差Δnが、０．３％程度に設定されている。
【００６６】
　一方、ＳＭ型光ファイバ１１の一端部に光軸を合わせて融着されているＧＩ型光ファイバ１７は、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａから光ビームが入射されるものであり、図１６〜１８に示すように、ＳＭ型光ファイバ１１の外径（１２５μｍ）と同じかそれよりも小径のコア部のみからなり、クラッド部を持たない構成である。そして、光軸方向が所定の長さに形成されることによって、いわゆる集束型ロッドレンズとして機能する構成である。ＧＩ型光ファイバ１７の屈折率分布は、図１８（ｂ）に示すように、光軸上を最大とする曲線状であり、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａから入射される光ビームを平行光に変換する。
【００６７】
　第１の実施形態で用いられているような一般的な光ファイバは、コア部の周囲がクラッド部に覆われた構成であり、コア部内を光ビームが進行し、光ビームがコア部からクラッド部の界面に当接した場合には、屈折率差によってその光ビームの大部分を反射してコア部内に戻すことにより、結果的に光ビームがコア部内を伝播する（図４参照）。第１の実施形態のＧＩ型光ファイバ１３も、図５に示すように、基本的にこの構成を採用しており、コア部１３ａの周囲にクラッド部１３ｂが存在している。ところが、ＧＩ型光ファイバ１３の場合、断面において図５（ｂ）に示すような屈折率分布を有することにより、ＧＩ型光ファイバ１３の長さが適切に設定されている限り、コア部１３ａから出射された光は実質的に平行な光ビームとして進行する。すなわち、光ビームがコア部１３ａから外部へ出ていこうとすることがほとんどないため、屈折率差に基づく反射によって光ビームをコア部内へ戻す作用をするクラッド部１３ｂは必要ない。そこで本実施形態では、図１８に示すように、クラッド部を持たずコア部のみからなるＧＩ型光ファイバ１７を製造して用いている。
【００６８】
　従来は、外径１２５μｍのＧＩ型光ファイバ１１２においてビーム伝播領域は外径５０〜６２．５μｍ程度のコア部１１２ａのみであったが、本発明のＧＩ型光ファイバ１７は、外径１２５μｍの光ファイバ全体が伝播光を平行光線に変換するビーム伝播領域になる。従って、従来ほとんど無用の存在であったＧＩ型光ファイバのクラッド部をなくすことによって、ＧＩ型光ファイバのほぼ全域がビーム伝播領域として利用できるため、光ファイバ外径まで光ビーム伝播路の径を拡大することが可能になり、収差の影響により伝播可能な長さが長くなり、伝播効率が向上する。
【００６９】
　このようなクラッド部を持たないＧＩ型光ファイバ１７を矩形溝等に固定する場合には、外周部を高屈折率の接着剤によって接着固定しても、光が外部に漏れることはない。
【００７０】
　また、第１の実施形態と同様に本実施形態においても、ＧＩ型光ファイバ１７は、もう１つのレンズ一体型光ファイバのＧＩ型光ファイバ１７に対向する端面が、光軸に直交する平面に対して所定の傾斜角（好ましくは２度〜４度）をもって傾斜するように形成されているのが好ましい。さらに、この傾斜面が反射防止用コーティングされていると、反射損失および光学デバイス１全体の挿入損失を低減することができる。
【００７１】
　本実施形態の光学デバイスにおいて、レンズ一体型光ファイバ６，７によって伝播される光ビームの状態を説明する。
【００７２】
　まず、入力側のレンズ一体型光ファイバ６において、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａを通って伝播された光ビームが、ＧＩ型光ファイバ１７に入射する。このときに、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａから出射した光ビームは、ＳＭ型光ファイバのＮＡ（開口数）ＮＡ＝ｎ0ｓｉｎθ（ｎ0はコア部１１ａの屈折率）による出射角度を持ち、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａの直径よりも大径のＧＩ型光ファイバ１３のコア部１３ａに入射し、コア部１３ａの屈折率分布により屈折され徐々に平行光に変換され出射する。図１７には、この光ビームの伝播領域を矢印線で示している。そして、入射側のレンズ一体型光ファイバ６から出射して空間を伝播した平行光線は、出射側のレンズ一体型光ファイバ７のＧＩ型光ファイバ１７に入射する。そして、ＧＩ型光ファイバ１７内において集束させられた後、ＳＭ型光ファイバ１１のコア部１１ａに入射し、コア部１１ａ内を伝播していく。
【００７３】
　本実施形態のＧＩ型光ファイバ１７を備えたレンズ一体型光ファイバ６，７によると、ＧＩ型光ファイバのほぼ全域がビーム伝播領域として利用できるため、光ファイバ外径まで光ビーム伝播路の径を拡大することが可能となり、収差の影響により伝播可能な長さが長くなり、伝播効率が向上する。
【００７４】
　なお、実際には、コア部のみからなるＧＩ型光ファイバ１７内においても、光ビームの伝播に寄与しない領域が多少存在する。前記した通り、図６，７にＧＩ型光ファイバのコア部の比屈折率差Δnおよび屈折率分布定数√Ａと、光ビーム伝播領域の直径Ｄとの関係を示しており、比屈折率差Δnおよび屈折率分布定数√Ａが小さいほどＧＩ型光ファイバのコア部を有効に使用できることが判る。
【００７５】
　次に、このレンズ一体型光ファイバ６，７におけるＧＩ型光ファイバ１７とＳＭ型光ファイバ１１の太さについて説明する。同じ径のＧＩ型光ファイバ１７とＳＭ型光ファイバ１１を一体的に接続する構成であると、図９に示す場合と同様に、図１９に示すように融着接続時の突起部１２が盛り上がって太くなるおそれがあり、その場合、例えば矩形溝等に配置する際に、外方に突出する突起部１２が邪魔になって安定して配置できなかったり、レンズ一体型光ファイバ６，７の光軸が所定の位置からずれてしまうという問題が生じる。そこで、ＧＩ型光ファイバ１７とＳＭ型光ファイバ１１の融着後にエッチングを行い、太くなった突起部１２を除去して、図２０に示すように外周面が平滑な良好なレンズ一体型光ファイバ６，７を得ることができる。その場合、太くなった突起部１２のみを除去してもよいが、前記したように既存のＧＩ型光ファイバ１１２を用いる場合には、ＧＩ型光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｂと同時に突起部１２も除去してもよい。また、太くなった突起部部分１２を除去するのみならず、ＧＩ型光ファイバ１７の外周部およびＳＭ型光ファイバ１１の外周部を一様に切除して、図２１に示すように、レンズ一体型光ファイバ６，７を全体的に細くすることもできる。この方法によると、既存の規格品よりも細く、特にアレイ化して高密度実装するのに適したレンズ一体型光ファイバ６，７が得られる。
【００７６】
　また、突起部１２が外方に突出しないように、図２２に示すように、第１の実施形態と同様に、ＳＭ型光ファイバ１１にそれよりも細いＧＩ型光ファイバ１７を接合する構成にしてもよい。この場合、突起部１２が多少太くなってもＳＭ型光ファイバ１１の外周よりも外方には突出しないようにＧＩ型光ファイバ１７の太さが設定される。この方法では、エッチング工程を必要としない。通常、ＳＭ型光ファイバ１１の全長に比べるとＧＩ型光ファイバ１７は非常に短いため、このＧＩ型光ファイバ１７が少し細くてもレンズ一体型光ファイバ６，７の安定した配置に支障はきたさない。これに対し、仮にＳＭ型光ファイバ１１がＧＩ型光ファイバ１７よりも細い場合には、例えば矩形溝内に配置する際に、レンズ一体型光ファイバ６，７の大部分を構成するＳＭ型光ファイバ１１が矩形溝から浮いた状態になって安定しなくなる。
【００７７】
　次に、実施形態１および２のＧＩ型光ファイバ１３、１７およびレンズ一体型光ファイバ６，７の製造方法について説明する。
【００７８】
　図５に示すＧＩ型光ファイバ１３および図１８に示すＧＩ型光ファイバ１７の製造方法としては、２通りの製造方法が考えられる。第１の方法は、ＶＡＤ法（Vapor phase Axial Deposition Method）、ＰＣＶＤ法（Plasma Chemical Vapor Deposition Method）、またはＭＣＶＤ法（Modified Chemical Vapor Deposition Method）によって形成されたシリカにゲルマニウム（またはフッ素）が適宜含有されたコア部材を、図１８（ｂ）に示す屈折率分布となるようにゲルマニウム（またはフッ素）の含有率分布を調整して線引きすることによって製造する方法である。なお、ゲルマニウムは屈折率を高めるものであり、フッ素は屈折率を低くするものである。ＧＩ型光ファイバの中心部の屈折率を低下させず、理論式にできるだけ正確に近づけるため、さらにＧＩ型光ファイバ１７の屈折率特性を、数２のように理論上のコア部の半径の２乗近辺の関数にできるだけ正確に近づけるためには、ＶＡＤ法またはＰＣＶＤ法を用いるのが好ましい。
【００７９】
　ＧＩ型光ファイバ１７を製造する第２の方法は、コア部１１２ａとクラッド部１１２ｂからなる図４３に示すような従来のＧＩ型光ファイバ１１２を、フッ化水素酸などのエッチング液を用いてエッチングしてクラッド部１１２ｂを除去することによって、図１８に示すようにクラッド部を持たないコア部のみのＧＩ型光ファイバ１７を得る方法である。
【００８０】
　第１の方法は、材料の無駄なく製造でき生産効率がよいという利点を有し、第２の方法は、従来のＧＩ型光ファイバ１１２を流用して本発明のＧＩ型光ファイバ１７を製造できるため、既存の市販品等が材料として使用でき、生産効率が向上するという利点がある。
【００８１】
　そして、このようにして製造されたＧＩ型光ファイバ１７がＳＭ型光ファイバ１１と接続されているレンズ一体型光ファイバ６，７の製造方法としては、前記したいずれかの方法で製造したＧＩ型光ファイバ１７を、図２３に示すように、融着や接着などによりＳＭ型光ファイバ１１に一体的に接続する方法がある。その後、ＧＩ型光ファイバ１７を切断線１４に沿って所定の長さに切断して所望の特性を有する集束型ロッドレンズとして機能するようにする。
【００８２】
　一方、本発明のレンズ一体型光ファイバ６，７のもう１つの製造方法としては、前記した通りコア部１１２ａとクラッド部１１２ｂからなる図４３に示すような従来のＧＩ型光ファイバ１１２を、融着や接着などによりＳＭ型光ファイバ１１に一体的に接続し、それから、図２４に示すように、フッ化水素酸などのエッチング液１６を用いてエッチングしてクラッド部１１２ｂを除去することによって、図１８に示すようにクラッド部を持たないコア部のみのＧＩ型光ファイバ１７を含むレンズ一体型光ファイバ６，７を得る方法である。エッチング液１６は、４０〜５０％のフッ化水素酸と、フッ化水素酸が蒸発しないように加えられた、フッ化水素酸に反応せずフッ化水素酸よりも比重の軽い有機溶媒の２層構造であってもよい。図２４にはフッ化水素酸の層と有機溶媒の層との境界を２点鎖線で示している。また、図２５には、外径１２５μｍのレンズ一体型光ファイバ６，７をエッチングする場合の処理時間（エッチング時間）と光ファイバの外径の関係を示している。こうしてエッチング処理を行った後、ＧＩ型光ファイバ１７を切断線１４に沿って所定の長さに切断して所望の特性を有する集束型ロッドレンズとして機能するようにする。
【００８３】
　また、ＳＭ型光ファイバとＧＩ型光ファイバを融着接続する際に、図４９に示すように、融着接続機の放電および引張り量を調整することにより、融着接続部近傍をテーパ状にし細経化した後、ＧＩ型光ファイバ所定の長さに切断して所望の特性を有する集束型ロッドレンズとして機能するようにするようにしても良い。
【００８４】
　図２６，２７には、実際の製造方法を示すフローチャートを示している。図２６に示す製造方法では、まずＳＭ型光ファイバ１１とＧＩ型光ファイバ１７をそれぞれ製造する（ステップＳ１１）。なお、ＧＩ型光ファイバ１７は、前記したいずれかの方法を用いて、クラッド部を持たずコア部のみを有する構成にする。次に、レンズ一体型光ファイバ６，７を固定する筐体８の形状について確認する。すなわち、図２６に示す例では、筐体８に突起部１２を逃がすための凹部が存在するかどうかを確認し（ステップＳ１２）、凹部が存在しない場合に、図２２に示すようにＧＩ型光ファイバ１７をＳＭ型光ファイバ１１よりも小径になるようにエッチングを行う（ステップＳ１３）。仮に、筐体８に突起部１２を逃がすための凹部が存在する場合には、図２９，３０に示し後述するように太い突起部を凹部内に収容することができるため、必ずしもエッチングによってＧＩ型光ファイバ１７を小径化する必要はない。それから、ＧＩ型光ファイバ１７をＳＭ型光ファイバ１１の一端部に一体的に接続する（ステップＳ１４）。こうしてほぼ完成したレンズ一体型光ファイバ６，７を、図示しない筐体８の矩形溝内に固定し（ステップＳ１５）、それから、レンズ一体型光ファイバ６，７の先端部、すなわちＧＩ型光ファイバ１７の先端部を研磨して傾斜をつけ（ステップＳ１６）、その端面に反射防止用コーティング（ＡＲコート）を施す（ステップＳ１７）。ただし、レンズ型光ファイバ端面に予め研磨あるいは切断により傾斜を付け、反射防止膜を施したものを、矩形溝内に固定しても良いため、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７の工程は必ずしもこの順序でなくても良い。
【００８５】
　一方、図２７に示す製造方法では、まずＳＭ型光ファイバ１１とＧＩ型光ファイバ１７をそれぞれ製造する（ステップＳ１１）。ＧＩ型光ファイバ１７は、前記したいずれかの方法を用いて、クラッド部を持たずコア部のみを有する構成にする。次に、ＧＩ型光ファイバ１７をＳＭ型光ファイバ１１の一端部に一体的に接続する（ステップＳ１４）。それから、レンズ一体型光ファイバ６，７を固定する筐体８に凹部が存在するかどうかを確認し（ステップＳ１２）、凹部が存在しない場合に、図２２に示すようにＧＩ型光ファイバ１７をＳＭ型光ファイバ１１よりも小径になるようにエッチングを行う（ステップＳ１３）。この場合、融着接続部においてＳＭ型光ファイバ１１も僅かにエッチングされて小径化する可能性もある。なお、筐体８に凹部が存在する場合には、必ずしもエッチングによってＧＩ型光ファイバ１７を小径化する必要はない。こうしてほぼ完成したレンズ一体型光ファイバ６，７を、図示しない筐体８の矩形溝内に固定し（ステップＳ１５）、ＧＩ型光ファイバ１３の先端部を研磨して傾斜をつけ（ステップＳ１６）、その端面に反射防止用コーティング（ＡＲコート）を施す（ステップＳ１７）。ただし、レンズ型光ファイバ端面に予め研磨あるいは切断により傾斜を付け、反射防止膜を施したものを、矩形溝内に固定しても良いため、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７の工程は必ずしもこの順序でなくても良い。
【００８６】
　ＳＭ型光ファイバ１１とＧＩ型光ファイバ１７を一体的に接続する方法としては、融着による方法と、接着剤を用いる方法が考えられる。石英を主成分とする光ファイバの場合には融着が有効であるが、合成樹脂を主成分とする光ファイバの場合には接着が有効であり、特に屈折率整合剤を含有した紫外線硬化型接着剤（ＵＶ接着剤）を用いて接着するのが好ましい。
【００８７】
　ここで、レンズ一体型光ファイバ６，７の屈折率分布定数√Ａについて検討する。なお、屈折率分布定数√Ａ＝（２Δn／ｒ2）1/2＝√（２Δn）／ｒであり、ｒはコア部の半径、Δｎは光ファイバのコア部の屈折率とコア部に隣接する部分の屈折率の比屈折率差であり、数１で表される。
【００８８】
　コア部の最大屈折率がｎ0、コア部に隣接する部分の屈折率がｎ1である。
【００８９】
　図８には、ＧＩ型光ファイバの屈折率分布定数√Ａと光ビーム伝播領域の直径Ｄとの関係が示されている。これによると、屈折率分布定数√Ａが１より小さいと光ビーム伝播領域の直径Ｄが非常に大きくなることが判る。そして、この光ビーム伝播領域の直径Ｄが、ＧＩ型光ファイバの光ビームの進行する領域であるコア部の外径よりも大きい場合には、光が外部に漏れだして損失が大きくなる。従って、屈折率分布定数√Ａは１以上であることが好ましい。
【００９０】
　具体的には、第２の実施形態のようにコア部のみからなり直径が１２５μｍ程度のＧＩ型光ファイバの場合には、屈折率分布定数√Ａが約１であってもよいが、直径がもっと小さいＧＩ型光ファイバの場合には、その直径に応じて屈折率分布定数√Ａがより大きいことが好ましい。また、クラッド部を有するＧＩ型光ファイバの場合には、そのコア部の直径よりも光ビーム伝播領域の直径Ｄが小さくなるように屈折率分布定数√Ａを設定することが好ましい。その場合、第１の実施形態のようにＧＩ型光ファイバがＳＭ型光ファイバより小径である場合も、ＳＭ型光ファイバより大径または同径である場合も考えられるが、クラッド部に包囲されているコア部が１２５μｍよりもはるかに大きい構成は、ＧＩ型光ファイバ全体の外径が非常に大型化するためあまり実用的でない。結局、ＳＭ型光ファイバ等の光ファイバに一体的に接続されるあらゆるＧＩ型光ファイバに関し、屈折率分布定数√Ａは１以上であることが好ましいといえる。
【００９１】
　一方、屈折率分布定数√Ａが大きすぎるのも好ましくない。その一つの理由は、屈折率分布定数√Ａが大きいと、収差の影響が大きくなりレンズ一体型光ファイバ端面からビームウェイストまでの距離が短くなり、例えば、レンズ一体型光ファイバを対向させてのその間に光機能部品を挿入して使用する場合、空間が狭すぎて光機能部品を挿入できなくなることである。また、もう一つの理由は、ＧＩ型光ファイバ内を伝播する光は正弦曲線状に進行するが、屈折率分布定数√Ａが大きいほど、ＧＩ型光ファイバ内を伝播する光の曲がり方が急峻になり、正弦曲線のピッチが短くなることである。このことを、図４７および図４８に示す。ＧＩ型光ファイバから平行光線を出射しようとする場合には、図４７，４８に示すようにＧＩ型光ファイバの長さを、正弦曲線のピッチの１／４（０．２５Ｐ）またはその奇数倍に設定して、正弦曲線の振幅が最大になるようにしなければならないが、前記した通り屈折率分布定数√Ａが大きいほど正弦曲線のピッチが短く、さらに正弦曲線が急峻であるため、√Ａが小さいＧＩ型光ファイバに対し、√Ａが大きいＧＩ型光ファイバの長さ公差が厳しく、誤差が僅かであっても光ビームへの影響が大きい。具体的には、屈折率分布定数√Ａが４より大きい場合には、所望の平行光線を出射させるためにはＧＩ型光ファイバの長さを数μｍのオーダーで管理する必要があり、実現が難しい。なお、このように屈折率分布定数√Ａが４以下であることが好ましいのは、第２の実施形態のようにコア部のみからなるＧＩ型光ファイバの場合にも、第１の実施形態のようにクラッド部を有しＳＭ型光ファイバより小径であるＧＩ型光ファイバの場合にも、ＳＭ型光ファイバより大径または同径であるＧＩ型光ファイバの場合にも、総じてあてはまる。
【００９２】
　以上説明した通り、本発明のレンズ一体型光ファイバにおいては、屈折率分布定数√Ａが１以上４以下であることが好ましい。
【００９３】
　なお、前記した光ビームの描く正弦曲線のピッチについて補足説明する。このピッチＰはＰ＝２π／√Ａである。そして、光ビームは、正弦曲線を描きながらＧＩ型光ファイバ内を伝播するので、平行光線を出射するための条件は、ＧＩ型光ファイバの長さが０．２５Ｐまたはその奇数倍であることである。一般的には収差の影響を最小限にするために、ＧＩ型光ファイバの長さは０．２５Ｐに設定される。ＧＩ型光ファイバの長さが０．２５Ｐより短いと発散光を出射する構成になり、０．２５Ｐより長いと集光光を出射する構成になる。前記した説明では、平行光線を出射する場合について述べたが、光路内に非常に小さい光機能部品がある場合など、ＧＩ型光ファイバの長さを０．２５Ｐ以上０．５Ｐ未満にして、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いて形成された非常に小型の光機能部品の大きさに合わせたビーム径になるように光を集光させる構成としてもよい。その場合、ＧＩ型光ファイバの長さを０．２５Ｐ（またはその奇数倍）よりもある所定の量だけ長く設定することになるが、その場合であっても、前記した平行光の場合と同様に、√Ａが小さいほどＧＩ型光ファイバの長さの公差が厳しくなるので屈折率分布定数√Ａが４以下であることが好ましい。なお、ＧＩ型光ファイバから発散光を出射する構成は、現実的にあまり実施される可能性がないと思われる。
　前記した各実施形態のレンズ一体型光ファイバを用いて光機能部品を構成する例について、以下に説明する。
【００９４】
　まず、クラッド部を持たないＧＩ型光ファイバ２０ｂを有するレンズ一体型光ファイバ２０を光機能部品に組み込むための整列方法について説明する。図２９には、図９，１９に示す構成と同様に、同径のＳＭ型光ファイバ２０ａとＧＩ型光ファイバ２０ｂを一体的に接続して局所的に太い、融着接続時の突起部２０ｃが生じた場合の整列方法を示している。
【００９５】
　図２９に示す構成では、多数のレンズ一体型光ファイバ２０を整列させて固定する支持体であるオプティカルベンチ１８に、多数の光ファイバ保持用の矩形溝が設けられ、その矩形溝中に突起部２０ｃを収容するための凹部１８ａが設けられている。そして、オプティカルベンチ１８に固着されてレンズ一体型光ファイバ２０を挟み込む光ファイバ押さえ１９にも、凹部１８ａに対向する凹部１９ａが設けられている。この凹部１８ａ，１９ａによって突起部２０ｃを逃がすことができ、レンズ一体型光ファイバ２０の所望の整列状態が得られるアレイが構成される。凹部１８ａ，１９ａは、複数の矩形溝に跨って１つの凹部１８ａ，１９ａが設けられていてもよいが、多数の矩形溝にそれぞれ対応して多数設けられている構成であってもよい。
【００９６】
　図３０には、このような構成を応用して作製された光機能部品である対向型光ファイバコリメータが図示されている。この対向型光ファイバコリメータは、図２９と同様に凹部１８ａ，１９ａを有するオプティカルベンチ１８および光ファイバ押さえ１９の間に、互いに対向する１対のレンズ一体型光ファイバ２０を配置した構成である。その具体例を挙げると、シリコンの異方性エッチングまたは等方性エッチングによってオプティカルベンチ１８を作製し、耐熱ガラス（例えばパイレックス（登録商標）ガラス）により光ファイバ押さえ１９を作製し、ダイシング等によって凹部１８ａ，１９ａを形成している。そして、コア部からなり外径が８０μｍで屈折率分布定数√Ａが１．９のＧＩ型光ファイバ２０ｂをＳＭ型光ファイバ１１に融着接続した構成のレンズ一体型光ファイバ２０を、端面間距離２．４ｍｍで対向させ、紫外線硬化型樹脂を用いて矩形溝内に固定した構成である。そして、互いに対向するＧＩ型光ファイバ２０ｂの端面をフラット研磨し、反射率０．５％以下の反射防止用コーティング（ＡＲコート）を施している。その結果、光学特性を評価すると挿入損失が０．３ｄＢ以下であった。
【００９７】
　図３１には、図１０，２２に示すようにＳＭ型光ファイバ２０ａと小径のＧＩ型光ファイバ２０ｂを一体的に接続した場合の整列方法を示している。この構成は、ＧＩ型光ファイバ２０ｂとＳＭ型光ファイバ２０ａとを融着接続した後、フッ化水素酸を用いてエッチングを行い、ＧＩ型光ファイバ２０ｂと融着接続部の近傍を数μｍ程度細径化したレンズ一体型光ファイバ２０を、多数整列させたアレイである。
【００９８】
　図３２は、同様にＧＩ型光ファイバ２０ｂと融着接続部の近傍を数μｍ程度細径化したレンズ一体型光ファイバ２０を１対有する光機能部品である対向型光ファイバコリメータを示している。これらの構成では、ＧＩ型光ファイバ２０ｂがＳＭ型光ファイバ２０ａよりも小径であるため、図２９，３０に示すような凹部を持たないオプティカルベンチ２２および光ファイバ押さえ２３であっても、矩形溝内にレンズ一体型光ファイバ２０を安定して整列させることができる。なお、図３１，３２に示す例では、融着接続中にＧＩ型光ファイバ２０ｂをＳＭ型光ファイバ２０ａに対して引っ張ることによって、ＧＩ型光ファイバ２０ｂのみならずＳＭ型光ファイバ２０ａのごく一部（融着接続部）をも小径化している。
【００９９】
　図３３には、ＳＭ型光ファイバ２０ａと大径のＧＩ型光ファイバ２０ｂを一体的に接続したレンズ一体型光ファイバ２０を複数整列させたアレイを示しており、図３４はそのレンズ一体型光ファイバ２０を１対有する光機能部品である対向型光ファイバコリメータを示している。これらの構成では、ＧＩ型光ファイバ２０ａをオプティカルベンチ２２および光ファイバ押さえ２３によって挟み付けて固定している。
【０１００】
　また従来例の説明でも示したように、ＧＩ型光ファイバ２０ｂが太いレンズ一体型光ファイバ２０を保持する場合には、安定性が悪いため光の出射角度が大きくなる傾向があるが、これは対向型光ファイバコリメータ間の距離が長くなった場合、接続損失が大きくなる原因となる。しかしクラッド部を持たないＧＩ型光ファイバとすることによりビーム径を大きくすることが可能であるため、出射角度が若干傾きを持っても、光軸のズレによる接続損失を緩和することができる。
【０１０１】
　以上説明した各アレイまたは各対向型光ファイバコリメータにおいて、レンズ一体型光ファイバ２０をオプティカルベンチ１８，２２および光ファイバ押さえ１９，２３によって固定した後、ＧＩ型光ファイバ２０ｂの端面の研磨を行い、出射角度のばらつきを測定したところ、０．１度以下という良好な結果が得られた。なお、各アレイを単芯構成（レンズ一体型光ファイバ２０を１本のみ有する構成）にしたり、各対向型光ファイバコリメータをアレイ状にして、複数対のレンズ一体型光ファイバ２０がそれぞれ対向する構成にすることもできる。
【０１０２】
　なお、図２９〜３４に示す実施例は、従来のＧＩ型光ファイバを有するレンズ型光ファイバを用いる構成としても良い。
【０１０３】
　次に、前記した各実施形態のレンズ一体型光ファイバ２０を用いた光機能部品の具体例についてより詳細に説明する。
【０１０４】
　図３５には、本発明のレンズ一体型光ファイバ２０を含む光スイッチの構造が示されている。この光スイッチは、筐体２６内で、光路長が１．０ｍｍであり、有効寸法が１００μｍ×１００μｍの金を蒸着した小型ミラー２４をアクチュエータ２５によって移動させることによって光路を切替可能な構造である。図３５（ａ）に示すように、小型ミラー２４のうちの１つが、出射側のレンズ一体型光ファイバ２０の光路中に位置する時と、図３５（ｂ）に示すように、アクチュエータ２５（図３５（ａ）では省略）の作動によってその小型ミラー２４が光路から脱出した時とで、光ビームの伝達経路が異なる構成である。
【０１０５】
　本例で用いられているレンズ一体型光ファイバ２０のＧＩ型光ファイバ２０ｂは、外径が１２５μｍ、コア径６０μｍで、長さ０．６ｍｍで、屈折率分布定数√Ａが２．８である。そして、ミラー２４と光路のトレランスを考慮して、伝播する光ビームの径を４０μｍ程度に設定している。ＳＭ型光ファイバ２０ａとＧＩ型光ファイバ２０ｂとは融着により一体的に接続されている。また、ＧＩ型光ファイバ２０ｂの端面は３．２度だけ傾斜して研磨され、反射防止用コーティング（ＡＲコート）が施されている。なお、４０ｄＢ以上の反射減衰量を実現するために、ＡＲコートの反射率を０．５％以下とし、かつ端面の角度を２．０〜４．０度にするとよい。このレンズ一体型光ファイバ２０は、前記したいずれかの構成のオプティカルベンチ２７上に固定されている。このような光スイッチの光学特性を評価したところ、挿入損失が０．５ｄＢ以下で、反射減衰量が６０ｄＢ以上と良好であった。
【０１０６】
　図３６には、本発明のレンズ一体型光ファイバ２０を含む光複合モジュールの構造が示されている。この光複合モジュールは、筐体２６内で、光路長が６．０ｍｍであり、その光路内に、波長フィルタ２８と、１対の偏光子２９と、両偏光子２９間に位置するファラデー回転子３０が配置されており、出射側のレンズ一体型光ファイバ２０からの光ビーム（λ１，λ２）の一部（λ１）が、対向する入射側のレンズ一体型光ファイバ２０に、残りの光ビーム（λ２）が、並置された入射側のレンズ一体型光ファイバ２０に、それぞれ入射する構成である。各レンズ一体型光ファイバ２０のＧＩ型光ファイバ２０ｂは、長さが１．４ｍｍ、屈折率分布定数√Ａが１．２であり、コア部のみからなり外径が１３０μｍである。
【０１０７】
　図３７には、本発明のレンズ一体型光ファイバ２０を含む光フィルターおよびスプリッターモジュールの構造が示されている。この光フィルターおよびスプリッターモジュールは、筐体２６内の光路内に、波長フィルタまたはハーフミラー３１が配置されており、出射側のレンズ一体型光ファイバ２０からの光ビーム（λ１，λ２）の一部（λ１）が、対向する入射側のレンズ一体型光ファイバ２０に、残りの光ビーム（λ２）が、並置された入射側のレンズ一体型光ファイバ２０に、それぞれ入射する構成である。
【０１０８】
　図３８には、本発明のレンズ一体型光ファイバ２０を含む光アイソレータの構造が示されている。この光アイソレータは、筐体２６内の光路内に１対の偏光子２９と、両偏光子２９間に位置するファラデー回転子３０が配置されている構成である。
【０１０９】
　図３９には、本発明のレンズ一体型光ファイバ２０を含む光可変減衰器の構造が示されている。この光可変減衰器は、筐体２６内の光路内に配置された遮光板３２をアクチュエータ２５によって移動させることによって光路を無段階に遮蔽し、光ビームを可変減衰可能な構成である。
【０１１０】
　図４０には、本発明のレンズ一体型光ファイバ２０を含む受光部品の構造が示されている。この受光部品は、筐体２６内の光路内に配置されたフォトダイオード３３によって、光の検出が可能な構成である。
【０１１１】
　なお、図２９〜４０に示されている各光機能部品等に含まれているレンズ一体型光ファイバ２０のＧＩ型光ファイバ２０ｂは、コア部とクラッド部からなる構成であってもよいが、第２の実施形態と同様にコア部のみからなる構成であってもよい。
【０１１２】
　以上説明した全ての実施形態は、光の伝播を行うＳＭ型光ファイバの一端部に、レンズ機能を有するＧＩ型光ファイバを一体的に接続した構成であるが、ＳＭ型光ファイバに代えて、ＧＩ型光ファイバやその他の光ファイバを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１の実施形態のレンズ一体型光ファイバを含む光学デバイスを示す斜視図である。
【図２】図１に示す光学デバイスの１対のレンズ一体型光ファイバを示す側面図である。
【図３】図２に示すレンズ一体型光ファイバの拡大側面図である。
【図４】（ａ）は図２に示すレンズ一体型光ファイバのシングルモード型光ファイバを示す模式図であり、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図５】（ａ）は図２に示すレンズ一体型光ファイバのグレーデッドインデックス型光ファイバを示す模式図であり、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図６】レンズ一体型光ファイバの端面角度と反射減衰量の関係を示すグラフである。
【図７】グレーデッドインデックス型光ファイバの比屈折率差とビーム伝播領域の径の関係を示すグラフである。
【図８】グレーデッドインデックス型光ファイバの屈折率分布定数とビーム伝播領域の径の関係を示すグラフである。
【図９】レンズ一体型光ファイバに生じた融着接続時の突起部を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態のレンズ一体型光ファイバに融着接続時の突起部が生じた状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態のレンズ一体型光ファイバを矩形溝内に配置した状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態のレンズ一体型光ファイバをアレイ状に配置した状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態のレンズ一体型光ファイバを組み合わせて構成したスイッチング構造を示す説明図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態のレンズ一体型光ファイバの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第１の実施形態のレンズ一体型光ファイバの製造方法の他の例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施形態のレンズ一体型光ファイバを示す側面図である。
【図１７】図１６に示すレンズ一体型光ファイバの拡大側面図である。
【図１８】（ａ）は図１６に示すレンズ一体型光ファイバのグレーデッドインデックス型光ファイバを示す模式図であり、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態のレンズ一体型光ファイバに生じた融着接続時の突起部を示す説明図である。
【図２０】（ａ）は本発明の第２の実施形態のレンズ一体型光ファイバの融着接続時の突起部を除去した状態を示す説明図、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図２１】（ａ）は本発明の第２の実施形態の、全体の径を細くしたレンズ一体型光ファイバを示す説明図、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図２２】（ａ）は本発明の第２の実施形態の、グレーデッドインデックス型光ファイバの径を細くしたレンズ一体型光ファイバを示す説明図、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図２３】本発明の第２の実施形態のレンズ一体型光ファイバの製造方法を示す説明図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態のレンズ一体型光ファイバの製造方法を示す説明図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態のレンズ一体型光ファイバの製造方法におけるエッチング時間と光ファイバの外径の関係を示すグラフである。
【図２６】本発明の第２の実施形態のレンズ一体型光ファイバの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の第２の実施形態のレンズ一体型光ファイバの製造方法の他の例を示すフローチャートである。
【図２８】グレーデッドインデックス型光ファイバのコア部の外径と、出射端面からビームウェイストまでの距離の関係を示すグラフである。
【図２９】（ａ）は本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた光ファイバアレイの第１の例を示す概略平面図、（ｂ）はその概略正面断面図、（ｃ）はその概略側面図である。
【図３０】（ａ）は本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた対向型光ファイバコリメータの第１の例を示す概略平面図、（ｂ）はその概略正面断面図である。
【図３１】（ａ）は本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた光ファイバアレイの第２の例を示す概略平面図、（ｂ）はその概略正面断面図、（ｃ）はその概略側面図である。
【図３２】（ａ）は本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた対向型光ファイバコリメータの第２の例を示す概略平面図、（ｂ）はその概略正面断面図である。
【図３３】（ａ）は本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた光ファイバアレイの第３の例を示す概略平面図、（ｂ）はその概略正面断面図、（ｃ）はその概略側面図である。
【図３４】（ａ）は本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた対向型光ファイバコリメータの第３の例を示す概略平面図、（ｂ）はその概略正面断面図である。
【図３５】本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた光スイッチの動作を説明する概略平面図である。
【図３６】本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた光複合モジュールを示す概略平面図である。
【図３７】本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた光フィルタおよびスプリッターモジュールを示す概略平面図である。
【図３８】本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた光アイソレータを示す概略平面図である。
【図３９】本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた光可変減衰器を示す概略平面図である。
【図４０】本発明のレンズ一体型光ファイバを用いた受光部品を示す概略平面図である。
【図４１】従来のレンズ一体型光ファイバを示す側面図である。
【図４２】（ａ）は図４１に示すレンズ一体型光ファイバのシングルモード型光ファイバを示す模式図であり、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図４３】（ａ）は図４１に示すレンズ一体型光ファイバのグレーデッドインデックス型光ファイバを示す模式図であり、（ｂ）はその屈折率分布を示す図である。
【図４４】従来のレンズ一体型光ファイバを矩形溝内に配置した状態を示す説明図である。
【図４５】従来のレンズ一体型光ファイバをアレイ状に配置した状態を示す説明図である。
【図４６】従来のレンズ一体型光ファイバを組み合わせて構成したスイッチング構造を示す説明図である。
【図４７】屈折率分布定数√Ａが小さいグレーデッドインデックス型光ファイバにおいて光ビームの描く正弦曲線のピッチを示す概略図である。
【図４８】屈折率分布定数√Ａが大きいグレーデッドインデックス型光ファイバにおいて光ビームの描く正弦曲線のピッチを示す概略図である。
【図４９】融着接続条件における融着接続部の外径の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１４】
　　　１　　　光学デバイス
　　　６，７　レンズ一体型光ファイバ
　　１１　　　シングルモード型光ファイバ
　　１１ａ　　コア部
　　１１ｂ　　クラッド部
　　１２　　　融着接続時の突起部
　　１３　　　グレーデッドインデックス型光ファイバ
　　１３ａ　　コア部
　　１３ｂ　　クラッド部
　　１６　　　エッチング液
　　１７　　　グレーデッドインデックス型光ファイバ
　　２０　　　レンズ一体型光ファイバ
　　２０ａ　　シングルモード型光ファイバ
　　２０ｂ　　グレーデッドインデックス型光ファイバ
　　２０ｃ　　融着接続時の突起部
【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】
2004126563.tif 000009
【図６】
2004126563.tif 000010
【図７】
2004126563.tif 000011
【図８】
2004126563.tif 000012
【図９】
2004126563.tif 000013
【図１０】
2004126563.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2004126563.tif 000018
【図１５】
2004126563.tif 000019
【図１６】
2004126563.tif 000020
【図１７】
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【図１８】
2004126563.tif 000022
【図１９】
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【図２０】
2004126563.tif 000024
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2004126563.tif 000030
【図２７】
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【図２８】
2004126563.tif 000032
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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