(57)【要約】【課題】屈折率整合液中から気泡を確実に除去する。【解決手段】真空下で光デバイス３に充填するための屈折率整合液４を振動させて屈折率整合液４中から気泡を除去する脱泡工程と、この脱泡工程後に光デバイス３に屈折率整合液４を充填する充填工程とを有する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空下で光デバイスに充填するための屈折率整合液を振動させて該屈折率整合液中から気泡を除去する脱泡工程と、
前記脱泡工程後に前記光デバイスに前記屈折率整合液を充填する充填工程とを有する光デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記脱泡工程では、前記屈折率整合液が収容された容器を振動させる振動子を介して前記屈折率整合液を振動させる請求項１に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記脱泡工程では、容器内に収容された前記屈折率整合液中に浸された振動子によって前記屈折率整合液を振動させる請求項１に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記脱泡工程では、前記屈折率整合液内に、前記振動子の振動によって共振される共振用固体片が浸される請求項２または３に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記脱泡工程では、前記屈折率整合液が、開口が長円形をなす有底筒状に形成された容器内に収容されて振動される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記脱泡工程では、前記屈折率整合液を加熱する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項７】
光デバイス内に充填するための屈折率整合液中から気泡を除去するための真空室と、
前記真空室内に設けられて、前記屈折率整合液が収容される容器と、
前記容器内の前記屈折率整合液を振動させる振動手段とを備える光デバイスの製造装置。
【請求項８】
前記振動手段は、前記容器を支持して前記容器を振動させる振動体を有する請求項７に記載の光デバイスの製造装置。
【請求項９】
前記振動手段は、前記容器内の屈折率整合液中に浸されて該屈折率整合液を振動させる振動子を有する請求項７に記載の光デバイスの製造装置。
【請求項１０】
前記容器内には、前記振動体の振動によって共振される共振用固体片が前記屈折率整合液中に浸されて設けられている請求項８または９に記載の光デバイスの製造装置。
【請求項１１】
前記容器は、開口が長円形をなす有底筒状に形成されている請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の光デバイスの製造装置。
【請求項１２】
前記容器内の屈折率整合液を加熱する加熱手段を備える請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の光デバイスの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光通信等に用いられて光ファイバ間を光学的に接続するための光デバイスの製造方法および光デバイスの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバを用いた光通信では、例えば情報伝送路である光路を切り換えるための光スイッチ等の光デバイスが用いられている。
【０００３】
この種の光デバイスの一例として光スイッチでは、入力側光ファイバの光軸を複数の出力側光ファイバの光軸に対して電磁駆動によって移動させる構成が採られた機械方式の光スイッチが知られている。
【０００４】
機械方式の光スイッチとして構成される従来の光デバイスは、入力側光ファイバと、複数の出力側光ファイバと、これら入力側光ファイバおよび出力側光ファイバの各端部が収容されるスリーブと、このスリーブ内に設けられて入力側光ファイバおよび各出力側光ファイバの接続部分を気密に覆う円筒管と、入力側光ファイバの端部を出力側光ファイバの端部に対して移動するための電磁駆動部とを備えている。円筒管は、例えば金属材料、プラスチック、セラミックス等によって形成されている。また、円筒管内の接続部分は、入力側光ファイバおよび出力側光ファイバの各端面が、数十μｍ程度の間隙を有している。
【０００５】
以上のように構成された従来の光デバイスは、電磁駆動部によって、入力側光ファイバの端部が、出力側光ファイバの端部に対して選択的に移動されることによって、入力側光ファイバの光軸が、いずれかの出力側光ファイバの光軸に一致されるように切り換えられて光学的に接続される。
【０００６】
また、上述した光スイッチ等の従来の光デバイスは、各種光学機能部材が設けられたハウジング内に、入力側光ファイバと出力側光ファイバの端面による反射を防止するために、屈折率整合液が充填されて封止されており、光学的特性の信頼性が確保されている。ハウジングは、内部に屈折率整合液を注入するための注入管の一端が連結されて設けられており、屈折率整合液が注入された後、注入管の注入口に例えば接着剤等の封止材が塗布されて気密に封止されている。
【０００７】
また、従来の光デバイスは、ハウジング内に屈折率整合液が充填されることによって、外部から受ける衝撃に対して屈折率整合液が衝撃吸収体として作用するため、機械的強度が補われ、例えば光路の切り換える等の動作信頼性が確保されている。
【０００８】
そして、従来の光デバイスの製造工程では、光デバイス内に充填するための屈折率整合液中に溶存する気体である気泡を除去するために脱泡工程を行っており、この脱泡工程後に、光デバイス内に屈折率整合液を充填する充填工程が行われている。
【０００９】
従来の脱泡工程および充填工程で用いられる従来の光デバイスの製造装置について簡単に説明する。
【００１０】
図８に示すように、従来の光デバイスの製造装置１０１は、屈折率整合液１０４から気泡を除去するとともに光デバイス１０３に屈折率整合液１０４を充填するための真空室１０５と、この真空室１０５内を真空にするための真空ポンプ１０６と、屈折率整合液１０４が収容される容器１０７とを備えている。真空室１０５は、外気が通気される通気管１２１を有しており、この通気管１２１の経路上に通気量を調整するための調整弁１２２が設けられている。また、真空室１０５は、排気管１２３を介して真空ポンプ１０６に連通されている。
【００１１】
以上のように構成された従来の光デバイスの製造装置１０１は、真空ポンプ１０６が駆動されて調整弁１２２が閉じられることにより、真空室１０５内の真空度が上昇される。真空室１０５内が真空にされることにより、容器１０７内に収容されている屈折率整合液１０４中の気泡が放出されて除去される。
【００１２】
そして、光デバイス１０３内への屈折率整合液１０４の充填工程は、屈折率整合液１０４が脱泡された後、真空室１０５内で、容器１０７内の屈折率整合液１０４に光デバイス１０３の注入管の注入口を浸し、真空ポンプ１０６を停止させ、調整弁１２２を開放して真空室１０５を大気圧へ戻すことによって、光デバイス１０３内に屈折率整合液１０４を充填する。最後に、屈折率整合液１０４が充填された光デバイス１０３は、注入管の注入口が封止材によって気密に封止される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した屈折率整合液の脱泡工程では、真空室内を所定の真空度に到達させることによって、屈折率整合液中に溶存している気体を、気泡として確実に放出させることが望ましい。しかしながら、従来の脱泡工程では、屈折率整合液から放出される気泡が、継続的ではなく離散的に発生するという不都合があった。すなわち、従来の脱泡工程では、屈折率整合液中に気泡がまったく発生しない場合や、一時的に気泡の発生が停滞する場合があるため、各作業毎にバラツキが生じるという問題があった。
【００１４】
脱泡工程で屈折率整合液中に気泡の発生が確認できたときには、屈折率整合液中に溶存している気体量も減少している。しかし、屈折率整合液中に気泡の発生が確認できないときには、屈折率整合液中に溶存している気体が残留し、脱泡が良好に行われていない。したがって、従来の脱泡工程は、各作業毎のバラツキが大きいため、屈折液整合液の脱泡が充分に行われていない場合に、このような屈折率整合液が光デバイス内に充填されることによって、光デバイス内に気泡が残存する確率が高くなってしまう。
【００１５】
そして、光デバイスは、充填された屈折率整合液中に空気等の気泡が残存することで、使用環境の例えば温度変化等によって気泡が移動され、入力側光ファイバおよび出力側光ファイバの接続部分等の光路上に気泡が入ったときに、光学機能部材の動作に悪影響を及ぼす虞がある。このため、光デバイスは、重要な光学的特性である挿入損失や反射減衰量が変動や劣化が生じるという問題があった。例えば、光デバイスとして光スイッチは、入力側光ファイバおよび出力側光ファイバの接続部分に気泡が入ることで、光透過性および反射減衰量が著しく劣化するとともに、光路の切り換え動作に悪影響が及ぼされて切り換え動作の信頼性が損なわれてしまう。
【００１６】
そこで、本発明は、屈折率整合液から気泡を確実に除去することができる光デバイスの製造方法および光デバイスの製造装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明に係る光デバイスの製造方法は、真空下で光デバイスに充填するための屈折率整合液を振動させて屈折率整合液中から気泡を除去する脱泡工程と、この脱泡工程後に光デバイスに屈折率整合液を充填する充填工程とを有する。
【００１８】
以上のように構成した本発明に係る光デバイスの製造方法によれば、屈折率整合液に機械的振動を付与することによって、屈折率整合液中に溶存している気体によって発生する気泡を促進させる。そして、この光デバイスの製造方法は、屈折率整合液中から気泡を強制的かつ継続的に発生させて除去することにより、屈折率整合液中に溶存する気体量を充分に減少させる。
【００１９】
上述した目的を達成するため、本発明に係る光デバイスの製造装置は、光デバイス内に充填するための屈折率整合液中から気泡を除去するための真空室と、この真空室内に設けられて屈折率整合液が収容される容器と、この容器内の屈折率整合液を振動させる振動手段とを備える。
【００２０】
以上のように構成した本発明に係る光デバイスの製造装置によれば、真空室内で、容器内の屈折率整合液が振動手段によって機械的振動が付与されることで、屈折率整合液中に溶存している気体によって発生する気泡が促進される。そして、この光デバイスの製造装置によれば、屈折率整合液中から気泡が強制的かつ継続的に発生させて除去されるため、屈折率整合液中に溶存する気体量が充分に減少される。
【００２１】
また、本発明に係る光デバイスの製造方法および光デバイスの製造装置によれば、脱泡工程で屈折率整合液中に、振動子の振動によって共振される共振用固体片が浸されること、および振動手段が、容器内の屈折率整合液中に浸されて屈折率整合液を振動させる振動子を備えることが好ましい。これによって、共振用固体片が共振されることで気泡が発生する核になるため、気泡が発生する振動数や振幅等の条件を、振動子のみで振動させる場合に比較して容易に見つけて設定することが可能になり、脱泡工程の作業性が向上される。
【００２２】
また、本発明に係る光デバイスの製造方法および光デバイスの製造装置によれば、脱泡工程で屈折率整合液が、開口が長円形をなす有底筒状に形成された容器内に収容されて振動されること、および容器が、開口が長円形をなす有底筒状に形成されていることが好ましい。これによって、容器全体が共振され易くなるため、屈折率整合液に振動が良好に付与される。
【００２３】
また、本発明に係る光デバイスの製造方法および光デバイスの製造装置によれば、脱泡工程で屈折率整合液を加熱すること、および容器内の屈折率整合液を加熱する加熱手段を備えることが好ましい。屈折率整合液は、加熱されることで粘度が低下されるため、内部に発生した気泡が放出され易くされて、更に確実に気泡を除去することが可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
本実施形態に係る光デバイスの製造装置は、光デバイス内に充填するための屈折率整合液から気泡を除去した後、光デバイス内に屈折率整合液を充填するための装置として構成されている。
【００２６】
図１に示すように、光デバイスの製造装置１は、屈折率整合液４から気泡を除去するとともに光デバイス３に屈折率整合液４を充填するための真空室５と、この真空室５内を真空にするための真空ポンプ６と、屈折率整合液４が収容される容器７と、この容器７を振動させる振動子９を有する振動機８とを備えている。
【００２７】
まず、本実施形態の光デバイスの製造装置１によって屈折率整合液４が充填される光デバイス３について説明する。図２に示すように、光デバイス３は、光学的に接続される入力側光ファイバ１１および出力側光ファイバ１２と、これら入力側光ファイバ１１および出力側光ファイバ１２の各端部が気密に収容されるハウジング１３と、入力側光ファイバ１１および出力側光ファイバ１２の各端部の対向間に配置される光学機能部材１４と、ハウジング１３内に屈折率整合液４を注入するための注入管１５とを備えている。光学機能部材１４としては、例えばハーフミラー等のフィルタや、減衰板が用いられている。そして、光デバイス３は、ハウジング１３内に屈折率整合液４が充填された後、注入管１５の注入口が、接着剤等の封止材１６によって気密に封止される。
【００２８】
光デバイスの製造装置１が備える真空室５は、外気が通気される通気管２１を有しており、この通気管２１の経路上に通気量を調整するための調整弁２２が設けられている。また、真空室５は、排気管２３を介して真空ポンプ６に連通されている。
【００２９】
容器７は、例えば金属材料によって形成されており、収容された屈折率整合液４中から気泡を放出させるために十分な開口を有している。
【００３０】
振動機８は、容器７を振動させるための振動子９と、この振動子９に電圧を印加する駆動回路（不図示）とを有している。振動子９は、圧電素子が用いられており、接続配線２５を介して、パルス発生器が組み込まれた駆動回路に電気的に接続されている。パルス発生器は、出力が、例えば矩形波であって数百Ｈｚ〜数ＫＨｚの範囲内で任意に可変できるようにされており、同様に振幅電圧も数Ｖ〜数十Ｖの範囲内で任意に可変できるように構成されている。すなわち、容器７の大きさや形状、振動させる屈折率整合液４の体積等によって所望の振動が得られる条件が変化してしまうため、振動機８は、周波数や振幅を可変させることで、所望の振動が得られるように構成されている。そして、振動子９は、略平板状に形成されており、主面上に容器７が載置されている。
【００３１】
以上のように構成された光デバイスの製造装置１を用いた光デバイスの製造方法について説明する。この製造方法は、屈折率整合液４中に溶存している気体を除去する脱泡工程と、光デバイス３内に屈折率整合液４を充填する充填工程とを有している。
【００３２】
まず、脱泡工程について図面を参照して説明する。図３に示すように、屈折率整合液４の脱泡工程では、屈折率整合液４が充填される光デバイス３が真空室５内に予め配置されており、ステップ３１から開始されて、ステップ３２にて真空ポンプ６が駆動される。つぎに、ステップ３３において、調整弁２２を少し閉じることにより通気量が調整されて真空室５内の真空度を上昇させるとともに、振動機８が駆動される。振動機８は、駆動されることにより、振動子９によって容器７が振動されて、屈折率整合液４に振動を付与する。
【００３３】
そして、ステップ３４において、真空室５内の容器７内に収容されている屈折率整合液４中に溶存している気体による気泡が継続的に発生しているか否かを判断する。屈折率整合液４中に気泡が継続的に発生している場合には、屈折率整合液４中から気泡が良好に除去されて、ステップ３５に移行する。また、屈折率整合液４中に気泡が発生していない場合には、ステップ３６に移行して、振動機８による振動の振動数や振幅が調整されて、屈折率整合液４中に気泡が継続的に発生する条件に設定される。すなわち、本脱泡工程では、屈折率整合液４に強制的に気泡を発生させる振動を屈折率整合液４に継続して付与することによって、気泡が良好に放出されて除去されるため、屈折率整合液４中に溶存している気体を確実に減少させることが可能になる。
【００３４】
ステップ３５において、真空室５内が所定の真空度に到達したか否かを判断する。真空室５内が所定の真空度に到達した場合には、ステップ３７に移行して、屈折率整合液４中から気泡を除去する脱泡工程が終了する。また、真空室５内が所定の真空度に到達していない場合には、ステップ３３に戻って、調整弁２２を更に閉じて真空室５内の真空度を上昇させる。なお、脱泡工程では、所定の真空度に到達した後に、必要に応じて真空下に屈折率整合液４を放置して、気泡の放出を進行させてもよい。
【００３５】
そして、光デバイス３内への屈折率整合液４の充填工程は、屈折率整合液４が脱泡された後、真空室５内で、容器７内の屈折率整合液４に光デバイス３の注入管１５の注入口を浸し、真空ポンプ６を停止させ、調整弁２２を開放し真空室５を大気圧へ戻すことによって、光デバイス３内に屈折率整合液４を充填する。最後に、屈折率整合液４が充填された光デバイス３は、注入管１５の注入口が封止材１６によって気密に封止される。
【００３６】
なお、上述した振動機８は、振動子９のみによって屈折率整合液４が振動される構成にされたが、図４に示すように、容器７内に、振動子９による振動に共振させる振動片４１が配置されてもよい。振動片４１としては、例えばジルコニア等のセラミックスや、ガラス材、金属材等の比較的硬度が高い材料によって外周部が鋭角状をなす小片に形成されている。また、振動片４１は、表面に凹凸が設けられていることが好ましく、更に良好に気泡を発生させることが可能になる。
【００３７】
容器７内に配置された振動片４１は、振動子９による振動によって共振されることで、気泡が発生する核となって、振動子９のみで屈折率整合液４を振動させる構成に比較して気泡が発生する振動数や振幅等の条件を容易に見つけて設定することが可能になるため、脱泡の作業性を向上することができる。また、容器７内に配置された振動片４１によれば、振動片４１による振動が屈折率整合液４に直接伝達されるため、屈折率整合液４に振動を更に良好に付与することが可能になり、屈折率整合液４中から気泡を更に良好に除去することができる。
【００３８】
また、上述した振動機８は、容器７を介して屈折率整合液４を振動させる振動子９を有する構成にされたが、例えば図５に示すように、屈折率整合液４中に浸して屈折率整合液４を直接振動させる振動子４３を有する構成にされてもよい。振動子４３は、接続配線２５を介して駆動回路に電気的に接続されており、印加電圧に応じて発生する振動が制御される。
【００３９】
また、上述した光デバイスの製造装置１は、図示しないが、容器７内の屈折率整合液４を加熱するためのヒータを備える構成にされてもよい。ヒータは、例えば容器７を介して屈折率整合液４を加熱するように、容器７の外周側に沿って設けられる。また、ヒータは、屈折率整合液４中に浸されて配置されてもよい。屈折率整合液４は、加熱されることで粘度が低下されるため、内部に発生した気泡が放出され易くされて、更に確実に気泡を除去することが可能になる。
【００４０】
上述した光デバイスの製造装置１および光デバイスの製造方法によれば、真空室５内で容器７を振動させる屈折率整合液４に振動を強制的に付与することによって、屈折率整合液４から確実に気泡を除去することができる。
【００４１】
したがって、この光デバイスの製造装置１および光デバイスの製造方法によれば、光デバイス３内に充填される屈折率整合液４中に溶存している気体量が大幅に低減されるため、光デバイス３の光学的特性および動作信頼性を向上することができる。
【００４２】
ただし、光デバイス３内に充填された屈折率整合液４中に僅かに残留した気体は、光デバイス３内の圧力変化や温度変化によって過飽和状態になったときに、気泡として現れることがあり得る。しかしながら、上述のように脱泡された屈折率整合液４は、溶存している気体量が充分に少なくされるため、例えば光デバイス３の使用環境や保存環境で、過飽和状態にならないようにすることが容易であり、光デバイス３内で気泡が発生することを確実に防止することが可能になる。
【００４３】
つぎに、上述した真空室５内に配置される他の容器および他の振動機について説明する。なお、上述した光デバイスの製造装置１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図６および図７に示すように、容器５７は、開口が長円形をなす有底筒状に形成されており、振動機によって容器５７全体が共振され易い形状にされている。
【００４５】
振動機は、容器５７をスペーサ６２を介して振動させるための振動板６１と、この振動板６１に電圧を印加する駆動回路（不図示）と、振動板６１の外周部を保持する枠体６４と、この枠体６４を固定して支持する基台６５とを有している。
【００４６】
振動板６１は、略円板状に形成された圧電素子が用いられており、接続配線６７を介して駆動回路に電気的に接続されている。スペーサ６２は、主面が略方形状に形成されており、容器５７の底面の略中央を支持している。このスペーサ６２は、例えば接着剤等の接合材６８によって、一方の端面が、容器５７の底面の略中央に接合されるとともに、他方の端面が、振動板６１の主面の略中央に接合されている。枠体６４は、円環状に形成されており、振動板６１が振動した際に脱落することがないように振動板６１の外周部に亘って保持している。
【００４７】
以上のように構成された振動機は、上述した真空室５内に配置されており、振動板６１を振動させることによって、スペーサ６２を介して容器５７を振動させて、屈折率整合液４に振動を付与する。そして、上述した容器５７は、開口が長円形をなす形状に形成されたことによって、振動板６１による振動によって共振され易くなるため、屈折率整合液４中に更に良好に気泡を発生させることができる。
【００４８】
【発明の効果】
上述したように本発明に係る光デバイスの製造方法および光デバイスの製造装置によれば、屈折率整合液に振動を付与すること、および容器内に収容された屈折率整合液を振動させる振動手段を備えることによって、屈折率整合液中に気泡が継続的に発生されるため、屈折率整合液中に溶存している気体を容易かつ確実に除去することができる。そして、本発明によれば、光デバイス内に充填される屈折率整合液中の気体量が大幅に低減されるため、光デバイスの光学的特性および動作信頼性を向上することができる。
【００４９】
また、本発明によれば、脱泡工程で屈折率整合液中に、振動子の振動によって共振される共振用固体片が浸されること、および振動手段が、容器内の屈折率整合液中に浸されて屈折率整合液を振動させる振動子を備えることによって、気泡が発生する振動数や振幅等の条件を容易に見つけて設定することが可能になり、脱泡工程の作業性を向上することができる。
【００５０】
また、本発明によれば、脱泡工程で屈折率整合液が、開口が長円形をなす有底筒状に形成された容器内に収容されて振動されること、および容器が、開口が長円形をなす有底筒状に形成されていることによって、容器全体が共振され易くなるため、屈折率整合液に振動を良好に付与することができる。
【００５１】
また、本発明によれば、脱泡工程で屈折率整合液を加熱すること、および容器内の屈折率整合液を加熱する加熱手段を備えることによって、内部に発生した気泡が放出され易くされて、更に確実に気泡を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光デバイスの製造装置を示す模式図である。
【図２】屈折率整合液が充填される光デバイスを模式的に示す斜視図である。
【図３】屈折率整合液から気泡を除去する工程を説明するためのフローチャートである。
【図４】容器を振動させる他の一例を説明するために示す模式図である。
【図５】容器を振動させる更に他の一例を説明するために示す模式図である。
【図６】他の容器および他の振動機を模式的に示す断面図である。
【図７】前記他の容器および他の振動機を示す平面図である。
【図８】他の従来の光デバイスの製造装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１　光デバイスの製造方法
３　光デバイス
４　屈折率整合液
５　真空室
６　真空ポンプ
７　容器
８　振動機
９　振動子
１１　入力側光ファイバ
１２　出力側光ファイバ
１３　ハウジング
１４　光学機能部材
１５　注入管
１６　封止材
２１　通気管
２２　調整弁
【図１】
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【図２】
2004045955.tif 000004
【図３】
2004045955.tif 000005
【図４】
2004045955.tif 000006
【図５】
2004045955.tif 000007
【図６】
2004045955.tif 000008
【図７】
2004045955.tif 000009
【図８】
2004045955.tif 000010