(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石を用いた研削によって、研磨剤を含有する研削液を用いてプリフォームを切断することにより、研削面からなる平滑な端面を有する屈折率分布型レンズを得ることを特徴とする屈折率分布型レンズの製造方法。
【請求項２】
前記研磨剤が酸化セリウムであることを特徴とする請求項１記載の屈折率分布型レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容易に製造でき、低価格化が可能な屈折率分布型レンズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信分野において、光ファイバを伝播してきた信号光を該光ファイバの外部に平行光として取り出したり、また、その反対に、平行光を光ファイバの端面に集束させて該光ファイバに入射させたりするために、光ファイバコリメータが使用されている。
この光ファイバコリメータは、上述のように光を集光等させるために、コリメートレンズを備えている。このコリメートレンズとしては、種々の形状のレンズが用いられているが、球面レンズや非球面レンズに比して製造時の研磨加工やコリメータ等の光学系の組立てが比較的容易という理由により、円柱状であって、円柱の両端面において光を入出射する形式の屈折率分布型レンズ（ロッドレンズまたはＧＲＩＮレンズとも呼ばれている）が多く使用されている。
【０００３】
この種の屈折率分布型レンズは、一般に、次のような手順により製造されている。まず、タリウム等の屈折率を高めるような成分をドープした多成分ガラスからなるガラス棒を製造し、このガラス棒をナトリウムやカリウム等の融解塩に浸漬し、前記ガラス棒の外周部のイオンを交換してタリウムの濃度を下げ、外周部の屈折率を小さくすることにより、屈折率分布を有する棒状のプリフォームをする。次いで、このプリフォームを電気炉で加熱し、所定の外径まで延伸したのち、所定の長さに切断して、レンズプリカーサとし、さらに、バフ等を用いて端面を研磨して表面の粗さを除去することにより、屈折率分布型レンズとする。
【０００４】
また、特願２００１−１０４９２９に開示されているように、ＰＣＶＤなどの手法を用いて、ＳｉＣｌ4、ＧｅＣｌ4などの材料ガスの組成を変化させながら石英管の内部にガラススートを堆積させ、次いで、このガラススートが堆積した石英管を加熱し、透明ガラス化することにより、石英ガラス中、酸化ゲルマニウムの濃度が漸次変化するようになったプリフォームを得、このプリフォームを上述の方法と同様な手順により、所定の外径および長さをとるロッド状の屈折率分布型レンズとする方法もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の屈折率分布型レンズにおいては、その端面における乱反射等などによる損失を抑制し、光結合の信頼性を高めるため、該屈折率分布型レンズの端面は、高度に平滑にされている必要がある。このため、該端面の研磨に時間と費用がかかるため、屈折率分布型レンズの製造コストが高く、生産性が低いという問題がある。従って、本発明の課題は、容易に製造でき、低価格化が可能な屈折率分布型レンズの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、棒状のプリフォームを、砥石を用いた研削によって、研磨剤を含有する研削液を用いて切断して、研削面からなる平滑な端面を有する屈折率分布型レンズを得ることにより解決される。前記研磨剤としては酸化セリウムが好適である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に基づいて、本発明を詳しく説明する。
本発明の第１の実施の形態においては、屈折率分布型レンズを、次のようにして製造することができる。
まず、公知の方法により棒状のプリフォームを作製する。さらに、このプリフォームを、研磨剤を含有する研削液を用いて所定の長さに切断することにより屈折率分布型レンズとする。
プリフォームの研削に用いられる工具としては、従来この種のプリフォームの切断に用いられている公知のものが使用できるが、例えば、粒度が＃２０００〜４５００のダイヤモンドや炭化ケイ素などの固定砥粒を有する砥石が好ましい。
【０００８】
前記研磨剤としては希土類酸化物からなる砥粒が好ましいが、この中でも、酸化セリウムが最も好適である。この酸化セリウムは、その硬さがガラスの硬さと同程度であり、それを研削液に混合することにより、ガラス成分と水との水和反応と、水和したガラス成分と酸化セリウムとの化学反応の作用に加えて、酸化セリウム粒子の運動エネルギーによる機械的除去作用を利用した所謂メカノケミカル作用によって、研削面が研磨される。
このため、前記研磨剤として酸化セリウムを含む研削液を用いることにより、研削面の粗さが著しく低減され、所望の平滑な端面を有する屈折率分布型レンズが得られる。
【０００９】
前記研削液としては、研磨剤を水と混合して、濃度１０〜３０重量％のスラリーとしたものが使用され、特に約２０％とするのが好ましい。また、研磨剤の粒度は＃１５００〜＃１００００の範囲内とするのが好ましい。粒度が＃１５００より粗いものであると、引っ掻き傷等の損傷が起こるおそれがあり、＃１００００より細かいものであると、研磨能力が低下するおそれがあるので好ましくない。
【００１０】
この研削液には、ポリエーテル系界面活性剤等の分散剤、水溶性セルロース等の粘度調整剤、またはｐＨ調整剤などの助剤を、必要に応じて、添加してもよい。
上述のように調整された研削液を用いてプリフォームを切断するので、研削時に該切断面が研磨され平滑化される。このため、この切断の後の研磨を省略しても優れた性能をもつ屈折率分布型レンズが製造でき、生産性を向上させ、生産性が向上する。
【００１１】
次に、参考形態である第２の実施の形態について説明する。図１（ａ）は、本実施の形態に係る屈折率分布型レンズの端面の一例を示す概略断面図である。図１（ａ）において、符号１は、屈折率分布型レンズプリカーサであり、符号２は平滑膜である。本実施の形態において屈折率分布型レンズプリカーサとは、前記プリフォームを所定の長さに切断して円柱状としたものであって、この端面を後述する手順により処理することにより屈折率分布型レンズが得られるという中間製品である。
【００１２】
このような屈折率分布型レンズは、例えば、次の手順により製造することができる。まず。公知の方法により作製された棒状のプリフォームを所定の長さに切断することにより、円柱状の屈折率分布型レンズプリカーサ１とする。次いで、この屈折率分布型レンズプリカーサ１の端面に、接着剤を塗布して平滑膜２を形成することにより屈折率分布型レンズとする。
【００１３】
前記接着剤としては、従来、光学用ガラスの接着に用いられている公知の接着剤が使用できるが、特に、その屈折率が、該屈折率分布型レンズプリカーサ１の材料の屈折率と実質的に等しいものから選択される。さらに、未硬化時の粘度が低く、セルフリベリング性を有するものが好ましい。例えば、エポキシ系、ウレタン系の接着剤を用いることができる。
接着剤を該屈折率分布型レンズプリカーサ１に塗布する際、該屈折率分布型レンズプリカーサ１の端面を上に向け、この端面が水平になるように配置したのち、前記端面に接着剤を塗布して硬化させることにより平坦な平滑膜２が得られるので、さらに好ましい。
このように、接着剤を塗布するのみで優れた性能をもつ屈折率分布型レンズが製造できるので、生産性を向上させ、低価格化が達成される。
【００１４】
次に、参考形態である第３の実施の形態について説明する。図１（ｂ）は、本実施の形態に係る屈折率分布型レンズの端面の一例を示す概略断面図である。図１（ｂ）において、符号１は、屈折率分布型レンズプリカーサであり、符号３は被膜、符号４は反射防止膜である。本実施の形態において屈折率分布型レンズプリカーサとは、前記プリフォームを所定の長さに切断して円柱状としたものであって、この端面を後述する手順により処理することにより屈折率分布型レンズが得られるという中間製品である。
【００１５】
このような屈折率分布型レンズは、例えば、次の手順により製造することができる。まず。公知の方法により作製された棒状のプリフォームを所定の長さに切断することにより、円柱状の屈折率分布型レンズプリカーサ１とする。次いで、この屈折率分布型レンズプリカーサ１の端面に、該屈折率分布型レンズプリカーサ１の材料と屈折率が実質的に等しい材料を蒸着して被膜３を形成する。さらに、この被膜３の上に反射防止膜４を形成して屈折率分布型レンズとする。
【００１６】
前記被膜３の材料は、該屈折率分布型レンズプリカーサ１の材料と屈折率が実質的に等しい無色透明な材料であれば、いかなる材料でも用いることができるが、例えば、ＳｉＯ2が挙げられる。
前記被膜３の形成方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法などの公知の方法を用いることができる。
さらに、本実施の形態においては、被膜３の上に反射防止膜４（ＡＲコート）を設けることができる。この反射防止膜４としては、従来屈折率分布型レンズに使用されている種類のものを用いることができるが、例えば、Ｔａ2Ｏ5とＳｉＯ2からなる多層膜、またはＴｉＯ2とＳｉＯ2からなる多層膜であって、積層数が１０層以下であるものが好適なものとして挙げられる。
この場合、被膜３の形成と反射防止膜４の形成とを一連の作業で行うことができる。これにより、この工程の作業量を大幅に低減し、生産性を向上させることができる。
【００１７】
次に、本発明を具体例によって説明する。
［実施例１］
多成分ガラスからなる直径１．８ｍｍのプリフォームを、＃２０００のダイヤモンド砥石と、＃２０００の酸化セリウム／水からなる研削液を用いて長さ４〜５ｍｍに切断することにより、屈折率分布型レンズを得た。この屈折率分布型レンズを光ファイバに接続したときの接続損失を測定したところ、１ｄＢ程度であった。
【００１８】
［参考例１］多成分ガラスからなる直径１．０ｍｍのプリフォームを、＃２０００のダイヤモンド砥石と、切削液として水を用いて長さ７〜８ｍｍに切断して屈折率分布型レンズプリカーサとした。さらにこの屈折率分布型レンズプリカーサの両方の端面にエポキシ系接着剤を塗布することにより平滑膜を形成して、屈折率分布型レンズを得た。この屈折率分布型レンズを光ファイバに接続したときの接続損失を測定したところ、０．７ｄＢであった。
【００１９】
以上の具体例から明らかなように、本発明に係る屈折率分布型レンズは低損失であり、優れた特性を有するものとなった。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、極めて平滑な端面を有し、優れた性能をもつ屈折率分布型レンズを容易に製造でき、生産性を向上させ、低価格化を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考形態に係る屈折率分布型レンズの端面の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１…屈折率分布型レンズプリカーサ、２…被膜、３…平滑膜、４…反射防止膜。
【図１】
0004799784.tif 000002