(57)【要約】【課題】  光ファイバと、この光ファイバから離間しているレンズとを備えている光ファイバモジュールを正確且つ簡単に製造する。【解決手段】  光ファイバ１１及びレンズ１３をベース部材２１に固定した後、刃先角度がθの加工工具３０を用いて、光ファイバ１１の端部１２ｅ及びレンズ１３の端部１４ｅを研削して、光ファイバ１１の光軸に垂直な方向に対してθ傾いている傾斜端面１２を光ファイバ１１に形成すると共に、レンズ１３に垂直端面１４を形成する。【選択図】  図３
2005114833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、該光ファイバに光を出射する又は該光ファイバから光が入射する光学部品と、これらが離間した状態で搭載されるベース部材と、を備えている光ファイバモジュールの製造方法において、
前記光ファイバを前記ベース部材に固定するファイバ固定工程と、
前記光学部品の光軸が前記光ファイバの光軸上に位置するように、該光学部品を該光ファイバから離して前記ベース部材に固定する部品固定工程と、
前記ファイバ固定工程後であって前記部品固定工程前又は後に、前記光ファイバの光学部品側の端部を、該光ファイバの光軸に垂直な方向に対して所定角度傾いた傾斜端面に形成する端面加工工程と、
を有することを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記ファイバ固定工程では、複数の前記光ファイバの光軸が互いに平行になるように、複数の該光ファイバを前記ベース部材に固定し、
前記端面加工工程では、複数の前記光ファイバのうち、少なくとも隣り合っている該光ファイバのそれぞれの端部も併せて加工する、
ことを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記端面加工工程では、前記光ファイバの端部と共に前記ベース部材の一部も併せて加工し、該光ファイバに前記傾斜端面を形成すると共に該ベース部材にファイバ側傾斜面を形成し、
前記光ファイバの前記傾斜端面と前記ベース部材の前記ファイバ側傾斜面とをほぼ同一平面上に位置させる、
ことを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記端面加工工程は、前記ファイバ固定工程及び前記部品固定工程の後に実行し、
前記端面加工工程では、第一刃面と第二刃面とを有する加工工具を用い、該加工工具の該第一刃面で前記光ファイバの光学部品側の端部を加工すると共に、該加工工具の該第二刃面で前記光学部品の光ファイバ側の端部を加工し、少なくとも該端面加工工程の一過程で、前記光ファイバの光学部品側の端部と前記光学部品の光ファイバ側の端部とを同時に加工する、
ことを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記端面加工工程では、前記光学部品の端部と共に前記ベース部材の一部も併せて加工し、該光学部品に端面を形成すると共に該ベース部材にも部品側面を形成し、
前記光学部品の前記端面と前記ベース部材の前記部品側面とをほぼ同一平面上に位置させる、
ことを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項４及び５のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記加工工具は、前記第一刃面に対する前記第二刃面の角度が前記所定角度を成し、
前記端面加工工程では、前記加工工具の前記第二刃面で前記光学部品の光ファイバ側の端部を加工して、該光学部品に、該光学部品の光軸に対してほぼ垂直な垂直端面を形成すると共に、前記加工工具の前記第一刃面で前記光ファイバの光学部品側の端部を加工して、該光ファイバの光軸に垂直な方向に対してほぼ前記所定角度傾いた前記傾斜端面を形成する、
ことを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記光学部品は、前記光ファイバと反対側からの略平行光を、該光ファイバの前記傾斜端面の近傍で焦点を結ばせるレンズであり、
前記レンズの焦点距離をｆとし、該レンズの主点から前記垂直端面までの距離をｆ１とし、前記所定角度をθとした場合に、
前記加工工具による加工深さであって、前記光ファイバの光軸に対して垂直な方向における該光軸からの加工深さｄは、
ｄ≒（ｆ−ｆ１）／tanθ
であることを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記ベース部材には、断面がＶ字型を成し、搭載後の前記光ファイバの光軸と略平行な方向に伸びている光ファイバ用Ｖ溝と、断面がＶ字型を成し、搭載後の前記光学部品の光軸と略平行な方向に伸びている光学部品用Ｖ溝とが形成され、
前記ファイバ固定工程では、前記光ファイバを前記ベース部材の前記光ファイバ用Ｖ溝に固定し、前記部品固定工程では、前記光学部品を前記ベース部材の前記部品用Ｖ溝に固定する、
ことを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。
【請求項９】
光ファイバと、該光ファイバに光を出射する又は該光ファイバから光が入射する光学部品と、これらを互いに離して搭載するベース部材と、を備えている光ファイバモジュールにおいて、
前記ベース部材には、前記光ファイバが搭載されるファイバ搭載部と、前記光学部品が搭載される部品搭載部と、該ファイバ搭載部と部品搭載部との間の境界溝とが形成され、
前記光ファイバは、前記ベース部材の前記ファイバ搭載部に固定され、該光ファイバの光学部品側の端面は、該光ファイバの光軸に垂直な方向に対して所定角度傾いた傾斜端面を成し、前記境界溝の光ファイバ側の側面は、前記傾斜端面とほぼ同一平面上に位置するファイバ側傾斜面を成す、
ことを特徴とする光ファイバモジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の光ファイバモジュールにおいて、
前記光学部品は、前記ベース部材の前記部品搭載部に固定され、前記境界溝の光学部品側の側面は、該光学部品の光ファイバ側の端面とほぼ同一平面上に位置する部品側面を成す、
ことを特徴とする光ファイバモジュール。
【請求項１１】
請求項９及び１０のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールにおいて、
前記ファイバ搭載部は、断面がＶ字型を成し、搭載後の前記光ファイバの光軸と略平行な方向に伸びている光ファイバ用Ｖ溝であり、
前記部品搭載部は、断面がＶ字型を成し、搭載後の前記光学部品の光軸と略平行な方向に伸びている光学部品用Ｖ溝である、
ことを特徴とする光ファイバモジュール。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールにおいて、
前記光ファイバの前記傾斜端面と前記光学部品の前記端面には、反射防止膜が形成されている、
ことを特徴とする光ファイバモジュール。
【請求項１３】
請求項９から１２のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールであって、前記光ファイバとして一以上の入力用光ファイバと一以上の出力用光ファイバとを備えている光ファイバモジュールと、
一以上の前記入力用光ファイバから前記光学部品を経てきた光を分離又は多重化し、分離又は多重化した光を、前記光学部品を介して一以上の前記出力用光ファイバへ送る分離・多重化手段と、
を備えていることを特徴とする光分離・多重化装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光分離・多重化装置において、
前記光ファイバモジュールの一以上の前記出力用光ファイバの前記傾斜端面で反射した光をモニタするモニタ手段を備えている、
ことを特徴とする光分離・多重化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバと、この光ファイバに光を出射する又はこの光ファイバから光が入射する光学部品と、これらが搭載されるベース部材とを備えている光ファイバモジュール、その製造方法、光ファイバモジュールを備えている光分離・多重化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバと、この光ファイバからの光が入射するコリメートレンズと、これらを搭載するベース部材とを備えている装置としては、以下の特許文献１に記載されているものがある。
【０００３】
特許文献１に記載されている装置は、光ファイバの端面とコリメートレンズの端面とを接合した後、これらをベース部材に固定している。この方法は、光ファイバの光軸とコリメートレンズの光軸とを合わせて、両者を接合した後に、これらをベース部材に固定しているので、両者の相対位置関係の調整等が比較的簡単に行うことができる。
【０００４】
光ファイバとコリメートレンズとは、以上のように、互いに接触しているものばかりではなく、コリメートレンズの焦点等の関係で、離れているものもある。
【０００５】
このような装置として、以下の特許文献２に記載されているものがある。この装置は、光ファイバとコリメートレンズとが離れているため、両者を個別にベース部材に固定している。この場合、光ファイバの端面が自由空間に接することになるため、この端面での反射光による悪影響を回避する目的で、この端面は光軸の垂直な方向に対して８°傾いている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８２１３１号公報    図７
【０００７】
【特許文献２】特開２００２−５５２７６号公報    図１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、光ファイバの端面と光学部品とを離しておく特許文献２の装置では、光ファイバの傾斜端面とコリメートレンズとの間の距離を目的の距離にすることや、光ファイバの傾斜端面を決められた方向に向けることが難しく、光ファイバをベース部材に固定する手間がかかるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に着目し、正確に且つ簡単に製造できる光ファイバモジュールの製造方法、光ファイバモジュール、これを備えている光分離・多重化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記問題点を解決するための請求項１に係る発明の光ファイバモジュールの製造方法は、
光ファイバと、該光ファイバに光を出射する又は該光ファイバから光が入射する光学部品と、これらが離間した状態で搭載されるベース部材と、を備えている光ファイバモジュールの製造方法において、
前記光ファイバを前記ベース部材に固定するファイバ固定工程と、
前記光学部品の光軸が前記光ファイバの光軸上に位置するように、該光学部品を該光ファイバから離して前記ベース部材に固定する部品固定工程と、
前記ファイバ固定工程後であって前記部品固定工程前又は後に、前記光ファイバの光学部品側の端部を、該光ファイバの光軸に垂直な方向に対して所定角度傾いた傾斜端面を該光ファイバの光学部品側の端部に形成する端面加工工程と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明の光ファイバモジュールの製造方法は、
請求項１に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記ファイバ固定工程では、複数の前記光ファイバの光軸が互いに平行になるように、複数の該光ファイバを前記ベース部材に固定し、
前記端面加工工程では、複数の前記光ファイバのうち、少なくとも隣り合っている該光ファイバのそれぞれの端部も併せて加工することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明の光ファイバモジュールの製造方法は、
請求項１及び２のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記端面加工工程では、前記光ファイバの端部と共に前記ベース部材の一部も併せて加工し、該光ファイバに前記傾斜端面を形成すると共に該ベース部材にファイバ側傾斜面を形成し、
前記光ファイバの前記傾斜端面と前記ベース部材の前記ファイバ側傾斜面とをほぼ同一平面上に位置させることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明の光ファイバモジュールの製造方法は、
請求項１から３のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記端面加工工程は、前記ファイバ固定工程及び前記部品固定工程の後に実行し、
前記端面加工工程では、第一刃面と第二刃面とを有する加工工具を用い、該加工工具の該第一刃面で前記光ファイバの光学部品側の端部を加工すると共に、該加工工具の該第二刃面で前記光学部品の光ファイバ側の端部を加工し、少なくとも該端面加工工程の一過程で、前記光ファイバの光学部品側の端部と前記光学部品の光ファイバ側の端部とを同時に加工することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明の光ファイバモジュールの製造方法は、
請求項４に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記端面加工工程では、前記光学部品の端部と共に前記ベース部材の一部も併せて加工し、該光学部品に端面を形成すると共に該ベース部材にも部品側面を形成し、
前記光学部品の前記端面と前記ベース部材の前記部品側面とをほぼ同一平面上に位置させることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明の光ファイバモジュールの製造方法は、
請求項４及び５のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記加工工具は、前記第一刃面に対する前記第二刃面の角度が前記所定角度を成し、
前記端面加工工程では、前記加工工具の前記第二刃面で前記光学部品の光ファイバ側の端部を加工して、該光学部品に、該光学部品の光軸に対してほぼ垂直な垂直端面を形成すると共に、前記加工工具の前記第一刃面で前記光ファイバの光学部品側の端部を加工して、該光ファイバの光軸に垂直な方向に対してほぼ前記所定角度傾いた前記傾斜端面を形成することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る発明の光ファイバモジュールの製造方法は、
請求項６に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記光学部品は、前記光ファイバと反対側からの略平行光を、該光ファイバの前記傾斜端面の近傍で焦点を結ばせるレンズであり、
前記レンズの焦点距離をｆとし、該レンズの主点から前記垂直端面までの距離をｆ１とし、前記所定角度をθとした場合に、
前記加工工具による加工深さであって、前記光ファイバの光軸に対して垂直な方向における該光軸からの加工深さｄは、
ｄ≒（ｆ−ｆ１）／tanθ
であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に係る発明の光ファイバモジュールの製造方法は、
請求項１から７のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールの製造方法において、
前記ベース部材には、断面がＶ字型を成し、搭載後の前記光ファイバの光軸と略平行な方向に伸びている光ファイバ用Ｖ溝と、断面がＶ字型を成し、搭載後の前記光学部品の光軸と略平行な方向に伸びている光学部品用Ｖ溝とが形成され、
前記ファイバ固定工程では、前記光ファイバを前記ベース部材の前記光ファイバ用Ｖ溝に固定し、前記部品固定工程では、前記光学部品を前記ベース部材の前記部品用Ｖ溝に固定することを特徴とする。
【００１８】
前記問題点を解決するための請求項９に係る発明の光ファイバモジュールは、
光ファイバと、該光ファイバに光を出射する又は該光ファイバから光が入射する光学部品と、これらを互いに離して搭載するベース部材と、を備えている光ファイバモジュールにおいて、
前記ベース部材には、前記光ファイバが搭載されるファイバ搭載部と、前記光学部品が搭載される部品搭載部と、該ファイバ搭載部と部品搭載部との間の境界溝とが形成され、
前記光ファイバは、前記ベース部材の前記ファイバ搭載部に固定され、該光ファイバの光学部品側の端面は、該光ファイバの光軸に垂直な方向に対して所定角度傾いた傾斜端面を成し、前記境界溝の光ファイバ側の側面は、前記傾斜端面とほぼ同一平面上に位置するファイバ側傾斜面を成すことを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に係る発明の光ファイバモジュールは、
請求項９に記載の光ファイバモジュールにおいて、
前記光学部品は、前記ベース部材の前記部品搭載部に固定され、前記境界溝の光学部品側の側面は、該光学部品の光ファイバ側の端面とほぼ同一平面上に位置する部品側面を成すことを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に係る発明の光ファイバモジュールは、
請求項９及び１０のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールにおいて、
前記ファイバ搭載部は、断面がＶ字型を成し、搭載後の前記光ファイバの光軸と略平行な方向に伸びている光ファイバ用Ｖ溝であり、
前記部品搭載部は、断面がＶ字型を成し、搭載後の前記光学部品の光軸と略平行な方向に伸びている光学部品用Ｖ溝であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に係る発明の光ファイバモジュールは、
請求項９から１１のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールにおいて、
前記光ファイバの前記傾斜端面と前記光学部品の前記端面には、反射防止膜が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
前記問題点を解決するための請求項１３に係る発明の光分離・多重化装置は、
請求項９から１２のいずれか一項に記載の光ファイバモジュールであって、前記光ファイバとして一以上の入力用光ファイバと一以上の出力用光ファイバとを備えている光ファイバモジュールと、
一以上の前記入力用光ファイバから前記光学部品を経てきた光を分離又は多重化し、分離又は多重化した光を、前記光学部品を介して一以上の前記出力用光ファイバへ送る分離・多重化手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１４に係る発明の光分離・多重化装置は、
請求項１３に記載の光分離・多重化装置において、
前記光ファイバモジュールの一以上の前記出力用光ファイバの前記傾斜端面で反射した光をモニタするモニタ手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光ファイバをベース部材に固定した後に、光ファイバの端部に傾斜端面を形成しているので、手間をかけずに光ファイバをベース部材に固定でき、しかも、光ファイバの傾斜端面とコリメートレンズとの間の距離を目的の距離にでき、且つ光ファイバの傾斜端面を決められた方向に向けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る光ファイバモジュールの各種実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。
【００２６】
まず、本発明に係る光ファイバモジュールの第一の実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。ここで、本実施形態の光ファイバモジュールの詳細について説明する前に、この光ファイバモジュールの利用形態について説明する。
【００２７】
本実施形態の光ファイバモジュール１０は、図１に示すように、光分離・多重化装置の一構成要素として用いられる。この光分離・多重化装置は、光分離装置として機能する場合には、複数（例えば、３２個）の波長成分を含むレーザ光を一本の光ファイバから出射し、このレーザ光から幾つかの波長成分を分離して、分離された波長成分を４本の光ファイバに出力する。また、この光分離・多重化装置は、光多重化装置として機能する場合には、４本の光ファイバからレーザ光を出射し、これらのレーザ光を多重化して、一本の光ファイバに出力することも可能である。なお、光分離装置として機能する場合の出力用光ファイバ、及び光多重化装置として機能する場合の入力用光ファイバは、いずれも２以上の自然数であればいくつでもよく、例えば、８個や１６個であってもよい。
【００２８】
この光分離・多重化装置は、光ファイバモジュール１０の他に、第１集光光学系１と、第２集光光学系２と、反射型グレーティング３と、複数のマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Mycro  Electro  Mechanical  System）４と、光ファイバモジュール１０の出力用光ファイバ１１ｂへの光の入射状況をモニタするモニタ装置７と、モニタ装置７でのモニタ結果に基づいてＭＥＭＳ４を駆動制御する制御装置８と、を備えている。
【００２９】
この光分離・多重化装置が光分離装置として機能する場合、光ファイバモジュール１０は、１つの入力用光ファイバ１１ａと、４つの出力用光ファイバ１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３，１１ｂ４と、入力用光ファイバ１１ａからの光が入力するマイクロコリメートレンズ１３ａと、各出力用光ファイバ１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３，１１ｂ４のそれぞれに光を出力するマイクロコリメートレンズ１３ｂ１，１３ｂ２，１３ｂ３，１３ｂ４と、これらが搭載されるベース部材２０と、を備えている。入力用光ファイバ用のマイクロコリメートレンズ１３ａは、入力用光ファイバ１１ａからの光を平行光束にする役目を担い、出力用光ファイバ用のマイクロコリメートレンズ１３ｂ１〜４は、第１集光レンズ１からの平行光束を各出力用光ファイバ１１ｂ１〜４の端面１２ｂ１〜４に集光させる役目を担っている。各マイクロコリメートレンズ１３ａ，１３ｂ１〜４の形状は、全てほぼ同じで、円柱部分と、この円柱部分の一方の境界底面に形成された凸レンズ部分とで構成されている。言い換えると、その形状は、平凸レンズを、その光軸を中心に、円柱状に切り抜いた形状である。各マイクロコリメートレンズ１３ａ，１３ｂ１〜４は、円柱部分の他方の境界底面、つまり凸レンズ部分が形成されていない側の底面がぞれぞれ光ファイバに対向するように配置されている。
【００３０】
ＭＥＭＳ４は、複数のマイクロミラーを１次元的に並べたマイクロミラーアレイ５と、このマイクロミラーアレイ５を構成する各マイクロミラーを個別に駆動させるミラードライバ６と、を有している。各マイクロミラーは、全てほぼ同じ大きさの平面鏡で、その大きさは、約５０μｍ角である。なお、各マイクロミラーの大きさは、約５０μｍ角に限らず、１０μｍ〜数１００μｍ角であってもよい。このＭＥＭＳ４は、ビームステアリング機構として機能し、モニタ装置７からの信号に応じて、出力用光ファイバ１１ｂに対する光の入射位置を調整する。
【００３１】
モニタ装置７は、出力用光ファイバ１１ｂ１〜４の入射端面１２ｂ１〜４からの反射光を特定の方向に導くモニタ光学系と、このモニタ光学系により導かれた光を受光する２次元受光センサと、を有している。このモニタ装置７は、２次元受光センサの出力信号を制御装置８へ出力する。
【００３２】
光ファイバモジュール１０の入力用光ファイバ１１ａからの光は、マイクロコリメートレンズ１３ａにより略平行光束にされた後、第１集光光学系１及び第２集光光学系２を経て、グレーティング３に集光し、このグレーティング３の分波作用により、各波長成分の光に分離される。各波長成分の光は、それぞれ、第２集光レンズ２でマイクロミラーアレイ５に集光され、そして、いずれかのマイクロミラーで反射して、目的の方向に向けられる。各マイクロミラーからの光は、第２集光光学系２を経て、再び、グレーティング３に集光し、このグレーティング３の合波作用を受け、出力用光ファイバ１１ｂ１〜４のそれぞれに、又は少なくとも1つの出力用光ファイバに向う光に多重化される。グレーティング３からの各光は、第２集光光学系２を経て、第１集光光学系１で略平行光束にされて、出力用光ファイバ用のマイクロコリメートレンズ１３ｂ１〜４により、各出力用光ファイバ１１ｂ１〜４の端面１２ｂ１〜４に集光する。これら端面１２ｂ１〜４に至った光は、そのほとんどが出力用光ファイバ１１ｂ１〜４に入射するが、その一部はモニタ装置７に向って反射する。モニタ装置７の２次元受光センサは、端面１２ｂ１〜４からの反射光をどの位置で受光したかという位置情報と、受光した光の光量情報とを制御装置８に送る。制御装置８は、これら位置情報及び光量情報に基づいて、ＭＥＭＳ４の各マイクロミラーの傾きを微調整するために、ＭＥＭＳ４のミラードライバ６に対して駆動信号を出力する。
【００３３】
なお、以上の例は、光分離・多重化装置が光分離装置として機能する場合の説明であるが、以上の装置で、複数の出力用光ファイバ１１ｂ１〜４のそれぞれから特定波長域の光を入力すれば、これらの光は合波された後、1つの入力用光ファイバ１１ａに入射されるので、以上の装置を光多重化装置としても機能させることもできる。
【００３４】
次に、本実施形態の光ファイバモジュールの製造手順について説明する。
【００３５】
まず、図２（ａ）に示すように、前述した入力用光ファイバ１１ａ及び複数の出力用光ファイバ１１ｂ１〜４（以下、光ファイバ１１と総称する）、複数のマイクロコリメートレンズ１３ａ，１３ｂ１〜４（以下、マイクロコリメートレンズ１３と総称する）、ベース部材２０を準備する。これら、入力用光ファイバ１１ａ、出力用光ファイバ１１ｂ１〜４、マイクロコリメートレンズ１３ａ，１３ｂ１〜４、ベース部材２０は、いずれも、石英で形成している。したがって、これらの熱膨張係数、特に線膨張係数はほぼ一致している。なお、ベース部材２０は、線膨張係数が光ファイバ１１等と実質的に同じ、言い換えると石英と実質的に同じであれば、他の材質でもよい。
【００３６】
ベース部材２０は、図４に示すように、下ベース部材２１と上ベース部材２７とを有している。下ベース部材２１は、入力用光ファイバ１１ａ及び出力用光ファイバ１１ｂ１〜４をそれぞれ搭載するファイバ搭載部２２ａ，２２ｂ，２２ｂ，…（以下、ファイバ搭載部２２と総称する）と、各光ファイバ１１ａ，１１ｂ１〜４毎のマイクロコリメートレンズ１３ａ，１３ｂ１〜４をそれぞれ搭載するレンズ搭載部２３ａ，２３ｂ，２３ｂ，…（以下、レンズ搭載部２３と総称する）と、両搭載部２２，２３の間に形成されている境界溝２４ａとを有している。また、上ベース部材２７は、入力用光ファイバ１１ａ及び出力用光ファイバ１１ｂ１〜４をそれぞれ搭載するファイバ搭載部２８ａ，２８ｂ，２８ｂ，…（以下、ファイバ搭載部２８と総称する）と、各光ファイバ１１ａ，１１ｂ１〜４毎のマイクロコリメートレンズ１３ａ，１３ｂ１〜４をそれぞれ搭載するレンズ搭載部２９ａ，２９ｂ，２９ｂ，…（以下、レンズ搭載部２９と総称する）と、を有している。下ベース部材２１のファイバ搭載部２２ａ，２２ｂ，２２ｂ，…は全て互いに同じ形状であり、レンズ搭載部２３ａ，２３ｂ，２３ｂ，…も全て互いに同じ形状である。また、上ベース部材２７のファイバ搭載部２８ａ，２８ｂ，２８ｂ，…は全て互いに同じ形状で、レンズ搭載部２９ａ，２９ｂ，２９ｂ，…も全て互いに同じ形状である。各ベース部材２１，２７のファイバ搭載部２２，２８は、断面がＶ字型を成し、搭載後の光ファイバ１１の光軸と略平行な方向に伸びている光ファイバ用Ｖ溝である。また、各ベース部材２１，２７のレンズ搭載部２３，２９も、断面がＶ字型を成し、搭載後のマイクロコリメートレンズ１３の光軸と略平行な方向に伸びているレンズ用Ｖ溝である。レンズ用Ｖ溝２３，２９は、光ファイバ用Ｖ溝２２，２８に搭載された光ファイバ１１の光軸とレンズ用Ｖ溝２３，２９に搭載されたマイクロコリメートレンズ１３の光軸とが、ほぼ一致する位置に形成されている。また、下ベース部材２１の境界溝２４ａは、各Ｖ溝２２，２３が伸びている方向に対して垂直な方向に伸び、そのレンズ側側面は各Ｖ溝２２，２３が伸びている方向に垂直なレンズ側垂直面２６ａを形成し、そのファイバ側側面は各Ｖ溝２２，２３が伸びている方向に対して所定角度（例えば、８°）傾いているファイバ側傾斜面２５ａを形成している。なお、ここでは、上ベース部材２７に、境界溝を形成していないが、この上ベース部材２７にも境界溝を形成してもよい。また、下ベース部材２１の境界溝は、以上のように、仮の境界溝２４ａとして、この段階で形成し、その後、後述するように最終的な境界溝２４として形成してもよいが、仮の境界溝２４ａを形成せずに、下ベース部材２１に光ファイバ１１及びマイクロコリメートレンズ１３を固定した後に、いきなり、最終的な境界溝２４を形成してもよい。
【００３７】
次に、図２（ｂ）に示すように、各光ファイバ１１を下ベース部材２１の各光ファイバ用Ｖ溝２２に落とし込むと共に、各マイクロコリメートレンズ１３を各レンズ用Ｖ溝２３に落とし込み、紫外線硬化樹脂を用いて、それぞれを固定する。すなわち、ファイバ固定工程と部品（レンズ）固定工程を実行する。この際、光ファイバ１１の端部１２ｅは、仮境界溝２４ａのファイバ側傾斜面２５ａの縁に一致させるか、又はこのファイバ側傾斜面２５ａの縁からレンズ用Ｖ溝側に僅かに突き出させる。そして、この状態で光ファイバ１１を固定する。また、マクロコリメートレンズ１３の端部１４ｅも、仮境界溝２４ａのレンズ側垂直面２６ａの縁に一致させるか、又はこのレンズ側垂直面２６ａの縁からファイバ側Ｖ溝側に僅かに突き出させる。そして、この状態でマイクロコリメートレンズ１３を固定する。このように、光ファイバ１１及びマイクロコリメートレンズ１３の固定の際には、仮境界溝２４ａの縁を基準に位置決めするため、この境界溝２４ａは仮であるものの、これらを固定する前に境界溝２４ａを形成しておくことが好ましい。
【００３８】
次に、図２（ｃ）に示すような加工工具３０を用いて、各光ファイバ１１のレンズ側端部１２ａ及び各マイクロコリメートレンズ１３のファイバ側端部１４ａを研削する。すなわち、端面加工工程を実施する。この端面加工工程で用いる加工工具３０は、第一刃面３１及び第二刃面３２を有している。第二刃面３２は、この加工工具３０の回転軸Ｒに対して垂直な方向に広がり、第一刃面３１は、第二刃面３２に対して約８°の角度で傾いている。
【００３９】
背景技術の欄で前述したように、光ファイバの端面が自由空間に接する場合、この端面での反射光による悪影響を回避する目的で、一般的に、この端面は光軸の垂直な方向に対して約８°傾ける。このため、加工工具３０の第二刃面３２に対する第一刃面３１の傾きθを約８°にしている。
【００４０】
この端面加工工程では、マイクロコリメートレンズ１３の光軸と平行な方向において、加工工具３０の第二刃面３２をマイクロコリメートレンズ１３の所定位置（最終的な垂直端面１４の位置）に一致させた後、この加工工具３０を光軸に対して垂直な方向に下降させて、図３（ｄ）に示すように、この加工工具３０の第二刃面３２で、マイクロコリメートレンズ１３のファイバ側端部１４ｅを研削して、このマイクロコリメートレンズ１３に最終的な垂直端面１４を形成すると共に、下ベース部材２１のレンズ側垂直面２６ａも研削し、最終的なレンズ側垂直面２６を形成する。また、この加工工具３０の下降過程で、加工工具３０の第一刃面３１で、光ファイバ１１のレンズ側端部１２ｅを研削して、この光ファイバ１１に傾斜端面１２を形成すると共に、下ベース部材２１のファイバ側傾斜面２５ａも研削して、最終的なファイバ側傾斜面２５を形成する。
【００４１】
加工工具３０が後述する加工深さまで達すると、この加工工具３０を、マイクロコリメートレンズ１３の光軸に略垂直で且つ水平な方向に移動し、残りのマイクロコリメートレンズ１３のファイバ側端部１４ｅ及び残り光ファイバ１１のレンズ側端部１２ｅを研削して、残りのマイクロコリメートレンズ１３に垂直端面１４を形成すると共に、残りの光ファイバ１１に傾斜端面１２を形成する。さらに、この過程で、下ベース部材２１の残っている仮のレンズ側垂直面２６ａ及び仮のファイバ側傾斜面２５ａも研削して、最終的なレンズ側垂直面２６及び最終的なファイバ側傾斜面２５を形成し、境界溝２４を仕上げる。この結果、図３（ｅ）に示すように、各光ファイバ１１の各傾斜端面１２と下ベース部材２１のファイバ側傾斜面２５とは、同一平面上に位置することになり、各マイクロコリメートレンズ１３の各垂直端面１４と下ベース部材２１のレンズ側垂直面２６とも、同一平面上に位置することになる。
【００４２】
なお、ここでは、加工工具３０を下降させつつ研削を実施し、後述の加工深さに達すると、加工工具３０を水平移動させているが、これは、加工深さの概念を理解し易くするための都合によるもので、実際には、加工対象の存在しないところで、後述の加工深さまで加工工具３０を位置させてから、加工工具３０を水平移動させて、この水平移動で初めて研削するようにすることが好ましい。なお、加工工具２３は、マイクロコリメートレンズ１３の光軸に略垂直で水平方向に移動させるばかりでなく、光ファイバ１１の光軸や、ファイバ搭載部２２が伸びている方向、レンズ搭載部２３の伸びている方向に略垂直で水平な方向に移動させてもよい。
【００４３】
次に、加工工具３０の加工深さについて、図５を用いて説明する。
【００４４】
ここで、マイクロコリメートレンズ１３の焦点距離をｆ、このレンズ１３の主点Ｍから最終的な垂直端面１４までの距離をｆ１、マイクロコリメートレンズ１３の最終的な垂直端面１４から光ファイバ１１の傾斜端面１２までの距離をｆ２、光ファイバ１１の光軸からの加工深さをｄ、加工工具３０の第二刃面３２に対する第一刃面３１の角度をθとする。
【００４５】
光ファイバ１１の傾斜端面１２は、マイクロコリメートレンズ１３の焦点の位置に位置させることが理想であるから、これを実現するためには、以下の（数１）に示すように、マイクロコリメートレンズ１３の主点Ｍから最終的な垂直端面１４までの距離ｆ１に、この垂直端面１４から光ファイバ１１の傾斜端面１２までの距離ｆ２を加えたものを、マイクロコリメートレンズ１３の焦点距離ｆにする必要がある。
【００４６】
ｆ＝ｆ１＋ｆ２  ・・・・・・・・・・・・・・・（数１）
ところで、ｆ２と加工深さｄとは、加工工具３０の刃先角度がθであることから、以下の（数２）の関係が成立する。
【００４７】
ｔａｎθ＝ｆ２／ｄ  ・・・・・・・・・・・・・（数２）
この（数２）を、（数１）を用いて加工深さｄで整理すると、以下の（数３）のようになる。
【００４８】
ｄ＝ｆ２／ｔａｎθ
＝（ｆ−ｆ１）／ｔａｎθ  ・・・・・・・・・（数３）
この（数３）で示される加工深さｄは、（数１）が成立するときの加工深さであるから、加工工具３０の第二刃面３１をマイクロコリメートレンズ１３の最終的な垂直端面１４の位置に一致させた後、この加工工具３０を下降させつつレンズ１３及び光ファイバ１１を研削し、この加工工具３０による加工深さが、（数３）で示される加工深さｄに達すると、マイクロコリメートレンズ１３の焦点の位置に光ファイバ１１の傾斜端面１２が位置することになる。なお、（数３）中の「＝」は、加工工具３０の移動に誤差があることを考慮して、「≒」に置き換えてもよい。
【００４９】
したがって、本実施形態でも、（数３）で示される加工深さｄだけ、加工工具３０を光ファイバ１１の光軸から下降させてから、この加工工具３０を水平移動させている。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、光ファイバ１１を下ベース部材２１に固定してから、光ファイバ１１の端部１２ｅを研削して、傾斜端面１２を形成しているので、加工工具３０の刃の位置を調整することで、簡単に、光ファイバ１１の傾斜端面１２をマイクロコリメートレンズ１３の焦点の位置に位置させることができる上に、光ファイバ１１の傾斜端面１２を略同一平面上に位置させることができる。このため、本実施形態では、複数の光ファイバ１１を下ベース部材２１に固定する際の手間がほとんどかからず、しかも、各光ファイバ１１の傾斜端面１２を正確に目的の位置に位置させ且つ目的の向きに向けられる。
【００５１】
このように、複数の光ファイバ１１の傾斜端面１２を正確に目的の向きに向けることができると、この傾斜端面１２に反射した光、つまり迷光を比較的に簡単に管理することができる。迷光の管理としては、具体的に、本実施形態のように、この迷光をモニタ装置７で捕えることのほか、この迷光が向う所に光吸収材を配して、この迷光を光分離・多重化装置の光路内へ拡散することを防ぐこと等がある。
【００５２】
図３（ｅ）に示すように、全ての光ファイバ１１に傾斜端面１２を形成し、全てのマイクロコリメートレンズ１３に垂直端面１４を形成し、下ベース部材２１の最終的な境界溝２４を仕上げると、同図（ｆ）に示すように、全ての光ファイバ１１の傾斜端面１２及び全てのマイクロコリメートレンズ１３の垂直端面１４に、反射防止膜１５を形成する。この反射防止膜１５は、例えば、真空蒸着等で形成する。本実施形態では、前述したように、各光ファイバ１１の各傾斜端面１２と下ベース部材２１のファイバ側傾斜面２５とは、ほぼ同一平面上に位置し、各マイクロコリメートレンズ１３の各垂直端面１４と下ベース部材２１のレンズ側垂直面２６も、ほぼ同一平面上に位置するので、この反射防止膜１５の厚さを極めて均一に形成することができる。
【００５３】
この反射防止膜１５を形成すると、図３（ｇ）に示すように、上ベース部材２７を下ベース部材２１の上に重ねて、この上ベース部材２７を下ベース部材２１に接着する。
【００５４】
以上で、光ファイバモジュール１０の製造が終了する。そして、この光ファイバモジュール１０を、前述したように、一構成要素として光分離・多重化装置に組み込む。
【００５５】
次に、本発明に第二の実施形態としての光ファイバモジュールについて、図６を用いて説明する。
【００５６】
第一の実施形態の光ファイバモジュール１０は、光ファイバ１１とマイクロコリメートレンズ１３との間が自由空間であるが、本実施形態の光ファイバモジュール４０は、光ファイバ１１とマイクロコリメートレンズ５０との間に、自由空間の他に、ベース部材４１の一部が存在するものである。言い換えると、第一の実施形態におけるマイクロコリメートレンズ１３の円柱部分がベース部材４１と一体化し、このマイクロコリメートレンズ１３の凸レンズ部分のみが本実施形態のマイクロコリメートレンズ５０を形成し、これがベース部材４１の一部に設けられている。したがって、この実施形態におけるベース部材４１は、マイクロコリメートレンズ５０と同じ石英で形成されている。
【００５７】
本実施形態のベース部材４１は、図６（ｂ）に示すように、光ファイバ１１を搭載するファイバ搭載部４２と、各光ファイバ１１の光軸の延長線上にマイクロコリメートレンズ５０を搭載するレンズ搭載部４３と、両搭載部４２，４３の間に形成されている境界溝４４とを有している。ファイバ搭載部４２は、第一の実施形態と同様に、断面がＶ字型を成し、搭載後の光ファイバ１１の光軸とほぼ平行な方向に伸びている光ファイバ用Ｖ溝である。また、境界溝４４は、光ファイバ用Ｖ溝４２が伸びている方向に対してほぼ垂直な方向に伸び、そのレンズ側側面はＶ溝４２が伸びている方向にほぼ垂直なレンズ側垂直面４６を形成し、そのファイバ側側面はＶ溝４２が伸びている方向に対して所定角度（例えば、８°）傾いているファイバ側傾斜面４５を形成している。この境界溝４４を形成しているレンズ側垂直面４６は、光ファイバ用Ｖ溝４２に光ファイバ１１を搭載した際の光ファイバ１１の光軸の延長線上にも存在し、このレンズ側垂直面４６を基準にして、光ファイバ用Ｖ溝４２と反対側の平坦な面がレンズ搭載部４３を形成している。即ち、このレンズ搭載部４３は、第一の実施形態のマイクロコリメートレンズ５０の境界底面に対応する平面である。このレンズ搭載部４３は、光ファイバ１１の光軸に対して垂直な平面で、ここにマイクロコリメートレンズ５０が接着される。なお、このマイクロコリメートレンズ５０は、レンズ搭載部４３に融着されてもよい。
【００５８】
本実施形態の光ファイバモジュール４０の製造も、第一の実施形態と同様、ベース部材４１、光ファイバ１１及びマイクロコリメートレンズ５０を準備し、図６（ａ）に示すように、光ファイバ１１をベース部材４１の光ファイバ用Ｖ溝４２に固定し、マイクロコリメートレンズ５０をベース部材４１のレンズ搭載部４３に接着する。このマイクロコリメートレンズ５０の接着の際には、例えば、レンズ搭載部４３側から、このレンズ搭載部４３を介して、先に固定した光ファイバ１１の端面に平行光束を出射し、この状態で、レンズ搭載部４３にマイクロコリメートレンズ５０を配し、光ファイバ１１の端面に形成される光の像が最も小さく且つ円形になる位置に、マイクロコリメートレンズ５０を接着するとよい。
【００５９】
光ファイバ１１及びマイクロコリメートレンズ５０の固定が終了すると、第一の実施形態で用いた加工工具３０で、光ファイバ１１のレンズ側端面及びベース部材４１のファイバ側傾斜面４５ａを研削して、図６（ｂ）に示すように、光ファイバ１１のレンズ側端面に傾斜端面１２を形成すると共に、この傾斜端面１２とベース部材４１のファイバ側傾斜面１２とをほぼ同一平面上に位置させる。なお、この研削の際、第一の実施形態のように、ベース部材４１のファイバ側垂直面を研削してもよいが、基本的に、ここを研削する必要はない。
【００６０】
なお、以上の実施形態では、いずれも、複数の光ファイバを搭載するものであるが、１つの光ファイバを搭載するものに、本発明を適用してもよい。また、以上の実施形態では、いずれも、下ベース部材を1部材で形成しているが、複数の部材を相互に接続して、一体的にしたものをベース部材としてもよい。また、以上では、光ファイバモジュールを光分離・多重装置の一構成要素として説明したが、これをその他の装置に適用してもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る第一の実施形態における光分離装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る第一の実施形態における光ファイバモジュールの製造手順を示す説明図（その１）である。
【図３】本発明に係る第一の実施形態における光ファイバモジュールの製造手順を示す説明図（その２）である。
【図４】本発明に係る第一の実施形態におけるベース部材を示す図であって、同図（ａ）はベース部材の側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のｂ矢視図、同図（ｃ）は同図（ａ）のｃ矢視図である。
【図５】本発明に係る第一の実施形態における加工工具の形状と、加工深さの関係を示す説明図である。
【図６】本発明に係る第二の実施形態における光ファイバモジュールの製造手順を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
３：反射型グレーティング、４：ＭＥＭＳ、５：マイクロミラーアレイ、７：モニタ装置、８：制御装置、１０，４０：光ファイバモジュール、１１：光ファイバ、１１ａ：入力用光ファイバ、１１ｂ：出力用光ファイバ、１２：傾斜端面、１３，１３ａ，１３ｂ，５０：マイクロコリメートレンズ、１４：垂直端面、２０，４０：ベース部材、２１：下ベース部材、２２，２８，４２：ファイバ搭載部（光ファイバ用Ｖ溝）、２３，２９，４３：レンズ搭載部（レンズ用Ｖ溝）、２４：境界溝、２５：ファイバ側傾斜面、２６：レンズ側垂直面、２７：上ベース部材、３０：加工工具、３１：第一刃面、３２：第二刃面
【図１】
2005114833.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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