(57)【要約】【課題】高パワーの光を通過させても光学特性の変化が抑制された光モジュール、光システム、光モジュールの製造方法、及び、光伝送方法を提供すること。【解決手段】  光導波体２０に波長範囲２００nm〜１６５０nmの何れかの波長λ[nm]の光を伝送させる光システム１に、光モジュール１００が含まれている。その光モジュール１００は、光導波体と光部品１３０との間に光学材料１４１が充填されて構成されており、光学材料の吸収率をａ[1/μｍ]とし、光学材料の厚さをｔ[μｍ]とし、光学材料の屈折率温度変化率をｎＴ[1/K]とし、光学材料の熱伝導率をｊ[W/m/K]とし、光導波体から出射された直後での光のビーム径を２ｒ[μｍ]とし、指数Ａ[m/W]を、「Ａ＝（a×ｔ２×ｎＴ）／（２ｒ×ｊ）」としたとき、指数Ａが２×１０−６m/W以下となっている。【選択図】図３
2005316151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波体と前記光導波体から出射される光を受ける光部品とを有しており、前記光導波体と前記光部品との間に光学材料が充填されている光モジュールであって、
波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光に対する前記光学材料の単位長さあたりの吸収率をａ[1/μｍ]とし、前記波長λの光の光路方向における前記光学材料の長さをｔ[μｍ]とし、前記光学材料の屈折率の温度変化率をｎＴ[1/K]とし、前記光学材料の熱伝導率をｊ[W/m/K]とし、前記光導波体から出射された直後での前記光の径方向における強度分布において前記光の強度が主光線での強度の1/e2になる位置までの主光線からの距離をｒ[μｍ]とし、指数Ａ[m/W]を、
【数１】
2005316151.tif 000015
としたとき、
前記指数Ａが２×１０−６m/W以下であることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記光学材料は、前記光導波体と前記光部品とを接合するための接着剤であることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光学材料は、前記光導波体のコア部の屈折率と同等の屈折率を有する屈折率整合剤であることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光導波体が、光ファイバ、光導波路、光コネクタ及び光ファイバアレイの何れかであることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項５】
前記光部品が、光ファイバ、光導波路、レンズ、光コネクタ及び光ファイバアレイの何れかであることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項６】
前記光導波体のコア部が、前記光部品側に突出していることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項７】
前記光導波体のコア部の径が、前記光導波体の出射端において拡大していることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項８】
光導波体と前記光導波体から出射される光を受ける光部品とを有しており、前記光導波体と前記光部品との間に光学材料が充填されている光モジュールであって、
波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光に対する前記光学材料の単位長さあたりの吸収率をａ[1/μｍ]とし、前記波長λの光の光路方向における前記光学材料の長さをｔ[μｍ]とし、前記光学材料の屈折率の温度変化率をｎＴ[1/K]とし、前記光学材料の熱伝導率をｊ[W/m/K]とし、前記光導波体から出射された直後での前記光の径方向における強度分布において前記光の強度が主光線での強度の1/e2になる位置までの主光線からの距離をｒ[μｍ]とし、前記光導波体によって伝送される前記波長λの光の前記光導波体の入射端でのパワーをＰ[W]とし、指数Ｂ[m]を、
【数２】
2005316151.tif 000016
としたとき、
前記指数Ｂが３．１×１０−６m以下であることを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れかの光モジュールを含み、前記光モジュールが有する光導波体に波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光を伝送させることを特徴とする光システム。
【請求項１０】
請求項９記載の光システムを用いて、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光を伝送することを特徴とする光伝送方法。
【請求項１１】
光導波体と前記光導波体から出射される光を受ける光部品とを有しており、前記光導波体と前記光部品との間に光学材料が充填されている光モジュールの製造方法であって、
波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ [nm]の光に対する前記光学材料の単位長さあたりの吸収率をａ[1/μｍ]とし、前記波長λの光の光路方向における前記光学材料の長さをｔ[μｍ]とし、前記光学材料の屈折率の温度変化率をｎＴ[1/K]とし、前記光学材料の熱伝導率をｊ[W/m/K]とし、前記光導波体から出射された直後での前記光の径方向における強度分布において前記光の強度が主光線での強度の1/e2になる位置までの主光線からの距離をｒ[μｍ]とし、指数Ａ[m/W]を、
【数３】
2005316151.tif 000017
としたとき、
前記指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように、前記吸収率ａ、前記光学材料の長さｔ、前記温度変化率ｎＴ、前記熱伝導率ｊ、前記距離ｒの少なくとも１つを調整することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記光学材料は、前記光導波体と前記光部品とを接合するための接着剤であることを特徴とする請求項１１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記光学材料は、前記光導波体のコア部の屈折率と同等の屈折率を有する屈折率整合剤であることを特徴とする請求項１１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１４】
前記光導波体が、光ファイバ、光導波路、光コネクタ及び光ファイバアレイの何れかであることを特徴とする請求項１１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記光部品が、光ファイバ、光導波路、レンズ、光コネクタ及び光ファイバアレイの何れかであることを特徴とする請求項１１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１６】
前記指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように、前記光導波体のコア部を、前記光部品側に突出させることを特徴とする請求項１１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように、前記光導波体のコア部の径を、前記光導波体の出射端において拡大させることを特徴とする請求項１１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１８】
光導波体と前記光導波体から出射される光を受ける光部品とを有しており、前記光導波体と前記光部品との間に光学材料が充填されている光モジュールの製造方法であって、
波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ [nm]の光に対する前記光学材料の単位長さあたりの吸収率をａ[1/μｍ]とし、前記波長λの光の光路方向における前記光学材料の長さをｔ[μｍ]とし、前記光学材料の屈折率の温度変化率をｎＴ[1/K]とし、前記光学材料の熱伝導率をｊ[W/m/K]とし、前記光導波体から出射された直後での前記光の径方向における強度分布において前記光の強度が主光線での強度の1/e2になる位置までの主光線からの距離をｒ[μｍ]とし、前記光導波体によって伝送される前記波長λの光の前記光導波体の入射端でのパワーをＰ[W]とし、指数Ｂ[m]を、
【数４】
2005316151.tif 000018
としとき、
前記指数Ｂが３．１×１０−６m以下となるように、前記パワーＰ、前記吸収率ａ、前記光学材料の長さｔ、前記温度変化率ｎＴ、前記熱伝導率ｊ、前記距離ｒの少なくとも１つを調整することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール、その光モジュールを含む光システム、光モジュールの製造方法、及び、光伝送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光モジュールとして、特許文献１に記載の光導波路モジュールが知られている。この光導波路モジュールは、光導波体と光ファイバアレイとの間に接着剤としての光学材料（紫外線硬化樹脂）が充填され、その接着剤で光導波体と光ファイバアレイとが接着されて構成されている。
【特許文献１】特開平８−１２２５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、光モジュールの光導波体で伝送させる光のパワーが増大してきている。上記特許文献１に記載の光導波路モジュールにおいて、光導波体で伝送される光のパワーが高くなると、接着剤が光を吸収しその温度が上昇する。これにより、接着剤の分解や反応が促進され、高パワーの光が通過する前よりも光モジュールの光学特性が劣化することがある。
【０００４】
また、接着剤の温度が上昇すると、接着剤の屈折率が例えば低くなる。接着剤を通過する光のパワーは光軸近傍で高く、光軸から離れるにしたがって低くなる。そのため、接着剤の屈折率は光軸近傍ほど低くなり、接着剤が凹レンズと同様の機能を有するようになる。そのため、接着剤を通過した光ビーム形状が低パワーの光を通過させた場合から変化するので、光モジュールの設計時や低パワーの光を通過させた場合と比較して、光モジュールの光学特性が変化する。
【０００５】
そこで、本発明は、高パワーの光を通過させても光学特性の変化が抑制された光モジュール、その光モジュールを含む光システム、光モジュールの製造方法、及び、光伝送方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、光導波体と光導波体から出射される光を受ける光部品とを有しており、光導波体と光部品との間に光学材料が充填されている光モジュールであって、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光に対する光学材料の単位長さあたりの吸収率をａ[1/μｍ]とし、波長λの光の光路方向における光学材料の長さをｔ[μｍ]とし、光学材料の屈折率の温度変化率をｎＴ[1/K]とし、光学材料の熱伝導率をｊ[W/m/K]とし、光導波体から出射された直後での光の径方向における強度分布において光の強度が主光線での強度の1/e2になる位置までの主光線からの距離をｒ[μｍ]とし、指数Ａ[m/W]を、
【数１】
2005316151.tif 000003
としたとき、指数Ａが２×１０−６m/W以下であることを特徴とする。
【０００７】
上記各パラメータ（ａ，ｔ，ｎＴ，ｊ，２ｒ）は、光学材料の光学特性に影響を有している。そのため、それらの各パラメータを含む指数Ａが２×１０−６m/W以下と設定されることによって、高パワー光が入射されても光学特性の変化が抑制されるようになっている。
【０００８】
また、本発明に係る光モジュールにおける上記光学材料は、光導波体と光部品とを接合するための接着剤であることが好ましい。これにより、光導波体と光部品とを接着固定した場合であっても、高パワー光による光学特性の影響が低減される。
【０００９】
更に、本発明に係る光モジュールにおける上記光学材料は、光導波体のコア部の屈折率と同等の屈折率を有する屈折率整合剤であることが望ましい。この場合、光導波体と光部品との間での反射が抑制される。
【００１０】
更にまた、本発明に係る光モジュールにおける光導波体が、光ファイバ、光導波路、光コネクタ及び光ファイバアレイの何れかであることが好ましい。この場合、光導波体は、上記波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの範囲の何れかの波長λの光を伝送させて、光部品に出射することが可能である。
【００１１】
また、本発明に係る光モジュールにおける光部品が、光ファイバ、光導波路、レンズ、光コネクタ及び光ファイバアレイの何れかであることが好適である。光部品が、光ファイバ、光導波路、光コネクタ、光ファイバアレイの場合、光導波体から受けた光を更に伝送させることが可能である。また、光部品がレンズの場合、光導波体から受けた光を平行光にしたり、集束させたりすることが可能である。
【００１２】
また、本発明に係る光モジュールにおける光導波体のコア部が、光部品側に突出していることが好ましい。コア部が突出していることよって、コア部の端面と光部品との間の距離は短くなる。これにより、指数Ａがより小さくなる。
【００１３】
更に、本発明に係る光モジュールにおける光導波体のコア部の径が、光導波体の出射端において拡大していることが好適である。この場合、コア部の径が拡大しているので、距離ｒがより大きくなる。そのため、コア部の径が拡大していない場合に比べて指数Ａがより小さくなる。
【００１４】
また、本発明に係る光モジュールは、光導波体と光導波体から出射される光を受ける光部品とを有しており、光導波体と光部品との間に光学材料が充填されている光モジュールであって、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光に対する光学材料の単位長さあたりの吸収率をａ[1/μｍ]とし、波長λの光の光路方向における光学材料の長さをｔ[μｍ]とし、光学材料の屈折率の温度変化率をｎＴ[1/K]とし、光学材料の熱伝導率をｊ[W/m/K]とし、光導波体から出射された直後での光の径方向における強度分布において光の強度が主光線での強度の1/e2になる位置までの主光線からの距離をｒ[μｍ]とし、光導波体によって伝送される波長λの光の光導波体の入射端でのパワーをＰ[W]とし、指数Ｂ[m]を、
【数２】
2005316151.tif 000004
としたとき、指数Ｂが３．１×１０−６m以下であることを特徴とする。
【００１５】
この場合、式（２）に含まれる各パラメータ（ａ，ｔ，ｎＴ，ｊ，２ｒ, Ｐ）は、光学材料の光学特性に影響を有している。そして、それらの各パラメータを含む指数Ｂが３．１×１０−６ｍ以下と設定されているので、パワーＰを有する光が伝送された際にも光学特性の変化が抑制される。
【００１６】
また、本発明に係る光システムは、上述した本発明に係る光モジュールの何れか１つを含んでおり、光モジュールが有する光導波体に波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光を伝送させることを特徴とする。この場合、光システムは、上述した本発明に係る光モジュールを含んでいるので、高パワー光を光導波体によって伝送させても光システムの光学特性の変化が抑制される。
【００１７】
更に、本発明に係る光伝送方法は、上記光システムを用いて、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光を伝送することを特徴とする。これにより、光システムによって、波長λの光が高パワーの場合にも、光の損失の変化を抑制して伝送させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、光導波体と光導波体から出射される光を受ける光部品とを有しており、光導波体と光部品との間に光学材料が充填されている光モジュールの製造方法であって、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ [nm]の光に対する光学材料の単位長さあたりの吸収率をａ[1/μｍ]とし、波長λの光の光路方向における光学材料の長さをｔ[μｍ]とし、光学材料の屈折率の温度変化率をｎＴ[1/K]とし、光学材料の熱伝導率をｊ[W/m/K]とし、光導波体から出射された直後での光の径方向における強度分布において光の強度が主光線での強度の1/e2になる位置までの主光線からの距離をｒ[μｍ]とし、指数Ａ[m/W]を、
【数３】
2005316151.tif 000005
としたとき、指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように、吸収率ａ、光学材料の長さｔ、温度変化率ｎＴ、熱伝導率ｊ、距離ｒの少なくとも１つを調整することを特徴とする。
【００１９】
上記各パラメータ（ａ，ｔ，ｎＴ，ｊ，２ｒ）は、光学材料の光学特性に影響を有している。そのため、それらの各パラメータを含む指数Ａが２×１０−６ｍ／Ｗ以下となるように、各パラメータの少なくとも１つを調整することによって、高パワー光が入射されても光学特性の変化が抑制された光モジュールを製造することが可能である。
【００２０】
また、本発明に係る光モジュールの製造方法においては、光学材料は、光導波体と光部品とを接合するための接着剤であることが好ましい。これにより、光導波体と光部品とを接着固定することによって、高パワー光による光学特性の影響が低減された光モジュールを製造できる。
【００２１】
更に、本発明に係る光モジュールの製造方法においては、光学材料は、光導波体のコア部の屈折率と同等の屈折率を有する屈折率整合剤であることが好適である。この場合、この場合、光導波体と光部品との間での反射が抑制された光モジュールを製造することできる。
【００２２】
更にまた、本発明に係る光モジュールの製造方法においては、光導波体が、光ファイバ、光導波路、光コネクタ及び光ファイバアレイの何れかであることが好ましい。この場合、光導波体は、上記波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの範囲の何れかの波長λの光を伝送させて、光部品に出射することが可能である。
【００２３】
また、本発明に係る光モジュールの製造方法においては、光部品が、光ファイバ、光導波路、レンズ、光コネクタ及び光ファイバアレイの何れかであることが好適である。光部品が光ファイバ、光導波路、光コネクタ、光ファイバアレイの場合、光導波体から受けた光を更に光部品によって伝送させる光モジュールを製造することができる。また、光部品がレンズの場合、光導波体から受けた光を平行光にしたり、集束させたりして、光部品から離れた位置にある他の光部品に光を入射させられる光モジュールを製造することができる。
【００２４】
更にまた、本発明に係る光モジュールの製造方法においては、指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように、光導波体のコア部を、光部品側に突出させることが好適である。コア部が突出していることよって、コア部の端面と光部品との間距離は短くなるので、指数Ａをより小さくすることが可能である。
【００２５】
また、本発明に係る光モジュールの製造方法においては、指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように、光導波体のコア部の径を、光導波体の出射端において拡大させることが好ましい。この場合、コア部の径を拡大することによって上記距離ｒが大きくなる。そのため、指数Ａをより小さくすることが可能である。
【００２６】
更に、本発明に係る光モジュールの製造方法は、光導波体と光導波体から出射される光を受ける光部品とを有しており、光導波体と光部品との間に光学材料が充填されている光モジュールの製造方法であって、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ [nm]の光に対する光学材料の単位長さあたりの吸収率をａ[1/μｍ]とし、波長λの光の光路方向における光学材料の長さをｔ[μｍ]とし、光学材料の屈折率の温度変化率をｎＴ[1/K]とし、光学材料の熱伝導率をｊ[W/m/K]とし、光導波体から出射された直後での光の径方向における強度分布において光の強度が主光線での強度の1/e2になる位置までの主光線からの距離をｒ[μｍ]とし、光導波体によって伝送される波長λの光の光導波体の入射端でのパワーをＰ[W]とし、指数Ｂ[m]を、
【数４】
2005316151.tif 000006
としたとき、指数Ｂが３．１×１０−６m以下となるように、パワーＰ、吸収率ａ、光学材料の長さｔ、温度変化率ｎＴ、熱伝導率ｊ、距離ｒの少なくとも１つを調整することが好ましい。
【００２７】
この場合、式（４）に含まれる各パラメータ（ａ，ｔ，ｎＴ，ｊ，２ｒ，Ｐ）は、光学材料の光学特性に影響を有している。そのため、それらの各パラメータを含む指数Ｂが３．１×１０−６ｍ以下となるように、各パラメータの少なくとも１つを調整することによって、パワーＰを有する光が伝送された際にも光学特性の変化が抑制された光モジュールを製造できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、高パワーの光を通過させても光学特性の変化が抑制された光モジュール、その光モジュールを含む光システム、光モジュールの製造方法、及び、光伝送方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００３０】
図１は、本発明に係る光システムの一実施形態の構成を示す模式図である。図１（ａ）の光システム１は、例えば、光通信システムやレーザ加工システムである。光システム１は、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光を出力する光源部１０を有している。光システム１が上述した光通信システムである場合には、光源部１０は、波長範囲１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長の光を出力することが好ましく、光システム１がレーザ加工システムである場合には、波長範囲２００ｎｍ〜８００ｎｍの何れかの波長の光を出力することが好ましい。光源部１０は、光システム１の形態に応じて変えればよいが、例えば、半導体レーザや固体レーザである。
【００３１】
光源部１０には、光ファイバ（光導波体）２０が接続されており、光源部１０から出力された波長λの光は、光ファイバ２０によって光モジュール３０に入力される。光モジュール３０としては、導波路型光スプリッタ、光コリメータ、多心コネクタ、メカニカルスプライスが例示される。以下に、ここで例示した光モジュールの実施形態について説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
図２（ａ）は、光モジュール３０の第１の実施形態としての導波路型光スプリッタ１００の平面図である。図２（ｂ）は、導波路型光スプリッタ１００の側面図である。導波路型光スプリッタ１００は、光システム１が光通信システムである場合に主に適用される。導波路型光スプリッタ１００は、１本の光ファイバ２０を伝送してきた光を複数（２〜６４）に分けて複数の光ファイバ１１０に伝送させる。図２（ａ）では、簡単のために、1つの光を導波路型光スプリッタ１００で８つの光に分けるようにしている。
【００３３】
導波路型光スプリッタ１００は、光ファイバ２０を保持している単心光ファイバアレイ（Fiber Array : FA）１２０を有する。単心ＦＡ１２０は、基板１２１に搭載された光ファイバ２０が補強板１２２で覆われて構成されている。補強板１２２は、光ファイバ２０の出射端側を保護している。基板１２１及び補強板１２２は、例えば、パイレックス（登録商標）等のホウ珪酸ガラスや、石英や、シリコンなどからなっている。
【００３４】
単心ＦＡ１２０は、光ファイバ２０から出射される波長λの光を複数に分岐するための平面型光導波路回路（Planer Lightwave Circuit : PLC）１３０の一端側に配置されている。単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０とは、接着剤１４１により接着固定されている。接着剤１４１は、光硬化樹脂からなっており、その材質は、例えば、エポキシ、アクリル、シリコーン系のものである。接着剤１４１は、光ファイバ２０のコア部と同等の屈折率を有している。
【００３５】
単心ＦＡ１２０と接着剤１４１により固定されたＰＬＣ１３０は、光ファイバ２０からの光を受けて複数の光に分岐する光導波路１３１が搭載された基板１３２を有している。光導波路１３１は、単心ＦＡ１２０側で１本の光導波路が、反対側に向かって複数に（図２では８つに）分岐するように形成されている。また、基板１３２は、光導波路１３１を保護するための補強板１３３により覆われている。基板１３２及び補強板１３３は、例えば、パイレックス（登録商標）等のホウ珪酸ガラスや、石英や、シリコンなどからなっている。
【００３６】
ＰＬＣ１３０の単心ＦＡ１２０と反対側には、光導波路１３１から出射される各光を受けるための複数の光ファイバ１１０を保持している多心ＦＡ１５０が、配置されている。ＰＬＣ１３０と多心ＦＡ１５０とは、接着剤１４１と同様の接着剤１４２により接着固定されている。多心ＦＡ１５０上の各光ファイバ１１０は、各光ファイバ１１０に対応しており光導波路１３１から出射される光を受けられるように精度よく並列されている。
【００３７】
多心ＦＡ１５０は、基板１５１上に搭載された光ファイバ１１０の入力端を保護する補強板１５２により光ファイバ１１０が覆われて構成されている。基板１５１及び補強板１５２は、例えば、パイレックス（登録商標）等のホウ珪酸ガラスや、石英や、シリコンなどからなっている。
【００３８】
上記導波路型光スプリッタ１００は、次のように製造されている。すなわち、まず、単心ＦＡ１２０及びＰＬＣ１３０を、それらの互いに対向する端面１２３，１３４がほぼ平行になるように配置する。この際、単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との間に接着剤１４１を充填しておく。そして、単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との接合部での挿入損失ＩＬが最小になるように単心ＦＡ１２０の位置を調整した後に、接着剤１４１に光（例えば、紫外線）を照射して硬化させて単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０とを固定する。
【００３９】
また、ＰＬＣ１３０と多心ＦＡ１５０との固定も同様に、ＰＬＣ１３０と多心ＦＡ１５０とを、それらの互いに対向する端面１３５，１５３がほぼ平行になるように配置する。その際、ＰＬＣ１３０と多心ＦＡ１５０との間に接着剤１４２を充填しておく。そして、ＰＬＣ１３０と多心ＦＡ１５０との接合部での挿入損失ＩＬが最小になるように多心ＦＡ１５０の位置を調整した後に、接着剤１４２を硬化させて固定する。
【００４０】
上記のような導波路型光スプリッタにおいて光学材料としての接着剤が用いられていると、光ファイバなどの光導波体から接着剤に高パワーの光が入射したときに、接着剤の特性が変化し、導波路型光スプリッタの光学特性が変化する場合がある。
【００４１】
上記導波路型光スプリッタ１００では、接着剤１４１，１４２の特性（屈折率の温度変化率や熱伝導率など）、単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との間の距離、及び、ＰＬＣ１３０と多心ＦＡ１５０との間の距離などを調整することにより、接着剤１４１，１４２を通過する光のパワーが高い場合でも導波路型光スプリッタ１００の光学特性（挿入損失ＩＬ）の変化が抑制されるように製造されていることを特徴としている。図３を参照して導波路型光スプリッタ１００についてより詳細に説明する。
【００４２】
ここでは、接着剤の特性の変化による挿入損失ＩＬの変化を問題としているため、以下では、単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との接合部について説明する。なお、ＰＬＣ１３０と多心ＦＡ１５０との接合部についても同様である。
【００４３】
図３は、単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との接合関係を説明するための図である。単心ＦＡ１２０は、基板１２１上に光ファイバ２０が搭載されており、光ファイバ２０が補強板１２２により覆われて構成されている。光ファイバ２０は、コア部２０Ａを有しておりその周囲にクラッド部２０Ｂが設けられている。コア部２０Ａ及びクラッド部２０Ｂは、石英からなっている。通常、光ファイバ２０は、クラッド部２０Ｂの周囲に樹脂などからなる被覆層が形成されているが、本明細書においては、特に断らない限り被覆層の説明は省略する。
【００４４】
ＰＬＣ１３０は、基板１３２上にコア部１３１Ａとその周囲を覆っているクラッド部１３１Ｂとからなる光導波路１３１が形成されており、光導波路１３１が補強板１３３によって覆われて構成されている。上記コア部１３１Ａとクラッド部１３１Ｂとは石英からなっている。単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０とは、光ファイバ２０の光軸と光導波路１３１の光軸とがほぼ同軸になるように配置されて接着剤１４１により接着固定されている。
【００４５】
ここで、単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との接合部での挿入損失ＩＬの変化に寄与する指数として、
【数５】
2005316151.tif 000007
を定義する。
【００４６】
式（５）において、ａ[1/μm]は、光ファイバ２０によって光源部１０（図１参照）から伝送された波長λの光に対する接着剤１４１の単位長さあたりの吸収率である。また、ｔ[μｍ]は、波長λの光の光路方向における接着剤１４１の長さである。図３では、例えば、光ファイバ２０の出射端と光導波路１３１の入射端との間の接着剤１４１の厚さである。
【００４７】
ｎＴ[1/K]は、接着剤１４１の屈折率の温度変化率である。ｊ[W/m/K]は、接着剤１４１の熱伝導率である。また、ｒ[μｍ]は、光ファイバ２０から出射された直後での光の径方向における強度分布において、光の強度が主光線αでの強度の1/e2になる位置までの主光線αからの距離である。図３に示すように、出射端が光軸に対して傾斜している場合には、接着剤１４１に入射した直後の光の強度分布を主光線αに直交する平面に投影したときのその平面における主光線αからの距離とする。以下では、２ｒをビーム径と称す。このビーム径２ｒは、光ファイバ２０のコア部２０Ａの径ｄとほぼ等しいとしてもよい。
【００４８】
各パラメータの好適な範囲を表1に示し、更に好ましい範囲を表２に示す。
【表１】
2005316151.tif 000008
【表２】
2005316151.tif 000009
導波路型光スプリッタ１００は、式（５）で定義する指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように、上記各パラメータ（ａ，ｔ，ｊ，ｎＴ，ｒ）の少なくとも１つを、上記表１の範囲、更に好ましくは表２の範囲で調整して製造されている。
【００４９】
この導波路型光スプリッタ１００が光通信用モジュールとして用いられる場合には波長範囲１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長の光に対して、また、導波路型光スプリッタ１００がレーザ加工用モジュールとして用いられる場合には波長範囲２００ｎｍ〜８００ｎｍの何れかの波長に対して、指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように上記各パラメータ（ａ，ｔ，ｊ，ｎＴ，ｒ）の少なくとも１つを上記のように調整して導波路型光スプリッタ１００が製造されていることは好ましい。
【００５０】
上記のように製造され指数Ａが２×１０−６m/W以下である導波路型光スプリッタ１００では、光学材料としての接着剤１４１に光が通ることによって生じる挿入損失ＩＬの変化量Ｄが０．５ｄＢ以下となるようになっている。上記指数Ａが２×１０−６m/W以下になる各パラメータの例を表３に示す。
【表３】
2005316151.tif 000010
表３の条件で指数Ａは、１．９×１０−６m/Wである。
【００５１】
次に、指数Ａを２×１０−６m/W以下とすることによって、光が通ることによって生じる挿入損失ＩＬの変化量Ｄを０．５ｄＢ以下に抑制できることについて説明する。
【００５２】
図４〜図６は、上記各パラメータと挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示すグラフである。また、図４〜図６において、縦軸は挿入損失ＩＬの変化量Ｄ[dB]を示している。図４〜図６において、各パラメータの標準条件を表４のように設定している。
【表４】
2005316151.tif 000011
なお、表４における光のパワーは、光ファイバ２０の入射端でのパワー（入力パワーＰ）である。
【００５３】
図４（ａ）は、吸収率ａと、挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示している。図４（ａ）は、表４に示す標準条件から吸収率ａを変化させた場合の挿入損失ＩＬの変化量Ｄを示すグラフであり、横軸は吸収率ａ[％/μｍ]を表している。図４（ａ）中のｘがａに相当し、ｙが挿入損失ＩＬの変化量Ｄに相当する。図４（ａ）より、挿入損失ＩＬの変化量Ｄは吸収率ａの約１．６乗に比例していることがわかる。
【００５４】
更に、図４（ｂ）は、厚みｔと、挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示したものである。図４（ｂ）は、表４の標準条件から厚みｔを変化させた場合の挿入損失ＩＬの変化量Ｄを示すグラフであり、横軸は厚みｔを表している。なお、図４（ｂ）中のＩ線は、シミュレーション結果であり、ＩＩ線は、実験結果である。図４（ｂ）において、ｘが厚みｔに相当し、ｙが挿入損失ＩＬの変化量Ｄに相当する。図４（ｂ）より、挿入損失ＩＬの変化量Ｄは、厚みｔの約４乗に比例していることがわかる。
【００５５】
図５（ａ）は、屈折率の温度変化率ｎＴ[1/100K]と、挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示している。図５（ａ）は、表４の標準条件から温度変化率ｎＴ[1/100K]を変化させた場合の挿入損失ＩＬの変化量Ｄを示すグラフであり、横軸が温度変化率ｎＴ[1/100K]を示している。図５（ａ）において、ｘが温度変化率ｎＴに相当し、ｙが挿入損失ＩＬの変化量Ｄに相当する。図５（ａ）より、挿入損失ＩＬの変化量Ｄは温度変化率の約１．８乗に比例していることがわかる。
【００５６】
更に、図５（ｂ）は、熱伝導率ｊと、挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示している。図５（ｂ）は、表４の標準条件から熱伝導率ｊを変化させた場合の挿入損失ＩＬの変化量Ｄを示すグラフであり、横軸は熱伝導率ｊ[W/m/K]を表している。図５（ｂ）において、ｘが熱伝導率ｊに相当し、ｙが挿入損失ＩＬの変化量Ｄに相当する。挿入損失ＩＬの変化量Ｄは、熱伝導率ｊの約（−１．４乗）に比例している。
【００５７】
更に、図６は、ビーム径２ｒと、挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示している。図６は、表４の標準条件からビーム径２ｒを変化させた場合の挿入損失ＩＬの変化量Ｄを示すグラフであり、図６において横軸がビーム径２ｒ[μｍ]を表している。挿入損失ＩＬの変化量Ｄは、ビーム径２ｒの約（−２）乗に比例している。
【００５８】
図４〜図６に示す結果より指数Ａを式（５）のように設定し、図４〜図６に示す各点ごとに指数Ａを算出してプロットした結果を図７に示す。より具体的に、例えば、吸収率ａに対して説明すると、図４で変化させている吸収率ａに対して指数Ａを算出し、その算出された指数Ａに対して、各吸収率ａの挿入損失ＩＬの変化量Ｄをプロットしている。他のパラメータに対しても同様である。図７は、指数Ａと挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示すグラフであり、指数Ａが増加するにつれて挿入損失ＩＬの変化量Ｄが増加していることがわかる。図７より、指数Ａと挿入損失ＩＬの変化量Ｄとは、
【数６】
2005316151.tif 000012
の関係を有している。
【００５９】
また、図７より、挿入損失ＩＬの変化量Ｄが０．５ｄＢ以下になる指数Ａは、２×１０−６m/W以下であることがわかる。挿入損失ＩＬの変化量Ｄを０．１ｄＢ以下とするには、指数Ａを８×１０−７m/W以下とすればよい。また、挿入損失ＩＬの変化量Ｄを０．０５ｄＢ以下とするには、指数Ａを５×１０−７m/W以下にすればよい。
【００６０】
したがって、挿入損失ＩＬの変化量Ｄを低減させるためには、指数Ａを２×１０−６m/W以下にすればよく、更に、指数Ａを８×１０−７m/W以下とすることが好ましく、５×１０−７m/W以下とすることが更に好ましい。
【００６１】
上述したように、導波路型光スプリッタ１００は、指数Ａを２×１０−６m/W以下にするように指数Ａに含まれる各パラメータの少なくとも１つを調整して製造されているので、高パワーの光が入射した場合であっても、挿入損失ＩＬの変化量Ｄが抑制されている。すなわち、高パワー光の入射による導波路型光スプリッタ１００の光学特性の変化が抑えられており、ハイパワー性能に優れた導波路型光スプリッタ１００となっている。
【００６２】
そのため、導波路型光スプリッタ１００を含む光システム１（図１参照）を用いて、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光を伝送させる際に、高パワーの光を伝送させても光の損失の変化を抑制して伝送させることができる。例えば、導波路型光スプリッタ１００を含む光システム１を光通信システムとして用いる場合に、波長範囲１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長の光の高パワーの光を用いるとき、その損失の変化が抑制された光通信が可能になる。
【００６３】
上記指数Ａのパラメータに屈折率の温度変化率ｎＴを含めていることが重要である。図８〜図１１を参照して説明する。図８は、光の主光線αに直交する平面における強度分布を示す図である。また、図９は、図３の接合部をモデル化した図である。図９において、光軸方向をｚ軸とし、光軸方向に直交する方向をｘ軸とする。また、接着剤１４１の厚さｔは、１０μｍである。図９では、光ファイバ２０及び光導波路１３１を主に示している。
【００６４】
また、図１０は、図９に示す接着剤１４１に光が入射した際のｘ軸方向の温度分布を示す図である。複数の曲線は、接着剤１４１のｚ方向（図９参照）の各位置での温度分布を示している。更に、図１１は、図９に示す接着剤１４１に光が入射した際のｘ軸方向の屈折率分布を示す図である。複数の曲線は、接着剤１４１のｚ方向（図９参照）の各位置での屈折率分布を示している。
【００６５】
通常、光は、図８に示すように、主光線αの位置（図中の横軸０μｍの位置）で強度が一番大きく主光線αから径方向に離れるにつれて強度は小さくなる。高パワーの光が、図９に示す光ファイバ２０から接着剤１４１に入射すると、接着剤１４１が光を吸収し、その温度が上昇する。上記のように主光線αの位置での強度が高いので、図１０に示すように温度Ｔも主光線αの位置（図中で、ｘ＝０の位置）で高くなり、ｘが大きくなるにつれて、すなわち、主光線αからはなれるにつれて温度Ｔは低くなる。このように、温度Ｔが変化すると、図１１に示すように接着剤１４１の屈折率も変化する。
【００６６】
より具体的には、図１０及び図１１に示すように、温度Ｔが高くなる主光線α近傍で接着剤１４１の屈折率が相対的に低くなっている。このように、高パワーの光を接着剤１４１に入射させた場合に、主光線α近傍での屈折率が低下すると、接着剤１４１は凹レンズとして機能する。そのため、高パワー入射時に導波路型光スプリッタ１００の光学特性が、導波路型光スプリッタ１００の設計時や低パワー光入射の場合から変化し、挿入損失ＩＬの変化量Ｄが増加する場合がある。
【００６７】
本実施形態の導波路型光スプリッタ１００では、上記のように指数Ａに屈折率の温度変化率ｎＴを含めている。そのため、指数Ａを２×１０−６m/W以下にすることによって、接着剤１４１の屈折率の温度変化を含めた挿入損失ＩＬの変化量Ｄを抑制できるようになっている。
【００６８】
実際、図１２に示すように、指数Ａが増加するにつれて温度Ｔも増加しており、指数Ａと温度Ｔとに相関があることがわかる。そして、指数Ａを２×１０−６m/W以下とすることによって、温度Ｔを一定以下にすることができ、上述した凹レンズ効果を低減させられるので挿入損失ＩＬの変化量Ｄを小さくすることができている。
【００６９】
ところで、図１３は、接着剤１４１に入射する光のパワーに対する挿入損失ＩＬの変化量Ｄを示すグラフである。図１３における横軸は、光ファイバ２０の入射端での光のパワーＰ、すなわち、図１（ａ）に示す光源部１０から出力される光のパワーＰを示している。入力パワーＰが大きくなるにつれて、挿入損失ＩＬの変化量Ｄが増大していることがわかる。より具体的には、挿入損失ＩＬの変化量Ｄは、入力パワーＰの約１．６乗に比例して増大している。
【００７０】
そのため、入力パワーＰの変化も含めた指数Ｂを、
【数７】
2005316151.tif 000013
のように定義することは好ましい。
【００７１】
図１４は、図４〜図６及び図１３に示す各パラメータの各点に対応する指数Ｂを算出し、プロットしたものであり、指数Ｂと、挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示したグラフである。図１４より、指数Ｂと、挿入損失ＩＬの変化量Ｄとは、
【数８】
2005316151.tif 000014
の関係が成り立つ。
【００７２】
そして、図１４より、挿入損失ＩＬの変化量Ｄを０．５ｄＢ以下にするには、指数Ｂが３．１×１０−６m以下となるように、指数Ｂに含まれる各パラメータ（ａ，ｔ，ｊ，ｎＴ，ｒ,Ｐ）の少なくとも1つを調整して導波路型光スプリッタ１００を製造すればよい。また、挿入損失ＩＬの変化量Ｄを０．１ｄＢ以下とするには、指数Ｂが１．３×１０−６m以下となるように指数Ｂに含まれる各パラメータの少なくとも1つを調整すればよい。更に、挿入損失ＩＬの変化量Ｄを０．０５ｄＢ以下とするには、指数Ｂが９×１０−７m以下となるように、指数Ｂに含まれる各パラメータの少なくとも1つを調整すればよい。
【００７３】
このように指数Ｂに基づいて導波路型光スプリッタ１００を製造した場合、光システム１において、光ファイバ２０で伝送させる光のパワーＰの変動に対応して光学特性（挿入損失ＩＬ）の変化が抑制された導波路型光スプリッタ１００とすることができる。
【００７４】
次に、本実施形態の導波路型光スプリッタ１００の変形形態について説明する。
【００７５】
図３では、単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との互いに対向する端面１２３，１３４はほぼ平行としているが、図１５に示すように、光ファイバ２０のコア部２０Ａ及びクラッド部２０Ｂを、基板１２１の端面よりもＰＬＣ１３０側に突出させておくことは好ましい。この場合、指数Ａにおける厚みｔは、光ファイバ２０の出射端とＰＬＣ１３０の端面１３４との間の距離ｔ１とすればよい。距離ｔ１は、０〜５μｍが例示される。また、コア部２０Ａ及びクラッド部２０Ｂ以外の端面間の距離ｔ２としては、５〜２０μｍが例示される。
【００７６】
図１６は、図１５に示す導波路型光スプリッタ１００の製造方法を説明する図である。図１６（ａ）に示すように、単心ＦＡ１２０に光ファイバ２０を仮固定しておき、端面１２３を、例えば研磨紙１６１により研磨する。そして、図１６（ｂ）に示すように、光ファイバ２０を基板１２１及び補強板１２２の端面から突出させて固定する。次に、その単心ＦＡ１２０をＰＬＣ１３０に対して接着固定すればよい。
【００７７】
また、図１７（ａ）に示すように、単心ＦＡ１２０の端面１２３において、基板１２１及び補強板１２２の端面を回転研磨板１６２などにより削って、図１７（ｂ）に示すように光ファイバ２０を突出させてもよい。なお、図１５では、光ファイバ２０のコア部２０Ａ及びクラッド部２０Ｂをともに突出させているが、コア部２０Ａをクラッド部２０Ｂに対して突出させても良い。
【００７８】
また、図１８に示すように、単心ＦＡ１２０の端面１２３を球面状又は凸面状に研磨することも好適である。この場合も、光ファイバ２０のコア部２０Ａの端面（出射端）とＰＬＣ１３０の端面１３５との距離を近づけることができ、球面の曲率半径を調整することにより、指数Ａを調整することが可能である。
【００７９】
単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０とを接着固定する場合、指数Ａを小さくするには、厚みｔを小さくすればよい。しかしながら、単心ＦＡ１２０及びＰＬＣ１３０の熱膨張率差の影響を吸収するため、また、接着剤１４１の接着力を十分に発揮させるため、接着剤１４１に数〜１０数μｍの厚みが必要になる。そのような場合、上記のように、コア部２０Ａを突き出したり、端面１２３の形状を球面状や凸面状にすることにより光路に関係する領域の厚さのみ薄くすることは有効である。この場合、コア部２０Ａ、１３１Ａ間以外の厚みは十分厚することができるので、接着剤１４１の接着力も十分発揮させつつ指数Ａを小さくできる。
【００８０】
また、図３では、光ファイバ２０のコア部２０Ａ及び光導波路１３１のコア部１３１Ａ夫々の径ｄは光軸方向にほぼ一定としているが、図１９に示すように接合部側でコア部２０Ａ，１３１Ａの径をｄ１からｄ２に拡大することは好ましい。ｄ１としては、例えば、６〜１０μｍであって、ｄ２としては、例えば、２０〜５０μｍである。この場合には、コア部２０Ａの径が出射端で拡大されているので、接着剤１４１に入射した光のビーム径２ｒがより大きくなる。そのため、指数Ａをコア部２０Ａの径を拡大する前よりも小さくすることができるので、指数Ａを上記２×１０−６m/W以下にすることも可能である。
【００８１】
指数Ａには、主に光学材料としての接着剤１４１の特性に関するパラメータが含まれているので、それらを調整することが指数Ａの値の調整には有効である。しかしながら、接着剤1４１の特性値の制約や、導波路型光スプリッタ１００の製造条件（組立条件）の制約により、接着剤１４１の特性に関するパラメータを調整できないこともある。
【００８２】
その場合、上記のように、端面１２３，１３４近傍のコア部２０Ａ，１３１Ａの径を拡大してビーム径２ｒを調整することによって指数Ａの値を２×１０−6m/W以下にすることは有効である。図１９に示すようなコア部２０Ａ，１３１Ａの径の拡大は、例えば、熱によるコア拡散（ＴＥＣ）技術によればよい。
【００８３】
上記のように、コア部２０Ａを拡大する場合に、ビーム径２ｒを光ファイバ２０のコア部２０Ａの径にほぼ等しいとするとき、ビーム径２ｒは、コア部２０Ａのうち拡大された領域の径ｄ２とすればよい。
【００８４】
（第２の実施形態）
図２０は、光モジュール３０の第２の実施形態としての光コリメータ２００の側面図である。光コリメータ２００は、光ファイバ（光導波体）２０によって伝送された光のビーム径を拡大し、平行光化する。このような、光コリメータ２００を用いた光システム１としては、光通信システムやレーザ加工システムが例示される。
【００８５】
光コリメータ２００は、筒状であって、径方向に屈折率分布を有する勾配屈折率レンズ（光部品）２１０に、出射端側が補助部材２２０によって保護された光ファイバ２０が接着固定されたものである。光ファイバ２０と勾配屈折率レンズ２１０との接着に用いる接着剤２３０は、第１の実施形態の光路用接着剤１４１と同様のものを用いればよい。
【００８６】
光ファイバ２０と勾配屈折率レンズ２１０との接合部は、第１の実施形態の単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との接合部に対応している。そして、光コリメータ２００においても、指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように、指数Ａの各パラメータが調整されて製造されている。ここで、光コリメータ２００が光通信用モジュールとして用いられる場合には波長範囲１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長の光に対して、また、光コリメータ２００がレーザ加工用モジュールとして用いられる場合には波長範囲２００ｎｍ〜８００ｎｍの何れかの波長に対して、指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように上記各パラメータ（ａ，ｔ，ｊ，ｎＴ，ｒ）の少なくとも１つを上記のように調整して光コリメータ２００が製造されていることは好ましい。
【００８７】
上記のように指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように光コリメータ２００は製造されているので、光コリメータ２００に高パワーの光が入射しても、光学材料としての接着剤２３０に起因する挿入損失ＩＬの変化量Ｄが抑制されている。
【００８８】
そのため、光コリメータ２００を含む光システム１（図１参照）を用いて、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光を伝送させる際に、高パワーの光を伝送させても光の損失の変化を抑制して伝送させることができる。例えば、光システム１を光通信システムとして用いる場合に、波長範囲１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長の光を高パワーで伝送させるとき、その損失の変化が抑制された光通信が可能になる。更に、光システム１をレーザ加工システムとして用いる場合、波長範囲２００ｎｍ〜８００ｎｍの何れかの波長のパワー伝送光を光システム１に高パワーで伝送させるとき、光の損失の変化が抑制された光を用いてレーザ加工をすることができる。
【００８９】
また、指数Ａに屈折率の温度変化率ｎＴも含められているので、例えば、光コリメータ２００に高パワーの光を入射したり、低パワーの光を入射したりしても、それらの光の入射時の挿入損失ＩＬの変化量Ｄを低減できている。
【００９０】
更に、第１の実施形態の場合と同様に、指数Ｂを設定し、指数Ｂが３．１×１０−６m以下となるように光コリメータ２００を製造することは好ましい。また、本実施形態においても、光ファイバ２０のコア部２０Ａをクラッド部２０Ｂよりも勾配屈折率レンズ２１０側に突出させたり、光ファイバ２０の端面（出射端）を球面状又は凸面状に研磨することは好ましい。更に、光ファイバ２０の出射端近傍のコア部２０Ａの径を拡大しておくことが好ましいことは、第１の実施形態の場合と同様である。
【００９１】
（第３の実施形態）
図２１は、光モジュール３０の第３の実施形態としての多心コネクタ３００を説明する図である。多心コネクタ３００は、多心コネクタ３００の両側に配置された一対の光ファイバ同士を接続したり、両側に配置された互いに対応する複数（例えば、２〜１６本）の光ファイバを夫々接続する。多心コネクタ３００とを用いた光システム１としては、光通信システムが例示される。
【００９２】
多心コネクタ３００は、コネクタフェルール３１１に複数の光ファイバ３２１が精度よく並列されたコネクタ（光導波体）３３１と、コネクタフェルール３１２に上記光ファイバ３２１に対応させて複数の光ファイバ３２２が並列されたコネクタ（光部品）３３２とが接続されて構成されている。より具体的には、コネクタ３３１，３３２は、勘合ピン３４１，３４２を用いて位置合わせされ、結合クリップ３５０を用いてつき合わされて構成されている。
【００９３】
多心コネクタ３００において、光ファイバ３２１，３２２の端面は、コネクタフェルール３１１，３１２の端面とほぼ同じになるように研磨されている。また、光ファイバ３２１のコネクタフェルール３１２側と反対側の端は、例えば、複数の光ファイバ３２１夫々に光源部１０（図１参照）が接続されていてもよい。すなわち、複数の光ファイバ３２１は、図１に示す光ファイバ２０の集合体としてもよい。また、光ファイバ３２１は、例えば、第１の実施形態における導波路型光スプリッタ１００で分岐された光を伝搬させるための複数の光ファイバ１１０としてもよい。
【００９４】
多心コネクタ３００において、コネクタ３３１，３３２間には、光ファイバ３２１，３２２の互いに対向する端面間での光の反射を低減するために、光ファイバ３２１のコア部の屈折率と同等の屈折率を有する屈折率整合剤（光学材料）３６０が充填されている。
【００９５】
本実施形態において、コネクタ３３１とコネクタ３３２との接合部が、第１の実施形態における単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との接合部に対応する。そして、光学材料としての屈折率整合剤３６０が光路用接着剤１４１に対応している。
【００９６】
多心コネクタ３００は、指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように指数Ａの各パラメータの少なくとも１つが調整されて製造されている。なお、指数Ａの各パラメータにおいて、吸収率ａ[1/μｍ]は、波長λの光に対する屈折率整合剤３６０の単位長さあたりの吸収率である。また、ｔ［μｍ］は、波長λの光の光路方向における屈折率整合剤３６０の長さである。なお、コネクタフェルール３１１，３１２の端面が互いに平行になっていない場合には、一番厚いところの長さとすればよい。
【００９７】
ｎＴ[1/K]は、屈折率整合剤３６０の屈折率の温度変化率である。ｊ[W/m/K]は、屈折率整合剤３６０の熱伝導率である。また、ｒ[μｍ]は、光ファイバ３１０から光が屈折率整合剤３６０に出射された直後での光の径方向における強度分布において光の強度が主光線αでの強度の1/e2になる位置までの主光線αからの距離である。
【００９８】
多心コネクタ３００においては、結合クリップ３５０でコネクタ３３１，３３２を結合しているため、コネクタ３３１，３３２間の厚さｔは、理想的には０になる。しかしながら、屈折率整合剤３６０の粘度が高い場合には、コネクタ３３１，３３２間に屈折率整合剤３６０による厚みが生じる。また、コネクタフェルール３１１，３１２の端面の研磨の仕方によっては、図２１（ｂ）に示すように、長手方向に直交する方向の一端側に厚みが生じることがある。
【００９９】
本実施形態では、上記のように厚みが生じている領域において指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように、指数Ａの各パラメータの少なくとも1つを調整して多心コネクタ３００を製造する。多心コネクタ３００が光通信用モジュールとして用いられる場合には波長範囲１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長の光に対して、また、多心コネクタ３００がレーザ加工用モジュールとして用いられる場合には波長範囲２００ｎｍ〜８００ｎｍの何れかの波長に対して、指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように上記各パラメータ（ａ，ｔ，ｊ，ｎＴ，ｒ）の少なくとも１つを上記のように調整して多心コネクタ３００が製造されていることは好ましい。
【０１００】
上記のように指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように多心コネクタ３００は製造されているので、多心コネクタ３００に高パワーの光が入射しても、光学材料としての接着剤２３０に起因する挿入損失ＩＬの変化量Ｄが抑制されている。
【０１０１】
そのため、多心コネクタ３００を含む光システム１（図１参照）を用いて、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光を伝送させる際に、高パワーの光を伝送させても光の損失の変化を抑制して伝送させることができる。例えば、多心コネクタ３００を光システム１を光通信システムとして用いる場合に、波長範囲１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長の光を高パワーで伝送させるとき、その損失の変化が抑制された光通信が可能になる。
【０１０２】
また、式（７）に示す指数Ｂを設定して、指数Ｂが３．１×１０−６ｍ以下となるように指数Ｂに含まれる各パラメータの少なくとも1つを調整して多心コネクタ３００を製造することが好適であることは、第１の実施形態の場合と同様である。
【０１０３】
更に、光ファイバ３２１，３２２に夫々含まれるコア部の径を、屈折率整合剤３６０側の端面に向かって拡大させることは、第１の実施形態の場合と同様に好ましい。
【０１０４】
（第４の実施形態）
図２２は、光モジュール３０の第４の実施形態としてのメカニカルスプライス４００を説明する図である。メカニカルスプライス４００は、２本の光ファイバ２０，４１０を接続させるためのものであり、例えば、光通信システムに用いられる。光ファイバ２０は、石英からなるガラスファイバ２１の周囲に樹脂からなる被覆層２２が形成されてなっている。光ファイバ４１０も同様にガラスファイバ４１１の周囲に樹脂からなる被覆層４１２が形成されてなっている。
【０１０５】
メカニカルスプライス４００は、先端がカット／研磨され、先端部分の被覆層２２，４１２が除去された光ファイバ２０，４１０夫々を、第１の固定部材４２１に形成された位置決め用のガイド（例えば、Ｖ溝）で軸合わせをし、第２の固定部材４２２によって押圧して固定したものである。
【０１０６】
固定部材４２１，４２２は、工業用高機能樹脂（例えば、ＰＰＳ）からなっている。メカニカルスプライス４００において、光ファイバ２０，４１０間には、光ファイバ２０，４１０の端面間での光の反射を低減するために、ガラスファイバ２１に含まれているコア部２０Ａと同等の屈折率を有する屈折率整合剤４３０が充填されている。屈折率整合剤４３０としては、第３の実施形態で用いたものと同様のものを用いればよい。
【０１０７】
本実施形態において、光ファイバ２０と光ファイバ４１０との接合部が、第１の実施形態の単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との間の接合部に相当する。そして、メカニカルスプライス４００は、指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように、指数Ａの各パラメータの少なくとも１つが調整されて製造されている。
【０１０８】
メカニカルスプライス４００では、光ファイバ２０，４１０が第１及び第２の固定部材４２１，４２２による固定時に互いに付き合わされているため、端面間の厚さは理想的には０になる。しかし、突合せが不十分であったり、光ファイバ２０，４１０の端面が光軸方向に直交する方向から傾いていたり、環境温度の変化によって第１及び第２の固定部材４２１，４２２が熱膨張している場合などによって厚みが生じる。
【０１０９】
本実施形態のメカニカルスプライス４００は、上記のように光ファイバ２０，４１０の端面間に厚みが生じている場合、その最も厚いところでの厚さに対して指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように指数Ａの各パラメータの少なくとも１つが調整されて製造されている。ここで、メカニカルスプライス４００が光通信用モジュールとして用いられる場合には波長範囲１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長の光に対して、また、メカニカルスプライス４００がレーザ加工用モジュールとして用いられる場合には波長範囲２００ｎｍ〜８００ｎｍの何れかの波長に対して、指数Ａが２×１０−６m/W以下となるように上記各パラメータ（ａ，ｔ，ｊ，ｎＴ，ｒ）の少なくとも１つを上記のように調整してメカニカルスプライス４００が製造されていることは好ましい。
【０１１０】
上記のように指数Ａが２×１０−６m/W以下となるようにメカニカルスプライス４００は製造されているので、メカニカルスプライス４００に高パワーの光が入射しても、光学材料としての接着剤２３０に起因する挿入損失ＩＬの変化量Ｄが抑制されている。
【０１１１】
そのため、メカニカルスプライス４００を含む光システム１（図１参照）を用いて、波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長λ[nm]の光を伝送させる際に、高パワーの光を伝送させても光の損失の変化を抑制して伝送させることができる。例えば、メカニカルスプライス４００を含む光システム１を光通信システムとして用いる場合に、波長範囲１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの波長の光を高パワーで伝送させるとき、その損失の変化が抑制された光通信が可能になる。
【０１１２】
また、式（７）に示す指数Ｂを設定して、指数Ｂが３．１×１０−６ｍ以下となるように指数Ｂに含まれる各パラメータの1つを調整してメカニカルスプライス４００を製造することが好適であることは、第１の実施形態の場合と同様である。
【０１１３】
ガラスファイバ２１のコア部をガラスファイバ４１１側に突出させたり、コア部の端面を球面状や凸面状にすることが好ましいのは、第１の実施形態の場合と同様である。また、ガラスファイバ２１，４１１に夫々含まれるコア部の径を、屈折率整合剤４３０側の端面に向かって拡大させることが好ましいのは、第１の実施形態の場合と同様である。
【０１１４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記各実施形態において、光ファイバ２０を光導波体としているが、例えば、第１の実施形態における光ファイバ２０を含む単心ＦＡ１２０、第３の実施形態におけるコネクタ３３１を光導波体と捉えても良い。また、第１の実施形態においては、単心ＦＡ１２０に含まれる光ファイバ２０を光導波体とし、ＰＬＣ１３０を光部品として説明しているが、ＰＬＣ１３０との接合部に着目すれば、ＰＬＣ１３０を光導波体とし、多心ＦＡ１５０を光部品としても良い。
【０１１５】
また、第１の実施形態では、ＰＬＣとして分岐型光導波路が形成されているとしているが、マッハツェンダ光干渉計型の光導波路が形成されていてもよいし、アレイ導波路回折格子が形成されていてもよい。
【０１１６】
更に、光モジュール３０としては、上記各実施形態に限定されずに、光導波体と、光導波体から出射される波長範囲２００ｎｍ〜１６５０ｎｍの何れかの光を受ける光部品とを有しており、それらの間に光学材料充填されているものであって、式（５）で定義される指数Ａが２×１０−６m/W以下になっていればよい。
【０１１７】
また、第２〜第４の実施形態においても、指数Ａ及び指数Ｂに含まれるビーム径２ｒは、第１の実施形態の説明において記載したように、光導波体（例えば、光ファイバや光導波路）のコア部の径にほぼ等しいとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る光システムの一実施形態の構成を示す模式図である
【図２】（ａ）は、導波路型光スプリッタ１００の平面図である。（ｂ）は、導波路型光スプリッタ１００の側面図である。
【図３】単心ＦＡ１２０とＰＬＣ１３０との接合関係を説明する図である
【図４】指数Ａに含まれるパラメータと挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示す図である。
【図５】指数Ａに含まれるパラメータと挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示す図である。
【図６】指数Ａに含まれるパラメータと挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示す図である。
【図７】指数Ａと挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示す図である。
【図８】光の主光線αに直交する平面における強度分布を示す図である。
【図９】図３の接合部をモデル化した図である。
【図１０】接着剤１４１におけるｘ軸方向の温度分布を示す図である。
【図１１】接着剤１４１におけるｘ軸方向の屈折率分布を示す図である。
【図１２】指数Ａと温度Ｔとの関係を示す図である。
【図１３】入力パワーＰと挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示す図である。
【図１４】指数Ｂと挿入損失ＩＬの変化量Ｄとの関係を示す図である。
【図１５】導波路型光スプリッタ１００の他の形態を説明する図である。
【図１６】図１５に示す導波路型光スプリッタ１００の製造方法を説明する図である。
【図１７】図１５に示す導波路型光スプリッタ１００の他の製造方法を説明する図である。
【図１８】導波路型光スプリッタ１００の他の形態を説明する図である。
【図１９】導波路型光スプリッタ１００の他の形態を説明する図である。
【図２０】光コリメータ２００の構成を説明する図である。
【図２１】多心コネクタ３００の構成を説明する図である。
【図２２】メカニカルスプライス４００の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１…光システム、１０…光源部、２０…光ファイバ（光導波体）、２０Ａ…コア部、３０…光モジュール、１００…導波路型光スプリッタ（光モジュール）、１３１…光導波路、１４１…接着剤（光学材料）、１４２…接着剤、２００…光コリメータ（光モジュール）、２３０…接着剤（光学材料）３００…多心コネクタ（光モジュール）、３２１…光ファイバ（光導波体）３２２…光ファイバ（光部品）、３６０…屈折率整合剤（光学材料）、４００…メカニカルスプライス（光モジュール）、４１０…光ファイバ（光部品）、４３０…屈折率整合剤（光学材料）、α…主光線
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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