(57)【要約】【課題】レンズ端面の鏡面状態やレンズ長を制御し易いうえ、工数を削減でき、しかも製造コストダウンが可能で、光学特性が良好な屈折率分布型レンズを歩留まり良く製造できる屈折率分布型レンズの製造方法を提供すること。【解決手段】屈折率分布を有するプリフォームを延伸したロッドレンズ１を切断する切断工程が備えられた屈折率分布型レンズの製造方法であって、上記切断工程において、ロッドレンズ１を切削用砥石５を用いて切断する工程とこのロッドレンズ１の切断面１ａに切削用砥石５を押し当ることにより鏡面化する工程を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率分布を有するプリフォームを延伸したロッドレンズを切断する切断工程が備えられた屈折率分布型レンズの製造方法であって、
前記切断工程において、切削用砥石を用いて前記ロッドレンズを切断する工程とこのロッドレンズの切断面を研磨して鏡面化する工程を行う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】
前記切断工程において、前記ロッドレンズを前記切削用砥石を用いて切断する工程とこのロッドレンズの切断面に前記切削用砥石を押し当ることにより鏡面化する工程を行う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。
【請求項３】
前記切断工程において、回転ステージ上に前記ロッドレンズを取り付けた後、前記回転ステージを所定角度傾けた状態としたままで前記ロッドレンズを前記切削用砥石を用いて切断する工程と、このロッドレンズの切断面に前記切削用砥石を押し当ることにより鏡面化する工程を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の屈折率分布型レンズの製造方法。
【請求項４】
前記切断工程において、前記ロッドレンズを前記切削用砥石を用いて切断する際に研磨砥粒が添加された研削液を用い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、光通信分野において使用される屈折率分布型レンズの製造方法に関するものである。
【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み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射、出射する形式の屈折率分布型レンズ（ロッドレンズ又は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端面が鏡面化されている。それは、屈折率分布型レンズの端面が鏡面化されていないと、信号光が入射、出射、あるいは反射する際に、そこで散乱がおこり、損失の原因となるからである。また、屈折率分布型レンズの端面に反射防止膜や光フィルタなどを直接成膜するためには、端面が鏡面化されていなければならない。なぜなら、レンズ端面に凸凹のある状態のまま成膜すると、膜が均一に付かず、膜の特性が損なわれるからである。従って、上記のような理由から屈折率分布型レンズでは端面を鏡面化する必要がある。
【０００４】
このような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（例えば、特許文献１参照）。
まず、屈折率分布を有するプリフォームを加熱して所定の外径まで延伸した長尺の棒状ロッドレンズを複数本固定し、スライサーなどの加工機を用いて所定の長さに切断した後、切断した複数本の棒状ロッドレンズ端面を研磨装置を用いて同時に研磨することによって鏡面化すると、屈折率分布型レンズが得られる。ここでロッドレンズの両側の端面を鏡面化する場合は、片面づつ２回研磨を行うことになる。さらに、ロッドレンズ端面の角度が光軸に対して所定角度だけ傾けられたタイプの場合には、研磨工程は特に工数が多くなる。
また、レンズ端面を鏡面化するその他の方法としては、上記のようにして切断した複数本の屈折率分布型ロッドレンズを１づつ取り外してそれぞれ研磨用の治工具に取り付けた後、研磨装置にて固定砥粒や遊離砥粒を用いて研磨を行う方法もある。
【０００５】
【特許文献１】
特公平７−８９１６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の屈折率分布型レンズの製造方法においてレンズの研磨工程は、粗研磨から仕上げ研磨までの工程があり、非常に時間と手間のかかる工程である。
また、屈折率分布型レンズではレンズ長の均一性が光学特性に影響を与えることがわかっている。しかし上記のような研磨を行うとレンズ長が短くなるが、研磨を行う場合のレンズ長の管理は難しく、レンズ長がばらついてしまう。そのため、歩留まりが低下してしまう。
また、レンズ端面の角度を光軸に対して所定角度だけ傾ける場合、上記の特許文献１に示されるように、正確に所定の角度にするためには、角度を測定しながら工数が多い研磨工程を行うため、製造コストが高くなってしまう。
また、上記の研磨工程において酸化セリウムやＳｉＯ２といった研磨砥粒を用いて仕上げ研磨を行うと、研磨砥粒の汚れがレンズに付着してしまうため、研磨後に洗浄工程が必要になってしまう。
【０００７】
また、研磨用の治工具にレンズを１つずつ取り付けて研磨を行う方法では、歩留まりが悪い。その原因としては以下（１）〜（６）のようなことが挙げられる。
（１）レンズを治工具に取り付けるときに、側面に傷が入り、レンズが折れることもある。（２）研磨時にレンズに欠けや傷が生じ、不良となる。（３）研磨用の治工具からの突き出し長さがばらつくことにより、研磨時の応圧力の管理が難しい。そのため、研磨状態が安定せず、研磨状態がばらつく。（４）研磨シートの磨耗などにより、条件が一定せず、研磨状態がばらつく。（５）研磨端面がだれてしまう。過度にだれたものは不良となる。（６）研磨治工具へのレンズ取り付け時に取り付け角度がずれることにより、研磨面の角度が要求される角度からずれてしまい、不良となる。
また、研磨シート、研磨砥粒などの消耗品が多いため製造コストがかかる。
以上のように従来の研磨によるレンズ端面の鏡面化は、屈折率分布型レンズのコストアップの原因となっていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、レンズ端面の鏡面状態やレンズ長を制御し易いうえ、工数を削減でき、しかも製造コストダウンが可能で、光学特性が良好な屈折率分布型レンズを歩留まり良く製造できる屈折率分布型レンズの製造方法を提供することを課題の一つとする。
また、本発明は、光学特性が良好で、しかも歩留まり良く製造できるうえ、コストダウンが可能な屈折率分布型レンズを提供することを課題の一つとする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、屈折率分布を有するプリフォームを延伸したロッドレンズを切断する切断工程が備えられた屈折率分布型レンズの製造方法であって、
上記切断工程において、切削用砥石を用いて上記ロッドレンズを切断する工程とこのロッドレンズの切断面を研磨して鏡面化する工程を行うことを特徴とする屈折率分布型レンズの製造方法によって解決される。
【００１０】
また、本発明の屈折率分布型レンズの製造方法においては、上記切断工程において、上記ロッドレンズを上記切削用砥石を用いて切断する工程とこのロッドレンズの切断面に上記切削用砥石を押し当ることにより鏡面化する工程を行うようにしてもよい。
また、本発明の屈折率分布型レンズの製造方法においては、上記切断工程において、回転ステージ上に上記ロッドレンズを取り付けた後、上記回転ステージを所定角度傾けた状態としたままで上記ロッドレンズを上記切削用砥石を用いて切断する工程と、このロッドレンズの切断面に上記切削用砥石を押し当ることにより鏡面化する工程を行うようにしてもよい。
また、本発明の屈折率分布型レンズの製造方法においては、上記切断工程において、上記ロッドレンズを上記切削用砥石を用いて切断する際に研磨砥粒が添加された研削液を用いるようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態においては、屈折率分布型レンズを次にようにして製造することができる。
まず、公知の方法により屈折率分布を有するプリフォームを加熱して所定の外径まで延伸した長尺の棒状ロッドレンズを作製する。
ついで、図１に示すように棒状ロッドレンズ１を加工機に備えられた切削用砥石５を用いて切断した後、この切削用砥石５をロッドレンズ１の両切断面１ａ、１ａに押し当てることによりレンズ端面の表面の鏡面化を行うと、屈折率分布型レンズ２が得られる。なお、図１中、符号１ｂは切断前のロッドレンズ、Ｘはロッドレンズ１の長手方向Ｘであり、Ｙはロッドレンズ１の長手方向Ｘと交差する方向、２ａはレンズ２の端面である。
【００１２】
ここでのロッドレンズの切断及び鏡面化工程について詳細には、まず、図２（ａ）に示すように切削用砥石５を下方向（ロッドレンズ１の長手方向Ｘと交差する方向Ｙ）に動かしてロッドレンズ１を切断し、ついで図２（ｂ）に示すように切削用砥石５を＋Ｘ方向（ロッドレンズ１の長手方向Ｘのうち一方の方向）にゆっくり動かしてロッドレンズの一方の切断面１ａに押し当てて鏡面化した後、図２（ｃ）に示すようにこの切削用砥石５を−Ｘ方向（先に動かした方向と反対方向）にゆっくり動かしてロッドレンズの他方の切断面１ａに押し当てて鏡面化する。
【００１３】
このように切断工程においてロッドレンズの切断面１ａに切削用砥石５を押し当てることにより、切削用砥石５を押し当てずに切断のみ行った場合に比べて、屈折率レンズの端面２ａの表面粗さを小さくでき、従来のように切断工程後、研磨装置を用いる研磨工程を行って得られたレンズ切断面の表面粗さと同じ程度の表面粗さが得られる。
また、さらに表面状態が良い端面２ａが必要な場合には、上記の切断工程において切削用砥石５を用いる鏡面化を行う工程に続いて、研磨装置を用いて端面２ａを研磨すればよい。その場合、従来の研磨工程で行っていたような粗研磨、中仕上げ研磨等の前工程は施さなくても済み、最終研磨工程だけ施せばよいので、低コストで、優れた鏡面状態が優れた端面を有する屈折率分布型レンズを製造できる。
【００１４】
また、従来の研磨装置を用いる研磨工程ではレンズ長の管理が難しく、レンズ長がばらつくという問題があったが、本実施形態の方法では加工機に備えられた切削用砥石５を用いるので、加工機の座標を用いて容易かつ高精度にレンズ長を制御することが可能で、光学特性が良好な屈折率分布型レンズを製造できる。そのため、レンズ長のバラツキによる歩留まり低下がなくなり、光学特性が均一な屈折率分布型レンズを効率良く製造できる。
また、ロッドレンズ１を研磨用治工具に固定しなくても済むため、レンズに傷つきや折れが発生する確率が大幅に減少し、歩留まりが向上するため、屈折率分布型レンズ２のコストストダウンが可能になる。
また、切削用砥石５を用いて研磨を行うので、レンズ端面にかかる応圧力が一定になるため、研磨状態がばらつくことがなく、レンズ端面の表面を均質な鏡面にでき、歩留まりが上がり、レンズのコストダウンが可能になる。
【００１５】
また、研磨シートや研磨砥粒などを用いる従来の研磨工程に比べて消耗品が少ないため、製造コストダウンが可能である。
従って、本実施形態の屈折率分布型レンズの製造方法によれば、切断工程において研磨も行うようにしたことより、研磨装置を用いた研磨工程を省くことができるため工数が減り、また、歩留まりを向上できるので製造コストを削減することが可能で、その結果として屈折率分布型レンズのコストダウンが可能になる。
また、レンズ端面の鏡面状態やレンズ長を制御し易いので、低損失で、光学特性が良好な屈折率分布型レンズを効率良く製造できる。
【００１６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態においては、屈折率分布型レンズを次にようにして製造することができる。この第２の実施形態においては、レンズ端面の角度が光軸に対して所定角度だけ傾けられたタイプの屈折率分布型レンズの製造方法について説明する。
まず、第１の実施形態と同様の方法により長尺の棒状ロッドレンズを複数本作製する。
ついで、図３（ａ）に示すように作製した複数本の棒状ロッドレンズ１を回転ステージ２０上に取り付ける。
ついで、図３（ｂ）に示すようにロッドレンズを設置した回転ステージ２０を所定の角度θだけ傾けた状態としたままで第１の実施形態と同様にして切削用砥石５を用いてロッドレンズ１を切断した後、切削用砥石５をロッドレンズ１の両切断面に順次に押し当てることによりレンズ端面の表面の鏡面化を行うと、レンズ端面の角度が光軸に対して所定角度だけ傾いたタイプの屈折率分布型レンズが得られる。
本実施形態の製造方法によれば、第１の実施形態の製造方法と同様の効果があるうえ、ロッドレンズ端面を簡単に所定の角度に仕上げることができるため、工数が減り、レンズのコストダウンが可能である。
【００１７】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態においては、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、第１の実施形態と同様の方法により長尺の棒状ロッドレンズを複数本作製する。
ついで、図２（ａ）に示すように切削用砥石５を用いて棒状をロッドレンズ１を切断するが、このとき研削液として研磨砥粒の入った研削液を用いる。ここで用いる研削液の具体例としては、コロイダルシリカを含む研磨用研削液を用いる。
このようにすると切断と同時に切断面の鏡面化を行うことができる。
【００１８】
本実施形態の製造方法によれば、切断工程において研磨も行うようにしたことより、研磨装置を用いた研磨工程を省くことができるため工数が減り、また、歩留まりを向上できるので製造コストを削減することが可能で、その結果として屈折率分布型レンズのコストダウンが可能である。
【００１９】
次に、本発明を具体例によって説明する。
（実施例）
まず、屈折率分布を有する多成分ガラスからなるプリフォームを加熱して所定の外径まで延伸した長尺の棒状ロッドレンズを作製した。ついで、加工機に備えられた切削用砥石をこの棒状ロッドレンズ向けて下降させてロッドレンズ切断した後、上記切削用砥石をロッドレンズの長手方向にゆっくり動かして上記棒状ロッドレンズの一方の切断面に押し当てて鏡面化を行った後、この切削用砥石を上記方向と反対方向にゆっくり動かして上記棒状ロッドレンズの他方の切断面に押し当てて鏡面化を行い、屈折率分布型レンズ（実施例）を作製した。
【００２０】
ここでの切断条件は、切削用砥石の回転数１００００ｒｐｍ、上記砥石の送り速度（砥石を下降させて切断する速度）は１ｍｍ／ｍｉｎとした。
また、上記切削用砥石をロッドの長手方向にゆっくりと動かす速度は、０．０１ｍｍ／ｍｉｎ、移動量は３μｍとし、３μｍ移動した所で０．５秒間停止させてロッドレンズの一方の切断面に押し当て、他方の切断面については切削用砥石の移動方向が反対である以外は先の条件と同様の条件で切削用砥石を押し当てた。
【００２１】
上記のようにして作製した屈折率分布型レンズの端面の平均表面粗さＲａと、最大表面粗さ（最大高さ）Ｒｙの測定結果を表１に示す。また、切削用砥石で切断直後（鏡面化加工していない）の棒状ロッドレンズの切断面の平均表面粗さＲａと、最大表面粗さＲｙの測定結果を表１に合わせて示す。
また、比較のために上記方法と同様にして作製した長尺の棒状ロッドレンズをスライサーを用いて切断後、切断面を研磨装置を用いて研磨し鏡面化する従来の方法により作製した屈折率分布型レンズの端面の平均表面粗さＲａと、最大表面粗さＲｙの測定結果を表１に合わせて示す。
【００２２】
【表１】
2005003712.tif 000003
【００２３】
表１に示した結果から加工機に備えられた切削用砥石により切断後、この切削用砥石を切断面に押し当てる実施例の方法により得られた屈折率分布型レンズの端面の表面粗さは、切削用砥石により切断のみ行っただけの端面の表面粗さより小さくでき、平滑化できることがわかる。
また、本発明の実施の方法より得られた屈折率分布型レンズの端面の表面粗さは、ロッドレンズの端面を従来の方法により研磨して得られた屈折率分布型レンズの端面の表面粗さとほぼ同じ程度であることがわかる。
従って、切断工程において切削用砥石を切断面に押し当てて研磨を行う方法は、従来の研磨装置を用いる研磨の代わりとして用いることができることがわかった。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の屈折率分布型レンズの製造方法によれば、レンズ端面の鏡面状態やレンズ長を制御し易いうえ、工数を削減でき、しかも製造コストダウンが可能で、光学特性が良好な屈折率分布型レンズを歩留まり良く製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の屈折率分布型レンズの製造方法を説明するための斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態の屈折率分布型レンズの製造方法を工程順に示した図。
【図３】本発明の第２の実施形態の屈折率分布型レンズの製造方法を工程順に示した図。
【符号の説明】
１・・・棒状ロッドレンズ、１ａ・・・切断面、２・・・屈折率分布型レンズ、２ａ・・・端面、５・・・切削用砥石、２０・・・回転ステージ。
【図１】
2005003712.tif 000004
【図２】
2005003712.tif 000005
【図３】
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