(57)【要約】【課題】接着剤を用いて光路を形成する部材の端面に薄膜フィルタを確実に接合することができ、所期の光学特性を得ることができるフィルタ接合方法を提供する。【解決手段】薄膜フィルタ１０を介して相対する一対の光ファイバ３０，３１の端面に紫外線硬化型接着剤２０で薄膜フィルタ１０を接合するフィルタ接合方法において、薄膜フィルタ１０を光ファイバ３０，３１の端面に接合する前に、薄膜フィルタ１０に光洗浄又はシランカップリング剤による改質処理を行い、薄膜フィルタ１０に対する紫外線硬化型接着剤２０の濡れ性を向上させた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜フィルタを介して相対する一対の光路を形成する部材の端面の少なくとも一方に接着剤で前記薄膜フィルタを接合するフィルタ接合方法において、
前記薄膜フィルタを前記光路を形成する部材の端面に接合する前に、前記薄膜フィルタに光洗浄又はシランカップリング剤による改質処理を行うことを特徴とするフィルタ接合方法。
【請求項２】
薄膜フィルタを介して相対する一対の光路を形成する部材の端面の少なくとも一方に接着剤で前記薄膜フィルタを接合するフィルタ接合方法において、
前記薄膜フィルタを前記光路を形成する部材の端面に接合する前に、前記薄膜フィルタに光洗浄を行い、その後シランカップリング剤による改質処理を行うことを特徴とするフィルタ接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はフィルタ接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単独の薄膜フィルタは光ファイバ等の光路を形成する部材としての光導波路やフェルールに実装されて使用される。
【０００３】
薄膜フィルタを介して相対する一対の光導波路の端面は接着剤で薄膜フィルタに接合される。
【０００４】
接着剤としては一般的に紫外線硬化型接着剤が用いられる。
【０００５】
【特許文献】
特公昭６２−２９７６４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、薄膜フィルタに対する接着剤の濡れ性が悪く、薄膜フィルタの表面から接着剤が逃げ易いため、薄膜フィルタの表面に接着剤の有る部分と無い部分とが生じ、光導波路の端面に薄膜フィルタを確実に接合することは困難であった。
【０００７】
薄膜フィルタの表面に接着剤の有る部分と無い部分とが生じた場合、接着剤の有る部分と無い部分とで光学的特性が変わるため、光導波路は所期の特性を得られないという問題がある。
【０００８】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は接着剤を用いて光路を形成する部材の端面に薄膜フィルタを確実に接合することができ、所期の光学特性を得ることができるフィルタ接合方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、薄膜フィルタを介して相対する一対の光路を形成する部材の端面の少なくとも一方に接着剤で前記薄膜フィルタを接合するフィルタ接合方法において、前記薄膜フィルタを前記光路を形成する部材の端面に接合する前に、前記薄膜フィルタに光洗浄又はシランカップリング剤による改質処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載に発明は、薄膜フィルタを介して相対する一対の光路を形成する部材の端面の少なくとも一方に接着剤で前記薄膜フィルタを接合するフィルタ接合方法において、前記薄膜フィルタを前記光路を形成する部材の端面に接合する前に、前記薄膜フィルタに光洗浄を行い、その後シランカップリング剤による改質処理を行うことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１はこの発明の第１実施形態に係るフィルタ接合方法を説明するための概念図である。
【００１３】
図１は光ファイバに薄膜フィルタを接合する方法を説明するための図である。
【００１４】
相対する一対の光ファイバ（光路を形成する部材）３０，３１との間に薄膜フィルタ１０が実装される。薄膜フィルタ１０の両面に塗布された紫外線硬化型接着剤（接着剤）２０によって、一対の光ファイバ３０，３１の端面と薄膜フィルタ１０とが接合される。なお、光は例えば矢印に示すように進む。
【００１５】
薄膜フィルタ１０は、例えば塩化ナトリウムの基体（図示せず）の表面にＳｉＯ２とＮｂ２Ｏ５  とを積層して形成される。その後、塩化ナトリウムの基体を除去したとき、薄膜フィルタ１０の両面にはＳｉＯ２  がそれぞれ露出する。
【００１６】
薄膜フィルタ１０を光ファイバ３０，３１の端面に接合する前には、薄膜フィルタ１０に光洗浄とシランカップリング剤による改質処理とが行われる。
【００１７】
次に、光洗浄について説明する。
【００１８】
図２は光洗浄装置を説明するための概念図である。
【００１９】
光洗浄装置４０は、チャンバ４１内の上下に配置された低圧水銀ランプ４２，４３と、低圧水銀ランプ４２，４３の間に配置された支持部材４４とで構成される。薄膜フィルタ１０は支持部材４４によって支持される。チャンバ４１内は大気雰囲気である。
【００２０】
低圧水銀ランプ４２，４３の出力、波長及びエネルギー密度はそれぞれ２００Ｗ、１８５及び２５４ｎｍ並びに４７２〜６４７Ｊ／ｍｏｌである。
【００２１】
次に、光洗浄の作業手順を以下に述べる。
【００２２】
まず、薄膜フィルタ１０を基体から剥離する。
【００２３】
次に、薄膜フィルタ１０を洗剤で洗浄する。
【００２４】
その後、薄膜フィルタ１０を水ですすぎ、洗剤を除去する。
【００２５】
次に、薄膜フィルタ１０をアルコールで洗浄する。
【００２６】
最後に、薄膜フィルタ１０をチャンバ４１内に入れ、低圧水銀ランプ４２，４３によって薄膜フィルタ１０にＵＶ光を照射する。
【００２７】
すると、薄膜フィルタ１０の表面が活性化するとともに、薄膜フィルタ１０の表面に付着している有機物が除去される。
【００２８】
薄膜フィルタ１０の表面の有機物が除去される結果、薄膜フィルタ１０の紫外線硬化型接着剤２０に対する濡れ性が向上するとともに、薄膜フィルタ１０の表面の清浄度が向上する。
【００２９】
光洗浄に要する時間は５分程度である。
【００３０】
なお、光洗浄が行われた薄膜フィルタ１０の表面は活性化しているため、大気中に放置しておくと数時間で再汚染される。したがって、光洗浄を行った後、直ちに接着作業を行うのが好ましい。だだし、薄膜フィルタ１０を窒素雰囲気中に保管すれば、再汚染を遅らせることは可能である。
【００３１】
光洗浄が終了した後、シランカップリング剤による改質処理を行う。
【００３２】
シランカップリング剤は、式ＹＲＳｉＸ３  で表すことができる。
【００３３】
ここで、
Ｘ：ケイ素原子に結合している加水分解性基である。例えば、−ＯＲ、−Ｃｌ、−ＮＲ２  等である。
Ｙ：有機マトリックスと反応する有機官能基である。
【００３４】
このシランカップリング剤は、上記構成であるため、無機物と有機樹脂とを結び付けることができ、物理強度、耐水性、接着性等を向上させることができる。
【００３５】
シランカップリング剤による接着性の向上は以下の理由によるものと考えられる。
【００３６】
（１）有機樹脂への“濡れ”が改良される。
【００３７】
（２）有機樹脂への相溶性が改良される。
【００３８】
（３）無機物と有機樹脂との間で化学結合が形成される。
【００３９】
（４）無機物と有機樹脂との間で水素結合的に結合される。
【００４０】
次に、シランカップリング剤の使用方法について説明する。
【００４１】
シランカップリング剤は通常希薄水溶液で使用される。シランカップリング剤の水溶液濃度は通常０．１〜２．０％程度である。水に対して相溶性の乏しいシランカップリング剤の場合、０．１〜２．０％程度の酢酸水や水−アルコール（酢酸水−アルコール）混合液で希釈する。
【００４２】
次に、シランカップリング剤の調整方法を具体的に説明する。
【００４３】
（１）酢酸濃度０．１〜２．０％の水溶液を準備する。シランカップリング剤の溶解性が良好な場合、酢酸濃度を低下させることができる。アミノシランカップリング剤の場合、酢酸の添加は不要である。
【００４４】
（２）酢酸水溶液を攪拌しながらシランカップリング剤を所定時間に亘って滴下する。シランカップリング剤の濃度は一般的に０．１〜２．０％である。攪拌作業は水溶液をはね上げない状態でできるだけ速い速度で行われる。
【００４５】
（３）滴下終了後、更に３０〜６０分間に亘って水溶液を攪拌する。水溶液がほぼ透明になった時点でシランカップリング剤の加水分解が終了する。
【００４６】
（４）シラン水溶液（シランカップリング剤の希薄溶液）中に不溶物や浮遊物が目立つ場合、必要に応じて濾過を行う。
【００４７】
次に、フィルタ接合方法を説明する。
【００４８】
一対の光ファイバ３０，３１間に薄膜フィルタ１０を実装するとき、予めシラン水溶液が塗布された薄膜フィルタ１０をピンセットでつまみ、薄膜フィルタ１０を光ファイバ３０，３１の端面間に挟み込む。
【００４９】
その後、紫外線硬化型接着剤２０を薄膜フィルタ１０と光ファイバ３０，３１の端面との間に滴下する。その後、紫外線硬化型接着剤２０は硬化する。
【００５０】
このとき、薄膜フィルタ１０の両面にシラン水溶液が塗布されて薄膜フィルタ１０に対する紫外線硬化型接着剤２０の濡れ性が向上するため、薄膜フィルタ１０の表面から紫外線硬化型接着剤２０が逃げ難くなり、薄膜フィルタ１０の表面に紫外線硬化型接着剤２０の無い部分が生じなくなる。
【００５１】
この実施形態によれば、接着剤２０を用いて光ファイバ３０，３１の端面に薄膜フィルタ１０を確実に接合することができ、所期の光学特性を得ることができる。また、薄膜フィルタ１０の表面の清浄度が向上するため、薄膜フィルタ１０の透過率が向上する。
【００５２】
図３はこの発明の第２実施形態に係るフィルタ接合方法を説明するための図である。
【００５３】
図３は光路を形成する部材としての石英系ＰＬＣ（平面光波基板、以下ＰＬＣという）５１に薄膜フィルタ６０を接合する方法を説明するための図である。
【００５４】
ＰＬＣ５１はシリコン基板５０の上面に設けられている。ＰＬＣ５１には薄膜フィルタ６０を実装するための溝５２が形成されている。
【００５５】
溝５２で分割されたＰＬＣ５１の一方の部分５１ａに形成された凹部５３にはレーザダイオード（以下ＬＤという）５４が配置され、他方の部分５１ｂに形成された凹部５５には受信用フォトダイオード（以下受信用ＰＤという）５６が配置されている。
【００５６】
また、シリコン基板５０には光ファイバ８０（光路を形成する部材）が設けられ、その端面はＰＬＣ５１の端面に対向している。
【００５７】
薄膜フィルタ６０は、例えば塩化ナトリウムの基体（図示せず）の表面にＳｉＯ２とＮｂ２Ｏ５とを積層して形成される。薄膜フィルタ６０の両面にはＳｉＯ２がそれぞれ露出する。
【００５８】
溝５２に薄膜フィルタ６０を実装するとき、シラン水溶液が塗布された薄膜フィルタ６０をピンセットでつまみ、矢印ｅに示す方向から薄膜フィルタ６０を溝５２に挿入する。
【００５９】
なお、薄膜フィルタ６０を溝５２に挿入する前には、第１実施形態と同様に薄膜フィルタ６０に光洗浄とシランカップリング剤による改質処理とが行われる。
【００６０】
その後、紫外線硬化型接着剤（図示せず）を溝５２に滴下する。その後、紫外線硬化型接着剤は硬化する。
【００６１】
このとき、薄膜フィルタ６０の両面にシラン水溶液が塗布されて薄膜フィルタ６０に対する紫外線硬化型接着剤の濡れ性が向上するため、薄膜フィルタ６０の表面から紫外線硬化型接着剤が逃げ難くなり、薄膜フィルタ６０の表面に紫外線硬化型接着剤の有る部分と無い部分とが生じなくなる。
【００６２】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００６３】
なお、図３の実施形態の場合、光ファイバ８０の端面から出射された光（例えば波長λ１）は矢印ａに示す方向へＰＬＣ５１の一方の部分５１ａを通過し、薄膜フィルタ６０に到る。薄膜フィルタ６０を透過した光は矢印ｂに示す方向へＰＬＣ５１の他方の部分５１ｂを通過し、受信用ＰＤに到る。受信用ＰＤは受光光量に応じた受光電流を出力する。
【００６４】
また、ＬＤ５４から出射された光（例えば波長λ２）はＰＬＣ５１の一方の部分５１ａを矢印ｃに示す方向へ通過し、薄膜フィルタ６０に到る。薄膜フィルタ６０で反射された光は矢印ｄに示す方向へＰＬＣ５１の一方の部分５１ａを逆行し、光ファイバ８０の端面に入射する。
【００６５】
なお、上記各実施形態では光洗浄とシランカップリング剤による改質処理とを行ったが、必ずしも両処理を行う必要はなく、いずれかの処理を行うだけであっても濡れ性が向上するため、同様の効果を得ることができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明によれば、接着剤を用いて光路を形成する部材の端面に薄膜フィルタを確実に接合することができ、所期の光学特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係るフィルタ接合方法を説明するための概念図である。
【図２】図２は光洗浄装置を説明するための概念図である。
【図３】図３はこの発明の第２実施形態に係るフィルタ接合方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１０，６０  薄膜フィルタ
２０  紫外線硬化型接着剤（接着剤）
３０，３１，８０  光ファイバ（光路を形成する部材）
５１  石英系ＰＬＣ（光路を形成する部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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