(57)【要約】【課題】  アルカリガラス基板を有するフィルタ素子とコリメートレンズとエポキシ系樹脂で強固に接着して構成された安価な誘電体多層膜型光部品の提供。【解決手段】  アルカリガラス基板２の片面に誘電体多層膜３が形成され、他方の面に石英ガラス薄膜４が形成されたことを特徴とする誘電体多層膜型フィルタ素子１。この誘電体多層膜型フィルタ素子の誘電体多層膜および石英ガラス薄膜にそれぞれエポキシ系樹脂を用いてコリメートレンズが接着されてなることを特徴とする誘電体多層膜型光部品。【選択図】  図１
2005345954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリガラス基板の片面に誘電体多層膜が形成され、他方の面に石英ガラス薄膜が形成されてなることを特徴とする誘電体多層膜型フィルタ素子。
【請求項２】
請求項１に記載の誘電体多層膜型フィルタ素子の誘電体多層膜および石英ガラス薄膜にそれぞれエポキシ系樹脂を用いてコリメートレンズが接着されてなることを特徴とする誘電体多層膜型光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野等で使用され、低コストで製造できる誘電体多層膜型フィルタ素子及び誘電体多層膜型光部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体多層膜型光部品は、主にフィルタ素子、コリメートレンズ、光ファイバとを備え、さらにそれらを保護する胴体とからなっている。これらフィルタ素子、コリメートレンズ、光ファイバの各部材を固定する構造として外部胴体に固定する方法が一般的である（例えば、特許文献１参照。）
また、より簡素な構造として、コリメートレンズとフィルタ素子とを接着剤で直接固定する方法がある。
【特許文献１】特開２００２−１８２０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フィルタ素子とコリメートレンズを接着する場合、工程の簡略化が可能である紫外線硬化型の接着剤を使用することが多い。紫外線硬化型の接着剤としては、アクリル系樹脂とエポキシ系樹脂が提供されている。アクリル系樹脂はラジカル重合によって硬化するが、空気中の酸素により重合阻害を受けること、また、アウトガスが発生するため、それらに起因する付着物が光学系に影響を与える場合があり、光学系に用いる接着剤としては問題がある。一方、エポキシ系樹脂は硬化機構であるカチオン重合が酸素による硬化障害を受けないことや、アクリル系樹脂に比べアウトガスが極めて少ないことから、フィルタ素子とコリメートレンズの接着に使われている。
【０００４】
アルカリガラス基板を用いた場合、温度特性の良いフィルタ素子を作ることができる。また、石英ガラス基板に比べ安価に入手できるという利点がある。しかし、エポキシ系樹脂を用いてアルカリガラス基板とコリメートレンズとを接着した場合、十分な接着強度が得られない問題がある。これは、エポキシ系樹脂は接着界面にアルカリ塩基が存在するとカチオン重合が阻害され、接着が困難になるためである。ただし、コリメートレンズおよびフィルタ素子基板共に石英ガラスを使用した場合には、効果阻害の問題は生じないものの、基板のコストが高くなるなどの問題がある。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、アルカリガラス基板を有するフィルタ素子とコリメートレンズとエポキシ系樹脂で強固に接着して構成された安価な誘電体多層膜型光部品の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は、アルカリガラス基板の片面に誘電体多層膜が形成され、他方の面に石英ガラス薄膜が形成されたことを特徴とする誘電体多層膜型フィルタ素子を提供する。
【０００７】
また本発明は、前述した本発明に係るフィルタ素子の誘電体多層膜および石英ガラス薄膜にそれぞれエポキシ系樹脂を用いてコリメートレンズが接着されてなることを特徴とする誘電体多層膜型光部品を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の誘電体多層膜型フィルタ素子は、アルカリガラス基板の片面に誘電体多層膜を、他方の面に石英ガラス薄膜をそれぞれ形成したものなので、これらの誘電体多層膜と石英ガラス薄膜にエポキシ系樹脂を用いてコリメートレンズを接着することができるとともに、安価なアルカリガラス基板を用い、低コストで提供できる。
【０００９】
本発明の誘電多層膜型光部品は、前述した本発明に係る誘電体多層膜型フィルタ素子の誘電体多層膜および石英ガラス薄膜にそれぞれエポキシ系樹脂を用いてコリメートレンズが接着されてなるものなので、誘電体多層膜と石英ガラス薄膜にエポキシ系樹脂を用いてコリメートレンズを強固に接着することができ、光学特性及び機械強度に優れた誘電多層膜型光部品を安価に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】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係るフィルタ素子の一実施形態を示す図である。この図中、符号１は誘電体多層膜型フィルタ素子（以下、フィルタ素子と記す。）、２はアルカリガラス基板、３は誘電体多層膜、４は石英ガラス薄膜、５はエポキシ系樹脂、６と７はコリメートレンズである。
【００１１】
このフィルタ素子１は、アルカリガラス基板２の片面に誘電体多層膜３が形成され、かつ他方の面に石英ガラス薄膜４が形成された構成になっている。
アルカリガラス基板２としては、光学用途に使用される各種のアルカリガラス製の基板の中から選択して使用することができ、例えばＳＣＨＯＴＴ社製の商品名ＢＫ７などが挙げられる。
【００１２】
アルカリガラス基板２の片面に設けられた誘電体多層膜３は、アルカリガラス基板２上に低屈折率材料からなる膜と高屈折率材料からなる膜を多層に積み重ねた構造になっている。誘電体多層膜３を構成する低屈折材料としては、ＳｉＯ２などが挙げられる。また高屈折率材料としては、Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５などが挙げられる。
【００１３】
アルカリガラス基板２の他方の面に設けられた石英ガラス薄膜４は、アルカリガラス基板２にコリメートレンズ７接着用のエポキシ系樹脂５を直接接触させないためのものである。この石英ガラス薄膜４の厚さは５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００１４】
この石英ガラス薄膜４は、スパッタリング法などの成膜法によってアルカリガラス基板２上に成膜することができ、特に、アルカリガラス基板２の表面に誘電体多層膜３を形成する成膜工程で、アルカリガラス基板２の片面にＳｉＯ２からなる低屈折率層を形成するのと同時にまたは連続してアルカリガラス基板２の他方の面に石英ガラス薄膜４を形成することが好ましい。
【００１５】
このフィルタ素子１は、アルカリガラス基板２の片面に誘電体多層膜３を、他方の面に石英ガラス薄膜４をそれぞれ形成したものなので、これらの誘電体多層膜３と石英ガラス薄膜４にエポキシ系樹脂５を用いてコリメートレンズ６，７を接着することができるとともに、安価なアルカリガラス基板２を用い、低コストで提供できる。
【００１６】
図３は、本発明の誘電多層膜型光部品（以下、光部品と記す。）の一例として、誘電体多層膜光合分波フィルタモジュール（以下、フィルタモジュールと記す。）を示す図であり、この図中符号１０はフィルタモジュール、１１はフィルタ素子、１２はアルカリガラス基板、１３は誘電体多層膜、１４は石英ガラス薄膜、１５はエポキシ系樹脂、１６と１７はコリメートレンズ、１８〜２０は光ファイバである。
【００１７】
このフィルタモジュール１０は、アルカリガラス基板１２の片面に誘電体多層膜１３を、他方の面に石英ガラス薄膜１４をそれぞれ形成したフィルタ素子１１と、その誘電体多層膜１３にエポキシ系樹脂１５によって接着され、入射ポート用光ファイバ１８と反射ポート用光ファイバ１９とを有する第１のコリメートレンズ１６と、石英ガラス薄膜１４にエポキシ系樹脂１５によって接着され、透過ポート用光ファイバ２０を有する第２のコリメートレンズ１７とから構成されている。
【００１８】
このフィルタ素子１１を構成しているアルカリガラス基板１２、誘電体多層膜１３及び石英ガラス薄膜１４は、図１に示す前述したフィルタ素子１と同様に構成することができる。
また、コリメートレンズ１６，１７及び光ファイバ１８〜２０についても、光合分波器などの光部品製造に用いられているものの中から適宜選択して使用することができる。
本例示にあっては、光ファイバ１８〜２０は、コリメートレンズ１６，１７に直接融着接続しているが、ガラスキャピラリ等の光ファイバ固定部材を用いてコリメートレンズ１６，１７に接着固定することもできる。
【００１９】
フィルタ素子１１とコリメートレンズ１６，１７の接着に用いられるエポキシ系樹脂としては、各種光部品の製造などに用いられている各種の市販品の中から選択して使用することができ、例えば、コリメートレンズ１６，１７及びフィルタ素子１１と同等の屈折率を有する紫外線硬化型エポキシ系樹脂が挙げられる。
【００２０】
このフィルタモジュール１０は、入射ポート用光ファイバ１８から光を入射すると、この光が第１のコリメートレンズ１６を介して誘電体多層膜１３に達し、誘電体多層膜１３において特定波長帯の光のみが透過し、他の波長帯の光は反射して反射ポート用光ファイバ１９から出射する。一方、誘電体多層膜１３を透過した光は、アルカリガラス基板１２及び石英ガラス薄膜１４を透過し、第２のコリメートレンズ１７を介して透過ポート用光ファイバ２０から出射され、複数の波長帯の光を合分波できるようになっている。
【００２１】
このフィルタモジュール１０は、アルカリガラス基板１２の片面に誘電体多層膜１３を、他方の面に石英ガラス薄膜１４をそれぞれ形成したフィルタ素子１１の誘電体多層膜１３および石英ガラス薄膜１４にそれぞれエポキシ系樹脂１５を用いてコリメートレンズ１６，１７を接着してなるものなので、誘電体多層膜１３と石英ガラス薄膜１４にエポキシ系樹脂１５を用いてコリメートレンズ１６，１７を強固に接着することができ、光学特性及び機械強度に優れたフィルタモジュール１０を安価に提供することができる。
【実施例】
【００２２】
図３に示す通り、アルカリガラス基板１２の片面に誘電体多層膜１４を、他方の面に石英ガラス薄膜１４をそれぞれ成膜したフィルタ素子１１の両面にエポキシ系樹脂１５でコリメートレンズ１６，１７を接着固定してフィルタモジュール１０を作製した。
フィルタ素子１１の裏面に成膜した石英ガラス薄膜１４の厚さは５０μｍ以下とした。アルカリガラス基板１２には株式会社オハラ製、商品名ＷＮＳ−０２、屈折率１．６５５のアルカリガラスを用い、コリメートレンズ１６，１７には石英ガラスを用いた。それぞれの大きさはアルカリガラス基板１２を０．５〜２．０ｍｍ角、厚さ０．５〜２．０ｍｍとし、コリメートレンズ１６，１７の直径は約０．４ｍｍ、長さ約１．７ｍｍとした。また、エポキシ系樹脂１５は市販の紫外線硬化型エポキシ系樹脂を用いた。
【００２３】
アルカリガラス基板１２の他方の面に石英ガラス薄膜１４を蒸着したフィルタ素子１１（裏面蒸着あり）および石英ガラス薄膜１４を設けていないフィルタ素子（裏面蒸着なし）を作製し、それぞれのフィルタ素子にコリメートレンズ１６，１７をエポキシ系樹脂を用いて接着し、それぞれの光部品について繰り返し引張り試験（４５０ｇｆ、最大６回）を行い、接着強度を比較した。その結果を図２に示す。
【００２４】
図２から分かるように、裏面蒸着なしのフィルタ素子では６０％が１回の引っ張りでコリメートレンズが剥離しているのに対し、裏面蒸着ありのフィルタ素子は１００％が６回の引張り荷重に耐えている。
【００２５】
また、前記と同様に作製した裏面蒸着ありのフィルタ素子を用いた光部品と、裏面蒸着なしのフィルタ素子を用いた光部品について、高温高湿耐性（８５℃、８５％、２４時間）を調べた。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
2005345954.tif 000003
【００２７】
表１に示す通り、裏面蒸着なしのフィルタ素子では８０％に剥離が発生し、裏面蒸着ありのフィルタ素子では剥離の発生は無かった。
本発明に係るフィルタ素子では、エポキシ系接着剤とフィルタ素子との界面は誘電体多層膜および石英ガラス薄膜であるため、エポキシ系接着剤はフィルタ基板とは接触せず、接着界面にアルカリ塩基が析出しない構造にすることで、基板の材質に関係なくフィルタ素子とコリメートレンズにエポキシ系接着剤で十分な接着強度を与えている。これにより、石英ガラス以外のフィルタ基板が使用可能となり、最適な特性を持った基板を採用できる利点がある。また、安価な材料を用いてコストの削減につなげることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のフィルタ素子の一実施形態を示す構成図である。
【図２】実施例の結果を示し、作製した光部品の繰り返し引張り回数と破断度数を示すグラフである。
【図３】本発明の光部品の一例として誘電体多層膜光合分波フィルタモジュールを示す構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１１…フィルタ素子（誘電体多層膜型フィルタ素子）、２，１２…アルカリガラス基板、３，１３…誘電体多層膜、４，１４…石英ガラス薄膜、５，１５…エポキシ系樹脂、６，７，１６，１７…コリメートレンズ、１０…フィルタモジュール（誘電体多層膜型光部品）、１８，１９，２０…光ファイバ。
【図１】
2005345954.tif 000004
【図２】
2005345954.tif 000005
【図３】
2005345954.tif 000006