(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に所定の第１波長の通信用の光ビームを発光及び受光する発光素子及び受光素子を備え、光信号を送受信する光送受信モジュール内の光導波路の形成方法であって、
前記光送受信モジュール内の前記光導波路を形成する空間領域に、予め定められた所定の第２波長より硬化開始波長が長い第１の光硬化性樹脂溶液と、前記所定の第２波長より硬化開始波長が短い第２の光硬化性樹脂溶液との混合液であって、かつ、前記所定の第２波長の光導波路形成用の光ビームが導入されることによって、光軸方向に硬化する光硬化性樹脂溶液を充填し、
前記光送受信モジュールの光入出力口から光ファイバの一端を挿入し、
前記発光素子を発光させて、前記通信用の所定の第１波長の光ビームを出力し、
出力された前記通信用の所定の第１波長の光ビームのうち、前記光ファイバを介して、前記送受信モジュールの外部へ出力される出力光量を検出しながら、
該出力光量が略最大となる方向に、前記光ファイバの光入出力軸線方向を調整した後、
前記調整後の前記光ファイバの光入出力軸線方向を維持しつつ、前記光ファイバの他端から前記光導波路形成用の所定の第２波長の光ビームを前記光送受信モジュール内へ向けて入射する、
ことを特徴とする光導波路の形成方法。
【請求項２】
光源からの前記所定の第２波長の光ビームによって、前記第１の光硬化性樹脂溶液のみを硬化させて軸状のコア部を形成した後、前記混合液の周囲から前記第１及び第２の光硬化性樹脂溶液を硬化させる波長帯で光を照射し、前記コア部の周囲に、前記コア部の屈折率よりも小さい屈折率を有するクラッド部を作成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路の形成方法。
【請求項３】
前記光ファイバの一端を前記光硬化性樹脂溶液内に浸した状態で光導波路を作成する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光導波路の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路の形成方法に係わり、内部に所定波長の通信用の光ビームを発光及び受光する発光素子及び受光素子を備え、光信号を送受信する光送受信モジュール内の光導波路の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気信号を送受信するメタルケーブルに代わって、光ファイバを用いて、光によって信号を送受信する所謂光ケーブルが実用化されている。光ケーブルは、一般に、光ファイバの端部に、光源としてＬＤ等の発光素子と光検出器としてＰＤ等の受光素子とを一体化した光送受信モジュールが設けられており、該光送受信モジュールによって光ファイバに光を入出力することで、光ファイバを介した光信号の送受信が実現される。
【０００３】
この光送受信モジュールには、単一波長の光信号のみを送受信するタイプと、複数波長の光信号を送受信可能なタイプとがある。このうち単一波長の光信号を送受信するタイプについては、既に、三菱レイヨン株式会社からＲＳ２３２Ｃ光モデムとして製品化もされている。
【０００４】
ところで、光送受信モジュールには、例えば、特開２０００−１３１５４２号公報に記載されているように、集光レンズ、回折格子、コリメータレンズ等の所謂バルク光学部品を組合せて、伝送媒体である光ファイバに対して発光素子や受光素子を光学的に結合させるものがある。しかしながら、このようなバルク光学部品の組合せでは、光学部品での光の散乱等のため、光量損失を抑えるには限界があり、光ファイバに対して、発光素子や受光素子を効率良く結合することができない。
【０００５】
このため、特開２０００−２１４３４５号公報、及び特開２０００−２４１６４２号公報に記載されているように、光導波路を介して、光ファイバと発光素子及び受光素子を結合する必要があり、特開２０００−１９９８３０号公報には、光導波路にプラスチックファイバを用いるための技術が検討されている。また、特開２０００−２１４３４５、及び特開２０００−１９９８３０方公報に記載の技術では、単線（１本の光ファイバ）での双方向通信を行うための技術が検討されている。
【０００６】
この光導波路を介した結合の技術として、特開２０００−４７０５５号公報では、位置合わせパターンを用いて、表面に形成されたクラッド層によって内部に光導波路が形成された光導波路基板を、光ファイバ固定用のＶ字溝が形成された基台に取り付ける技術が提案されている。
【０００７】
また、特開２０００−３４７０４３号公報では、光硬化性樹脂溶液を利用して、光ファイバの先端に光導波路を形成する技術（以下、「自己形成技術」という）が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−４７０５５公報に記載の技術では、Ｖ字溝を形成した基台に光導波路基板を取り付けるため、モジュールの小型化に限界があり、また取り付け後に、光導波路、光ファイバ、及び受発光素子の各々の光軸を互いに合わせる調整作業が必要であった。このため、作業工数が多く、コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００９】
また、特開２０００−３４７０４３号公報のような自己形成技術を用いた場合は、光導波路と光ファイバとの結合には光軸調整を行う必要ないが、受発光素子との結合には、やはり、光導波路形成後に、形成された光導波路に対して、受発光素子の光軸を調整しなければならなかった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、形成後の光軸調整が不要な光導波路の形成方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内部に所定の第１波長の通信用の光ビームを発光及び受光する発光素子及び受光素子を備え、光信号を送受信する光送受信モジュール内の光導波路の形成方法であって、前記光送受信モジュール内の前記光導波路を形成する空間領域に、予め定められた所定の第２波長より硬化開始波長が長い第１の光硬化性樹脂溶液と、前記所定の第２波長より硬化開始波長が短い第２の光硬化性樹脂溶液との混合液であって、かつ、前記所定の第２波長の光導波路形成用の光ビームが導入されることによって、光軸方向に硬化する光硬化性樹脂溶液を充填し、前記光送受信モジュールの光入出力口から光ファイバの一端を挿入し、前記発光素子を発光させて、前記通信用の所定の第１波長の光ビームを出力し、出力された前記通信用の所定の第１波長の光ビームのうち、前記光ファイバを介して、前記送受信モジュールの外部へ出力される出力光量を検出しながら、該出力光量が略最大となる方向に、前記光ファイバの光入出力軸線方向を調整した後、前記調整後の前記光ファイバの光入出力軸線方向を維持しつつ、前記光ファイバの他端から前記光導波路形成用の所定の第２波長の光ビームを前記光送受信モジュール内へ向けて入射する、ことを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、光送受信モジュール内の前記光導波路を形成する空間領域に光硬化性樹脂溶液が充填され、且つ該光送受信モジュールの光入出力口から光ファイバの一端が挿入された状態で、発光素子を発光させる。これにより、通信用の所定の第１波長の光ビームが該光送受信モジュール内の所定径路を通って、光入出力口へと進行し、光ファイバの一端面に入射し、光ファイバを介して光送受信モジュールの外部へ出力される。そしてこの出力光量を検出しながら、光ファイバの光入出力軸線方向を該出力光量が略最大となる方向に調整する。
【００１３】
この調整の後、調整後の光ファイバの光入出力軸線方向を維持しながら、光ファイバの他端から光送受信モジュールへ向けて、光導波路形成用の所定の第２波長の光ビームを入射することによって、前記光硬化性樹脂溶液内に光導波路形成用の光ビームを導入し、光導波路が形成されるので、形成された光導波路では略最大効率で光ビームを伝送できる。したがって、形成後の光導波路に対する、送受信モジュールの発光素子や受光素子の光軸を調整する作業を省略することができる。
【００１４】
具体的には、前記光硬化性樹脂溶液は、前記所定の第２波長より硬化開始波長が長い第１の光硬化性樹脂溶液と、前記所の第２定波長より硬化開始波長が短い第２の光硬化性樹脂溶液との混合液である。また、請求項２に記載されているように、前記光源からの前記所定の第２波長の光ビームによって、前記第１の光硬化性樹脂溶液のみを硬化させて軸状のコア部を形成した後、前記混合液の周囲から前記第１及び第２の光硬化性樹脂溶液を硬化させる波長帯で光を照射し、前記コア部の周囲に、前記コア部の屈折率よりも小さい屈折率を有するクラッド部を形成すれば、コア部とクラッド部を有する所謂ステップインデックス型の光導波路を形成することができる。
【００１５】
なお、請求項３に記載されているように、前記光ファイバの一端を前記光硬化性樹脂溶液内に浸した状態で上記の如く光導波路を作成するようにすれば、光ファイバの一端と接続した状態で光導波路が形成され、光ファイバは形成された光導波路によって固定されるので、光ファイバと光導波路の結合がずれることがない。
【００１６】
このように上記のような方法によって、内部に光導波路を形成することで、光導波路形成後に受発光素子の光軸調整を行わずとも、略最大効率で光ビームを伝送することができる、すなわち光量損失の少ない効率のよい光送受信モジュールを簡単に作成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の１例を詳細に説明する。
【００２７】
図１に示すように、光送受信モジュール１０は、内部にＬＤ（Laser Diode）等の発光素子１２及びＰＤ（Photo Diode）等の受光素子１４を備え、且つその筐体１６には外部と光ビームを入出力するための入出力口１６Ａが形成されている。光送受信モジュール１０は、発光素子１２から出力された光ビームＬＢ１を、ビームスプリッタ、ミラー等の光学部材を介して入出力口１６Ａへ案内し、入出力口１６Ａから光送受信モジュール１０内に入力された光ビームを光学部材を介して受光素子１４へと案内するようになっている。
【００２８】
この入出力口１６Ａから、光ファイバ１８の一端（以下、「端部」という）１８Ａが挿入され、且つ他端（以下「端部」という）１８Ｂを筐体１６の外部に残した状態で、次に説明する光導波路自己形成装置２０によって、光ファイバ１８の端部１８Ａと発光素子１２及び受光素子１４との間の空間領域に、これらを光学的に結合する光導波路５０（図４参照）が形成される。
【００２９】
[光導波路自己形成装置の詳細構成]
次に、光導波路自己形成装置２０の構成を詳細に説明する。光導波路自己形成装置２０は、図２に示すように、光導波路形成用光源２２、光を検出するＰＤ等の光検出器２４、光方向性結合器２６、光ファイバ１８の端部１８Ｂを光方向性結合器２６に接続するための光コネクタモジュール２８、及び光導波路５０を形成する際に筐体１６内（光導波路５０を形成する空間領域）に充填される、硬化開始波長と硬化後の屈折率が異なる２種類の光硬化性樹脂溶液を混合させた混合液３０から構成されている。
【００３０】
光導波路形成用光源２２は、互いに異なる波長の光を出力する２種類の光源、具体的には、混合液の１つの成分を直線状に硬化させる短波長レーザ２２Ａ、混合液３０全体を硬化させる例えば紫外線ランプ２２Ｂを備えている。以下、短波長レーザ２２Ａから出力された光ビームのことを光ビームＬＢ２と称す。
【００３１】
光方向性結合器２６は、光コネクタモジュール２８を介して接続される光ファイバ１８と、短波長レーザ２２Ａ及び光検出器２４とを光学的に結合し、所定の分割比に応じて、光ファイバ１８から短波長レーザ２２Ａへと進行する光ビームの全て又は一部を光検出器２４へと案内する。光検出器２４はこの光ビームを受光して、光ファイバ１８からの出力光量をモニタする。
【００３２】
すなわち、光方向性結合器２６による結合によって、光送受信モジュール１０から光ファイバ１８を介して出力された光ビームＬＢ１を光検出器２４へ導くと共に、短波長レーザ２２Ａから出力された光ビームＬＢ２を光ファイバ１８を介して光送受信モジュール１０内へと導入することができる。また、光ビームの直進性により、このときの光送受信モジュール１０内での両方向の光ビームＬＢ１、ＬＢ２の径路、すなわち光ビームの光軸は略一致する。
【００３３】
なお、光方向性結合器２６に代えて、ビームスプリッタを用いても同様の効果を得ることができる。
【００３４】
混合液３０は、例えば、例えば屈折率１．４９であるエポキシ系の高屈折率光硬化性樹脂溶液と、屈折率１．３４のアクリル系の低屈折率光硬化性樹脂溶液で構成される。この両者の分光感度特性を図３に示す。横軸が波長、縦軸が相対感度である。曲線Ａがエポキシ系の高屈折率光硬化性樹脂溶液の分光感度特性、曲線Ｂがアクリル系の低屈折率光硬化性樹脂溶液の分光感度特性である。
【００３５】
図３に示すように、上記光硬化性樹脂溶液は、それぞれの硬化開始波長が、硬化に使用する短波長レーザ２２Ａから出力される光ビームＬＢ２の波長λ１を挟むように選択される。また、それぞれの硬化開始波長が、光送受信モジュール１０によって送受信される光ビームの波長よりも短くなるように選択され、発光素子１２から出力される光ビームＬＢ１によって、何れの光硬化性樹脂溶液も硬化させることがないようになっている。なお、光硬化性樹脂溶液は一瞬にして硬化するものではないので、光ビームＬＢ１、ＬＢ２を同一波長とすることも可能であるが、本実施の形態のように、光ビームＬＢ１の波長が光硬化性樹脂溶液の硬化に影響を与えないように、光ビームＬＢ１の波長又は溶液の感度を設定することが好ましい。
【００３６】
以降、この屈折率の高い光硬化性樹脂溶液を溶液Ａ、屈折率の低いそれを溶液Ｂと記す。
【００３７】
一般に、異なる屈折率の溶液Ａ、Ｂを混合させると、その混合液の屈折率ｎc1は、（１）式で表される（山口、「屈折率」共立出版（１９８１））。
【００３８】
ｎC1=[(2Ｍ(ＣA)+1)/(1-Ｍ(ＣA))]1/2
Ｍ(ＣA)=ＣA (ρ/ρA)(ｎA12-1)/(ｎA12+2)+(1-ＣA)(ρ/ρB)(ｎB12-1)/(ｎB12+2)・・・（１）
ここに、ρ：混合液の密度、ρA：溶液Ａの密度、ρB：溶液Ｂの密度、ｎA1：溶液Ａの屈折率、ｎB1：溶液Ｂの屈折率、ＣA：溶液Ａの重量％である。
【００３９】
すなわち、高屈折率ｎA1の光硬化性樹脂溶液と低屈折率ｎB1のそれをある比率で混合すれば、ｎB1＜ｎC1＜ｎA1である屈折率ｎC1の混合液３０が得られる。そして、上記ρ〜ＣAのパラメータを選択すれば、その混合液の屈折率ｎC1は一義的に決定される。また、硬化後の屈折率ｎC2はｎB2＜ｎC2＜ｎA2となる。ここに、ｎA2，ｎB2はそれぞれ硬化後の溶液Ａ，Ｂの屈折率である。
【００４０】
[作用]
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００４１】
まず、図４（Ａ）に示すように、光送受信モジュール１０の筐体１６内に混合液３０を満たして、光送受信モジュール１０の入出力口１６Ａから光ファイバ１８の端部１８Ａを挿入して、その先端をこの混合液３０に漬ける。この状態で、発光素子１２を点灯させて、光導波路５０を形成する領域内に充填された混合液３０内に光ビームを出力する。
【００４２】
なお、図４では、筐体１６内全体に混合液３０を充填した場合を示しているが、光送受信モジュール１０の筐体１６内の少なくとも光導波路５０を形成する空間領域内、具体的には、例えば、発光素子１２と入出力口１６Ａとの間の領域内に混合液３０を満たせばよい。
【００４３】
発光素子１２から出力された光ビームＬＢ１は、混合液３０内を進行しながら、ビームスプリッタ、波長フィルタ等を通過して光ファイバ１８の端部１８Ａ側の端面に入射する。端部１８Ａ側の端面に入射した光ビームは、光ファイバ１８内を伝送し、端部１８Ｂ側の端面から出力され、光コネクタモジュール２８を介して光方向性結合器２６に入力する。そして光ビームＬＢ１は、光方向性結合器２６によって、その一部又は全てが光検出器２４へと案内され、光検出器２４によって検出される。光検出器２４はこのときの検出光量に応じた信号（以下、「光量信号」という）を出力する。この光量信号により、発光素子１２から出力された光ビームＬＢ１のうち、光ファイバ１８を介して外部へ出力された光量を把握することができる。
【００４４】
この光検出器２４から出力される光量信号をモニタしながら、図４（Ｂ）、図５に示すように、光ファイバ１８をＸ−Ｙ方向に動かす。これにより、光ファイバ１８は入出力口１６Ａと略一致する位置を固定点として、その軸線方向が変化し、光送受信モジュール１０に対する光ファイバ１８の光入出力方向（光入出力軸線方向）が変化する。この変化に伴って発光素子１２から出力された光ビームＬＢ１のうち、光ファイバ１８に入射する光量が変わるので、光検出器２４で検出される光量が変化する。
【００４５】
そして、光量信号が示す検出光量が最大となる位置に光ファイバ１８の位置を調整する。この調整が済んだら、発光素子１２を消灯する。
【００４６】
次に、図４（Ｃ）及び図５に示すように、調整後の光ファイバ１８の位置を維持した状態で、短波長レーザ２２Ａを点灯して、混合液３０内に光ビームＬＢ２を入射させる。すなわち、短波長レーザ２２Ａから出力された光ビームＬＢ２は、光方向性結合器２６、光コネクタモジュール２８を介して、光ファイバ１８の端部１８Ｂ側の端面に入射する。
【００４７】
端部１８Ｂ側の端面に入射した光ビームＬＢ２は、光ファイバ１８内を伝送し、端部１８Ａ側の端面から光送受信モジュール１０内に充填されている混合液３０内に光ビームを出力される。
【００４８】
光ファイバ１８から出力された光ビームＬＢ２は、混合液３０内を調整後の光ビームＬＢ１の伝送径路を略逆流して、発光素子１２へと進行する。すなわち、光ビームＬＢ２の光軸は、調整後の光ビームＬＢ１と略同一となる。また、一般的な光送受信モジュール１４では、入出力口１６Ａから内部に入力された光ビームをビームスプリッタ等で受光素子１４側へ分岐し、受光素子１４で該光ビームを受光することによって光信号を受信するようになっているので、このとき、一部の光ビームＬＢ２も同様に分岐されて、受光素子１４側へと進行する。
【００４９】
ここで、短波長レーザ２２Ａは、例えば、波長λ１＝３２５ｎｍのＨｅ−Ｃｄ（ヘリウムカドミウム）レーザである。この波長は、上述の様に溶液Ａの硬化開始波長より短く、溶液Ｂのそれより長い。従って、溶液Ａのみ硬化させる。また、光ビーム線であるので光ビームＬＢ２はほぼ直進する。よって、混合液３０中に、図４（Ｄ）に示す如く、光ファイバ１８の先端（端部１８Ａ）から直線状のコア部５０Ａが形成され、受光素子１０及び発光素子１２と結合される。また、この時、光軸上にあった溶液Ｂは周囲に押しやられる。
【００５０】
このようにしてコア部５０Ａが形成された後、次に、図４（Ｅ）に示すように、紫外線ランプ２２Ｂによって、波長λ２の紫外線ＵＶが周囲より一様に照射される。図３で示したように、この波長λ２は、溶液Ａ，Ｂの両溶液の硬化開始波長より短いので、両溶液とも硬化させることができる。これにより、コア部５０Ａの周囲、即ち混合液３０全体が硬化されクラッド部５０Ｂが形成され、光導波路５０となる。これにより、光ファイバ１８の先端（端部１８Ａ）と、発光素子１２及び受光素子１４とが光導波路５０に結合された状態となる。
【００５１】
この時、クラッド部５０Ｂの硬化前の屈折率をｎC1、硬化後の屈折率をｎC2とする時、コア部５０Ａの屈折率ｎA2は次の式（２）の関係を有する。
【００５２】
ｎA2＞ｎC2＞ｎC1 ・・・（２）
これは、コア部５０Ａの屈折率ｎA2が、その周囲のクラッド部５０Ｂの屈折率ｎC2より高いステップインデックス型の光伝送路となることを意味する。従って、この光導波路５０に導入された他の光ビームあるいは後述する全反射条件を満たす角度で導入された他の光は、光導波路５０のコア部５０Ａ中を全反射しながら伝搬する。
【００５３】
このように、本実施の形態では、図５に示すように、光送受信モジュール１０内の光導波路５０を形成したい領域に混合液３０を充填し、且つ光方向性結合器２６によって、光入出力口１６Ａから端部１８Ａを光送受信モジュール１０内に挿入した光ファイバ１８と、短波長レーザ２２Ａ及び光検出器２４を光学的に結合しておき、発光素子１２から光ビームＬＢ１を出力させ、光ファイバ１８を介して外部へ出力された光ビームＬＢ１の光量が略最大となるように、光ファイバ１８をＸ−Ｙ方向に動かして、該光ファイバ１８の光入出力方向を調整した後、短波長レーザ２２Ａを点灯してコア部５０Ａを形成し、続いて、紫外線ランプ２２Ｂからの紫外線ＵＶを混合液３０全体に照射してクラッド部５０Ｂを形成することで、光ファイバ１８の先端と、発光素子１２及び受光素子１４との間に光導波路５０を形成する。
【００５４】
これにより、形成後の光導波路５０は、光送受信モジュール１０に対して、略最大効率で光ビームを伝送することができる。すなわち、形成後の光導波路５０に対して、光送受信モジュール１０内の発光素子１２や受光素子１４の光軸調整を行う必要がなく、内部での光量損失が少ない、すなわち光信号を効率よく送受信することできる光送受信モジュール１０を作成することができる。
【００５５】
また、光ファイバ１８の先端（１８Ａ）を混合液３０に漬けた状態で、光導波路５０を形成することで、形成されたクラッド部５０Ｂによって光ファイバ１８を固定することができる。これにより、筐体１６から光ファイバ１８の他端１８Ｂが突出された状態で光送受信モジュール１０に光ファイバ１８が一体成形された所謂ピッグテール（Pig-Tail）型のデバイスを簡単に作成することができる。
【００５６】
このピッグテール型の光送受信モジュール１０間で双方向通信を行う場合は、図６に示す如く、光コネクタ５４によって、各々の光送受信モジュール１０の光ファイバ１８を接続して用いればよい。また、長距離間の光通信を行う場合も、各々の光送受信モジュール１０の光ファイバ１８の間に、光コネクタ５４によって別の光ファイバ６０を接続すれば、通信距離を簡単に延長することができる。
また、このように光ファイバ６０によって延長可能であるので、筐体１６から突出させる光ファイバ１８の長さは例えば、１０ｃｍ程度と短くてよい。
【００５７】
なお、光送受信モジュール１０は、外部と光信号を送受信するものであれば如何なる形態のものでもよく、以下に実施例として、２つの異なる波長の光ビームで同時に２種類の光信号を送受信可能な光送受信モジュールについて説明する。
【００５８】
[実施例]
図７に示す光送受信モジュール１０は、光ファイバ１８の端面へ光信号を入出力する入出力モジュール４０と、外部装置との間で電気信号の入出力を行うために、外部装置と接続される電気信号入出力手段としてのコネクタ４２と、変換手段としての駆動・処理回路４４とを備えている。
【００５９】
入出力モジュール４０の筐体には開口４０Ａが形成されており、本実施例では、光送受信モジュール１０自体の筐体１６の光入出力口１６Ａを貫通して光ファイバ１８の一端部１８Ａがこの開口４０Ａに挿入して光導波路５０を形成する。
【００６０】
また、入出力モジュール４０は、第１及び第２の光信号入出力手段として、２対の発光素子１２及び受光素子１４を備えている。なお、以下では、一方の対を発光素子１２Ａ及び受光素子１４Ａ、他方の対を発光素子１２Ｂ及び受光素子１４Ｂと称す。
【００６１】
発光素子１２Ａ、１２Ｂは、互いに異なる波長λ３、λ４の光ビームを出力する。本実施の形態では、具体的に、発光素子１２Ａは、波長λ３＝６５０ｎｍの光ビームを出力し、発光素子１２Ｂは、波長λ４＝５２０ｎｍの光ビームを出力するようになっている。これは、一般的なＰＯＦは、光量損失が低い波長帯（所謂窓）が６５０ｎｍ、５５０〜４７０ｎｍに存在するためである。
【００６２】
受光素子１４Ａ、１４Ｂは、それぞれの受光面に入射した光ビームを受光し、当該受光量に応じた電気信号を出力する。なお、以下では、この電気信号のことを受光信号と称す。
【００６３】
発光素子１２Ａ、１２Ｂから出力された光ビームの進行方向には、案内手段として、それぞれビームスプリッタ４６Ａ、４６Ｂが配設されている。ビームスプリッタ４６Ａ、４６Ｂは、透過光量と反射光量が予め定められた所定の分割比（例えば１：１の分割比）となるように、光ビームのうち所定光量を透過し、所定光量を反射する。なお、ビームスプリッタ４６Ａ、４６Ｂは偏向ビームスプリッタ等の偏向光学機能を有させて、透過光と反射光の比率を自由に調整させてもよい。
【００６４】
ビームスプリッタ４６Ａ、４６Ｂを透過した光ビームの進行方向で、且つ光ビームの光路が交差する位置には、合成分離手段として、所定波長の光ビームを透過し、別の所定波長の光ビームを反射する波長フィルタ４８が配設されている。
詳しくは、波長フィルタ４８は、波長λ３の光ビームを透過し、波長λ４の光ビームを反射するようになっており、波長フィルタ４８によって、発光素子１２Ａ、１２Ｂから出力された波長の異なる２つの光ビームが合成される。なお、波長フィルタ４８は、その他の波長帯についてはハーフミラーとして機能するようになっている。
【００６５】
この波長フィルタ４８によって合成された光ビームは、開口４０Ａに挿入された光ファイバ１８の端部１８Ａ側の端面に入射し、光ファイバ１８内部を端部１８Ｂ方向へ伝送され、端部１８Ｂ側の端面から出力される。
【００６６】
なお、入出力モジュール４０の光ビームの光路上に、例えば集光レンズを配置して光ビームを集光させて光ファイバ１８に入射させたり、例えばコリメータレンズを配置して光ビームを平行光化し、光ファイバ１８に当該光ファイバ１８の光軸に平行な光束となって入射するようにして、光ファイバ１８の端面での光量損失を低減させるようにしてもよい。
【００６７】
一方、光ファイバ１８から入出力モジュール４０へ入力された光ビームは、波長フィルタ４８へ入射し、波長λ３の光ビームは透過されて、ビームスプリッタ４６Ａ方向へと進行し、波長λ４の光ビームは反射されて、ビームスプリッタ４６Ｂ方向へと進行する。
【００６８】
波長λ３の光ビーム、波長λ４の光ビームは、それぞれビームスプリッタ４６Ａ、４６Ｂによって予め定められた所定光量、例えば１：１の分割比で反射されて、受光素子１４Ａ、１４Ｂ方向へ案内され、受光素子１４Ａ、１４Ｂの受光面に入射する。なお、光量ロスによる通信安定性の低下を考慮しなくてもよい場合、例えば、発光素子の出力光量や送信する信号の重要度に応じて、両方或いは何れか一方の受光素子を対となる発光素子と並べて配設して、ビームスプリッタを省略してもよい。
【００６９】
コネクタ４２は、外部装置側の入出力端子と接続可能となっており、外部装置と電気信号を入出力する。本実施の形態では、ＩＥＥＥ１３９４規格の端子と接続可能である場合、すなわち光送受信モジュール１０がＩＥＥＥ１３９４規格に則ったインタフェースとして使用可能となっており、具体的に、コネクタ４２は、Ｄａｔａ信号としてＴＰＡ、ＴＰＡ*の２つの電気信号、Ｓｔｒｏｂｅ信号としてＴＰＢ、ＴＰＢ*の２つの電気信号の計４つの電気信号各々を外部装置と入出力するために４つのピン、及び光送受信モジュール１０を駆動するための電源及びＧＮＤの供給を外部装置から受けるための２つのピンの合計６つのピンを備えている（所謂６ピンコネクタ）。なお、電源及びＧＮＤの供給用ピンを省略した４ピンコネクタとしてもよい。
【００７０】
なお、本実施例では、ＩＥＥＥ１３９４規格を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＩＥＥＥ１３９４規格の他にも、例えばＧＰＩＢやＲＳ２３２Ｃ規格とすることもできる。
【００７１】
コネクタ４２の各ピンは、駆動・処理回路４４に接続されており、駆動・処理回路４４は、入出力モジュール４０の発光素子１２Ａ、１２Ｂ、受光素子１４Ａ、１４Ｂと接続されている。
【００７２】
駆動・処理回路４４には、コネクタ４２を介して、外部装置からＴＰＡ、ＴＰＡ*、ＴＰＢ、ＴＰＢ*の各信号が入力される。駆動・処理回路４４は、外部装置から入力された電気信号に基づいて、ＤＡＴＡ信号用の点灯信号、及びＳｔｒｏｂｅ信号用の点灯信号を生成すると共に、生成したＤＡＴＡ信号用の点灯信号及びＳｔｒｏｂｅ信号用の点灯信号に基づいて、発光素子１２Ａ、１２Ｂの駆動をそれぞれ制御する。
【００７３】
また、駆動・処理回路４４には、受光素子１４Ａ、１４Ｂから受光信号が入力される。駆動・処理回路４４は、受光素子１４Ａ、１４Ｂからの受光信号を処理することによって、ＴＰＡ、ＴＰＡ*、ＴＰＢ、ＴＰＢ*の信号を生成し、コネクタ４２を介して、コネクタ４２と接続された外部装置へと出力する。
【００７４】
なお、光送受信モジュール１０は、その駆動源、すなわち駆動・処理回路４４、発光素子１２、及び受光素子１４の駆動には、コネクタ４２を介して外部装置から供給された電源を用いる。
【００７５】
上記のような構成の光送受信モジュール１０内に、本発明を適用して光導波路５０を作成する場合は、例えば、入出力モジュール４０内に混合液３０を満たして、光送受信モジュール１０の入出力口１６Ａに光ファイバ１８の端部１８Ａを貫通させて、入出力モジュール４０の開口４０Ａに挿入し、端部１８Ａの先端をこの混合液３０に漬ける。この状態で、発光素子１２Ａ、１２Ｂを点灯させると、発光素子１２Ａから出力された光ビームは、そのうちの所定光量がビームスプリッタ４６Ａを透過して、波長フィルタ４８に入射する。また、発光素子１２Ｂから出力された光ビームは、そのうちの所定光量がビームスプリッタ４６Ｂを透過して、波長フィルタ４８に入射する。そして、発光素子１２Ａから出力された光ビームは波長フィルタ４８を透過し、発光素子１２Ｂから出力された光ビームは波長フィルタ４８によって反射されることによって合成されて、光ファイバ１８の端部１８Ａ側の端面に入射し、光ファイバ１８内を伝送して、端部１８Ｂ側の端面から出力される。
【００７６】
そして、この光ファイバ１８から出力された合成光の光量が略最大となるように、光ファイバ１８の光入出力方向を調整した後、調整後の状態を維持しながら、短波長レーザ２２Ａを点灯する。
【００７７】
この場合、短波長レーザ２２Ａから出力された光ビームＬＢ２は、光ファイバ１８Ｂ側の端面から入射し、光ファイバ１８内を伝送して、光ファイバ１８Ａ側の端面から光入出力モジュール４０内に充填されている混合液４０内に出力される。そして、まず、波長フィルタ４８に入射し、波長フィルタ４８は光ビームＬＢ２に対してはハーフミラーとして機能するので、一部を透過し、他の一部を反射する。すなわち、光ビームＬＢ２は、波長フィルタ４８によって、発光素子１２Ａ、１２Ｂ方向へと分割され、発光素子方向１２Ａへと進行した光ビームＬＢ２の一部は、そのうちの所定光量がビームスプリッタ４６Ａを透過して、発光素子１２Ａへとそのまま進行し、残りはビームスプリッタ４６Ａで反射されて受光素子方向１４Ａへと案内される。また、発光素子方向１２Ｂへと進行した光ビームＬＢ２の他の一部は、そのうちの所定光量がビームスプリッタ４６Ｂを透過して、発光素子１２Ｂへとそのまま進行し、残りはビームスプリッタ４６Ｂで反射されて受光素子方向１４Ｂへと案内される。
【００７８】
このように、短波長レーザ２２Ａから出力された光ビームＬＢ２は、波長フィルタ４８、ビームスプリッタ４６Ａ、ビームスプリッタ４６Ｂによって、発光素子１２Ａ、１２Ｂ、受光素子１４Ａ、１４Ｂへと分割されるので、混合液３０中に、光ファイバ１８の端部１８Ａから発光素子１２Ａ、発光素子１２Ｂ、受光素子１４Ａ、及び受光素子１４Ｂへと各々分岐するコア部５０Ａが形成される。
【００７９】
続いて、紫外線ランプ２２Ｂを点灯して、周囲から紫外線ＵＶを照射して混合液３０全体を硬化させてクラッド部５０Ｂを形成する。これにより、光ファイバ１８の先端と、発光素子１２Ａ、発光素子１２Ｂ、受光素子１４Ａ、及び受光素子１４Ｂとの各々間に、光ファイバ１８と発光素子１２Ａ、発光素子１２Ｂ、受光素子１４Ａ、及び受光素子１４Ｂとを各々結合する光導波路５０を形成することができる。
【００８０】
このようにして光導波路５０を形成することにより、ピッグテール型のＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した光送受信モジュール１０を簡単に作成することができる。
【００８１】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、光導波路の形成後に光軸調整が不要であるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係わる光送受信モジュールの概略構成図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係わる光導波路自己形成装置の構成図である。
【図３】  本発明の実施の形態に係わる混合溶液の分光感度特性図である。
【図４】  本発明の実施の形態に係わる光導波路の形成手順を示す図である。
【図５】  本発明の実施の形態に係わる光導波路の形成方法を示す概念図である。
【図６】  図５の光導波路の形成方法を用いて作成された光送受信モジュールの接続例である。
【図７】  光送受信モジュールの一例を示す詳細構成図である。
【符号の説明】
１０ 発光素子
１２ 受光素子
１４ 光送受信モジュール
１６ 筐体
１８ 光ファイバ
２０ 光導波路自己形成装置
２２ 光導波路形成用光源
２２Ａ      短波長レーザ
２２Ｂ      紫外線ランプ
２４ 光検出器
２６ 光方向性結合器
２８ 光コネクタモジュール
３０ 混合液
５０ 光導波路
５０Ａ      コア部
５０Ｂ      クラッド部
ＬＢ１      光ビーム
ＬＢ２      光ビーム
【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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