(57)【要約】【課題】ＭＦＤの異なるシングルモードファイバ同士を、ＭＦＤを変換するための機構を別途用意することなく、結合損失を低減して接続すること。【解決手段】接続しようとするＤＣＦ１及びＳＭＦ２の所定の間隙を隔てて略対向するように配置した一端同士の間に、硬化後の屈折率及び硬化開始波長をそれぞれ、第１の屈折率ｎ１及びコア部形成用の光源の波長に調整した第１の光硬化性樹脂と、第１の屈折率ｎ１より低い第２の屈折率ｎ２及びクラッド部形成用の光源の波長に調整した第２の光硬化性樹脂との混合溶液４を介在させ、ＤＣＦ１の他端にコア部形成用の波長の光を入射してテーパー状のコア部７を形成し、各ファイバの一端同士の間にクラッド部形成用の波長の光を照射してクラッド部８を形成する。【選択図】図３
2007206309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モードフィールド径の異なるシングルモードファイバ同士を接続する方法であって、
各シングルモードファイバ同士を、それぞれの一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置し、
硬化後の屈折率及び硬化開始波長がそれぞれ異なる第１及び第２の光硬化性樹脂の混合溶液を、各ファイバの一端同士の間に介在させ、
コア部形成用の波長の光源からの光を、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバの他端から入射して第１の光硬化性樹脂を硬化させてテーパー状のコア部を形成し、
各ファイバの一端同士の間にクラッド部形成用の波長の光源からの光を照射して第２の光硬化性樹脂を硬化させてクラッド部を形成する
ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項２】
モードフィールド径の異なるシングルモードファイバ同士を接続する方法であって、
各シングルモードファイバ同士を、それぞれの一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置し、
硬化後の屈折率及び硬化に要する時間がそれぞれ異なり且つ硬化開始波長が同一の第１及び第２の光硬化性樹脂の混合溶液を、各ファイバの一端同士の間に介在させ、
光源からの光を、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバの他端から入射して第１の光硬化性樹脂を硬化させてテーパー状のコア部を形成し、
各ファイバの一端同士の間に光源からの光を照射して第２の光硬化性樹脂を硬化させてクラッド部を形成する
ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項３】
モードフィールド径の異なるシングルモードファイバ同士を接続する方法であって、
各シングルモードファイバ同士を、それぞれの一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置し、
コア部形成用の第１の光硬化性樹脂の溶液を各ファイバの一端同士の間に介在させ、
光源からの光を、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバの他端から入射して第１の光硬化性樹脂を硬化させてテーパー状のコア部を形成し、
各ファイバの一端同士の間からコア部形成用の第１の光硬化性樹脂の溶液を除去するとともに、硬化後の屈折率が第１の光硬化性樹脂と異なるクラッド形成用の第２の光硬化性樹脂の溶液を各ファイバの一端同士の間に介在させ、
各ファイバの一端同士の間に光源からの光を照射して第２の光硬化性樹脂を硬化させてクラッド部を形成する
ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項４】
第１及び第２の光硬化性樹脂としてその硬化後の屈折率の差が、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバにおけるコア部及びクラッド部の屈折率差と一致する光硬化性樹脂をそれぞれ用いる
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項５】
コア部形成用の波長の光源または光源として、ファイバの一端から第１及び第２の光硬化性樹脂の混合溶液もしくは第１の光硬化性樹脂の溶液中に出射する光の光パワーが、第１の光硬化性樹脂における硬化閾値の光パワーより大きくなるような光パワーの光を発生する光源を用いる
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項６】
コア部形成用の波長の光源または光源として、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバにおけるファイバカットオフ波長以下の波長の光を発生する光源を用いる
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項７】
モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバのコア部及びクラッド部の屈折率をそれぞれｎcore及びｎcladとし、そのモードフィールド径をａとし、また、他方のシングルモードファイバのモードフィールド径をｂとし、さらに第１及び第２の光硬化性樹脂の混合溶液もしくは第１の光硬化性樹脂の溶液の屈折率をｎrとした時、所定の間隙ｄを、
ｄ＝（ｂ−ａ）／tanθ
但し、θ＝sin-1（ＮＡ／ｎr）、ＮＡ＝（ｎcore2−ｎclad2）1/2
に設定する
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の光ファイバの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの接続方法、特にモードフィールド径の異なる単一（シングル）モードファイバ同士を接続する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光の強度がコアの中心の最大値の１／ｅ2になる部分の直径であるモードフィールド径（ＭＦＤ）の異なる光ファイバ、例えば、シングルモードファイバの一種である分散補償ファイバ（ＤＣＦ）と標準的なシングルモードファイバ（ＳＭＦ）とは外径こそ同じであるが、ＭＦＤに関してはおよそ２倍の差があり、これらを接続する場合、接続損失の他、次式に示す結合損失が発生する。
【０００３】
結合損失（ｄＢ）＝−１０ｌｏｇＴｗ
但し、Ｔｗ＝［２（ｗ１／ｗ２）／｛（ｗ１／ｗ２）2＋１｝］2、
ｗ１，ｗ２は光ファイバのＭＦＤ
そこで、従来は、これらＭＦＤ不整合に起因する結合損失を低減するため、図１に示すように、ＤＣＦ１とＳＭＦ２との間に、一端から他端に向けてＭＦＤがテーパー状に変化するＴＥＣ（Thermally Expanded Core）ファイバ３等を挟んで接続していた（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】川上、白石、大橋  共著「光ファイバとファイバ形光デバイス」培風館、１９９６年、ｐｐ．２０１−２２５
【非特許文献２】山下、各務、伊藤「マルチモード光ファイバを用いた光硬化性樹脂中の光導波路形成」電子情報通信学会研究報告ＯＭＥ９９−９４、１９９９年、ｐｐ．３１−３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来、ＭＦＤの異なるシングルモードファイバ同士を接続するには、ＭＦＤを変換するための機構を別途用意する必要があり、その分、コストが上昇するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、ＭＦＤの異なるシングルモードファイバ同士を、ＭＦＤを変換するための機構を別途用意することなく、結合損失を低減して接続することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、前述した問題を解決するため、ＭＦＤの異なるシングルモードファイバ同士を接続する際に自己形成光導波路技術を用いたことを特徴とする。
【０００７】
具体的には、各シングルモードファイバ同士を、それぞれの一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置し、硬化後の屈折率及び硬化開始波長がそれぞれ異なる第１及び第２の光硬化性樹脂の混合溶液を、各ファイバの一端同士の間に介在させ、コア部形成用の波長の光源からの光を、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバの他端から入射して第１の光硬化性樹脂を硬化させてテーパー状のコア部を形成し、各ファイバの一端同士の間にクラッド部形成用の波長の光源からの光を照射して第２の光硬化性樹脂を硬化させてクラッド部を形成する、もしくは各シングルモードファイバ同士を、それぞれの一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置し、硬化後の屈折率及び硬化に要する時間がそれぞれ異なり且つ硬化開始波長が同一の第１及び第２の光硬化性樹脂の混合溶液を、各ファイバの一端同士の間に介在させ、光源からの光を、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバの他端から入射して第１の光硬化性樹脂を硬化させてテーパー状のコア部を形成し、各ファイバの一端同士の間に光源からの光を照射して第２の光硬化性樹脂を硬化させてクラッド部を形成する、あるいは各シングルモードファイバ同士を、それぞれの一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置し、コア部形成用の第１の光硬化性樹脂の溶液を各ファイバの一端同士の間に介在させ、光源からの光を、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバの他端から入射して第１の光硬化性樹脂を硬化させてテーパー状のコア部を形成し、各ファイバの一端同士の間からコア部形成用の第１の光硬化性樹脂の溶液を除去するとともに、硬化後の屈折率が第１の光硬化性樹脂と異なるクラッド形成用の第２の光硬化性樹脂の溶液を各ファイバの一端同士の間に介在させ、各ファイバの一端同士の間に光源からの光を照射して第２の光硬化性樹脂を硬化させてクラッド部を形成することを特徴とする。
【０００８】
なお、本発明でいうシングルモードファイバとは、前述した標準的なシングルモードファイバ（ＳＭＦ）、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の他、分散シフトファイバ（ＤＣＦ）、偏波保持ファイバ（ＰＭＦ）など、コアを伝搬する光のモードが１つのみの光ファイバを指す。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、自己形成光導波路技術によりテーパー状のコア部を形成することで、ＭＦＤの異なるシングルモードファイバ同士を結合損失を低減して接続でき、従来のようなＴＥＣファイバ等のＭＦＤを変換するための機構が不要となり、その分、コストダウンが見込める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜実施の形態１＞
図２は本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態１、ここでは２種類の波長の光源を用いて接続する場合の例を示すもので、図中、１は分散補償ファイバ（ＤＣＦ）、２はシングルモードファイバ（ＳＭＦ）、４は光硬化性樹脂の混合溶液、５はコア部形成用の光源、６はクラッド部形成用の光源である。
【００１１】
光硬化性樹脂の混合溶液４は、硬化後の屈折率及び硬化開始波長（反応波長）を調整した２種類の光硬化性樹脂、即ちコア部形成用の第１の光硬化性樹脂と、クラッド部形成用の第２の光硬化性樹脂とを含む混合溶液であり、予め用意しておくものとする。なお、第１及び第２の光硬化性樹脂の樹脂材料としては、アクリル系、エポキシ系、オキセタン系、ビニルエーテル系等がある。
【００１２】
ここで、硬化後の屈折率の調整とは、硬化前の屈折率は任意の値で良いが、第１の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ１及び第２の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ２が、
ｎ１＞ｎ２
の条件を満たすように調整することを指す。
【００１３】
また、硬化開始波長の調整とは、コア部形成用の光源５からの光によって第１の硬化性樹脂のみが硬化反応を開始し、クラッド部形成用の光源６からの光によって第２の硬化性樹脂のみが硬化反応を開始するように調整することを指す。
【００１４】
コア部形成用の光源５は、混合溶液４中の第１の光硬化性樹脂のみが硬化反応を開始する波長の光を発生するもので、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバ、ここではＤＣＦ１の他端に接続される。
【００１５】
クラッド部形成用の光源６は、混合溶液４中の第２の光硬化性樹脂のみが硬化反応を開始する波長の光を発生するもので、後述する各ファイバ（ここではＤＣＦ１及びＳＭＦ２）の一端同士の間を照射する如く配置される。
【００１６】
図３は本実施の形態における接続工程を示すもので、以下、図２及び図３を用いて本発明の光ファイバの接続方法について説明する。
【００１７】
まず、図２または図３（ａ）に示すように、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２を、それぞれの接続すべき一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置するとともに、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の一端同士の端面間に光硬化性樹脂の混合溶液４を介在させる。
【００１８】
なお、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２は図示しない保持手段、例えばＶ溝を有する支持台とこの台にファイバを固定する押さえ板からなる保持手段により保持され、前述した配置関係は接続作業の終了時まで維持されるものとする。また、前述した各ファイバ間の中心軸の関係は、接続すべき一端付近において保たれていれば良く、各ファイバの全長の全てにおいてそのような関係にあることを必要とするものでないことは言うまでもない（この点は本発明の全ての実施の形態において共通する。）。
【００１９】
また、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の端面間に混合溶液４を介在させる（充填する）具体的な方法としては、例えば、前述した保持手段を構成する支持台のＤＣＦ１及びＳＭＦ２の一端同士が対向する位置に液溜め用の陥没部を設けておき、該陥没部に混合溶液４を滴下すれば良い。
【００２０】
次に、ＤＣＦ１の他端に接続したコア部形成用の光源５を動作させ、該他端からコア部形成用の波長の光を入射させる。すると、ＤＣＦ１の一端からコア部形成用の波長の光が混合溶液４中に出射され、これによって混合溶液４中の第１の光硬化性樹脂のみが反応して硬化し、図３（ｂ）に示すように、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の端面間にテーパー状の導波路（コア部）７が形成される。
【００２１】
次に、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の端面間にコア部７が確実に形成されていることを確認した後、クラッド部形成用の光源６を動作させ、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の一端同士の間の、既に形成された導波路部分にクラッド部形成用の波長の光を照射する。すると、混合溶液４中の第２の光硬化性樹脂のみが反応して硬化し、図３（ｃ）に示すように、コア部７の周囲にクラッド部８が形成される。
【００２２】
以上により、そのまま接続すると結合損失が発生することになるＭＦＤの異なるシングルモードファイバ同士の接続において、自己形成光導波路技術を用いることにより、ＭＦＤを変換するための機構を別途用意することなく、結合損失を低減して接続することが可能である。
【００２３】
＜実施の形態２＞
図４は本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態２、ここでは１種類の波長の光源を用いて接続する場合の例を示すもので、図中、実施の形態１と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１は分散補償ファイバ（ＤＣＦ）、２はシングルモードファイバ（ＳＭＦ）、９は光硬化性樹脂の混合溶液、１０は光源である。
【００２４】
光硬化性樹脂の混合溶液９は、硬化後の屈折率及び硬化に要する時間を調節した２種類の光硬化性樹脂、即ちコア部形成用の第１の光硬化性樹脂と、クラッド部形成用の第２の光硬化性樹脂とを含む混合溶液であり、予め用意しておくものとする。
【００２５】
ここで、硬化後の屈折率の調整とは、硬化前の屈折率は任意の値で良いが、第１の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ１及び第２の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ２が、
ｎ１＞ｎ２
の条件を満たすように調整することを指す。
【００２６】
また、硬化に要する時間の調整とは、第１の硬化性樹脂における光源から光を照射し始めて硬化を開始してから硬化終了までの時間ｔ１及び第２の硬化性樹脂における光源から光を照射し始めて硬化を開始してから硬化終了までの時間ｔ２が、
ｔ１＜ｔ２
の条件を満たすように調整することを指す。
【００２７】
なお、硬化開始波長は、第１及び第２の光硬化性樹脂とも、光源１０からの光によって硬化反応を開始するように調整するものとする。
【００２８】
光源１０は、混合溶液９中の第１及び第２の光硬化性樹脂が硬化反応を開始する波長の光を発生するもので、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバ、ここではＤＣＦ１の他端に接続されるとともに、後述する各ファイバ（ここではＤＣＦ１及びＳＭＦ２）の一端同士の間を照射する如く配置される。
【００２９】
図５は本実施の形態における接続工程を示すもので、以下、図４及び図５を用いて本発明の光ファイバの接続方法について説明する。
【００３０】
まず、図４または図５（ａ）に示すように、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２を、それぞれの接続すべき一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置するとともに、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の一端同士の端面間に光硬化性樹脂の混合溶液９を介在させる。
【００３１】
次に、ＤＣＦ１の他端に接続した光源１０を動作させ、該他端から光を入射させる。すると、ＤＣＦ１の一端から光が混合溶液９中に出射され、これによって混合溶液９中の第１及び第２の光硬化性樹脂とも反応して硬化するが、混合溶液９中の第１の光硬化性樹脂と第２の光硬化性樹脂とでは硬化に要する時間が異なり、第１の光硬化性樹脂の硬化に要する時間ｔ１の方が、第２の光硬化性樹脂の硬化に要する時間ｔ２より短いため、第１の光硬化性樹脂の方がより多く反応して硬化し、図５（ｂ）に示すように、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の端面間にテーパー状の導波路（コア部）１１が形成される。
【００３２】
次に、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の端面間にコア部１１が確実に形成されていることを確認した後、ファイバに接続していない光源１０を動作させ、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の一端同士の間の、既に形成された導波路部分に光を照射する。すると、前記同様に、混合溶液９中の第１及び第２の光硬化性樹脂とも反応して硬化し、図５（ｃ）に示すように、硬化した部分がＤＣＦ１及びＳＭＦ２間のクラッド部１２となるが、前述したコア部１１の形成により第１の光硬化性樹脂のモル濃度が低くなっているため、結果的にコア部１１との間に屈折率差が生じる。
【００３３】
なお、後述するような屈折率差を得るためには、コア部１１の形成終了時に混合溶液９中に残留するコア部形成用の第１の光硬化性樹脂のモル濃度を考慮した、クラッド部形成用の第２の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率の調整が必要である。
【００３４】
以上により、実施の形態１と同じ効果を、１種類の波長の光源を用いた接続においても発現することが可能である。
【００３５】
＜実施の形態３＞
図６は本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態３、ここではコア部形成用の光硬化性樹脂とクラッド形成用の光硬化性樹脂とを別々に用いるようにした場合の例を示すもので、図中、実施の形態１，２と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１は分散補償ファイバ（ＤＣＦ）、２はシングルモードファイバ（ＳＭＦ）、１０は光源、１３，１４は光硬化性樹脂の溶液である。
【００３６】
光硬化性樹脂の溶液１３は、コア部形成用の第１の光硬化性樹脂を含む溶液であり、また、光硬化性樹脂の溶液１４は、クラッド部形成用の第２の光硬化性樹脂を含む溶液であり、それぞれ予め用意しておくものとする。
【００３７】
ここで、実施の形態１，２の場合と同様、硬化前の屈折率は任意の値で良いが、第１の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ１及び第２の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率ｎ２は、
ｎ１＞ｎ２
の条件を満たすように調整しておくものとする。
【００３８】
また、この場合、硬化開始波長は、第１及び第２の光硬化性樹脂とも、光源１０からの光によって硬化反応を開始するように調整しておくものとするが、硬化に要する時間の調整は必要ない。
【００３９】
光源１０は、光硬化性樹脂の溶液１３中の第１の光硬化性樹脂及び光硬化性樹脂の溶液１４中の第２の光硬化性樹脂が硬化反応を開始する波長の光を発生するもので、モードフィールド径がより小さいシングルモードファイバ、ここではＤＣＦ１の他端に接続されるとともに、後述する各ファイバ（ここではＤＣＦ１及びＳＭＦ２）の一端同士の間を照射する如く配置される。
【００４０】
なお、実際には、溶液１３，１４が同時に各ファイバの一端同士の間に充填されることはないが、図６では便宜上、両方の溶液を示した。
【００４１】
図７は本実施の形態における接続工程を示すもので、以下、図７を用いて本発明の光ファイバの接続方法について説明する。
【００４２】
まず、図７（ａ）に示すように、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２を、それぞれの接続すべき一端が所定の間隙を隔てて略対向するように配置するとともに、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の一端同士の端面間に光硬化性樹脂の溶液１３を介在させ、さらにＤＣＦ１の他端に接続した光源１０を動作させ、該他端から光を入射させる。すると、ＤＣＦ１の一端から光が溶液１３中に出射され、これによって溶液１３中の第１の光硬化性樹脂が反応して硬化し、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の端面間にテーパー状の導波路（コア部）１５が形成される。
【００４３】
次に、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の端面間にコア部１５が確実に形成されていることを確認した後、図７（ｂ）に示すように、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の一端同士の端面間から光硬化性樹脂の溶液１３を除去して、その代わりに光硬化性樹脂の溶液１４を介在させるとともに、ファイバに接続していない光源１０を動作させ、ＤＣＦ１及びＳＭＦ２の一端同士の間の、既に形成された導波路部分に光を照射する。すると、溶液１４中の第２の光硬化性樹脂が反応して硬化し、コア部１５の周囲にクラッド部１６が形成される。
【００４４】
以上により、実施の形態１，２と同じ効果を、コア部形成用の光硬化性樹脂とクラッド形成用の光硬化性樹脂とを別々に用いた接続においても発現することが可能である。
【００４５】
＜パラメータの調整＞
ここで、自己形成光導波路技術により、ＭＦＤの異なるシングルモードファイバ同士の間に適正なテーパー状のコア部を形成するためには、前述した硬化後の屈折率、硬化開始波長、硬化に要する時間等の他、
１．第１及び第２の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率差
２．コア部形成用の光源の光パワー
３．コア部形成用の光源の出射モード（波長）
４．所定の間隙
に関するパラメータ（条件）を調整する必要がある。
【００４６】
［１．第１及び第２の光硬化性樹脂の硬化後の屈折率差］
第１の光硬化性樹脂によって形成されるコア部及び第２の光硬化性樹脂によって形成されるクラッド部からなる光導波路における光の導波のみを考慮した場合、該第１及び第２の光硬化性樹脂における硬化後の屈折率ｎ１，ｎ２は、前述した如くｎ１＞ｎ２の条件を満たせば良い。しかし、図８に示すように、光導波路におけるコア部の屈折率とクラッド部の屈折率との差（屈折率差）Δｎが異なる場合、ＭＦＤも異なる。第１及び第２の光硬化性樹脂によって形成される光導波路におけるコア部及びクラッド部の屈折率差Δｎが、接続しようとするファイバにおけるコア部及びクラッド部の屈折率差Δｎと大きく異なり、ＭＦＤも異なる場合、ＭＦＤ不整合による結合損失が発生する。
【００４７】
従って、硬化後の屈折率ｎ１，ｎ２の個々の値自体は任意で良いが、その屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）は、コア部形成用の光源５または光源１０からの光を入射するファイバ（言い換えればＭＦＤがより小さいシングルモードファイバ）、ここではＤＣＦ１におけるコア部及びクラッド部の屈折率差Δｎと一致させる必要がある。なお、第１及び第２の光硬化性樹脂によって形成される光導波路における屈折率差Δｎは、該第１及び第２の光硬化性樹脂の組み合わせによって自由に設定することが可能であり、接続しようとするファイバに応じて第１及び第２の光硬化性樹脂を選定すれば良い。
【００４８】
［２．コア部形成用の光源の光パワー］
また、光硬化性樹脂は、ファイバ端面からの出射光の光パワーが、所定の硬化閾値を越えることにより硬化・形成を開始する。そして、この光パワーを大きくしていくと、形成される導波路形状がテーパー形状となる。つまり、光硬化性樹脂への入射光パワーと形成される導波路形状のテーパー角との間には相関関係がある（非特許文献２参照）。
【００４９】
従って、第１の光硬化性樹脂の硬化閾値をＰｔ、ファイバ端面からの出射光の光パワーをＰｉｎとすると、
Ｐｔ＜Ｐｉｎ
となるようにコア部形成用の光源５または光源１０で発生する光の光パワーを設定する必要がある。
【００５０】
［３．コア部形成用の光源の出射モード（波長）］
また、形成される導波路形状のテーパー角は、ファイバ端面からの出射光の出射モードとも相関関係がある。即ち、ファイバ端面からの出射光の出射モードが基本モードのみであると、形成される導波路は直線状になる傾向があるが、高次モードの光が出射すると先端部において放射するため、テーパー構造が拡大する（非特許文献２参照）。
【００５１】
従って、本発明の場合も第１の高次モード以上の高次モードがある状態で導波路形成を行うことが望ましいが、シングルモードファイバにおいてはファイバカットオフ波長以下の光を伝搬させると高次モードが発生するため、コア部形成用の光源５または光源１０で発生する光の波長は、該コア部形成用の光源５または光源１０からの光を入射するファイバ、ここではＤＣＦ１におけるファイバカットオフ波長以下に設定する必要がある。
【００５２】
なお、コア部形成用の光源５または光源１０からの光を入射するファイバ、ここではＤＣＦ１における曲げ等を制御することにより、ファイバ端面からの出射光の高次モードを制御することも可能である。
【００５３】
［４．所定の間隙］
さらにまた、形成される導波路形状のテーパー角は、ファイバ端面からの光の出射角θによる制限を受けるため、図９から解るように、ファイバ端面から光を出射する光ファイバ、即ちＭＦＤがより小さいシングルモードファイバのＭＦＤをａとし、また、他方のシングルモードファイバのＭＦＤをｂとした場合、ファイバ同士の一端間の所定の間隙ｄを、
ｄ＝（ｂ−ａ）／tanθ
に設定する必要がある。
【００５４】
ここで、出射角θは、ファイバ端面から光を出射する光ファイバ固有の開口数ＮＡと、出射側の媒質、ここでは第１及び第２の光硬化性樹脂の混合溶液もしくは第１の光硬化性樹脂の溶液の屈折率ｎrとから
θ＝sin-1（ＮＡ／ｎr）
と表され、また、開口数ＮＡは前記光ファイバのコア部及びクラッド部の屈折率をそれぞれｎcore及びｎcladとすると、
ＮＡ＝（ｎcore2−ｎclad2）1/2
で表される。
【００５５】
例えば、ＭＦＤ５μｍのＤＣＦとＭＦＤ１０μｍのＳＭＦを接続する場合を考えると、ＤＣＦの屈折率差が０．４％であれば開口数ＮＡ＝０．１３１４３７４となり、また、第１及び第２の光硬化性樹脂の混合溶液もしくは第１の光硬化性樹脂の溶液の屈折率ｎrが１．４８であれば出射角θ＝５．１°となり、所定の間隙ｄは、
ｄ＝（５−２．５）／tan５．１＝２８．０１２μｍ
となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来のＭＦＤの異なる光ファイバ同士の接続方法の一例を示す工程図
【図２】本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態１を示す構成図
【図３】本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態１を示す工程図
【図４】本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態２を示す構成図
【図５】本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態２を示す工程図
【図６】本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態３を示す構成図
【図７】本発明の光ファイバの接続方法の実施の形態３を示す工程図
【図８】屈折率差の相違によるＭＦＤの違いの説明図
【図９】ファイバ間の間隙量の説明図
【符号の説明】
【００５７】
１：分散補償ファイバ（ＤＣＦ）、２：シングルモードファイバ（ＳＭＦ）、３：ＴＥＣファイバ、４，９：光硬化性樹脂の混合溶液、５：コア部形成用の光源、６：クラッド部形成用の光源、７，１１，１５：導波路（コア部）、８，１２，１６：クラッド部、１０：光源、１３，１４：光硬化性樹脂の溶液。
【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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