(57)【要約】  【課題】  光ファイバを伝搬する光波を大きな作動距離をもって微小スポットに集光、あるいは微小発光面からの放射光を高効率で光ファイバに結合させる。  【解決手段】  コアの周りをクラッドで覆って形成される第一の光ファイバの端面にコアのない光ファイバを接続し、該コアレス光ファイバ軸に対して凸あるいは凹状に形成され、該凸あるいは凹状の面上に前記コアレス光ファイバの屈折率より高い屈折率を有する層を形成し、該コアレス光ファイバ側から見て高屈折率層の前方に配置された光源から放射した光波を該第一の光ファイバに効率良く結合、あるいは該第一の光ファイバを伝搬してきた光波を高屈折率層の前方に集光させる効果をもたせる。なお、前記層の厚みは半径方向に均一であるか、半径方向外側に薄くなることが好ましい。また、前記層の境界の両面または片面に反射防止膜を形成することが望ましい。【選択図】  図１４
2007192955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアの周りをクラッドで覆って形成される第一の光ファイバの端面にコアが無く屈折率分布が一様な第二の光ファイバが接続され、該第二の光ファイバの端面が該第二の光ファイバ軸に対して凸あるいは凹状に形成され、該凸あるいは凹状の端面上に該第二の光ファイバの屈折率より高い屈折率を有する層を形成し、該第二の光ファイバから見て高屈折率層の前方に配置された光源より放射した光波を前記第一の光ファイバに高効率で結合、あるいは前記第一の光ファイバを伝搬してきた光波を高屈折率層がその先端に付与された前記第二の光ファイバの前方に集光させる効果をもたせたことを特徴とするレンズ付き光ファイバ。
【請求項２】
凸あるいは凹状の面が球面、あるいは光ファイバ軸を中心とした回転対称な略球面であることを特徴とする請求項１記載のレンズ付き光ファイバ。
【請求項３】
凸あるいは凹状の曲面が円筒面、あるいは光ファイバ軸を含む平面に対して対称な略円筒面をしていることを特徴とする請求項１記載のレンズ付き光ファイバ。
【請求項４】
凸あるいは凹状の面が、複数の平面からなることを特徴とする請求項１記載のレンズ付き光ファイバ。
【請求項５】
高屈折率膜層の片面または両面に反射防止層を形成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のレンズ付き光ファイバ。
【請求項６】
膜層の厚さを均一またはファイバ軸から半径方向に沿って次第に薄くなるように形成したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のレンズ付き光ファイバ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のレンズ付き光ファイバの先端前方に半導体レーザあるいは光導波路を結合させたことを特徴とする、レンズ付き光ファイバを用いた光結合モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光通信や光記録あるいはセンサ分野において使用されるレンズ付きファイバに関し、詳しくは、半導体レーザ等の発光素子等と光ファイバとを高効率で結合するために、コアレス光ファイバ先端に高屈折率層を形成したレンズ付き光ファイバおよびレンズ付き光ファイバを用いた光結合モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザなどの発光素子は、その発光面のサイズが光ファイバを伝播する光強度分布の径に比べて小さく、光通信においては両者を高効率で結合させる技術が必要であった。そこで、両者の結合効率を高めるために、特許文献１に記載の「光ファイバ端の先球化方法及び装置」のように、光ファイバの端部を球状に加工してレンズを形成し、その前方焦点位置に発光素子を配置するようにしていた。また、発光面形状が楕円の半導体レーザに対しては、先端を楔形または半円柱形にしたレンズ付き光ファイバが利用されていた。
【特許文献１】特開平８−４３６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したレンズ付き光ファイバを含めて従来のレンズ付き光ファイバは、発光面の光強度分布が発振波長程度に小さい半導体レーザに対しては十分な結合効率を得ることが出来なかった。また、電子回路の高速信号伝達部分を光回路で置き換える超集積・超高速の演算回路ではシリコン細線導波路が期待されている。この導波路が搭載された電子・光回路基板を光ファイバで結ぶ光インターコネクション技術もその発展が期待されている。しかし、シリコン細線導波路のスポットサイズ即ちスポット半径は、波長が１．５μmの場合、通常は０．１５μｍ程度である。これに対して、光ファイバ、特に単一モード光ファイバのスポットサイズは通常５μｍ以上であるため、両者を直接結合すると、２０ｄＢ以上の損失が発生する。そのため、微小なスポットサイズを持つ光素子に対しても高効率で結合できる新しいレンズ付き光ファイバの実現が望まれていた。
【０００４】
半導体レーザは一般に活性層に平行な方向の界分布が広く、活性層に垂直な方向の界分布が狭い傾向があり、発光面が扁平になっている場合が多い。特に、高出力半導体レーザにはこの傾向が強いため、レンズ付きファイバの中には先端レンズ形状を楔形あるいは半円柱型にして前記活性層に垂直な方向に対してのみレンズ作用を持たせたものがあった（特開２０００−３０４９６５号）。この場合、活性層に垂直な方向のスポットサイズが発振波長程度に小さい半導体レーザに対しては従来の楔形あるいは半円柱型を有するレンズ付き光ファイバでは高効率結合が難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題解決するためになされたものであり、その目的は光ファイバを伝搬する光強度分布を、その伝搬する光の波長程度のスポットサイズまで縮小できること、即ち言い換えれば光の波長程度の微小なスポットサイズをもつ光源から光ファイバに高効率で結合できるファレンズ付き光ファイバおよびそのレンズ付き光ファイバを用いた光結合モジュールを提供することにある。また、発光面が扁平な場合でも高効率結合を可能にすることである。
【０００６】
加えて、本発明は、上記趣旨を踏まえて出願された本出願人提案の特願２００５−０９１２９９に対し、作動距離とよばれている、ファイバ先端と集光位置との距離をより長尺に確保できるようにすることを課題としたものである。即ち、作動距離が短いと、レンズ付き光ファイバと半導体レーザあるいはレンズ付き光ファイバとシリコン細線導波路など
の相互位置を正確に設定して組み立てる際に、しばしば相互が接触して破損するという問題があった。因みに従来のファレンズ付き光ファイバの作動距離は10μmに満たなかった。さらに本発明は、第一と第二の光ファイバ同士の高精度な軸合わせを不要にすることを課題としたもので、複雑な屈折率分布をもつファイバの製造や、ファイバ同士の高精度な軸合わせは製造コストが上昇する問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のレンズ付きファイバは、コアの周りをクラッドで覆って形成される第一の光ファイバの端面に、コアレス光ファイバと呼ばれるコアが無く屈折率分布が一様な第二の光ファイバが接続され、該第二の光ファイバの端面が該第二の光ファイバ軸に対して凸あるいは凹状に形成され、該凸あるいは凹状の端面上に該第二の光ファイバのコアの屈折率より高い屈折率を有する層を形成したことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記レンズ付き光ファイバは、凸あるいは凹状の面が球面の一部、あるいは光ファイバ軸を中心とした回転対称な略球面をなす非球面であることも可能である。
【０００９】
また、前記レンズ付き光ファイバは、凸あるいは凹状の曲面が円筒面、あるいは光ファイバ軸を含む平面に対して対称な略円筒面をしていることも可能である。
【００１０】
さらに、前記レンズ付き光ファイバは、凸あるいは凹状の面が、複数の平面からなることも可能である。
【００１１】
またさらに、前記レンズ付き光ファイバは、高屈折率膜層の片面または両面に反射防止層を形成することも可能である。
【００１２】
また、前記レンズ付き光ファイバは、膜層の厚さを均一またはファイバ軸から半径方向に沿って次第に薄くなるように形成することも可能である。
【００１３】
また、本発明の光結合モジュールは、前記レンズ付き光ファイバの先端前方に半導体レーザあるいは光導波路を結合させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように本発明によれば、コアレス光ファイバ先端に、高屈折率の物質からなる膜層を形成したことで、微小な発光源からの放射光を光ファイバ中に高効率で導くことが可能になる。言い換えれば光ファイバを導波されてきた光に対しては、集光効果が増して波長程度の小さなスポットに集光できる。その結果、発光素子や細径コア導波路等との結合効率が向上する。
同時に、高屈折率層を付与しない場合に比べて作動距離を大きくすることができる。
加えて、コアレス光ファイバを介すると、第一の光ファイバ端を発したビームは、コアレス光ファイバである第二の光ファイバ中で一旦外に凸の等位相面をもって拡がり、ビーム径が拡大しながら伝搬する。高屈折率層内側表面で屈折しさらに高屈折率層外側表面で光ファイバ軸側に大きく屈折する。その結果、高屈折率層内でのビーム径が大きいために作動距離を充分に長く維持することが可能となる。
この距離の確保によって、組立ての際に両者が衝突して破損することを避けることが可能になる。
さらに本発明は、光ファイバのコア同士の軸あわせも不要になるため、製造が簡単、安価になる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
先ず、前提としての光ファイバの先端に高屈折率層を形成した形態について述べる。
レンズ付き単一モード光ファイバ（以下、ＳＭＦと称す）の先端に屈折率３．７のシリコン（Ｓｉ）の膜を形成した場合についての解析例を、比較のため膜を形成しないものと対比しながら説明する。光ファイバを導波してきた光が、光ファイバ先端にレンズを形成することにより空気中に出射したあとに集光されてどのようなスポットサイズになるかを調べた。解析には、光線追跡およびビーム伝搬法（ＢＰＭ）を用いた。ＳＭＦの先端形状は、次式で表される非球面形状を仮定した。
【数１】
2007192955.tif 000003
ここで、Zは光ファイバ軸方向距離、ｒは光ファイバ軸からの半径方向距離、Ｒは光ファイバ先端曲率半径、ｋは円錐定数である。
【００１６】
解析例では、レンズ付きＳＭＦに１０μｍの厚みのＳｉ膜を形成し、その形状は、曲率半径Ｒ＝１０μｍ、円錐定数ｋ＝−２．２とした。波長は光通信で用いられている１．５５μmを仮定した。図１はＳｉ膜を形成していない先端凸状のレンズ付きＳＭＦの光線追跡の解析結果を示し、図２はその半径方向の光強度分布を示す。図１では、モードフィールド直径１０μmのＳＭＦを伝搬してきた光線が、光ファイバ端面における空気との境界で屈折し、集光している。その集光位置はＳＭＦの端部から１６．９μｍである。このときの断面の光強度分布が図２のようになり、スポットサイズ（半径）は２．５μｍである。
【００１７】
これに対して、図３は上述のレンズ付きＳＭＦにＳｉ膜を形成した場合の光線追跡の解析結果を示し、図４はその半径方向の強度分布を示す。図３に示されるように、ＳＭＦからの光線がＳｉ膜層との境界で屈折し、膜中でビーム径がいったん拡大し、次の空気層との境界で大きく光ファイバ軸側に屈折して集光している。その集光位置はＳｉ膜の端部から７．３μｍである。このときの断面の強度分布が図４のようになり、スポットサイズは０．８μｍである。この結果から、Ｓｉ膜を形成したことにより、スポットサイズが約３分の１に小さくなることが確認できる。
【００１８】
なお、光線追跡のほか、BPMにより波動光学に基づいた解析を行い本発明の効果の確認を行った。解析に使用したパラメータを表１に示す。
【００１９】
【表１】
2007192955.tif 000004
【００２０】
Ｓｉ膜を形成しないレンズ付きＳＭＦについての波動光学の解析結果を図５および図６に示す。図５は振幅分布と等位相分布を示し、図６は正規化振幅および位相分布を示す。これらの図から、光ファイバ先端のレンズ作用により光ビームの等位相分布が変形して集光されることが確認できる。集光位置は１７．６μｍであり、スポットサイズは、２．４μｍである。光線追跡とほぼ同じ結果であった。
【００２１】
これに対して、図７および図８は、上述のレンズ付きＳＭＦにＳｉ膜を形成した場合のＢＰＭによる解析結果を示し、図７は振幅分布と等位相分布を示し、図８は正規化振幅および位相分布を示す。これらの図から、Ｓｉ膜を形成したことにより、等位相分布がＳｉ膜中で外に凸の状態になり、さらに空気中に出射する際には急激に凹面になり強く集光されている。集光位置は８．８μｍであり、このときのスポットサイズは、０．９μｍである。なお、光振幅分布の裾にみられるサイドローブは、曲率半径、円錐定数、Ｓｉ膜厚などを最適化することにより大幅に軽減できる。
【００２２】
以上の解析で、高屈折率のＳｉ膜をレンズ付きＳＭＦの端部に形成したことで、ＳＭＦからの光線が、一旦広がってから集光し、集光位置でのスポットサイズが小さくなることが確認できた。次に、Ｓｉ膜の膜厚による集光位置とスポットサイズの関係について解析した結果について説明する。図９および図１０は光線追跡とＢＰＭにより、膜厚とスポットサイズ、膜厚と作動距離について解析した結果を示す。
【００２３】
図中の下の曲線が光線追跡による解析結果であり、図中の上の曲線がＢＰＭによる解析結果である。計算方法の違いにより値に差が出る理由は、光線追跡では回折の効果の評価が十分でないこと、ＢＰＭでは、光の回折の効果が大きく近軸近似の条件から外れることによる誤差が含まれるためである。これらの解析では、数値が若干異なるものの、傾向は同じである。図示されるように、いずれの解析でも、膜厚が厚くなると、スポットサイズを小さくできることがわかる。
【００２４】
Ｓｉ膜を凸状のレンズ付きＳＭＦに形成した場合に集光点での波面収差が小さくなる条件を求めたのが図１１である。同図は集光位置（作動距離）に対する円錐定数、曲率半径、膜厚（Ｄ）、波面収差および開口数（NA）の関係も示している。図１１の左図では、上の直線が曲率半径Ｒを、中間の曲線が円錐定数ｋを、下の直線が膜厚Ｄを表している。図１１の右図では、下に凸の曲線が波面収差（単位は波長）を、右下がりの曲線が開口数を表している。これらの関係を参照することで、Ｓｉ膜を形成した凸状のレンズ付きＳＭＦの設計を容易に行うことができる。
【００２５】
また、上述した解析例以外に、Ｓｉ膜の膜厚を中心が厚く外側が薄いものについても、解析をしたところ、同様にスポットサイズが縮小し、集光位置が短くなることが確認できた。
【００２６】
光ファイバ先端形状は、凸面だけに限らず、凹面であっても集光効果を大きくすることが可能である。図１２は、端部に円錐型凹面レンズを形成したＳＭＦの斜視図を示す。このＳＭＦにＳｉ膜を形成した場合の光線追跡による解析結果を図１３に示す。図示例は、曲率半径Ｒ＝−３０μｍ、円錐定数ｋ＝−２．０の凹面を形成し、その端部に２０μｍの厚みのＳｉ膜を形成した。この場合は、集光位置は３．０μｍ、ＮＡが０．５１、スポットサイズが０．８３μｍとなった。すなわち、図１に示した高屈折率層がない先端凸のレンズ付きファイバの場合のスポットサイズ２．４μmの１/３の大きさにできる。
【００２７】
次に、本発明の構成を説明する。
本発明は、先の発明の構造にコアの無いファイバ部分を付与したものである。コアの無いファイバ部分で光を大きく拡げることにより、ファイバの先端と集光位置との距離を先の構造に比べ2〜3倍に大きく取れることが判明した。また集光位置でのスポット直径は同様な大きさが得られる。
ここで、コアレス光ファイバとは、屈折率分布の一様な材質で形成したファイバで、コアのない、即ち、コアとクラッドの階層を形成せず、単一の屈折率の素材でファイバを形成したものをいう。
従って、屈折率は、クラッドと同一であっても、又、クロッドと同一でなくとも良く、高屈折率層より低い屈折率となるが、ファイバ部分で光を大きく拡げるよう一様な屈折率で形成されるファイバを広く含む意味である。
【００２８】
本発明コアレス光ファイバを付与したレンズドファイバの構造を図１４に示す。
ＳＭＦの先端にコアレス光ファイバを接続し、その先端を非球面化し、その表面に高屈折率層を形成したものである。コアレス光ファイバ中では屈折率が一様であるため、ビームが拡がる。そしてコアレス光ファイバの先端で屈折しさらに大きな角度をもって拡がる。高屈折率層先端にて屈折率差が大きいことを利用して大きな屈折角をもって屈折し集光する。ここでビームの拡がりが大きいため集光する位置も遠くにすることができ、作動距離を大きくできる特長がある。先端の非球面形状を不均一化することで波面の収差を抑えることも可能である。
【００２９】
また、レンズ部を凹面形状にしたファイバも考えることができる(図１５)。これは上図に比べ高屈折率先端での屈折角をより大きくできるため、作動距離は短くなるが開口数を1近くにすることができる。
【００３０】
本発明構造の構造パラメータを算出すべく設計を行った。以下に設計の一例を示す。計算に用いた構造パラメータを表２に示す。図１６は光線追跡を行った図である。コアレス光ファイバ中で光線が大きく拡がることで作動距離が大きくなっていることが分かる。
【表２】
2007192955.tif 000005
本発明構造の構造パラメータは先球半径、円錐定数、高屈折率層膜厚、コアレス長の多くのパラメータがあるため、作製時における許容範囲は非常に重要となってくる。そこで波長の大きさの固有モードをもった光強度分布との結合を考え、1dBトレランス（許容値）を算出した。表３に結果を示す。
【表３】
2007192955.tif 000006
表３より、先球半径は±5mm、円錐定数は±0.1すなわちテーパ角度8°、高屈折率層は±3mm、コアレス長は±30mmと許容範囲は緩やかである。つまり、一つのパラメータが最適値からはずれていても他のパラメータにより十分補正することが可能である。
設計した構造を基に波動光学的解析を行った。高屈折率層両端面での反射損失を考慮するためFDTDを用いた。構造パラメータは上記のとおりである。電界分布の計算結果を図１７に示す。高屈折率層で大きく屈折し、集光していることがわかる。集光位置での光強度分布と位相分布を図１８に示す。スポット直径は1.7mm、作動距離は23.1mmであり半値全幅は1mmを得た。波長1.55mmにおいて回折限界付近まで縮小できることを数値的に確認できた。
【実施例】
【００３１】
発明の実施例としてコアレス光ファイバ長500mm、先球半径16.4mm、テーパ角度68°に加工したレンズドファイバを試作した。ファイバの先端は炭酸ガスレーザを用いて加工した。このファイバに高屈折率層としてアモルファスシリコン(屈折率3.7)をスパッタ法により形成した。成膜前後のファイバの外観を図１９に示す。図１９より高屈折率材料は先球ファイバ先端面に一様に堆積していることがわかる(図２０)。
その光学的効果の検証を行った。実施例に使用したファイバは上記サンプルと同様である。測定では先球加工した端面の逆側から波長1.55mmの半導体レーザ光を入射し、先球ファイバ端面からの出射光を赤外カメラで観察した。測定結果を図２１に示す。高屈折率層を形成する前はスポット直径が2.7mmであった。それに対し、高屈折層を所望の厚さ形成することで、スポット直径を2mmと縮小することができた。特に、作動距離は20mmと大きくすることに成功した。これは従来技術と比べて2倍以上であり、その有用性を確認した。
【００３２】
高屈折率材料としては、波長1mm以上でアモルファスシリコン、短波長域では、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化亜鉛など光学フィルタに用いられている材料などが考えられる。これらの材料の形成には、電子ビームによる真空蒸着やスパッタリング、CVD（化学気相成長）法などの汎用装置で形成が可能であるため、容易に形成することができる。なお、高屈折率層の両面には、無反射コートを施す必要がある。
本発明は、発光面が特に小さい半導体レーザ、あるいは導波光のスポット径が非常に小さい半導体光導波路からの放射光を単一モードファイバに結合する場合に有効である。また、単一モード光ファイバの導波光を細径コア導波路に高効率で結合する場合に利用できる。  
【００３３】
本発明の効果は、図１４あるいは図１５を紙面方向には一様な構造とみなせば、光ファイバ軸に対して回転対称でない先端形状でも有効である。図２２に示されるように、略楔あるいは略半円柱型をした凸面（または凹面でもよい）端をもつコアレス光ファイバを有するレンズ付のＳＭＦであれば、高屈折率層を付与することにより一方向に集光作用の増強効果が生じる。同じく、それぞれ図２３および図２４に示されるように、ＳＭＦと高屈折率層間にコアレス光ファイバと略1/4ピッチ長の二乗型ファイバ（ＧＩＦ）を接続した構造を挿入、あるいは集束係数が異なりともに略1/4ピッチ長の２つのＧＩＦを接続した構造を挿入し、その先端を略楔あるいは略半円柱型をした凸面または凹面状のレンズ付のファイバにも適用可能である。
【００３４】
なお、図２２に示した実施例にあるような略楔あるいは略半円柱構造を、３以上の複数の平面で構成して近似的に略楔あるいは略半円柱の構造にしても本発明の効果は有効である。同様に、図１４、図１５、図１３、図２２〜図２４に記載された構造でも略半球面や略半円柱面、非球面を複数の平面で近似的に置き換えることで集光の増強効果を得ることができる。
【００３５】
また、解析例、実施例では、膜の材質としてＳｉを使用したが、Ｓｉ以外に使用可能な材料として、光ファイバよりも高屈折率であるＴａ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ3、ＨｆＯ等がある。また、膜の生成方法は、実施例のスパッタ以外に真空蒸着、ＣＶＤ、メッキ等がある。
【比較例】
【００３６】
本発明の優位性を検証するため、膜厚5mmの水素化アモルファスシリコン膜(n=3.7)にてそれぞれ最適化を行い比較検討した。以下に示すファイバの外径はいずれも125mmである。
【００３７】
［SMFタイプについて］
【表４】
2007192955.tif 000007
SMFタイプはコアとクラッドを形成する導波路を一定のビームの大きさで伝搬する。高屈折率層ではビームを大きく拡げることができないため、ビームの縮小は可能だが作動距離を大きくとることができない問題がある。
【００３８】
［GIＦタイプについて］
【表５】
2007192955.tif 000008
GIFタイプはSMFの先端に二乗型屈折率分布を持ったコアの大きなファイバを有しているものである。SMFタイプと違い1/4ピッチでビームの大きな平行光とすることができる。SMFタイプと比べると作動距離は2倍大きくすることができる。
【００３９】
［コアレスタイプについて］
【表６】
2007192955.tif 000009
コアレスタイプでは一様媒質中をビームが伝搬する。これはGIFタイプと比較すると波面の傾きが大きく異なる。GIFタイプは1/4ピッチでビームの大きさが最大になりかつ波面の傾きは無くなり平行光として高屈折率層中に伝搬する。しかし、コアレスタイプは伝搬するたびにビームの大きさは大きくなり波面が傾いたまま高屈折率層中に伝搬する。これが大きな特長となる。ビームの大きさを大きくしかつ波面の傾きを持つことでより遠くに焦点を結ぶという効果につながる。SMFタイプに比べ4倍、GIFタイプに比べ2倍とコアレスタイプの優位性が示されたことになる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、光通信以外に、情報処理システムや情報伝送システムにおける光回路、ＤＶＤの光ピックアップの結合部分などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】比較例としてＳｉ膜を形成していないレンズ付きＳＭＦの光線追跡の解析結果を示す図である。
【図２】図１の集光点での半径方向の強度分布を示す図である。
【図３】比較例における解析例における光線追跡結果を示す図である。
【図４】図３の集光点での半径方向の強度分布を示す図である。
【図５】比較例における振幅分布と位相分布を示す図である。
【図６】比較例における正規化振幅および位相を示す図である。
【図７】比較例における振幅分布と位相分布を示す図である。
【図８】比較例の解析例における正規化振幅および位相を示す図である。
【図９】比較例の解析例における膜厚とスポットサイズの関係を示す図である。
【図１０】比較例の解析例における膜厚と作動距離の関係を示す図である。
【図１１】比較例の解析例における各パラメータの相互の関係を示す図である。
【図１２】端部に凹面レンズを形成したＳＭＦの斜視図である。
【図１３】図１２のＳＭＦにＳｉ膜を形成した場合の解析結果を示す図である。
【図１４】コアレス光ファイバを付与したレンズドファイバの構造を示す図である。
【図１５】レンズ部を凹面形状にしたコアレス光ファイバの構造を示す図である。
【図１６】コアレス光ファイバで光線追跡の解析結果を示す図である。
【図１７】コアレス光ファイバの電解分布の計算結果を示す図である。
【図１８】コアレス光ファイバの集光位置での光強度分布と位相分布を示す図である。
【図１９】コアレス光ファイバに高屈折率層としてアモルファスシリコンを形成した成膜前後のファイバの外観を示す側面である。
【図２０】図１９におけるアモルファスシリコン成膜前後の構造パラメータを示す図である。
【図２１】コアレス光ファイバの光学的効果の測定結果を示す図である。
【図２２】略楔あるいは略半円柱型をした凸面端をもつコアレス光ファイバを有するレンズ付のＳＭＦのＮＦＰ測定結果を示す図である。
【図２３】先端半円柱状のレンズドファイバを示す斜視図である。
【図２４】コアレス光ファイバと高屈折率層間に略１／４長さのＧＩＦを挿入したレンズドファイバを示す側面図である。
【図２５】コアレス光ファイバと高屈折率層間に略１／４長で、互いに集束係数の異なる二つのＧＩＦを挿入したレンズドファイバを示す側面図である。
【図２６】比較例としてコアレス光ファイバを形成していないレンズ付きＳＭＦの光線追跡の解析結果を示す図である。
【図２７】比較例としてコアレス光ファイバを形成していないレンズ付きＧＩＦの光線追跡の解析結果を示す図である。
【図２８】コアレス光ファイバを形成したレンズ付きＳＭＦ光線追跡の解析結果を示す図である。
【図１】
2007192955.tif 000010
【図２】
2007192955.tif 000011
【図３】
2007192955.tif 000012
【図４】
2007192955.tif 000013
【図５】
2007192955.tif 000014
【図６】
2007192955.tif 000015
【図７】
2007192955.tif 000016
【図８】
2007192955.tif 000017
【図９】
2007192955.tif 000018
【図１０】
2007192955.tif 000019
【図１１】
2007192955.tif 000020
【図１２】
2007192955.tif 000021
【図１３】
2007192955.tif 000022
【図１４】
2007192955.tif 000023
【図１５】
2007192955.tif 000024
【図１６】
2007192955.tif 000025
【図１７】
2007192955.tif 000026
【図１８】
2007192955.tif 000027
【図１９】
2007192955.tif 000028
【図２０】
2007192955.tif 000029
【図２１】
2007192955.tif 000030
【図２２】
2007192955.tif 000031
【図２３】
2007192955.tif 000032
【図２４】
2007192955.tif 000033
【図２５】
2007192955.tif 000034
【図２６】
2007192955.tif 000035
【図２７】
2007192955.tif 000036
【図２８】
2007192955.tif 000037