(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路デバイスの製造方法であって、
直交する２枚の平板から成る筐体１０であって、該筐体１０の一方の平板に設けられた孔１１と、該筐体１０の他方の平板に所定の位置関係で設けられた複数個の孔１２とを有し、当該合計Ｎ個（但しＮは３以上）の孔に嵌合されたＮ本の光ファイバとによるＮ個の光導入部からなる治具を用いるものであり、
前記孔１１に嵌合された光ファイバ先端から出射される光が、前記複数個の孔１２に嵌合された光ファイバ先端から出射される光と直交するものであり、
透明容器に複数の光部品を所定位置に内挿して該透明容器に光硬化性樹脂溶液を充填し、
前記治具を前記透明容器に装着して前記治具の前記Ｎ個の光導入部の全てから所定波長光を導入し、前記光硬化性樹脂溶液を双方向に硬化させて、前記Ｎ個の光導入部から導入された所定波長光の光軸方向、及び前記光硬化性樹脂溶液内に設置された前記複数の光部品によって変換された光軸方向に光導波路を成長させて光導波路を形成することで、
前記Ｎ個の光導入部に対応する前記透明容器内面と前記複数の光部品とを一体的な光導波路で接続させて、光軸が直交する分岐を有し、Ｎ個の入出力端を有する光導波路デバイスを形成することを特徴とする光導波路デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記透明容器に内挿された前記光部品は、前記透明容器の外部から位置調整及び／又は角度調整が可能であり、前記光硬化性樹脂溶液の注入後に、前記光硬化性樹脂溶液が硬化しない波長で一つの光導入部から入射された光が他の光導入部から出射されるように前記光部品の位置調整及び／又は角度調整が行われることを特徴とする請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記治具は、前記光導入部の少なくとも１箇所に集光光学系を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光導波路デバイス製造方法。
【請求項４】
更に、前記光導波路デバイスの前記Ｎ個の入出力端の少なくとも１箇所に、光学素子及び／又は光電変換素子を結合することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光導波路デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度に光導波路デバイスを製造する方法に関する。特に、容器内に光学部品を内挿してその容器内に光硬化性樹脂溶液を満たし、治具に設定された所定位置から所定波長光を導入して、容易に精度よく光導波路デバイスを製造する方法に関する。本発明は、光ファイバ通信における安価で低損失な光送受信器、光インタ−コネクション、光分波器あるいは合波器の製造に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光硬化性樹脂溶液にビーム状の所定波長光を導入し、自己集光現象（セルフフォーカシング現象）を利用して、光導波路デバイスを形成する技術が注目されている。自己集光現象とは、光硬化性樹脂が光照射により液相から固相へ相変化する際、固相での屈折率上昇により発散性の照射光が固相領域に閉じこめられる現象のことである。そして、この現象を利用して形成する光導波路を自己形成光導波路という。以下、簡略化して光導波路と云う。具体例として、特開平８−３２０４２２号公報に開示された光導波路系の作成方法およびそれを用いた光デバイスがある。これは、光硬化性樹脂溶液内に受光素子、レンズ、プリズム、ミラー等の光部品を設置し、単数又は複数個所から単数又は複数の所定波長光を導入し、セルフフォーカシング効果を利用して各光部品間を光導波路で結ぶ方法である。これにより、様々な光部品が光導波路で結合された光デバイスを形成することを特徴としている。例えば、様々な干渉フィルタを光軸にそって立設すれば、光導波路型の分波フィルタが形成される。又、例えばハーフミラーを光硬化性樹脂溶液中に設置して、入射口、出射口を光導波路で接続すれば、光導波路型の分岐器又は光導波路型の合波器が形成される。
特に、上記例ではその製造方法において、双方向から光を導入し中間点で両側からの光導波路を互いに引き込んで結合させる、所謂セルフアライメント効果によって結合させ、結合点での損失を低減することを特徴としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては光硬化性樹脂溶液は１種類である。１種類の光硬化性樹脂溶液を硬化させた場合、光導波路のクラッド形成は困難となる。即ち、光導波路表面の僅かな傷、埃等で伝送損失が発生するという問題がある。又、その光導波路は入射口、出射口、又は光部品で支持されるのみであり、機械振動等に頑強な光導波路デバイスとはならないという問題がある。
又、従来例では例えば光部品として半導体レーザを組み込む例がある。即ち、光導波路形成に使用する波長と、実使用時（例えば光通信）に使用する波長を同一としている。この場合は、所定波長と吸収率の関係から得られた光導波路は伝送損失が大きくなるという問題がある。
【０００４】
更に、従来例の特徴は、異なる方向から光を導入し異なる方向から光導波路を成長させて、中間点でセルフアライメント効果で軸合わせを行うことである。そして、低損失な光導波路デバイスを作製することである。しかしながら、光導波路径が百数十μｍでセルフアライメント効果を奏するには、中間点で例えば数十ミクロン程度の位置合わせが必要である。光部品を光硬化性樹脂溶液中に設置する場合は、その光部品の位置ずれ、角度ずれがセルフアライメント効果を低減させる大きな因子となり、必ずしも効率よく製造されるものではない。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は光導波路デバイス作成用治具の筐体の所定位置に光部品に対応したＮ個の光導入部を形成し、その位置決めされたＮ個の光導入部から所定波長光を導入することによって、容易に高精度光導波路デバイスを製造することである。
又、上記Ｎ個の光導入部に孔を形成して、その孔に光ファイバを嵌合し、その光ファイバから所定波長光を出射させるだけで作業性よく光導波路デバイスを製造する治具及びその製造方法を提供することである。
又、その光導波路の周囲を低屈折率樹脂溶液で包埋することで、ステップインデックス型の光導波路とし、伝送損失の少ない光導波路デバイスの製造方法を提供することである。
尚、上記目的は、個々の発明が個々に達成する目的であって、個々の発明が全ての上記の目的を達成するものと解釈されるべきではない。
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法は、直交する２枚の平板から成る筐体１０であって、該筐体１０の一方の平板に設けられた孔１１と、該筐体１０の他方の平板に所定の位置関係で設けられた複数個の孔１２とを有し、当該合計Ｎ個（但しＮは３以上）の孔に嵌合されたＮ本の光ファイバとによるＮ個の光導入部からなる治具を用いるものであり、孔１１に嵌合された光ファイバ先端から出射される光が、複数個の孔１２に嵌合された光ファイバ先端から出射される光と直交するものであり、透明容器に複数の光部品を所定位置に内挿して該透明容器に光硬化性樹脂溶液を充填し、治具を透明容器に装着して治具のＮ個の光導入部の全てから所定波長光を導入し、光硬化性樹脂溶液を双方向に硬化させて、Ｎ個の光導入部から導入された所定波長光の光軸方向、及び光硬化性樹脂溶液内に設置された複数の光部品によって変換された光軸方向に光導波路を成長させて光導波路を形成することで、Ｎ個の光導入部に対応する透明容器内面と複数の光部品とを一体的な光導波路で接続させて、光軸が直交する分岐を有し、Ｎ個の入出力端を有する光導波路デバイスを形成することを特徴とする。
【０００９】
【００１０】
又、本発明の請求項２に記載の光導波路デバイスの製造方法は請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、透明容器内に配置された光部品は透明容器の外部から位置調整及び／又は角度調整が可能であり、光硬化性樹脂溶液の注入後に光硬化性樹脂溶液が硬化しない波長で一つの光導入部から入射された光が他の光導入部から出射されるように光部品の位置調整及び／又は角度調整が行われることを特徴とする。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
又、本発明の請求項３に記載の光導波路デバイスの製造方法は請求項１又は請求項２に記載の光導波路デバイス製造方法であって、治具は、光導入部の少なくとも１箇所に集光光学系を有することを特徴とする。
又、本発明の請求項４に記載の光導波路デバイスの製造方法は、更に、その光導波路デバイスのＮ個の入出力端の少なくとも１箇所に、光学素子及び／又は光電変換素子を結合することを特徴とする。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【作用および効果】
透明容器に複数の光部品を所定位置に内挿し、光硬化性樹脂溶液を満たす。ここに治具を装着する。この治具は、直交する２枚の平板から成る筐体１０であって、該筐体１０の一方の平板に設けられた孔１１と、該筐体１０の他方の平板に所定の位置関係で設けられた複数個の孔１２とを有し、当該合計Ｎ個（但しＮは３以上）の孔に嵌合されたＮ本の光ファイバとによるＮ個の光導入部からなる治具を用いるものであり、孔１１に嵌合された光ファイバ先端から出射される光が、複数個の孔１２に嵌合された光ファイバ先端から出射される光と直交するものである。所定の位置関係とは、透明容器に内挿された複数の光部品の位置関係に高精度に対応した位置関係の意味である。
次に、治具の全ての光導入部から所定波長光の光を導入する。所定波長光とは、例えば短波長のレーザ光である。所定波長光は、順次、光軸方向に光硬化性樹脂溶液に対して光重合反応を起こさせる。また、全ての光導入部から所定波長光を導入することは、双方向から光硬化性樹脂溶液を硬化させることを意味する。これにより、Ｎ個の光導入部に対応する透明容器内面と複数の光部品とが光導波路で結ばれた光導波路デバイスが形成される。双方向から硬化させることで光導波路を中間の所定点で連結させる。
本発明の治具を用いれば、光導入部、即ち入射口と出射口が予め正確に位置決めされているので、精度のよい光導波路デバイスを形成することができる。即ち、光導入部と光部品の位置関係が予め設定された治具を用いて光導波路デバイスを製造すれば、作業者はいちいち軸合わせをする必要がない。即ち、効率よく光導波路デバイスを製造することができる。又、光導入部の位置関係が保たれた治具を用いて光導波路デバイスを製造するので、製造された光導波路デバイスの品質にはバラツキが少ない。即ち、品質の安定した光導波路デバイスを製造することができる。
【００２２】
又、治具の光導入部は、孔と嵌合された光ファイバから成る。即ち、光ファイバから光を導入すれば容易に正確に光導波路デバイスが形成される。又、光ファイバは柔軟性に優れている。よって、その製造工程での作業性を高める方法となる。
【００２３】
又、光導波路は入出射端で透明容器に固定される。
一般に、光硬化性樹脂溶液は硬化時には接着性を有して固化する。即ち、光導波路は光硬化性樹脂溶液に当接する媒体に固定される。本発明では、透明容器に光硬化性樹脂溶液を注入し、光導波路デバイス製造用治具に設置されたＮ個の全ての光導入部から所定波長光が入出力する。よって、形成される光導波路は少なくとも透明容器に固定される。光導波路の両端は透明容器に固定されるので、振動等に頑強な光導波路デバイスとなる。即ち、頑強な光導波路デバイスを製造する製造方法となる。
【００２４】
又、請求項２に記載の光導波路の製造方法は請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、透明容器内に内挿された光部品は透明容器の外部から位置調整及び／又は角度調整が可能となっている。調整手段とは、例えば光部品底部に取り付けられた軟磁性材料と筐体底面の外側に取り付けられた磁石である。両者は磁力で透明容器と筐体を挟んで調整可能に固定される。そして、光硬化性樹脂溶液の注入後に、光硬化性樹脂溶液が硬化しない波長で一つの光導入部から入射された光が他の光導入部から出射されるように調整手段により光部品の位置調整及び／又は角度調整を行なう。例えば、出射位置の位置ずれが光部品の光軸に対する位置ずれであれば、その磁石を平行移動して調整する。又、その位置ずれが光部品の光軸に対する角度ずれであれば、その磁石を回動することにより調整する。即ち、光硬化性樹脂溶液を充填したままで、光部品を調整することができる。よって、容易に高精度な光導波路デバイスを製造する製造方法となる。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
本発明の請求項３に記載の光導波路デバイスの製造方法によれば、治具は、光導入部の少なくとも１箇所に集光光学系を有する。筐体の光導入部に所定波長光を導入すると、集光光学系（例えば凸レンズ）によって、透明容器を透過して透明容器壁近傍に光が集光される。光が集光されると単位面積当たりの光強度が増大し、透明容器内の光硬化性樹脂溶液がより速く、より強固に透明容器の内壁に固定される。よって、振動等の外乱に頑強な光導波路デバイスを製造することができる。
尚、この集光光学系は治具の光導入部が透明であれば、光源側に設置しても構わない。
又、本発明の請求項４に記載の光導波路デバイスの製造方法は、更に、光導波路デバイスの入出力端に光学素子及び／又は光電変換素子を結合する。
光学素子とは、例えばレンズ、フィルタ、光ファイバ等の素子である。これらの素子が例えば、透明な接着剤で固定される。これにより、より小型で取り扱いの容易な光導波路デバイスとすることができる。
又、光電変換素子とは、レーザダイオード等の発光素子、フォトダイオード等の受光素子である。これらの素子を入出力端に結合すれば、様々な送受信デバイスを形成することができる。例えば、受光素子を結合すれば光通信における受信装置とすることができる。又、発光素子を結合すれば光通信における通信装置とすることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。尚、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
（第１実施例）
図１に本実施例の光導波路デバイス製造用治具を示す。この治具により後述する光導波路デバイスが製造される。尚、図１（ａ）が上面図、（ｂ）が正面図である。本実施例の光導波路デバイス製造用治具は、筐体１０、筐体１０の光導入部１３に設けられた孔１１、１２から構成される。この時、孔１１と孔１２は後述する光電変換素子の位置に合わせて高精度に加工されている。即ち、孔１１と孔１２の位置関係及びそれらの直角度が高精度となっている。例えば、孔１１、１２の中心座標のＹ座標の誤差は、精密加工により例えば数μｍ〜数十ミクロン以内に設定されている。又、孔１１と孔１２の直角度、即ち孔１１の中心線と孔１２の中心線の交わる角度は例えば数十秒〜数百秒に設定されている。これにより、例えば光ファイバをそれぞれの孔１１、１２に嵌合した場合は、その先端から出射される光（例えば、レーザ光）は、正確にほぼ９０度で交叉する。本実施例の光導波路デバイスは、この様な治具を用いて形成される。よって、作業者は例えばそれぞれの光ファイバの位置関係及び角度を調整する必要がない。この治具に光ファイバを嵌合させて、所定波長光をそれぞれの光ファイバから導入し後述する所定の製造工程を行うだけで、精度のよい光導波路デバイスを作成することができる。
【００３３】
図２に、本実施例の光導波路デバイスの製造方法を示す。図は工程図である。基本的な製造方法は光硬化性樹脂に短波長レーザを導入し、光重合反応によりその樹脂を硬化させる所謂光造形法である。光造形法との違いは可動部がなく光導波路が自律的に成長するという点である。先ず、工程（ａ）において光導波路デバイス製造用治具の筐体１０に例えばコア径１００μｍ、クラッド径１４０μｍの石英からなる光ファイバ２１、２２を備える。即ち、筐体１０の孔１１に光ファイバ２１を嵌合し、孔１２に光ファイバ２２を嵌合する。又、一方で例えば光部品である干渉フィルタ２５を透明容器２０の所定位置に内挿し、高屈折率を有し光照射によりラジカル重合反応を示すアクリル系の光硬化性樹脂溶液２３を満たす。そして、光ファイバ１１、１２を備えた筐体１０をその透明容器２０に装着する。透明容器は、例えば肉厚０．５ｍｍの直方体アクリル容器である。そして、工程（ｂ）に移行する。
【００３４】
工程（ｂ）では、所定波長光である、例えば短波長レーザ（波長λW ）を光ファイバ２１、２２に導入する。短波長レーザとは、例えば波長λw ＝４８８ｎｍのアルゴンイオンレーザである。そして、その先端からの所定波長光（波長λW ）を出力強度約１５０ｍＷで出射させ、それにより光硬化性樹脂溶液２３を重合反応させて硬化させる。この時、光導波路２４の先端部では光硬化性樹脂溶液２３の硬化による屈折率上昇が起こり、セルフフォーカシング効果により導波光を閉じ込めながら光導波路２４が成長を続ける（自己形成型光導波路）。そして、工程（ｃ）に示すように例えば間隔５ｍｍに立設された干渉フィルタ２５に到達する。干渉フィルタ２５は干渉波長以外の波長に対しては半透鏡である。即ち、導入光の所定波長を干渉波長と異なるように設定すれば、その一部は反射し一部は透過する。即ち、その反射経路及び透過経路に順次、光導波路２４が形成される。そして、異なる経路から成長せられた光導波路２４は、セルフアライメント効果により、互いに引き込み合い光導波路２４が結合する。全ての光導波路２４が結合されると光ファイバ１１、１２によるレーザ照射を停止する。この時、形成された光導波路２４の直径は、約１２０μｍであり、波長８５０ｎｍに対する伝送損失は約０．８ｄＢ／ｃｍである。又、干渉フィルタ２５での損失は約０．５ｄＢ／ｃｍである。そして、工程（ｄ）に移行する。
【００３５】
工程（ｄ）では、透明容器２０から光硬化性樹脂溶液２３を除去し、光導波路２４の屈折率より低屈折率であるフッ素化したアクリル性の低屈折率光硬化性樹脂溶液２６を注入する。この時、光導波路２４はその端部が透明容器２０に固定され、中央部は干渉フィルタ２５で固定されている。よって、溶液の入れ替え時にも光導波路２４は変形離脱することがない。又、機械振動等に対しても頑強となっている。この時、入れ替える低屈折率光硬化性樹脂溶液２６は、光導波路形成用の光硬化性樹脂溶液２３と相溶性であることが望ましい。相溶性を有する光硬化性樹脂溶液溶液を用いると、溶液の入れ替え時に光硬化性樹脂溶液２３の一部が光導波路表面に残存せず、光導波路２４の表面を平滑に形成することができる。これにより、伝送損失が低減された光導波路が形成される。
又、通常溶液入れ替え時には、溶剤による洗浄工程が必要であり、その分製造コストが上昇する。本実施例の工程（ｄ）では光硬化性樹脂溶液２３と相溶性の高い低屈折率光硬化性樹脂溶液２６を注入するので、その洗浄工程も省略することができる。よって、その製造コストもより安価となる。
【００３６】
次に、例えば紫外線ランプ等で、紫外線（波長λｃ）を全体的に照射する。即ち、低屈折率光硬化性樹脂溶液２６を硬化させ全体を固化させる。これにより、光導波路２４の周囲にクラッドが形成されステップインデックス型の光導波路が形成される。この時、上述したように光導波路２４はその表面は平滑であり、又半径方向には急峻な屈折率変化を有する。即ち、より完全なステップインデックス型の光導波路が形成され、より低損失（約０．５ｄＢ／ｃｍ）となる。又、全体が固化されるので頑強な光導波路が形成される。
尚、光導波路２４の伝送損失を最小とするには、硬化後の光導波路２４の屈折率（コア部屈折率）と硬化後の低屈折率溶液の屈折率（クラッド部屈折率）との差が最大になるような低屈折率光硬化性樹脂溶液２６を選択すればよい。１例として、光硬化性樹脂溶液２３（コア用の光硬化性樹脂溶液）にアクリル系樹脂を用いた場合は、低屈折率光硬化性樹脂溶液２６（クラッド材用の光硬化性樹脂溶液）にはアクリル系樹脂の他、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、シリコーン樹脂を用いることができる。何れかの低屈折率溶液を用いれば、低損失な光導波路が得られる。そして、最後の工程（ｅ）に移行する。
【００３７】
工程（ｅ）では、光導波路デバイスが作成される。この例は、例えば光導波路型受信センサである。即ち、光導波路２４の入射口２７に新たな光ファイバ３１を装着（接着）し、光導波路２４の出射口２８に例えば光電変換素子である受光素子（フォトダイオード）２９A 、２９B 、２９C を設ける。尚、３０は受光素子２９のリードフレームである。これにより、光導波路型受信センサが形成される。
例えば、この光導波路型受信センサの光ファイバ３１にλA 、λB 、λC をキャリアとした光信号を導入する。光ファイバ３１から入力された波長λA 、λB 、λC の光信号は、それぞれの干渉フィルタ２５で反射されて、それぞれの受光素子２９A 、２９B 、２９C で受信される。即ち、光周波数多重の光導波路型の受信センサとなる。本実施例では、図１に示す光導波路デバイス製造用治具１０を用いているので、このようなデバイスを容易に、又精度よく製造することができる。
尚、上記３波長λA 、λB 、λC はいずれも所定波長λW より長波長であることが望ましい。λA 、λB 、λC が光導波路形成波長（所定波長）λW 若しくは所定波長近傍であると、光導波路２４に吸収されやすく伝送損失が大となる。例えば、４８８ｎｍで光導波路２４を形成した場合、４８８ｎｍでの伝送損失は５ｄＢ／ｃｍであるが、波長６７０ｎｍでは１．３ｄＢ／ｃｍ、８５０ｎｍでは０．８ｄＢである。よって、４８８ｎｍで光導波路を形成した場合は、光導波路デバイスとしての適用波長（通信デバイスであれば通信波長）は、例えば６００ｎｍ〜１５００ｎｍが望ましい。伝送損失の少ない光導波路デバイスとなる。
【００３８】
（第２実施例）
第１実施例は、光硬化性樹脂溶液で光導波路（コア部）を形成し、その光硬化性樹脂溶液を低屈折率光硬化性樹脂溶液に入れ替えて、それを固化させてクラッド部を形成する例であった。本実施例は、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溶液を用い、溶液の入れ替え工程を省略した例である。即ち、図２における第１実施例の工程（ｃ）の後、溶液を入れ替えずに、即座に紫外線照射工程（ｄ）に移行する例である。又、第１実施例の光導波路製造用治具の筐体１０を筐体１０ａと１０ｂに分離し、より効率よく光導波路デバイスを製造する例である。
【００３９】
そのためには、硬化開始波長と硬化後の屈折率が異なる２種の光硬化性樹脂溶液、即ち高屈折率光硬化性樹脂溶液と低屈折率光硬化性樹脂溶液を混合し、それを光造形法の光硬化性樹脂溶液とする。高屈折率光硬化性樹脂溶液は、例えばラジカル重合反応を示すアクリル系の光硬化性樹脂溶液である。又、低屈折率光硬化性樹脂溶液はカチオン重合反応を示すエポキシ系光硬化性樹脂溶液である。両者を例えば７：３の比率で混合し、混合溶液３０とする。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が高屈折率光硬化性樹脂溶液の分光感度特性であり、曲線Ｂが低屈折率光硬化性樹脂溶液の分光感度特性である。
図示するように、それぞれの光硬化性樹脂溶液のそれぞれの硬化開始波長（λ1 、λ2 ）は、使用する短波長レーザの波長λW を挟むように構成する。以降、この屈折率の高い高屈折率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。
【００４０】
本実施例では、この様な混合溶液３０を用いて光導波路を作製する。その製造工程を図４に説明する。尚、光導波路形成治具１０、光ファイバ２１、２２、干渉フィルタ２５等の光部品の設置は第１実施例と同等であるので、詳細な説明は省略する。又、筐体１０は分離されて自由度を持って使用されるものとする。
先ず、工程（ａ）において、この混合溶液３０を透明容器２０に満たす。次に、工程（ｂ）で上記分離された治具をそれぞれ装着し、所定波長（アルゴンイオンレーザ：λW ＝４８８ｎｍ）を導入する。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のみが硬化され、光導波路２４が形成される。尚、この時、光軸上にあった溶液Ｂは周囲に押しやられる。そして、異なる方向からの光導波路２４が、セルフアライメント効果により互いに引き込まれて連続した光導波路２４が形成される。その後、工程（ｃ）で、所定波長光（波長λW ）の導入を停止し、工程（ｄ）に移行する。
【００４１】
工程（ｄ）では、紫外線ランプ等によって、波長λC の紫外線が周囲より一様に照射される。図３に示すように、この波長λC は溶液Ａ，Ｂの両溶液の硬化開始波長より短い。よって、両溶液とも硬化させる。これにより、光導波路２４の周囲の混合溶液３０の全体が硬化され、クラッド部が形成される。この時、クラッド部の屈折率は、光導波路（コア部）２４の屈折率より小となる。即ち、ステップインデックス型の光導波路が形成される。尚、次の工程（ｅ）は、第１実施例のそれと同等であるので省略する。
この様に、硬化開始波長と硬化後の屈折率が異なる２種の光硬化性樹脂溶液を混合し、波長の異なる光を２工程で照射すれば、簡単に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、又それを用いて光導波路デバイスを製造することができる。
【００４２】
（変形例）
以上、本発明を表す実施例を示したが、他に様々な変形例が考えられる。例えば、第１実施例及び第２実施例では、所定波長光は、全ての孔１１、孔１２から導入し、中間点で光導波路２４が接続される方法を採ったが、それらの孔１１，１２の採用は任意でもよい。即ち、全て双方向から所定波長光を導入せずともよい。部分的には、片方向からのみ導入してもよい。例えば、図２（ｅ）、図４（ｅ）に示す受光素子２９C の受光面積が大である場合や、孔１１と孔１２の距離、即ち光路が短い場合は、孔１１から所定波長光を導入するだけでよい。このようにしても良い。
【００４３】
又、第２実施例では第１実施例の筐体１０を筐体１０ａ、１０ｂに分離して、両者を微調整して入出力位置を決定し光導波路２４を成長させたが、一方のみでもよい。又、例えば筐体１０ａは必ずしも用いなくともよい。即ち、図５に示すように透明容器の側壁に筐体１０ａの孔１１に対応する孔４１を設けそこに光ファイバ２１を嵌合してもよい。光導波路デバイス製造用治具を筐体１０ｂと孔１２のみとしてもよい。筐体１０ｂのみを微調整するだけで、容易に入出力位置を設定することも可能である。
尚、この場合は光ファイバ２１の先端から光導波路２４が延出され、光導波路デバイスと光ファイバ２１が一体となったデバイスとなる。よって、より接続損失の少ないデバイスとすることができる。例えば、接続損失が０．１ｄＢと極めて小さい光導波路デバイスとすることができる。この様にして、筐体１０ｂのみからなる光導波路デバイス製造用治具を使用して、光ファイバ２１が一体となったデバイスを製造してもよい。
【００４４】
又、第１実施例、第２実施例では光ファイバ２１、２２から光導波路２４を成長させたが、光ファイバを用いなくともよい。例えば、図６（ａ）に示すように所定波長光を半値全幅（ＦＷＨＭ）が約３ｍｍのアルゴンイオンレーザ（２００ｍＷ）を孔１２から導入してもよい。径約２〜３ｍｍの光導波路２４が得られる。このような光導波路デバイスを形成してもよい。
又、所定波長光は短波長レーザ光でなくともよい。例えば、紫外線ランプを２つ以上のアパーチャで取り出して概略平行光としてもよい。この概略平行光を図６に示す孔１２から導入してもよい。同等の結果が得られる。
又、このようなレーザ光やランプ光を用いる場合には治具に孔を設ける必要はなく、光導入部が透明であるならば、図６（ｂ）に示したような照射系でも同様の光導波路形成が可能となる。
【００４５】
又、第１実施例及び第２実施例では、筐体１０の孔１１、１２には凸レンズ等の集光光学系を設けなかったが、図７（ａ）、（ｂ）に示すように孔１２の透明容器２０側に凸レンズ４３（開口数０．２５）を設けてもよい。図７（ａ）が光ファイバ２２を用いた場合であり、図７（ｂ）がＦＷＨＭが約３ｍｍのレーザビームを用いた場合である。孔１２の透明容器２０側にこの凸レンズ４３を設ければ、光ファイバ２２を出射したレーザ光を例えば透明容器２０の壁近傍で集光させることができる（図７（ａ））。同様にＦＷＨＭが約３ｍｍのレーザビームを透明容器２０の壁長近傍に集光させることができる（図７（ｂ））。このようにレーザ光を集光させれば、集光部分では光強度が増大するのでより迅速により高硬度に光硬化性樹脂溶液を固化させることができる。そして、その透明容器２０の内壁により強固に固定することができる。光導波路２４が透明容器２０の内壁により強固に固定されるので、機械振動に頑強な光導波路デバイスとすることができる。焦点距離の長いレンズを用いれば、レンズの設置位置は容器２０側の反対側（光源側）でも構わない。又、前述したように、透明な光導入部であれば、孔を設ける必要はなく、レーザ光の経路の任意の位置にレンズを設置すれば良い。
【００４６】
又、第１実施例及び第２実施例では光周波数多重の受信デバイス（３波長多重片方向受信デバイス）を製造する例を示した。本発明の適用は、受信デバイスに限らない。例えば、図８に示す（２波長多重単線）双方向通信デバイスにも適用できる。この場合は、光導波路２４の端面３７、３８に光電変換素子として受信センサ２９A と発光素子３９を装着させる。ファイバ３１から入力された波長λ1 の光信号は、光導波路２４を伝搬し干渉フィルタ（波長選択性フィルタ）３５を介して、全て受光素子２９A に入力される。即ち、信号が受信される。一方、発光素子３９からの発光された波長λ2 の光信号は、干渉フィルタ３４を介して、光導波路２４の端面２７側に反射され、光ファイバ３１に出力される。即ち、光信号が送信される。即ち、単線で送受信可能な２波長多重通信デバイスが形成される。このようなデバイスとしてもよい。
【００４７】
又、第１実施例、第２実施例において、干渉フィルタ２５の厚みにばらつきがあると透過光の光路がずれることになる。又、干渉フィルタ２５の設置に角度誤差がある場合は、反射光路が所定光路からずれることになる。この様な場合に備えて、図９に示すように、干渉フィルタ等の光部品の下に光部品の位置と角度を調整する調整手段を設けてもよい。例えば、光導波路デバイス製造用治具を、筐体１０の側壁をＬ字形状にして、それに底板が付けたものとする。調整手段は光部品下に設けられた軟磁性材料１３と透明容器２０と筐体１０の底板を挟んで設けられた磁石１４で構成される。そして、軟磁性材料１３に直接、光部品を立設させるか、軟磁性材料１３に支柱を設けてこの支柱で光部品を支持すると共に光部品の回転軸とする。尚、図９は、光導波路デバイス製造用治具の筐体１０を光部品が搭載されていない透明容器２０に装着した図であり、図９（ａ）が上面図、図９（ｂ）が正面図である。
使用時には、光部品（例えば、干渉フィルタ２５）をこの容器に内挿し、光硬化性樹脂溶液２３を注入する。その後、光硬化性樹脂溶液２３が硬化しない波長（例えば６３３ｎｍ）を光ファイバ２１から導入する。そして、出力側の各光ファイバ２２でその導入光が最大となるように、磁石１４を平行移動することで、光部品の配設位置が変化でき、磁石１４を回転させることで、光部品を回転させて光の反射角度を調整することができる。このようにすれば、確実に光軸を合わせることができる。即ち、より高精度な光導波路デバイスが製造できる。このようにしてもよい。
【００４８】
又、第１実施例においては、全体を固化するに当たって光硬化性樹脂溶液である低屈折率光硬化性樹脂溶液２６を透明容器２０に注入しそれを紫外線（λC ）で固化したが、その光硬化性樹脂溶液を熱硬化性シリコン樹脂としてもよい。その場合は、紫外線の照射の代わりに加熱すればよい。この場合も伝送損失は約０．５ｄＢ／ｃｍとなる。又、熱硬化性シリコン樹脂を用いる場合は光学ガラス等からなる透明容器２０を用いる必要がない。よって、安価に製造することができる。尚、金属等の不透明容器を用いる場合は、光センサ等の光部品をその内部に設けるか、不透明容器に孔を設けて直接、光導波路が光センサに接続されるようにすればよい。同等の効果がある。
【００４９】
又、第１実施例、第２実施例において、短波長レーザに波長λw ＝４８８ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いたが、光硬化性樹脂溶液によっては波長λw ＝３２５ｎｍのＨｅ−Ｃｄ（ヘリウムカドミウム）レーザを用いても良い。同等の結果を得ることができる。又、超高圧水銀ランプ（λ＝３８０ｎｍ）等も略平行光線とすれば適用可能である。
【００５０】
更に、以下の発明を開示する。
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、光導波路の形成後は先ず光導波路周囲の未硬化の光硬化性樹脂溶液を除去する。次に、形成された光導波路の屈折率より屈折率の低い低屈折率樹脂溶液でその光導波路を包埋し固化する。この時、低屈折率樹脂溶液は例えば光硬化性樹脂溶液又は熱硬化性樹脂溶液である。光硬化性樹脂溶液の場合は、例えば紫外線等で固化させ、熱硬化性樹脂溶液の場合は熱で固化させる。
【００５１】
又、例えば光導波路を形成する樹脂溶液を高屈折率光硬化性樹脂溶液、全体を固化させる溶液を低屈折率樹脂溶液とする時、高屈折率光硬化性樹脂溶液の硬化後の屈折率に合わせて、低屈折率樹脂溶液を選択する。即ち、例えば低損失なステップインデックス型の光導波路になるように低屈折率樹脂溶液を設定する。ステップインデックス型の光導波路となるので、伝送損失が低減される。又、全体が固化されるので、頑強な光導波路デバイスとなる。即ち、振動等の外乱の影響を受けない頑強で、且つ低損失な光導波路デバイスを製造することができる。
【００５２】
又、上記に加えて、低屈折率樹脂溶液には光導波路形成に使用した光硬化性樹脂溶液と相溶性の高い光硬化性樹脂溶液又は熱硬化性樹脂溶液を用いている。
光硬化性樹脂溶液によって光導波路を形成する場合、その光硬化性樹脂溶液の除去後にもその表面にはその光硬化性樹脂溶液が残存する。通常は、この残存液が光導波路の伝送損失の原因となる。本発明では、この状態で相溶性を有する低屈折率樹脂溶液を注入する。相溶性を有するので、光導波路表面に残存した光硬化性樹脂溶液は注入された低屈折率樹脂溶液に溶融される。即ち、光導波路の表面が滑らかにほぼ均一となる。表面が均一になれば、伝搬（全反射）による損失が低減される。即ち、低損失な光導波路デバイスを製造することができる。
尚、通常は、光硬化性樹脂溶液の除去後には洗浄工程が必要とされるが、本発明では相溶性の低屈折率樹脂溶液を用いている。よって、その洗浄工程を省略できる効果もある。
【００５３】
又、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、光硬化性樹脂溶液には硬化開始波長が異なる高屈折率光硬化性樹脂溶液と低屈折率光硬化性樹脂溶液からなる混合液を用いている。そして、光導波路の形成時には、高屈折率光硬化性樹脂溶液のみが硬化する第１波長平行光を任意の光導入部から導入する。そして、光導波路の形成後は高屈折率光硬化性樹脂溶液と低屈折率光硬化性樹脂溶液の両方が硬化する第２波長光を光導波路周囲の未硬化の混合液全体に照射し固化させる。
【００５４】
例えば、混合溶液に高屈折率光硬化性樹脂溶液のみを硬化させる波長λw （λ2 ＜λw ＜λ1 ）の光を導入する。ここに、波長λ1 は高屈折率光硬化性樹脂溶液の硬化開始波長であり、波長λ2 は低屈折率光硬化性樹脂溶液の硬化開始波長である。又、上記波長λw の光は、例えばアルゴンイオンレーザ等の短波長レーザ光である。これにより、混合溶液中の高屈折率光硬化性樹脂溶液のみが光重合反応により硬化し、光導波路が形成される。この時、光導波路外周には２種の光硬化性樹脂溶液からなる混合溶液が残存することになる。
次に、この混合溶液の周囲より、両光硬化性樹脂溶液を硬化させる波長帯λc （λc ＜λ2 ）の光を、例えば紫外線ランプ等より照射させて、同じく光重合反応により残存混合溶液を固化させる。この結果、光導波路（コア部）周囲にクラッド部が形成されることになり、所謂ステップインデックス型の光伝送路が形成される。又、形成された光導波路と光部品と容器全体が固化される。よって、これによっても頑強な光導波路デバイスが製造される。本発明の製造方法によれば、光硬化性樹脂溶液の入れ替え工程を必要としない。よって、作業性効率の向上した製造方法ともなる。
【００５５】
又、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の光導波路デバイスの製造方法であって、光導波路形成に使用される所定波長光は、光導波路デバイスが形成された後に使用される光信号とは波長が異なるように設定されている。光導波路を形成する光硬化性樹脂溶液は、所定波長の光エネルギーを吸収して固化される。即ち、所定波長光は光導波路形成時において、光硬化性樹脂溶液が吸収し易い波長が選択される。これは、形成された光導波路もその所定波長を微弱ながら吸収し易いことを意味する。よって、完成された光導波路デバイスには、所定波長以外の波長の光を用いる。換言すれば、光導波路の形成には光導波路デバイスが形成された後に使用される光信号の波長とは異なる所定波長の光を用いる。例えば、光信号（赤外〜可視光）に用いる波長より短波長の光を用いる。これにより、低損失な光導波路デバイスとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施例に係る光導波路デバイス製造用治具の上面図（ａ）、正面図（ｂ）。
【図２】  第１実施例に係る光導波路デバイスの製造工程図。
【図３】  第２実施例に係る混合溶液の分光感度特性図。
【図４】  第２実施例に係る光導波路デバイスの製造工程図。
【図５】  変形例に係る光導波路デバイス製造用治具の配置図。
【図６】  変形例に係るレーザビームを導入した場合の光導波路形成図。
【図７】  変形例に係り、光導波路デバイス製造用治具に凸レンズを備えた場合の光導波路形成図。
【図８】  変形例に係る光導波路型双方向通信デバイスの構成断面図。
【図９】  変形例に係る光導波路デバイス用治具の上面図（ａ）、正面図（ｂ）。
【符号の説明】
１０…筐体
１１、１２…孔
１３…光導入部
２０…透明容器
２１、２２…光ファイバ
２３…光硬化性樹脂溶液
２４…光導波路
２５…干渉フィルタ
２６…低屈折率光硬化性樹脂溶液
２９A 、２９B ，２９C …受光素子
３０…混合溶液
３４、３５…干渉フィルタ
３９…発光素子
４３…凸レンズ
【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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