(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの端部近傍を保持するための透光性セラミックスからなる保持部材と、前記保持部材に形成され、光ファイバが挿入される貫通孔とを具え、前記保持部材を構成する透光性セラミックスの平均結晶粒径が２０μｍ以上であると共に、前記透光性セラミックスの体積比で５０％以上を占める部分の結晶粒の粒径が１０〜４０μｍであることを特徴とする光学部品。
【請求項２】
光ファイバの端部近傍を保持するための透光性セラミックスからなる保持部材と、前記保持部材に形成され、光ファイバが挿入される貫通孔とを具え、前記保持部材を構成する透光性セラミックスを透過する光の全量の入射光量に対する割合である全透過率が、波長が０．３〜５μｍの光に対して０．８０すなわち、８０％以上であり、前記保持部材を構成する透光性セラミックスの、入射光の進行方向への透過率である直線透過率が、波長が０．５〜２μｍの光に対して０．１５／ｍｍ、すなわち厚さ１ｍｍ当たり１５％以上であることを特徴とする光学部品。
【請求項３】
請求項１に記載の光学部品において、前記保持部材を構成する透光性セラミックスに、その主成分として、重量比で９９．９％以上のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）と２００〜３００ｐｐｍのマグネシウム（Ｍｇ）が含まれていることを特徴とする光学部品。
【請求項４】
請求項１に記載の光学部品において、前記貫通孔が１つであることを特徴とする光学部品。
【請求項５】
請求項１に記載の光学部品において、前記貫通孔が２つ以上であることを特徴とする光学部品。
【請求項６】
請求項４に記載の光学部品において、前記貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記貫通孔が前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項７】
請求項５に記載の光学部品において、少なくとも１つの貫通孔の横断面形状が円形であることを特徴とする光学部品。
【請求項８】
請求項５に記載の光学部品において、前記保持部材に、第１の貫通孔と、前記第１の貫通孔の直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向の少なくとも一部に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で前記保持部材に形成され、かつ、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有する第２の貫通孔と、前記スリットとを具えたことを特徴とする光学部品。
【請求項９】
請求項８に記載の光学部品において、前記スリットの幅が前記第１の貫通孔の直径の２０％以上７０％以下の幅であることを特徴とする光学部品。
【請求項１０】
請求項８に記載の光学部品において、前記第１の貫通孔は、少なくともその一端から所定の長さまでの部分で、該第１の貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項１１】
請求項８に記載の光学部品において、前記第２の貫通孔は、前記スリットが前記第１の貫通孔の長手方向全域にわたって一様な幅で形成されるように前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項１２】
請求項８に記載の光学部品において、前記第２の貫通孔の直径の上限は、前記第１および第２の貫通孔それぞれに光ファイバを挿入した状態で前記第１および第２の貫通孔の一方または双方に液状接着剤を注入したときに、該接着剤の表面張力が、前記第２の貫通孔内の光ファイバを前記第１の貫通孔内の光ファイバに平行にかつ近接させるように及ぶ範囲の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項１３】
請求項８に記載の光学部品において、前記貫通孔として、該光ファイバの端部が挿入される、内径の異なる第１の貫通孔と第２の貫通孔とが互いに平行にかつ密接して形成され、かつ前記第２の貫通孔の内径よりも小径に形成された前記第１の貫通孔の内壁面に摺接して挿入された第１の光ファイバの端部の外周面に、前記第２の貫通孔に挿入された第２の光ファイバの端部の外周面が接触または近接し得るように、前記第１の貫通孔と第２の貫通孔との境界に貫通孔同士を連結するスリットがこれら貫通孔に沿って形成されており、前記第１の貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記第１の貫通孔が前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項１４】
請求項８に記載の光学部品において、当該光学部品を使用する光学系で予め規定されている基準位置に対して、前記第１および第２の貫通孔の位置を規定することができる少なくとも１個の基準面などのマーク部を含むことを特徴とする光学部品。
【請求項１５】
請求項８に記載の光学部品において、前記保持部材の、光ファイバが挿入される側の端部に、前記第１および第２の貫通孔に光ファイバを挿入するときのガイドとなるガイド部を具えており、前記ガイド部は、前記保持部材の前記光ファイバが挿入される側の端部に形成された穴部であって、前記第１および第２の貫通孔の入口より広い開口部を持ち、かつ、該入口に向かって傾斜している面を有した穴部であることを特徴とする光学部品。
【請求項１６】
請求項８に記載の光学部品において、前記第１および第２の貫通孔の中心軸線間距離が１１９μｍ以上１３２μｍ以下の値であり、前記第１の貫通孔の直径が１２５μｍ以上１２９μｍ以下の値であり、前記第２の貫通孔の直径が１３０μｍ以上の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項１７】
請求項８に記載の光学部品において、前記保持部材に少なくとも３つの貫通孔を具え、第３の貫通孔は、前記第１の貫通孔の直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で前記保持部材に形成され、かつ、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有していることを特徴とする光学部品。
【請求項１８】
請求項１６に記載の光学部品において、前記スリットの幅が３０μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする光学部品。
【請求項１９】
請求項１７に記載の光学部品において、前記第１および第３の貫通孔の中心軸線間距離は、１１９μｍ以上１３２μｍ以下の値であり、前記第１の貫通孔の直径は、１２５μｍ以上１２９μｍ以下の値であり、前記第３の貫通孔の直径は、１３０μｍ以上の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項２０】
請求項１９に記載の光学部品において、前記第１の貫通孔と第３の貫通孔の間に形成されているスリットの幅が３０μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする光学部品。
【請求項２１】
請求項２に記載の光学部品において、前記貫通孔が１つであることを特徴とする光学部品。
【請求項２２】
請求項２に記載の光学部品において、前記貫通孔が２つ以上であることを特徴とする光学部品。
【請求項２３】
請求項２１に記載の光学部品において、前記貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記貫通孔が前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項２４】
請求項２２に記載の光学部品において、少なくとも１つの貫通孔の横断面形状が円形であることを特徴とする光学部品。
【請求項２５】
請求項２２に記載の光学部品において、前記保持部材に、第１の貫通孔と、前記第１の貫通孔の直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向の少なくとも一部に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で前記保持部材に形成され、かつ、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有する第２の貫通孔と、前記スリットとを具えたことを特徴とする光学部品。
【請求項２６】
請求項２５に記載の光学部品において、前記スリットの幅が前記第１の貫通孔の直径の２０％以上７０％以下の幅であることを特徴とする光学部品。
【請求項２７】
請求項２５に記載の光学部品において、前記第１の貫通孔は、少なくともその一端から所定の長さまでの部分で、該第１の貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項２８】
請求項２５に記載の光学部品において、前記第２の貫通孔は、前記スリットが前記第１の貫通孔の長手方向全域にわたって一様な幅で形成されるように前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項２９】
請求項２５に記載の光学部品において、前記第２の貫通孔の直径の上限は、前記第１および第２の貫通孔それぞれに光ファイバを挿入した状態で前記第１および第２の貫通孔の一方または双方に液状接着剤を注入したときに、該接着剤の表面張力が、前記第２の貫通孔内の光ファイバを前記第１の貫通孔内の光ファイバに平行にかつ近接させるように及ぶ範囲の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項３０】
請求項２５に記載の光学部品において、前記貫通孔として、該光ファイバの端部が挿入される、内径の異なる第１の貫通孔と第２の貫通孔とが互いに平行にかつ密接して形成され、かつ前記第２の貫通孔の内径よりも小径に形成された前記第１の貫通孔の内壁面に摺接して挿入された第１の光ファイバの端部の外周面に、前記第２の貫通孔に挿入された第２の光ファイバの端部の外周面が接触または近接し得るように、前記第１の貫通孔と第２の貫通孔との境界に貫通孔同士を連結するスリットがこれら貫通孔に沿って形成されており、前記第１の貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記第１の貫通孔が前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項３１】
請求項２５に記載の光学部品において、当該光学部品を使用する光学系で予め規定されている基準位置に対して、前記第１および第２の貫通孔の位置を規定することができる少なくとも１個の基準面などのマーク部を含むことを特徴とする光学部品。
【請求項３２】
請求項２５に記載の光学部品において、前記保持部材の、光ファイバが挿入される側の端部に、前記第１および第２の貫通孔に光ファイバを挿入するときのガイドとなるガイド部を具えており、前記ガイド部は、前記保持部材の前記光ファイバが挿入される側の端部に形成された穴部であって、前記第１および第２の貫通孔の入口より広い開口部を持ち、かつ、該入口に向かって傾斜している面を有した穴部であることを特徴とする光学部品。
【請求項３３】
請求項２５に記載の光学部品において、前記第１および第２の貫通孔の中心軸線間距離が１１９μｍ以上１３２μｍ以下の値であり、前記第１の貫通孔の直径が１２５μｍ以上１２９μｍ以下の値であり、前記第２の貫通孔の直径が１３０μｍ以上の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項３４】
請求項２５に記載の光学部品において、前記保持部材に少なくとも３つの貫通孔を具え、第３の貫通孔は、前記第１の貫通孔の直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で前記保持部材に形成され、かつ、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有していることを特徴とする光学部品。
【請求項３５】
請求項３３に記載の光学部品において、前記スリットの幅が３０μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする光学部品。
【請求項３６】
請求項３４に記載の光学部品において、前記第１および第３の貫通孔の中心軸線間距離は、１１９μｍ以上１３２μｍ以下の値であり、前記第１の貫通孔の直径は、１２５μｍ以上１２９μｍ以下の値であり、前記第３の貫通孔の直径は、１３０μｍ以上の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項３７】
請求項３６に記載の光学部品において、前記第１の貫通孔と第３の貫通孔の間に形成されているスリットの幅が３０μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする光学部品。
【請求項３８】
光ファイバの端部近傍を保持する光学部品であって、前記光学部品は、光ファイバを挿入して固定し保持する透光性セラミックスからなる保持部材と、前記保持部材を挿入して固定し保持する保持部材挿入部を有する保持部材固定具とから成り、前記保持部材には光ファイバを挿入して保持する貫通孔が設けられており、前記保持部材を構成する透光性セラミックスの平均結晶粒径が２０μｍ以上であると共に、前記透光性セラミックスの体積比で５０％以上を占める部分の結晶粒の粒径が１０〜４０μｍであることを特徴とする光学部品。
【請求項３９】
請求項３８に記載の光学部品において、前記保持部材挿入部が前記保持部材固定具に開けられた孔であることを特徴とする光学部品。
【請求項４０】
請求項３８に記載の光学部品において、前記保持部材固定具に設けられた保持部材挿入部が、前記保持部材挿入部に圧入や打ち込みなどの手段によって前記保持部材を挿入して接着剤を使用しないで前記保持部材を保持部材挿入部に固定して保持することができる形状寸法に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項４１】
請求項３８に記載の光学部品において、前記保持部材を構成する透光性セラミックスに、その主成分として、重量比で９９．９％以上のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）と２００〜３００ｐｐｍのマグネシウム（Ｍｇ）が含まれていることを特徴とする光学部品。
【請求項４２】
請求項３８に記載の光学部品において、前記貫通孔が１つであることを特徴とする光学部品。
【請求項４３】
請求項３８に記載の光学部品において、前記貫通孔が２つ以上であることを特徴とする光学部品。
【請求項４４】
請求項４２に記載の光学部品において、前記貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記貫通孔が前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項４５】
請求項４３に記載の光学部品において、少なくとも１つの貫通孔の横断面形状が円形であることを特徴とする光学部品。
【請求項４６】
請求項４３に記載の光学部品において、前記保持部材に、第１の貫通孔と、前記第１の貫通孔の直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向の少なくとも一部に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で前記保持部材に形成され、かつ、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有する第２の貫通孔と、前記スリットとを具えたことを特徴とする光学部品。
【請求項４７】
請求項４６に記載の光学部品において、前記スリットの幅が前記第１の貫通孔の直径の２０％以上７０％以下の幅であることを特徴とする光学部品。
【請求項４８】
請求項４６に記載の光学部品において、前記第１の貫通孔は、少なくともその一端から所定の長さまでの部分で、該第１の貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項４９】
請求項４６に記載の光学部品において、前記第２の貫通孔は、前記スリットが前記第１の貫通孔の長手方向全域にわたって一様な幅で形成されるように前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項５０】
請求項４６に記載の光学部品において、前記第２の貫通孔の直径の上限は、前記第１および第２の貫通孔それぞれに光ファイバを挿入した状態で前記第１および第２の貫通孔の一方または双方に液状接着剤を注入したときに、該接着剤の表面張力が、前記第２の貫通孔内の光ファイバを前記第１の貫通孔内の光ファイバに平行にかつ近接させるように及ぶ範囲の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項５１】
請求項４６に記載の光学部品において、前記貫通孔として、該光ファイバの端部が挿入される、内径の異なる第１の貫通孔と第２の貫通孔とが互いに平行にかつ密接して形成され、かつ前記第２の貫通孔の内径よりも小径に形成された前記第１の貫通孔の内壁面に摺接して挿入された第１の光ファイバの端部の外周面に、前記第２の貫通孔に挿入された第２の光ファイバの端部の外周面が接触または近接し得るように、前記第１の貫通孔と第２の貫通孔との境界に貫通孔同士を連結するスリットがこれら貫通孔に沿って形成されており、前記第１の貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記第１の貫通孔が前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項５２】
請求項４６に記載の光学部品において、当該光学部品を使用する光学系で予め規定されている基準位置に対して、前記第１および第２の貫通孔の位置を規定することができる少なくとも１個の基準面などのマーク部を含むことを特徴とする光学部品。
【請求項５３】
請求項４６に記載の光学部品において、前記保持部材の、光ファイバが挿入される側の端部に、前記第１および第２の貫通孔に光ファイバを挿入するときのガイドとなるガイド部を具えており、前記ガイド部は、前記保持部材の前記光ファイバが挿入される側の端部に形成された穴部であって、前記第１および第２の貫通孔の入口より広い開口部を持ち、かつ、該入口に向かって傾斜している面を有した穴部であることを特徴とする光学部品。
【請求項５４】
請求項４６に記載の光学部品において、前記第１および第２の貫通孔の中心軸線間距離が１１９μｍ以上１３２μｍ以下の値であり、前記第１の貫通孔の直径が１２５μｍ以上１２９μｍ以下の値であり、前記第２の貫通孔の直径が１３０μｍ以上の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項５５】
請求項４６に記載の光学部品において、前記保持部材に少なくとも３つの貫通孔を具え、第３の貫通孔は、前記第１の貫通孔の直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で前記保持部材に形成され、かつ、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有していることを特徴とする光学部品。
【請求項５６】
請求項５４に記載の光学部品において、前記スリットの幅が３０μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする光学部品。
【請求項５７】
請求項５５に記載の光学部品において、前記第１および第３の貫通孔の中心軸線間距離は、１１９μｍ以上１３２μｍ以下の値であり、前記第１の貫通孔の直径は、１２５μｍ以上１２９μｍ以下の値であり、前記第３の貫通孔の直径は、１３０μｍ以上の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項５８】
請求項５７に記載の光学部品において、前記第１の貫通孔と第３の貫通孔の間に形成されているスリットの幅が３０μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする光学部品。
【請求項５９】
請求項４０に記載の光学部品において、前記保持部材固定具は、前記保持部材挿入部である前記保持部材固定具に開けられた第１の孔と、それに続いて形成されており前記保持部材が挿入されない第２の孔とから成る貫通した孔を有していることを特徴とする光学部品。
【請求項６０】
請求項４０に記載の光学部品において、前記保持部材固定具が金属を用いてつくられており、前記第２の孔には前記保持部材から出ている光ファイバの一部が挿入されており、前記第１の孔の内径は前記保持部材の当該外径よりもわずかに小さい寸法に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項６１】
請求項４１に記載の光学部品において、前記保持部材を構成する透光性セラミックスを透過する光の全量の入射光量に対する割合である全透過率が、波長が０．３〜５μｍの光に対して０．８０すなわち、８０％以上であり、前記保持部材を構成する透光性セラミックスの、入射光の進行方向への透過率である直線透過率が、波長が０．５〜２μｍの光に対して０．１５／ｍｍすなわち、厚さ１ｍｍ当たり１５％以上であることを特徴とする光学部品。
【請求項６２】
請求項４１に記載の光学部品において、前記貫通孔が１つであることを特徴とする光学部品。
【請求項６３】
請求項４１に記載の光学部品において、前記貫通孔が２つ以上であることを特徴とする光学部品。
【請求項６４】
請求項６２に記載の光学部品において、前記貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記貫通孔が前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項６５】
請求項６３に記載の光学部品において、少なくとも１つの貫通孔の横断面形状が円形であることを特徴とする光学部品。
【請求項６６】
請求項６３に記載の光学部品において、前記保持部材に、第１の貫通孔と、前記第１の貫通孔の直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向の少なくとも一部に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で前記保持部材に形成され、かつ、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有する第２の貫通孔と、前記スリットとを具えたことを特徴とする光学部品。
【請求項６７】
請求項６６に記載の光学部品において、前記スリットの幅が前記第１の貫通孔の直径の２０％以上７０％以下の幅であることを特徴とする光学部品。
【請求項６８】
請求項６６に記載の光学部品において、前記第１の貫通孔は、少なくともその一端から所定の長さまでの部分で、該第１の貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項６９】
請求項６６に記載の光学部品において、前記第２の貫通孔は、前記スリットが前記第１の貫通孔の長手方向全域にわたって一様な幅で形成されるように前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項７０】
請求項６６に記載の光学部品において、前記第２の貫通孔の直径の上限は、前記第１および第２の貫通孔それぞれに光ファイバを挿入した状態で前記第１および第２の貫通孔の一方または双方に液状接着剤を注入したときに、該接着剤の表面張力が、前記第２の貫通孔内の光ファイバを前記第１の貫通孔内の光ファイバに平行にかつ近接させるように及ぶ範囲の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項７１】
請求項６６に記載の光学部品において、前記貫通孔として、該光ファイバの端部が挿入される、内径の異なる第１の貫通孔と第２の貫通孔とが互いに平行にかつ密接して形成され、かつ前記第２の貫通孔の内径よりも小径に形成された前記第１の貫通孔の内壁面に摺接して挿入された第１の光ファイバの端部の外周面に、前記第２の貫通孔に挿入された第２の光ファイバの端部の外周面が接触または近接し得るように、前記第１の貫通孔と第２の貫通孔との境界に貫通孔同士を連結するスリットがこれら貫通孔に沿って形成されており、前記第１の貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記第１の貫通孔が前記保持部材に形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項７２】
請求項６６に記載の光学部品において、当該光学部品を使用する光学系で予め規定されている基準位置に対して、前記第１および第２の貫通孔の位置を規定することができる少なくとも１個の基準面などのマーク部を含むことを特徴とする光学部品。
【請求項７３】
請求項６６に記載の光学部品において、前記保持部材の、光ファイバが挿入される側の端部に、前記第１および第２の貫通孔に光ファイバを挿入するときのガイドとなるガイド部を具えており、前記ガイド部は、前記保持部材の前記光ファイバが挿入される側の端部に形成された穴部であって、前記第１および第２の貫通孔の入口より広い開口部を持ち、かつ、該入口に向かって傾斜している面を有した穴部であることを特徴とする光学部品。
【請求項７４】
請求項６６に記載の光学部品において、前記第１および第２の貫通孔の中心軸線間距離が１１９μｍ以上１３２μｍ以下の値であり、前記第１の貫通孔の直径が１２５μｍ以上１２９μｍ以下の値であり、前記第２の貫通孔の直径が１３０μｍ以上の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項７５】
請求項６６に記載の光学部品において、前記保持部材に少なくとも３つの貫通孔を具え、第３の貫通孔は、前記第１の貫通孔の直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で前記保持部材に形成され、かつ、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有していることを特徴とする光学部品。
【請求項７６】
請求項７４に記載の光学部品において、前記スリットの幅が３０μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする光学部品。
【請求項７７】
請求項７５に記載の光学部品において、前記第１および第３の貫通孔の中心軸線間距離は、１１９μｍ以上１３２μｍ以下の値であり、前記第１の貫通孔の直径は、１２５μｍ以上１２９μｍ以下の値であり、前記第３の貫通孔の直径は、１３０μｍ以上の値であることを特徴とする光学部品。
【請求項７８】
請求項７７に記載の光学部品において、前記第１の貫通孔と第３の貫通孔の間に形成されているスリットの幅が３０μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする光学部品。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、光ファイバを保持するための光学部品に関し、さらに具体的には、前記光学部品に設けられた貫通孔に光ファイバの端末部近傍を挿入して光ファイバを保持し、前記貫通孔に挿入された光ファイバとともに光ファイバ端末部を構成するのに用いることができる光学部品に関する。
背景技術
光通信等に用いられる長距離間に敷設された光ファイバケーブル（以下、単に、光ファイバともいう）の途中には、例えば、光信号を増幅する増幅器が設けられている。
この種の増幅器として、信号光に励起光を混合することで、信号光を増幅する原理のものがある（例えば、文献１：「光増幅器とその応用」、石尾  秀樹  監修、オーム社、平成４年５月３０日、第１１０−１１２頁）。このような増幅器には、前方励起型、後方励起型および双方向励起型がある（同、文献１）。
図７Ａ〜図７Ｃは光ファイバを保持する光学部品としてのキャピラリーとも呼ばれている保持部材を使用した光増幅器の光学系を説明する図で、図７Ａは基本光学系を、図７Ｂは後方励起型光増幅器を、図７Ｃは前方励起型光増幅器を説明する図である。
いずれの型でも、信号光を伝搬する光ファイバ中に励起光を入力する必要があるため、例えば、図７Ａを参照して説明するような光学系１０が用いられている。なお、図７Ａは、この基本となる光学系１０を説明するための側面図である。
この光学系１０は、信号光ＬＳを伝搬する第１の光ファイバ１１と、励起光ＬＰを伝搬する第２の光ファイバ１３と、これら光ファイバ１１，１３が挿入固定される光学部品としての保持部材１５と、これら光ファイバ１１，１３の端面前方に順次に配置されたレンズ１７およびフィルタの特性を有する反射鏡１９とを具える。
ただし、第１および第２の光ファイバ１１，１３は、互いが平行になるように保持部材１５に挿入されている。反射鏡１９は、信号光ＬＳを透過し、励起光ＬＰを反射する特性を持つ。
この光学系１０は、後方励起型光増幅器用として使用する場合、例えば、図７Ｂを参照して説明するように使用される。すなわち、励起光ＬＰを、第２の光ファイバ１３に入力し、そして、レンズ１７−反射鏡１９−レンズ１７−第１の光ファイバ１１という経路を経由させて、増幅部２１に入力する。増幅部２１として、例えば、エルビウムドープの（すなわち、エルビウムをドープさせた）光ファイバ増幅器が用いられる。
また、この光学系１０は、前方励起型光増幅器用として使用する場合、例えば、図７Ｃを参照して説明するように使用される。すなわち、励起光ＬＰを、第２の光ファイバ１３に入力し、そして、レンズ１７−反射鏡１９−レンズ１７−第１の光ファイバ１１という経路を経由させて、増幅部２１に入力する。
このような第１および第２の光ファイバ１１，１３と、保持部材１５とで構成される光学部品の従来例として、例えば、特開平１０−１１１４３３号公報に開示されたものがある。図８は該光学部品３０を説明する図であり、図中の右の図は該光学部品３０の端面を示した平面図、左の図は該光学部品３０を前記右の図である平面図中のＸ１−Ｘ２線に沿って切った断面図である。
この光学部品３０は、保持部材としての小径円柱体３１と、この小径円柱体３１の中心軸線Ｑを貫通する第１の光ファイバ素線貫通孔３３と、前記中心軸線から偏心し前記第１の光ファイバ素線貫通孔３３と平行して前記小径円柱３１を貫通する第２の光ファイバ素線貫通孔３５とを具えており、第１および第２の貫通孔３３，３５それぞれの孔径は１２６μｍとされている。
また、両貫通孔３３，３５の中心軸線間隔Ｄ１は０．３ｍｍとされている（特開平１０−１１１４３３号公報の段落１１、段落１５）。従って、両貫通孔３３，３５それぞれは、孤立した孔となっている。
前記の保持部材３１自体は、特開平１０−１１１４３３号公報の段落１０に記載のように、いわゆるスリップキャスト法等の方法によってジルコニアなどのセラミックス原料を成型し、そして焼成し、さらに貫通孔内壁をワイヤー研磨などで平滑化することで、キャピラリーとも呼ばれている光学部品として完成される。
このキャピラリーは、１つの利用形態として、例えば金属筒のようなキャピラリー固定具とも言うべき部品の貫通孔の一端に挿入保持されて、フェルールと呼ばれている光学部品に形成される。
しかしながら、従来用いられているジルコニアを含むセラミックスでできた保持部材３１は、波長が０．５〜２μｍの光に対する透過性が全くない。従って、従来の保持部材においては、例えば、光通信において、波長が１．５μｍ近傍の信号光が、例えば、保持部材３１の端面にあたった場合、その信号光は保持部材３１の端面で乱反射され、その少なくとも一部が、後述のように、リターンロスとなってしまうという大きな問題があった。
図９は光ファイバ間の光結合系とリターンロスの理想状態を説明する図で、保持部材やレンズなどの構成部品を示す部分はその断面図である。
図９で、符号５０と６０は光ファイバを保持するための貫通孔をそれぞれ１本ずつ有する保持部材、５０ａと６０ａは貫通孔、５１と６１は光ファイバのコア部、５２と６２は光ファイバのクラッド部、５３，６３はそれぞれ保持部材５０，６０を保持している金属部材、５４と６４は必要に応じて使用されることがある接着剤層、５５，６５は各保持部材５０，６０の端面でそれぞれ貫通孔５０ａ、６０ａの中心軸線に直交（以下、それぞれ貫通孔に直交ともいう）している面である。符号５７と５９はレンズ、５８はフィルタ、６７〜７０は信号光の光路を示す線である。符号５６は貫通孔５０ａに直交する端面５５を、図の紙面内において、時計回りに８度傾けて形成した端面で、６６は貫通孔６０ａに直交する端面６５を、図の紙面内において、反時計回りに８度傾けて形成した端面である。なお、図９では、説明の都合上、保持部材５０，６０，金属部材５３，６３，コア部５１，６１，クラッド部５２，６２，接着剤層５４，６４，レンズ５７，５９，フィルタ５８などの各部の縮尺は同一でなく、説明の都合上、部所により必要に応じて異なる拡大率で示してある。
図９において、コア部５１を図の左から右の方向へ進行してきた光が、端面５５の位置でコア部から空間に出て、符号６７で示すような光線ビームに拡がってレンズ５７を通り、符号６８で示すような平行光線ビームとなり、フィルタ５８を通り、符号６９で示すような光線ビームとなり、レンズ５９を通り、符号７０で示すような光線ビームとなってコア部６１に入射する。
しかし、図９に示した光線ビームは理想的なものを描いたものであり、実際の光結合においては、光線ビームは図示したよりも拡がりをもっており、コア部６１の方向に進行してきた光は必ずしもコア部６１に全てが入射するとは限らない。
実際には、コア部６１の方向に進行してきた光は、全てがコア部６１に入射せずに、一部はクラッド部６２や保持部材６０などにより乱反射され、その一部がレンズ５９，フィルタ５８、レンズ５７の順に逆方向に進行して、その結果、いわゆるリターンロスと呼ばれている損失を生じることになる。
このような光結合系では、このリターンによる損失を如何に小さくするかが重要な課題である。そのために従来行われている方法の一つは、光発射側の保持部材５０の端面５５を前記の如く８°傾けた端面になるように、コア部５１とクラッド部５２からなる光ファイバを貫通孔５０ａに挿入して固着した後に、保持部材５０の端面とコア部５１およびクラッド部５２からなる光ファイバの端面とを研磨加工して８°傾いた端面５６を形成することである。このようにすることにより、リターン光の悪影響を防ごうとしている。さらに、フィルタ５８の入射面と出射面も傾けた構造にし、受光側のコア部６１とクラッド部６２を保持した保持部材６０の端面も、前記の如く、８°傾けた端面６６にして、リターン光の悪影響を防ごうとしている。
しかし、このようにしても、リターン光による悪影響はまだ解決されない。すなわち、前記の如く、発射側の光ファイバから送られた光は、受光側の光ファイバ端末部を構成している保持部材６０の端面において、全てが受光側の光ファイバのコア部６１に入射するとは限らず、一部の光は、図１０に示すように、クラッド部６２などに入射される。
図１０は、クラッド部に入射した光を説明する断面図である。
図１０で、符号７１，７１ａ，７２，７２ａはそれぞれ光線を示す線で、Ａ１とＡ２は光線の位置を示す点である。
図１０で、図の左方から右方へ符号７１と７２で示すように進行してきた光は、受信側の保持部材６０の端面６６でクラッド部６２に入射してコア部６１で反射され、それぞれ符号７１ａと７２ａで示すように進み、それぞれＡ１とＡ２で示すクラッド部６２の外周に達する。クラッド部６２は貫通孔６０ａに接着剤で固定されている。貫通孔６０ａの内面は研磨された面になっている。符号７１ａと７２ａで示した光は、それぞれＡ１とＡ２で示した位置の近傍で反射され、その一部は前述のリターンロスになってしまう。
これらのリターンロスとなった光は、ある部分は光源に戻り、例えば、光源としてのレーザダイオードの発光状態を大きく乱してしまい、ある部分は信号光に悪影響を与える。
現在、光通信においては、この反射光によるリターンロス（リターン損失ともいう）が小さいことが重要になっている。
このリターンロスを低減するために試みられている方法のもう一つの例として、従来主流のジルコニアセラミックスの代わりに、保持部材５０，６０をガラスで構成した保持部材（キャピラリーともいう）が提案されている。
しかし、ガラス製の保持部材はワイヤー研磨による孔加工の仕上げができないため（例えば、光沢を出せない）、キャピラリーのようにきびしい寸法公差の孔の仕上げ加工ができず、ガラス管の外径や孔径を相似形にした太い管を引き伸ばす方法で製造されていた。従って、ガラス製の保持部材は、光ファイバの端末に用いた場合、コア部の位置精度が良くないことによる光結合の精度が良くなく、加工もしにくいという大きな欠点を有していた。
また、ガラス製の保持部材を用いた場合には、例えば、ガラス製の保持部材を図９や図１０の金属部材６３に装着する場合、ガラスが割れやすく、打ち込み（圧入）による装着ができず、接着剤などで固定する必要があり、打込みで装着する場合に比べて各部の位置精度が悪いことに加えて、接着剤による光の散乱もある。そのため、前記の如く、コア部６１に入射せずに、クラッド部６２や保持部材６０のガラス部分に入射した光は、金属部材６３との境界に達したとき、そこに存在する接着剤層６４などの散乱体により散乱され、リターンロスの増大をもたらすという欠点を有している。
本発明は、このような課題を解決して、光ファイバを保持して光通信に用いた場合に、リターンロスが小さく、加工がし易く、取り扱い易く、量産に適し、製造コストも安い、光ファイバ端末部を保持する保持部材としての光学部品を提供するものである。
発明の開示
前記の目的を達成するため、本発明の光学部品は、例えば、光ファイバの端部近傍を保持するための透光性セラミックスからなる保持部材と、前記保持部材に形成され、光ファイバが挿入される貫通孔とを具えたことを特徴とする基本形態としての光学部品と、前記基本形態としての光学部品である保持部材を保持部材固定具の保持部材挿入部に挿入して保持したことを特徴とする光学部品の形態をとることが出きるものである。
以下、まず基本形態としての本発明の光学部品の特徴を説明し、次に保持部材固定具に装着した形態の本発明の光学部品の特徴を説明する。
本発明に用いる透光性セラミックスは、その貫通孔に端部を保持する光ファイバを伝送させる光の波長帯域の光に対する透光性に優れていると共に、例えばキャピラリーを形成したときに、そのキャピラリーを、フェルールに用いられている金属筒などに打ち込みにより装着することが出きることが大きな特徴である。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材を構成する透光性セラミックスの平均結晶粒径が２０μｍ以上であることを特徴としている。平均結晶粒径を２５μｍ以上にすることがさらに好ましい。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材を構成する透光性セラミックスの体積比で５０％以上を占める結晶粒の粒径が、１０〜４０μｍであることを特徴としている。前記透光性セラミックスの体積比で７０％以上を占める結晶粒の粒径が１５μｍ以上になるようにすると特に顕著な効果をもたらす。
本発明の光学部品の例は、波長が０．３〜５μｍの光に対する前記保持部材を構成する透光性セラミックスの全透過率（後述）が０．８０（すなわち、８０％）以上であることを特徴としている。
本発明の光学部品の例は、波長が０．５〜２μｍの光に対する前記保持部材を構成する透光性セラミックスの、直線透過率（後述）が０．１５／ｍｍ（厚さ１ｍｍ当たり１５％）以上であることを特徴としている。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材を構成する透光性セラミックスに、その主成分として重量比で９９．９％以上のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が含まれていることを特徴としている。透光性アルミナセラミックスを製造する場合、合成によって製造された純度が９９．９９％のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を使用することによって、透光性の特に優れたセラミックスを得ることができる。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材を構成する透光性セラミックスに、重量比で２００〜３００ｐｐｍのマグネシウム（Ｍｇ）が含まれていることを特徴としている。ここで、マグネシウムの含有量は、前記の範囲が透光性セラミックスの透光性と加工性の観点から好ましく、ケイ素、鉄、ナトリウム、カルシウム、カリウム等の含有量は少ない方が透光性を高める上で好ましい。
本発明の光学部品の好ましい例は、前記保持部材を構成する透光性セラミックスの組成が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の含有率が重量比で約９９．９５％以上、マグネシウム（Ｍｇ）の含有率が重量比で約２５０ｐｐｍ、ケイ素（Ｓｉ）の含有率が重量比で約５０ｐｐｍ以下、鉄（Ｆｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、カルシウム（Ｃａ）、カリウム（Ｋ）の各元素の含有率が重量比で１ｐｐｍ以下である。
本発明の光学部品の例は、貫通孔が１つの場合もあり、２つ以上の場合もある。
前記貫通孔が１つの場合、貫通孔の断面を円形にし、その中心軸線がその貫通孔が形成されている保持部材の軸線に一致するように、前記貫通孔を前記保持部材に形成すると、本発明のリターンロスを低減すること、加工精度を高めること、歩留まりを上げること、コストを下げることなどに特に大きな効果がある。
前記貫通孔が２つ以上の場合、少なくとも１つの貫通孔の横断面形状を円形にすることにより、本発明は大きな効果をもたらすことができる。
本発明の透光性セラミックスを用いた光学部品は、金属筒の如き金属部材に装着してフェルールを構成する場合、ガラス製の光学部品ではできなかった打ち込みによる装着が可能であり、光学部品と金属部品との間に接着剤を介在させなくても良く、リターンロスの１つの要因が除去されると共に、コア部の位置精度を一層高めることができ、リターンロスの低減をさらに進めることができる。
さらに、本発明によるリターンロス低減を効果的に進めるには、光学部品に装着される光ファイバの位置精度をできるだけ高めることが重要である。
その例としての本発明による貫通孔が２つの光学部品の特に好ましい例は、前記保持部材に、第１の貫通孔と、前記第１の貫通孔の直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で前記保持部材に形成され、かつ、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有する第２の貫通孔と、前記スリットとを備えたことを特徴としている。
本発明の光学部品の例は、前記スリットの幅が前記第１の貫通孔の直径の７０％以下の値であることが好ましく、前記スリットの幅が前記第１の貫通孔の直径の２０％以上の値であることが好ましい。
前記第１の貫通孔は、少なくともその一端から所定の長さまでの部分で、該第１の貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記保持部材に形成されていることが好ましく、前記第２の貫通孔は、前記スリットが前記第１の貫通孔の長手方向全域に渡って一様な幅で形成されるように前記保持部材に形成されていることが好ましい。
本発明の光学部品の前記第２の貫通孔の直径の上限は、前記第１および第２の貫通孔それぞれに光ファイバを挿入した状態で前記第１および第２の貫通孔の一方または双方に液状接着剤を注入したときに、該接着剤の表面張力が、前記第２の貫通孔内の光ファイバを前記第１の貫通孔内の光ファイバに平行にかつ近接させるように及ぶ範囲の値である。
本発明の光学部品の例は、前記貫通孔として、光ファイバの端部が挿入される、内径の異なる第１の貫通孔と第２の貫通孔とが互いに平行にかつ密接して設けられ、かつ、前記第２の貫通孔の内径よりも小径に形成された前記第１の貫通孔の内壁面に摺接して挿入された第１の光ファイバの端部の外周面に、前記第２の貫通孔に挿入された第２の光ファイバの端部の外周面が接触または近接し得るように、前記第１の貫通孔と第２の貫通孔との境界に貫通孔同士を連結するスリットがこれら貫通孔に沿って形成されており、前記第１の貫通孔の中心軸線が前記保持部材の軸線に一致するように、前記第１の貫通孔が前記保持部材に形成されていることを特徴としている。
本発明の光学部品の例として、本発明の光学部品を使用する光学系で予め規定されている基準位置に対して、前記保持部材あるいはそれに設けられた貫通孔の位置を規定する少なくとも１個のマーク部を形成しておくと、該光学部品を使用する場合に一層大きな効果を発揮する。
前記マーク部を、前記保持部材の周の一部に形成した基準面にすることができる。
また、本発明の光学部品の例は、前記保持部材の前記第１および第２の光ファイバが挿入される側（すなわち、光ファイバが装着されて後の光ファイバの端面が位置する側とは反対側）の端部に、前記第１および第２の貫通孔にそれぞれ前記第１および第２の光ファイバを挿入するときのガイドとなるガイド部を具えることを特徴としている。そして、前記ガイド部は、例えば、前記保持部材の前記端部に形成された穴部であって、前記第１および第２の貫通孔の入口より広い開口部を持ち、かつ、該入口に向かって傾斜している面を有した穴部にすることにより、加工コストを下げ、作業性を向上させることができる。
本発明の光学部品の前記第１および第２の光ファイバの設計直径が１２５μｍである場合の例は、前記第１および第２の貫通孔の中心軸線間距離は、１１９μｍ以上１３２μｍ以下の値であり、前記第１の貫通孔の直径は、１２５μｍ以上１２９μｍ以下の値であり、前記第２の貫通孔の直径は、１３０μｍ以上の値であることを特徴としており、そして、前記第２の貫通孔の直径は、１４０μｍ以上１５６μｍ以下の値であることが特に好ましい。そして、前記スリットの幅は、３０μｍ以上８０μｍ以下であることが特に好ましい。
また、貫通孔が３つの場合の本発明の光学部品の例は、前記保持部材に前記第１および第２の貫通孔の他に、第３の貫通孔を具え、該第３の貫通孔は、前記第１の貫通孔の直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で前記保持部材に形成され、かつ、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有し、前記第１および第３の貫通孔の中心軸線間距離は、設計直径が１２５μｍの光ファイバに対して用いる光学部品の場合、１１９μｍ以上１３２μｍ以下の値であり、前記第１の貫通孔の直径は、１２５μｍ以上１２９μｍ以下の値であり、前記第２および第３の貫通孔の直径は、１３０μｍ以上の値であることを特徴としている。そして、前記の場合の第２および第３の貫通孔の直径は、１４０μｍ以上１５６μｍ以下の値にすることが特に好ましい。また、前記第１の貫通孔と第３の貫通孔の間に形成されているスリットの幅は、３０μｍ以上８０μｍ以下にすることが特に好ましい。
３つの貫通孔を有する本発明の光学部品の例においては、前記３つの各貫通孔の中心軸線を結ぶ線分が、一直線の場合、９０°の角度をなすＬ型の場合、１２０°の角度をなす折れ線状になる場合などが、光学系に用いる場合に位置決めしやすいなど、一層の効果がある。
さらに、本発明は４つ以上の貫通孔を有する光学部品にも適用することができ、リターンロスを大幅に低減することができる。
また本発明を適用した光学部品の貫通孔は、そのすべてを光ファイバを保持するのに用いるとは限らず、特定の貫通孔に光ファイバを装着せずにリターン光を逃すのに用いることもできる。
以上、基本形態としての本発明の光学部品の特徴を説明したが、本発明の光学部品は、前記の如き各種の特徴を有する各発明を適宜組み合わせて、あるいは単独で用いて、大きな効果を発揮することが出きるものである。
次に、例えばフェルールの如き、本発明の基本形態としての光学部品である保持部材を、保持部材挿入部を有する保持部材固定具に保持した形態の本発明の光学部品の特徴について説明する。前記および以下の説明から明らかなことであるが、以下に説明する本発明の光学部品は、以下に記す各特徴に加えて前記の基本形態としての本発明の光学部品の少なくともいずれかの例の特徴を併せ持つものである。
本発明の光学部品の例は、光ファイバの端部近傍を保持する光学部品であって、前記光学部品は、光ファイバを挿入して固定し保持する透光性セラミックスからなる保持部材と、前記保持部材を挿入して固定し保持する保持部材挿入部を有する保持部材固定具とから成り、前記保持部材には光ファイバを挿入して保持する貫通孔が設けられており、前記保持部材を構成する透光性セラミックスの平均結晶粒径が２０μｍ以上であると共に、前記透光性セラミックスの体積比で５０％以上を占める部分の結晶粒の粒径が１０〜４０μｍであることを特徴としている。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材挿入部が前記保持部材固定具に開けられた孔であることを特徴としている。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材固定具に設けられた保持部材挿入部が、前記保持部材挿入部に圧入や打ち込みなどの手段によって前記保持部材を挿入して接着剤を使用しないで前記保持部材を保持部材挿入部に固定して保持することができる形状寸法に形成されていることを特徴としている。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材を構成する透光性セラミックスに、その主成分として、重量比で９９．９％以上のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）と２００〜３００ｐｐｍのマグネシウム（Ｍｇ）が含まれていることを特徴としている。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材固定具は、前記保持部材挿入部である前記保持部材固定具に開けられた第１の孔と、それに続いて形成されており前記保持部材が挿入されない第２の孔とから成る貫通した孔を有していることを特徴している。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材固定具が金属を用いてつくられており、前記第２の孔には前記保持部材から出ている光ファイバの一部が挿入されており、前記第１の孔の内径は前記保持部材の当該外径よりもわずかに小さい寸法に形成されていることを特徴としている。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材を構成する透光性セラミックスの、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の含有率が重量比で９９．９５％以上、マグネシウム（Ｍｇ）の含有率が重量比で約２５０ｐｐｍであることを特徴としている。
本発明の光学部品の例は、前記保持部材を構成する透光性セラミックスを透過する光の全量の入射光量に対する割合である全透過率が、波長が０．３〜５μｍの光に対して０．８０すなわち、８０％以上であり、前記保持部材を構成する透光性セラミックスの、入射光の進行方向への透過率である直線透過率が、波長が０．５〜２μｍの光に対して０．１５／ｍｍすなわち、厚さ１ｍｍ当たり１５％以上であることを特徴としている。
そして、本発明の前記保持部材固定具を用いた例は、前記各特徴を適宜組み合わせた特徴を有するように構成することが出来、前記のように、本発明の基本形態としての光学部品の少なくともいずれかの特徴を併せ持つものである。
このような本発明の光学部品を用いて光ファイバの端末部を構成することにより、リターンロスの小さい、高精度の光ファイバ端末を、量産に適した状態で安価に提供できるものである。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例について説明する。なお、説明に用いる各図は、本発明を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配置関係などの概略を示してあるが、説明の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあり、必ずしも実施例などの実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図において、同様な構成成分については同一の番号を付けて示して重複する説明を省略することもある。
図１は、本発明の実施の形態の光学部品である貫通孔を１つ具えた光学部品７００を説明するための部分的斜視図である。この光学部品７００は、透光性セラミックスでつくられた保持部材７０１と、この保持部材７０１に形成された貫通孔７０２とを具える。
さらに、この光学部品７００は、この光学部品を所定の条件で金属筒などの金属部材（図示せず）に装着する場合に役立つマーク部７０３を具えている。保持部材７０１は、主成分として重量比で９９．９％以上のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が含まれている透光性のアルミナセラミックスで形成されている。
この保持部材７０１を形成している前記アルミナセラミックスは、重量比で、２００〜３００ｐｐｍのマグネシウム（Ｍｇ）を含有し、ケイ素（Ｓｉ）の含有率は５０ｐｐｍ以下であり、鉄（Ｆｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、カルシウム（Ｃａ）、カリウム（Ｋ）の各元素の含有率は１ｐｐｍ以下である。このような透光性アルミナセラミックスを製造する場合、人工合成で製造された純度が９９．９９％の高純度アルミナを用いれば、透光性の高いアルミナセラミックスを得ることができる。
そして、保持部材７０１は、焼成後の組織が前記のような組成になるように材料を用意して、所定の寸法の貫通孔７０２と所定の外形寸法を有するように成型した後、焼成し、その後、必要に応じて貫通孔と外形形状を加工して形成される。
このとき、保持部材７０１を構成するアルミナセラミックスの平均結晶粒径を２０μｍ以上にすると、後述の光の良好な透過性を得ることができる。
セラミックスの結晶粒径を詳細に記述することは難しいことではあるが、１つの表現として、体積比で５０％以上を占める結晶粒の粒径が１０〜４０μｍになるようにすると、後述の透光性を一層高めることができる。この透光性アルミナセラミックスの透光性は、結晶粒径をある程度大きくすることにより高めることができ、他の物性やコストなどから、平均粒径を２０μｍ以上にすることが好ましい。
特に好ましくは、重量比で、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が９９．９５％以上、マグネシウム（Ｍｇ）が約２５０ｐｐｍ、ケイ素（Ｓｉ）が約４０ｐｐｍ、鉄（Ｆｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、カルシウム（Ｃａ）、カリウム（Ｋ）、の含有率は１ｐｐｍ以下の組成の透光性アルミナセラミックスが本発明において多大の効果を発揮する。そして、平均結晶粒径を２５μｍ以上にしたところ、透光性の優れたアルミナセラミックス製の保持部材を製造することができた。
この透光性アルミナセラミックスを製造する場合、前記の如く、合成によって製造された純度が９９．９９％以上のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いることによって、極めて優れた特性を有する本発明の光学部品を得ることができた。
次に、本発明の光学部品に用いる前記透光性アルミナセラミックスの光透過率について説明する。
ここで本発明で用いる光透過率について用語を定義する。
本発明では、光に対する透過率として、直線透過率と全透過率という用語を用いることにする。
本発明でいう直線透過率とは、例えば、所定の厚みの平行平板に垂直方向の一方の側から進行してきた入射光が該平行平板に入射し、該平行平板を透過して入射光の進行方向と同じ方向に出射する出射光の入射光に対する割合のことをいう。そして本発明でいう全透過率とは、管状光源を厚さが１．５ｍｍの透光性セラミックスの筒に入れたとき、光源からの光が筒の全方向に透過する全透過光の入射光全量に対する割合のことをいう。
本発明に用いる前記の各組成のアルミナセラミックスの光透過率を測定したところ、波長が０．３〜５μｍの光に対する透過率が、直線透過率で０．１／ｍｍ（すなわち、厚さ１ｍｍ当たり１０％）以上、全透過率で０．８（すなわち、８０％）以上であり、波長が０．５〜２μｍの光に対する透過率が、直線透過率で０．１５／ｍｍ以上、全透過率で０．８（すなわち、８０％）以上であった。
図２は、本発明の実施の形態の光学部品である貫通孔を２つ具えた光学部品７０５を説明するための部分的斜視図である。図２において、符号７０６は保持部材、７０７と７０８は保持部材７０６に設けられた第１と第２の貫通孔である。保持部材７０６は図１の保持部材７０１と同様の性質を有する透光性セラミックスで形成されており、基準面として用いることができるマーク部７０３を有している。そして、保持部材７０６のマーク部７０３としての基準面は第１の貫通孔７０７の中心軸線７１１と第２の貫通孔７０８の中心軸線７１２とを結ぶ面に平行な面であり、保持部材７０６の長手方向（すなわち、保持部材７０６の中心軸線に沿った方向）の全長にわたって形成してもよく、また、保持部材７０６の長手方向の一部にだけ形成してもよい。
第１と第２の貫通孔の利用の仕方には、これに限定されないが、例えば、第１と第２の貫通孔にそれぞれ第１と第２の光ファイバを挿入し、第１の光ファイバを信号光入力用に、第２の光ファイバを後方励起用の励起光用に用いて光増幅器に用いることもでき、あるいは、第１の貫通孔に光ファイバを挿入して信号光の送信を行い、第２の貫通孔には何も装着しないか、光を反射しにくい物質を充填してリターンロスを一層軽減するようにしたり、種々の利用の仕方がある。
また、貫通孔７０２や貫通孔７０７の中心軸線をそれぞれ保持部材７０１や７０６の中心軸線に一致させるように形成することにより、貫通孔の形状、寸法、位置や保持部材の外形寸法などの加工精度を向上させることができ、その結果、貫通孔に挿入される光ファイバのコアの位置精度を高めることができ、そして、光学部品の製造歩留の向上や製造コストを著しく低減させることができるという多大な効果をもたらすことができる。
貫通孔７０２や７０７の中心軸線を当該保持部材の中心軸線に一致させて形成させた場合、保持部材を所定の形状・寸法の貫通孔と外形形状を有するように成形して焼結した後に、まず貫通孔７０２や７０７の内側をワイヤー研磨などにより加工して、好ましい形状、寸法、表面状態などに仕上げ、次に、貫通孔７０２や７０７を基準にして、保持部材に要求されている外形形状・寸法やマーク部、そして、保持部材７０６の場合には貫通孔７０８の形状、寸法、表面状態などを精密に、そして、容易に加工して仕上げることができる。
以上、本発明の実施の形態として、図１と図２を用いて貫通孔が１つの場合と２つの場合の光学部品について説明した。そして、本発明を適用したこれらの光学部品を用いることによって、光ファイバを用いた光結合系におけるリターンロスを大幅に低減することができた。
しかしながら、本発明者らの検討によると、リターンロスを効果的にさらに低減するには、前記の透光性セラミックスを保持部材の材料として用いることに加えて、前記保持部材に保持される光ファイバのコア部の、前記保持部材との相対的位置精度を高めるなど、さらなる改善が望まれる。この課題を解決した本発明の光学部品の例について以下に詳しく説明する。
図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の実施の形態の光学部品１００を説明するための図で、図３Ａは光ファイバを本発明の光学部品の貫通孔に挿入した場合の光ファイバの端面がある側から見た前記光学部品の部分的斜視図、図３Ｂは、前記光ファイバの端面側とは反対側、すなわち、光ファイバを挿入する側から見た光学部品の部分的斜視図、図３Ｃは、光学部品を金属筒に装着してフェルールとして構成した状態の断面図である。この光学部品１００は、保持部材１０１と、この保持部材１０１に形成された第１の貫通孔１０３、第２の貫通孔１０５およびスリット１０７を具える。さらに、この光学部品１００はマーク部１０８を具える。
保持部材１０１は、２本の光ファイバが挿入することができる部材である。この保持部材１０１の材料は、例えば、前記の組成の材料を用いた透光性アルミナセラミックスで構成することができる。
この保持部材１０１の形状、長さ（中心軸線に沿った方向の寸法）および太さは、設計に応じた任意の形状、長さおよび太さとすることができる。例えば、これに限られないが、この実施の形態では、保持部材１０１は、円柱状の形状で、かつ、長さが０．１〜１０ｍｍ、この例では３ｍｍ、直径が０．７〜３ｍｍこの例では１．４ｍｍとしてある。保持部材１０１が円柱状の形状であると、この光学部品１００を他の部品（例えば後に説明する金属筒２００）に固定する場合等に、便利である。
また、第１の貫通孔１０３は、その中心軸線Ｓが保持部材１０１の軸線Ｒに一致するように（実質的に一致する場合でも良い）、保持部材１０１に形成されている。この第１の貫通孔１０３は、第１の光ファイバ（図４参照）を挿入することができる貫通孔である。なお、第１の貫通孔１０３に挿入される光ファイバの形態は、これに限られないが、典型的には、光ファイバ素線の一次被覆をとった形態、すなわち、コアおよびクラッドからなる形態が好ましい。
この実施の形態の光学部品１００を、励起光を用いる光増幅器用の光学部品として用いる場合なら、この第１の貫通孔１０３に挿入される第１の光ファイバを信号光用光ファイバとして用いるのが好ましい。
この第１の貫通孔１０３は、横断面形状が円形状の貫通孔にしてある。なお、円形状といっても、スリット１０７の部分があるため、真の円形ではなく、スリット１０７の部分が切り欠かれた形状である。ここで、横断面とは、第１の貫通孔１０３の中心軸線Ｓに直交する断面である。また、この第１の貫通孔１０３の直径は、この貫通孔１０３に挿入される第１の光ファイバの外径に対して比較的きびしい公差の径とするのが良い。なぜなら、第１の貫通光１０３に挿入される第１の光ファイバは、信号光伝達用等であることが多いため、前記公差をきびしくした方が、保持部材１０１に対して第１の光ファイバ（信号光用光ファイバ）をより高い精度で固定できると共に、前記第１の貫通孔を基準に他の貫通孔を加工することができ、各光ファイバ間の光結合の精度を著しく高めることができ、前記透光性セラミックスを保持部材１０１の材料に用いた結果のリターンロス減少を特に効果的に実現することができるからである。
本発明に係る発明者らの実験によれば、これに限られないが、第１の光ファイバ（コアおよびクラッドからなる部分）の設計直径が例えば１２５μｍである場合、第１の貫通孔１０３の直径ｄ１を、１２５〜１３２μｍの範囲のいずれかの値、より好ましくは、１２５μｍ以上、１２９μｍ以下の範囲のいずれかの値にするのが好適である。
さらに、この第１の貫通孔１０３の内壁面は、平滑性が充分に向上された面にするのが好ましい。なぜなら、第１の光ファイバの直径に対する第１の貫通孔１０３の内径のアローワンスは、前記の通り、比較的きびしくなっている。従って、第１の貫通孔１０３の内壁面を平滑性の良い状態にしておいた方が、第１の貫通孔１０３への第１の光ファイバの挿入を行い易いからである。
また、第２の貫通孔１０５は、第１の光ファイバの直径未満の寸法を幅とするスリット１０７が第１の貫通孔１０３の長手方向の少なくとも一部（この例では全域）に形成されるように第１の貫通孔に連結する位置関係で、保持部材１０１に形成してある。しかも、第２の貫通孔１０５は、横断面形状が前記スリット部分が切り欠かれた円形状の貫通孔であって、第１の貫通孔１０３の直径以上の直径を有した貫通孔にしてある。
より好ましくは、第１の貫通孔１０３の直径より大きな直径を有する貫通孔にするのが良い。ただし、この第２の貫通孔１０５の直径は、もちろん、この貫通孔１０５に挿入される第２の光ファイバの外径より大きな直径である。こうしておけば、詳細は後述するが、第１および第２の貫通孔１０３，１０５内に光ファイバ固定用の接着剤を流した場合に、該接着剤の表面張力で第２の貫通孔１０５内で光ファイバが移動し易くなるからである。
もちろん、この第２の貫通孔１０５の直径の上限は存在する。具体的には、第２の貫通孔１０５に挿入される第２の光ファイバが、第１の貫通孔１０３に挿入される第１の光ファイバに接着剤の表面張力によって引かれることができる範囲内に、第２の光ファイバを位置させることができるように、第２の貫通孔１０５の直径の上限を決める。
本発明の発明者らの実験によれば、これに限られないが、第２の光ファイバの設計直径が例えば１２５μｍである場合、第２の貫通孔１０５の直径ｄ２を、１３０μｍ以上の値、より好ましくは、１４０μｍ以上、１５６μｍ以下の範囲のいずれかの値にするのが好適である。
ただし、上述した第１の貫通孔１０３の直径ｄ１に対して、ｄ１＜ｄ２という条件を満たし、かつ、第１および第２の貫通孔１０３，１０５間に生じるスリットの幅がｄ１より小さいという条件を満たすことを前提にする。
この第２の貫通孔１０５は、一つの使い方として、第２の光ファイバ（図４参照）を挿入するための貫通孔である。なお、第２の貫通孔１０５に挿入される光ファイバの形態は、これに限られないが、典型的には、光ファイバ素線の一次被覆をとった形態、すなわち、コアおよびクラッドからなる形態が好ましい。
この実施の形態の光学部品１００を、励起光を用いる光増幅器用の光学部品として用いる場合なら、この第２の貫通孔１０５に挿入される第２の光ファイバを励起光用光ファイバとして用いるのが好ましい。
さらに、この第２の貫通孔１０５の内径を、第２の光ファイバの外径に比べてある程度大きくする場合なら、この第２の貫通孔１０５の内壁面は、第１の貫通孔１０３の内壁面に比べてある程度平滑性が悪い面でも良い。極端な場合、ワイヤー研磨自体を行わない面であっても良い。第２の貫通孔１０５の内径が、第２の光ファイバの外径に比べて大きい場合、第２の貫通孔１０５の内壁面がある程度粗い面でも、第２の光ファイバを第２の貫通孔１０５に容易に挿入できるからである。
また、第１の貫通孔１０３と第２の貫通孔１０５との、中心軸線間距離αは（図３参照）、第１の貫通孔１０３の中心軸線Ｓと第２の貫通孔１０５の中心軸線Ｔとの距離であり、これら第１および第２の貫通孔１０３，１０５間に、スリット１０７を形成でき、かつ、該スリット１０７の幅βを第１の光ファイバの直径未満の適正値にでき、しかも、貫通孔１０３、１０５それぞれに光ファイバを挿入できるように、設計に応じて決定する。
なお、スリット１０７の幅βの適正値とは、第１の貫通孔１０３内に挿入した光ファイバが第１の貫通孔１０３から外れることがなく、かつ、第１の貫通孔１０３に挿入される第１の光ファイバと、第２の貫通孔１０５に挿入される第２の光ファイバとの間に、接着剤の作用（表面張力）が及ぶような値である。このような値は、実験的または理論的に決める。発明者の実験によれば、スリット１０７の幅は、好ましくは、第１の貫通孔１０３の直径の７０％以下が良く、第１の貫通孔の直径の２０％以上が良い。
さらに好ましい条件として、光ファイバ（コアおよびクラッドから成る部分）の設計直径が１２５μｍである場合、発明者の実験によれば、スリット１０７の幅は、３０μｍ以上、８０μｍ以下とするのがより好ましいことが分かっている。
また、マーク部１０８は、光学部品１００を使用する光学系で予め規定されている基準位置に対して、前記第１および第２の貫通孔１０３，１０５の位置を規定する（位置合わせを容易にする）ためのものである。具体例で説明すれば、他の光学部品、例えば図７を参照して説明したレンズ１７や反射鏡１９などに対して、第１および第２の貫通孔１０３，１０５の光学的な位置を所定の関係になるように位置決めするために利用することができるものである。
このマーク部１０８を設ける場所、個数および構造は、前記目的を達成できるなら、任意の場所、個数および構造とすることができる。この実施の形態の場合は、保持部材１０１の外周の一部分に、第１および第２の貫通孔１０３，１０５の各中心軸線を結ぶ線に対し、例えば平行や垂直にするなど、所定の関係の基準面を設けて、この基準面をマーク部としている。
このような基準面として、この実施の形態では、保持部材１０１の少なくとも一方の端面に交わる平面１０８であって、これら端面と平面との交線が、この一方の端面での第１および第２の貫通孔１０３，１０５の中心軸線Ｓ、Ｔを結ぶ線に平行になっている平面としてある。
なお、この平面１０８は、保持部材１０１の他方の端面まで及んでいても良いし、保持部材１０１の長手方向の途中で終わっていても良い。典型的には、前者である。また、この平面１０８は、好ましくは、保持部材１０１の中心軸線に平行な平面とするのが良い。こうした方が、光学部品を他の光学部品に対してより精度良く位置合わせし易いためである。
また、図３に示した基準面１０８の代わりに、この基準面１０８に直交する基準面を保持部材１０１の円周の少なくとも一部に設けても良い。すなわち、保持部材１０１の少なくとも一方の端部での第１および第２の貫通孔１０３，１０５の中心軸線Ｓ、Ｔを結ぶ線に垂直な平面を、保持部材１０１の周の少なくとも一部に形成し、この平面を基準面にしても良い。
また、マーク部を以下に説明するような構成にしても良い。図６Ａおよび図６Ｂそれぞれは、この他の構成のマーク部１２０を具えた光学部品の一部分に着目した斜視図である。
この図６Ａの例の場合、マーク部１２０は、第１および第２の貫通孔１０３、１０５の中心軸線Ｓ、Ｔを結ぶ線を保持部材１０１の外側に向かって左右に延長したＩ−Ｉ線が保持部材１０１の表面（外周面）と交わる位置において保持部材１０１に設けた凹部１２０ａ、１２０ｂで構成してある。
ここで、中心軸線Ｓ、Ｔを結ぶ線は、両中心軸線を最短で結ぶ線である。これら凹部は、例えば、この発明に係る光学部品１００を他の任意の光学部品例えば図３Ｃに示した金属筒２００に組み込むときに、これら凹部１２０ａ、１２０ｂに例えば金属筒２００に対して所定の位置関係を持つ専用の治具（図示せず）を当てながら、この発明に係る光学部品１００を金属筒２００に組み込むことで、組込のためのマーク部として使用することができる。
これら凹部の形状や大きさは、前記の専用の治具などとの関係を考慮した好適な形状及び大きさにすることができる。この実施の形態では、凹部１２０ａと１２０ｂは、保持部材１０１の長手方向に直交する断面がＶ字状となっている凹部にしてある。然も、これら凹部１２０ａと１２０ｂは、保持部材１０１の長手方向に沿って、治具などをガイドできる程度の寸法を有している。
もちろん、これら凹部１２０ａと１２０ｂは、保持部材１０１の長手方向の他方の端部まで至るように形成されていても良いし、途中まで形成されていても良い。また、これら凹部１２０ａと１２０ｂを、断面がＶ字のものとしたのは、こうした方が他の光学部品への位置決め時に前記治具等に位置決めし易いからである。もちろん、これら凹部１２０ａ、１２０ｂの断面形状はこの例に限られない。
また、マーク部を、上述した基準面１０８と、上述した凹部１２０ａ、１２０ｂとで、構成しても良い（図６Ｂ）。
また、この光学部品の発明を実施するに当たり、より好ましくは、図３Ｂおよび図３Ｃに示したように、保持部材１０１の一方の端部、具体的には、第１および第２の光ファイバを挿入する側の端部に、これら光ファイバを第１および第２の貫通孔１０３，１０５に挿入するときのガイドとなるガイド部１０９を設けるのが良い。
このガイド部１０９自体の構造は、前記の目的を達成できる構造であれば特に限定されない。ただし、好ましくは、図３Ｂおよび図３Ｃに示したように、保持部材１０１の第１および第２の光ファイバを挿入する側の端部に形成された凹部（以下、穴部ともいう）であるガイド部１０９であって、第１および第２の貫通孔１０３，１０５の入口より広い開口部１０９ａを持ち、かつ、該入口に向かって傾斜している面（傾斜面）１０９ｂを有した穴部とするのが良い。
より好ましくは、図３Ｃに示したように、穴部１０９の中心軸線（図３Ｃの例では軸線Ｒと重なっている）が第１の貫通孔１０３の平面領域内（すなわち、貫通孔の外周の内側、本発明では、貫通孔の入口空間を平面で表現して、平面領域内と称することにする。）に含まれるような位置関係で保持部材に形成されたガイド部１０９としての穴部とするのが良い。
従って、ガイド部１０９は、その最深部分で第１の貫通孔１０３の入口に接続され、かつ、傾斜面１０９ｂの途中で第２の貫通孔１０５の入口に接続される構造の穴部になる。上述したような穴部であると、光ファイバを、貫通孔１０３，１０５に挿入し易く、量産上多大な効果をもたらす。
前記のような光学部品１００は、例えば、前記透光性アルミナセラミックスを製造するときのセラミックス原料などを成型し、さらに、この成型物を焼成し、さらに、少なくとも第１の貫通孔１０３の内壁をワイヤー研磨などで平滑化することで、製造することができる。
なお、前記の光学部品１００は、典型的には、金属筒などの保持部材固定具に固定されて使用される。図３Ｃは、光学部品１００を金属筒２００に固定した様子を示した図で、金属筒２００の長手方向に沿った断面図で、光学部品１００は図３ＡにおけるＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
金属筒２００は、光学部品１００の保持部材１０１を収容するための所定の内径を持つ第１の孔部２０１ａと、この第１の孔部２０１ａと連結していて、第１および第２の光ファイバ１１，１３を前記保持部材１０１に至らせる第２の孔部２０１ｂとを具える。
この例における保持部材１０１は円筒形であり、第１の孔部２０１ａは断面が円形の孔であり、第１の孔部２０１ａの内径は保持部材１０１の外径よりわずかに小さく、第１の孔部２０１ａに保持部材１０１を単に当てただけでは保持部材１０１を第１の孔部２０１ａに挿入することが出来ないが、打ち込みにより確実に保持部材１０１を第１の孔部２０１ａに挿入することが出来る程度に、そして、このように打ち込みで挿入された保持部材１０１を第１の孔部２０１ａから通常の力を加えただけでは抜くことが出来ない程度に第１の孔部２０１ａの内径が保持部材１０１の外径よりわずかに小さく形成されている。
第１の孔部２０１ａの内径より第２の孔部２０１ｂの内径が小さく形成されており、その境界部分が保持部材１０１を第１の孔部２０１ａに打ち込んだときのストッパーになっている。
金属筒２００の第１の孔部２０１ａに保持部材１０１を打ち込んでフェルールを構成し、第２の孔部２０１ｂの入口から先端の被覆を除去した光ファイバの先端部を挿入し、光ファイバのコアとクラッドから成る先端部を保持部材１０１の所定の貫通孔に挿入して接着剤などにより光ファイバを保持部材１０１に固定して光ファイバの端部を構成する。
前記保持部材固定具は、少なくとの１つの保持部材を保持することができるものであり、前記保持部材挿入部は断面が円形の孔部に限定されるものではない。
また、金属筒２００の代わりに、例えば、金属に限らず、セラミックスなど任意好適な材料で構成した筒を用いることもできる。
保持部材固定具を本発明の基本的形態としての保持部材１０１と同じ透光性セラミックスで形成することもできる。
なお、金属筒２００に光学部品１００を挿入して使用する場合、光学部品１００を金属筒２００に挿入し易くするために、光学部品１００の金属筒２００に挿入される側の端部に、テーパ１００ｃを設けるのが良い。
光学部品１００は、その一部分が金属筒２００より露出するように、金属筒２００に装着するのが良い。光学部品１００の一部を金属筒２００から露出させた理由は、光学部品１００に光ファイバを挿入した後、この光ファイバの端面を、例えば、リターンロスやヒューズ現象などのような戻り光の影響を一層少なくするために、前記の如く所定角度（光ファイバの中心軸線に垂直な面に対して例えば８度）傾けた面になるように研磨する作業をする際に、光学部品１００の一部分が露出されていると、前記研磨を高い信頼性で行うことができると共に、前記研磨を行い易いからである。
もちろん、金属筒２００から光学部品１００の一部を露出させることは必須ではない。また、光学部品１００を、金属筒２００に挿入せずに使用しても良い。
次に、前記の光学部品１００の作用・効果について、図４を参照して説明する。図４は、図３Ａ〜図３Ｃに示した光学部品１００の第１および第２の貫通孔１０３，１０５に、第１の光ファイバ１１および第２の光ファイバ１３を挿入し、さらに、光ファイバ固定用接着剤１１０を、これら貫通孔１０３，１０５内に注入し、かつ、この接着剤を硬化させた状態を示した部分的斜視図である。なお、以下の説明では、光学部品１００に、第１および第２の光ファイバ１１，１３を挿入する一作業例も併せて説明する。
光ファイバの末端を、図３を用いて説明した光学部品１００のガイド部１０９に押し当てる。光ファイバは、ガイド部１０９の作用により、例えば第１の光ファイバ１１は、第１の貫通孔１０３に、第２の光ファイバ１３は第２の貫通孔１０５に挿入される。
次に、第１および第２の貫通孔１０３，１０５の一方または双方に、光ファイバ固定用の接着剤１１０を注入する。この接着剤１１０としては、任意好適なものを用いることができる。また、接着剤は、熱硬化性接着剤でも、熱可塑性接着剤でも使用できる。
例えば、エポキシ系の液状の接着剤を挙げるこができる。用いる接着剤の粘度は、前記注入が容易になるような粘度とする。例えば、２０００ｃｐｓ程度の粘度が好ましい。また、接着剤の前記注入は、例えば、注射器、ディスペンサ等、任意好適な器具を用いて行うことができる。
第２の貫通孔１０５の内径が、第２の光ファイバ１３の径より比較的大きいため、接着剤１１０の注入が済むと、第２の光ファイバ１３は、接着剤の表面張力によって、第２の貫通孔１０５内を移動できる。一方、第１の貫通孔１０３の内径は第１の光ファイバ１１の直径より僅かに大きい程度であるので、第１の光ファイバ１１は、第１の貫通孔１０３内でほぼ固定状態である。
通常、接着剤などの液体が付着した２本の線体であって、一方が固定され、他方が移動可能である場合、２本の線体に付着した液体の表面張力や粘性によって、移動可能な側の線体が固定状態の線体に引かれる。従って、第２の光ファイバ１３は、図４に示したように、第１の光ファイバ１１側に引かれて近接してゆくので、第１および第２の光ファイバ１１，１３は、スリット１０７の箇所で、互いの外周面同士が接着剤によって接触あるいは近接状態になる。すなわち、第１の光ファイバ１１が、保持部材１０１の軸線上に位置すると共に、第１および第２の光ファイバ１１，１３が、互いが平行な状態でかつ近接した状態で保持部材１０１に固定される。この状態で貫通孔に注入された接着剤を所定の固化条件で固化させると良い。
従って、保持部材１０１の軸線の位置に第１の光ファイバ１１が挿入固定され、かつ、この第１の光ファイバ１１に第２の光ファイバ１３が平行にかつ近接した状態で、第２の光ファイバ１３が保持部材１０１に固定された光学部品が得られる。
なお、光学部品１００に第１および第２の光ファイバ１１，１３を挿入固定する製造作業においては、第２の光ファイバ１３の、第２の貫通孔１０５に挿入される部分に、該部分の第２の貫通孔１０５内での移動が制限されるような力が加わらないように、第２の光ファイバ１３を扱うのが好適である。
第１および第２の光ファイバ１１，１３を保持部材１０１に前記の如く挿入固定したら、これら光ファイバ１１，１３および保持部材１０１の端部を研磨して、光学部品１００の所定の端面を形成する。この端面は、例えば軸線Ｒに垂直な面に対して８度の角度をもった面とするのが好ましい。このような角度の端面であると、リターンロスを一層軽減できるからである。
図４を参照して説明した光学部品１００を用いた光ファイバの端末部構造は、複数本の光ファイバ１１，１３の端部が、保持部材１０１に形成された横断面形状が円形の複数の貫通孔１０３，１０５内に挿入されて成る光ファイバ１１，１３の端末部構造である。しかも、保持部材１０１に穿設された、内径の互いに異なる第１の貫通孔１０３と第２の貫通孔１０５とが互いに平行にかつ密接して形成されていると共に、第１の貫通孔１０３と第２の貫通孔１０５とが接する境界にこれら貫通孔同士を連結するスリット１０７がこれら貫通孔に沿って形成された構造である。
しかも、これら貫通孔１０３，１０５の各々に挿入された光ファイバ１１，１３の端部は、第２の貫通孔１０５よりも小径に形成された第１の貫通孔１０３の内壁面に摺接して挿入された光ファイバ１１の端部の外周面に、第２の貫通孔１０５に挿入された光ファイバ１３の端部の外周面が、スリット１０７の箇所で接触または近接して固定されるように、貫通孔１０３，１０５に挿入された接着剤１１０が固化して固着されている構造である。
以上、本発明の実施の形態の光学部品の例を説明したが、本発明は上述の実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しないかぎり多くの変形または変更を加えることができる。
例えば、前記の実施の形態では、保持部材１０１に、第１および第２の貫通孔１０３，１０５を具えた光学部品の例を説明したが、保持部材１０１に３個以上の貫通孔を具えた構成としても良い。すなわち、第１の貫通孔１０３に対して、第２の貫通孔１０５と同様な思想でスリットを介して連結している第３の貫通孔（必要あれば第４以上の貫通孔）を保持部材１０１にさらに具える構成としても良い。
図５は、第３の貫通孔３０１をさらに具えた光学部品３００をその部分的斜視図により示した図である。図５の例の場合、第３の貫通孔３０１を、第１の貫通孔１０３を中心として第２の貫通孔１０５と点対称な位置に設けてある。しかし、第３の貫通孔３０１の位置はこの例に限られない。
この第３の貫通孔３０１の直径や、第１の貫通孔１０３との間に形成するスリット１０７の幅や、第１の貫通孔１０３と第３の貫通孔３０１との中心軸線間距離の好適値は、例えば、第２の貫通孔１０５と同様な値にすることができる。
また、この図５の例の場合、基準面１０８は、保持部材１０１の少なくとも一方の端面に交わる平面であって、これら端面と平面との交線が、前記一方の端面での第１、第２および第３の貫通孔１０３，１０５，３０１の中心軸線を結ぶ線に平行になっている平面である。
もちろん、この平面の代わりに、この平面に垂直な平面を保持部材の周の少なくとも一部に形成し、この形成した平面を基準面としても良い。または、基準面１０８の代わりに、若しくは、保持部材１０１に基準面１０８と併設して、図６を用いて説明したのと同様の凹部１２０ａ、１２０ｂを設けることで、マーク部を構成しても良い。
また、第１の貫通孔１０３および第２の貫通孔１０５間に具わるスリット１０７の幅は、第１の貫通孔１０３の長手方向に沿ってほぼ一様であるのが好ましく、第１の貫通孔１０３と第３の貫通孔３０１との間に具わるスリットの場合も同様である。しかし、該スリット１０７の幅が、第１の貫通孔１０３の長手方向に沿って所々で変わっていても良い。
以上、図３Ａ〜図３Ｃ、図４，図５、図６を用いて透光性セラミックスを用いた本発明の効果が特に大きい実施の形態を説明したが、前記各図を用いて説明した光学部品は、光ファイバを一つの孔に２本以上実装したキャピラリーの場合に多く生じていたファイバの直径方向に沿って生じるクラックや、例えば２本のファイバの貫通孔内で生じるマイクロベンディングによる光結合損失を生じることもなく、さらに、リターンロスも極めて小さくすることができる、極めて好ましい実施の形態である。
本発明の光学部品は、４つ以上の貫通孔を有することもできる。その構成は、１つの貫通孔を保持部材の中心に該貫通孔の中心線と保持部材の軸線とが一致するように配置し、他の貫通孔をその周囲に配置したり、多くの形態が可能である。本発明の効果を特に高めるには、本発明を前記の如き光ファイバの位置精度の高い実装ができる光学部品に適用することが特に望ましい。
また、この発明の光学部品は、信号光用光ファイバと励起光用光ファイバとを所定関係で挿入固定する際に用いて好適であるが、もちろん、他の任意好適な用途にも使用することができる。例えば、保持部材に設けられた複数個の貫通孔のうちの１つの貫通孔には光ファイバを挿入しないで、リターンロスの低減に寄与するようにするなど、種々の使い方がある。
以上の説明から明らかなように、本発明に係る光学部品の特徴は、光ファイバを挿入保持することができる貫通孔を有する保持部材を、従来は半導体製造用の特殊な配管や装飾用という数少ない利用しかなされていなかった、例えば成分が９９．９５重量％以上の超高純度アルミナを用い、結晶粒径が大きくなるように焼成し、透光性を持たせた透光性セラミックスを用いて形成することによって、リターンロスを大幅に低減したことを特徴としている。従来は、この種の利用が全く考えられていなかったことである。
そして本発明の効果が特に大きな例は、光学部品の形状を、保持部材と、該保持部材に形成され、第１の光ファイバが挿入される横断面形状が円形状の第１の貫通孔と、前記第１の光ファイバの直径未満の寸法を幅とするスリットが前記第１の貫通孔の長手方向に形成されるように前記第１の貫通孔に連結する位置関係で、前記保持部材に形成され、前記第１の貫通孔の直径以上の直径を有し、第２の光ファイバが挿入される第２の貫通孔と、当該スリットとを具えたようにしたことを特徴としている。
そして、前記特に効果の大きな例においては、第１および第２の貫通孔を連結しているスリットの幅が、第１の光ファイバの直径未満の幅であるので、第１の貫通孔に挿入した第１の光ファイバは、第１の貫通孔内から外れることがない。しかも、この光学部品の発明によれば、第１の貫通孔の一端から少なくとも所定の長さの部分（特に好ましくは全長に渡って）で、該第１の貫通孔の中心軸線が保持部材の軸線に一致するように、該第１の貫通孔を保持部材に形成しておくことが可能である。
そのため、第１の貫通孔に挿入される光ファイバの少なくとも前記所定の長さに当たる部分は、その中心軸線が保持部材の軸線に一致するように、保持部材に挿入固定することができる。
さらに、第１の貫通孔および第２の貫通孔間にスリットを具えるので、これら貫通孔に光ファイバを挿入後に光ファイバ固定用の液状接着剤を入れた場合、その表面張力と前記スリットとの作用で、第２の光ファイバは第１の光ファイバに平行にそろい易い。
さらに、第２の貫通孔の孔径およびその製造公差を上述のように比較的大きくすることができる。第２の貫通孔の孔径が大きくて済むので、光学部品の製造が容易となり、また、第２の貫通孔での光ファイバの挿入も容易になる。
これらのことから、本発明の特に好ましい例によれば、第１および第２の光ファイバを互いに平行にしかも所定関係で挿入固定でき、光結合の度合いを極めて高くすることができ、保持部材の透光性セラミックスの効果と相まって、リターンロスを理想的に低減することができ、かつ、製造が容易な光学部品を量産上の歩留まり良く低コストで実現することができる。
現在、光通信分野においては、波長が１．２〜１．７μｍの波長帯域において、種々の改良、工夫が行われている。波長帯域の例としては、Ｏ−バンド（１２６０−１３６０ｎｍ）、Ｅ−バンド（１３６０−１４６０ｎｍ）、Ｓ−バンド（１４６０−１５３０ｎｍ）、Ｃ−バンド（１５３０−１５６５ｎｍ）、Ｌ−バンド（１５６５−１６２５ｎｍ）、Ｕ−バンド（１６２５−１６７５ｎｍ）と呼称されているものがあるが、種々の事情から多くの通信装置が用いられ、開発されている。そして、光通信の発達に伴い、より多くの情報を、高速で、コストを安く伝送することが望まれている。その一つの解決策として、４０Ｇｂｐｓ（毎秒４０ギガビット）の超高速伝送速度で通信することが検討されている。しかし、光ファイバを２．５Ｇｂｐｓで伝送する現行の通信では問題にならない光ファイバによる分散が、４０Ｇｂｐｓでは大きな問題になっている。すなわち、４０Ｇｂｐｓで長距離光通信を行うとすれば、３次の分散を補償しなければ実現不可能といわれている。３次の分散補償の方法として、誘電体多層膜を用いた光分散補償素子を何個か用いて行う方法がある。
例えば、現在光通信に用いられている光ファイバを用いて、４０Ｇｂｐｓで１０，０００ｋｍオーダーの長距離を伝送する通信において正確な通信を行うためには、多数の分散補償素子が必要になる。例えば、Ｃ−バンドで波長帯域が１５ｎｍや３０ｎｍの通信において３次の分散を補償しようとすると、前記の誘電体多層膜を用いた分散補償素子を数十個直列に接続することが要求される。
超高速長距離光通信においては、３次の分散補償の他に、従来いわれている２次の分散補償が必要である。
通信経路において、分散補償素子を何段か直列に接続する必要が生じるが、そのときのロスとＳ／Ｎ比は極めて重要な問題である。光ファイバの途中に分散補償素子や増幅器など必要な装置を配置するときの光ファイバの接続は、融着や光コネクタなどを用いた接続が行われるが、光コネクタを用いるときは、そのリターンロスを極力小さくする必要がある。本発明の光学部品は、このリターンロスの小さい光コネクタを、高い信頼性で、量産可能な状態で、安価に提供するものである。
また、波長が０．５〜１μｍでパルス幅が１００ｆｓ（フェムト秒）の超短パルス幅のレーザ光が、例えば、２光子吸収を利用する医療研究用として用いられているが、このような超短パルス幅で高輝度のレーザ光線でも、光コネクタ部分でのリターンロスは大きな問題である。
本発明の光学部品は、このような光通信や、医療などレーザ装置の応用分野において、広く用いられ、前記のような大きな効果を発揮するものである。
産業上の利用可能性
以上、本発明を詳細に説明したが、本発明は、光ファイバを保持することができる貫通孔を具えた保持部品を透光性セラミクスを用いて製造し、それを単独で用いるか、筒状の金属部品などで保持したフェルールの形態にして、光ファイバ端末部を構成することができる、リターンロスが極めて少なく信頼性の高い光学部品を、量産に適した形態で、安価に提供できるものである。
本発明の光学部品は、広く光通信に用いることができるものであるが、特に、超短パルス幅のレーザ装置、大きなパワーを扱う光伝送における接続部分、良好なＳ／Ｎ比を要求される光通信の接続部分に用いることにより、大きな効果を発揮するものである。そして、本発明の光学部品は、リターンロスが問題にされなかった光接続部分の光コネクタとしてももちろん用いることができるものであり、従来のジルコニアを用いたキャピラリーやフェルールを置換することもできるものであり、産業上、その利用分野は極めて広いものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、実施の形態の光学部品を説明する部分的斜視図である。
図２は、本発明の実施の形態の光学部品を説明する部分的斜視図である。
図３Ａは、本発明の実施の形態の光学部品を説明する図で、光ファイバを挿入したときに光ファイバの端面側になる側から見た光学部品の部分的斜視図である。
図３Ｂは、本発明の実施の形態の光学部品を説明する図で、光ファイバを挿入する側から見た光学部品の部分的斜視図である。
図３Ｃは、本発明の実施の形態の光学部品を説明する図で、光学部品を金属筒に装着した状態の断面図である。
図４は、本発明の実施の形態の光学部品に光ファイバを挿入固定した状態を説明する図である。
図５は、本発明の実施の形態の光学部品を説明する図である。
図６Ａは、本発明のマーク部の他の構成例を説明する図である。
図６Ｂは、本発明のマーク部の他の構成例を説明する図である。
図７Ａは、光増幅器の光学系の基本光学系を説明する図である。
図７Ｂは、後方励起型光増幅器を説明する図である。
図７Ｃは、前方励起型光増幅器を説明する図である。
図８は、一般的な光学部品を説明する図である。
図９は、光ファイバ間の光結合とリターンロスの理想状態を説明する図である。
図１０は、クラッド部に入射した光を説明する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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