(57)【要約】【課題】正確に製作された場合の従来品と同様に高精度で、且つ、従来品より製造が容易であるとともに量産可能な光共振器を得る。【解決手段】光共振器１０は、コア１ａとクラッド１ｂとを備えてなる光ファイバ１であって、クラッド１ｂ表面からコア１ａを介して反対側のクラッド１ｂ表面まで貫通している孔に、光ファイバ１のコア１ａよりも屈折率の高い充填部２が形成されてなるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアとクラッドとを備えている光ファイバからなり、
前記光ファイバ径方向に前記クラッド表面から前記コアを貫通した孔が少なくとも１つ形成されており、
前記孔の内部に、少なくとも前記光ファイバのコアよりも屈折率の高い材料からなる充填部が形成されていることを特徴とする光共振器。
【請求項２】
前記孔の壁面に、前記コアよりも屈折率の低い薄膜が形成されており、
前記薄膜の内側に、前記薄膜よりも屈折率の高い前記充填部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長の選択が可能又は波長フィルターなどに用いることが可能な光共振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、波長フィルターなどに用いることが可能な光共振器として、例えば、下記特許文献１〜３が公知となっている。簡単に説明すると、特許文献１には、楕円形の楕円短軸にそった軸線のまわりを回転させることで形成される光誘電材料製の回転楕円体で製造され、前記楕円短軸に垂直な前記回転楕円体の円形断面における赤道にそって且つ前記回転楕円体の前記楕円短軸のまわりを巡回する二つの異なるセットのささやき回廊モードのフリースペクトルレンジが同程度の値を有するように０．５より大きい離心率をもって形成されたささやき回廊モード共振器と、前記赤道の近くに配置されて、前記ささやき回廊モードの少なくとも一つにおいて前記共振器内に、光エネルギーをエバネッセント結合するか、又は前記共振器の外へ、前記ささやき回廊モードの少なくとも一つから、光エネルギーをエバネッセント結合する光結合素子と、を含んでなる装置が、開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、少なくとも１つの自己整列特徴を表面の上に有する第１の基材と、前記第１の基材に対して配置された第１の導波路と、前記第１の導波路に光学的に結合するために前記自己整列特徴によって前記基材上に位置づけられた微小共振器と、を含む微小共振器デバイスが開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、光デバイスの表面超微細観察を行う光微小球プローブであって、第１の端点に形成された微小球を含む先細の光ファイバと、光試験信号の伝送を支援する光信号経路とを含み、前記光信号経路は、前記微小球と接触するように前記先細の光ファイバに配されて前記光試験信号を短時間だけ前記微小球の内部に結合し、ウィスパリングギャラリモード（ＷＧＭ）共振とそれに伴って短時間だけ発生する電磁場とをその中に作り出すものであり、さらに、前記微小球プローブが前記光デバイスの表面を平行移動するに従い、伝送パワーが前記光デバイスの表面形態の関数となる前記光デバイス表面を覆う電磁場で前記光信号経路から出る伝送パワーを測定する手段とからなることを特徴とする光微小球プローブが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３９４１８５６号公報
【特許文献２】特表２００７−５０８７１４号公報
【特許文献３】特開２００７−２５６２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１で開示されている装置は、微小球への光の結合のために、高精度で各部位を配置する必要があるので、その作製は容易ではない。また、特許文献２、３のものは、エバネッセント光を受け渡しすることができるように、細径化した光ファイバと微小球との位置関係を保持するのは困難である。そのため、これら特許文献２、３のものについても、装置の作製は容易ではない。したがって、特許文献１〜３のものは、光共振器としてすばらしい技術ではあるものの、ある一定レベルの精度のものを量産するということは困難であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、正確に製作された場合の従来品と同様に高精度で、且つ、従来品より製造が容易であるとともに量産可能な光共振器を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００８】
（１）  本発明の光共振器は、コアとクラッドとを備えている光ファイバからなり、前記光ファイバ径方向に前記クラッド表面から前記コアを貫通した孔が少なくとも１つ形成されており、前記孔の内部に、少なくとも前記光ファイバのコアよりも屈折率の高い材料からなる充填部が形成されているものである。
【０００９】
上記（１）の構成によれば、正確に製作された場合の従来品と同様に高精度で、且つ、従来品より製造が容易であるとともに量産可能な光共振器を提供できる。また、充填部の材料を適宜変えることにより、波長の選択が可能となる光共振器を提供できる。また、光ファイバの長さ方向に沿って、径が異なる充填部を複数形成したり、屈折率が異なる材料の充填部を複数形成したりすることにより、波長フィルターとして使用することもできる光共振器を提供できる。
【００１０】
（２）  本発明の光共振器においては、前記孔の壁面に、前記コアよりも屈折率の低い薄膜が形成されており、前記薄膜の内側に、前記薄膜よりも屈折率の高い前記充填部が形成されていることが好ましい。
【００１１】
上記（２）の構成によれば、孔の内面を薄膜でコーティングしているので、面の平滑性を出すことができ、凹凸がある場合に比べ光の屈折をスムーズに行わせることができる。また、孔が形成されることで、光ファイバ自体の強度が低下するので、薄膜で光ファイバ自体を補強することができるという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態に係る光共振器を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光共振器の概略断面図である。
【００１３】
光共振器１０は、図１に示すように、コア１ａとクラッド１ｂとを備えてなる光ファイバ１であって、クラッド１ｂ表面からコア１ａを介して反対側のクラッド１ｂ表面まで貫通している孔に、光ファイバ１のコア１ａよりも屈折率の高い充填部２が形成されてなるものである。なお、前記孔は、高ＮＡレンズ（ＮＡ≒０．９）で集光したレーザー光（例えば、ＹＡＧレーザー光）によって形成されたものである。また、コア１ａの中心軸と、充填部２の中心軸とは、一致しないような位置関係にある。
【００１４】
ここで、前記孔の径を算出してみる。光が共振する条件は、光が通る部分の長さが、光の波長の整数倍となっているときであるから、Ｌ：穴の円周長、ｄ：孔径、Ｃ：任意の整数、λ：波長とすると、Ｌ＝πｄ＝Ｃλと表すことができる。これから、ｄ＝Ｃλ／πと表し直すことができる。これらの式を用いて、例えば、下記表１のように、選択したい波長ごとにどのような孔の径とすればよいかを算出した。なお、穴の円周長Ｌは、波長λのほぼ整数倍の値にした。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
したがって、例えば、表１のように前記孔の径ｄを設定し、孔内に充填部２を形成すれば、通過する光の波長を選択できる光ファイバ１とできる。
【００１７】
光ファイバ１においては、プラスチック製、ガラス製どちらのものでもよい。また、例えば、コア１ａにおいては、径が約１０μｍ、屈折率が１．４６のものなど、クラッド１ｂにおいては径が１２５μｍ、屈折率１．４５のものなどが挙げられる。なお、本実施形態で使用する光ファイバ１は、シングルモード伝送するものであれば何でもよい。
【００１８】
充填部２は、光ファイバ１のコア１ａよりも屈折率が大きい材料であって、透明性の高い材料が選択される。例えば、エポキシ樹脂（屈折率１．５５〜１．６１）、アクリル樹脂（屈折率１．４９〜１．５７）、多成分系ガラス（例：ホウ珪酸ガラス（屈折率１．４８）など）などが挙げられる。
【００１９】
ここで、光共振器１０の動作について、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、入射光の波長と強度との関係を示すグラフである。図２（ｂ）は、図１の光共振器１０を充填部２の軸方向から見た模式図であって、光共振器１０の動作を説明するためのものである。図２（ｃ）は図２（ｂ）の拡大模式図であって、コア１ａ及び充填部２における光の動きを模式化したもの、図２（ｄ）は、出射光の波長と強度との関係を示すグラフである。
【００２０】
まず、コア１ａを伝達してきた光（図２（ａ）に示したような状態の光）が充填部２に入力される。入力された光のうち、充填部２の中で（何回も）回り、またあるものはコア１ａに出力される（図２（ｂ）、（ｃ）参照。）。この光が充填部２内で回る過程において、光の相互作用（前述の式Ｌ＝πｄ＝Ｃλの条件）で強められ、出力されたものは、図２（ｄ）に示したような状態の光となる。
【００２１】
上記構成によれば、正確に製作された場合の従来品と同様に高精度で、且つ、従来品より製造が容易であるとともに量産可能な光共振器１０を提供できる。また、充填部２の材料を適宜変えることにより、波長の選択が可能となる光共振器１０を提供できる。また、光ファイバの長さ方向に沿って、径が異なる充填部を複数形成したり、屈折率が異なる材料の充填部を複数形成したりすることにより、波長フィルターとして使用することもできる光共振器を提供できる。
【００２２】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図示しないが、光ファイバを保護すると共にその強度を強化するために、クラッドの外表面をメッキしてもよいし、メッキする代わりに、保護管で覆ってもよい。
【００２３】
また、図示しないが、上記実施形態における孔の壁面に、コアよりも屈折率の低い薄膜を形成した後、該薄膜の内側に、この薄膜よりも屈折率の高い充填部を形成してもよい。このように、孔の内面を該薄膜でコーティングすることにより、面の平滑性を出すことにより、凹凸がある場合に比べ光の屈折をスムーズに行わせることができる。また、孔が形成されることで、光ファイバ自体の強度が低下するので、該薄膜で光ファイバ自体を補強することができるという効果も奏する。
【００２４】
また、本発明は、上記実施形態の一変形例として、図３に示すような光共振器であってもよい。この光共振器２０は、コア１１ａとクラッド１１ｂとを備えてなる光ファイバ１１であって、クラッド１１ｂ表面からコア１１ａを貫通するまで開けられた穴に、光ファイバよりも屈折率の高い充填部１２が形成されてなるものである。ここで、コア１１ａ、クラッド１１ｂ、充填部１２には、上記実施形態のコア１ａ、クラッド１ｂ、充填部２のそれぞれと同材料を用いる。このような光共振器２０においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る光共振器の概略断面図である。
【図２】図１の光共振器の動作を説明するために用いる図であって、（ａ）が入射光の波長と光の強度との関係を示すグラフ、（ｂ）が図１の光共振器を充填部の軸方向から見た模式図であって、光共振器の動作を説明するためのもの、（ｃ）が（ｂ）の拡大模式図であって、コア及び充填部における光の動きを模式化したもの、（ｄ）が出射光の波長と光の強度との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態の変形例に係る光共振器の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、１１    光ファイバ
１ａ、１１ａ    コア
１ｂ、１１ｂ    クラッド
２、１２    孔
１０、２０    光共振器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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