(57)【要約】簡単なプロセスで１００℃以上の耐熱性を有する屈折率分布型光学部材を提供すると共に、光通信や光ネットワークに使用される光モジュールで、光ファイバー径レベルの小型の光モジュールを作製できる屈折率分布型光学部材の製造方法を提供する。  断面の実質上中心で屈折率の極大部分を有しその極大部分からの距離にしたがって屈折率が低下する屈折率分布を有するコア部１０２と、コア部１０２の周囲の少なくとも一部に接している、屈折率が実質上一様なクラッド部１０３とを備えた屈折率分布型光学部材１０５を、シート状のポリシラン１０１に、コア部１０２の屈折率の極大部分からの距離にしたがって濃度が増加するシロキサン構造の濃度分布を形成させることにより作製する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面の実質上中心で屈折率の極大部分を有し、前記極大部分からの距離にしたがって屈折率が増加しない屈折率分布を有するコア部と、
前記コア部の周囲の少なくとも一部に接している、屈折率が実質上一様なクラッド部とを備えた屈折率分布型光学部材であって、
ポリシランを主成分とするシート状の屈折率分布型光学部材。
【請求項２】
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、濃度が減少しないシロキサン構造の濃度分布を有している、請求項１に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項３】
前記コア部の前記シロキサン構造の濃度分布は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって中心対称に実質上放物線に沿って増加する分布である、請求項２に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項４】
前記コア部の前記シロキサン構造の濃度分布は、光の伝搬方向に沿って変化する分布である、請求項２に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項５】
光の伝搬方向に沿って変化する前記シロキサン構造の濃度分布の変化は、周期的である、請求項４に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項６】
前記光の伝搬方向に沿って変化する前記シロキサン構造の濃度分布は、前記シート状のポリシランの膜厚方向および幅方向の両方向に変化して分布する部分と、前記膜厚方向にのみ変化して分布する部分との組合せである、請求項４に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項７】
前記コア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記コア部の長さは、前記光軸上の所望の位置に焦点を有するように調整されている、請求項１に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項８】
前記コア部は、複数設けられている、請求項１に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項９】
前記複数のコア部の少なくとも一対が、一部において光学的に結合している、請求項８に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１０】
前記複数のそれぞれのコア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記複数のコア部は、互いに交差せずに並列して配置されている、請求項８に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１１】
前記複数のそれぞれのコア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記複数のコア部は、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に配置されている、請求項８に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１２】
前記シート状のポリシランの上下２面の少なくとも１面に、少なくとも紫外線に対して透明な基板を備えた、請求項１に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１３】
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、同心楕円形状に実質上放物線に沿って減少する屈折率分布を有する、請求項１に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１４】
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、同心円形状または同心楕円形状に実質上放物線に沿って減少する屈折率分布を有しており、入力側および出力側の少なくとも一方の端部領域の断面が、前記端部に向かって面積が小さくなる形状をしている、請求項１に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１５】
前記コア部の前記端部は、曲面形状である、請求項１４に記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１６】
ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いた屈折率分布型光学部材の製造方法であって、
前記シート状の基材上の所望の前記屈折率分布型光学部材の形成位置において、前記シート状の基材の上面および下面から、それぞれマスク板を介して同時に紫外線を照射する紫外線照射ステップと、
前記シート状の基材に酸素を供給しながら加熱する加熱ステップとを備えた、屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項１７】
前記紫外線照射ステップで紫外線を照射し、前記加熱ステップで酸素を供給しながら加熱することにより、前記シート状の基材のポリシラン構造が、酸化反応により、ポリシラン構造よりも屈折率の小さいシロキサン構造に変化する、請求項１６に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項１８】
前記マスク板は、作製する前記屈折率分布型光学部材のコア部の中心線に平行な線上に紫外線透過率が極小となる部分が分布しており、前記極小となる部分からの、前記平行な線の垂直な面方向への距離にしたがって紫外線透過率が低下しない紫外線透過率分布を有している、請求項１６に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項１９】
前記マスク板の前記紫外線透過率は、前記平行な線から垂直な面方向に離れるにしたがって実質上放物線に沿って増加する、請求項１８に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２０】
前記紫外線透過率分布は、前記平行な線から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記平行な線から所定の距離までであり、前記所定の距離が、前記光の伝搬方向に沿って短くなっていく分布である、請求項１９に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２１】
前記２枚のマスク板は、いずれも、紫外線透過率の極小部分である直線状部分を、互いに交差しない配置で複数有しており、
それぞれの前記直線状部分から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記直線状部分から所定の距離までである、請求項１８に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２２】
前記２枚のマスク板は、いずれも、紫外線透過率の極小部分である直線状部分を、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に配置される位置に、複数有しており、
それぞれの前記直線状部分から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記直線状部分から所定の距離までである、請求項１８に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２３】
前記シート状の基材の上面および下面に設けた前記マスク板は、互いに等しい紫外線透過率分布を有している、請求項１６に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２４】
前記シート状の基材の上面に設けた前記マスク板の紫外線透過率分布と、前記シート状の基材の下面に設けた前記マスク板の紫外線透過率分布は、作製する前記屈折率分布型光学部材の光の伝搬方向に沿って、互いに負の相関がある、請求項１６に記載の屈折率分布型光学部材の作製方法。
【請求項２５】
前記マスク板の紫外線透過率分布は、作製する前記屈折率分布型光学部材の光の伝搬方向に沿って変化する部分を少なくとも有する分布である、請求項１６に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２６】
前記紫外線透過率分布は、前記光の伝搬方向に沿って周期的に変化する分布である、請求項２５に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２７】
前記紫外線透過率分布は、前記光の伝搬方向に沿って紫外線透過率が変化する部分と、前記光の伝搬方向に沿って紫外線透過率が一様な部分との組合せである、請求項２５に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２８】
前記シート状の基材の上下２面の少なくとも１面に、少なくとも紫外線に透明な基板を備えた、請求項１６に記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、光通信あるいは光ネットワークに適用される、屈折率分布型光学部材および屈折率分布型光学部材の製造方法に関する。より特定的には、コア内のシロキサン構造の濃度を中心からの距離にしたがって中心対称に増加させることで屈折率分布を制御することのできるポリシラン製光学部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  マルチモード光導波路は、コア内で中心対称に低下する屈折率分布を有することによってモード分散を低減することができる。屈折率分布の物理的構成は、下記の従来例のように材料と作製プロセスに依存する。【０００３】  従来の屈折率分布型光導波路は、光学媒体に対して所定のマスクを設けて、そのマスクの開口部を通して拡散源を光学媒体中に拡散して光導波路の屈折率に分布をつけていた（例えば、特開昭５７−１９８４１０号（第２頁、第３図）参照；以下、文献１と呼ぶ）。【０００４】  また、光重合により屈折率が小さくなるモノマーを含む光学媒体に対して、所定の透過率のマスクを設けて光を照射し、光導波路の屈折率に分布をつけるものもある（例えば、特開昭６０−６４３１０号（第２〜３頁、第１図）参照；以下、文献２と呼ぶ）。【０００５】  また、文献２と同様の光重合反応を利用する方法で、異なる２方向から紫外線を照射して、同心円状の屈折率分布を有する導波路型レンズを作製するものもある（例えば、特開昭６０−１７５０１０号（第７図）参照；以下、文献３と呼ぶ）。【０００６】  また、文献２と同様の光重合反応を利用する方法で、照射光量を変化させることで屈折率分布型導波路を作製するものもある（例えば、特開平１−１３４３１０号（第１図）参照；以下、文献４と呼ぶ）。【０００７】  また、有機カルボン酸の金属塩を含む光学樹脂に対して所定の開口部を有するマスクを設けて、エタノールやアセトンなどの溶媒に浸漬処理して有機カルボン酸を外部に拡散させることにより光導波路の屈折率に分布をつけるものもある（例えば、特開昭６０−１８８９０６号（第３〜５頁、第２〜４図）参照；以下、文献５と呼ぶ）。【０００８】  一方、光通信や光ネットワークに使用される光モジュールを安価に量産する技術として表面実装が挙げられる。【０００９】  これは、あらかじめ光モジュールに必要な半導体レーザーやレンズの外形を高精度に作製し、Ｖ溝などが形成されたシリコン基板上にサブミクロン精度で配置したり、光学部品に位置決め用のアライメントマークを高精度に配置して、そのアライメントマークをＣＣＤカメラ等で取り込み、画像処理技術を応用して配置するパッシブアライメントを行う技術である。パッシブアライメントの場合には、光ファイバーに入力する光量をモニターすることなく各光学部品を配置するため、これらの光学部品の加工精度や配置精度が最終的に光ファイバーに入力される光量に影響を及ぼす。そのため、各光学部品を精密に加工し、高精度にアライメントする必要がある。【００１０】  また、プラスチックファイバーなどのマルチモード光ファイバー（以下、ＭＭＦと略す）の場合、その大口径コアに見合った受光面積を有するフォトダイオードが無いし、全モードを制御した低損失で小型のカプラーなどの周辺部品も無い。一方、シングルモード光ファイバー（以下、ＳＭＦと略す）は、モード制御が容易で、コア径も小さいことから小型で安価な周辺部品が入手できる。【００１１】  ところで、従来の光モジュールには、グレーティングカプラーと導波路型レンズを有する薄膜型導波路を使用して、グレーティングカプラーによって薄膜型導波路に入力された光を導波路型レンズを介して外���の光学部品に結合させるものがある（例えば、特開昭６２−２８０８２７号（第１図）参照；以下、文献６と呼ぶ）。【００１２】  また、Ｓｉ基板上に並列形成されたＶ溝群と、Ｖ溝群で位置決めされた光ファイバー群と、同ピッチで配列された光源群と、Ｖ溝群で位置決めされたフレネルレンズ群で構成されたものもある（例えば、特開２００４−１０９４９８号（第１図）参照；以下、文献７と呼ぶ）。【００１３】  また、屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）を使用して、光モジュールのアセンブリに高精度な光軸調整を不要にしたものもある（例えば、特開平１１−２７１５７５号参照；以下、文献８と呼ぶ）。【００１４】  図２９は、文献８に示されている、従来の光モジュール６１０の側面図を示している。【００１５】  光モジュール６１０は、基板６１１上にスペーサ６１２を介して配置された上下分割可能な石英ブロック６１３に挟まれ保持される光導波路としての光ファイバー６１４と、基板６１１上に設けられたホルダー６１５に固定されると共に電気信号が入力する端子６１６ａを備えるレーザーダイオード６１６と、石英ブロック６１３とレーザーダイオード６１６との間に配置され光ファイバー６１４に接続されるＧＲＩＮレンズ６１７とから構成されている。【００１６】  外部から電気信号がレーザーダイオードの端子６１６ａに入力すると、この電気信号の状態変化、例えば、信号のＯＮ／ＯＦＦに応じてレーザーダイオード６１６が発光／消光する。このレーザーダイオード６１６が出射する光信号は、ＧＲＩＮレンズ６１７により集束されて光ファイバー６１４に導かれ、最終的に光モジュール６１０の外部に出力される。【００１７】  しかしながら、文献１の従来の方法では、光学媒体にマスクの開口部から拡散材料を注入する必要があるので、拡散材料の補給や、拡散材料による汚損などによりプロセスが複雑になるという第１の課題を有していた。【００１８】  また、文献５の従来の方法は、有機カルボン酸の金属塩を含む光学樹脂をエタノールやアセトンなどの溶媒に浸漬処理するなどのウェット処理が必要なので、この場合にも、プロセスが複雑になるという第１の課題を有していた。【００１９】  また、文献２〜４の従来の方法は、光学媒体中のモノマーを光により重合して屈折率を変化させるので、光量を調節するマスク設置と光照射の簡単なプロセスで屈折率分布型導波路を作製できるが、光重合反応によりできた材料は、ＰＭＭＡなどのアクリル樹脂を使用するため、耐熱温度は８０℃以下であり、１００℃以上の耐熱性がないという第２の課題を有していた。したがって、屋内環境などでは問題ないが、１００℃以上の耐熱性が要求されるような屋外使用や自動車などには使用できなかった。【００２０】  また、文献６の従来の方法では、薄膜型導波路に結合するためにグレーティングカプラーが必要なので複雑なプロセスが必要で高価であり、低コストで実現できないという第３の課題を有していた。【００２１】  また、文献７の従来の方法でも、使用している光ファイバー径レベルのフレネルレンズが高価であるため、低コストで実現できないという第３の課題を有していた。【００２２】  また、文献８の従来の方法では、バルク型ＧＲＩＮレンズ（口径１ｍｍ以上）を使用しているので、低コストではあるが、光モジュールの小型化ができないという第４の課題を有していた。【００２３】  なお、本明細書において、光ファイバー径レベルとは、光ファイバーの直径の１０倍程度以下の大きさを言うものとする。【００２４】  また、文献２〜４に示す従来のいずれの方法も、小型の導波路型屈折率分布レンズを作製することは可能であるが、導波路型屈折率分布レンズを作製する工程と、その作製した導波路型屈折率分布レンズを用いて光モジュールを作製する工程とが別工程となる、という第５の課題を有している。作製する導波路型屈折率分布レンズは非常に小さいため、製造費用に占めるその樹脂材料費は非常に小さく、製造工程で要する費用がコストに影響するため、このように、導波路型屈折率分布レンズを作製する工程と光モジュールを作製する工程とが別工程であると、光モジュールの作製費用が高コストになってしまう。【００２５】  図２８は、文献３に記載の、従来の光導波路の作製装置５１１の構成図である。【００２６】  高分子フィルム５１３の表面（上面）にはマスク５１４が設置されている。このマスク５１４には、紫外線５１５を透過する２つの変化部５１４ｃが、所定の間隔を存して並列に形成されている。変化部５１４ｃは紫外線５１５の透過率が横方向に変化する分布を有しており、紫外線５１５の透過率が両側端でゼロ、中央で最も大きくなるように構成されている。そして、マスク５１４の上方には、一対のミラー５１６と、中央にプリズム５１７が設けられている。【００２７】  光源より平行な紫外線５１５が照射され、その紫外線５１５は、プリズム５１７によって左右に分割され、一対のミラー５１６のそれぞれで反射され、２方向からマスク５１４に照射されるようになっている。その紫外線５１５は、マスク５１４の変化部５１４ｃのみ透過してフィルム５１３内に進行し、かつ両変化部５１４ｃを透過した紫外線５１５がフィルム５１３中で交差して円形の露光部を作製するようになっている。この露光部が、光導波路５１２となる。【００２８】  このようにして、フィルム５１３に紫外線を照射してフィルム５１３内のモノマーを重合させ、屈折率分布を形成させることにより、光導波路５１２を作製する。【００２９】  そして、光モジュールを完成させるためには、この光導波路５１２を用いて、さらに光モジュールを作製するという別工程を行う必要があるため高コストとなってしまう。【００３０】  本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法は、シート状ポリシランを用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させることで、簡易なプロセスで屈折率分布型光学部材を作製することを第１の目的としている。【００３１】  また、本発明の屈折率分布型光学部材は、シート状ポリシランを用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部が形成させることで、１００℃以上の耐熱性を持たせることを第２の目的としている。
【発明の開示】
【００３２】  上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
断面の実質上中心で屈折率の極大部分を有し、前記極大部分からの距離にしたがって屈折率が増加しない屈折率分布を有するコア部と、
前記コア部の周囲の少なくとも一部に接している、屈折率が実質上一様なクラッド部とを備えた屈折率分布型光学部材であって、
ポリシランを主成分とするシート状の屈折率分布型光学部材である。
【００３３】  また、第２の本発明は、
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、濃度が減少しないシロキサン構造の濃度分布を有している、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３４】  また、第３の本発明は、
前記コア部の前記シロキサン構造の濃度分布は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって中心対称に実質上放物線に沿って増加する分布である、第２の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３５】  また、第４の本発明は、
前記コア部の前記シロキサン構造の濃度分布は、光の伝搬方向に沿って変化する分布である、第２の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３６】  また、第５の本発明は、
光の伝搬方向に沿って変化する前記シロキサン構造の濃度分布の変化は、周期的である、第４の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３７】  また、第６の本発明は、
前記光の伝搬方向に沿って変化する前記シロキサン構造の濃度分布は、前記シート状のポリシランの膜厚方向および幅方向の両方向に変化して分布する部分と、前記膜厚方向にのみ変化して分布する部分との組合せである、第４の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３８】  また、第７の本発明は、
前記コア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記コア部の長さは、前記光軸上の所望の位置に焦点を有するように調整されている、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３９】  また、第８の本発明は、
前記コア部は、複数設けられている、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４０】  また、第９の本発明は、
前記複数のコア部の少なくとも一対が、一部において光学的に結合している、第８の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４１】  また、第１０の本発明は、
前記複数のそれぞれのコア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記複数のコア部は、互いに交差せずに並列して配置されている、第８の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４２】  また、第１１の本発明は、
前記複数のそれぞれのコア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記複数のコア部は、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に配置されている、第８の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４３】  また、第１２の本発明は、
前記シート状のポリシランの上下２面の少なくとも１面に、少なくとも紫外線に対して透明な基板を備えた、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４４】  また、第１３の本発明は、
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、同心楕円形状に実質上放物線に沿って減少する屈折率分布を有する、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４５】  また、第１４の本発明は、
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、同心円形状または同心楕円形状に実質上放物線に沿って減少する屈折率分布を有しており、入力側および出力側の少なくとも一方の端部領域の断面が、前記端部に向かって面積が小さくなる形状をしている、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４６】  また、第１５の本発明は、
前記コア部の前記端部は、曲面形状である、第１４の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４７】  また、第１６の本発明は、
ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いた屈折率分布型光学部材の製造方法であって、
前記シート状の基材上の所望の前記屈折率分布型光学部材の形成位置において、前記シート状の基材の上面および下面から、それぞれマスク板を介して同時に紫外線を照射する紫外線照射ステップと、
前記シート状の基材に酸素を供給しながら加熱する加熱ステップとを備えた、屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００４８】  また、第１７の本発明は、
前記紫外線照射ステップで紫外線を照射し、前記加熱ステップで酸素を供給しながら加熱することにより、前記シート状の基材のポリシラン構造が、酸化反応により、ポリシラン構造よりも屈折率の小さいシロキサン構造に変化する、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００４９】  また、第１８の本発明は、
前記マスク板は、作製する前記屈折率分布型光学部材のコア部の中心線に平行な線上に紫外線透過率が極小となる部分が分布しており、前記極小となる部分からの、前記平行な線の垂直な面方向への距離にしたがって紫外線透過率が低下しない紫外線透過率分布を有している、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５０】  また、第１９の本発明は、
前記マスク板の前記紫外線透過率は、前記平行な線から垂直な面方向に離れるにしたがって実質上放物線に沿って増加する、第１８の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５１】  また、第２０の本発明は、
前記紫外線透過率分布は、前記平行な線から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記平行な線から所定の距離までであり、前記所定の距離が、前記光の伝搬方向に沿って短くなっていく分布である、第１９の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５２】  また、第２１の本発明は、
前記２枚のマスク板は、いずれも、紫外線透過率の極小部分である直線状部分を、互いに交差しない配置で複数有しており、
それぞれの前記直線状部分から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記直線状部分から所定の距離までである、第１８の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５３】  また、第２２の本発明は、
前記２枚のマスク板は、いずれも、紫外線透過率の極小部分である直線状部分を、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に配置される位置に、複数有しており、
それぞれの前記直線状部分から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記直線状部分から所定の距離までである、第１８の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５４】  また、第２３の本発明は、
前記シート状の基材の上面および下面に設けた前記マスク板は、互いに等しい紫外線透過率分布を有している、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５５】  また、第２４の本発明は、
前記シート状の基材の上面に設けた前記マスク板の紫外線透過率分布と、前記シート状の基材の下面に設けた前記マスク板の紫外線透過率分布は、作製する前記屈折率分布型光学部材の光の伝搬方向に沿って、互いに負の相関がある、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５６】  また、第２５の本発明は、
前記マスク板の紫外線透過率分布は、作製する前記屈折率分布型光学部材の光の伝搬方向に沿って変化する部分を少なくとも有する分布である、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５７】  また、第２６の本発明は、
前記紫外線透過率分布は、前記光の伝搬方向に沿って周期的に変化する分布である、第２５の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５８】  また、第２７の本発明は、
前記紫外線透過率分布は、前記光の伝搬方向に沿って紫外線透過率が変化する部分と、前記光の伝搬方向に沿って紫外線透過率が一様な部分との組合せである、第２５の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５９】  また、第２８の本発明は、
前記シート状の基材の上下２面の少なくとも１面に、少なくとも紫外線に透明な基板を備えた、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００６０】  以上に記載の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法は、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させることで、簡易なプロセスで屈折率分布型光学部材を作製できる、という効果を発揮する。この効果は、上述した第１の課題に対応したものである。
【００６１】  また、本発明の屈折率分布型光学部材は、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部が形成させることで、１００℃以上の耐熱性を持たせることができる、という効果を発揮する。この効果は、上述した第２の課題に対応したものである。
【００６２】  また、第２９の本発明は、
第７の本発明の屈折率分布型光学部材と、
前記屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から光を入射させるように配置された発光部と、
前記コア部のもう一方の端部から出射する光を受光させるように配置された受光部とを備えた光モジュールである。
【００６３】  また、第３０の本発明は、
前記コア部は、前記屈折率分布型光学部材に、互いに交差せずに並列して複数配置されており、
前記複数のコア部のそれぞれの一方の端部には、複数の前記発光部がそれぞれ配置されており、
前記複数のコア部のそれぞれのもう一方の端部には、複数の前記受光部がそれぞれ配置されている、第２９の本発明の光モジュールである。
【００６４】  また、第３１の本発明は、
第７の本発明の屈折率分布型光学部材と、
特定の波長の光のみを通過させ前記特定の波長以外の光を反射する、前記特定の波長がそれぞれ異なる波長である複数の光学フィルターとを備え、
前記屈折率分布型光学部材のコア部は、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に複数配置されており、
前記複数の光学フィルターのそれぞれは、前記隣同士のコア部の交差部分に配置されており、
前記複数のコア部のうちの一番端のコア部の一方の入口から多重波長の光が入射される、光モジュールである。
【００６５】  また、第３２の本発明は、
２つの、第７の本発明の屈折率分布型光学部材と、
一方の前記屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から光を入射させるように配置された発光部と、
もう一方の前記屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から出射する光を受光させるように配置された受光部と、
前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部のもう一方の端部、および前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部のもう一方の端部の間に配置された光学部品とを備えた、光モジュールである。
【００６６】  また、第３３の本発明は、
前記光学部品は、アイソレーター、偏向子、波長板、光学フィルター、フォトニック結晶のうちのいずれか、または、これらの組み合わせであり、前記２つの屈折率分布型光学部材の光軸を横断するように配置されている、第３２の本発明の光モジュールである。
【００６７】  また、第３４の本発明は、
前記２つの屈折率分布型光学部材のコア部は、いずれも、互いに交差せずに並列して複数配置されており、
前記発光部および前記受光部は、いずれも複数あり、
前記一方の屈折率分布型光学部材の複数のコア部のそれぞれの一方の端部には、前記複数の発光部がそれぞれ配置されており、
前記もう一方の屈折率分布型光学部材の複数のコア部のそれぞれの一方の端部には、前記複数の受光部がそれぞれ配置されている、第３２の本発明の光モジュールである。
【００６８】  また、第３５の本発明は、
前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、１つであり、
前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、複数あり、
前記光学部品は、光分岐デバイスであり、
前記一方の屈折率分布型光学部材の前記コア部の一方の端部から入射された光は、前記光分岐デバイスで分岐されて、前記もう一方の屈折率分布型光学部材の前記複数のコア部の、それぞれの一方の端部から出射される、第３２の本発明の光モジュールである。
【００６９】  また、第３６の本発明は、
前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、複数あり、
前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、１つであり、
前記光学部品は、光結合デバイスであり、
前記一方の屈折率分布型光学部材の前記複数のコア部の、それぞれの一方の端部から入射された光は、前記光結合デバイスで結合されて、前記もう一方の屈折率分布型光学部材の前記コア部の一方の端部から出射される、第３２の本発明の光モジュールである。
【００７０】  また、第３７の本発明は、
さらに、前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部に配置された別の受光部を備え、
前記光学部品は、特定の波長の光のみを通過させ前記特定の波長以外の光を反射する光学フィルターであり、
前記受光部は、前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から入射した前記発光部からの光が、前記光学フィルターを通過して前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から出射される位置に配置されており、
前記別の受光部は、前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から入射した前記光が、前記光学フィルターで反射して前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から出射される位置に配置されている、第３２の本発明の光モジュールである。
【００７１】  また、第３８の本発明は、
前記屈折率分布型光学部材は、コア部が前記発光部および／または前記受光部と軸ズレ状態になるように配置され、前記発光部および／または前記受光部の前記屈折率分布型光学部材のコア部への入出力端部に対する光の入出力方向を傾斜させている、第２９または３２の本発明の光モジュールである。
【００７２】  また、第３９の本発明は、
前記屈折率分布型光学部材、前記発光部、前記受光部のうちの少なくとも１つは、表面実装の位置決め用に形成された溝によって位置決めされている、第２９または３２の本発明の光モジュールである。
【００７３】  また、第４０の本発明は、
第１３の本発明の屈折率分布型光学部材と、
前記屈折率分布型光学部材のコア部の入力側端部に楕円形状ビームを入射する入力部と、
前記コア部の出力側端部から出射される出力ビームを受光する受光部とを備え、
前記コア部の前記屈折率分布の楕円形状の長軸および短軸の方向が、それぞれ、前記入力部から入射される前記楕円形状ビームの短軸および長軸の方向と一致する、光モジュールである。
【００７４】  以上に記載の、本発明の光モジュールは、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いて、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させるという簡易なプロセスで作製した本発明の屈折率分布型光学部材を利用した低コストの光モジュールとすることができる、という効果を発揮する。この効果は、上述した第３の課題に対応したものである。
【００７５】  以上に記載の、本発明の光モジュールは、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いて、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させるというプロセスで作製した小型の本発明の屈折率分布型光学部材を利用した小型の光モジュールとすることができる、という効果を発揮する。この効果は、上述した第４の課題に対応したものである。
【００７６】  また、第４１の本発明は、
発光部を有する第１光学部品および受光部を有する第２光学部品を、前記発光部と前記受光部が対向するように、所定の間隔をおいて基板上に配置する配置工程と、
少なくとも、前記発光部および前記受光部を埋設するように、前記発光部と前記受光部との間に、ポリシランをシート状に充填もしくは塗布する塗布工程と、
前記ポリシランを硬化させるとともに、前記発光部から出射された光が前記受光部に入射されるように、前記ポリシラン内に屈折率分布を形成させるポリシラン硬化工程とを備えた、光モジュールの製造方法である。
【００７７】  また、第４２の本発明は、
前記ポリシラン硬化工程では、紫外線を照射することにより、前記ポリシランを硬化させるとともに、前記発光部から前記受光部への光路の光軸上で最大であり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって減少する屈折率分布を形成させる、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００７８】  また、第４３の本発明は、
前記発光部は、光源または光ファイバーの一端であり、
前記受光部は、受光素子または光ファイバーの一端である、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００７９】  また、第４４の本発明は、
前記配置工程は、
前記発光部から前記受光部への光路の光軸が、前記発光部および／または前記受光部と軸ズレ状態になるように、前記発光部および前記受光部を配置する、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８０】  また、第４５の本発明は、
前記基板は、表面実装の位置決め用の溝を有しており、
前記配置工程は、
前記第１光学部品および前記第２光学部品の少なくとも一方を、前記位置決め用の溝によって位置決めさせて配置する、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８１】  また、第４６の本発明は、
前記配置工程は、
光ファイバーを前記基板上に固定した後、切断された後の２つの端面の間隔が前記所定の間隔となるように、前記光ファイバーを前記基板上で切断し、前記２つの端面のうちの一方の端面を前記発光部とし、もう一方の端面を前記受光部とする、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８２】  また、第４７の本発明は、
少なくとも、前記ポリシランの前記屈折率分布を形成させる部分に対応する前記基板の部分は、紫外線に対して透明であり、
前記ポリシラン硬化工程では、２枚のマスク板を、前記シート状のポリシランが充填もしくは塗布された前記基板の両面側に配置した後、前記２枚のマスク板の外側から均一な紫外線を照射し、
前記２枚のマスク板は、いずれも、前記ポリシランに形成させる屈折率の大きい部分に対応する部分の紫外線透過率が小さくなり、前記ポリシランに形成させる屈折率の小さい部分に対応する部分の紫外線透過率が大きくなるような紫外線透過率分布を有する、第４２の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８３】  また、第４８の本発明は、
前記２枚のマスク板の紫外線透過率分布は、いずれも、前記発光部と前記受光部を直線で結ぶ光軸に対向する直線状部分で最小であり、前記直線状部分から垂直方向に離れるにしたがって増加する分布をしており、
前記ポリシラン硬化工程により、前記光軸上で屈折率が最大となり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって屈折率が低下する屈折率分布を有するＧＲＩＮレンズが、前記発光部と前記受光部の間に形成される、第４７の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８４】  また、第４９の本発明は、
前記受光部は、複数設けられており、
前記２枚のマスク板は、それぞれ、
前記発光部に接続される第１のＧＲＩＮレンズを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第１の紫外線透過率パターンと、
前記受光部のそれぞれに接続される複数の第２のＧＲＩＮレンズで構成される第２のＧＲＩＮレンズアレーを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第２の紫外線透過率パターンと、
前記第１のＧＲＩＮレンズから出射される光を分岐して前記第２のＧＲＩＮレンズの前記各受光部に入射させる分岐路を形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した、前記第１の紫外線透過率パターンおよび前記第２の紫外線透過率パターンに接続される第３の紫外線透過率パターンとを有する、第４７の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８５】  また、第５０の本発明は、
前記発光部は、複数設けられており、
前記２枚のマスク板は、それぞれ、
前記発光部のそれぞれに接続される複数の第１のＧＲＩＮレンズで構成される第１のＧＲＩＮレンズアレーを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第１の紫外線透過率パターンと、
前記受光部に接続される第２のＧＲＩＮレンズを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第２の紫外線透過率パターンと、
前記第１のＧＲＩＮレンズアレーの前記各発光部から出射される光を結合して前記第２のＧＲＩＮレンズに入射させる結合路を形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した、前記第１の紫外線透過率パターンおよび前記第２の紫外線透過率パターンに接続される第３の紫外線透過率パターンとを有する、第４７の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８６】  また、第５１の本発明は、
さらに、前記発光部から前記受光部への光路を切断するように、前記シート状のポリシランを２つに切断する切断工程と、
前記２つに切断されたシート状のポリシランの間に、第３光学部品を配置する第３光学部品取付工程とを備えた、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８７】  また、第５２の本発明は、
前記発光部および受光部は、それぞれ複数設けられており、
前記ポリシラン硬化工程では、それぞれの前記発光部に対応するそれぞれの前記受光部へのそれぞれの光路毎に、その光軸上で屈折率が最大となり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって屈折率が低下する屈折率分布を形成させる、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８８】  また、第５３の本発明は、
さらに、前記発光部から前記受光部への全ての光路を切断するように、前記シート状のポリシランを２つに切断する切断工程と、
前記２つに切断されたシート状のポリシランの間に、第３光学部品を配置する第３光学部品取付工程とを備えた、第５２の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８９】  また、第５４の本発明は、
前記第３光学部品は、アイソレーター、偏向子、波長板、フィルターのうちのいずれかである、第５１または第５３の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００９０】  また、第５５の本発明は、
発光部を有する第１光学部品と、
前記発光部と所定の間隔をおいて隔てられた受光部を有する第２光学部品と、
少なくとも、前記発光部および前記受光部が埋設されており、前記発光部と前記受光部との間に、前記発光部から出射された光を前記受光部に入射させる屈折率分布を有する、シート状の硬化されたポリシランとを備えた、光モジュールである。
【００９１】  また、第５６の本発明は、
前記ポリシランには、光量に分布を有する紫外線を照射することにより、前記発光部から前記受光部への光路の光軸上で屈折率が最大となり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって屈折率が低下する屈折率分布が形成されており、その屈折率分布によって、前記ポリシラン内にＧＲＩＮレンズが形成されており、
前記ＧＲＩＮレンズ部分のシロキサン構造の濃度分布は、前記光軸上で最小であり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって実質上放物線に沿って増加する、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９２】  また、第５７の本発明は、
前記発光部は、光源または光ファイバーの一端であり、
前記受光部は、受光素子または光ファイバーの一端である、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９３】  また、第５８の本発明は、
前記発光部から前記受光部への光路の光軸が、前記発光部および／または前記受光部と軸ズレ状態になるように、前記発光部および前記受光部が配置されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９４】  また、第５９の本発明は、
前記第１光学部品、前記第２光学部品、および前記ポリシランは、表面実装の位置決め用の溝を有する基板上に配置されており、
前記第１光学部品および前記第２光学部品の少なくとも一方は、前記位置決め用の溝によって位置決めされて配置されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９５】  また、第６０の本発明は、
前記受光部は、複数あり、
前記ポリシランには、その内部の屈折率分布により、
前記発光部に接続される第１のＧＲＩＮレンズと、
前記受光部のそれぞれに接続される複数の第２のＧＲＩＮレンズと、
前記第１のＧＲＩＮレンズから出射される光を分岐して前記複数の第２のＧＲＩＮレンズに入射させる分岐路とが形成されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９６】  また、第６１の本発明は、
前記発光部は、複数あり、
前記ポリシランには、その内部の屈折率分布により、
前記発光部のそれぞれに接続される複数の第１のＧＲＩＮレンズと、
前記受光部に接続される第２のＧＲＩＮレンズと、
前記複数の第１のＧＲＩＮレンズから出射される光を結合して前記第２のＧＲＩＮレンズに入射させる結合路とが形成されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９７】  また、第６２の本発明は、
さらに、前記光路を横断するように前記ポリシランの間に配置されている第３光学部品を備えた、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９８】  また、第６３の本発明は、
前記発光部および受光部は、それぞれ複数あり、
前記ポリシランには、その内部の屈折率分布により、それぞれの前記発光部とそれらに対応するそれぞれの前記受光部とのそれぞれの間にＧＲＩＮレンズが形成されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９９】  また、第６４の本発明は、
さらに、前記発光部から前記受光部への全ての光路を横断するように配置されている第３光学部品を備えた、第６３の本発明の光モジュールである。
【０１００】  また、第６５の本発明は、
前記第３光学部品は、アイソレーター、偏向子、波長板、フィルターのうちのいずれかである、第６２または第６４の本発明の光モジュールである。
【０１０１】  以上に記載の本発明の光モジュールおよび光モジュールの製造方法は、導波路型屈折率分布レンズを作製すると同時に光学部品の固定ができる、という効果を発揮する。この効果は、上述した第５の課題に対応したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０２】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。【０１０３】  （実施の形態１）
図１（ａ）に、本発明の実施の形態１の屈折率分布型光導波路（ＧＩ型光導波路）１０５の構成概要図を示す。図１（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、ＧＩ型光導波路１０５の酸素濃度分布および屈折率分布を示している。また、図１（ｄ）は、図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５のＡ−Ａ´断面図を示している。なお、ＧＩ型光導波路１０５が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０１０４】  本実施の形態１では、図１（ａ）に示すように、シート状ポリシラン１０１の面内の屈折率分布（以下ＧＩと呼ぶ）を有するＧＩ型コア１０２と、ＧＩ型コア１０２以外のクラッド１０３と、シート状ポリシラン１０１を支持し、紫外線に対して透明な、例えばガラス基板１０４とで構成されている。【０１０５】  ＧＩ型コア１０２は、図１（ｂ）に示すように、断面の中心線上で極小部分を有し、その極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布を有している。一方、クラッド１０３は、ほぼ酸素濃度が一定である。【０１０６】  次に、本実施の形態１のＧＩ型光導波路の製造方法、およびその原理について図２および図３を使用して説明する。【０１０７】  図２（ａ）は、ポリシラン系樹脂の、酸化による内部構造の変化を示している。また、図２（ｂ）は、酸化により、シート状ポリシランに形成される屈折率分布を説明する図である。【０１０８】  硬化前のシート状ポリシラン１０８は、ＵＶ（紫外線）露光や熱処理によって起こる硬化時の酸化反応により、高屈折率のポリシラン構造１０６が低屈折率のシロキサン構造１０７に変化する。したがって、図２（ｂ）に示すように、透明基板１０９上に塗布した硬化前のシート状ポリシラン１０８の上からＵＶ照射１１０すると、ＵＶ照射１１０している上側から空気中の酸素と反応して酸化が起こりシロキサン構造１０７が生成されていくので、ＵＶ光源から離れるにしたがってシロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度が減少する。【０１０９】  このように、ＵＶ照射１１０の仕方と、シート状ポリシラン１０８への酸素の供給の仕方によって、ポリシラン構造１０６部分と酸化により発生するシロキサン構造１０７部分を分布させられるので、自由に屈折率分布を形成させることができる。ただし、シート状ポリシラン１０８の膜厚が小さい場合は雰囲気中の酸素と反応することができるが、シート状ポリシラン１０８の膜厚が大きい場合やシート状ポリシラン１０８が基板などで直接空気に触れない場合には、雰囲気の酸素が及ばない内部には屈折率分布を形成させることができない。このような場合は、予め硬化前のシート状ポリシラン１０８内部に、酸素や酸化物あるいは過酸化物を拡散させておくことで、雰囲気の酸素が及ばない内部にまで屈折率分布を形成させることができる。【０１１０】  また、図２（ｂ）において上下の両面から、つまり透明基板１０９の下側からもＵＶ照射を行う場合、シート状ポリシラン１０８の基板側と空気側では酸素供給量（シロキサン構造１０７が生成される前の酸素濃度）が異なるので、照射するＵＶ照射量が上下等量の場合は酸素供給量の多い空気側の屈折率低下が大きくなり、最大屈折率位置が基板側に移動してしまう。この場合、基板側から照射するＵＶ照��量を空気側よりも多くして非対称にすることで、空気側の酸化反応が抑制されるので膜厚中心対称の屈折率分布を形成させることができる。【０１１１】  例えば、ＧＩ型スラブ導波路のように、膜厚方向に中心で極大を有し、中心からの距離にしたがって屈折率が中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布を形成させる場合は、硬化前のシート状ポリシラン１０８の上下両面から同強度のＵＶ照射をすればよい。
ただし、ＵＶ露光で硬化させる場合に基板側から露光する場合は、透明基板１０９の材料として、ＵＶに対して透明な材料、例えば、石英やほう珪酸ガラスなどのガラスや、ＵＶを透過する樹脂や、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３などの結晶性基板を使用する。【０１１２】  なお、シート状ポリシラン１０８の膜厚が大きい場合や、透明基板１０９により酸素供給量が上下で非対称になる場合は、予めシート状ポリシラン１０８に酸素や酸化物あるいは過酸化物を付加しておいたり、ＵＶ照射量を上下非対称にすれば膜厚方向の屈折率分布を調整することができる。【０１１３】  このように、ポリシランは、酸化反応によりポリシラン構造１０６が相対的に低屈折率のシロキサン構造１０７に変化するので、ポリシラン内部での屈折率分布は、シロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度と負の相関を有する。したがって、図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５のＧＩ型コア１０２は、図１（ｂ）に示す酸素濃度分布を有しているので、ＧＩ型コア１０２内の屈折率分布は、図１（ｃ）に示すように、ＧＩ型コア１０２の断面の中心線上で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する分布となる。したがって、図１（ａ）のＡ−Ａ´断面におけるＧＩ型コア１０２の屈折率分布は、図１（ｄ）のように円形状の分布となる。なお、図１（ｄ）のＧＩ型コア１０２部分の濃淡は、濃い方が屈折率が高く、薄い方が屈折率が低いことを示している。【０１１４】  ポリシラン内部での屈折率分布は酸素濃度と負の相関を有するので、ＧＩ型コア１０２の酸素濃度分布は、その断面の中心線上で極小部分を有し、その極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する分布となる。ポリシラン内部の酸素濃度の分布は、シロキサン構造の濃度の分布に依存するので、ＧＩ型コア１０２内のシロキサン構造の濃度の分布を、断面の中心線上で極小部分を有し、その極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する分布とすることにより、図１（ｃ）に示すような屈折率分布を形成させることができる。【０１１５】  このようにして、ポリシラン内の酸素濃度分布を制御すること、すなわちポリシラン内のシロキサン構造の濃度分布を制御することで、ＧＩ型光導波路１０５を作製することができる。【０１１６】  なお、本実施の形態１のＧＩ型光導波路１０５では、図１（ｄ）のように、ＧＩ型コア１０２が、その周囲の上部および下部を除く部分でクラッド１０３に接している構成としたが、ＧＩ型コア１０２の周囲の全体がクラッド１０３に接している構成であってもよい。【０１１７】  次に、図１（ｃ）に示すように膜厚方向と幅方向の２次元的に屈折率が分布する図１（ａ）のポリシラン製ＧＩ型光導波路１０５の製造方法について説明する。【０１１８】  図３は、ＧＩ型光導波路１０５の製造工程を示す図であり、図３（ａ）は準備工程、図３（ｂ）はＵＶ照射工程、図３（ｃ）は完成したＧＩ型光導波路を示している。【０１１９】  まず、図３（ａ）に示すように、透明基板１１４の上にシート状のポリシラン（硬化前）１０１を塗布する。そして、シート状ポリシラン（硬化前）１０１を塗布した透明基板１１４の上の面にＵＶ透過率分布上マスク１１２を、下の面にＵＶ透過率分布下マスク１１３をそれぞれ配置する。なお、透明基板１１４には、少なくとも紫外線に対して透明な基板、つまり少なくとも紫外線領域の波長を透過する基板を使用する。なお、ポリシラン（硬化前）１０１が、本発明の、ポリシランを主成分とするシート状の基材の一例にあたる。【０１２０】  図３（ａ）のＵＶ透過率分布上マスク１１２の上に示すグラフは、図３（ａ）に示すＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３の位置に対応する部分の、幅方向（図３の左右方向）のＵＶ（紫外線）透過率分布を示している。このように、ＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３は、いずれも、所望の長さのＧＩ型光導波路１０５のＧＩ型コア１０２の中心線に平行な線上に極小部分を有し、その平行線の垂直方向における前記極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加するＵＶ（紫外線）透過率分布を有している。なお、図３（ａ）、（ｂ）に示すＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３のＵＶ透過率分布を示す濃淡は、濃い方が透過率が低く（紫外線を通し難い）、薄い方が透過率が高い（紫外線をよく通す）ことを示している。【０１２１】  次に、図３（ｂ）に示すように、酸素を供給しながら、加熱し、上記の各透過率分布を有するＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３を介して、シート状ポリシラン（硬化前）１０１の上下２方向から、同量のＵＶ（紫外線）照射１１５を均一に行う。【０１２２】  このようにＵＶ照射１１５を行うことにより、膜厚方向には膜厚の中心対称な、幅方向にはマスクの透過率分布と負の相関のある幅中心対称な、すなわち、膜厚と幅の中心で極大を有し、それらの中心からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線にしたがって低下
する屈折率分布を有する光導波路を作製することができる。図３（ｃ）に示すように、ポリシラン（硬化後）１１６が、このような屈折率分布を有する光導波路となる。【０１２３】  なお、図３（ａ）〜（ｃ）のポリシラン（硬化前）１０１およびポリシラン（硬化後）１１６の屈折率分布を示す濃淡は、濃い方が屈折率が高く、薄い方が屈折率が低いことを示しており、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＵＶ照射１１５にしたがって屈折率の分布状態が変化する。【０１２４】  この屈折率分布が中心対称分布であれば、近似的に放物線状に沿った分布となる。ただし、幅方向のクラッド１０３部分に対応するＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３の透過率は一定であるので、厳密にはクラッド１０３部分の膜厚方向には中心対称の屈折率分布が存在する。しかし、クラッド１０３部分はＧＩ型コア１０２部分よりもＵＶ照射１１５量が多く、シロキサン構造１０７の割合が大きいので、ＧＩ型コア１０２部分の屈折率分布に比較するとクラッド１０３部分の屈折率分布は無視することができる。【０１２５】  また、図３（ｃ）の下に示すグラフは、図３（ｃ）に示すポリシラン（硬化後）１１６の位置に対応する、幅方向のシロキサン構造１０７を構成するＯ（酸素）の濃度分布および屈折率分布を示している。このように、シロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度分布は、屈折率分布とは逆に、幅方向の中心で極小を有し、その中心からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線にしたがって増加する分布となる。【０１２６】  また、図３（ａ）〜（ｃ）の右に示すグラフは、各工程における、各図に示すポリシラン（硬化前）１０１およびポリシラン（硬化後）１１６の位置に対応する膜厚方向の、屈折率分布およびシロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度分布を示している。このように、ＵＶ照射１１５にしたがって、膜厚方向の屈折率分布および酸素濃度分布が変化する。【０１２７】  なお、シート状ポリシラン（硬化前）１０１の膜厚が大きい場合や、透明基板１１４により酸素供給量が上下で非対称になる場合は、上述したＧＩ型スラブ導波路の場合と同様に、予めシート状ポリシラン（硬化前）１０１に酸素や酸化物あるいは過酸化物を付加しておいたり、ＵＶ照射１１５量を上下非対称にすれば膜厚方向の屈折率分布を調整することができる。【０１２８】  また、一般に、光導波路は保持用基板に取り付ける必要があるが、本実施の形態１で作製した光導波路は、透明基板１１４の部分をそのまま保持用基板として使用できる。したがって、別途保持用基板を準備する必要がなく、保持用基板に取り付ける工程が不要となる、という効果も得られる。【０１２９】  図４（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態１の屈折率分布型光導波路の製造方法で使用される、紫外線量を制御する透過率分布を有する光導波路用マスクの概要図を示している。これらの光導波路用マスクの膜厚方向の屈折率分布は、いずれも一定である。【０１３０】  図４（ａ）は、上記で説明した図３のＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３を示している。【０１３１】  図４（ａ）に示すようなＧＩ型直線導波路以外に、透過率が極小となる中心線が曲線を画いたり、複数本存在するマスクを使用することにより、さまざまなパターンのＧＩ型光導波路を作製することができる。例えば、図４（ｂ）のマスクを使用することによりＧＩ型Ｓ字導波路が作製でき、図４（ｃ）のマスクを使用することによりＧＩ型Ｙ分岐を作製でき、図４（ｄ）のマスクを使用することによりＧＩ型方向性結合器を作製することもできる。【０１３２】  なお、図４（ａ）〜（ｃ）の各マスクを使用して作製される、ＧＩ型直線導波路、ＧＩ型Ｓ字導波路、ＧＩ型Ｙ分岐は、いずれも、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。また、図４（ｄ）のマスクで作製されるＧＩ型方向性結合器が、本発明の、コア部の少なくとも一対が一部において光学的に結合している屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０１３３】  なお、各図面の光導波路の屈折率分布を示す濃淡は、濃い方が屈折率が高く、薄い方が屈折率が低いことを示すが、マスクの紫外線透過率分布を示す濃淡は、濃い方が透過率が低く（紫外線を通し難い）、薄い方が透過率が高い（紫外線をよく通す）ことを示す。【０１３４】  なお、本発明で、ポリシランを主成分とするとは、生産用の材料か結果物かに関わらず、ポリシランを主成分としていさえすれば、他の成分が含まれていてもよいことを意味している。【０１３５】  （実施の形態２）
本発明の実施の形態２のＧＩ型光導波路は、実施の形態１のシート状ポリシランを使用したプロセスにより、伝搬方向に沿って紫外線透過率分布が変化するマスクを使用して作製できるＧＩ型光導波路である。なお、本実施の形態２のＧＩ型光導波路が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０１３６】  図５（ａ）および図５（ｂ）は、入力端と出力端でモードフィールド径の異なるＧＩ型ビーム変換器を作製する際に用いる上下のマスクの概要図を示し、図５（ｃ）は作製されるＧＩ型ビーム変換器の概要図を、図５（ｄ）は、そのＢ−Ｂ´断面図をそれぞれ示している。【０１３７】  図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスにおいて、ＵＶ透過率分布上マスク１１２として上マスク１２０を使用し、ＵＶ透過率分布下マスク１１３として下マスク１２１を使用して紫外線照射を行う。このように、伝搬方向に変化するコア径に対応して紫外線透過率分布の変化率を変化させた上マスク１２０および下マスク１２１を使用すれば、光の伝搬方向に沿って変化する屈折率分布がＧＩ型コア１２２に形成され、図５（ｃ）に示すような入力端と出力端でモードフィールド径の異なるＧＩ型ビーム変換器を作製することができる。ＧＩ型コア１２２の酸素濃度分布およびシロキサン構造の濃度分布は、屈折率分布に相反する分布なので、これらの分布も光の伝搬方向に沿って変化する分布となる。【０１３８】  図６（ａ）および図６（ｂ）は、コアがシート状ポリシランの膜厚方向に変化するＧＩ型３次元光導波路を作製する際に用いる上下のマスクの概要図を示し、図６（ｃ）は作製されるＧＩ型３次元光導波路の概要図を、図６（ｄ）は、そのＣ−Ｃ´断面図をそれぞれ示している。【０１３９】  図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスにおいて、ＵＶ透過率分布上マスク１１２として上マスク１３０を使用し、ＵＶ透過率分布下マスク１１３として下マスク１３１を使用して紫外線照射を行う。このように、上下で伝搬方向に沿って紫外線透過率分布形状は同じであるが、絶対値が逆相関（左から右へ上マスクは透過率が上昇し、下マスクは透過率が低下する）の紫外線透過率分布を有する上マスク１３０および下マスク１３１を使用すれば、図６（ｃ）に示すような左から右へＧＩ型コア１２２がシート状ポリシランの膜厚方向に変化するＧＩ型３次元光導波路を作製することができる。【０１４０】  図７（ａ）は、屈折率分布の絶対値が周囲的に変化するＧＩ型導波路グレーティングを作製する際に用いる上下のマスクの概要図を示し、図７（ｂ）は作製されるＧＩ型導波路グレーティングの概要図を、図７（ｃ）は、そのＤ−Ｄ´断面図を、図７（ｄ）は、そのＥ−Ｅ´断面図をそれぞれ示している。【０１４１】  図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスにおいて、ＵＶ透過率分布上マスク１１２として上マスク１４０を使用し、ＵＶ透過率分布下マスク１１３として下マスク１４１を使用して紫外線照射を行う。上マスク１４０と下マスク１４１は、図７（ａ）に示すように、同じ紫外線透過率分布を有している。【０１４２】  このように、伝搬方向に沿って周期的に紫外線透過率分布の絶対値が変化する上マスク��４０および下マスク１４１を使用すれば、図７（ｂ）に示すような屈折率分布の絶対値が周囲的に変化するＧＩ型屈折率部分１４５を有するＧＩ型導波路グレーティングを作製することができる。屈折率分布が伝搬方向に沿って周期的に変化するので、図７（ｃ）および図７（ｄ）のように、位置によってその断面の屈折率分布が異なる。【０１４３】  ＧＩ型コア１４２の酸素濃度分布およびシロキサン構造の濃度分布は、屈折率分布に相反する分布なので、これらの分布も光の伝搬方向に沿って周期的に変化する分布となる。【０１４４】  （実施の形態３）
本発明の実施の形態３のＧＩ型ＭＭＩカプラーは、実施の形態１のシート状ポリシランを使用したプロセスにより、ＧＩ型スラブ部分とＧＩ型入出力導波路部分が複合したマスクを使用して作製できる、入出力導波路付ＧＩ型ＭＭＩカプラーである。【０１４５】  図８（ｂ）は、２次元屈折率分布を有する入出力ＧＩ型導波路と膜厚方向の１次元屈折率分布を有する側壁を露出したＧＩ型スラブを複合化したＧＩ型ＭＭＩカプラーの概要図を示し、図８（ａ）は、そのマスクの概要図を示している。図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示すＧＩ型ＭＭＩカプラーのＦ−Ｆ´断面図を示している。【０１４６】  なお、図８（ｂ）に示すＧＩ形ＭＭＩカプラーが、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０１４７】  本実施の形態３のＧＩ型ＭＭＩカプラーは、図８（ｂ）に示すように、光の伝搬方向に沿ってコア断面の中心線上で酸素濃度の極小部分を有し、その酸素濃度の極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布（屈折率は、コア断面の中心線上で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布）を有するＧＩ型入力導波路１５０と、ＧＩ型入力導波路１５０と同様の屈折率分布を有する２個のＧＩ型出力導波路１５１と、ＧＩ型入力導波路１５０とＧＩ型出力導波路１５１を入力端と出力端のそれぞれに具備する膜厚方向において中心で酸素濃度の極小部分を有し、その酸素濃度の極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布（屈折率は、中心で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布）を有するＧＩ型スラブ１５５で構成されたＧＩ型マルチモード干渉（ＭＭＩ）カプラーである。なお、ここでいう酸素濃度とは、実施の形態１の説明と同様にシロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度のことをいう。【０１４８】  ただし、ＧＩ型スラブ１５５は、幅方向の露出端面１５６は空気に露出され、ＧＩ型入力導波路１５０からの入射光によって幅方向に励振されたマルチモードの伝搬方向の干渉によって出力端上の２個のＧＩ型出力導波路１５１との接続位置で光の強度が極大になるように幅と長さが最適化されている。【０１４９】  このようなＧＩ型ＭＭＩカプラーは、実施の形態１に示したＧＩ型光導波路と、ＧＩ型スラブとの組合せである。したがって、実施の形態１と同様のＧＩ型直（曲）線入出力導波路用マスク（図４（ａ）、（ｂ））部分１５７、１５８と、ＧＩ型スラブマスク部分１５９（ＧＩ型入力導波路マスク部分１５７およびＧＩ型出力導波路マスク部分１５８の、極小透過率に等しい一定透過率のマスク）とを組み合わせた図８（ａ）に示す複合マスク１６０を使用すれば、透明基板１５４上に塗布したシート状ポリシランへの上下からの一度の紫外線照射で複合ＧＩ型導波路デバイスが作製できる。【０１５０】  ポリシランを使用して作製された本実施の形態３のＧＩ型ＭＭＩカプラーのシロキサン構造の濃度分布は、屈折率分布に相反する分布なので、ＧＩ型入力導波路１５０部分およびＧＩ型出力導波路１５１部分では膜圧方向および幅方向に変化する分布となり、ＧＩ型ス���ブ１５５部分では膜圧方向にのみ変化する分布となる。【０１５１】  図９（ｂ）は、２次元屈折率分布を有する入出力ＧＩ型導波路と膜厚方向の１次元屈折率分布を有する側壁が露出しないＧＩ型スラブで構成された本実施の形態３の他のＧＩ型ＭＭＩカプラーの概要図を示し、図９（ａ）は、そのマスクの概要図を示している。図９（ｃ）は、図９（ｂ）に示すＧＩ型ＭＭＩカプラーのＧ−Ｇ´断面図を示している。なお、図８と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。【０１５２】  なお、図９（ｂ）に示すＧＩ形ＭＭＩカプラーが、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０１５３】  図９に示すような、ＧＩ型スラブ１６１の幅方向の境界がポリシランのクラッド１５３と接する構造の場合の複合マスク１６５のＧＩ型スラブマスク部分１６２は、スラブのコア用の、ＧＩ型入力導波路マスク部分１５７およびＧＩ型出力導波路マスク部分１５８の極小透過率に等しい一定透過率のコア用部分１６３と、スラブのクラッド用の、ＧＩ型入力導波路マスク部分１５７およびＧＩ型出力導波路マスク部分１５８の極小透過率に等しい一定透過率のクラッド用部分１６４で構成される。【０１５４】  （実施の形態４）
本発明の実施の形態４のＧＩ型アレー導波路グレーティング（ＡＷＧ）は、実施の形態１のシート状ポリシランを使用したプロセスにより作製した、２次元屈折率分布を有する入出力ＧＩ型導波路およびアレー導波路と膜厚方向の１次元屈折率分布を有するＧＩ型スラブを複合化したＧＩ型ＡＷＧである。【０１５５】  図１０（ｂ）は、本実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧの概要図を示し、図１０（ａ）は、このＧＩ型ＡＷＧを作製するために使用するマスクの概要図を示している。なお、本実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧが、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０１５６】  本実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧは、図１０（ｂ）に示すように、光の伝搬方向に沿ってコア断面の中心線上で酸素濃度の極小部分を有し、その酸素濃度の極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布（屈折率は、コア断面の中心線上で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布）を有する少なくともひとつのＧＩ型入力導波路で構成されるＧＩ型入力導波路群１７０と、それらのＧＩ型入力導波路と同様の屈折率分布を有する少なくともひとつのＧＩ型出力導波路で構成されるＧＩ型出力導波路群１７１と、それらのＧＩ型入力導波路と同様の屈折率分布を有するＧＩ型アレー導波路１７２と、ＧＩ型入力導波路群１７０とＧＩ型アレー導波路１７２を入力端と出力端のそれぞれに具備する膜厚方向において中心で酸素濃度の極小部分を有し、その酸素濃度の極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布（屈折率は、中心で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布）を有するＧＩ型入力スラブ１７３と、ＧＩ型アレー導波路１７２とＧＩ型出力導波路群１７１を入力端と出力端のそれぞれに具備する膜厚方向において中心で酸素濃度の極小部分を有し、その酸素濃度の極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布（屈折率は、中心で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布）を有するＧＩ型出力スラブ１７４で構成されたＧＩ型アレー導波路グレーティング（ＡＷＧ）である。なお、ここでいう酸素濃度とは、実施の形態１の説明と同様にシロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度のことをいう。【０１５７】  ただし、ＧＩ型入力スラブ１７３とＧＩ型出力スラブ１７４は、光が均質に拡散できるように、ＧＩ型入力導波路群１７０あるいはＧＩ型出力導波路群１７１からＧＩ型アレー導波路１７２方向へ向かって幅方向に広がった構造をしており、ＧＩ型入力導波路群１７０からの波長多重入射光（λ１、…、λｎ）１７５は、ＧＩ型入力スラブ１７３で幅方向に広がった波長多重光がＧＩ型アレー導波路１７２を通過する過程においてＧＩ型アレー導波路１７２の内側のＧＩ型導波路と外側のＧＩ型導波路間で光路差が生じ、ＧＩ型出力スラブ１７４において集光される時に、ＧＩ型出力スラブ１７４の出力端に接続されたＧＩ型出力導波路群１７１の各ＧＩ型出力導波路位置に各波長が分離して集光され、その分離��た各波長が個別に各ＧＩ型出力導波路によって出射光１７６として出力される。【０１５８】  このようなＧＩ型ＡＷＧは、実施の形態３のＧＩ型ＭＭＩカプラーと同様に、実施の形態１に示したＧＩ型光導波路と、ＧＩ型スラブとの組合せである。したがって、実施の形態１と同様のＧＩ型直（曲）線導波路用マスク部分１７７、１７８、１７９（図４（ａ）、（ｂ））と、ＧＩ型入出力スラブ部分用マスク１８０、１８１（ＧＩ型入力導波路群マスク部分１７７およびＧＩ型出力導波路群マスク部分１７８の極小透過率に等しい一定透過率のマスク）とを組み合わせた図１０（ａ）に示すＧＩ型ＡＷＧ用複合マスクを使用すれば、シート状ポリシランへの上下からの一度の紫外線照射で複合ＧＩ型導波路デバイスが作製できる。【０１５９】  このように、各種光導波路用マスクを組み合わせることで、複雑なデバイス構造も一度の紫外線照射によるポリシランの酸化反応で作製することができる。【０１６０】  （実施の形態５）
図１１に、本発明の実施の形態５の、光源と光ファイバーを結合する光モジュールの概要構成図を示す。【０１６１】  本実施の形態５の光モジュールは、図１１に示すように、表面実装用のシリコン基板２０１と、光源２０２と信号処理部２０３で構成され、シリコン基板２０１上に配置された電気回路部２０４と、シリコン基板２０１に予め設けられたＶ溝２０５で位置決めされた光ファイバー２０６と、光源２０２と光ファイバー２０６の光路上に設けられ、光源２０２と光ファイバー２０６とを所望光学特性（ロス、ビーム形状など）で結合する導波路型屈折率分布レンズ２０７（以下、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズと略す）で構成されている。【０１６２】  ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７は、実施の形態１で説明した図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５と同じ構成である。つまり、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７は、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０１６３】  なお、光源２０２が、本発明の発光部の一例にあたり、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７に結合する光ファイバー２０６が、本発明の受光部の一例にあたる。また、Ｖ溝２０５が、本発明の、表面実装の位置決め用に形成された溝の一例にあたる。【０１６４】  図１１で、光ファイバー２０６と光源２０２の間の光路上に設けられるＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７は、図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５に示すように、シート形状であり、紫外線に対して透明な透明基板２１１の上に形成されている。図１１の構成図では、図１（ａ）で示す構成のＧＩ型光導波路１０５を裏返した向きで、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７を配置している。【０１６５】  なお、ここで使用されるＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７のＧＩ型コア２０８の屈折率分布は、光源２０２の出射ビーム状態と光ファイバー２０６へ入射させる所望のビーム状態の関係から設計されるものであり、光軸に対して必ずしも中心対称でなくても良い。例えば、光軸に対して等方的コアを有する一般的な光ファイバーの場合、光源からのビーム形状が光軸に対して同心円状であれば、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７のＧＩ型コア２０８の屈折率分布も同心円状の場合に最適結合ができる。【０１６６】  また、ＧＲＩＮレンズの入出力特性は（数１）で決まるので、入射ビーム状態（ｒ１、θ１）と出射ビーム状態（ｒ２、θ２）が決まれば、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズの形状（ａ、Ｌ）および屈折率分布（ｎ０、ｇ）を設計できる。【０１６７】
【数１】
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【０１６８】  なお、光ファイバー２０６が、図１１に示すコア径が１０μｍ以下のＳＭＦの場合には、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７は、入出力とも集光光学系が結合には最適なので、図１（ａ）に示すレンズ長Ｌはほぼ０．５ｎ（ｎ：整数）ピッチで設計される。光ファイバー２０６のコア径が５０μｍ以上のＭＭＦの場合には、入力側は集光系で出力側は集光系あるいはコリメート系が結合には最適なので、レンズ長Ｌは０．２５ｎ〜０．５ｎ（ｎ：整数）ピッチで設計される。【０１６９】  したがって、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７のＧＩ型コア２０８内の光軸は直線であり、ＧＩ型コア２０８の両端面が結合する光学部品に密着する場合は、ＧＩ型コア２０８の長さは、（数１）で決まる光学特性にしたがってその両端面で結像するように調整される。【０１７０】  なお、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７と結合する光学部品間に空気などの間隙が存在する場合は、その間隙の空気部分を含めて最適結合する必要があるので、その空気部分での回折を考慮したＷＧ−ＧＲＩＮレンズの設計が必要である。つまり、その間隙の空気部分を含めて光軸上の所望の位置に像が結像されるような屈折率分布および長さになるように設計する。【０１７１】  図１２は、本発明の実施の形態５の、受光部と光ファイバーを結合する構成の光モジュールの概要構成図を示している。【０１７２】  この構成の光モジュールは、表面実装用のシリコン基板２８１と、受光部２１３と信号処理部２８３で構成され、シリコン基板２８１上に配置された電気回路部２８４と、シリコン基板２８１に予め設けられたＶ溝２８５で位置決めされた大コア径光ファイバー２１２と、受光部２１３と大コア径光ファイバー２１２の光路上に設けられ、受光部２１３と大コア径光ファイバー２１２とを所望光学特性（ロス、ビーム形状など）で結合するＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６で構成されている。ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６は、実施の形態１で説明した図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５と同じ構成である。つまり、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６は、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０１７３】  なお、図１２の構成においては、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６に結合する大コア径光ファイバー２１２が、本発明の発光部の一例にあたる。【０１７４】  図１２で、大コア径光ファイバー２１２と受光部２１３の間の光路上に設けられるＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６は、図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５に示すように、シート形状であり、紫外線に対して透明な透明基板２８２の上に形成されている。図１２の構成図では、図１（ａ）で示す構成のＧＩ型光導波路１０５を裏返した向きで、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６を配置している。【０１７５】  大コア径光ファイバー２１２は、例えば、コア径が１００μｍ以上のプラスチックファイバーである。図１２に示すように、電気回路部２８４が受光回路の場合、大コア径光ファイバー２１２のコア径に対して受光素子は受光面積が小さいので、大コア径光ファイバー２１２からの入射ビームが受光素子に集光するようにＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６を設計する。【０１７６】  本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７やＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６は、図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスで作製することができる。【０１７７】  図３の工程で作製した透明基板１１４付ＷＧ−ＧＲＩＮレンズを使用して光モジュールをアセンブリする場合、図１１に示すように、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７のシート状ポリシラン側をシリコン基板２０１側にして光ファイバー２０６と光源２０２の間の光軸上に配置すれば、光ファイバー２０６と光源２０２の光結合ができる。同様に、図１２に示すように、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６のシート状ポリシラン側をシリコン基板２８１側にして大コア径光ファイバー２１２と受光部２１３の受光素子との間の光軸上に配置すれば、大コア径光ファイバー２１２と受光素子の光結合ができる。【０１７８】  図３に示す工程で作製した本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズの膜厚（コア径）は、光ファイバー径程度の大きさしかないので、従来の１ｍｍ以上の口径で長さ数ｍｍのＧＲＩＮレンズを使用するよりもはるかに小型化できる。【０１７９】  なお、図１１や図１２の光モジュールの構成において、光結合が可能であれば透明基板をシリコン基板側に配置しても何ら問題は無い。また、本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズの光軸合わせは、従来のようにマーキング合わせや、シリコン基板上の溝（図示せず）に配置するパッシブアライメントで行う。【０１８０】  また、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズと光ファイバーの光軸を一致させて配置させた場合には、反射戻り光が光源の特性劣化を引き起こす場合がある。【０１８１】  この反射戻り光は、全ての境界面で発生する。例えば、図１１に示す光モジュールの場合には、光源２０２から順に、（１）空気とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７との界面、（２）ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７と空気との界面、（３）空気と光ファイバー２０６との界面、（４）図示しない光ファイバー２０６とそれに接続される部分との界面、などで発生する。【０１８２】  図１３を用いて、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面を通過する上記の（３）および（４）の反射戻り光について説明する。【０１８３】  図１３は、図１１に示す光ファイバー２０６とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の接続部分の構成図を示している。図１３（ａ）は、光ファイバー２０６とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の光軸を一致するように配置させた場合の構成図を、図１３（ｂ）は、光ファイバー２０６とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の光軸をずらして配置させた場合の構成図を、それぞれ示している。【０１８４】  図１３（ａ）のように、光軸を一致させて配置させた場合には、光ファイバー２０６からの戻り光が、光ファイバー２０６とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面で反射されずに透過し、その透過した戻り光が光源２０２に入射されてしまい、光源２０２の出力が低下してしまう。【０１８５】  図１３（ｂ）は、光ファイバー２０６とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７を、これらの光軸の角度がαずれるように配置している。このように配置することにより、光ファイバー２０６からの光はＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面で全反射される。したがって、光ファイバー２０６からの戻り光はＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面で反射され光源２０２に入射しないようにでき、光源２０２の出力低下を抑制できる。【０���８６】  一般的には、戻り光により光源の特性劣化を引き起こす場合にアイソレーターを使用し、戻り光が透過して光源に入射しないようにするが、この場合、アイソレーターを使用するためにコストアップとなってしまう。【０１８７】  図１３（ｂ）に示すように、本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７を軸ズレ状態で配置させることにより、アイソレーター等を使用せずに光源への戻り光の入射を防止でき、光源の特性劣化を引き起こさない。【０１８８】  また、本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面を傾斜させ、光軸に対して、光源２０２と光ファイバー２０６の入出力端面に対する入出力方向を傾斜させるようにすることにより、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面から光源２０２への反射光である上記の（１）や（２）の場合の反射戻り光を防止することができる。【０１８９】  このように、シート状ポリシランの紫外線硬化時に起こる酸化反応を利用して安価に作製可能で、その口径が光ファイバー径レベルの大きさである本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ（導波路型屈折率分布レンズ）を使用すると、光モジュールの小型化を安価に実現できる。【０１９０】  なお、本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズのＧＩ型コアは、光源２０２と光ファイバー２０６の光路の光軸上で最大となり、その光軸上の最大点からの距離に従ってほぼ放物線状に低下する、図１（ｃ）に示すような屈折率分布を有することとしたが、屈折率分布は、必ずしも光軸上の最大点から離れるにしたがって低下する分布でなくてもよく、光軸上の最大点から離れるにしたがって増加しない分布であればよい。例えば、光軸を含む円柱状の範囲に同一の屈折率を有し、その円柱状の部分から離れるに従って屈折率が低下するような屈折率分布であってもよい。【０１９１】  （実施の形態６）
図１４に、本発明の実施の形態６の光モジュールの構成概要図を示す。【０１９２】  本実施の形態６の光モジュールは、並列に配置された光源アレー２２０（信号処理部は図示せず）と、光源アレー２２０に対向し、光源アレー２２０の各光源と結合させる各光ファイバーが並列に配置された光ファイバーアレー２２１とを備えている。そして、光源アレー２２０の各光源とそれらに対応する光ファイバーアレー２２１の各光ファイバーのそれぞれの光路上に設けられ、各光源と各光ファイバーを所望の光学特性（ロス、ビーム形状など）で結合する、透明基板２９３上に設けられた導波路型屈折率分布レンズアレー２２２（以下、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレーと略す）を備えている。【０１９３】  ＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレー２２２は、シート形状のポリシラン系樹脂製クラッド２９５と、各光路の各光軸上で最大となり、その各光軸上の最大点からの距離に従ってほぼ放物線状に低下する屈折率分布を有する、各光路ごとのポリシラン系樹脂製屈折率分布型コア２９４とを具備している。そして、１つの屈折率分布型コア２９４と、その屈折率分布型コア２９４に接する部分のクラッド２９５とで、１つの導波路型屈折率分布レンズ（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ）２９６を構成している。【０１９４】  なお、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレー２２２が、本発明の、互いに交差せずに並列に配置されている複数のコア部を備えた屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０１９５】  なお、各屈折率分布型コア２９４の屈折率分布は、それらに対応する各光軸に対して必ずしも中心対称でなくても良く、光源の出射ビーム状態とそれに対応する光ファイバーへ入射させる所望のビーム状態の関係から設計される。【０１９６】  本実施の形態６のＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレー２２２の製造方法は、実施の形態１の図３で説明したシート状ポリシランを使用したプロセスを用いて、屈折率分布型コア２９４作製用のＵＶ透過率分布をマスク上に並列させたマスク（図３のＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３に相当）を使用し、シート状ポリシラン（硬化前）の上下からそのマスクを通してＵＶ照射すれば、一度にアレー状のＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレー２２２を作製できる。【０１９７】  なお、この場合の隣接する屈折率分布型コア２９４の間隔の半分の長さが、本発明の、紫外線透過率が離れるにしたがって増加する部分である所定の距離の一例にあたる。【０１９８】  このように、アレー状の光モジュールに対しても、光ファイバー径程度の口径を有するＷＧ−ＧＲＩＮレンズを簡単にアレー状に形成できるので、光モジュールアレーの小型化ができる。【０１９９】  なお、図１４では、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６が、光源アレー２２０および光ファイバーアレー２２１とそれぞれ離れて配置されているように記載しているが、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６に、光源アレー２２０および／または光ファイバーアレー２２１を密接させて配置してもよい。ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６を、焦点位置が端面となる長さにすることにより、光源アレー２２０および光ファイバーアレー２２１を、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６の端面に密接させて配置させることができる。これらを密接させるように配置��ると、機械精度で光軸調整ができるという大きなメリットが得られる。【０２００】  （実施の形態７）
図１５に、本発明の実施の形態７の光モジュールの構成概要図を示す。【０２０１】  本実施の形態７の光モジュールは、特定の波長（λｋ）を透過させ他の波長（λ１、…、λｋ、λｋ＋１、…、λ７）を反射させる第ｋフィルター（ｋ＝１、…、６）２２３と、ジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７とを備えている。なお、ジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０２０２】  ジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７は、光ファイバー（図示せず）から入射した波長多重光（λ１、…、λ７）２２４が第１フィルター２２３へ、第ｋフィルターの反射光（λｋ＋１、…、λ７）が第ｋ＋１フィルターへ、第６フィルター２２３の反射光（第７光：λ７）が光ファイバー（図示せず）へ、それぞれ最適結合できるように、第ｋフィルターと第ｋ＋１フィルターの間にそれぞれ配置された第ｋ屈折率分布型コア２２５が、同一シート状クラッド２２６に形成されている。【０２０３】  図１５に示すように、第ｋ屈折率分布型コア２２５はジグザグ形状をしており、各第ｋフィルター２２３は、各反射面の垂線が交差しないように対向しており、光ファイバー（図示せず）から第１フィルター２２３へ入射した波長多重光２２４がジグザグ状に順番に第２〜第６フィルター２２３で反射して、最後の第６フィルター２２３の反射光（第７光：λ７）が光ファイバー（図示せず）に受光されるようになっている。また、第ｋ＋１フィルターで反射光（λｋ＋２、…、λ７）と分離された透過光（第ｋ光：λｋ＋１）が、それぞれ光ファイバー（図示せず）と最適結合できるようになっている。【０２０４】  なお、第ｋ屈折率分布型コア（ｋ＝１、…、７）２２５が、本発明の、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ形状に配置されている複数のコア部の一例にあたる。【０２０５】  本実施の形態７のジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７の製造方法は、実施の形態１の図３で説明したシート状ポリシランを使用したプロセスを用いて、第ｋ屈折率分布型コア２２５作製用のＵＶ透過率分布をマスク上にジグザク状に並べたマスク（図３のＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３に相当）を使用し、シート状ポリシラン（硬化前）の上下からそのマスクを通してＵＶ照射すれば、一度にアレー状のジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７を作製できる。【０２０６】  なお、この場合の隣接する第ｋ屈折率分布型コア２２５の中央部分までの距離が、本発明の、紫外線透過率が離れるにしたがって増加する部分である所定の距離の一例にあたる。【０２０７】  このように、従来数ｍｍ以上の大きさのバルク型ＧＲＩＮレンズを使用したＷＤＭフィルターも、光ファイバー径程度の口径を有するポリシラン製のＷＧ−ＧＲＩＮレンズを使用すれば簡単に所望の配置で複数のレンズが形成できるので、ＷＤＭフィルターの小型化ができる。【０２０８】  なお、本実施の形態７では、ｋの値を１〜７としたが、この値の範囲に限らず、２以上の値であればいくつでもよい。【０２０９】  （実施の形態８）
図１６に、本発明の実施の形態８の光モジュールの構成概要図を示す。【０２１０】  本実施の形態８の光モジュールは、並列に配置された入力側光ファイバーアレー２２８と、入力側光ファイバーアレー２２８の各光ファイバーに対向して結合させる複数の光ファイバーが並列に配置された出力側光ファイバーアレー２２９とを備えている。そして、入力側光ファイバーアレー２２８の各光ファイバーと出力側光ファイバーアレー２２９の各光ファイバーの間の全ての光路を横切るように配置された光アイソレーター２３０を備えている。【０２１１】  また、入力側光ファイバーアレー２２８と出力側光ファイバーアレー２２９の結合する各光ファイバーが最適結合できるように、入力側光ファイバーアレー２２８の各光ファイバーと光アイソレーター２３０間に、透明基板２９７上に形成された入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１と、出力側光ファイバーアレー２２９の各光ファイバーと光アイソレーター２３０間に、透明基板２９７上に形成された出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２とを備えている。【０２１２】  なお、入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。また、光アイソレーター２３０が、本発明の光学部品の一例にあたる。【０２１３】  入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１は、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズの屈折率分布型コア２９８がシート状クラッド２９９内に並列して形成されている。同様に、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２も、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズの屈折率分布型コア２９８がシート状クラッド２９９内に並列して形成されている。【０２１４】  そして、入力側光ファイバーアレー２２８のそれぞれの光ファイバーの端部から出射された光が、それぞれに対応する入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１の屈折率分布型コア２９８の出射端でコリメートになるように、それらの屈折率分布型コア２９８の長さおよび屈折率分布が調整されている。また、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２の屈折率分布型コア２９８の入射端から入射したコリメートの光が、出力側光ファイバーアレー２２９のそれぞれの光ファイバーの端部で結像されるように、それらの屈折率分布型コア２９８の長さおよび屈折率分布が調整されている。図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスを用いることにより、このように光軸上の所望の位置に焦点を有する屈折率分布型コア２９８を備えた入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２を作製することができる。【０２１５】  ただし、全ての光路に対して同一の光アイソレーター２３０を使用するので、入力側光ファイバーアレー２２８および出力側光ファイバーアレー２２９は、入出力方向を揃える必要がある。なお、光アイソレーター２３０は、入射側から偏光子２３３、ファラデー素子２３４、検光子３５の順で構成されている。【０２１６】  このように、光ファイバー径レベルの大きさのレンズを使用すると光学系を小さくできるので、１個の光アイソレーターで複数の光伝送を制御することができる。【０２���７】  なお、本実施の形態８の光モジュールは、光アイソレーターの場合だけでなく、透過型の機能素子、例えば、偏向子、波長板、フィルター、フォトニック結晶などにも同様に応用可能である。【０２１８】  なお、図１６では、入力側光ファイバーアレー２２８、光アイソレーター２３０、入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２、出力側光ファイバーアレー２２９が、それぞれ離れて配置されているように記載しているが、これらを密接させて配置してもよい。入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３の長さを調整することにより、これらを密接させて配置した場合でも、入力側光ファイバーアレー２２８と出力側光ファイバーアレー２２９とを最適に結合させることができる。この場合、機械精度で光軸調整ができるという大きなメリットが得られる。【０２１９】  （実施の形態９）
図１７に、本発明の実施の形態９の光モジュールの構成概要図を示す。【０２２０】  本実施の形態９の光モジュールは、シングルモード用分岐デバイス２３６と、入力側マルチモード光ファイバー２３７と、出力側マルチモード光ファイバーアレー２３８を備えている。そして、入力側マルチモード光ファイバー２３７とシングルモード用分岐デバイス２３６を結合する、１個の屈折率分布型コア２６１とシート状クラッド２６２を有する入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９を備えている。また、出力側マルチモード光ファイバーアレー２３８とシングルモード用分岐デバイス２３６を結合する、２個の屈折率分布型コアとシート状クラッドを有する出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０を備えている。【０２２１】  なお、入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０２２２】  そして、シングルモード用分岐デバイス２３６と、入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９と、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０は、同一の透明基板２６０上に配置されている。【０２２３】  ただし、光ファイバー径が５０μｍ以上の大きなマルチモード光ファイバー（ＭＭＦ）と、光ファイバー径が１０μｍ以下のシングルモード用分岐デバイス（ＳＭＦ用Ｙ分岐）の光学系では、ＭＭＦのビーム径をＳＭＦのビーム径に変換するので、入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０は、ほぼ０．２５ｎ（整数）ピッチの長さを有している。【０２２４】  図１８に、本発明の実施の形態９の他の構成の光モジュールの構成概要図を示す。【０２２５】  図１８に示す構成の光モジュールは、図１７の光モジュールが光を分岐する構成であるのに対し、光を合成する構成である点が異なる。【０２２６】  図１８に示す光モジュールは、シングルモード用結合デバイス２６３と、出力側マルチモード光ファイバー２６４と、入力側マルチモード光ファイバーアレー２６５を備えている。そして、出力側マルチモード光ファイバー２６４とシングルモード用結合デバイス２６３を結合する、１個の屈折率分布型コア２６１とシート状クラッド２６２を有する出力側導波路型屈折率分布レンズ２６６を備えている。また、入力側マルチモード光ファイバーアレー２６５とシングルモード用結合デバイス２６３を結合する、２個の屈折率分布型コアとシート状クラッドを有する入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２６７を備えている。【０２２７】  なお、出力側導波路型屈折率分布レンズ２６６および入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２６７が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０２２８】  そして、シングルモード用結合デバイス２６３と、出力側導波路型屈折率分布レンズ２６６と、入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２６７は、同一の透明基板２７０上に配置されている。【０２２９】  図１７および図１８のように、光ファイバー径レベルの大きさのレンズを使用すると、ＭＭＦからＳＭＦへビーム変換する光学系が小さくできるので、安価かつ高性能で小型なＳＭＦ用光デバイス（これらの場合、Ｙ分岐）をＭＭＦ用に使用することができ、ＭＭＦ用光デバイスの高性能化・小型化・低価格化が実現できる。【０２３０】  なお、これらの本実施の形態９の光モジュールは、Ｙ分岐の場合だけでなく、ＳＭＦ用の導波路型機能素子、例えば、合分岐器、カプラー、フィルター、フォトニック結晶などにも応用できる。【０２３１】  また、本実施の形態９の光モジュールは、ＭＭＦ光学系をＳＭＦ光学系へ変換する場合だけでなく、ビーム径の異なる光学系の変換にも応用できる。例えば、フォトニック結晶の場合、スラブ型で結合できるビーム径がＳＭＦよりも小さいので、ＳＭＦの光学系とフォトニック結晶の光学系の変換に応用できる。【０２３２】  例えば、図１７に示す本実施の形態９の光モジュールの、入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０は、図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスで作製できる。【０２３３】  ここで、入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９用のマスクと出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０用のマスクが一体化されたマスクに、シングルモード用分岐デバイス２３６のマスク用パターンも描いておく。そして、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０と入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９とシングルモード用分岐デバイス２３６の全体に紫外線照射することで、一体化した、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０と入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９とシングルモード用分岐デバイス２３６を一度に作製することができる。【０２３４】  なお、この場合、シングルモード用分岐デバイス２３６には屈折率分布は必要ないので、シングルモード用分岐デバイス２３６に対応する部分のマスクパターンには紫外線透過率分布を設ける必要がない。【０２３５】  （実施の形態１０）
図１９に、本発明の実施の形態１０の光モジュールの構成概要図を示す。【０２３６】  本実施の形態１０の光モジュールは、図１（ａ）に示すＧＩ型光導波路１０５と同様の構成のＷＧ−ＧＲＩＮレンズを利用した３波長光合分岐器である。図１９に示す入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１および出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２は、図１（ａ）に示すＧＩ型光導波路１０５と同様の構成であり、図１９は、これらのＷＧ−ＧＲＩＮレンズを上面から見た図である。【０２３７】  なお、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１および出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。【０２３８】  本実施の形態１０の光モジュールは、入力側（図１９の左側）に並列に配置された、入力多重光（λ１、λ２、λ３）２４５を入力する第１光ファイバー２５０と、出力光（λ３）２４７を出力する第３光ファイバー２５２を備えている。【０２３９】  そして、中心線上で屈折率が最大でその中心線からの距離に従って屈折率が放物線状に低下する屈折率分布を有し、ほぼ０．２５ｎ（ｎ：整数）ピッチの長さを有する入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１を備えており、第１光ファイバー２５０および第３光ファイバー２５２が、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１の入力端面に中心線対称に結合している。【０２４０】  そして、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１の第１光ファイバー２５０が結合しない側の端面側に、λ１とλ２の光を透過し、λ３の光を反射するフィルター２４９が配置されている。また、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１と同じ中心線を有し、その中心線上で屈折率が最大でその中心線からの距離に従って屈折率が放物線状に低下する屈折率分布を有し、ほぼ０．２５ｎ（ｎ：整数）ピッチの長さを有する出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２が、フィルター２４９の透過側に配置されている。【０２４１】  なお、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１および出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２は、図１（ａ）に示すＧＩ型光導波路１０５と同様の構成であり、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１は、入力側屈折率分布型コア２４３とクラッド２７８で形成されている。そして、出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２は、出力側屈折率分布型コア２４４とクラッド２４８で形成されている。図１９は、これらのＧＲＩＮレンズを上面から見た構成図であるが、側面から見ると、その膜厚が、入力側屈折率分布型コア２４３径および出力側屈折率分布型コア２４４径にほぼ等しい形状をしている。【０２４２】  そして、出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２の出力側端面の、フィルター２４９の透過（出力）多重光（λ１、λ２）２４６が出力される位置に、第２光ファイバー２５１が配置されている。【０２４３】  ここで、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１と出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２が同じ光学特性を有するものであれば、第３光ファイバー２５２と第２光ファイバー２５１は同一光軸上にある。【０２４４】  なお、入力側屈折率分布型コア２４３に結合する第１光ファイバー２５０が、本発明の発光部の一例にあたる。また、出力側屈折率分布型コア２４４に結合する第２光ファイバー２５１が、本発明の受光部の一例にあたる。また、入力側屈折率分布型コア２４３に結合する第３光ファイバー２５２が、本発明の別の受光部の一例にあたる。【０２４５】  このように構成された本実施の形態１０の光モジュールでは、第１光ファイバー２５０から入力された入力多重光２４５のうち、λ１およびλ２の波長の光はフィルター２４９を透過して、出力多重光２４６として第２光ファイバー２５１に入射する。一方、λ３の波長の光は、フィルター２４９で反射されて、出力光２４７として第３光ファイバー２５２に入射する。このようにして、第１光ファイバー２５０から入射した入力多重光２４５を制御することができる。【０２４６】  このように、光ファイバー径レベルの大きさの本実施の形態１０のレンズを使用すると光学系を小さくできるので、導波路型屈折率分布レンズの中心線からずれた位置に入力した光に対して、１個の光アイソレーターで複数の光伝送を制御することができる。【０２４７】  なお、本実施の形態１０の光モジュールは、フィルターの場合だけでなく、反射光と透過光を伴うハーフミラー型分岐などにも同様に応用可能である。【０２４８】  以上に説明したように、本発明の実施の形態５〜１０の光モジュールは、シート状ポリシランの紫外線硬化時に起こる酸化反応を利用して安価に作製可能な光ファイバー径レベルの大きさの導波路型屈折率分布レンズ（ＧＲＩＮレンズ）を使用するので、小型化を安価に実現可能である。また、紫外線照射によりシート形状内の任意位置に任意数の導波路型屈折率分布レンズを形成させることも可能なので、アレー状の光モジュールのアセンブリも容易に行うことができる。【０２４９】  （実施の形態１１）
図２０（ａ）は、本発明の実施の形態１１の光モジュールの構成概要図を示している。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示す光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の、Ｈ−Ｈ´断面図を示している。【０２５０】  本実施の形態１１の光モジュールは、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４と、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の入力側の壁界面から楕円形ビーム３０８を出射するレーザー３０１と、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４とレーザー３０１を光結合する入力側レンズ３０２と、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の出力側に結合する光ファイバー３０７とで構成されている。【０２５１】  ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４は、シート状ポリシラン３０６で形成されており、そのシート形状の断面の光軸上でシロキサン構造の濃度の極小部分を有し、そのシロキサン構造の濃度の極小部分からの距離にしたがって同心楕円形状にほぼ放物線に沿って増加するシロキサン構造の濃度分布を有するＧＩ型楕円コア３０３と、ＧＩ型楕円コア３０３の周囲のクラッド３０５とを有している。実施の形態１において図２を用いて説明したように、シロキサン構造は、ポリシラン構造よりも低い屈折率を有する。【０２５２】  図２０（ａ）、（ｂ）のＧＩ型楕円コア３０３部分に示す濃淡は、濃い部分が屈折率の大きい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の低い部分）を示し、薄い部分が屈折率の小さい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の高い部分）を示している。【０２５３】  ここで、レーザー３０１から出射する楕円形ビーム３０８は、短軸方向（縦方向）の方が回折効果が大きいのでＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の入射面では楕円ビームの長軸と短軸が逆転して縦方向の方が長軸（ビーム径が大きい）となる。そのために、円形のコアを有する光ファイバー３０７に効率良くビームを結合できるように、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の屈折率分布の変化率は、図２０（ｂ）に示すように入射面上でのビーム径が大きい方向（縦方向）が大きくなっている。すなわち、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４は、入射面上でのビーム径が大きい方向（縦方向）が短軸となっている。【０２５４】  このように構成することにより、光ファイバー３０７の円形のコアに、円形ビーム３０９を結合させることができる。【０２５５】  なお、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。また、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の入射面が、本発明の入力部の一例にあたり、円形ビーム３０９が入射される光ファイバー３０７の端部が、本発明の受光部の一例にあたる。【０２５６】  なお、レーザーは、壁界面からビームを出射するファブリペロレーザーなどでは出射ビームが楕円形となるが、面発光レーザーなどのように出射ビーム形状が同心円状の場合には、ＧＩ型コア部の屈折率分布は当然楕円形よりも同心円状の方が望ましい。【０２５７】  （実施の形態１２）
図２１（ａ）は、本発明の実施の形態１２の光モジュールの構成概要図を示している。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）の各断面におけるビーム形状を示しており、図２１（ｃ）は、図２１（ａ）に示す光モジュールを構成するＧＩ型導波路レンズ３１２の、Ｊ−Ｊ´断面図を示している。【０２５８】  本実施の形態１２の光モジュールは、ＧＩ型導波路レンズ３１２と、ＧＩ型導波路レンズ３１２に連続する先球ＧＩ型レンズ３１４と、ほぼ円形状のビーム３１８を出射する光源３１０と、ＧＩ型導波路レンズ３１２の出力側に配置された円形のコア３１７を有する光ファイバー３１６とで構成されている。なお、先球ＧＩ型レンズ３１４の先球部分が、本発明の屈折率分布型光学部材のコア部の曲面形状の端部の一例にあたる。【０２５９】  ＧＩ型導波路レンズ３１２は、シート状ポリシラン３１５の断面の光軸上でシロキサン構造の濃度の極小部分を有し、そのシロキサン構造の濃度の極小部分からの距離にしたがって同心円状にほぼ放物線に沿って増加するシロキサン構造の濃度分布を有するＧＩ型コア３１１と、ＧＩ型コア３１１の周囲のクラッド３１３とを有している。【０２６０】  先球ＧＩ型レンズ３１４は、ＧＩ型導波路レンズ３１２の入力側に縦列して、光軸上にシロキサン構造の濃度の極小部分を有し、そのシロキサン構造の濃度の極小部分からの距離にしたがって同心円状にほぼ放物線に沿って増加するシロキサン構造の濃度分布を持ち、曲面を有する先端に向かって断面積が小さくなるコア部と、コア部の周囲のクラッド部とを有している。【０２６１】  図２１（ａ）、（ｃ）のＧＩ型コア３１１部分に示す濃淡は、濃い部分が屈折率の大きい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の低い部分）を示し、薄い部分が屈折率の小さい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の高い部分）を示している。【０２６２】  図２１（ｂ）に示すように、光源３１０から出力されるビームは円形ビーム３１８なので、ＧＩ型導波路レンズ３１２にも円形状のビームが入射する。そして、ＧＩ型導波路レンズ３１２のＧＩ型コア３１１の屈折率は、図２１（ｃ）に示すように光軸に対して同心円状に分布しているので、光ファイバー３１６のコア３１７にも円形ビーム３１９が入射する。【０２６３】  このように、ＧＩ型導波路レンズ３１２と光源３１０とを結合する先球ＧＩ型レンズ３１４を、ＧＩ型導波路レンズ３１２の入力側に形成させることで、図２０に示す入力側レンズ３０２のような入力側のレンズが不要となり、部品工数の低減と組立て工数の低減ができる。【０２６４】  また、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の場合は、ＧＩ型導波路楕円レンズの先端に先球ＧＩ型レンズ３１４を形成させればよい。【０２６５】  図２２（ａ）は、本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円形の場合の光モジュールの構成概要図を示している。図２２（ｂ）は、図２２（ａ）の各断面におけるビーム形状を示しており、図２２（ｃ）は、図２２（ａ）に示す光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズ３２０の、Ｋ−Ｋ´断面図を示している。なお、図２１と同じ構成部分については、同じ符号を用いている。【０２６６】  図２２に示す本実施の形態１２の光モジュールは、ＧＩ型導波路楕��レンズ３２０と、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０に連続する先球ＧＩ型レンズ３１４と、楕円形ビーム３２３を出射する光源３２５と、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０の出力側に配置された円形のコア３１７を有する光ファイバー３１６とで構成されている。【０２６７】  ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０は、シート状ポリシラン３１５の断面の光軸上でシロキサン構造の濃度の極小部分を有し、そのシロキサン構造の濃度の極小部分からの距離にしたがって同心楕円状にほぼ放物線に沿って増加するシロキサン構造の濃度分布を有するＧＩ型コア３２１と、ＧＩ型コア３２１の周囲のクラッド３２２とを有している。【０２６８】  図２２（ａ）、（ｃ）のＧＩ型コア３２１部分に示す濃淡は、濃い部分が屈折率の大きい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の低い部分）を示し、薄い部分が屈折率の小さい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の高い部分）を示している。【０２６９】  先球ＧＩ型レンズ３１４は、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０の入力側に縦列して、光軸上にシロキサン構造の濃度の極小部分を有し、そのシロキサン構造の濃度の極小部分からの距離にしたがって同心円状にほぼ放物線に沿って増加するシロキサン構造の濃度分布を持ち、曲面を有する先端に向かって断面積が小さくなるコア部と、コア部の周囲のクラッド部とを有している。【０２７０】  図２２（ｂ）に示すように、光源３２５から出力されるビームは楕円形ビーム３２３なので、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０の入射面には、楕円形ビーム３２３の長軸と短軸が逆転して縦方向の方が長軸の楕円形ビームが入射する。そして、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０の屈折率分布の変化率は、図２２（ｃ）に示すように入射面上でのビーム径が大きい方向（縦方向）が大きくなっている（短軸となっている）ので、光ファイバー３１６のコア３１７には、円形ビーム３１９が結合する。【０２７１】  なお、先球ＧＩ型レンズ３１４の作製方法として、図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスにおいて、先球ＧＩ型レンズ３１４の屈折率分布に対応する紫外線透過率分布を有するマスクを使用して作製してもよいし、また、ＧＩ型光導波路の先端を型や機械加工により先球にして作製してもよい。前者の作製方法で作製した先球ＧＩ型レンズの屈折率分布は、光軸に対して変化（先端に向かって変化率が大きく）する分布となる。一方、後者の作製方法で作製した先球ＧＩ型レンズの屈折率分布は、光軸に対して変化する場合と不変の場合の２通りの分布にできる。なお、後者の作製方法で作製した先球ＧＩ型レンズは、クラッド部の無い構成となる。【０２７２】  （実施の形態１３）
図２３は、本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程を示す図である。図２３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第１工程〜第３工程を示している。図２３（ｄ）は、完成した光モジュールの構成を示している。【０２７３】  図２３を用いて、実施の形態１３の光モジュールの製造方法を説明する。【０２７４】  まず、第１工程で、図２３（ａ）に示すように、透明基板４４０上に、光軸の合った光源４０１と光ファイバー４０２を、所定の間隔Ｌである間隙４０３をあけて配置する。透明基板４４０上には、光ファイバー４０２の位置決め用のＶ溝４４１が形成されており、光ファイバー４０２は、このＶ溝４４１に合わせて配置される。【０２７５】  次に、第２工程で、図２３（ｂ）に示すように、間隙４０３の部分、および光源４０１と光ファイバー４０２の各対向面を含む各対向面付近にポリシランを塗布して、透明基板４４０上にシート状ポリシラン（硬化前）４０４を形成させる。つまり、ここでは、光源４０１と光ファイバー４０２の各対向面の部分が埋設されるように、ポリシランを塗布する。【０２７６】  次に、第３工程で、図２３（ｃ）に示すように、シート状ポリシラン（硬化前）４０４を形成させた透明基板４４０の、上面側にＵＶ透過率分布上マスク４１０を、下面側にＵＶ透過率分布下マスク４１１を、それぞれ配置する。ＵＶ透過率分布上マスク４１０およびＵＶ透過率分布下マスク４１１は、いずれも紫外線透過率分布を有している。それらの紫外線透過率分布は、いずれも、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸に対向する直線状の部分で最小であり、その直線状の部分からの距離に従って放物線状に所定の距離まで増加するように分布している。そして、各マスクの、この所定の距離まで紫外線透過率が増加する部分以外の部分は、紫外線透過率が増加する部分の最外部と同じ紫外線透過率が均一に分布している。【０２７７】  そして、図２３（ｃ）に示すように、ＵＶ透過率分布上マスク４１０の上側、およびＵＶ透過率分布下マスク４１１の下側から、照射面に対して均一な光量のＵＶ（紫外線）照射４０９を行う。ＵＶ透過率分布上マスク４１０およびＵＶ透過率分布下マスク４１１は、上記のような紫外線透過率分布を有しているので、均一な光量のＵＶ（紫外線）照射４０９を行うことにより、シート状ポリシラン（硬化前）４０４の間隙４０３の部分には、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸に対して垂直方向に、その光軸上で最小で、光軸からの距離に従って放物線状に増加する量の紫外線が照射されることになる。そして、それ以外のシート状ポリシラン（硬化前）４０４の部分には、間隙４０３に照射される紫外線量の最大量と等量の紫外線量が照射されることになる。【０２７８】  シート状ポリシラン（硬化前）４０４に対して、このような光量に分布を持った紫外線が照射されることになるので、図２３（ｄ）に示すように、間隙４０３部分に、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸上で最大で、その光軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布を有する屈折率分布型コア４０５と、その周りの一定屈折率を有するクラッド４０６を具備したポリシラン製シート状の導波路型屈折率分布レンズ４０７（以下、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズと略す）が形成される。【０２７９】  屈折率分布型コア４０５内の酸素濃度分布およびシロキサン構造の濃度分布は、屈折率分布に相反する分布なので、これらの分布は、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸上で最小で、その光軸からの距離に従って放物線状に大きくなる分布となる。【０２８０】  そして、シート状ポリシラン（硬化前）４０４の間隙４０３以外の部分には、クラッド４０６となった部分と等量の紫外線が照射されるので、光源４０１と光ファイバー４０２の各端面近傍のクラッド４０６と同成分のポリシラン製固定部４０８が形成される。シート状ポリシラン（硬化前）４０４は、ＵＶ照射４０９によって硬化されるので、固定部４０８によって、光源４０１、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７、光ファイバー４０２の位置が固定され、実施の形態１３の光モジュールが完成する。【０２８１】  なお、光源４０１が、本発明の第１光学部品の一例にあたり、光ファイバー４０２が、本発明の第２光学部品の一例にあたる。また、透明基板４４０が、本発明の基板の一例にあたり、Ｖ溝４４１が、本発明の位置決め用の溝の一例にあたる。また、第１工程、第２工程、第３工程が、それぞれ本発明の、配置工程、塗布工程、ポリシラン硬化工程の一例にあたる。【０２８２】  なお、第２工程で塗布するポリシランの形状は、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７が形成される部分は均一の膜厚が望ましいが、固定部４０８および間隙４０３内のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７が形成される部分以外の部分は膜厚が一定である必要は無い。【０２８３】  また、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７を形成させる部分のシート状ポリシラン（硬化前）４０４に照射する紫外線量は、必ずしも、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸からの距離に従って増加する必要はなく、光軸からの距離に従って低下しなければ良い。したがって、例えば、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸近傍で一定量の紫外線を照射し、その紫外線の一定量領域からの距離に従って紫外線照射量を増加させてもよい。【０２８４】  上記の製造方法で作製した実施の形態１３の光モジュールは、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７の膜厚（コア径）が光ファイバー径程度しかないので、従来の１ｍｍ以上の口径で長さ数ｍｍのＧＲＩＮレンズを使用するよりもはるかに小型化できる。また、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７の作製と同時に光源４０１および光ファイバー４０２の固定もできるので、光モジュールの製造工程も簡単になる。【０２８５】  なお、光源４０１と光ファイバー４０２の光軸合せは、従来のようにマーキング合わせや、図２３（ａ）に示したように、シリコン基板上の溝（Ｖ溝４４１など）に配置するパッシブアライメントで行う。【０２８６】  なお、屈折率分布型コア４０５の屈折率分布は、光源４０１の出射ビーム状態と光ファイバー４０２へ入射させる所望のビーム状態の関係から設計されるものであり、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸に対して必ずしも中心対称でなくても良い。例えば、光軸に対して等方的コアを有する一般的な光ファイバーの場合、光源からのビーム形状が光軸に対して同心円状であれば、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７の屈折率分布型コア４０��の屈折率分布も同心円状の場合に最適結合ができる。【０２８７】  なお、光ファイバー４０２が、図２３に示すコア径が１０μｍ以下のＳＭＦの場合には、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７は、入出力とも集光光学系が結合には最適なので、レンズ長Ｌ（＝間隙４０３）はほぼ０．５ｎ（ｎ：整数）ピッチで設計される。光ファイバー４０２のコア径が５０μｍ以上のＭＭＦの場合には、入力側は集光系で出力側は集光系あるいはコリメート系が結合には最適なので、レンズ長Ｌは０．２５ｎ〜０．５ｎ（ｎ：整数）ピッチで設計される。【０２８８】  図２４は、本発明の実施の形態１３の、受光素子と大口径光ファイバーを備える光モジュールの作製工程を示す図である。図２４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第１工程〜第３工程を示している。図２４（ｄ）は、完成した光モジュールの構成を示している。【０２８９】  図２３では、発光部を光源４０１、受光部を光ファイバー４０２の端部としたのに対し、図２４の光モジュールは、発光部を大口径光ファイバー４１３の端部、受光部を受光素子４１２とした点が異なる。図２３と同じ名称の部分は同様の機能を有している。また、製造方法については、図２３の場合と同様なので、説明を省略する。【０２９０】  なお、図２４においては、大口径光ファイバー４１３が、本発明の第１光学部品の一例にあたり、受光素子１２が、本発明の第２光学部品の一例にあたる。【０２９１】  図２４に示すように、光モジュールが大口径光ファイバー４１３と受光素子４１２の結合の場合、大口径光ファイバー４１３にはプラスチックファイバーなどコア径が１００μｍ以上のものもあるのに対して受光素子４１２は受光面積が小さいので、大口径光ファイバー４１３からの入射ビームが受光素子に集光するように導波路型屈折率分布レンズ（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ）４５１を設計する。【０２９２】  図２３に示したＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７および図２４に示したＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４５１の形成メカニズムは、実施の形態１において図２および図３を使用して説明した形成メカニズムと同様である。【０２９３】  一般的には、戻り光により光源の特性劣化を引き起こす場合にアイソレーターを使用し、戻り光が透過して光源に入射しないようにするが、この場合、アイソレーターを使用するためにコストアップとなってしまう。【０２９４】  実施の形態２で説明した図１３（ｂ）のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７と同様に、実施の形態１３の光モジュールにおいて、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７を軸ズレ状態となるように構成することにより、アイソレーター等を使用せずに光源への戻り光の入射を防止でき、光源の特性劣化を引き起こさないようにできる。【０２９５】  また、図２３に示す実施の形態１３の光モジュールにおいて、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７の端面を傾斜させ、光軸に対して、光源４０１と光ファイバー４０２の入出力端面に対する入出力方向を傾斜させるようにすることにより、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７の端面から光源４０１への反射光である、（１）空気とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７との界面や、（２）ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７と空気との界面、における反射戻り光を防止することができる。【０２９６】  このように、シート状ポリシランの紫外線硬化時に起こる酸化反応を利用して安価に作製可能で、その口径が光ファイバー径レベルの大きさであるＷＧ−ＧＲＩＮレンズ（導波路型屈折率分布レンズ）を備える実施の形態１３の光モジュールでは、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズとならない部分が光学部品の固定部となるので、光モジュールのアセンブリの簡略化ができる。【０２９７】  なお、シリコン基板上に光ファイバーや光源などの光学部品を表面実装した状態で各光学部品間の間隙にポリシランを塗布して導波路型屈折率分布レンズを形成させる場合は、紫外線に対して透明な材質のシリコン基板を使用するか、または、少なくとも導波路型屈折率分布レンズが形成される部分のみが透明なシリコン基板を使用して、紫外線がシリコン基板の裏側からも照射できるようにするとよい。【０２９８】  （実施の形態１４）
図２５は、本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程を示す図である。図２５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第１工程〜第３工程を示している。図２５（ｄ）は、完成した光モジュールの構成を示している。【０２９９】  図２５を用いて、実施の形態１４の光モジュールの製造方法を説明する。【０３００】  まず、第１工程で、図２５（ａ）に示すように、透明基板４１６上に、並列に配置された光源アレー４１５と、光源アレー４１５に対向し、光源アレー４１５の各光源と結合させる各光ファイバーが並列された光ファイバーアレー４１４を、所定の間隙４５３をあけて配置する。【０３０１】  次に、第２工程で、図２５（ｂ）に示すように、間隙４５３の部分、および光源アレー４１５と光ファイバーアレー４１４の各対向面を含む各対向面付近にポリシランを塗布して、透明基板４１６上にシート状ポリシラン（硬化前）４５４を形成させる。【０３０２】  次に、第３工程で、図２５（ｃ）に示すように、シート状ポリシラン（硬化前）４５４を形成させた透明基板４１６の、上面側にＵＶ透過率分布上マスク４５６を、下面側にＵＶ透過率分布下マスク４５７を、それぞれ配置する。ＵＶ透過率分布上マスク４５６およびＵＶ透過率分布下マスク４５７は、いずれも紫外線透過率分布を有している。それらの紫外線透過率分布は、いずれも、光源アレー４１５の各光源に対応する光ファイバーアレー４１４の各光ファイバーへのそれぞれの光軸に対向する複数の直線状の部分で最小であり、それぞれの直線状の部分からの距離に従って放物線状に所定の距離まで増加するように分布している。そして、各マスクの、間隙４５３の部分に対向する以外の部分は、紫外線透過率が増加する部分における最大の紫外線透過率と同じ紫外線透過率が均一に分布している。【０３０３】  そして、図２５（ｃ）に示すように、ＵＶ透過率分布上マスク４５６の上側、およびＵＶ透過率分布下マスク４５７の下側から、照射面に対して均一な光量のＵＶ（紫外線）照射４５５を行う。ＵＶ透過率分布上マスク４５６およびＵＶ透過率分布下マスク４５７は、上記のような紫外線透過率分布を有しているので、均一な光量のＵＶ（紫外線）照射４５５を行うことにより、シート状ポリシラン（硬化前）４５４の間隙４５３の部分には、光源アレー４１５の各光源から対応する光ファイバーアレー４１４の各光ファイバーへのそれぞれの光軸について、それぞれの光軸上で最小で、その光軸からの距離に従って放物線状に増加する量の紫外線が照射されることになる。そして、シート状ポリシラン（硬化前）４５４の間隙４５３以外の部分には、間隙４５３に照射される紫外線量の最大量と等量の紫外線量が照射されることになる。【０３０４】  シート状ポリシラン（硬化前）４５４に対して、このような光量に分布を持った紫外線が照射されることになるので、図２５（ｄ）に示すように、間隙４５３部分に、光源アレー４１５の各光源から光ファイバーアレー４１４の各光ファイバーへのそれぞれの光軸上で最大で、それらの光軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布を有する複数の並列した屈折率分布型コア４５８と、その周りの一定屈折率を有するクラッド４５９を具備したポリシラン製シート状の導波路型屈折率分布レンズアレー４６０が形成される。【０３０５】  そして、シート状ポリシラン（硬化前）４５４の間隙４５３以外の部分には、クラッド４５９となった部分と等量の紫外線が照射されるので、光源アレー４１５の各光源と光ファイバーアレー４１４の各光ファイバーの各端面近傍のクラッド４５９と同成分のポリシラン製固定部４６１が形成される。シート状ポリシラン（硬化前）４５４は、ＵＶ照射４５５によって硬化されるので、固定部４６１によって、光源アレー４１５、導波路型屈折率分布レンズアレー４６０、光ファイバーアレー４１４の位置が固定され、実施の形態１４の光モジュールが完成する。【０３０６】  なお、光源アレー４１５が、本発明の、複数の発光部を有する第１光学部品の一例にあたる。また、光ファイバーアレー４１４が、本発明の、複数の受光部を有する第２光学部品の一例にあたる。また、透明基板４１６が、本発明の基板の一例にあたる。また、第１工程、第２工程、第３工程が、それぞれ本発明の、配置工程、塗布工程、ポリシラン硬化工程の一例にあたる。【０３０７】  以上に説明したように、実施の形態１４の光モジュールの製造方法を用いることにより、複数の光源を有する光源アレーの各光源と、光ファイバーアレーの各光ファイバーを、それぞれ所望の光学特性で結合させる導波路型屈折率分布レンズアレーを備えた光モジュールアレーも容易に作製できる。【０３０８】  （実施の形態１５）
図２６は、本発明の実施の形態１５の、インライン型の光学部品の光モジュールの作製工程を示す図である。図２６（ａ）は第１工程を、図２６（ｂ）は第２工程を、図２６（ｃ）は第３工程を、図２６（ｄ）、（ｅ）は第４工程を、図２６（ｆ）、（ｇ）は第５工程を、図２６（ｈ）は第６工程を、それぞれ示している。【０３０９】  図２６を用いて、実施の形態１５の光モジュールの製造方法を説明する。【０３１０】  まず、第１工程で、図２６（ａ）に示すように、透明基板４１７上に光ファイバー４６２を配置する。【０３１１】  そして、第２工程で、図２６（ｂ）に示すように、光ファイバー４６２を、切断後の光ファイバー４６２の２つの切断面の間が、所定の間隔Ｌである間隙４６３になるように、第１切断刃４１８で第１切断部分４１９を形成させる。【０３１２】  次に、第３工程で、図２６（ｃ）に示すように、切断した光ファイバー４６２の２つの切断対向面を含むように、間隙４６３の部分に充填ノズル４２０からポリシランを塗布して、透明基板４１７上にシート状ポリシラン（硬化前）４６４を形成させる。【０３１３】  次に、第４工程で、図２６（ｄ）に示すように、シート状ポリシラン（硬化前）４６４を形成させた透明基板４１７の、上側にＵＶ透過率分布上マスク４６６を、下側にＵＶ透過率分布下マスク４６７を配置した後、ＵＶ透過率分布上マスク４６６およびＵＶ透過率分布下マスク４６７の外側の両面から、光量が均一のＵＶ（紫外線）照射４６５を行う。【０３１４】  ＵＶ透過率分布上マスク４６６およびＵＶ透過率分布下マスク４６７は、いずれも紫外線透過率分布を有している。それらの紫外線透過率分布は、いずれも、光ファイバー４６２の２つの切断面間の光軸に対向する直線状の部分で最小であり、その直線状の部分からの距離に従って放物線状に所定の距離まで増加するように分布している。そして、各マスクの、この所定の距離まで紫外線透過率が増加する部分以外の部分は、紫外線透過率が増加する部分の最外部と同じ紫外線透過率が均一に分布している。【０３１５】  ＵＶ透過率分布上マスク４６６およびＵＶ透過率分布下マスク４６７は、このような紫外線透過率分布を有しているので、均一な光量のＵＶ（紫外線）照射４６５を行うことにより、シート状ポリシラン（硬化前）４６４の間隙４６３の部分には、光ファイバー４６２の２つの切断面間の光軸に対して垂直方向に、その光軸上で最小で、光軸からの距離に従って放物線状に増加する量の紫外線が照射されることになる。そして、それ以外のシート状ポリシラン（硬化前）４６４の部分には、間隙４６３に照射される紫外線量の最大量と等量の紫外線量が照射されることになる。【０３１６】  シート状ポリシラン（硬化前）４６４に対して、このような光量に分布を持った紫外線が照射されることになるので、図２６（ｅ）に示すように、間隙４６３部分に、光ファイバー４６２の２つの切断面間の光軸上で最大で、その光軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布を有する屈折率分布型コア４６８と、その周りの一定屈折率を有するクラッド４６９を具備したポリシラン製シート状の導波路型屈折率分布レンズ４７０が形成される。【０３１７】  そして、シート状ポリシラン（硬化前）４６４の間隙４６３以外の部分には、クラッド４６９となった部分と等量の紫外線が照射されるので、クラッド４６９と同成分のポリシラン製固定部４７１が形成される。シート状ポリシラン（硬化前）４６４は、ＵＶ照射４６５によって硬化されるので、固定部４７１によって、切断された２本の光ファイバーと導波路型屈折率分布レンズ４７０の位置が固定される。【０３１８】  次に、第５工程で、図２６（ｆ）、（ｇ）に示すように、導波路型屈折率分布レンズ４７０を、切断後の２つの切断面の間隔が、挿入する光アイソレーター４２３の光路長となるように、第２切断刃４２１で第２切断部分４２２を形成させる。【０３１９】  最後に、第６工程で、図２６（ｈ）に示すように、第２切断部分４２２に光アイソレーター４２３を挿入して、実施の形態１５の光モジュールが完成する。【０３２０】  図２６（ｈ）に示す完成した本実施の形態１５の光モジュールのポリシラン（硬化後）の部分は、一方の光ファイバー４６２端から出射した光が光アイソレータ４２３にコリメートとなって入射し、光アイソレータ４２３から出射するコリメートの光がもう一方の光ファイバー４６２端に結像されて入射されるような屈折率分布に調整されている。ＵＶ透過率分布上マスク４６６およびＵＶ透過率分布下マスク４６７の紫外線透過率分布を調整することにより、図２６（ｈ）に示す完成した光モジュールのポリシラン（硬化後）の部分をこのような屈折率分布にすることができる。【０３２１】  なお、図２６（ｂ）に示す第２工程において、切断された光ファイバー４６２の対向する２つの光ファイバーの一方が、本発明の第１光学部品の一例にあたり、もう一方の光ファイバーが、本発明の第２光学部品の一例にあたる。また、透明基板４１７が、本発明の基板の一例にあたる。また、光アイソレーター４２３が、本発明の第３光学部品の一例にあたる。【０３２２】  また、第１工程および第２工程が、本発明の配置工程の一例にあたる。また、第３工程、第４工程、第５工程、第６工程、が、それぞれ本発明の、塗布工程、ポリシラン硬化工程、切断工程、第３光学部品取付工程の一例にあたる。【０３２３】  このように、実施の形態１５の光モジュールの製造方法を用いることにより、インライン型の光学部品の光モジュールに関しても、光ファイバーのコア径程度の口径を有するＷＧ−ＧＲＩＮレンズの作製と光学部品の固定が簡単にできるので、インライン型光モジュールの小型化と組立て工数の簡略化ができる。【０３２４】  なお、実施の形態１５の第３光学部品は、光アイソレーターだけでなく、透過型の機能素子、例えば、偏向子、波長板、フィルター、フォトニック結晶などであっても、実施の形態１５の製造方法を用いて、同様に光モジュールを作製できる。【０３２５】  また、複数の光ファイバーを並列にアレー状にして、複数の光ファイバーを上述のようにまとめて切断加工すればインライン型光モジュールアレーも容易に作製できる。【０３２６】  （実施の形態１６）
図２７は、本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程を示す図である。図２７（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、第１〜第４工程を示している。これらの図は、いずれも上方から見た上面図である。【０３２７】  図２７を用いて、実施の形態１６の光モジュールの製造方法を説明する。【０３２８】  まず、第１工程で、図２７（ａ）に示すように、透明基板４８０上に、入力側マルチモードファイバー４２４と出力側マルチモードファイバーアレー４２５を、所定の間隙４７５をあけて配置する。【０３２９】  次に、第２工程で、図２７（ｂ）に示すように、入力側マルチモードファイバー４２４と出力側マルチモードファイバーアレー４２５の各対向面を含むように、間隙４７５の部分にポリシランを塗布して、透明基板４８０上にシート状ポリシラン（硬化前）４７６を形成させる。【０３３０】  次に、第３工程で、図２７（ｃ）に示すように、透明基板４８０上に形成させたシート状ポリシラン（硬化前）４７６に紫外線を照射する際に使用する複合マスク板４２８を２枚準備する。複合マスク板４２８は、２ヶ所に分かれた導波路型屈折率分布レンズパターン４２６と、２ヶ所の導波路型屈折率分布レンズパターン４２６の間に、それらを接続するように配置されたシングルモードファイバー（ＳＭＦ）用Ｙ分岐パターン４２７の、紫外線透過率分布パターンを有している。図２７（ｃ）に示すＳＭＦ用Ｙ分岐パターン４２７の黒い部分は、紫外線が透過しない部分である。【０３３１】  そして、第４工程で、図２７（ｄ）に示すように、図２７（ｂ）に示すシート状ポリシラン（硬化前）４７６を形成させた透明基板４８０の、上面側および下面側の両側に、図２７（ｃ）に示す複合マスク板４２８をそれぞれ配置し、２枚の複合マスク板４２８の外側から、均一の光量の紫外線を照射する。【０３３２】  入力側マルチモードファイバー４２４と出力側マルチモードファイバーアレー４２５の各ＭＭＦの端面に近接したＷＧ−ＧＲＩＮレンズとなるポリシラン部分に対向する部分には、導波路型屈折率分布レンズパターン４２６を介して紫外線が照射される。したがって、各ＭＭＦの光軸に対して垂直方向に、それらの光軸上で最小で、その光軸からの距離に従って低下しない量の紫外線が照射されることになる。そして、それぞれの光軸で最大で、その光軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布を有する屈折率分布型コア４７７と一定屈折率を有するクラッド４７８とをそれぞれ具備する、ポリシラン製シート状の入力側導波路型屈折率分布レンズ４２９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー４３０が形成される。【０３３３】  また、ＳＭＦ用Ｙ分岐パターン４２７を介して紫外線が照射されるシート状ポリシラン（硬化前）４７６のＳＭＦ用Ｙ分岐部分４３２には、ＳＭＦ用Ｙ分岐パターン４２７のＳＭＦ用Ｙ分岐の形状に沿った部分に紫外線が透過されないように紫外線が照射されるので、入力側導波路型屈折率分布レンズ４２９と出力側導波路型屈折率分布レンズアレー４３０とを結合するＳＭＦ用Ｙ分岐コア４３１と、その周りのクラッド４７８が形成される。【０３３４】  また、複合マスク板４２８の、２つの導波路型屈折率分布レンズパタ��ン４２６の外側の部分は、入力側マルチモードファイバー４２４と出力側マルチモードファイバーアレー４２５の端部に対向する部分で、紫外線透過率が大きく、クラッド４７８となる部分に照射される紫外線量と等量の紫外線量が照射されるので、クラッド４７８と同成分のポリシラン製固定部４７９が形成され、入力側マルチモードファイバー４２４と出力側マルチモードファイバーアレー４２５が固定される。【０３３５】  ただし、コア径が５０μｍ以上の大きなＭＭＦとコア径が１０μｍ以下のＳＭＦ用Ｙ分岐の光学系は、ＭＭＦのビーム径をＳＭＦのビーム径に変換するので、入力側導波路型屈折率分布レンズ４２９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー４３０は、いずれも、ほぼ０．２５ｎ（整数）ピッチの長さを有する。【０３３６】  このように、光ファイバー径レベルのレンズを使用するとＭＭＦからＳＭＦへビーム変換する光学系が小さくできるので、安価かつ高性能で小型なＳＭＦ用光デバイス（この場合、Ｙ分岐）をＭＭＦ用に使用することができ、ＭＭＦ用光デバイスの高性能化・小型化・低価格化が実現できる。また、同一マスクにＳＭＦ用Ｙ分岐のパターンと導波路型屈折率分布レンズのパターンを描くことで、一度の紫外線照射で、ＳＭＦ用Ｙ分岐と導波路型屈折率分布レンズの作製および入出力ＭＭＦの固定ができる。【０３３７】  なお、入力側マルチモードファイバー４２４が、本発明の第１光学部品の一例にあたり、出力側マルチモードファイバーアレー４２５が、本発明の第２光学部品の一例にあたる。また、透明基板４８０が、本発明の基板の一例にあたる。また、入力側導波路型屈折率分布レンズ４２９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー４３０が、それぞれ本発明の、第１のＧＲＩＮレンズおよび第２のＧＲＩＮレンズアレーの一例にあたる。【０３３８】  また、第１工程、第２工程、第４工程が、それぞれ本発明の、配置工程、塗布工程、ポリシラン硬化工程の一例にあたる。【０３３９】  なお、実施の形態１６の光学系は、Ｙ分岐の場合だけでなく、ＳＭＦ用の導波路型機能素子、例えば、合分岐器、カプラー、フィルター、フォトニック結晶などにも応用できる。【０３４０】  また、実施の形態１６の光学系は、ＭＭＦ光学系をＳＭＦ光学系へ変換する場合だけでなく、ビーム径の異なる光学系の変換にも応用できる。例えば、フォトニック結晶の場合、スラブ型で結合できるビーム径がＳＭＦよりも小さいので、ＳＭＦの光学系とフォトニック結晶の光学系の変換に応用できる。【０３４１】  また、図２７に示した実施の形態１６の光モジュールの入出力を逆にした構成、つまり、入力側を発光部を複数有するようなマルチモードファイバーアレーとし、出力側を受光部が１つのマルチモードファイバーにした構成で、ＳＭＦ用Ｙ分岐部分４３２の部分を結合路としたような構成の光モジュールでも、実施の形態１６の製造方法で作製できる。【０３４２】  以上に説明したことから明らかなように、実施の形態１３〜１６の発明の光モジュールの製造方法を使用すると、シート状ポリシランの紫外線硬化時に起こる酸化反応を利用して光ファイバーの口径レベルの導波路型屈折率分布レンズを安価に作製することが可能なので、ポリシラン製導波路型屈折率分布レンズで結合する光学部品の端面を含む近傍にもシート状ポリシラン作製用に塗布したポリシランを塗布し、紫外線硬化することでポリシラン製導波路型屈折率分布レンズを作製すると同時に光学部品の固定ができ、光モジュールの小型化と低価格化が同時に実現できる。【０３４３】  また、本発明の光モジュールは、ポリシランは酸化反応を伴うので２５０℃までの耐熱性があり、従来の光重合材料を用いた光モジュールでは使用できなかった屋外使用や自動車での使用などの１００℃以上の耐熱性が要求されるような環境においても使用できる。
【産業上の利用可能性】
【０３４４】  本発明にかかる屈折率分布型光学部材、および屈折率分布型光学部材の製造方法は、シート状ポリシランを用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることでコア部を形成することで、簡易なプロセスで、１００℃以上の耐熱性を有し、低コストで小型化を可能にできるので、光通信あるいは光ネットワークに適用される、屈折率分布型光学部材、光モジュール、および屈折率分布型光学部材の製造方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０３４５】
【図１（ａ）】本発明の実施の形態１の屈折率分布型光導波路（ＧＩ型光導波路）の構成概要図
【図１（ｂ）】本発明の実施の形態１のＧＩ型光導波路の酸素濃度分布を示す図
【図１（ｃ）】本発明の実施の形態１のＧＩ型光導波路の屈折率分布を示す図
【図１（ｄ）】本発明の実施の形態１のＧＩ型光導波路１０５のＡ−Ａ´断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における、ポリシラン系樹脂の酸化による内部構造の変化を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１における、酸化によりシート状ポリシランに形成される屈折率分布を説明する図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型光導波路の製造方法の準備工程を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型光導波路の製造方法のＵＶ照射工程を示す図、（ｃ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型光導波路の製造方法の完成したＧＮ型光導波路を示す図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型直線導波路を作製するために使用するマスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型Ｓ字導波路を作製するために使用するマスクの概要図、（ｃ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型Ｙ分岐を作製するために使用するマスクの概要図、（ｄ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型方向性結合器を作製するために使用するマスクの概要図
【図５（ａ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器を作製する際に用いる上マスクの概要図
【図５（ｂ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器を作製する際に用いる下マスクの概要図
【図５（ｃ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器の概要図
【図５（ｄ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器のＢ−Ｂ´断面図
【図６（ａ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路を作製する際に用いる上マスクの概要図
【図６（ｂ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路を作製する際に用いる下マスクの概要図
【図６（ｃ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路の概要図
【図６（ｄ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路のＣ−Ｃ´断面図
【図７（ａ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターを作製する際に用いる上下マスクの概要図
【図７（ｂ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターの概要図
【図７（ｃ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターのＤ−Ｄ´断面図
【図７（ｄ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターのＥ−Ｅ´断面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出したＧＩ型ＭＭＩカプラーを作製する際に用いる上下マスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出したＧＩ型ＭＭＩカプラーの概要図、（ｃ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出したＧＩ型ＭＭＩカプラーのＦ−Ｆ´断面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出しないＧＩ型ＭＭＩカプラーを作製する際に用いる上下マスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出しないＧＩ型ＭＭＩカプラーの概要図、（ｃ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出しないＧＩ型ＭＭＩカプラーのＧ−Ｇ´断面図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧを作製する際に用いる上下マスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧの概要図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態５の、光源と光ファイバーを結合する光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態５の、光モジュールに使用する導波路型屈折率分布レンズ７の構成図、（ｃ）本発明の実施の形態５の、光モジュールに使用する導波路型屈折率分布レンズ７の屈折率分布を示す図
【図１２】本発明の実施の形態５の、受光部と光ファイバーを結合する光モジュールの構成概要図
【図１３】（ａ）本発明の実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズを光ファイバーの光軸に合わせて配置した構成図、（ｂ）本発明の実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズを光ファイバーの光軸とずらして配置した構成図
【図１４】本発明の実施の形態６の、アレー型光モジュールの構成概要図
【図１５】本発明の実施の形態７の、ジグザグ形状のコアを有する光モジュールの構成概要図
【図１６】本発明の実施の形態８の、アレー型光モジュールの構成概要図
【図１７】本発明の実施の形態９の、シングルモード用分岐デバイスを用いた光モジュールの構成概要図
【図１８】本発明の実施の形態９の、シングルモード用結合デバイスを用いた光モジュールの構成概要図
【図１９】本発明の実施の形態１０の、３波長光合分岐器の構成概要図
【図２０】（ａ）本発明の実施の形態１１の光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１１の光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズのＨ−Ｈ´断面図
【図２１】（ａ）本発明の実施の形態１２の光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１２の光モジュールのビーム形状を示す図、（ｃ）本発明の実施の形態１２の光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズのＪ−Ｊ´断面図
【図２２】（ａ）本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の光モジュールのビーム形状を示す図、（ｃ）本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズのＫ−Ｋ´断面図
【図２３】（ａ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程の第１工程図、（ｂ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程の第２工程図、（ｃ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程の第３工程図、（ｄ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの完成図
【図２４】（ａ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの作製工程の第１工程図、（ｂ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの作製工程の第２工程図、（ｃ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの作製工程の第３工程図、（ｄ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの完成図
【図２５】（ａ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程の第１工程図、（ｂ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程の第２工程図、（ｃ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程の第３工程図、（ｄ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの完成図
【図２６（ａ）】（ａ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第１工程図
【図２６（ｂ）】（ｂ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第２工程図
【図２６（ｃ）】（ｃ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第３工程図
【図２６（ｄ）】（ｄ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第４工程図
【図２６（ｅ）】（ｅ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第４工程図
【図２６（ｆ）】（ｆ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第５工程図
【図２６（ｇ）】（ｇ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第５工程図
【図２６（ｈ）】（ｈ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第６工程図
【図２７（ａ）】（ａ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第１工程図
【図２７（ｂ）】（ｂ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第２工程図
【図２７（ｃ）】（ｃ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第３工程図
【図２７（ｄ）】（ｄ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第４工程図
【図２８】従来の、光導波路の作製装置の構成図
【図２９】従来の光モジュールの側面図
【符号の説明】
【０３４６】  １０１  シート状ポリシラン
１０２  屈折率分布（ＧＩ）型コア
１０３  クラッド
１０４  ガラス基板
１０５  ＧＩ型光導波路
１０６  ポリシラン構造
１０７  シロキサン構造
１０８  シート状ポリシラン
１０９  透明基板
１１０  ＵＶ照射
１１２  紫外線透過率分布上マスク
１１３  紫外線透過率分布下マスク
１１４  透明基板
１１５  ＵＶ照射
１１６  ポリシラン（硬化後）
１２０  上マスク
１２１  下マスク
１２２  屈折率分布（ＧＩ）型コア
１２３  クラッド
１２４  透明基板
１３０  上マスク
１３１  下マスク
１３２  屈折率分布（ＧＩ）型コア
１３３  クラッド
１３４  透明基板
１４０  上マスク
１４１  下マスク
１４２  屈折率分布（ＧＩ）型コア
１４３  クラッド
１４４  透明基板
１４５  ＧＩ型低屈折率部分
１４６  多重入射光（λ１、・・・、λｎ）
１４７  多重出射光（λ２、・・・、λｎ）
１４８  反射光（λ１）
１４９  ＧＩ型導波路グレーティング
１５０  ＧＩ型入力導波路
１５１  ＧＩ型出力導波路
１５２  屈折率分布（ＧＩ）型コア
１５３  クラッド
１５４  透明基板
１５５  ＧＩ型スラブ
１５６  露出端面
１５７  ＧＩ型入力導波路マスク部分
１５８  ＧＩ型出力導波路マスク部分
１５９  ＧＩ型スラブマスク部分（端面露出タイプ）
１６０  複合マスク
１６１  ＧＩ型スラブ
１６２  ＧＩ型スラブマスク部分（端面未露出タイプ）
１６３  コア用部分
１６４  クラッド用部分
１６５  複合マスク
１７０  ＧＩ型入力導波路群
１７１  ＧＩ型出力導波路群
１７２  ＧＩ型アレー導波路
１７３  ＧＩ型入力スラブ
１７４  ＧＩ型出力スラブ
１７５  多重入射光（λ１、…、λｎ）
１７６  出射光（λ１）、…、（λｎ）
１７７  ＧＩ型入力導波路群マスク部分
１７８  ＧＩ型出力導波路群マスク部分
１７９  ＧＩ型アレー導波路マスク部分
１８０  ＧＩ型入力スラブ部分マスク
１８１  ＧＩ型出力スラブ部分マスク
２０１  シリコン基板
２０２  光源
２０３  信号処理部
２０４  電気回路部
２０５  Ｖ溝
２０６  光ファイバー
２０７  導波路型屈折率分布レンズ（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ）
２０８  ＧＩ型コア
２１１  透明基板
２１２  大コア径光ファイバー
２１３  受光部
２２０  光源アレー
２２１  光ファイバーアレー
２２２  導波路型屈折率分布レンズアレー（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレー）
２２３  第ｋフィルター
２２４  波長多重光（λ１、…、λ７）
２２５  第ｋ屈折率分布型コア
２２６  クラッド
２２７  ジグザグ導波路型屈折率分布レンズ
２２８  入力側光ファイバーアレー
２２９  出力側光ファイバーアレー
２３０  光アイソレーター
２３１  入力側導波路型屈折率分布レンズアレー
２３２  出力側導波路型屈折率分布レンズアレー
２３３  偏光子
２３４  ファラデー素子
２３５  検光子
２３６  シングルモード用分岐デバイス
２３７  入力側マルチモード光ファイバー
２３８  出力側マルチモード光ファイバーアレー
２３９  入力側導波路型屈折率分布レンズ
２４０  出力側導波路型屈折率分布レンズアレー
２４１  入力側導波路型屈折率分布レンズ
２４２  出力側導波路型屈折率分布レンズ
２４３  入力側屈折率分布型コア
２４４  出力側屈折率分布型コア
２４５  入力多重光（λ１、λ２、λ３）
２４６  出力多重光（λ１、λ２）
２４７  出力光（λ３）
２４８  クラッド
２４９  フィルター
２５０  第１光ファイバー
２５１  第２光ファイバー
２５２  第３光ファイバー
２６０  透明基板
２６１  屈折率分布型コア
２６２  クラッド
２６３  シングルモード用結合デバイス
２６４  出力側マルチモード光ファイバー
２６５  入力側マルチモード光ファイバーアレー
２６６  出力側導波路型屈折率分布レンズ
２６７  入力側導波路型屈折率分布レンズアレー
２７０  透明基板
２７８  クラッド
２８１  シリコン基板
２８２  透明基板
２８３  信号処理部
２８４  電気回路部
２８５  Ｖ溝
２８６  導波路型屈折率分布レンズ（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ）
２９３  透明基板
２９４  屈折率分布型コア
２９５  クラッド
２９６  導波路型屈折率分布レンズ
２９７  透明基板
２９８  屈折率分布型コア
２９９  クラッド
３０１  レーザー
３０２  入力側レンズ
３０３  ＧＩ型楕円コア
３０４  ＧＩ型導波路楕円レンズ
３０５  クラッド
３０６  シート状ポリシラン
３０７  光ファイバー
３０８  楕円形ビーム
３０９  円形ビーム
３１０  光源
３１１  ＧＩ型コア
３１２  ＧＩ型導波路レンズ
３１３  クラッド
３１４  先球ＧＩ型レンズ
３１５  シート状ポリシラン
３１６  光ファイバー
３１７  コア
３１８  円形ビーム
３１９  円形ビーム
３２０  ＧＩ型導波路楕円レンズ
３２１  ＧＩ型コア
３２２  クラッド
３２３  楕円形ビーム
３２５  光源
４０１  光源
４０２  光ファイバー
４０３  間隙
４０４  シート状ポリシラン（硬化前）
４０５  屈折率分布型コア
４０６  クラッド
４０７  導波路型屈折率分布レンズ（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ）
４０８  固定部
４０９  ＵＶ照射
４１０  ＵＶ透過率分布上マスク
４１１  ＵＶ透過率分布下マスク
４１２  受光素子
４１３  大口径光ファイバー
４１４  光ファイバーアレー
４１５  光源アレー
４１６  透明基板
４１７  透明基板
４１８  第１切断刃
４１９  第１切断部分
４２０  充填ノズル
４２１  第２切断刃
４２２  第２切断部分
４２３  光アイソレーター
４２４  入力側マルチモードファイバー（ＭＭＦ）
４２５  出力側マルチモードファイバー（ＭＭＦ）アレー
４２６  導波路型屈折率分布レンズパターン
４２７  シングモードファイバー（ＳＭＦ）用Ｙ分岐パターン
４２８  複合マスク板
４２９  入力側導波路型屈折率分布レンズ
４３０  出力側導波路型屈折率分布レンズアレー
４３１  ＳＭＦ用Ｙ分岐コア
４３２  ＳＭＦ用Ｙ分岐部分
４４０  透明基板
４４１  Ｖ溝
４４２  透明基板
４４３  Ｖ溝
４４４  シート状ポリシラン（硬化前）
４４５  間隙
４４６  ＵＶ照射
４４７  ＵＶ透過率分布上マスク
４４８  ＵＮ透過率分布下マスク
４４９  屈折率分布型コア
４５０  クラッド
４５１  ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ
４５２  固定部
４５３  間隙
４５４  シート状ポリシラン（硬化前）
４５５  ＵＶ照射
４５６  ＵＶ透過率分布上マスク
４５７  ＵＶ透過率分布下マスク
４５８  屈折率分布型コア
４５９  クラッド
４６０  導波路型屈折率分布レンズアレー
４６１  固定部
４６２  光ファイバー
４６３  間隙
４６４  シート状ポリシラン（硬化前）
４６５  ＵＶ照射
４６６  ＵＶ透過率分布上マスク
４６７  ＵＶ透過率分布下マスク
４６８  屈折率分布型コア
４６９  クラッド
４７０  導波路型屈折率分布レンズ
４７１  固定部
４７５  間隙
４７６  シート状ポリシラン（硬化前）
４７７  屈折率分布型コア
４７８  クラッド
４７９  固定部
４８０  透明基板
【図１（ａ）】
2005114278.tif 000003
【図１（ｂ）】
2005114278.tif 000004
【図１（ｃ）】
2005114278.tif 000005
【図１（ｄ）】
2005114278.tif 000006
【図２】
2005114278.tif 000007
【図３】
2005114278.tif 000008
【図４】
2005114278.tif 000009
【図５（ａ）】
2005114278.tif 000010
【図５（ｂ）】
2005114278.tif 000011
【図５（ｃ）】
2005114278.tif 000012
【図５（ｄ）】
2005114278.tif 000013
【図６（ａ）】
2005114278.tif 000014
【図６（ｂ）】
2005114278.tif 000015
【図６（ｃ）】
2005114278.tif 000016
【図６（ｄ）】
2005114278.tif 000017
【図７（ａ）】
2005114278.tif 000018
【図７（ｂ）】
2005114278.tif 000019
【図７（ｃ）】
2005114278.tif 000020
【図７（ｄ）】
2005114278.tif 000021
【図８】
2005114278.tif 000022
【図９】
2005114278.tif 000023
【図１０】
2005114278.tif 000024
【図１１】
2005114278.tif 000025
【図１２】
2005114278.tif 000026
【図１３】
2005114278.tif 000027
【図１４】
2005114278.tif 000028
【図１５】
2005114278.tif 000029
【図１６】
2005114278.tif 000030
【図１７】
2005114278.tif 000031
【図１８】
2005114278.tif 000032
【図１９】
2005114278.tif 000033
【図２０】
2005114278.tif 000034
【図２１】
2005114278.tif 000035
【図２２】
2005114278.tif 000036
【図２３】
2005114278.tif 000037
【図２４】
2005114278.tif 000038
【図２５】
2005114278.tif 000039
【図２６（ａ）】
2005114278.tif 000040
【図２６（ｂ）】
2005114278.tif 000041
【図２６（ｃ）】
2005114278.tif 000042
【図２６（ｄ）】
2005114278.tif 000043
【図２６（ｅ）】
2005114278.tif 000044
【図２６（ｆ）】
2005114278.tif 000045
【図２６（ｇ）】
2005114278.tif 000046
【図２６（ｈ）】
2005114278.tif 000047
【図２７（ａ）】
2005114278.tif 000048
【図２７（ｂ）】
2005114278.tif 000049
【図２７（ｃ）】
2005114278.tif 000050
【図２７（ｄ）】
2005114278.tif 000051
【図２８】
2005114278.tif 000052
【図２９】
2005114278.tif 000053
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月7日(2006.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面の実質上中心で屈折率の極大部分を有し、前記極大部分からの距離にしたがって屈折率が増加しない屈折率分布を有するコア部と、
前記コア部の周囲の少なくとも一部に接している、屈折率が実質上一様なクラッド部とを備えた屈折率分布型光学部材であって、
ポリシランを主成分とするシート状の屈折率分布型光学部材。
【請求項２】
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、濃度が減少しないシロキサン構造の濃度分布を有している、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項３】
前記コア部の前記シロキサン構造の濃度分布は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって中心対称に実質上放物線に沿って増加する分布である、請求項２記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項４】
前記コア部の前記シロキサン構造の濃度分布は、光の伝搬方向に沿って変化する分布である、請求項２記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項５】
光の伝搬方向に沿って変化する前記シロキサン構造の濃度分布の変化は、周期的である、請求項４記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項６】
前記光の伝搬方向に沿って変化する前記シロキサン構造の濃度分布は、前記シート状のポリシランの膜厚方向および幅方向の両方向に変化して分布する部分と、前記膜厚方向にのみ変化して分布する部分との組合せである、請求項４記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項７】
前記コア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記コア部の長さは、前記光軸上の所望の位置に焦点を有するように調整されている、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項８】
前記コア部は、複数設けられている、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項９】
前記複数のコア部の少なくとも一対が、一部において光学的に結合している、請求項８記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１０】
前記複数のそれぞれのコア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記複数のコア部は、互いに交差せずに並列して配置されている、請求項８記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１１】
前記複数のそれぞれのコア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記複数のコア部は、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に配置されている、請求項８記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１２】
前記シート状のポリシランの上下２面の少なくとも１面に、少なくとも紫外線に対して透明な基板を備えた、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１３】
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、同心楕円形状に実質上放物線に沿って減少する屈折率分布を有する、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１４】
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、同心円形状または同心楕円形状に実質上放物線に沿って減少する屈折率分布を有しており、入力側および出力側の少なくとも一方の端部領域の断面が、前記端部に向かって面積が小さくなる形状をしている、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１５】
前記コア部の前記端部は、曲面形状である、請求項１４記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１６】
ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いた屈折率分布型光学部材の製造方法であって、
前記シート状の基材上の所望の前記屈折率分布型光学部材の形成位置において、前記シート状の基材の上面および下面から、それぞれマスク板を介して同時に紫外線を照射する紫外線照射ステップと、
前記シート状の基材に酸素を供給しながら加熱する加熱ステップとを備えた、屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項１７】
前記紫外線照射ステップで紫外線を照射し、前記加熱ステップで酸素を供給しながら加熱することにより、前記シート状の基材のポリシラン構造が、酸化反応により、ポリシラン構造よりも屈折率の小さいシロキサン構造に変化する、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項１８】
前記マスク板は、作製する前記屈折率分布型光学部材のコア部の中心線に平行な線上に紫外線透過率が極小となる部分が分布しており、前記極小となる部分からの、前記平行な線の垂直な面方向への距離にしたがって紫外線透過率が低下しない紫外線透過率分布を有している、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項１９】
前記マスク板の前記紫外線透過率は、前記平行な線から垂直な面方向に離れるにしたがって実質上放物線に沿って増加する、請求項１８記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２０】
前記紫外線透過率分布は、前記平行な線から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記平行な線から所定の距離までであり、前記所定の距離が、前記光の伝搬方向に沿って短くなっていく分布である、請求項１９記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２１】
前記２枚のマスク板は、いずれも、紫外線透過率の極小部分である直線状部分を、互いに交差しない配置で複数有しており、
それぞれの前記直線状部分から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記直線状部分から所定の距離までである、請求項１８記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２２】
前記２枚のマスク板は、いずれも、紫外線透過率の極小部分である直線状部分を、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に配置される位置に、複数有しており、
それぞれの前記直線状部分から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記直線状部分から所定の距離までである、請求項１８記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２３】
前記シート状の基材の上面および下面に設けた前記マスク板は、互いに等しい紫外線透過率分布を有している、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２４】
前記シート状の基材の上面に設けた前記マスク板の紫外線透過率分布と、前記シート状の基材の下面に設けた前記マスク板の紫外線透過率分布は、作製する前記屈折率分布型光学部材の光の伝搬方向に沿って、互いに負の相関がある、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の作製方法。
【請求項２５】
前記マスク板の紫外線透過率分布は、作製する前記屈折率分布型光学部材の光の伝搬方向に沿って変化する部分を少なくとも有する分布である、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２６】
前記紫外線透過率分布は、前記光の伝搬方向に沿って周期的に変化する分布である、請求項２５記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２７】
前記紫外線透過率分布は、前記光の伝搬方向に沿って紫外線透過率が変化する部分と、前記光の伝搬方向に沿って紫外線透過率が一様な部分との組合せである、請求項２５記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２８】
前記シート状の基材の上下２面の少なくとも１面に、少なくとも紫外線に透明な基板を備えた、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信あるいは光ネットワークに適用される、屈折率分布型光学部材および屈折率分布型光学部材の製造方法に関する。より特定的には、コア内のシロキサン構造の濃度を中心からの距離にしたがって中心対称に増加させることで屈折率分布を制御することのできるポリシラン製光学部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マルチモード光導波路は、コア内で中心対称に低下する屈折率分布を有することによってモード分散を低減することができる。屈折率分布の物理的構成は、下記の従来例のように材料と作製プロセスに依存する。
【０００３】
従来の屈折率分布型光導波路は、光学媒体に対して所定のマスクを設けて、そのマスクの開口部を通して拡散源を光学媒体中に拡散して光導波路の屈折率に分布をつけていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、光重合により屈折率が小さくなるモノマーを含む光学媒体に対して、所定の透過率のマスクを設けて光を照射し、光導波路の屈折率に分布をつけるものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、特許文献２と同様の光重合反応を利用する方法で、異なる２方向から紫外線を照射して、同心円状の屈折率分布を有する導波路型レンズを作製するものもある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、特許文献２と同様の光重合反応を利用する方法で、照射光量を変化させることで屈折率分布型導波路を作製するものもある（例えば、特許文献４参照）。
【０００７】
また、有機カルボン酸の金属塩を含む光学樹脂に対して所定の開口部を有するマスクを設けて、エタノールやアセトンなどの溶媒に浸漬処理して有機カルボン酸を外部に拡散させることにより光導波路の屈折率に分布をつけるものもある（例えば、特許文献５参照）。
【０００８】
一方、光通信や光ネットワークに使用される光モジュールを安価に量産する技術として表面実装が挙げられる。
【０００９】
これは、あらかじめ光モジュールに必要な半導体レーザーやレンズの外形を高精度に作製し、Ｖ溝などが形成されたシリコン基板上にサブミクロン精度で配置したり、光学部品に位置決め用のアライメントマークを高精度に配置して、そのアライメントマークをＣＣＤカメラ等で取り込み、画像処理技術を応用して配置するパッシブアライメントを行う技術である。パッシブアライメントの場合には、光ファイバーに入力する光量をモニターすることなく各光学部品を配置するため、これらの光学部品の加工精度や配置精度が最終的に光ファイバーに入力される光量に影響を及ぼす。そのため、各光学部品を精密に加工し、高精度にアライメントする必要がある。
【００１０】
また、プラスチックファイバーなどのマルチモード光ファイバー（以下、ＭＭＦと略す）の場合、その大口径コアに見合った受光面積を有するフォトダイオードが無いし、全モードを制御した低損失で小型のカプラーなどの周辺部品も無い。一方、シングルモード光ファイバー（以下、ＳＭＦと略す）は、モード制御が容易で、コア径も小さいことから小型で安価な周辺部品が入手できる。
【００１１】
ところで、従来の光モジュールには、グレーティングカプラーと導波路型レンズを有する薄膜型導波路を使用して、グレーティングカプラーによって薄膜型導波路に入力された光を導波路型レンズを介して外部の光学部品に結合させるものがある（例えば、特許文献６参照）。
【００１２】
また、Ｓｉ基板上に並列形成されたＶ溝群と、Ｖ溝群で位置決めされた光ファイバー群と、同ピッチで配列された光源群と、Ｖ溝群で位置決めされたフレネルレンズ群で構成されたものもある（例えば、特許文献７参照）。
【００１３】
また、屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）を使用して、光モジュールのアセンブリに高精度な光軸調整を不要にしたものもある（例えば、特許文献８参照）。
【００１４】
図２９は、特許文献８に示されている、従来の光モジュール６１０の側面図を示している。
【００１５】
光モジュール６１０は、基板６１１上にスペーサ６１２を介して配置された上下分割可能な石英ブロック６１３に挟まれ保持される光導波路としての光ファイバー６１４と、基板６１１上に設けられたホルダー６１５に固定されると共に電気信号が入力する端子６１６ａを備えるレーザーダイオード６１６と、石英ブロック６１３とレーザーダイオード６１６との間に配置され光ファイバー６１４に接続されるＧＲＩＮレンズ６１７とから構成されている。
【００１６】
外部から電気信号がレーザーダイオードの端子６１６ａに入力すると、この電気信号の状態変化、例えば、信号のＯＮ／ＯＦＦに応じてレーザーダイオード６１６が発光／消光する。このレーザーダイオード６１６が出射する光信号は、ＧＲＩＮレンズ６１７により集束されて光ファイバー６１４に導かれ、最終的に光モジュール６１０の外部に出力される。
【特許文献１】特開昭５７−１９８４１０号公報（第２頁、第３図）
【特許文献２】特開昭６０−６４３１０号公報（第２〜３頁、第１図）
【特許文献３】特開昭６０−１７５０１０号公報（第７図）
【特許文献４】特開平１−１３４３１０号公報（第１図）
【特許文献５】特開昭６０−１８８９０６号公報（第３〜５頁、第２〜４図）
【特許文献６】特開昭６２−２８０８２７号公報（第１図）
【特許文献７】特開２００４−１０９４９８号公報（第１図）
【特許文献８】特開平１１−２７１５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１の従来の方法では、光学媒体にマスクの開口部から拡散材料を注入する必要があるので、拡散材料の補給や、拡散材料による汚損などによりプロセスが複雑になるという第１の課題を有していた。
【００１８】
また、特許文献５の従来の方法は、有機カルボン酸の金属塩を含む光学樹脂をエタノールやアセトンなどの溶媒に浸漬処理するなどのウェット処理が必要なので、この場合にも、プロセスが複雑になるという第１の課題を有していた。
【００１９】
また、特許文献２〜４の従来の方法は、光学媒体中のモノマーを光により重合して屈折率を変化させるので、光量を調節するマスク設置と光照射の簡単なプロセスで屈折率分布型導波路を作製できるが、光重合反応によりできた材料は、ＰＭＭＡなどのアクリル樹脂を使用するため、耐熱温度は８０℃以下であり、１００℃以上の耐熱性がないという第２の課題を有していた。したがって、屋内環境などでは問題ないが、１００℃以上の耐熱性が要求されるような屋外使用や自動車などには使用できなかった。
【００２０】
また、特許文献６の従来の方法では、薄膜型導波路に結合するためにグレーティングカプラーが必要なので複雑なプロセスが必要で高価であり、低コストで実現できないという第３の課題を有していた。
【００２１】
また、特許文献７の従来の方法でも、使用している光ファイバー径レベルのフレネルレンズが高価であるため、低コストで実現できないという第３の課題を有していた。
【００２２】
また、特許文献８の従来の方法では、バルク型ＧＲＩＮレンズ（口径１ｍｍ以上）を使用しているので、低コストではあるが、光モジュールの小型化ができないという第４の課題を有していた。
【００２３】
なお、本明細書において、光ファイバー径レベルとは、光ファイバーの直径の１０倍程度以下の大きさを言うものとする。
【００２４】
また、特許文献２〜４に示す従来のいずれの方法も、小型の導波路型屈折率分布レンズを作製することは可能であるが、導波路型屈折率分布レンズを作製する工程と、その作製した導波路型屈折率分布レンズを用いて光モジュールを作製する工程とが別工程となる、という第５の課題を有している。作製する導波路型屈折率分布レンズは非常に小さいため、製造費用に占めるその樹脂材料費は非常に小さく、製造工程で要する費用がコストに影響するため、このように、導波路型屈折率分布レンズを作製する工程と光モジュールを作製する工程とが別工程であると、光モジュールの作製費用が高コストになってしまう。
【００２５】
図２８は、特許文献３に記載の、従来の光導波路の作製装置５１１の構成図である。
【００２６】
高分子フィルム５１３の表面（上面）にはマスク５１４が設置されている。このマスク５１４には、紫外線５１５を透過する２つの変化部５１４ｃが、所定の間隔を存して並列に形成されている。変化部５１４ｃは紫外線５１５の透過率が横方向に変化する分布を有しており、紫外線５１５の透過率が両側端でゼロ、中央で最も大きくなるように構成されている。そして、マスク５１４の上方には、一対のミラー５１６と、中央にプリズム５１７が設けられている。
【００２７】
光源より平行な紫外線５１５が照射され、その紫外線５１５は、プリズム５１７によって左右に分割され、一対のミラー５１６のそれぞれで反射され、２方向からマスク５１４に照射されるようになっている。その紫外線５１５は、マスク５１４の変化部５１４ｃのみ透過してフィルム５１３内に進行し、かつ両変化部５１４ｃを透過した紫外線５１５がフィルム５１３中で交差して円形の露光部を作製するようになっている。この露光部が、光導波路５１２となる。
【００２８】
このようにして、フィルム５１３に紫外線を照射してフィルム５１３内のモノマーを重合させ、屈折率分布を形成させることにより、光導波路５１２を作製する。
【００２９】
そして、光モジュールを完成させるためには、この光導波路５１２を用いて、さらに光モジュールを作製するという別工程を行う必要があるため高コストとなってしまう。
【００３０】
本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法は、シート状ポリシランを用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させることで、簡易なプロセスで屈折率分布型光学部材を作製することを第１の目的としている
。
【００３１】
また、本発明の屈折率分布型光学部材は、シート状ポリシランを用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部が形成させることで、１００℃以上の耐熱性を持たせることを第２の目的としている。    
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
断面の実質上中心で屈折率の極大部分を有し、前記極大部分からの距離にしたがって屈折率が増加しない屈折率分布を有するコア部と、
前記コア部の周囲の少なくとも一部に接している、屈折率が実質上一様なクラッド部とを備えた屈折率分布型光学部材であって、
ポリシランを主成分とするシート状の屈折率分布型光学部材である。
【００３３】
また、第２の本発明は、
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、濃度が減少しないシロキサン構造の濃度分布を有している、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３４】
また、第３の本発明は、
前記コア部の前記シロキサン構造の濃度分布は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって中心対称に実質上放物線に沿って増加する分布である、第２の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３５】
また、第４の本発明は、
前記コア部の前記シロキサン構造の濃度分布は、光の伝搬方向に沿って変化する分布である、第２の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３６】
また、第５の本発明は、
光の伝搬方向に沿って変化する前記シロキサン構造の濃度分布の変化は、周期的である、第４の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３７】
また、第６の本発明は、
前記光の伝搬方向に沿って変化する前記シロキサン構造の濃度分布は、前記シート状のポリシランの膜厚方向および幅方向の両方向に変化して分布する部分と、前記膜厚方向にのみ変化して分布する部分との組合せである、第４の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３８】
また、第７の本発明は、
前記コア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記コア部の長さは、前記光軸上の所望の位置に焦点を有するように調整されている、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００３９】
また、第８の本発明は、
前記コア部は、複数設けられている、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４０】
また、第９の本発明は、
前記複数のコア部の少なくとも一対が、一部において光学的に結合している、第８の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４１】
また、第１０の本発明は、
前記複数のそれぞれのコア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記複数のコア部は、互いに交差せずに並列して配置されている、第８の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４２】
また、第１１の本発明は、
前記複数のそれぞれのコア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記複数のコア部は、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に配置されている、第８の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４３】
また、第１２の本発明は、
前記シート状のポリシランの上下２面の少なくとも１面に、少なくとも紫外線に対して透明な基板を備えた、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４４】
また、第１３の本発明は、
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、同心楕円形状に実質上放物線に沿って減少する屈折率分布を有する、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４５】
また、第１４の本発明は、
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、同心円形状または同心楕円形状に実質上放物線に沿って減少する屈折率分布を有しており、入力側および出力側の少なくとも一方の端部領域の断面が、前記端部に向かって面積が小さくなる形状をしている、第１の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４６】
また、第１５の本発明は、
前記コア部の前記端部は、曲面形状である、第１４の本発明の屈折率分布型光学部材である。
【００４７】
また、第１６の本発明は、
ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いた屈折率分布型光学部材の製造方法であって、
前記シート状の基材上の所望の前記屈折率分布型光学部材の形成位置において、前記シート状の基材の上面および下面から、それぞれマスク板を介して同時に紫外線を照射する紫外線照射ステップと、
前記シート状の基材に酸素を供給しながら加熱する加熱ステップとを備えた、屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００４８】
また、第１７の本発明は、
前記紫外線照射ステップで紫外線を照射し、前記加熱ステップで酸素を供給しながら加熱することにより、前記シート状の基材のポリシラン構造が、酸化反応により、ポリシラン構造よりも屈折率の小さいシロキサン構造に変化する、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００４９】
また、第１８の本発明は、
前記マスク板は、作製する前記屈折率分布型光学部材のコア部の中心線に平行な線上に紫外線透過率が極小となる部分が分布しており、前記極小となる部分からの、前記平行な線の垂直な面方向への距離にしたがって紫外線透過率が低下しない紫外線透過率分布を有している、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５０】
また、第１９の本発明は、
前記マスク板の前記紫外線透過率は、前記平行な線から垂直な面方向に離れるにしたがって実質上放物線に沿って増加する、第１８の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５１】
また、第２０の本発明は、
前記紫外線透過率分布は、前記平行な線から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記平行な線から所定の距離までであり、前記所定の距離が、前記光の伝搬方向に沿って短くなっていく分布である、第１９の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５２】
また、第２１の本発明は、
前記２枚のマスク板は、いずれも、紫外線透過率の極小部分である直線状部分を、互いに交差しない配置で複数有しており、
それぞれの前記直線状部分から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記直線状部分から所定の距離までである、第１８の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５３】
また、第２２の本発明は、
前記２枚のマスク板は、いずれも、紫外線透過率の極小部分である直線状部分を、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に配置される位置に、複数有しており、
それぞれの前記直線状部分から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記直線状部分から所定の距離までである、第１８の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５４】
また、第２３の本発明は、
前記シート状の基材の上面および下面に設けた前記マスク板は、互いに等しい紫外線透過率分布を有している、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５５】
また、第２４の本発明は、
前記シート状の基材の上面に設けた前記マスク板の紫外線透過率分布と、前記シート状の基材の下面に設けた前記マスク板の紫外線透過率分布は、作製する前記屈折率分布型光学部材の光の伝搬方向に沿って、互いに負の相関がある、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５６】
また、第２５の本発明は、
前記マスク板の紫外線透過率分布は、作製する前記屈折率分布型光学部材の光の伝搬方向に沿って変化する部分を少なくとも有する分布である、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５７】
また、第２６の本発明は、
前記紫外線透過率分布は、前記光の伝搬方向に沿って周期的に変化する分布である、第２５の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５８】
また、第２７の本発明は、
前記紫外線透過率分布は、前記光の伝搬方向に沿って紫外線透過率が変化する部分と、前記光の伝搬方向に沿って紫外線透過率が一様な部分との組合せである、第２５の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００５９】
また、第２８の本発明は、
前記シート状の基材の上下２面の少なくとも１面に、少なくとも紫外線に透明な基板を備えた、第１６の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法である。
【００６０】
以上に記載の本発明の屈折率分布型光学部材の製造方法は、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させることで、簡易なプロセスで屈折率分布型光学部材を作製できる、という効果を発揮する。この効果は、上述した第１の課題に対応したものである。
【００６１】
また、本発明の屈折率分布型光学部材は、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部が形成させることで、１００℃以上の耐熱性を持たせることができる、という効果を発揮する。この効果は、上述した第２の課題に対応したものである。
【００６２】
また、第２９の本発明は、
第７の本発明の屈折率分布型光学部材と、
前記屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から光を入射させるように配置された発光部と、
前記コア部のもう一方の端部から出射する光を受光させるように配置された受光部とを備えた光モジュールである。
【００６３】
また、第３０の本発明は、
前記コア部は、前記屈折率分布型光学部材に、互いに交差せずに並列して複数配置されており、
前記複数のコア部のそれぞれの一方の端部には、複数の前記発光部がそれぞれ配置されており、
前記複数のコア部のそれぞれのもう一方の端部には、複数の前記受光部がそれぞれ配置されている、第２９の本発明の光モジュールである。
【００６４】
また、第３１の本発明は、
第７の本発明の屈折率分布型光学部材と、
特定の波長の光のみを通過させ前記特定の波長以外の光を反射する、前記特定の波長がそれぞれ異なる波長である複数の光学フィルターとを備え、
前記屈折率分布型光学部材のコア部は、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に複数配置されており、
前記複数の光学フィルターのそれぞれは、前記隣同士のコア部の交差部分に配置されており、
前記複数のコア部のうちの一番端のコア部の一方の入口から多重波長の光が入射される、光モジュールである。
【００６５】
また、第３２の本発明は、
２つの、第７の本発明の屈折率分布型光学部材と、
一方の前記屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から光を入射させるように配置された発光部と、
もう一方の前記屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から出射する光を受光させるように配置された受光部と、
前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部のもう一方の端部、および前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部のもう一方の端部の間に配置された光学部品とを備えた、光モジュールである。
【００６６】
また、第３３の本発明は、
前記光学部品は、アイソレーター、偏向子、波長板、光学フィルター、フォトニック結晶のうちのいずれか、または、これらの組み合わせであり、前記２つの屈折率分布型光学部材の光軸を横断するように配置されている、第３２の本発明の光モジュールである。
【００６７】
また、第３４の本発明は、
前記２つの屈折率分布型光学部材のコア部は、いずれも、互いに交差せずに並列して複数配置されており、
前記発光部および前記受光部は、いずれも複数あり、
前記一方の屈折率分布型光学部材の複数のコア部のそれぞれの一方の端部には、前記複数の発光部がそれぞれ配置されており、
前記もう一方の屈折率分布型光学部材の複数のコア部のそれぞれの一方の端部には、前記複数の受光部がそれぞれ配置されている、第３２の本発明の光モジュールである。
【００６８】
また、第３５の本発明は、
前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、１つであり、
前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、複数あり、
前記光学部品は、光分岐デバイスであり、
前記一方の屈折率分布型光学部材の前記コア部の一方の端部から入射された光は、前記光分岐デバイスで分岐されて、前記もう一方の屈折率分布型光学部材の前記複数のコア部の、それぞれの一方の端部から出射される、第３２の本発明の光モジュールである。
【００６９】
また、第３６の本発明は、
前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、複数あり、
前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、１つであり、
前記光学部品は、光結合デバイスであり、
前記一方の屈折率分布型光学部材の前記複数のコア部の、それぞれの一方の端部から入射された光は、前記光結合デバイスで結合されて、前記もう一方の屈折率分布型光学部材の前記コア部の一方の端部から出射される、第３２の本発明の光モジュールである。
【００７０】
また、第３７の本発明は、
さらに、前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部に配置された別の受光部を備え、
前記光学部品は、特定の波長の光のみを通過させ前記特定の波長以外の光を反射する光学フィルターであり、
前記受光部は、前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から入射した前記発光部からの光が、前記光学フィルターを通過して前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から出射される位置に配置されており、
前記別の受光部は、前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から入射した前記光が、前記光学フィルターで反射して前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から出射される位置に配置されている、第３２の本発明の光モジュールである。
【００７１】
また、第３８の本発明は、
前記屈折率分布型光学部材は、コア部が前記発光部および／または前記受光部と軸ズレ状態になるように配置され、前記発光部および／または前記受光部の前記屈折率分布型光学部材のコア部への入出力端部に対する光の入出力方向を傾斜させている、第２９または３２の本発明の光モジュールである。
【００７２】
また、第３９の本発明は、
前記屈折率分布型光学部材、前記発光部、前記受光部のうちの少なくとも１つは、表面実装の位置決め用に形成された溝によって位置決めされている、第２９または３２の本発明の光モジュールである。
【００７３】
また、第４０の本発明は、
第１３の本発明の屈折率分布型光学部材と、
前記屈折率分布型光学部材のコア部の入力側端部に楕円形状ビームを入射する入力部と、
前記コア部の出力側端部から出射される出力ビームを受光する受光部とを備え、
前記コア部の前記屈折率分布の楕円形状の長軸および短軸の方向が、それぞれ、前記入力部から入射される前記楕円形状ビームの短軸および長軸の方向と一致する、光モジュールである。
【００７４】
以上に記載の、本発明の光モジュールは、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いて、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させるという簡易なプロセスで作製した本発明の屈折率分布型光学部材を利用した低コストの光モジュールとすることができる、という効果を発揮する。この効果は、上述した第３の課題に対応したものである。
【００７５】
以上に記載の、本発明の光モジュールは、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いて、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させるというプロセスで作製した小型の本発明の屈折率分布型光学部材を利用した小型の光モジュールとすることができる、という効果を発揮する。この効果は、上述した第４の課題に対応したものである。
【００７６】
また、第４１の本発明は、
発光部を有する第１光学部品および受光部を有する第２光学部品を、前記発光部と前記受光部が対向するように、所定の間隔をおいて基板上に配置する配置工程と、
少なくとも、前記発光部および前記受光部を埋設するように、前記発光部と前記受光部との間に、ポリシランをシート状に充填もしくは塗布する塗布工程と、
前記ポリシランを硬化させるとともに、前記発光部から出射された光が前記受光部に入射されるように、前記ポリシラン内に屈折率分布を形成させるポリシラン硬化工程とを備えた、光モジュールの製造方法である。
【００７７】
また、第４２の本発明は、
前記ポリシラン硬化工程では、紫外線を照射することにより、前記ポリシランを硬化させるとともに、前記発光部から前記受光部への光路の光軸上で最大であり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって減少する屈折率分布を形成させる、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００７８】
また、第４３の本発明は、
前記発光部は、光源または光ファイバーの一端であり、
前記受光部は、受光素子または光ファイバーの一端である、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００７９】
また、第４４の本発明は、
前記配置工程は、
前記発光部から前記受光部への光路の光軸が、前記発光部および／または前記受光部と軸ズレ状態になるように、前記発光部および前記受光部を配置する、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８０】
また、第４５の本発明は、
前記基板は、表面実装の位置決め用の溝を有しており、
前記配置工程は、
前記第１光学部品および前記第２光学部品の少なくとも一方を、前記位置決め用の溝によって位置決めさせて配置する、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８１】
また、第４６の本発明は、
前記配置工程は、
光ファイバーを前記基板上に固定した後、切断された後の２つの端面の間隔が前記所定の間隔となるように、前記光ファイバーを前記基板上で切断し、前記２つの端面のうちの一方の端面を前記発光部とし、もう一方の端面を前記受光部とする、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８２】
また、第４７の本発明は、
少なくとも、前記ポリシランの前記屈折率分布を形成させる部分に対応する前記基板の部分は、紫外線に対して透明であり、
前記ポリシラン硬化工程では、２枚のマスク板を、前記シート状のポリシランが充填もしくは塗布された前記基板の両面側に配置した後、前記２枚のマスク板の外側から均一な紫外線を照射し、
前記２枚のマスク板は、いずれも、前記ポリシランに形成させる屈折率の大きい部分に対応する部分の紫外線透過率が小さくなり、前記ポリシランに形成させる屈折率の小さい部分に対応する部分の紫外線透過率が大きくなるような紫外線透過率分布を有する、第４２の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８３】
また、第４８の本発明は、
前記２枚のマスク板の紫外線透過率分布は、いずれも、前記発光部と前記受光部を直線で結ぶ光軸に対向する直線状部分で最小であり、前記直線状部分から垂直方向に離れるにしたがって増加する分布をしており、
前記ポリシラン硬化工程により、前記光軸上で屈折率が最大となり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって屈折率が低下する屈折率分布を有するＧＲＩＮレンズが、前記発光部と前記受光部の間に形成される、第４７の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８４】
また、第４９の本発明は、
前記受光部は、複数設けられており、
前記２枚のマスク板は、それぞれ、
前記発光部に接続される第１のＧＲＩＮレンズを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第１の紫外線透過率パターンと、
前記受光部のそれぞれに接続される複数の第２のＧＲＩＮレンズで構成される第２のＧＲＩＮレンズアレーを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第２の紫外線透過率パターンと、
前記第１のＧＲＩＮレンズから出射される光を分岐して前記第２のＧＲＩＮレンズの前記各受光部に入射させる分岐路を形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した、前記第１の紫外線透過率パターンおよび前記第２の紫外線透過率パターンに接続される第３の紫外線透過率パターンとを有する、第４７の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８５】
また、第５０の本発明は、
前記発光部は、複数設けられており、
前記２枚のマスク板は、それぞれ、
前記発光部のそれぞれに接続される複数の第１のＧＲＩＮレンズで構成される第１のＧＲＩＮレンズアレーを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第１の紫外線透過率パターンと、
前記受光部に接続される第２のＧＲＩＮレンズを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第２の紫外線透過率パターンと、
前記第１のＧＲＩＮレンズアレーの前記各発光部から出射される光を結合して前記第２のＧＲＩＮレンズに入射させる結合路を形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した、前記第１の紫外線透過率パターンおよび前記第２の紫外線透過率パターンに接続される第３の紫外線透過率パターンとを有する、第４７の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８６】
また、第５１の本発明は、
さらに、前記発光部から前記受光部への光路を切断するように、前記シート状のポリシランを２つに切断する切断工程と、
前記２つに切断されたシート状のポリシランの間に、第３光学部品を配置する第３光学部品取付工程とを備えた、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８７】
また、第５２の本発明は、
前記発光部および受光部は、それぞれ複数設けられており、
前記ポリシラン硬化工程では、それぞれの前記発光部に対応するそれぞれの前記受光部へのそれぞれの光路毎に、その光軸上で屈折率が最大となり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって屈折率が低下する屈折率分布を形成させる、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８８】
また、第５３の本発明は、
さらに、前記発光部から前記受光部への全ての光路を切断するように、前記シート状のポリシランを２つに切断する切断工程と、
前記２つに切断されたシート状のポリシランの間に、第３光学部品を配置する第３光学部品取付工程とを備えた、第５２の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００８９】
また、第５４の本発明は、
前記第３光学部品は、アイソレーター、偏向子、波長板、フィルターのうちのいずれかである、第５１または第５３の本発明の光モジュールの製造方法である。
【００９０】
また、第５５の本発明は、
発光部を有する第１光学部品と、
前記発光部と所定の間隔をおいて隔てられた受光部を有する第２光学部品と、
少なくとも、前記発光部および前記受光部が埋設されており、前記発光部と前記受光部との間に、前記発光部から出射された光を前記受光部に入射させる屈折率分布を有する、シート状の硬化されたポリシランとを備えた、光モジュールである。
【００９１】
また、第５６の本発明は、
前記ポリシランには、光量に分布を有する紫外線を照射することにより、前記発光部から前記受光部への光路の光軸上で屈折率が最大となり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって屈折率が低下する屈折率分布が形成されており、その屈折率分布によって、前記ポリシラン内にＧＲＩＮレンズが形成されており、
前記ＧＲＩＮレンズ部分のシロキサン構造の濃度分布は、前記光軸上で最小であり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって実質上放物線に沿って増加する、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９２】
また、第５７の本発明は、
前記発光部は、光源または光ファイバーの一端であり、
前記受光部は、受光素子または光ファイバーの一端である、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９３】
また、第５８の本発明は、
前記発光部から前記受光部への光路の光軸が、前記発光部および／または前記受光部と軸ズレ状態になるように、前記発光部および前記受光部が配置されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９４】
また、第５９の本発明は、
前記第１光学部品、前記第２光学部品、および前記ポリシランは、表面実装の位置決め用の溝を有する基板上に配置されており、
前記第１光学部品および前記第２光学部品の少なくとも一方は、前記位置決め用の溝によって位置決めされて配置されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９５】
また、第６０の本発明は、
前記受光部は、複数あり、
前記ポリシランには、その内部の屈折率分布により、
前記発光部に接続される第１のＧＲＩＮレンズと、
前記受光部のそれぞれに接続される複数の第２のＧＲＩＮレンズと、
前記第１のＧＲＩＮレンズから出射される光を分岐して前記複数の第２のＧＲＩＮレンズに入射させる分岐路とが形成されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９６】
また、第６１の本発明は、
前記発光部は、複数あり、
前記ポリシランには、その内部の屈折率分布により、
前記発光部のそれぞれに接続される複数の第１のＧＲＩＮレンズと、
前記受光部に接続される第２のＧＲＩＮレンズと、
前記複数の第１のＧＲＩＮレンズから出射される光を結合して前記第２のＧＲＩＮレンズに入射させる結合路とが形成されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９７】
また、第６２の本発明は、
さらに、前記光路を横断するように前記ポリシランの間に配置されている第３光学部品を備えた、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９８】
また、第６３の本発明は、
前記発光部および受光部は、それぞれ複数あり、
前記ポリシランには、その内部の屈折率分布により、それぞれの前記発光部とそれらに対応するそれぞれの前記受光部とのそれぞれの間にＧＲＩＮレンズが形成されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【００９９】
また、第６４の本発明は、
さらに、前記発光部から前記受光部への全ての光路を横断するように配置されている第３光学部品を備えた、第６３の本発明の光モジュールである。
【０１００】
また、第６５の本発明は、
前記第３光学部品は、アイソレーター、偏向子、波長板、フィルターのうちのいずれかである、第６２または第６４の本発明の光モジュールである。
【発明の効果】
【０１０１】
以上に記載の本発明の光モジュールおよび光モジュールの製造方法は、導波路型屈折率分布レンズを作製すると同時に光学部品の固定ができる、という効果を発揮する。この効果は、上述した第５の課題に対応したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０１０３】
（実施の形態１）
図１（ａ）に、本発明の実施の形態１の屈折率分布型光導波路（ＧＩ型光導波路）１０５の構成概要図を示す。図１（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、ＧＩ型光導波路１０５の酸素濃度分布および屈折率分布を示している。また、図１（ｄ）は、図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５のＡ−Ａ´断面図を示している。なお、ＧＩ型光導波路１０５が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０１０４】
本実施の形態１では、図１（ａ）に示すように、シート状ポリシラン１０１の面内の屈折率分布（以下ＧＩと呼ぶ）を有するＧＩ型コア１０２と、ＧＩ型コア１０２以外のクラッド１０３と、シート状ポリシラン１０１を支持し、紫外線に対して透明な、例えばガラス基板１０４とで構成されている。
【０１０５】
ＧＩ型コア１０２は、図１（ｂ）に示すように、断面の中心線上で極小部分を有し、その極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布を有している。一方、クラッド１０３は、ほぼ酸素濃度が一定である。
【０１０６】
次に、本実施の形態１のＧＩ型光導波路の製造方法、およびその原理について図２および図３を使用して説明する。
【０１０７】
図２（ａ）は、ポリシラン系樹脂の、酸化による内部構造の変化を示している。また、図２（ｂ）は、酸化により、シート状ポリシランに形成される屈折率分布を説明する図である。
【０１０８】
硬化前のシート状ポリシラン１０８は、ＵＶ（紫外線）露光や熱処理によって起こる硬化時の酸化反応により、高屈折率のポリシラン構造１０６が低屈折率のシロキサン構造１０７に変化する。したがって、図２（ｂ）に示すように、透明基板１０９上に塗布した硬化前のシート状ポリシラン１０８の上からＵＶ照射１１０すると、ＵＶ照射１１０している上側から空気中の酸素と反応して酸化が起こりシロキサン構造１０７が生成されていくので、ＵＶ光源から離れるにしたがってシロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度が減少する。
【０１０９】
このように、ＵＶ照射１１０の仕方と、シート状ポリシラン１０８への酸素の供給の仕方によって、ポリシラン構造１０６部分と酸化により発生するシロキサン構造１０７部分を分布させられるので、自由に屈折率分布を形成させることができる。ただし、シート状ポリシラン１０８の膜厚が小さい場合は雰囲気中の酸素と反応することができるが、シート状ポリシラン１０８の膜厚が大きい場合やシート状ポリシラン１０８が基板などで直接空気に触れない場合には、雰囲気の酸素が及ばない内部には屈折率分布を形成させることができない。このような場合は、予め硬化前のシート状ポリシラン１０８内部に、酸素や酸化物あるいは過酸化物を拡散させておくことで、雰囲気の酸素が及ばない内部にまで屈折率分布を形成させることができる。
【０１１０】
また、図２（ｂ）において上下の両面から、つまり透明基板１０９の下側からもＵＶ照射を行う場合、シート状ポリシラン１０８の基板側と空気側では酸素供給量（シロキサン構造１０７が生成される前の酸素濃度）が異なるので、照射するＵＶ照射量が上下等量の場合は酸素供給量の多い空気側の屈折率低下が大きくなり、最大屈折率位置が基板側に移動してしまう。この場合、基板側から照射するＵＶ照射量を空気側よりも多くして非対称にすることで、空気側の酸化反応が抑制されるので膜厚中心対称の屈折率分布を形成させることができる。
【０１１１】
例えば、ＧＩ型スラブ導波路のように、膜厚方向に中心で極大を有し、中心からの距離にしたがって屈折率が中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布を形成させる場合は、硬化前のシート状ポリシラン１０８の上下両面から同強度のＵＶ照射をすればよい。
ただし、ＵＶ露光で硬化させる場合に基板側から露光する場合は、透明基板１０９の材料として、ＵＶに対して透明な材料、例えば、石英やほう珪酸ガラスなどのガラスや、ＵＶを透過する樹脂や、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３などの結晶性基板を使用する。
【０１１２】
なお、シート状ポリシラン１０８の膜厚が大きい場合や、透明基板１０９により酸素供給量が上下で非対称になる場合は、予めシート状ポリシラン１０８に酸素や酸化物あるいは過酸化物を付加しておいたり、ＵＶ照射量を上下非対称にすれば膜厚方向の屈折率分布を調整することができる。
【０１１３】
このように、ポリシランは、酸化反応によりポリシラン構造１０６が相対的に低屈折率のシロキサン構造１０７に変化するので、ポリシラン内部での屈折率分布は、シロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度と負の相関を有する。したがって、図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５のＧＩ型コア１０２は、図１（ｂ）に示す酸素濃度分布を有しているので、ＧＩ型コア１０２内の屈折率分布は、図１（ｃ）に示すように、ＧＩ型コア１０２の断面の中心線上で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する分布となる。したがって、図１（ａ）のＡ−Ａ´断面におけるＧＩ型コア１０２の屈折率分布は、図１（ｄ）のように円形状の分布となる。なお、図１（ｄ）のＧＩ型コア１０２部分の濃淡は、濃い方が屈折率が高く、薄い方が屈折率が低いことを示している。
【０１１４】
ポリシラン内部での屈折率分布は酸素濃度と負の相関を有するので、ＧＩ型コア１０２の酸素濃度分布は、その断面の中心線上で極小部分を有し、その極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する分布となる。ポリシラン内部の酸素濃度の分布は、シロキサン構造の濃度の分布に依存するので、ＧＩ型コア１０２内のシロキサン構造の濃度の分布を、断面の中心線上で極小部分を有し、その極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する分布とすることにより、図１（ｃ）に示すような屈折率分布を形成させることができる。
【０１１５】
このようにして、ポリシラン内の酸素濃度分布を制御すること、すなわちポリシラン内のシロキサン構造の濃度分布を制御することで、ＧＩ型光導波路１０５を作製することができる。
【０１１６】
なお、本実施の形態１のＧＩ型光導波路１０５では、図１（ｄ）のように、ＧＩ型コア１０２が、その周囲の上部および下部を除く部分でクラッド１０３に接している構成としたが、ＧＩ型コア１０２の周囲の全体がクラッド１０３に接している構成であってもよい。
【０１１７】
次に、図１（ｃ）に示すように膜厚方向と幅方向の２次元的に屈折率が分布する図１（ａ）のポリシラン製ＧＩ型光導波路１０５の製造方法について説明する。
【０１１８】
図３は、ＧＩ型光導波路１０５の製造工程を示す図であり、図３（ａ）は準備工程、図３（ｂ）はＵＶ照射工程、図３（ｃ）は完成したＧＩ型光導波路を示している。
【０１１９】
まず、図３（ａ）に示すように、透明基板１１４の上にシート状のポリシラン（硬化前）１０１を塗布する。そして、シート状ポリシラン（硬化前）１０１を塗布した透明基板１１４の上の面にＵＶ透過率分布上マスク１１２を、下の面にＵＶ透過率分布下マスク１１３をそれぞれ配置する。なお、透明基板１１４には、少なくとも紫外線に対して透明な基板、つまり少なくとも紫外線領域の波長を透過する基板を使用する。なお、ポリシラン（硬化前）１０１が、本発明の、ポリシランを主成分とするシート状の基材の一例にあたる。
【０１２０】
図３（ａ）のＵＶ透過率分布上マスク１１２の上に示すグラフは、図３（ａ）に示すＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３の位置に対応する部分の、幅方向（図３の左右方向）のＵＶ（紫外線）透過率分布を示している。このように、ＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３は、いずれも、所望の長さのＧＩ型光導波路１０５のＧＩ型コア１０２の中心線に平行な線上に極小部分を有し、その平行線の垂直方向における前記極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加するＵＶ（紫外線）透過率分布を有している。なお、図３（ａ）、（ｂ）に示すＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３のＵＶ透過率分布を示す濃淡は、濃い方が透過率が低く（紫外線を通し難い）、薄い方が透過率が高い（紫外線をよく通す）ことを示している。
【０１２１】
次に、図３（ｂ）に示すように、酸素を供給しながら、加熱し、上記の各透過率分布を有するＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３を介して、シート状ポリシラン（硬化前）１０１の上下２方向から、同量のＵＶ（紫外線）照射１１５を均一に行う。
【０１２２】
このようにＵＶ照射１１５を行うことにより、膜厚方向には膜厚の中心対称な、幅方向にはマスクの透過率分布と負の相関のある幅中心対称な、すなわち、膜厚と幅の中心で極大を有し、それらの中心からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線にしたがって低下
する屈折率分布を有する光導波路を作製することができる。図３（ｃ）に示すように、ポリシラン（硬化後）１１６が、このような屈折率分布を有する光導波路となる。
【０１２３】
なお、図３（ａ）〜（ｃ）のポリシラン（硬化前）１０１およびポリシラン（硬化後）１１６の屈折率分布を示す濃淡は、濃い方が屈折率が高く、薄い方が屈折率が低いことを示しており、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＵＶ照射１１５にしたがって屈折率の分布状態が変化する。
【０１２４】
この屈折率分布が中心対称分布であれば、近似的に放物線状に沿った分布となる。ただし、幅方向のクラッド１０３部分に対応するＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３の透過率は一定であるので、厳密にはクラッド１０３部分の膜厚方向には中心対称の屈折率分布が存在する。しかし、クラッド１０３部分はＧＩ型コア１０２部分よりもＵＶ照射１１５量が多く、シロキサン構造１０７の割合が大きいので、ＧＩ型コア１０２部分の屈折率分布に比較するとクラッド１０３部分の屈折率分布は無視することができる。
【０１２５】
また、図３（ｃ）の下に示すグラフは、図３（ｃ）に示すポリシラン（硬化後）１１６の位置に対応する、幅方向のシロキサン構造１０７を構成するＯ（酸素）の濃度分布および屈折率分布を示している。このように、シロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度分布は、屈折率分布とは逆に、幅方向の中心で極小を有し、その中心からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線にしたがって増加する分布となる。
【０１２６】
また、図３（ａ）〜（ｃ）の右に示すグラフは、各工程における、各図に示すポリシラン（硬化前）１０１およびポリシラン（硬化後）１１６の位置に対応する膜厚方向の、屈折率分布およびシロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度分布を示している。このように、ＵＶ照射１１５にしたがって、膜厚方向の屈折率分布および酸素濃度分布が変化する。
【０１２７】
なお、シート状ポリシラン（硬化前）１０１の膜厚が大きい場合や、透明基板１１４により酸素供給量が上下で非対称になる場合は、上述したＧＩ型スラブ導波路の場合と同様に、予めシート状ポリシラン（硬化前）１０１に酸素や酸化物あるいは過酸化物を付加しておいたり、ＵＶ照射１１５量を上下非対称にすれば膜厚方向の屈折率分布を調整することができる。
【０１２８】
また、一般に、光導波路は保持用基板に取り付ける必要があるが、本実施の形態１で作製した光導波路は、透明基板１１４の部分をそのまま保持用基板として使用できる。したがって、別途保持用基板を準備する必要がなく、保持用基板に取り付ける工程が不要となる、という効果も得られる。
【０１２９】
図４（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態１の屈折率分布型光導波路の製造方法で使用される、紫外線量を制御する透過率分布を有する光導波路用マスクの概要図を示している。これらの光導波路用マスクの膜厚方向の屈折率分布は、いずれも一定である。
【０１３０】
図４（ａ）は、上記で説明した図３のＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３を示している。
【０１３１】
図４（ａ）に示すようなＧＩ型直線導波路以外に、透過率が極小となる中心線が曲線を画いたり、複数本存在するマスクを使用することにより、さまざまなパターンのＧＩ型光導波路を作製することができる。例えば、図４（ｂ）のマスクを使用することによりＧＩ型Ｓ字導波路が作製でき、図４（ｃ）のマスクを使用することによりＧＩ型Ｙ分岐を作製でき、図４（ｄ）のマスクを使用することによりＧＩ型方向性結合器を作製することもできる。
【０１３２】
なお、図４（ａ）〜（ｃ）の各マスクを使用して作製される、ＧＩ型直線導波路、ＧＩ型Ｓ字導波路、ＧＩ型Ｙ分岐は、いずれも、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。また、図４（ｄ）のマスクで作製されるＧＩ型方向性結合器が、本発明の、コア部の少なくとも一対が一部において光学的に結合している屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０１３３】
なお、各図面の光導波路の屈折率分布を示す濃淡は、濃い方が屈折率が高く、薄い方が屈折率が低いことを示すが、マスクの紫外線透過率分布を示す濃淡は、濃い方が透過率が低く（紫外線を通し難い）、薄い方が透過率が高い（紫外線をよく通す）ことを示す。
【０１３４】
なお、本発明で、ポリシランを主成分とするとは、生産用の材料か結果物かに関わらず、ポリシランを主成分としていさえすれば、他の成分が含まれていてもよいことを意味している。
【０１３５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２のＧＩ型光導波路は、実施の形態１のシート状ポリシランを使用したプロセスにより、伝搬方向に沿って紫外線透過率分布が変化するマスクを使用して作製できるＧＩ型光導波路である。なお、本実施の形態２のＧＩ型光導波路が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０１３６】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、入力端と出力端でモードフィールド径の異なるＧＩ型ビーム変換器を作製する際に用いる上下のマスクの概要図を示し、図５（ｃ）は作製されるＧＩ型ビーム変換器の概要図を、図５（ｄ）は、そのＢ−Ｂ´断面図をそれぞれ示している。
【０１３７】
図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスにおいて、ＵＶ透過率分布上マスク１１２として上マスク１２０を使用し、ＵＶ透過率分布下マスク１１３として下マスク１２１を使用して紫外線照射を行う。このように、伝搬方向に変化するコア径に対応して紫外線透過率分布の変化率を変化させた上マスク１２０および下マスク１２１を使用すれば、光の伝搬方向に沿って変化する屈折率分布がＧＩ型コア１２２に形成され、図５（ｃ）に示すような入力端と出力端でモードフィールド径の異なるＧＩ型ビーム変換器を作製することができる。ＧＩ型コア１２２の酸素濃度分布およびシロキサン構造の濃度分布は、屈折率分布に相反する分布なので、これらの分布も光の伝搬方向に沿って変化する分布となる。
【０１３８】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、コアがシート状ポリシランの膜厚方向に変化するＧＩ型３次元光導波路を作製する際に用いる上下のマスクの概要図を示し、図６（ｃ）は作製されるＧＩ型３次元光導波路の概要図を、図６（ｄ）は、そのＣ−Ｃ´断面図をそれぞれ示している。
【０１３９】
図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスにおいて、ＵＶ透過率分布上マスク１１２として上マスク１３０を使用し、ＵＶ透過率分布下マスク１１３として下マスク１３１を使用して紫外線照射を行う。このように、上下で伝搬方向に沿って紫外線透過率分布形状は同じであるが、絶対値が逆相関（左から右へ上マスクは透過率が上昇し、下マスクは透過率が低下する）の紫外線透過率分布を有する上マスク１３０および下マスク１３１を使用すれば、図６（ｃ）に示すような左から右へＧＩ型コア１２２がシート状ポリシランの膜厚方向に変化するＧＩ型３次元光導波路を作製することができる。
【０１４０】
図７（ａ）は、屈折率分布の絶対値が周囲的に変化するＧＩ型導波路グレーティングを作製する際に用いる上下のマスクの概要図を示し、図７（ｂ）は作製されるＧＩ型導波路グレーティングの概要図を、図７（ｃ）は、そのＤ−Ｄ´断面図を、図７（ｄ）は、そのＥ−Ｅ´断面図をそれぞれ示している。
【０１４１】
図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスにおいて、ＵＶ透過率分布上マスク１１２として上マスク１４０を使用し、ＵＶ透過率分布下マスク１１３として下マスク１４１を使用して紫外線照射を行う。上マスク１４０と下マスク１４１は、図７（ａ）に示すように、同じ紫外線透過率分布を有している。
【０１４２】
このように、伝搬方向に沿って周期的に紫外線透過率分布の絶対値が変化する上マスク１４０および下マスク１４１を使用すれば、図７（ｂ）に示すような屈折率分布の絶対値が周囲的に変化するＧＩ型屈折率部分１４５を有するＧＩ型導波路グレーティングを作製することができる。屈折率分布が伝搬方向に沿って周期的に変化するので、図７（ｃ）および図７（ｄ）のように、位置によってその断面の屈折率分布が異なる。
【０１４３】
ＧＩ型コア１４２の酸素濃度分布およびシロキサン構造の濃度分布は、屈折率分布に相反する分布なので、これらの分布も光の伝搬方向に沿って周期的に変化する分布となる。
【０１４４】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３のＧＩ型ＭＭＩカプラーは、実施の形態１のシート状ポリシランを使用したプロセスにより、ＧＩ型スラブ部分とＧＩ型入出力導波路部分が複合したマスクを使用して作製できる、入出力導波路付ＧＩ型ＭＭＩカプラーである。
【０１４５】
図８（ｂ）は、２次元屈折率分布を有する入出力ＧＩ型導波路と膜厚方向の１次元屈折率分布を有する側壁を露出したＧＩ型スラブを複合化したＧＩ型ＭＭＩカプラーの概要図を示し、図８（ａ）は、そのマスクの概要図を示している。図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示すＧＩ型ＭＭＩカプラーのＦ−Ｆ´断面図を示している。
【０１４６】
なお、図８（ｂ）に示すＧＩ形ＭＭＩカプラーが、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０１４７】
本実施の形態３のＧＩ型ＭＭＩカプラーは、図８（ｂ）に示すように、光の伝搬方向に沿ってコア断面の中心線上で酸素濃度の極小部分を有し、その酸素濃度の極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布（屈折率は、コア断面の中心線上で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布）を有するＧＩ型入力導波路１５０と、ＧＩ型入力導波路１５０と同様の屈折率分布を有する２個のＧＩ型出力導波路１５１と、ＧＩ型入力導波路１５０とＧＩ型出力導波路１５１を入力端と出力端のそれぞれに具備する膜厚方向において中心で酸素濃度の極小部分を有し、その酸素濃度の極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布（屈折率は、中心で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布）を有するＧＩ型スラブ１５５で構成されたＧＩ型マルチモード干渉（ＭＭＩ）カプラーである。なお、ここでいう酸素濃度とは、実施の形態１の説明と同様にシロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度のことをいう。
【０１４８】
ただし、ＧＩ型スラブ１５５は、幅方向の露出端面１５６は空気に露出され、ＧＩ型入力導波路１５０からの入射光によって幅方向に励振されたマルチモードの伝搬方向の干渉によって出力端上の２個のＧＩ型出力導波路１５１との接続位置で光の強度が極大になるように幅と長さが最適化されている。
【０１４９】
このようなＧＩ型ＭＭＩカプラーは、実施の形態１に示したＧＩ型光導波路と、ＧＩ型スラブとの組合せである。したがって、実施の形態１と同様のＧＩ型直（曲）線入出力導波路用マスク（図４（ａ）、（ｂ））部分１５７、１５８と、ＧＩ型スラブマスク部分１５９（ＧＩ型入力導波路マスク部分１５７およびＧＩ型出力導波路マスク部分１５８の、極小透過率に等しい一定透過率のマスク）とを組み合わせた図８（ａ）に示す複合マスク１６０を使用すれば、透明基板１５４上に塗布したシート状ポリシランへの上下からの一度の紫外線照射で複合ＧＩ型導波路デバイスが作製できる。
【０１５０】
ポリシランを使用して作製された本実施の形態３のＧＩ型ＭＭＩカプラーのシロキサン構造の濃度分布は、屈折率分布に相反する分布なので、ＧＩ型入力導波路１５０部分およびＧＩ型出力導波路１５１部分では膜圧方向および幅方向に変化する分布となり、ＧＩ型スラブ１５５部分では膜圧方向にのみ変化する分布となる。
【０１５１】
図９（ｂ）は、２次元屈折率分布を有する入出力ＧＩ型導波路と膜厚方向の１次元屈折率分布を有する側壁が露出しないＧＩ型スラブで構成された本実施の形態３の他のＧＩ型ＭＭＩカプラーの概要図を示し、図９（ａ）は、そのマスクの概要図を示している。図９（ｃ）は、図９（ｂ）に示すＧＩ型ＭＭＩカプラーのＧ−Ｇ´断面図を示している。なお、図８と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【０１５２】
なお、図９（ｂ）に示すＧＩ形ＭＭＩカプラーが、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０１５３】
図９に示すような、ＧＩ型スラブ１６１の幅方向の境界がポリシランのクラッド１５３と接する構造の場合の複合マスク１６５のＧＩ型スラブマスク部分１６２は、スラブのコア用の、ＧＩ型入力導波路マスク部分１５７およびＧＩ型出力導波路マスク部分１５８の極小透過率に等しい一定透過率のコア用部分１６３と、スラブのクラッド用の、ＧＩ型入力導波路マスク部分１５７およびＧＩ型出力導波路マスク部分１５８の極小透過率に等しい一定透過率のクラッド用部分１６４で構成される。
【０１５４】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４のＧＩ型アレー導波路グレーティング（ＡＷＧ）は、実施の形態１のシート状ポリシランを使用したプロセスにより作製した、２次元屈折率分布を有する入出力ＧＩ型導波路およびアレー導波路と膜厚方向の１次元屈折率分布を有するＧＩ型スラブを複合化したＧＩ型ＡＷＧである。
【０１５５】
図１０（ｂ）は、本実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧの概要図を示し、図１０（ａ）は、このＧＩ型ＡＷＧを作製するために使用するマスクの概要図を示している。なお、本実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧが、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０１５６】
本実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧは、図１０（ｂ）に示すように、光の伝搬方向に沿ってコア断面の中心線上で酸素濃度の極小部分を有し、その酸素濃度の極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布（屈折率は、コア断面の中心線上で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布）を有する少なくともひとつのＧＩ型入力導波路で構成されるＧＩ型入力導波路群１７０と、それらのＧＩ型入力導波路と同様の屈折率分布を有する少なくともひとつのＧＩ型出力導波路で構成されるＧＩ型出力導波路群１７１と、それらのＧＩ型入力導波路と同様の屈折率分布を有するＧＩ型アレー導波路１７２と、ＧＩ型入力導波路群１７０とＧＩ型アレー導波路１７２を入力端と出力端のそれぞれに具備する膜厚方向において中心で酸素濃度の極小部分を有し、その酸素濃度の極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布（屈折率は、中心で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布）を有するＧＩ型入力スラブ１７３と、ＧＩ型アレー導波路１７２とＧＩ型出力導波路群１７１を入力端と出力端のそれぞれに具備する膜厚方向において中心で酸素濃度の極小部分を有し、その酸素濃度の極小部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って増加する酸素濃度分布（屈折率は、中心で極大部分を有し、その極大部分からの距離にしたがって中心対称にほぼ放物線に沿って低下する屈折率分布）を有するＧＩ型出力スラブ１７４で構成されたＧＩ型アレー導波路グレーティング（ＡＷＧ）である。なお、ここでいう酸素濃度とは、実施の形態１の説明と同様にシロキサン構造１０７を構成する酸素の濃度のことをいう。
【０１５７】
ただし、ＧＩ型入力スラブ１７３とＧＩ型出力スラブ１７４は、光が均質に拡散できるように、ＧＩ型入力導波路群１７０あるいはＧＩ型出力導波路群１７１からＧＩ型アレー導波路１７２方向へ向かって幅方向に広がった構造をしており、ＧＩ型入力導波路群１７０からの波長多重入射光（λ１、・・・、λｎ）１７５は、ＧＩ型入力スラブ１７３で幅方向に広がった波長多重光がＧＩ型アレー導波路１７２を通過する過程においてＧＩ型アレー導波路１７２の内側のＧＩ型導波路と外側のＧＩ型導波路間で光路差が生じ、ＧＩ型出力スラブ１７４において集光される時に、ＧＩ型出力スラブ１７４の出力端に接続されたＧＩ型出力導波路群１７１の各ＧＩ型出力導波路位置に各波長が分離して集光され、その分離した各波長が個別に各ＧＩ型出力導波路によって出射光１７６として出力される。
【０１５８】
このようなＧＩ型ＡＷＧは、実施の形態３のＧＩ型ＭＭＩカプラーと同様に、実施の形態１に示したＧＩ型光導波路と、ＧＩ型スラブとの組合せである。したがって、実施の形態１と同様のＧＩ型直（曲）線導波路用マスク部分１７７、１７８、１７９（図４（ａ）、（ｂ））と、ＧＩ型入出力スラブ部分用マスク１８０、１８１（ＧＩ型入力導波路群マスク部分１７７およびＧＩ型出力導波路群マスク部分１７８の極小透過率に等しい一定透過率のマスク）とを組み合わせた図１０（ａ）に示すＧＩ型ＡＷＧ用複合マスクを使用すれば、シート状ポリシランへの上下からの一度の紫外線照射で複合ＧＩ型導波路デバイスが作製できる。
【０１５９】
このように、各種光導波路用マスクを組み合わせることで、複雑なデバイス構造も一度の紫外線照射によるポリシランの酸化反応で作製することができる。
【０１６０】
（実施の形態５）
図１１に、本発明の実施の形態５の、光源と光ファイバーを結合する光モジュールの概要構成図を示す。
【０１６１】
本実施の形態５の光モジュールは、図１１に示すように、表面実装用のシリコン基板２０１と、光源２０２と信号処理部２０３で構成され、シリコン基板２０１上に配置された電気回路部２０４と、シリコン基板２０１に予め設けられたＶ溝２０５で位置決めされた光ファイバー２０６と、光源２０２と光ファイバー２０６の光路上に設けられ、光源２０２と光ファイバー２０６とを所望光学特性（ロス、ビーム形状など）で結合する導波路型屈折率分布レンズ２０７（以下、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズと略す）で構成されている。
【０１６２】
ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７は、実施の形態１で説明した図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５と同じ構成である。つまり、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７は、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０１６３】
なお、光源２０２が、本発明の発光部の一例にあたり、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７に結合する光ファイバー２０６が、本発明の受光部の一例にあたる。また、Ｖ溝２０５が、本発明の、表面実装の位置決め用に形成された溝の一例にあたる。
【０１６４】
図１１で、光ファイバー２０６と光源２０２の間の光路上に設けられるＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７は、図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５に示すように、シート形状であり、紫外線に対して透明な透明基板２１１の上に形成されている。図１１の構成図では、図１（ａ）で示す構成のＧＩ型光導波路１０５を裏返した向きで、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７を配置している。
【０１６５】
なお、ここで使用されるＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７のＧＩ型コア２０８の屈折率分布は、光源２０２の出射ビーム状態と光ファイバー２０６へ入射させる所望のビーム状態の関係から設計されるものであり、光軸に対して必ずしも中心対称でなくても良い。例えば、光軸に対して等方的コアを有する一般的な光ファイバーの場合、光源からのビーム形状が光軸に対して同心円状であれば、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７のＧＩ型コア２０８の屈折率分布も同心円状の場合に最適結合ができる。
【０１６６】
また、ＧＲＩＮレンズの入出力特性は（数１）で決まるので、入射ビーム状態（ｒ１、θ１）と出射ビーム状態（ｒ２、θ２）が決まれば、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズの形状（ａ、Ｌ）および屈折率分布（ｎ０、ｇ）を設計できる。
【０１６７】
【数１】
2005114278.tif 000054
【０１６８】
なお、光ファイバー２０６が、図１１に示すコア径が１０μｍ以下のＳＭＦの場合には、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７は、入出力とも集光光学系が結合には最適なので、図１（ａ）に示すレンズ長Ｌはほぼ０．５ｎ（ｎ：整数）ピッチで設計される。光ファイバー２０６のコア径が５０μｍ以上のＭＭＦの場合には、入力側は集光系で出力側は集光系あるいはコリメート系が結合には最適なので、レンズ長Ｌは０．２５ｎ〜０．５ｎ（ｎ：整数）ピッチで設計される。
【０１６９】
したがって、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７のＧＩ型コア２０８内の光軸は直線であり、ＧＩ型コア２０８の両端面が結合する光学部品に密着する場合は、ＧＩ型コア２０８の長さは、（数１）で決まる光学特性にしたがってその両端面で結像するように調整される。
【０１７０】
なお、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７と結合する光学部品間に空気などの間隙が存在する場合は、その間隙の空気部分を含めて最適結合する必要があるので、その空気部分での回折を考慮したＷＧ−ＧＲＩＮレンズの設計が必要である。つまり、その間隙の空気部分を含めて光軸上の所望の位置に像が結像されるような屈折率分布および長さになるように設計する。
【０１７１】
図１２は、本発明の実施の形態５の、受光部と光ファイバーを結合する構成の光モジュールの概要構成図を示している。
【０１７２】
この構成の光モジュールは、表面実装用のシリコン基板２８１と、受光部２１３と信号処理部２８３で構成され、シリコン基板２８１上に配置された電気回路部２８４と、シリコン基板２８１に予め設けられたＶ溝２８５で位置決めされた大コア径光ファイバー２１２と、受光部２１３と大コア径光ファイバー２１２の光路上に設けられ、受光部２１３と大コア径光ファイバー２１２とを所望光学特性（ロス、ビーム形状など）で結合するＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６で構成されている。ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６は、実施の形態１で説明した図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５と同じ構成である。つまり、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６は、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０１７３】
なお、図１２の構成においては、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６に結合する大コア径光ファイバー２１２が、本発明の発光部の一例にあたる。
【０１７４】
図１２で、大コア径光ファイバー２１２と受光部２１３の間の光路上に設けられるＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６は、図１（ａ）のＧＩ型光導波路１０５に示すように、シート形状であり、紫外線に対して透明な透明基板２８２の上に形成されている。図１２の構成図では、図１（ａ）で示す構成のＧＩ型光導波路１０５を裏返した向きで、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６を配置している。
【０１７５】
大コア径光ファイバー２１２は、例えば、コア径が１００μｍ以上のプラスチックファイバーである。図１２に示すように、電気回路部２８４が受光回路の場合、大コア径光ファイバー２１２のコア径に対して受光素子は受光面積が小さいので、大コア径光ファイバー２１２からの入射ビームが受光素子に集光するようにＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６を設計する。
【０１７６】
本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７やＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６は、図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスで作製することができる。
【０１７７】
図３の工程で作製した透明基板１１４付ＷＧ−ＧＲＩＮレンズを使用して光モジュールをアセンブリする場合、図１１に示すように、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７のシート状ポリシラン側をシリコン基板２０１側にして光ファイバー２０６と光源２０２の間の光軸上に配置すれば、光ファイバー２０６と光源２０２の光結合ができる。同様に、図１２に示すように、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２８６のシート状ポリシラン側をシリコン基板２８１側にして大コア径光ファイバー２１２と受光部２１３の受光素子との間の光軸上に配置すれば、大コア径光ファイバー２１２と受光素子の光結合ができる。
【０１７８】
図３に示す工程で作製した本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズの膜厚（コア径）は、光ファイバー径程度の大きさしかないので、従来の１ｍｍ以上の口径で長さ数ｍｍのＧＲＩＮレンズを使用するよりもはるかに小型化できる。
【０１７９】
なお、図１１や図１２の光モジュールの構成において、光結合が可能であれば透明基板をシリコン基板側に配置しても何ら問題は無い。また、本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズの光軸合わせは、従来のようにマーキング合わせや、シリコン基板上の溝（図示せず）に配置するパッシブアライメントで行う。
【０１８０】
また、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズと光ファイバーの光軸を一致させて配置させた場合には、反射戻り光が光源の特性劣化を引き起こす場合がある。
【０１８１】
この反射戻り光は、全ての境界面で発生する。例えば、図１１に示す光モジュールの場合には、光源２０２から順に、（１）空気とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７との界面、（２）ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７と空気との界面、（３）空気と光ファイバー２０６との界面、（４）図示しない光ファイバー２０６とそれに接続される部分との界面、などで発生する。
【０１８２】
図１３を用いて、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面を通過する上記の（３）および（４）の反射戻り光について説明する。
【０１８３】
図１３は、図１１に示す光ファイバー２０６とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の接続部分の構成図を示している。図１３（ａ）は、光ファイバー２０６とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の光軸を一致するように配置させた場合の構成図を、図１３（ｂ）は、光ファイバー２０６とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の光軸をずらして配置させた場合の構成図を、それぞれ示している。
【０１８４】
図１３（ａ）のように、光軸を一致させて配置させた場合には、光ファイバー２０６からの戻り光が、光ファイバー２０６とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面で反射されずに透過し、その透過した戻り光が光源２０２に入射されてしまい、光源２０２の出力が低下してしまう。
【０１８５】
図１３（ｂ）は、光ファイバー２０６とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７を、これらの光軸の角度がαずれるように配置している。このように配置することにより、光ファイバー２０６からの光はＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面で全反射される。したがって、光ファイバー２０６からの戻り光はＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面で反射され光源２０２に入射しないようにでき、光源２０２の出力低下を抑制できる。
【０１８６】
一般的には、戻り光により光源の特性劣化を引き起こす場合にアイソレーターを使用し、戻り光が透過して光源に入射しないようにするが、この場合、アイソレーターを使用するためにコストアップとなってしまう。
【０１８７】
図１３（ｂ）に示すように、本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７を軸ズレ状態で配置させることにより、アイソレーター等を使用せずに光源への戻り光の入射を防止でき、光源の特性劣化を引き起こさない。
【０１８８】
また、本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面を傾斜させ、光軸に対して、光源２０２と光ファイバー２０６の入出力端面に対する入出力方向を傾斜させるようにすることにより、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７の端面から光源２０２への反射光である上記の（１）や（２）の場合の反射戻り光を防止することができる。
【０１８９】
このように、シート状ポリシランの紫外線硬化時に起こる酸化反応を利用して安価に作製可能で、その口径が光ファイバー径レベルの大きさである本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ（導波路型屈折率分布レンズ）を使用すると、光モジュールの小型化を安価に実現できる。
【０１９０】
なお、本実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズのＧＩ型コアは、光源２０２と光ファイバー２０６の光路の光軸上で最大となり、その光軸上の最大点からの距離に従ってほぼ放物線状に低下する、図１（ｃ）に示すような屈折率分布を有することとしたが、屈折率分布は、必ずしも光軸上の最大点から離れるにしたがって低下する分布でなくてもよく、光軸上の最大点から離れるにしたがって増加しない分布であればよい。例えば、光軸を含む円柱状の範囲に同一の屈折率を有し、その円柱状の部分から離れるに従って屈折率が低下するような屈折率分布であってもよい。
【０１９１】
（実施の形態６）
図１４に、本発明の実施の形態６の光モジュールの構成概要図を示す。
【０１９２】
本実施の形態６の光モジュールは、並列に配置された光源アレー２２０（信号処理部は図示せず）と、光源アレー２２０に対向し、光源アレー２２０の各光源と結合させる各光ファイバーが並列に配置された光ファイバーアレー２２１とを備えている。そして、光源アレー２２０の各光源とそれらに対応する光ファイバーアレー２２１の各光ファイバーのそれぞれの光路上に設けられ、各光源と各光ファイバーを所望の光学特性（ロス、ビーム形状など）で結合する、透明基板２９３上に設けられた導波路型屈折率分布レンズアレー２２２（以下、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレーと略す）を備えている。
【０１９３】
ＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレー２２２は、シート形状のポリシラン系樹脂製クラッド２９５と、各光路の各光軸上で最大となり、その各光軸上の最大点からの距離に従ってほぼ放物線状に低下する屈折率分布を有する、各光路ごとのポリシラン系樹脂製屈折率分布型コア２９４とを具備している。そして、１つの屈折率分布型コア２９４と、その屈折率分布型コア２９４に接する部分のクラッド２９５とで、１つの導波路型屈折率分布レンズ（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ）２９６を構成している。
【０１９４】
なお、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレー２２２が、本発明の、互いに交差せずに並列に配置されている複数のコア部を備えた屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０１９５】
なお、各屈折率分布型コア２９４の屈折率分布は、それらに対応する各光軸に対して必ずしも中心対称でなくても良く、光源の出射ビーム状態とそれに対応する光ファイバーへ入射させる所望のビーム状態の関係から設計される。
【０１９６】
本実施の形態６のＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレー２２２の製造方法は、実施の形態１の図３で説明したシート状ポリシランを使用したプロセスを用いて、屈折率分布型コア２９４作製用のＵＶ透過率分布をマスク上に並列させたマスク（図３のＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３に相当）を使用し、シート状ポリシラン（硬化前）の上下からそのマスクを通してＵＶ照射すれば、一度にアレー状のＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレー２２２を作製できる。
【０１９７】
なお、この場合の隣接する屈折率分布型コア２９４の間隔の半分の長さが、本発明の、紫外線透過率が離れるにしたがって増加する部分である所定の距離の一例にあたる。
【０１９８】
このように、アレー状の光モジュールに対しても、光ファイバー径程度の口径を有するＷＧ−ＧＲＩＮレンズを簡単にアレー状に形成できるので、光モジュールアレーの小型化ができる。
【０１９９】
なお、図１４では、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６が、光源アレー２２０および光ファイバーアレー２２１とそれぞれ離れて配置されているように記載しているが、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６に、光源アレー２２０および／または光ファイバーアレー２２１を密接させて配置してもよい。ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６を、焦点位置が端面となる長さにすることにより、光源アレー２２０および光ファイバーアレー２２１を、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６の端面に密接させて配置させることができる。これらを密接させるように配置すると、機械精度で光軸調整ができるという大きなメリットが得られる。
【０２００】
（実施の形態７）
図１５に、本発明の実施の形態７の光モジュールの構成概要図を示す。
【０２０１】
本実施の形態７の光モジュールは、特定の波長（λｋ）を透過させ他の波長（λ１、…、λｋ、λｋ＋１、…、λ７）を反射させる第ｋフィルター（ｋ＝１、…、６）２２３と、ジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７とを備えている。なお、ジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０２０２】
ジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７は、光ファイバー（図示せず）から入射した波長多重光（λ１、…、λ７）２２４が第１フィルター２２３へ、第ｋフィルターの反射光（λｋ＋１、…、λ７）が第ｋ＋１フィルターへ、第６フィルター２２３の反射光（第７光：λ７）が光ファイバー（図示せず）へ、それぞれ最適結合できるように、第ｋフィルターと第ｋ＋１フィルターの間にそれぞれ配置された第ｋ屈折率分布型コア２２５が、同一シート状クラッド２２６に形成されている。
【０２０３】
図１５に示すように、第ｋ屈折率分布型コア２２５はジグザグ形状をしており、各第ｋフィルター２２３は、各反射面の垂線が交差しないように対向しており、光ファイバー（図示せず）から第１フィルター２２３へ入射した波長多重光２２４がジグザグ状に順番に第２〜第６フィルター２２３で反射して、最後の第６フィルター２２３の反射光（第７光：λ７）が光ファイバー（図示せず）に受光されるようになっている。また、第ｋ＋１フィルターで反射光（λｋ＋２、…、λ７）と分離された透過光（第ｋ光：λｋ＋１）が、それぞれ光ファイバー（図示せず）と最適結合できるようになっている。
【０２０４】
なお、第ｋ屈折率分布型コア（ｋ＝１、…、７）２２５が、本発明の、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ形状に配置されている複数のコア部の一例にあたる。
【０２０５】
本実施の形態７のジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７の製造方法は、実施の形態１の図３で説明したシート状ポリシランを使用したプロセスを用いて、第ｋ屈折率分布型コア２２５作製用のＵＶ透過率分布をマスク上にジグザク状に並べたマスク（図３のＵＶ透過率分布上マスク１１２およびＵＶ透過率分布下マスク１１３に相当）を使用し、シート状ポリシラン（硬化前）の上下からそのマスクを通してＵＶ照射すれば、一度にアレー状のジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７を作製できる。
【０２０６】
なお、この場合の隣接する第ｋ屈折率分布型コア２２５の中央部分までの距離が、本発明の、紫外線透過率が離れるにしたがって増加する部分である所定の距離の一例にあたる。
【０２０７】
このように、従来数ｍｍ以上の大きさのバルク型ＧＲＩＮレンズを使用したＷＤＭフィルターも、光ファイバー径程度の口径を有するポリシラン製のＷＧ−ＧＲＩＮレンズを使用すれば簡単に所望の配置で複数のレンズが形成できるので、ＷＤＭフィルターの小型化ができる。
【０２０８】
なお、本実施の形態７では、ｋの値を１〜７としたが、この値の範囲に限らず、２以上の値であればいくつでもよい。
【０２０９】
（実施の形態８）
図１６に、本発明の実施の形態８の光モジュールの構成概要図を示す。
【０２１０】
本実施の形態８の光モジュールは、並列に配置された入力側光ファイバーアレー２２８と、入力側光ファイバーアレー２２８の各光ファイバーに対向して結合させる複数の光ファイバーが並列に配置された出力側光ファイバーアレー２２９とを備えている。そして、入力側光ファイバーアレー２２８の各光ファイバーと出力側光ファイバーアレー２２９の各光ファイバーの間の全ての光路を横切るように配置された光アイソレーター２３０を備えている。
【０２１１】
また、入力側光ファイバーアレー２２８と出力側光ファイバーアレー２２９の結合する各光ファイバーが最適結合できるように、入力側光ファイバーアレー２２８の各光ファイバーと光アイソレーター２３０間に、透明基板２９７上に形成された入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１と、出力側光ファイバーアレー２２９の各光ファイバーと光アイソレーター２３０間に、透明基板２９７上に形成された出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２とを備えている。
【０２１２】
なお、入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。また、光アイソレーター２３０が、本発明の光学部品の一例にあたる。
【０２１３】
入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１は、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズの屈折率分布型コア２９８がシート状クラッド２９９内に並列して形成されている。同様に、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２も、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズの屈折率分布型コア２９８がシート状クラッド２９９内に並列して形成されている。
【０２１４】
そして、入力側光ファイバーアレー２２８のそれぞれの光ファイバーの端部から出射された光が、それぞれに対応する入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１の屈折率分布型コア２９８の出射端でコリメートになるように、それらの屈折率分布型コア２９８の長さおよび屈折率分布が調整されている。また、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２の屈折率分布型コア２９８の入射端から入射したコリメートの光が、出力側光ファイバーアレー２２９のそれぞれの光ファイバーの端部で結像されるように、それらの屈折率分布型コア２９８の長さおよび屈折率分布が調整されている。図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスを用いることにより、このように光軸上の所望の位置に焦点を有する屈折率分布型コア２９８を備えた入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２を作製することができる。
【０２１５】
ただし、全ての光路に対して同一の光アイソレーター２３０を使用するので、入力側光ファイバーアレー２２８および出力側光ファイバーアレー２２９は、入出力方向を揃える必要がある。なお、光アイソレーター２３０は、入射側から偏光子２３３、ファラデー素子２３４、検光子３５の順で構成されている。
【０２１６】
このように、光ファイバー径レベルの大きさのレンズを使用すると光学系を小さくできるので、１個の光アイソレーターで複数の光伝送を制御することができる。
【０２１７】
なお、本実施の形態８の光モジュールは、光アイソレーターの場合だけでなく、透過型の機能素子、例えば、偏向子、波長板、フィルター、フォトニック結晶などにも同様に応用可能である。
【０２１８】
なお、図１６では、入力側光ファイバーアレー２２８、光アイソレーター２３０、入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２、出力側光ファイバーアレー２２９が、それぞれ離れて配置されているように記載しているが、これらを密接させて配置してもよい。入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３の長さを調整することにより、これらを密接させて配置した場合でも、入力側光ファイバーアレー２２８と出力側光ファイバーアレー２２９とを最適に結合させることができる。この場合、機械精度で光軸調整ができるという大きなメリットが得られる。
【０２１９】
（実施の形態９）
図１７に、本発明の実施の形態９の光モジュールの構成概要図を示す。
【０２２０】
本実施の形態９の光モジュールは、シングルモード用分岐デバイス２３６と、入力側マルチモード光ファイバー２３７と、出力側マルチモード光ファイバーアレー２３８を備えている。そして、入力側マルチモード光ファイバー２３７とシングルモード用分岐デバイス２３６を結合する、１個の屈折率分布型コア２６１とシート状クラッド２６２を有する入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９を備えている。また、出力側マルチモード光ファイバーアレー２３８とシングルモード用分岐デバイス２３６を結合する、２個の屈折率分布型コアとシート状クラッドを有する出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０を備えている。
【０２２１】
なお、入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０２２２】
そして、シングルモード用分岐デバイス２３６と、入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９と、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０は、同一の透明基板２６０上に配置されている。
【０２２３】
ただし、光ファイバー径が５０μｍ以上の大きなマルチモード光ファイバー（ＭＭＦ）と、光ファイバー径が１０μｍ以下のシングルモード用分岐デバイス（ＳＭＦ用Ｙ分岐）の光学系では、ＭＭＦのビーム径をＳＭＦのビーム径に変換するので、入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０は、ほぼ０．２５ｎ（整数）ピッチの長さを有している。
【０２２４】
図１８に、本発明の実施の形態９の他の構成の光モジュールの構成概要図を示す。
【０２２５】
図１８に示す構成の光モジュールは、図１７の光モジュールが光を分岐する構成であるのに対し、光を合成する構成である点が異なる。
【０２２６】
図１８に示す光モジュールは、シングルモード用結合デバイス２６３と、出力側マルチモード光ファイバー２６４と、入力側マルチモード光ファイバーアレー２６５を備えている。そして、出力側マルチモード光ファイバー２６４とシングルモード用結合デバイス２６３を結合する、１個の屈折率分布型コア２６１とシート状クラッド２６２を有する出力側導波路型屈折率分布レンズ２６６を備えている。また、入力側マルチモード光ファイバーアレー２６５とシングルモード用結合デバイス２６３を結合する、２個の屈折率分布型コアとシート状クラッドを有する入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２６７を備えている。
【０２２７】
なお、出力側導波路型屈折率分布レンズ２６６および入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２６７が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０２２８】
そして、シングルモード用結合デバイス２６３と、出力側導波路型屈折率分布レンズ２６６と、入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２６７は、同一の透明基板２７０上に配置されている。
【０２２９】
図１７および図１８のように、光ファイバー径レベルの大きさのレンズを使用すると、ＭＭＦからＳＭＦへビーム変換する光学系が小さくできるので、安価かつ高性能で小型なＳＭＦ用光デバイス（これらの場合、Ｙ分岐）をＭＭＦ用に使用することができ、ＭＭＦ用光デバイスの高性能化・小型化・低価格化が実現できる。
【０２３０】
なお、これらの本実施の形態９の光モジュールは、Ｙ分岐の場合だけでなく、ＳＭＦ用の導波路型機能素子、例えば、合分岐器、カプラー、フィルター、フォトニック結晶などにも応用できる。
【０２３１】
また、本実施の形態９の光モジュールは、ＭＭＦ光学系をＳＭＦ光学系へ変換する場合だけでなく、ビーム径の異なる光学系の変換にも応用できる。例えば、フォトニック結晶の場合、スラブ型で結合できるビーム径がＳＭＦよりも小さいので、ＳＭＦの光学系とフォトニック結晶の光学系の変換に応用できる。
【０２３２】
例えば、図１７に示す本実施の形態９の光モジュールの、入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０は、図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスで作製できる。
【０２３３】
ここで、入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９用のマスクと出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０用のマスクが一体化されたマスクに、シングルモード用分岐デバイス２３６のマスク用パターンも描いておく。そして、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０と入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９とシングルモード用分岐デバイス２３６の全体に紫外線照射することで、一体化した、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２４０と入力側導波路型屈折率分布レンズ２３９とシングルモード用分岐デバイス２３６を一度に作製することができる。
【０２３４】
なお、この場合、シングルモード用分岐デバイス２３６には屈折率分布は必要ないので、シングルモード用分岐デバイス２３６に対応する部分のマスクパターンには紫外線透過率分布を設ける必要がない。
【０２３５】
（実施の形態１０）
図１９に、本発明の実施の形態１０の光モジュールの構成概要図を示す。
【０２３６】
本実施の形態１０の光モジュールは、図１（ａ）に示すＧＩ型光導波路１０５と同様の構成のＷＧ−ＧＲＩＮレンズを利用した３波長光合分岐器である。図１９に示す入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１および出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２は、図１（ａ）に示すＧＩ型光導波路１０５と同様の構成であり、図１９は、これらのＷＧ−ＧＲＩＮレンズを上面から見た図である。
【０２３７】
なお、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１および出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【０２３８】
本実施の形態１０の光モジュールは、入力側（図１９の左側）に並列に配置された、入力多重光（λ１、λ２、λ３）２４５を入力する第１光ファイバー２５０と、出力光（λ３）２４７を出力する第３光ファイバー２５２を備えている。
【０２３９】
そして、中心線上で屈折率が最大でその中心線からの距離に従って屈折率が放物線状に低下する屈折率分布を有し、ほぼ０．２５ｎ（ｎ：整数）ピッチの長さを有する入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１を備えており、第１光ファイバー２５０および第３光ファイバー２５２が、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１の入力端面に中心線対称に結合している。
【０２４０】
そして、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１の第１光ファイバー２５０が結合しない側の端面側に、λ１とλ２の光を透過し、λ３の光を反射するフィルター２４９が配置されている。また、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１と同じ中心線を有し、その中心線上で屈折率が最大でその中心線からの距離に従って屈折率が放物線状に低下する屈折率分布を有し、ほぼ０．２５ｎ（ｎ：整数）ピッチの長さを有する出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２が、フィルター２４９の透過側に配置されている。
【０２４１】
なお、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１および出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２は、図１（ａ）に示すＧＩ型光導波路１０５と同様の構成であり、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１は、入力側屈折率分布型コア２４３とクラッド２７８で形成されている。そして、出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２は、出力側屈折率分布型コア２４４とクラッド２４８で形成されている。図１９は、これらのＧＲＩＮレンズを上面から見た構成図であるが、側面から見ると、その膜厚が、入力側屈折率分布型コア２４３径および出力側屈折率分布型コア２４４径にほぼ等しい形状をしている。
【０２４２】
そして、出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２の出力側端面の、フィルター２４９の透過（出力）多重光（λ１、λ２）２４６が出力される位置に、第２光ファイバー２５１が配置されている。
【０２４３】
ここで、入力側導波路型屈折率分布レンズ２４１と出力側導波路型屈折率分布レンズ２４２が同じ光学特性を有するものであれば、第３光ファイバー２５２と第２光ファイバー２５１は同一光軸上にある。
【０２４４】
なお、入力側屈折率分布型コア２４３に結合する第１光ファイバー２５０が、本発明の発光部の一例にあたる。また、出力側屈折率分布型コア２４４に結合する第２光ファイバー２５１が、本発明の受光部の一例にあたる。また、入力側屈折率分布型コア２４３に結合する第３光ファイバー２５２が、本発明の別の受光部の一例にあたる。
【０２４５】
このように構成された本実施の形態１０の光モジュールでは、第１光ファイバー２５０から入力された入力多重光２４５のうち、λ１およびλ２の波長の光はフィルター２４９を透過して、出力多重光２４６として第２光ファイバー２５１に入射する。一方、λ３の波長の光は、フィルター２４９で反射されて、出力光２４７として第３光ファイバー２５２に入射する。このようにして、第１光ファイバー２５０から入射した入力多重光２４５を制御することができる。
【０２４６】
このように、光ファイバー径レベルの大きさの本実施の形態１０のレンズを使用すると光学系を小さくできるので、導波路型屈折率分布レンズの中心線からずれた位置に入力した光に対して、１個の光アイソレーターで複数の光伝送を制御することができる。
【０２４７】
なお、本実施の形態１０の光モジュールは、フィルターの場合だけでなく、反射光と透過光を伴うハーフミラー型分岐などにも同様に応用可能である。
【０２４８】
以上に説明したように、本発明の実施の形態５〜１０の光モジュールは、シート状ポリシランの紫外線硬化時に起こる酸化反応を利用して安価に作製可能な光ファイバー径レベルの大きさの導波路型屈折率分布レンズ（ＧＲＩＮレンズ）を使用するので、小型化を安価に実現可能である。また、紫外線照射によりシート形状内の任意位置に任意数の導波路型屈折率分布レンズを形成させることも可能なので、アレー状の光モジュールのアセンブリも容易に行うことができる。
【０２４９】
（実施の形態１１）
図２０（ａ）は、本発明の実施の形態１１の光モジュールの構成概要図を示している。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示す光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の、Ｈ−Ｈ´断面図を示している。
【０２５０】
本実施の形態１１の光モジュールは、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４と、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の入力側の壁界面から楕円形ビーム３０８を出射するレーザー３０１と、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４とレーザー３０１を光結合する入力側レンズ３０２と、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の出力側に結合する光ファイバー３０７とで構成されている。
【０２５１】
ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４は、シート状ポリシラン３０６で形成されており、そのシート形状の断面の光軸上でシロキサン構造の濃度の極小部分を有し、そのシロキサン構造の濃度の極小部分からの距離にしたがって同心楕円形状にほぼ放物線に沿って増加するシロキサン構造の濃度分布を有するＧＩ型楕円コア３０３と、ＧＩ型楕円コア３０３の周囲のクラッド３０５とを有している。実施の形態１において図２を用いて説明したように、シロキサン構造は、ポリシラン構造よりも低い屈折率を有する。
【０２５２】
図２０（ａ）、（ｂ）のＧＩ型楕円コア３０３部分に示す濃淡は、濃い部分が屈折率の大きい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の低い部分）を示し、薄い部分が屈折率の小さい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の高い部分）を示している。
【０２５３】
ここで、レーザー３０１から出射する楕円形ビーム３０８は、短軸方向（縦方向）の方が回折効果が大きいのでＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の入射面では楕円ビームの長軸と短軸が逆転して縦方向の方が長軸（ビーム径が大きい）となる。そのために、円形のコアを有する光ファイバー３０７に効率良くビームを結合できるように、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の屈折率分布の変化率は、図２０（ｂ）に示すように入射面上でのビーム径が大きい方向（縦方向）が大きくなっている。すなわち、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４は、入射面上でのビーム径が大きい方向（縦方向）が短軸となっている。
【０２５４】
このように構成することにより、光ファイバー３０７の円形のコアに、円形ビーム３０９を結合させることができる。
【０２５５】
なお、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。また、ＧＩ型導波路楕円レンズ３０４の入射面が、本発明の入力部の一例にあたり、円形ビーム３０９が入射される光ファイバー３０７の端部が、本発明の受光部の一例にあたる。
【０２５６】
なお、レーザーは、壁界面からビームを出射するファブリペロレーザーなどでは出射ビームが楕円形となるが、面発光レーザーなどのように出射ビーム形状が同心円状の場合には、ＧＩ型コア部の屈折率分布は当然楕円形よりも同心円状の方が望ましい。
【０２５７】
（実施の形態１２）
図２１（ａ）は、本発明の実施の形態１２の光モジュールの構成概要図を示している。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）の各断面におけるビーム形状を示しており、図２１（ｃ）は、図２１（ａ）に示す光モジュールを構成するＧＩ型導波路レンズ３１２の、Ｊ−Ｊ´断面図を示している。
【０２５８】
本実施の形態１２の光モジュールは、ＧＩ型導波路レンズ３１２と、ＧＩ型導波路レンズ３１２に連続する先球ＧＩ型レンズ３１４と、ほぼ円形状のビーム３１８を出射する光源３１０と、ＧＩ型導波路レンズ３１２の出力側に配置された円形のコア３１７を有する光ファイバー３１６とで構成されている。なお、先球ＧＩ型レンズ３１４の先球部分が、本発明の屈折率分布型光学部材のコア部の曲面形状の端部の一例にあたる。
【０２５９】
ＧＩ型導波路レンズ３１２は、シート状ポリシラン３１５の断面の光軸上でシロキサン構造の濃度の極小部分を有し、そのシロキサン構造の濃度の極小部分からの距離にしたがって同心円状にほぼ放物線に沿って増加するシロキサン構造の濃度分布を有するＧＩ型コア３１１と、ＧＩ型コア３１１の周囲のクラッド３１３とを有している。
【０２６０】
先球ＧＩ型レンズ３１４は、ＧＩ型導波路レンズ３１２の入力側に縦列して、光軸上にシロキサン構造の濃度の極小部分を有し、そのシロキサン構造の濃度の極小部分からの距離にしたがって同心円状にほぼ放物線に沿って増加するシロキサン構造の濃度分布を持ち、曲面を有する先端に向かって断面積が小さくなるコア部と、コア部の周囲のクラッド部とを有している。
【０２６１】
図２１（ａ）、（ｃ）のＧＩ型コア３１１部分に示す濃淡は、濃い部分が屈折率の大きい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の低い部分）を示し、薄い部分が屈折率の小さい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の高い部分）を示している。
【０２６２】
図２１（ｂ）に示すように、光源３１０から出力されるビームは円形ビーム３１８なので、ＧＩ型導波路レンズ３１２にも円形状のビームが入射する。そして、ＧＩ型導波路レンズ３１２のＧＩ型コア３１１の屈折率は、図２１（ｃ）に示すように光軸に対して同心円状に分布しているので、光ファイバー３１６のコア３１７にも円形ビーム３１９が入射する。
【０２６３】
このように、ＧＩ型導波路レンズ３１２と光源３１０とを結合する先球ＧＩ型レンズ３１４を、ＧＩ型導波路レンズ３１２の入力側に形成させることで、図２０に示す入力側レンズ３０２のような入力側のレンズが不要となり、部品工数の低減と組立て工数の低減ができる。
【０２６４】
また、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の場合は、ＧＩ型導波路楕円レンズの先端に先球ＧＩ型レンズ３１４を形成させればよい。
【０２６５】
図２２（ａ）は、本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円形の場合の光モジュールの構成概要図を示している。図２２（ｂ）は、図２２（ａ）の各断面におけるビーム形状を示しており、図２２（ｃ）は、図２２（ａ）に示す光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズ３２０の、Ｋ−Ｋ´断面図を示している。なお、図２１と同じ構成部分については、同じ符号を用いている。
【０２６６】
図２２に示す本実施の形態１２の光モジュールは、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０と、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０に連続する先球ＧＩ型レンズ３１４と、楕円形ビーム３２３を出射する光源３２５と、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０の出力側に配置された円形のコア３１７を有する光ファイバー３１６とで構成されている。
【０２６７】
ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０は、シート状ポリシラン３１５の断面の光軸上でシロキサン構造の濃度の極小部分を有し、そのシロキサン構造の濃度の極小部分からの距離にしたがって同心楕円状にほぼ放物線に沿って増加するシロキサン構造の濃度分布を有するＧＩ型コア３２１と、ＧＩ型コア３２１の周囲のクラッド３２２とを有している。
【０２６８】
図２２（ａ）、（ｃ）のＧＩ型コア３２１部分に示す濃淡は、濃い部分が屈折率の大きい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の低い部分）を示し、薄い部分が屈折率の小さい部分（つまり、シロキサン構造の濃度の高い部分）を示している。
【０２６９】
先球ＧＩ型レンズ３１４は、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０の入力側に縦列して、光軸上にシロキサン構造の濃度の極小部分を有し、そのシロキサン構造の濃度の極小部分からの距離にしたがって同心円状にほぼ放物線に沿って増加するシロキサン構造の濃度分布を持ち、曲面を有する先端に向かって断面積が小さくなるコア部と、コア部の周囲のクラッド部とを有している。
【０２７０】
図２２（ｂ）に示すように、光源３２５から出力されるビームは楕円形ビーム３２３なので、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０の入射面には、楕円形ビーム３２３の長軸と短軸が逆転して縦方向の方が長軸の楕円形ビームが入射する。そして、ＧＩ型導波路楕円レンズ３２０の屈折率分布の変化率は、図２２（ｃ）に示すように入射面上でのビーム径が大きい方向（縦方向）が大きくなっている（短軸となっている）ので、光ファイバー３１６のコア３１７には、円形ビーム３１９が結合する。
【０２７１】
なお、先球ＧＩ型レンズ３１４の作製方法として、図３の実施の形態１と同様のシート状ポリシランを使用したプロセスにおいて、先球ＧＩ型レンズ３１４の屈折率分布に対応する紫外線透過率分布を有するマスクを使用して作製してもよいし、また、ＧＩ型光導波路の先端を型や機械加工により先球にして作製してもよい。前者の作製方法で作製した先球ＧＩ型レンズの屈折率分布は、光軸に対して変化（先端に向かって変化率が大きく）する分布となる。一方、後者の作製方法で作製した先球ＧＩ型レンズの屈折率分布は、光軸に対して変化する場合と不変の場合の２通りの分布にできる。なお、後者の作製方法で作製した先球ＧＩ型レンズは、クラッド部の無い構成となる。
【０２７２】
（実施の形態１３）
図２３は、本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程を示す図である。図２３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第１工程〜第３工程を示している。図２３（ｄ）は、完成した光モジュールの構成を示している。
【０２７３】
図２３を用いて、実施の形態１３の光モジュールの製造方法を説明する。
【０２７４】
まず、第１工程で、図２３（ａ）に示すように、透明基板４４０上に、光軸の合った光源４０１と光ファイバー４０２を、所定の間隔Ｌである間隙４０３をあけて配置する。透明基板４４０上には、光ファイバー４０２の位置決め用のＶ溝４４１が形成されており、光ファイバー４０２は、このＶ溝４４１に合わせて配置される。
【０２７５】
次に、第２工程で、図２３（ｂ）に示すように、間隙４０３の部分、および光源４０１と光ファイバー４０２の各対向面を含む各対向面付近にポリシランを塗布して、透明基板４４０上にシート状ポリシラン（硬化前）４０４を形成させる。つまり、ここでは、光源４０１と光ファイバー４０２の各対向面の部分が埋設されるように、ポリシランを塗布する。
【０２７６】
次に、第３工程で、図２３（ｃ）に示すように、シート状ポリシラン（硬化前）４０４を形成させた透明基板４４０の、上面側にＵＶ透過率分布上マスク４１０を、下面側にＵＶ透過率分布下マスク４１１を、それぞれ配置する。ＵＶ透過率分布上マスク４１０およびＵＶ透過率分布下マスク４１１は、いずれも紫外線透過率分布を有している。それらの紫外線透過率分布は、いずれも、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸に対向する直線状の部分で最小であり、その直線状の部分からの距離に従って放物線状に所定の距離まで増加するように分布している。そして、各マスクの、この所定の距離まで紫外線透過率が増加する部分以外の部分は、紫外線透過率が増加する部分の最外部と同じ紫外線透過率が均一に分布している。
【０２７７】
そして、図２３（ｃ）に示すように、ＵＶ透過率分布上マスク４１０の上側、およびＵＶ透過率分布下マスク４１１の下側から、照射面に対して均一な光量のＵＶ（紫外線）照射４０９を行う。ＵＶ透過率分布上マスク４１０およびＵＶ透過率分布下マスク４１１は、上記のような紫外線透過率分布を有しているので、均一な光量のＵＶ（紫外線）照射４０９を行うことにより、シート状ポリシラン（硬化前）４０４の間隙４０３の部分には、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸に対して垂直方向に、その光軸上で最小で、光軸からの距離に従って放物線状に増加する量の紫外線が照射されることになる。そして、それ以外のシート状ポリシラン（硬化前）４０４の部分には、間隙４０３に照射される紫外線量の最大量と等量の紫外線量が照射されることになる。
【０２７８】
シート状ポリシラン（硬化前）４０４に対して、このような光量に分布を持った紫外線が照射されることになるので、図２３（ｄ）に示すように、間隙４０３部分に、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸上で最大で、その光軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布を有する屈折率分布型コア４０５と、その周りの一定屈折率を有するクラッド４０６を具備したポリシラン製シート状の導波路型屈折率分布レンズ４０７（以下、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズと略す）が形成される。
【０２７９】
屈折率分布型コア４０５内の酸素濃度分布およびシロキサン構造の濃度分布は、屈折率分布に相反する分布なので、これらの分布は、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸上で最小で、その光軸からの距離に従って放物線状に大きくなる分布となる。
【０２８０】
そして、シート状ポリシラン（硬化前）４０４の間隙４０３以外の部分には、クラッド４０６となった部分と等量の紫外線が照射されるので、光源４０１と光ファイバー４０２の各端面近傍のクラッド４０６と同成分のポリシラン製固定部４０８が形成される。シート状ポリシラン（硬化前）４０４は、ＵＶ照射４０９によって硬化されるので、固定部４０８によって、光源４０１、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７、光ファイバー４０２の位置が固定され、実施の形態１３の光モジュールが完成する。
【０２８１】
なお、光源４０１が、本発明の第１光学部品の一例にあたり、光ファイバー４０２が、本発明の第２光学部品の一例にあたる。また、透明基板４４０が、本発明の基板の一例にあたり、Ｖ溝４４１が、本発明の位置決め用の溝の一例にあたる。また、第１工程、第２工程、第３工程が、それぞれ本発明の、配置工程、塗布工程、ポリシラン硬化工程の一例にあたる。
【０２８２】
なお、第２工程で塗布するポリシランの形状は、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７が形成される部分は均一の膜厚が望ましいが、固定部４０８および間隙４０３内のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７が形成される部分以外の部分は膜厚が一定である必要は無い。
【０２８３】
また、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７を形成させる部分のシート状ポリシラン（硬化前）４０４に照射する紫外線量は、必ずしも、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸からの距離に従って増加する必要はなく、光軸からの距離に従って低下しなければ良い。したがって、例えば、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸近傍で一定量の紫外線を照射し、その紫外線の一定量領域からの距離に従って紫外線照射量を増加させてもよい。
【０２８４】
上記の製造方法で作製した実施の形態１３の光モジュールは、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７の膜厚（コア径）が光ファイバー径程度しかないので、従来の１ｍｍ以上の口径で長さ数ｍｍのＧＲＩＮレンズを使用するよりもはるかに小型化できる。また、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７の作製と同時に光源４０１および光ファイバー４０２の固定もできるので、光モジュールの製造工程も簡単になる。
【０２８５】
なお、光源４０１と光ファイバー４０２の光軸合せは、従来のようにマーキング合わせや、図２３（ａ）に示したように、シリコン基板上の溝（Ｖ溝４４１など）に配置するパッシブアライメントで行う。
【０２８６】
なお、屈折率分布型コア４０５の屈折率分布は、光源４０１の出射ビーム状態と光ファイバー４０２へ入射させる所望のビーム状態の関係から設計されるものであり、光源４０１から光ファイバー４０２への光軸に対して必ずしも中心対称でなくても良い。例えば、光軸に対して等方的コアを有する一般的な光ファイバーの場合、光源からのビーム形状が光軸に対して同心円状であれば、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７の屈折率分布型コア４０５の屈折率分布も同心円状の場合に最適結合ができる。
【０２８７】
なお、光ファイバー４０２が、図２３に示すコア径が１０μｍ以下のＳＭＦの場合には、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７は、入出力とも集光光学系が結合には最適なので、レンズ長Ｌ（＝間隙４０３）はほぼ０．５ｎ（ｎ：整数）ピッチで設計される。光ファイバー４０２のコア径が５０μｍ以上のＭＭＦの場合には、入力側は集光系で出力側は集光系あるいはコリメート系が結合には最適なので、レンズ長Ｌは０．２５ｎ〜０．５ｎ（ｎ：整数）ピッチで設計される。
【０２８８】
図２４は、本発明の実施の形態１３の、受光素子と大口径光ファイバーを備える光モジュールの作製工程を示す図である。図２４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第１工程〜第３工程を示している。図２４（ｄ）は、完成した光モジュールの構成を示している。
【０２８９】
図２３では、発光部を光源４０１、受光部を光ファイバー４０２の端部としたのに対し、図２４の光モジュールは、発光部を大口径光ファイバー４１３の端部、受光部を受光素子４１２とした点が異なる。図２３と同じ名称の部分は同様の機能を有している。また、製造方法については、図２３の場合と同様なので、説明を省略する。
【０２９０】
なお、図２４においては、大口径光ファイバー４１３が、本発明の第１光学部品の一例にあたり、受光素子１２が、本発明の第２光学部品の一例にあたる。
【０２９１】
図２４に示すように、光モジュールが大口径光ファイバー４１３と受光素子４１２の結合の場合、大口径光ファイバー４１３にはプラスチックファイバーなどコア径が１００μｍ以上のものもあるのに対して受光素子４１２は受光面積が小さいので、大口径光ファイバー４１３からの入射ビームが受光素子に集光するように導波路型屈折率分布レンズ（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ）４５１を設計する。
【０２９２】
図２３に示したＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７および図２４に示したＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４５１の形成メカニズムは、実施の形態１において図２および図３を使用して説明した形成メカニズムと同様である。
【０２９３】
一般的には、戻り光により光源の特性劣化を引き起こす場合にアイソレーターを使用し、戻り光が透過して光源に入射しないようにするが、この場合、アイソレーターを使用するためにコストアップとなってしまう。
【０２９４】
実施の形態２で説明した図１３（ｂ）のＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２０７と同様に、実施の形態１３の光モジュールにおいて、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７を軸ズレ状態となるように構成することにより、アイソレーター等を使用せずに光源への戻り光の入射を防止でき、光源の特性劣化を引き起こさないようにできる。
【０２９５】
また、図２３に示す実施の形態１３の光モジュールにおいて、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７の端面を傾斜させ、光軸に対して、光源４０１と光ファイバー４０２の入出力端面に対する入出力方向を傾斜させるようにすることにより、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７の端面から光源４０１への反射光である、（１）空気とＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７との界面や、（２）ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ４０７と空気との界面、における反射戻り光を防止することができる。
【０２９６】
このように、シート状ポリシランの紫外線硬化時に起こる酸化反応を利用して安価に作製可能で、その口径が光ファイバー径レベルの大きさであるＷＧ−ＧＲＩＮレンズ（導波路型屈折率分布レンズ）を備える実施の形態１３の光モジュールでは、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズとならない部分が光学部品の固定部となるので、光モジュールのアセンブリの簡略化ができる。
【０２９７】
なお、シリコン基板上に光ファイバーや光源などの光学部品を表面実装した状態で各光学部品間の間隙にポリシランを塗布して導波路型屈折率分布レンズを形成させる場合は、紫外線に対して透明な材質のシリコン基板を使用するか、または、少なくとも導波路型屈折率分布レンズが形成される部分のみが透明なシリコン基板を使用して、紫外線がシリコン基板の裏側からも照射できるようにするとよい。
【０２９８】
（実施の形態１４）
図２５は、本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程を示す図である。図２５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第１工程〜第３工程を示している。図２５（ｄ）は、完成した光モジュールの構成を示している。
【０２９９】
図２５を用いて、実施の形態１４の光モジュールの製造方法を説明する。
【０３００】
まず、第１工程で、図２５（ａ）に示すように、透明基板４１６上に、並列に配置された光源アレー４１５と、光源アレー４１５に対向し、光源アレー４１５の各光源と結合させる各光ファイバーが並列された光ファイバーアレー４１４を、所定の間隙４５３をあけて配置する。
【０３０１】
次に、第２工程で、図２５（ｂ）に示すように、間隙４５３の部分、および光源アレー４１５と光ファイバーアレー４１４の各対向面を含む各対向面付近にポリシランを塗布して、透明基板４１６上にシート状ポリシラン（硬化前）４５４を形成させる。
【０３０２】
次に、第３工程で、図２５（ｃ）に示すように、シート状ポリシラン（硬化前）４５４を形成させた透明基板４１６の、上面側にＵＶ透過率分布上マスク４５６を、下面側にＵＶ透過率分布下マスク４５７を、それぞれ配置する。ＵＶ透過率分布上マスク４５６およびＵＶ透過率分布下マスク４５７は、いずれも紫外線透過率分布を有している。それらの紫外線透過率分布は、いずれも、光源アレー４１５の各光源に対応する光ファイバーアレー４１４の各光ファイバーへのそれぞれの光軸に対向する複数の直線状の部分で最小であり、それぞれの直線状の部分からの距離に従って放物線状に所定の距離まで増加するように分布している。そして、各マスクの、間隙４５３の部分に対向する以外の部分は、紫外線透過率が増加する部分における最大の紫外線透過率と同じ紫外線透過率が均一に分布している。
【０３０３】
そして、図２５（ｃ）に示すように、ＵＶ透過率分布上マスク４５６の上側、およびＵＶ透過率分布下マスク４５７の下側から、照射面に対して均一な光量のＵＶ（紫外線）照射４５５を行う。ＵＶ透過率分布上マスク４５６およびＵＶ透過率分布下マスク４５７は、上記のような紫外線透過率分布を有しているので、均一な光量のＵＶ（紫外線）照射４５５を行うことにより、シート状ポリシラン（硬化前）４５４の間隙４５３の部分には、光源アレー４１５の各光源から対応する光ファイバーアレー４１４の各光ファイバーへのそれぞれの光軸について、それぞれの光軸上で最小で、その光軸からの距離に従って放物線状に増加する量の紫外線が照射されることになる。そして、シート状ポリシラン（硬化前）４５４の間隙４５３以外の部分には、間隙４５３に照射される紫外線量の最大量と等量の紫外線量が照射されることになる。
【０３０４】
シート状ポリシラン（硬化前）４５４に対して、このような光量に分布を持った紫外線が照射されることになるので、図２５（ｄ）に示すように、間隙４５３部分に、光源アレー４１５の各光源から光ファイバーアレー４１４の各光ファイバーへのそれぞれの光軸上で最大で、それらの光軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布を有する複数の並列した屈折率分布型コア４５８と、その周りの一定屈折率を有するクラッド４５９を具備したポリシラン製シート状の導波路型屈折率分布レンズアレー４６０が形成される。
【０３０５】
そして、シート状ポリシラン（硬化前）４５４の間隙４５３以外の部分には、クラッド４５９となった部分と等量の紫外線が照射されるので、光源アレー４１５の各光源と光ファイバーアレー４１４の各光ファイバーの各端面近傍のクラッド４５９と同成分のポリシラン製固定部４６１が形成される。シート状ポリシラン（硬化前）４５４は、ＵＶ照射４５５によって硬化されるので、固定部４６１によって、光源アレー４１５、導波路型屈折率分布レンズアレー４６０、光ファイバーアレー４１４の位置が固定され、実施の形態１４の光モジュールが完成する。
【０３０６】
なお、光源アレー４１５が、本発明の、複数の発光部を有する第１光学部品の一例にあたる。また、光ファイバーアレー４１４が、本発明の、複数の受光部を有する第２光学部品の一例にあたる。また、透明基板４１６が、本発明の基板の一例にあたる。また、第１工程、第２工程、第３工程が、それぞれ本発明の、配置工程、塗布工程、ポリシラン硬化工程の一例にあたる。
【０３０７】
以上に説明したように、実施の形態１４の光モジュールの製造方法を用いることにより、複数の光源を有する光源アレーの各光源と、光ファイバーアレーの各光ファイバーを、それぞれ所望の光学特性で結合させる導波路型屈折率分布レンズアレーを備えた光モジュールアレーも容易に作製できる。
【０３０８】
（実施の形態１５）
図２６は、本発明の実施の形態１５の、インライン型の光学部品の光モジュールの作製工程を示す図である。図２６（ａ）は第１工程を、図２６（ｂ）は第２工程を、図２６（ｃ）は第３工程を、図２６（ｄ）、（ｅ）は第４工程を、図２６（ｆ）、（ｇ）は第５工程を、図２６（ｈ）は第６工程を、それぞれ示している。
【０３０９】
図２６を用いて、実施の形態１５の光モジュールの製造方法を説明する。
【０３１０】
まず、第１工程で、図２６（ａ）に示すように、透明基板４１７上に光ファイバー４６２を配置する。
【０３１１】
そして、第２工程で、図２６（ｂ）に示すように、光ファイバー４６２を、切断後の光ファイバー４６２の２つの切断面の間が、所定の間隔Ｌである間隙４６３になるように、第１切断刃４１８で第１切断部分４１９を形成させる。
【０３１２】
次に、第３工程で、図２６（ｃ）に示すように、切断した光ファイバー４６２の２つの切断対向面を含むように、間隙４６３の部分に充填ノズル４２０からポリシランを塗布して、透明基板４１７上にシート状ポリシラン（硬化前）４６４を形成させる。
【０３１３】
次に、第４工程で、図２６（ｄ）に示すように、シート状ポリシラン（硬化前）４６４を形成させた透明基板４１７の、上側にＵＶ透過率分布上マスク４６６を、下側にＵＶ透過率分布下マスク４６７を配置した後、ＵＶ透過率分布上マスク４６６およびＵＶ透過率分布下マスク４６７の外側の両面から、光量が均一のＵＶ（紫外線）照射４６５を行う。
【０３１４】
ＵＶ透過率分布上マスク４６６およびＵＶ透過率分布下マスク４６７は、いずれも紫外線透過率分布を有している。それらの紫外線透過率分布は、いずれも、光ファイバー４６２の２つの切断面間の光軸に対向する直線状の部分で最小であり、その直線状の部分からの距離に従って放物線状に所定の距離まで増加するように分布している。そして、各マスクの、この所定の距離まで紫外線透過率が増加する部分以外の部分は、紫外線透過率が増加する部分の最外部と同じ紫外線透過率が均一に分布している。
【０３１５】
ＵＶ透過率分布上マスク４６６およびＵＶ透過率分布下マスク４６７は、このような紫外線透過率分布を有しているので、均一な光量のＵＶ（紫外線）照射４６５を行うことにより、シート状ポリシラン（硬化前）４６４の間隙４６３の部分には、光ファイバー４６２の２つの切断面間の光軸に対して垂直方向に、その光軸上で最小で、光軸からの距離に従って放物線状に増加する量の紫外線が照射されることになる。そして、それ以外のシート状ポリシラン（硬化前）４６４の部分には、間隙４６３に照射される紫外線量の最大量と等量の紫外線量が照射されることになる。
【０３１６】
シート状ポリシラン（硬化前）４６４に対して、このような光量に分布を持った紫外線が照射されることになるので、図２６（ｅ）に示すように、間隙４６３部分に、光ファイバー４６２の２つの切断面間の光軸上で最大で、その光軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布を有する屈折率分布型コア４６８と、その周りの一定屈折率を有するクラッド４６９を具備したポリシラン製シート状の導波路型屈折率分布レンズ４７０が形成される。
【０３１７】
そして、シート状ポリシラン（硬化前）４６４の間隙４６３以外の部分には、クラッド４６９となった部分と等量の紫外線が照射されるので、クラッド４６９と同成分のポリシラン製固定部４７１が形成される。シート状ポリシラン（硬化前）４６４は、ＵＶ照射４６５によって硬化されるので、固定部４７１によって、切断された２本の光ファイバーと導波路型屈折率分布レンズ４７０の位置が固定される。
【０３１８】
次に、第５工程で、図２６（ｆ）、（ｇ）に示すように、導波路型屈折率分布レンズ４７０を、切断後の２つの切断面の間隔が、挿入する光アイソレーター４２３の光路長となるように、第２切断刃４２１で第２切断部分４２２を形成させる。
【０３１９】
最後に、第６工程で、図２６（ｈ）に示すように、第２切断部分４２２に光アイソレーター４２３を挿入して、実施の形態１５の光モジュールが完成する。
【０３２０】
図２６（ｈ）に示す完成した本実施の形態１５の光モジュールのポリシラン（硬化後）の部分は、一方の光ファイバー４６２端から出射した光が光アイソレータ４２３にコリメートとなって入射し、光アイソレータ４２３から出射するコリメートの光がもう一方の光ファイバー４６２端に結像されて入射されるような屈折率分布に調整されている。ＵＶ透過率分布上マスク４６６およびＵＶ透過率分布下マスク４６７の紫外線透過率分布を調整することにより、図２６（ｈ）に示す完成した光モジュールのポリシラン（硬化後）の部分をこのような屈折率分布にすることができる。
【０３２１】
なお、図２６（ｂ）に示す第２工程において、切断された光ファイバー４６２の対向する２つの光ファイバーの一方が、本発明の第１光学部品の一例にあたり、もう一方の光ファイバーが、本発明の第２光学部品の一例にあたる。また、透明基板４１７が、本発明の基板の一例にあたる。また、光アイソレーター４２３が、本発明の第３光学部品の一例にあたる。
【０３２２】
また、第１工程および第２工程が、本発明の配置工程の一例にあたる。また、第３工程、第４工程、第５工程、第６工程、が、それぞれ本発明の、塗布工程、ポリシラン硬化工程、切断工程、第３光学部品取付工程の一例にあたる。
【０３２３】
このように、実施の形態１５の光モジュールの製造方法を用いることにより、インライン型の光学部品の光モジュールに関しても、光ファイバーのコア径程度の口径を有するＷＧ−ＧＲＩＮレンズの作製と光学部品の固定が簡単にできるので、インライン型光モジュールの小型化と組立て工数の簡略化ができる。
【０３２４】
なお、実施の形態１５の第３光学部品は、光アイソレーターだけでなく、透過型の機能素子、例えば、偏向子、波長板、フィルター、フォトニック結晶などであっても、実施の形態１５の製造方法を用いて、同様に光モジュールを作製できる。
【０３２５】
また、複数の光ファイバーを並列にアレー状にして、複数の光ファイバーを上述のようにまとめて切断加工すればインライン型光モジュールアレーも容易に作製できる。
【０３２６】
（実施の形態１６）
図２７は、本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程を示す図である。図２７（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、第１〜第４工程を示している。これらの図は、いずれも上方から見た上面図である。
【０３２７】
図２７を用いて、実施の形態１６の光モジュールの製造方法を説明する。
【０３２８】
まず、第１工程で、図２７（ａ）に示すように、透明基板４８０上に、入力側マルチモードファイバー４２４と出力側マルチモードファイバーアレー４２５を、所定の間隙４７５をあけて配置する。
【０３２９】
次に、第２工程で、図２７（ｂ）に示すように、入力側マルチモードファイバー４２４と出力側マルチモードファイバーアレー４２５の各対向面を含むように、間隙４７５の部分にポリシランを塗布して、透明基板４８０上にシート状ポリシラン（硬化前）４７６を形成させる。
【０３３０】
次に、第３工程で、図２７（ｃ）に示すように、透明基板４８０上に形成させたシート状ポリシラン（硬化前）４７６に紫外線を照射する際に使用する複合マスク板４２８を２枚準備する。複合マスク板４２８は、２ヶ所に分かれた導波路型屈折率分布レンズパターン４２６と、２ヶ所の導波路型屈折率分布レンズパターン４２６の間に、それらを接続するように配置されたシングルモードファイバー（ＳＭＦ）用Ｙ分岐パターン４２７の、紫外線透過率分布パターンを有している。図２７（ｃ）に示すＳＭＦ用Ｙ分岐パターン４２７の黒い部分は、紫外線が透過しない部分である。
【０３３１】
そして、第４工程で、図２７（ｄ）に示すように、図２７（ｂ）に示すシート状ポリシラン（硬化前）４７６を形成させた透明基板４８０の、上面側および下面側の両側に、図２７（ｃ）に示す複合マスク板４２８をそれぞれ配置し、２枚の複合マスク板４２８の外側から、均一の光量の紫外線を照射する。
【０３３２】
入力側マルチモードファイバー４２４と出力側マルチモードファイバーアレー４２５の各ＭＭＦの端面に近接したＷＧ−ＧＲＩＮレンズとなるポリシラン部分に対向する部分には、導波路型屈折率分布レンズパターン４２６を介して紫外線が照射される。したがって、各ＭＭＦの光軸に対して垂直方向に、それらの光軸上で最小で、その光軸からの距離に従って低下しない量の紫外線が照射されることになる。そして、それぞれの光軸で最大で、その光軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布を有する屈折率分布型コア４７７と一定屈折率を有するクラッド４７８とをそれぞれ具備する、ポリシラン製シート状の入力側導波路型屈折率分布レンズ４２９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー４３０が形成される。
【０３３３】
また、ＳＭＦ用Ｙ分岐パターン４２７を介して紫外線が照射されるシート状ポリシラン（硬化前）４７６のＳＭＦ用Ｙ分岐部分４３２には、ＳＭＦ用Ｙ分岐パターン４２７のＳＭＦ用Ｙ分岐の形状に沿った部分に紫外線が透過されないように紫外線が照射されるので、入力側導波路型屈折率分布レンズ４２９と出力側導波路型屈折率分布レンズアレー４３０とを結合するＳＭＦ用Ｙ分岐コア４３１と、その周りのクラッド４７８が形成される。
【０３３４】
また、複合マスク板４２８の、２つの導波路型屈折率分布レンズパターン４２６の外側の部分は、入力側マルチモードファイバー４２４と出力側マルチモードファイバーアレー４２５の端部に対向する部分で、紫外線透過率が大きく、クラッド４７８となる部分に照射される紫外線量と等量の紫外線量が照射されるので、クラッド４７８と同成分のポリシラン製固定部４７９が形成され、入力側マルチモードファイバー４２４と出力側マルチモードファイバーアレー４２５が固定される。
【０３３５】
ただし、コア径が５０μｍ以上の大きなＭＭＦとコア径が１０μｍ以下のＳＭＦ用Ｙ分岐の光学系は、ＭＭＦのビーム径をＳＭＦのビーム径に変換するので、入力側導波路型屈折率分布レンズ４２９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー４３０は、いずれも、ほぼ０．２５ｎ（整数）ピッチの長さを有する。
【０３３６】
このように、光ファイバー径レベルのレンズを使用するとＭＭＦからＳＭＦへビーム変換する光学系が小さくできるので、安価かつ高性能で小型なＳＭＦ用光デバイス（この場合、Ｙ分岐）をＭＭＦ用に使用することができ、ＭＭＦ用光デバイスの高性能化・小型化・低価格化が実現できる。また、同一マスクにＳＭＦ用Ｙ分岐のパターンと導波路型屈折率分布レンズのパターンを描くことで、一度の紫外線照射で、ＳＭＦ用Ｙ分岐と導波路型屈折率分布レンズの作製および入出力ＭＭＦの固定ができる。
【０３３７】
なお、入力側マルチモードファイバー４２４が、本発明の第１光学部品の一例にあたり、出力側マルチモードファイバーアレー４２５が、本発明の第２光学部品の一例にあたる。また、透明基板４８０が、本発明の基板の一例にあたる。また、入力側導波路型屈折率分布レンズ４２９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー４３０が、それぞれ本発明の、第１のＧＲＩＮレンズおよび第２のＧＲＩＮレンズアレーの一例にあたる。
【０３３８】
また、第１工程、第２工程、第４工程が、それぞれ本発明の、配置工程、塗布工程、ポリシラン硬化工程の一例にあたる。
【０３３９】
なお、実施の形態１６の光学系は、Ｙ分岐の場合だけでなく、ＳＭＦ用の導波路型機能素子、例えば、合分岐器、カプラー、フィルター、フォトニック結晶などにも応用できる。
【０３４０】
また、実施の形態１６の光学系は、ＭＭＦ光学系をＳＭＦ光学系へ変換する場合だけでなく、ビーム径の異なる光学系の変換にも応用できる。例えば、フォトニック結晶の場合、スラブ型で結合できるビーム径がＳＭＦよりも小さいので、ＳＭＦの光学系とフォトニック結晶の光学系の変換に応用できる。
【０３４１】
また、図２７に示した実施の形態１６の光モジュールの入出力を逆にした構成、つまり、入力側を発光部を複数有するようなマルチモードファイバーアレーとし、出力側を受光部が１つのマルチモードファイバーにした構成で、ＳＭＦ用Ｙ分岐部分４３２の部分を結合路としたような構成の光モジュールでも、実施の形態１６の製造方法で作製できる。
【０３４２】
以上に説明したことから明らかなように、実施の形態１３〜１６の発明の光モジュールの製造方法を使用すると、シート状ポリシランの紫外線硬化時に起こる酸化反応を利用して光ファイバーの口径レベルの導波路型屈折率分布レンズを安価に作製することが可能なので、ポリシラン製導波路型屈折率分布レンズで結合する光学部品の端面を含む近傍にもシート状ポリシラン作製用に塗布したポリシランを塗布し、紫外線硬化することでポリシラン製導波路型屈折率分布レンズを作製すると同時に光学部品の固定ができ、光モジュールの小型化と低価格化が同時に実現できる。
【０３４３】
また、本発明の光モジュールは、ポリシランは酸化反応を伴うので２５０℃までの耐熱性があり、従来の光重合材料を用いた光モジュールでは使用できなかった屋外使用や自動車での使用などの１００℃以上の耐熱性が要求されるような環境においても使用できる。
【産業上の利用可能性】
【０３４４】
本発明にかかる屈折率分布型光学部材、および屈折率分布型光学部材の製造方法は、シート状ポリシランを用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることでコア部を形成することで、簡易なプロセスで、１００℃以上の耐熱性を有し、低コストで小型化を可能にできるので、光通信あるいは光ネットワークに適用される、屈折率分布型光学部材、光モジュール、および屈折率分布型光学部材の製造方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０３４５】
【図１（ａ）】本発明の実施の形態１の屈折率分布型光導波路（ＧＩ型光導波路）の構成概要図
【図１（ｂ）】本発明の実施の形態１のＧＩ型光導波路の酸素濃度分布を示す図
【図１（ｃ）】本発明の実施の形態１のＧＩ型光導波路の屈折率分布を示す図
【図１（ｄ）】本発明の実施の形態１のＧＩ型光導波路１０５のＡ−Ａ´断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における、ポリシラン系樹脂の酸化による内部構造の変化を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１における、酸化によりシート状ポリシランに形成される屈折率分布を説明する図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型光導波路の製造方法の準備工程を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型光導波路の製造方法のＵＶ照射工程を示す図、（ｃ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型光導波路の製造方法の完成したＧＮ型光導波路を示す図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型直線導波路を作製するために使用するマスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型Ｓ字導波路を作製するために使用するマスクの概要図、（ｃ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型Ｙ分岐を作製するために使用するマスクの概要図、（ｄ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型方向性結合器を作製するために使用するマスクの概要図
【図５（ａ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器を作製する際に用いる上マスクの概要図
【図５（ｂ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器を作製する際に用いる下マスクの概要図
【図５（ｃ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器の概要図
【図５（ｄ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器のＢ−Ｂ´断面図
【図６（ａ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路を作製する際に用いる上マスクの概要図
【図６（ｂ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路を作製する際に用いる下マスクの概要図
【図６（ｃ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路の概要図
【図６（ｄ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路のＣ−Ｃ´断面図
【図７（ａ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターを作製する際に用いる上下マスクの概要図
【図７（ｂ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターの概要図
【図７（ｃ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターのＤ−Ｄ´断面図
【図７（ｄ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターのＥ−Ｅ´断面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出したＧＩ型ＭＭＩカプラーを作製する際に用いる上下マスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出したＧＩ型ＭＭＩカプラーの概要図、（ｃ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出したＧＩ型ＭＭＩカプラーのＦ−Ｆ´断面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出しないＧＩ型ＭＭＩカプラーを作製する際に用いる上下マスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出しないＧＩ型ＭＭＩカプラーの概要図、（ｃ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出しないＧＩ型ＭＭＩカプラーのＧ−Ｇ´断面図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧを作製する際に用いる上下マスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧの概要図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態５の、光源と光ファイバーを結合する光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態５の、光モジュールに使用する導波路型屈折率分布レンズ７の構成図、（ｃ）本発明の実施の形態５の、光モジュールに使用する導波路型屈折率分布レンズ７の屈折率分布を示す図
【図１２】本発明の実施の形態５の、受光部と光ファイバーを結合する光モジュールの構成概要図
【図１３】（ａ）本発明の実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズを光ファイバーの光軸に合わせて配置した構成図、（ｂ）本発明の実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズを光ファイバーの光軸とずらして配置した構成図
【図１４】本発明の実施の形態６の、アレー型光モジュールの構成概要図
【図１５】本発明の実施の形態７の、ジグザグ形状のコアを有する光モジュールの構成概要図
【図１６】本発明の実施の形態８の、アレー型光モジュールの構成概要図
【図１７】本発明の実施の形態９の、シングルモード用分岐デバイスを用いた光モジュールの構成概要図
【図１８】本発明の実施の形態９の、シングルモード用結合デバイスを用いた光モジュールの構成概要図
【図１９】本発明の実施の形態１０の、３波長光合分岐器の構成概要図
【図２０】（ａ）本発明の実施の形態１１の光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１１の光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズのＨ−Ｈ´断面図
【図２１】（ａ）本発明の実施の形態１２の光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１２の光モジュールのビーム形状を示す図、（ｃ）本発明の実施の形態１２の光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズのＪ−Ｊ´断面図
【図２２】（ａ）本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の光モジュールのビーム形状を示す図、（ｃ）本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズのＫ−Ｋ´断面図
【図２３】（ａ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程の第１工程図、（ｂ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程の第２工程図、（ｃ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程の第３工程図、（ｄ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの完成図
【図２４】（ａ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの作製工程の第１工程図、（ｂ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの作製工程の第２工程図、（ｃ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの作製工程の第３工程図、（ｄ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの完成図
【図２５】（ａ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程の第１工程図、（ｂ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程の第２工程図、（ｃ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程の第３工程図、（ｄ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの完成図
【図２６（ａ）】（ａ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第１工程図
【図２６（ｂ）】（ｂ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第２工程図
【図２６（ｃ）】（ｃ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第３工程図
【図２６（ｄ）】（ｄ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第４工程図
【図２６（ｅ）】（ｅ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第４工程図
【図２６（ｆ）】（ｆ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第５工程図
【図２６（ｇ）】（ｇ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第５工程図
【図２６（ｈ）】（ｈ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第６工程図
【図２７（ａ）】（ａ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第１工程図
【図２７（ｂ）】（ｂ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第２工程図
【図２７（ｃ）】（ｃ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第３工程図
【図２７（ｄ）】（ｄ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第４工程図
【図２８】従来の、光導波路の作製装置の構成図
【図２９】従来の光モジュールの側面図
【符号の説明】
【０３４６】
１０１  シート状ポリシラン
１０２  屈折率分布（ＧＩ）型コア
１０３  クラッド
１０４  ガラス基板
１０５  ＧＩ型光導波路
１０６  ポリシラン構造
１０７  シロキサン構造
１０８  シート状ポリシラン
１０９  透明基板
１１０  ＵＶ照射
１１２  紫外線透過率分布上マスク
１１３  紫外線透過率分布下マスク
１１４  透明基板
１１５  ＵＶ照射
１１６  ポリシラン（硬化後）
１２０  上マスク
１２１  下マスク
１２２  屈折率分布（ＧＩ）型コア
１２３  クラッド
１２４  透明基板
１３０  上マスク
１３１  下マスク
１３２  屈折率分布（ＧＩ）型コア
１３３  クラッド
１３４  透明基板
１４０  上マスク
１４１  下マスク
１４２  屈折率分布（ＧＩ）型コア
１４３  クラッド
１４４  透明基板
１４５  ＧＩ型低屈折率部分
１４６  多重入射光（λ１、・・・、λｎ）
１４７  多重出射光（λ２、・・・、λｎ）
１４８  反射光（λ１）
１４９  ＧＩ型導波路グレーティング
１５０  ＧＩ型入力導波路
１５１  ＧＩ型出力導波路
１５２  屈折率分布（ＧＩ）型コア
１５３  クラッド
１５４  透明基板
１５５  ＧＩ型スラブ
１５６  露出端面
１５７  ＧＩ型入力導波路マスク部分
１５８  ＧＩ型出力導波路マスク部分
１５９  ＧＩ型スラブマスク部分（端面露出タイプ）
１６０  複合マスク
１６１  ＧＩ型スラブ
１６２  ＧＩ型スラブマスク部分（端面未露出タイプ）
１６３  コア用部分
１６４  クラッド用部分
１６５  複合マスク
１７０  ＧＩ型入力導波路群
１７１  ＧＩ型出力導波路群
１７２  ＧＩ型アレー導波路
１７３  ＧＩ型入力スラブ
１７４  ＧＩ型出力スラブ
１７５  多重入射光（λ１、…、λｎ）
１７６  出射光（λ１）、…、（λｎ）
１７７  ＧＩ型入力導波路群マスク部分
１７８  ＧＩ型出力導波路群マスク部分
１７９  ＧＩ型アレー導波路マスク部分
１８０  ＧＩ型入力スラブ部分マスク
１８１  ＧＩ型出力スラブ部分マスク
２０１  シリコン基板
２０２  光源
２０３  信号処理部
２０４  電気回路部
２０５  Ｖ溝
２０６  光ファイバー
２０７  導波路型屈折率分布レンズ（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ）
２０８  ＧＩ型コア
２１１  透明基板
２１２  大コア径光ファイバー
２１３  受光部
２２０  光源アレー
２２１  光ファイバーアレー
２２２  導波路型屈折率分布レンズアレー（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズアレー）
２２３  第ｋフィルター
２２４  波長多重光（λ１、…、λ７）
２２５  第ｋ屈折率分布型コア
２２６  クラッド
２２７  ジグザグ導波路型屈折率分布レンズ
２２８  入力側光ファイバーアレー
２２９  出力側光ファイバーアレー
２３０  光アイソレーター
２３１  入力側導波路型屈折率分布レンズアレー
２３２  出力側導波路型屈折率分布レンズアレー
２３３  偏光子
２３４  ファラデー素子
２３５  検光子
２３６  シングルモード用分岐デバイス
２３７  入力側マルチモード光ファイバー
２３８  出力側マルチモード光ファイバーアレー
２３９  入力側導波路型屈折率分布レンズ
２４０  出力側導波路型屈折率分布レンズアレー
２４１  入力側導波路型屈折率分布レンズ
２４２  出力側導波路型屈折率分布レンズ
２４３  入力側屈折率分布型コア
２４４  出力側屈折率分布型コア
２４５  入力多重光（λ１、λ２、λ３）
２４６  出力多重光（λ１、λ２）
２４７  出力光（λ３）
２４８  クラッド
２４９  フィルター
２５０  第１光ファイバー
２５１  第２光ファイバー
２５２  第３光ファイバー
２６０  透明基板
２６１  屈折率分布型コア
２６２  クラッド
２６３  シングルモード用結合デバイス
２６４  出力側マルチモード光ファイバー
２６５  入力側マルチモード光ファイバーアレー
２６６  出力側導波路型屈折率分布レンズ
２６７  入力側導波路型屈折率分布レンズアレー
２７０  透明基板
２７８  クラッド
２８１  シリコン基板
２８２  透明基板
２８３  信号処理部
２８４  電気回路部
２８５  Ｖ溝
２８６  導波路型屈折率分布レンズ（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ）
２９３  透明基板
２９４  屈折率分布型コア
２９５  クラッド
２９６  導波路型屈折率分布レンズ
２９７  透明基板
２９８  屈折率分布型コア
２９９  クラッド
３０１  レーザー
３０２  入力側レンズ
３０３  ＧＩ型楕円コア
３０４  ＧＩ型導波路楕円レンズ
３０５  クラッド
３０６  シート状ポリシラン
３０７  光ファイバー
３０８  楕円形ビーム
３０９  円形ビーム
３１０  光源
３１１  ＧＩ型コア
３１２  ＧＩ型導波路レンズ
３１３  クラッド
３１４  先球ＧＩ型レンズ
３１５  シート状ポリシラン
３１６  光ファイバー
３１７  コア
３１８  円形ビーム
３１９  円形ビーム
３２０  ＧＩ型導波路楕円レンズ
３２１  ＧＩ型コア
３２２  クラッド
３２３  楕円形ビーム
３２５  光源
４０１  光源
４０２  光ファイバー
４０３  間隙
４０４  シート状ポリシラン（硬化前）
４０５  屈折率分布型コア
４０６  クラッド
４０７  導波路型屈折率分布レンズ（ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ）
４０８  固定部
４０９  ＵＶ照射
４１０  ＵＶ透過率分布上マスク
４１１  ＵＶ透過率分布下マスク
４１２  受光素子
４１３  大口径光ファイバー
４１４  光ファイバーアレー
４１５  光源アレー
４１６  透明基板
４１７  透明基板
４１８  第１切断刃
４１９  第１切断部分
４２０  充填ノズル
４２１  第２切断刃
４２２  第２切断部分
４２３  光アイソレーター
４２４  入力側マルチモードファイバー（ＭＭＦ）
４２５  出力側マルチモードファイバー（ＭＭＦ）アレー
４２６  導波路型屈折率分布レンズパターン
４２７  シングモードファイバー（ＳＭＦ）用Ｙ分岐パターン
４２８  複合マスク板
４２９  入力側導波路型屈折率分布レンズ
４３０  出力側導波路型屈折率分布レンズアレー
４３１  ＳＭＦ用Ｙ分岐コア
４３２  ＳＭＦ用Ｙ分岐部分
４４０  透明基板
４４１  Ｖ溝
４４２  透明基板
４４３  Ｖ溝
４４４  シート状ポリシラン（硬化前）
４４５  間隙
４４６  ＵＶ照射
４４７  ＵＶ透過率分布上マスク
４４８  ＵＮ透過率分布下マスク
４４９  屈折率分布型コア
４５０  クラッド
４５１  ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ
４５２  固定部
４５３  間隙
４５４  シート状ポリシラン（硬化前）
４５５  ＵＶ照射
４５６  ＵＶ透過率分布上マスク
４５７  ＵＶ透過率分布下マスク
４５８  屈折率分布型コア
４５９  クラッド
４６０  導波路型屈折率分布レンズアレー
４６１  固定部
４６２  光ファイバー
４６３  間隙
４６４  シート状ポリシラン（硬化前）
４６５  ＵＶ照射
４６６  ＵＶ透過率分布上マスク
４６７  ＵＶ透過率分布下マスク
４６８  屈折率分布型コア
４６９  クラッド
４７０  導波路型屈折率分布レンズ
４７１  固定部
４７５  間隙
４７６  シート状ポリシラン（硬化前）
４７７  屈折率分布型コア
４７８  クラッド
４７９  固定部
４８０  透明基板
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１（ｂ）】
2005114278.tif 000055
【図４】
2005114278.tif 000056
【図５（ａ）】
2005114278.tif 000057
【図５（ｂ）】
2005114278.tif 000058
【図６（ａ）】
2005114278.tif 000059
【図６（ｂ）】
2005114278.tif 000060
【図７（ａ）】
2005114278.tif 000061
【図１０】
2005114278.tif 000062
【図１３】
2005114278.tif 000063
【図１５】
2005114278.tif 000064
【図２８】
2005114278.tif 000065
【図２９】
2005114278.tif 000066
【図１（ａ）】
2005114278.tif 000067
【図１（ｃ）】
2005114278.tif 000068
【図１（ｄ）】
2005114278.tif 000069
【図２】
2005114278.tif 000070
【図３】
2005114278.tif 000071
【図５（ｃ）】
2005114278.tif 000072
【図５（ｄ）】
2005114278.tif 000073
【図６（ｃ）】
2005114278.tif 000074
【図６（ｄ）】
2005114278.tif 000075
【図７（ｂ）】
2005114278.tif 000076
【図７（ｃ）】
2005114278.tif 000077
【図７（ｄ）】
2005114278.tif 000078
【図８】
2005114278.tif 000079
【図９】
2005114278.tif 000080
【図１１】
2005114278.tif 000081
【図１２】
2005114278.tif 000082
【図１４】
2005114278.tif 000083
【図１６】
2005114278.tif 000084
【図１７】
2005114278.tif 000085
【図１８】
2005114278.tif 000086
【図１９】
2005114278.tif 000087
【図２０】
2005114278.tif 000088
【図２１】
2005114278.tif 000089
【図２２】
2005114278.tif 000090
【図２３】
2005114278.tif 000091
【図２４】
2005114278.tif 000092
【図２５】
2005114278.tif 000093
【図２６（ａ）】
2005114278.tif 000094
【図２６（ｂ）】
2005114278.tif 000095
【図２６（ｃ）】
2005114278.tif 000096
【図２６（ｄ）】
2005114278.tif 000097
【図２６（ｅ）】
2005114278.tif 000098
【図２６（ｆ）】
2005114278.tif 000099
【図２６（ｇ）】
2005114278.tif 000100
【図２６（ｈ）】
2005114278.tif 000101
【図２７（ａ）】
2005114278.tif 000102
【図２７（ｂ）】
2005114278.tif 000103
【図２７（ｃ）】
2005114278.tif 000104
【図２７（ｄ）】
2005114278.tif 000105
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月14日(2007.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面の実質上中心で屈折率の極大部分を有し、前記極大部分からの距離にしたがって屈折率が増加しない屈折率分布を有するコア部と、
前記コア部の周囲の少なくとも一部に接している、屈折率が実質上一様なクラッド部とを備えた屈折率分布型光学部材であって、
ポリシランを主成分とするシート状の屈折率分布型光学部材。
【請求項２】
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、濃度が減少しないシロキサン構造の濃度分布を有している、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項３】
前記コア部の前記シロキサン構造の濃度分布は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって中心対称に実質上放物線に沿って増加する分布である、請求項２記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項４】
前記コア部の前記シロキサン構造の濃度分布は、光の伝搬方向に沿って変化する分布である、請求項２記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項５】
光の伝搬方向に沿って変化する前記シロキサン構造の濃度分布の変化は、周期的である、請求項４記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項６】
前記光の伝搬方向に沿って変化する前記シロキサン構造の濃度分布は、前記シート状のポリシランの膜厚方向および幅方向の両方向に変化して分布する部分と、前記膜厚方向にのみ変化して分布する部分との組合せである、請求項４記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項７】
前記コア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記コア部の長さは、前記光軸上の所望の位置に焦点を有するように調整されている、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項８】
前記コア部は、複数設けられている、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項９】
前記複数のコア部の少なくとも一対が、一部において光学的に結合している、請求項８記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１０】
前記複数のそれぞれのコア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記複数のコア部は、互いに交差せずに並列して配置されている、請求項８記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１１】
前記複数のそれぞれのコア部内の光軸は、実質上直線であり、
前記複数のコア部は、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に配置されている、請求項８記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１２】
前記シート状のポリシランの上下２面の少なくとも１面に、少なくとも紫外線に対して透明な基板を備えた、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１３】
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、同心楕円形状に実質上放物線に沿って減少する屈折率分布を有する、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１４】
前記コア部は、前記屈折率の極大部分からの距離にしたがって、同心円形状または同心楕円形状に実質上放物線に沿って減少する屈折率分布を有しており、入力側および出力側の少なくとも一方の端部領域の断面が、前記端部に向かって面積が小さくなる形状をしている、請求項１記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１５】
前記コア部の前記端部は、曲面形状である、請求項１４記載の屈折率分布型光学部材。
【請求項１６】
ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いた屈折率分布型光学部材の製造方法であって、
前記シート状の基材上の所望の前記屈折率分布型光学部材の形成位置において、前記シート状の基材の上面および下面から、それぞれマスク板を介して同時に紫外線を照射する紫外線照射ステップと、
前記シート状の基材に酸素を供給しながら加熱する加熱ステップとを備えた、屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項１７】
前記紫外線照射ステップで紫外線を照射し、前記加熱ステップで酸素を供給しながら加熱することにより、前記シート状の基材のポリシラン構造が、酸化反応により、ポリシラン構造よりも屈折率の小さいシロキサン構造に変化する、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項１８】
前記マスク板は、作製する前記屈折率分布型光学部材のコア部の中心線に平行な線上に紫外線透過率が極小となる部分が分布しており、前記極小となる部分からの、前記平行な線の垂直な面方向への距離にしたがって紫外線透過率が低下しない紫外線透過率分布を有している、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項１９】
前記マスク板の前記紫外線透過率は、前記平行な線から垂直な面方向に離れるにしたがって実質上放物線に沿って増加する、請求項１８記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２０】
前記紫外線透過率分布は、前記平行な線から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記平行な線から所定の距離までであり、前記所定の距離が、前記光の伝搬方向に沿って短くなっていく分布である、請求項１９記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２１】
前記２枚のマスク板は、いずれも、紫外線透過率の極小部分である直線状部分を、互いに交差しない配置で複数有しており、
それぞれの前記直線状部分から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記直線状部分から所定の距離までである、請求項１８記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２２】
前記２枚のマスク板は、いずれも、紫外線透過率の極小部分である直線状部分を、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に配置される位置に、複数有しており、
それぞれの前記直線状部分から垂直な面方向に離れるにしたがって紫外線透過率が増加する部分は、前記直線状部分から所定の距離までである、請求項１８記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２３】
前記シート状の基材の上面および下面に設けた前記マスク板は、互いに等しい紫外線透過率分布を有している、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２４】
前記シート状の基材の上面に設けた前記マスク板の紫外線透過率分布と、前記シート状の基材の下面に設けた前記マスク板の紫外線透過率分布は、作製する前記屈折率分布型光学部材の光の伝搬方向に沿って、互いに負の相関がある、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の作製方法。
【請求項２５】
前記マスク板の紫外線透過率分布は、作製する前記屈折率分布型光学部材の光の伝搬方向に沿って変化する部分を少なくとも有する分布である、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２６】
前記紫外線透過率分布は、前記光の伝搬方向に沿って周期的に変化する分布である、請求項２５記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２７】
前記紫外線透過率分布は、前記光の伝搬方向に沿って紫外線透過率が変化する部分と、前記光の伝搬方向に沿って紫外線透過率が一様な部分との組合せである、請求項２５記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２８】
前記シート状の基材の上下２面の少なくとも１面に、少なくとも紫外線に透明な基板を備えた、請求項１６記載の屈折率分布型光学部材の製造方法。
【請求項２９】
請求項７記載の屈折率分布型光学部材と、
前記屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から光を入射させるように配置された発光部と、
前記コア部のもう一方の端部から出射する光を受光させるように配置された受光部とを備えた光モジュール。
【請求項３０】
前記コア部は、前記屈折率分布型光学部材に、互いに交差せずに並列して複数配置されており、
前記複数のコア部のそれぞれの一方の端部には、複数の前記発光部がそれぞれ配置されており、
前記複数のコア部のそれぞれのもう一方の端部には、複数の前記受光部がそれぞれ配置されている、請求項２９記載の光モジュール。
【請求項３１】
請求項７記載の屈折率分布型光学部材と、
特定の波長の光のみを通過させ前記特定の波長以外の光を反射する、前記特定の波長がそれぞれ異なる波長である複数の光学フィルターとを備え、
前記屈折率分布型光学部材のコア部は、隣同士がそれらの端部で一部交差してジグザグ状に複数配置されており、
前記複数の光学フィルターのそれぞれは、前記隣同士のコア部の交差部分に配置されており、
前記複数のコア部のうちの一番端のコア部の一方の入口から多重波長の光が入射される、光モジュール。
【請求項３２】
２つの、請求項７記載の屈折率分布型光学部材と、
一方の前記屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から光を入射させるように配置された発光部と、
もう一方の前記屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から出射する光を受光させるように配置された受光部と、
前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部のもう一方の端部、および前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部のもう一方の端部の間に配置された光学部品とを備えた、光モジュール。
【請求項３３】
前記光学部品は、アイソレーター、偏向子、波長板、光学フィルター、フォトニック結晶のうちのいずれか、または、これらの組み合わせであり、前記２つの屈折率分布型光学部材の光軸を横断するように配置されている、請求項３２記載の光モジュール。
【請求項３４】
前記２つの屈折率分布型光学部材のコア部は、いずれも、互いに交差せずに並列して複数配置されており、
前記発光部および前記受光部は、いずれも複数あり、
前記一方の屈折率分布型光学部材の複数のコア部のそれぞれの一方の端部には、前記複数の発光部がそれぞれ配置されており、
前記もう一方の屈折率分布型光学部材の複数のコア部のそれぞれの一方の端部には、前記複数の受光部がそれぞれ配置されている、請求項３２記載の光モジュール。
【請求項３５】
前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、１つであり、
前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、複数あり、
前記光学部品は、光分岐デバイスであり、
前記一方の屈折率分布型光学部材の前記コア部の一方の端部から入射された光は、前記光分岐デバイスで分岐されて、前記もう一方の屈折率分布型光学部材の前記複数のコア部の、それぞれの一方の端部から出射される、請求項３２に記載の光モジュール。
【請求項３６】
前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、複数あり、
前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部は、１つであり、
前記光学部品は、光結合デバイスであり、
前記一方の屈折率分布型光学部材の前記複数のコア部の、それぞれの一方の端部から入射された光は、前記光結合デバイスで結合されて、前記もう一方の屈折率分布型光学部材の前記コア部の一方の端部から出射される、請求項３２記載の光モジュール。
【請求項３７】
さらに、前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部に配置された別の受光部を備え、
前記光学部品は、特定の波長の光のみを通過させ前記特定の波長以外の光を反射する光学フィルターであり、
前記受光部は、前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から入射した前記発光部からの光が、前記光学フィルターを通過して前記もう一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から出射される位置に配置されており、
前記別の受光部は、前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から入射した前記光が、前記光学フィルターで反射して前記一方の屈折率分布型光学部材のコア部の一方の端部から出射される位置に配置されている、請求項３２記載の光モジュール。
【請求項３８】
前記屈折率分布型光学部材は、コア部が前記発光部および前記受光部の少なくとも一方と軸ズレ状態になるように配置され、前記発光部および前記受光部の少なくとも一方の、前記屈折率分布型光学部材のコア部への入出力端部に対する光の入出力方向を傾斜させている、請求項２９または３２記載の光モジュール。
【請求項３９】
前記屈折率分布型光学部材、前記発光部、前記受光部のうちの少なくとも１つは、表面実装の位置決め用に形成された溝によって位置決めされている、請求項２９または３２記載の光モジュール。
【請求項４０】
請求項１３記載の屈折率分布型光学部材と、
前記屈折率分布型光学部材のコア部の入力側端部に楕円形状ビームを入射する入力部と、
前記コア部の出力側端部から出射される出力ビームを受光する受光部とを備え、
前記コア部の前記屈折率分布の楕円形状の長軸および短軸の方向が、それぞれ、前記入力部から入射される前記楕円形状ビームの短軸および長軸の方向と一致する、光モジュール。
【請求項４１】
発光部を有する第１光学部品および受光部を有する第２光学部品を、前記発光部と前記受光部が対向するように、所定の間隔をおいて基板上に配置する配置工程と、
少なくとも、前記発光部および前記受光部を埋設するように、前記発光部と前記受光部との間に、ポリシランをシート状に充填もしくは塗布する塗布工程と、
前記ポリシランを硬化させるとともに、前記発光部から出射された光が前記受光部に入射されるように、前記ポリシラン内に屈折率分布を形成させるポリシラン硬化工程とを備えた、光モジュールの製造方法。
【請求項４２】
前記ポリシラン硬化工程では、紫外線を照射することにより、前記ポリシランを硬化させるとともに、前記発光部から前記受光部への光路の光軸上で最大であり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって減少する屈折率分布を形成させる、請求項４１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項４３】
前記発光部は、光源または光ファイバーの一端であり、
前記受光部は、受光素子または光ファイバーの一端である、請求項４１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項４４】
前記配置工程は、
前記発光部から前記受光部への光路の光軸が、前記発光部および前記受光部の少なくとも一方と軸ズレ状態になるように、前記発光部および前記受光部を配置する、請求項４１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項４５】
前記基板は、表面実装の位置決め用の溝を有しており、
前記配置工程は、
前記第１光学部品および前記第２光学部品の少なくとも一方を、前記位置決め用の溝によって位置決めさせて配置する、請求項４１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項４６】
前記配置工程は、
光ファイバーを前記基板上に固定した後、切断された後の２つの端面の間隔が前記所定の間隔となるように、前記光ファイバーを前記基板上で切断し、前記２つの端面のうちの一方の端面を前記発光部とし、もう一方の端面を前記受光部とする、請求項４１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項４７】
少なくとも、前記ポリシランの前記屈折率分布を形成させる部分に対応する前記基板の部分は、紫外線に対して透明であり、
前記ポリシラン硬化工程では、２枚のマスク板を、前記シート状のポリシランが充填もしくは塗布された前記基板の両面側に配置した後、前記２枚のマスク板の外側から均一な紫外線を照射し、
前記２枚のマスク板は、いずれも、前記ポリシランに形成させる屈折率の大きい部分に対応する部分の紫外線透過率が小さくなり、前記ポリシランに形成させる屈折率の小さい部分に対応する部分の紫外線透過率が大きくなるような紫外線透過率分布を有する、請求項４２記載の光モジュールの製造方法。
【請求項４８】
前記２枚のマスク板の紫外線透過率分布は、いずれも、前記発光部と前記受光部を直線で結ぶ光軸に対向する直線状部分で最小であり、前記直線状部分から垂直方向に離れるにしたがって増加する分布をしており、
前記ポリシラン硬化工程により、前記光軸上で屈折率が最大となり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって屈折率が低下する屈折率分布を有するＧＲＩＮレンズが、前記発光部と前記受光部の間に形成される、請求項４７記載の光モジュールの製造方法。
【請求項４９】
前記受光部は、複数設けられており、
前記２枚のマスク板は、それぞれ、
前記発光部に接続される第１のＧＲＩＮレンズを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第１の紫外線透過率パターンと、
前記受光部のそれぞれに接続される複数の第２のＧＲＩＮレンズで構成される第２のＧＲＩＮレンズアレーを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第２の紫外線透過率パターンと、
前記第１のＧＲＩＮレンズから出射される光を分岐して前記第２のＧＲＩＮレンズの前記各受光部に入射させる分岐路を形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した、前記第１の紫外線透過率パターンおよび前記第２の紫外線透過率パターンに接続される第３の紫外線透過率パターンとを有する、請求項４７記載の光モジュールの製造方法。
【請求項５０】
前記発光部は、複数設けられており、
前記２枚のマスク板は、それぞれ、
前記発光部のそれぞれに接続される複数の第１のＧＲＩＮレンズで構成される第１のＧＲＩＮレンズアレーを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第１の紫外線透過率パターンと、
前記受光部に接続される第２のＧＲＩＮレンズを形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した第２の紫外線透過率パターンと、
前記第１のＧＲＩＮレンズアレーの前記各発光部から出射される光を結合して前記第２のＧＲＩＮレンズに入射させる結合路を形成する屈折率分布を、前記ポリシラン中に形成させるのに対応した、前記第１の紫外線透過率パターンおよび前記第２の紫外線透過率パターンに接続される第３の紫外線透過率パターンとを有する、請求項４７記載の光モジュールの製造方法。
【請求項５１】
さらに、前記発光部から前記受光部への光路を切断するように、前記シート状のポリシランを２つに切断する切断工程と、
前記２つに切断されたシート状のポリシランの間に、第３光学部品を配置する第３光学部品取付工程とを備えた、請求項４１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項５２】
前記発光部および受光部は、それぞれ複数設けられており、
前記ポリシラン硬化工程では、それぞれの前記発光部に対応するそれぞれの前記受光部へのそれぞれの光路毎に、その光軸上で屈折率が最大となり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって屈折率が低下する屈折率分布を形成させる、請求項４１記載の光モジュールの製造方法。
【請求項５３】
さらに、前記発光部から前記受光部への全ての光路を切断するように、前記シート状のポリシランを２つに切断する切断工程と、
前記２つに切断されたシート状のポリシランの間に、第３光学部品を配置する第３光学部品取付工程とを備えた、請求項５２記載の光モジュールの製造方法。
【請求項５４】
前記第３光学部品は、アイソレーター、偏向子、波長板、フィルターのうちのいずれかである、請求項５１または５３記載の光モジュールの製造方法。
【請求項５５】
発光部を有する第１光学部品と、
前記発光部と所定の間隔をおいて隔てられた受光部を有する第２光学部品と、
少なくとも、前記発光部および前記受光部が埋設されており、前記発光部と前記受光部との間に、前記発光部から出射された光を前記受光部に入射させる屈折率分布を有する、シート状の硬化されたポリシランとを備えた、光モジュール。
【請求項５６】
前記ポリシランには、光量に分布を有する紫外線を照射することにより、前記発光部から前記受光部への光路の光軸上で屈折率が最大となり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって屈折率が低下する屈折率分布が形成されており、その屈折率分布によって、前記ポリシラン内にＧＲＩＮレンズが形成されており、
前記ＧＲＩＮレンズ部分のシロキサン構造の濃度分布は、前記光軸上で最小であり、前記光軸から垂直方向に離れるにしたがって実質上放物線に沿って増加する、請求項５５記載の光モジュール。
【請求項５７】
前記発光部は、光源または光ファイバーの一端であり、
前記受光部は、受光素子または光ファイバーの一端である、請求項５５記載の光モジュール。
【請求項５８】
前記発光部から前記受光部への光路の光軸が、前記発光部および前記受光部の少なくとも一方と軸ズレ状態になるように、前記発光部および前記受光部が配置されている、請求項５５記載の光モジュール。
【請求項５９】
前記第１光学部品、前記第２光学部品、および前記ポリシランは、表面実装の位置決め用の溝を有する基板上に配置されており、
前記第１光学部品および前記第２光学部品の少なくとも一方は、前記位置決め用の溝によって位置決めされて配置されている、請求項５５記載の光モジュール。
【請求項６０】
前記受光部は、複数あり、
前記ポリシランには、その内部の屈折率分布により、
前記発光部に接続される第１のＧＲＩＮレンズと、
前記受光部のそれぞれに接続される複数の第２のＧＲＩＮレンズと、
前記第１のＧＲＩＮレンズから出射される光を分岐して前記複数の第２のＧＲＩＮレンズに入射させる分岐路とが形成されている、請求項５５記載の光モジュール。
【請求項６１】
前記発光部は、複数あり、
前記ポリシランには、その内部の屈折率分布により、
前記発光部のそれぞれに接続される複数の第１のＧＲＩＮレンズと、
前記受光部に接続される第２のＧＲＩＮレンズと、
前記複数の第１のＧＲＩＮレンズから出射される光を結合して前記第２のＧＲＩＮレンズに入射させる結合路とが形成されている、請求項５５記載の光モジュール。
【請求項６２】
さらに、前記光路を横断するように前記ポリシランの間に配置されている第３光学部品を備えた、請求項５５記載の光モジュール。
【請求項６３】
前記発光部および受光部は、それぞれ複数あり、
前記ポリシランには、その内部の屈折率分布により、それぞれの前記発光部とそれらに対応するそれぞれの前記受光部とのそれぞれの間にＧＲＩＮレンズが形成されている、請求項５５記載の光モジュール。
【請求項６４】
さらに、前記発光部から前記受光部への全ての光路を横断するように配置されている第３光学部品を備えた、請求項６３記載の光モジュール。
【請求項６５】
前記第３光学部品は、アイソレーター、偏向子、波長板、フィルターのうちのいずれかである、請求項６２または６４記載の光モジュール。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、光通信あるいは光ネットワークに適用される、屈折率分布型光学部材および屈折率分布型光学部材の製造方法等に関する。より特定的には、コア内のシロキサン構造の濃度を中心からの距離にしたがって中心対称に増加させることで屈折率分布を制御することのできるポリシラン製光学部材等に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
また、本発明の屈折率分布型光学部材は、シート状ポリシランを用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部が形成させることで、１００℃以上の耐熱性を持たせることを第２の目的としている。
また、本発明は、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いて、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させるという簡易なプロセスで作製した本発明の屈折率分布型光学部材を利用した低コストの光モジュールを提供することを第３の目的としている。
また、本発明は、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いて、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させるというプロセスで作製した小型の本発明の屈折率分布型光学部材を利用した小型の光モジュールを提供することを第４の目的としている。
また、本発明の光モジュールおよび光モジュールの製造方法は、導波路型屈折率分布レンズを作製すると同時に光学部品の固定ができることを第５の目的としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
また、第３８の本発明は、
前記屈折率分布型光学部材は、コア部が前記発光部および前記受光部の少なくとも一方と軸ズレ状態になるように配置され、前記発光部および前記受光部の少なくとも一方の、前記屈折率分布型光学部材のコア部への入出力端部に対する光の入出力方向を傾斜させている、第２９または３２の本発明の光モジュールである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
また、第４４の本発明は、
前記配置工程は、
前記発光部から前記受光部への光路の光軸が、前記発光部および前記受光部の少なくとも一方と軸ズレ状態になるように、前記発光部および前記受光部を配置する、第４１の本発明の光モジュールの製造方法である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
また、第５８の本発明は、
前記発光部から前記受光部への光路の光軸が、前記発光部および前記受光部の少なくとも一方と軸ズレ状態になるように、前記発光部および前記受光部が配置されている、第５５の本発明の光モジュールである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
本発明により、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させることで、簡易なプロセスで屈折率分布型光学部材を作製できる、屈折率分布型光学部材の製造方法を提供できる。
また、本発明により、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部が形成させることで、１００℃以上の耐熱性を持たせることができる、屈折率分布型光学部材を提供できる。
また、本発明により、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いて、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させるという簡易なプロセスで作製した本発明の屈折率分布型光学部材を利用した低コストの光モジュールを提供できる。
また、本発明により、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いて、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させるというプロセスで作製した小型の本発明の屈折率分布型光学部材を利用した小型の光モジュールを提供できる。
また、本発明により、導波路型屈折率分布レンズを作製すると同時に光学部品の固定ができる、光モジュールおよび光モジュールの製造方法を提供できる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４０】
図７（ａ）は、屈折率分布の絶対値が周期的に変化するＧＩ型導波路グレーティングを作製する際に用いる上下のマスクの概要図を示し、図７（ｂ）は作製されるＧＩ型導波路グレーティングの概要図を、図７（ｃ）は、そのＤ−Ｄ´断面図を、図７（ｄ）は、そのＥ−Ｅ´断面図をそれぞれ示している。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４２】
このように、伝搬方向に沿って周期的に紫外線透過率分布の絶対値が変化する上マスク１４０および下マスク１４１を使用すれば、図７（ｂ）に示すような屈折率分布の絶対値が周期的に変化するＧＩ型屈折率部分１４５を有するＧＩ型導波路グレーティングを作製することができる。屈折率分布が伝搬方向に沿って周期的に変化するので、図７（ｃ）および図７（ｄ）のように、位置によってその断面の屈折率分布が異なる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９９】
なお、図１４では、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６が、光源アレー２２０および光ファイバーアレー２２１とそれぞれ離れて配置されているように記載しているが、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６に、光源アレー２２０および光ファイバーアレー２２１のいずれかを、またはそれらの両方を密接させて配置してもよい。ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６を、焦点位置が端面となる長さにすることにより、光源アレー２２０および光ファイバーアレー２２１を、ＷＧ−ＧＲＩＮレンズ２９６の端面に密接させて配置させることができる。これらを密接させるように配置すると、機械精度で光軸調整ができるという大きなメリットが得られる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０１】
本実施の形態７の光モジュールは、特定の波長（λｋ）を透過させ他の波長（λ１、…、λｋ-1、λｋ＋１、…、λ７）を反射させる第ｋフィルター（ｋ＝１、…、６）２２３と、ジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７とを備えている。なお、ジグザグ導波路型屈折率分布レンズ２２７が、本発明の屈折率分布型光学部材の一例にあたる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２１８】
なお、図１６では、入力側光ファイバーアレー２２８、光アイソレーター２３０、入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１、出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２、出力側光ファイバーアレー２２９が、それぞれ離れて配置されているように記載しているが、これらを密接させて配置してもよい。入力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３１および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー２３２の長さを調整することにより、これらを密接させて配置した場合でも、入力側光ファイバーアレー２２８と出力側光ファイバーアレー２２９とを最適に結合させることができる。この場合、機械精度で光軸調整ができるという大きなメリットが得られる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３３５】
ただし、コア径が５０μｍ以上の大きなＭＭＦとコア径が１０μｍ以下のＳＭＦ用Ｙ分岐の光学系は、ＭＭＦのビーム径をＳＭＦのビーム径に変換するので、入力側導波路型屈折率分布レンズ４２９および出力側導波路型屈折率分布レンズアレー４３０は、いずれも、ほぼ０．２５ｎ（ｎ：整数）ピッチの長さを有する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３４４】
本発明にかかる屈折率分布型光学部材、および屈折率分布型光学部材の製造方法は、シート状ポリシランを用い、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることでコア部を形成することで、簡易なプロセスで、１００℃以上の耐熱性を有し、低コストで小型化を可能にできるので、光通信あるいは光ネットワークに適用される、屈折率分布型光学部材、光モジュール、および屈折率分布型光学部材の製造方法等に有用である。
また本発明は、ポリシランを主成分とするシート状の基材を用いて、紫外線照射と加熱によって起こる酸化反応により屈折率を変化させることによりコア部を形成させることで、簡易なプロセスで、小型の屈折率分布型光学部材を作製でき、その屈折率分布型光学部材を利用して低コストで小型の光モジュールとすることができるので、光通信あるいは光ネットワークに適用される、屈折率分布型光学部材、光モジュール、および屈折率分布型光学部材の製造方法等に有用である。
また、本発明にかかる光モジュールおよび光モジュールの製造方法は、導波路型屈折率分布レンズを作製すると同時に光学部品の固定ができるので、光通信あるいは光ネットワークに適用される、屈折率分布型光学部材、光モジュール、および屈折率分布型光学部材の製造方法等に有用である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３４５】
【図１（ａ）】本発明の実施の形態１の屈折率分布型光導波路（ＧＩ型光導波路）の構成概要図
【図１（ｂ）】本発明の実施の形態１のＧＩ型光導波路の酸素濃度分布を示す図
【図１（ｃ）】本発明の実施の形態１のＧＩ型光導波路の屈折率分布を示す図
【図１（ｄ）】本発明の実施の形態１のＧＩ型光導波路１０５のＡ−Ａ´断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における、ポリシラン系樹脂の酸化による内部構造の変化を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１における、酸化によりシート状ポリシランに形成される屈折率分布を説明する図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型光導波路の製造方法の準備工程を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型光導波路の製造方法のＵＶ照射工程を示す図、（ｃ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型光導波路の製造方法により完成したＧＩ型光導波路を示す図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型直線導波路を作製するために使用するマスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型Ｓ字導波路を作製するために使用するマスクの概要図、（ｃ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型Ｙ分岐を作製するために使用するマスクの概要図、（ｄ）本発明の実施の形態１の、ＧＩ型方向性結合器を作製するために使用するマスクの概要図
【図５（ａ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器を作製する際に用いる上マスクの概要図
【図５（ｂ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器を作製する際に用いる下マスクの概要図
【図５（ｃ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器の概要図
【図５（ｄ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型ビーム変換器のＢ−Ｂ´断面図
【図６（ａ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路を作製する際に用いる上マスクの概要図
【図６（ｂ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路を作製する際に用いる下マスクの概要図
【図６（ｃ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路の概要図
【図６（ｄ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型３次元光導波路のＣ−Ｃ´断面図
【図７（ａ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターを作製する際に用いる上下マスクの概要図
【図７（ｂ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターの概要図
【図７（ｃ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターのＤ−Ｄ´断面図
【図７（ｄ）】本発明の実施の形態２のＧＩ型グレーティングフィルターのＥ−Ｅ´断面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出したＧＩ型ＭＭＩカプラーを作製する際に用いる上下マスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出したＧＩ型ＭＭＩカプラーの概要図、（ｃ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出したＧＩ型ＭＭＩカプラーのＦ−Ｆ´断面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出しないＧＩ型ＭＭＩカプラーを作製する際に用いる上下マスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出しないＧＩ型ＭＭＩカプラーの概要図、（ｃ）本発明の実施の形態３の、側壁を露出しないＧＩ型ＭＭＩカプラーのＧ−Ｇ´断面図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧを作製する際に用いる上下マスクの概要図、（ｂ）本発明の実施の形態４のＧＩ型ＡＷＧの概要図
【図１１】本発明の実施の形態５の、光源と光ファイバーを結合する光モジュールの構成概要図
【図１２】本発明の実施の形態５の、受光部と光ファイバーを結合する光モジュールの構成概要図
【図１３】（ａ）本発明の実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズを光ファイバーの光軸に合わせて配置した構成図、（ｂ）本発明の実施の形態５のＷＧ−ＧＲＩＮレンズを光ファイバーの光軸とずらして配置した構成図
【図１４】本発明の実施の形態６の、アレー型光モジュールの構成概要図
【図１５】本発明の実施の形態７の、ジグザグ形状のコアを有する光モジュールの構成概要図
【図１６】本発明の実施の形態８の、アレー型光モジュールの構成概要図
【図１７】本発明の実施の形態９の、シングルモード用分岐デバイスを用いた光モジュールの構成概要図
【図１８】本発明の実施の形態９の、シングルモード用結合デバイスを用いた光モジュールの構成概要図
【図１９】本発明の実施の形態１０の、３波長光合分岐器の構成概要図
【図２０】（ａ）本発明の実施の形態１１の光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１１の光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズのＨ−Ｈ´断面図
【図２１】（ａ）本発明の実施の形態１２の光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１２の光モジュールのビーム形状を示す図、（ｃ）本発明の実施の形態１２の光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズのＪ−Ｊ´断面図
【図２２】（ａ）本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の光モジュールの構成概要図、（ｂ）本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の光モジュールのビーム形状を示す図、（ｃ）本発明の実施の形態１２の、光源の出力ビーム形状が楕円の形状の光モジュールを構成するＧＩ型導波路楕円レンズのＫ−Ｋ´断面図
【図２３】（ａ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程の第１工程図、（ｂ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程の第２工程図、（ｃ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの作製工程の第３工程図、（ｄ）本発明の実施の形態１３の、光源と光ファイバーを備える光モジュールの完成図
【図２４】（ａ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの作製工程の第１工程図、（ｂ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの作製工程の第２工程図、（ｃ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの作製工程の第３工程図、（ｄ）本発明の実施の形態１３の、大口径光ファイバーと受光素子を備える光モジュールの完成図
【図２５】（ａ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程の第１工程図、（ｂ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程の第２工程図、（ｃ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの作製工程の第３工程図、（ｄ）本発明の実施の形態１４の、光源アレーと光ファイバーアレーを備える光モジュールの完成図
【図２６】（ａ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第１工程図
【図２６】（ｂ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第２工程図
【図２６】（ｃ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第３工程図
【図２６】（ｄ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第４工程図
【図２６】（ｅ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第４工程図
【図２６】（ｆ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第５工程図
【図２６】（ｇ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第５工程図
【図２６】（ｈ）本発明の実施の形態１５の、インライン型光アイソレーターモジュールの作製工程の第６工程図
【図２７】（ａ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第１工程図
【図２７】（ｂ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第２工程図
【図２７】（ｃ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第３工程図
【図２７】（ｄ）本発明の実施の形態１６の、ＳＭＦ用光デバイスを含む光モジュールの作製工程の第４工程図
【図２８】従来の、光導波路の作製装置の構成図
【図２９】従来の光モジュールの側面図
【国際調査報告】
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