JP4088779B2

JP4088779B2 - 光ファイバ間の結合構造および結合方法

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Publication number: JP4088779B2
Application number: JP2003121547A
Authority: JP
Inventors: 剛金子
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2008-05-21
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ間の結合構造および結合方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
近年、情報通信が高速化・大容量化の傾向にあり、光通信の開発が進んでいる。光通信では、光ファイバの間の光の伝達を確実に行なうことが求められている。
【０００３】
光通信で用いられる光ファイバ同士を結合する方法としては、例えば、レンズ等の光学部材を介してカップリングを行なう方法、コネクタを介して光ファイバ同士を結合する方法（例えば、特許文献１参照）、および光ファイバ同士を融着させる方法（例えば、特許文献２参照）がある。
【０００４】
コネクタを介して光ファイバ同士を結合する方法は、光ファイバの先端にコネクタを設け、このコネクタを介して光ファイバ同士を結合する方法である。また、光ファイバ同士を融着する方法は、２つの光ファイバの先端を接合させた状態で接合部分にエネルギーを加えて融着させることにより、光ファイバ同士を結合する方法である。
【０００５】
また、複数の光ファイバを結合する方法として、光ファイバカプラを用いた方法がある。この光ファイバカプラは、複数の光ファイバを横並びにした状態で融着させた後融着部分を延伸することにより形成される。すなわち、光ファイバカプラを形成する場合においても、融着工程が必要とされる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１２３８２１号公報
【特許文献２】
特開平７−８４１４２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レンズ等の光学部材を介して光ファイバを接合する方法では、光ファイバおよび光学部材を厳密に位置合わせするのが難しい。
【０００８】
また、光ファイバ同士をコネクタを介して結合する方法では、光ファイバの先端にコネクタが設置されるため、光ファイバの結合部分が大きくなる。このため、コネクタを介して結合された光ファイバを、例えば光モジュール等の微細な装置内に組み込むことが困難である場合がある。
【０００９】
さらに、光ファイバ同士を融着する方法では、光ファイバの接合部分に大きな熱エネルギーを加えなければならない。光ファイバの接合部分を融解させるためには、通常、大掛かりな製造工程が必要であるため、製造コストが高くなる。さらに、光ファイバ同士を融着する方法では、融着前に光ファイバ同士を厳密に位置合わせする必要がある。この場合、光ファイバの径は一般に微細であるため、光ファイバ同士を厳密に位置合わせするのが難しい。また、光ファイバカプラを形成する場合においても融着工程が必要であるため、同様の問題が生じる。
【００１０】
本発明の目的は、光ファイバの間の光の伝達を確実に行なうことが可能な光ファイバ間の結合構造を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の目的は、簡便にかつ低コストで実施可能な光ファイバ間の結合方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバ間の結合構造は、
複数の光ファイバと、
基体の上方に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられ、前記複数の光ファイバの各端面と接合された結合部と、を含み、
前記土台部材の上面は、平面であり、
前記結合部は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成されている。
本発明の他の光ファイバ間の結合構造は、
複数の光ファイバと、
基体の上方に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられ、前記複数の光ファイバの各端面と接合された結合部と、を含み、
前記土台部材の上面は、曲面であり、
前記結合部は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成されている。
本発明の他の光ファイバ間の結合構造は、
複数の光ファイバと、
基体の上方に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられ、前記複数の光ファイバの各端面と接合された結合部と、を含み、
前記土台部材の上面と、前記土台部材の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角であり、
前記結合部は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成されている。
本発明の他の光ファイバ間の結合構造は、
複数の光ファイバと、
基体の上方に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられ、前記複数の光ファイバの各端面と接合された結合部と、を含み、
前記土台部材の上部は、逆テーパ状に形成され、
前記結合部は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成されている。
上記光ファイバ間の結合構造において、前記複数の光ファイバは、前記基体の上方に設けられていてもよい。
上記光ファイバ間の結合構造において、前記土台部材は、前記基体と一体化して形成されていてもよい。
上記光ファイバ間の結合構造において、前記複数の光ファイバのうち少なくとも１つは、コアの端面のみが前記結合部に接合していてもよい。この場合、前記コアの端面のみが前記結合部に接合している光ファイバは、前記結合部に近いほうの端部において、前記コアの端面の高さとクラッドの端面の高さとが異なっていてもよい。また、この場合、前記端部において、前記コアは前記クラッドで覆われていなくてもよい。あるいは、この場合、前記端部において、前記コアと前記クラッドとで凸部が構成されていてもよい。
上記光ファイバ間の結合構造において、前記結合部の屈折率は、前記複数の光ファイバのクラッドの屈折率より大きくてもよい。
上記光ファイバ間の結合構造において、前記結合部の屈折率は、前記複数の光ファイバのコアの屈折率とほぼ等しくてもよい。
上記光ファイバ間の結合構造において、前記端部において、前記結合部の周囲が封止材で覆われていてもよい。この場合、前記封止材の屈折率は、前記複数の光ファイバのコアの屈折率および前記結合部の屈折率より小さくてもよい。また、この場合、前記結合部の屈折率は、前記複数の光ファイバのコアの屈折率とほぼ等しく、前記封止材の屈折率は、前記複数の光ファイバのクラッドの屈折率とほぼ等しくてもよい。
上記光ファイバ間の結合構造において、前記結合部は、紫外線硬化型樹脂からなっていてもよい。
本発明の光ファイバ間の結合方法は、
（ａ）基体の上方に、上面が平面である土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、結合部前駆体を形成し、
（ｃ）複数の光ファイバの各端面を前記結合部前駆体に接触させた状態で、該結合体前駆体を硬化させて、結合部を形成すること、を含む。
本発明の他の光ファイバ間の結合方法は、
（ａ）基体の上方に、上面が曲面である土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、結合部前駆体を形成し、
（ｃ）複数の光ファイバの各端面を前記結合部前駆体に接触させた状態で、該結合体前駆体を硬化させて、結合部を形成すること、を含む。
本発明の他の光ファイバ間の結合方法は、
（ａ）基体の上方に、上面と、側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角である土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、結合部前駆体を形成し、
（ｃ）複数の光ファイバの各端面を前記結合部前駆体に接触させた状態で、該結合体前駆体を硬化させて、結合部を形成すること、を含む。
本発明の他の光ファイバ間の結合方法は、
（ａ）基体の上方に、上部が逆テーパ状に形成されている土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、結合部前駆体を形成し、
（ｃ）複数の光ファイバの各端面を前記結合部前駆体に接触させた状態で、該結合体前駆体を硬化させて、結合部を形成すること、を含む。
上記光ファイバ間の結合方法において、さらに、（ｄ）前記複数の光ファイバを前記基体の上方に設置すること、を含む。
上記光ファイバ間の結合方法において、前記（ｃ）において、コアの端面上のみに前記結合部前駆体が接触していてもよい。この場合、前記（ｃ）において、前記結合部前駆体と接触する光ファイバにおいて、コアの端面の高さは、クラッドの端面の高さと異なっていてもよい。
上記光ファイバ間の結合方法において、前記（ｂ）において、前記液滴の吐出は、インクジェット法により行なっていてもよい。
上記光ファイバ間の結合方法において、前記（ｃ）において、前記結合部前駆体の硬化は、エネルギーの付加により行なっていてもよい。
上記光ファイバ間の結合方法において、さらに、（ｅ）前記結合部の周囲を封止材で覆うこと、を含んでいてもよい。
上記光ファイバ間の結合方法において、前記（ａ）において、前記土台部材を前記基体と一体化して形成してもよい。
（１）本発明の光ファイバ間の結合構造は、
複数の光ファイバと、
基体の上方に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられ、前記複数の光ファイバの各端面と接合された結合部と、を含む。
【００１３】
ここで、「土台部材」とは、前記結合部を設置できる上面を有する部材をいい、「土台部材の上面」とは、前記結合部が設置される面をいう。この土台部材の上面は、前記結合部を設置できる限り、平面であってもよいし曲面であってもよい。
【００１４】
また、前記複数の光ファイバの各端面の形状は、前記結合部を設置できる限り特に限定されるわけではなく、円形であってもよいし楕円形であってもよい。また、前記結合部の切断面の形状も同様に、特に限定されるわけではない。
【００１５】
本発明の光ファイバ間の結合構造によれば、上記構成を有することにより、前記複数の光ファイバ間の光の伝達を確実に行なうことが可能である。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００１６】
なお、本発明において、光ファイバの材質は特に限定されるわけではなく、例えば石英ガラス、プラスチック、プラスチックと石英との複合体、あるいは多成分ガラスからなる光ファイバに本発明を適用することができる。
【００１７】
（２）上記光ファイバ間の結合構造では、前記複数の光ファイバを、前記基体の上方に設けることができる。これにより、前記基体の上方にて、前記複数の光ファイバを前記結合部に安定して接合することができる。
【００１８】
（３）上記光ファイバ間の結合構造では、前記土台部材の上面と、前記土台部材の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角であることができる。この構成によれば、液滴を吐出して結合部前駆体を形成した後硬化させて前記結合部を形成する場合、前記土台部材の側面が前記液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、前記結合部を所望の形状および大きさに形成することができる。
【００１９】
（４）上記光ファイバ間の結合構造では、前記土台部材の上部を、逆テーパ状に形成することができる。ここで、「土台部材の上部」とは、前記土台部材のうち前記上面近傍の領域をいう。この構成によれば、液滴を吐出して結合部前駆体を形成した後硬化させて前記結合部を形成する場合、前記土台部材の安定性を保持しつつ、前記土台部材の上面と側面とのなす角をより小さくすることができる。これにより、前記土台部材の側面が前記液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、前記結合部を所望の形状および大きさに形成することができる。
【００２０】
（５）上記光ファイバ間の結合構造では、前記土台部材は、前記基体と一体化して形成できる。
【００２１】
（６）上記光ファイバ間の結合構造では、前記複数の光ファイバのうち少なくとも１つにおいては、コアの端面のみが前記結合部に接合できる。
【００２２】
この場合、前記コアの端面のみが前記結合部に接合している光ファイバは、前記結合部に近いほうの端部において、前記コアの端面の高さとクラッドの端面の高さとが異なることができる。
【００２３】
また、この場合、前記端部において、前記コアを前記クラッドで覆わないようにすることができる。これにより、前記端部において、前記コアと前記クラッドとで凸部を構成することができる。
【００２４】
（７）上記光ファイバ間の結合構造では、前記結合部の屈折率を、前記複数の光ファイバのクラッドの屈折率より大きくすることができる。
【００２５】
（８）上記光ファイバ間の結合構造では、前記結合部の屈折率を、前記複数の光ファイバのコアの屈折率とほぼ等しくすることができる。この構成によれば、前記結合部と前記コアとの界面における光の反射を少なくすることができるため、該界面における光の損失を少なくすることができる。
【００２６】
（９）上記光ファイバ間の結合構造では、前記端部において、前記結合部の周囲を封止材で覆うことができる。この構成によれば、前記結合部と、前記複数の光ファイバの端面とを確実に固定することができる。その結果、歩留まりがより高い結合構造を得ることができる。
【００２７】
この場合、前記封止材の屈折率を、前記複数の光ファイバのコアの屈折率および前記結合部の屈折率より小さくすることができる。
【００２８】
また、この場合、前記結合部の屈折率を、前記複数の光ファイバのコアの屈折率とほぼ等しく、前記封止材の屈折率を、前記複数の光ファイバのクラッドの屈折率とほぼ等しくすることができる。この構成によれば、前記結合部および前記封止材にそれぞれ、光ファイバのコアおよびクラッドと同様の機能を付与することができる。これにより、光の損失を少なくすることができる。
【００２９】
（１０）上記光ファイバ間の結合構造では、前記結合部を、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成できる。
【００３０】
この場合、前記結合部は、紫外線硬化型樹脂からなることができる。
【００３１】
（１１）本発明の光ファイバ間の結合方法は、
（ａ）基体の上方に土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、結合部前駆体を形成し、
（ｃ）前記複数の光ファイバの各端面を前記結合部前駆体に接触させた状態で、該結合体前駆体を硬化させて、結合部を形成すること、を含む。
【００３２】
本発明の光ファイバ間の結合方法によれば、生産性に優れ、かつ、各光ファイバ間の位置合わせを精密に行なう必要がない。また、前記結合部を介して、前記複数の光ファイバ間を簡便な方法にて接合することができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００３３】
（１２）上記光ファイバ間の結合方法では、さらに、（ｄ）前記複数の光ファイバを前記基体の上方に設置すること、を含むことができる。
【００３４】
（１３）上記光ファイバ間の結合方法では、前記（ｃ）において、コアの端面上のみに前記結合部前駆体が接触していることができる。
【００３５】
この場合、前記（ｃ）において、前記結合部前駆体と接触する光ファイバにおいて、コアの端面の高さは、クラッドの端面の高さと異なることができる。
【００３６】
（１４）上記光ファイバ間の結合方法では、前記（ｂ）において、前記液滴の吐出を、インクジェット法により行なうことができる。ここで、「インクジェット法」とは、インクジェットヘッドを用いて液滴を吐出する方法である。ただし、この場合、吐出する液滴は、印刷物に用いられる所謂インクではなく、前記結合部を構成する材料物質を含む液状物である。この方法によれば、前記液滴の吐出量の微妙な調整が可能であるため、微細な結合部前駆体を、前記光ファイバの端面上に簡便に設置することができる。
【００３７】
（１５）上記光ファイバ間の結合方法では、前記（ｃ）において、前記結合部前駆体の硬化を、エネルギーの付加により行なうことができる。
【００３８】
（１６）上記光ファイバ間の結合方法では、さらに、（ｅ）前記結合部の周囲を封止材で覆うこと、を含むことができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４０】
１．光ファイバ間の結合構造
図１は、本発明を適用した本実施の形態の光ファイバ間の結合構造を模式的に示す側面図である。また、図２は、図１に示す結合構造を模式的に示す平面図である。図１および図２には、光ファイバ間の結合構造として、結合ユニット１０００が示されている。
【００４１】
この結合ユニット１０００は、図１および図２に示すように、複数の光ファイバ（光ファイバ１２０，２２０）と、土台部材１２と、結合部１４０とを含む。光ファイバ１２０，２２０は、結合部１４０を介して接合されている。これにより、光ファイバ１２０と光ファイバ２２０とが結合部１４０を介して光学的に結合している。また、結合部１４０は、土台部材１２の上面１２ａ上に設けられている。さらに、土台部材１２は、基体１０の上方に設けられている。以下、この結合ユニット１０００の各構成要素について、それぞれ説明する。
【００４２】
［基体］
基体１０の材質は特に限定されないが、例えばシリコン基板、ＧａＡｓ基板等の化合物半導体基板等の半導体基板、あるいはガラス基板やエポキシ基板等が挙げられる。
【００４３】
［土台部材］
土台部材１２は、基体１０の上方に設けられている。この土台部材１２は、例えば樹脂からなることができる。この場合、土台部材１２は、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはフッ素系樹脂を用いて形成することができる。
【００４４】
また、土台部材１２は、基体１０と一体化して形成されたものであってもよい。すなわち、この場合、土台部材１２は基体１０と同一の材質からなる。このような土台部材１２は、例えば、基体１０をパターニングすることにより形成することができる。なお、図１および図２においては、土台部材１２が円柱状である場合について示したが、土台部材１２の形状は、結合部１４０を設置できる上面を有している限り、特に限定されるわけではない。
【００４５】
土台部材の形状の一例を、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）に示す。図２０（ａ）〜図２０（ｃ）の各図において、右側の図は、土台部材近傍の平面図を示しており、左側の図はいずれも、右側の図のＡ−Ａ線における断面を示している。図２０（ａ）〜図２０（ｃ）に示す土台部材においては、上面に結合部が設置可能であり、前記結合部には光ファイバの端面が接合される。図２０（ａ）および図２０（ｂ）においては、結合部および光ファイバの図示を省略する。また、図２０（ｃ）では、光ファイバの図示は省略するが、土台部材８２の上面８２ａ上に設けられた結合部６４０が示されている。
【００４６】
（ｉ）図２０（ａ）に示す土台部材６２においては、土台部材６２の上面６２ａと側面６２ｂとのなす角θを鋭角にすることができる。ここで、土台部材６２の側面６２ｂとは、土台部材６２の側部において上面６２ａに接する面をいう。土台部材６２においては、土台部材６２の側部が土台部材６２の側面６２ｂである。
【００４７】
結合部（図示せず）は、土台部材６２の上面６２ａに対して液滴を吐出して、結合部前駆体（後述する）を形成した後、該結合部前駆体を硬化させることにより形成される。したがって、土台部材６２の上面６２ａと側面６２ｂとのなす角θが鋭角であることにより、土台部材６２の上面６２ａに対して液滴を吐出する際に、土台部材６２の側面６２ｂが液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する結合部を確実に形成することができる。
【００４８】
（ii）図２０（ｂ）に示す土台部材７２においては、上部７２ｃを逆テーパ状に形成することができる。この場合においても、土台部材７２の上面７２ａと、側面７２ｂ（土台部材７２の側部において上面７２ａに接する面）とのなす角θが鋭角となる。この構成によれば、土台部材７２の安定性を保持しつつ、土台部材７２の上面７２ａと側面７２ｂとのなす角θをより小さくすることができる。これにより、土台部材７２の側面７２ｂが液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する結合部をより確実に形成することができる。
【００４９】
（iii）図２０（ｃ）に示す土台部材８２においては、上面８２ａを曲面にすることができる。これにより、ほぼ円球状の結合部６４０を、土台部材８２の上面８２ａ上に設置することができる。
【００５０】
［光ファイバ］
図１に示すように、光ファイバ１２０，２２０は、基体１０の上面１０ａ上に設けられている。具体的には、光ファイバ１２０，２２０の長手方向と基体１０の上面１０ａとが平行に設置されている。
【００５１】
この光ファイバ１２０，２２０は、例えば接着材（図示せず）等を用いて基体１０上に固定させることができる。あるいは、光ファイバ１２０，２２０および結合部１４０全体を封止材で埋め込むことにより、光ファイバ１２０，２２０を基体１０上に固定してもよい。
【００５２】
なお、本実施の形態においては、図１に示すように、平坦な基体１０の上に光ファイバ１２０，２２０が配置される場合について説明したが、あるいは、基体１０に光ファイバ１２０，２２０の位置を決定する溝（図示せず）を設けておき、この溝上に光ファイバ１２０，２２０を配置することも可能である。このことは、後述する変形例においても同様に適用される。なお、このような溝を有する基板は、例えば、特開平８−２８６０８２号公報（図４のＶ溝基板１０）に開示されている。
【００５３】
光ファイバ１２０は、コア１２２およびクラッド１２４を含む。クラッド１２４はコア１２２を同心円状に囲んでいる。光ファイバ１２０では、コア１２２とクラッド１２４との境界で光が反射されて、コア１２２内に光が閉じ込められ、コア１２２内を光が伝搬する。また、クラッド１２４の周囲は、ジャケット（図示せず）によって保護されていてもよい。
【００５４】
光ファイバ２２０は、光ファイバ１２０と同様に、コア２２２およびクラッド２２４を含む。本実施の形態においては、光ファイバ２２０が光ファイバ１２０と同様の構成を有する場合について示す。
【００５５】
また、本実施の形態においては、光ファイバ１２０，２２０の断面形状が円形である場合について示したが、光ファイバ１２０，２２０の断面形状は特に限定されるわけではない。このことは、後述する変形例に示される光ファイバについても同様である。例えば、光ファイバ１２０，２２０として、断面形状が楕円形である光ファイバや、コアが円形または楕円形でクラッドがその他の形状である光ファイバを用いることができる。
【００５６】
図１に示すように、光ファイバ１２０の端部において、コア１２２の端面１２２ａと、クラッド１２４の端面１２４ａとの高さが異なる。同様に、光ファイバ２２０の端部において、コア２２２の端面２２２ａと、クラッド２２４の端面２２４ａとの高さが異なる。
【００５７】
具体的には、本実施の形態において、光ファイバ１２０は、端部において、コア１２２がクラッド１２４で覆われていない場合を示す。すなわち、光ファイバ１２０の端部において、コア１２２の端面１２２ａは、クラッド１２４の端面１２４ａより突出しており、コア１２２とクラッド１２４とで凸部１６０が構成されている。
【００５８】
同様に、本実施の形態においては、光ファイバ２２０は、端部において、コア２２２がクラッド２２４で覆われていない場合を示す。すなわち、光ファイバ２２０の端部において、コア２２２の端面２２２ａはクラッド２２４の端面２２４ａより突出しており、コア２２２とクラッド２２４とで凸部２６０が構成されている。
【００５９】
また、光ファイバ１２０，２２０は、前述したように、結合部１４０を介して接合されている。これにより、光ファイバ１２０は、結合部１４０によって、光ファイバ２２０との相対的な位置が固定されている。この結合ユニット１０００では、光ファイバ１２０のコア１２２の端面１２２ａが、光ファイバ２２０のコア２２２の端面２２２ａと対向している。
【００６０】
なお、図１においては、光ファイバ１２０，２２０の一方の端部を示している。すなわち、光ファイバ１２０，２２０において、結合部１４０に近いほうの端部を示している。なお、光ファイバ１２０，２２０のもう一方の端部においても、コアの端面の高さが、クラッドの端面の高さと異なっていてもよい。この場合、例えば、光ファイバ１２０，２２０のもう一方の端部においても、コアの端面に結合部（図示せず）が形成され、この結合部を介して他の光ファイバ（図示せず）が接合されていてもよい。このことは、後述する変形例に示される光ファイバ間の結合構造でも同様である。
【００６１】
［結合部］
結合部１４０は、図１に示すように、光ファイバ１２０のコア１２２の端面１２２ａおよび光ファイバ２２０のコア２２２の端面２２２ａに接合している。この結合部１４０は、土台部材１２の上面１２ａ上に設けられている。
【００６２】
光ファイバ１２０から出射する光を光ファイバ２２０に入射させる場合、光ファイバ１２０の端面１２２ａから出射した光は、結合部１４０を経た後、光ファイバ２２０の端面２２２ａに入射することができる。あるいは、光ファイバ２２０から出射する光を光ファイバ１２０に入射させる場合、光ファイバ２２０の端面２２２ａから出射した光は、結合部１４０を経た後、光ファイバ１２０の端面１２２ａに入射することができる。
【００６３】
結合部１４０は、エネルギー硬化型樹脂からなる。すなわち、結合部１４０は、熱や光等のエネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させて形成することができる。前記液体材料としては、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の前駆体が挙げられる。この場合、前記前駆体に対してエネルギーを付加して硬化させることにより、紫外線硬化型樹脂または熱硬化型樹脂からなる結合部１４０が形成される。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂が挙げられる。また、熱硬化型樹脂としては、熱硬化型のポリイミド系樹脂が例示できる。
【００６４】
紫外線硬化型樹脂の前駆体は、短時間の紫外線照射によって硬化する。このため、紫外線硬化型樹脂の前駆体を硬化させて結合部１４０を形成する場合、製造時間を短縮化することができる。
【００６５】
具体的には、結合部１４０は、土台部材１２の上面１２ａに対して液滴を吐出して、結合部前駆体（後述する）を土台部材１２の上面１２ａ上に形成した後、この結合部前駆体を硬化させることにより形成することができる。
【００６６】
結合部１４０の形状および大きさは、結合部１４０を形成する際に用いる液体材料の種類や量を調整することによって制御することができる。結合部１４０の形状および大きさは、光ファイバ１２０のコア１２２の端面１２２ａと、光ファイバ２２０のコア２２２の端面２２２ａとの距離に基づいて決定される。すなわち、結合部１４０を介して端面１２２ａと端面２２２ａとが接合できるように、端面１２２ａと端面２２２ａとの距離に応じて、結合部１４０の形状および大きさを決定する。あるいは、結合部１４０の形状および大きさに応じて、端面１２２ａと端面２２２ａとの距離を決定することもできる。すなわち、この場合、結合部１４０を介して端面１２２ａと端面２２２ａとが接合されるように、端面１２２ａと端面２２２ａとの距離を設定する。このことは、後述する変形例においても同様に適用される。
【００６７】
また、結合部１４０の屈折率は、光ファイバ１２０，２２０のクラッド１２４，２２４の屈折率よりも大きくすることができる。この構成によれば、結合部１４０からクラッド１２４，２２４への光の導入を低減することができる。
【００６８】
さらに、結合部１４０の屈折率を、光ファイバ１２０，２２０のコア１２２，２２２の屈折率とほぼ等しくすることができる。この構成によれば、結合部１４０とコア１２２，２２２との界面における光の反射を少なくすることができるため、前記界面における光の損失を少なくすることができる。このことは、後述する変形例においても同様である。
【００６９】
２．光ファイバ間の結合方法
次に、図１に示す結合ユニット１０００の製造方法について、図３〜図１２を参照して説明する。図３〜図１２はそれぞれ、結合部１４０を介した光ファイバ１２０，２２０間の結合方法の一工程を模式的に示す図である。
【００７０】
［コアおよびクラッドの端面の加工］
本実施の形態においては、図１および図２に示すように、光ファイバ１２０，２２０のコア１２２，２２２の端面１２２ａ，２２２ａが、クラッド１２４，２２４の端面１２４ａ，２２４ａよりも高くなるように加工する。以下、光ファイバ１２０を例にとり説明するが、光ファイバ２２０の端面についても同様の方法にて加工することができる。
【００７１】
まず、コア１２２の端面１２２ａを、クラッド１２４の端面１２４ａより突出させる工程について説明する。コア１２２の端面１２２ａを、クラッド１２４の端面１２４ａより突出させるためには、具体的には、下記の（１）および（２）に示す方法が例示できる。
【００７２】
（１）ウエットエッチングによる方法
まず、ウエットエッチングによって、コア１２２の端面１２２ａを、クラッド１２４の端面１２４ａより突出させる工程について説明する（図３参照）。ここでは、光ファイバ１２０が石英系光ファイバからなる場合について説明する。
【００７３】
一般に、光ファイバは、コアの屈折率をクラッドとの屈折率よりも大きくするために、コアとクラッドとが異なる成分から形成されている。このコアとクラッドとの成分の違いを利用して、ウエットエッチングにて、コアまたはクラッドを選択的に除去することができる。
【００７４】
ここでは、平坦な端面を有する光ファイバ１２０（図３参照）に対してウエットエッチングを行なうことによって、クラッド１２４を選択的に除去できるエッチャントを用いる。これにより、コア１２２の端面１２２ａを、クラッド１２４の端面１２４ａよりも突出させることができる。
【００７５】
石英系光ファイバのコアとクラッドとの選択的エッチングに用いられるエッチャントとしては、例えば、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムを混合した水溶液（バッファフッ酸水溶液）を用いることができる。このバッファフッ酸水溶液中のフッ化水素酸およびフッ化アンモニウムの濃度を調整することにより、クラッド１２４を選択的に除去することができる。
【００７６】
ウエットエッチングの模式図を図３に示す。図３に示すように、光ファイバ１２０の端面をエッチャント２３０に浸す。これにより、クラッド１２４がエッチャント２３０に選択的に溶解するため、光ファイバ１２０の端部において、クラッド１２４を選択的に除去することができる。
【００７７】
具体的には、４０重量％フッ化アンモニウム水溶液と５０重量％フッ化水素酸水溶液と純水（Ｈ_２Ｏ）とを所定の体積比で用いることにより調製されたバッファフッ酸水溶液を用いることにより、クラッド１２４を選択的に除去することができる。
【００７８】
（２）光硬化による方法
次に、光硬化によってコア１２２を伸長させる工程について説明する（図４参照）。この方法では、光ファイバ１２０のコア１２２の端面で光硬化型樹脂を伸長させることにより、コア１２２の端面１２２ａを、クラッド１２４の端面１２４ａよりも突出させる。ここで、光ファイバ１２０の材質は、光硬化型樹脂との密着性が確保できるかぎり、特に限定されない。
【００７９】
具体的には、図４に示すように、端面１２２ａを含む光ファイバ１２０の端部（一方の端部）を、紫外線硬化型樹脂の前駆体を含有する液体材料２３２の中に浸す。光ファイバ１２０のもう一方の端部において、コア１２２の端面１２２ｂから紫外線２１３を入射させる。これにより、端面１２２ｂから入射した紫外線２１３はコア１２２内を伝搬した後、コア１２２の端面１２２ａから出射する。ここで、クラッド１２４には紫外光が導入されないため、クラッド１２４からは紫外光が出射せず、紫外光２１３が出射するのは、コア１２２の端面１２２ａからのみである。すなわち、コア１２２の端面１２２ａから出射する紫外線２１３によって、コア１２２の端面１２２ａにおいて、液体材料２３０に含まれる紫外線硬化型樹脂の前駆体が反応する。これにより、コア１２２の端面１２２ａ上に紫外線硬化樹脂が形成されることによってコア１２２が伸長する。この結果、図１および図２に示すように、コア１２２の端面１２２ａが、クラッド１２４の端面１２４ａより突出した構造の光ファイバ１２０が得られる。
【００８０】
なお、図４においては、光ファイバ１２０の端部を液体材料２３２内に浸した状態でコア１２２を伸長する例について示した。ここで、光ファイバ１２０の端部を液体材料２３２内に浸すかわりに、図示しないが、光ファイバ１２０の端面１２２上に液体材料２３２を設置した状態で、図４に示す場合と同様に、もう一方の端部のコア１２２の端面１２２ｂから紫外線を導入して、コア１２２を伸長してもよい。
【００８１】
［土台部材の形成］
次に、基体１０の上方に土台部材１２を形成する（図５〜図７参照）。土台部材１２の平面形状は、光ファイバ１２０，２２０同士を光学的に結合する際の方法に基づいて適宜設定される。また、土台部材１２の形成方法は、土台部材１２の材質や形状、ならびに大きさに応じて適切な方法（例えば、選択成長法、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、リフトオフ法、転写法等）を選択することができる。また、本実施の形態においては、土台部材１２がポリイミド系樹脂からなる場合について説明する。
【００８２】
まず、ガラス基板からなる基体１０上に、ポリイミド前駆体を塗布した後、約１５０℃で熱処理を行なう。これにより、基体１０の上面１０ａ上に樹脂層１２ｘを形成する（図５参照）。ここで、樹脂層１２ｘは、形状を保持できる状態であるものの、完全に硬化していない状態である。
【００８３】
次に、樹脂層１２ｘ上にレジスト層Ｒ１を形成した後、所定のパターンのマスク（図示せず）を用いてフォトリソグラフィ工程を行なう。これにより、所定のパターンのレジスト層Ｒ１が形成される（図６参照）。
【００８４】
次いで、レジスト層Ｒ１をマスクとして、例えばアルカリ系溶液を用いたウエットエッチングによって、樹脂層１２ｘをパターニングする。その後、レジスト層Ｒ１を除去した後、約３５０℃で熱処理を行なう。この熱処理により、樹脂が完全に硬化することにより、土台部材１２が得られる（図７参照）。本実施の形態においては、土台部材１２の平面形状が円形である場合について示す。
【００８５】
［結合部前駆体の形成］
次に、土台部材１２の上面１２ａに対して、結合部１４０を形成するための液体材料の液滴１４０ｂを吐出することにより、土台部材１２の上面１２ａ上に結合部前駆体を形成する（図８〜図１０参照）。前述したように、前記液体材料は、エネルギーを付加することによって硬化可能な性質を有する。
【００８６】
液滴１４０ｂを吐出する方法としては、例えば、ディスペンサ法またはインクジェット法が挙げられる。ディスペンサ法は、液滴１４０ｂを吐出する方法として一般的な方法であり、比較的広い領域に液滴１４０ｂを吐出する場合に有効である。
【００８７】
インクジェット法は、インクジェットヘッドを用いて液滴を吐出する方法であり、液滴を吐出する位置についてμｍオーダーの単位で制御が可能である。また、吐出する液滴の量をピコリットルオーダーの単位で制御することができる。このため、微細な土台部材の上面上に、微細な構造の結合部を作製することができる。
【００８８】
ここでは、インクジェットヘッド１１０を用いて液滴１４０ｂを吐出する方法について説明する。図８に示すように、土台部材１２の上面１２ａに対して、インクジェットヘッド１１０のノズル１１２から、液体材料の液滴１４０ｂを吐出する。これにより、図９および図１０に示すように、土台部材１２の上面１２ａ上に結合部前駆体１４０ａを形成する。ここで、図１０は図９に示す工程を模式的に示す平面図である。
【００８９】
インクジェットの吐出方法としては、例えば、（ｉ）熱により液体（ここでは結合部前駆体）中の気泡の大きさを変化させることで圧力を生じ、液体を吐出する方法、（ii）圧電素子により生じた圧力によって液体を吐出させる方法とがある。圧力の制御性の観点からは、前記（ii）の方法が望ましい。
【００９０】
インクジェットヘッドのノズルの位置と、液滴の吐出位置とのアライメントは、一般的な半導体集積回路の製造工程における露光工程や検査工程で用いられる公知の画像認識技術を用いて行なわれる。例えば、インクジェットヘッド１２０のノズル１１２の位置と、土台部材１２の上面１２ａの位置とのアライメントを行なう。アライメント後、インクジェットヘッド１１０に印加する電圧を制御した後、液滴１４０ｂを吐出する。ここで、この液滴１４０ｂは表面張力によって，土台部材１２の上面１２ａの上面に堆積する。この液滴１４０ｂの吐出量を調整することにより、所望の形状および大きさの結合部前駆体１４０ａを形成することができる。
【００９１】
結合部前駆体１４０ａは、光ファイバ１２０のコア１２２の端面１２２ａと、光ファイバ２２０のコア２２２の端面２２２ａとの距離を所定の値に設定した場合に、端面１２２ａ，２２２ａが結合部前駆体１４０ａに接触するような形状および大きさに形成される。
【００９２】
なお、液滴１４０ｂを吐出する前に、必要に応じて、土台部材１２の上面１２ａに、親液性処理または撥液性処理を行なう。これにより、液滴１４０ｂに対する土台部材１２の上面１２ａの濡れ性を制御することができる。これにより、結合部１４０の形状および大きさをより厳密に制御することができる。
【００９３】
次いで、図１１に示すように、結合部１４０を介して、光ファイバ１２０のコア１２２の端面１２２ａと、光ファイバ２２０のコア２２２の端面２２２ａとを対向させる。そして、図１２に示すように、端面１２２ａ，２２２ａを、結合部前駆体１４０ａに接触させる。すなわち、ここで得られた結合部前駆体１４０ａは、図１２に示すように、端面１２２ａ，２２２ａに接触している。
【００９４】
この場合、図１２に示すように、光ファイバ１２０では、コア１２２の端面１２２ａは、クラッド１２４の端面１２４ａよりも突出している。同様に、光ファイバ２２０では、コア２２２の端面２２２ａは、クラッド２２４の端面２２４ａよりも突出している。このため、コアの端面１２２ａ，２２２ａのみを結合部前駆体１４０ａに容易に接触させることができる。
【００９５】
なお、結合部前駆体１４０ａを形成する前に、コアの端面１２２ａ，２２２ａが土台部材１２と対向するように光ファイバ１２０，２２０を基体１０に設置した後、土台部材１２の上面１２ａに対して液滴１４０ｂを吐出して、コアの端面１２２ａ，２２２ａと接触する結合部前駆体１４０ａを、土台部材１２の上面１２ａ上に形成してもよい。あるいは、土台部材１２の上面１２ａに対して液滴１４０ｂを吐出して、結合部前駆体１４０ａを土台部材１２の上面１２ａ上に形成した後、結合部前駆体１４０ａとコアの端面１２２ａ，２２２ａとが接触するように光ファイバ１２０，２２０を基体１０上に設置してもよい。
【００９６】
［結合部の形成］
次いで、図１２に示すように、結合部前駆体１４０ａを硬化させて、結合部１４０を形成する。具体的には、結合部前駆体１４０ａに対して、熱または光等のエネルギー１１３を付加する。
【００９７】
結合部前駆体１４０ａを硬化する際は、前記液体材料の種類により適切な方法を選択する。硬化手段としては、具体的には、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。また、付加するエネルギー１１３の量は、結合部前駆体１４０ａの形状、大きさおよび材質によって適宜調整する。以上の工程により、土台部材１２の上面１２ａ上に設けられた結合部１４０を介して接合された光ファイバ１２０，２２０を含む結合ユニット１０００が得られる（図１および図２参照）。
【００９８】
３．作用効果
本実施の形態の光ファイバ間の結合構造および結合方法は、以下に示す作用効果を有する。
【００９９】
（１）第１に、結合部１４０が、光ファイバ１２０，２２０の端面１２２ａ，２２２ａと接合している。これにより、光ファイバ１２０と光ファイバ２２０との位置合わせを精密に行なう必要がない。その理由を説明するために、まず、一般的な光ファイバ間の結合構造について、以下に説明する。
【０１００】
一般に、光ファイバ同士を光学的に結合する場合、光ファイバ間には結合部が形成されていない場合がある。この場合、一方の光ファイバから出射した光を、他の光ファイバへの入射させるためには、光ファイバ間の位置合わせを厳密に行なう必要がある。また、光ファイバ同士を結合するための一般的な方法として、光ファイバ同士を融着する方法もある（背景技術の欄参照）。この方法においては、融着前に光ファイバ同士を厳密に位置合わせする必要がある。
【０１０１】
これに対して、本実施の形態の結合構造（結合ユニット１０００）によれば、光ファイバ１２０の端面１２２ａと、光ファイバ２２０の端面２２２ａとの間に結合部１４０が接合されている。結合部１４０は、結合部前駆体１４０ａに端面１２２ａ，２２２ａが接触した状態で硬化させることにより形成される。すなわち、光ファイバ１２０，２２０の位置合わせは、結合部前駆体１４０ａに光ファイバ１２０，２２０の端面１２２ａ，２２２ａを接触させることで足りる。このため、光ファイバ１２０と光ファイバ２２０との位置合わせを厳密に行なうことなく、結合部１４０を介して光ファイバ１２０，２２０間の光の伝達を確実に行なうことができる。加えて、より簡便に光ファイバ１２０と光ファイバ２２０とを光学的に結合することができる。さらに、一般的な光ファイバの結合方法の一つである、光ファイバ同士を融着させる方法と比較して、光ファイバの接合部分を融解させる必要がない。したがって、光ファイバの接合部分に大きな熱エネルギーを加える必要がない。これにより、光ファイバの接合部分を融解させるために必要とされる大掛かりな製造工程が不要となるため、製造工程の低コスト化を図ることができる。
【０１０２】
（２）第２に、結合部１４０は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成される。すなわち、土台部材１２の上面１２ａ上に結合部前駆体１４０ａを形成し、この結合部前駆体１４０ａが端面１２２ａ，２２２ａに接触した状態で硬化させる。ここで、結合部前駆体１４０ａの形状および大きさは、液滴１４０ｂの吐出量によって制御することができる。ここで、土台部材１２の側面１２ｂ（図８参照）が結合部前駆体１４０ａで濡れない限り、結合部前駆体１４０ａには表面張力が主に作用する。
【０１０３】
すなわち、結合部前駆体１４０ａを形成するための液滴の量を調整することによって、結合部前駆体１４０ａの形状および大きさを制御することができる。これにより、光ファイバ１２０と光ファイバ２２０との間の距離に応じて、結合部前駆体１４０ａの形状および大きさを調整することができる。
【０１０４】
（３）第３に、結合部前駆体１４０ａは、土台部材１２の上面１２ａ上に形成される。一般に、光ファイバのコアの端面は微細である。本実施の形態において、土台部材１２の上面１２ａに対してインクジェット法を用いて液滴を吐出することにより、微細な土台部材１２の上面１２ａに、結合部前駆体１４０ａを確実に形成することができる。
【０１０５】
なお、本実施の形態において、光ファイバ１２０，２２０のかわりに、一般的な光ファイバを、土台部材１２の上面１２ａ上に形成された結合部前駆体１４０ａに接触させた状態で、結合部前駆体１４０ａを硬化させて結合部１４０を形成する場合についても、上記（１）〜（３）の作用効果と同様の作用効果を有する。ここで、「一般的な光ファイバ」とは、一端部において、コアの端面の高さと、クラッドの端面の高さとがほぼ等しい光ファイバのことをいう。
【０１０６】
（４）第４に、結合部１４０を介して、光ファイバ１２０のコア１２２の端面１２２ａと、光ファイバ２２０のコア２２２の端面２２２ａとが接合されていることにより、光ファイバ１２０，２２０間を伝搬する光の損失を少なくすることができる。
【０１０７】
一般に、光ファイバにおいて、実際に光が伝搬するのはコアの部分である。したがって、本実施の形態の結合構造によれば、結合部１４０が、コア１２２，２２２の端面１２２ａ，２２２ａとのみ接合していることにより、結合部１４０を介して、光ファイバ１２０，２２０のコア１２２，２２２間を光が効率良く伝搬することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態の結合構造によれば、一般的な光ファイバの結合方法の一つである、コネクタを介して光ファイバ同士を結合する方法（背景技術の欄参照）と比較して、コネクタを使用する必要がない。このため、光ファイバの結合部分の簡素化および小型化を図ることができる。これにより、本実施の形態の結合構造は、微細な装置（例えば光モジュール）内に設置することができる。
【０１０９】
４．変形例
次に、本実施の形態の光ファイバ間の結合構造の変形例について説明する。下記の変形例１〜５は、本実施の形態の結合ユニット１０００と同様の作用効果を有する。また、各変形例は、本実施の形態の結合ユニット１０００（図１および図２参照）のみならず、他の変形例の結合構造にも適用することができる。なお、各変形例において、本実施の形態の結合ユニット１０００と同一の構成部分については、同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。
【０１１０】
また、以下の変形例において、結合部２４０，３４０，４４０，５４０は、本実施の形態の結合部１４０と同様の材質で形成でき、かつ、同様の方法にて形成することができる。また、土台部材２２，４２は、本実施の形態の土台部材１２と同様の材質で形成でき、かつ、同様の方法にて形成することができる。
【０１１１】
（１）変形例１
図１３は、本実施の形態の一変形例たる光ファイバ間の結合構造（結合ユニット２０００）を模式的に示す図である。図１４は、図１３に示す結合ユニット２０００を模式的に示す平面図である。
【０１１２】
この結合ユニット２０００は、本実施の形態の結合ユニット１０００（図１および図２参照）のうち、コア１２２，２２２の突出した部分（凸部１６０，２６０）と、結合部１４０および土台部材１２の周囲とを、封止材１６で埋め込んだものである。すなわち、この結合ユニット２０００において、封止材１６以外の構成は、本実施の形態の結合ユニット１０００と同様である。
【０１１３】
この結合ユニット２０００においては、土台部材１２および結合部１４０の周囲を封止材１６で覆うことにより、土台部材１２の上面１２ａ上に結合部１４０を確実に固定することができ、かつ端面１２２ａと端面２２２ａとの間に結合部１４０を確実に固定することができる。その結果、歩留まりを高めることができる。この作用効果は、後述する他の変形例の結合ユニットにて形成された封止材についても有する。
【０１１４】
ここで、封止材１６の屈折率は、光ファイバ１２０，２２０のコア１２２，２２２の屈折率および結合部１４０の屈折率よりも小さいことが望ましい。これにより、光ファイバ１２０，２２０の端部において、結合部１４０を介してコア１２２とコア２２２との間を伝搬する光を閉じ込めるクラッドとしての機能を、封止材１６に付与することができる。
【０１１５】
さらに、結合部１４０の屈折率は、光ファイバ１２０，２２０のコア１２２，２２２の屈折率と同一であることが望ましく、封止材１６の屈折率は、光ファイバ１２０，２２０のクラッド１２４，２２４の屈折率と同一であることがより望ましい。すなわち、この場合、結合部１４０および封止材１６にそれぞれ、光ファイバのコアおよびクラッドと同一の機能を付与することができる。これにより、光の損失を少なくすることができる。
【０１１６】
封止材１６の材質は特に限定されないが、例えば紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂等の樹脂材料を用いることができる。なお、後述する変形例において、封止材２６，３６，４６，５６は、変形例１の結合ユニット２０００の封止材１６と同様の材質で形成でき、同様の方法にて形成することができる。
【０１１７】
（２）変形例２
図１５は、本実施の形態の一変形例たる光ファイバ間の結合構造（結合ユニット３０００）を模式的に示す平面図である。
【０１１８】
この結合ユニット３０００では、土台部材２２の形状が、本実施の形態の結合ユニット１０００（図１および図２参照）の土台部材１２の形状と異なる。具体的には、土台部材２２の上面２２ａが曲がり部２２ｂを有する。
【０１１９】
結合部２４０は、本実施の形態の結合ユニット１０００の結合部１４０を形成する方法と同様の方法にて形成される。すなわち、結合部２４０は、土台部材２２の上面２２ａに対して液滴を吐出し硬化させることにより形成される。このため、結合部２４０も土台部材２２の上面２２ａと同様に、曲がり部２４０ｂを有する。
【０１２０】
また、この結合ユニット３０００では、変形例１の結合ユニット２０００と同様に、コア１２２，２２２の突出した部分（凸部１６０，２６０）と、結合部２４０および土台部材２２の周囲とが、封止材２６で埋め込まれている。
【０１２１】
この結合ユニット３０００では、土台部材２２の上面２２ａが曲がり部２２ｂを有し、結合物２４０が曲がり部２４０ｂを有する。このため、この結合ユニット３０００では、図１５に示すように、光ファイバ１２０のコア１２２の端面１２２ａの中心を通りかつ端面１２２ａと垂直な直線Ｒ上に、光ファイバ２２０のコア２２２の端面２２２ａの中心が位置していない。しかしながら、結合部２４０を介して、端面１２２ａと端面２２２ａとが接合されていることにより、結合部２４０を介して光ファイバ１２０，２２０間で光を確実に伝搬させることができる。
【０１２２】
この結合ユニット３０００は、本実施の形態の結合ユニット１０００（図１および図２参照）と同様に形成することができる。すなわち、まず、土台部材２２の上面２２ａ上に結合部前駆体（図示せず）を形成した後、光ファイバ１２０のコア１２２の端面１２２ａと、光ファイバ２２０のコア２２２の端面２２２ａとを前記結合部前駆体に接触させる。この状態でエネルギー（図示せず）を付加して、前記結合部前駆体を硬化させることにより、結合ユニット３０００を形成することができる。
【０１２３】
（３）変形例３
図１６は、本実施の形態の一変形例たる光ファイバ間の結合構造（結合ユニット４０００）を模式的に示す側面図である。
【０１２４】
図１６に示す結合ユニット４０００は、結合部１４０を介して３つの光ファイバ１２０，２２０，３２０が光学的に結合している点で、本実施の形態の結合ユニット１０００（図１および図２参照）と異なる構成を有する。
【０１２５】
また、この結合ユニット４０００では、変形例１の結合ユニット２０００と同様に、コア１２２，２２２，３２２の突出した部分（凸部１６０，２６０，３６０）と、結合部１４０および土台部材１２の周囲とが、封止材３６で埋め込まれている。
【０１２６】
すなわち、この結合ユニット４０００においては、結合部１４０を介して、光ファイバ１２０のコア１２２の端面１２２ａと、光ファイバ２２０のコア２２２の端面２２２ａと、光ファイバ３２０のコア３２２の端面３２２ａとが接合している。光ファイバ３２０は、本実施の形態において光ファイバ１２０，２２０の材質として示したものと同様の材質で形成することができる。
【０１２７】
また、結合ユニット４０００において、土台部材１２および光ファイバ１２０，２２０，３２０は、変形例２の結合ユニット３０００と同様に、基体１０上に設けられている。
【０１２８】
なお、本変形例では、３つの光ファイバ１２０，２２０，３２０のいずれも、コアの端面の高さがクラッドの端面の高さと異なる場合について示したが、光ファイバ１２０，２２０，３２０の少なくとも１つが、コアの端面の高さがクラッドの端面の高さと同じであってもであってもよい。
【０１２９】
この結合ユニット４０００は、以下の方法にて形成することができる。まず、土台部材１２の上面１２ａ上に結合部前駆体（図示せず）を形成した後、光ファイバ１２０のコア１２２の端面１２２ａと、光ファイバ２２０のコア２２２の端面２２２ａと、光ファイバ３２０のコア３２２の端面３２２ａとを前記結合部前駆体に接触させる。この状態でエネルギー（図示せず）を付加して、前記結合部前駆体を硬化させることにより、結合ユニット４０００を形成することができる。
【０１３０】
（４）変形例４
図１７は、本実施の形態の一変形例である光ファイバ間の結合構造（結合ユニット５０００）を模式的に示す側面図である。
【０１３１】
図１７に示す結合ユニット５０００は、結合部を介して３つの光ファイバ１２０，２２０，３２０が光学的に結合している点で、変形例３の結合ユニット４０００と同様の構成を有する。ただし、この結合ユニット５０００の土台部材４２の形状が、変形例３の結合ユニット４０００の土台部材１２とは異なる。
【０１３２】
具体的には、土台部材４２の上面４２ａは分岐部４２ｂを有する。結合部４４０は、本実施の形態の結合ユニット１０００の結合部１４０を形成する方法と同様の方法にて形成される。すなわち、結合部４４０は、土台部材４２の上面４２ａに対して液滴を吐出し硬化させることにより形成される。このため、結合部４４０も土台部材４２の上面４２ａと同様に、分岐部４４０ｂを有する。
【０１３３】
また、結合ユニット５０００において、土台部材４２および光ファイバ１２０，２２０，３２０は、変形例２の結合ユニット３０００と同様に、基体１０上に設けられている。
【０１３４】
この結合ユニット５０００は、変形例３の結合ユニット４０００と同様の方法にて形成することができる。
【０１３５】
（５）変形例５
図１８は、本実施の形態の一変形例たる光ファイバ間の結合構造（結合ユニット６０００）を模式的に示す側面図である。図１９は、図１８に示す結合ユニット６０００を模式的に示す平面図である。
【０１３６】
この結合ユニット６０００は、コア１２２，２２２の突出した部分（凸部１６０，２６０）と、結合部５４０および土台部材５２の周囲とが、封止材５６で埋め込まれている点で、変形例１の結合ユニット２０００と同様の構成を有する。
【０１３７】
また、この結合ユニット６０００は、土台部材５２が基体１０と一体化して形成されている。この場合、基体１０の材質は特に限定されないが、土台部材５２は、基体１０の材質に応じた方法にて基体１０をパターニングすることにより形成される。例えば、基体１０がガラス基板からなる場合、例えばフッ酸によるウエットエッチング、イオンビームによるエッチング、レーザによる微細加工、サンドブラスト法等を用いて、基体１０を所定のパターニングすることにより、土台部材５２を形成することができる。
【０１３８】
さらに、この結合ユニット６０００は、土台部材５２の周囲に凹部２８が形成されている。この凹部２８は、パターニングにより土台部材５２が形成される際に形成される。この結合ユニット６０００においては、封止材５６を凹部２８に埋め込むことができる。すなわち、凹部２８が基体１０に設けられていることにより、封止材５６を凹部２８に埋め込むことができるため、結合部５４０の周囲に封止材５６を簡便な方法にて配置することができる。
【０１３９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合構造を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示す光ファイバ間の結合構造を模式的に示す平面図である。
【図３】図１に示す光ファイバの製造方法の一例を模式的に示す側面図である。
【図４】図１に示す光ファイバの製造方法の一例を模式的に示す側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合方法の一工程を模式的に示す側面図である。
【図６】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合方法の一工程を模式的に示す側面図である。
【図７】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合方法の一工程を模式的に示す側面図である。
【図８】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合方法の一工程を模式的に示す側面図である。
【図９】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合方法の一工程を模式的に示す側面図である。
【図１０】図９に示す工程を模式的に示す平面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合方法の一工程を模式的に示す側面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合方法の一工程を模式的に示す側面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合構造の一変形例を模式的に示す側面図である。
【図１４】図１３に示す光ファイバ間の結合構造を模式的に示す平面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合構造の一変形例を模式的に示す平面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合構造の一変形例を模式的に示す平面図である。
【図１７】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合構造の一変形例を模式的に示す平面図である。
【図１８】本発明の一実施の形態の光ファイバ間の結合構造の一変形例を模式的に示す側面図である。
【図１９】図１８に示す一変形例の光ファイバ間の結合構造を模式的に示す平面図である。
【図２０】図２０（ａ）〜図２０（ｃ）はそれぞれ、図１に示す土台部材の一変形例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０基体、１０ａ基体の上面、１２，２２，３２，４２，６２，７２，８２土台部材、１２ａ，２２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ，８２ａ土台部材の上面、１２ｂ土台部材の側面、１２ｘ樹脂層、１６，２６，３６，４６，５６封止材、２２ｂ曲がり部、２８凹部、３２ｂ分岐部、１１０インクジェットヘッド、１１２インクジェットノズル、１１３エネルギー、６２ｂ，７２ｂ土台部材の側面、７２ｃ土台部材の上部、１２０，２２０，３２０光ファイバ、１２２，２２２，３２２コア、１２２ａ，１２２ｂ，２２２ａ，３２２ａコアの端面、１２４，２２４，３２４クラッド、１２４ａ，２２４ａ，３２４ａクラッドの端面、１４０，２４０，４４０，５４０，６４０結合部、１４０ａ結合部前駆体、１４０ｂ液滴、１６０，２６０，３６０凸部、２１３紫外線、２３０エッチャント、２３２液体材料、２４０ｂ曲がり部、４４０ｂ分岐部、１０００，２０００，３０００，４０００，５０００，６０００結合ユニット、Ｒ１レジスト層

Claims

複数の光ファイバと、
基体の上方に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられ、前記複数の光ファイバの各端面と接合された結合部と、を含み、
前記土台部材の上面は、平面であり、
前記結合部は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成された、光ファイバ間の結合構造。
複数の光ファイバと、
基体の上方に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられ、前記複数の光ファイバの各端面と接合された結合部と、を含み、
前記土台部材の上面は、曲面であり、
前記結合部は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成された、光ファイバ間の結合構造。
複数の光ファイバと、
基体の上方に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられ、前記複数の光ファイバの各端面と接合された結合部と、を含み、
前記土台部材の上面と、前記土台部材の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角であり、
前記結合部は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成された、光ファイバ間の結合構造。
複数の光ファイバと、
基体の上方に設けられた土台部材と、
前記土台部材の上面上に設けられ、前記複数の光ファイバの各端面と接合された結合部と、を含み、
前記土台部材の上部は、逆テーパ状に形成され、
前記結合部は、エネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成された、光ファイバ間の結合構造。
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記複数の光ファイバは、前記基体の上方に設けられた、光ファイバ間の結合構造。
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記土台部材は、前記基体と一体化して形成されている、光ファイバ間の結合構造。
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記複数の光ファイバのうち少なくとも１つは、コアの端面のみが前記結合部に接合している、光ファイバ間の結合構造。
請求項７において、
前記コアの端面のみが前記結合部に接合している光ファイバは、前記結合部に近いほうの端部において、前記コアの端面の高さとクラッドの端面の高さとが異なる、光ファイバ間の結合構造。
請求項７または８において、
前記端部において、前記コアは前記クラッドで覆われていない、光ファイバ間の結合構造。
請求項７ないし９のいずれかにおいて、
前記端部において、前記コアと前記クラッドとで凸部が構成される、光ファイバ間の結合構造。
請求項１ないし１０のいずれかにおいて、
前記結合部の屈折率は、前記複数の光ファイバのクラッドの屈折率より大きい、光ファイバ間の結合構造。
請求項１ないし１１のいずれかにおいて、
前記結合部の屈折率は、前記複数の光ファイバのコアの屈折率とほぼ等しい、光ファイバ間の結合構造。
請求項１ないし１２のいずれかにおいて、
前記端部において、前記結合部の周囲が封止材で覆われた、光ファイバ間の結合構造。
請求項１３において、
前記封止材の屈折率は、前記複数の光ファイバのコアの屈折率および前記結合部の屈折率より小さい、光ファイバ間の結合構造。
請求項１３または１４において、
前記結合部の屈折率は、前記複数の光ファイバのコアの屈折率とほぼ等しく、
前記封止材の屈折率は、前記複数の光ファイバのクラッドの屈折率とほぼ等しい、光ファイバ間の結合構造。
請求項１ないし１５のいずれかにおいて、
前記結合部は、紫外線硬化型樹脂からなる、光ファイバ間の結合構造。
（ａ）基体の上方に、上面が平面である土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、結合部前駆体を形成し、
（ｃ）複数の光ファイバの各端面を前記結合部前駆体に接触させた状態で、該結合体前駆体を硬化させて、結合部を形成すること、を含む、光ファイバ間の結合方法。
（ａ）基体の上方に、上面が曲面である土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、結合部前駆体を形成し、
（ｃ）複数の光ファイバの各端面を前記結合部前駆体に接触させた状態で、該結合体前駆体を硬化させて、結合部を形成すること、を含む、光ファイバ間の結合方法。
（ａ）基体の上方に、上面と、側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角である土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、結合部前駆体を形成し、
（ｃ）複数の光ファイバの各端面を前記結合部前駆体に接触させた状態で、該結合体前駆体を硬化させて、結合部を形成すること、を含む、光ファイバ間の結合方法。
（ａ）基体の上方に、上部が逆テーパ状に形成されている土台部材を形成し、
（ｂ）前記土台部材の上面に対して液滴を吐出して、結合部前駆体を形成し、
（ｃ）複数の光ファイバの各端面を前記結合部前駆体に接触させた状態で、該結合体前駆体を硬化させて、結合部を形成すること、を含む、光ファイバ間の結合方法。
請求項１７ないし２０のいずれかにおいて、
さらに、（ｄ）前記複数の光ファイバを前記基体の上方に設置すること、を含む、光ファイバ間の結合方法。
請求項１７ないし２１のいずれかにおいて、
前記（ｃ）において、コアの端面上のみに前記結合部前駆体が接触している、光ファイバ間の結合方法。
請求項２２において、
前記（ｃ）において、前記結合部前駆体と接触する光ファイバにおいて、コアの端面の高さは、クラッドの端面の高さと異なる、光ファイバ間の結合方法。
請求項１７ないし２３のいずれかにおいて、
前記（ｂ）において、前記液滴の吐出は、インクジェット法により行なわれる、光ファイバ間の結合方法。
請求項１７ないし２４のいずれかにおいて、
前記（ｃ）において、前記結合部前駆体の硬化は、エネルギーの付加により行なわれる、光ファイバ間の結合方法。
請求項１７ないし２５のいずれかにおいて、
さらに、（ｅ）前記結合部の周囲を封止材で覆うこと、を含む、光ファイバ間の結合方法。
請求項１７ないし２６のいずれかにおいて、
前記（ａ）において、前記土台部材を前記基体と一体化して形成する、光ファイバ間の結合方法。