[發明專利]光學元件以及光學元件的制造方法

在審

• 申請號: 201680005881.3
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN107111008A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 和田一啟;藤森秀之
• 申請（專利權）人: 柯尼卡美能達株式會社
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;B29C45/00;G02B1/04;G02B6/42;B29K105/12;B29L11/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 李洋,楊林森

技術領域

本發明涉及例如適合在光通信等中使用的光學元件以及光學元件的制造方法。

背景技術

在包含路由器等網絡裝置、服務器、大型計算機的各種信息/信號處理裝置中，信息/信號處理的大規模化、高速化在不斷進步。在這些裝置中，電路基板(板：board)中的CPU以及存儲器相互間、布線基板相互間、裝置(架)相互間等的信號傳送在以往通過電布線來進行。但是，從傳送速度、傳送容量、消耗電力、來自傳送路徑的輻射、電磁波對傳送路徑的干擾等觀點的優勢出發，代替上述的電布線，而將光纖等作為傳送路徑來通過光傳送信號的所謂光互連實際上開始被引入。

在這樣的光互連中，包含將電信號變換為光信號并發送光信號的發光元件的光發送模塊、以及包括接收光信號并變換為電信號的受光元件的光接收模塊、或者具有它們雙方的功能的光收發模塊作為主要的光部件而被使用。將這些模塊統稱為光模塊。

在光模塊間，通過使用傳送信道并行地傳送光信號，能夠實現大容量的通信。作為傳送信道，為了在光模塊間并行地進行光信號的發送/接收，大多使用光纖。因此，為了光纖與光模塊間的光耦合，通常使用光耦合裝置。

然而，由于光纖基本上具有撓性，所以被允許某種程度的彎曲、松弛，但在一般的光纖中為了確保光的傳送效率而規定了被允許的彎曲的最小徑。因此，在因設置空間的限制等而要求最小徑以下的彎曲的情況下，使用在切斷了光纖的基礎上將在被切斷的光纖間傳遞的光束的光路折彎而進行光耦合的光耦合裝置，有時作為整體會實現更高效的收納、提高光的傳送效率。使用這樣的光耦合裝置的優點并不局限于光纖彼此，在發光元件和光纖或者光纖與受光元件之間的光耦合中也同樣能產生。這里，將發光元件、光源、受光元件等統稱為光元件。

為了進行光元件間的光耦合，有時在光耦合裝置使用具有將光路折彎的構造的光連接器。作為這樣的光連接器，在連接器內部使光軸變更90°的PT光連接器(以JPCA-PE03-01-06S進行標準化)等被實用化。PT光連接器是將多芯光纖帶芯線等多芯光纖與可撓性布線基板上的光元件光耦合的基板安裝型的光連接器。

另一方面，近年來光通信信息量不斷地增加，并且渴望信息的長距離/高速傳送。但是，在以往所使用的多模光纖的情況下，作為光纖的纖芯直徑采用50μm/62.5μm，由于以多個模式來傳送光信號，所以存在信號的到達時間產生偏差，發生模式分散這一問題。因此，由于因模式分散而產生數據損失，所以不合適長距離/高速傳送。

與此相對，單模光纖是模場直徑為9.2μm的極細徑的光纖，具有通過將光信號的傳播設為一個模式，能夠極力抑制衰減這一優點。因此，與多模光纖那樣使用多個模式的傳送方法不同，由于信號的到達時間單一，所以不產生模式損失而適合于長距離/高速傳送，因此使用單模光纖的機會變多。

然而，作為使用單模光纖時的課題之一，存在由于其模場直徑小至9.2μm，所以在使用光連接器將光纖與光元件光耦合時，位置偏移的允許度小、即組裝的困難性高這一情況。尤其成為問題的是使用單一的光連接器對能經由多個纖芯獨立地傳送信息的多芯光纖與多個光元件進行光耦合的情況。這樣的用途所使用的光連接器一般具有多個用于使各個光纖和光元件傳播光的透鏡面，但在由樹脂形成該光連接器時，例如由于因環境溫度變化引起的熱膨脹，會使光纖的芯間距離、和透鏡面彼此的間隔產生偏差，由此存在不能在一部分的光纖與光元件之間進行光耦合的擔憂。另一方面，為了抑制信息傳送時的光損失，光連接器需要確保某種程度高的透明度(透過率)。

針對上述問題，若使用玻璃作為光連接器的原材料，則由于具有高的透明度并且熱膨脹差與光纖接近，所以能夠抑制光纖的芯間距離、和透鏡面彼此的間隔的偏差。但是，玻璃與樹脂相比成形性較差，因此存在不適合于大量生產，導致成本增大這一問題。

與此相對，存在如專利文獻1、2所示那樣，通過向樹脂混入玻璃填料，利用與玻璃的特性接近的原材料來成形光學元件的嘗試。

專利文獻1:日本特開2006-312706號公報

專利文獻2:日本特開2006-169324號公報

根據專利文獻1、2，公開了通過向樹脂混入玻璃填料來提高機械強度，進而通過使折射率與玻璃接近而確保樹脂的透明度的技術。然而，上述的現有技術所公開的原材料例如是用電設備、電子設備的顯示部的蓋、汽車、建材所使用的板玻璃的代替品那樣的、要求透明性以及強度雙方物性的成形品用途所使用的材料，在現有技術中沒有言及因透過光通信等所使用的單一光源波長的光而產生的課題。

發明內容