JP2000089051A - 高分子光導波路 - Google Patents
高分子光導波路Info
- Publication number
- JP2000089051A JP2000089051A JP25823298A JP25823298A JP2000089051A JP 2000089051 A JP2000089051 A JP 2000089051A JP 25823298 A JP25823298 A JP 25823298A JP 25823298 A JP25823298 A JP 25823298A JP 2000089051 A JP2000089051 A JP 2000089051A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- optical
- sides
- arcs
- regular polygons
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光カプラ、光スターカプラ、および光モジュ
ール等に使用されるマルチモード光ファイバ用の光導波
路の曲がり部分の損失を低減する。 【構成】 円弧を組み合わせて曲線部分を構成する光導
波路において、円弧を円とみなしたとき、辺の数を 300
以上の正多角形の辺で近似する。 【効果】 光導波路の曲がり部分の損失が低減され、光
導波路を用いた光カプラ、光スターカプラおよび光モジ
ュール等光部品の性能が向上できる。
ール等に使用されるマルチモード光ファイバ用の光導波
路の曲がり部分の損失を低減する。 【構成】 円弧を組み合わせて曲線部分を構成する光導
波路において、円弧を円とみなしたとき、辺の数を 300
以上の正多角形の辺で近似する。 【効果】 光導波路の曲がり部分の損失が低減され、光
導波路を用いた光カプラ、光スターカプラおよび光モジ
ュール等光部品の性能が向上できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光カプラなどの光
部品に用いる高分子光導波路に関し、光導波路の光損失
のより小さい光導波路のミクロ構造に関するものであ
る。
部品に用いる高分子光導波路に関し、光導波路の光損失
のより小さい光導波路のミクロ構造に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光カプラ、光スターカプラおよび光モジ
ュール等の光部品は、光ＬＡＮ、光通信、光計測制御等
の分野に不可欠のものであり、近年急速に適用範囲が広
まりつつあり、これに応じて、性能の向上、特に挿入損
失の低減化が求められている。これらの光部品には、光
信号を分岐、合流するためまたはＬＤ、ＬＥＤ、ＰＤ等
の発光または受光素子と結合するために光導波路が用い
られる。光導波路は、光が伝搬する高屈折率のコア部分
と、コア周囲の低屈折率のクラッド部分とからなり、コ
アとクラッドの光回路パターンを適正に設計することに
より目的にかなったものが得られる点に特徴がある。
ュール等の光部品は、光ＬＡＮ、光通信、光計測制御等
の分野に不可欠のものであり、近年急速に適用範囲が広
まりつつあり、これに応じて、性能の向上、特に挿入損
失の低減化が求められている。これらの光部品には、光
信号を分岐、合流するためまたはＬＤ、ＬＥＤ、ＰＤ等
の発光または受光素子と結合するために光導波路が用い
られる。光導波路は、光が伝搬する高屈折率のコア部分
と、コア周囲の低屈折率のクラッド部分とからなり、コ
アとクラッドの光回路パターンを適正に設計することに
より目的にかなったものが得られる点に特徴がある。
【０００３】製造が容易でしかも高性能な光導波路とし
て高分子光導波路がある。これは、光重合性モノマーを
含む透光性高分子フィルムに、光回路パターンを形成し
たホトマスクを通して光照射し、露光部の光反応性モノ
マーを重合させた後、未反応モノマーを乾燥除去して光
回路を形成する選択光重合法（特公昭56-3522 号公報）
により製造される。
て高分子光導波路がある。これは、光重合性モノマーを
含む透光性高分子フィルムに、光回路パターンを形成し
たホトマスクを通して光照射し、露光部の光反応性モノ
マーを重合させた後、未反応モノマーを乾燥除去して光
回路を形成する選択光重合法（特公昭56-3522 号公報）
により製造される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、光カプラ等の光
部品の要求性能、特に低挿入損失という要求が強まって
いる。したがって、光導波路もできるだけ挿入損失を低
減する必要がある。図１に、１：２分岐回路を示した。
ポートＡからポートＢに至る光導波路は、符号１、符号
４の直線部分と符号２、符号３の曲線部分からなる。そ
して、光導波路の挿入損失の大部分は曲がり部分で発生
する。本発明の目的は、上記課題に鑑み、曲がり損失の
小さい優れた光導波路を提供することにある。
部品の要求性能、特に低挿入損失という要求が強まって
いる。したがって、光導波路もできるだけ挿入損失を低
減する必要がある。図１に、１：２分岐回路を示した。
ポートＡからポートＢに至る光導波路は、符号１、符号
４の直線部分と符号２、符号３の曲線部分からなる。そ
して、光導波路の挿入損失の大部分は曲がり部分で発生
する。本発明の目的は、上記課題に鑑み、曲がり損失の
小さい優れた光導波路を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、上記課
題を解決するため鋭意検討した結果、光導波路パターン
の微細部分を改良することで、さらに曲がり損失が低減
できるという実験事実を見いだし、これに基づいて本発
明を完成させた。
題を解決するため鋭意検討した結果、光導波路パターン
の微細部分を改良することで、さらに曲がり損失が低減
できるという実験事実を見いだし、これに基づいて本発
明を完成させた。
【０００６】すなわち、本発明は、曲線部分を複数の円
弧を組み合わせて構成する高分子光導波路において、該
円弧を円とみなしたとき、辺の数が 300以上の正多角形
にて近似し、該正多角形の辺として曲線部分を構成して
なる光回路パターンマスクを用いてなる高分子光導波路
であり、該光導波路がコア径50μｍ以上で 400μｍ以下
の光ファイバ用マルチモード用光導波路である高分子光
導波路である。
弧を組み合わせて構成する高分子光導波路において、該
円弧を円とみなしたとき、辺の数が 300以上の正多角形
にて近似し、該正多角形の辺として曲線部分を構成して
なる光回路パターンマスクを用いてなる高分子光導波路
であり、該光導波路がコア径50μｍ以上で 400μｍ以下
の光ファイバ用マルチモード用光導波路である高分子光
導波路である。
【０００７】以下、本発明の構成を説明する。光導波路
の曲がり部分のパターンは、曲がり部分の損失を出来る
だけ小さなものにするために、例えば、図１に示したよ
うに、符号２、符号３の曲線部分を、曲率が正負の円弧
を組み合わせて構成する、という方法が一般に採用され
ている（特開平6-34839 の図８の(b))。そして、選択光
重合法による高分子光導波路は、この光回路パターンを
形成したホトマスクを用い、これをフィルムに転写する
ことにより製造される。
の曲がり部分のパターンは、曲がり部分の損失を出来る
だけ小さなものにするために、例えば、図１に示したよ
うに、符号２、符号３の曲線部分を、曲率が正負の円弧
を組み合わせて構成する、という方法が一般に採用され
ている（特開平6-34839 の図８の(b))。そして、選択光
重合法による高分子光導波路は、この光回路パターンを
形成したホトマスクを用い、これをフィルムに転写する
ことにより製造される。
【０００８】ところが、このホトマスクの製造におい
て、曲線部分のパターン、図１の円弧の組み合わせパタ
ーンのミクロ構造は、図２に示すごとく円弧を正多角形
で近似し、その正多角形の辺として構成されていた。本
発明者らは、円弧を近似する正多角形の辺の数に注目し
種々検討を行った結果、正多角形の辺の数をできるだけ
多くすることで、曲がり損失の小さい性能の優れた光導
波路が提供できることを見出した。
て、曲線部分のパターン、図１の円弧の組み合わせパタ
ーンのミクロ構造は、図２に示すごとく円弧を正多角形
で近似し、その正多角形の辺として構成されていた。本
発明者らは、円弧を近似する正多角形の辺の数に注目し
種々検討を行った結果、正多角形の辺の数をできるだけ
多くすることで、曲がり損失の小さい性能の優れた光導
波路が提供できることを見出した。
【０００９】本発明を実施するに際し、円弧を円とみな
して正多角形で近似するときに、多角形の辺の数を 300
以上とする。さらに好ましくは 360以上である。正多角
形の辺の数が 300以下になると曲がり損失が大きくなる
ので好ましくない。本発明を適用する光導波路は、光導
波路の材料や製造法に関して、その他の点で特に限定さ
れるものではなく、ホトマスクを用いる場合には高分子
フィルム、石英光導波路、結晶光導波路にも適用可能で
ある。また、適用可能な光ファイバのコア径は50μｍ以
上、 400μｍ以下のマルチモード光ファイバである。
して正多角形で近似するときに、多角形の辺の数を 300
以上とする。さらに好ましくは 360以上である。正多角
形の辺の数が 300以下になると曲がり損失が大きくなる
ので好ましくない。本発明を適用する光導波路は、光導
波路の材料や製造法に関して、その他の点で特に限定さ
れるものではなく、ホトマスクを用いる場合には高分子
フィルム、石英光導波路、結晶光導波路にも適用可能で
ある。また、適用可能な光ファイバのコア径は50μｍ以
上、 400μｍ以下のマルチモード光ファイバである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明の曲が
り光導波路をさらに詳しく説明する。なお、以下の例は
具体的に説明するためのものであって、本発明の実施態
様や発明範囲を限定するものではない。 実施例１ コア径50μｍ、クラッド径 125μｍのＧＩ光ファイバ
（開口数 0.2）用の１：２分岐の光導波路を製作する目
的で、図１に示すような光回路パターンを有する石英製
ホトマスクを製作した後、このホトマスクを用いて、選
択光重合法により光回路を作製した。ただし、図１にお
いて、光導波路の幅は符号１の部分が80μｍ、符号２、
３、４が40μｍである。また、d1は 4.0mm、d2は 5.0m
m、d3は 5.0mm、d4は 2.5mm、w1（光導波路の中心から
の距離）は 3.11mm 、w2は 1.555mmである。また、符号
２、３の曲がり部分は二つの円弧を組み合わせたもので
あり、それぞれ円とみなしたとき、正 400角形となるよ
うな直線で近似した。
り光導波路をさらに詳しく説明する。なお、以下の例は
具体的に説明するためのものであって、本発明の実施態
様や発明範囲を限定するものではない。 実施例１ コア径50μｍ、クラッド径 125μｍのＧＩ光ファイバ
（開口数 0.2）用の１：２分岐の光導波路を製作する目
的で、図１に示すような光回路パターンを有する石英製
ホトマスクを製作した後、このホトマスクを用いて、選
択光重合法により光回路を作製した。ただし、図１にお
いて、光導波路の幅は符号１の部分が80μｍ、符号２、
３、４が40μｍである。また、d1は 4.0mm、d2は 5.0m
m、d3は 5.0mm、d4は 2.5mm、w1（光導波路の中心から
の距離）は 3.11mm 、w2は 1.555mmである。また、符号
２、３の曲がり部分は二つの円弧を組み合わせたもので
あり、それぞれ円とみなしたとき、正 400角形となるよ
うな直線で近似した。
【００１１】光回路の作製 マトリクス樹脂としてビスフェノールＺポリカーボネー
ト樹脂（三菱ガス化学製、商品名ユーピロンＺ）、低屈
折率モノマーとしてトリフルオロエチルアクリレート、
および増感剤のベンゾインエチルエーテルを塩化メチレ
ンに溶解し、ソルベントキャスト法により膜厚４２μｍ
のフィルムを作製した後、上記ホトマスクを用いて紫外
線露光を行い回路以外の部分のモノマーを重合させ、そ
の後回路部分に残存している未反応モノマーを真空乾燥
により除去してフィルム内に光回路を形成した。乾燥後
のフィルムの厚さおよび回路幅は４０μｍであった。こ
の光回路フィルムを、屈折率1.57の紫外線硬化型接着剤
を用いて２枚のガラス基板で挟着した後、両端を研磨
し、以下のように光損失の測定を行った。
ト樹脂（三菱ガス化学製、商品名ユーピロンＺ）、低屈
折率モノマーとしてトリフルオロエチルアクリレート、
および増感剤のベンゾインエチルエーテルを塩化メチレ
ンに溶解し、ソルベントキャスト法により膜厚４２μｍ
のフィルムを作製した後、上記ホトマスクを用いて紫外
線露光を行い回路以外の部分のモノマーを重合させ、そ
の後回路部分に残存している未反応モノマーを真空乾燥
により除去してフィルム内に光回路を形成した。乾燥後
のフィルムの厚さおよび回路幅は４０μｍであった。こ
の光回路フィルムを、屈折率1.57の紫外線硬化型接着剤
を用いて２枚のガラス基板で挟着した後、両端を研磨
し、以下のように光損失の測定を行った。
【００１２】挿入損失の測定 波長0.85μｍのＬＥＤ光源から50/125ＧＩ光ファイバを
用いて光回路の一方の端面に接続して発光させ、光回路
のもう一方の端面より出射する光を同一の光ファイバを
用いて光パワーメータに導き、出射光強度を測定した。
また、光回路を通さずに、ＬＥＤ光を同一の光ファイバ
を用いて直接パワーメータに接続して光強度を測定し、
本測定値を光回路への入射光強度とした。これらの測定
より、下記の式にて挿入損失を求めた。 挿入損失（ｄＢ）＝−１０×Ｌｏｇ（出射光強度／入射
光強度） その結果、ポートＢ、ポートＣの挿入損失の平均は 3.9
4 dBであった。
用いて光回路の一方の端面に接続して発光させ、光回路
のもう一方の端面より出射する光を同一の光ファイバを
用いて光パワーメータに導き、出射光強度を測定した。
また、光回路を通さずに、ＬＥＤ光を同一の光ファイバ
を用いて直接パワーメータに接続して光強度を測定し、
本測定値を光回路への入射光強度とした。これらの測定
より、下記の式にて挿入損失を求めた。 挿入損失（ｄＢ）＝−１０×Ｌｏｇ（出射光強度／入射
光強度） その結果、ポートＢ、ポートＣの挿入損失の平均は 3.9
4 dBであった。
【００１３】実施例２ 実施例１とまったく同様にして、１：２分岐の光導波路
を作製した。ただし、図１の曲がり光導波路部分を構成
する二つの円弧は、それぞれ円とみなしたとき、正 760
角形となるような直線で近似した。その結果、ポート
Ｂ、ポートＣの挿入損失の平均は 3.86 dBであった。
を作製した。ただし、図１の曲がり光導波路部分を構成
する二つの円弧は、それぞれ円とみなしたとき、正 760
角形となるような直線で近似した。その結果、ポート
Ｂ、ポートＣの挿入損失の平均は 3.86 dBであった。
【００１４】実施例３ 実施例１とまったく同様にして、１：２分岐の光導波路
を作製した。ただし、図１の曲がり光導波路部分を構成
する二つの円弧は、それぞれ円とみなしたとき、正 300
角形となるような直線で近似した。その結果、ポート
Ｂ、ポートＣの挿入損失の平均は 4.15 dBであった。
を作製した。ただし、図１の曲がり光導波路部分を構成
する二つの円弧は、それぞれ円とみなしたとき、正 300
角形となるような直線で近似した。その結果、ポート
Ｂ、ポートＣの挿入損失の平均は 4.15 dBであった。
【００１５】比較例１ 実施例１とまったく同様にして、１：２分岐の光導波路
を作製した。ただし、図１の曲がり光導波路部分を構成
する二つの円弧は、それぞれ円とみなしたとき、正 240
角形となるような直線で近似した。その結果、ポート
Ｂ、ポートＣの挿入損失の平均は 5.31 dBであった。
を作製した。ただし、図１の曲がり光導波路部分を構成
する二つの円弧は、それぞれ円とみなしたとき、正 240
角形となるような直線で近似した。その結果、ポート
Ｂ、ポートＣの挿入損失の平均は 5.31 dBであった。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明は
曲がり光導波路における光損失低減に画期的な効果を有
し、光導波路の性能を向上させ、小型化を容易にするこ
とにより、適用分野の拡大に大きく寄与するものであ
る。
曲がり光導波路における光損失低減に画期的な効果を有
し、光導波路の性能を向上させ、小型化を容易にするこ
とにより、適用分野の拡大に大きく寄与するものであ
る。
【図１】２分岐光導波路構造の一例を示す模式図
【図２】光導波路を多角形で近似した模式図
１：２分岐光導波路の直線部分 ２：２分岐光導波路のポートＡからポートＢに至る最初
の曲がり部分 ３：２分岐光導波路のポートＡからポートＢに至る２番
目の曲がり部分 ４：２分岐光導波路の末端の直線部分
の曲がり部分 ３：２分岐光導波路のポートＡからポートＢに至る２番
目の曲がり部分 ４：２分岐光導波路の末端の直線部分
Claims (2)
- 【請求項１】 曲がり部分を複数の円弧を組み合わせて
構成する高分子光導波路において、該円弧を円とみなし
たとき、辺の数が 300以上の正多角形にて近似し、該正
多角形の辺として曲がり部分を構成してなる光回路パタ
ーンマスクを用いてなる高分子光導波路。 - 【請求項２】 該光導波路がコア径50μｍ以上で 400μ
ｍ以下の光ファイバ用マルチモード用光導波路である請
求項１記載の高分子光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25823298A JP2000089051A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 高分子光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25823298A JP2000089051A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 高分子光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000089051A true JP2000089051A (ja) | 2000-03-31 |
Family
ID=17317364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25823298A Pending JP2000089051A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 高分子光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000089051A (ja) |
-
1998
- 1998-09-11 JP JP25823298A patent/JP2000089051A/ja active Pending
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