JP2000171632A

JP2000171632A - 偏光子及びこれを用いた導波型光デバイス

Info

Publication number: JP2000171632A
Application number: JP34740798A
Authority: JP
Inventors: Shigekuni Sasaki; 重邦佐々木; Takashi Sawada; 孝澤田; Toshiaki Tamamura; 敏昭玉村; Fumio Yamamoto; 二三男山本; Shojiro Kawakami; 彰二郎川上; Takashi Sato; 尚佐藤
Original assignee: NTT Advanced Technology Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Advanced Technology Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2000-06-23
Anticipated expiration: 2018-12-07
Also published as: JP3486355B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高消光比でかつ薄く、しかも取り扱いが容易
な偏光子、さらにはこの偏光子を用いた導波型光デバイ
スを提供すること。【解決手段】高分子材料基板上に透明体を有する偏光
子であって、前記透明体中に同一方向に整列された吸収
体の細線列が埋込まれ、およびその幅が使用する最短波
長の１／２以下であることを特徴とする偏光子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な偏光子およ
びこれを用いた導波型光デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】偏光子は無偏光の光を偏光した光に変え
るもので、偏光状態の測定や、偏光を利用した顕微鏡や
サングラス等に広く用いられている。特に近年は、液晶
表示体の爆発的な普及に伴い、飛躍的に需要を伸ばして
いる。偏光子には（１）透明体の反射を利用したもの、
（２）複屈折性を利用したもの、（３）２色性を利用し
たものの３種類が知られているが、実用的には（２）と
（３）が主に用いられている。（２）の複屈折性を利用
するものは、方解石のような複屈折性結晶を２個接着し
て用いる例が多く、高い光透過率と良好な偏光度が得ら
れるものの、価格が高く、また大面積化や小型化が困難
である。

【０００３】一方、（３）の２色性を利用するものは、
光の直交する２成分で吸収度が異なることを利用して偏
光作用を持たせるもので、種々の系が考えられている。
最も代表的な偏光子はポリビニルアルコールから成る高
分子フイルムを配向し、これをヨウ素や染料等の２色性
分子で染色すると２色性分子が高分子の配向方向に揃う
ために偏光作用を示す。実際にはこの高分子フィルムを
別の支持膜高分子でサンドイッチして使用する。この偏
光フィルムは高分子フイルムで出来ているため、価格が
安く、また大面積化が容易なため、液晶表示体用偏光フ
ィルムとして、大量に使用されている。しかし、この偏
光フィルムは、偏光度・光透過率が低く、高分子のため
熱や湿気に対する耐久性に劣る。これらの問題点を改良
した偏光子として積層型偏光子が知られている。この偏
光子は透明体と吸収体を薄膜状に多層に積層した断面に
光を通すもので、偏光度が良好でかつ小型化も可能であ
る。

【０００４】一方、最近の光通信システムの進展により
様々な光学部品が開発され、そこに使用される偏光子に
も様々な要求が課せられている。例えば光路中に微少な
間隙を形成した光学素子に薄い偏光子を挿入した光学部
品が用いられる。そのような部品は、たとえば光アイソ
レータなどに用いられる。この偏光子には偏光子を挿入
した時に生じる挿入損失を低減するために非常に薄く、
かつ高消光比のものが要求される。例えば光路中の微少
な間隙を数１０μｍ以下（偏光子はそれ以下の厚さ）に
することにより、挿入損失を０．５ｄＢ程度に抑えるこ
とが可能である。高消光比でかつこの薄さを実現できる
のは前述した積層型偏光子だけである。この積層型偏光
子は特開昭５５−１１７１０８号公報で川上らによって
明らかにされている。また特性を改良した積層型偏光子
は特開平４−２５６９０４号公報、特開平６−２６５８
３４号公報で公開されている。この積層型偏光子の基本
的構成はガラスなどの基板上に１μｍ程度の厚さの二酸
化ケイ素などの誘電体と５〜１０ｎｍ程度の厚さの金属
あるいは半導体の薄膜を交互に積層した多層膜を形成し
たものである。実際に積層型偏光子を作製する場合は基
板付き多層膜をダイシングソーなどにより薄板状に切り
出し、例えば３０μｍの厚さに研磨している。しかしな
がらこの工程での取り扱いが非常に難しく、破損がおき
やすく、歩留まりも悪い。またこの積層型偏光子を光学
素子に装着する場合先程近べたように数１０μｍ以下の
微少な間隙に挿入しなくてはならず、挿入のやり方によ
っては積層型偏光子が破損するという問題が起こる。こ
れは従来の積層型偏光子がガラス基板と多層膜が一体と
なった構成で基板および多層膜とも非常に脆いからであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するためのものであり、本発明の目的は、大面積
化が可能であり、高消光比で、かつ薄く、しかも取り扱
いが容易な偏光子、さらにはこの偏光子を用いた導波型
光デバイスを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の目
的を達成するため、鋭意検討を行い、偏光子の構成を工
夫することにより課題が解決できることを見いだし、本
発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち本発明の第一の態様における偏光
子は、透明体中に、その幅が使用する最短波長の１／２
以下でかつ、同じ方向に整列された吸収体の細線列が３
次元的に埋め込まれている偏光機能を有する構造体が高
分子材料基板上に形成されていることを特徴とする。本
発明の第二の態様は、（１）高分子材料基板上に、細線
列に相当する凹部パターンを形成する工程と、（２）前
記凹部パターンを有する高分子材料基板上に、透明体材
料をバイアススパッタして、鋸歯形状の透明体層を形成
する工程と、（３）前記透明体層上に吸収体をスパッタ
し、鋸歯形状の谷部がその頂部より厚い吸収体層を形成
する工程と、（４）前記吸収体層を、鋸歯形状の谷部を
残してスパッタエッチングすることにより、前記吸収体
層を細線列の形状にする工程と、（５）前記（２）〜
（４）の工程を繰り返して行うことにより、複数層の細
線列が３次元的に透明体に埋込まれた構造を形成する工
程とを具えたことを特徴とする偏光子の製造方法であ
る。また、（６）前記複数層の細線列が透明体に３次元
的に埋込まれた構造上にバイアスをかけずに透明体をス
パッタすることにより、その表面を平坦化する工程をさ
らに具えた偏光子の製造方法である。本発明の第三の態
様の導波型光デバイスは、光導波路、または光ファイバ
により構成される導波型光デバイスにおいて本発明の偏
光子が、光導波路の長手方向に対して垂直あるいは傾斜
した状態で該光導波路または光ファイバに挿入されてい
ることを特徴とする。

【０００８】以下本発明を概説する。本発明の偏光機能
を発現する中心思想は、透明体中に、金属等の吸収体か
らなり、その幅が使用する最短波長の１／２以下で、か
つ同じ方向の細線列が３次元的に埋め込まれている構造
を作製することにある。その吸収体の細線列を３次元的
に埋めこむことにより製造された偏光子は、単層の細線
列を有する偏光子よりも、高い偏光度の偏光を与える。
通常、このような構造は、繰り返し超微細加工を施して
作製するため、作製工程が非常に繁雑で、価格が高くな
ることから、これを偏光子の偏光機能を生じさせる構造
体として用いることはなかった。しかし、本発明者らは
このような複雑な構造を簡便に作製する方法を開発し、
安価で大面積の偏光機能を生じさせる構造体を製造でき
ることを見い出した。本発明の基本となる技術は、基板
に凹凸を形成し、この上にスパッタリングにより薄膜を
堆積する際に、その堆積条件を制御することにより、凹
凸の形状を保存したり、整形することを可能とするもの
で、２種類のターゲットを用いて膜を交互に堆積する
と、３次元構造を形成出来る。

【０００９】以下、本発明の偏光機能を生じさせる構造
体の実施の形態を説明する。

【００１０】図１は本発明の偏光子の断面を示すもので
ある。

【００１１】高分子材料基板（１０１）上の透明体（１
０２）に吸収体（１０３）が細線列として複数層配列さ
れている。この細線の幅は使用する波長の１／２以下に
微細化されているため、細線の長手方向の偏光は吸収、
あるいは一部反射されるが、細線に垂直な方向の偏光は
透過される。このように面型の偏光子として作用する。
透明体としては、ガラスや二酸化ケイ素（たとえば石
英）等の透明な無機物、ポリカーボネート、ポリメチル
メタクリレート、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミドのような光透過率の高い高分子材料が使用出来
る。また吸収体としては、アルミニウム、クロム、チタ
ン、ニッケル、金、銀等の金属、アモルファスシリコ
ン、ガリウムヒ素等の半導体が、幅広い波長領域で吸収
を持つために適している。また高分子材料基板としては
透明体と同様の高分子材料が使用出来るが、ただし高分
子材料基板上に吸収体をスパッタ法などを用いて形成す
るため耐熱性に優れていることが好ましい。またこの偏
光子を用いて光部品を作製する際、ハンダ工程を経るこ
とが往々にしてあるためハンダ耐熱性を持つことが好ま
しい。耐熱性としては一般によく用いられる物性である
ガラス転移温度が２００℃以上、好ましくはハンダ耐熱
性の観点から３００℃以上の高分子材料が良い。そのよ
うな観点からポリイミドは最も好適である。さらにこの
基板は実際に光を透過する必要があるため、ポリイミド
の中で光透過性に優れたフッ素化ポリイミドがさらに好
適である。

【００１２】図２は本発明の偏光子を製造する工程を示
すものである。

【００１３】先ず、高分子材料基板（２０１）表面に所
望の細線列に相当する微細パターンを形成し、エッチン
グ等で高分子材料基板表面に細線列状の凹部を形成する
（２−１）。この凹部は単純な段差である。この基板
を、基板バイアス印加可能で、透明体と金属等の吸収体
の２個のターゲットを有するスパッタリング装置に入
れ、透明体（２０２）をスパッタする（２−２）。この
時、単純な段差状の凹部が整形されて、鋸歯形状になる
ように基板バイアスとガス圧を調整する。この時に、鋸
歯形状の頂部は必ずしも先鋭化せず、頂部に平坦な部分
を有してもよい。

【００１４】つぎに、この上に吸収体（２０３）をスパ
ッタすると、鋸歯形状の谷部で吸収体が相対的に厚く堆
積される（２−３）。

【００１５】図４は前記工程（２−３）を終了した時点
の、高分子材料基板上に鋸歯形状の透明体および吸収体
が堆積している構造の一部を拡大した図である。（４０
１）は高分子材料基板、（４０２）は透明体、および
（４０３）は吸収体を、それぞれ表わす。本明細書にお
いて、鋸歯形状の頂部とは（４０７）の部分を、側面部
とは（４０８）の部分を、および谷部とは（４０９）の
部分をそれぞれ意味するものとする。したがって、透明
体の頂部厚さとは（４０４）の厚さを、吸収体の頂部厚
さとは（４０６）の厚さを、および吸収体の谷部厚さと
は（４０５）の厚さを意味する。

【００１６】この状態で基板をスパッタエッチングする
と、相対的に薄い吸収体の頂部および側面部はエッチン
グされやすいため、鋸歯形状の谷部の吸収体がエッチン
グされずに残り、楔状の形態の吸収体細線列（２０４）
が形成される（２−４）。再び、透明体（２０５）をバ
イアススパッタして、鋸歯形状を形成する（２−５）。
その後、（２−３）、（２−４）の工程を繰り返すと、
２層目の吸収体細線列（２０６）が形成される（２−
６）。更に、（２−５）、（２−３）、（２−４）を所
望の回数繰り返すことにより、複数層の細線列が透明体
に埋め込まれた構造が得られる（２−７）。最後に、表
面を平坦化することが必要な場合は、透明体（２０７）
をバイアスをかけずにスパッタして、平坦化する（２−
８）。

【００１７】以下、より詳しくこの工程を説明する。本
方法では、高分子材料基板上に細線列状の凹パターンを
最初に形成しておけば、その後は同一装置内でスパッタ
リングとスパッタエッチングを繰り返すことのみで、３
次元的に細線列を形成出来るため、経済的に偏光子を製
造できる。高分子材料基板上に形成する細線パターン
は、可視光や近赤外領域ではサブミクロン領域になるた
め、高度な微細加工が必要になる。ＬＳＩ製造に用いら
れる紫外線縮小投影露光や電子ビーム露光と、ドライエ
ッチングの組み合わせが最も一般的である。しかしなが
ら、より経済的に細線パターンを作る方法として、光デ
ィスクや磁気ディスクの製造に使用されているプレス法
や射出成形を組み合わせると経済的効果が著しくなる。
即ち、一旦、細線列パターンを有する金型を作製してお
けば、その後は、露光やエッチングを行うこと無く、直
接、細線列パターンを有する高分子材料基板を製造でき
る。図３は本発明に用いる細線（３０１）の配列パター
ンの例を示したもので、図３の３−１のように、利用デ
バイスの開口より長い細線が規則的に配列されている構
造の他、図３の３−２のように、細線列は必ずしも均一
な幅と周期を持つ必要がなく、特定方向への回折作用を
避けるため、むしろ、ある程度ランダムに配置する場合
もある。また、図３の３−３のように、細線の長さが幅
の２倍以上、好ましくは１０倍以上と充分に長ければ、
連続でなくてもかまわない。これらの細線列の平均の周
期は使用する光波長より短くすると偏光度が向上する。
また、このようにして形成した単純な段差上で、スパッ
タリングにより透明体を形成するが、スパッタリングに
よる膜形成では、付着反応とイオンによるエッチングの
両方の反応が共存し、ガス圧や基板へのバイアスを変化
させると、方向性のあるイオン、方向性の無い中性分
子、及び、エッチングされた物質の再付着の寄与が変化
し、これを定量的に制御することにより、凹凸パターン
を保持したり、あるいは、鋸歯形状に整形したり、ある
いは、完全に平坦化することも可能である。ここではバ
イアスを印加して鋸歯状に整形する条件を用いる。

【００１８】このような鋸歯状に整形した細線列に別の
ターゲットである金属をスパッタリングすると、鋸歯形
状の側面の傾斜角が余り急峻でなければ、鋸歯形状の谷
部により厚く形成される。鋸歯形状の側面が急峻になり
すぎるとイオンが入りにくくなり、逆に、底部が薄くな
るので、ターゲットの配置等を勘案して、鋸歯の形状を
決める必要がある。

【００１９】吸収体を堆積した後は、アルゴン等のガス
を用いてイオン性の強いスパッタエッチングを行えば、
図２（２０３）の鋸歯形状の頂部および側面部はより早
くエッチングされ、結果的に鋸歯形状の谷部にのみ吸収
体が残り、楔状の細線列が形成される。この時、基板を
傾斜して、底部にイオンが入りにくくすれば、この効果
は更に大きくなる。以下の工程は、上で詳しく説明した
ものの繰り返しである。

【００２０】このようにして作製した偏光子は、透明性
の高い高分子材料基板と、吸収体細線を多層に３次元的
に配列しているため、偏光度、光透過率共に優れてお
り、しかも、ガラスと金属、耐熱性プラスチック基板と
の組み合わせを用いれば耐久性にも問題無く、大面積化
が可能で、上記で説明した経済化技術を併用すれば比較
的コストも低くできる。また、液晶表示体に用いる場
合、液晶を挟む基板とこの偏光子の基板を兼ねることが
可能になるため、部品点数が低減出来るメリットもあ
る。

【００２１】またもう一つの大きなメリットは薄くかつ
柔軟な偏光子を実現できることである。

【００２２】「従来の技術」の項でも述べたように、数
１０μｍ級の高消光比・薄型偏光子としてはガラス、シ
リコンなどの基板上に１μｍ程度の厚さの二酸化ケイ素
などの誘電体と５〜１０ｎｍ程度の厚さの金属あるいは
半導体の薄膜を交互に積層した積層型偏光子が知られて
いるが、基板としてガラス、シリコンを用いているため
１０数μｍ程度に薄くすると破損し易く、歩留まりが悪
くなり、製造コストが非常に高いものとなる。また光部
品実装上の問題も大いに指摘される。すなわち１０数μ
ｍ程度の積層型偏光子を、光導波路に形成した２０μｍ
程度の溝に挿入することは非常に困難な作業を要し、ま
た破損により光導波路の溝に積層型偏光子の破損片が入
り込むなどの不具合も指摘されている。このように基板
がガラス、シリコンなどの固く、脆いものだと製造コス
ト、実装作業性で大いに問題がある。その解決策として
高分子材料基板上に１μｍ程度の厚さの二酸化ケイ素な
どの誘電体と５〜１０ｎｍ程度の厚さの金属あるいは半
導体の薄膜を交互に積層した積層型偏光子を作製するこ
とも考えられる。しかし５〜１０ｎｍ程度の超薄膜を積
層するため基板表面の平滑性が非常に重要になってくる
が、高分子材料でサブナノメートル級の平滑性を出すの
は非常に困難であり、従来の積層型偏光子を高分子材料
を基板として作製することは不可能と言って良い。これ
に対して本発明の偏光子に使用する基板は、サブナノメ
ートル級の平滑性は必要とせず、サブミクロンの微細構
造が作製できれば良く、現状の加工技術を適用できる。

【００２３】本発明の偏光子は基板として高分子材料を
用いているため１０数μｍ程度の薄型化が歩留まりよく
製造でき、製造コストを低減できるという特徴を有す
る。また衝撃による偏光子の破損は生じにくく、溝を形
成した光導波路に容易に挿入でき、実装作業性に優れ
る。さらに光導波路や光ファイバに長手方向に垂直また
は傾斜した溝を形成して、その溝に本発明の偏光子を挿
入して使用する導波型光デバイスも容易に製造でき、偏
光子挿入導波型光デバイスの製造コストを低減できると
いう特徴もある。傾斜した溝に偏光子を挿入する際に
は、偏光子による反射波が光導波路または光ファイバに
戻らないという利点がある。

【００２４】高分子材料基板と吸収体細線を多層に３次
元的に配列した構造体からなる偏光子の厚さとしては、
出来るだけ薄いほうが、偏光子を挿入して使用する導波
型光デバイスの挿入損失を低減できるので好ましい。し
かし取り扱いの容易さも含めて考えると薄さの限界とし
ては数μｍ〜５μｍ程度と考える。また厚さの限界とし
ては挿入損失の実用上の目安として１ｄＢ以下を考える
と３０μｍが限界と考える。ただシステムの要求条件に
よっては１００μｍでも使用できる場合もある。挿入損
失、取り扱い性等を考え、厚さの適正値は１０〜２０μ
ｍの範囲であろう。

【００２５】

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。

【００２６】（実施例１）石英ガラス基板上に２，２−
ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロ
プロパン二無水物（以下６ＦＤＡと略記する）と２，
２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミ
ノビフェニル（以下ＴＦＤＢと略記する）を用いて製造
した濃度約１５ｗｔ％のポリアミド酸のＮ，Ｎ−ジメチ
ルアセトアミド溶液をスピンコートした後オーブン中で
７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０
分、３５０℃で１時間加熱し、イミド化を行い、厚さ１
０μｍのフッ素化ポリイミド膜（以下６ＦＤＡ／ＴＦＤ
Ｂと略記する）を得た。このフッ素化ボリイミド膜上に
フォトプロセスでマスクを形成し、そのマスクを通して
リアクティブイオンエッチングでフッ素化ポリイミト膜
をエッチングし、マスクを除去し、深さ０．２５μｍ、
線幅０．２５μｍ、平均周期０．５μｍの長さと周期が
均一でないが、同一方向を向いた細線列パターンを得
た。次に、ＳｉＯ₂ とアルミニウムの２つのターゲット
を有するバイアススバックリング装置を用い、ＳｉＯ₂
を基板ＲＦバイアス６０Ｗ、アルゴンガス圧２ｍＴｏｒ
ｒ、ガス流量９０ＳＣＣＭの条件で０．５μｍの厚さ
（頂部部分の厚さ：図４の４０４参照）スパッタリング
により堆積すると、平均傾斜角が５０度の鋸歯状のＳｉ
Ｏ₂ 層が形成された。この上にアルミニウムをバイアス
印加無しアルゴンガス圧５ｍＴｏｒｒ、ガス流量６０Ｓ
ＣＣＭで、０．２５μｍ（頂部部分の厚さ：図４の４０
６参照）を堆積し、その後、ＲＦパワー１５０Ｗ、アル
ゴンガス圧１．５Ｐａ、ガス流量３０ＳＣＣＭで、基板
に対して垂直から３０度斜め方向から１０分エッチング
したところ、鋸歯形状の頂部および側面のアルミニウム
はエッチング除去され、底部に厚さ０．２μｍ、幅０．
１５μｍの逆三角形（すなわち楔）の形状のアルミニウ
ム細線列が形成された。その後、上記の条件を４回繰り
返し、合計５層からなるアルミニウム細線列を形成し
た。最後に、バイアスを印加せずにＳｉＯ₂ を１μｍ堆
積し、表面を平坦化した。最後に、上記で得られた構造
体を石英ガラス基板から剥離し、本発明の偏光子を得
た。

【００２７】この様にして厚さ約１３μｍの偏光子が得
られた。この偏光子の偏光特性を測定（１５５０ｎｍの
波長の光を使用）した結果、光透過率６５％、偏光度９
９．５％の良好な特性を得た。

【００２８】この偏光子は折り曲げても破損せず、また
２×５ｍｍの短冊への切り出しが容易にできた。

【００２９】（実施例２）電子ビーム露光とドライエッ
チングにより、ニッケル・リン金型上に、線幅０．１５
μｍ、高さ０．２μｍ、平均周期０．３５μｍの長さと
周期が均一でないが、同一方向を向いた凸状の細線列パ
ターンを形成した。この金型上に実施例１と同様にして
ポリイミド膜を形成し、厚さ１０μｍの基板とし、片面
に金型のパターンを転写して、凹状の細線列パターンを
得た。この基板をＳｉＯ₂ とアルミニウムの２つのター
ゲットを有するバイアススパッタリング装置を用い、先
ず、ＳｉＯ₂ を基板ＲＦバイアス７０Ｗ、アルゴンガス
圧２ｍＴｏｒｒ、ガス流量９０ＳＣＣＭの条件で０．６
μｍの厚さ（頂部の厚さ）にスパッタリングにより堆積
すると、平均傾斜角が５５度の鋸歯状のＳｉＯ₂ 層が形
成された。この上にアルミニウムをバイアス印加無しア
ルゴンガス圧５ｍＴｏｒｒ、ガス流量６０ＳＣＣＭで、
０．２μｍ（頂部の厚さ）を堆積し、その後、ＲＦパワ
ー１５０Ｗ、アルゴンガス圧１．５Ｐａ、ガス流量３０
ＳＣＣＭで、基板に対して垂直から３０度斜め方向から
７分エッチングしたところ、鋸歯形状の頂部および側面
部のアルミニウムはエッチング除去され、谷部に厚さ
０．１５μｍ、幅０．１μｍの逆三角形（すなわち楔）
の形状のアルミニウム細線列が形成された。その後、上
記の条件を１４回繰り返し、合計１５層からなるアルミ
ニウム細線列を形成した。最後に、バイアスを印加せず
に、ＳｉＯ₂ を１μｍ堆積し、表面を平坦化した。

【００３０】この様にして厚さ約２０μｍの偏光子が得
られた。この偏光子の偏光特性を測定（１５５０ｎｍの
波長の光を使用）した結果、光透過率６３％、偏光度９
９．９９％の良好な特性を得た。

【００３１】この偏光子は折り曲げても破損せず、また
２×５ｍｍの短冊への切り出しが容易にできた。

【００３２】（実施例３）石英系光導波路に幅２０μ
ｍ、深さ１５０μｍの溝を導波路の長手方向に対して直
角に切っておき、厚さ約１３μｍ，２×５ｍｍの実施例
１のポリイミド基板偏光子を挿入したところ破損するこ
となく容易に挿入できた。これを接着剤で固定し、偏光
子入り導波型光デバイスを得た。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の偏光子
は、偏光度、光透過率に優れ、かつ薄型で、しかも柔軟
性、取り扱い性に優れる特徴を有している。さらに大面
積の偏光子が比較的低いコストで得られる。このような
偏光子を導波型光デバイス用いると、偏光子挿入用の溝
を狭くしても偏光子を容易に挿入でき、かつ挿入損失を
低く抑えることができるというメリットがある。また得
られた偏光子入り導波型光デバイスを用いることによ
り、様々な光部品・装置を安価に作製できるというメリ
ットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏光子の構造断面図である。

【図２】本発明の偏光子の作製工程を示した図である。

【図３】本発明に用いる細線列パターンの例を示した図
である。

【図４】高分子材料基板上に、鋸歯形状に透明体および
吸収体を堆積させた構造の拡大図である。

【符号の説明】

１０１高分子材料基板１０２透明体１０３吸収体２０１高分子材料基板２０２透明体２０３吸収体２０４吸収体細線列２０５透明体２０６吸収体細線列２０７透明体３０１細線４０１高分子材料基板４０２透明体４０３吸収体４０４透明体の頂部厚さ４０５吸収体の谷部厚さ４０６吸収体の頂部厚さ４０７鋸歯形状の頂部４０８鋸歯形状の側面部４０９鋸歯形状の谷部

フロントページの続き (72)発明者佐々木重邦東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者澤田孝東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者玉村敏昭東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者山本二三男東京都武蔵野市御殿山一丁目１番３号エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社内 (72)発明者川上彰二郎宮城県仙台市若林区土樋236 (72)発明者佐藤尚宮城県仙台市青葉区荒巻神明町25−６− 202 Ｆターム(参考） 2H047 LA00 PA21 PA22 PA24 QA01 QA04 QA07 TA37 TA43 2H049 BA02 BA45 BB03 BB06 BB42 BB46 BC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子材料基板上に透明体を有する偏光
子であって、前記透明体中に同一方向に整列された吸収
体の細線列が３次元的に埋込まれ、および前記吸収体の
細線列の幅が使用する最短波長の１／２以下であること
を特徴とする偏光子。
【請求項２】前記高分子材料基板が、フッ素化ポリイ
ミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタ
クリレート、シリコーン樹脂、およびエポキシ樹脂から
なる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載
の偏光子。
【請求項３】前記透明体が、ガラス、二酸化ケイ素、
フッ素化ポリイミド、ポリイミド、ポリカーボネート、
ポリメチルメタクリレート、シリコーン樹脂、およびエ
ポキシ樹脂からなる群から選択されることを特徴とする
請求項１または２に記載の偏光子。
【請求項４】前記吸収体の細線列が、金属および半導
体からなる群から選択される材料を用いて形成されるこ
とを特徴とする請求項１から３の任意の１つに記載の偏
光子。
【請求項５】前記吸収体の細線列が、アルミニウム、
クロム、チタン、ニッケル、金、銀、アモルファスシリ
コン、およびガリウムヒ素からなる群から選択される材
料から形成されることを特徴とする請求項４に記載の偏
光子。
【請求項６】前記偏光子の厚さが３０μm 以下である
ことを特徴とする請求項１から５の任意の１つに記載の
偏光子。
【請求項７】前記偏光子の厚さが１０μm 以上２０μ
m 以下であることを特徴とする請求項６に記載の偏光
子。
【請求項８】（１）高分子材料基板上に、細線列に相
当する凹部パターンを形成する工程と、（２）前記凹部パターンを有する高分子材料基板上に、
透明体材料をバイアススパッタして、鋸歯形状の透明体
層を形成する工程と、（３）前記透明体層上に吸収体をスパッタし、鋸歯形状
の谷部がその頂部より厚い吸収体層を形成する工程と、（４）前記吸収体層を、鋸歯形状の谷部を残してスパッ
タエッチングすることにより、前記吸収体層を細線列の
形状にする工程と、（５）前記（２）〜（４）の工程を繰り返して行うこと
により、複数層の細線列が３次元的に透明体に埋込まれ
た構造を形成する工程とを具えたことを特徴とする偏光
子の製造方法。
【請求項９】（６）前記複数層の細線列が透明体に３
次元的に埋込まれた構造上にバイアスをかけずに透明体
をスパッタすることにより、その表面を平坦化する工程
をさらに具えたことを特徴とする請求項８に記載の偏光
子の製造方法。
【請求項１０】光導波路により構成される導波型光デ
バイスにおいて、請求項１から７のいずれか１つに記載
の偏光子が、光導波路の長手方向に対して垂直あるいは
傾斜した状態で該導波路に挿入されていることを特徴と
する導波型光デバイス。
【請求項１１】光ファイバにより構成される導波型光
デバイスにおいて、請求項１から７のいずれか１つに記
載の偏光子が、光ファイバの長手方向に対して垂直ある
いは傾斜した状態で該ファイバに挿入されていることを
特徴とする導波型光デバイス。