JP2001033640A - Optical waveguide - Google Patents

Optical waveguide

Info

Publication number
JP2001033640A
JP2001033640A JP20818499A JP20818499A JP2001033640A JP 2001033640 A JP2001033640 A JP 2001033640A JP 20818499 A JP20818499 A JP 20818499A JP 20818499 A JP20818499 A JP 20818499A JP 2001033640 A JP2001033640 A JP 2001033640A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
layer
clad
substrate
organic
Prior art date
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
Application number
JP20818499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiro Kaneko
勝弘 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP20818499A priority Critical patent/JP2001033640A/en
Publication of JP2001033640A publication Critical patent/JP2001033640A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide formed of an organic optical material excellent in moisture resistance reliability in which the increase in propagation loss of light or the deterioration of characteristics under high humidity environment is restrained by covering the exposed surface of a clad part with an amorphous fluororesin layer. SOLUTION: An optical waveguide to be formed on a substrate 1 is a three- dimensional waveguide-shaped optical waveguide comprising a clad part 5 formed of an organic optical material consisting of a lower clad layer 2 and an upper clad layer 4, and a core part 3 formed of an organic optical material having a refractive index larger than this clad part 5. An amorphous fluorine resin layer 6 is formed so as to cover the exposed surface of the clad part 5 or the upper clad layer 4. As the fluorine resin usable for the amorphous fluorine resin layer 6, cyclized polyfluoride ethylene resin, polytetrafluoroethylene, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer are preferably used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信モジュール
等に用いられる光導波路に関し、より詳細には、高湿環
境下での光の伝搬損失の増加や特性の劣化を抑制した、
耐湿信頼性に優れる光導波路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide used for an optical communication module or the like, and more particularly, to an optical waveguide which suppresses an increase in light propagation loss and deterioration of characteristics in a high humidity environment.
The present invention relates to an optical waveguide having excellent moisture resistance reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光導波路としては、例えば石英ガ
ラス基板やシリコン基板上に火炎堆積法により成膜した
石英膜を利用して3次元形状のクラッドおよびコア部を
形成した石英系光導波路や、ニオブ酸リチウム単結晶基
板をクラッド部とし、この基板上にチタンを熱拡散して
3次元導波路形状にコア部を形成したもの等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical waveguide, for example, a quartz-based optical waveguide in which a three-dimensional clad and a core portion are formed by using a quartz film formed by a flame deposition method on a quartz glass substrate or a silicon substrate is used. There is an example in which a lithium niobate single crystal substrate is used as a clad portion, and titanium is thermally diffused on the substrate to form a core portion in a three-dimensional waveguide shape.

【0003】しかしながら、これらの光導波路は、その
作製に1000℃以上の高温の熱処理が必要であるため、光
導波路の作製の容易さの観点から、作製時に高温処理が
必要なこれら従来の石英系光導波路に代えて、低温形成
が可能な有機系光学材料による光導波路が検討されてい
る。この光導波路に利用される有機系光学材料として
は、例えばPMMA(ポリメチルメタアクリレート)や
ポリカーボネート・ポリイミド・ポリシロキサン・BC
B(ベンゾシクロブテン)・フッ素樹脂などが検討され
ている。
However, since these optical waveguides require a high-temperature heat treatment of 1000 ° C. or more to produce them, from the viewpoint of easy production of optical waveguides, these conventional quartz-based optical waveguides that require high-temperature treatment during production are required. Instead of the optical waveguide, an optical waveguide made of an organic optical material that can be formed at a low temperature has been studied. Examples of the organic optical material used for this optical waveguide include PMMA (polymethyl methacrylate), polycarbonate, polyimide, polysiloxane, and BC.
B (benzocyclobutene) and fluororesin are being studied.

【0004】これら有機系光学材料による光導波路の作
製においては、シリコン基板やガラス基板上に下部クラ
ッド層を形成し、この上に下部クラッド層よりも高い屈
折率を持つコア層を形成する。次に、薄膜微細加工技術
を用いてコア層をRIE(リアクティブイオンエッチン
グ)等により加工してコア部を形成した後、コア部より
も低い屈折率を有する上部クラッド層を被覆して、基板
上に形成されたクラッド部中にコア部が形成された3次
元形状の光導波路を形成することが行なわれている。
In manufacturing an optical waveguide using these organic optical materials, a lower cladding layer is formed on a silicon substrate or a glass substrate, and a core layer having a higher refractive index than the lower cladding layer is formed thereon. Next, the core layer is processed by RIE (reactive ion etching) or the like using a thin film microfabrication technique to form a core portion, and then the upper clad layer having a lower refractive index than the core portion is covered. 2. Description of the Related Art A three-dimensional optical waveguide having a core portion formed in a clad portion formed thereon has been formed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機系
光学材料による光導波路は、石英系光導波路やニオブ酸
リチウム単結晶基板を用いた光導波路に比べて吸湿し易
く、吸湿によってクラッド部やコア部の屈折率が変化し
たり、光の伝搬損失が増加するため、高湿環境下での使
用はもとより、低湿環境下でも長期的な信頼性に乏しい
といった問題があった。
However, an optical waveguide made of an organic optical material is more likely to absorb moisture than an optical waveguide using a quartz optical waveguide or a lithium niobate single crystal substrate. Since the refractive index changes and the propagation loss of light increases, there has been a problem in that long-term reliability is poor not only in a high humidity environment but also in a low humidity environment.

【0006】本発明は上記従来技術の問題に鑑みて案出
されたものであり、その目的は、高湿環境下での光の伝
搬損失の増加や特性の劣化を抑制した、耐湿信頼性に優
れた有機系光学材料による光導波路を提供することにあ
る。
The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to improve the moisture resistance reliability in which an increase in light propagation loss and deterioration of characteristics in a high humidity environment are suppressed. An object of the present invention is to provide an optical waveguide made of an excellent organic optical material.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の光導波路は、基
板上に形成された有機系光学材料から成るクラッド部中
にこのクラッド部より屈折率が大きい有機系光学材料か
ら成るコア部が形成され、かつ前記クラッド部の露出す
る表面が非晶質フッ素樹脂層で被覆されていることを特
徴とするものである。
According to the optical waveguide of the present invention, a core made of an organic optical material having a higher refractive index than that of the clad is formed in a clad made of an organic optical material formed on a substrate. And the exposed surface of the cladding is covered with an amorphous fluororesin layer.

【0008】また、本発明の光導波路は、上記構成にお
いて、前記クラッド部および前記コア部がシロキサン系
ポリマから成ることを特徴とするものである。
In the optical waveguide according to the present invention, the cladding and the core are made of a siloxane-based polymer in the above structure.

【0009】本発明の光導波路によれば、基板上に形成
した有機系光導波路の露出する表面が非晶質フッ素樹脂
層で被覆されたものであることから、フッ素樹脂の優れ
た撥水性・遮水性によって吸湿し易い有機系光学材料か
ら成る光導波路内への水分の透過が抑制され、光導波路
の吸湿を抑制することができ、従って、吸湿によるクラ
ッド部やコア部の屈折率の変化や光の伝搬損失の増加を
抑えることができ、耐湿信頼性に優れた光導波路を得る
ことができる。
According to the optical waveguide of the present invention, since the exposed surface of the organic optical waveguide formed on the substrate is covered with the amorphous fluororesin layer, the excellent water repellency of the fluororesin is obtained. The penetration of moisture into the optical waveguide made of an organic optical material that easily absorbs moisture due to the water blocking is suppressed, and the absorption of moisture in the optical waveguide can be suppressed. An increase in light propagation loss can be suppressed, and an optical waveguide having excellent moisture resistance reliability can be obtained.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の光導波路について
図面を参照しつつ説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical waveguide according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明の光導波路の実施の形態の一
例を示す要部断面図である。図1において、1は基板、
2は基板1上に形成された有機系光学材料から成る光導
波路の下部クラッド層、3は下部クラッド層2上に形成
された下部クラッド層2よりも屈折率が大きい有機系光
学材料から成るコア部、4はコア部3を覆うように形成
された下部クラッド層2と同じ屈折率の有機系光学材料
から成る上部クラッド層である。これらにより、基板1
上に形成された下部クラッド層2および上部クラッド層
4から成るクラッド部5中に、このクラッド部5より屈
折率が大きい有機系光学材料から成るコア部3が形成さ
れている。
FIG. 1 is a sectional view of an essential part showing an example of an embodiment of an optical waveguide according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a substrate,
Reference numeral 2 denotes a lower cladding layer of an optical waveguide formed of an organic optical material formed on a substrate 1, and reference numeral 3 denotes a core formed of an organic optical material having a higher refractive index than the lower cladding layer 2 formed on the lower cladding layer 2. Reference numeral 4 denotes an upper cladding layer formed of an organic optical material having the same refractive index as that of the lower cladding layer 2 formed so as to cover the core 3. By these, the substrate 1
In a clad portion 5 composed of a lower clad layer 2 and an upper clad layer 4 formed thereon, a core portion 3 made of an organic optical material having a higher refractive index than the clad portion 5 is formed.

【0012】また、6は非晶質フッ素樹脂層であり、ク
ラッド部5の露出する表面を被覆している。図1におい
てはクラッド部5の両側面における図示は省略している
が、クラッド部5が基板1上に独立して形成されている
場合には、クラッド部5の露出する両側面にも同様に非
晶質フッ素樹脂層6がこれら両側面を被覆するように形
成される。
Reference numeral 6 denotes an amorphous fluororesin layer, which covers the exposed surface of the clad 5. Although illustration of both side surfaces of the clad portion 5 is omitted in FIG. 1, when the clad portion 5 is formed independently on the substrate 1, similarly, the exposed side surfaces of the clad portion 5 are similarly formed. An amorphous fluororesin layer 6 is formed so as to cover these two side surfaces.

【0013】基板1には、光集積回路基板や光電子混在
基板等の光信号を扱う基板として使用される種々の基
板、例えばシリコン基板やアルミナセラミックス基板・
ガラスセラミックス基板・多層セラミック基板・有機絶
縁樹脂製電気配線基板等が使用できる。
The substrate 1 includes various substrates used as substrates for handling optical signals, such as an optical integrated circuit substrate and a photoelectric mixed substrate, such as a silicon substrate and an alumina ceramic substrate.
A glass ceramic substrate, a multilayer ceramic substrate, an electric wiring substrate made of an organic insulating resin and the like can be used.

【0014】基板1上に形成される光導波路は、有機系
光学材料から成る下部クラッド層2と上部クラッド層4
とから成るクラッド部5中にこのクラッド部5より屈折
率が大きい有機系光学材料から成るコア部3が形成され
た3次元導波路形状の光導波路であり、その形成材料と
しては、例えばポリイミド・フッ化ポリイミド・シロキ
サン系ポリマ・PMMA・オレフィン系樹脂・ポリカー
ボネート・BCB等から成る光導波路を用いれば良い。
このような有機系光学材料による光導波路は石英系光導
波路に比べて吸湿し易いことから、本発明で提案するよ
うに光導波路の露出する表面を非晶質フッ素樹脂で被覆
することにより、耐湿信頼性を向上させる効果が大きい
ものである。
An optical waveguide formed on a substrate 1 comprises a lower cladding layer 2 and an upper cladding layer 4 made of an organic optical material.
This is a three-dimensional waveguide-shaped optical waveguide in which a core part 3 made of an organic optical material having a higher refractive index than the clad part 5 is formed in a clad part 5 made of the following. An optical waveguide made of fluorinated polyimide, siloxane-based polymer, PMMA, olefin-based resin, polycarbonate, BCB, or the like may be used.
Since an optical waveguide made of such an organic optical material absorbs moisture more easily than a quartz optical waveguide, the exposed surface of the optical waveguide is covered with an amorphous fluororesin as proposed in the present invention, so that moisture resistance is improved. The effect of improving reliability is great.

【0015】本発明の光導波路の作製においては、まず
基板1上に下部クラッド層2を形成する。この下部クラ
ッド層2は、ポリイミド・フッ化ポリイミド・シロキサ
ン系ポリマ・PMMA・オレフィン系樹脂・ポリカーボ
ネート・BCB等の有機系光学材料の有機溶媒溶液を基
板1に例えばスピンコート法等により所定厚みに塗布し
て熱処理することにより形成する。
In manufacturing the optical waveguide of the present invention, first, a lower cladding layer 2 is formed on a substrate 1. The lower cladding layer 2 is formed by applying an organic solvent solution of an organic optical material such as polyimide, fluorinated polyimide, siloxane-based polymer, PMMA, olefin-based resin, polycarbonate, or BCB to the substrate 1 to a predetermined thickness by, for example, spin coating. And heat-treated.

【0016】次に、コア部3は、下部クラッド層2上に
ポリイミド・フッ化ポリイミド・シロキサン系ポリマ・
PMMA・オレフィン系樹脂等の下部クラッド層2より
屈折率が大きい有機系光学材料の有機溶媒溶液を同様に
スピンコート法等により所定厚みに塗布して熱処理する
ことにより形成した後、フォトリソグラフィやRIE等
の周知の薄膜微細加工技術を用いて所定の形状に形成す
ればよい。
Next, the core 3 is formed on the lower cladding layer 2 by a polyimide / fluorinated polyimide / siloxane-based polymer.
An organic solvent solution of an organic optical material having a higher refractive index than that of the lower cladding layer 2 such as PMMA / olefin resin is similarly applied to a predetermined thickness by a spin coating method or the like and formed by heat treatment, followed by photolithography or RIE. And the like, and may be formed into a predetermined shape by using a known thin film microfabrication technique.

【0017】コア部3を形成した後に、上部クラッド層
4はこのコア部3を覆うように、ポリイミド・フッ化ポ
リイミド・シロキサン系ポリマ・PMMA・オレフィン
系樹脂等の下部クラッド層2と同様の有機系光学材料の
有機溶媒溶液をスピンコート法等により所定厚みに塗布
して熱処理することにより形成する。
After the core 3 is formed, the upper cladding layer 4 covers the core 3 so as to cover the same organic layer as the lower cladding layer 2 such as polyimide, fluorinated polyimide, siloxane-based polymer, PMMA, or olefin-based resin. It is formed by applying an organic solvent solution of a system optical material to a predetermined thickness by a spin coating method or the like and performing a heat treatment.

【0018】ここで、コア部3の高さ・幅・屈折率、下
部クラッド層2の厚さ・屈折率、上部クラッド層4の厚
さ・屈折率は、それぞれ周知の光導波路理論を用いて所
望の仕様で設計すればよい。
Here, the height, width and refractive index of the core portion 3, the thickness and refractive index of the lower cladding layer 2, and the thickness and refractive index of the upper cladding layer 4 are respectively determined by using a well-known optical waveguide theory. What is necessary is just to design according to a desired specification.

【0019】以上のようにして、クラッド部5中にコア
部3が形成された埋め込み型の光導波路を作製する。
As described above, a buried optical waveguide having the core portion 3 formed in the clad portion 5 is manufactured.

【0020】次に、作製した光導波路のクラッド部5の
露出する表面、図1の例では上部クラッド層4上を覆う
ように非晶質フッ素樹脂層6を形成する。この非晶質フ
ッ素樹脂層6の形成は、フッ素樹脂の有機溶媒をスピン
コート法等により上部クラッド層4上に塗布した後、加
熱処理して有機溶媒を蒸発させることによって、非晶質
フッ素樹脂層6を形成する。ここで、ガラス転移点ある
いは軟化点より高い温度で加熱して樹脂を軟化させるこ
とにより、層の表面が平坦・平滑で非晶質なフッ素樹脂
層6を形成することができる。
Next, an amorphous fluororesin layer 6 is formed so as to cover the exposed surface of the clad portion 5 of the manufactured optical waveguide, that is, the upper clad layer 4 in the example of FIG. The formation of the amorphous fluororesin layer 6 is performed by applying an organic solvent of the fluororesin onto the upper cladding layer 4 by a spin coating method or the like, and then performing a heat treatment to evaporate the organic solvent. The layer 6 is formed. Here, by heating at a temperature higher than the glass transition point or the softening point to soften the resin, an amorphous fluororesin layer 6 having a flat and smooth surface and an amorphous layer can be formed.

【0021】非晶質フッ素樹脂層6の厚さとしては、ピ
ンホールなどの欠陥が無い層を形成するには0.2 μm程
度以上にすることが望ましく、十分な遮水効果を得るた
めには1μm以上の厚さとすることが望ましい。また、
厚さが100 μmを超えると遮水効果は頭打ちとなり、こ
れより厚くしても、総膜応力が大きくなり膜剥がれ等の
要因となるので、厚さは100 μm程度以下とすることが
好ましい。
The thickness of the amorphous fluororesin layer 6 is desirably about 0.2 μm or more in order to form a layer having no defects such as pinholes, and 1 μm in order to obtain a sufficient water shielding effect. It is desirable that the thickness be not less than the above. Also,
If the thickness exceeds 100 μm, the water blocking effect reaches a plateau, and even if the thickness is larger than this, the total film stress increases, which causes factors such as film peeling. Therefore, the thickness is preferably about 100 μm or less.

【0022】また、この層6に非晶質フッ素樹脂を用い
るのは、優れた撥水性・遮水性によって、光導波路内の
クラッド部5およびコア部3への水分の透過が効果的に
抑制され、光導波路の吸湿を有効に抑制することができ
るためである。また、層6が晶質性を有している場合に
は、その晶質部分が光を散乱させる要因となり光を伝搬
させる上で散乱損失が大きくなるので望ましくないが、
これに対して層6が非晶質である場合には、光散乱がな
いため光の伝搬損失が小さく伝搬特性に優れるという利
点がある。
The use of an amorphous fluororesin for the layer 6 effectively suppresses the permeation of moisture to the clad portion 5 and the core portion 3 in the optical waveguide due to excellent water repellency and water shielding. This is because moisture absorption of the optical waveguide can be effectively suppressed. When the layer 6 has crystallinity, the crystalline portion is a factor that scatters light, and scattering loss increases when light is propagated.
On the other hand, when the layer 6 is amorphous, there is no light scattering, so that there is an advantage that light propagation loss is small and the propagation characteristics are excellent.

【0023】さらに、上部クラッド層4の厚さが薄く、
上部クラッド層4の外側にこの上部クラッド層4よりも
屈折率が大きい材料から成る層がある場合には、光導波
路中の光はこの屈折率が大きい層の方に放射されてしま
い光導波路として問題となるため、非晶質フッ素樹脂層
6の屈折率は上部クラッド層4よりも小さくする必要が
あるが、非晶質フッ素樹脂の屈折率は種々の有機系光学
材料の中で最も小さい部類にあるため、上部クラッド層
4よりも屈折率を小さく設定することが容易であるとい
う点で好適であるためである。
Further, the thickness of the upper cladding layer 4 is small,
If there is a layer made of a material having a higher refractive index than the upper cladding layer 4 outside the upper cladding layer 4, light in the optical waveguide is radiated toward the layer having the higher refractive index, and the light is emitted as an optical waveguide. Therefore, the refractive index of the amorphous fluororesin layer 6 needs to be smaller than that of the upper cladding layer 4. However, the refractive index of the amorphous fluororesin is the smallest among various organic optical materials. Is preferable because it is easy to set the refractive index smaller than that of the upper cladding layer 4.

【0024】またさらに、非晶質フッ素樹脂層6は、フ
ッ素樹脂の有機溶媒溶液をスピンコート法等により光導
波路基板に塗布した後、100 〜300 ℃程度の低い温度で
加熱処理して有機溶媒を蒸発させることによって形成す
ることができ、しかも、成膜時の収縮が小さいため生じ
る膜応力が小さく、下地となる基板に問題となるような
ダメージを与えることなく積層形成することができるた
めである。
Further, the amorphous fluororesin layer 6 is formed by applying a solution of a fluororesin in an organic solvent to the optical waveguide substrate by spin coating or the like, and then performing a heat treatment at a low temperature of about 100 to 300 ° C. Is evaporated, and the film stress generated due to small shrinkage at the time of film formation is small, so that the layer can be formed without damaging the underlying substrate. is there.

【0025】本発明で非晶質フッ素樹脂層6に使用し得
るフッ素樹脂としては、例えば、環化ポリフッ化エチレ
ン樹脂・ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)・ポ
リクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)・テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
(FEP)・ポリビリニデンフルオロライド(PVD
F)・ポリビニルフルオライド(PVF)・テトラフル
オロエチレン−エチレン共重合体・クロロトリフルオロ
エチレン−エチレン共重合体・テトラフルオロエチレン
−パーフルオロビニルエーテル共重合体(PFA)等を
挙げることができる。中でも、環化ポリフッ化エチレン
・PTFEおよびFEPは、非晶質フッ素樹脂の中でも
透明性に優れ、光が伝搬する場合でも損失が小さく、ま
た、有機溶剤溶液を用いたスピンコート法等によって成
膜形成が容易であるといった点で好適である。
The fluororesin which can be used for the amorphous fluororesin layer 6 in the present invention includes, for example, cyclized polyfluoroethylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene. Ethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) / polyvinylidene fluoride (PVD)
F), polyvinyl fluoride (PVF), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer (PFA), and the like. Among them, cyclized polyfluoroethylene PTFE and FEP are excellent in transparency among amorphous fluororesins, have small loss even when light propagates, and are formed into a film by a spin coating method using an organic solvent solution. This is preferable in that it can be easily formed.

【0026】なお、これらフッ素樹脂は1種のみに限っ
て使用すべきものではなく、数種の樹脂を併用し、また
混合して使用してもよいことは言うまでもない。
It is needless to say that these fluororesins should not be limited to one kind, but several kinds of resins may be used in combination or mixed.

【0027】次に、本発明の光導波路において、クラッ
ド部5およびコア部3にシロキサン系ポリマを用いる
と、シロキサン系ポリマの有機溶媒をスピンコート法等
により基板に塗布した後、100 〜300 ℃程度の低温熱処
理によってクラッド部5およびコア部3を形成すること
ができ、また、金属アルコキシドを混合して金属を含有
したシロキサン系ポリマによりこれらの屈折率を容易に
制御して作製することができるので、光導波路の作製が
容易に精度よく行なえるためである。また、層形成の際
の収縮が小さいので、基板表面の平坦化性・平滑化性に
優れており、表面粗さが大きな基板や配線による大きな
起伏がある電気配線基板の上にも良好な特性の光導波路
を作製することができるためである。さらに、シロキサ
ン系ポリマはシロキサン結合を有しているため優れた熱
的安定性があるためである。
Next, in the optical waveguide of the present invention, when a siloxane-based polymer is used for the clad portion 5 and the core portion 3, an organic solvent of the siloxane-based polymer is applied to the substrate by a spin coating method or the like, and then 100 to 300 ° C. The clad part 5 and the core part 3 can be formed by a low-temperature heat treatment to a certain degree, and the refractive index can be easily controlled by using a siloxane-based polymer containing a metal by mixing a metal alkoxide. Therefore, the optical waveguide can be manufactured easily and accurately. In addition, since the shrinkage during layer formation is small, it is excellent in flatness and smoothness of the substrate surface, and has good characteristics even on a substrate having a large surface roughness or an electric wiring substrate having a large undulation due to wiring. This is because the optical waveguide of (1) can be manufactured. Furthermore, siloxane-based polymers have excellent thermal stability because they have siloxane bonds.

【0028】本発明の光導波路のクラッド部5とコア部
3に好適に用いられるシロキサン系ポリマとしては、ポ
リマの骨格にシロキサン結合が含まれている樹脂であれ
ばよく、例えばポリフェニルシルセスキオキサン・ポリ
ジフェニルシルセスキオキサン・ポリメチルフェニルシ
ルセスキオキサン等がある。
The siloxane-based polymer preferably used for the clad portion 5 and the core portion 3 of the optical waveguide of the present invention may be any resin having a siloxane bond in the polymer skeleton, such as polyphenylsilsesquioxane. San polydiphenylsilsesquioxane and polymethylphenylsilsesquioxane.

【0029】[0029]

【実施例】次に、本発明の光導波路について具体例を説
明する。
Next, specific examples of the optical waveguide of the present invention will be described.

【0030】<実施例>シリコン基板上に、クラッド部
がシロキサン系ポリマ、クラッド部中のコア部がチタン
含有シロキサン系ポリマから成るステップインデックス
型光導波路を形成した。このときコア部およびクラッド
部の屈折率をそれぞれ1.444 および1.440 として、コア
部の幅を8μm、高さを8μmとし、コア部の上部のク
ラッド部(上部クラッド層)の厚さを4μmとした。ま
た、基板とコア部との間のクラッド部(下部クラッド
層)の厚さは12μmとした。導波路長は3cmとした。
<Example> On a silicon substrate, a step index type optical waveguide was formed in which a cladding portion was composed of a siloxane-based polymer and a core portion in the cladding portion was composed of a titanium-containing siloxane-based polymer. At this time, the refractive index of the core portion and the cladding portion were 1.44 and 1.440, respectively, the width of the core portion was 8 μm, the height was 8 μm, and the thickness of the cladding portion (upper cladding layer) above the core portion was 4 μm. The thickness of the cladding (lower cladding layer) between the substrate and the core was 12 μm. The waveguide length was 3 cm.

【0031】次いで、フッ素樹脂として環化ポリフッ化
エチレンの有機溶媒溶液を用い、この基板上を覆うよう
にスピンコーティングして300 ℃で熱処理することによ
り、クラッド部の露出する表面に厚さが4μm、屈折率
が1.31の環化ポリフッ化エチレン樹脂からなる非晶質フ
ッ素樹脂層を被覆形成した。
Next, using an organic solvent solution of cyclized polyfluorinated ethylene as a fluororesin, spin-coating to cover the substrate, and heat-treating at 300 ° C., so that the exposed surface of the clad has a thickness of 4 μm. And an amorphous fluororesin layer made of a cyclized polyfluoroethylene resin having a refractive index of 1.31.

【0032】このようにして作製した本発明の光導波路
を85℃・85%RHの恒温恒湿中に500 時間放置した後、
レーザダイオードからの波長1.3 μmの光を光ファイバ
に通してこの光導波路の一方の端部から入射させて光導
波路を伝播させ、他方の端部から出射した光を別の光フ
ァイバを通して光強度測定器を用いて光の強度を測定す
ることにより、伝搬損失の変化を調べた。この結果、85
℃・85%RHの恒温恒湿処理前と500 時間放置処理後と
で伝搬損失の変化量は1dB以下であり、特性的には特
に問題のないレベルの変化であった。
After leaving the optical waveguide of the present invention thus manufactured in a constant temperature and constant humidity of 85 ° C. and 85% RH for 500 hours,
1.3 μm wavelength light from a laser diode passes through an optical fiber, enters from one end of this optical waveguide, propagates through the optical waveguide, and measures the light emitted from the other end through another optical fiber. The change in the propagation loss was examined by measuring the light intensity using a detector. As a result, 85
The change amount of the propagation loss between before and after the constant temperature and humidity treatment at 85 ° C. and 85% RH was 1 dB or less, and the change was at a level with no particular problem in characteristics.

【0033】<比較例>本発明の光導波路と比較するた
め、以下のようにして上記と同様の光導波路を作製し、
そのクラッド部の露出する表面を非晶質フッ素樹脂層で
被覆しない従来の光導波路を作製して評価した。
<Comparative Example> For comparison with the optical waveguide of the present invention, an optical waveguide similar to the above was produced as follows.
A conventional optical waveguide in which the exposed surface of the clad was not covered with an amorphous fluororesin layer was prepared and evaluated.

【0034】シリコン基板上に、クラッド部がシロキサ
ン系ポリマ、コア部がチタン含有シロキサン系ポリマか
ら成るステップインデックス型光導波路を形成した。こ
のときコア部およびクラッド部の屈折率をそれぞれ1.44
4 および1.440 として、コア部の幅を8μm、高さを8
μmとし、コア部の上部のクラッド部(上部クラッド
層)の厚さを4μmとした。また、基板とコア部との間
のクラッド部(下部クラッド層)の厚さは12μmとし
た。導波路長は3cmとした。
On a silicon substrate, a step index type optical waveguide was formed in which a cladding portion was made of a siloxane-based polymer and a core portion was made of a titanium-containing siloxane-based polymer. At this time, the refractive indices of the core and cladding were 1.44 respectively.
4 and 1.440, the width of the core is 8 μm and the height is 8
μm, and the thickness of the cladding (upper cladding layer) above the core was 4 μm. The thickness of the cladding (lower cladding layer) between the substrate and the core was 12 μm. The waveguide length was 3 cm.

【0035】このようにして作製した従来の光導波路を
85℃・85%RHの恒温恒湿中に100時間放置した後、レ
ーザダイオードからの波長1.3 μmの光を光ファイバに
通してこの光導波路の一方の端部から入射させて光導波
路を伝播させ、他方の端部から出射した光を別の光ファ
イバを通して光強度測定器を用いて光の強度を測定し
て、伝搬損失の変化を調べた。この結果、85℃・85%R
Hの恒温恒湿処理前と100 時間放置処理後とで伝搬損失
は約2dB劣化しており、特性的には問題となる劣化で
あった。
The conventional optical waveguide manufactured as described above is
After standing in a constant temperature and humidity of 85 ° C. and 85% RH for 100 hours, light having a wavelength of 1.3 μm from a laser diode is passed through an optical fiber and made incident from one end of the optical waveguide to propagate through the optical waveguide. Then, the light emitted from the other end was passed through another optical fiber, and the intensity of the light was measured using a light intensity measuring device to examine the change in propagation loss. As a result, 85 ℃ ・ 85% R
The propagation loss was degraded by about 2 dB between before and after the constant temperature and humidity treatment of H and after standing for 100 hours, which was a problematic characteristic.

【0036】以上のように、本発明によれば、高湿環境
下での光の伝搬損失の増加や特性の劣化が抑制され、耐
湿信頼性に優れた有機系光学材料から成る光導波路を作
製できることが確認できた。
As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture an optical waveguide made of an organic optical material having excellent humidity resistance, in which an increase in light propagation loss and deterioration of characteristics in a high humidity environment are suppressed. It was confirmed that it was possible.

【0037】なお、本発明は以上の例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更
・改良を加えることは何ら差し支えない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above examples, and various changes and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上のように、本発明の光導波路によれ
ば、基板上に形成した有機系光学材料から成る光導波路
の露出する表面を非晶質フッ素樹脂層で被覆したもので
あることから、非晶質フッ素樹脂の有する優れた撥水性
・遮水性によって光導波路内のクラッド部およびコア部
への水分の透過が抑制され、有機系光学材料から成る光
導波路の吸湿をその光学特性に悪影響を与えることなく
効果的に抑制することができ、その結果、吸湿による屈
折率の変化や光の伝搬損失の増加を抑えることができ、
耐湿信頼性に優れた有機系光学材料から成る光導波路を
得ることができた。
As described above, according to the optical waveguide of the present invention, the exposed surface of the optical waveguide made of the organic optical material formed on the substrate is covered with the amorphous fluororesin layer. Therefore, the excellent water repellency and water blocking property of the amorphous fluororesin suppresses the permeation of moisture to the clad part and the core part in the optical waveguide, and reduces the moisture absorption of the optical waveguide made of organic optical material to its optical characteristics. It can be effectively suppressed without adverse effects, and as a result, it is possible to suppress changes in the refractive index and increase in light propagation loss due to moisture absorption,
An optical waveguide made of an organic optical material having excellent humidity resistance was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光導波路の実施の形態の一例を示す要
部断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an example of an embodiment of an optical waveguide of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・基板 2・・・光導波路の下部クラッド層 3・・・光導波路のコア部 4・・・光導波路の上部クラッド層 5・・・光導波路のクラッド部 6・・・非晶質フッ素樹脂層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Lower cladding layer of optical waveguide 3 ... Core part of optical waveguide 4 ... Upper cladding layer of optical waveguide 5 ... Cladding part of optical waveguide 6 ... Amorphous Fluororesin layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された有機系光学材料から
成るクラッド部中に該クラッド部より屈折率が大きい有
機系光学材料から成るコア部が形成され、かつ前記クラ
ッド部の露出する表面が非晶質フッ素樹脂層で被覆され
ていることを特徴とする光導波路。
1. A core portion made of an organic optical material having a higher refractive index than a clad portion is formed in a clad portion made of an organic optical material formed on a substrate, and an exposed surface of the clad portion is formed. An optical waveguide, which is covered with an amorphous fluororesin layer.
【請求項2】 前記クラッド部および前記コア部がシロ
キサン系ポリマから成ることを特徴とする請求項1記載
の光導波路。
2. The optical waveguide according to claim 1, wherein said clad portion and said core portion are made of a siloxane-based polymer.
JP20818499A 1999-07-22 1999-07-22 Optical waveguide Pending JP2001033640A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20818499A JP2001033640A (en) 1999-07-22 1999-07-22 Optical waveguide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20818499A JP2001033640A (en) 1999-07-22 1999-07-22 Optical waveguide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001033640A true JP2001033640A (en) 2001-02-09

Family

ID=16552063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20818499A Pending JP2001033640A (en) 1999-07-22 1999-07-22 Optical waveguide

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001033640A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002022988A (en) * 2000-07-10 2002-01-23 Hitachi Chem Co Ltd Method for manufacturing optical waveguide device
WO2004106998A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-09 Jsr Corporation Polymer optical waveguide and optical device
JP2005181871A (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Kyocera Corp Optical waveguide substrate
US7283715B2 (en) 2002-02-06 2007-10-16 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Optical waveguide forming material and method
JPWO2007013208A1 (en) * 2005-07-27 2009-02-05 ミツミ電機株式会社 Waveguide film cable
JP2015049343A (en) * 2013-08-30 2015-03-16 住友ベークライト株式会社 Optical waveguide member, optical waveguide, method for manufacturing optical waveguide, and electronic equipment

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002022988A (en) * 2000-07-10 2002-01-23 Hitachi Chem Co Ltd Method for manufacturing optical waveguide device
US7283715B2 (en) 2002-02-06 2007-10-16 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Optical waveguide forming material and method
WO2004106998A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-09 Jsr Corporation Polymer optical waveguide and optical device
JP2005181871A (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Kyocera Corp Optical waveguide substrate
JPWO2007013208A1 (en) * 2005-07-27 2009-02-05 ミツミ電機株式会社 Waveguide film cable
JP4655091B2 (en) * 2005-07-27 2011-03-23 ミツミ電機株式会社 Waveguide film cable
JP2015049343A (en) * 2013-08-30 2015-03-16 住友ベークライト株式会社 Optical waveguide member, optical waveguide, method for manufacturing optical waveguide, and electronic equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6229949B1 (en) Polymer optical waveguide, optical integrated circuit, optical module and optical communication apparatus
US7521725B2 (en) Optical waveguide and the method of fabricating the same
Prajzler et al. Flexible multimode polydimethyl-diphenylsiloxane optical planar waveguides
CN109239843B (en) Planar optical waveguide, preparation method thereof and thermo-optical device
US6493477B2 (en) Optical integrated circuit and manufacturing method therefor
US20060204197A1 (en) Optical waveguide and method for preparing the same
Prajzler et al. Properties of multimode optical epoxy polymer waveguides deposited on silicon and TOPAS substrate
JP2001033640A (en) Optical waveguide
JP2004109426A (en) Method of manufacturing polymer optical waveguide device having sloped core end face
CN204758962U (en) Hot photoswitch of waveguide
Takenobu et al. All-polymer 8x8 AWG wavelength router using ultra low loss polymer optical waveguide material (CYTOPTM)
JP4487297B2 (en) Resin optical waveguide provided with protective layer, method for manufacturing the same, and optical component
KR20060123723A (en) Waveguide forming methods and waveguides fabricated therefrom
JP2004133103A (en) Polymer optical waveguide and its manufacturing method
JPH0792338A (en) High molecular optical waveguide and its production
JP2006184773A (en) Optical waveguide and opto-electric hybrid substrate having the same
JP2002341162A (en) Optical waveguide substrate
JP2006119659A (en) Polymer optical waveguide and method of manufacturing the same
JPH10227930A (en) Temperature-independent optical waveguide and its manufacture
JP2001235641A (en) Optical module
Prajzler et al. Optical properties of polymer planar waveguides deposited on flexible foils
JP2004053623A (en) Optical waveguide substrate equipped with optical path changing part and its manufacture method
US6618543B1 (en) Optical devices made with vacuum-baked films
JP2001074952A (en) Optical waveguide made of resin having protective layer, its production and optical parts
JP3690648B2 (en) Optical waveguide substrate

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060613

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060726

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061212

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070213

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070320