JP2001264587A - コネクター付導波路型光能動素子 - Google Patents

コネクター付導波路型光能動素子

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JP2001264587A
JP2001264587A JP2000070274A JP2000070274A JP2001264587A JP 2001264587 A JP2001264587 A JP 2001264587A JP 2000070274 A JP2000070274 A JP 2000070274A JP 2000070274 A JP2000070274 A JP 2000070274A JP 2001264587 A JP2001264587 A JP 2001264587A
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JP
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waveguide
optical
connector
optical waveguide
light
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JP2000070274A
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English (en)
Inventor
Yutaka Omori
裕 大森
Makoto Hikita
真 疋田
Hisataka Takenaka
久貴 竹中
Saburo Imamura
三郎 今村
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NTT Advanced Technology Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
NTT Advanced Technology Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気-光変換機能を有する有機薄
膜での発光した出射光が,導波路中に,次にその導波路
から光ファイバーや他の光学素子へと,一連の出射光経
路に従って,効率よく導入できる、高性能な光能動素子
を提供する。 【解決手段】 本発明は,透明電極、その上に、
電気-光変換機能もしくは光-電気変換機能を有する有機
導電体膜、その上に、対向電極が形成されている受光素
子又は発光素子を有するポリマー光導波路に、ガイドピ
ンを介して光ファイバと無調芯で接続できるコネクタが
形成されている,光伝搬損失の小さな,高効率な可とう
性に富む小型で軽量で高効率な導波路型光能動素子を提
供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光情報処理回路に用
いる、可とう性に優れ小型軽量で、しかも、光ファイバ
ーや他の光部品との接続を容易にした、高性能な光能動
素子に関する。
【0002】
【従来の技術】近年IT(Information T
echnology)革命が急速に進展する中、あらゆ
るところに光情報処理回路が必要とされている。その中
で、可とう性に優れ小型軽量で、しかも、高性能な受発
光素子は、必要とされている部品の一つである。
【0003】従来の光回路はシリコン基板上に形成され
た石英系の材料により形成されたものであり可とう性は
ない。また、光導波回路に組み込まれる能動素子は無機
の半導体により形成されており、基板を加熱した状態で
能動素子を作製するために、高温に耐える基板を必要と
した。
【0004】最近、可とう性を有する光回路として、ポ
リマー光導波路フィルムが提案されている(疋田:“有
機光導波路素子”、電子情報通信学会誌、Vol.8
1,No.1,pp.37−40(1998))。しか
し、能動素子機能を有する半導体素子は、通常、高温で
形成するため、可とう性を有するポリマー光導波路上に
直接作製することは困難であった。
【0005】この問題を解決するために、可とう性を有
するポリマー光導波路上に、電気−光変換機能を有し、
しかも、低温形成が可能な有機薄膜を形成した受発光機
能付きポリマー光導波路フィルムを作製する試みがなさ
れている(Y.Ohmori,H.Ueta,Y.Ku
rosaka,M.Hikita and K.Yos
hino,“Organic EL diode wi
th waveguide devices”,Non
linear Optics,vol.22,pp.4
61−464(1999))。このような素子では、機
能性有機薄膜部分で発光した光が光導波路のコア層に有
効に導入されることが必要であり、さらに、光導波路に
導入された光は、この素子と光学的に接続される光ファ
イバーや光部品と効率よく光接続されることにより、初
めて、発光した光が有効に活用される。しかし、従来の
この様な素子においては、電気−光変換機能を有する有
機薄膜での発光した出射光が、導波路中に、次にその導
波路から光ファイバーや他の光学素子へと、一連の出射
光経路に従って、効率よく導入されなていなかったとい
う問題点があった。また、導波路中を伝播してきた光が
効率よく光−電気変換機能を有する有機薄膜からなる受
光素子に導入されなていなかったという問題点があっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電気
−光変換機能を有する有機薄膜での発光した出射光が、
導波路中に、次にその導波路から光ファイバーや他の光
学素子へと、一連の出射光経路に従って、効率よく導入
できる、または、導波路中を伝播してきた光を効率よく
光−電気変換機能を有する有機薄膜からなる受光素子に
導入できる、可とう性に優れ小型軽量で、しかも、光フ
ァイバーや他の光部品との接続を容易にした、高性能な
光能動素子を提供する事にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によるコネクター付導波路型光能動素子は、
ガイドピンを介して光ファイバと無調芯で接続できるコ
ネクターとポリマー光導波路と受光素子又は発光素子か
ら構成され、該コネクターがポリマー光導波路の片端に
接合されており、該ポリマー光導波路の他端には、ミラ
ー構造が形成されており、該ミラー構造の近傍のポリマ
ー光導波路上に、透明電極と、電気−光変換機能もしく
は光−電気変換機能を有する有機導電体膜と、対向電極
からなる受光素子又は発光素子が形成されていることを
特徴とする。また、好ましくは、ポリマー光導波路のコ
ネクターが接合された側の端面で、ガイドピンの中心と
各コア層の中心が一直線上に並んでいることを特徴とす
る。
【0008】すなわち、本発明は、透明電極、その上
に、電気−光変換機能もしくは光−電気変換機能を有す
る有機導電体膜、その上に、対向電極が形成されている
受光素子又は発光素子を有するポリマー光導波路に、ガ
イドピンを介して光ファイバと無調芯で接続できるコネ
クタが形成されている、光伝搬損失の小さな、高効率な
可とう性に富む小型で軽量で高効率な導波路型光能動素
子を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明による実施形態の構
成を示す。図1(a)は、基板として使用するポリマー
光導波路に垂直な方向から見た断面図であり、ポリマー
光導波路1は、コア層2とクラッド層3からなり、片端
に45度ミラー4が形成されている。このポリマー光導
波路1上に透明電極5、発光機能を有する有機薄膜6、
対向電極7が形成されている。光導波路1のもう一方の
片端(コネクターが接合された側)の端面には、ガイド
ピン10を介して光ファイバと無調芯で接続できるコネ
クター8が形成されている。図1(b)は、本実施形態
のコネクター側から見た側面図である。コネクター8に
は、ガイドピン10を挿入する空間(ガイドピン用穴)
9が設けられており、ガイドピン用穴9にガイドピン1
0を差し込んで本発明のコネクター付導波路型能動素子
とコネクター付き光ファイバーと接続することができ
る。11は、ガイドピン10の中心とポリマー光導波路
の各コア層2の中心を結ぶ線で、一直線上に並んでいる
ことが低損失接続を行うために重要なポイントとなる。
【0010】本発明のコネクター付導波路型能動素子で
は、対向電極(上部電極)7と透明電極(下部電極)5
に電圧を印可すると、両電極に挟まれた有機薄膜6が発
光し、ポリマー光導波路1中に発光光が出射される。次
に、ポリマー光導波路から見ると、ポリマー光導波路1
のコア面と垂直に入射した光は、45度ミラー構造4の
ミラー面で反射し、90度光路変換されてポリマー光導
波路のコア層2に光が導入される。このポリマー光導波
路1のもう一方の片端には、汎用のコネクターと接続が
容易なコネクター8が形成されているため、コネクター
8に接続される光ファイバーや他のデバイスに低損失に
接続が容易に行える。
【0011】有機薄膜6が受光機能を有する場合も、汎
用のコネクターからコネクター8、ポリマー光導波路の
コア層2を通った光は45度ミラー構造4のミラー面で
90度光路変換されて受光素子に効率良く結合される。
【0012】本発明における特徴をまとめると以下のよ
うになる。 1.本発明におけるコネクター付導波路型能動素子はコ
ネクター8が導波路の片端に接合されているためガイド
ピン10を介して光ファイバと容易に接続できる。 2.本発明におけるコネクター付導波路型能動素子は、
発光機能又は受光機能を有する有機薄膜6が45度ミラ
ー付きポリマー光導波路に直接形成できるため、損失が
少ない状態で発光光を取り出すこと又は光を受光するこ
とができる。
【0013】以下、実施例により具体的に説明する。
【0014】
【実施例】図1を用いて、本実施例を説明する。基板に
用いるポリマー光導波路1において、クラッド層3は紫
外線硬化エポキシ樹脂により、光導波路のコア層2は重
水素化メタクリレートにより構成されている。クラッド
層3の導波路上部の膜厚aは30μm、光導波路のコア
層2の膜厚bは40μm、クラッド層3の導波路下部の
膜厚cは55μmである。コア層2は40μm角の正方
形の断面を持ち、250μmピッチで平面内に4本配置
されている。このポリマー光導波路1は、ダイシングソ
ーにより幅3mm、長さ50mm切り出されており、ま
た、ポリマー光導波路1の端面の一方は、45度傾斜に
加工され、45度ミラー構造4を構成している。このミ
ラー構造は45度傾斜面にアルミニウムを蒸着して形成
した。
【0015】このポリマー光導波路1上に、透明電極5
としてスパッタ法で膜厚200nmのITO(Indi
um−Tin−Oxide:インジュームスズ酸化物)
薄膜を形成した。次に、有機薄膜6を、30nmの膜厚
の8−ヒドロオキシキノリアルミニウムと30nmの膜
厚のジアミンを続けて、有機分子線蒸着法により積層形
成した。有機薄膜6の厚さの合計は、60nmである。
次に、対向電極7を、マグネシウムと銀の合金を蒸着法
により、有機薄膜6上に堆積し、フォトリソグラフィと
アルゴンイオンミリングによりパタニングし、形成し
た。これにより、透明電極5、発光機能を有する有機薄
膜6、対向電極7からなる発光素子が形成された。
【0016】次に図2にガイドピンを有するコネクター
部分の構成を示す。図に示すように、第1の光導波路フ
ィルム搭載用溝12(溝深さ50μm、幅3mm、長さ
8mm)一つと第1のガイドピンを搭載する溝13(溝
深さ350μm、幅1mm、長さ8mm)二つを有する
第1の部品14を用意した。この第1の搭載用溝12上
に上述のポリマー光導波路1上に有機発光素子が形成さ
れた光導波路フィルム15(厚さ120μm、幅3m
m、長さ50mm)を搭載して接着剤により固定した。
次に第2の光導波路フィルム搭載用溝16(溝深さ10
0μm、幅3mm、長さ8mm)一つと第2のガイドピ
ンを搭載する溝17(溝深さ350μm、幅1mm、長
さ8mm)を有する第2の部品18を用意した。この第
2の部品18を第1の部品14に接着剤固定して、本発
明のコネクター付導波路型能動素子とした。
【0017】透明電極(下部電極)5であるITO薄膜
を正電位に、対向電極(上部電極)7であるマグネシウ
ム銀合金を負電位になるように両電極の間に5Vの電圧
を印加したところ波長520nmの緑色の発光が生じ、
コネクター付導波路型能動素子のコネクターが付けられ
た側の端面から緑色の発光が観測された。このコネクタ
ー付導波路型能動素子に10mの長さのMTコネクター
付き光ファイバーを接続したところ、光ファイバーの端
面からも、同様に緑色発光が観察された。この発光素子
−光導波路のコア層−コネクター−MTコネクターによ
る結合効率は95%以上が得られた。なお、有機薄膜6
にフタロシアニンなどの光−電気変換機能を有する光伝
導体を用いることにより、受光機能を有するコネクター
付導波路型能動素子も構成可能である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるコネ
クター付導波路型能動素子は、可とう性を持つポリマー
光導波路に、発光素子又は受光素子とコネクターを併せ
持つことにより、可とう性に優れ、低損失に、光ファイ
バーや他の光部品と接続が可能であり、軽量で安価な光
能動素子を提供出来、また汎用部品であるためにその市
場規模は計り知れないほど大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施形態の構成を示す図である。
図1(a)は、ポリマー光導波路に垂直な方向から見た
断面図であり、図1(b)は、コネクター側から見た側
面図である。
【図2】本発明による実施形態におけるガイドピンを有
するコネクター部分の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 ポリマー光導波路 2 光導波路のコア層 3 光導波路のクラッド 4 45度ミラー構造 5 透明電極(下部電極) 6 発光機能を有する有機薄膜 7 対向電極(上部電極) 8 ガイドピンを介して光ファイバと無調芯で接続で
きるコネクター 9 ガイドピンを挿入する空間(ガイドピン用穴) 10 ガイドピン 11 ガイドピンの中心とポリマー光導波路の各コア層
の中心を結ぶ線 12 第1の搭載用溝 13 第1のガイドピンを搭載する溝 14 ガイドピンを有するコネクター部分を形成する第
1の部品 15 光導波路フィルム 16 第2の搭載用溝 17 第2のガイドピンを搭載する溝 18 ガイドピンを有するコネクター部分を形成する第
2の部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 疋田 真 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 竹中 久貴 東京都新宿区西新宿二丁目1番1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 今村 三郎 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 Fターム(参考) 2H036 QA49 QA59 2H037 AA01 BA02 BA11 BA22 DA33 2H047 KA03 LA09 MA05 MA07 QA05 5F088 AA01 AB13 BA20 BB01 JA14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガイドピンを介して光ファイバと無調芯
    で接続できるコネクターとポリマー光導波路と受光素子
    又は発光素子から構成され、該コネクターがポリマー光
    導波路の片端に接合されており、該ポリマー光導波路の
    他端には、ミラー構造が形成されており、該ミラー構造
    の近傍のポリマー光導波路上に、透明電極と、電気−光
    変換機能もしくは光−電気変換機能を有する有機導電体
    膜と、対向電極からなる受光素子又は発光素子が形成さ
    れていることを特徴とするコネクター付導波路型光能動
    素子。
  2. 【請求項2】 請求項1において、ポリマー光導波路の
    コネクターが接合された側の端面で、ガイドピンの中心
    と各コア層の中心が一直線上に並んでいることを特徴と
    するコネクター付導波路型光能動素子。
JP2000070274A 2000-03-14 2000-03-14 コネクター付導波路型光能動素子 Pending JP2001264587A (ja)

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