JP2002090565A - 光導波路 - Google Patents

光導波路

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JP2002090565A
JP2002090565A JP2000282991A JP2000282991A JP2002090565A JP 2002090565 A JP2002090565 A JP 2002090565A JP 2000282991 A JP2000282991 A JP 2000282991A JP 2000282991 A JP2000282991 A JP 2000282991A JP 2002090565 A JP2002090565 A JP 2002090565A
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core
groove
optical waveguide
filling
optical fiber
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Toru Sugiyama
徹 杉山
Kazuyoshi Fuse
一義 布施
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 毛細管現象を利用して光の進行方向に長い光
導波路のコアを形成する場合に、充填にかかる時間を短
くするとともに確実な形成を実現する。 【解決手段】 毛細管現象を利用してクラッド10に形
成したコアを形成するための領域である溝101にコア
材を充填する場合に、コア領域にコア材を注入するため
の開口部111〜113を複数設けることで充填にかか
る時間を短くできることから、確実なコアを形成するこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、特に毛細管現象
を利用してコア領域に液体状のコア材を充填し、これを
硬化してコアを形成するときのコア材の充填に適した光
導波路に関する。
【0002】
【従来の技術】毛細管現象を利用し光導波路のコアを作
成する従来例として、特開平8-160239号「高分子光導波
路の製造方法」がある。この公報では、コア領域に相当
する溝のパターンが形成された基板と平板基板を密着さ
せ、その隙間に液体状のコア材を毛細管現象を利用して
充填する。この充填後にコア材を硬化させ光導波路を作
成する。充填方法としては、溝の一方の開口部を封止
し、基板を真空におき、封止していない開口部をコア材
溶液に浸し、徐々に気圧を真空から大気圧に上げてい
く、あるいはコア材溶液に浸していない開口部を真空引
きしながらコア材を充填する方法が提案されている。
【0003】しかしながら、上記方法では光導波路のコ
アが光の進行方向で著しく長い場合、つまりコアが毛細
管現象の進行方向で著しく長い場合、充填時間が長くな
るあるいは充填が途中で止ま.り所望のコアを形成でき
ないという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の光の進
行方向に著しく長い光導波路のコアを形成するには、充
填時間が長くなり、場合によっては充填が途中で止まっ
てしまう恐れがあった。
【0005】この発明は、光の進行方向に長い光導波路
のコアを、毛細管現象を利用して形成する場合の充填時
間を短くして確実な光導波路を得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明の光導波路では、光の進行方向に長いコア
を形成するための直線状の第1の溝および該溝に連通す
るとともに所定の角度を有する第2の溝を形成し、前記
コアより屈折率の小さい材料で形成した第1のクラッド
と、前記第1のクラッド上に固着するとともに、前記第
1および第2の溝の合流点より離れたこれら溝のそれぞ
れ対向した位置に第1および第2の開口部を形成した第2
のクラッドとを備え、前記第1および第2の開口部より前
記コアを形成するための液状の樹脂材を注入して該樹脂
材を前記第1および第2の溝に充填させ、前記樹脂材が
硬化した後の前記第1の溝内に前記コアを形成してなる
ことを特徴とする上記した手段により、毛細管現象を利
用してクラッドに形成したコアを形成するための溝にコ
ア材を充填する場合に、コア領域にコア材を注入するた
めの開口部を複数設けたことで充填にかかる時間を短く
できることから、確実なコアの形成が実現可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0008】図1は、この発明の第1の実施の形態につ
いて説明するために展開して示した正面図である。すな
わち、図1(A)は下面クラッド、(B)は上面クラッ
ドであり、これらを一体的に重ね合わせることによって
クラッドを構成する。
【0009】下面クラッド10には、直線状の溝101
とこの溝101より連続し、所定の角度で枝分かれした
溝102,103を形成する。溝102,103のそれ
ぞれの先端104,105は、例えば溝101と平行の
位置関係に形成する。
【0010】上面クラッド11には、開口部111〜1
13をそれぞれ形成する。下面クラッド10と上面クラ
ッド11を重ね合わせたときに、開口部111は溝10
1の一端部106に、開口部112は先端104に,開
口部113は先端105にそれぞれ対向する位置に形成
する。
【0011】図2(A)は、下面クラッド10と上面の
クラッド11を密着して重ね合わせた状態を示し、図2
(B)は、図2(A)のa−a’〜f −f ’の断面図
をそれぞれ示す。
【0012】これにより、溝101〜103は、上面ク
ラッド11とにより隙間となり、こが光導波路のコアを
形成するためのコア材の充填領域となる。この例では直
線の溝101は光を伝播するコア部にあたり、図中矢印
方向に向かって光を伝播する。開口部111〜113は
コア材を充填するための注入口として使用する。このた
め溝102,103は光の伝播に影響しないよう溝10
2,103にそれぞれ鋭角で接していることが望まし
い。
【0013】次に、図3を用い溝101,102にコア
材を充填しコアを形成する方法について図3を用いて説
明する。
【0014】下面クラッド10と上面クラッド11を真
空中で密着させた後、液体状のコア材31を開口部11
1〜113にそれぞれ滴下する。液体状のコア材31と
しては紫外線や熱によって硬化するプラスチック系、シ
リコーン系の樹脂があり、硬化後の透過率が高く、光の
屈折率がクラッドより高い材料を用いる。
【0015】滴下された後に、気圧を真空から大気圧に
変化することで毛細管現象を促進し、開口部111に滴
下されたコア材31は矢印a1方向に溝101を進行す
る。開口部112に滴下されたコア材31は、溝102
を矢印b1方向に進行して溝101まで達し、さらに溝
101を矢印b2、b3方向にそれぞれ進行し、矢印b
2方向に進行したコア材31は、開口部111に滴下さ
れたコア材と合流する。開口部113に滴下されたコア
材は溝103を矢印c1方向に進行して溝101まで達
し、さらに溝101を矢印c2、c3方向にそれぞれ進
行し、矢印c2方向に進行したコア材31は、開口部1
12に滴下されたコア材と合流する。
【0016】次に、コア材31が充填された後、これを
硬化させ断面c−c’とf−f’で切断し、この切断面
を研磨して光導波路を完成する。なお、この光導波路で
は断面c−c’のコア301が光の入射口、断面f−
f’のコア301が出射口となる。
【0017】この実施の形態では、コア301を形成す
るための溝の途中にも液体状の注ぎ口を設けることで、
溝の末端までの距離を短くでき、コア材31の充填時間
の短縮化を図ることができる。
【0018】図4は、この発明の第2の実施の形態につ
いて説明するための説明図であり、第1の実施の形態と
同一の構成部分には同一の符号を付して、ここでの説明
は省略する。
【0019】この実施の形態は、下面クラッド10の溝
101と連通するとともに、下面クラッド10の側端面
401まで形成した溝402,403を形成した部分の
構成が図1と異なる。この溝402,403は、コア材
31を充填する際の空気の逃げ口あるいは真空引きする
際の口として利用する。また、溝101も下面クラッド
10の側端面404まで形成する。
【0020】図4におけるコア材31を充填について図
5を用いて説明する。大気圧中で下面クラッド10と上
面クラッド11を密着させた後、開口部111〜113
に液体状のコア材31を滴下する。この場合、溝40
2,403、101がそれぞれ側端面まで形成されてい
ることから、大気圧中でも毛細管現象によってコア材3
1が図5の各矢印に沿って充填される。
【0021】コア材31が充填された後、コア材31を
硬化させ断面a−a’とb−b’で切断し、その断面を
研磨し光導波路を完成する。この光導波路では断面a−
a’のコア301が光の入射口、断面b−b’のコア3
01が出射口となる。
【0022】また、溝402と溝101との交点および
溝403と溝101との交点は、コア材31の充填時の
進行の合流点と一致するように設定する。例えば、図6
(A)の場合のように、交点がコア材充填時の進行の合
流点から外れてしまうと充填されない部分61が残って
しまう。合流点の正確な位置が設定できない場合には、
図6(B)の62あるいは(C)の63に示すように、
交点付近での幅が広い形状とすることで、充填の進行速
度を遅くし合流点と一致させる。
【0023】この実施の形態では、側端面まで形成され
ている溝402,403、101から真空引きを行うと
より一層の充填時間の短縮化を図ることができる。
【0024】図7は、この発明の第3の実施の形態につ
いて説明するための説明図である。この実施の形態は、
光導波路のコア301内に光ファイバ701を挿入した
点にある。
【0025】ここで、光ファイバ701の屈折率を光導
波路のコア301の屈折率より高くすることで、コア3
01の光を光ファイバ701に結合させる。光ファイバ
701の取り出し口は、コア材の充填に使用するときの
空気の逃げ口と兼用すれば良い。
【0026】図7の光導波路の作成方法としては、下面
クラッド10に光ファイバ701を挿入した後、下面ク
ラッド10と上面クラッド11を密着させ、コア材31
1を滴下、充填、硬化の工程後、断面a−a’の位置で
切断し、その切断面を研磨し光導波路を完成する。a−
a‘の断面のコア301は光の入射口となり光ファイバ
701の端面702が出射口となる。
【0027】また、光ファイバ701に希土類イオン等
のレーザ活性物質を添加し、光ファイバ701の両端に
ファイバ・グレーティング等の反射要素を配置し共振器
構造にすることにより、光導波路に励起光を入射するこ
とでファイバレーザを構成することもできる。
【0028】また、光ファイバ701の挿入について図
8(B)に示すように、下面クラッド10に光ファイバ
701を嵌め込んだ後、図8(C)に示すように下面ク
ラッド10と上面クラッド11を密着させるが、下面ク
ラッド10をシリコーン樹脂のような柔軟性の材料で形
成する場合には、溝の上部の径を光ファイバ701の径
以下となる形状にすることで、光ファイバ701を溝に
いったん嵌め込んだ後は、光ファイバ701が溝から外
れるのを防止することができる。
【0029】この実施の形態では、コア内に光ファイバ
を挿入した場合、開口部の一部を光ファイバの挿入口、
取り出し口と兼用することも可能となる。
【0030】図9、図10はこの発明の第4の実施の形
態について説明するための説明図である。図9(A)は
光導波路の下面クラッド10を、(B)は上面クラッド
11を示し、図10は光ファイバ1001をリング状に
して挿入した状態を示す。第3の実施の形態との違い
は、光導波路のコアを光の進行方向でリング状にした点
にある。
【0031】図10の光ファイバ1001を、ファイバ
レーザの構成としこれをリング状にすることで、光導波
路に入射した励起光は光ファイバ1001に吸収される
までリング内を循環する。
【0032】また、図10の断面a−a’とb−b’の
2箇所を切断すれば、波長の異なる2種類の励起光を光
導波路に入射することが可能となる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の光導波
路では、光の進行方向に著しく長いコアをもつ光導波路
の作成する場合に、コアとなる領域にコア材を注入する
ための複数の開口部を設けたことで充填に要する時間を
短くできることから確実なコアの形成を実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態について説明する
ための説明図。
【図2】図1の(A),(B)を密着した状態について
説明するための正面図。
【図3】図2のコア材充填について説明するための説明
【図4】この発明の第2の実施の形態について説明する
ための説明図。
【図5】図4のコア材の充填について説明するための説
明図。
【図6】図5のコア材充填領域の形状について説明する
ための説明図。
【図7】この発明の第3の実施の形態について説明する
ための説明図。
【図8】図7の実施の形態の光ファイバの挿入に適した
コア形状について説明するため説明図。
【図9】この発明の第4の実施の形態について説明する
ための説明図。
【図10】この発明の第4の実施の形態について説明す
るための説明図。
【符号の説明】
10…下面クラッド、101〜103,402,403
…溝、11…上面クラッド、111〜113…開口部、
701,1001…光ファイバ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光の進行方向に長いコアを形成するため
    の直線状の第1の溝および該溝に連通するとともに所定
    の角度を有する第2の溝を形成し、前記コアより屈折率
    の小さい材料で形成した第1のクラッドと、 前記第1のクラッド上に固着するとともに、前記第1お
    よび第2の溝の合流点より離れたこれら溝のそれぞれ対
    向した位置に第1および第2の開口部を形成した第2のク
    ラッドとを備え、 前記第1および第2の開口部より前記コアを形成するため
    の液状の樹脂材を注入して該樹脂材を前記第1および第
    2の溝に充填させ、前記樹脂材が硬化した後の前記第1
    の溝内に前記コアを形成してなることを特徴とする光導
    波路。
  2. 【請求項2】 前記樹脂材を真空引きして前記第1およ
    び第2の溝に充填するための第3の溝を前記第1のクラ
    ッドに形成してなる特徴とする請求項1に記載の光導波
    路。
  3. 【請求項3】 前記第1の溝内に光ファイバの全部また
    は一部が埋め込まれていることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の光導波路。
  4. 【請求項4】 第1の溝に直行する方向に前記コアを切
    断面は、前記コアに対する光の入射口をまたは出射口と
    したことを特徴とする請求項1または2に記載の光導波
    路。
  5. 【請求項5】 第1の溝に直行する方向に前記コアを切
    断面に、前記光ファイバの挿入口または取り出し口とし
    たことを特徴する請求項1または2に記載の光導波路。
  6. 【請求項6】 前記第1および第2のクラッドは、柔軟性
    の材料で、前記コアの断面形状が多角形であるととも
    に、その一辺は光ファイバの径以下であることを特徴と
    する請求項3記載または4に記載の光導波路。
  7. 【請求項7】 前記コアは光の進行方向でリング状にな
    っていることを特徴とする請求項1〜6のいずかれに記
    載の光導波路。
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