JP2002267860A - 光導波路およびその製造方法 - Google Patents
光導波路およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光接続端面の精度に優れた光導波路を得る。
【解決手段】 コア１１の光接続端面１１ａをクラッド
１２の凹型内で形成した後、光接続端面１１ａを覆って
いるクラッド材を切り取ることにより、光接続端面精度
に優れた低結合損失の光導波路を実現することができ
る。
１２の凹型内で形成した後、光接続端面１１ａを覆って
いるクラッド材を切り取ることにより、光接続端面精度
に優れた低結合損失の光導波路を実現することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、樹脂成型により
形成される光導波路およびその製造方法に関し、特に他
の光素子との光接続端面の面精度に優れた光導波路およ
びその製造方法に関する。
形成される光導波路およびその製造方法に関し、特に他
の光素子との光接続端面の面精度に優れた光導波路およ
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信や光情報処理の分野における光結
合・分岐用素子等として、あるいは一般光学分野におけ
るレンズ系に代わる基本光学素子として、各種の光導波
路の研究が進められている。近年ますます高まる小型
化、低コスト化、プロセス数低減等への要求に応えるも
のとして、樹脂材料を用いて形成される高分子光導波路
が注目されている。
合・分岐用素子等として、あるいは一般光学分野におけ
るレンズ系に代わる基本光学素子として、各種の光導波
路の研究が進められている。近年ますます高まる小型
化、低コスト化、プロセス数低減等への要求に応えるも
のとして、樹脂材料を用いて形成される高分子光導波路
が注目されている。
【０００３】このような高分子光導波路の形成方法の従
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。この公報においては、光導波路
コア形状の溝のパターンが形成されたクラッド基板と平
面クラッド基板とを密着させることによってできる細管
部に、モノマ溶液からなるコア材を、場合によっては真
空引き等の補助手段も施しながら、毛細管現象を利用し
て充填し、充填が完了した後、このコア材を硬化させる
という手順で光導波路の形成が行われている。光接続端
面の処理方法としては、上記公報の中で、０．５μｍ以
下のサイズのダイアモンドを含有した懸濁液を用い研磨
機器により研磨を行うとされている。
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。この公報においては、光導波路
コア形状の溝のパターンが形成されたクラッド基板と平
面クラッド基板とを密着させることによってできる細管
部に、モノマ溶液からなるコア材を、場合によっては真
空引き等の補助手段も施しながら、毛細管現象を利用し
て充填し、充填が完了した後、このコア材を硬化させる
という手順で光導波路の形成が行われている。光接続端
面の処理方法としては、上記公報の中で、０．５μｍ以
下のサイズのダイアモンドを含有した懸濁液を用い研磨
機器により研磨を行うとされている。
【０００４】しかし、光導波路材料として用いられる高
分子材料の中には、強度の弱いものや脆いものも多く、
研磨面の面精度には限界があり、材料によっては研磨に
よる端面処理自体が極めて困難となる。
分子材料の中には、強度の弱いものや脆いものも多く、
研磨面の面精度には限界があり、材料によっては研磨に
よる端面処理自体が極めて困難となる。
【０００５】また、その他の従来例として、フォトリソ
グラフィー技術を用いて光導波路を形成し、エッチング
処理により光接続端面を出すもの等があるが、エッチン
グの際にコアへのダメージが生じる、工程数が増加しコ
ストがかかる、といった問題がある。
グラフィー技術を用いて光導波路を形成し、エッチング
処理により光接続端面を出すもの等があるが、エッチン
グの際にコアへのダメージが生じる、工程数が増加しコ
ストがかかる、といった問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、樹脂
材料を用いて形成される高分子光導波路の従来の製造方
法においては、光導波路の性能に大きな影響を及ぼす光
接続端面の処理方法に問題があり、結合損失増大の原因
となるばかりでなく、処理工程の増加によるコストアッ
プの原因ともなっていた。
材料を用いて形成される高分子光導波路の従来の製造方
法においては、光導波路の性能に大きな影響を及ぼす光
接続端面の処理方法に問題があり、結合損失増大の原因
となるばかりでなく、処理工程の増加によるコストアッ
プの原因ともなっていた。
【０００７】この発明は、光接続端面の精度に優れた光
導波路およびその簡易な製造方法を提供することを第１
の目的とする。また、他の光素子との位置合わせが容易
となるような構造の光導波路およびその簡易な製造方法
を提供することを第２の目的とする。
導波路およびその簡易な製造方法を提供することを第１
の目的とする。また、他の光素子との位置合わせが容易
となるような構造の光導波路およびその簡易な製造方法
を提供することを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ためにこの発明では、光導波路コア用の溝が形成されて
おり、かつ光接続端面となる少なくとも１つの面が塞が
れた状態の光導波路クラッドの中に、光導波路コア材を
充填・硬化させることにより光導波路コアを形成した
後、光導波路クラッドの前記光接続端面を塞いでいた部
分を、光導波路コアのみを残した状態で劈開を利用して
切り取ることにより、光導波路の光接続端面を形成す
る。
ためにこの発明では、光導波路コア用の溝が形成されて
おり、かつ光接続端面となる少なくとも１つの面が塞が
れた状態の光導波路クラッドの中に、光導波路コア材を
充填・硬化させることにより光導波路コアを形成した
後、光導波路クラッドの前記光接続端面を塞いでいた部
分を、光導波路コアのみを残した状態で劈開を利用して
切り取ることにより、光導波路の光接続端面を形成す
る。
【０００９】また、光導波路クラッドを形成する工程に
おいて、後で切り取る部分と残す部分とを仕切る板を予
め挿入しておくことにより、上記の作業を容易かつ安定
して行うことが可能となる。また上記方法により光導波
路の形成を行えば、光導波路コア端面が光導波路クラッ
ド端面よりも突き出した状態の光導波路が実現できるた
め、他の光素子との位置合わせも容易となる。
おいて、後で切り取る部分と残す部分とを仕切る板を予
め挿入しておくことにより、上記の作業を容易かつ安定
して行うことが可能となる。また上記方法により光導波
路の形成を行えば、光導波路コア端面が光導波路クラッ
ド端面よりも突き出した状態の光導波路が実現できるた
め、他の光素子との位置合わせも容易となる。
【００１０】
【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。
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】図１は、この発明の第１の実施の形態につ
いて説明するための、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）は上面図である。
いて説明するための、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）は上面図である。
【００１２】図１において、１１はコアであり、このコ
ア１１は例えば幅８μｍ×高さ８μｍの正方形で、長さ
約２０ｍｍの断面形状をしている。コア１１の一方の光
接続端面１１ａは、コア１１の下面およびこれに連なる
側面の３面を囲う状態に形成されたクラッド１２の端面
よりも突き出した構造となっている。コア１１が突き出
している側のクラッド１２端面のコア周辺部は劈開面１
２ａで構成されている。コア１１の突き出している部分
の長さは１５μｍ程度である。また、他方の光接続端面
１１ｂは、クラッド端面１２ｂよりも若干外側に向かっ
て凸状に膨らんでいる。
ア１１は例えば幅８μｍ×高さ８μｍの正方形で、長さ
約２０ｍｍの断面形状をしている。コア１１の一方の光
接続端面１１ａは、コア１１の下面およびこれに連なる
側面の３面を囲う状態に形成されたクラッド１２の端面
よりも突き出した構造となっている。コア１１が突き出
している側のクラッド１２端面のコア周辺部は劈開面１
２ａで構成されている。コア１１の突き出している部分
の長さは１５μｍ程度である。また、他方の光接続端面
１１ｂは、クラッド端面１２ｂよりも若干外側に向かっ
て凸状に膨らんでいる。
【００１３】なお、コアおよびクラッド材料としては、
ともに熱硬化型のシリコーン樹脂を用いたがこれに限定
されるものではなく、熱硬化型あるいは紫外線硬化型等
の一般的な高分子樹脂材料を用いても良い。また、上記
した形状や寸法はこれに限定されるものではない。
ともに熱硬化型のシリコーン樹脂を用いたがこれに限定
されるものではなく、熱硬化型あるいは紫外線硬化型等
の一般的な高分子樹脂材料を用いても良い。また、上記
した形状や寸法はこれに限定されるものではない。
【００１４】図２〜図４は、図１の光導波路を製造方法
について説明するためのもので、図２は金型を示し、
（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図
であり、図３、図４は製造する工程の概略図である。な
お、図１と同一の構成部分には同一の符号を付して説明
する。
について説明するためのもので、図２は金型を示し、
（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図
であり、図３、図４は製造する工程の概略図である。な
お、図１と同一の構成部分には同一の符号を付して説明
する。
【００１５】図２において、長方形をした板状の金型２
１は、その長手方向の上面にコアを形成するための凸部
２２を形成する。金型２１の各側面に対向する位置に
は、直交する状態で板状の金型２３ａ〜２３ｄを垂直に
配置することで、金型２１を底として金型２３ａ〜２３
ｄで囲まれた空間部２４を形成する。金型２３ｃ，２３
ｄの対向面２３ｃ１，２３ｄ１からそのそれぞれの側面
２３ｃ２，２３ｄ２にかけて溝２５ａ，２５ｂを形成す
る。溝２５ａ，２５ｂにはクラッドを仕切るための仕切
り板２６を挿入する。この状態で、空間部２４にクラッ
ド１２となる材料を流し込み、熱硬化させることによ
り、コア形状のための溝を持ったクラッドを形成する。
１は、その長手方向の上面にコアを形成するための凸部
２２を形成する。金型２１の各側面に対向する位置に
は、直交する状態で板状の金型２３ａ〜２３ｄを垂直に
配置することで、金型２１を底として金型２３ａ〜２３
ｄで囲まれた空間部２４を形成する。金型２３ｃ，２３
ｄの対向面２３ｃ１，２３ｄ１からそのそれぞれの側面
２３ｃ２，２３ｄ２にかけて溝２５ａ，２５ｂを形成す
る。溝２５ａ，２５ｂにはクラッドを仕切るための仕切
り板２６を挿入する。この状態で、空間部２４にクラッ
ド１２となる材料を流し込み、熱硬化させることによ
り、コア形状のための溝を持ったクラッドを形成する。
【００１６】図３（ａ）は、図２においてクラッド材が
空間部２４で熱硬化した後に、金型２１に対向する側を
上にした状態で各金型２１、２３ａ〜２３ｄを取り外し
た後のクラッド部材３１が形成された状態を示し、３２
は金型２１を外すことにより形成されたコア形成のため
の溝である。この状態での仕切り板２６は、金型２３
ｃ，２３ｄのそれぞれの溝２５ａ，２５ｂから外れ、ク
ラッド部材３１に埋め込まれたままである。
空間部２４で熱硬化した後に、金型２１に対向する側を
上にした状態で各金型２１、２３ａ〜２３ｄを取り外し
た後のクラッド部材３１が形成された状態を示し、３２
は金型２１を外すことにより形成されたコア形成のため
の溝である。この状態での仕切り板２６は、金型２３
ｃ，２３ｄのそれぞれの溝２５ａ，２５ｂから外れ、ク
ラッド部材３１に埋め込まれたままである。
【００１７】次に、裏面３３ａおよび側面３３ｂが少な
くとも平面状になっており、裏面３３ａと側面３３ｂが
互いにほぼ垂直をなすクラッド部材３３の裏面３３ａと
コア形状の溝３２が形成されたクラッド部材３１の面を
対向させて貼り合わせる（図３（ｂ））。これにより、
一方の光接続端となるコア端面部がクラッド部材３１で
塞がれた状態のコア形状の中空チャネル３４を形成す
る。
くとも平面状になっており、裏面３３ａと側面３３ｂが
互いにほぼ垂直をなすクラッド部材３３の裏面３３ａと
コア形状の溝３２が形成されたクラッド部材３１の面を
対向させて貼り合わせる（図３（ｂ））。これにより、
一方の光接続端となるコア端面部がクラッド部材３１で
塞がれた状態のコア形状の中空チャネル３４を形成す
る。
【００１８】ここで、クラッド部材３１とクラッド部材
３３とを貼り合わせる際、中空チャネル３４の、塞がれ
ていない端面３５で、クラッド部材３１，３３の端面位
置が互いにほぼ一致するように位置合わせを行うが、そ
れ以外の端面に関しては、チャネルが安定して形成され
る範囲でありさえすればよく、高精度な位置合わせを行
う必要はない。
３３とを貼り合わせる際、中空チャネル３４の、塞がれ
ていない端面３５で、クラッド部材３１，３３の端面位
置が互いにほぼ一致するように位置合わせを行うが、そ
れ以外の端面に関しては、チャネルが安定して形成され
る範囲でありさえすればよく、高精度な位置合わせを行
う必要はない。
【００１９】このようにして形成されたコア形成用の中
空チャネル３４の開口のある端面３５の側からコア材料
を、量の制御を行いながら毛細管現象により充填する。
この際、クラッド材料としてシリコーン樹脂のようなポ
ーラス（多孔質）状の材料を用いれば、中空チャネル３
４の入り口以外に開口部が無い場合でも、真空引き等の
特別な手段を用いることなくコア材料の充填を行うこと
が可能となる。
空チャネル３４の開口のある端面３５の側からコア材料
を、量の制御を行いながら毛細管現象により充填する。
この際、クラッド材料としてシリコーン樹脂のようなポ
ーラス（多孔質）状の材料を用いれば、中空チャネル３
４の入り口以外に開口部が無い場合でも、真空引き等の
特別な手段を用いることなくコア材料の充填を行うこと
が可能となる。
【００２０】続いて、図４に示すように、充填されたコ
ア材料を加熱硬化させてコア１１を形成した後、クラッ
ド部材３３をクラッド部材３１およびコア１１から剥離
させる。このとき、充填口とした端面では、充填完了時
に表面張力によりコアの先端が外側に膨らんだ形状の光
接続端面１１ｂとなる。
ア材料を加熱硬化させてコア１１を形成した後、クラッ
ド部材３３をクラッド部材３１およびコア１１から剥離
させる。このとき、充填口とした端面では、充填完了時
に表面張力によりコアの先端が外側に膨らんだ形状の光
接続端面１１ｂとなる。
【００２１】さらに、図４（ｃ）に示すようにクラッド
１２は、クラッド部材３１を形成する際に予め挿入して
あった仕切り板２６を用いて、コア１１の一方の光接続
端面１１ａを覆っているクラッド部材３１を劈開により
切り取ることにより、図１に示すような光導波路が形成
される。
１２は、クラッド部材３１を形成する際に予め挿入して
あった仕切り板２６を用いて、コア１１の一方の光接続
端面１１ａを覆っているクラッド部材３１を劈開により
切り取ることにより、図１に示すような光導波路が形成
される。
【００２２】なお、この実施の形態においては、クラッ
ド部材３３を先に剥離させた後、クラッド部材３１を劈
開させて、コア１１の光接続端面を突出させたが、クラ
ッド部材３１を劈開させた後、クラッド部材３３を剥離
させても良い。また、クラッド部材３３の剥離を行うに
あたっては、コア１１の光接続端面が突出しさせすれば
良く、それ以外の部分は残してもよい。また、クラッド
部材３１を形成する際に予め仕切り板を挿入しておき、
仕切り板２６を用いてコア１１の接続端面を覆っている
クラッド部材３１を劈開させたが、仕切り板２６なしの
状態で光導波路を形成した後、最後に刃物等でクラッド
部材３１に切り込みを入れ、そこから劈開させても良
い。ただし、仕切り板２６を挿入しておく場合には、金
型の精度のみで容易に劈開位置が制御でき、後で位置合
わせをする必要がないという利点がある。
ド部材３３を先に剥離させた後、クラッド部材３１を劈
開させて、コア１１の光接続端面を突出させたが、クラ
ッド部材３１を劈開させた後、クラッド部材３３を剥離
させても良い。また、クラッド部材３３の剥離を行うに
あたっては、コア１１の光接続端面が突出しさせすれば
良く、それ以外の部分は残してもよい。また、クラッド
部材３１を形成する際に予め仕切り板を挿入しておき、
仕切り板２６を用いてコア１１の接続端面を覆っている
クラッド部材３１を劈開させたが、仕切り板２６なしの
状態で光導波路を形成した後、最後に刃物等でクラッド
部材３１に切り込みを入れ、そこから劈開させても良
い。ただし、仕切り板２６を挿入しておく場合には、金
型の精度のみで容易に劈開位置が制御でき、後で位置合
わせをする必要がないという利点がある。
【００２３】上記のようにして形成された光接続端面
は、従来の切断、研磨によって形成される端面に比べ、
表面精度に優れていることから光結合効率の大幅な改善
を実現できる。
は、従来の切断、研磨によって形成される端面に比べ、
表面精度に優れていることから光結合効率の大幅な改善
を実現できる。
【００２４】図５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（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図である。
いて説明するための（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図である。
【００２５】図５において、５１はコアであり、このコ
ア５１は断面形状が幅２５μｍ×高さ２０μｍの矩形
で、直線上に延びた長さ約３０ｍｍの形状をしている。
コア５１の両側の光接続端面５２ａ，５２ｂは、コア５
１の長手方向の三面を囲う状態に形成されたクラッド５
３より突出した状態に形成する。コア５１が突き出して
いる周辺のクラッド５３の端面はそれぞれ劈開面５４ａ
および５４ｂで構成する。コア５１がクラッド５３より
突き出しているそれぞれの部分の長さは、２０μｍ程度
である。さらに、コア５１の光接続端面５２ａから光接
続端面５２ｂ側に１ｍｍ進んだ位置で分岐された分岐コ
ア５５は、図中Ａ−Ｂの主たる伝搬方向に対してほぼ垂
直方向に延びている。また、分岐している分岐コア５５
は断面が幅２０μｍ×高さ２０μｍの矩形形状となって
いる。
ア５１は断面形状が幅２５μｍ×高さ２０μｍの矩形
で、直線上に延びた長さ約３０ｍｍの形状をしている。
コア５１の両側の光接続端面５２ａ，５２ｂは、コア５
１の長手方向の三面を囲う状態に形成されたクラッド５
３より突出した状態に形成する。コア５１が突き出して
いる周辺のクラッド５３の端面はそれぞれ劈開面５４ａ
および５４ｂで構成する。コア５１がクラッド５３より
突き出しているそれぞれの部分の長さは、２０μｍ程度
である。さらに、コア５１の光接続端面５２ａから光接
続端面５２ｂ側に１ｍｍ進んだ位置で分岐された分岐コ
ア５５は、図中Ａ−Ｂの主たる伝搬方向に対してほぼ垂
直方向に延びている。また、分岐している分岐コア５５
は断面が幅２０μｍ×高さ２０μｍの矩形形状となって
いる。
【００２６】なお、光導波路のコア材料としてはアクリ
ル系の紫外線硬化型樹脂を用い、クラッド材料としては
熱硬化型のシリコーン樹脂を用いた。ただし、この発明
の光導波路のコア材料、クラッド材料としては、上記の
材料に限定されるものではなく、その他の熱硬化型、あ
るいは紫外線硬化型等の一般的な高分子樹脂材料でも良
い。
ル系の紫外線硬化型樹脂を用い、クラッド材料としては
熱硬化型のシリコーン樹脂を用いた。ただし、この発明
の光導波路のコア材料、クラッド材料としては、上記の
材料に限定されるものではなく、その他の熱硬化型、あ
るいは紫外線硬化型等の一般的な高分子樹脂材料でも良
い。
【００２７】図６〜図８は、図５の光導波路を製造方法
について説明するためのもので、図６は金型を示し、そ
の（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面
図であり、図７，図８は製造工程について説明するため
の概略図である。なお、図５と同一の構成部分には同一
の符号を付して説明する。
について説明するためのもので、図６は金型を示し、そ
の（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面
図であり、図７，図８は製造工程について説明するため
の概略図である。なお、図５と同一の構成部分には同一
の符号を付して説明する。
【００２８】６１は、上面が長方形の板状の金型であ
り、金型６１にはその長手方向の上面にコアを形成する
ための凸部６２とこれに連ねて垂直方向に凸部６３を形
成する。金型６１の各側面に対向する位置には、板状の
金型６４ａ〜６４ｄを立てた状態で配置することで、金
型６１を底として金型６４ａ〜６４ｄで囲まれた空間部
６５を形成する。金型６４ｃ，６４ｄの対向面６４ｃ
１，６４ｄ１から、そのそれぞれの側面６４ｃ２，６４
ｄ２にかけて溝６６ａ，６６ｂおよび６７ａ，６７ｂを
形成する。溝６６ａ，６６ｂには仕切り板６８を、溝６
７ａ，６７ｂには仕切り板６９を挿入する。
り、金型６１にはその長手方向の上面にコアを形成する
ための凸部６２とこれに連ねて垂直方向に凸部６３を形
成する。金型６１の各側面に対向する位置には、板状の
金型６４ａ〜６４ｄを立てた状態で配置することで、金
型６１を底として金型６４ａ〜６４ｄで囲まれた空間部
６５を形成する。金型６４ｃ，６４ｄの対向面６４ｃ
１，６４ｄ１から、そのそれぞれの側面６４ｃ２，６４
ｄ２にかけて溝６６ａ，６６ｂおよび６７ａ，６７ｂを
形成する。溝６６ａ，６６ｂには仕切り板６８を、溝６
７ａ，６７ｂには仕切り板６９を挿入する。
【００２９】この状態で、空間部６５にクラッド５３と
なる材料を流し込み、熱硬化させることにより、クラッ
ド部材を形成する。
なる材料を流し込み、熱硬化させることにより、クラッ
ド部材を形成する。
【００３０】図７（ａ）は、図６（ｃ）においてクラッ
ド材料が空間部６５で熱硬化した後に、金型６１に対向
する側を上にし各金型６１、６４ａ〜６４ｄを取り外し
た後のクラッド部材７１が形成された状態を示し、７２
は金型６１を外すことにより形成されたコア形成のため
の溝、７３は金型６１を外すことにより形成された溝で
ある。このとき、仕切り板６８，６９はクラッド部材７
１に埋め込まれた状態にある。
ド材料が空間部６５で熱硬化した後に、金型６１に対向
する側を上にし各金型６１、６４ａ〜６４ｄを取り外し
た後のクラッド部材７１が形成された状態を示し、７２
は金型６１を外すことにより形成されたコア形成のため
の溝、７３は金型６１を外すことにより形成された溝で
ある。このとき、仕切り板６８，６９はクラッド部材７
１に埋め込まれた状態にある。
【００３１】クラッド部材７１上部と、裏面７４ａ少な
くとも平面状になっている。クラッド部材７４の裏面７
４ａとを貼り合わせる。これにより、溝７２はクラッド
部材で塞がれた中空チャネル７５となり、溝７３は中空
チャネル７５に分岐されたチャネル部７６となる。な
お、クラッド部材７１と７４の貼り合わせには、特別に
精密な位置合わせは必要としない。
くとも平面状になっている。クラッド部材７４の裏面７
４ａとを貼り合わせる。これにより、溝７２はクラッド
部材で塞がれた中空チャネル７５となり、溝７３は中空
チャネル７５に分岐されたチャネル部７６となる。な
お、クラッド部材７１と７４の貼り合わせには、特別に
精密な位置合わせは必要としない。
【００３２】ここで、チャネル部７６のクラッド部材７
１の側面に面した開口部７７からコア材料を毛細管現象
により充填する。ここでは、コア材料の量を特別に制御
する必要はない。また、クラッド材料としてシリコーン
樹脂のように硬化後にポーラス（多孔質）状となる材料
を用いれば、開口部７７以外にコア材料を注入する開口
が無い場合でも、真空引き等の特別な手段を用いること
なくコア材料の充填を行うことが可能である。
１の側面に面した開口部７７からコア材料を毛細管現象
により充填する。ここでは、コア材料の量を特別に制御
する必要はない。また、クラッド材料としてシリコーン
樹脂のように硬化後にポーラス（多孔質）状となる材料
を用いれば、開口部７７以外にコア材料を注入する開口
が無い場合でも、真空引き等の特別な手段を用いること
なくコア材料の充填を行うことが可能である。
【００３３】続いて、図８に示すように、充填されたコ
ア材料を加熱硬化させてコア５１を形成した後、クラッ
ド部材７４をクラッド部材７１およびコア５１から剥離
させる。さらに、クラッド部材７１を形成する際に予め
挿入してあった仕切り板６８，６９を用いて、コア５１
の両側の光接続端面５２ａおよび５２ｂを覆っているク
ラッド部材７１を劈開により切り取ることにより、クラ
ッド５３を形成し、図５に示すような光導波路を形成す
る。
ア材料を加熱硬化させてコア５１を形成した後、クラッ
ド部材７４をクラッド部材７１およびコア５１から剥離
させる。さらに、クラッド部材７１を形成する際に予め
挿入してあった仕切り板６８，６９を用いて、コア５１
の両側の光接続端面５２ａおよび５２ｂを覆っているク
ラッド部材７１を劈開により切り取ることにより、クラ
ッド５３を形成し、図５に示すような光導波路を形成す
る。
【００３４】なお、この実施の形態においては、クラッ
ド部材７４を先に剥離させた後、クラッド部材７１を劈
開させて、コア５１の光接続端面を突出させたが、クラ
ッド部材７１を劈開させた後、クラッド部材７４を剥離
させても良い。また、クラッド部材７４の剥離を行うに
あたっては、コア５１の光接続端面が突出しさえすれば
良く、それ以外の部分は残しても良い。
ド部材７４を先に剥離させた後、クラッド部材７１を劈
開させて、コア５１の光接続端面を突出させたが、クラ
ッド部材７１を劈開させた後、クラッド部材７４を剥離
させても良い。また、クラッド部材７４の剥離を行うに
あたっては、コア５１の光接続端面が突出しさえすれば
良く、それ以外の部分は残しても良い。
【００３５】図９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（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図である。
いて説明するための（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図である。
【００３６】図９において、９１はコアであり、このコ
ア９１は光伝搬方向に進むにつれて幅が狭く（伝搬方向
を逆向きにとれば幅が広く）なるような長さ約３０ｍｍ
のテーパ型である。コア９１の一方の光接続端面９２ａ
はその断面が幅１００μｍ×高さ１０μｍの矩形形状
で、他方の光接続端面９２ｂはその断面が幅２０μｍ×
高さ１０μｍの矩形形状となっており、光接続端面９１
ａおよび９１ｂはともにその底面および側面に配置され
たクラッド９３の光伝搬方向の端面よりも突き出した構
造となっている。
ア９１は光伝搬方向に進むにつれて幅が狭く（伝搬方向
を逆向きにとれば幅が広く）なるような長さ約３０ｍｍ
のテーパ型である。コア９１の一方の光接続端面９２ａ
はその断面が幅１００μｍ×高さ１０μｍの矩形形状
で、他方の光接続端面９２ｂはその断面が幅２０μｍ×
高さ１０μｍの矩形形状となっており、光接続端面９１
ａおよび９１ｂはともにその底面および側面に配置され
たクラッド９３の光伝搬方向の端面よりも突き出した構
造となっている。
【００３７】コア９１が突き出している周辺のクラッド
９３端面は、それぞれ劈開面９４ａおよび９４ｂで構成
されている。またコア９１の突き出している部分の長さ
はいずれの側についても約２５μｍである。さらに、コ
ア９１の光接続端面９２ａから１５０μｍ進んだ位置か
ら分岐された分岐コア９５は、図９のＡ−Ｂ方向の光伝
搬方向に対してほぼ垂直方向に延びている。また、分岐
コア９５は断面が幅２０μｍ×高さ１０μｍの矩形形状
となっている。
９３端面は、それぞれ劈開面９４ａおよび９４ｂで構成
されている。またコア９１の突き出している部分の長さ
はいずれの側についても約２５μｍである。さらに、コ
ア９１の光接続端面９２ａから１５０μｍ進んだ位置か
ら分岐された分岐コア９５は、図９のＡ−Ｂ方向の光伝
搬方向に対してほぼ垂直方向に延びている。また、分岐
コア９５は断面が幅２０μｍ×高さ１０μｍの矩形形状
となっている。
【００３８】なお、コアおよびクラッド材料としては、
ともに熱硬化型のシリコーン樹脂を用いた。ただし、コ
ア材料、クラッド材料としては、熱硬化型のシリコーン
樹脂に限定されるものではなく、その他の熱硬化型ある
いは紫外線硬化型等の一般的な高分子樹脂材料でも良
い。この実施の形態における光導波路の製造方法につい
ては、基本的に第２の実施の形態と同様であるので、こ
の実施の形態での説明は省略する。
ともに熱硬化型のシリコーン樹脂を用いた。ただし、コ
ア材料、クラッド材料としては、熱硬化型のシリコーン
樹脂に限定されるものではなく、その他の熱硬化型ある
いは紫外線硬化型等の一般的な高分子樹脂材料でも良
い。この実施の形態における光導波路の製造方法につい
ては、基本的に第２の実施の形態と同様であるので、こ
の実施の形態での説明は省略する。
【００３９】この実施の形態のようなテーパ型光導波路
は、例えば半導体レーザから出射される光をスポットサ
イズ変換しながら光ファイバへ導光するための素子とし
て用いられる。
は、例えば半導体レーザから出射される光をスポットサ
イズ変換しながら光ファイバへ導光するための素子とし
て用いられる。
【００４０】図９の光接続端面９２ａに半導体レーザ
を、光接続端面９２ｂに光ファイバをそれぞれ接続す
る。半導体レーザから出射される光を光ファイバに結合
させる場合を考えると、半導体レーザから出射された光
線は、ＡからＢの向きに伝搬するに従って、コア９１の
幅方向の側面に対する入射角度が大きくなっていく。こ
のため、分岐コア９５の分岐位置は、テーパ型光導波路
の、幅が広い側の端面に近い位置にある方が、伝搬損失
が小さくなる。この点を考慮して、この実施の形態で
は、コア９５の分岐位置を、幅広側の端面にできるだけ
近い位置となるように設定した。この位置関係は、クラ
ッドを形成するために用いる金型の精度の範囲で自由に
設定することができる。
を、光接続端面９２ｂに光ファイバをそれぞれ接続す
る。半導体レーザから出射される光を光ファイバに結合
させる場合を考えると、半導体レーザから出射された光
線は、ＡからＢの向きに伝搬するに従って、コア９１の
幅方向の側面に対する入射角度が大きくなっていく。こ
のため、分岐コア９５の分岐位置は、テーパ型光導波路
の、幅が広い側の端面に近い位置にある方が、伝搬損失
が小さくなる。この点を考慮して、この実施の形態で
は、コア９５の分岐位置を、幅広側の端面にできるだけ
近い位置となるように設定した。この位置関係は、クラ
ッドを形成するために用いる金型の精度の範囲で自由に
設定することができる。
【００４１】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（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）は上面図である。
ついて説明するための（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）は上面図である。
【００４２】この実施の形態は、コア５１の上部に取付
けた平面状のクラッド部材１０１の側面１０１ａ，１０
１ｂよりそれぞれコア５１の光接続端面５２ａ，５２ｂ
を突き出させた構成部分が図５に示す実施の形態と異な
り、図５と同一の構成部分には同一の符号を付してその
説明は省略する。
けた平面状のクラッド部材１０１の側面１０１ａ，１０
１ｂよりそれぞれコア５１の光接続端面５２ａ，５２ｂ
を突き出させた構成部分が図５に示す実施の形態と異な
り、図５と同一の構成部分には同一の符号を付してその
説明は省略する。
【００４３】この実施の形態では、光接続端面の精度に
優れた光導波路を得ることができるほかに、コア５１を
囲むクラッドは、クラッド部材１０１を含め同一の屈折
率、同一の材料で形成可能であり、より安定した光の伝
搬が可能となる。
優れた光導波路を得ることができるほかに、コア５１を
囲むクラッドは、クラッド部材１０１を含め同一の屈折
率、同一の材料で形成可能であり、より安定した光の伝
搬が可能となる。
【００４４】なお、クラッド部材１０１としては、クラ
ッド５３と同一材料からなることが最も望ましいが、ク
ラッド５３として機能する屈折率を有したものでありさ
えすれば良い。
ッド５３と同一材料からなることが最も望ましいが、ク
ラッド５３として機能する屈折率を有したものでありさ
えすれば良い。
【００４５】図１１は、この発明の第５の実施の形態に
ついて説明するための（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）は上面図である。この実施の形態は、図９に
示す実施の形態のコア９１上部にクラッド材料を滴下し
これを硬化させてクラッド１１１を構成したもので、図
９と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明は
省略する。
ついて説明するための（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）は上面図である。この実施の形態は、図９に
示す実施の形態のコア９１上部にクラッド材料を滴下し
これを硬化させてクラッド１１１を構成したもので、図
９と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明は
省略する。
【００４６】ここで、滴下するクラッド材料としては、
クラッド９３と同一材料であることが最も望ましいが、
クラッドとして機能する屈折率を有したものでありさえ
すれば良い。また、この実施の形態では、光接続端面９
２ａ，９２ｂはクラッド１１１に対してそれぞれ突き出
る状態にクラッド材料を滴下し硬化させたが、例えば、
半導体レーザの発光領域と光接続端面９２ａとを密着さ
せ、さらに光ファイバと光接続端面９２ｂとを密着させ
た後、これらの光素子全体を覆うように、クラッド材料
を滴下しても良い。
クラッド９３と同一材料であることが最も望ましいが、
クラッドとして機能する屈折率を有したものでありさえ
すれば良い。また、この実施の形態では、光接続端面９
２ａ，９２ｂはクラッド１１１に対してそれぞれ突き出
る状態にクラッド材料を滴下し硬化させたが、例えば、
半導体レーザの発光領域と光接続端面９２ａとを密着さ
せ、さらに光ファイバと光接続端面９２ｂとを密着させ
た後、これらの光素子全体を覆うように、クラッド材料
を滴下しても良い。
【００４７】図１２はこの発明の第６の実施の形態につ
いて説明するための（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図である。
いて説明するための（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図である。
【００４８】この実施の形態は、図９に示す実施の形態
のコア９１上部に平面状のクラッド１２１を載せたもの
で、このクラッド１２１には孔１２２を形成し、この孔
１２２をコア材の充填用のチャネルとする。コア９１
は、クラッド１２１をクラッド９３に載せた状態で孔１
２２から毛細管現象を利用してコア材を充填することで
形成する。
のコア９１上部に平面状のクラッド１２１を載せたもの
で、このクラッド１２１には孔１２２を形成し、この孔
１２２をコア材の充填用のチャネルとする。コア９１
は、クラッド１２１をクラッド９３に載せた状態で孔１
２２から毛細管現象を利用してコア材を充填することで
形成する。
【００４９】この実施の形態では、コア材の充填口を形
成するにあって、金型にそのための加工を行なう必要が
ない。
成するにあって、金型にそのための加工を行なう必要が
ない。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
光接続端面の精度に優れた光導波路を得るとともに、他
の光素子との結合の際の位置合わせを容易にする構造の
光導波路およびその製造方法を実現することができる。
光接続端面の精度に優れた光導波路を得るとともに、他
の光素子との結合の際の位置合わせを容易にする構造の
光導波路およびその製造方法を実現することができる。
【図１】 この発明の光導波路の第１の実施の形態につ
いて説明するための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）は上面図。
いて説明するための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）は上面図。
【図２】 図１の光導波路の製造方法について説明する
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
【図３】 図１の光導波路の製造方法について説明する
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
【図４】 図１の光導波路の製造方法について説明する
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
【図５】 この発明の第２の実施の形態について説明す
るための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）
は上面図。
るための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）
は上面図。
【図６】 図５の光導波路の製造方法について説明する
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
【図７】 図５の光導波路の製造方法について説明する
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
【図８】 図５の光導波路の製造方法について説明する
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
ための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
上面図。
【図９】 この発明の第３の実施の形態について説明す
るための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）
は上面図。
るための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）
は上面図。
【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（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図。
するための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図。
【図１１】 この発明の第５の実施の形態について説明
するための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図。
するための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図。
【図１２】 この発明の第６の実施の形態について説明
するための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図。
するための（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図。
１１，５１，９１…コア １１ａ，１１ｂ，５２ａ，５２ｂ，９２ａ，９２ｂ…光
接続端面 １２，５３，９３，１１１，１２１…クラッド １２ａ，５４ａ，５４ｂ，９４ａ，９４ｂ…劈開面 ２１，２３ａ〜２３ｄ，６１，６４ａ〜６４ｄ…金型 ２２，６２，６３…凸部 ２６，６８，６９…仕切り板 ３１，３３，７１，７４，１０１…クラッド部材 ３２，７２，７３…溝 ３４，７５，７６…中空チャネル ５５，９５…分岐コア ７７…開口部 １２２…孔
接続端面 １２，５３，９３，１１１，１２１…クラッド １２ａ，５４ａ，５４ｂ，９４ａ，９４ｂ…劈開面 ２１，２３ａ〜２３ｄ，６１，６４ａ〜６４ｄ…金型 ２２，６２，６３…凸部 ２６，６８，６９…仕切り板 ３１，３３，７１，７４，１０１…クラッド部材 ３２，７２，７３…溝 ３４，７５，７６…中空チャネル ５５，９５…分岐コア ７７…開口部 １２２…孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 布施 一義 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA13 LA12 PA15 PA28 QA05 RA08 TA32 TA43
Claims (9)
- 【請求項１】 コアと該コアを囲むように配置したクラ
ッドを樹脂成型により形成してなる光導波路であって、 前記コアの少なくとも一つの光接続端面が、前記クラッ
ド端面よりも突き出した構造となっていることを特徴と
する光導波路。 - 【請求項２】 前記コアが突き出している側の前記クラ
ッドの端面は、一部あるいは全ては劈開面となっている
ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路。 - 【請求項３】 前記コアは少なくとも１ヶ所で分岐して
おり、該分岐しているコアは主たる光伝搬方向への光伝
搬に大きな影響を与えない向きに形成されていることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の光導波路。 - 【請求項４】 光の伝搬方向とともに幅が狭くなるテー
パ形状のコアと該コアを囲むように配置したクラッドと
に形成してなる光導波路であって、 前記コアを分岐させて形成された分岐コアは、前記コア
の幅が広くなっている側の端面に近い側面部に形成して
なることを特徴とする光導波路。 - 【請求項５】 前記クラッド、前記コアの少なくともい
ずれかが、シリコーン樹脂からなることを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載の光導波路。 - 【請求項６】 金型に第１の樹脂材料を流し込み、該第
１の樹脂材料を硬化させることによりコア形状の溝を有
する第１のクラッド部材を形成する工程と、少なくとも
その一表面が平面状になっている第２のクラッド部材を
形成する工程と、 前記第１のクラッド部材のコア形状の溝が形成された面
と前記第２のクラッド部材の平面部とを互いに対向させ
た状態で貼り合わせることにより、コアとなる中空チャ
ネルを備えるとともに、該中空チャネルの少なくとも一
つの光接続端面となる口が前記第１のクラッド部材で塞
がれた状態のクラッドを形成する工程と、 前記中空チャネルに前記第１の樹脂材料よりも高い屈折
率を有する第２の樹脂材料を、毛細管現象を利用して充
填する工程と、 充填された前記第２の樹脂材料を硬化させることにより
コアを形成する工程と、 前記第２のクラッド部材の全て、あるいは前記第２のク
ラッド部材の前記コア端面よりはみ出している部分の全
てを含む一部分を前記コアから剥離させる工程と、 前記第１のクラッド部材の、前記コアの光接続端面を覆
っている部分を、前記コアから剥離させることにより、
前記コアの光接続端面を形成する工程とからなることを
特徴とする光導波路製造方法。 - 【請求項７】 前記金型を構成する枠型部に仕切り板挿
入用の溝を形成し、該仕切り板挿入用の溝に仕切り板を
挿入した状態で、前記第１のクラッド部材を形成するこ
とを特徴とする請求項６に記載の光導波路製造方法。 - 【請求項８】 挿入された前記仕切り板を用いて、前記
第１のクラッド部材を劈開させて、前記コアの光接続端
面を覆っている部分を剥離させることを特徴とする請求
項７に記載の光導波路製造方法。 - 【請求項９】 前記クラッド端面よりも突き出している
前記コアの、光接続端面を除く外周部を、前記第１の樹
脂材料あるいは前記第１の樹脂材料と屈折率が近い第３
の樹脂材料で覆う工程とからなることを特徴とする請求
項６〜８のいずれかに記載の光導波路製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001069783A JP2002267860A (ja) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | 光導波路およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001069783A JP2002267860A (ja) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | 光導波路およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002267860A true JP2002267860A (ja) | 2002-09-18 |
Family
ID=18927772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001069783A Withdrawn JP2002267860A (ja) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | 光導波路およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002267860A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170918A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型デバイス、温度計測装置および温度計測方法 |
| JP2008015303A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Toppan Printing Co Ltd | 光基板及びその製造方法 |
| WO2008056554A1 (fr) | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Charbon actif et son procédé de fabrication |
| WO2009057727A1 (ja) | 2007-10-30 | 2009-05-07 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 非水電解質二次電池、電極及び炭素材料 |
| JP2009184108A (ja) * | 2009-04-22 | 2009-08-20 | Fujitsu Component Ltd | 導波路成形用型の研磨治具 |
| US7876988B2 (en) | 2007-05-08 | 2011-01-25 | Hitachi Cable, Ltd. | Optical fiber mounting waveguide device and method for fabricating same |
-
2001
- 2001-03-13 JP JP2001069783A patent/JP2002267860A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170918A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型デバイス、温度計測装置および温度計測方法 |
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| US7876988B2 (en) | 2007-05-08 | 2011-01-25 | Hitachi Cable, Ltd. | Optical fiber mounting waveguide device and method for fabricating same |
| US8150225B2 (en) | 2007-05-08 | 2012-04-03 | Hitachi Cable, Ltd. | Optical fiber mounting waveguide device and method for fabricating same |
| WO2009057727A1 (ja) | 2007-10-30 | 2009-05-07 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 非水電解質二次電池、電極及び炭素材料 |
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