JP2003021735A - 光導波路素子 - Google Patents
光導波路素子Info
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- JP2003021735A JP2003021735A JP2001206867A JP2001206867A JP2003021735A JP 2003021735 A JP2003021735 A JP 2003021735A JP 2001206867 A JP2001206867 A JP 2001206867A JP 2001206867 A JP2001206867 A JP 2001206867A JP 2003021735 A JP2003021735 A JP 2003021735A
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- reactive oligomer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高分子材料を用いて低価格化と高性能化を同
時に満足する光導波路素子を実現すること。 【解決手段】 下記一般式（Ｉ）で表されるシルセスキ
オキサン反応性オリゴマーと、熱あるいは光で重合を開
始させることができる重合開始剤とから構成される混合
物を硬化させて得られる高分子膜を、コア及びクラッド
部のいずれかあるいは両方に用いた光導波路素子。 【化１】（Ｒ０ＳｉＯ３／２)ｎ （Ｉ） （但し、Ｒ０はオキセタン環を含む置換基であり、nは
２〜１０００の整数である）
時に満足する光導波路素子を実現すること。 【解決手段】 下記一般式（Ｉ）で表されるシルセスキ
オキサン反応性オリゴマーと、熱あるいは光で重合を開
始させることができる重合開始剤とから構成される混合
物を硬化させて得られる高分子膜を、コア及びクラッド
部のいずれかあるいは両方に用いた光導波路素子。 【化１】（Ｒ０ＳｉＯ３／２)ｎ （Ｉ） （但し、Ｒ０はオキセタン環を含む置換基であり、nは
２〜１０００の整数である）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路素子に関
するものであり、一般光学や微小光学分野で、また、光
通信や光情報処理の分野で用いられる種々の光集積回路
又は光配線板等に利用できる。
するものであり、一般光学や微小光学分野で、また、光
通信や光情報処理の分野で用いられる種々の光集積回路
又は光配線板等に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】光情報処理、光通信分野で用いる光導波
路は集積化、微小化、高機能化、低価格化をめざして近
年検討が盛んになってきている。実際に石英系光導波路
素子が光通信分野の一部では実用化されるに至ってい
る。（文献：河内 正夫，ＮＴＴＲ＆Ｄ vol.43 No.1
1 p.101 (1994)）。また、安価な材料を用いて、簡便
な作製法が選択できる高分子導波路の検討も盛んであ
る。
路は集積化、微小化、高機能化、低価格化をめざして近
年検討が盛んになってきている。実際に石英系光導波路
素子が光通信分野の一部では実用化されるに至ってい
る。（文献：河内 正夫，ＮＴＴＲ＆Ｄ vol.43 No.1
1 p.101 (1994)）。また、安価な材料を用いて、簡便
な作製法が選択できる高分子導波路の検討も盛んであ
る。
【０００３】高分子材料からなる光導波路の作製方法と
しては、高分子材料の中にモノマーを含ませ、光照射に
よりモノマーと反応させ非照射部分との屈折率差を作る
フォトロッキングあるいは選択光重合法（黒川ら、アプ
ライドオプティックス17巻第646ページ、1978年）、リ
ソグラフィやエッチングなど半導体加工に用いる方法の
適用（今村ら、エレクトロニクスレター、27巻、1342ペ
ージ、1991年）、重合性高分子あるいはレジストを用い
た方法（トレウェラら、SPIE1177巻第 379ページ、1989
年）がある。
しては、高分子材料の中にモノマーを含ませ、光照射に
よりモノマーと反応させ非照射部分との屈折率差を作る
フォトロッキングあるいは選択光重合法（黒川ら、アプ
ライドオプティックス17巻第646ページ、1978年）、リ
ソグラフィやエッチングなど半導体加工に用いる方法の
適用（今村ら、エレクトロニクスレター、27巻、1342ペ
ージ、1991年）、重合性高分子あるいはレジストを用い
た方法（トレウェラら、SPIE1177巻第 379ページ、1989
年）がある。
【０００４】特に重合性高分子を用いコアリッジを形成
して導波路を形成する方法はその作製方法が簡便で低価
格化には適している。
して導波路を形成する方法はその作製方法が簡便で低価
格化には適している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、重合性
高分子を用いコアリッジを形成して導波路を形成する方
法は、この重合性高分子の透明性が不十分で吸収損失が
高かったり、作製されるコアリッジ形状の均一性、再現
性に問題があり散乱損失が高いことなどがあり、その導
波路特性が石英系光導波路素子と同程度の性能を有する
光導波路は作製されていなかった。
高分子を用いコアリッジを形成して導波路を形成する方
法は、この重合性高分子の透明性が不十分で吸収損失が
高かったり、作製されるコアリッジ形状の均一性、再現
性に問題があり散乱損失が高いことなどがあり、その導
波路特性が石英系光導波路素子と同程度の性能を有する
光導波路は作製されていなかった。
【０００６】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、高分子材料を用いて低価格化
と高性能化を同時に満足する光導波路素子を実現するこ
とにある。
ものであり、その目的は、高分子材料を用いて低価格化
と高性能化を同時に満足する光導波路素子を実現するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はこれらの欠点を
下記の一般式（Ｉ）および（II）を有する反応性オリゴ
マーを用いる事によって低損失で高性能な光導波路素子
を実現することによって解決するものである。
下記の一般式（Ｉ）および（II）を有する反応性オリゴ
マーを用いる事によって低損失で高性能な光導波路素子
を実現することによって解決するものである。
【０００８】すなわち、本発明の第１の態様は、下記一
般式（Ｉ）で表される
般式（Ｉ）で表される
【０００９】
【化４】（Ｒ０ＳｉＯ３／２)ｎ （Ｉ）
【００１０】（但し、Ｒ０はオキセタン環を含む置換基
であり、nは２〜１０００の整数である）
であり、nは２〜１０００の整数である）
【００１１】シルセスキオキサン反応性オリゴマーと、
熱あるいは光で重合を開始させることができる重合開始
剤とから構成される混合物を硬化させて得られる高分子
膜を、コア及びクラッド部のいずれかあるいは両方に用
いることを特徴とする光導波路素子であり、本発明の第
２の態様は、下記一般式（Ｉ）で表される。
熱あるいは光で重合を開始させることができる重合開始
剤とから構成される混合物を硬化させて得られる高分子
膜を、コア及びクラッド部のいずれかあるいは両方に用
いることを特徴とする光導波路素子であり、本発明の第
２の態様は、下記一般式（Ｉ）で表される。
【００１２】
【化５】（Ｒ０ＳｉＯ３／２)ｎ （Ｉ）
【００１３】（但し、Ｒ０はオキセタン環を含む置換基
であり、nは２〜１０００の整数である）
であり、nは２〜１０００の整数である）
【００１４】シルセスキオキサン反応性オリゴマーを少
なくとも１種以上と、エポキシ環あるいはオキセタン環
を有する反応性オリゴマーを１種以上と、これら反応性
オリゴマーを熱あるいは光で重合を開始させることがで
きる重合開始剤とから構成される重合性混合物を硬化さ
せて得られる高分子膜をコア及びクラッド部のいずれか
あるいは両方に用いることを特徴とする光導波路素子で
あり、さらに本発明の第３の態様は、前記一般式（Ｉ）
におけるＲ０が下記一般式（II）に示す構造式で表され
る有機反応性基であるシルセスキオキサン反応性オリゴ
マーを用いることを特徴とする前記の光導波路素子であ
る。
なくとも１種以上と、エポキシ環あるいはオキセタン環
を有する反応性オリゴマーを１種以上と、これら反応性
オリゴマーを熱あるいは光で重合を開始させることがで
きる重合開始剤とから構成される重合性混合物を硬化さ
せて得られる高分子膜をコア及びクラッド部のいずれか
あるいは両方に用いることを特徴とする光導波路素子で
あり、さらに本発明の第３の態様は、前記一般式（Ｉ）
におけるＲ０が下記一般式（II）に示す構造式で表され
る有機反応性基であるシルセスキオキサン反応性オリゴ
マーを用いることを特徴とする前記の光導波路素子であ
る。
【００１５】
【化６】
【００１６】（但し、Ｒ１は水素原子又は炭素数１から
６のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数２〜６のアルキレ
ン基である）
６のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数２〜６のアルキレ
ン基である）
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は、前記一般式（I）の反
応性オリゴマーを含んでいる重合性混合物を光導波路の
コア及びクラッドのいずれかあるいは両方に用いること
を特徴とし、その作製方法としては以下のものがある。
応性オリゴマーを含んでいる重合性混合物を光導波路の
コア及びクラッドのいずれかあるいは両方に用いること
を特徴とし、その作製方法としては以下のものがある。
【００１８】なお、前記一般式（I）の反応性オリゴマ
ーにおける繰り返し単位を表わすｎは、２〜１０００の
整数であり、好ましくは６〜１００の整数である。
ーにおける繰り返し単位を表わすｎは、２〜１０００の
整数であり、好ましくは６〜１００の整数である。
【００１９】（１）本発明のこの重合性混合物を硬化さ
せてまずクラッドを形成し、そのクラッドより硬化した
際に屈折率が高くなる本発明の重合性混合物を塗布し、
これにマスクを通してあるいは直接光を照射してパター
ン上に潜像を形成し、その後未照射部を溶媒にて除去す
ることによりパターンを形成しこの部分を光が通るコア
部分とし、さらにその上部に硬化した際にコア部より屈
折率が低くなる重合性混合物を塗布して紫外線照射によ
り上部クラッドを形成する方法により光導波路を作製す
ることが可能である。
せてまずクラッドを形成し、そのクラッドより硬化した
際に屈折率が高くなる本発明の重合性混合物を塗布し、
これにマスクを通してあるいは直接光を照射してパター
ン上に潜像を形成し、その後未照射部を溶媒にて除去す
ることによりパターンを形成しこの部分を光が通るコア
部分とし、さらにその上部に硬化した際にコア部より屈
折率が低くなる重合性混合物を塗布して紫外線照射によ
り上部クラッドを形成する方法により光導波路を作製す
ることが可能である。
【００２０】（２）これ以外の導波路形成方法としては
最初に下部クラッド層、コア層の平坦膜を積み重ねた
後、コア層をフォトレジスト工程によりパターン化した
後、反応性イオンエッチングによりコアリッジを形成
し、その後上部クラッドをかぶせて導波路構造とするこ
とも可能である。
最初に下部クラッド層、コア層の平坦膜を積み重ねた
後、コア層をフォトレジスト工程によりパターン化した
後、反応性イオンエッチングによりコアリッジを形成
し、その後上部クラッドをかぶせて導波路構造とするこ
とも可能である。
【００２１】本発明者らは、本発明の前記反応性オリゴ
マーを含む重合性混合物が、上記（１）に記述した方法
におけるパターン形成が可能であることを見い出し、し
かも従来の重合性混合物に比較してパターン形成能がき
わめて優れることを利用して本発明を完成するに至っ
た。
マーを含む重合性混合物が、上記（１）に記述した方法
におけるパターン形成が可能であることを見い出し、し
かも従来の重合性混合物に比較してパターン形成能がき
わめて優れることを利用して本発明を完成するに至っ
た。
【００２２】すなわち、本発明は、光照射により膜を硬
化し適当な溶媒で現像する事により急峻で滑らかな壁面
を持つパターンを形成できることを基にしており、この
パターンを導波路のコアリッジに用いることにより本発
明の光導波路素子を実現するものである。また従来、こ
の種のリッジパターン形成法では厚膜形成が困難であ
り、加工の再現性に乏しいのに対し、再現性よくパター
ン形成が可能となった。
化し適当な溶媒で現像する事により急峻で滑らかな壁面
を持つパターンを形成できることを基にしており、この
パターンを導波路のコアリッジに用いることにより本発
明の光導波路素子を実現するものである。また従来、こ
の種のリッジパターン形成法では厚膜形成が困難であ
り、加工の再現性に乏しいのに対し、再現性よくパター
ン形成が可能となった。
【００２３】さらに上記（２）に記載の光導波路形成方
法、すなわち反応性イオンエッチングによりコアリッジ
を形成し、その後上部クラッドをかぶせて導波路構造と
する方法においてもエッチング表面がなめらかな光導波
路が作製可能であることがわかった。
法、すなわち反応性イオンエッチングによりコアリッジ
を形成し、その後上部クラッドをかぶせて導波路構造と
する方法においてもエッチング表面がなめらかな光導波
路が作製可能であることがわかった。
【００２４】また、近赤外領域における損失も１ｄＢ／
ｃｍ以下と従来の高分子材料より低損失であることがわ
かった。
ｃｍ以下と従来の高分子材料より低損失であることがわ
かった。
【００２５】以下に本発明における有効性を列挙する。
【００２６】（１）本発明における一般式（Ｉ）および
（II）の反応性オリゴマーを含む重合性混合物は、硬化
する前の状態が液体であり、均一性を高くできるので、
紫外、可視域の光透過特性に優れ、光照射により硬化す
る膜を得る場合にも膜が厚くなっても十分な解像度を有
し、散乱損失等の少ない導波路を実現することが可能で
ある。
（II）の反応性オリゴマーを含む重合性混合物は、硬化
する前の状態が液体であり、均一性を高くできるので、
紫外、可視域の光透過特性に優れ、光照射により硬化す
る膜を得る場合にも膜が厚くなっても十分な解像度を有
し、散乱損失等の少ない導波路を実現することが可能で
ある。
【００２７】（２）本発明における一般式（Ｉ）および
（II）の反応性オリゴマーを含む重合性混合物は、硬化
する前の状態が液体であるため、凹凸を有する部分があ
っても平坦化が可能で、くまなく浸透し、さまざまな形
状に対応した膜形成が容易となり、多様な光導波路素子
が作製可能である。
（II）の反応性オリゴマーを含む重合性混合物は、硬化
する前の状態が液体であるため、凹凸を有する部分があ
っても平坦化が可能で、くまなく浸透し、さまざまな形
状に対応した膜形成が容易となり、多様な光導波路素子
が作製可能である。
【００２８】（３）本発明における重合性混合物は、オ
リゴマーがランダムに連結され硬化するため、複屈折性
の小さい光導波路が実現可能である。
リゴマーがランダムに連結され硬化するため、複屈折性
の小さい光導波路が実現可能である。
【００２９】（４）本発明における一般式（Ｉ）および
（II）の反応性オリゴマーを含む重合性混合物は、数種
類のオリゴマ材料を混合することにより調整されるため
本発明の光導波路素子を構成するコア、クラッドの屈折
率を広範囲で制御することが可能となるためマルチモー
ド導波路からシングルモード導波路まで多様な光導波路
素子を得ることができる。
（II）の反応性オリゴマーを含む重合性混合物は、数種
類のオリゴマ材料を混合することにより調整されるため
本発明の光導波路素子を構成するコア、クラッドの屈折
率を広範囲で制御することが可能となるためマルチモー
ド導波路からシングルモード導波路まで多様な光導波路
素子を得ることができる。
【００３０】（５）本発明における一般式（Ｉ）および
（II）の反応性オリゴマーは、近赤外域（１．４μｍ付
近）においてＣＨ基の吸収損失が少いので、本発明によ
る光導波路は損失を少なくすることが可能である。
（II）の反応性オリゴマーは、近赤外域（１．４μｍ付
近）においてＣＨ基の吸収損失が少いので、本発明によ
る光導波路は損失を少なくすることが可能である。
【００３１】なお、本発明における一般式（Ｉ）の化合
物のＲ０は、その一部に少なくとも一つのオキセタニル
基を持つ有機官能基であれば特に限定されないが、好ま
しくは、下記式（II）に示す構造式で表される基である
ことが好ましい。
物のＲ０は、その一部に少なくとも一つのオキセタニル
基を持つ有機官能基であれば特に限定されないが、好ま
しくは、下記式（II）に示す構造式で表される基である
ことが好ましい。
【００３２】
【化７】
【００３３】この一般式（II）において、Ｒ１は水素原
子又は炭素数１から６のアルキル基であり、Ｒ２は炭素
数２〜６のアルキレン基である。
子又は炭素数１から６のアルキル基であり、Ｒ２は炭素
数２〜６のアルキレン基である。
【００３４】なお、本発明の光導波路に用いる反応性オ
リゴマーの高分子化は、成分中に含まれる反応基間の光
による反応によって重合することで行われる。反応を効
率よく十分に起こさせるためには光重合開始剤を添加す
ることが望ましい。光重合開始剤としては一般に光重合
開始剤として用いられているものであればよく、ジアゾ
ニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、セレノニ
ウム塩などエポキシ樹脂に有効性が知られている公知の
化合物を任意に選択して使用することができる。
リゴマーの高分子化は、成分中に含まれる反応基間の光
による反応によって重合することで行われる。反応を効
率よく十分に起こさせるためには光重合開始剤を添加す
ることが望ましい。光重合開始剤としては一般に光重合
開始剤として用いられているものであればよく、ジアゾ
ニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、セレノニ
ウム塩などエポキシ樹脂に有効性が知られている公知の
化合物を任意に選択して使用することができる。
【００３５】ジアゾニウム塩は、ＡｒＮ２Ｘで表わすこ
とができ、Ａｒとして例えば、オルト、メタ、パラの各
ニトロフェニル、メトキシフェニル、２，５−ジクロロ
フェニル、ｐ−（ｎ−モルホリノ）フェニル、２，５−
ジエトキシ−４−（ｐ−トリメルカプト）フェニルなど
の基を示すことができる。Ｘはアニオンを表わし、例え
ばＢＦ４−、ＦｅＣｌ４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、Ｓ
ｂＦ６−などを示すことができる。
とができ、Ａｒとして例えば、オルト、メタ、パラの各
ニトロフェニル、メトキシフェニル、２，５−ジクロロ
フェニル、ｐ−（ｎ−モルホリノ）フェニル、２，５−
ジエトキシ−４−（ｐ−トリメルカプト）フェニルなど
の基を示すことができる。Ｘはアニオンを表わし、例え
ばＢＦ４−、ＦｅＣｌ４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、Ｓ
ｂＦ６−などを示すことができる。
【００３６】スルホニウム塩としては、例えばビス〔４
−（ジフェニルスルホニウム）フェニル〕スルフィド−
ビス−ヘキサフルオロホスフェート、ビス−〔４−ジフ
ェニルスルホニル）フェニルスルフィド−ビス−ヘキサ
フルオロアンチモネート等のほかに、特公昭５９−４２
６８８号公報（１５頁第２４行目から同第１８頁第１行
目）に記載されている化合物を用いることができる。
−（ジフェニルスルホニウム）フェニル〕スルフィド−
ビス−ヘキサフルオロホスフェート、ビス−〔４−ジフ
ェニルスルホニル）フェニルスルフィド−ビス−ヘキサ
フルオロアンチモネート等のほかに、特公昭５９−４２
６８８号公報（１５頁第２４行目から同第１８頁第１行
目）に記載されている化合物を用いることができる。
【００３７】ヨードニウム塩としては例えばジ−（４−
tert−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロフ
ォスフェート、ジ−（４−tert−ブチルフェニル）ヨー
ドニウムヘキサフルオロアンチモネート等のほかに、特
公昭５９−４２６８８号公報（１１頁第２８行目から同
第１２頁第３０行目）に記載されている化合物を用いる
ことができる。
tert−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロフ
ォスフェート、ジ−（４−tert−ブチルフェニル）ヨー
ドニウムヘキサフルオロアンチモネート等のほかに、特
公昭５９−４２６８８号公報（１１頁第２８行目から同
第１２頁第３０行目）に記載されている化合物を用いる
ことができる。
【００３８】セレノニウム塩としてはトリフェニルセレ
ノニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−tert−ブ
チルフェニルジフェニルセレノニウムテトラフルオロボ
レート、２，３−ジメチルフェニルジフェニルセレノニ
ウムアンチモネートなどが挙げられる。
ノニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−tert−ブ
チルフェニルジフェニルセレノニウムテトラフルオロボ
レート、２，３−ジメチルフェニルジフェニルセレノニ
ウムアンチモネートなどが挙げられる。
【００３９】
【実施例】本発明を実施例により更に具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されない。
が、本発明はこれら実施例に限定されない。
【００４０】実施例１
R０が下記構造式(III)で表わされる前記一般式（I）の
反応性オリゴマー[ＧＰＣで測定した数平均分子量（ポ
リスチレン換算）は１８００であり、前記一般式（I）
におけるｎが８を中心として６〜１２ぐらいの範囲に分
布した反応性オリゴマーである]と、ビス−〔４−ジフ
ェニルスルホニル）フェニルスルフィド−ビス−ヘキサ
フルオロアンチモネートを含む光重合開始剤２ｗｔ％を
調整した重合性混合物を準備し、スピンコートにより基
板１１に塗布して光硬化させ、下部クラッド１０とし
た。（図１（ａ）参照）。この硬化物の屈折率は波長
１．５５μｍで１．４３であった。
反応性オリゴマー[ＧＰＣで測定した数平均分子量（ポ
リスチレン換算）は１８００であり、前記一般式（I）
におけるｎが８を中心として６〜１２ぐらいの範囲に分
布した反応性オリゴマーである]と、ビス−〔４−ジフ
ェニルスルホニル）フェニルスルフィド−ビス−ヘキサ
フルオロアンチモネートを含む光重合開始剤２ｗｔ％を
調整した重合性混合物を準備し、スピンコートにより基
板１１に塗布して光硬化させ、下部クラッド１０とし
た。（図１（ａ）参照）。この硬化物の屈折率は波長
１．５５μｍで１．４３であった。
【００４１】次に同じ構造を有する反応性オリゴマーを
９０ｗｔ％と下記構造式（IV）で表わされる脂環式エポ
キシオリゴマーを８ｗｔ％とした混合物と、前記光重合
開始剤２ｗｔ％を含む重合性混合物１２を用意し、下部
クラッド１０上に塗布した（図１（ｂ））参照）。
９０ｗｔ％と下記構造式（IV）で表わされる脂環式エポ
キシオリゴマーを８ｗｔ％とした混合物と、前記光重合
開始剤２ｗｔ％を含む重合性混合物１２を用意し、下部
クラッド１０上に塗布した（図１（ｂ））参照）。
【００４２】その後、（図１（ｃ））に示したように導
波路パターンを有するマスク１３越しにＵＶ光１４を照
射した。照射量は２０００ｍＪ／ｃｍ２であった。
波路パターンを有するマスク１３越しにＵＶ光１４を照
射した。照射量は２０００ｍＪ／ｃｍ２であった。
【００４３】次いで、この試料を有機溶剤で現像したと
ころ、マスク１３のパターンに従い、光照射部のみ液状
の反応性オリゴマーの混合物が硬化し、（図１（ｄ））
に示すような形状のリッジパターン１５（高さ８μｍ幅
８μｍ）が作製できた。硬化後の屈折率は１．４３６で
あった。
ころ、マスク１３のパターンに従い、光照射部のみ液状
の反応性オリゴマーの混合物が硬化し、（図１（ｄ））
に示すような形状のリッジパターン１５（高さ８μｍ幅
８μｍ）が作製できた。硬化後の屈折率は１．４３６で
あった。
【００４４】その後、このリッジパターンに下部クラッ
ド形成時に用いた重合性混合物を塗布して硬化し、導波
路を作製した。この操作により屈折率１．４３の樹脂か
らなるクラッド１６、１．４３６の屈折率のＵＶ硬化性
樹脂からなるコア１７を有するシングルモードチャンネ
ル導波路１８が作製できた。（図１（e））参照）。
ド形成時に用いた重合性混合物を塗布して硬化し、導波
路を作製した。この操作により屈折率１．４３の樹脂か
らなるクラッド１６、１．４３６の屈折率のＵＶ硬化性
樹脂からなるコア１７を有するシングルモードチャンネ
ル導波路１８が作製できた。（図１（e））参照）。
【００４５】この光導波路をダイシングソーによって５
ｃｍの長さに切り出し、挿入損失を測定したところ、波
長１．５５μｍで２．５ｄＢ以下、１．３μｍで１．０
ｄＢ以下であった。また、挿入損失の偏波依存性は波長
１．５５μｍでも０．１ｄＢ以下であった。
ｃｍの長さに切り出し、挿入損失を測定したところ、波
長１．５５μｍで２．５ｄＢ以下、１．３μｍで１．０
ｄＢ以下であった。また、挿入損失の偏波依存性は波長
１．５５μｍでも０．１ｄＢ以下であった。
【００４６】なお、前記ＧＰＣ（Gas Permeation Chrom
atography ガス透過クロマトグラフ）については、多孔
質のポリスチレンゲルを充填したカラムに高分子を溶解
した液を通液した後、溶媒のみをカラムに通液すると、
分子量が大きい高分子ほど短時間でカラムから流出する
という性質を利用して高分子の分子量を測定する方法で
あり、高分子の分子量測定方法として広く利用されてい
るものである。
atography ガス透過クロマトグラフ）については、多孔
質のポリスチレンゲルを充填したカラムに高分子を溶解
した液を通液した後、溶媒のみをカラムに通液すると、
分子量が大きい高分子ほど短時間でカラムから流出する
という性質を利用して高分子の分子量を測定する方法で
あり、高分子の分子量測定方法として広く利用されてい
るものである。
【００４７】この方法によって高分子の分子量を数値化
する場合、分子量が正確に測定された複数のポリスチレ
ンを通液して、流出量と分子量との相関関係を表わす検
量線を作成しておき、高分子の流出量から分子量を換算
する。
する場合、分子量が正確に測定された複数のポリスチレ
ンを通液して、流出量と分子量との相関関係を表わす検
量線を作成しておき、高分子の流出量から分子量を換算
する。
【００４８】構造式（III）
【００４９】
【化８】
【００５０】構造式（IV）
【００５１】
【化９】
【００５２】実施例２
実施例１と同様な方法でR０が前記構造式(III)で表わさ
れる前記一般式（I）の反応性オリゴマーと前記光重合
開始剤２ｗｔ％を調整した重合性混合物を準備し、スピ
ンコートにより塗布して光硬化させ、下部クラッド１０
とした。この硬化物の屈折率は波長１．３μｍで１．４
３５であった。
れる前記一般式（I）の反応性オリゴマーと前記光重合
開始剤２ｗｔ％を調整した重合性混合物を準備し、スピ
ンコートにより塗布して光硬化させ、下部クラッド１０
とした。この硬化物の屈折率は波長１．３μｍで１．４
３５であった。
【００５３】次に同じ構造を有する反応性オリゴマーを
７５ｗｔ％と前記構造式（IV）で表わされる脂環式エポ
キシオリゴマーを２３ｗｔ％とした混合物と、前記光重
合開始剤２ｗｔ％を含む重合性混合物を用意し、下部ク
ラッド上に塗布した。
７５ｗｔ％と前記構造式（IV）で表わされる脂環式エポ
キシオリゴマーを２３ｗｔ％とした混合物と、前記光重
合開始剤２ｗｔ％を含む重合性混合物を用意し、下部ク
ラッド上に塗布した。
【００５４】その後、Ｙ分岐導波路パターンを有するマ
スク越しにＵＶ光を照射した。照射量は２０００ｍＪ／
ｃｍ２であった。
スク越しにＵＶ光を照射した。照射量は２０００ｍＪ／
ｃｍ２であった。
【００５５】この試料を有機溶剤で現像したところ、マ
スクパターンに従い、光照射部のみ液状の反応性オリゴ
マーの混合物が硬化し、図２に示すようなＹ分岐形状の
リッジパターン２０（高さ４０μｍ幅４０μｍ）が作製
できた。硬化後の屈折率は波長１．３μｍで１．４５０
であった。
スクパターンに従い、光照射部のみ液状の反応性オリゴ
マーの混合物が硬化し、図２に示すようなＹ分岐形状の
リッジパターン２０（高さ４０μｍ幅４０μｍ）が作製
できた。硬化後の屈折率は波長１．３μｍで１．４５０
であった。
【００５６】その後、このリッジパターンに下部クラッ
ドに用いた重合性混合物を塗布して硬化し、導波路を作
製した。この操作によりマルチモードＹ分岐導波路が
（分岐角度１°）作製できた。
ドに用いた重合性混合物を塗布して硬化し、導波路を作
製した。この操作によりマルチモードＹ分岐導波路が
（分岐角度１°）作製できた。
【００５７】この光導波路をダイシングソーによって切
り出し、分岐部分の過剰損失を測定したところ、０．２
ｄＢ前後と良好な結果であった。さらに５ｃｍの長さの
直線パターンを作製して損失を測定したところ、波長
０．８５μｍで０．５ｄＢ以下、波長１．３μｍで０．
５ｄＢ以下、１．５５μｍで２．５ｄＢ以下であった。
また１５０℃の高温下でも顕著な損失増加はなく、十分
な耐熱性があった。
り出し、分岐部分の過剰損失を測定したところ、０．２
ｄＢ前後と良好な結果であった。さらに５ｃｍの長さの
直線パターンを作製して損失を測定したところ、波長
０．８５μｍで０．５ｄＢ以下、波長１．３μｍで０．
５ｄＢ以下、１．５５μｍで２．５ｄＢ以下であった。
また１５０℃の高温下でも顕著な損失増加はなく、十分
な耐熱性があった。
【００５８】実施例３
実施例１と同様な方法でR０が前記構造式(III)で表わさ
れる前記一般式（I）の反応性オリゴマーと前記光重合
開始剤２ｗｔ％を調整した重合性混合物を準備し、スピ
ンコートにより塗布して光硬化させ、下部クラッド１０
とした。この硬化物の屈折率は波長１．５５μｍで１．
４３であった。
れる前記一般式（I）の反応性オリゴマーと前記光重合
開始剤２ｗｔ％を調整した重合性混合物を準備し、スピ
ンコートにより塗布して光硬化させ、下部クラッド１０
とした。この硬化物の屈折率は波長１．５５μｍで１．
４３であった。
【００５９】次に同じ構造を有する反応性オリゴマーを
９０ｗｔ％と前記構造式（IV）で表わされる脂環式エポ
キシオリゴマーを８ｗｔ％とした混合物と前記光重合開
始剤２ｗｔ％を含む重合性混合物１２を用意し、下部ク
ラッド上に塗布し、光硬化させた。硬化後の屈折率は
１．４３６であった。
９０ｗｔ％と前記構造式（IV）で表わされる脂環式エポ
キシオリゴマーを８ｗｔ％とした混合物と前記光重合開
始剤２ｗｔ％を含む重合性混合物１２を用意し、下部ク
ラッド上に塗布し、光硬化させた。硬化後の屈折率は
１．４３６であった。
【００６０】次にフォトレジストを塗布後マスク越しに
露光してパターン化し、そのレジストをマスクにしてド
ライエッチング加工して直線パターンを有するコアリッ
ジ（高さ８μｍ幅８μｍ）を得た。
露光してパターン化し、そのレジストをマスクにしてド
ライエッチング加工して直線パターンを有するコアリッ
ジ（高さ８μｍ幅８μｍ）を得た。
【００６１】その後、このリッジパターンに下部クラッ
ドに用いた重合性混合物を塗布して光硬化し、導波路を
作製した。この操作によりシングルモードチャンネル導
波路が作製できた。
ドに用いた重合性混合物を塗布して光硬化し、導波路を
作製した。この操作によりシングルモードチャンネル導
波路が作製できた。
【００６２】この光導波路をダイシングソーによって５
ｃｍの長さに切り出し、挿入損失を測定したところ、波
長１．３μｍで０．５ｄＢ以下、１．５５μｍで１．５
ｄＢ以下であった。また、挿入損失の偏波依存性は波長
１．３μｍでも０．１ｄＢ以下であった。また１５０℃
の高温下でも顕著な損失増加はなく、十分な耐熱性があ
った。Ｙ分岐についても作製できたが、過剰損失０．２
ｄＢ前後と良好な結果であった。
ｃｍの長さに切り出し、挿入損失を測定したところ、波
長１．３μｍで０．５ｄＢ以下、１．５５μｍで１．５
ｄＢ以下であった。また、挿入損失の偏波依存性は波長
１．３μｍでも０．１ｄＢ以下であった。また１５０℃
の高温下でも顕著な損失増加はなく、十分な耐熱性があ
った。Ｙ分岐についても作製できたが、過剰損失０．２
ｄＢ前後と良好な結果であった。
【００６３】実施例４
実施例１で用いたR０が前記構造式(III)で表わされる前
記一般式（I）の反応性オリゴマーを７５ｗｔ％と前記
構造式（IV）で表わされる脂環式エポキシオリゴマーを
２３ｗｔ％とした混合物と前記光重合開始剤２ｗｔ％を
含む重合性混合物を用意し、下部クラッドとした。この
硬化物の屈折率は波長０．６３μｍで１．４７であっ
た。次にR０が前記構造式(III)で表わされる前記一般式
（I）の反応性オリゴマーを５０ｗｔ％と前記構造式（I
V）で表わされる脂環式エポキシオリゴマーを４８ｗｔ
％とした混合物と前記光重合開始剤２ｗｔ％を含む重合
性混合物を用意し、下部クラッド上に膜厚１２０μｍを
塗布した。次にマスク越しに露光してパターン化し、コ
アリッジ（高さ１２０μｍ、幅１２０μｍ、屈折率１．
５０）を得た。その後、このリッジパターンに下部クラ
ッドに用いた重合性混合物を塗布して光硬化し、導波路
を作製した。この操作によりマルチモードチャンネル導
波路が作製できた。
記一般式（I）の反応性オリゴマーを７５ｗｔ％と前記
構造式（IV）で表わされる脂環式エポキシオリゴマーを
２３ｗｔ％とした混合物と前記光重合開始剤２ｗｔ％を
含む重合性混合物を用意し、下部クラッドとした。この
硬化物の屈折率は波長０．６３μｍで１．４７であっ
た。次にR０が前記構造式(III)で表わされる前記一般式
（I）の反応性オリゴマーを５０ｗｔ％と前記構造式（I
V）で表わされる脂環式エポキシオリゴマーを４８ｗｔ
％とした混合物と前記光重合開始剤２ｗｔ％を含む重合
性混合物を用意し、下部クラッド上に膜厚１２０μｍを
塗布した。次にマスク越しに露光してパターン化し、コ
アリッジ（高さ１２０μｍ、幅１２０μｍ、屈折率１．
５０）を得た。その後、このリッジパターンに下部クラ
ッドに用いた重合性混合物を塗布して光硬化し、導波路
を作製した。この操作によりマルチモードチャンネル導
波路が作製できた。
【００６４】この光導波路をダイシングソーによって５
ｃｍの長さに切り出し、光入出力のためのＰＯＦ（プラ
スチック光ファイバ）を用いて挿入損失を測定したとこ
ろ、波長０．６３μｍで０．５ｄＢ以下であった。また
１５０℃の高温下でも顕著な損失増加はなく、十分な耐
熱性があった。Ｙ分岐についても作製できたが、過剰損
失０．２ｄＢ前後と良好な結果であった。
ｃｍの長さに切り出し、光入出力のためのＰＯＦ（プラ
スチック光ファイバ）を用いて挿入損失を測定したとこ
ろ、波長０．６３μｍで０．５ｄＢ以下であった。また
１５０℃の高温下でも顕著な損失増加はなく、十分な耐
熱性があった。Ｙ分岐についても作製できたが、過剰損
失０．２ｄＢ前後と良好な結果であった。
【００６５】本発明によればこの他、光回路の基本回路
である方向性結合器、スターカップラー、導波路型グレ
ーティング（ＡＷＧ）、ブラッググレーティング、リン
グ共振器、Ｍ×Ｎ合分岐等が作製可能であった。またＰ
ＯＦ用の各種導波路素子、スターカップラ、Ｙ分岐、Ｔ
ＡＰ導波路の作製も可能であった。
である方向性結合器、スターカップラー、導波路型グレ
ーティング（ＡＷＧ）、ブラッググレーティング、リン
グ共振器、Ｍ×Ｎ合分岐等が作製可能であった。またＰ
ＯＦ用の各種導波路素子、スターカップラ、Ｙ分岐、Ｔ
ＡＰ導波路の作製も可能であった。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば高
品質な光導波路素子が簡便に実現され、本発明の素子を
用いることによって、一般光学や微小光学分野で、ま
た、光通信や光情報処理の分野で用いられる種々の光伝
送システムを安価に導入できる。
品質な光導波路素子が簡便に実現され、本発明の素子を
用いることによって、一般光学や微小光学分野で、ま
た、光通信や光情報処理の分野で用いられる種々の光伝
送システムを安価に導入できる。
【図１】本発明の一般的な作製例を示す図である。
【図２】本発明におけるＹ分岐のコアリッジを示す図で
ある。
ある。
【符号の説明】
１０ クラッド用重合性混合物
１１ 基板
１２ コア用重合性混合物
１３ マスク
１４ ＵＶ光
１５ リッジパターン
１６ クラッド
１７ コア
１８ マルチモードチャンネル導波路
２０ Y分岐形状のリッジパターン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 村田 則夫
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 都丸 暁
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
(72)発明者 鈴木 浩
愛知県名古屋市港区船見町１番地の１ 東
亞合成株式会社新製品開発研究所内
Ｆターム(参考） 2H047 KA03 PA02 PA15 PA24 QA05
TA43 TA44
4J005 AA07 AA09 BA00 BB01 BB02
Claims (3)
- 【請求項１】 下記一般式（Ｉ）で表されるシルセスキ
オキサン反応性オリゴマーと、熱あるいは光で重合を開
始させることができる重合開始剤とから構成される混合
物を硬化させて得られる高分子膜を、コア及びクラッド
部のいずれかあるいは両方に用いることを特徴とする光
導波路素子。 【化１】（Ｒ０ＳｉＯ３／２)ｎ （Ｉ） （但し、Ｒ０はオキセタン環を含む置換基であり、nは
２〜１０００の整数である） - 【請求項２】 下記一般式（Ｉ）で表されるシルセスキ
オキサン反応性オリゴマーを少なくとも１種以上と、エ
ポキシ環あるいはオキセタン環を有する反応性オリゴマ
ーを１種以上と、これら反応性オリゴマーを熱あるいは
光で重合を開始させることができる重合開始剤とから構
成される重合性混合物を硬化させて得られる高分子膜
を、コア及びクラッド部のいずれかあるいは両方に用い
ることを特徴とする光導波路素子。 【化２】（Ｒ０ＳｉＯ３／２)ｎ （Ｉ） （但し、Ｒ０はオキセタン環を含む置換基であり、nは
２〜１０００の整数である） - 【請求項３】 一般式（Ｉ）におけるＲ０が下記一般式
（II）に示す構造式で表される有機反応性基であるシル
セスキオキサン反応性オリゴマーを用いることを特徴と
する請求項１または請求項２記載の光導波路素子。 【化３】 （但し、Ｒ１は水素原子又は炭素数１から６のアルキル
基であり、Ｒ２は炭素数２〜６のアルキレン基である）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001206867A JP2003021735A (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | 光導波路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001206867A JP2003021735A (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | 光導波路素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003021735A true JP2003021735A (ja) | 2003-01-24 |
Family
ID=19042934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001206867A Pending JP2003021735A (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | 光導波路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003021735A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006131849A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Toagosei Co Ltd | 二液型硬化性組成物 |
| JP2006131850A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Toagosei Co Ltd | 熱硬化性組成物 |
| JP2006178467A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 光学乾燥フィルム及び乾燥フィルムを有する光学デバイス形成方法 |
| JP2006184902A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-13 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 光学デバイスを形成する方法 |
| US7373060B2 (en) | 2005-02-28 | 2008-05-13 | Chisso Corporation | Optical waveguide using polymer composed of silsesquioxane derivative |
-
2001
- 2001-07-06 JP JP2001206867A patent/JP2003021735A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006131849A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Toagosei Co Ltd | 二液型硬化性組成物 |
| JP2006131850A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Toagosei Co Ltd | 熱硬化性組成物 |
| JP2006178467A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 光学乾燥フィルム及び乾燥フィルムを有する光学デバイス形成方法 |
| JP2006184902A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-13 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 光学デバイスを形成する方法 |
| KR101407452B1 (ko) * | 2004-12-22 | 2014-06-13 | 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨. | 광학 건조-필름 및 건조-필름을 구비한 광학장치의 형성방법 |
| US7373060B2 (en) | 2005-02-28 | 2008-05-13 | Chisso Corporation | Optical waveguide using polymer composed of silsesquioxane derivative |
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