JP2004117585A - Method for manufacturing optical waveguide - Google Patents

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JP2004117585A
JP2004117585A JP2002278020A JP2002278020A JP2004117585A JP 2004117585 A JP2004117585 A JP 2004117585A JP 2002278020 A JP2002278020 A JP 2002278020A JP 2002278020 A JP2002278020 A JP 2002278020A JP 2004117585 A JP2004117585 A JP 2004117585A
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clad
cover
substrate
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core
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JP2002278020A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Asahi
朝日 信行
Shinichiro Asari
浅利 晋一郎
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide at low cost an optical waveguide which is prevented from deteriorating in light propagation characteristic because of a locally left intermediate layer by efficiently removing an excessively dripped or applied core material. <P>SOLUTION: A method for manufacturing the optical waveguide which has a process of dripping or applying an excessive liquid core material 8 on a surface of a substrate clad 1 where a core groove 5 is formed where light is guided, a process of controlling the liquid level height of the core material 8 by pressing a cover clad 2 against the substrate clad 1, and a process of curing the dripped core material 8 uses the substrate clad 1 provided with a discharge groove 6 for discharging the excessive core material 8 between the substrate clad 1 and cover clad 2 from nearby the core groove 5 to an end of the substrate 1 or the cover clad 2 provided with the discharge groove from nearby the core groove 6 to an end of the cover clad 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は光導波路の製造方法に関する。具体的には、光通信分野、光情報処理分野において使用される光デバイスを構成する導波路型光学素子等における光導波路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
平面型光導波路である光スプリッタ等の作製には、石英ガラスか誘電体結晶等を用いる場合が多く、その製法はフォトリソグラフィ、ドライエッチングプロセスの組み合わせによる場合が中心であった。しかし、これらの製法は、そのプロセスが複雑で、装置コストも高価であるために大量生産には適さず、また、材料コストも高価であった。そこで、近年では、高分子系材料を用いた光導波路が注目されている。
【0003】
この光導波路は、PMMA(ポリメチルメタクリレート)やポリスチレンのような透明性に優れた高分子をコア材とし、コア材よりも屈折率の低い材料をクラッド材としたコア−クラッド構造の平面型光導波路が提案されている。図11はこのような構造をした平面型光導波路の概略的斜視図である。なお、図面中1は基板クラッド、2はカバークラッド、3はコア部、4は光ファイバー、5はコア溝である。この平面型光導波路の作製には、例えば、フォトレジストを用い、1枚ごとあるいはバッチ処理した後、反応性イオンエッチングを行う方法や光導波路のコアパターンを表面に加工した型を用いた射出成形法、溶融状態の高分子材料に金型を押し当ててコアパターンを転写するホットエンボス法等の量産性に優れた基板クラッドの製造方法の検討がなされている。
【0004】
例えば、特開昭63−293509号公報には、図12(a)〜(d)に示すように、これらの方法で作製された基板クラッド1のコア溝5にクラッド材より屈折率の高いコア材(樹脂液)8を滴下し、カバークラッド2を載せてプレス板11でプレスしてコア材8の液面高さを所定高さに制御した上で、コア材8をUVランプ12等によって硬化させて、光導波路(コア部3)を作製する方法が開示されている。この方法では、カバークラッド2と基板クラッド1との間のコア材8が両者間を接着させる機能を果たし、比較的簡単に光導波路を作製できる。
【0005】
しかしながら、プレスによるカバークラッド2若しくは基板クラッド1表面のうねりのため、図13に示すように、樹脂溜り8aが局所的に、特にコア溝5のエッジ部分に生じやすい。このとき、コア材8の排出口は断面積として非常に小さいコア溝5の端面開口だけになるので(実際には断面積3μm〜200μm四方程度の微小なものである)、プレスによるだけでは樹脂溜り8aに溜まった樹脂を十分に排出することができず、局所的な中間層9が結果として残留する。この中間層9から光γが漏れて光伝搬特性が低下することとなっていた。
【0006】
また、特開平8−327842号公報では、特定組成の光硬化性又は熱硬化性の樹脂を用いてコア−クラッド構造を形成する方法が開示されている。この方法では、特定組成の光硬化性又は熱硬化性の樹脂及び型を用いてコア溝を有する下部クラッドを形成した後、コア溝にコア材を流し込んで硬化させ、下部クラッド上面にあふれ出た余剰のコア材を除去した上で、再び同じ特定組成の樹脂を流して上部クラッドを形成している。
【0007】
当該方法では、上部クラッドと下部クラッドとの間には、上記のような中間層が存在しないため、光γの漏出がほとんどなく光伝搬特性の低下を引き起こすことがない。
【0008】
しかしながら、この方法によれば、コア材を硬化させた後にエッチング工程によって余分なコア材を除去しているため、工程数が多くなり、製造コストも高価なものとなっていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、過剰に滴下若しくは塗布されたコア材を効率よく除去し、局所的な中間層の残留による光伝搬特性の低下を防いだ光導波路を安価に提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の光導波路の製造方法は、光が導波する部分にコア溝が形成された基板クラッド表面に過剰な液体状のコア材を滴下あるいは塗布する工程と、基板クラッドにカバークラッドを押し付け前記コア材の液面高さを制御する工程と、滴下したコア材を硬化させる工程とを有する光導波路の製造方法において、基板クラッドとカバークラッド間の余剰のコア材を排出する排出溝を、コア溝の近傍から基板クラッドの端面に至るまで設けた基板クラッド又はコア溝の近傍からカバークラッドの端面に至るまで設けたカバークラッドを用いる。
【0011】
この場合において、前記排出溝に、前記基板クラッドの背面側又は前記カバークラッド背面側に通じる排出孔を形成するのが好ましい。
【0012】
また、本発明では、液面高さを制御する工程において、カバークラッドを押し付けるプレス体よりも低弾性率の弾性体をプレス体とカバークラッドとの間に介在させてもよい。この場合においては、弾性体とカバークラッドの間にさらに、当該弾性体よりも低い摩擦係数を有する緩衝材を介在させてもよい。
【0013】
また、本発明では、液面高さを制御する工程において、カバークラッド又は基板クラッドを押圧する部位を、排出溝における過剰コア材の排出方向と略平行に移動又は増加させるようにしてもよい。
【0014】
さらに、本発明では、カバークラッドを吸引装置によりプレス板に吸着させながら基板クラッドに押し付けることもできる。この場合には、貫通孔が備えられたカバークラッドを用いるのが望ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、各図に従って本発明について詳細に説明する。図1は本発明の製造方法により得られた光スプリッタを示す図であって、(a)はその平面図、(b)は(a)のA−A線断面図である。この光スプリッタは、基板クラッド1に形成されたコア溝5に光導波路であるコア部3が形成され、基板クラッド1のコア溝5形成面にカバークラッド2が貼り合わせられている。この光スプリッタにおいては、コア溝5の近傍から基板クラッド1若しくはカバークラッド2の端面に至る断面略矩形状の排出溝6が多数設けられている。排出溝6は、基板クラッド1とカバークラッド2の間に存在する余剰のコア材8を排出するために設けられたものであって、例えば図1に示す如く基板クラッド1側に形成してもよく、また、図示はしないがカバークラッド2側に形成してもよい。要は、基板クラッド1とカバークラッド2によって、クラッド端面に開口を有する排出溝6が形成されていればよい。排出溝6の設ける位置は、その一端がコア溝5の近傍にあって、コア溝5からあふれ出たコア材8が排出溝6に流れ込む位置であれば任意である。しかし、排出溝6の他端は必ず基板クラッド1の端面若しくはカバークラッド2の端面に開口しなければならない。また、図1に示すように、排出溝6の他端が他の排出溝6に開口されていても差し支えない。この限りにおいては、排出口の形状(排出溝6の断面形状)や、排出溝6の数、長さ、配設方向、排出溝6間のピッチ等は問われるものではない。また、排出溝6の幅や深さも特に制限されるものではないが、幅、深さ共に概ね3μm〜200μmである。この排出溝6は、基板クラッド1の成形時にコア溝5と同時に成形される。なお、基板クラッド1やカバークラッド2の材質やコア溝5の構造、コア材8の材質等は特開昭63−293509号公報に開示されたものと同じものが適用されるのでここではその詳細については省略する。
【0016】
次に、当該光スプリッタの製造方法について図2に従って説明する。当該製造工程は、特開昭63−293509号公報に開示された工程と、用いる基板クラッド1若しくはカバークラッド2に排出溝6が備えられている点で異なるのみであり、製造工程自体は基本的には同じである。製造に先立ち予め、コア溝5及び排出溝6を備えた基板クラッド1を作製しておく。これは、例えば、コアパターン及び排出溝パターンを表面に転写した金型を用いて、溶融したクラッド材料に金型を押し付けることにより得られる。この基板クラッド1のコア溝5に、当該コア溝5からあふれる程度に十分な量の液体状のコア材8を流し込む(図2(a))。次に、カバークラッド2をコア材8上に配置し、プレス板11によってコア材8の液面高さを所定高さに制御する(図2(b))。このとき、基板クラッド1とカバークラッド2の間の隙間にコア材8が広がると共に過剰なコア材8が排出溝6に流れ込む。この隙間に広がったコア材8が基板クラッド1とカバークラッド2を接着する機能を果たす。また、排出溝6の一端は基板クラッド1の端面に開口されているので、過剰のコア材8はスムーズに排出溝6に流れ込み、局所的な樹脂溜めの形成が防止される。次にプレス板11によってプレスしつつ基板クラッド1の背面からUVランプ12から紫外線を照射したり、熱を加えることによってコア材8を硬化させてコア部3を形成する(図2(c))。そして、図1に示すような光スプリッタを得る(図2(d))。
【0017】
このように本発明によれば、従来法では存在していた中間層9が形成されず、光漏出の少ない光導波路を容易に得ることができる。特に、排出溝6はコア溝5と同時成形できるので、製造工程が増えることもなく、また、排出溝6には、コア溝5のように溝内面を鏡面加工するなどの精度が要求されず、製造コストをほぼ従来どおりに抑えることができる。
【0018】
また、図3に示す基板クラッド1を用いることもできる。この基板クラッド1には、排出溝6にその底面から基板クラッド1の背面(非接合面)に通じる排出孔7が備えられている。この排出孔7は、排出溝6に排出されたコア材8を基板クラッド1の背面側に排出させるためのものである。排出孔7の幅は、排出溝6の幅よりも小さくてもよいが概ね排出溝6の幅とほぼ同じくされ、その長さ(排出溝6の配設方向長さ)は任意である。具体的には長さ10〜100μmとされるが、もちろんこの範囲に限定されるものではない。また、形状も角筒状の孔や円筒状の穴、角錐状の孔など任意である。なお、言うまでもないが排出溝6がカバークラッド2に設けられた場合には、排出孔7はカバークラッド2の背面(非接合面)に通じるように設けられる。
【0019】
排出溝6を設けるだけであれば、配設方向にコア材8が十分に流れなければ樹脂溜りを生じ、中間層8が形成される恐れがあるが、この第2の実施形態では、排出孔7を通じてプレス方向にもコア材8が流れ、より速やかにコア材8が排出される。
【0020】
さらに本発明においては、図4に示す第3の実施形態のように、真空カバー13内にプレス板11を配置しポンプ14による真空排気を行いながらプレスするのが好ましい。このプレス板11には、カバークラッド2を吸引するための吸引孔15が複数設けられており、真空排気によりプレス板11全面にカバークラッド2が吸着される。この結果、プレスの際に生じるカバークラッド2のうねりがプレス板11に沿うことにより、少なくなり、平面度が確保される。こうして、樹脂溜りがより一層小さくなり、中間層9による光ロスの少ない光スプリッタを作製できる。
【0021】
図5は本発明の第4の実施形態である製造方法を示す説明図である。この方法では、プレス板11とカバークラッド2との間に、プレス板11よりも低弾性率の弾性体16を介在させて、プレスすることとしている。基板クラッド1の表面(カバークラッド2との接合面)には、実際にはミクロな凹凸や傾きが存在するため、十分にカバークラッド2が基板クラッド1に密着しない場合が生じる。そこで、プレス板11よりも低弾性率の弾性体16を介在させると、プレス圧が均等にカバークラッド2に加圧されることになる。これにより、カバークラッド2が基板クラッド1に均一に密着し、密着度のばらつきによる中間層9の形成がより一層抑制される。当該弾性体16として、例えばシリコンゴムなどのようなゴム材が挙げられる。その硬さがJIS−K6253による(デュロメータタイプA試験へ準拠)硬さ30〜90のものが好適であり、また弾性率として10〜100kg/cm2のものが好ましいが、実際にはプレス板11や基板クラッド1との関係によって好ましいものが選択される。
【0022】
図6に本発明の第5の実施形態である製造方法を示すが、この方法では、上記弾性体16とカバークラッド2との間に前記弾性体16よりも低い摩擦係数を有する緩衝材17が介在する。ここにおける摩擦係数はプレス板11との間の摩擦係数を言い、弾性体16よりも低い摩擦係数とは、プレス板11と緩衝材17との間の摩擦係数がプレス板11とカバークラッド2との間の摩擦係数よりも小さいことを意味する。この緩衝材17は、例えば厚さ100μm程度のテフロン(登録商標)シート、ガラスシートなどのシート若しくはフィルム状のものが好ましく用いられる。また、シート材のものだけでなく潤滑性のある液体を緩衝材17として、弾性体16とカバークラッド2との間に配置することもできる。
【0023】
先の第4の実施形態においては、弾性体16を使用してカバークラッド2全面にプレス応力が均等に加わるようにしているが、この過程では弾性体16がプレス応力により変形してカバークラッド2全面に広がる。ところが、弾性体16の摩擦係数が大きいとプレス時の変形が妨げられ、弾性体16端部に応力が集中し均一に加圧されないおそれがある。そこで、本実施形態においては、弾性体16とカバークラッド2との間に低い摩擦係数を有する緩衝材17を介在させ、プレス応力に対応した変形を弾性体16に生じさせている。この結果、確実に応力が均等に負荷され、局所的な樹脂溜りを生じさせることなくプレス時の液面高さ制御を精度よく行うことができる。
【0024】
次に第6の実施形態である製造方法を図7に示す。この方法では、液面高さを制御する工程において、カバークラッド2を押圧する部位を、前記排出溝6における過剰コア材8の排出方向と略平行に移動又は増加させている。このために、図7に示すように、例えば、プレス板11とカバークラッド2との間に、片面がR状に形成されたいわゆるかまぼこ型をしたゴム材などからなる弾性体16を用いることができる。この弾性体16は、R状面をカバークラッド2に押し当てるようにして用いられるが、平面部をカバークラッド2に用いても効果がある。R状面の曲率は、カバークラッド2の大きさ等に合わせて作製すればよく、例えばカバークラッド2が幅10mm、長さ40mmの大きさであれば、厚み3mm、幅5〜15mm、長さ35mm、長手方向にR10〜30mmの曲率を有するシリコンゴムが用いられる。もちろん、図8に示すように弾性体16の代わりにプレス板11に同様な形状のものを用いて、押圧部位を移動させるようにしてもよい。
【0025】
すなわち、プレスが進むにつれ、プレス圧は厚みのある中央部分からその両側に次第に移動し、あるいはプレスされる領域が両側に広がる。排出溝6は、プレスに伴って移動又は増加する応力によって過剰なコア材8が排出されるよう、図9に示す如く排出溝6は、排出溝6同士を接続する排出溝6aを除いて応力の移動方向と平行に配置される。このような方法によっても、コア材8の排出を容易に行わせることができる。
【0026】
上記の各方法においては、コア材8を排出するためには、プレス応力が負荷される応力分布や時間が問題となり、コア材8の液面高さ制御が難しくなる場合もある。そこで、図10に示す第7の実施形態では、貫通孔であるコア材吸引孔2aが設けられたカバークラッド2と、カバークラッド2のコア材吸引孔2aと連通する位置にも貫通孔18が備えられたプレス板11が用いられている。なお、カバークラッド2のコア材吸引孔2aは、コア溝5上に位置しなければよく、排出溝6上に位置しても差し支えない。
【0027】
こうして、真空排気を行ないながらプレスすることにより、コア材吸引孔2a近傍の余剰なコア材8はカバークラッド2のコア材吸引孔2aから排出され、また、それ以外の余剰なコア材8は排出溝6から速やかに排出される。このため、排出溝6だけを設けた場合には、周辺部(排出溝6から離れた領域)のコア材8が残りやすく排出時の抵抗となっていたが、このような方法を採用すれば抵抗となるコア材8も速やかに排出され、コア部3を精度よく作製できる。
【0028】
このように本発明においては、コア溝5の近傍から前記基板クラッド1若しくはカバークラッド2の端面に至る排出溝6が設けられているので、余剰のコア材8がカバークラッド2の押圧と共にこの排出溝6に押し出され、樹脂溜りの形成をほぼ防止できる。これにより、中間層9による光ロスが減少し、光伝搬特性の向上を図ることができる。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、基板クラッドとカバークラッド間の余剰のコア材を排出する排出溝を、コア溝の近傍から基板クラッドの端面に至るまで設けた基板クラッド又はコア溝の近傍からカバークラッドの端面に至るまで設けたカバークラッドを用いているので、カバークラッドを押え付けた際に生じる余剰のコア材が排出される開口が増える。このため、余剰のコア材が局所的に溜まらず、カバークラッドと基板クラッドとの間にコア材からなる中間層の形成が防止される。また、排出溝はコア溝と同時成形できるので、製造工程が増えることもなく、また、排出溝にはコア溝のように精度が要求されない。こうして、比較的安価に光漏出の少ない光導波路を比較的簡単に製造できる。
【0030】
また、当該方法において、排出溝には、前記基板クラッドの背面側又は前記カバークッド背面側に通じる排出孔を形成することにより、余剰なコア材を速やかに排出させることができる。
【0031】
さらに、液面高さを制御する工程において、カバークラッドを押し付けるプレス体よりも低弾性率の弾性体をプレス体とカバークラッドとの間に介在させることにより、カバークラッドがより平面的に基板クラッドに押し付けられ、樹脂溜りをより一層少なくできる。
【0032】
この場合において、弾性体とカバークラッドの間にさらに、当該弾性体よりも低い摩擦係数を有する緩衝材を介在させると、弾性体の変形がスムーズに行われ、カバークラッド端部への応力集中が軽減され、余剰なコア材の排出が容易になる。
【0033】
また、液面高さを制御する工程において、カバークラッド又は基板クラッドを押圧する部位を、排出溝における過剰コア材の排出方向と略平行に移動又は増加させることにすれば、プレスによる排出が容易に行われる。
【0034】
さらに、カバークラッドを吸引装置によりプレス板に吸着させながら基板クラッドに押し付けることにより、カバークラッドがより平面的に基板クラッドに圧着され、樹脂溜りの形成がより少なくなる。
【0035】
この場合において、貫通孔が備えられたカバークラッドを用いることで、効率よく余剰なコア材が排出され、光ロスのない理想的な光導波路が形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法により得られた光導波路である光スプリッタを示す図であって、(a)はその平面図、(b)は(a)のA−A線断面図である
【図2】(a)〜(d)は、図1に示す光導波路の製造方法を示す説明図である。
【図3】第2の実施形態に用いられる基板クラッドを示す図であって、(a)はその斜視図、(b)はその断面図である。
【図4】第3の実施形態である製造方法を示す説明図である。
【図5】第4の実施形態である製造方法を示す説明図である。
【図6】第5の実施形態である製造方法を示す説明図である。
【図7】第6の実施形態である製造方法を示す説明図である。
【図8】第6の実施形態の別法である製造方法を示す説明図である。
【図9】第6の実施形態で用いられる基板クラッドの平面図である。
【図10】第7の実施形態である製造方法を示す説明図である。
【図11】光導波路の一例である光スプリッタの概略斜視図である。
【図12】同上の光スプリッタの製造方法を示す説明図である。
【図13】同上の製造方法における問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
1 基板クラッド
2 カバークラッド
3 コア部
5 コア溝
6 排出溝
8 コア材
9 中間層
11 プレス板
15 プレス板の吸引孔
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide. Specifically, the present invention relates to an optical waveguide in a waveguide type optical element or the like constituting an optical device used in the optical communication field and the optical information processing field.
[0002]
[Prior art]
In many cases, quartz glass or a dielectric crystal is used for manufacturing an optical splitter or the like, which is a planar optical waveguide, and its manufacturing method has mainly been a combination of a photolithography and a dry etching process. However, these production methods are not suitable for mass production because their processes are complicated and their equipment costs are high, and their material costs are also high. Therefore, in recent years, an optical waveguide using a polymer-based material has attracted attention.
[0003]
The optical waveguide has a core-clad planar light guide having a core material made of a polymer having excellent transparency such as PMMA (polymethyl methacrylate) or polystyrene, and a clad material made of a material having a lower refractive index than the core material. Wave paths have been proposed. FIG. 11 is a schematic perspective view of a planar optical waveguide having such a structure. In the drawings, 1 is a substrate clad, 2 is a cover clad, 3 is a core portion, 4 is an optical fiber, and 5 is a core groove. In order to fabricate this planar optical waveguide, for example, using a photoresist, a method of performing reactive ion etching after each or batch processing, or injection molding using a mold in which the core pattern of the optical waveguide is processed on the surface. A method of manufacturing a substrate clad excellent in mass productivity such as a hot embossing method of transferring a core pattern by pressing a mold against a polymer material in a molten state has been studied.
[0004]
For example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-293509 discloses that, as shown in FIGS. 12 (a) to 12 (d), a core having a refractive index higher than that of a clad material is provided in a core groove 5 of a substrate clad 1 produced by these methods. The material (resin liquid) 8 is dropped, the cover clad 2 is placed thereon, and the core material 8 is pressed with a press plate 11 to control the liquid level of the core material 8 to a predetermined height. A method of manufacturing an optical waveguide (core portion 3) by curing the same is disclosed. In this method, the core material 8 between the cover clad 2 and the substrate clad 1 has a function of bonding the two, and the optical waveguide can be relatively easily manufactured.
[0005]
However, due to the undulation of the surface of the cover clad 2 or the substrate clad 1 due to the pressing, the resin pool 8a is likely to be generated locally, particularly at the edge of the core groove 5, as shown in FIG. At this time, since the outlet of the core material 8 is only the end face opening of the core groove 5 having a very small cross-sectional area (actually, the cross-sectional area is as small as 3 μm to 200 μm square). The resin accumulated in the pool 8a cannot be sufficiently discharged, and the local intermediate layer 9 remains as a result. The light γ leaks from the intermediate layer 9 and the light propagation characteristics are reduced.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-327842 discloses a method of forming a core-clad structure using a photocurable or thermosetting resin having a specific composition. In this method, after forming a lower clad having a core groove using a photocurable or thermosetting resin and a mold having a specific composition, the core material is poured into the core groove and cured, and overflows to the upper surface of the lower clad. After removing the excess core material, a resin having the same specific composition is flown again to form the upper clad.
[0007]
In this method, since the above-mentioned intermediate layer does not exist between the upper clad and the lower clad, there is almost no leakage of light γ, and the light propagation characteristics do not deteriorate.
[0008]
However, according to this method, since the excess core material is removed by an etching step after the core material is cured, the number of steps is increased, and the manufacturing cost is high.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and has as its object to efficiently remove an excessively dripped or applied core material and to reduce light generated due to local residual intermediate layer. An object of the present invention is to provide an inexpensive optical waveguide that prevents the deterioration of propagation characteristics.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The method of manufacturing an optical waveguide according to the present invention includes a step of dripping or applying an excess liquid core material on a substrate clad surface having a core groove formed in a portion where light is guided, and pressing a cover clad against the substrate clad. A step of controlling the liquid level of the core material, and a method of manufacturing an optical waveguide having a step of curing the dropped core material, wherein a discharge groove for discharging excess core material between the substrate clad and the cover clad has a core. A substrate clad provided from the vicinity of the groove to the end face of the substrate clad or a cover clad provided from the vicinity of the core groove to the end face of the cover clad is used.
[0011]
In this case, it is preferable that a discharge hole communicating with the back side of the substrate clad or the back side of the cover clad is formed in the discharge groove.
[0012]
Further, in the present invention, in the step of controlling the liquid level, an elastic body having a lower elastic modulus than the press body that presses the cover clad may be interposed between the press body and the cover clad. In this case, a cushioning material having a lower coefficient of friction than the elastic body may be interposed between the elastic body and the cover clad.
[0013]
Further, in the present invention, in the step of controlling the liquid level, a portion for pressing the cover clad or the substrate clad may be moved or increased substantially in parallel with the discharge direction of the excess core material in the discharge groove.
[0014]
Further, in the present invention, the cover clad can be pressed against the substrate clad while being adsorbed on the press plate by the suction device. In this case, it is desirable to use a cover clad provided with a through hole.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1A and 1B are views showing an optical splitter obtained by the manufacturing method of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view thereof, and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA of FIG. In this optical splitter, a core portion 3 as an optical waveguide is formed in a core groove 5 formed in a substrate clad 1, and a cover clad 2 is bonded to a surface of the substrate clad 1 on which a core groove 5 is formed. In this optical splitter, a large number of discharge grooves 6 having a substantially rectangular cross section extending from the vicinity of the core groove 5 to the end surface of the substrate clad 1 or the cover clad 2 are provided. The discharge groove 6 is provided for discharging the surplus core material 8 existing between the substrate clad 1 and the cover clad 2, and may be formed on the substrate clad 1 side as shown in FIG. Although not shown, it may be formed on the cover clad 2 side. In short, the substrate clad 1 and the cover clad 2 only need to form the discharge groove 6 having an opening on the end face of the clad. The position where the discharge groove 6 is provided is arbitrary as long as one end thereof is near the core groove 5 and the core material 8 overflowing from the core groove 5 flows into the discharge groove 6. However, the other end of the discharge groove 6 must be opened at the end face of the substrate clad 1 or the end face of the cover clad 2. Further, as shown in FIG. 1, the other end of the discharge groove 6 may be opened in another discharge groove 6. The shape of the discharge port (the cross-sectional shape of the discharge groove 6), the number and length of the discharge grooves 6, the disposing direction, the pitch between the discharge grooves 6, and the like are not limited. Further, the width and the depth of the discharge groove 6 are not particularly limited, but both the width and the depth are approximately 3 μm to 200 μm. The discharge groove 6 is formed simultaneously with the core groove 5 when the substrate clad 1 is formed. The same materials as those disclosed in JP-A-63-293509 are applied to the material of the substrate clad 1 and the cover clad 2, the structure of the core groove 5, the material of the core material 8, and the like. Is omitted.
[0016]
Next, a method for manufacturing the optical splitter will be described with reference to FIG. The manufacturing process is different from the process disclosed in JP-A-63-293509 only in that a discharge groove 6 is provided in the substrate clad 1 or the cover clad 2 to be used. Is the same. Prior to manufacture, a substrate clad 1 having a core groove 5 and a discharge groove 6 is prepared in advance. This is obtained, for example, by pressing the mold against the molten clad material using a mold in which the core pattern and the discharge groove pattern have been transferred to the surface. A sufficient amount of liquid core material 8 is poured into the core groove 5 of the substrate clad 1 so as to overflow the core groove 5 (FIG. 2A). Next, the cover clad 2 is arranged on the core material 8, and the liquid level of the core material 8 is controlled to a predetermined height by the press plate 11 (FIG. 2B). At this time, the core material 8 spreads in the gap between the substrate clad 1 and the cover clad 2 and excess core material 8 flows into the discharge groove 6. The core material 8 spread in the gap functions to bond the substrate clad 1 and the cover clad 2. Further, since one end of the discharge groove 6 is opened at the end face of the substrate clad 1, excess core material 8 flows into the discharge groove 6 smoothly, thereby preventing local resin reservoir from being formed. Next, the core material 8 is cured by irradiating ultraviolet rays from a UV lamp 12 or applying heat from the back surface of the substrate clad 1 while being pressed by the press plate 11 to form the core portion 3 (FIG. 2C). . Then, an optical splitter as shown in FIG. 1 is obtained (FIG. 2D).
[0017]
As described above, according to the present invention, the intermediate layer 9 existing in the conventional method is not formed, and an optical waveguide with less light leakage can be easily obtained. In particular, since the discharge groove 6 can be formed at the same time as the core groove 5, the number of manufacturing steps does not increase, and the discharge groove 6 does not require precision such as mirror finishing of the groove inner surface unlike the core groove 5. In addition, the manufacturing cost can be suppressed almost as before.
[0018]
Further, the substrate clad 1 shown in FIG. 3 can be used. The substrate clad 1 is provided with a discharge hole 7 that extends from the bottom surface of the discharge groove 6 to the back surface (non-bonding surface) of the substrate clad 1. The discharge hole 7 is for discharging the core material 8 discharged into the discharge groove 6 to the back side of the substrate clad 1. The width of the discharge hole 7 may be smaller than the width of the discharge groove 6, but is substantially the same as the width of the discharge groove 6, and its length (length in the disposing direction of the discharge groove 6) is arbitrary. Specifically, the length is set to 10 to 100 μm, but is not limited to this range. Further, the shape may be arbitrary, such as a rectangular cylindrical hole, a cylindrical hole, or a pyramidal hole. Needless to say, when the discharge groove 6 is provided in the cover clad 2, the discharge hole 7 is provided so as to communicate with the back surface (non-bonding surface) of the cover clad 2.
[0019]
If only the discharge groove 6 is provided, if the core material 8 does not flow sufficiently in the disposing direction, a resin pool may be formed and the intermediate layer 8 may be formed. However, in the second embodiment, the discharge hole is not provided. The core material 8 flows also in the press direction through 7 and the core material 8 is discharged more quickly.
[0020]
Furthermore, in the present invention, as in the third embodiment shown in FIG. The press plate 11 is provided with a plurality of suction holes 15 for sucking the cover clad 2, and the cover clad 2 is sucked on the entire surface of the press plate 11 by vacuum evacuation. As a result, the undulation of the cover clad 2 generated at the time of pressing is reduced along the press plate 11 and flatness is secured. Thus, an optical splitter in which the resin pool is further reduced and light loss due to the intermediate layer 9 is small can be manufactured.
[0021]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a manufacturing method according to a fourth embodiment of the present invention. In this method, an elastic body 16 having a lower elastic modulus than the press plate 11 is interposed between the press plate 11 and the cover clad 2 and pressed. Since the surface of the substrate clad 1 (the bonding surface with the cover clad 2) actually has micro unevenness and inclination, the cover clad 2 may not sufficiently adhere to the substrate clad 1 in some cases. Therefore, if an elastic body 16 having a lower elastic modulus than the press plate 11 is interposed, the press pressure is evenly applied to the cover clad 2. As a result, the cover clad 2 uniformly adheres to the substrate clad 1, and the formation of the intermediate layer 9 due to the variation in the degree of adhesion is further suppressed. Examples of the elastic body 16 include a rubber material such as silicon rubber. The hardness is preferably 30 to 90 according to JIS-K6253 (based on the durometer type A test), and the elastic modulus is preferably 10 to 100 kg / cm2. A preferable one is selected depending on the relationship with the substrate clad 1.
[0022]
FIG. 6 shows a manufacturing method according to a fifth embodiment of the present invention. In this method, a cushioning material 17 having a lower coefficient of friction than the elastic body 16 is provided between the elastic body 16 and the cover clad 2. Intervene. Here, the coefficient of friction refers to the coefficient of friction between the press plate 11 and the coefficient of friction lower than the elastic body 16 means that the coefficient of friction between the press plate 11 and the cushioning material 17 is equal to the coefficient of friction between the press plate 11 and the cover clad 2. Means smaller than the coefficient of friction. As the cushioning material 17, for example, a sheet or a film such as a Teflon (registered trademark) sheet or a glass sheet having a thickness of about 100 μm is preferably used. Further, not only the sheet material but also a lubricating liquid can be used as the cushioning material 17 and disposed between the elastic body 16 and the cover clad 2.
[0023]
In the fourth embodiment, the elastic body 16 is used to apply the press stress uniformly to the entire surface of the cover clad 2. In this process, the elastic body 16 is deformed by the press stress and the cover clad 2 is deformed. Spread all over. However, if the coefficient of friction of the elastic body 16 is large, the deformation at the time of pressing is hindered, and stress may be concentrated on the end of the elastic body 16 and may not be uniformly pressed. Therefore, in the present embodiment, a cushioning material 17 having a low friction coefficient is interposed between the elastic body 16 and the cover clad 2 to cause the elastic body 16 to deform corresponding to the pressing stress. As a result, the stress is reliably applied evenly, and the liquid level control at the time of pressing can be accurately performed without causing local resin pooling.
[0024]
Next, a manufacturing method according to a sixth embodiment is shown in FIG. In this method, in the step of controlling the liquid level, the portion pressing the cover clad 2 is moved or increased substantially in parallel with the discharge direction of the excess core material 8 in the discharge groove 6. For this purpose, as shown in FIG. 7, for example, between the press plate 11 and the cover clad 2, an elastic body 16 made of a so-called kamaboko-shaped rubber material having one surface formed in an R shape may be used. it can. The elastic body 16 is used in such a manner that the R-shaped surface is pressed against the cover clad 2, but it is also effective to use a flat portion for the cover clad 2. The curvature of the R-shaped surface may be made according to the size of the cover clad 2 and the like. For example, if the cover clad 2 has a width of 10 mm and a length of 40 mm, the thickness is 3 mm, the width is 5 to 15 mm, and the length is Silicon rubber having a curvature of 35 mm and R10 to 30 mm in the longitudinal direction is used. Of course, as shown in FIG. 8, instead of the elastic body 16, a press plate 11 having a similar shape may be used to move the pressed portion.
[0025]
That is, as the pressing proceeds, the pressing pressure gradually moves from the thick central portion to both sides, or the area to be pressed expands to both sides. As shown in FIG. 9, the discharge grooves 6 are stressed except for the discharge grooves 6 a connecting the discharge grooves 6 so that the excess core material 8 is discharged by the stress that moves or increases with the press. Are arranged in parallel with the moving direction of. With such a method, the core material 8 can be easily discharged.
[0026]
In each of the above methods, in order to discharge the core material 8, a stress distribution and time during which a pressing stress is applied become a problem, and it may be difficult to control the liquid level of the core material 8. Therefore, in the seventh embodiment shown in FIG. 10, the cover clad 2 provided with the core material suction holes 2 a which are the through holes, and the through holes 18 are also provided at positions communicating with the core material suction holes 2 a of the cover clad 2. The provided press plate 11 is used. The core material suction holes 2 a of the cover clad 2 need only be located on the core grooves 5, and may be located on the discharge grooves 6.
[0027]
In this manner, by performing the vacuum evacuation and pressing, the excess core material 8 near the core material suction hole 2a is discharged from the core material suction hole 2a of the cover clad 2, and the other excess core material 8 is discharged. It is quickly discharged from the groove 6. For this reason, when only the discharge groove 6 is provided, the core material 8 in the peripheral portion (a region away from the discharge groove 6) tends to remain, which is a resistance at the time of discharge. However, if such a method is adopted, The core material 8 serving as the resistance is also quickly discharged, and the core portion 3 can be manufactured with high accuracy.
[0028]
As described above, in the present invention, since the discharge groove 6 extending from the vicinity of the core groove 5 to the end face of the substrate clad 1 or the cover clad 2 is provided, the excess core material 8 is pressed together with the cover clad 2 and discharged. The resin is pushed out into the groove 6, and the formation of the resin pool can be substantially prevented. Thereby, light loss due to the intermediate layer 9 is reduced, and light propagation characteristics can be improved.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, a discharge groove for discharging excess core material between the substrate clad and the cover clad is provided from the vicinity of the core groove to the end surface of the substrate clad. , The number of openings through which excess core material generated when the cover clad is pressed is discharged increases. Therefore, the surplus core material does not locally accumulate, and the formation of an intermediate layer made of the core material between the cover clad and the substrate clad is prevented. In addition, since the discharge groove can be molded simultaneously with the core groove, the number of manufacturing steps does not increase, and the discharge groove does not require accuracy as in the case of the core groove. In this way, an optical waveguide with less light leakage can be relatively easily manufactured at a relatively low cost.
[0030]
Further, in this method, by forming a discharge hole in the discharge groove to the back side of the substrate clad or the back side of the cover plate, excess core material can be discharged quickly.
[0031]
Further, in the step of controlling the liquid level, an elastic body having a lower elastic modulus than the press body for pressing the cover clad is interposed between the press body and the cover clad, so that the cover clad can be more planarized. And the resin pool can be further reduced.
[0032]
In this case, if a cushioning material having a lower friction coefficient than the elastic body is further interposed between the elastic body and the cover clad, the elastic body is smoothly deformed, and the stress concentration on the end of the cover clad is reduced. As a result, excess core material can be easily discharged.
[0033]
Further, in the step of controlling the liquid level, if the portion for pressing the cover clad or the substrate clad is moved or increased substantially in parallel with the discharge direction of the excess core material in the discharge groove, discharge by the press is easy. Done in
[0034]
Further, by pressing the cover clad against the substrate clad while adsorbing the press clad on the press plate by the suction device, the cover clad is more pressure-bonded to the substrate clad more planarly, and the formation of the resin pool is further reduced.
[0035]
In this case, by using the cover clad provided with the through hole, the excess core material is efficiently discharged, and an ideal optical waveguide without light loss is formed.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing an optical splitter which is an optical waveguide obtained by a manufacturing method of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view thereof, and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA of FIG. 2 (a) to 2 (d) are explanatory views showing a method for manufacturing the optical waveguide shown in FIG.
3A and 3B are views showing a substrate clad used in a second embodiment, wherein FIG. 3A is a perspective view and FIG. 3B is a cross-sectional view.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a manufacturing method according to a third embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing method according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a manufacturing method according to a fifth embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing method according to a sixth embodiment.
FIG. 8 is an explanatory view showing a manufacturing method which is another method of the sixth embodiment.
FIG. 9 is a plan view of a substrate clad used in a sixth embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing method according to a seventh embodiment.
FIG. 11 is a schematic perspective view of an optical splitter that is an example of an optical waveguide.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a method for manufacturing the optical splitter of the above.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a problem in the manufacturing method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate clad 2 Cover clad 3 Core part 5 Core groove 6 Discharge groove 8 Core material 9 Intermediate layer 11 Press plate 15 Press plate suction hole

Claims (7)

光が導波する部分にコア溝5が形成された基板クラッド表面に過剰な液体状のコア材を滴下あるいは塗布する工程と、基板クラッドにカバークラッドを押し付け前記コア材の液面高さを制御する工程と、滴下したコア材を硬化させる工程とを有する光導波路の製造方法において、
基板クラッドとカバークラッド間の余剰のコア材を排出する排出溝を、コア溝の近傍から基板クラッドの端面に至るまで設けた基板クラッド又はコア溝の近傍からカバークラッドの端面に至るまで設けたカバークラッドを用いることを特徴とする光導波路の製造方法。
A step of dripping or applying excess liquid core material to the surface of the substrate clad where the core groove 5 is formed in a portion where light is guided, and pressing a cover clad against the substrate clad to control the liquid level of the core material And a method of manufacturing an optical waveguide having a step of curing the dropped core material,
A cover provided with a discharge groove for discharging excess core material between the substrate clad and the cover clad, from the vicinity of the core groove to the end face of the substrate clad or from the vicinity of the core groove to the end face of the cover clad. A method for manufacturing an optical waveguide, comprising using a clad.
前記排出溝は、前記基板クラッドの背面側又は前記カバークラッド背面側に通じる排出孔を有することを特徴とする請求項1に記載の光導波路の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the discharge groove has a discharge hole communicating with a back side of the substrate clad or a back side of the cover clad. 3. 液面高さを制御する工程において、カバークラッドを押し付けるプレス体よりも低弾性率の弾性体をプレス体とカバークラッドとの間にまたは基板クラッドの下方に介在させることを特徴とする請求項1に記載の光導波路の製造方法。2. The step of controlling the liquid level, wherein an elastic body having a lower elastic modulus than the press body pressing the cover clad is interposed between the press body and the cover clad or below the substrate clad. 3. The method for manufacturing an optical waveguide according to item 1. 弾性体とカバークラッドまたは弾性体と基板クラッドの間にさらに、当該弾性体よりも低い摩擦係数を有する緩衝材を介在させることを特徴とする請求項3に記載の光導波路の製造方法。4. The method according to claim 3, wherein a buffer having a lower coefficient of friction than the elastic body is further provided between the elastic body and the cover clad or between the elastic body and the substrate clad. 液面高さを制御する工程において、カバークラッド又は基板クラッドを押圧する部位を、排出溝における過剰コア材の排出方向と略平行に移動又は増加させることを特徴とする請求項1に記載の光導波路の製造方法。2. The light guide according to claim 1, wherein in the step of controlling the liquid level, a portion pressing the cover clad or the substrate clad is moved or increased substantially in parallel with the discharge direction of the excess core material in the discharge groove. 3. Waveguide manufacturing method. カバークラッドを吸引装置によりプレス板に吸着させながら基板クラッドに押し付けることを特徴とする請求項1に記載の光導波路の製造方法。The method for manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein the cover clad is pressed against the substrate clad while being adsorbed on the press plate by a suction device. 貫通孔が備えられたカバークラッドを用いることを特徴とする請求項6に記載の光導波路の製造方法。7. The method according to claim 6, wherein a cover clad provided with a through hole is used.
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