JP2005062444A - Optical waveguide and optical information processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コア層とクラッド層との接合体からなり、光源モジュール、光インターコネクション、光通信等に好適な光導波路及びディスプレイ等の光情報処理装置に関するものである。 The present invention relates to an optical information processing apparatus such as a light guide module, an optical waveguide, a display, and the like, which includes a joined body of a core layer and a clad layer, and is suitable for a light source module, optical interconnection, optical communication, and the like.
これまで、電子機器内のボード間又はボード内のチップ間など、比較的短距離間の情報伝達は、主に電気信号により行われてきたが、集積回路の性能を向上させるためには、信号の高速化や信号配線の高密度化が必要となる。しかし、電気信号配線においては、配線の時定数による信号遅延やノイズの発生等の問題から、電気信号の高速化や電気信号配線の高密度化が困難である。 Until now, information transmission over a relatively short distance, such as between boards in an electronic device or between chips in a board, has been carried out mainly by electrical signals, but in order to improve the performance of integrated circuits, And high-density signal wiring are required. However, in the electric signal wiring, it is difficult to increase the speed of the electric signal and increase the density of the electric signal wiring due to problems such as signal delay and noise generation due to the time constant of the wiring.
こうした問題を解決する光配線(光インターコネクッション)が注目されている。光配線は、電子機器間、電子機器内のボード間又はボード内のチップ間など、種々の個所に適用可能であり、例えば、チップ間のような短距離間の信号の伝送には、チップが搭載されている基板上に光導波路を形成し、信号変調されたレーザ光等の伝送路とした光伝送、通信システムを構築することができる。 Optical wiring (optical interconnect cushion) that solves these problems has attracted attention. Optical wiring can be applied to various locations such as between electronic devices, between boards in electronic devices, or between chips in a board. For example, chips are used for transmission of signals over a short distance such as between chips. It is possible to construct an optical transmission and communication system in which an optical waveguide is formed on a substrate on which it is mounted, and a signal modulation laser beam or the like is used as a transmission path.
他方、光導波路をディスプレイの光源モジュールとして用いることも知られている。例えば、映像ソフト、ゲーム、コンピュータ画面、映画等を自分だけのデイ画面で楽しめるヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display)の開発が成されており、サングラスのように掛けるだけで、臨場感あふれる映像をいつでもどこでも気軽に体感できるパーソナルなディスプレイがある(米国特許第5,467,104号公報参照)。 On the other hand, it is also known to use an optical waveguide as a light source module of a display. For example, the development of a head mounted display that allows you to enjoy video software, games, computer screens, movies, etc. on your own day screen has been developed. There is a personal display that can be easily felt anywhere (see US Pat. No. 5,467,104).
このヘッドマウントディスプレイの光源には、赤色、緑色、青色の発光ダイオード(LED)が使われているがLED光はコヒーレント性が無く、放射角が広く、集光して3色を合波することが難しい。そこで、3種のLED光を光導波路に通して合波し、均一な白色光を作り出す技術が知られている(日経エレクトロニクス2003.3.31号,p127)。 Red, green and blue light emitting diodes (LEDs) are used as the light source for this head mounted display, but the LED light is not coherent, has a wide radiation angle, and is condensed to combine the three colors. Is difficult. Therefore, a technique is known in which three types of LED light are combined through an optical waveguide to create uniform white light (Nikkei Electronics 2003.3.31, p127).
また、図22に示すような光導波路58も知られている(後述の特許文献1参照)。
An
この光導波路58は、図22(a)及び(b)に示すように、半導体基板又は誘電体基板からなる所定厚さのInP基板51上に、例えば、厚さ0.5μmのInPからなる下部クラッド層52が形成され、この上に、入射面55側での幅が50μm、出射面56側の幅が2μmであって直線状傾斜面57を有するInGaAsからなるコア層53が形成されている。
As shown in FIGS. 22A and 22B, the
そして、下部クラッド層52及びコア層53を覆うようにして、例えば、厚さ1μmのInPからなる上部クラッド層が形成され、光導波路58が構成されている。
Then, for example, an upper clad layer made of InP having a thickness of 1 μm is formed so as to cover the lower clad layer 52 and the
そして、図22(c)に示すように、この光導波路58の下部クラッド層52上の入射側に、例えば、光源としてのレーザ59(何色でもよい)を配置し、このレーザ59から発する光ビームを入射面55からコア層53内に入射すると、光ビームはコア層53の幅の変化に伴ってその広がりが狭くなるように変化して集光した後に、出射面56から外部に出射する。
Then, as shown in FIG. 22 (c), for example, a laser 59 (any color) as a light source is disposed on the incident side of the
しかし、図23に示した従来例では、コア層3が幅方向(水平方向)及び厚さ方向(垂直方向)に台形状を有する光導波路58は、コア層53の幅方向に入射する光を集光することは可能であるが、コア層53の厚み方向に集光効率を上げることは困難である。また、コア層53と同様の厚さを必要とするスポット径の厚さにした場合には充分なコア層53としての厚みが得られず、光導波路58への光結合効率が悪い問題がある。つまり、従来の光導波路形状では、導波路であるコア層53への光結合効率を高くし、かつ、出射光のスポット径である出射面56の面積を任意の大きさに制御することは極めて困難である。
However, in the conventional example shown in FIG. 23, the
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、光源からの光を効率良く集光することのできる光導波路、及びこの光導波路を用いた光情報処理装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is an optical waveguide capable of efficiently condensing light from a light source, and an optical information processing apparatus using the optical waveguide. Is to provide.
即ち、本発明は、コア層とクラッド層との接合体からなる光導波路において、
光入射面側から光出射面側に向かって少なくとも幅が狭くなるコア層を有する第1光 導波路と、光入射面側から光出射面側に向かって少なくとも幅が狭くなっていて所定サ イズの出射光を得るためのコア層を有する第2光導波路とからなり、
前記第1光導波路の光出射面と前記第2光導波路の光入射面とが対向し、
前記第1光導波路が光源側に配置され、この光源からの光の入射面積が前記第2光導 波路の前記光入射面の幅方向及び/又は厚み方向に拡大されており、
前記第1光導波路の前記光出射面が前記第2光導波路の前記光入射面と同一厚み領域 又はこれよりも小さい厚み領域内に存在している
ことを特徴とする光導波路に係るものである。
That is, the present invention provides an optical waveguide comprising a joined body of a core layer and a cladding layer.
A first optical waveguide having a core layer whose width is at least narrowed from the light incident surface side to the light emitting surface side; And a second optical waveguide having a core layer for obtaining the emitted light of
The light emitting surface of the first optical waveguide and the light incident surface of the second optical waveguide are opposed to each other,
The first optical waveguide is disposed on a light source side, and an incident area of light from the light source is enlarged in a width direction and / or a thickness direction of the light incident surface of the second optical waveguide;
The light emitting surface of the first optical waveguide is in the same thickness region as the light incident surface of the second optical waveguide or in a thickness region smaller than this. .
本発明は又、上記の光導波路と、この光導波路に信号光を入射する光源と、前記光導波路からの出射光を受光する受光手段とを有する光情報処理装置に係るものである。 The present invention also relates to an optical information processing apparatus including the above-described optical waveguide, a light source that inputs signal light to the optical waveguide, and a light receiving unit that receives light emitted from the optical waveguide.
本発明による光導波路は、光入射面側から光出射面側に向かって少なくとも幅が狭くなるコア層を有する第1光導波路と、光入射面側から光出射面側に向かって少なくとも幅が狭くなっていて所定サイズの出射光を得るためのコア層を有する第2光導波路とからなり、また、前記第1光導波路において光源からの光の入射面積が前記第2光導波路の前記光入射面の幅方向及び/又は厚み方向(望ましくは幅方向及び厚み方向の双方)に拡大されているために、前記光源からの光を十分に効率良く前記第1光導波路の前記光入射面に入射させることができる。また、前記第1光導波路の前記光出射面が前記第2光導波路の前記光入射面と同一厚み領域又はこれよりも小さい厚み領域内に存在しているために、前記第1光導波路の前記光入射面から前記コア層層に入射しかつ集光された集光光を、前記第2光導波路の前記コア層層の前記光入射面に十分に入射させることができる。 An optical waveguide according to the present invention has a first optical waveguide having a core layer whose width is at least narrowed from the light incident surface side to the light emitting surface side, and at least a width is narrowed from the light incident surface side to the light emitting surface side. And a second optical waveguide having a core layer for obtaining outgoing light of a predetermined size, and an incident area of light from a light source in the first optical waveguide is the light incident surface of the second optical waveguide. Is expanded in the width direction and / or the thickness direction (preferably both in the width direction and the thickness direction), so that light from the light source is incident on the light incident surface of the first optical waveguide with sufficient efficiency. be able to. In addition, since the light emitting surface of the first optical waveguide is present in the same thickness region as the light incident surface of the second optical waveguide or in a thickness region smaller than the same, the light emitting surface of the first optical waveguide is Condensed light that has entered and collected from the light incident surface into the core layer layer can be sufficiently incident on the light incident surface of the core layer layer of the second optical waveguide.
このように第1光導波路の入射面積が大きいことから、光源との位置合わせ時のトレランスが大きく、簡便なパッシブアライメントが可能である。また、前記第1の光導波路端面に沿って複数の光源を配置することにより、これら複数の光源からの信号を効率良く集光することができる。 As described above, since the incident area of the first optical waveguide is large, tolerance at the time of alignment with the light source is large, and simple passive alignment is possible. Further, by arranging a plurality of light sources along the end face of the first optical waveguide, signals from the plurality of light sources can be efficiently collected.
また、上記の光導波路に、この光導波路に信号光を入射する光源と、前記光導波路からの出射光を受光する受光手段とを設けることにより、光量が多くて所望のスポットサイズの出射光を用いて光情報処理装置を構成することができる。 In addition, by providing a light source that makes signal light incident on the optical waveguide and a light receiving means that receives the emitted light from the optical waveguide, the above-mentioned optical waveguide has a large amount of light and can emit emitted light having a desired spot size. The optical information processing apparatus can be configured by using it.
本発明においては、前記第1光導波路の前記コア層の前記光出射面から出射した出射光を、前記第2光導波路の前記コア層の前記光入射面に十分に入射させるために、前記第1光導波路の前記コア層の前記光出射面と、前記第2光導波路の前記コア層の前記光入射面とが、互いに交差して配置されているのが望ましい。 In the present invention, in order to make the outgoing light emitted from the light emitting surface of the core layer of the first optical waveguide sufficiently incident on the light incident surface of the core layer of the second optical waveguide, It is desirable that the light emitting surface of the core layer of one optical waveguide and the light incident surface of the core layer of the second optical waveguide are arranged so as to intersect each other.
また、前記第1光導波路の前記コア層に前記光源からの光を十分に入射するために、前記第1光導波路の前記コア層が複数層、前記第2光導波路の前記光入射面の幅方向に積層して入射面の面積を増加させるのが望ましく、前記第2光導波路の前記コア層に前記第1光導波路からの出射光を十分に入射させるために、前記第1光導波路の前記光出射面が前記第2光導波路の前記光入射面の幅方向に複数に分割されているのが望ましい。 In addition, in order to sufficiently allow light from the light source to enter the core layer of the first optical waveguide, the core layer of the first optical waveguide has a plurality of layers, and the width of the light incident surface of the second optical waveguide. It is desirable to increase the area of the incident surface by laminating in the direction, and in order to make the outgoing light from the first optical waveguide sufficiently incident on the core layer of the second optical waveguide, the first optical waveguide It is desirable that the light emitting surface is divided into a plurality of portions in the width direction of the light incident surface of the second optical waveguide.
また、光源からの光を十分に入射させるために、前記第1光導波路の前記コア層の前記光入射面が前記第2光導波路の前記光入射面の幅方向に拡大されているのが望ましい。 In order to allow light from the light source to enter sufficiently, it is desirable that the light incident surface of the core layer of the first optical waveguide is expanded in the width direction of the light incident surface of the second optical waveguide. .
また、前記第1光導波路及び第2光導波路に入射する入射光を直線的な傾斜面において前記コア層の内部に効果的に反射させ、この反射光を前記光出射面に集光するために、前記第1光導波路及び第2光導波路の前記コア層の少なくとも一方において、前記コア層の幅が前記光出射面に向かって狭くなるように前記コア層の幅方向端面が直線的に傾斜しているのが望ましい。 Further, in order to effectively reflect the incident light incident on the first optical waveguide and the second optical waveguide to the inside of the core layer on a linear inclined surface, and to collect the reflected light on the light emitting surface In at least one of the core layers of the first optical waveguide and the second optical waveguide, the end surface in the width direction of the core layer is linearly inclined so that the width of the core layer becomes narrower toward the light emitting surface. It is desirable.
また、前記光源が前記第1光導波路の前記光入射面の幅方向に少なくとも1つ配置してもよいし、前記第1光導波路の前記コア層の前記光入射面が、複数の前記光源からの光を同時に入射するようにしてもよい。 In addition, at least one of the light sources may be disposed in the width direction of the light incident surface of the first optical waveguide, and the light incident surface of the core layer of the first optical waveguide may be a plurality of the light sources. May be incident simultaneously.
また、前記第1光導波路の前記コア層の少なくとも光入射部が、前記光源の個数に応じて分割されていてよい。 Further, at least a light incident portion of the core layer of the first optical waveguide may be divided according to the number of the light sources.
また、前記第1光導波路及び前記第2光導波路の少なくとも一方において、下部クラッド層上に前記コア層が形成されるのが望ましい。 The core layer is preferably formed on the lower cladding layer in at least one of the first optical waveguide and the second optical waveguide.
この場合、前記コア層上から前記下部クラッド層上にかけて上部クラッド層が形成されていてもよい。 In this case, an upper clad layer may be formed from the core layer to the lower clad layer.
また、前記第1及び第2光導波路によって発光ダイオード又はレーザ光等の光源からの光を集光することができる。 In addition, light from a light source such as a light emitting diode or laser light can be collected by the first and second optical waveguides.
また、前記コア層が光硬化性樹脂によって形成されるのがよい。これは、光(特に紫外線)照射によって露光パターンに対応したコア層にパターン化することが容易となり、またクラッド層の構成材料としても有利なためである。こうした光硬化性樹脂としては、特開2000−356720号公報に記載されたオキセタン樹脂等の高分子有機材料が挙げられる。このような高分子有機材料は、390nm以下の波長の可能可視光を90パーセント以上透過するものがよい。なお、コア材やクラッド材は、光硬化性樹脂以外にも、無機系材料を用いてもよい。 The core layer is preferably formed of a photocurable resin. This is because it is easy to pattern the core layer corresponding to the exposure pattern by irradiation with light (particularly ultraviolet rays), and it is also advantageous as a constituent material of the cladding layer. Examples of such a photocurable resin include high molecular organic materials such as oxetane resins described in JP 2000-356720 A. Such a high molecular weight organic material preferably transmits 90% or more of possible visible light having a wavelength of 390 nm or less. In addition to the photocurable resin, an inorganic material may be used for the core material or the clad material.
また、光導波路材料として、下記のオキセタン環を有するオキセタン化合物からなる上記したオキセタン樹脂、又は下記のオキシラン環を有するオキシラン化合物からなるポリシランが使用可能であるが、これらの光硬化(重合)のために連鎖反応による重合を開始させ得るカチオン重合開始剤を含む組成物が用いられるのがよい。 Further, as the optical waveguide material, the above-mentioned oxetane resin composed of an oxetane compound having the following oxetane ring, or polysilane composed of the following oxirane compound having an oxirane ring can be used, but for these photocuring (polymerization). It is preferable to use a composition containing a cationic polymerization initiator capable of initiating polymerization by a chain reaction.
そして、本発明は、光導波路で効率良く所定の光束に集光されて出射し、或いは光導波路に効率良く入射した後に出射した信号光を走査手段で走査して投影するように構成したディスプレイや、上記信号光を次段回路の受光素子(光配線やフォトディテクタ等)に入射させるように構成した光通信等の光情報処理に有効に用いることができる。 Then, the present invention provides a display configured so that a signal beam that is efficiently condensed into a predetermined light flux by an optical waveguide and emitted, or signal light emitted after being efficiently incident on the optical waveguide is scanned and projected by a scanning unit. The signal light can be effectively used for optical information processing such as optical communication configured to make the signal light incident on a light receiving element (such as an optical wiring or a photodetector) of the next stage circuit.
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に具体的に説明する。 Next, a preferred embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
第1の実施の形態
本実施の形態による光導波路は、図1〜図4に示すように、所望のスポット径の光を出射する光導波路(第2の光導波路)7aの光源側に、光導波路7aに対応する位置に直交して光導波路(第1の光導波路)7bが配置された構造からなっている。
First Embodiment As shown in FIGS. 1 to 4, the optical waveguide according to the present embodiment has an optical waveguide on the light source side of an optical waveguide (second optical waveguide) 7a that emits light having a desired spot diameter. The optical waveguide (first optical waveguide) 7b is arranged perpendicular to the position corresponding to the waveguide 7a.
第1光導波路である光導波路7bの構造については、所定厚さの基板1b上に所定厚さの下部クラッド層2bが形成され、この下部クラッド層2b上に第1のコア層3bが形成されている。このコア層3bは、所定厚さで光導波路7bの正面幅と同じ幅を有する入射面5bと、これとは反対面に後述する光導波路7aのコア層3aの入射面5aに対応する幅領域にある出射面6bとを有していて、この入射面5bから出射面6bに向かって光進行方向に沿って幅が直線的に狭くなる直線状傾斜面8bを有する台形状をなしている。このコア層3bを覆うようにして、所定厚さの上部クラッド層4bが形成されている。
Regarding the structure of the
そして、上部クラッド層4b上にコア層3bと同形状のコア層3cが所定厚さに形成され、このコア層3cを覆うようにして所定厚さの上部クラッド層4cが形成され、この上部クラッド層4c上にコア層3cと同形状のコア層3dが所定厚さに形成され、更にこのコア層3dを覆うようにして、所定厚さの上部クラッド層4dが形成され、全体として3層のコア層3b、3c、3dが、第2光導波路である光導波路7aの幅方向に積層され、光源からの光の入射量を増やすと共に、光導波路7aへの光入射を効果的に行えるように構成されている。
Then, a
なお、この構造においては、基板1b上に屈折率のそれぞれ異なる高分子材料を順次積層し、パターニングされた各コア層と各クラッド層との積層体が形成される。各コア層の屈折率は各クラッド層の屈折率よりも大きいものとする。 In this structure, polymer materials having different refractive indexes are sequentially laminated on the substrate 1b to form a laminate of patterned core layers and clad layers. The refractive index of each core layer is greater than the refractive index of each cladding layer.
また、第2光導波路である光導波路7aの構造については、所定厚さの基板1a上に所定厚さの下部クラッド層2aが形成され、この下部クラッド層2a上にコア層3aが形成されている。コア層3aは、所定厚さで光導波路7aの正面幅と同じ幅を有する入射面5aと、この正面の反対面に位置した所定厚さ及び幅の出射面6aとを有し、入射面5aから出射面6aに向かって光進行方向に沿って幅が直線的に狭くなる直線状傾斜面8aを有する台形状をなしている。このコア層3aを覆うようにして、所定厚さの上部クラッド層4aが形成されている。
In addition, regarding the structure of the optical waveguide 7a which is the second optical waveguide, a
このように構成された2種類の光導波路7b及び7aを光源側から順次配し、かつ互いに直交するように位置合わせし、前者の光出射面と後者の光入射面とを接合して、例えば紫外線硬化樹脂等の接着剤により接合する。ここで、光源に近い光導波路7bにおいては各コア層が図面垂直方向に位置するものとし、光源から遠い光導波路7aにおいてはコア層3aが図面水平方向に位置するものとする。また、光導波路7bの各出射面が、図中斜線で示すように、光導波路7aの入射面5aと同一幅又はその幅内の領域に存在しており、コア層3b、3c及び3dの各光出射面6b、6c、6dの厚さが、光導波路7aのコア層3aの入射面5aの厚さと同じか又は小さくなっている。
The two types of
次に、図2(b)に示すように、光源である赤色用発光ダイオード9R(LED(R))、緑色用発光ダイオード9G(LED(G))、青色用発光ダイオード9B(LED(B))を光導波路7bの図面垂直方向に配し、各光源からの光を光導波路7bの入射面5b、5c及び5dからコア層3b、3c及び3dにそれぞれ入射させる。このように入射させると、後述するように各入射光は台形状の各コア層の直線状傾斜面8bによって効果的に反射され、コア層からクラッド層への漏れ光が減少し、各コア層の内部に光を全反射させ易くなり、各コア層の各出射面に向かってコア層幅方向に導波光を集光させることができる。
Next, as shown in FIG. 2B, red
光導波路7bが上記のように構成されているので、複数の光源9R、9G、9Bを拡大された光入射面に十分に入射させることができると共に、これらの光源を光入射面に対して比較的自由に配置でき、位置合せのトレランスが大きくなる。
Since the
この光導波路7bの各出射面から図面縦方向にコリメートされて出射された光は、次段の光導波路7aの入射面5aからコア層3a内に入射し、この入射した光は、後述するように直線状傾斜面8aによってコア層3aの内部に効果的に全反射され、コア層からクラッド層への漏れ光が減少し、コア層3a内を導びかれる光を出射面6aに向かってコア層幅方向にコリメートし、所望のスポットサイズに集光し、出射面6aから出射することができる。
The light collimated and emitted from each exit surface of the
このようにして、最終的には、光導波路の図面横方向及び縦方向(コア層幅方向及び厚み方向)に所望のスポット径、及び十分な光量で集光して出射することができる。 In this way, finally, the light can be condensed and emitted with a desired spot diameter and a sufficient amount of light in the horizontal and vertical directions (core layer width direction and thickness direction) of the optical waveguide.
なお、図2(c)に示すように、光導波路7b及び7aを光源側から正面図として観察した場合には、光源9G、9R、9Bが図面縦方向に並置されており、これらの各光源に対して長い各コア層が、図面横方向に各上部クラッド層を介して1つおきに複数配置されているために、各光源からの光を各コア層3b、3c、3dへ効率良く入射し、各コア層内で導びかれた光が各出射面6b、6c、6dから光導波路7aの共通のコア層3aへ入射面5aから確実にしかも増加した光量で入射させることができる。この入射を確実に行うには、各出射面6b、6c及び6dに対応する各入射光領域が、入射面5aの厚さ方向にはみ出さないのが望ましい。
As shown in FIG. 2C, when the
また、図4(e)には、光導波路7b及び7aを光導波路の光出射側からみた背面図を示す。光導波路7aのコア層3a内で集光された光が、出射面6aを通して十分な光量、所望のスポットサイズで出射されることが理解されよう。
FIG. 4E shows a rear view of the
図5(a)は光導波路7bの斜視図、図5(b)は光導波路7bの平面図、図6(c)は光導波路7bの正面図、及び図6(d)は光導波路7bの背面図を示す。
5A is a perspective view of the
図7に示すように、下部クラッド層2b上に直線状傾斜面8bを有するコア層3bを形成した後に、これと同様の方法で複数の各コア層を複数の各上部クラッド層で挟むことにより、任意数のコア層を有する光導波路7bを自在に形成することができる。
As shown in FIG. 7, after the
また、図8(a)は光導波路7aの斜視図、図8(b)は光導波路7aの平面図、図9(c)は光導波路7aの正面図、及び図9(d)は光導波路7aの背面図を示す。 8A is a perspective view of the optical waveguide 7a, FIG. 8B is a plan view of the optical waveguide 7a, FIG. 9C is a front view of the optical waveguide 7a, and FIG. 9D is an optical waveguide. The rear view of 7a is shown.
次に、図10〜図11について、上記の光導波と7a、7bの作製方法を光導波路7bについて図5のA−A’線断面で説明する。この作製工程は光導波路7aの作製工程にも適用するものとし、いずれも特開2000−356720公報に記載された方法に準じて行う。
Next, with reference to FIG. 10 to FIG. 11, the above-described optical waveguide and a method for manufacturing the
まず、図10(a)に示す例えばシリコンからなる所定厚さの基板1b上に、図10(b)に示すように、有機材料からなる下部クラッド材12bを硬化後の厚さが例えば30μm程度となるように塗布し、下部クラッド材12bの層を形成する。 First, as shown in FIG. 10B, the thickness after curing the lower clad material 12b made of an organic material on a substrate 1b made of, for example, silicon shown in FIG. 10A is about 30 μm, for example. To form a layer of the lower clad material 12b.
この下部クラッド材12bの材質として、光硬化性樹脂が好ましく、例えば、オキセタン樹脂、ポリシラン及びカチオン重合開始前からなる光硬化性樹脂組成物を用い、これを塗布後に加熱処理する。 As the material of the lower clad material 12b, a photocurable resin is preferable. For example, an oxetane resin, polysilane, and a photocurable resin composition before the start of cationic polymerization are used, and this is heat-treated after coating.
次に、図10(c)に示すように、下部クラッド材12bに対して、例えば、超高圧水銀ランプを用いて、紫外線UVを全面的に照射することにより、有機材料からなる下部クラッド材12bを硬化させる。 Next, as shown in FIG. 10 (c), the lower clad material 12b made of an organic material is irradiated on the entire surface of the lower clad material 12b by using, for example, an ultra-high pressure mercury lamp. Is cured.
これにより、図10(d)に示すように、屈折率が1.51程度の下部クラッド層2bが形成される。なお、下部クラッド材12bを完全に硬化させると、屈折率は例えば0.025程度大きくなる。
As a result, as shown in FIG. 10D, the
次に、図10(e)に示すように、下部クラッド層2b上に、例えば、上記と同様の光硬化性樹脂組成物を塗布してコア材13bの層を形成する。
Next, as shown in FIG. 10 (e), for example, a photocurable resin composition similar to that described above is applied onto the
次に、図11(f)に示すように、上記したコア層パターンに相当する開口を有するフォトマスク14を介してコア材13bに対し紫外線を選択的に照射する。
Next, as shown in FIG. 11F, the
これにより、図11(g)に示すように、フォトマスク14の開口に対応する部分では、コア材13bが硬化してコア層3aを上記したパターンに形成する。
As a result, as shown in FIG. 11G, the
次に、図11(h)に示すように、紫外線が照射されなかった未硬化状態のコア材13bを溶解除去する。これにより、例えば、平面形状が台形であり、屈折率が1.56程度のコア層3bを形成することができる。
Next, as shown in FIG. 11 (h), the
最後に、図11(i)に示すように、下部クラッド層2bの露出面及びコア層3b上に、例えば、下部クラッド層2bの形成方法と同様の方法により上部クラッド層4bを形成する。
Finally, as shown in FIG. 11I, the
こうした作製工程によって、下部クラッド層2b上にコア層3bを形成することができ、また工程を繰り返すことによって、光導波路7bを作製することができる。
By such a manufacturing process, the
次に、図12について、上述した光導波路7bへの光入射と光導波状況を説明する。
Next, with reference to FIG. 12, the light incident on the
図12(a)は、光導波路7bのうち、例えばコア層3bについて各LED9R、9G、9Bからの光を同時に入射し、出射面6bから出射する状態を示している。この時に、入射面5bの幅をA(μm)、出射面6bの幅をB(μm)、及び入射面5bから出射面6bまでの距離をd(mm)とする。そして、コア層3bの幅を直線状傾斜面8bによって光入射面から光出射面へと直線的に小さくしている。この直線状傾斜面8bによってコア層とクラッド層との界面での全反射が向上し、コア層内での光導波を効率良く行える。
FIG. 12A shows a state in which light from each of the
図12(b)には、入射面5bから出射面までの長さd(mm)と光損失(dB)との相関特性を示す。これによれば、出射面の幅Bを50μmに固定し、光導波路7bの許容光損失をグラフ中に破線で示す2dB以下と設定した場合に、入射面の幅Aを200μmとした条件aでは、光損失が2dB以下になるには、入射面5bから出射面6bまでの長さdの下限は約0.7mmとなり、また、入射面の幅Aを300μmとした条件bでは、光損失が2dB以下になるには、入射面5bから出射面6bまでの長さdの下限は約1.5mmとなる。同様に、入射面の幅Aを条件c、d、eのように広げていくと、光損失が2dB以下になるには、入射面5bから出射面6bまでの長さdの下限は約3.0mm、約6.8mm、約15.0mmと大きくなる傾向がある。
FIG. 12B shows a correlation characteristic between the length d (mm) from the incident surface 5b to the exit surface and the optical loss (dB). According to this, when the width B of the exit surface is fixed to 50 μm and the allowable optical loss of the
この結果から、出射面6bの幅Bを一定にしたとき、入射面5bの幅Aを狭くして直線状傾斜面8bの傾斜角を小さくすれば、光損失を2dB以下に抑え、かつ、入射面5bから出射面6bまでの長さdを比較的短くすることができる。従って、直線状傾斜面8bによる光導波効率を確実に向上させるには、上記の幅Aを規定することが望ましいことが分る。このことは、上記した光導波路7bのコア層3b等の各コア層のみならず、光導波路7aのコア層3aについても同様である。
From this result, when the width B of the
これに対し、図13(a)に示す光導波路7cでは、それぞれが曲線状傾斜面16からなる3種類のコア部分28e、28f及び28gにコア層を分け、これらの光入射面5e、5f及び5g側にそれぞれ光源である9R、9G及び9Bを配置し、光出射面6eの前位にてコア部分28e及び28gをそれぞれコア部分28fに合流させ、共通コア部分15を通して出射面6eに光を導びいて出射する構造としている。ここで、出射面6eの幅を50μmと固定し、隣接するコア部分間のピッチをP(μm)、及び入射面5e、5f及び5gから出射面6eまでの距離をd(mm)とすると、図13(b)に示すように、入射面5e、5f及び5gから出射面までの長さd(mm)と、光損失(dB)との相関特性は図13(b)にようになる。
On the other hand, in the optical waveguide 7c shown in FIG. 13A, the core layer is divided into three types of core portions 28e, 28f, and 28g each formed of the curved
これによれば、光導波路7cの許容光損失を破線で示す2dB以下と設定した場合に、隣接するコア部分間のピッチPを200μmとする条件aでは、入射面5e、5f及び5gから出射面6eまでの長さdは約6mm以上必要であり、同様に隣接するコア部分間ピッチPを400μm、600μmとすれば、入射面5e、5f及び5gから出射面6eまでの長さdは約20mm以上、約60mm以上必要となる。 According to this, when the allowable optical loss of the optical waveguide 7c is set to 2 dB or less indicated by a broken line, the condition from the incident surfaces 5e, 5f, and 5g to the emission surface under the condition a in which the pitch P between adjacent core portions is 200 μm is set. The length d up to 6e is required to be about 6 mm or more. Similarly, if the pitch P between adjacent core portions is set to 400 μm and 600 μm, the length d from the entrance surfaces 5e, 5f and 5g to the exit surface 6e is about 20 mm. As described above, about 60 mm or more is required.
この結果から、隣接するコア部分間のピッチPを狭くしてコア部分28e及び28gの曲線状傾斜面16の傾斜角を緩やかとしても、光損失を2dB以下に抑えるには上記の長さdを約6mm以上と大きくする必要がある。これは、コア部分28e及び28gの曲線状傾斜面16の傾斜角がなおも急であるためにそこでのコア層からクラッド層への光漏出を十分に抑制できないため、上記の長さdを大きくしないと、曲線状傾斜面16の傾斜面を緩やかにして上記の光漏出を減らすことができないからである。
From this result, even if the pitch P between the adjacent core portions is narrowed and the inclination angle of the curved
これに対し、図12に示した光導波路7bの場合、コア層3bの傾斜面8bを直線状としているため、その傾斜角(即ち、入射面の幅A)をコントロールしさえすれば、コア層とクラッド層との界面での全反射が増え、コア層内での光導波効率が向上し、かつ光導波路長dも小さくすることができる。なお、図13の光導波路7cでは、光入射面が狭いため、各光源を対応する入射面に配置する自由度が小さく、かつ光入射量のロスも大きいが、図12の光導波路7bでは、各光源に共通の入射面を幅Aに亘って形成しているので、光源の配置を容易に行え、入射光量も増加する。
On the other hand, in the case of the
次に、図1(a)に示したように光導波路7bと7aとを直交させた光導波路構造においては、各色の信号光の強度やカラーバランスを制御することによって、光導波路7aの出射面6aから出射する出射光は所望のスポットサイズ及び十分な光量の信号光として、次段の例えばスクリーンに投影され、フルカラーの画像の再生が可能なディスプレイを得ることができる。
Next, in the optical waveguide structure in which the
図14は、こうしたディスプレイをヘッドマウントディスプレイ(HMD)20に適用した例を示すものであって、図1(a)に示した光導波路7b及び7aの組み合せ構造を単位画素相当として、紙面垂直方向に多数個ライン状に配し、赤色光源9R、緑色光源9G及び青色光源9Bからの各色の光を各単位画素毎に合波し、光導波路7aからのビーム径の絞られた出射光25を走査板(scanned image plane)21に通した後、この走査板21と光学的に共役関係にある人間の眼球18の網膜17上に光学レンズ19等によって焦点(スポット)を結ばせるように構成している。
FIG. 14 shows an example in which such a display is applied to a head-mounted display (HMD) 20, and the combination structure of the
この結像点は1ライン分、網膜17上に形成されるが、これは走査板21によって網膜17上でラインとは直交する方向に走査されることによって、臨場感あふれる映像をパーソナルに体感することができる。
This image forming point is formed on the
なお、このヘッドマウントディスプレイ20は、サングラスのように装着した状態でプロジェクタやカメラ、コンピュータ、ゲーム機などに組み込むことにより、コンパクトな映像装置を提供することができる。
In addition, this head mounted
本実施の形態によれば、光入射面5b、5c及び5d側から光出射面6b、6c及び6d側に向かって幅が狭くなるコア層3b、3c及び3dを有する光導波路7bと、光入射面5a側から光出射面6a側に向かって幅が狭くなっていて所定サイズの出射光を得るためのコア層3aを有する光導波路7aとの組み合せによって光導波路を構成しているために、光導波路7bへは各光入射面5b、5c及び5dに光源9R、9G、9Bの光が十分な量入射してから光導波路7aの光入射面6aに入射し、更にその光出射面6aから所望のサイズに絞られた十分な光量の出射光が得られる。この場合、各光導波路7b、7aにおいて、各コア層3b、3c及び3d、3aに入射する入射光は、各コア層の直線状傾斜面8b、8aの存在によって各コア層の内部に向かって全反射し易いために、光量損失が少なくなり、各コア層の各光出射面6b、6c及び6d、6aに向かって入射光を効率良く集光し、出射面6aから十分な光量で任意のスポット径にコリメートされた出射光を得ることができる。
According to the present embodiment, the
また、光源9R、9G及び9Bからの光が入射する光導波路7bの入射面が、光導波路7aの光入射面5aの幅方向及び厚み方向に拡大されている(即ち、光導波路7bの入射面積が拡大されている)ために、各光源9R、9G及び9Bからの光は低損失下で光導波路7bの光入射面5b、5c及び5dに入射させることができると共に、光導波路7bに対する各光源9R、9G、9Bの位置合せを行い易く、そのトレランスが大きくなる。また、光導波路7bの光出射面6b、6c及び6dが光導波路7aの光入射面5aと同一厚み領域又はこれよりも小さい厚み領域内に存在しているために、光導波路7bの光入射面5b、5c及び5dからコア層3b、3c及び3dに入射して集光された光を、光導波路7aのコア層3aの光入射面5aに十分に入射させることができる。
Further, the incident surface of the
第2の実施の形態
本実施の形態による光導波路は、図15〜図16に示すように、その正面において所定幅で3分割された各入射面を有するコア層3h、3i、3jを有し、かつ、これらのコア層はそれぞれ3分割されていて各分割コア層が共通の出射面6hの手前で合流して一体化する構造を有する光導波路7eであり、上述の光導波路7aの光源側に配置する以外は、上述の第1の実施の形態と同様である。
Second Embodiment As shown in FIGS. 15 to 16, the optical waveguide according to the present embodiment has
光導波路7eの構造については、図15(a)及び(b)に示すように、所定厚さの基板1b上に所定厚さの下部クラッド層2bが形成され、この下部クラッド層2b上に、3分割されたコア層5hが形成されており、これらの各分割コア部28hは、光導波路7eの光源側において所定厚さで所定幅に3箇所設けられた入射面5hと、これとは反対面に位置して上述した光導波路7aのコア層3aの入射面5aに対応する幅の出射面6fとを有している。そして、各分割コア部28hは、各入射面5hから共通の出射面6fに向かって幅が直線的に狭くなっており、かつこの3分割された各コア部28hは出射面6fの手前の共通コア層27hで合流する構造となっている。
As for the structure of the optical waveguide 7e, as shown in FIGS. 15A and 15B, a
このコア層3hを覆う所定厚さの上部クラッド層4eが形成され、これと同様にこの上部クラッド層4e上にコア層3hと同形状のコア層3iが形成され、このコア層3iを覆う所定厚さの上部クラッド層4f上にコア層3iと同形状のコア層3jが所定厚さに形成され、更に、このコア層3jを覆う所定厚さの上部クラッド層4gが形成されている。各コア層3h、3i、3jはいずれも、同一パターン形状のコア部28h、28i、28jを有し、これらが積層されていて、各入射面5h、5i、5jからの入射光が共通の出射面6f、6g、6hから出射される。
An upper clad layer 4e having a predetermined thickness covering the core layer 3h is formed. Similarly, a
図15(b)に示すように、光源9Rからの光を図15(a)において左列の上下3段の入射面5h、5i及び5jに共通に入射させ、これらからコア層3h、3i及び3jにそれぞれ入射させる。同様に、光源9Gからの光を図15(a)において中央列の入射面5h、5i及び5jからコア層3h、3i及び3jにそれぞれ入射させ、また、光源9Bからの光を図15(a)において右列の入射面5h、5i及び5jからコア層3h、3i及び3jにそれぞれ入射させる。
As shown in FIG. 15B, the light from the
このようにコア層3h、3i及び3jのそれぞれの入射面に光を入射させると、各入射光は各コア層の各コア部28h、28i及び28jを通過して各コア層の直線状傾斜面8bで全反射されつつ、上述の第1の実施の形態で述べたと同様にして効率良く、十分な量で各出射面6f、6g及び6hに向かって図1の縦方向に光をコリメートして出射させることができる。
When light is incident on the respective incident surfaces of the
このようにして光導波路7eの各出射面6f、6g及び6hからのコリメートされた出射光は、次段の直交配置された光導波路7aの入射面5aからコア層3a内に入射し、上述したと同様に幅方向にコリメートされた所望のスポットサイズの出射光が得られる。
The collimated emission light from the
図16(c)は、上述の光導波路7eを光源側から観察した正面図であり、図示省略するが、光源9Rは、コア層3h、3i及び3jの左列の入射面5h、5i及び5jに対応する位置に配置され、光源9Gは、コア層3h、3i及び3jの中央列の入射面5h、5i及び5jに対応する位置に配置され、光源9Bは、コア層3h、3i及び3jの右列の入射面5h、5i及び5jに対応して配置される。
FIG. 16C is a front view of the above-described optical waveguide 7e observed from the light source side. Although not shown, the
図16(d)は、光導波路7eの光出射側の背面図を示し、コア層3h、3i及び3j内で集光された光が出射面6f、6g及び6hを通して出射される。
FIG. 16D shows a rear view of the light emission side of the optical waveguide 7e, and the light condensed in the
本実施の形態においても、各光源からの光を主として3段に積層された入射面から効率良く各コア層内に入射させることができる。この際、各光源毎に各段のコア層が分割されているので、各色の光を独立して各コア層に入射させることができる。また、各光源を対応した位置にそれぞれ配置するのが容易であることは勿論である。 Also in the present embodiment, light from each light source can be efficiently incident on each core layer mainly from the incident surfaces stacked in three stages. At this time, since the core layer at each stage is divided for each light source, light of each color can be incident on each core layer independently. Of course, it is easy to arrange each light source at a corresponding position.
その他、本実施の形態においては、上述の第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。 In addition, in this embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment are obtained.
第3の実施の形態
本実施の形態では、図17〜図18に示すように、光導波路7gのコア層が単層であってその厚さを大きくしていること以外は、上述の第1の実施の形態と同様である。
Third Embodiment In the present embodiment, as shown in FIGS. 17 to 18, the first layer described above except that the core layer of the optical waveguide 7g is a single layer and its thickness is increased. This is the same as the embodiment.
即ち、この光導波路7gの構造は、図5に示した光導波路7bの各コア層3b、3c、3dを一体にして単一のコア層3kとし(従って、クラッド層4b、4cを除去し)、クラッド層4hで覆ったものである。図17(a)に示すように、光導波路7gは、所定厚さの基板1b上に所定厚さの下部クラッド層2bが形成され、この下部クラッド層2b上に形成されたコア層3kは、上述の各コア層の厚さよりもずっと厚くて光導波路7gの正面幅と同じ幅を有する入射面5kと、これとは反対面に位置し、上述した光導波路7aのコア層3aの入射面5aに対応する幅で所定厚さの出射面6iとを有している。コア層3kは、この入射面5kから出射面6iに向かって幅が直線的に狭くなる直線状傾斜面8bを有する台形状に形成されている。
That is, the optical waveguide 7g has a structure in which the core layers 3b, 3c, and 3d of the
図18(b)には、この光導波路7gの平面図を光源9R、9G、9Bと共に示し、図18(c)には、光導波路7gの光源側からの正面図を示す。各光源9R、9G及び9Bは、光導波路7gの入射面5kに対して図17の横方向に所定間隔で並置される。
FIG. 18B shows a plan view of the optical waveguide 7g together with the
図18(d)には、光導波路7gの背面図を示し、光導波路7gのコア層3k内で集光された光が出射面6iを通して出射される。
FIG. 18D shows a rear view of the optical waveguide 7g, and the light condensed in the
この光導波路7gは、図1に示した光導波路7aと直交して組み合され、上述したと同様に光導波に用いることができる。 This optical waveguide 7g is combined orthogonally with the optical waveguide 7a shown in FIG. 1, and can be used for optical waveguide as described above.
これに代えて、図19に示すように、光源側に光導波路7gを破線のように配し、この出射面6iに接合した入射面51を有する光導波路7hを組み合わせることができる。例えば、光導波路7hのコア層31については、光導波路7gの厚さ方向に長い出射面6iの形状に応じて、光導波路7gの入射面5kと同形状の入射面5lを備えている。そして、その幅方向及び奥行き方向の形状は光導波路7gのコア層3kと同様であるが、厚さが出射面6jに向かって薄くなっている。ここで、光導波路7gと7hとは直交して配置されておらず、互いに平行に配置することができる。
Instead, as shown in FIG. 19, an optical waveguide 7g having an
この場合、光導波路7gのコア層3k内で集光された光が出射面6iを通して出射されてから、光導波路7hの入射面5lを通してコア層3l内に入射し、光導波路7hの幅方向及び厚み方向にある直線状傾斜面8hで全反射されつつ出射面6jに集光され、出射面6jから出射される。
In this case, the light condensed in the
図20は、光導波路7hの作製に用い得る成形型を示す。 FIG. 20 shows a mold that can be used to fabricate the optical waveguide 7h.
この成形に際しては、下型24に、下部クラッド層2aを予め設けた基板1aを配し、上型22との間にコア層3lに相当する成形空間31Aを形成し、この成形空間にコア材を注入し、硬化させることによって、所定形状のコア層3lを下部クラッド層2a上に形成することができる。
In this molding, the lower mold 24 is provided with the
本実施の形態によれば、上述の第1の実施の形態と比べて、光源側の光導波路7gの光入射面5kがより拡大されているために、光源からの光を一層効率良く光導波路7g内に入射させることができる。 According to the present embodiment, the light incident surface 5k of the optical waveguide 7g on the light source side is further enlarged as compared with the first embodiment described above, so that the light from the light source is more efficiently transmitted to the optical waveguide. 7 g can be incident.
その他、本実施の形態においては、上述の第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。 In addition, in this embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment are obtained.
第4の実施の形態
本実施の形態は、図21に示すように、上述の第1の実施の形態における光導波路7aから上部クラッド層4aを除去した構造の光導波路7iを用いる以外は、上述の第1の実施の形態と同様である。
Fourth Embodiment As shown in FIG. 21, the present embodiment is the same as that described above except that an optical waveguide 7i having a structure in which the upper cladding layer 4a is removed from the optical waveguide 7a in the first embodiment described above is used. This is the same as the first embodiment.
この光導波路7iにおいては、図1に示した光導波路7bからの入射光が光導波路7iのコア層3a内に入射面5aを通して入射すると、コア層3aから上部クラッド層への漏れ光が存在しなくなるため、光出射面は図21(c)のような形状パターンの集光面となり、主としてコア層3aから十分な光量で出射光が得られる。
In this optical waveguide 7i, when incident light from the
その他、本実施の形態においては、上述の第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。 In addition, in this embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment are obtained.
以上に説明した実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて種々に変形が可能である。 The embodiment described above can be variously modified based on the technical idea of the present invention.
例えば、上述した光導波路の構成材料や層構成も様々に変化させてよい。例えば、ニオブ酸リチウム等の無機系の材料を用い、これをCVD(化学的気相成長法)によって基板上にコア材として成膜し、レジストマスクを用いて所定パターンにエッチングすることによって、上述したコア層と同等のコア層を形成することができる。また、台形状のコア層と同様の形状に下部クラッド層及び上部クラッド層等を形成してもよい。特に光導波路7bにおけるコアの積層数は、集光性を向上させるには2以上であればよいが、20以下とするのが実用面からみて望ましい。
For example, the constituent material and the layer configuration of the optical waveguide described above may be variously changed. For example, an inorganic material such as lithium niobate is used, formed as a core material on a substrate by CVD (chemical vapor deposition), and etched into a predetermined pattern using a resist mask. A core layer equivalent to the prepared core layer can be formed. Further, the lower clad layer and the upper clad layer may be formed in the same shape as the trapezoidal core layer. In particular, the number of laminated cores in the
また、複数の光導波路を用いて構成した場合におけるそれぞれの光導波路の交差方向は直交方向に限られることはない等、配置等を様々に変化させてよい。また、光導波路を接続する場合に、屈折率の制御された光学材料を介して接着してもよいが、この場合は接続部からの光の漏れを防止するのがよい。 Further, in the case of using a plurality of optical waveguides, the crossing direction of each optical waveguide is not limited to the orthogonal direction, and the arrangement and the like may be variously changed. Further, when connecting the optical waveguide, it may be bonded via an optical material whose refractive index is controlled, but in this case, it is preferable to prevent light leakage from the connecting portion.
また、光導波路のコア形状は、直線状傾斜面を幅方向端面に有するタイプのみならず、曲線状傾斜面を幅方向端面に有するコア層としてもよい。コア層の作製は、図20に示した如き成形型による成形で行ってもよい。 Further, the core shape of the optical waveguide is not limited to a type having a linear inclined surface at the end surface in the width direction, but may be a core layer having a curved inclined surface at the end surface in the width direction. The core layer may be produced by molding with a molding die as shown in FIG.
また、上述した光導波路を含む光学系の構成は適宜変更してよく、例えば、走査手段としてマイクロミラーデバイスやポリゴンミラー等を採用してよいし、投影をスクリーン上に行ってもよい。 Further, the configuration of the optical system including the above-described optical waveguide may be appropriately changed. For example, a micromirror device, a polygon mirror, or the like may be employed as a scanning unit, or projection may be performed on a screen.
なお、本発明は、LED又はレーザを用いた光導波路を光源とするディスプレイをはじめ、例えば、レーザを用いた光導波路からの信号光を次段回路の受光素子(光配線やフォトディテクタ等)に入射させる光通信等の如き種々の光情報処理に広く適用可能である。 The present invention includes a display using an optical waveguide using an LED or a laser as a light source, for example, signal light from the optical waveguide using a laser is incident on a light receiving element (optical wiring, photodetector, etc.) of the next stage circuit. It can be widely applied to various optical information processing such as optical communication.
本発明は、光導波路で効率良く所定の光束に集光されて出射し、或いは光導波路に効率良く入射した後に出射した信号光を走査手段で走査して投影するように構成したディスプレイや、上記信号光を次段回路の受光素子(光配線やフォトディテクタ等)に入射させるように構成した光通信等の光情報処理に有効に用いることができる。 The present invention relates to a display configured to scan and project the signal light emitted after being efficiently condensed into a predetermined light beam and emitted from the optical waveguide, or after being efficiently incident on the optical waveguide, The present invention can be effectively used for optical information processing such as optical communication configured to cause signal light to be incident on a light receiving element (such as an optical wiring or a photodetector) of the next stage circuit.
1a、1b…基板、2a、2b…下部クラッド層、
3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k、3l…コア層、
4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i…上部クラッド層、
5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h、5i、5j、5k、5l…入射面、
6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j…出射面、
7a、7h、7i…第2の光導波路、
7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h、7i…第1の光導波路、
8a、8b…直線状傾斜面、9R、9G、9B…光源、17…網膜、18…眼球、
19…光学レンズ、20…ヘッドマウントディスプレイ、21…走査板、23…上型、
24…下型、25…出射光、27h、27i、27j…共通コア層、
28h、28i、28j…コア部分
1a, 1b ... substrate, 2a, 2b ... lower clad layer,
3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h, 3i, 3j, 3k, 3l ... core layer,
4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, 4i ... upper clad layer,
5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j, 5k, 5l ... incident surface,
6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h, 6i, 6j ... exit surface,
7a, 7h, 7i ... second optical waveguide,
7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i ... first optical waveguide,
8a, 8b ... linear inclined surface, 9R, 9G, 9B ... light source, 17 ... retina, 18 ... eyeball,
19 ... Optical lens, 20 ... Head mounted display, 21 ... Scanning plate, 23 ... Upper mold,
24 ... Lower mold, 25 ... Emission light, 27h, 27i, 27j ... Common core layer,
28h, 28i, 28j ... Core part
Claims (13)
光入射面側から光出射面側に向かって少なくとも幅が狭くなるコア層を有する第1光 導波路と、光入射面側から光出射面側に向かって少なくとも幅が狭くなっていて所定サ イズの出射光を得るためのコア層を有する第2光導波路とからなり、
前記第1光導波路の光出射面と前記第2光導波路の光入射面とが対向し、
前記第1光導波路が光源側に配置され、この光源からの光の入射面積が前記第2光導 波路の前記光入射面の幅方向及び/又は厚み方向に拡大されており、
前記第1光導波路の前記光出射面が前記第2光導波路の前記光入射面と同一厚み領域 又はこれよりも小さい厚み領域内に存在している
ことを特徴とする光導波路。 In an optical waveguide composed of a joined body of a core layer and a cladding layer,
A first optical waveguide having a core layer whose width is at least narrowed from the light incident surface side toward the light emitting surface side; and a predetermined size that is at least narrower from the light incident surface side toward the light emitting surface side. A second optical waveguide having a core layer for obtaining the emitted light of
A light exit surface of the first optical waveguide and a light incident surface of the second optical waveguide are opposed to each other;
The first optical waveguide is disposed on the light source side, and an incident area of light from the light source is enlarged in a width direction and / or a thickness direction of the light incident surface of the second optical waveguide;
The optical waveguide characterized in that the light exit surface of the first optical waveguide is present in the same thickness region as the light incident surface of the second optical waveguide or in a smaller thickness region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003291999A JP2005062444A (en) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Optical waveguide and optical information processing device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009199038A (en) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Wavelength multiplexed optical transmission path structure and optical module using the same |
JP2013140392A (en) * | 2006-12-01 | 2013-07-18 | Nec Corp | Polarization rotator and method for manufacturing the same |
-
2003
- 2003-08-12 JP JP2003291999A patent/JP2005062444A/en active Pending
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