JP2006276735A - Optical waveguide and manufacturing method thereof - Google Patents

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Yasuyuki Mizushima
康之 水嶋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an optical waveguide permitting to efficiently manufacture a high performance polymer optical waveguide inexpensively, and to provide an optical waveguide manufactured by the manufacturing method of the optical waveguide. <P>SOLUTION: In the manufacturing method of the optical waveguide, the optical waveguide is formed by giving a refractive index conditioner to a part where the optical waveguide of a polymer base body is arranged, and diffusing the refractive index conditioner into the base body. There are preferred a mode of diffusing the refractive index conditioner into the base body by masking a part to form the optical waveguide thereon except an aperture part and giving the refractive index conditioner to the aperture part, a mode diffusing the refractive index conditioner into the base body by providing the base body surface with a groove part corresponding to a part to form the optical waveguide thereon and giving the refractive index conditioner into the groove part, and the like. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリマー材料を用いた簡便かつ安価で高い性能を有する光導波路を製造する方法及び該光導波路の製造方法により製造された光導波路に関する。   The present invention relates to a method for producing a simple, inexpensive and high performance optical waveguide using a polymer material, and an optical waveguide produced by the method for producing the optical waveguide.

従来より、光導波路を作製する方法として種々の方法が提案されている。例えば、材料として石英を使用し、RIEエッチングやフォトリソグラフィーを応用した方法によりコアやクラッドを形成しており、高価な設備や装置を使用する結果、高価なプロセスになっていた。   Conventionally, various methods have been proposed as a method of manufacturing an optical waveguide. For example, quartz is used as a material, and a core and a clad are formed by a method applying RIE etching or photolithography. As a result of using expensive equipment and equipment, the process is expensive.

このため、ドーパントの拡散によって屈折率分布型の光導波路を作製することが試みられている。例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO、LN)中にTiを拡散させて光導波路を形成することが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。このドーパントの拡散方法によれば、エッチングプロセス等が必要なく、安価に光導波路を作製することができる。また、真空を使用する大掛かりな装置が要らないため、大型化、大量生産に向く方式であり、複雑な光導波路であっても問題なく形成できる。更に、エッチング等の光導波路を切ったり、形を作る必要がないため、導波損失は良好である。 For this reason, it has been attempted to produce a refractive index distribution type optical waveguide by diffusion of dopant. For example, it has been proposed to form an optical waveguide by diffusing Ti in lithium niobate (LiNbO 3 , LN) (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). According to this dopant diffusion method, an optical waveguide can be manufactured at low cost without an etching process or the like. In addition, since a large-scale apparatus using a vacuum is not required, this is a method suitable for upsizing and mass production, and even a complicated optical waveguide can be formed without any problem. Furthermore, since there is no need to cut or shape the optical waveguide such as etching, the waveguide loss is good.

しかし、最近では、折り畳み式の携帯電話機、キーパッドやメインボードを備える本体と液晶パネルを結ぶ信号線が通るヒンジ部などに光導波路を使用することが検討されている。このような光導波路は、機械的に柔軟で、光配線を曲げても光学特性が劣化しないことが求められており、上記無機材料を用いた光導波路では対応できないので、有機材料を用いた光導波路の検討が進められている。   However, recently, the use of optical waveguides for folding cellular phones, hinge portions through which signal lines connecting a main body including a keypad or a main board and a liquid crystal panel pass, etc. has been studied. Such an optical waveguide is required to be mechanically flexible and optical characteristics are not deteriorated even if the optical wiring is bent, and the optical waveguide using the inorganic material cannot be used. Waveguides are being studied.

そこで、このような光配線の製造に適したフィルム光導波路を安価に効率よく製造する方法として、例えば、スタンパにより光導波路コアとなる凹溝を形成されたクラッド基板の表面にコア材料を塗布するのみ、あるいは塗布したコア材料を上から押さえ付けて平らに押し潰す方法が提案されている(特許文献3及び特許文献4参照)。しかし、これらの提案の方法においても、金型を作製し、複数の工程が必要である。   Therefore, as a method for efficiently and inexpensively manufacturing a film optical waveguide suitable for manufacturing such an optical wiring, for example, a core material is applied to the surface of a clad substrate in which a concave groove serving as an optical waveguide core is formed by a stamper. Or a method of pressing the coated core material from above and crushing it flatly (see Patent Document 3 and Patent Document 4). However, these proposed methods also require a plurality of processes by producing a mold.

したがって更に安価に高性能な光導波路を効率よく製造することができる高分子光導波路の製造方法の速やかな提供が望まれているのが現状である。   Therefore, at present, there is a demand for prompt provision of a method for producing a polymer optical waveguide capable of efficiently producing a high-performance optical waveguide at a lower cost.

特開平11−258439号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-258439 特開2004―287093号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-287093 特開平9−281351号公報JP-A-9-281351 特許第2679760号公報Japanese Patent No. 2679760

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、ポリマー基体内に屈折率調整剤を拡散させるだけの簡便な方法により、安価に高性能な光導波路を効率よく製造することができる光導波路の製造方法、及び該光導波路の製造方法により製造される光導波路を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, the present invention provides an optical waveguide manufacturing method capable of efficiently manufacturing a high-performance optical waveguide at low cost by a simple method of simply diffusing a refractive index adjusting agent in a polymer substrate, and the optical waveguide An object of the present invention is to provide an optical waveguide manufactured by a manufacturing method.

前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
<1> ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に屈折率調整剤を付与し、該基体内に屈折率調整剤を拡散させて光導波路を形成することを特徴とする光導波路の製造方法である。該<1>に記載の光導波路の製造方法においては、ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に屈折率調整剤を付与し、該基体内に屈折率調整剤を拡散させることにより、安価に高性能な光導波路を効率よく製造することができる。
<2> ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した開口部以外をマスキングし、該開口部に屈折率調整剤を付与する前記<1>に記載の光導波路の製造方法である。該<2>に記載の光導波路の製造方法においては、ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した開口部以外をマスキングすることにより、光導波路を設ける箇所に屈折率調整剤を効率よく拡散させて、高性能な光導波路を製造することができる。
<3> ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した溝部を該基体表面に設け、該溝部に屈折率調整剤を付与する前記<1>に記載の光導波路の製造方法である。該<3>に記載の光導波路の製造方法においては、ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した溝部を設けることにより、光導波路を設ける箇所に屈折率調整剤を効率よく拡散させて、高性能な光導波路を製造することができる。
<4> 第1ポリマー基体及び第2ポリマー基体の少なくともいずれかの表面の光導波路を設ける箇所に屈折率調整剤を付与し、該屈折率調整剤付与面で該第1ポリマー基体と該第2ポリマー基体とを接合させて、両基体内に屈折率調整剤を拡散させて光導波路を形成することを特徴とする光導波路の製造方法である。該<4>に記載の光導波路の製造方法においては、略同心円状に屈折率調整剤が拡散した高性能な光導波路を形成することができる。
<5> 屈折率調整剤の付与が、塗布である前記<1>から<4>のいずれかに記載の光導波路の製造方法である。該<5>に記載の光導波路の製造方法においては、塗布によりポリマー基体に屈折率調整剤を効率よく付与することができる。
<6> 屈折率調整剤の拡散が、加熱処理により行われる前記<1>から<5>のいずれかに記載の光導波路の製造方法である。該<6>に記載の光導波路の製造方法においては、加熱によりポリマー基体内に屈折率調整剤を効率よく拡散させることができる。
<7> ポリマー基体が、使用波長において電子遷移吸収のないポリマーを含む前記<1>から<6>のいずれかに記載の光導波路の製造方法である。該<7>に記載の光導波路の製造方法においては、ポリマー基体が使用波長において電子遷移吸収のないポリマーを含んでいる。この電子遷移吸収はn−π、π−πなどの電子が励起されることによる吸収でベンゼン環やC=O基などを含む有機化合物では顕著に観測される。通信波長帯でこの吸収があると、損失が増大し、化学反応も起きやすく、基体が劣化する原因ともなるので、存在しないことが望ましい。
<8> ポリマーが、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂、及びノルボルネン系樹脂から選択される少なくとも1種である前記<7>に記載の光導波路の製造方法である。
<9> 屈折率調整剤の屈折率が、ポリマー基体を構成するポリマーの屈折率よりも0.005以上高い前記<1>から<8>のいずれかに記載の光導波路の製造方法である。
<10> 屈折率調整剤が、安息香酸ベンジル(BEN)、硫化ジフェニル(DPS)、リン酸トリフェニル(TPP)、フタル酸ベンジル−n−ブチル(BBP)、フタル酸ジフェニル(DPP)、ビフェニル(DP)、ジフェニルメタン(DPM)、リン酸トリクレジル(TCP)、ブロモベンゼン、及びジフェニルスルホキシド(DPSO)から選択される少なくとも1種である前記<1>から<9>のいずれかに記載の光導波路の製造方法である。
<11> 屈折率調整剤が、サイズの異なる少なくとも2種の化合物を含む前記<1>から<10>のいずれかに記載の光導波路の製造方法である。該<11>に記載の光導波路の製造方法においては、ポリマー基体内での屈折率の分布を効率よく調整することができる。
<12> 屈折率調整剤を拡散させた後の基体表面にオーバークラッド層を設ける前記<1>から<3>及び<5>から<11>のいずれかに記載の光導波路の製造方法である。該<12>に記載の光導波路の製造方法においては、屈折率調整剤を拡散させた後の基体表面にオーバークラッド層を設けることにより、基体表面の保護、光損失の低減、TE/TMモードの損失の低減を図ることができる。
<13> オーバークラッド層が、ポリマー基体を構成するポリマーと同じポリマーを含む前記<12>に記載の光導波路の製造方法である。
<14> 前記<1>から<13>のいずれかに記載の光導波路の製造方法により製造されたことを特徴とする光導波路である。
Means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> A method for producing an optical waveguide, comprising: providing a polymer substrate with an optical waveguide at a position where the optical waveguide is provided, and diffusing the refractive index adjuster into the substrate to form the optical waveguide. In the method for producing an optical waveguide according to <1>, a refractive index adjusting agent is applied to a portion of the polymer substrate where the optical waveguide is provided, and the refractive index adjusting agent is diffused in the substrate, so that high performance can be achieved at low cost. A simple optical waveguide can be efficiently manufactured.
<2> The method for producing an optical waveguide according to <1>, in which a portion other than the opening corresponding to the location where the optical waveguide of the polymer base is provided is masked, and a refractive index adjusting agent is applied to the opening. In the method for producing an optical waveguide according to <2>, the refractive index adjusting agent is efficiently diffused in the portion where the optical waveguide is provided by masking portions other than the opening corresponding to the portion where the optical waveguide of the polymer base is provided. Thus, a high-performance optical waveguide can be manufactured.
<3> The method for producing an optical waveguide according to <1>, wherein a groove portion corresponding to a location where the optical waveguide of the polymer substrate is provided is provided on the surface of the substrate, and a refractive index adjusting agent is applied to the groove portion. In the method for producing an optical waveguide according to <3>, by providing a groove portion corresponding to the location where the optical waveguide of the polymer substrate is provided, the refractive index adjusting agent is efficiently diffused in the location where the optical waveguide is provided, A high performance optical waveguide can be manufactured.
<4> A refractive index adjusting agent is applied to a portion where an optical waveguide is provided on at least one of the surfaces of the first polymer substrate and the second polymer substrate, and the first polymer substrate and the second polymer are provided on the surface where the refractive index adjusting agent is applied. A method of manufacturing an optical waveguide, comprising: bonding a polymer substrate and diffusing a refractive index adjusting agent in both substrates to form an optical waveguide. In the method for producing an optical waveguide according to <4>, a high-performance optical waveguide in which the refractive index adjusting agent is diffused substantially concentrically can be formed.
<5> The method for producing an optical waveguide according to any one of <1> to <4>, wherein the application of the refractive index adjusting agent is coating. In the method for producing an optical waveguide according to <5>, the refractive index adjusting agent can be efficiently applied to the polymer substrate by coating.
<6> The optical waveguide manufacturing method according to any one of <1> to <5>, wherein the refractive index adjusting agent is diffused by a heat treatment. In the method for producing an optical waveguide according to <6>, the refractive index adjusting agent can be efficiently diffused into the polymer substrate by heating.
<7> The method for producing an optical waveguide according to any one of <1> to <6>, wherein the polymer substrate includes a polymer having no electronic transition absorption at a use wavelength. In the method for producing an optical waveguide according to <7>, the polymer substrate contains a polymer having no electronic transition absorption at the wavelength used. This electronic transition absorption is absorption due to excitation of electrons such as n-π and π-π, and is remarkably observed in an organic compound containing a benzene ring or a C═O group. If there is this absorption in the communication wavelength band, loss increases, chemical reactions are likely to occur, and the base deteriorates.
<8> The light according to <7>, wherein the polymer is at least one selected from an acrylic resin, a polycarbonate resin, a silicone resin, a polyimide resin, a polyethylene terephthalate (PET) resin, and a norbornene resin. It is a manufacturing method of a waveguide.
<9> The method for producing an optical waveguide according to any one of <1> to <8>, wherein a refractive index of the refractive index adjusting agent is 0.005 or more higher than a refractive index of a polymer constituting the polymer substrate.
<10> The refractive index adjusting agent is benzyl benzoate (BEN), diphenyl sulfide (DPS), triphenyl phosphate (TPP), benzyl-n-butyl phthalate (BBP), diphenyl phthalate (DPP), biphenyl ( DP), diphenylmethane (DPM), tricresyl phosphate (TCP), bromobenzene, and diphenyl sulfoxide (DPSO) are at least one selected from the above <1> to <9> It is a manufacturing method.
<11> The method for producing an optical waveguide according to any one of <1> to <10>, wherein the refractive index adjusting agent includes at least two compounds having different sizes. In the method for producing an optical waveguide according to <11>, the refractive index distribution in the polymer substrate can be adjusted efficiently.
<12> The method for producing an optical waveguide according to any one of <1> to <3> and <5> to <11>, wherein an overcladding layer is provided on the surface of the substrate after the refractive index adjusting agent is diffused. . In the method for producing an optical waveguide according to <12>, by providing an over clad layer on the substrate surface after the refractive index adjusting agent is diffused, the substrate surface is protected, the optical loss is reduced, and the TE / TM mode. Loss can be reduced.
<13> The method for producing an optical waveguide according to <12>, wherein the over clad layer contains the same polymer as the polymer constituting the polymer substrate.
<14> An optical waveguide manufactured by the method for manufacturing an optical waveguide according to any one of <1> to <13>.

本発明によると、従来における問題を解決することができ、ポリマー基体内に屈折率調整剤を拡散させるだけの簡単な方法により効率よく光導波路を作製できる。また、本発明の光導波路の製造方法は、屈折率調整剤を基体内に拡散させることができるポリマーの選択肢が多く、自由度が高い。更に、屈折率分布型の光導波路であることから損失の面でもステップ型の光導波路に比較して有利であり、安価で高性能な光導波路を提供することができる。   According to the present invention, conventional problems can be solved, and an optical waveguide can be efficiently produced by a simple method in which a refractive index adjusting agent is diffused into a polymer substrate. In addition, the optical waveguide manufacturing method of the present invention has many options for polymers that can diffuse the refractive index adjusting agent into the substrate, and has a high degree of freedom. Furthermore, since it is a refractive index distribution type optical waveguide, it is advantageous in terms of loss compared to a step type optical waveguide, and an inexpensive and high-performance optical waveguide can be provided.

(光導波路及び光導波路の製造方法)
本発明の光導波路の製造方法は、第1の形態では、ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に屈折率調整剤を付与する屈折率調整剤付与工程と、該基体内に屈折率調整剤を拡散させる屈折率調整剤拡散工程とを含んでなり、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
本発明の光導波路は、本発明の前記光導波路の製造方法により製造される。
以下、本発明の光導波路の製造方法の説明を通じて、本発明の前記光導波路の詳細についても明らかにする。
(Optical waveguide and optical waveguide manufacturing method)
In the first embodiment, the optical waveguide manufacturing method of the present invention, in the first embodiment, a refractive index adjusting agent applying step for applying a refractive index adjusting agent to a portion where the optical waveguide of the polymer substrate is provided, and the refractive index adjusting agent is diffused in the substrate. A refractive index adjusting agent diffusing step to be performed, and further including other steps as necessary.
The optical waveguide of the present invention is manufactured by the method for manufacturing an optical waveguide of the present invention.
Hereinafter, the details of the optical waveguide of the present invention will be clarified through the description of the optical waveguide manufacturing method of the present invention.

<屈折率調整剤付与工程>
前記第1形態に係る光導波路の製造方法においては、ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に屈折率調整剤を付与する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塗布、噴霧、付着、浸漬、堆積、などが挙げられ、これらの中でも、塗布が特に好ましい。
<Refractive index adjusting agent application step>
In the method for producing an optical waveguide according to the first embodiment, as a method of applying a refractive index adjusting agent to the portion where the optical waveguide of the polymer base is provided, there is no particular limitation and can be appropriately selected according to the purpose. For example, application, spraying, adhesion, immersion, deposition, and the like can be mentioned, and among these, application is particularly preferable.

前記塗布としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、屈折率調整剤が液状であればそのまま直接塗布し、屈折率調整剤が液状でない場合には、適当な溶剤に溶かして塗布液としてから塗布することができる。
前記塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、刷毛塗り、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター、などが挙げられる。
The coating is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. If the refractive index adjuster is liquid, it is directly applied. If the refractive index adjuster is not liquid, an appropriate solvent is used. It can be applied after dissolving and forming a coating solution.
There is no restriction | limiting in particular as said application | coating method, According to the objective, it can select suitably, Brush coating, a roll coater, a die coater, a curtain coater, etc. are mentioned.

前記ポリマー基体における光導波路を設ける箇所の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、直線状以外にも、略Y字状、略V字状、略X字状、略U字状等の種々の分岐した形状、などが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as a shape of the location which provides the optical waveguide in the said polymer base | substrate, According to the objective, it can select suitably, In addition to linear form, substantially Y shape, substantially V shape, and substantially X shape And various branched shapes such as a substantially U-shape.

前記屈折率調整剤の付与方法としては、具体的には、(1)ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した開口部以外をマスキングし、該開口部に屈折率調整剤を付与する態様、(2)ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した溝部を該基体表面に設け、該溝部に屈折率調整剤を付与する態様、などが好適に挙げられる。   As the method for applying the refractive index adjusting agent, specifically, (1) a mode of masking other than the opening corresponding to the location where the optical waveguide of the polymer substrate is provided, and applying the refractive index adjusting agent to the opening, (2) The aspect which provides the groove part corresponding to the location where the optical waveguide of a polymer base | substrate is provided in this base | substrate surface, and provides a refractive index regulator to this groove part etc. is mentioned suitably.

前記(1)の態様では、ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した開口部以外をマスキングする方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(i)光導波路を設ける箇所に対応した開口部を有するマスクを基体表面に取り付ける方法、(ii)光導波路を設ける箇所に対応した開口部以外を屈折率調整剤を通さない材料を塗布する方法、(iii)光導波路を設ける箇所に対応した開口部以外を屈折率調整剤を通さないシール材料で被覆する方法、などが挙げられる。これらの中でも、前記(i)のマスクを用いる方法が特に好ましい。
前記マスクの材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、クロム等の金属マスク、エマルジョンマスク、フォトマスク用レジスト材料などが挙げられ、該マスクに開口部を設ける方法としては、特に制限はなく、当該技術分野において普通に行われている方法を採用することができる。
なお、前記マスクの開口部への屈折率調整剤の付与方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、上述した塗布方法などが挙げられる。
In the aspect (1), the method for masking other than the opening corresponding to the location where the optical waveguide of the polymer substrate is provided is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, (i) A method of attaching a mask having an opening corresponding to a location where an optical waveguide is provided, to the surface of the substrate; (ii) a method of applying a material that does not allow the refractive index adjusting agent to pass through other than the aperture corresponding to the location where the optical waveguide is provided; ) A method of covering a portion other than the opening corresponding to the location where the optical waveguide is provided with a sealing material that does not pass the refractive index adjusting agent. Among these, the method using the mask (i) is particularly preferable.
The material of the mask is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include a metal mask such as chromium, an emulsion mask, a resist material for a photomask, and the like. There is no restriction | limiting in particular as a providing method, The method normally performed in the said technical field is employable.
In addition, there is no restriction | limiting in particular as the provision method of the refractive index regulator to the opening part of the said mask, According to the objective, it can select suitably, For example, the coating method etc. which were mentioned above are mentioned.

前記(2)の態様では、ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した溝部としては、屈折率調整剤を所定量保持することができれば形状、大きさ、形成方法などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記溝部の断面形状としては、例えば、四角形、半円形、逆三角形、などが挙げられる。
前記溝部の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金型を用いて基体の成形と同時に溝部を形成する方法、基体の表面を切削する方法、などが挙げられる。
前記溝部への屈折率調整剤の付与方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、上述した塗布方法などが挙げられる。
In the aspect of (2), there is no particular limitation on the shape, size, formation method, and the like as long as the groove portion corresponding to the location where the optical waveguide of the polymer base is provided can hold the refractive index adjusting agent, It can be appropriately selected according to the purpose, and examples of the cross-sectional shape of the groove include a quadrangle, a semicircle, and an inverted triangle.
The method for forming the groove is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.For example, a method for forming the groove simultaneously with the molding of the substrate using a mold, a method for cutting the surface of the substrate, Etc.
There is no restriction | limiting in particular as a provision method of the refractive index regulator to the said groove part, According to the objective, it can select suitably, For example, the coating method etc. which were mentioned above are mentioned.

−ポリマー基体−
前記ポリマー基体としては、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば平板状、シート状、フィルム状、などが挙げられ、前記構造としては、単層構造であってもいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、光導波路の用途や種類などに応じて適宜選択することができる。
-Polymer substrate-
The shape, structure, size and the like of the polymer substrate are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the shape include a flat plate shape, a sheet shape, and a film shape. The structure may be a single-layer structure or a laminated structure, and the size may be appropriately selected according to the use or type of the optical waveguide.

前記ポリマー基体の材料としては、特に制限はなく、光導波路に普通に用いられている材料のいずれをも好適に用いることができるが、使用波長において電子遷移吸収のないポリマーが好適に用いられる。この電子遷移吸収はn−π、π−πなどの電子が励起されることによる吸収であり、ベンゼン環やC=O基などを含む有機化合物では顕著に観測される。通信波長帯でこの吸収があると、損失が増大し、化学反応も起きやすく、基体が劣化する原因ともなるので、存在しないことが望ましい。   The material for the polymer substrate is not particularly limited, and any material commonly used for optical waveguides can be suitably used, but a polymer having no electronic transition absorption at the wavelength used is suitably used. This electron transition absorption is absorption due to excitation of electrons such as n-π and π-π, and is remarkably observed in an organic compound containing a benzene ring or a C═O group. If there is this absorption in the communication wavelength band, loss increases, chemical reactions are likely to occur, and the base deteriorates.

前記ポリマー基体の材料としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類(フッ素不含有(メタ)アクリル酸エステル(i)、フッ素含有(メタ)アクリル酸エステル(ii))、スチレン系化合物(iii)、ビニルエステル類(iv)、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールA等を重合性化合物として用いて重合させたもの、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、などが挙げられる。これらを原料として、各々を重合させたホモポリマー、これらの2種以上を組み合わせて重合させた共重合体、該ホモポリマーや共重合体の混合物、などが挙げられる。   Examples of the material for the polymer substrate include (meth) acrylic acid esters (fluorine-free (meth) acrylic acid ester (i), fluorine-containing (meth) acrylic acid ester (ii)), and styrenic compound (iii). , Vinyl esters (iv), those obtained by polymerizing bisphenol A, which is a raw material of polycarbonates, as a polymerizable compound, and polyvinylidene fluoride (PVDF). Examples thereof include homopolymers obtained by polymerizing these as raw materials, copolymers obtained by combining two or more of these, and mixtures of the homopolymers and copolymers.

前記(i)のフッ素不含有メタクリル酸エステル及びフッ素不含有アクリル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−tert−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボニルメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−tert−ブチル、アクリル酸フェニルなどが特に好ましい。   Examples of the fluorine-free methacrylic acid ester and the fluorine-free acrylic acid ester (i) include, for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, Examples include cyclohexyl methacrylate, diphenylmethyl methacrylate, adamantyl methacrylate, isobornyl methacrylate, norbornyl methacrylate and the like. Among these, methyl acrylate, ethyl acrylate, tert-butyl acrylate, phenyl acrylate, and the like are particularly preferable.

前記(ii)のフッ素含有アクリル酸エステル及びフッ素含有メタクリル酸エステルとしては、例えば、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレートなどが挙げられる。   Examples of the fluorine-containing acrylic ester and fluorine-containing methacrylate ester of (ii) include 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 2,2,3. , 3,3-pentafluoropropyl methacrylate, 1-trifluoromethyl-2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate, 2, 2,3,3,4,4-hexafluorobutyl methacrylate and the like.

前記(iii)のスチレン系化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、などが挙げられる。
前記(iv)のビニルエステル類としては、例えば、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテート、などが挙げられる。
Examples of the (iii) styrene compound include styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene, and the like.
Examples of the vinyl ester (iv) include vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl phenyl acetate, and vinyl chloroacetate.

また、前記ポリマー基体を形成するポリマーとしては、上記の各種化合物の他に、例えば、メチルメタクリレート(MMA)とトリフルオロエチルメタクリレート(FMA)やヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート等のフッ化(メタ)アクリレートとの共重合体を挙げることができる。また、MMAとtert−ブチルメタクリレート等の分岐を有する(メタ)アクリレート、イソボニルメタクリレート、ノルボルニルメタクリレート、トリシクロデカニルメタクリレート等の脂環式(メタ)アクリレートなどとの共重合体などが挙げられる。更には、ポリカーボネート(PC)、ノルボルネン系樹脂(例えば、ZEONEX(登録商標:日本ゼオン株式会社製)、ファンクショナルノルボルネン系樹脂(例えば、ARTON(登録商標:JSR社製)など)、フッ素樹脂(例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)など)を用いることもできる。また、フッ素樹脂の共重合体(例えば、PVDF系共重合体)や、テトラフルオロエチレンパーフルオロ(アルキルビニルエーテル(PFA))ランダム共重合体、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)共重合体などを用いることもできる。また、これらのポリマーの水素原子(H)を重水素原子(D)に置換して伝送損失の低減を図ることもできる。   Moreover, as a polymer which forms the said polymer base | substrate, in addition to said various compounds, for example, methyl methacrylate (MMA) and fluoride (meth) acrylates such as trifluoroethyl methacrylate (FMA) and hexafluoroisopropyl methacrylate are used. Mention may be made of copolymers. In addition, copolymers of MMA and alicyclic (meth) acrylates such as (meth) acrylate having a branch such as tert-butyl methacrylate, isobornyl methacrylate, norbornyl methacrylate, tricyclodecanyl methacrylate, etc. It is done. Furthermore, polycarbonate (PC), norbornene-based resin (for example, ZEONEX (registered trademark: manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), functional norbornene-based resin (for example, ARTON (registered trademark: manufactured by JSR)), fluorine resin (for example, , Polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.) Also, a fluororesin copolymer (for example, PVDF copolymer), tetrafluoroethylene perfluoro (alkyl vinyl ether), etc. (PFA)) Random copolymer, chlorotrifluoroethylene (CTFE) copolymer, etc. can also be used, and the hydrogen loss (H) of these polymers is replaced with deuterium atoms (D), resulting in transmission loss. Can also be reduced.

前記ポリマー基体には、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。   Other additives can be added to the polymer substrate as long as the optical transmission performance is not deteriorated. For example, a stabilizer can be added for the purpose of improving weather resistance and durability. Further, for the purpose of improving optical transmission performance, a stimulated emission functional compound for optical signal amplification can be added.

−屈折率調整剤(ドーパント)−
前記屈折率調整剤としては、前記ポリマー基体におけるポリマーと相溶性が良く、屈折率が、前記ポリマー基体を構成するポリマーの屈折率よりも0.005以上高い化合物が好ましい。その屈折率差は0.005以上が好ましく、0.01以上がより好ましい。前記屈折率差が0.005未満であると、開口数(NA)が小さくなり、閉じ込め効果が小さくなって光が漏れやすくなってしまうことがある。
-Refractive index modifier (dopant)-
The refractive index adjusting agent is preferably a compound having good compatibility with the polymer in the polymer substrate and having a refractive index higher by 0.005 or more than the refractive index of the polymer constituting the polymer substrate. The refractive index difference is preferably 0.005 or more, and more preferably 0.01 or more. When the difference in refractive index is less than 0.005, the numerical aperture (NA) becomes small, the confinement effect becomes small, and light may easily leak.

前記屈折率調整剤としては、例えば、安息香酸ベンジル(BEN)、硫化ジフェニル(DPS)、リン酸トリフェニル(TPP)、フタル酸ベンジル−n−ブチル(BBP)、フタル酸ジフェニル(DPP)、ビフェニル(DP)、ジフェニルメタン(DPM)、リン酸トリクレジル(TCP)、ブロモベンゼン、ジフェニルスルホキシド(DPSO)、などが挙げられる。これらの中でも、BEN、DPS、TPP、DPSOが好ましく、PMMA系の基体を用いた場合には、DPS、DPSOが特に好ましい。   Examples of the refractive index adjusting agent include benzyl benzoate (BEN), diphenyl sulfide (DPS), triphenyl phosphate (TPP), benzyl n-butyl phthalate (BBP), diphenyl phthalate (DPP), and biphenyl. (DP), diphenylmethane (DPM), tricresyl phosphate (TCP), bromobenzene, diphenyl sulfoxide (DPSO), and the like. Among these, BEN, DPS, TPP, and DPSO are preferable, and when a PMMA base is used, DPS and DPSO are particularly preferable.

前記屈折率調整剤としては、サイズの異なる少なくとも2種の化合物を用いることが、拡散時におけるポリマー基体内での屈折率の分布を効率よく形成できる点から好ましい。   As the refractive index adjusting agent, it is preferable to use at least two kinds of compounds having different sizes from the viewpoint that the refractive index distribution in the polymer substrate at the time of diffusion can be efficiently formed.

前記屈折率調整剤の付与量は、ポリマー基体のポリマー材料、形成する光導波路の大きさ、形状などに応じて異なり一概には規定できないが、例えば、0.01〜10g/cmが好ましい。 The amount of the refractive index adjusting agent applied varies depending on the polymer material of the polymer substrate, the size and shape of the optical waveguide to be formed, and cannot be specified unconditionally. For example, 0.01 to 10 g / cm 2 is preferable.

<屈折率調整剤拡散工程>
前記屈折率調整剤拡散工程は、前記ポリマー基体内に屈折率調整剤を拡散させて、光導波路を形成する工程である。
前記拡散方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、屈折率調整剤を塗布してそのまま放置しておくだけでも拡散させることは可能であるが、拡散効率を高める点から、加熱処理を施すことが好ましい。
<Refractive index modifier diffusion process>
The refractive index adjusting agent diffusing step is a step of diffusing the refractive index adjusting agent in the polymer substrate to form an optical waveguide.
The diffusion method is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.For example, the diffusion method can be diffused simply by applying a refractive index adjusting agent and leaving it as it is. It is preferable to heat-process from the point which raises.

前記屈折率調整剤を基体内に拡散させる際には加熱処理することが好ましい。
前記加熱処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、100℃以上で1時間以上の条件で行うことが好ましく、120℃以上で10時間以上の条件で行うことがより好ましい。
When the refractive index adjusting agent is diffused into the substrate, it is preferable to perform a heat treatment.
There is no restriction | limiting in particular as said heat processing, According to the objective, it can select suitably, It is preferable to carry out on conditions of 100 degreeC or more and 1 hour or more, and to carry out on conditions of 120 degreeC or more and 10 hours or more. More preferred.

前記第1形態では、屈折率調整剤を拡散させた後の基体表面にオーバークラッド層を設けることが、基体表面の保護、光損失の低減、TE/TMモードの損失の低減を図れる点から好ましい。
前記オーバークラッド層としては、ポリマー基体を構成するポリマーと同じポリマーを用いることが好ましい。
前記オーバークラッド層の形成は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塗布法などが挙げられる。
前記オーバークラッド層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1〜1000μmが好ましい。
In the first embodiment, it is preferable to provide an overcladding layer on the surface of the substrate after the refractive index adjusting agent is diffused from the viewpoint of protecting the substrate surface, reducing optical loss, and reducing TE / TM mode loss. .
As the overcladding layer, it is preferable to use the same polymer as that constituting the polymer substrate.
There is no restriction | limiting in particular in formation of the said over clad layer, According to the objective, it can select suitably, For example, the apply | coating method etc. are mentioned.
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said over clad layer, According to the objective, it can select suitably, 1-1000 micrometers is preferable.

ここで、本発明の第1形態に係る光導波路の製造方法の一例について、図面を参照して説明する。
図1A〜図1Dは、本発明の、ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した開口部以外をマスキングする光導波路の製造方法の一例を示す製造工程図である。
まず、図1Aに示すように、ポリマー基体1上に、光導波路を設ける箇所に対応した開口部3を有するマスク2を配設する。
次に、図1Bに示すように、マスクの開口部3に屈折率調整剤4を所定量付与する。この例では塗布により付与している。
次に、図1Cに示すように、屈折率調整剤を付与したポリマー基体1を加熱して、屈折率調整剤を基体内に拡散させる。
次に、図1Dに示すように、屈折率調整剤の拡散が終了した後、マスクを剥がし、基体1表面にオーバークラッド層5を被覆する。
以上により、光導波路を作製することができる。
Here, an example of the manufacturing method of the optical waveguide which concerns on the 1st form of this invention is demonstrated with reference to drawings.
FIG. 1A to FIG. 1D are manufacturing process diagrams showing an example of a method for manufacturing an optical waveguide that masks the portion other than the opening corresponding to the location where the optical waveguide of the polymer base of the present invention is provided.
First, as shown in FIG. 1A, a mask 2 having an opening 3 corresponding to a location where an optical waveguide is provided is disposed on a polymer substrate 1.
Next, as shown in FIG. 1B, a predetermined amount of refractive index adjusting agent 4 is applied to the opening 3 of the mask. In this example, it is given by application.
Next, as shown in FIG. 1C, the polymer substrate 1 provided with the refractive index adjusting agent is heated to diffuse the refractive index adjusting agent into the substrate.
Next, as shown in FIG. 1D, after the diffusion of the refractive index adjusting agent is completed, the mask is peeled off, and the surface of the substrate 1 is covered with the over clad layer 5.
Thus, an optical waveguide can be manufactured.

図2A〜図2Dは、本発明の、ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した溝部を設け、該溝部に屈折率調整剤を付与する態様の光導波路の製造方法の一例を示す製造工程図である。
まず、図2Aに示すような、光導波路を設ける箇所に対応した溝部6を設けたポリマー基体1を用意した。この例では、射出成形により溝部を有するポリマー基体を作製した。
次に、図2Bに示すように、溝部6に屈折率調整剤4を所定量付与する。この例では塗布により付与している。
次に、図2Cに示すように、屈折率調整剤を付与したポリマー基体1を加熱して、屈折率調整剤を基体内に拡散させる。
次に、図2Dに示すように、拡散終了後、溝部を含む基体表面にオーバークラッド層5を被覆する。
以上により、光導波路を作製することができる。
2A to 2D are manufacturing process diagrams illustrating an example of a method of manufacturing an optical waveguide according to the present invention in which a groove portion corresponding to a portion where an optical waveguide of a polymer base is provided is provided and a refractive index adjusting agent is applied to the groove portion. It is.
First, as shown in FIG. 2A, a polymer substrate 1 provided with a groove 6 corresponding to a location where an optical waveguide was provided was prepared. In this example, a polymer substrate having a groove was produced by injection molding.
Next, as shown in FIG. 2B, a predetermined amount of the refractive index adjusting agent 4 is applied to the groove 6. In this example, it is given by application.
Next, as shown in FIG. 2C, the polymer substrate 1 provided with the refractive index adjusting agent is heated to diffuse the refractive index adjusting agent into the substrate.
Next, as shown in FIG. 2D, after the diffusion is completed, the overcladding layer 5 is coated on the substrate surface including the groove.
Thus, an optical waveguide can be manufactured.

<第2形態の光導波路の製造方法>
本発明の光導波路の製造方法は、第2の形態では、第1ポリマー基体及び第2ポリマー基体の少なくともいずれかの表面の光導波路を設ける箇所に屈折率調整剤を付与する工程と、該屈折率調整剤付与面で該第1ポリマー基体と該第2ポリマー基体とを接合させて、両基体内に屈折率調整剤を拡散させる工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。この第2形態によれば、簡便な方法により同心円状の光導波路を効率良く形成することができる。
<Method for Manufacturing Optical Waveguide of Second Form>
In the second embodiment, the method for producing an optical waveguide according to the present invention includes a step of applying a refractive index adjusting agent to a portion where the optical waveguide on the surface of at least one of the first polymer substrate and the second polymer substrate is provided, and the refraction. A step of bonding the first polymer substrate and the second polymer substrate on the surface to which the rate adjusting agent is applied, and diffusing the refractive index adjusting agent in both substrates, and further including other steps as necessary. Become. According to the second embodiment, a concentric optical waveguide can be efficiently formed by a simple method.

前記第1ポリマー基体と、前記第2ポリマー基体とは、同じポリマー材料を用いて成形した同一形状のものが好ましい。
前記屈折率調整剤の付与方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、上記第1形態と同様な付与方法を採用することができ、特に塗布による付与が好ましい。
また、ポリマー基体の光導波路を形成する箇所に対応した第1及び第2基体表面に屈折率調整剤を塗布し、しばらく室温で放置した後、第1基体と第2基体とを塗布面で接合させることが好ましい。
前記第1ポリマー基体と、前記第2ポリマー基体との接合方法としては、例えば、接着剤を用いて貼り付ける方法、ネジ止め方法、熱優着、ロック部材同士を係合させる方法、などが挙げられる。
The first polymer substrate and the second polymer substrate preferably have the same shape formed by using the same polymer material.
There is no restriction | limiting in particular as the provision method of the said refractive index adjuster, According to the objective, it can select suitably, The application method similar to the said 1st form can be employ | adopted, and application | coating by application | coating is especially preferable.
Further, after applying a refractive index adjusting agent to the surfaces of the first and second substrates corresponding to the locations where the optical waveguides of the polymer substrate are formed, and letting it stand at room temperature for a while, the first substrate and the second substrate are bonded to each other on the coated surface. It is preferable to make it.
Examples of the bonding method between the first polymer substrate and the second polymer substrate include a method of attaching using an adhesive, a screwing method, thermal adhesion, a method of engaging lock members, and the like. It is done.

ここで、図3は、本発明の第2形態に係る光導波路の製造方法の一例を示す製造工程図である。
まず、第1ポリマー基体10及び第2ポリマー基体11を用意し、これらポリマー基体の表面の光導波路を設ける箇所に屈折率調整剤4を塗布により付与し、所定の時間室温で放置する。
次に、第1基体と第2基体とを塗布面で接合し、加熱して、両基体内に屈折率調整剤を拡散させる。
以上により、光導波路を作製することができる。
Here, FIG. 3 is a manufacturing process diagram showing an example of a manufacturing method of the optical waveguide according to the second embodiment of the present invention.
First, the first polymer substrate 10 and the second polymer substrate 11 are prepared, and the refractive index adjusting agent 4 is applied by coating on the surface of the polymer substrate where the optical waveguide is provided, and left at room temperature for a predetermined time.
Next, the first substrate and the second substrate are bonded to each other on the application surface and heated to diffuse the refractive index adjusting agent in both substrates.
Thus, an optical waveguide can be manufactured.

本発明の光導波路の製造方法により製造された光導波路は、光ファイバー通信分野における安価で低損失な光インターコネクション、光分波器あるいは合波器等の光導波路部品として幅広く適用可能である。   The optical waveguide manufactured by the optical waveguide manufacturing method of the present invention can be widely applied as an optical waveguide component such as an inexpensive, low-loss optical interconnection, optical demultiplexer, or multiplexer in the field of optical fiber communication.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
図1A〜図1Dに示す本発明の光導波路の製造方法により、屈折率分布型の光導波路を作製した。
即ち、光学グレードのアクリル樹脂板(PMMA、幅10mm、厚み3mm、長さ50mm、屈折率=1.49)の上に、光導波路を設ける箇所に対応した開口部を有するメタルマスクを取り付けた。このマスクの開口部に硫化ジフェニル(DPS、屈折率=1.63)を0.5g流し込み、120℃にて100時間保持した。
次いで、光導波路を作製した後、マスクを剥がし、アクリル樹脂板全面に厚み500μmのオーバークラッド層(PMMA)を形成した。以上により、屈折率分布型の光導波路を作製した。
Example 1
A refractive index distribution type optical waveguide was manufactured by the method for manufacturing an optical waveguide of the present invention shown in FIGS. 1A to 1D.
That is, a metal mask having an opening corresponding to a position where an optical waveguide was provided was attached on an optical grade acrylic resin plate (PMMA, width 10 mm, thickness 3 mm, length 50 mm, refractive index = 1.49). 0.5 g of diphenyl sulfide (DPS, refractive index = 1.63) was poured into the opening of this mask and kept at 120 ° C. for 100 hours.
Next, after producing the optical waveguide, the mask was peeled off, and an over clad layer (PMMA) having a thickness of 500 μm was formed on the entire surface of the acrylic resin plate. Thus, a refractive index distribution type optical waveguide was produced.

<評価>
得られた光導波路について、光源として面発光型半導体レーザー(VCSEL)を用い、850nmの波長での光伝送損失を測定したところ、0.10dB/cmであった。
<Evaluation>
The obtained optical waveguide was measured for optical transmission loss at a wavelength of 850 nm using a surface emitting semiconductor laser (VCSEL) as a light source, and found to be 0.10 dB / cm.

(実施例2)
図1A〜図1Dに示す本発明の光導波路の製造方法により、屈折率分布型の光導波路を作製した。
光学グレードの耐熱性アクリル板(イソボニルメタアクリレート(IBXMA)、幅10mm、厚み3mm、長さ50mm、屈折率=1.500)上に、光導波路を設ける箇所に対応したY分岐の開口部を有するレジストマスクを取り付けた。このマスクの開口部にジフェニルスルホキシド(DPSO、屈折率=1.61)0.4gを流し込み、140℃にて50時間保持した。
次いで、光導波路を作製した後、マスクを剥がし、アクリル樹脂板全面に厚み1000μmのオーバークラッド層(PMMA)を形成した。以上により、屈折率分布型の光導波路を作製した。
(Example 2)
A refractive index distribution type optical waveguide was manufactured by the method for manufacturing an optical waveguide of the present invention shown in FIGS. 1A to 1D.
On the optical grade heat-resistant acrylic plate (isobonyl methacrylate (IBXMA), width 10 mm, thickness 3 mm, length 50 mm, refractive index = 1.500), a Y-branch opening corresponding to the location where the optical waveguide is provided A resist mask having was attached. 0.4 g of diphenyl sulfoxide (DPSO, refractive index = 1.61) was poured into the opening of the mask and maintained at 140 ° C. for 50 hours.
Next, after producing the optical waveguide, the mask was peeled off, and an over clad layer (PMMA) having a thickness of 1000 μm was formed on the entire surface of the acrylic resin plate. Thus, a refractive index distribution type optical waveguide was produced.

<評価>
得られた光導波路について、光源として面発光型半導体レーザー(VCSEL)を用い、850nmの波長での光伝送損失を測定したところ、0.15dB/cmであった。
<Evaluation>
The obtained optical waveguide was measured for optical transmission loss at a wavelength of 850 nm using a surface emitting semiconductor laser (VCSEL) as a light source, and was found to be 0.15 dB / cm.

(実施例3)
図1A〜図1Dに示す本発明の光導波路の製造方法により、屈折率分布型の光導波路を作製した。
BnMA/PMMA共重合系アクリル板(幅10mm、厚み3mm、長さ50mm、屈折率=1.51)上に、光導波路を設ける箇所に対応した方向性結合器の設計による開口部を有するエマルジョンマスクを取り付けた。このマスクの開口部にブロモベンゼン(屈折率=1.56)を1g流し込み、120℃にて100時間保持した。
次いで、光導波路を作製した後、マスクを剥がし、アクリル樹脂板全面に厚み1000μmのオーバークラッド層(PMMA)を形成した。以上により、方向性結合器を作製した。
(Example 3)
A refractive index distribution type optical waveguide was manufactured by the method for manufacturing an optical waveguide of the present invention shown in FIGS. 1A to 1D.
Emulsion mask having an opening by design of a directional coupler corresponding to a location where an optical waveguide is provided on a BnMA / PMMA copolymer acrylic plate (width 10 mm, thickness 3 mm, length 50 mm, refractive index = 1.51) Attached. 1 g of bromobenzene (refractive index = 1.56) was poured into the opening of this mask and kept at 120 ° C. for 100 hours.
Next, after producing the optical waveguide, the mask was peeled off, and an over clad layer (PMMA) having a thickness of 1000 μm was formed on the entire surface of the acrylic resin plate. The directional coupler was produced by the above.

<評価>
得られた光導波路について、光源として面発光型半導体レーザー(VCSEL)を用い、850nmの波長での光伝送損失を測定したところ、0.18dB/cmであった。
<Evaluation>
The obtained optical waveguide was measured for optical transmission loss at a wavelength of 850 nm using a surface emitting semiconductor laser (VCSEL) as a light source, and found to be 0.18 dB / cm.

(実施例4)
図2A〜図2Dに示す本発明の光導波路の製造方法により、屈折率分布型の光導波路を作製した。
即ち、光導波路を設ける箇所に対応した溝部を有する光学グレードのアクリル樹脂板(PMMA、幅10mm、厚み3mm、長さ50mm、屈折率=1.49)を用意した。この溝部に硫化ジフェニル(DPS、屈折率=1.63)を0.5g流し込み、120℃にて100時間保持した。
次いで、溝部を含む基体の表面にPMMAのシラップを塗布により厚み100μmのオーバークラッド層を熱重合により形成した。以上により、屈折率分布型の光導波路を作製した。
Example 4
A refractive index distribution type optical waveguide was manufactured by the method for manufacturing an optical waveguide of the present invention shown in FIGS. 2A to 2D.
That is, an optical grade acrylic resin plate (PMMA, width 10 mm, thickness 3 mm, length 50 mm, refractive index = 1.49) having a groove corresponding to the location where the optical waveguide is provided was prepared. 0.5 g of diphenyl sulfide (DPS, refractive index = 1.63) was poured into the groove and kept at 120 ° C. for 100 hours.
Next, an over clad layer having a thickness of 100 μm was formed by thermal polymerization on the surface of the substrate including the groove by applying PMMA syrup. Thus, a refractive index distribution type optical waveguide was produced.

<評価>
得られた光導波路について、光源として面発光型半導体レーザー(VCSEL)を用い、850nmの波長での光伝送損失を測定したところ、0.23dB/cmであった。
<Evaluation>
The obtained optical waveguide was measured for optical transmission loss at a wavelength of 850 nm using a surface emitting semiconductor laser (VCSEL) as a light source, and found to be 0.23 dB / cm.

(実施例5)
図3に示す本発明の光導波路の製造方法により、屈折率分布型の光導波路を作製した。
即ち、光学グレードのアクリル樹脂板(PMMA、幅10mm、厚み3mm、長さ50mm、屈折率=1.49)を2枚用意した。それぞれのアクリル樹脂板上に、光導波路を設ける箇所に対応した箇所に硫化ジフェニル(DPS、屈折率=1.63)を0.5g塗布し、室温で24時間放置した。
次いで、第1基体と第2基体を塗布面で接合し、120℃にて100時間加熱して、両基体内に屈折率調整剤を拡散させた。
以上により、屈折率分布型の光導波路を作製した。
(Example 5)
A refractive index distribution type optical waveguide was manufactured by the method for manufacturing an optical waveguide of the present invention shown in FIG.
That is, two optical grade acrylic resin plates (PMMA, width 10 mm, thickness 3 mm, length 50 mm, refractive index = 1.49) were prepared. On each acrylic resin plate, 0.5 g of diphenyl sulfide (DPS, refractive index = 1.63) was applied to the location corresponding to the location where the optical waveguide was provided, and left at room temperature for 24 hours.
Next, the first substrate and the second substrate were bonded to each other on the coated surface, and heated at 120 ° C. for 100 hours to diffuse the refractive index adjuster in both substrates.
Thus, a refractive index distribution type optical waveguide was produced.

本発明の光導波路の製造方法及び該光導波路の製造方法により製造された光導波路は、光ファイバー通信分野における安価で低損失な光インターコネクション、光分波器あるいは合波器等の光導波路部品として幅広く適用可能である。   An optical waveguide manufactured by the optical waveguide manufacturing method of the present invention and an optical waveguide manufactured by the optical waveguide manufacturing method is used as an optical waveguide component such as an inexpensive, low-loss optical interconnection, optical demultiplexer, or multiplexer in the optical fiber communication field. Widely applicable.

図1Aは、本発明の第1形態に係る光導波路の製造方法の一例を説明するための説明図であり、基体上にマスクを配設した状態を示す。FIG. 1A is an explanatory diagram for explaining an example of a method of manufacturing an optical waveguide according to the first embodiment of the present invention, and shows a state in which a mask is disposed on a substrate. 図1Bは、本発明の第1形態に係る光導波路の製造方法の一例を説明するための説明図であり、マスクの開口部に屈折率調整剤を付与した状態を示す。FIG. 1B is an explanatory diagram for explaining an example of the manufacturing method of the optical waveguide according to the first embodiment of the present invention, and shows a state in which a refractive index adjusting agent is applied to the opening of the mask. 図1Cは、本発明の第1形態に係る光導波路の製造方法の一例を説明するための説明図であり、屈折率調整剤を拡散させている状態を示す。FIG. 1C is an explanatory diagram for explaining an example of the manufacturing method of the optical waveguide according to the first embodiment of the present invention, and shows a state where a refractive index adjusting agent is diffused. 図1Dは、本発明の第1形態に係る光導波路の製造方法の一例を説明するための説明図であり、オーバークラッド層を設けた状態を示す。FIG. 1D is an explanatory diagram for explaining an example of a method of manufacturing an optical waveguide according to the first embodiment of the present invention, and shows a state in which an over clad layer is provided. 図2Aは、本発明の第1形態に係る光導波路の製造方法の他の一例を説明するための説明図であり、溝部を有する基体を示す。FIG. 2A is an explanatory diagram for explaining another example of the optical waveguide manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, and shows a base body having a groove. 図2Bは、本発明の第1形態に係る光導波路の製造方法の他の一例を説明するための説明図であり、溝部に屈折率調整剤を付与した状態を示す。FIG. 2B is an explanatory diagram for explaining another example of the method of manufacturing an optical waveguide according to the first embodiment of the present invention, and shows a state where a refractive index adjusting agent is applied to the groove. 図2Cは、本発明の第1形態に係る光導波路の製造方法の他の一例を説明するための説明図であり、屈折率調整剤を拡散させている状態を示す。FIG. 2C is an explanatory diagram for explaining another example of the method of manufacturing an optical waveguide according to the first embodiment of the present invention, and shows a state where a refractive index adjusting agent is diffused. 図2Dは、本発明の第1形態に係る光導波路の製造方法の他の一例を説明するための説明図であり、オーバークラッド層を設けた状態を示す。FIG. 2D is an explanatory diagram for explaining another example of the method of manufacturing the optical waveguide according to the first embodiment of the present invention, and shows a state in which an over clad layer is provided. 図3は、本発明の第2形態に係る光導波路の製造方法の一例を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an example of a method of manufacturing an optical waveguide according to the second embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ポリマー基体
2 マスク
3 マスク開口部
4 屈折率調整剤
5 オーバークラッド層
6 溝部
10 第1ポリマー基体
11 第2ポリマー基体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polymer base | substrate 2 Mask 3 Mask opening part 4 Refractive index regulator 5 Over clad layer 6 Groove part 10 1st polymer base | substrate 11 2nd polymer base | substrate

Claims (14)

ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に屈折率調整剤を付与し、該基体内に屈折率調整剤を拡散させて光導波路を形成することを特徴とする光導波路の製造方法。   A method for producing an optical waveguide, comprising: applying a refractive index adjusting agent to a portion of the polymer substrate where the optical waveguide is provided, and diffusing the refractive index adjusting agent in the substrate to form the optical waveguide. ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した開口部以外をマスキングし、該開口部に屈折率調整剤を付与する請求項1に記載の光導波路の製造方法。   The manufacturing method of the optical waveguide of Claim 1 which masks other than the opening part corresponding to the location which provides the optical waveguide of a polymer base | substrate, and provides a refractive index adjusting agent to this opening part. ポリマー基体の光導波路を設ける箇所に対応した溝部を該基体表面に設け、該溝部に屈折率調整剤を付与する請求項1に記載の光導波路の製造方法。   The method for producing an optical waveguide according to claim 1, wherein a groove portion corresponding to a location where the optical waveguide of the polymer substrate is provided is provided on the surface of the substrate, and a refractive index adjusting agent is applied to the groove portion. 第1ポリマー基体及び第2ポリマー基体の少なくともいずれかの表面の光導波路を形成する箇所に屈折率調整剤を付与し、該屈折率調整剤付与面で該第1ポリマー基体と該第2ポリマー基体とを接合させて、両基体内に屈折率調整剤を拡散させて光導波路を形成することを特徴とする光導波路の製造方法。   A refractive index adjusting agent is applied to a portion where an optical waveguide is formed on at least one surface of the first polymer substrate and the second polymer substrate, and the first polymer substrate and the second polymer substrate are provided on the surface where the refractive index adjusting agent is applied. And an optical waveguide is formed by diffusing a refractive index adjusting agent in both substrates to form an optical waveguide. 屈折率調整剤の付与が、塗布である請求項1から4のいずれかに記載の光導波路の製造方法。   The method for producing an optical waveguide according to claim 1, wherein the application of the refractive index adjusting agent is coating. 屈折率調整剤の拡散が、加熱処理により行われる請求項1から5のいずれか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 diffusion of the refractive index adjusting agent is performed by heat treatment. ポリマー基体が、使用波長において電子遷移吸収のないポリマーを含む請求項1から6のいずれかに記載の光導波路の製造方法。   The method for producing an optical waveguide according to claim 1, wherein the polymer substrate contains a polymer having no electronic transition absorption at the wavelength used. ポリマーが、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂、及びノルボルネン系樹脂から選択される少なくとも1種である請求項7に記載の光導波路の製造方法。   8. The method for producing an optical waveguide according to claim 7, wherein the polymer is at least one selected from an acrylic resin, a polycarbonate resin, a silicone resin, a polyimide resin, a polyethylene terephthalate (PET) resin, and a norbornene resin. . 屈折率調整剤の屈折率が、ポリマー基体を構成するポリマーの屈折率よりも0.005以上高い請求項1から8のいずれかに記載の光導波路の製造方法。   The method for producing an optical waveguide according to claim 1, wherein the refractive index of the refractive index adjusting agent is 0.005 or more higher than the refractive index of the polymer constituting the polymer substrate. 屈折率調整剤が、安息香酸ベンジル(BEN)、硫化ジフェニル(DPS)、リン酸トリフェニル(TPP)、フタル酸ベンジル−n−ブチル(BBP)、フタル酸ジフェニル(DPP)、ビフェニル(DP)、ジフェニルメタン(DPM)、リン酸トリクレジル(TCP)、ブロモベンゼン、及びジフェニルスルホキシド(DPSO)から選択される少なくとも1種である請求項1から9のいずれかに記載の光導波路の製造方法。   Refractive index modifiers are benzyl benzoate (BEN), diphenyl sulfide (DPS), triphenyl phosphate (TPP), benzyl-n-butyl phthalate (BBP), diphenyl phthalate (DPP), biphenyl (DP), The method for producing an optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide is at least one selected from diphenylmethane (DPM), tricresyl phosphate (TCP), bromobenzene, and diphenyl sulfoxide (DPSO). 屈折率調整剤が、サイズの異なる少なくとも2種の化合物を含む請求項1から10のいずれかに記載の光導波路の製造方法。   The method for producing an optical waveguide according to claim 1, wherein the refractive index adjusting agent contains at least two compounds having different sizes. 屈折率調整剤を拡散させた後の基体表面にオーバークラッド層を設ける請求項1から3及び5から11のいずれかに記載の光導波路の製造方法。   12. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein an over clad layer is provided on the surface of the substrate after the refractive index adjusting agent is diffused. オーバークラッド層が、ポリマー基体を構成するポリマーと同じポリマーを含む請求項12に記載の光導波路の製造方法。   The method for manufacturing an optical waveguide according to claim 12, wherein the overcladding layer contains the same polymer as the polymer constituting the polymer substrate. 請求項1から13のいずれかに記載の光導波路の製造方法により製造されたことを特徴とする光導波路。
An optical waveguide manufactured by the method for manufacturing an optical waveguide according to claim 1.
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