JP2006317572A - Optical waveguide and method of manufacturing the same - Google Patents

Optical waveguide and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2006317572A
JP2006317572A JP2005138203A JP2005138203A JP2006317572A JP 2006317572 A JP2006317572 A JP 2006317572A JP 2005138203 A JP2005138203 A JP 2005138203A JP 2005138203 A JP2005138203 A JP 2005138203A JP 2006317572 A JP2006317572 A JP 2006317572A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
refractive index
manufacturing
core
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005138203A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Soichi Kobayashi
壮一 小林
Hiroshi Tsushima
宏 津島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PHOTONIC SCIENCE TECHNOLOGY IN
Nippon Paint Co Ltd
Photonic Science Technology Inc PSTI
Original Assignee
PHOTONIC SCIENCE TECHNOLOGY IN
Nippon Paint Co Ltd
Photonic Science Technology Inc PSTI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PHOTONIC SCIENCE TECHNOLOGY IN, Nippon Paint Co Ltd, Photonic Science Technology Inc PSTI filed Critical PHOTONIC SCIENCE TECHNOLOGY IN
Priority to JP2005138203A priority Critical patent/JP2006317572A/en
Publication of JP2006317572A publication Critical patent/JP2006317572A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive optical waveguide which can be mounted without using a curved fiber array and can be manufactured in a very simple manner and to provide a method for manufacturing the optical waveguide. <P>SOLUTION: The optical waveguide is characterized in that varied refractive index difference is formed depending on the location by using a polysilane material containing a photosensitizer. The method of manufacturing the optical waveguide is characterized in that the polysilane material 200 containing the photosensitizer is applied on a substrate 80 having ultraviolet transmissivity, a mask 230 provided with a predetermined pattern on the front surface of the coating film or both the front and the bottom surfaces of the coating film is arranged, and an ultraviolet laser beam 250 is radiated to generate the varied refractive index difference depending on the location. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光導波路及びその製造方法に関し、さらに好ましくは、光増感剤を含むポリシラン材料により形成された屈折率制御型光導波路及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical waveguide and a manufacturing method thereof, and more preferably to a refractive index control type optical waveguide formed of a polysilane material containing a photosensitizer and a manufacturing method thereof.

近年のインターネット加入者人口の増大に伴い、広帯域のサービスを低価格で提供することが望まれている。従来、光通信用光導波路を形成する材料には、石英ガラスを主体とした無機系の材料が耐環境性、信頼性の点から有望であり実用化されている。
しかし、光導波路の製造工程においては摂氏1000度を超えるプロセスを有しているため特殊仕様の製造装置が必要であり、また微細加工を要求されるため真空系のエッチング装置が必要となり設備投資に莫大な費用を必要としていた。光導波路チップの価格を下げるためにはウエハ内にできるだけ多くの光導波路を詰め込み、歩留まり向上を狙うことが考えられるが高密度に光導波路を埋め込むためには曲率半径の極めて小さい光導波路を設計する必要がある(例えば、特許文献1参照)。
With the recent increase in the Internet subscriber population, it is desired to provide a broadband service at a low price. Conventionally, as a material for forming an optical waveguide for optical communication, an inorganic material mainly composed of quartz glass is promising from the viewpoint of environmental resistance and reliability and has been put into practical use.
However, since the optical waveguide manufacturing process has a process exceeding 1000 degrees Celsius, a special specification manufacturing apparatus is required, and since fine processing is required, a vacuum etching apparatus is required, which increases capital investment. It was a huge expense. In order to reduce the price of the optical waveguide chip, it may be possible to pack as many optical waveguides as possible in the wafer to improve the yield, but in order to embed the optical waveguide at a high density, an optical waveguide with an extremely small radius of curvature is designed. There is a need (see, for example, Patent Document 1).

そのためには、コアとクラッドの屈折率差を大きくすることが有効であるが、入出力側では光ファイバとの接続が容易で、しかも接続損失が低く光導波路信号の反射が極めて少ない等の要求があり、これにより光導波路モジュールの実装形態が決まっている。   For this purpose, it is effective to increase the difference in refractive index between the core and the cladding, but on the input / output side, the connection with the optical fiber is easy, and the connection loss is low and the reflection of the optical waveguide signal is extremely low. As a result, the mounting form of the optical waveguide module is determined.

図9は、従来の光信号分配用光導波路モジュールの概要を示す平面図であり、1×8のスプリッタの実装形態を示している。図示された光信号分配用光導波路モジュールは、入力した光を複数の経路に分岐する光導波路120を備え、光導波路120の入力側には入力側光ファイバコード150Aが裸ファイバ140Aを介して接続されたファイバアレイ130Aが接続され、光導波路120の出力側には出力側ファイバコード150Bがそれぞれ裸ファイバ140Bを介して接続されたファイバアレイ130Bが接続されて構成され、そして、それらがケース180内に収納されて保護されている。
入力側光ファイバコード150Aには他の光ファイバと接続するためのコネクタ160Aが取り付けられており、同様に分岐された出力側ファイバコード150Bのそれぞれはコネクタ160Bに取り付けられている。ファイバアレイ130Aと光導波路120との接続箇所170A及びファイバアレイ130Bと光導波路120との接続箇所170Bでは各々のコア同士をきちんと調芯して接続する必要があり、ファイバアレイ130A、130Bに極めて厳格なピッチ精度が要求されていた。(例えば、特許文献2参照)。
FIG. 9 is a plan view showing an outline of a conventional optical signal distribution optical waveguide module, and shows a 1 × 8 splitter mounting form. The illustrated optical signal distribution optical waveguide module includes an optical waveguide 120 that branches input light into a plurality of paths, and an input-side optical fiber cord 150A is connected to the input side of the optical waveguide 120 via a bare fiber 140A. The fiber array 130A is connected, and the output side fiber cord 150B is connected to the output side of the optical waveguide 120 via the bare fiber 140B. It is housed and protected.
A connector 160A for connecting to another optical fiber is attached to the input side optical fiber cord 150A. Similarly, each of the branched output side fiber cords 150B is attached to the connector 160B. At the connection point 170A between the fiber array 130A and the optical waveguide 120 and at the connection point 170B between the fiber array 130B and the optical waveguide 120, it is necessary to align the cores and connect them to each other, and the fiber arrays 130A and 130B are extremely strict. High pitch accuracy was required. (For example, refer to Patent Document 2).

特開平11−14846号公報(段落番号「0051」、「図4」)Japanese Patent Laid-Open No. 11-14846 (paragraph numbers “0051” and “FIG. 4”) 特開2002−174747号公報(段落番号「0011」、「図3」)JP 2002-174747 A (paragraph numbers “0011” and “FIG. 3”)

このような従来の光導波路モジュールの構造の場合にあっては、光ファイバアレイ130A及び130Bとの接続のために裸ファイバ140A、140Bを作製する必要があると共に、このようなファイバアレイ130A、130Bは後述するようにとても高価であるという問題があった。
また、ファイバアレイ130A、130Bと光ファイバコード150A、150Bとの間の裸ファイバ140A、140Bにあっては、マイクロクラックの発生により破断しやすいという問題があった。特に出力側の8芯ファイバアレイ130Bの裸ファイバ140Bは光導波路120のピッチと光ファイバコード150Bとのピッチ調整のために曲がりを生じて破断しやすく非常に危険であるという問題があった。
さらに、ファイバアレイ130Aと光導波路120との接続箇所170A及びファイバアレイ130Bと光導波路120との接続箇所170Bでは各々のコア同士を調芯しなければならず、アレイのピッチ精度を極めて精密(例えば0.5μm以内)に作製するのはとても高価であると共に、レーザ光を通しながらの調心は接続作業に時間と高度な技術が要求されるという問題があった。
In the case of such a conventional optical waveguide module structure, it is necessary to produce bare fibers 140A and 140B for connection to the optical fiber arrays 130A and 130B, and such fiber arrays 130A and 130B. As mentioned later, there was a problem that it was very expensive.
Further, the bare fibers 140A and 140B between the fiber arrays 130A and 130B and the optical fiber cords 150A and 150B have a problem that they are easily broken due to the occurrence of microcracks. In particular, the bare fiber 140B of the eight-core fiber array 130B on the output side has a problem that it is easy to break due to the adjustment of the pitch of the optical waveguide 120 and the pitch of the optical fiber cord 150B and is very dangerous.
Furthermore, at the connecting portion 170A between the fiber array 130A and the optical waveguide 120 and at the connecting portion 170B between the fiber array 130B and the optical waveguide 120, the cores must be aligned, and the pitch accuracy of the array is extremely precise (for example, It is very expensive to manufacture within 0.5 μm), and the alignment while passing the laser beam has a problem that time and high technology are required for connection work.

そこで、本発明では、上述した各問題点を解決し、従来必要とされていた曲がりファイバアレイを使用することなく実装可能な光導波路及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような光導波路モジュールを低価格で提供すると共に、きわめて簡便に製造することが可能な光導波路及びその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide an optical waveguide that can be mounted without using a bent fiber array, which has been conventionally required, and a method for manufacturing the same. It is another object of the present invention to provide such an optical waveguide module at a low price, and to provide an optical waveguide that can be manufactured very simply and a method for manufacturing the same.

上記課題を解決するために請求項1に記載の本発明は、紫外線透過性を有する基板上に光増感剤を含むポリシラン材料を塗布し、この塗布膜の表面側又は表面側と底面側に所定のパターンを備えたマスクを配置し、場所によって異なる屈折率差を生じさせるように紫外線レーザ光を照射することを特徴とする屈折率制御型光導波路の製造方法を提供する。
ケイ素系高分子材料であるポリシランは紫外線露光によりその屈折率が変化するという特性を有している。しかし、光増感剤を含んだポリシランは従来のポリシランと比較して紫外線に敏感に反応するのでポリシラン膜に光導波路を形成しやすく、しかも紫外線の強度をコントロールすることにより深さ方向(紫外線照射方向)の屈折率を簡単に制御することができる。これにより所望の光導波路パターンを容易に安価に製造することが可能となる。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 1 applies a polysilane material containing a photosensitizer on a substrate having ultraviolet transparency, and is applied to the surface side or the surface side and the bottom side of the coating film. Provided is a method of manufacturing a refractive index control type optical waveguide, characterized in that a mask having a predetermined pattern is arranged and an ultraviolet laser beam is irradiated so as to generate a difference in refractive index depending on a place.
Polysilane, which is a silicon-based polymer material, has a characteristic that its refractive index changes upon exposure to ultraviolet rays. However, polysilanes containing photosensitizers react more sensitively to ultraviolet light than conventional polysilanes, making it easier to form an optical waveguide in the polysilane film, and controlling the intensity of the ultraviolet light in the depth direction (ultraviolet irradiation). Direction) can be easily controlled. As a result, a desired optical waveguide pattern can be easily manufactured at low cost.

上記課題を解決するために請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の光導波路の製造方法において、基板上に塗布された光増感剤を含むポリシラン材料の表面側と基板の底面側から紫外線レーザ光を部分的に照射することにより場所によって異なった屈折率差の光導波路を形成することを特徴とする。
基板上に塗布されたポリシラン材料の塗布膜に対して部分的に紫外線を照射することにより場所によって異なった屈折率差を有する光導波路を形成する。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 2 is the method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein the surface side of the polysilane material containing the photosensitizer applied on the substrate and the substrate An optical waveguide having a different refractive index depending on a place is formed by partially irradiating ultraviolet laser light from the bottom surface side.
An optical waveguide having a difference in refractive index depending on the location is formed by partially irradiating ultraviolet rays onto the coating film of the polysilane material applied on the substrate.

上記課題を解決するために請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載の光導波路の製造方法において、基板上に塗布する光増感剤を含むポリシラン材料の塗布回数が一回であることを特徴とする。
基板上に光増感剤を含むポリシラン材料を1回だけ塗布し、マスクの配置と紫外線照射によって光導波路を形成する。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 3 is the method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1 or 2, wherein the number of times of application of the polysilane material including the photosensitizer applied on the substrate is one. It is characterized by times.
A polysilane material containing a photosensitizer is applied only once on the substrate, and an optical waveguide is formed by arranging a mask and irradiating ultraviolet rays.

上記課題を解決するために請求項4に記載の本発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光導波路の製造方法において、コア径の異なるシングルモード光導波路を同一塗布膜内に形成することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 4 is the method for manufacturing an optical waveguide according to any one of claims 1 to 3, wherein the single-mode optical waveguides having different core diameters are arranged in the same coating film. It is characterized by forming in.

上記課題を解決するために請求項5に記載の本発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光導波路の製造方法において、マスクが紫外線レーザ光の透過率が場所によって異なるように形成され、当該マスクを用いて紫外線レーザ光を照射することを特徴とする。
これにより、入射部及び出射部におけるコアのコア径が分岐部におけるコアのコア径よりも大きく形成されると共に、入射部及び出射部のコアが分岐部のコア方向に従って次第に小さくテーパ状に変化した光導波路を製造することが可能となる。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 5 is the optical waveguide manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the mask has a different transmittance of ultraviolet laser light depending on the location. And is irradiated with ultraviolet laser light using the mask.
Thereby, the core diameter of the core in the incident part and the emission part is formed larger than the core diameter of the core in the branch part, and the cores of the incident part and the emission part gradually changed to a tapered shape according to the core direction of the branch part. An optical waveguide can be manufactured.

上記課題を解決するために請求項6に記載の本発明は、光増感剤を含むポリシラン材料により場所によって屈折率差が異なるように形成されたことを特徴とする屈折率制御型光導波路を提供する。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 6 is a refractive index control type optical waveguide characterized in that the refractive index difference is different depending on the location by a polysilane material containing a photosensitizer. provide.

上記課題を解決するために請求項7に記載の本発明は、請求項6に記載の光導波路において、光が入射される入射部と、入射された光を分岐する分岐部と、分岐された光を出射する出射部を備えて構成され、入射部及び出射部の端部側に位置するコア径は、分岐部のコア径よりも大きく形成されると共に、分岐部側に向かうに従って次第に小さくなるテーパ状に形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 7 is the optical waveguide according to claim 6, wherein an incident portion into which light is incident, a branch portion that branches incident light, and a branch portion are branched. A core diameter that is configured to include an emission part that emits light and that is positioned on the end part side of the incident part and the emission part is formed larger than the core diameter of the branch part, and gradually decreases toward the branch part side. It is formed in a taper shape.

以上のように、本発明によれば、集積化された光導波路部分である分岐部と、光ファイバとの整合の良い光導波路部分である入射部及び出射部が共存した光導波路を提供することが可能となるので、従来必要とされた複雑な光ファイバアレイが不要になり部品点数が減ると共に実装工程が削除され、光導波路モジュールの価格を大幅に下げることが可能となる。また、光増感剤入りポリシランの製造工程では大幅に製造工程の削減ができ経済的プロセスが期待できる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical waveguide in which a branch portion that is an integrated optical waveguide portion and an incident portion and an output portion that are optical waveguide portions that are well matched with an optical fiber coexist. Therefore, the conventionally required complicated optical fiber array is not required, the number of parts is reduced, the mounting process is eliminated, and the price of the optical waveguide module can be greatly reduced. In addition, in the production process of polysilane containing a photosensitizer, the production process can be greatly reduced, and an economic process can be expected.

本発明に係る光導波路及びその製造方法について好ましい実施形態について添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。   Preferred embodiments of an optical waveguide and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

初めに、図1は本発明に係る光導波路の第1の実施形態を示す平面図である。図示された光導波路1は、入射された光を8系統に分岐する1×8光導波路回路である。本光導波路の目的は、1本の光ファイバによって伝搬されてきた光を8系統に均等に分配して8本の光ファイバへ送り出すことにある。図示された光導波路1は図9に示した従来の光導波路120において、入力側光ファイバコード150A、裸ファイバ140A、140B、出力側光ファイバコード150B、ファイバアレイ130A、130Bの機能を全て取り込んだ光ファイバ一体型の光導波路となっている。図1において10は光増感剤を含むポリシラン材料から形成された光増感剤入りポリシラン膜であり、入射部20、分岐部30、出射部40を有し、入射部20、分岐部30、出射部40は各々コアとクラッドの屈折率差が異なっている。
ここで、屈折率差Δは以下の式によって算出される。
Δ=100×(コア屈折率−クラッド屈折率)/コア屈折率(%)
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of an optical waveguide according to the present invention. The illustrated optical waveguide 1 is a 1 × 8 optical waveguide circuit that branches incident light into eight systems. The purpose of this optical waveguide is to evenly distribute the light propagated by one optical fiber to eight systems and send it out to the eight optical fibers. The illustrated optical waveguide 1 incorporates all the functions of the input side optical fiber cord 150A, bare fibers 140A and 140B, output side optical fiber cord 150B, and fiber arrays 130A and 130B in the conventional optical waveguide 120 shown in FIG. An optical waveguide integrated with an optical fiber. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a photosensitizer-containing polysilane film formed from a polysilane material containing a photosensitizer, and includes an incident portion 20, a branch portion 30, and an output portion 40, and the incident portion 20, the branch portion 30, The exit portions 40 have different refractive index differences between the core and the clad.
Here, the refractive index difference Δ is calculated by the following equation.
Δ = 100 × (core refractive index−cladding refractive index) / core refractive index (%)

分岐部30は、分岐部光導波路50を形成するために光導波路1の中心部の屈折率が高く光導波路の端になるにつれて低い屈折率分布を有し、コアとクラッドの屈折率差は1〜2%、コア幅、コア深さは2〜5μmとなっている。具体的には、コアの屈折率は1.57(0.633μm)、クラッドの屈折率は1.547(0.633μm)となっており、屈折率差は約1.5%となっている。そして、8つに分岐した各光導波路部分においてそれぞれ高さ方向における上部側及び下部側と幅方向における両端側に行くに従ってクラッドの屈折率が次第に低くなるように形成されている。   The branch portion 30 has a refractive index distribution that is high in the refractive index at the center of the optical waveguide 1 and becomes lower toward the end of the optical waveguide in order to form the branch portion optical waveguide 50, and the refractive index difference between the core and the clad is 1 ˜2%, core width and core depth are 2 to 5 μm. Specifically, the refractive index of the core is 1.57 (0.633 μm), the refractive index of the cladding is 1.547 (0.633 μm), and the refractive index difference is about 1.5%. . Each of the optical waveguide portions branched into eight is formed such that the refractive index of the cladding gradually decreases toward the upper and lower sides in the height direction and both end sides in the width direction.

入射部20の入射部光導波路60と出射部40の出射部光導波路70は、シングルモード光ファイバのパワー分布と同様のパワー分布になるようにコアとクラッドの屈折率差が0.25〜0.3%、コア幅、コア深さは7〜10μmとなっており、屈折率分布を持った光導波路になっている。ここでは長距離光通信用波長1.55μm帯用シングルモード光導波路として扱うが、短距離光通信、宅内光配線用の場合は0.85μm帯でありマルチモード光導波路として働く。   The refractive index difference between the core and the clad of the incident part optical waveguide 60 of the incident part 20 and the outgoing part optical waveguide 70 of the outgoing part 40 is the same as the power distribution of the single mode optical fiber. .3%, the core width and the core depth are 7 to 10 μm, and the optical waveguide has a refractive index distribution. Here, it is treated as a single-mode optical waveguide for a long-distance optical communication wavelength 1.55 μm band, but in the case of short-distance optical communication and in-home optical wiring, it is a 0.85 μm band and functions as a multimode optical waveguide.

本実施形態においては、入射部光導波路60と出射部光導波路70とはシングルモード光ファイバと接続されると共に、集積部である分岐部光導波路50側と接続される側のコア径が次第に小さくテーパ状に変化するように形成されている。これによりシングルモード条件を保つことが可能となるという特徴がある。そして、入射部光導波路60と出射部光導波路70のコア径が大きいシングルモード光導波路を製造可能としたことによりシングルモード光ファイバとの接続損失の低減が可能となる。シングルモード光ファイバは直径9μmのコア、直径125μmクラッドを有している。入射部光導波路60ではコア幅、コア深さは7〜10μm、分岐部光導波路50のコア幅、コア深さは2〜5μm、出射部光導波路70ではシングルモード光導波路コア幅、コア深さは7〜10μmとなる。   In the present embodiment, the incident portion optical waveguide 60 and the emission portion optical waveguide 70 are connected to a single mode optical fiber, and the core diameter on the side connected to the branching portion optical waveguide 50 side that is an integrated portion is gradually reduced. It is formed to change in a tapered shape. As a result, the single mode condition can be maintained. Further, since it is possible to manufacture a single mode optical waveguide having a large core diameter between the incident portion optical waveguide 60 and the output portion optical waveguide 70, it is possible to reduce the connection loss with the single mode optical fiber. The single mode optical fiber has a 9 μm diameter core and a 125 μm diameter cladding. The incident portion optical waveguide 60 has a core width and depth of 7 to 10 μm, the branch portion optical waveguide 50 has a core width and core depth of 2 to 5 μm, and the output portion optical waveguide 70 has a single mode optical waveguide core width and core depth. Is 7 to 10 μm.

図2(a)は図1に示した光導波路1の屈折率概念図であり、図2(b)は図2(a)に示した光導波路1及びその両側に光接続された光ファイバ内を伝搬する光のパワー分布を表わしている。入射部20及び出射部40と分岐部30とでは各々コアとクラッドの屈折率差が異なっている。紫外線透過性を有する基板、好ましくは紫外線透過率の高い基板80(例:石英ガラス等)の上に光増感剤を含んだポリシランのアンダークラッド層90、コア層100、オーバークラッド層110を順次堆積した構造になっている。光増感剤を含んだポリシランは従来のポリシランと比較すると紫外線に敏感に反応するためポリシラン膜に垂直に光導波路を形成しやすく、紫外線の強度をコントロールすると深さ方向に屈折率を変化可能となる。ここで、光増感剤としては、例えば、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン(「BTTB」(日本油脂株式会社の商品名)等が用いられ、ポリシラン材料に対して1重量%〜20重量%の割合で含むように調整される。   2A is a conceptual diagram of the refractive index of the optical waveguide 1 shown in FIG. 1, and FIG. 2B is an optical waveguide 1 shown in FIG. 2A and an optical fiber optically connected to both sides thereof. It represents the power distribution of light propagating through. The incident part 20, the emitting part 40, and the branch part 30 have different refractive index differences between the core and the clad. A polysilane under-cladding layer 90, a core layer 100, and an over-cladding layer 110 containing a photosensitizer are sequentially formed on a substrate having ultraviolet transparency, preferably a substrate 80 having high ultraviolet transmittance (eg, quartz glass). It has a deposited structure. Polysilane containing a photosensitizer reacts more sensitively to ultraviolet light than conventional polysilanes, so it is easy to form an optical waveguide perpendicular to the polysilane film, and the refractive index can be changed in the depth direction by controlling the intensity of ultraviolet light. Become. Here, as the photosensitizer, for example, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone (“BTTB” (trade name of NOF Corporation) and the like are used. It adjusts so that it may contain in the ratio of 1 to 20 weight% with respect to polysilane material.

そして、光ファイバのパワー分布190と入射部20のパワー分布191、光ファイバのパワー分布192と出射部40のパワー分布193が等しいように設計されている。分岐部30の屈折率差は1〜2%と入射部20及び出射部40の屈折率差よりも高い屈折率差を有し、コア幅、厚さも2〜5μmとされており、分岐部30のパワー分布194は入射部20及び出射部40のパワー分布と比較してコア領域に光パワーが集中している。一方、入射部20及び出射部40のコアとクラッドの屈折率差は両端に接続される光ファイバと同様に0.25〜0.3%とされており、コア幅、厚さは7〜10μmである。   The power distribution 190 of the optical fiber and the power distribution 191 of the incident portion 20 are designed to be equal to the power distribution 192 of the optical fiber and the power distribution 193 of the emission portion 40. The refractive index difference of the branch part 30 is 1 to 2%, which is higher than the refractive index difference of the incident part 20 and the output part 40, and the core width and thickness are also 2 to 5 μm. Compared with the power distribution of the incident part 20 and the output part 40, the power distribution 194 is concentrated in the core region. On the other hand, the refractive index difference between the core and the clad of the incident portion 20 and the emission portion 40 is set to 0.25 to 0.3% as in the optical fiber connected to both ends, and the core width and thickness are 7 to 10 μm. It is.

次に上記構造を備えた光導波路1を製造する方法について説明しつつ、さらに光導波路1についての説明を補足する。図3は本発明に係る光導波路の製造方法における屈折率制御を行うための基本概念図である。ポリシランに紫外線光を照射するとフォトブリーチング効果により屈折率が低下する。入射部20と出射部40ではコアの屈折率よりもわずか低い屈折率のクラッド層を必要とするため、図3に示すように、屈折率差がΔn2(0.25〜0.3%)で表わされるようなクラッド屈折率2となるように紫外線光を照射する。一方、分岐部30の場合はそれよりも紫外線照射時間を長くして屈折率差がΔn1(1〜2%)で表わされるようなクラッド屈折率1となるように紫外線光を照射する。   Next, the method for manufacturing the optical waveguide 1 having the above structure will be described, and the description of the optical waveguide 1 will be supplemented. FIG. 3 is a basic conceptual diagram for performing refractive index control in the method of manufacturing an optical waveguide according to the present invention. When polysilane is irradiated with ultraviolet light, the refractive index decreases due to the photobleaching effect. Since the incidence part 20 and the emission part 40 require a cladding layer having a refractive index slightly lower than the refractive index of the core, as shown in FIG. 3, the refractive index difference is Δn2 (0.25 to 0.3%). Ultraviolet light is irradiated so as to have a clad refractive index of 2 as shown. On the other hand, in the case of the branch part 30, the ultraviolet light is irradiated so that the refractive index difference becomes Δn1 (1 to 2%) and the clad refractive index is 1 longer than that.

以上の屈折率設計に基づき光導波路1の製造を行う。図4は本発明に係る光導波路の製造方法の各工程における光導波路の断面説明図である。但し、本図は製造工程を説明するためのものであり光導波路1の実際の断面を示すものではない。尚、図5、図6も同様である。初めに、図4(a)に示すように、紫外線透過性を有する基板、好ましくは紫外線透過率の高い基板80上に光増感剤入りポリシラン前駆体200をスピンコートにより膜厚が10〜20μmの範囲となるようにして堆積させる。そして、プリベークを約100〜130℃の温度範囲で約30分間行い、1×8スプリッタパタンが描かれたポジ型1×8スプリッタ用のマスク230を塗布膜上部に配置する。ここで、「ポリシラン前駆体」とは、ベークによる焼成前の材料の状態のポリシランをいう。そして、マスク230上から図示しない紫外線レーザ光照射装置により紫外線レーザ光250を照射する。するとポリシラン前駆体200の中でマスク230上に描かれた1×8スプリッタパタン231によって紫外線レーザ光250の照射が遮られた部分である被遮蔽部201を除き、紫外線レーザ光250が照射された部分の屈折率が被遮蔽部201の屈折率よりも下がる。これは紫外線レーザ光250を使用することにより垂直にパターンが形成されることを示している。ここで、紫外線レーザ光250は、ポリシラン前駆体200の吸収特性にあった波長のレーザ光が望ましく、本実験ではポリシランの吸収ピークに近い波長325nmを有するHe−Cdレーザを用いた。そして、紫外線レーザ光250の照射時間は図3に示すクラッド屈折率2となるような照射時間とする。   The optical waveguide 1 is manufactured based on the above refractive index design. FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view of the optical waveguide in each step of the method of manufacturing an optical waveguide according to the present invention. However, this drawing is for explaining the manufacturing process and does not show an actual cross section of the optical waveguide 1. The same applies to FIGS. 5 and 6. First, as shown in FIG. 4A, a polysilane precursor 200 containing a photosensitizer is spin-coated on a substrate having ultraviolet transparency, preferably a substrate 80 having high ultraviolet transmittance, to have a film thickness of 10 to 20 μm. It is made to deposit so that it may become the range of. Then, pre-baking is performed in a temperature range of about 100 to 130 ° C. for about 30 minutes, and a positive type 1 × 8 splitter mask 230 on which a 1 × 8 splitter pattern is drawn is disposed on the top of the coating film. Here, the “polysilane precursor” refers to polysilane in a material state before baking by baking. Then, the ultraviolet laser beam 250 is irradiated from above the mask 230 by an ultraviolet laser beam irradiation device (not shown). Then, the ultraviolet laser beam 250 was irradiated except for the shielded portion 201 where the irradiation of the ultraviolet laser beam 250 was blocked by the 1 × 8 splitter pattern 231 drawn on the mask 230 in the polysilane precursor 200. The refractive index of the part is lower than the refractive index of the shielded part 201. This indicates that the pattern is formed vertically by using the ultraviolet laser beam 250. Here, the ultraviolet laser beam 250 is preferably a laser beam having a wavelength suitable for the absorption characteristics of the polysilane precursor 200. In this experiment, a He—Cd laser having a wavelength of 325 nm close to the absorption peak of polysilane was used. The irradiation time of the ultraviolet laser beam 250 is set to an irradiation time such that the clad refractive index is 2 shown in FIG.

次に、図4(b)に示すように、基板80の下方から紫外線レーザ光250を照射する。基板80の下方から紫外線レーザ光250を照射すると高屈折率を有する被遮蔽部201の下面側の屈折率が下がりクラッド202となる。すなわち、被遮蔽部201の高さ方向における下側(基板80側)は屈折率が低くなるが上方側に行くにつれて屈折率の変化は小さくなり上方側の屈折率は変化していない。つまりこれによって屈折率分布型光導波路が形成され、コアと小さな屈折率差を持った光導波路が形成される。   Next, as shown in FIG. 4B, the ultraviolet laser beam 250 is irradiated from below the substrate 80. When the ultraviolet laser beam 250 is irradiated from below the substrate 80, the refractive index on the lower surface side of the shielded part 201 having a high refractive index is lowered to become the clad 202. In other words, the refractive index of the lower side (substrate 80 side) of the shielded portion 201 in the height direction decreases, but the change in the refractive index decreases toward the upper side, and the refractive index on the upper side does not change. That is, a gradient index optical waveguide is thereby formed, and an optical waveguide having a small refractive index difference from the core is formed.

次に、基板80上のポリシラン前駆体200をポストベークする。その際、選定温度を所望の屈折率に合わせて選ぶ必要がある。通常200〜360℃で10〜30分間ベークするのが好ましい。本実施形態では、入射部20及び出射部40のコアとクラッドとの屈折率差を0.25〜0.3%としている。これによりアンダークラッド層90が形成される。   Next, the polysilane precursor 200 on the substrate 80 is post-baked. At that time, it is necessary to select the selected temperature according to the desired refractive index. It is usually preferable to bake at 200 to 360 ° C. for 10 to 30 minutes. In this embodiment, the refractive index difference between the core and the clad of the incident portion 20 and the emission portion 40 is set to 0.25 to 0.3%. Thereby, the under clad layer 90 is formed.

次に、図4(c)に示すように、図4(a)工程と同様に光増感剤入ポリシラン前駆体210をポリシラン光導波路層であるアンダークラッド層90上に2〜5μmの厚さでスピンコートし、約100〜130℃で約30分間プリベークを行う。そして、マスク240をポリシラン前駆体210上に配置し、紫外線レーザ光250を上方側から照射する。マスク240にはマスク230には無い1×8スプリッタ部が描かれている。従って、分岐部30には、図1に示すような、光導波路50の部分がコア211として残り、他の部分はクラッドに相当する屈折率となる。このとき、分岐部30のクラッドは、図3に示すクラッド屈折率1に相当する屈折率とされ、光導波路50の部分は屈折率差1〜2%と高い屈折率差を備え、コア径は2〜5μmとなる。ここで注意しなければいけないことは、マスク230とマスク240のパターン合せ工程が入るため精密なマーカ合せ技術が要求される。具体的には、マスク230とマスク240にそれぞれマーカを付け、露光時にマスクアライメントを行うことによって正確な位置合せを行う。そして、紫外線レーザ光250照射後、約200〜360℃で10〜30分間ポストベークを行い、ポリシラン光導波路コア211を有するコア層が完成する。   Next, as shown in FIG. 4C, the photosensitizer-containing polysilane precursor 210 is deposited on the undercladding layer 90, which is a polysilane optical waveguide layer, to a thickness of 2 to 5 μm, as in the step of FIG. And spin-coating at about 100-130 ° C. for about 30 minutes. Then, the mask 240 is disposed on the polysilane precursor 210, and the ultraviolet laser beam 250 is irradiated from above. The mask 240 has a 1 × 8 splitter portion that is not present in the mask 230. Accordingly, as shown in FIG. 1, the portion of the optical waveguide 50 remains as the core 211 in the branch portion 30, and the other portion has a refractive index corresponding to the cladding. At this time, the clad of the branch portion 30 has a refractive index corresponding to the clad refractive index 1 shown in FIG. 3, the optical waveguide 50 portion has a high refractive index difference of 1 to 2%, and the core diameter is 2 to 5 μm. It should be noted that a precise marker alignment technique is required because a pattern alignment process for the mask 230 and the mask 240 is included. Specifically, accurate alignment is performed by attaching markers to the mask 230 and the mask 240 and performing mask alignment during exposure. Then, after the ultraviolet laser beam 250 irradiation, post-baking is performed at about 200 to 360 ° C. for 10 to 30 minutes, and the core layer having the polysilane optical waveguide core 211 is completed.

次に、図4(d)に示すように、図4(a)工程と同様に光増感剤入りポリシラン前駆体220をポリシラン光導波路コア211を有するコア層上に約10〜20μmの厚さでスピンコートし、約100〜130℃で約30分間プリベークを行う。そして、マスク230をポリシラン前駆体220上に配置し、紫外線レーザ光250を上方側から照射する。これによりポリシラン前駆体220の中でマスク230上に書かれた1×8スプリッタパタンに相当する被遮蔽部であるコア部221を除いてそれ以外の場所の屈折率がコア部221より屈折率が下がり、図3に示すクラッド屈折率2となる。   Next, as shown in FIG. 4D, the photosensitizer-containing polysilane precursor 220 is formed on the core layer having the polysilane optical waveguide core 211 in a thickness of about 10 to 20 μm as in the step of FIG. And spin-coating at about 100-130 ° C. for about 30 minutes. Then, the mask 230 is disposed on the polysilane precursor 220, and the ultraviolet laser beam 250 is irradiated from above. As a result, the refractive index of the polysilane precursor 220 other than the core part 221 is higher than that of the core part 221 except for the core part 221 which is a shielded part corresponding to the 1 × 8 splitter pattern written on the mask 230. The clad refractive index becomes 2 as shown in FIG.

次に、図4(e)に示すように、図4(b)とは異なり今度はプリベークしたポリシラン前駆体220の上方側より紫外線レーザ光250を照射する。これにより、高さ方向における上側の屈折率が下がりクラッド部222となるが下方側に行くにつれて屈折率の変化は小さくなり下方側の屈折率は変化していない。これによって屈折率分布型光導波路が形成され、コアと小さな屈折率差を持った光導波路が形成される。   Next, as shown in FIG. 4 (e), unlike FIG. 4 (b), an ultraviolet laser beam 250 is irradiated from above the pre-baked polysilane precursor 220. As a result, the refractive index on the upper side in the height direction decreases and becomes the cladding portion 222, but the change in the refractive index decreases as it goes downward, and the refractive index on the lower side does not change. As a result, a gradient index optical waveguide is formed, and an optical waveguide having a small refractive index difference from the core is formed.

次に、ポリシラン前駆体220を約300〜360℃で10〜30分間ポストベークする。その際、選定温度を所望の屈折率に合わせて選ぶ必要がある。今は入射部20及び出射部40のコアとの屈折率差が0.25〜0.3%となるように選定している。以上の工程によりオーバークラッド層110が形成され、全体として3層のポリシラン1×8一体型スプリッタが出来上がる。   Next, the polysilane precursor 220 is post-baked at about 300 to 360 ° C. for 10 to 30 minutes. At that time, it is necessary to select the selected temperature according to the desired refractive index. Now, the refractive index difference between the incident portion 20 and the core of the emitting portion 40 is selected to be 0.25 to 0.3%. The over clad layer 110 is formed by the above steps, and a three-layer polysilane 1 × 8 integrated splitter is completed as a whole.

次に、本発明に係る光導波路の製造方法における第2の実施形態について説明する。本実施形態は上述した第1の実施形態と比較するとポリシラン前駆体が一層でよい点が大きな特徴である。今、第1の実施形態と同様の一体型1×8スプリッタを作製することを考える。図2(a)に示すように、入射部20及び出射部40はコアとクラッドの屈折率差が0.25〜0.3%と小さく、コア幅、厚さが7〜10μmと大きい。一方、分岐部30はコア幅、厚さが2〜5μmと小さく、屈折率差も1〜2%と大きい構造である。それらを同一基板上に製造するためには、図5(a)に示すように、紫外線透過性を有する基板、好ましくは紫外線透過率の高い基板80上にポリシラン前駆体260を30〜70μmの厚さでスピンコートし、その後プリベークする。プリベークの条件は約100〜130℃で10〜30分間行う。次に、ポジ型1×8スプリッタ用マスク270をポリシラン前駆体260の上部に配置する。そして、マスク270の上方側より紫外線レーザ光250を一様に照射することによってマスクパタンがポリシラン前駆体260内に転写され、残留コア部261が形成される。これは紫外線レーザ光250を使用することにより垂直にパターンが形成することを示している。   Next, a second embodiment of the optical waveguide manufacturing method according to the present invention will be described. Compared with the first embodiment described above, this embodiment is characterized in that a polysilane precursor is sufficient. Now, consider making an integrated 1 × 8 splitter similar to the first embodiment. As shown in FIG. 2A, the incidence part 20 and the emission part 40 have a small refractive index difference between the core and the cladding as small as 0.25 to 0.3%, and a large core width and thickness as 7 to 10 μm. On the other hand, the branch part 30 has a structure in which the core width and thickness are as small as 2 to 5 μm and the difference in refractive index is as large as 1 to 2%. In order to manufacture them on the same substrate, as shown in FIG. 5A, a polysilane precursor 260 is formed on a substrate having ultraviolet transparency, preferably a substrate 80 having high ultraviolet transmittance, to a thickness of 30 to 70 μm. Now spin coat and then pre-bake. The prebaking conditions are about 100 to 130 ° C. for 10 to 30 minutes. Next, a positive type 1 × 8 splitter mask 270 is disposed on the polysilane precursor 260. Then, by uniformly irradiating the ultraviolet laser beam 250 from above the mask 270, the mask pattern is transferred into the polysilane precursor 260, and a residual core portion 261 is formed. This indicates that the pattern is formed vertically by using the ultraviolet laser beam 250.

次に、図1に示す分岐部光導波路50の分岐部30であるコア回路を形成するために、図5(b)に示すように、入射部20及び出射部40を隠した部分マスク280をポリシラン前駆体260の上部に配置し、紫外線レーザ光250を照射する。分岐部30の残留コア部261は上方側からの紫外線レーザ光250の照射により上部側の屈折率が低下してクラッドに変化し、残留コア部262が形成される。しかし、入射部20と出射部40の残留コア部261の屈折率は変化しない。尚、部分マスク280は入射部20及び出射部40の部分を遮光するだけのためのマスクであるため第1の実施形態のものと比較するとマスク合せが非常に簡単であるという特徴がある。   Next, in order to form a core circuit which is the branching portion 30 of the branching portion optical waveguide 50 shown in FIG. 1, as shown in FIG. 5B, a partial mask 280 concealing the incident portion 20 and the emitting portion 40 is formed. It is disposed on the polysilane precursor 260 and irradiated with ultraviolet laser light 250. The residual core portion 261 of the branching portion 30 is changed into a clad by lowering the refractive index on the upper side due to the irradiation of the ultraviolet laser beam 250 from the upper side, and the residual core portion 262 is formed. However, the refractive index of the residual core part 261 of the incident part 20 and the output part 40 does not change. The partial mask 280 is a mask that only shields the light incident portion 20 and the light emitting portion 40, and therefore has a feature that mask alignment is very simple compared to the first embodiment.

次に、図5(c)に示すように、図5(b)と同様に同じ部分マスク280を使い基板80の底面側(下方側)から紫外線レーザ光250を照射する。すると分岐部30の残留コア部262の上部側(ポリシラン前駆体260の中心部に位置する部分)はコア層263となり、コア層263は中心部に薄い厚みで形成される。もちろん、このコア層263とクラッドの屈折率差が1〜2%となるような紫外線レーザ光250を照射する時間を選定する。   Next, as shown in FIG. 5C, the same partial mask 280 as in FIG. 5B is used to irradiate the ultraviolet laser beam 250 from the bottom surface side (lower side) of the substrate 80. Then, the upper part side (the part located in the center part of the polysilane precursor 260) of the residual core part 262 of the branch part 30 becomes the core layer 263, and the core layer 263 is formed with a thin thickness in the center part. Of course, the irradiation time of the ultraviolet laser beam 250 is selected so that the refractive index difference between the core layer 263 and the clad is 1 to 2%.

一方、同じ部分マスク280を予め2枚準備しておき、ポリシラン前駆体260の上面側及び基板80の底面側に配置して紫外線レーザ光250を上下両方から照射すれば図5(b)に示す工程と図5(c)に示す工程を同時に実施できるため製造時間の短縮が図られそれにより時間あたりの量産化が期待できる。   On the other hand, if two identical partial masks 280 are prepared in advance and arranged on the upper surface side of the polysilane precursor 260 and the lower surface side of the substrate 80, the ultraviolet laser light 250 is irradiated from both above and below, as shown in FIG. Since the process and the process shown in FIG. 5C can be performed at the same time, the manufacturing time can be shortened, and mass production per hour can be expected.

次に、図5(d)に示すように、部分マスク290をポリシラン前駆体260の上に配置し、入射部20及び出射部40の残留コア261に部分的に紫外線レーザ光250を照射することによって残留コア261の上部側の屈折率を低下させる。この場合、第1の実施形態と同様に、残留コア261の高さ方向における上部側の屈折率は低くなるが下方側に行くにつれて屈折率の変化は小さくなり下方側の残留コア261の屈折率は変化していない。これにより残留コア261の上部側がクラッドとされた残留コア264が形成される。このとき、分岐部30のコア層263を形成した場合とは異なった波長、強度の紫外線レーザ光を照射して0.25〜0.3%の屈折率差とする。   Next, as shown in FIG. 5D, the partial mask 290 is disposed on the polysilane precursor 260, and the residual core 261 of the incident portion 20 and the emission portion 40 is partially irradiated with the ultraviolet laser light 250. As a result, the refractive index on the upper side of the residual core 261 is lowered. In this case, as in the first embodiment, the refractive index on the upper side in the height direction of the residual core 261 decreases, but the change in the refractive index decreases toward the lower side and the refractive index of the residual core 261 on the lower side. Has not changed. As a result, a residual core 264 in which the upper side of the residual core 261 is clad is formed. At this time, an ultraviolet laser beam having a wavelength and intensity different from those in the case where the core layer 263 of the branch portion 30 is formed is set to a refractive index difference of 0.25 to 0.3%.

次に、図5(e)に示すように、基板80の底面側に部分マスク290を配置し、入射部20及び出射部40の下方側から紫外線レーザ光250を照射する。すると残留コア264の高さ方向における下側(基板80側)は屈折率が低くなるが上方側に行くにつれて屈折率の変化は小さくなり上方側の屈折率は変化していない。これによって屈折率分布型光導波路が形成され、コアと小さな屈折率差を持った光導波路が形成される。   Next, as shown in FIG. 5E, a partial mask 290 is disposed on the bottom surface side of the substrate 80, and the ultraviolet laser light 250 is irradiated from below the incident part 20 and the emission part 40. Then, the refractive index of the lower side (the substrate 80 side) of the residual core 264 in the height direction decreases, but the change in the refractive index decreases toward the upper side, and the refractive index on the upper side does not change. As a result, a gradient index optical waveguide is formed, and an optical waveguide having a small refractive index difference from the core is formed.

一方、同じ部分マスク270、290をそれぞれ予め2枚準備しておき、ポリシラン前駆体260の上面側及び基板80の底面側に適宜配置して紫外線レーザ光250を上下両方から照射すれば図5(b)工程と図5(c)工程及び図5(d)工程と図5(e)工程を同時に実施できるため製造時間の短縮が図られそれにより時間あたりの量産化が期待できる。
最後に、約200〜360℃で約10〜30分間ポストベークを行う。これにより、一層の光増感剤入ポリシラン膜よっても光導波路を製造することが可能となる。
On the other hand, if two pieces of the same partial masks 270 and 290 are prepared in advance and appropriately arranged on the upper surface side of the polysilane precursor 260 and the lower surface side of the substrate 80, the ultraviolet laser beam 250 is irradiated from both above and below, as shown in FIG. b) Step and FIG. 5 (c) and FIG. 5 (d) and FIG. 5 (e) can be performed at the same time, so that the production time can be shortened and mass production per hour can be expected.
Finally, post baking is performed at about 200 to 360 ° C. for about 10 to 30 minutes. As a result, an optical waveguide can be manufactured by using a polysilane film containing a single photosensitizer.

次に、本発明に係る光導波路の製造方法における第3の実施形態について説明する。図6に示すように、本実施形態における製造方法に使用するグレーテッドマスク300は、分岐部30の部分は紫外線を透過せず、入射部20及び出射部40の部分が、紫外線の透過率が段階的に変化するように形成されている。グレーテッドマスク300は、具体的には図7(a)に示すように、場所によって紫外線の透過率が40%〜100%の範囲で変化するように形成されている。もちろんこのように段階的に変化させてもよいし、図7(b)に示すグレーテッドマスク300のように、0〜100%の間で連続的に変化するように形成してもよい。そして、このように形成されたグレーテッドマスク300を図4(b)における基板80の底面に配置して紫外線レーザ光250を照射すると共に、図4(e)におけるポリシラン前駆体220の上部側に配置して紫外線レーザ光250を照射する。これにより、図8に最もよく示されているように、入射部光導波路60及び出射部光導波路70のコア径を光の進行方向に沿ってテーパ状に変化させた光導波路1を形成することが可能なる。また、グレーテッドマスク300を図5(d)、図5(e)に示した各工程に適用することによっても図1の入射部光導波路60及び出射部光導波路70の光導波路のコア径を光の進行方向に沿ってテーパ状に変化させた光導波路(図8参照)を形成することが可能なる。   Next, a third embodiment of the optical waveguide manufacturing method according to the present invention will be described. As shown in FIG. 6, in the graded mask 300 used in the manufacturing method according to the present embodiment, the branch part 30 does not transmit ultraviolet light, and the incident part 20 and the output part 40 have ultraviolet light transmittance. It is formed to change in stages. Specifically, as shown in FIG. 7A, the graded mask 300 is formed so that the transmittance of ultraviolet rays changes in a range of 40% to 100% depending on the location. Of course, it may be changed stepwise in this way, or may be formed so as to change continuously between 0 and 100% as in the graded mask 300 shown in FIG. Then, the graded mask 300 formed in this way is arranged on the bottom surface of the substrate 80 in FIG. 4B and irradiated with the ultraviolet laser beam 250, and on the upper side of the polysilane precursor 220 in FIG. 4E. It arrange | positions and irradiates the ultraviolet laser beam 250. FIG. Thus, as best shown in FIG. 8, the optical waveguide 1 in which the core diameters of the incident portion optical waveguide 60 and the emission portion optical waveguide 70 are changed in a tapered shape along the light traveling direction is formed. Is possible. Further, by applying the graded mask 300 to the respective steps shown in FIGS. 5D and 5E, the core diameters of the optical waveguides of the entrance optical waveguide 60 and the exit optical waveguide 70 in FIG. It is possible to form an optical waveguide (see FIG. 8) that is changed in a tapered shape along the traveling direction of light.

図1は本発明に係る光導波路の第1の実施形態を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of an optical waveguide according to the present invention. (a)は図1に示した光導波路1の屈折率概念図であり、(b)は(a)に示した光導波路及びその両側に光接続された光ファイバ内を伝搬する光のパワー分布を示す図である。(A) is a conceptual diagram of the refractive index of the optical waveguide 1 shown in FIG. 1, and (b) is a power distribution of light propagating in the optical waveguide shown in (a) and an optical fiber optically connected to both sides thereof. FIG. 本発明に係る光導波路の製造方法における屈折率制御を行うための基本概念図である。It is a basic conceptual diagram for performing refractive index control in the optical waveguide manufacturing method according to the present invention. (a)〜(e)は第1の実施形態における光導波路の製造方法の各工程での光導波路の断面説明図である。(A)-(e) is sectional explanatory drawing of the optical waveguide in each process of the manufacturing method of the optical waveguide in 1st Embodiment. (a)〜(e)は第2の実施形態における光導波路の製造方法の各工程での光導波路の断面説明図である。(A)-(e) is sectional explanatory drawing of the optical waveguide in each process of the manufacturing method of the optical waveguide in 2nd Embodiment. (a)、(b)は第3の実施形態における光導波路の製造方法の各工程での光導波路の断面説明図である。(A), (b) is sectional explanatory drawing of the optical waveguide in each process of the manufacturing method of the optical waveguide in 3rd Embodiment. (a)、(b)は紫外線の透過率が段階的に変化するように形成されたマスクの説明断面図である。(A), (b) is explanatory sectional drawing of the mask formed so that the transmittance | permeability of an ultraviolet-ray may change in steps. 図1の光導波路の説明斜視図である。FIG. 2 is an explanatory perspective view of the optical waveguide of FIG. 1. 従来の光導波路を示す平面図である。It is a top view which shows the conventional optical waveguide.

符号の説明Explanation of symbols

1 光導波路
10 光増感剤入りポリシラン膜
20 入射部
30 分岐部
40 出射部
50 分岐部光導波路
60 入射部光導波路
70 出射部光導波路
80 基板
90 アンダークラッド層
100 コア層
110 オーバークラッド層
120 光導波路
190 パワー分布
191 パワー分布
192 パワー分布
193 パワー分布
194 パワー分布
200 ポリシラン前駆体
201 被遮蔽部
202 クラッド
210 ポリシラン前駆体
211 ポリシラン光導波路コア
220 ポリシラン前駆体
221 コア部
222 クラッド部
230 マスク
231 1x8スプリッタパタン
240 マスク
250 紫外線レーザ光
260 ポリシラン前駆体
261 残留コア部
262 残留コア部
263 コア層
264 残留コア
270 1×8スプリッタ用マスク
280 部分マスク
290 部分マスク
300 グレーテッドマスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical waveguide 10 Polysilane film | membrane containing a photosensitizer 20 Incident part 30 Branching part 40 Outgoing part 50 Branching part optical waveguide 60 Incident part optical waveguide 70 Outgoing part optical waveguide 80 Substrate 90 Under clad layer 100 Core layer 110 Over clad layer 120 Optical Waveguide 190 Power distribution 191 Power distribution 192 Power distribution 193 Power distribution 194 Power distribution 200 Polysilane precursor 201 Covered portion 202 Cladding 210 Polysilane precursor 211 Polysilane optical waveguide core 220 Polysilane precursor 221 Core portion 222 Cladding portion 230 Mask 231 1 × 8 splitter Pattern 240 Mask 250 Ultraviolet laser beam 260 Polysilane precursor 261 Residual core portion 262 Residual core portion 263 Core layer 264 Residual core 270 1 × 8 splitter mask 280 Partial mask 290 Partial mask 300 graded mask

Claims (7)

紫外線透過性を有する基板上に光増感剤を含むポリシラン材料を塗布し、この塗布膜の表面側又は表面側と底面側に所定のパターンを備えたマスクを配置し、場所によって異なる屈折率差を生じさせるように紫外線レーザ光を照射することを特徴とする屈折率制御型光導波路の製造方法。 A polysilane material containing a photosensitizer is coated on a substrate having ultraviolet transparency, and a mask having a predetermined pattern is disposed on the surface side or the surface side and the bottom surface side of this coating film, and the refractive index difference varies depending on the location. A method of manufacturing a refractive index control type optical waveguide characterized by irradiating ultraviolet laser light so as to generate 請求項1に記載の光導波路の製造方法において、
前記基板上に塗布された光増感剤を含むポリシラン材料の表面側と前記基板の底面側から紫外線レーザ光を部分的に照射することにより場所によって異なった屈折率差の光導波路を形成することを特徴とする屈折率制御型光導波路の製造方法。
In the manufacturing method of the optical waveguide according to claim 1,
Forming optical waveguides with different refractive indexes depending on locations by partially irradiating ultraviolet laser light from the surface side of the polysilane material containing the photosensitizer applied on the substrate and the bottom surface side of the substrate A method of manufacturing a refractive index control type optical waveguide characterized by the above.
請求項1又は2に記載の光導波路の製造方法において、
前記基板上に塗布する光増感剤を含むポリシラン材料の塗布回数が一回であることを特徴とする屈折率制御型光導波路の製造方法。
In the manufacturing method of the optical waveguide according to claim 1 or 2,
A method of manufacturing a refractive index control type optical waveguide, wherein the polysilane material containing a photosensitizer applied on the substrate is applied once.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光導波路の製造方法において、
コア径の異なるシングルモード光導波路を同一塗布膜内に形成することを特徴とする屈折率制御型光導波路の製造方法。
In the manufacturing method of an optical waveguide given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
A method of manufacturing a refractive index control type optical waveguide, wherein single mode optical waveguides having different core diameters are formed in the same coating film.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光導波路の製造方法において、
前記マスクが紫外線レーザ光の透過率が場所によって異なるように形成され、当該マスクを用いて紫外線レーザ光を照射することを特徴とする屈折率制御型光導波路の製造方法。
In the manufacturing method of the optical waveguide given in any 1 paragraph of Claims 1-4,
A method of manufacturing a refractive index control type optical waveguide, wherein the mask is formed so that the transmittance of the ultraviolet laser beam varies depending on the location, and the ultraviolet laser beam is irradiated using the mask.
光増感剤を含むポリシラン材料により場所によって屈折率差が異なるように形成されたことを特徴とする屈折率制御型光導波路。 A refractive index control type optical waveguide, characterized in that a refractive index difference is different depending on a location by a polysilane material containing a photosensitizer. 請求項6に記載の光導波路において、
光が入射される入射部と、入射された光を分岐する分岐部と、分岐された光を出射する出射部を備えて構成され、
前記入射部及び前記出射部の端部側に位置するコア径は、前記分岐部のコア径よりも大きく形成されると共に、前記分岐部側に向かうに従って次第に小さくなるテーパ状に形成されていることを特徴とする屈折率制御型光導波路。
The optical waveguide according to claim 6, wherein
An incident part into which light is incident, a branch part that branches the incident light, and an emission part that emits the branched light are configured.
The core diameter located on the end side of the incident part and the emission part is formed larger than the core diameter of the branch part, and is formed in a tapered shape that gradually decreases toward the branch part side. Refractive index control type optical waveguide.
JP2005138203A 2005-05-11 2005-05-11 Optical waveguide and method of manufacturing the same Pending JP2006317572A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005138203A JP2006317572A (en) 2005-05-11 2005-05-11 Optical waveguide and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005138203A JP2006317572A (en) 2005-05-11 2005-05-11 Optical waveguide and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006317572A true JP2006317572A (en) 2006-11-24

Family

ID=37538323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005138203A Pending JP2006317572A (en) 2005-05-11 2005-05-11 Optical waveguide and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006317572A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09297235A (en) * 1996-05-07 1997-11-18 Hitachi Cable Ltd Optical waveguide and its production as well as optical waveguide module using the same
JP2000304952A (en) * 1999-04-19 2000-11-02 Hitachi Cable Ltd Refractive index distributed waveguide device and its production
JP2002228863A (en) * 2001-02-06 2002-08-14 Kddi Submarine Cable Systems Inc Optical coupling structure
JP2005017568A (en) * 2003-06-25 2005-01-20 Photonic Science Technology Inc Optical waveguide and its manufacturing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09297235A (en) * 1996-05-07 1997-11-18 Hitachi Cable Ltd Optical waveguide and its production as well as optical waveguide module using the same
JP2000304952A (en) * 1999-04-19 2000-11-02 Hitachi Cable Ltd Refractive index distributed waveguide device and its production
JP2002228863A (en) * 2001-02-06 2002-08-14 Kddi Submarine Cable Systems Inc Optical coupling structure
JP2005017568A (en) * 2003-06-25 2005-01-20 Photonic Science Technology Inc Optical waveguide and its manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3887371B2 (en) Optical transmission board, optical transmission board manufacturing method, and opto-electric integrated circuit
JP3066866B2 (en) Optical splitter
US8994037B2 (en) Planar waveguide with patterned cladding and method for producing same
US20140112629A1 (en) Alignment of single-mode polymer waveguide (pwg) array and silicon waveguide (siwg) array of providing adiabatic coupling
CN103620459A (en) Optical waveguide and method of fabrication the optical waveguide
KR20020039336A (en) Polymer gripping elements for optical fiber splicing
US9874700B2 (en) Grating coupler and optical waveguide device
CN107045158A (en) A kind of optical fiber, its preparation method and its optical fiber optical grating array
JP2017102312A (en) Optical waveguide, manufacturing method therefor, and optical waveguide device
JP2006154447A (en) Manufacturing method of film-like optical waveguide
JP2007183468A (en) Manufacturing method of optical waveguide with mirror
US20110243516A1 (en) Optical waveguide device, electronic device, and manufacturing method of optical waveguide device
JP2006317572A (en) Optical waveguide and method of manufacturing the same
JP2013045028A (en) Method for manufacturing branch optical waveguide and optical device
JP5104568B2 (en) Light guide plate and optical module
JP4187595B2 (en) Manufacturing method of optical waveguide
JP4213020B2 (en) Optical circuit
US7260295B2 (en) Optical waveguide and optical transmitting/receiving module
Ishizawa et al. Novel optical interconnect devices applying mask-transfer self-written method
JP2005195754A (en) Method of manufacturing optical waveguide, and the optical waveguide
JP5772436B2 (en) Optical coupler and optical device
US20230089592A1 (en) Optical Connecting Device, Optical Device, and Method for Manufacturing Optical Device
Kinoshita et al. Graded index polymer waveguide for high-bandwidth optical circuit
JPH08327836A (en) Y-branching optical waveguide circuit
JP2007011067A (en) Optical waveguide and optical module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080331

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100105

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100511