JP2007033776A - Manufacturing method of stacked type optical waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種の光部品に用いられる積層型光導波路の製法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a laminated optical waveguide used for various optical components.
光導波路は、光導波路デバイス,光集積回路,光配線基板等の光デバイスに組み込まれており、光通信,光情報処理,その他一般光学の分野で広く用いられている。光導波路の製法としては、種々の方法が提案されており(非特許文献1の第657頁の図2参照)、例えば、アンダークラッド層上に、コア層の形成樹脂材料を塗布した後乾燥させ、それを所定パターンに形成することによりコア層を形成し、さらに、そのコア層を包含するようにオーバークラッド層の形成樹脂材料を塗布した後乾燥させることによりオーバークラッド層を形成する方法があげられる。 An optical waveguide is incorporated in an optical device such as an optical waveguide device, an optical integrated circuit, or an optical wiring board, and is widely used in the fields of optical communication, optical information processing, and other general optics. Various methods have been proposed for producing an optical waveguide (see FIG. 2 on page 657 of Non-Patent Document 1). For example, a resin material for forming a core layer is applied on an underclad layer and then dried. A method of forming an over clad layer by forming a core layer by forming it into a predetermined pattern, and further applying a resin material for forming an over clad layer so as to include the core layer and then drying. It is done.
さらに、最近では、情報通信の高速化・大容量化により、信号を光のままで処理するフォトニックネットワークが現実のものとなっており、電子機器間や電子部品間では、金属ケーブル・金属配線から光ファイバ・光導波路を用いた光インタコネクションへ移行しつつある。それに対応して、光導波路を用いた高機能な光部品が要請されており、その一例として、衛星通信受光センサが提案されている(非特許文献1の第660頁の図6参照)。このものは、光導波路を厚み方向に3段に積層したような積層型光導波路を用いており、その作製は、従来の光導波路の作製工程を厚み方向に3回繰り返すことにより行われている。
しかしながら、従来の光導波路の作製では、コア層およびクラッド層の形成は、各層の形成樹脂材料を塗布した後乾燥させることにより行われるため、上記積層型光導波路の作製では、成形される層の数が増加する分、上記塗布および乾燥の工程が増加し、生産効率が悪い。しかも、形成樹脂材料の塗布工程が増加すると、形成樹脂材料の溶媒が下地(コア層またはクラッド層)にダメージを与えることがある。また、1層では無視できる程度の、塗布による厚みむらも、層の数が増加することにより、全層では無視できない厚みむらとなり、光学機能に支障をきたすことがある。 However, in the production of the conventional optical waveguide, since the core layer and the clad layer are formed by applying the resin material for forming each layer and then drying, in the production of the laminated optical waveguide, the layer to be molded is formed. As the number increases, the coating and drying steps increase, resulting in poor production efficiency. In addition, when the number of steps of applying the forming resin material increases, the solvent of the forming resin material may damage the base (core layer or cladding layer). In addition, the thickness unevenness due to coating, which can be ignored in one layer, becomes an uneven thickness that cannot be ignored in all layers due to an increase in the number of layers, which may impair the optical function.
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、生産効率を向上させることができるとともに厚みむらを小さくすることができる積層型光導波路の製法の提供をその目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a laminated optical waveguide capable of improving production efficiency and reducing thickness unevenness.
上記の目的を達成するため、本発明の積層型光導波路の製法は、第1クラッド層表面に第1コア層を形成することにより第1光導波路部を作製する工程と、第2クラッド層表面に第2コア層を形成することにより第2光導波路部を作製する工程と、上記第1光導波路部の第1クラッド層表面と第2光導波路部の第2クラッド層表面とを対向させ、上記第1コア層と第2コア層とを対峙させた状態で、上記第1クラッド層と第2クラッド層との間に第3クラッド層形成用材料を充填し第3クラッド層を形成する工程とを備えているという構成をとる。 In order to achieve the above object, a method for producing a laminated optical waveguide according to the present invention includes a step of forming a first optical waveguide portion by forming a first core layer on the surface of the first cladding layer, and a surface of the second cladding layer. Forming a second core layer on the first optical waveguide part, and the first cladding layer surface of the first optical waveguide part and the second cladding layer surface of the second optical waveguide part are opposed to each other, A step of forming a third cladding layer by filling a material for forming a third cladding layer between the first cladding layer and the second cladding layer in a state in which the first core layer and the second core layer are opposed to each other; It is configured to have.
すなわち、本発明の積層型光導波路の製法は、まず、第1クラッド層表面に第1コア層を形成した第1光導波路部と、第2クラッド層表面に第2コア層を形成した第2光導波路部とを作製しておき、ついで、それらを第3クラッド層を介して積層することにより、積層型光導波路を得る製法である。このため、本発明では、積層型光導波路を作製するにあたり、全クラッド層および全コア層を下から順に積層する必要がなく、しかも、第3クラッド層の両面は、第1光導波路部の第1クラッド層表面および第1コア層表面と第2光導波路部の第2クラッド層表面および第2コア層表面とで位置決めされる。したがって、本発明の積層型光導波路の製法では、生産効率を高めることができ、しかも、全体の厚みむらを小さくすることができる。 That is, in the manufacturing method of the laminated optical waveguide according to the present invention, first, the first optical waveguide portion in which the first core layer is formed on the surface of the first cladding layer and the second core layer in which the second core layer is formed on the surface of the second cladding layer. In this manufacturing method, an optical waveguide portion is prepared and then laminated through a third cladding layer to obtain a laminated optical waveguide. Therefore, in the present invention, it is not necessary to laminate all the cladding layers and all the core layers in order from the bottom in manufacturing the laminated optical waveguide, and both surfaces of the third cladding layer are formed on the first optical waveguide portion. Positioning is performed between the surface of the first cladding layer and the surface of the first core layer and the surface of the second cladding layer and the surface of the second core layer of the second optical waveguide portion. Therefore, according to the method for producing a laminated optical waveguide of the present invention, the production efficiency can be increased, and the overall thickness unevenness can be reduced.
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の積層型光導波路の製法の一実施の形態は、図1に示すような積層型光導波路を得る製法である。この積層型光導波路は、下側の第1光導波路部1と上側の第2光導波路部2とが、これらの両コア層13,23を対峙させた状態で、第3クラッド層3およびスペーサー4を介して積層されている。
One embodiment of the method for producing a laminated optical waveguide according to the present invention is a method for obtaining a laminated optical waveguide as shown in FIG. In this laminated optical waveguide, the lower first
より詳しく説明すると、上記第1光導波路部1は、第1基板11と、この第1基板11の表面に形成された第1クラッド層12と、この第1クラッド層12の表面に所望のパターンに形成された第1コア層13とからなっている。また、上記第2光導波路部2も、同様に、第2基板21と、この第2基板21の表面に形成された第2クラッド層22と、この第2クラッド層22の表面に所望のパターンに形成された第2コア層23とからなっている。そして、上記第3クラッド層3は、対峙した状態の上記第1コア層13と第2コア層23とを包含するように形成されている。また、上記スペーサー4は、上記第1クラッド層12表面の左右両端部と第2クラッド層22表面の左右両端部とに当接するとともに、上記第1コア層13および第2コア層23に接触しないように配設されている(図1では、片側端部に3個ずつ配設されている)。
More specifically, the first
このような積層型光導波路は、つぎのようにして作製することができる。 Such a laminated optical waveguide can be manufactured as follows.
まず、上記第1基板11および第2基板21、第1クラッド層12および第2クラッド層22の形成材料、第1コア層13および第2コア層23の形成材料、ならびに第3クラッド層3の形成材料を準備する。
First, the
すなわち、上記第1基板11および第2基板21の形成材料としては、特に限定されないが、例えば、青板ガラス,合成石英,シリコンウエハー,二酸化ケイ素付シリコンウエハー,ポリイミド樹脂等があげられる。なお、第1基板11の形成材料と第2基板21の形成材料とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
That is, the material for forming the
上記第1クラッド層12および第2クラッド層22の形成材料としては、例えば、カップリング剤を含有したポリイミド樹脂前駆体があげられる。このポリイミド樹脂前駆体は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得られるものであり、これにカップリング剤を含有させたものが形成材料として用いられる。なお、第1クラッド層12の形成材料と第2クラッド層22の形成材料とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
Examples of the material for forming the
上記第1コア層13および第2コア層23の形成材料としては、例えば、感光剤等を含有する感光性ポリイミド樹脂前駆体があげられる。そして、上記感光性ポリイミド樹脂前駆体は、先に述べたテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得られるポリイミド樹脂前駆体に、感光剤等の添加剤を配合することにより得られる。
Examples of the material for forming the
上記第3クラッド層3の形成材料としては、例えば、紫外線硬化性樹脂があげられる。この紫外線硬化性樹脂は、エポキシ樹脂またはポリアミド酸等に光硬化開始剤を配合することにより得られる。
Examples of the material for forming the
なお、光導波路部を構成する関係から、第1コア層13は第1クラッド層12および第3クラッド層3よりも屈折率が高く、第2コア層23は第2クラッド層22および第3クラッド層3よりも屈折率が高い必要があるが、この屈折率の調整は、例えば、上記テトラカルボン酸二無水物とジアミンの組み合わせの選択や、第1コア層13および第2コア層23の形成材料に感光剤等の添加剤を配合すること等により行うことができる。具体的には、第1コア層13の屈折率と第1クラッド層12および第3クラッド層3の屈折率との関係、ならびに第2コア層23の屈折率と第2クラッド層22および第3クラッド層3の屈折率との関係、すなわち、両者の比屈折率差Δ〔比屈折率差Δ=(nコア−nクラッド)/nコア:n=屈折率〕は、通常、0.2〜1.0%の範囲であればよい。
The
そして、このようにして準備された上記第1基板11および第2基板21ならびに各種形成材料を用いて、まず、上記第1光導波路部1および第2光導波路部2を、従来公知の製法により作製する。
Then, using the
すなわち、図2に示すように、上記第1基板11の表面に、第1クラッド層12の形成材料であるポリイミド樹脂前駆体溶液(ポリアミド酸溶液)を、乾燥後の膜厚が好ましくは1〜30μm、特に好ましくは5〜15μmとなるよう塗布し、乾燥させることにより、ポリイミド樹脂前駆体組成物からなる樹脂層を形成する。上記塗布方法としては、スピンコート法やキャスティング法等の一般的な成膜方法を用いることができる。ついで、不活性雰囲気下、加熱することにより上記樹脂層中の残存溶媒の除去およびポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させることにより、第1基板11の表面にポリイミド樹脂製の第1クラッド層12を形成する。同様にして、第2基板21の表面に、第2クラッド層22を形成する。
That is, as shown in FIG. 2, a polyimide resin precursor solution (polyamic acid solution), which is a material for forming the
そして、図3に示すように、上記第1クラッド層12の表面に、この第1クラッド層12よりも屈折率の高い材料からなる、第1コア層13の形成材料である感光性ポリイミド樹脂前駆体溶液(感光性ポリアミド酸ワニス)を、乾燥後の膜厚が好ましくは2〜30μm、特に好ましくは6〜10μmとなるよう塗布し、初期乾燥により第1コア層13となる感光性ポリイミド樹脂前駆体層13aを形成する。ついで、所望のパターンが得られるよう、感光性ポリイミド樹脂前駆体層13a上にフォトマスクMを載置してその上方から紫外線Lを照射する。上記紫外線Lの照射における露光量は5〜50mJ/cm2 で充分な解像が可能である。その後、光反応を完結させるために、Post Exposure Bake(PEB)と呼ばれる露光後の熱処理を行い、現像液を用いて現像を行う(ウェットプロセス法)。そして、現像によって得られた所望のパターンをイミド化するために、通常熱処理を行う。この際の加熱温度は、一般的に300〜400℃であり、真空下または窒素雰囲気下で脱溶剤と硬化反応(キュア)を行うものである。
As shown in FIG. 3, a photosensitive polyimide resin precursor that is a material for forming the
このようにしてイミド化することにより、図4に示すように、ポリイミド樹脂製のパターンとなる第1コア層13を形成する。このようにして、上記第1光導波路部1を作製することができる。また、同様にして、第2クラッド層22の表面に、第2コア層23を形成することにより、上記第2光導波路部2を作製することができる。
By imidizing in this way, as shown in FIG. 4, the
なお、上記現像に用いる現像液としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ性のアルコール水溶液が用いられる。より具体的には、解像性が良好で、現像速度が制御しやすいという点から、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドおよびエタノールの混合水溶液が好ましく用いられる。上記混合水溶液におけるテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの占める割合は2〜10重量%の範囲に、またエタノールの占める割合は40〜50重量%の範囲にそれぞれ設定することが好ましい。 The developer used for the development is not particularly limited, and for example, an alkaline alcohol aqueous solution is used. More specifically, a mixed aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and ethanol is preferably used from the viewpoint that the resolution is good and the development speed is easily controlled. The proportion of tetramethylammonium hydroxide in the mixed aqueous solution is preferably set in the range of 2 to 10% by weight, and the proportion of ethanol is preferably set in the range of 40 to 50% by weight.
そして、図5に示すように、上記第1光導波路部1の第1クラッド層12表面と第2光導波路部2の第2クラッド層22表面とを対向させ、両クラッド層の両コア層を対峙させる。この対峙状態を保持するために、第1クラッド層12表面と第2クラッド層22表面との間には、スペーサー4が両コア層に接触しないようにして配設される。また、第1クラッド層12表面と第2クラッド層22表面との間の距離は、好ましくは5〜90μm、特に好ましくは17〜35μmとなるよう設定される。
Then, as shown in FIG. 5, the surface of the
なお、上記スペーサー4の形成材料としては、特に限定されないが、第3クラッド層3と同種類の樹脂(エポキシ樹脂等)であることが好ましい。
The material for forming the
つぎに、図6に示すように、上記第1クラッド層12と第2クラッド層22との間に、第3クラッド層3の形成用材料である紫外線硬化性樹脂を充填する。この充填方法は、特に限定されないが、上記第1クラッド層12と第2クラッド層22とが対向した状態で、第1クラッド層12および第2クラッド層22の端縁部を上記紫外線硬化性樹脂に浸け、毛細管現象により吸い上げるようにして充填する方法や、注入機で上記紫外線硬化性樹脂を注入する方法等があげられる。その後、紫外線を照射することにより、上記紫外線硬化性樹脂を硬化させ、第3クラッド層3を形成する。このようにして、図1に示す上記積層型光導波路を作製することができる。
Next, as shown in FIG. 6, an ultraviolet curable resin, which is a material for forming the
なお、本発明の積層型光導波路の製法は、上記実施の形態に限定されるものではなく、他でもよい。例えば、上記実施の形態では、両コア層13,23を平行に形成したが、図7に示すように、平面視で交差するように形成してもよい。また、図8に示すように、両コア層13,23をオフセットして形成してもよい。さらに、図9に示すように、両コア層13,23を互いの横方向に位置するよう形成してもよい。また、上記実施の形態では、各光導波路部1,2にコア層13,23を1本ずつ形成したが、図10に示すように、コア層13,23を2本ずつ形成してもよく、また、3本以上形成してもよい(図示せず)。
In addition, the manufacturing method of the laminated optical waveguide of this invention is not limited to the said embodiment, Others may be sufficient. For example, in the above embodiment, both the core layers 13 and 23 are formed in parallel, but as shown in FIG. 7, they may be formed so as to intersect in plan view. Moreover, as shown in FIG. 8, you may form both core layers 13 and 23 offset. Furthermore, as shown in FIG. 9, both core layers 13 and 23 may be formed so as to be positioned in the lateral direction of each other. Further, in the above embodiment, the core layers 13 and 23 are formed one by one in each of the
さらに、各形成材料も、光導波路として構成できれば、上記実施の形態以外のものを用いてもよい。そして、上記実施の形態では、基板11,21の表面にクラッド層12,22の形成材料を塗布した後、乾燥させることにより、クラッド層12,22を形成したが、基板11,21を用いることなく、ポリイミド樹脂フィルムやエポキシ樹脂フィルム等の樹脂フィルムをクラッド層12,22として用いてもよい。
Furthermore, as long as each forming material can be configured as an optical waveguide, materials other than the above embodiment may be used. In the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態では、コア層13,23の形成の際には、形成材料として感光性樹脂材料を用い、紫外線照射により所望のパターンに形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、形成材料として非感光性の樹脂材料等を用い、ドライエッチングにより所望のパターンに形成してもよい。 In the above embodiment, when forming the core layers 13 and 23, a photosensitive resin material is used as a forming material, and a desired pattern is formed by ultraviolet irradiation. However, the present invention is not limited to this. For example, a non-photosensitive resin material or the like may be used as a forming material, and a desired pattern may be formed by dry etching.
また、上記実施の形態では、第1光導波路部1と第2光導波路部2との間にスペーサー4を配設したが、両コア層13,23の対峙状態を保持できれば、スペーサー4を配設しなくてもよい。
In the above embodiment, the
そして、このようにして作製された積層型光導波路は、高機能な光部品に用いられる。その光部品としては、例えば、光スイッチ,波長可変光フィルタ,光センサ,光分岐器,光合波器,光合分波器,光アンプ,波長変換器,波長分割器,光スプリッタ,方向性結合器等があげられる。そして、その光部品の種類に応じて、コア層13,23の数,対峙状態,パターン等が適宜設定される。 The laminated optical waveguide manufactured in this way is used for high-performance optical components. Examples of optical components include optical switches, wavelength tunable optical filters, optical sensors, optical splitters, optical multiplexers, optical multiplexers / demultiplexers, optical amplifiers, wavelength converters, wavelength dividers, optical splitters, directional couplers. Etc. And according to the kind of the optical component, the number of core layers 13 and 23, an opposing state, a pattern, etc. are set suitably.
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。 Next, examples will be described together with comparative examples.
〔ポリアミド酸溶液:第1クラッド層および第2クラッド層の形成材料〕
攪拌機を備えた500mlのセパラブルフラスコ内で、酸二無水物として、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)26.66g(0.06モル)と、ジアミンとして、2,2′−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(BTFB)18.54g(0.058モル)とを、有機溶媒として、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)182.85g(2.10モル)に溶解させた後、室温(25℃)で10時間攪拌することにより反応させてポリアミド酸溶液(ポリイミド樹脂前駆体溶液)を得た。
[Polyamic acid solution: forming material of the first cladding layer and the second cladding layer]
In a 500 ml separable flask equipped with a stirrer, 26.66 g (0.06 mol) of 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride (6FDA) as the acid dianhydride As a diamine, 18.54 g (0.058 mol) of 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine (BTFB) as a diamine and 182.85 g (2 of N, N-dimethylacetamide (DMAc) as an organic solvent Then, the mixture was reacted at room temperature (25 ° C.) for 10 hours to obtain a polyamic acid solution (polyimide resin precursor solution).
〔感光性ポリアミド酸溶液:第1コア層および第2コア層の形成材料〕
上記ポリアミド酸溶液に、感光剤として、1−エチル−3,5−ジメトキシカルボニル−4−(2−ニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピリジンを、上記ポリアミド酸溶液の固形分に対して2重量%となるよう、さらに、溶解調製剤として、重量平均分子量500のポリエチレングリコールジメチルエーテルを上記ポリアミド酸溶液の固形分に対して30重量%となるよう配合することにより、感光性ポリイミド酸溶液(感光性ポリイミド樹脂前駆体溶液)を得た。
[Photosensitive Polyamic Acid Solution: Material for Forming First Core Layer and Second Core Layer]
1% -ethyl-3,5-dimethoxycarbonyl-4- (2-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine is added to the polyamic acid solution as a photosensitizer at 2% by weight based on the solid content of the polyamic acid solution. Further, as a dissolution preparation agent, a polyethylene glycol dimethyl ether having a weight average molecular weight of 500 is blended so as to be 30% by weight with respect to the solid content of the polyamic acid solution, thereby obtaining a photosensitive polyimide acid solution (photosensitive polyimide). Resin precursor solution) was obtained.
〔紫外線硬化性樹脂:第3クラッド層の形成材料〕
エポキシ樹脂,ジアクリレートおよび光硬化開始剤を配合することにより、紫外線硬化性樹脂を得た。
[Ultraviolet curable resin: forming material of the third cladding layer]
An ultraviolet curable resin was obtained by blending an epoxy resin, diacrylate, and a photocuring initiator.
〔第1光導波路部の作製〕
石英基板(厚み525μm)の表面に、上記ポリアミド酸溶液をスピンコート法により塗布し、90℃で乾燥を行うことにより、ポリイミド樹脂前駆体組成物からなる樹脂膜を形成した。その後、真空下、385℃で加熱することにより上記樹脂膜中の残存溶剤の除去およびポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させ、上記石英基板の表面に、厚み15μmの第1クラッド層(屈折率1.51)を形成した。
[Production of first optical waveguide part]
The polyamic acid solution was applied to the surface of a quartz substrate (thickness: 525 μm) by spin coating, and dried at 90 ° C. to form a resin film made of a polyimide resin precursor composition. Thereafter, the removal of the residual solvent in the resin film and the imidization of the polyimide resin precursor are completed by heating at 385 ° C. under vacuum, and a first cladding layer (refractive index) having a thickness of 15 μm is formed on the surface of the quartz substrate. 1.51) was formed.
そして、上記第1クラッド層の表面に、上記感光性ポリアミド酸溶液をスピンコート法により塗布し、90℃で乾燥することにより、感光性ポリイミド樹脂前駆体組成物からなる感光性ポリイミド樹脂前駆体層を形成した。ついで、この感光性ポリイミド樹脂前駆体層上に、所定のフォトマスク(ライン幅6μm×長さ50mm)を載置し、その上方から30mJ/cm2 の紫外線照射による露光を行った。さらに、170℃で10分間露光後加熱を行った。つぎに、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド2〜10%とエタノール40〜50%を含有する水溶液を現像液とし、35℃で現像して未露光部分を溶解した後、水で洗浄することによりネガ型画像を有するパターンを形成した。その後、真空下、330℃で加熱することにより感光性ポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させ、所定のパターンからなる第1コア層(屈折率1.52)を形成した。形成されたコア層の断面のサイズは、幅6μm×高さ6μmであった。このようにして、上記第1光導波路部を得た。 And the photosensitive polyimide resin precursor layer which consists of a photosensitive polyimide resin precursor composition by apply | coating the said photosensitive polyamic-acid solution to the surface of the said 1st clad layer by a spin coat method, and drying at 90 degreeC. Formed. Next, a predetermined photomask (line width 6 μm × length 50 mm) was placed on the photosensitive polyimide resin precursor layer, and exposure was performed by ultraviolet irradiation at 30 mJ / cm 2 from above. Further, post-exposure heating was performed at 170 ° C. for 10 minutes. Next, an aqueous solution containing 2 to 10% tetramethylammonium hydroxide and 40 to 50% ethanol is used as a developer, developed at 35 ° C. to dissolve unexposed portions, and then washed with water to obtain a negative image. A pattern having Then, imidation of the photosensitive polyimide resin precursor was completed by heating at 330 ° C. under vacuum, and a first core layer (refractive index 1.52) having a predetermined pattern was formed. The size of the cross section of the formed core layer was 6 μm wide × 6 μm high. Thus, the first optical waveguide part was obtained.
〔第2光導波路部の作製〕
上記第1光導波路部の製法と同様にして、第2光導波路部を得た。
[Production of second optical waveguide part]
A second optical waveguide portion was obtained in the same manner as the first optical waveguide portion manufacturing method.
〔積層型光導波路の作製〕
そして、上記第1光導波路部の第1クラッド層表面と第2光導波路部の第2クラッド層表面とをエポキシ樹脂製スペーサーを介して対向させ(両クラッド層の表面間距離22μm)、第1コア層と第2コア層とが平面視で0.8度の角度で交差するよう両コア層を対峙させた(図7参照)。その状態で、第1クラッド層および第2クラッド層の端縁部を上記紫外線硬化性樹脂に浸け、毛細管現象により吸い上げるようにして、第1クラッド層と第2クラッド層との間に、上記紫外線硬化性樹脂を充填した。その後、第2光導波路部の第2基板側から紫外線(30mJ/cm2 )を照射することにより、上記紫外線硬化性樹脂を硬化させ、第3クラッド層(屈折率1.51)を形成した。このようにして、積層型光導波路を得た。
[Production of laminated optical waveguide]
Then, the first clad layer surface of the first optical waveguide portion and the second clad layer surface of the second optical waveguide portion are opposed to each other with an epoxy resin spacer (distance between the surfaces of both clad layers is 22 μm). Both core layers were opposed so that the core layer and the second core layer intersected at an angle of 0.8 degrees in plan view (see FIG. 7). In this state, the edge portions of the first clad layer and the second clad layer are immersed in the ultraviolet curable resin and sucked up by capillary action so that the ultraviolet ray is interposed between the first clad layer and the second clad layer. Filled with curable resin. Thereafter, the ultraviolet curable resin was cured by irradiating ultraviolet rays (30 mJ / cm 2 ) from the second substrate side of the second optical waveguide portion, thereby forming a third cladding layer (refractive index 1.51). In this way, a laminated optical waveguide was obtained.
なお、この積層型光導波路は、第1コア層と第2コア層とが平面視で所定の角度(0.8度)で交差しているため、光分岐器(光分離デバイス)として機能する。また、カットバック法により第1コア層に波長1.55μmの光を導波させると、第2コア層に、その光の一部が分離して伝播することを確認した。 This laminated optical waveguide functions as an optical branching device (optical separation device) because the first core layer and the second core layer intersect at a predetermined angle (0.8 degrees) in plan view. . It was also confirmed that when light having a wavelength of 1.55 μm was guided to the first core layer by the cutback method, part of the light was separated and propagated to the second core layer.
〔比較例〕
上記実施例において、第1光導波路部を作製した後、つぎのようにして、第3クラッド層,第2コア層,第2クラッド層をこの順で形成し、その第2クラッド層上に第2基板を接着することにより、積層型光導波路を作製した。各形成材料は、上記実施例1と同様にした。
[Comparative example]
In the above embodiment, after the first optical waveguide portion is fabricated, the third cladding layer, the second core layer, and the second cladding layer are formed in this order as follows, and the second cladding layer is formed on the second cladding layer. A laminated optical waveguide was manufactured by bonding two substrates. Each forming material was the same as in Example 1 above.
すなわち、第1光導波路部の第1クラッド層および第1コア層の表面に、上記紫外線硬化性樹脂をスピンコート法により塗布した後、紫外線(30mJ/cm2 )を照射することにより、上記紫外線硬化性樹脂を硬化させ、第3クラッド層を形成した。ついで、その第3クラッド層の表面をエッチングし、第2コア層のパターン溝を形成した。そして、そのパターン溝に、上記感光性ポリアミド酸溶液を流し入れた後、上記実施例と同様にして、乾燥,露光,加熱,現像,加熱によるイミド化をこの順で行い、第2コア層を形成した。つぎに、上記第3クラッド層および第2コア層の表面に、上記ポリアミド酸溶液をスピンコート法により塗布した後、上記実施例と同様にして、乾燥,加熱によるイミド化をこの順で行い、第2クラッド層を形成した。そして、この第2クラッド層上に接着剤を用いて第2基板を接着した。このようにして、積層型光導波路を得た。 That is, the ultraviolet curable resin is applied to the surfaces of the first cladding layer and the first core layer of the first optical waveguide portion by a spin coating method, and then irradiated with ultraviolet rays (30 mJ / cm 2 ). The curable resin was cured to form a third cladding layer. Next, the surface of the third cladding layer was etched to form a pattern groove of the second core layer. Then, after pouring the photosensitive polyamic acid solution into the pattern groove, drying, exposure, heating, development, and imidization by heating are performed in this order in the same manner as in the above-described example to form the second core layer. did. Next, after the polyamic acid solution is applied to the surfaces of the third cladding layer and the second core layer by a spin coat method, imidation by drying and heating is performed in this order in the same manner as in the above examples. A second cladding layer was formed. Then, the second substrate was bonded onto the second cladding layer using an adhesive. In this way, a laminated optical waveguide was obtained.
〔実施例と比較例との比較〕
上記実施例の製法と比較例の製法とを比較すると、実施例の方が積層型光導波路の作製時間が短かった。このことから、実施例の製法は、生産効率に優れることがわかる。また、各積層型光導波路を、第1コア層と第2コア層とを横切るように切断し、その切断面を顕微鏡で観察すると、実施例の製法により得られた積層型光導波路は、どの層も厚みむらは殆どなかったが、それに対して、比較例の製法により得られた積層型光導波路は、層を形成した順に(第3クラッド層,第2コア層,第2クラッド層の順に)厚みむらが大きくなっていた。
[Comparison between Examples and Comparative Examples]
Comparing the production method of the above example and the production method of the comparative example, the production time of the laminated optical waveguide was shorter in the example. From this, it can be seen that the production methods of the examples are excellent in production efficiency. Further, when each laminated optical waveguide is cut so as to cross the first core layer and the second core layer, and the cut surface is observed with a microscope, which laminated optical waveguide is obtained by the manufacturing method of the example, In contrast, the layered optical waveguide obtained by the manufacturing method of the comparative example had almost no thickness unevenness, but in the order in which the layers were formed (the order of the third cladding layer, the second core layer, and the second cladding layer). ) The thickness unevenness was large.
1 第1光導波路部
2 第2光導波路部
3 第3クラッド層
12 第1クラッド層
13 第1コア層
22 第2クラッド層
23 第2コア層
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