JP2007193008A - Multilayer waveguide and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クラッド層/コア層/クラッド層/コア層/クラッド層…と重畳された多層構造を有する多層導波路およびその作製方法に関する。 The present invention relates to a multilayer waveguide having a multilayer structure in which clad layer / core layer / cladding layer / core layer / cladding layer.
従来、多層導波路は、多層構造型光ホログラムメモリとして用いられてきた。この種の光ホログラムメモリに関しては、多数の特許出願がなされている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5参照)。
この種の多層構造型光ホログラムメモリは、読み出し専用に構成されるものとなっている。この構造と読み出し方法は、例えば、図9に示されるようになっている。すなわち、符号101は、多層ホログラム媒体を示しており、この多層ホログラム媒体101は、クラッド層103とコア層102とが交互に重畳するように積層されて多層構造を構成している。その厚さは、クラッド層103にあっては10〜20μmとなっており、コア層102にあっては0.5〜1μmとなっている。また、符号104は、計算機ホログラムを示しており、クラッド層103とコア層102との間に設けられた凸凹によって構成されている。また、符号105は読み出し光を示しおり、符号106はシリンドリカルレンズを示しており、符号107は回折された光を示しており、符号108は二次元情報を読み取る撮像素子を示している。
This type of multi-layer structure type optical hologram memory is configured exclusively for reading. This structure and reading method are as shown in FIG. 9, for example. That is,
このように構成された多層ホログラム媒体101にあっては、読み出し光105を、多層ホログラム媒体101のうち選択された層の側端面に入射させる。その入った読み出し光105は、この多層ホログラム媒体101の内部を伝搬してゆき、凹凸に構成された計算機ホログラム104によって回折させられる。そして、その回折された光107は、この多層ホログラム媒体101と対向するように配置された二次元情報読み出し用の撮像素子108によって、読み出されるようになっている。そして、このように構成された多層ホログラム媒体101は、クラッド層とコア層とによって多層構造となっているので、コンパクトでありながら、大容量の記憶媒体を実現することができるものとなっていた。
In the
また、この読み出し専用の多層膜ホログラムメモリ101は、図10の作製工程図のように、作製される。すなわち、図10(a)に示すように、フィルム基板111に、クラッド層112、コア層113を積層する。このクラッド層112とコア層113とは、紫外線硬化性樹脂からなる。また、符号114は、このコア層113に積層される計算機ホログラムが書かれたスタンパであり、このスタンパ上には、紫外線硬化性の樹脂塗料が塗布される。次いで、図10(b)に示すように、このように積層されたクラッド層112とコア層113とを紫外線115を照射して、これらの積層をフィルム基板111に固着させるように硬化させる。そして、図10(c)に示すように、スタンパ114を剥離させる。
The read-only
この後、この図10(c)の積層物に、図10(a)及び図10(b)の手順が繰り返されるように、新たなクラッド層とコア層とを積層していく。つまり、図10(d)に示すように、この図10(c)の積層物に、新たな屈折率の低いクラッド116層と新たなコア層117とを積層させ、同様に、スタンパ114で押さえながら、図10(e)に示すように、紫外線115を照射して、これらの積層を、図10(c)の積層物に固着させるように硬化させる。そして、図10(f)に示すように、スタンパ114を剥離させる。
Thereafter, a new cladding layer and a core layer are laminated on the laminate shown in FIG. 10C so that the procedure shown in FIGS. 10A and 10B is repeated. That is, as shown in FIG. 10D, a new low-refractive clad 116 layer and a new core layer 117 are laminated on the laminate shown in FIG. However, as shown in FIG. 10E, the
このように図10(a)から図10(e)の工程を繰り返すことによって、上述した多層ホログラム媒体101を作製して、多層構造型光ホログラムメモリの作製を実現するようになっていた。なお、このように多層構造型光ホログラムメモリにおいては、読み出し専用メモリとして作製しているので、多層構造の作製のし易さから、紫外線硬化樹脂クラッド層や、紫外線硬化樹脂コア層を用いるものとなっていた。
As described above, by repeating the steps from FIG. 10A to FIG. 10E, the
ところで、上述した多層構造型光ホログラムメモリを、書き込み可能や書き換え可能に構成しようという要請がある。このように書き込み可能や書き換え可能に、多層構造型光ホログラムメモリを構成しようとした場合には、2つの波長の光で屈折率に変化が生じるようになっている、2光子吸収あるいは2色吸収等の感光性媒体をドープさせる必要があった。 By the way, there is a demand to make the above-described multilayer structure type optical hologram memory writable or rewritable. When a multi-layer structure type optical hologram memory is configured to be writable or rewritable as described above, a change in refractive index is caused by light of two wavelengths. Two-photon absorption or two-color absorption It was necessary to dope a photosensitive medium such as.
しかしながら、このような感光性媒体は、紫外線が照射されると、この感光性媒体自体が感光してしまう性質を有しており、上述したような紫外線を照射して硬化させるような作製方法においては用いるには具合の悪さが残されていた。また、2光子吸収あるいは2色吸収等の感光性媒体は、光を大きく吸収してしまう性質を有しており、これをドープした導波路は非常にロスが大きくなるという問題点が残されていた。加えて、通常高分子からなる層状の膜を作製するにあたっては、スピンコート法、ブレード法によって積層してゆき多層化を行おうとした場合には、上に塗布された膜の溶媒が下地層に浸透してゆき、膜同士が混ざり合ってしまうという(インターミキシング)問題も発生してしまう。 However, such a photosensitive medium has a property that the photosensitive medium itself is exposed when irradiated with ultraviolet rays. In such a production method as described above, the photosensitive medium is cured by irradiation with ultraviolet rays. It was left unwell to use. In addition, photosensitive media such as two-photon absorption or two-color absorption have a property of absorbing a large amount of light, and there remains a problem that a waveguide doped with this has a very large loss. It was. In addition, when preparing a layered film usually made of a polymer, if the film is to be laminated by spin coating or blade method, the solvent of the film applied above is applied to the underlying layer. There is also a problem (intermixing) in which the membranes are mixed and the membranes are mixed.
また一方、2光子吸収媒体を含む層を接着剤層で挟んでなる多層光メモリの開発も進んでいる。このような2光子吸収媒体を含む多層光メモリの場合、この多層光メモリからの光が、面に対して垂直に超短パルスレーザビームを入射させて、選択した層に焦点を合わせることによって、この層のみに選択的に2光子吸収効果を用いてピット(屈折率、反射率、透過率を変化させた点)を書き込むことができる。これによって、大容量のメモリを実現できるようになってきた。なお、この多層光メモリにおいて利用されていた導波構造を利用せずに構成する、多層膜ホログラムメモリにあっては、光を層に平行に伝搬させないという特質を有する。 On the other hand, development of a multilayer optical memory in which a layer containing a two-photon absorption medium is sandwiched between adhesive layers is also progressing. In the case of a multilayer optical memory including such a two-photon absorption medium, the light from the multilayer optical memory is focused on a selected layer by injecting an ultrashort pulse laser beam perpendicular to the plane. Only by using the two-photon absorption effect selectively, pits (points where the refractive index, reflectance, and transmittance are changed) can be written. As a result, a large-capacity memory can be realized. Note that the multilayer hologram memory configured without using the waveguide structure used in the multilayer optical memory has a characteristic that light is not propagated in parallel to the layers.
本発明は、上述したような事情に鑑みなされたものであって、その目的は、ロスの少ない感光性媒体を含む多層導波路および作製方法を提供することにある。特には、多層構造光メモリにおいて、λ1の光を選択した層のみに伝搬させ、λ2の光を層に垂直に当て、λ1とλ2の光が交差した点のみに情報を書き込み可能に構成された多層導波路構造を有する光メモリの構造および作製方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a multilayer waveguide including a photosensitive medium with little loss and a manufacturing method thereof. In particular, in a multi-layer optical memory, light of λ 1 can be propagated only to a selected layer, light of λ 2 can be applied perpendicularly to the layer, and information can be written only at the point where the light of λ 1 and λ 2 intersect An object of the present invention is to provide a structure of an optical memory having a multi-layer waveguide structure and a manufacturing method thereof.
上述した課題を解決するにあたり、本発明は、その手段として、以下の多層導波路およびその作製方法を提供する。すなわち、多層導波路メモリ等の構造および作製方法において、2光子吸収、2色吸収等の感光性媒体を、光が伝搬しないクラッド層のみにドープし、紫外線硬化型の樹脂に代えて、熱軟化型の高分子層同士を、熱ラミネート、熱プレス圧着、熱ロール圧着によって貼り合わせることによって、感光性媒体を含む層を積層してなる多層導波路を作製する方法を提供する。また、高分子層同士を、熱硬化型の透明接着剤を介して、ラミネート、プレス圧着若しくはロール圧着によって貼り合わせて多層化させた後に、一括して熱圧着して、感光性媒体を含む層を積層してなる多層導波路を作製する方法を提供する。より具体的には、以下の通りである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following multilayer waveguide and a method for manufacturing the same as the means. That is, in a structure and manufacturing method of a multilayer waveguide memory, etc., a photosensitive medium such as two-photon absorption or two-color absorption is doped only in a cladding layer where light does not propagate, and heat softening is performed instead of an ultraviolet curable resin. Provided is a method for producing a multilayer waveguide formed by laminating layers containing a photosensitive medium by bonding polymer layers of a mold together by heat lamination, heat press pressure bonding, or heat roll pressure bonding. In addition, the polymer layers are laminated by thermosetting transparent adhesive, laminated, press-bonded, or roll-bonded to be multilayered, and then thermally bonded together to include a photosensitive medium. The present invention provides a method for producing a multilayer waveguide obtained by stacking layers. More specifically, it is as follows.
すなわち、請求項1に係る多層導波路は、高分子のクラッド層(厚さd0及び屈折率n0に設定)と高分子のコア層(厚さd1及び屈折率n1(但し、n1>n0)に設定)とが交互に重畳するようにして積層された多層構造を有し、導波する光のロスが10dB/cm以下に設定され、光を導入するため光導入部が積層された層が延びる方向に対して直交する方向あるいは45度の方向に沿って延びる端面で形成され、前記クラッド層に感光性媒体が含有されていることを特徴とする。
That is, the multilayer waveguide according to
また、請求項2に係る多層導波路は、請求項1に記載の多層導波路において、前記クラッド層と前記コア層との屈折率差Δnが、Δn=n1−n0と設定し、波長λ1の光を伝搬させるとき、
The multilayer waveguide according to claim 2 is the multilayer waveguide according to
また、請求項3に係る多層導波路は、請求項1または請求項2に記載の多層導波路において、前記感光性媒体が、ペンタチオフェンであることを特徴とする。
また、請求項4に係る多層導波路は、請求項1から請求項3のうち何れか一項に記載の多層導波路において、ホログラムメモリ機能を有することを特徴とする。
A multilayer waveguide according to claim 3 is the multilayer waveguide according to
A multilayer waveguide according to a fourth aspect is the multilayer waveguide according to any one of the first to third aspects, wherein the multilayer waveguide has a hologram memory function.
また、請求項5に係る多層導波路の作製方法は、第1のフィルム上に、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、クラッドあるいはコアの何れか一方の膜を塗膜して溶媒を飛ばして第1の積層用膜を形成し、この第1の積層用膜を挟み込むように、新たに用意された第2のフィルムに前記第1のフィルムを、熱ラミネート法、熱プレス圧着法、あるいは熱ロール圧着法の何れかによって貼り合わせた後に、前記第2のフィルムから前記第1のフィルムを剥がして、前記第1の積層用膜を前記第1のフィルムから前記第2のフィルムに移し替えるようにして前記第2のフィルムにクラッド層あるいはコア層を形成し、次いで、前記第1のフィルム上に、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、前記第1の積層用膜とは異なる、クラッドあるいはコアの何れか他方の膜を塗膜して溶媒を飛ばして第2の積層用膜を形成し、この第2の積層用膜を前記第2のフィルムに形成されたクラッド層あるいはコア層と接着させるように、前記第2のフィルムに前記第1のフィルムを、熱ラミネート法、熱プレス圧着法、あるいは熱ロール圧着法の何れかによって貼り合わせた後に、前記第2のフィルムから前記第1のフィルムを剥がして、前記第2の積層用膜を前記第1のフィルムから前記第2のフィルムに移し替えるようにして、前記第2のフィルムに形成されたクラッド層あるいはコア層に、これと異なる新たなクラッド層あるいはコア層が重畳するように積層させてゆき、このような積層手順が繰り返されることによって、前記第2のフィルムにクラッド層とコア層とが交互に重畳するようにして積層された多層部を形成し、前記多層部のうち、その積層された層が延びている方向に対して直交する方向あるいは45度の方向に切り出して光導入部となる端面を形成することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a multilayer waveguide manufacturing method in which either a clad or a core film is coated on a first film by any one of a spin coating method, a blade method, and screen printing. Then, the first film is laminated on the newly prepared second film so that the first laminating film is sandwiched between the first laminating film and the first laminating film. After bonding by either the pressure bonding method or the hot roll pressure bonding method, the first film is peeled off from the second film, and the first lamination film is removed from the first film. A clad layer or a core layer is formed on the second film so as to be transferred to a film, and then a spin coating method, a blade method, or screen printing is performed on the first film. Accordingly, the second lamination film is formed by coating either the clad or the core film different from the first lamination film, and removing the solvent to form the second lamination film. Is bonded to the clad layer or the core layer formed on the second film, and the first film is bonded to the second film by any one of a heat laminating method, a hot press pressing method, and a hot roll pressing method. The first film is peeled off from the second film, and the second lamination film is transferred from the first film to the second film. By laminating a new clad layer or core layer different from the clad layer or core layer formed on the film 2 and repeating such a laminating procedure, Forming a multilayer part laminated on the second film so that a clad layer and a core layer are alternately superposed, and orthogonal to a direction in which the laminated layer extends in the multilayer part; It is cut out in a direction or a direction of 45 degrees to form an end face serving as a light introducing portion.
また、請求項6に係る多層導波路の作製方法は、第1のフィルム上に、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、クラッドあるいはコアの何れか一方の膜を塗膜して溶媒を飛ばして第1の積層用膜を形成し、第2のフィルム上に、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、前記第1の積層用膜とは異なる、クラッドあるいはコアの何れか他方の膜を塗膜して溶媒を飛ばして第2の積層用膜を形成し、この第1及び第2の積層用膜を互いに向かい合わせるようにして、その間に熱硬化性を有する透明な接着剤を介装させながら、前記第1のフィルムと前記第2フィルムとをラミネート法、プレス圧着法、あるいはロール圧着法の何れかによって貼り合わせ、前記第2のフィルムから前記第1のフィルムを剥がして、前記第1の積層用膜を前記第1のフィルムから前記第2のフィルムに移し替えるようにして、前記第2のフィルムにクラッド層とコア層とを形成し、次いで、前記第1のフィルム上に、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、前記第2のフィルムの最上面に形成されている前記クラッド層あるいは前記コア層とは異なる、クラッドあるいはコアの何れかの膜を塗膜して溶媒を飛ばして新たな積層用膜を形成し、この新たな積層用膜を、前記第2のフィルムの最上面に形成されている前記クラッド層あるいは前記コア層に向かい合わせるようにして、その間に熱硬化性を有する透明な接着剤を介装させながら、前記第1のフィルムと前記第2フィルムとをラミネート法、プレス圧着法、あるいはロール圧着法によって貼り合わせ、前記第2のフィルムから前記第1のフィルムを剥がして、前記第1の積層用膜を前記第1のフィルムから前記第2のフィルムに移し替えるようにして、形成されていた前記クラッド層あるいは前記コア層に、新たなクラッド層あるいはコア層を積層させ、このような積層手順が繰り返されることによって、前記第2のフィルムにクラッド層とコア層とが交互に重畳するようにして積層されて形成された多層部を形成し、この積層された形成された多層部あるいは単層部を、一括あるいは積層ごとに加熱圧着させ、前記多層部のうち、その積層された層が延びている方向に対して直交する方向あるいは45度の方向に切り出して光導入部となる端面を形成することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a multilayer waveguide manufacturing method in which one of a clad film and a core film is coated on a first film by any one of a spin coating method, a blade method, and screen printing. The solvent is removed to form the first lamination film, and the second film is different from the first lamination film by spin coating, blade method, or screen printing on the second film. The other film of the core is coated and the solvent is removed to form a second laminated film, and the first and second laminated films are made to face each other, and the thermosetting property is set between them. The first film and the second film are bonded together by any one of a laminating method, a press-bonding method, and a roll-bonding method while interposing a transparent adhesive having the second film. The first film is peeled off, and the first film for lamination is transferred from the first film to the second film, so that a clad layer and a core layer are formed on the second film. Then, it differs from the clad layer or the core layer formed on the uppermost surface of the second film on the first film by any one of a spin coating method, a blade method, and screen printing. Then, the clad or core film is applied and the solvent is removed to form a new lamination film, and this new lamination film is formed on the uppermost surface of the second film. The first film and the second film are laminated while interposing a transparent adhesive having a thermosetting property therebetween so as to face the layer or the core layer, The first film is peeled off from the second film, and the first film for laminating is transferred from the first film to the second film. Then, a new clad layer or core layer is laminated on the clad layer or core layer that has been formed, and the laminating procedure is repeated, whereby the clad layer and the core layer are formed on the second film. Are formed so as to be alternately stacked to form a multi-layered part, and the multi-layered part or single-layer part thus formed is subjected to thermocompression bonding at once or for every multi-layered part. An end face serving as a light introducing portion is formed by cutting in a direction orthogonal to a direction in which the stacked layers extend or a direction of 45 degrees.
また、請求項7に係る多層導波路の作製方法は、請求項6に記載の多層導波路の作製方法において、前記接着剤が2液性熱硬化型シリコーン樹脂であることを特徴とする。
また、請求項8に係る多層導波路の作製方法は、請求項5から請求項7のうち何れか一項に記載の多層導波路の作製方法において、前記クラッド膜がフッ素化ポリメチルメタクリレート(フッ素化率が1重量%から5重量%に設定、屈折率がn1>n0に設定)で形成され、前記コア層がポリメチルメタクリレートで形成され、加熱圧着させる際の温度が100〜150℃に設定されていることを特徴とする。
また、請求項9に係る多層導波路の作製方法は、請求項5から請求項7のうち何れか一項に記載の多層導波路の作製方法において、前記クラッド膜及び前記コア膜が、シクロオレフィンポリマー(屈折率がn1>n0に設定)で形成され、加熱圧着させる際の温度が150〜180℃に設定されていることを特徴とする。
また、請求項10に係る多層導波路の作製方法は、請求項5から請求項9のうち何れか一項に記載の多層導波路の作製方法において、前記第1のフィルムは、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする。
また、請求項11に係る多層導波路の作製方法は、請求項5から請求項9のうち何れか一項に記載の多層導波路の作製方法において、前記コア膜を第1フィルムの上に形成した後に、マスクをその上に乗せて、紫外線照射、レーザ照射あるいはイオン注入によって、照射した部分の屈折率を変化させることを特徴とする。
A multilayer waveguide manufacturing method according to claim 7 is the multilayer waveguide manufacturing method according to claim 6, wherein the adhesive is a two-component thermosetting silicone resin.
Further, according to an eighth aspect of the present invention, there is provided a multilayer waveguide fabrication method according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the cladding film is a fluorinated polymethyl methacrylate (fluorine). The core layer is formed of polymethylmethacrylate, and the temperature at the time of thermocompression bonding is 100 to 150 ° C. The conversion rate is set to 1 to 5% by weight and the refractive index is set to n 1 > n 0 ). It is characterized by being set to.
A multilayer waveguide fabrication method according to claim 9 is the multilayer waveguide fabrication method according to any one of claims 5 to 7, wherein the cladding film and the core film are cycloolefins. It is formed of a polymer (refractive index is set to n 1 > n 0 ), and the temperature at the time of thermocompression bonding is set to 150 to 180 ° C.
A method for producing a multilayer waveguide according to
A multilayer waveguide fabrication method according to claim 11 is the multilayer waveguide fabrication method according to any one of claims 5 to 9, wherein the core film is formed on the first film. After that, a mask is placed on the substrate, and the refractive index of the irradiated portion is changed by ultraviolet irradiation, laser irradiation, or ion implantation.
本発明に係る多層導波路およびその作製方法によれば、光感応性の2光子吸収、2色吸収等の感光性媒体を含む多層導波路でありながら、(1)ロスを少なくすることができ、(2)感光性媒体を感光することなく多層化することができ、(3)多層にしてもインターミキシングの問題は発生しない、という利点を有する。 According to the multilayer waveguide and the manufacturing method thereof according to the present invention, (1) loss can be reduced while being a multilayer waveguide including a photosensitive medium such as photosensitive two-photon absorption and two-color absorption. (2) The photosensitive medium can be multilayered without being exposed to light, and (3) there is an advantage that no intermixing problem occurs even when the multilayer is formed.
以下、本発明に係る多層導波路の最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下において説明する多層導波路、及び、その作製方法においては、導波する光がシングルモード若しくはマルチモードの何れであっても何ら問題のないものとされる。ただ、ホログラムへの書き込みを鑑みれば、シングルモードが選択されることが望ましい。このシングルモードによって多層導波路を作製するにあたっては、次のような屈折率制御と膜厚制御とが必要とされる。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a multilayer waveguide according to the invention will be described with reference to the drawings. In the multilayer waveguide described below and the manufacturing method thereof, there is no problem even if the guided light is either single mode or multimode. However, in view of writing on the hologram, it is desirable to select the single mode. In manufacturing a multilayer waveguide by this single mode, the following refractive index control and film thickness control are required.
すなわち、図1の符号1は、本発明に係る多層導波路の断面図を示している。この多層導波路1は、クラッド層10とコア層20とが交互に重畳するように積層されることによって多層化された多層構造を有するものである。また、この層は膜状に形成されてなるものとなっており、以下において膜と称する場合もある。また、図2は図1の部分拡大図であり、2つのクラッド層10と、その間に位置されているコア層20とを示している。このクラッド層10とコア層20との両者は、高分子で構成されている。ここで、クラッド層10にあっては厚さd0及び屈折率n0に設定されており、コア層20にあっては厚さd1及び屈折率n1に設定されている。なお、図2中の符号λCは、この積層されたクラッド層10及びコア層20を伝搬していく光の波長を示している。このように設定されている多層導波路1は、シングルモードの伝搬条件を以下のように設定してある。
That is,
上述の多層導波路1に伝搬される光の波長λCは、[数2]に示すように設定されており、この[数2]において用いられている、VC、a、δについては、[数3]のように設定されている。そこで、この[数2]に、この[数3]を代入すると、[数4]のようになる。なお、Δn=n1−n0としている。
ここで、クラッド層10の屈折率n0、コア層20の屈折率n1のそれぞれは、ほぼ「1.5」に近い値を取るので、その和を約「3」と近似した場合、上述の[数4]から[数5]を得ることができる。
The wavelength λ C of the light propagating to the
Here, the refractive index n 0 of the clad layer 10, the respective refractive index n 1 of the
このように得られた[数5]において、例えば、伝搬される光の波長λCを0.66μm、コア層20の厚みを5μmに設定した場合には、この多層導波路1に対するシングルモードの条件は、Δn<1.45×10−3となり、この多層導波路1を構成するクラッド層10及びコア層20を、「10−3」の精度で調整しなければならない。一方、例えば、伝搬される光の波長λCを0.66μm、コア層20の厚みを1μmに設定した場合には、この多層導波路1に対するシングルモードの条件は、Δn<0.0364となり、この多層導波路1を構成するクラッド層10及びコア層20を、「10−2」の精度で調整すればよいものとなり、精度調整における要求が緩和される利点がある。なお、この多層導波路1には、特に図示していないが、光を導入するため光導入部が積層された層が延びる方向に対して直交する方向あるいは45度の方向に沿って延びる端面で形成されており、クラッド層10には感光性媒体が含有されている。
In the [Equation 5] obtained in this way, for example, when the wavelength λ C of the propagated light is set to 0.66 μm and the thickness of the
次に、上述のように構成された多層導波路1についての基本作製工程を、図3を参照しながら説明する。すなわち、符号31は第1のフィルムであり、符号32は第2のフィルムであり、符号33は塗布乾燥してなるクラッド膜(第1の積層用膜)であり、符号34は塗布乾燥してなるコア膜(第2の積層用膜)であり、符号35はロールラミネータ(熱ラミネート法が採用されている。)である。なお、このクラッド膜33とコア膜34とは、第1のフィルム31上に形成されてなるものであって、この第1のフィルム31上に形成されている場合においては、膜状態となっているクラッド膜33及びコア膜34となっている。
Next, a basic manufacturing process for the
まず、図3(a)においては、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、クラッドを塗膜して溶媒を飛ばしてクラッド膜33を形成された第1のフィルム31に、このクラッド膜33を挟み込むように、新たに用意された第2のフィルム32に第1のフィルム31を、ロールラミネータ35によって貼り合わせている。そして、この第1のフィルム31と第2のフィルム32とを貼り合わせた後に、第2のフィルム32から第1のフィルム31を剥がす。この際、クラッド膜33を第1のフィルム31から第2のフィルム32に移し替えるようにして、第2のフィルム32にクラッド層33Aを形成している。
First, in FIG. 3 (a), this is applied to the
次いで、図3(b)に示すように、再び、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、コアを塗膜して溶媒を飛ばしてコア膜34を形成された第1のフィルム31に、このコア膜34を、第2のフィルム32に形成されたクラッド層33Aと接着させるように、第2のフィルム32に第1のフィルム31を、ロールラミネータ35によって貼り合わせている。そして、この第1のフィルム31と第2のフィルム32とを貼り合わせた後に、第2のフィルム32から第1のフィルム31を剥がす。この際、コア膜34を第1のフィルム31から第2のフィルム32に移し替えるようにして、第2のフィルム32にコア層34Aを形成している。つまり、クラッド層33Aに対して、これと異なる新たなコア層34Aが重畳するように積層させてゆく。なお、この第1のフィルム31には、形成された膜の剥がれ易さの観点から、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 3B, the first film in which the
このような積層手順が繰り返されることによって、図1に示すような第2のフィルム32にクラッド層33Aとコア層34Aとが交互に重畳するようにして積層された多層部1Aが形成されてゆく。この多層部1Aは、多層構造を有している、そして、特に図示していないが、この多層部1Aのうち、その積層された層33A,34Aが延びている方向に対して直交する方向あるいは45度の方向に切り出して光導入部となる端面を形成する。
By repeating such a lamination procedure, a
なお、このクラッド層33Aとコア層34Aとは、入れ換えられて交互に積層されるものであっても、何ら問題の無いもとされる。また、上述においては、ロールラミネータ35を用いた熱ラミネート法によって熱圧着させた例となっているが、これに限定されず、適宜のプレス圧着機(熱プレス圧着法)や、ロール圧着機(熱ロール圧着法)によって、第1のフィルム31と第2のフィルム32とが貼り合わされるものであってもよい。
Even if the
次に、上述の多層導波路1についての基本作製工程の別の例について、図4を参照しながら説明する。すなわち、符号41は第1のフィルムであり、符号42は第2のフィルムであり、符号43はクラッド層(請求項5に規定される第2の積層用膜)であり、符号44はコア層(請求項5に規定される第1の積層用膜)となる接着剤層であり、符号45はロールラミネータ(熱ラミネート法が採用されている。)である。なお、接着剤層44は、熱硬化性を有する透明な接着剤(例えば、シリコーン樹脂等)をスピンコート法、ブレード法、スクリーン法の何れかによって第2のフィルム42に塗布することによって形成されている。
Next, another example of the basic fabrication process for the
図4においては、予め、第1のフィルム41上に、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、クラッド層43が形成されている。そして、この第1のフィルム41上に形成されたクラッド層43に、熱硬化性樹脂となる透明な接着剤をスピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、接着剤層44を形成する。この接着剤層44は、上述したようにコア層44を構成している。
In FIG. 4, a
次いで、予め、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、クラッド層43が形成されている第2のフィルム42に、この第1及び第2のフィルム形成された互いの層を向かい合わせるようにして、第2のフィルム42に第1のフィルム41を、ロールラミネータ45によって貼り合わせている。そして、この第1のフィルム41と第2のフィルム42とを貼り合わせた後に、第2のフィルム42から第1のフィルム41を剥がす。この際、予め形成されていたクラッド層43を第1のフィルム41から第2のフィルム42に移し替えるようにして、第2のフィルム42に新たなクラッド層43を形成している。つまり、クラッド層43とクラッド層43との間に、これと異なる、接着剤層44とされたコア層44Aが重畳するように積層させてゆく。なお、この第1のフィルム31には、上述の基本作製工程と同様に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いることが好ましい。
Next, the first and second film-formed layers are opposed to the
このような積層手順が繰り返されることによって、図1に示すような第1あるいは第2のフィルム41,42にクラッド層43とコア層44Aとが交互に重畳するようにして積層された多層部1Aが形成されてゆく。この多層部1Aは、多層構造を有している、そして、特に図示していないが、この多層部1Aのうち、その積層された層43A,44Aが延びている方向に対して直交する方向あるいは45度の方向に切り出して光導入部となる端面を形成する。また、第2のフィルム42は、クラッド層43の接着性の観点から、このクラッド層43やコア層44A(接着剤層44)に用いられる材料と同じ材料からなるフィルムが用いられることが好ましい。このように、第1のフィルム41上にクラッド層43等の積層転写を繰り返すことによって、積層するように層(膜)を多層化させていくことができる。
By repeating such a laminating procedure, the
〔実施例1〕
次に、上述した2つの基本作製工程に基づきなされる具体的な実施例について説明する。
図5は本発明に係る実施例1(ゼオネックス480R/ゼオネックスE48R/ゼオネックス480R/・・・による多層部を構成する例)の工程を示している。日本ゼオン株式会社のシクロオレフィンポリマーであるゼオネックス480R(屈折率n0=1.525at589nm)とゼオネックスE48R(屈折率n1=1.530at589nm)を、それぞれクラッド層、コア層として、交互に多層化させてゆく工程を示したものである。
[Example 1]
Next, specific examples performed based on the two basic manufacturing steps described above will be described.
FIG. 5 shows the steps of Example 1 according to the present invention (an example in which a multi-layer portion is formed by ZEONEX 480R / ZEONEX E48R / ZEONEX 480R /...). ZEONEX 480R (refractive index n 0 = 1.525 at 589 nm) and ZEONEX E48R (refractive index n 1 = 1.530 at 589 nm) which are cycloolefin polymers of Nippon Zeon Co., Ltd. are alternately layered as a cladding layer and a core layer, respectively. It shows the process of going.
符号51は、厚さが250μmとなっているPETフィルムであり、フレキシブルであるが、この上に膜をスピンコートできる程度の硬さを有している。また、符号52はゼオネックスからなるフィルムである日本ゼオン株式会社のゼオノアであり、符号53はゼオネックス480Rであり、符号54はゼオネックスE48Rであり、符号55は熱ロールラミネータである。このゼオネックス480RとゼオネックスE48Rとを、それぞれメシチレンに5〜30重量%溶かして溶液を作る。クラッド層であるゼオネックス480R溶液に感光性媒体(2色吸収媒体)であるペンタチオフェン(屈折率n=1.602at633nm)と、エネルギー受容体である東洋合成工業株式会社のDZDS(アジドの商品名、屈折率n=1.585at633nm)を1〜10重量%添加する。この層の吸収係数は、410nmでの値が340cm−1であり、コア層に用いた場合には、100μm進んだだけで、1/100に減衰してしまう。これに対して、この2色吸収媒体を含むものをクラッドとして用いると、主な光はコア層を伝搬してゆき、漏れ光が、クラッドの感光性媒体を感光させるので、たとえ、1cm進んでも、光は1/10程度に減衰するのみとなって有利である。
これらの溶液を暗室あるいはイエロールームで、PETからなるフィルム上にスピンコート法により膜を形成して、90℃の温度で乾燥させる。クラッドであるゼオネックス480Rは、厚さ10〜20μmで、コアであるゼオネックスE48Eは、厚さ1〜5μmで塗布する。ここで、ペンタチオフェンとDZDSの濃度により、クラッドとコアとの屈折率差(Δn)は異なるようになってくるが、上述して求められた、シングルモードの下記の条件は満足している。 These solutions are formed in a dark room or a yellow room on a film made of PET by a spin coating method and dried at a temperature of 90 ° C. The ZEONEX 480R as the cladding is applied with a thickness of 10 to 20 μm, and the ZEONEX E48E as the core is applied with a thickness of 1 to 5 μm. Here, although the refractive index difference (Δn) between the clad and the core varies depending on the concentrations of pentathiophene and DZDS, the following single-mode conditions obtained above are satisfied.
ここで、波長λ1は、ペンタチオフェンの第二励起光であり、その波長は650nmである。また、ペンタチオフェンの第一励起光の波長は410nmであり、この波長においては、その吸収が大きいものとなっている。このため、光が伝搬するコア層であるゼオネックスE48Rには、ペンタチオフェンをドーブせずに、クラッド層を構成するゼオネックス480Rにペンタチオフェンをドープする。光は、コア層内に完全には閉じ込められずに、クラッド層にも浸み出すので、この浸み出し光を用いてペンタチオフェンに記録する。 Here, the wavelength λ 1 is the second excitation light of pentathiophene, and the wavelength is 650 nm. The wavelength of the first excitation light of pentathiophene is 410 nm, and the absorption is large at this wavelength. For this reason, ZEONEX E48R, which is a core layer through which light propagates, is doped with ZEONEX 480R that constitutes the cladding layer without doping pentathiophene. The light is not completely confined in the core layer but also oozes out into the clad layer, and is recorded in pentathiophene using this leaching light.
まず、ゼオネックス480R(10〜20μm)/PETフィルムと、ゼオノアフィルムとを、150〜180℃に加熱して、ロールラミネータによって互いを貼り合わせる。その後、このPETフィルムを剥がす。このPETフィルムとゼオノアフィルムとの密着性は低く、PETフィルムを簡単に剥がすことができる。この操作によってゼオネックス480Rは、ゼオネックスからなるフィルムに移し替えるように転写される。次に、ゼオネックスE48R(1〜5μm)/PETフィルムと、ゼオネックス480R(10μm)/ゼオノアフィルムとを、同様に加熱したロールラミネータによって貼り合わせる。その後PETフィルムを剥がす。この操作によってゼオネックスE48Rは、ゼオネックス480R/ゼオノアフィルムに移し替えるように転写され、ゼオネックスE48R/ゼオネックス480R/ゼオノアフィルムの多層構造が実現できる。そして、この積層工程(積層手順)を繰り返すことにより、ゼオネックス480R/ゼオネックスE48R/ゼオネックス480R/・・・/ゼオノアフィルムの多層構造が実現できる。 First, ZEONEX 480R (10 to 20 μm) / PET film and ZEONOR film are heated to 150 to 180 ° C. and bonded to each other by a roll laminator. Thereafter, the PET film is peeled off. The adhesion between the PET film and the ZEONOR film is low, and the PET film can be easily peeled off. By this operation, ZEONEX 480R is transferred so as to be transferred to a film made of ZEONEX. Next, ZEONEX E48R (1-5 μm) / PET film and ZEONEX 480R (10 μm) / ZEONOR film are bonded together by a similarly heated roll laminator. Thereafter, the PET film is peeled off. By this operation, ZEONEX E48R is transferred so as to be transferred to ZEONEX 480R / ZEONOR film, and a multilayer structure of ZEONEX E48R / ZEONEX 480R / ZEONOR film can be realized. And by repeating this lamination process (lamination procedure), a multilayer structure of ZEONEX 480R / ZEONEX E48R / ZEONEX 480R /.../ ZEONOR film can be realized.
そして次に、光を入れるための光導入部となる端面を、このフィルムの端部をダイシングソーによって切断・研磨することによって形成する。この切断・研磨は、上述したクラッド層やコア層が延びる方向に対して直交する方向になされるものであってもよいし、これらの層が延びる方向に対して45度の角度が付けられた方向になされるものであってもよい。 Then, an end surface serving as a light introducing portion for entering light is formed by cutting and polishing the end portion of the film with a dicing saw. This cutting / polishing may be performed in a direction perpendicular to the direction in which the above-described cladding layer and core layer extend, or an angle of 45 degrees is given to the direction in which these layers extend. It may be made in the direction.
この実施例における工程で作製した多層導波路のうち、光導入部となっている層の端面から、410nmの半導体レーザからの光をレンズで絞って、選択したコア層の端面から光を入れ、そのコア層全体に光を伝搬させる。さらに、660nmの光を参照光として、この選択された同じ層に、この層に対して垂直方向から、物体光としての同じレーザからの光を入れる。この物体光は、空間光変調器を通して二次元の光の情報を書き込んであり、レンズで絞って面に垂直に入れる。 Of the multilayer waveguide fabricated in the process of this example, the light from the 410 nm semiconductor laser is squeezed by the lens from the end face of the layer serving as the light introducing portion, and the light enters from the end face of the selected core layer, Light propagates throughout the core layer. Further, light from the same laser as the object light is put into the selected same layer from the direction perpendicular to the selected same layer using the light of 660 nm as the reference light. This object light has two-dimensional light information written through a spatial light modulator, and is squeezed by a lens and put perpendicular to the surface.
この660nmの光は、この多層導波路をシングルモードで伝搬してゆき、選択した層の光の交差点で干渉を起こす。この交差点で、点で形成されたホログラムを書き込んで記録することができる。このホログラムを書き込んだ点には、空間光変調器で書き込んだ二次元の大容量の情報が記録されている。また、この点で形成されたホログラムは、この層の違う場所においても同様に記録することができる。つまり、1層において、多数のホログラムの点を書き込むことができる。またさらに、他の層においても、この1層と同様に、ホログラムの点を書き込むことができる。このようにして、1層の多点にホログラムを記録し、さらにそれを多層にすることによって、より大容量の記録をすることができるようになる。 This 660 nm light propagates in the multi-layer waveguide in a single mode, and causes interference at the intersection of the light of the selected layers. At this intersection, a hologram formed by points can be written and recorded. Two-dimensional large-capacity information written by a spatial light modulator is recorded at the point where the hologram is written. In addition, the hologram formed at this point can be recorded in the same manner at different locations on this layer. That is, many hologram points can be written in one layer. Furthermore, hologram points can be written in other layers as well as this one layer. In this way, a hologram can be recorded on multiple points in one layer, and further, it can be recorded in a larger capacity by making it into multiple layers.
また、読み出す場合においては、任意に選択した層に、書き込んだ時と同じ波長となる660nmの光を絞って入れる。そうすると、660nmの光が入れられた層内のホログラムによって、層に対して垂直方向に回折した光(二次元の情報)を、CCDカメラによって読み出すことができる。但し、このような読み出しの場合には、1層に多数の点で形成されたホログラムが書き込まれているので、各ホログラムの点を選択するための二次元の光シャッタを用いる。この二次元の光シャッタによって、所望の点で形成されたホログラムを選択することができる。ここで、二次元の光シャッタとしては、例えば、液晶の空間変調器等が用いられる。このようにして、ホログラムメモリを実現することができる。 Further, in the case of reading, 660 nm light having the same wavelength as that at the time of writing is squeezed into an arbitrarily selected layer. Then, the light (two-dimensional information) diffracted in the direction perpendicular to the layer by the hologram in the layer into which light of 660 nm is put can be read out by the CCD camera. However, in the case of such reading, since a hologram formed by a large number of points is written in one layer, a two-dimensional optical shutter for selecting the points of each hologram is used. With this two-dimensional optical shutter, a hologram formed at a desired point can be selected. Here, as the two-dimensional optical shutter, for example, a liquid crystal spatial modulator or the like is used. In this way, a hologram memory can be realized.
また、多層導波路のうち、光導入部となっている層の端面から、410nmの半導体レーザからの光をレンズで絞って、選択したコア層の端面から光を入れ、そのコア層全体に光を伝搬させる。さらに660nmの光を導波路層に垂直に入れ、410nmの光と660nmの光が交差した部分の屈折率を2光子吸収によって変化させることができる。このようにして、2光子吸収を利用して多層導波路にピットで記録をすることができる。 In the multilayer waveguide, the light from the 410 nm semiconductor laser is squeezed by the lens from the end face of the layer serving as the light introducing portion, and the light is introduced from the end face of the selected core layer. Is propagated. Furthermore, light of 660 nm can be put perpendicular to the waveguide layer, and the refractive index of the portion where the light of 410 nm and the light of 660 nm intersect can be changed by two-photon absorption. In this way, it is possible to record in a multilayer waveguide using pits using two-photon absorption.
〔実施例2〕
次に、上述した実施例1とは異なる実施例2について説明する。図6は本発明に係る実施例2(ゼオネックス480R/シリコーン樹脂/ゼオネックス480R/・・・による多層部を構成する例)の工程を示している。符号61はPETフィルム、符号62はゼオノアフィルム、符号63は硬化していない2液性シリコーン樹脂接着剤層、符号64はゼオネックス480Rであり、符号65のロールラミネータである。符号66はフィルムスペーサであり、符号65のロールラミネータの圧力を調整するのに用いる。PETフィルム上に実施例1と同じ2色吸収色素(ペンタチオフェン)とエネルギー受容体(DZDS)をドープしたゼオネックス480Rの膜(10〜20μm)を、スピンコート等で形成し、溶媒であるメシチレンを90℃で飛ばして、その上にシリコーン樹脂(GE東芝シリコーン社製2液性シリコーン樹脂XE5844とXE14−C1253とを重量比0.21:0.79に混合し、屈折率が1.530に設定したものであり、上述したシングルモードの条件[数6]を満たす。)をスピンコートして、熱硬化させていない状態でこれを保持する。
[Example 2]
Next, a second embodiment different from the above-described first embodiment will be described. FIG. 6 shows the steps of Example 2 (example of forming a multilayer portion by ZEONEX 480R / silicone resin / ZEONEX 480R /...) According to the present invention.
通常、溶媒を含む2層で構成された膜をスピナーで塗った場合、インターミキシングが起きる。ところが、この2液性のシリコーン樹脂は溶媒を含んでいないため、下地のゼオネックスの層に浸み込むことないので、インターミキシングによる問題が生じない利点がある。このゼオノアフィルム上に2色吸収色素(ペンタチオフェン)とエネルギー受容体(DZDS)をドープしたゼオネックス480Rの膜(10〜20μm)を、スピンコート法等により形成した。そして、これらフィルムを室温でロールラミネートにより貼り合わせた。フィルムスペーサ56を入れることにより、ラミネートの圧力を調整した。圧力が足らない場合やシリコーン樹脂の脱抱か足りない場合には、気泡が入るが、厚め(200μm厚)のPETフィルムをスペーサとして、真空中でシリコーン樹脂の脱抱を行うことによって、気泡を取り除くことができる。そして、この一体に貼り合わせたフィルム同士からPETフィルムを剥がす。このPETフィルムとゼオネックスとの密着性は低いので、簡単に剥がすことができる。 Usually, when a film composed of two layers containing a solvent is applied with a spinner, intermixing occurs. However, since this two-part silicone resin does not contain a solvent, it does not penetrate into the underlying ZEONEX layer, so that there is an advantage that problems due to intermixing do not occur. A film (10 to 20 μm) of ZEONEX 480R doped with two-color absorbing dye (pentathiophene) and energy acceptor (DZDS) was formed on this ZEONOR film by a spin coat method or the like. And these films were bonded together by roll lamination at room temperature. The lamination pressure was adjusted by inserting a film spacer 56. If the pressure is insufficient or if the silicone resin is not sufficiently dehydrated, bubbles will enter, but the bubbles will be removed by dehumidifying the silicone resin in vacuum using a thick (200 μm thick) PET film as a spacer. be able to. Then, the PET film is peeled off from the integrally bonded films. Since the adhesion between this PET film and ZEONEX is low, it can be easily peeled off.
そして、これらの積層工程(積層手順)を繰り返すことによって、ゼオネックス480R/シリコーン樹脂/ゼオネックス480Rのクラッド/コア/クラッド/・・・とする多層部を形成する。次いで、この多層部に一括で圧力をかけ、150℃、2時間でシリコーン樹脂を熱硬化させる。このようにして多層部を構成するゼオネックス480R/シリコーン樹脂/ゼオネックス480R・・・の一体化を高める。 Then, by repeating these laminating steps (lamination procedure), a multi-layer portion having the cladding / core / cladding /... Of ZEONEX 480R / silicone resin / ZEONEX 480R is formed. Next, pressure is applied to the multilayer portion at once, and the silicone resin is thermally cured at 150 ° C. for 2 hours. In this way, the integration of ZEONEX 480R / silicone resin / ZEONEX 480R.
そして次に、光を入れるための光導入部となる端面を、このフィルムの端部をダイシングソーによって切断・研磨することによって形成する。この切断・研磨は、上述したクラッド層やコア層が延びる方向に対して直交する方向になされるものであってもよいし、これらの層が延びる方向に対して45度の角度が付けられた方向になされるものであってもよい。 Then, an end surface serving as a light introducing portion for entering light is formed by cutting and polishing the end portion of the film with a dicing saw. This cutting / polishing may be performed in a direction perpendicular to the direction in which the above-described cladding layer and core layer extend, or an angle of 45 degrees is given to the direction in which these layers extend. It may be made in the direction.
この実施例における工程で作製した多層導波路のうち、光導入部となっている層の端面から、410nmの半導体レーザからの光をレンズで絞って、選択したコア層の端面から光を入れ、そのコア層全体に光を伝搬させる。さらに、660nmの光を参照光として、この選択された同じ層に、この層に対して垂直方向から、物体光としての同じレーザからの光を入れる。この物体光は、空間光変調器を通して二次元の光の情報を書き込んであり、レンズで絞って面に垂直に入れる。 Of the multilayer waveguide fabricated in the process of this example, the light from the 410 nm semiconductor laser is squeezed by the lens from the end face of the layer serving as the light introducing portion, and the light enters from the end face of the selected core layer, Light propagates throughout the core layer. Further, light from the same laser as the object light is put into the selected same layer from the direction perpendicular to the selected same layer using the light of 660 nm as the reference light. This object light has two-dimensional light information written through a spatial light modulator, and is squeezed by a lens and put perpendicular to the surface.
この660nmの光は、この多層導波路をシングルモードで伝搬してゆき、選択した層の光の交差点で干渉を起こす。この交差点で、点で形成されたホログラムを書き込んで記録することができる。このホログラムを書き込んだ点には、空間光変調器で書き込んだ二次元の大容量の情報が記録されている。また、この点で形成されたホログラムは、この層の違う場所においても同様に記録することができる。つまり、1層において、多数のホログラムの点を書き込むことができる。またさらに、他の層においても、この1層と同様に、ホログラムの点を書き込むことができる。このようにして、1層の多点にホログラムを記録し、さらにそれを多層にすることによって、より大容量の記録をすることができるようになる。 This 660 nm light propagates in the multi-layer waveguide in a single mode, and causes interference at the intersection of the light of the selected layers. At this intersection, a hologram formed by points can be written and recorded. Two-dimensional large-capacity information written by a spatial light modulator is recorded at the point where the hologram is written. In addition, the hologram formed at this point can be recorded in the same manner at different locations on this layer. That is, many hologram points can be written in one layer. Furthermore, hologram points can be written in other layers as well as this one layer. In this way, a hologram can be recorded on multiple points in one layer, and further, it can be recorded in a larger capacity by making it into multiple layers.
また、読み出す場合においては、任意に選択した層に、書き込んだ時と同じ波長となる660nmの光を絞って入れる。そうすると、660nmの光が入れられた層内のホログラムによって、層に対して垂直方向に回折した光(二次元の情報)を、CCDカメラによって読み出すことができる。但し、このような読み出しの場合には、1層に多数の点で形成されたホログラムが書き込まれているので、各ホログラムの点を選択するための二次元の光シャッタを用いる。この二次元の光シャッタによって、所望の点で形成されたホログラムを選択することができる。ここで、二次元の光シャッタとしては、例えば、液晶の空間変調器等が用いられる。このようにして、ホログラムメモリを実現することができる。 Further, in the case of reading, 660 nm light having the same wavelength as that at the time of writing is squeezed into an arbitrarily selected layer. Then, the light (two-dimensional information) diffracted in the direction perpendicular to the layer by the hologram in the layer into which light of 660 nm is put can be read out by the CCD camera. However, in the case of such reading, since a hologram formed by a large number of points is written in one layer, a two-dimensional optical shutter for selecting the points of each hologram is used. With this two-dimensional optical shutter, a hologram formed at a desired point can be selected. Here, as the two-dimensional optical shutter, for example, a liquid crystal spatial modulator or the like is used. In this way, a hologram memory can be realized.
〔実施例3〕
次に、上述した実施例1及び実施例2とは異なる実施例3について説明する。図7は本発明に係る実施例3(フッ素化PMMA/PMMA(1〜5μm)/フッ素化PMMA/・・・による多層部を構成する例)の工程を示している。符号71はPETフィルムであり、符号72はPMMAのフィルム(例えば、住友化学株式会社の商品名テクノロイ)であり、符号73はPMMAを3.5重量%フッ素化したフッ素化PMMA(屈折率がPMMAよりも低く、屈折率n0=1.489at633nm)であり、ここではクラッド層を構成する。符号74はPMMA(屈折率n1=1.495at633nm)であり、ここではコア層を構成する。ここで、符号73のクラッド層は、2色吸収媒体あるいは2光子吸収媒体を含んでいる。また、符号75はロールラミネータである。
Example 3
Next, a third embodiment different from the first and second embodiments will be described. FIG. 7 shows the steps of Example 3 (example in which a multilayer part is formed of fluorinated PMMA / PMMA (1 to 5 μm) / fluorinated PMMA /...) According to the present invention.
まず、PETフィルム上に、3.5重量%フッ素化したフッ素化PMMAをモノクロロベンゼンに溶かした溶液をスピンコート法で塗布してゆき、90℃で乾燥させる。このようにして厚さ10〜20μmの膜をPETフィルム上に形成する。次いで、このフィルムとPMMAフィルム(住友化学株式会社の商品名テクノロイの厚さ75μm)を、加熱ロールラミネータによって貼り合わせる。その際の温度は、100〜150℃が望ましい。温度が低い場合には、フィルム同士が貼り付かず、温度が高い場合には、フィルムが溶けてしまう不具合が生じる。この層は、多層導波路になった場合に、クラッド層の役割を果たす。このフィルム同士を貼り合わせた後に、PETフィルムを剥がす。
First, a solution obtained by dissolving 3.5 wt% fluorinated PMMA in monochlorobenzene is applied on a PET film by spin coating and dried at 90 ° C. In this way, a film having a thickness of 10 to 20 μm is formed on the PET film. Subsequently, this film and a PMMA film (Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade
次いで、このPETフィルム上に、PMMAをモノクロロベンゼンに溶かした溶液をスピンコート法で塗布し、90℃で乾燥させて厚さ1〜5μmの膜をPETフィルム上に形成する。このようにして多層導波路になった場合、この層がコア層になる。このフィルムと先ほど作製したテクノロイ上のフッ素化PMMAとを、加熱ロールラミネータで貼り合わせる。この加熱の際の温度も、先ほどと同様に100〜150℃であることが望ましい。このように貼り合わせたフィルムから、PETフィルムを剥がす。このような積層工程(積層手順)を繰り返すことにより、クラッド/コア/クラッド/コア・・・の繰り返してなる多層構造を実現することができる。 Next, a solution obtained by dissolving PMMA in monochlorobenzene is applied onto the PET film by a spin coating method, and dried at 90 ° C. to form a film having a thickness of 1 to 5 μm on the PET film. When a multilayer waveguide is thus obtained, this layer becomes the core layer. This film and the fluorinated PMMA on technoloy prepared earlier are bonded together with a heated roll laminator. The temperature at the time of this heating is also preferably 100 to 150 ° C. as before. A PET film is peeled off from the film bonded in this way. By repeating such a laminating step (lamination procedure), a multilayer structure in which clad / core / clad / core... Is repeated can be realized.
そして次に、光を入れるための光導入部となる端面を、このフィルムの端部をダイシングソーによって切断・研磨することによって形成する。この切断・研磨は、上述したクラッド層やコア層が延びる方向に対して直交する方向になされるものであってもよいし、これらの層が延びる方向に対して45度の角度が付けられた方向になされるものであってもよい。 Then, an end surface serving as a light introducing portion for entering light is formed by cutting and polishing the end portion of the film with a dicing saw. This cutting / polishing may be performed in a direction perpendicular to the direction in which the above-described cladding layer and core layer extend, or an angle of 45 degrees is given to the direction in which these layers extend. It may be made in the direction.
この実施例における工程で作製した多層導波路のうち、光導入部となっている層の端面から、410nmの半導体レーザからの光をレンズで絞って、選択したコア層の端面から光を入れ、そのコア層全体に光を伝搬させる。さらに、660nmの光を参照光として、この選択された同じ層に、この層に対して垂直方向から、物体光としての同じレーザからの光を入れる。この物体光は、空間光変調器を通して二次元の光の情報を書き込んであり、レンズで絞って面に垂直に入れる。 Of the multilayer waveguide fabricated in the process of this example, the light from the 410 nm semiconductor laser is squeezed by the lens from the end face of the layer serving as the light introducing portion, and the light enters from the end face of the selected core layer, Light propagates throughout the core layer. Further, light from the same laser as the object light is put into the selected same layer from the direction perpendicular to the selected same layer using the light of 660 nm as the reference light. This object light has two-dimensional light information written through a spatial light modulator, and is squeezed by a lens and put perpendicular to the surface.
この660nmの光は、この多層導波路をシングルモードで伝搬してゆき、選択した層の光の交差点で干渉を起こす。この交差点で、点で形成されたホログラムを書き込んで記録することができる。このホログラムを書き込んだ点には、空間光変調器で書き込んだ二次元の大容量の情報が記録されている。また、この点で形成されたホログラムは、この層の違う場所においても同様に記録することができる。つまり、1層において、多数のホログラムの点を書き込むことができる。またさらに、他の層においても、この1層と同様に、ホログラムの点を書き込むことができる。このようにして、1層の多点にホログラムを記録し、さらにそれを多層にすることによって、より大容量の記録をすることができるようになる。 This 660 nm light propagates in the multi-layer waveguide in a single mode, and causes interference at the intersection of the light of the selected layers. At this intersection, a hologram formed by points can be written and recorded. Two-dimensional large-capacity information written by a spatial light modulator is recorded at the point where the hologram is written. In addition, the hologram formed at this point can be recorded in the same manner at different locations on this layer. That is, many hologram points can be written in one layer. Furthermore, hologram points can be written in other layers as well as this one layer. In this way, a hologram can be recorded on multiple points in one layer, and further, it can be recorded in a larger capacity by making it into multiple layers.
また、読み出す場合においては、任意に選択した層に、書き込んだ時と同じ波長となる660nmの光を絞って入れる。そうすると、660nmの光が入れられた層内のホログラムによって、層に対して垂直方向に回折した光(二次元の情報)を、CCDカメラによって読み出すことができる。但し、このような読み出しの場合には、1層に多数の点で形成されたホログラムが書き込まれているので、各ホログラムの点を選択するための二次元の光シャッタを用いる。この二次元の光シャッタによって、所望の点で形成されたホログラムを選択することができる。ここで、二次元の光シャッタとしては、例えば、液晶の空間変調器等が用いられる。このようにして、ホログラムメモリを実現することができる。 Further, in the case of reading, 660 nm light having the same wavelength as that at the time of writing is squeezed into an arbitrarily selected layer. Then, the light (two-dimensional information) diffracted in the direction perpendicular to the layer by the hologram in the layer into which light of 660 nm is put can be read out by the CCD camera. However, in the case of such reading, since a hologram formed by a large number of points is written in one layer, a two-dimensional optical shutter for selecting the points of each hologram is used. With this two-dimensional optical shutter, a hologram formed at a desired point can be selected. Here, as the two-dimensional optical shutter, for example, a liquid crystal spatial modulator or the like is used. In this way, a hologram memory can be realized.
〔実施例4〕
次に、上述した実施例1〜3とは異なる実施例4について説明する。図8は本発明に係る実施例4(パターニングされた多層導波路の例)の工程を示している。符号81はPETフィルム、符号82はゼオノアフィルム、符号83aは厚さ10〜20μmのゼオネックス480R(屈折率n0=1.525at589nm)、符号83bは厚さ1〜5μmのゼオネックス480R、符号84はフォトマスク、符号85は紫外線、符号86はゼオネックス480Rが紫外線照射によって屈折率が10−3〜10−2程度小さくなった部分、符号87は直線導波路、符号88は多層直線導波路を示している。この例の多層導波路は、実施例1に挙げた多層導波路と似た構成を有しているが、クラッド層には感光性媒体が含有されていない。また、この例の多層導波路は、コア層をパターニングする工程が追加されている。
Example 4
Next, a fourth embodiment different from the first to third embodiments will be described. FIG. 8 shows a process of the fourth embodiment (example of patterned multilayer waveguide) according to the present invention.
図8中の左方に記載されているように、PETフィルム上にゼオネックス480R(メシチレン溶液)を塗布し、90℃で乾燥し、膜厚1〜5μmに設定する。その上にフォトマスクを置き、紫外線を照射する。ここではストライプのパターンのマスクを用いて、紫外線によって、ゼオネックス480Rの屈折率は0.01程度小さくなった。ここでは、ゼオネックス480Rとフォトマスクと紫外線の組み合せを用いたが、その他の材料でも、レーザ照射でも、イオン注入でも、何れの方法によっても構わなく、屈折率が変化する工程となっていれば、本発明の趣旨を逸脱しない。 As shown on the left side in FIG. 8, ZEONEX 480R (mesitylene solution) is applied on a PET film, dried at 90 ° C., and set to a film thickness of 1 to 5 μm. A photomask is placed on it and irradiated with ultraviolet rays. Here, the refractive index of ZEONEX 480R was reduced by about 0.01 by ultraviolet rays using a mask having a stripe pattern. Here, a combination of ZEONEX 480R, a photomask, and ultraviolet rays was used. However, any other material, laser irradiation, ion implantation, or any method can be used as long as the refractive index is changed. It does not depart from the spirit of the present invention.
その後、実施例1の工程で作製したゼオネックス480R/ゼオノアフィルムに紫外線85を照射してゼオネックス480R(符号83a)を前面露光し、屈折率を0.01程度小さくなった、つまり屈折率が10−3〜10−2程度小さくなったゼオネックス480R(符号86)とする。このフィルムを、先ほどパターニング紫外線照射したフィルムの上に乗せて加熱ラミネートする。このようにすることによって、上下左右から、屈折率の高い直線部分を、屈折率の低い層で挟んだ構造となり、クラッド/コア/クラッド・・・を実現することができた直線導波路となる。このようにして符号88の直線導波路が実現でき、さらにこの操作を繰り返すことによって、符号89のような多層直線導波路を実現できる。
Thereafter, the ZEONEX 480R / ZEONOR film produced in the process of Example 1 was irradiated with
なお、本発明に係る多層導波路およびその作製方法は、上述したような実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜に選択して構成することができる。例えば、上述した多層導波路にあっては、熱硬化性を有する透明な接着剤として、2液性シリコーン樹脂を選択していたが、この例に限定されることなく、熱硬化性を有した、適宜の光を伝搬可能な透明の樹脂接着剤を選択することができる。 The multilayer waveguide and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately selected and configured without departing from the spirit of the present invention. For example, in the multilayer waveguide described above, a two-part silicone resin was selected as a thermosetting transparent adhesive, but the thermosetting property was not limited to this example. A transparent resin adhesive capable of propagating appropriate light can be selected.
1 多層導波路
1A 多層部
10,43,53,63,73 クラッド層
20,44,54,64,74 コア層
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記クラッド層と前記コア層との屈折率差Δnが、Δn=n1−n0と設定し、波長λ1の光を伝搬させるとき、
When the refractive index difference Δn between the cladding layer and the core layer is set to Δn = n 1 −n 0 and light of wavelength λ 1 is propagated,
前記感光性媒体が、ペンタチオフェンであることを特徴とする多層導波路。 The multilayer waveguide according to claim 1 or 2, wherein
A multilayer waveguide, wherein the photosensitive medium is pentathiophene.
ホログラムメモリ機能を有することを特徴とする多層導波路。 In the multilayer waveguide according to any one of claims 1 to 3,
A multilayer waveguide having a hologram memory function.
この第1の積層用膜を挟み込むように、新たに用意された第2のフィルムに前記第1のフィルムを、熱ラミネート法、熱プレス圧着法、あるいは熱ロール圧着法の何れかによって貼り合わせた後に、前記第2のフィルムから前記第1のフィルムを剥がして、前記第1の積層用膜を前記第1のフィルムから前記第2のフィルムに移し替えるようにして前記第2のフィルムにクラッド層あるいはコア層を形成し、
次いで、前記第1のフィルム上に、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、前記第1の積層用膜とは異なる、クラッドあるいはコアの何れか他方の膜を塗膜して溶媒を飛ばして第2の積層用膜を形成し、
この第2の積層用膜を前記第2のフィルムに形成されたクラッド層あるいはコア層と接着させるように、前記第2のフィルムに前記第1のフィルムを、熱ラミネート法、熱プレス圧着法、あるいは熱ロール圧着法の何れかによって貼り合わせた後に、前記第2のフィルムから前記第1のフィルムを剥がして、前記第2の積層用膜を前記第1のフィルムから前記第2のフィルムに移し替えるようにして、前記第2のフィルムに形成されたクラッド層あるいはコア層に、これと異なる新たなクラッド層あるいはコア層が重畳するように積層させてゆき、
このような積層手順が繰り返されることによって、前記第2のフィルムにクラッド層とコア層とが交互に重畳するようにして積層された多層部を形成し、
前記多層部のうち、その積層された層が延びている方向に対して直交する方向あるいは45度の方向に切り出して光導入部となる端面を形成することを特徴とする多層導波路の作製方法。 On the first film, either a clad or core film is applied by spin coating, blade method, or screen printing, and the solvent is removed to form a first lamination film.
The first film was bonded to a newly prepared second film by any one of a heat laminating method, a hot press pressure bonding method, or a heat roll pressure bonding method so as to sandwich the first lamination film. Later, the first film is peeled off from the second film, and the first film for lamination is transferred from the first film to the second film so that the second film is clad. Or form a core layer,
Next, either the clad or the core film different from the first lamination film is coated on the first film by any one of a spin coating method, a blade method, and screen printing. Forming a second lamination film by removing the solvent;
In order to adhere the second lamination film to the clad layer or core layer formed on the second film, the first film is bonded to the second film by a heat laminating method, a hot press bonding method, Alternatively, after bonding by any one of the hot roll pressing methods, the first film is peeled off from the second film, and the second laminating film is transferred from the first film to the second film. In a different manner, the clad layer or core layer formed on the second film is laminated so that a new clad layer or core layer different from this is superimposed,
By repeating such a lamination procedure, a multilayer part laminated so that the clad layer and the core layer are alternately superimposed on the second film is formed,
A method for producing a multilayer waveguide, wherein an end face serving as a light introducing portion is formed by cutting in a direction orthogonal to a direction in which the stacked layers extend or a direction of 45 degrees among the multilayer portions. .
第2のフィルム上に、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、前記第1の積層用膜とは異なる、クラッドあるいはコアの何れか他方の膜を塗膜して溶媒を飛ばして第2の積層用膜を形成し、
この第1及び第2の積層用膜を互いに向かい合わせるようにして、その間に熱硬化性を有する透明な接着剤を介装させながら、前記第1のフィルムと前記第2フィルムとをラミネート法、プレス圧着法、あるいはロール圧着法の何れかによって貼り合わせ、前記第2のフィルムから前記第1のフィルムを剥がして、前記第1の積層用膜を前記第1のフィルムから前記第2のフィルムに移し替えるようにして、前記第2のフィルムにクラッド層とコア層とを形成し、
次いで、前記第1のフィルム上に、スピンコート法、ブレード法、あるいはスクリーン印刷の何れかによって、前記第2のフィルムの最上面に形成されている前記クラッド層あるいは前記コア層とは異なる、クラッドあるいはコアの何れかの膜を塗膜して溶媒を飛ばして新たな積層用膜を形成し、
この新たな積層用膜を、前記第2のフィルムの最上面に形成されている前記クラッド層あるいは前記コア層に向かい合わせるようにして、その間に熱硬化性を有する透明な接着剤を介装させながら、前記第1のフィルムと前記第2フィルムとをラミネート法、プレス圧着法、あるいはロール圧着法によって貼り合わせ、前記第2のフィルムから前記第1のフィルムを剥がして、前記第1の積層用膜を前記第1のフィルムから前記第2のフィルムに移し替えるようにして、形成されていた前記クラッド層あるいは前記コア層に、新たなクラッド層あるいはコア層を積層させ、
このような積層手順が繰り返されることによって、前記第2のフィルムにクラッド層とコア層とが交互に重畳するようにして積層されて形成された多層部を形成し、
この積層された形成された多層部あるいは単層部を、一括あるいは積層ごとに加熱圧着させ、
前記多層部のうち、その積層された層が延びている方向に対して直交する方向あるいは45度の方向に切り出して光導入部となる端面を形成することを特徴とする多層導波路の作製方法。 On the first film, either a clad or core film is applied by spin coating, blade method, or screen printing, and the solvent is removed to form a first lamination film.
On the second film, either the clad or the core, which is different from the first lamination film, is applied by spin coating, blade or screen printing, and the solvent is removed. To form a second lamination film,
While laminating the first film and the second film, the first film and the second film are laminated while interposing a transparent adhesive having thermosetting therebetween. The first film is peeled off from the second film by laminating by either the press pressure bonding method or the roll pressure bonding method, and the first film is laminated from the first film to the second film. So as to form a clad layer and a core layer on the second film,
Next, a clad different from the clad layer or the core layer formed on the uppermost surface of the second film on the first film by any one of a spin coating method, a blade method, and screen printing. Alternatively, a film for any of the cores is applied and a solvent is removed to form a new film for lamination.
This new film for lamination is opposed to the clad layer or the core layer formed on the uppermost surface of the second film, and a thermosetting transparent adhesive is interposed therebetween. On the other hand, the first film and the second film are bonded together by a laminating method, a press-bonding method, or a roll-bonding method, and the first film is peeled off from the second film, and the first lamination is performed. The film is transferred from the first film to the second film, and a new cladding layer or core layer is laminated on the cladding layer or core layer that has been formed,
By repeating such a lamination procedure, a multilayer portion formed by laminating the clad layer and the core layer alternately on the second film is formed,
The laminated multi-layered part or single-layered part is subjected to thermocompression bonding at once or for every lamination,
A method for producing a multilayer waveguide, wherein an end face serving as a light introducing portion is formed by cutting in a direction orthogonal to a direction in which the stacked layers extend or a direction of 45 degrees among the multilayer portions. .
前記接着剤が2液性熱硬化型シリコーン樹脂であることを特徴とする多層導波路の作製方法。 In the manufacturing method of the multilayer waveguide according to claim 6,
A method for producing a multilayer waveguide, wherein the adhesive is a two-component thermosetting silicone resin.
前記クラッド膜がフッ素化ポリメチルメタクリレート(フッ素化率が1重量%から5重量%に設定、屈折率がn1>n0に設定)で形成され、
前記コア層がポリメチルメタクリレートで形成され、
加熱圧着させる際の温度が100〜150℃に設定されていることを特徴とする多層導波路の作製方法。 In the method for producing a multilayer waveguide according to any one of claims 5 to 7,
The clad film is formed of fluorinated polymethyl methacrylate (fluorination rate is set to 1 to 5% by weight, refractive index is set to n 1 > n 0 );
The core layer is formed of polymethylmethacrylate;
A method for producing a multilayer waveguide, characterized in that a temperature at the time of thermocompression bonding is set to 100 to 150 ° C.
前記クラッド膜及び前記コア膜が、シクロオレフィンポリマー(屈折率がn1>n0に設定)で形成され、
加熱圧着させる際の温度が150〜180℃に設定されていることを特徴とする多層導波路の作製方法。 In the method for producing a multilayer waveguide according to any one of claims 5 to 7,
The clad film and the core film are formed of cycloolefin polymer (refractive index is set to n 1 > n 0 ),
A method for producing a multilayer waveguide, characterized in that a temperature at the time of thermocompression bonding is set to 150 to 180 ° C.
前記第1のフィルムは、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする多層導波路の作製方法。 In the manufacturing method of the multilayer waveguide according to any one of claims 5 to 9,
The method for producing a multilayer waveguide, wherein the first film is a polyethylene terephthalate film.
前記コア膜を第1フィルムの上に形成した後に、マスクをその上にのせて、紫外線照射、レーザ照射あるいはイオン注入によって、照射した部分の屈折率を変化させることを特徴とする多層導波路の作製方法。 In the manufacturing method of the multilayer waveguide according to any one of claims 5 to 9,
After forming the core film on the first film, a mask is placed on the first film, and the refractive index of the irradiated portion is changed by ultraviolet irradiation, laser irradiation, or ion implantation. Manufacturing method.
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