JP2009192842A - 光導波路及び成形型。 - Google Patents

Abstract

【課題】光損失を大きくすることなしに、ヒケや気泡の発生を抑制し、はみ出した樹脂層をできるだけ薄くすることができる光導波路及び成形型を提供する。
【解決手段】この光導波路１は、クラッド基板２と、一方に入射側反射面３０、他方に出射側反射面３１を有してクラッド基板２の下面２ｂ上に硬化性樹脂から形成され、外部から入射した光信号を入射側反射面３０で反射して他方に伝搬させ、光信号を出射側反射面３１Ａ〜３１Ｄで反射して外部に出射する導波路コア３と、導波路コア３の光信号の伝搬に寄与しない非伝搬領域に接続され、導波路コア３の硬化性樹脂の未硬化時に流路として機能した流路樹脂部４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光導波路及び成形型に関する。

成形法による光導波路の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この光導波路の製造方法は、コアを形成するための凹溝と、凹溝の両側に形成された平坦部と、平坦部の両側に形成された窪みとを有する金型を準備し、金型の凹溝、平坦部及び窪みに跨るように紫外線硬化型の透明樹脂を滴下し、透明樹脂の上からクラッド基板を押し付けると、平坦部上の透明樹脂が充分薄くなり、余分の透明樹脂が凹溝から窪みへ逃げる。その後、紫外線を照射して透明樹脂を硬化させ、クラッド基板を脱型することにより、クラッド基板上にコアが形成された光導波路が作製される。
特開２００３−１７２８４１号公報（段落［００８７］、［００８８］、図２７）

従って、本発明の目的は、光損失を大きくすることなしに、ヒケや気泡の発生を抑制し、はみ出した樹脂層をできるだけ薄くすることができる光導波路及び成形型を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の光導波路及び成形型を提供する。

［１］基板と、一方に入射側反射面、他方に出射側反射面を有して前記基板上に硬化性樹脂から形成され、外部から入射した光信号を前記入射側反射面で反射して前記他方に伝搬させ、前記光信号を前記出射側反射面で反射して外部に出射する導波路コアと、前記導波路コアの前記光信号の伝搬に寄与しない非伝搬領域に接続され、前記導波路コアの前記硬化性樹脂の未硬化時に流路として機能した流路樹脂部とを備えた光導波路。

［２］前記出射側傾斜面は、前記光信号の伝搬方向の異なる位置に設けられた複数の段差部に形成された前記［１］に記載の光導波路。

［３］前記導波路コアは、厚さが一様な板状を有し、前記非伝搬領域が存在する前記一方の縁からの距離Ｌは、前記入射側傾斜面に入射する前記光信号のビーム径をｄ、前記光信号の入射中心から側面までの距離をｓ、前記光信号の開口数をＮＡとするとき、
Ｌ＝ｄ＋（ｓ−ｄ／２）／ｔａｎ（ｓｉｎ^−１ＮＡ）
で定まる前記［２］に記載の光導波路。

［４］さらに、前記流路樹脂部に接続され、前記硬化性樹脂の未硬化時に前記硬化性樹脂用の樹脂溜まりとして機能する樹脂溜まり樹脂部を備えた前記［１］又は［２］に記載の光導波路。

［５］前記導波路コアは、前記基板上に並設して形成された複数の導波路コアであり、前記流路樹脂部は、前記複数の導波路コアの前記非伝搬領域に接続された前記［１］又は［２］に記載の光導波路。

［６］前記複数の導波路コアの間にそれぞれ設けられ、前記流路樹脂部に接続された構造体を備えた前記［５］に記載の光導波路。

［７］一方に入射側反射面、他方に出射側反射面を有し、外部から入射した光信号を前記入射側反射面で反射して前記他方に伝搬させ、前記光信号を前記出射側反射面で反射して外部に出射する導波路コアの形状を反転させた形状を有する凹部と、前記導波路コアの前記光信号の伝搬に寄与しない非伝搬領域に対応する前記凹部の部分に接続され、前記凹部に充填される未硬化の硬化性樹脂の流路として機能する流路部とを備えた成形型。

［８］さらに、前記流路部に接続され、前記未硬化の硬化性樹脂を貯留する樹脂溜まりを備えた前記［７］に記載の成形型。

請求項１に係る光導波路によれば、光損失を大きくすることなしに、ヒケや気泡の発生を抑制し、はみ出した樹脂層をできるだけ薄くすることができる。

請求項２に係る光導波路によれば、光分岐器として機能することができる。

請求項３に係る光導波路によれば、光損失を大きくすることなしに流路樹脂部を導波路コアに接続することができる。

請求項４に係る光導波路によれば、樹脂溜まり樹脂部を有していない構成と比較してヒケや気泡の発生をより抑制することができる。

請求項５に係る光導波路によれば、伝送帯域を向上させることができる。

請求項６に係る光導波路によれば、導波路コア間のクロストークを抑制することができる。

請求項７に係る成形型によれば、光損失を大きくすることなしに、ヒケや気泡の発生を抑制し、はみ出した樹脂層をできるだけ薄くすることができる。

請求項８に係る成形型によれば、別途樹脂溜まりを設ける必要がなく、ヒケや気泡の発生を抑制することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の斜視図、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の正面図である。なお、図１中、クラッド基板２、入射側光ファイバ５及び出射側光ファイバ６Ａ〜６Ｄは、想像線で示す。

この光導波路１は、クラッド基板２と、クラッド基板２の下面２ｂに設けられた導波路コア３と、導波路コア３の光信号７の伝搬に寄与しない非伝搬領域３２に接続された流路樹脂部４とを備える。ここで、「非伝搬領域」とは、導波路コア３の導光部および内部反射面のうち、伝搬光が通過または反射をせず光通信に影響を与えない領域をいう。なお、非伝搬領域の具体的な範囲については後述する。

クラッド基板２は、入射側光ファイバ５及び出射側光ファイバ６Ａ〜６Ｄと光結合する上面２ａと、導波路コア３が接合される上記下面２ｂとを備え、導波路コア３よりも低い屈折率を有するポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂等の樹脂材料や無機ガラス等から形成され、厚さが一様な例えば２０〜２００μｍ厚の板状を有する。

導波路コア３は、入射した光信号７を傾斜面により長手方向に反射する入射側反射面３０と、長手方向に所定の間隔を有して設けられた複数の段差部にそれぞれ形成され、傾斜面により光信号７を外部に反射する複数の出射側反射面３１Ａ〜３１Ｄと、クラッド基板２の下面２ｂに接合する上面３ａと、下面３ｂと、側面３ｃ〜３ｇとを備え、クラッド基板２よりも高い屈折率を有する硬化型樹脂から形成された厚さが一様な板状を有する。導波路コア３の厚さは、一般に、シングルモードの場合は、５〜２０μｍ程度が用いられ、マルチモードの場合は、２０〜２００μｍ程度が用いられる。本実施の形態では、マルチモードを用いる。

流路樹脂部４は、導波路コア３と同一の硬化型樹脂から形成され、流路樹脂部４の硬化型樹脂の未硬化時に流路として機能する。

導波路コア３及び流路樹脂部４を構成する硬化型樹脂は、加熱によって硬化する熱硬化型樹脂や、可視光線、紫外線、電子線、放射線等のエネルギー線の照射によって硬化するエネルギー線硬化型樹脂を用いることができる。本実施の形態では、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂を用いる。

（光ファイバ）
入射側光ファイバ５及び出射側光ファイバ６は、コア及びクラッドが石英ガラスから形成された石英ガラス系光ファイバ、コアが石英ガラスから形成され、クラッドがプラスチックから形成されたポリマークラッド光ファイバ、コア及びクラッドがプラスチックから形成されたプラスチック光ファイバ等を用いることができる。また、入射側光ファイバ５及び出射側光ファイバ６は、導波路コア３のモードに応じてシングルモードファイバ又はマルチモードファイバを用いる。本実施の形態では、入射側光ファイバ５にＢＦ０４４３３（古河電気工業製、ＮＡ＝０．２、コア径／クラッド径＝５０／１２５μｍ）、出射側光ファイバ６にＢＦ０４４３４（古河電気工業製、ＮＡ＝０．２７５、コア径／クラッド径＝６２．５／１２５μｍ）のマルチモードファイバを用いる。

（非伝搬領域）
図３は、流路樹脂部４が接続可能な導波路コア３の非伝搬領域を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は裏面図である。同図は、入射側光ファイバ５から入射された光信号７のビームスポット７ａが導波路コア３の幅Ｗの中央に形成される場合を示している。同図に示す非伝搬領域（同図中斜線を施した領域）は、導波路コア３の上面３ａ、下面３ｂ、側面３ｂ、３ｄ、及び入射側反射面３０にそれぞれ形成された非伝搬領域３２ａ〜３２ｅからなる。導波路コア３の上面３ａには、図３（ａ）に示すように、左右対称にほぼ台形状の非伝搬領域３２ａが形成され、一方の側面３ｃには、図３（ｂ）に示すように非伝搬領域３２ｃが形成され、下面３ｂには、図３（ｃ）に示すように、左右対称にほぼ直角三角形状の非伝搬領域３２ｂが形成され、入射側反射面３０には、図３（ｃ）に示すように、間隔ｄを有して左右に非伝搬領域３２ｅが形成され、他方の側面３ｄには、図３（ｄ）に示すように、非伝搬領域３２ｄが形成される。本実施の形態では、流路樹脂部４は、導波路コア３の１つの側面３ｃに形成された非伝搬領域３２ｃに接続されている。

非伝搬領域３２ａ〜３２ｅが形成される範囲は、導波路コア３の一方の縁３ｈから距離Ｌの範囲であり、その距離Ｌは、次式（１）で表わすことができる。
Ｌ＝ｄ＋（ｓ−ｄ／２）／ｔａｎ（ｓｉｎ^−１ＮＡ） ・・・（１）
但し、ｄ：入射する光信号７の導波路コア３の上面３ａにおける
ビームスポット７ａの直径
ｓ：ビームスポット７ａの中心から導波路コア３の側面３ｃまでの距離
ＮＡ：光信号７の開口数
また、流路樹脂部４の幅をＷｇとするとき、Ｗｇ≦Ｌの関係にある。

図４は、非伝搬領域の他の例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は裏面図である。同図は、入射側光ファイバ５から入射された光信号７のビームスポット７ａが導波路コア３の幅Ｗの一方の側面３ｄ寄りに形成される場合を示している。同図に示す非伝搬領域（同図中斜線を施した領域）は、導波路コア３の上面３ａ、下面３ｂ、側面３ｂ、及び入射側反射面３０にそれぞれ形成された非伝搬領域３２ａ、３２ｂ、３２ｄからなる。導波路コア３の上面３ａには、図４（ａ）に示すように、ほぼ台形状の非伝搬領域３２ａが形成され、一方の側面３ｃには、図４（ｂ）に示すように、非伝搬領域３２ｃが形成され、下面３ｂには、図４（ｃ）に示すように、直角三角形状の非伝搬領域３２ｂが形成され、入射側反射面３０には、図４（ｃ）に示すように、非伝搬領域３２ｅが形成され、他方の側面３ｄには、図４（ｄ）に示すように、非伝搬領域３２ｄが形成される。

（光導波路の製造方法）
次に、本実施の形態に係る光導波路の製造方法の一例を図５、図６を参照して説明する。

図５は、光導波路の製造に用いられる成形型としての母型１０の斜視図、図６（ａ）〜（ｆ）は、光導波路の製造工程の一例を示す断面図である。

（１）母型の準備
まず、図５に示す母型１０を準備する。母型１０は、上面１０ａ、下面１０ｂ、側面１０ｃ〜１０ｆからなる直方体を有し、上面１０ａに、図１に示す導波路コア３の形状を反転した形状を有する凹部１１と、流路樹脂部４の形状を反転した形状を有する流路部１２とが設けられる。

凹部１１は、導波路コア３の下面３ｂ及び側面３ｃ〜３ｇにそれぞれ対応する底面１１ｂ及び側面１１ｃ〜１１ｇを有し、導波路コア３の入射側反射面３０に対応する傾斜面１１０、及び導波路コア３の出射側反射面３１Ａ〜３１Ｄに対応する傾斜面１１１Ａ〜１１１Ｄを有する。

流路部１２は、凹状に形成されており、底面１２ａ及び側面１２ｂ、１２ｃを有する。

母型１０は、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の樹脂から射出成型によって作製してもよく、アルミニウム等の金属からなる金型により作製してもよい。また、母型１０は、樹脂、金属等からなる板状素材を切削することにより凹部１１及び流路部１２を形成してもよく、樹脂等からなる板状素材にスタンプを押圧することにより凹部１１及び流路部１２を形成してもよい。

（２）紫外線硬化樹脂の注入
次に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、導波路コア３及び流路樹脂部４の材料となる紫外線硬化樹脂３００を母型１０の凹部１１及び流路部（図５参照）１２に充填する。紫外線硬化樹脂３００を充填する量は、硬化時の収縮量を考慮して、紫外線硬化樹脂３００の上面が母型１０の上面１０ａより若干上回る程度にする。

次に、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、クラッド基板２を紫外線硬化樹脂３００の上から母型１０の上面１０ａに押し付けて加圧し、紫外線硬化樹脂３００を凹部１１及び流路部１２全体に押し広げる。なお、図６（ｄ２）は、図６（ｄ１）のＡ−Ａ断面図である。不要樹脂分は、流路部１２を通して外部に排出される。

次に、図６（ｅ）に示すように、クラッド基板２を通して紫外線硬化樹脂３００に紫外線（ＵＶ光）を照射し、紫外線硬化樹脂３００を硬化させる。紫外線硬化樹脂３００は、硬化するときに収縮するため、導波路コアの部分にヒケや気泡が発生するおそれがあるが、流路部１２に紫外線硬化樹脂３００用の樹脂溜まりを設けることにより、収縮分の樹脂が樹脂溜まりから流路部１２を通して凹部１１側に供給されるため、ヒケや気泡の発生を抑制することができる。

紫外線硬化樹脂３００が硬化したら、図６（ｆ）に示すように、クラッド基板２を母型１０から剥離させると、クラッド基板２の下面２ｂに導光路コア３及び流路樹脂部４が成形された光導波路１が作製される。

（光導波路の動作）
図７は、光導波路の光信号の伝搬の様子を示す斜視図である。電気信号として、例えば、画像信号が発光素子により光信号７に変換され、入射側光ファイバ５から光導波路１に入力されると、光信号７は、クラッド基板２を透過し、導波路コア３の入射側反射面３０で出射側反射面３１Ａ〜３１Ｄ側に反射する。入射側反射面３０で反射した光信号７は、導波路コア３の上面３ａ、下面３ｂ、側面３ｃ〜３ｇで反射しながら導波路コア３内を伝搬する。そして、光信号７は、４つの出射側反射面３１Ａ〜３１Ｄで反射し、クラッド基板２を透過して出射側光ファイバ６Ａ〜６Ｄに分岐して出射される。出射側光ファイバ６Ａ〜６Ｄに分岐された光信号７は、受光素子により電気信号に変換され、例えば、メモリに記憶される。

（第１の実施の形態の流路樹脂部の変形例）
図８は、第１の実施の形態の流路樹脂部の変形例を示し、（ａ）は変形例１を示す平面図、（ｂ）は変形例２を示す平面図、（ｃ）は変形例３を示す平面図、（ｄ）は変形例４を示す平面図、（ｅ１）は変形例５を示す平面図、（ｅ２）は変形例５を示す（ｅ１）のＢ−Ｂ断面図、（ｆ１）は変形例６を示す平面図、（ｆ２）は変形例６を示す（ｆ１）のＣ−Ｃ断面図である。なお、図８（ｆ１）では、クラッド基板の図示を省略している。

流路樹脂部４は、第１の実施の形態に示した位置の他に、図８に示す非伝搬領域（図８中、斜線を施した領域）に接続することができる。

図８（ａ）に示す変形例１は、導波路コア３の側面３ｃの非伝搬領域３２ｃの最も出射側反射面３１Ａ〜３１Ｄ側に流路樹脂部４を接続したものである。

図８（ｂ）に示す変形例２は、導波路コア３の側面３ｃの非伝搬領域３２ｃのうち図３に示した位置と図８（ａ）に示した位置のほぼ中間位置に流路樹脂部４を接続したものである。

図８（ｃ）に示す変形例３は、流路樹脂部４を入射側反射面３０の非伝搬領域（図３（ｃ）参照）３２ｄに接続したものである。

図８（ｄ）に示す変形例４は、流路樹脂部４が左右対称となるように、流路樹脂部４を両側面３ｃ、３ｄの非伝搬領域３２ｃ、３２ｄにそれぞれ設けたものである。

図８（ｅ）に示す変形例５は、流路樹脂部４を導波路コア３から下方向に設けたものであり、流路樹脂部４は、導波路コア３の下面３ｂの非伝搬領域３２ｂと入射側反射面３０の非伝搬領域３２ｄに跨るように設けられている。

図８（ｆ）に示す変形例６は、流路樹脂部４を導波路コア３から上方向に設けたものであり、流路樹脂部４は、上面３ａの非伝搬領域３２ａに設けている。この場合は、流路樹脂部４に対応する流路部１２をクラッド基板２に設けている。

左右対称形状は、図８（ｄ）の変形例４で示したが、他の変形例に適用してもよい。

［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路の斜視図、図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路の正面図である。なお、図９中、クラッド基板２、入射側光ファイバ５及び出射側光ファイバ６は、想像線で示す。

第１の実施の形態では、１つの入射側反射面３０と４つの出射側反射面３１Ａ〜３１Ｄとを有する導波路コア３を用いたが、本実施の形態は、１つの入射側反射面３０と１つの出射側反射面３１とを有する導波路コア３を用いたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

本実施の形態の光導波路１は、クラッド基板２と、クラッド基板２の下面２ｂに設けられた導波路コア３と、導波路コア３の光信号７の伝搬に寄与しない非伝搬領域に接続された流路樹脂部４とを備える。非伝搬領域の概念は、第１の実施の形態と同様である。

クラッド基板２は、入射側光ファイバ５及び出射側光ファイバ６と光結合する上面２ａと、導波路コア３が接合される上記下面２ｂとを備え、導波路コア３よりも低い屈折率を有する樹脂、ガラス等から形成された厚さが一様な板状を有する。

導波路コア３は、入射した光信号７を傾斜面により長手方向に反射する入射側反射面３０と、長手方向の端部に形成され、傾斜面により光信号７を外部に反射する出射側反射面３１と、クラッド基板２の下面２ｂに接合する上面３ａと、下面３ｂと、側面３ｃ、３ｄとを備え、クラッド基板２よりも高い屈折率を有する硬化型樹脂、例えば、紫外線硬化樹脂から形成された厚さが一様な板状を有する。導波路コア３の厚さ及び幅は、一般に、シングルモードの場合は、５〜２０μｍ程度が用いられ、マルチモードの場合は、２０〜２００μｍ程度が用いられる。本実施の形態では、マルチモードを用いる。

（非伝搬領域）
図１１は、流路樹脂部４が接続可能な導波路コア３の非伝搬領域を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図である。同図は、入射側光ファイバ５から入射された光信号７のビームスポット７ａが導波路コア３に内接する場合を示している。同図に示す非伝搬領域（同図中斜線を施した領域）は、導波路コア３の側面３ｃ、３ｄにそれぞれ形成された三角形状の非伝搬領域３２ｃ、３２ｄからなる。流路樹脂部４は、一方の非伝搬領域３２ｃに接続されている。

図１２は、母型を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。母型１０は、上面１０ａ、下面１０ｂ、側面１０ｃ〜１０ｆからなる直方体を有し、上面１０ａに、図１１に示す導波路コア３の形状を反転した形状を有する凹部１１と、図１１に示す流路樹脂部４の形状を反転した形状を有する流路部１２とが設けられる。母型１０は、例えば、合成樹脂、金属等から形成される。

凹部１１は、導波路コア３の下面３ｂ及び側面３ｃ、３ｄにそれぞれ対応する底面１１ｂ及び側面１１ｃ、１１ｄを有し、導波路コア３の入射側反射面３０に対応する傾斜面１１０、及び導波路コア３の出射側反射面３１に対応する傾斜面１１１を有する。

流路部１２は、凹状に形成されており、底面１２ａ及び側面１２ｂ、１２ｃを有する。

本実施の形態の光導波路１の製造方法は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

（光導波路の動作）
光導波路１の動作について図１０を参照して説明する。電気信号が発光素子により光信号７に変換されて入射側光ファイバ５から光導波路１に入力されると、光信号７は、クラッド基板２を透過し、導波路コア３の入射側反射面３０で出射側反射面３１側に反射する。入射側反射面３０で反射した光信号７は、導波路コア３の上面３ａ、下面３ｂ、側面３ｃ、３ｄで反射しながら導波路コア３内を伝搬する。そして、光信号７は、出射側反射面３１で反射し、クラッド基板２を透過して出射側光ファイバ６に出射される。出射側光ファイバ６に出射された光信号は、受光素子により電気信号に変換される。

図１３は、第２の実施の形態の流路樹脂部の変形例を示し、（ａ１）は変形例１を示す平面図、（ａ２）は変形例１を示す正面図、（ｂ１）は変形例２を示す平面図、（ｂ２）は変形例２を示す正面図、（ｃ１）は変形例３を示す平面図、（ｃ２）は変形例３を示す正面図、（ｄ１）は変形例４を示す平面図、（ｄ２）は変形例４を示す正面図である。なお、図１３（ｄ１）では、クラッド基板２の図示を省略している。

流路樹脂部４は、第２の実施の形態に示した位置の他に、図１３に示す位置（非伝搬領域）に接続することができる。

図１３（ａ）に示す変形例１は、流路樹脂部４を一方の側面３ｃの非伝搬領域３２ｃから下方向に設けたものである。

図１３（ｂ）に示す変形例２は、流路樹脂部４を一方の側面３ｃの非伝搬領域３２ｃから水平方向に設けたものである。

図１３（ｃ）に示す変形例３は、流路樹脂部４を一方の側面３ｃの非伝搬領域３２ｃから水平方向に左右対称に接続したものである。

図１３（ｄ）に示す変形例４は、流路樹脂部４を一方の側面３ｃの非伝搬領域３２ｃから上方向に設けたものであり、クラッド基板２に流路部１２を設けている。

左右対称形状は、図１３（ｃ）の変形例３で示したが、他の変形例に適用してもよい。

［第３の実施の形態］
図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る光導波路の斜視図である。この光導波路１は、クラッド基板２と、クラッド基板２の下面２ｂに設けられた複数の導波路コア３と、複数の導波路コア３間を導波路コア３の非伝搬領域で接続するとともに、両側に位置する導波路コア３の非伝搬領域に接続された流路樹脂部４とを備える。

図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る母型を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。母型１０は、上面１０ａ、下面１０ｂ、側面１０ｃ〜１０ｆからなる直方体を有し、上面１０ａに、図１４に示す複数の導波路コア３の形状を反転した形状を有する凹部１１、流路樹脂部４の形状を反転した形状を有する流路部１２とが設けられ、樹脂、金属等から形成される。本実施の形態の光導波路１の製造方法は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

［第４の実施の形態］
図１６は、本発明の第４の実施の形態に係る光導波路の斜視図である。この光導波路１は、クラッド基板２と、クラッド基板２の下面２ｂに設けられた複数の導波路コア３と、樹脂溜まり樹脂部８と、複数の導波路コア３間及び導波路コア３と樹脂溜まり樹脂部８とを導波路コア３の非伝搬領域で接続する流路樹脂部４とを備える。

図１７は、本発明の第４の実施の形態に係る母型を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。母型１０は、上面１０ａ、下面１０ｂ、側面１０ｃ〜１０ｆからなる直方体を有し、上面１０ａに、図１６に示す複数の導波路コア３の形状を反転した形状を有する凹部１１と、流路樹脂部４の形状を反転した形状を有する流路部１２と、樹脂溜まり樹脂部８の形状を反転した形状を有する樹脂溜まり１３が設けられ、樹脂、金属等から形成される。

図１８は、第４の実施の形態の製造工程のうち紫外線を照射する工程を説明するための平面図である。本実施の形態の光導波路１の製造方法は、紫外線を照射する工程を除き、第１の実施の形態と同様である。図６（ｅ）に示す紫外線照射工程において、本実施の形態では、図１８に示すように、樹脂溜まり１３が設けられた側と反対側から樹脂溜まり１３が設けられた側に向かって徐々に紫外線硬化樹脂に紫外線（ＵＶ光）を照射する。これにより、凹部１１内の紫外線硬化樹脂が硬化する際、収縮分の紫外線硬化樹脂３００が樹脂溜まり１３から出射側反射面３１Ｄに向かって供給され易くなる。また、余剰樹脂が母型１０の上面１０ａとクラッド基板２の下面２ｂとの間に洩れずに凹部１１から樹脂溜まり１３に排出され易くなる。

［第５の実施の形態］
図１９は、本発明の第５の実施の形態に係る光導波路の斜視図である。この光導波路１は、クラッド基板２と、クラッド基板２の下面２ｂに設けられた複数の導波路コア３と、複数の導波路コア３の周囲に形成された構造体９と、構造体９と複数の導波路コア３を導波路コア３の非伝搬領域で接続する流路樹脂部４とを備える。

構造体９のうち導波路コア３間に位置する部分９ａは、クロストークを抑制する上で、導波路コア３と同等以上の厚みを有していることが好ましい。構造体９の当該部分９ａは、導波路コア３の長手方向の両端で接続されているが、一方の側のみで接続されていてもよい。

図２０は、本発明の第５の実施の形態に係る母型を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。母型１０は、上面１０ａ、下面１０ｂ、側面１０ｃ〜１０ｆからなる直方体を有し、上面１０ａに、図１９に示す複数の導波路コア３の形状を反転した形状を有する凹部１１と、構造体９の形状を反転した形状を有する構造体形成部１４と、流路樹脂部４の形状を反転した形状を有する流路部１２とが設けられ、合成樹脂、金属等から形成される。本実施の形態の光導波路１の製造方法は、第４の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

構造体形成部１４は、樹脂溜まりの機能をも有する。

（参考例１）
図２１（ａ）〜（ｃ）は、参考例１の光導波路の製造方法を示し、（ａ１）は平面図、（ａ２）は正面図、（ｂ）、（ｃ）は正面図である。図２１（ａ）に示すように、母型１０の凹部１１及び流路部１２に紫外線硬化樹脂３００を充填して紫外線硬化樹脂３００の上からクラッド基板２を押し当て、紫外線硬化樹脂３００に紫外線を照射して硬化させた後、図２１（ｂ）に示すように、クラッド基板２を母型１０から剥離する。次に、図２１（ｃ）に示すように、硬化した紫外線硬化樹脂３００の両端をダイシングソー等を用いて図２１（ｂ）に示す切断線３０ａ，３１ａに沿って流路樹脂部４とともに削除すると、入射側反射面３０及び出射側反射面３１を有し、流路樹脂部４を有していない光導波路１が作製される。

（参考例２）
図２２は、参考例２の光導波路の製造方法を示し、（ａ１）はクラッド基板を下面側から見た平面図、（ａ２）は（ａ１）のＧ−Ｇ断面図、（ｂ１）はクラッド基板を下面側から見た平面図、（ｂ２）、（ｂ１）のＨ−Ｈ断面図である。

図１４に示す光導波路１は、余剰樹脂がクラッド基板２の下面２ｂと母型１０の上面１０ａとの間に、図２２（ａ１）、（ａ２）に示すように、余剰樹脂３０１が生じる場合がある。余剰樹脂３０１が生じた場合は、図２２（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、余剰樹脂切除領域３０２に形成されていた余剰樹脂３０１を除去してもよい。また、余剰樹脂３０１を除去するときに、クラッド基板２の下面２ｂに設けた加工マーク２０を目印にしてもよい。

（参考例３）
図２３は、参考例３の光導波路の製造方法を示し、クラッド基板を下面側から見た平面図である。参考例２では、帯状に余剰樹脂３０１を除去したが、この参考例３は、導波路コア３の周辺全体の余剰樹脂３０１を除去したものである。

参考例１〜３は、上記各実施の形態に適用することができる。例えば、参考例２又は３を第５の実施の形態に適用して、構造体９の導波路コア３間の部分９ａと導波路コア３を残すように余剰樹脂３０１を除去してもよい。

図２４は、本発明の実施例１を示す導波路コアの平面図である。なお、同図中の数値は、ｍｍ単位を示す。導波路コア３は、幅０．２ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍ、長さ２０．０５ｍｍを有する。入射側反射面３０は、０．０５×０．２ｍｍ、出射側反射面３１Ａ〜３１Ｄは、０．０５×０．０５ｍｍのサイズを有する。導波路コア３のピッチは、０．２５ｍｍ、反射面３０、３１Ａ〜３１Ｄのピッチは、５ｍｍである。流路樹脂部４の断面のサイズは、０．０３×１ｍｍである。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能であり、各実施の形態間の構成要素の組合せは任意に行うことができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の正面図である。 図３は、流路樹脂部が接続可能な導波路コアの非伝搬領域を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は裏面図である。 図４は、非伝搬領域の他の例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は裏面図である。 図５は、光導波路の製造に用いられる成形型としての母型の斜視図である。 図６Ａ（ａ）〜（ｃ）は、光導波路の製造工程の一例を示す断面図である。 図６Ｂ（ｄ）〜（ｆ）は、光導波路の製造工程の一例を示し、（ｄ１）は断面図、（ｄ２）は、（ｄ１）のＡ−Ａ断面図、（ｅ）、（ｆ）は、断面図である。 図７は、光導波路の光信号の伝搬の様子を示す斜視図である。 図８は、第１の実施の形態の流路樹脂部の変形例を示し、（ａ）は変形例１を示す平面図、（ｂ）は変形例２を示す平面図、（ｃ）は変形例３を示す平面図、（ｄ）は変形例４を示す平面図である。 図８は、第１の実施の形態の流路樹脂部の変形例を示し、（ｅ１）は変形例５を示す平面図、（ｅ２）は変形例５を示す（ｅ１）のＢ−Ｂ断面図、（ｆ１）は変形例６を示す平面図、（ｆ２）は変形例６を示す（ｆ１）のＣ−Ｃ断面図である。 図９は、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路の斜視図である。 図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路の正面図である。 図１１は、流路樹脂部が接続可能な導波路コアの非伝搬領域を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図である。 図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る母型を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図１３は、第２の実施の形態の流路樹脂部の変形例を示し、（ａ１）は変形例１を示す平面図、（ａ２）は変形例１を示す正面図、（ｂ１）は変形例２を示す平面図、（ｂ２）は変形例２を示す正面図、（ｃ１）は変形例３を示す平面図、（ｃ２）は変形例３を示す正面図、（ｄ１）は変形例４を示す平面図、（ｄ２）は変形例４を示す正面図である。 図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る光導波路の斜視図である。 図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る母型を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 図１６は、本発明の第４の実施の形態に係る光導波路の斜視図である。 図１７は、本発明の第４の実施の形態に係る母型を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。 図１８は、第４の実施の形態の製造工程のうち紫外線を照射する工程を説明するための平面図である。 図１９は、本発明の第５の実施の形態に係る光導波路の斜視図である。 図２０は、本発明の第５の実施の形態に係る母型を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。 図２１（ａ）〜（ｃ）は、参考例１の光導波路の製造方法を示し、（ａ１）は平面図、（ａ２）は正面図、（ｂ）、（ｃ）は正面図である。 図２２は、参考例２の光導波路の製造方法を示し、（ａ１）はクラッド基板を下面側から見た平面図、（ａ２）は（ａ１）のＧ−Ｇ断面図、（ｂ１）はクラッド基板を下面側から見た平面図、（ｂ２）、（ｂ１）のＨ−Ｈ断面図である。 図２３は、参考例３の光導波路の製造方法を示し、クラッド基板を下面側から見た平面図である。 図２４は、本発明の実施例１の導波路コアを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

符号の説明

１ 光導波路
２ クラッド基板
２ａ 上面
２ｂ 下面
３ 導光路コア
３ａ 上面
３ｂ 下面
３ｃ〜３ｇ 側面
３ｈ 縁
４ 流路樹脂部
５ 入射側光ファイバ
６，６Ａ〜６Ｄ 出射側光ファイバ
７ 光信号
７ａ ビームスポット
８ 樹脂溜まり樹脂部
９ 構造体
９ａ 構造体の部分
１０ 母型
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
１０ｃ〜１０ｆ 側面
１１ 凹部
１１ｂ 底面
１１ｃ〜１１ｇ 側面
１１１Ａ〜１１１Ｄ 傾斜面
１２ 流路部
１２ａ 底面
１２ｂ 側面
１３ 樹脂溜まり
１４ 構造体形成部
２０ 加工マーク
３０ 入射側反射面
３１，３１Ａ〜３１Ｄ 出射側反射面
３２，３２ａ〜３２ｅ 非伝搬領域
１１０ 傾斜面
１１１ 傾斜面
３００ 紫外線硬化樹脂
３０１ 余剰樹脂
３０２ 余剰樹脂切除領域

Claims (8)

1. 基板と、
   一方に入射側反射面、他方に出射側反射面を有して前記基板上に硬化性樹脂から形成され、外部から入射した光信号を前記入射側反射面で反射して前記他方に伝搬させ、前記光信号を前記出射側反射面で反射して外部に出射する導波路コアと、
   前記導波路コアの前記光信号の伝搬に寄与しない非伝搬領域に接続され、前記導波路コアの前記硬化性樹脂の未硬化時に流路として機能した流路樹脂部とを備えた光導波路。
2. 前記出射側傾斜面は、前記光信号の伝搬方向の異なる位置に設けられた複数の段差部に形成された請求項１に記載の光導波路。
3. 前記導波路コアは、厚さが一様な板状を有し、
   前記非伝搬領域が存在する前記一方の縁からの距離Ｌは、前記入射側傾斜面に入射する前記光信号のビーム径をｄ、前記光信号の入射中心から側面までの距離をｓ、前記光信号の開口数をＮＡとするとき、
   Ｌ＝ｄ＋（ｓ−ｄ／２）／ｔａｎ（ｓｉｎ^−１ＮＡ）
   で定まる請求項２に記載の光導波路。
4. さらに、前記流路樹脂部に接続され、前記硬化性樹脂の未硬化時に前記硬化性樹脂用の樹脂溜まりとして機能する樹脂溜まり樹脂部を備えた請求項１又は２に記載の光導波路。
5. 前記導波路コアは、前記基板上に並設して形成された複数の導波路コアであり、
   前記流路樹脂部は、前記複数の導波路コアの前記非伝搬領域に接続された請求項１又は２に記載の光導波路。
6. 前記複数の導波路コアの間にそれぞれ設けられ、前記流路樹脂部に接続された構造体を備えた請求項５に記載の光導波路。
7. 一方に入射側反射面、他方に出射側反射面を有し、外部から入射した光信号を前記入射側反射面で反射して前記他方に伝搬させ、前記光信号を前記出射側反射面で反射して外部に出射する導波路コアの形状を反転させた形状を有する凹部と、
   前記導波路コアの前記光信号の伝搬に寄与しない非伝搬領域に対応する前記凹部の部分に接続され、前記凹部に充填される未硬化の硬化性樹脂の流路として機能する流路部とを備えた成形型。
8. さらに、前記流路部に接続され、前記未硬化の硬化性樹脂を貯留する樹脂溜まりを備えた請求項７に記載の成形型。

Images