JP2009230140A - 光導波路、光導波路センサー、光導波路を形成する方法、及び光導波路センサーを形成する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一のクラッド層15と、前記第一のクラッド層15上に形成された第一の導波路コア20と、前記第一の導波路コア20を覆うように形成された第二のクラッド層35と、を備え、前記第一の導波路コア20は、該第一の導波路コア20の少なくとも一つの側壁24に形成された第一の長周期グレーティング30を有する光導波路10を提供する。また、第一のクラッド層15の表面上に第一の導波路コア20を形成する工程と、前記第一のクラッド層15の表面に対して垂直な長周期グレーティング30を前記第一の導波路コア20に形成する工程と、前記第一の導波路コア20を覆うように前記第一のクラッド層15上に第二のクラッド層35を形成する工程と、を有する光導波路10を形成する方法を提供する。
【選択図】図1A
Description
λ0=(N0−Nm)Λ (1)
数式(1)において、λ0はコアモードと第mクラッドモードがカップリングする共鳴波長であり、N0はコアモードの有効屈折率であり、Nmはクラッドモードの有効屈折率であり、ΛはLPWGの周期である。LPWGを経てクラッドモードへ励起することによりコアモードを伝搬していた光強度は減衰し、その結果、透過スペクトルに共鳴損を発生させることとなる。
(1) 第一のクラッド層と、
前記第一のクラッド層上に形成された第一の導波路コアと、
前記第一の導波路コアを覆うように形成された第二のクラッド層と、
を備え、
前記第一の導波路コアが、該第一の導波路コアの少なくとも一つの側壁に形成された第一の長周期グレーティングを有すること。
(2) 第一のポリマー製クラッド層と、
前記第一のポリマー製クラッド層上に長さ方向に平行に配列された複数の第一の感光性ポリマー製チャネル導波路コアと、
前記複数の第一の感光性ポリマー製チャネル導波路コアを覆うように前記第一のポリマー製のクラッド層上に形成される第二のポリマー製のクラッド層と、
を備え、
前記複数の第一の感光性ポリマー製チャネル導波路コアは、その第一の感光性ポリマー製チャネル導波路コアのそれぞれが、前記第一のポリマー製クラッド層の表面に対して垂直である少なくとも二つの側壁と、前記少なくとも二つの側壁のうちの少なくとも一つに形成された第一の同型長周期グレーティングとを有すること。
(3) 第一のクラッド層の表面上に第一の導波路コアを形成する工程と、
前記第一のクラッド層の表面に対して垂直な長周期グレーティングを前記第一の導波路コアに形成する工程と、
前記第一の導波路コアを覆うように前記第一のクラッド層上に第二のクラッド層を形成する工程と、
を有すること。
(4) 第一の感光性ポリマー製クラッド層を形成する工程と、
前記第一の感光性ポリマー製クラッド層上に感光性ポリマー製コア層を形成する工程と、
同型長周期グレーティングの型が少なくとも一つの辺に形成されている四角形の開口を備えたマスクを、前記感光性ポリマー製コア層上で位置整合する工程と、
紫外光を前記マスクを介して前記感光性ポリマー製コア層に露光する工程と、
少なくとも一つの側壁に前記同型長周期グレーティングを有するポリマー製チャネル導波路コアを形成するように、露光した前記感光性ポリマー製コア層を現像する工程と、
前記ポリマー製チャネル導波路コアを覆うように前記第一のポリマー製クラッド層の上に第二のポリマー製クラッド層を形成する工程と、
を有すること。
N(core)>N(clad 2)>N(clad 1)≧N(clad 3) 又は
N(core)>N(clad 2)>N(clad 3)≧N(clad 1)
を満たすように選択される。ここで、N(core)は、導波路コアの屈折率、N(clad 1)は第一のクラッド層15の屈折率、N(clad 2)は第二のクラッド層35の屈折率、N(clad 3)は第三のクラッド層80の屈折率を表す。この屈折率の関係の下で、第二のクラッド層35に光伝搬が閉じ込められたクラッドモードを実現している。なお、それらのポリマー材料は第三のクラッド層に光伝搬が閉じ込められるように以下の関係に従って選択してもよい。
N(core)>N(clad 3)>N(clad 2)≧N(clad 1) 又は
N(core)>N(clad 3)>N(clad 1)≧N(clad 2)
N(core)>N(clad 2)>N(clad 1)≧N(clad 3) 又は
N(core)>N(clad 2)>N(clad 3)≧N(clad 1)
を満たすように選択される。ここで、N(core)は、導波路コアの屈折率、N(clad 1)は第一のクラッド層15の屈折率、N(clad 2)は第二のクラッド層35の屈折率、N(clad 3)は第三のクラッド層80の屈折率を表す。この屈折率の関係の下で、第二のクラッド層35に光伝搬が閉じ込められたクラッドモードを実現している。なお、それらのポリマー材料は第三のクラッド層に光伝搬が閉じ込められたクラッドモードを実現するために、以下の関係に従ってポリマー材料を選択してもよい。
N(core)>N(clad 3)>N(clad 2)≧N(clad 1) 又は
N(core)>N(clad 3)>N(clad 1)≧N(clad 2)
15 第一のクラッド層
20 導波路コア
35 第二のクラッド層
40 第一の導波路コア
43 第一の長周期グレーティング
45 第二の導波路コア
47 第二の長周期グレーティング
60 第三の導波路コア
70 第四の導波路コア
80 第三のクラッド層
310 第一の光学的層
320 第二の光学的層
601 第一のクラッド層
602 コア層
604 長周期グレーティング
605 チャネル
606 導波路コア
607 長周期グレーティング
608 第二のクラッド層
Claims (21)
- 第一のクラッド層と、
前記第一のクラッド層上に形成された第一の導波路コアと、
前記第一の導波路コアを覆うように形成された第二のクラッド層と、
を備え、
前記第一の導波路コアが、該第一の導波路コアの少なくとも一つの側壁に形成された第一の長周期グレーティングを有する光導波路。 - 当該光導波路は、ポリマー製光導波路であり、
前記第一のクラッド層、前記第一の導波路コア及び前記第二のクラッド層はそれぞれ、ポリマー材料によって形成されている請求項1に記載の光導波路。 - 前記第一の導波路コアは、コアアレー状に配列された複数の導波路コアを有し、
前記第一の長周期グレーティングは、前記第一の導波路コアが有する前記複数の導波路コアそれぞれにおける少なくとも一つの側壁に形成される請求項1に記載の光導波路。 - 前記第一のクラッド層上に形成された第二の導波路コアを更に備え、
前記第二のクラッド層は、前記第一の導波路コア及び前記第二の導波路コアを覆うように形成され、
前記第二の導波路コアは、該第二の導波路コアの少なくとの一つの側壁に形成された第二の長周期グレーティングを有する請求項1に記載の光導波路。 - 前記第一の長周期グレーティング及び前記第二の長周期グレーティングは、異なる周期である請求項4に記載の光導波路。
- 前記第二の導波路コアは、前記第一の導波路コアと平行に形成される請求項4に記載の光導波路。
- 前記第一の導波路コアよりも上方に位置する前記第二のクラッド層上に形成された第二の導波路コアと、
前記第二の導波路コアを覆うように形成された第三のクラッド層と、
をさらに備える請求項1に記載の光導波路。 - 前記第二の導波路コアには、第二の長周期グレーティングが形成される請求項7に記載の光導波路。
- 複数の導波路コアがコアアレー状に配列された第二の導波路コアを更に備え、
前記第二の導波路コアは、該第二の導波路コアが有する前記複数の導波路コアそれぞれにおける少なくとも一つの側壁に形成された第二の長周期グレーティングを有する請求項4に記載の光導波路。 - 前記第一の導波路コアの上方に形成された第三の導波路コアと、
前記第二の導波路コアの上方に形成された第四の導波路コアと、
前記第三の導波路コア及び第四の導波路コアを覆うように前記第二のクラッド層上に形成された第三のクラッド層と、
をさらに備える請求項4に記載の光導波路。 - 前記第三の導波路コアは、該第三の導波路コアの少なくとも一つの側壁に形成された第三の長周期グレーティングを有し、
前記第四の導波路コアは、該第四の導波路コアの少なくとも一つの側壁に形成された第四の長周期グレーティングを有する請求項10に記載の光導波路。 - 前記第一の導波路コア、前記第二の導波路コア、前記第三の導波路コア及び前記第四の導波路コアは、互いに平行に形成される請求項10に記載の光導波路。
- 第一のポリマー製クラッド層と、
前記第一のポリマー製クラッド層上に長さ方向に平行に配列された複数の第一の感光性ポリマー製チャネル導波路コアと、
前記複数の第一の感光性ポリマー製チャネル導波路コアを覆うように前記第一のポリマー製のクラッド層上に形成される第二のポリマー製のクラッド層と、
を備え、
前記複数の第一の感光性ポリマー製チャネル導波路コアは、その第一の感光性ポリマー製チャネル導波路コアのそれぞれが、前記第一のポリマー製クラッド層の表面に対して垂直である少なくとも二つの側壁と、前記少なくとも二つの側壁のうちの少なくとも一つに形成された第一の同型長周期グレーティングとを有する光導波路センサー。 - 前記第二のポリマー製クラッド層上に長さ方向に平行に配列された複数の第二の感光性ポリマー製チャネル導波路コアと、
前記複数の第二の感光性ポリマー製チャネル導波路コアを覆うように前記第二のポリマー製クラッド層上に形成される第三のポリマー製クラッド層と、
を更に備える請求項13に記載の光導波路センサー。 - 前記複数の第二の感光性ポリマー製チャネル導波路コアは、その第二の感光性ポリマー製チャネル導波路コアのそれぞれが、前記第二のポリマー製クラッド層の表面に対して垂直である少なくとも二つの側壁と、前記少なくとも二つの側壁のうちの少なくとも一つに形成された第二の同型長周期グレーティングとを有する請求項14に記載の光導波路センサー。
- 第一のクラッド層の表面上に第一の導波路コアを形成する工程と、
前記第一のクラッド層の表面に対して垂直な長周期グレーティングを前記第一の導波路コアに形成する工程と、
前記第一の導波路コアを覆うように前記第一のクラッド層上に第二のクラッド層を形成する工程と、
を有する光導波路を形成する方法。 - 前記長周期グレーティングは、感光による像形成法を用いて前記第一の導波路コアに形成される請求項16に記載の方法。
- 前記長周期グレーティングは、熱インプリント法を用いて前記第一の導波路コアに形成される請求項16に記載の方法。
- 前記長周期グレーティングは、感光による像形成法及び熱インプリント法を用いて前記第一の導波路コアに形成される請求項16に記載の方法。
- 第一の感光性ポリマー製クラッド層を形成する工程と、
前記第一の感光性ポリマー製クラッド層上に感光性ポリマー製コア層を形成する工程と、
同型長周期グレーティングの型が少なくとも一つの辺に形成されている四角形の開口を備えたマスクを、前記感光性ポリマー製コア層上で位置整合する工程と、
紫外光を前記マスクを介して前記感光性ポリマー製コア層に露光する工程と、
少なくとも一つの側壁に前記同型長周期グレーティングを有するポリマー製チャネル導波路コアを形成するように、露光した前記感光性ポリマー製コア層を現像する工程と、
前記ポリマー製チャネル導波路コアを覆うように前記第一のポリマー製クラッド層の上に第二のポリマー製クラッド層を形成する工程と、
を有する光導波路センサーを形成する方法。 - 前記第一の感光性ポリマー製クラッド層は、
感光性ポリマー製基板を配置する工程と、
紫外光を前記感光性ポリマー製基板に露光する工程と、
により形成され、
前記第二のポリマー製クラッド層は、
前記第一のポリマー製クラッド層上に感光性ポリマー製層を配置する工程と、
紫外光を前記感光性ポリマー製層に露光する工程と、
により形成される請求項20に記載の方法。
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