JP2014002218A - Optical waveguide and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光導波路および電子機器に関するものである。 The present invention relates to an optical waveguide and an electronic device.
光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部と、を有している。コア部は、光搬送波の光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。 An optical communication technique for transferring data using an optical carrier wave has been developed. In recent years, an optical waveguide has been widely used as a means for guiding the optical carrier wave from one point to another point. This optical waveguide has a linear core part and a clad part provided so as to cover the periphery thereof. The core part is made of a material that is substantially transparent to the light of the optical carrier wave, and the cladding part is made of a material having a refractive index lower than that of the core part.
光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に伝送(搬送)される。光導波路の入射側には半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側にはフォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。 In the optical waveguide, light introduced from one end of the core portion is transmitted (conveyed) to the other end while being reflected at the boundary with the cladding portion. A light emitting element such as a semiconductor laser is disposed on the incident side of the optical waveguide, and a light receiving element such as a photodiode is disposed on the emission side. Light incident from the light emitting element propagates through the optical waveguide, is received by the light receiving element, and performs communication based on the flickering pattern of the received light or its intensity pattern.
例えば、特許文献1には、信号処理基板内に、複数のコア部を含む光導波路と、各コア部に対応してそれぞれ設けられた発光素子および受光素子と、が配置されてなるものが提案されている。
For example,
このような信号処理基板においては、処理に供される信号の量が増加しつつある一方、信号処理基板の小型化への要請も強まりつつある。このため、信号処理基板の信号処理容量の増大を図りつつ、同時に大型化を抑制する取り組みが求められている。具体的には、光導波路により多くのコア部を形成し、光導波路の高密度化を図ることにより、信号処理容量の増大が図られる。 In such a signal processing board, while the amount of signals used for processing is increasing, the demand for downsizing of the signal processing board is also increasing. For this reason, the effort which suppresses enlargement is calculated | required simultaneously, aiming at increase of the signal processing capacity | capacitance of a signal processing board | substrate. Specifically, the signal processing capacity can be increased by forming many core portions in the optical waveguide and increasing the density of the optical waveguide.
光導波路に形成されるコア部の数が増えると、コア部同士の間隔が狭まることとなる。ところが、コア部同士の間隔が狭まると、コア部から漏れ出た信号光がクラッド部を横断して隣り合うコア部に混信し、これにより光通信のS/N比が低下する現象(クロストーク)が顕在化するという問題がある。 As the number of core portions formed in the optical waveguide increases, the interval between the core portions decreases. However, when the interval between the core portions is narrowed, the signal light leaking from the core portions crosses the clad portion and interferes with the adjacent core portions, thereby reducing the S / N ratio of optical communication (crosstalk). ) Becomes obvious.
本発明の目的は、クロストークが抑制されたS/N比の高い光導波路、および、かかる光導波路を備える信頼性の高い電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical waveguide having a high S / N ratio in which crosstalk is suppressed and a highly reliable electronic device including the optical waveguide.
このような目的は、下記(1)〜(13)の本発明により達成される。
(1) 平板状をなす光導波路であって、
並列に設けられ、光信号の伝送に供される2本の信号伝送用コア部と、
前記2本の信号伝送用コア部の間に前記信号伝送用コア部と並列に設けられ、伝送特性の評価に用いられる評価用コア部と、
前記2本の信号伝送用コア部の間に前記信号伝送用コア部と並列に設けられ、光信号の伝送に供されないダミー用コア部と、
前記信号伝送用コア部、前記評価用コア部および前記ダミー用コア部にそれぞれ隣接して併設され、これらのコア部より屈折率の低い側面クラッド部と、を有することを特徴とする光導波路。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (13) below.
(1) An optical waveguide having a flat plate shape,
Two signal transmission core units provided in parallel and used for transmitting optical signals;
An evaluation core unit provided in parallel with the signal transmission core unit between the two signal transmission core units and used for evaluation of transmission characteristics;
A dummy core portion that is provided in parallel with the signal transmission core portion between the two signal transmission core portions and is not used for transmission of an optical signal;
An optical waveguide comprising: a signal transmission core portion, an evaluation core portion, and a dummy core portion adjacent to each other and a side cladding portion having a lower refractive index than these core portions.
(2) 前記ダミー用コア部は、前記信号伝送用コア部と前記評価用コア部との間に設けられている上記(1)に記載の光導波路。 (2) The optical waveguide according to (1), wherein the dummy core section is provided between the signal transmission core section and the evaluation core section.
(3) 前記ダミー用コア部の幅は、そのダミー用コア部と隣り合う前記信号伝送用コア部および前記評価用コア部の幅よりも狭い上記(1)または(2)に記載の光導波路。 (3) The optical waveguide according to (1) or (2), wherein a width of the dummy core portion is narrower than a width of the signal transmission core portion and the evaluation core portion adjacent to the dummy core portion. .
(4) 前記側面クラッド部の幅は、その側面クラッド部に隣接する前記信号伝送用コア部、前記評価用コア部および前記ダミー用コア部の幅よりも狭い上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の光導波路。 (4) The width of the side cladding portion is smaller than the width of the signal transmission core portion, the evaluation core portion, and the dummy core portion adjacent to the side cladding portion. The optical waveguide according to any one of the above.
(5) 前記評価用コア部の幅は、その評価用コア部と隣り合う前記信号伝送用コア部の幅と等しい上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の光導波路。 (5) The optical waveguide according to any one of (1) to (4), wherein a width of the evaluation core portion is equal to a width of the signal transmission core portion adjacent to the evaluation core portion.
(6) さらに、前記信号伝送用コア部の途中または延長線上に設けられ、前記信号伝送用コア部の光路を変換する光路変換部を有する上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の光導波路。 (6) Further, the signal transmission core unit according to any one of (1) to (5) further including an optical path conversion unit that is provided in the middle of the signal transmission core unit or on an extension line and converts an optical path of the signal transmission core unit. Optical waveguide.
(7) 前記ダミー用コア部は、前記信号伝送用コア部を介して両側にそれぞれ設けられており、
前記光路変換部が設けられた信号伝送用コア部に隣り合う前記ダミー用コア部は、前記光路変換部近傍において途切れるよう構成されている上記(6)に記載の光導波路。
(7) The dummy core part is provided on both sides via the signal transmission core part,
The optical waveguide according to (6), wherein the dummy core section adjacent to the signal transmission core section provided with the optical path conversion section is configured to be interrupted in the vicinity of the optical path conversion section.
(8) 前記評価用コア部は、当該光導波路の端面に露出するよう構成されている上記(6)または(7)に記載の光導波路。 (8) The optical waveguide according to (6) or (7), wherein the evaluation core portion is configured to be exposed on an end face of the optical waveguide.
(9) 平板状をなす光導波路であって、
並列に設けられ、光信号の伝送に供される2本の信号伝送用コア部と、
前記2本の信号伝送用コア部の間に前記信号伝送用コア部と並列に設けられ、光信号の伝送に供されない複数のダミー用コア部と、
前記信号伝送用コア部および前記ダミー用コア部にそれぞれ隣接して併設され、これらのコア部より屈折率の低い側面クラッド部と、を有することを特徴とする光導波路。
(9) An optical waveguide having a flat plate shape,
Two signal transmission core units provided in parallel and used for transmitting optical signals;
A plurality of dummy core portions that are provided in parallel with the signal transmission core portion between the two signal transmission core portions and are not used for transmission of optical signals;
An optical waveguide comprising: a side clad portion provided adjacent to each of the signal transmission core portion and the dummy core portion and having a lower refractive index than the core portions.
(10) 前記側面クラッド部の幅は、5〜50μmである上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の光導波路。 (10) The optical waveguide according to any one of (1) to (9), wherein a width of the side clad portion is 5 to 50 μm.
(11) 前記2本の信号伝送用コア部の間に位置する前記側面クラッド部の幅がすべて一様である上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の光導波路。 (11) The optical waveguide according to any one of (1) to (10), wherein all of the widths of the side clad portions located between the two signal transmission core portions are uniform.
(12) 当該光導波路は、母材に対してマスクレスにより露光処理を施し、露光領域と非露光領域との間で屈折率差を生じさせ、前記露光領域と前記非露光領域のうち、高屈折率側の領域を前記各コア部とし、低屈折率側の領域を前記側面クラッド部としてなるものである上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の光導波路。 (12) The optical waveguide performs a maskless exposure process on the base material, generates a refractive index difference between the exposed area and the non-exposed area, The optical waveguide according to any one of the above (1) to (11), wherein a region on the refractive index side is the core portion, and a region on the low refractive index side is the side cladding portion.
(13) 上記(1)ないし(12)のいずれかに記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。 (13) An electronic apparatus comprising the optical waveguide according to any one of (1) to (12).
本発明によれば、2本の信号伝送用コア部の間にダミー用コア部および評価用コア部のうちの少なくとも一方を配置したことにより、2本の信号伝送用コア部間におけるクロストークが抑制されるので、S/N比の高い光導波路が得られる。 According to the present invention, by arranging at least one of the dummy core portion and the evaluation core portion between the two signal transmission core portions, crosstalk between the two signal transmission core portions is reduced. Therefore, an optical waveguide having a high S / N ratio can be obtained.
また、本発明によれば、上記光導波路を備えることにより、信頼性の高い電子機器が得られる。 In addition, according to the present invention, a highly reliable electronic device can be obtained by providing the optical waveguide.
以下、本発明の光導波路および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the optical waveguide and the electronic device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<光導波路>
まず、本発明の光導波路の実施形態について説明する。
<Optical waveguide>
First, an embodiment of the optical waveguide of the present invention will be described.
図1は、本発明の光導波路の実施形態のコア層を示す平面図、図2は、本発明の光導波路の実施形態のうち、一部を示す斜視図、図3は、本発明の光導波路の実施形態を示す縦断面図である。 FIG. 1 is a plan view showing a core layer of an embodiment of the optical waveguide of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a part of the embodiment of the optical waveguide of the present invention, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which shows embodiment of a waveguide.
図2に示す光導波路1は、帯状をなし、光信号を伝送し得る部材であり、クラッド層11、コア層13およびクラッド層12が下方からこの順で積層されてなるものである。
An
また、図1に示すコア層13は、平面視において並列に設けられた4本の信号伝送用コア部141と、各々の2本の信号伝送用コア部141の間に信号伝送用コア部141と並列に設けられ、光信号の伝送に供されない2本ずつのダミー用コア部142と、各々の2本の信号伝送用コア部141の間に信号伝送用コア部141と並列に設けられ、伝送特性の評価に用いられる1本ずつの評価用コア部143と、を有している。さらに、コア層13は、信号伝送用コア部141、ダミー用コア部142および評価用コア部143にそれぞれ隣接して併設され(すなわち、コア層13においてこれらのコア部141、142、143の間を埋めるように設けられ)、これらのコア部141、142、143より屈折率の低い側面クラッド部15も有している。また、光導波路1には、図3に示すように、クラッド層12の上面に開口する凹部170が形成されており、その凹部170の内面のうち、信号伝送用コア部141を横断する領域は信号伝送用コア部141の光路を変換するミラー(光路変換部)17になっている。
Further, the
なお、本明細書における「並列」とは、例えば2本のコア部同士が互いに接することなく、ほぼ同じ方向に延伸している状態を指す。 In addition, “parallel” in the present specification refers to a state in which, for example, two core portions are not in contact with each other and extend in substantially the same direction.
図1に示す光導波路1は、上述したように、4本の信号伝送用コア部141と、これらの間に設けられた合計6本のダミー用コア部142および合計3本の評価用コア部143と、を有している。このうち、信号伝送用コア部141には信号光が入射され、出射光を受光することにより光通信が行われる。一方、ダミー用コア部142は光信号の伝送に供されないコア部であり、評価用コア部143は伝送特性の評価に用いられるコア部である。
As described above, the
また、側面クラッド部15は、各コア部141、142、143にそれぞれ隣接して併設されている。
The
2本の信号伝送用コア部141の間にこのようなダミー用コア部142や評価用コア部143を設けたことにより、信号伝送用コア部141から漏れ出た信号光をこのダミー用コア部142や評価用コア部143に入射させ、それにより漏れ出た信号光が側面クラッド部15を横断してしまうことが抑制される。その結果、漏れ出た信号光が隣り合う信号伝送用コア部141に混在し難くなり(クロストークが抑制され)、その信号伝送用コア部141における光通信のS/N比の低下が抑制される。
By providing such a
以下、光導波路1の各部の構成について順次説明する。
(コア層)
図1、2に示すコア層13には、前述したように、信号伝送用コア部141、ダミー用コア部142、評価用コア部143、および側面クラッド部15が形成されている。これにより、各コア部141、142、143は、それぞれクラッド部(側面クラッド部15および各クラッド層11、12)で囲まれることとなる。その結果、各コア部141、142、143には信号光が閉じ込められ、その信号光を伝搬することができる。
Hereinafter, the configuration of each part of the
(Core layer)
As described above, the
信号伝送用コア部141の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよいが、その差は0.3%以上であるのが好ましく、0.5%以上であるのがより好ましい。一方、上限値は特に設定されないが、好ましくは5.5%程度とされる。屈折率差が前記下限値未満の場合、光を伝搬する効果が低下するおそれがあり、一方、屈折率差が前記上限値を上回る場合、光の伝送効率のそれ以上の向上は期待できない。
The refractive index of the signal
また、ダミー用コア部142の屈折率も、クラッド部の屈折率より大きければよく、その差は上記の範囲であるのが好ましい。これにより、ダミー用コア部142は信号伝送用コア部141から漏れ出た信号光を確実に閉じ込めることができ、クロストークの抑制に確実に寄与するものとなる。
Further, the refractive index of the
さらに、評価用コア部143の屈折率も、クラッド部の屈折率より大きければよく、その差は上記の範囲であるのが好ましく、信号伝送用コア部141の屈折率と等しいのがより好ましい。これにより、評価用コア部143の評価結果に基づき、信号伝送用コア部141の伝送特性をより正確に評価することができる。
Further, the refractive index of the
なお、前記屈折率差とは、各コア部141、142、143の屈折率をA、クラッド部の屈折率をBとしたとき、次式で表される。
屈折率差(%)=|A/B−1|×100
The difference in refractive index is expressed by the following equation, where A is the refractive index of each of the
Refractive index difference (%) = | A / B-1 | × 100
また、各コア部141、142、143の横断面における屈折率分布は、いかなる形状の分布であってもよい。この屈折率分布は、屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス(SI)型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス(GI)型の分布であってもよい。SI型の分布であれば屈折率分布の形成が容易であり、GI型の分布であれば屈折率の高い領域に信号光が集まる確率が高くなるため伝送効率が向上する。
Further, the refractive index distribution in the cross section of each of the
また、各コア部141、142、143は、平面視で直線状であっても曲線状であってもよい。
Moreover, each
また、各コア部142、143は、それぞれ、光導波路1のうち、一部の領域において信号伝送用コア部141と並列に設けられていればよく、他部の領域においては省略されていてもよい。なお、このような領域における2本の信号伝送用コア部141は、互いに交差していたり、分岐していたりしていてもよい。
In addition, the
なお、各コア部141、142、143の横断面形状は特に限定されず、例えば、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよいが、四角形(矩形状)であることにより、各コア部141、142、143を形成し易い利点がある。
In addition, the cross-sectional shape of each
図1に示すコア層13に形成された信号伝送用コア部141には、信号光が入射され、これにより光通信が行われる。
Signal light is incident on the signal
一方、ダミー用コア部142には信号光は入射されず、信号伝送用コア部141から側面クラッド部15に漏れ出た信号光を閉じ込めることにより、そこから再び側面クラッド部15に漏れ出ることが抑制される。その結果、2本の信号伝送用コア部141間で生じるクロストークを抑制することができる。
On the other hand, no signal light is incident on the
また、評価用コア部143には伝送特性を評価するための光が入射され、出射光の強度等を測定することにより伝送効率等を測定することができる。これにより、その評価用コア部143に隣り合う信号伝送用コア部141の伝送特性を間接的に評価することができる。
In addition, light for evaluating transmission characteristics is incident on the
なお、評価用コア部143はこのような評価機能に加え、上述したダミー用コア部142と同じ機能をも有している。したがって、図1に示すように各々2本のダミー用コア部142の間に1本の評価用コア部143を設けたことにより、3本のダミー用コア部142を設けた場合と同様のクロストーク抑制効果が得られる。
Note that the
ここで、図1に示す各ダミー用コア部142は、それぞれ信号伝送用コア部141と評価用コア部143との間に設けられている。これにより、信号伝送用コア部141や評価用コア部143に迷光が侵入し難くなり、それぞれのS/N比の向上が図られる。その結果、信号伝送用コア部141における光通信の品質が向上するとともに、評価用コア部143において評価される伝送特性の評価精度が向上する。
Here, each
また、図1では、2本の信号伝送用コア部141の間に2本のダミー用コア部142が設けられている。このように複数のダミー用コア部142を設けることにより、クロストークの抑制効果が特に増強される。これは、1本のみの場合に比べて、複数のダミー用コア部142を設けたことにより、ダミー用コア部142と側面クラッド部15との界面の数が多くなるため、信号伝送用コア部141から漏れ出た光がこの界面において反射、拡散される確率が高くなることによると考えられる。
In FIG. 1, two
また、各コア部141、142、143の幅および高さ(コア層13の厚さ)は、特に限定されないが、それぞれ、10〜200μm程度であるのが好ましく、15〜100μm程度であるのがより好ましく、20〜70μm程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路1の伝送効率の低下を抑えつつ信号伝送用コア部141の高密度化を図ることができる。その結果、光導波路1の伝送容量の増大を図ることができる。
Further, the width and height (the thickness of the core layer 13) of each of the
一方、各コア部141、142、143同士の間に位置する側面クラッド部15の幅は、5〜50μm程度であるのが好ましく、7〜45μm程度であるのがより好ましく、10〜40μm程度であるのがさらに好ましい。これにより、信号伝送用コア部141同士の間で光信号が混在(クロストーク)するのを防止しつつ、光導波路1の高密度化を図ることができる。
On the other hand, the width of the
また、ダミー用コア部142の幅は、そのダミー用コア部142と隣り合う信号伝送用コア部141および評価用コア部143の幅よりも狭いことが好ましい。ダミー用コア部142の幅をこのように設定することにより、クロストークを抑制するとともに、光導波路1の高密度化を図ることができる。
The width of the
具体的には、ダミー用コア部142の幅は、隣り合う信号伝送用コア部141の幅の10〜95%程度であるのが好ましく、15〜90%程度であるのがより好ましい。
Specifically, the width of the
なお、「ダミー用コア部142に隣り合う信号伝送用コア部141および評価用コア部143」とは、側面クラッド部15等を介してそのダミー用コア部142に最も近い信号伝送用コア部141および評価用コア部143を指す。
The “signal
また、側面クラッド部15の幅は、その側面クラッド部15に隣接する信号伝送用コア部141、ダミー用コア部142および評価用コア部143の幅よりも狭いことが好ましい。側面クラッド部15の幅をこのように設定することにより、クロストークを抑制するとともに、光導波路1の高密度化を図ることができる。
The width of the
具体的には、側面クラッド部15の幅は、隣接する信号伝送用コア部141の幅の5〜95%程度であるのが好ましく、10〜90%程度であるのがより好ましい。
Specifically, the width of the
なお、信号伝送用コア部141同士の間に位置する側面クラッド部15の幅は、光導波路1全体ですべて一様になっているのが好ましい。これにより、信号伝送用コア部141の周辺および評価用コア部143の周辺の光伝送環境を一様にすることができる。その結果、信号伝送用コア部141の光伝送特性も均一になって伝送効率が向上する。これは光伝送特性が不均一であると、いわゆるボトルネックが生じて全体の伝送効率が低下するからである。また、評価用コア部143の光伝送特性が均一になって評価精度を向上させることができる。なお、側面クラッド部15の幅がすべて一様とは、光導波路1全体で信号伝送用コア部141同士の間に位置する複数の側面クラッド部15の幅が互いに同じであり、かつ、各側面クラッド部15の幅も一方の端部から他方の端部まで一定であることをいう。また、より好ましくは、信号伝送用コア部141同士の間に位置していない側面クラッド部15、図1では、最上部および最下部にある(余白部にある)側面クラッド部15についても、その幅が他の側面クラッド部15の幅と等しくされる。
In addition, it is preferable that the width of the
また、評価用コア部143の幅は、その評価用コア部143と隣り合う信号伝送用コア部141の幅と等しいことが好ましい。評価用コア部143の幅をこのように設定することにより、評価用コア部143と信号伝送用コア部141の構造が同じになる。このため、両者の伝送特性についてもほぼ同じであるとみなすことができることとなり、評価用コア部143における伝送特性を評価することによって、高い信頼性のもと、信号伝送用コア部141における伝送特性を間接的に評価することができる。なお、信号伝送用コア部141および評価用コア部143のうちの少なくとも一方の近傍には、必要に応じてこれらを相互に判別するためのマークを付しておいてもよい。
Further, the width of the
ここで、評価用コア部143は、前述したように、その伝送特性を評価するためのコア部であり、評価用コア部143を評価することによって信号伝送用コア部141を直接評価しなくても間接的に評価することを可能にするものである。
Here, as described above, the
そもそも信号伝送用コア部141の伝送特性は、信号伝送用コア部141に光を入射し、出射光の強度等に基づいて評価される。しかしながら、クラッド層11、コア層13およびクラッド層12の積層体を製造するメーカー(積層体メーカー)と、その積層体にミラー17を形成し、電子機器等に組み込むメーカー(電子機器メーカー)とが異なる場合があり、このような場合に、積層体メーカーが積層体を出荷する段階で積層体中に形成された信号伝送用コア部141の伝送特性を評価することができないという問題がある。具体的には、電子機器メーカーでミラーを形成することを前提に、信号伝送用コア部141を積層体の端面に露出させない場合があり、このような場合には、積層体の段階で信号伝送用コア部141に光を入射することができない。この場合、積層体メーカーでは出荷する積層体の品質を検査することができず、その品質を保証することもできない。
In the first place, the transmission characteristics of the signal
かかる課題を踏まえ、本発明では、積層体の段階でも光を入射し得るよう構成された評価用コア部143を設けることによって、たとえ信号伝送用コア部141が積層体の表面に露出していない場合であっても、積層体メーカーは積層体の出荷時に信号伝送用コア部141の伝送特性等を間接的に検査、評価することを可能にする。すなわち、本発明の光導波路によれば、信号伝送用コア部141の形状にかかわらず、その伝送特性等を評価することができる。
In light of this problem, in the present invention, by providing the
また、電子機器メーカーでは、光導波路1の各信号伝送用コア部141に対応して発光素子や受光素子を配置し、これらを電子機器内に組み込む。その後、電子機器の動作を評価する際には、この信号伝送用コア部141に信号光が入射されることとなる。
Further, in the electronic equipment manufacturer, a light emitting element and a light receiving element are arranged corresponding to each signal
ここで、電子機器の動作に異常が認められた場合、その原因を究明する過程で光導波路単独の特性を評価する必要がある。ところが光導波路が電子機器に組み込まれた状態では、各信号伝送用コア部141に対応して発光素子や受光素子が配置されており、光導波路1から出射する信号光の強度にはこれらの素子の影響も含まれているため、光導波路単独の特性を評価することができないという問題がある。
Here, when an abnormality is found in the operation of the electronic device, it is necessary to evaluate the characteristics of the optical waveguide alone in the process of investigating the cause. However, in a state where the optical waveguide is incorporated in the electronic device, light emitting elements and light receiving elements are arranged corresponding to the respective signal
これに対し、上述した評価用コア部143が発光素子や受光素子等で塞がれていなければ、この評価用コア部143に光を入射することにより、光導波路単独の特性を評価することが可能になる。これにより、電子機器の不具合の原因を確実に究明し、対策をとることができる。
On the other hand, if the
上述したようなコア層13の構成材料(主材料)は、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、PETやPBTのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等を用いることができる。なお、樹脂材料は、異なる組成のものを組み合わせた複合材料であってもよい。
The constituent material (main material) of the
また、これらの中でも特に(メタ)アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、(メタ)アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。これらの樹脂材料は、光の透過性が高いことから、特に伝送損失の小さい光導波路1が得られる。
Among these, at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic resins, epoxy resins, silicone resins, polyimide resins, fluorine resins, and polyolefin resins is particularly preferable. A resin or epoxy resin is more preferable. Since these resin materials have high light transmittance, the
なお、評価用コア部143は必要に応じて設けられればよく、省略することもできる。この場合でも、2本の信号伝送用コア部141の間に2本のダミー用コア部142が設けられているので、クロストークを十分に抑制することができる。
The
(クラッド層)
一方、クラッド層11、12は、コア層13の下部および上部に位置する。
(Clad layer)
On the other hand, the
クラッド層11、12の平均厚さは、コア層13の平均厚さの0.05〜1.5倍程度であるのが好ましく、0.1〜1.25倍程度であるのがより好ましい。具体的には、クラッド層11、12の平均厚さは、それぞれ1〜200μm程度であるのが好ましく、3〜100μm程度であるのがより好ましく、5〜60μm程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路1が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド部としての機能が確保される。
The average thickness of the cladding layers 11 and 12 is preferably about 0.05 to 1.5 times the average thickness of the
また、クラッド層11、12の構成材料としては、例えば、前述したコア層13の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特に(メタ)アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種であるのが好ましく、(メタ)アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。
Further, as the constituent material of the cladding layers 11 and 12, for example, the same material as the constituent material of the
また、光導波路1の横断面の厚さ方向の屈折率分布についても、特に限定されず、例えばSI型、GI型の分布が挙げられる。
The refractive index distribution in the thickness direction of the cross section of the
光導波路1中に形成される信号伝送用コア部141の数は、特に限定されないが、2〜100本程度であるのが好ましく、2〜50本程度であるのがより好ましい。なお、信号伝送用コア部141の数が多い場合は、必要に応じて、光導波路1を多層化してもよい。具体的には、図2に示す光導波路1の上に、さらにコア層とクラッド層とを交互に重ねることにより多層化することができる。
The number of signal
また、2本の信号伝送用コア部141の間に設けられるダミー用コア部142の本数は2〜10本程度であるのが好ましく、2〜8本程度であるのがより好ましい。これにより、信号伝送用コア部141間において生じるクロストークを十分に抑制しつつ、光導波路1の高密度化を図ることができる。
Further, the number of
さらに、2本の信号伝送用コア部141の間に設けられる評価用コア部143の本数は、1〜3本程度であるのが好ましい。
Further, the number of
また、必要に応じて、光導波路1の下面には支持フィルムが、上面にはカバーフィルムが、それぞれ必要に応じて設けられていてもよい。
Further, if necessary, a support film may be provided on the lower surface of the
支持フィルムおよびカバーフィルムの構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂材料が挙げられる。 Examples of the constituent material of the support film and the cover film include various resin materials such as polyethylene terephthalate (PET), polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyimide, and polyamide.
また、支持フィルムおよびカバーフィルムの平均厚さは、特に限定されないが、5〜500μm程度であるのが好ましく、10〜400μm程度であるのがより好ましい。これにより、支持フィルムおよびカバーフィルムは、適度な剛性を有するものとなるため、光導波路1を確実に支持するとともに、外力や外部環境から光導波路1を確実に保護することができる。
Moreover, although the average thickness of a support film and a cover film is not specifically limited, It is preferable that it is about 5-500 micrometers, and it is more preferable that it is about 10-400 micrometers. Thereby, since a support film and a cover film will have moderate rigidity, while supporting the
(ミラー)
本実施形態に係る光導波路1は、信号伝送用コア部141の光路を変換するミラー(光路変換部)17を有している。
(mirror)
The
図1、3は、光導波路1の信号伝送用コア部141の途中にミラー17が形成されている例を示す図である。
FIGS. 1 and 3 are diagrams illustrating an example in which a
図1、3に示す光導波路1には、信号伝送用コア部141を厚さ方向に貫通するように、縦断面がV字状をなす凹部170が信号伝送用コア部141の途中に形成されている。そして、ミラー17は、この凹部170の内面の一部で構成されている。ミラー17は平面状であり、かつ信号伝送用コア部141の軸線(光軸)に対して45°傾斜している。このミラー17に信号伝送用コア部141を伝搬してきた光が反射され、図3の下方に光路が90°変換される。また、図3の下方から伝搬してきた光は、ミラー17で反射され信号伝送用コア部141に入射する。すなわち、ミラー17は、信号伝送用コア部141を伝搬する光の光路を変換する光路変換機能を有する。
In the
なお、必要に応じて、ミラー17を構成する加工面の表面に反射膜が成膜されていてもよい。この反射膜としては、例えば、Au、Ag、Al等の金属膜や、信号伝送用コア部141より低屈折率の材料の膜等が挙げられる。金属膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着のような物理蒸着法、CVDのような化学蒸着法、めっき法等が挙げられる。
If necessary, a reflective film may be formed on the surface of the processed surface constituting the
また、ミラー17は信号伝送用コア部141の途中ではなく、側面クラッド部15内であって信号伝送用コア部141の延長線上に設けられてもよい。
Further, the
図4は、本発明の光導波路の実施形態のコア層の他の構成例を示す平面図である。
図4では、信号伝送用コア部141が光導波路1の端部まで達しておらず、途中で途切れており、そこに側面クラッド部15が形成されている。そして、この側面クラッド部15内にミラー17が形成されている。このような場合、ミラー17と信号伝送用コア部141との間には薄い側面クラッド部15が存在するが、信号光はこの側面クラッド部15を透過して伝搬する。
FIG. 4 is a plan view showing another configuration example of the core layer of the embodiment of the optical waveguide of the present invention.
In FIG. 4, the signal
なお、ミラー17は、例えば湾曲させた導波路等、その他の光路変換部で代替することもできる。
The
また、信号伝送用コア部141に隣り合うダミー用コア部142は、図1に示すように、ミラー17近傍、すなわちミラー17に対応する部分において途切れるよう構成されている。これにより、ミラー17にダミー用コア部142が露出することが防止される。すなわち、凹部170の幅は、信号伝送用コア部141の幅よりも広く設定されることが一般的であるので、ダミー用コア部142が途切れるように構成されていない場合、凹部170とダミー用コア部142とが干渉し、ダミー用コア部142がミラー17に露出してしまうおそれがあるが、ミラー17近傍においてダミー用コア部142を途切れさせることにより、ダミー用コア部142がミラー17に露出してしまうのを防ぐことができる。その結果、信号伝送用コア部141から漏れ出た光やその他の迷光がダミー用コア部142に侵入し、これがミラー17から出射して受光素子に到達したり、あるいは、発光素子から出射した光がミラー17からダミー用コア部142に入射したりすることが抑制される。そして、光通信におけるS/N比が低下するのを避けることができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
<光導波路の製造方法>
次に、本発明の光導波路を製造する方法について説明する。
<Optical waveguide manufacturing method>
Next, a method for manufacturing the optical waveguide of the present invention will be described.
光導波路1は、クラッド層11、コア層13およびクラッド層12をこの順に積層し、圧着または接着することによって製造されるが、このうちコア層13中に信号伝送用コア部141、ダミー用コア部142および評価用コア部143と側面クラッド部15とを形成するのには、例えばナノインプリント法、直接描画法、直接露光自己形成法等が用いられる。また、直接描画法では、光等の放射線の照射により露光領域と非露光領域との間に屈折率差を形成し得る屈折率変調能を有する被膜に向けて局所的に放射線を照射し、屈折率差を形成することにより各コア部141、142、143と側面クラッド部15とを形成する。
The
屈折率変調の原理には、例えばモノマーディフュージョン、フォトブリーチング、光異性化、光二量化等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせたものが用いられる。このうち、屈折率変調の原理としては、特にモノマーディフュージョンが好ましく採用される。モノマーディフュージョンでは、ポリマー中にこのポリマーと屈折率の異なる光重合性モノマーが分散してなる材料で構成された層に対して部分的に光を照射(露光)し、光重合性モノマーの重合を生起させるとともに、それに伴って光重合性モノマーを移動、偏在させることにより、層内に屈折率の偏りが生じる。すなわち、層の露光領域と非露光領域との間に屈折率差が生じる。なお、ポリマーと光重合性モノマーとの間における屈折率の大小関係に応じて、露光領域の屈折率が高くなる場合と低くなる場合とがある。したがって、露光領域と非露光領域のうち、高屈折率側の領域が各コア部141、142、143となり、低屈折率側の領域が側面クラッド部15となる。
Examples of the principle of refractive index modulation include monomer diffusion, photobleaching, photoisomerization, photodimerization, and the like, and one or a combination of two or more of these is used. Of these, monomer diffusion is particularly preferably employed as the principle of refractive index modulation. In monomer diffusion, light is exposed (exposed) partially to a layer composed of a material in which a photopolymerizable monomer having a refractive index different from that of the polymer is dispersed in the polymer to polymerize the photopolymerizable monomer. In addition to causing the photopolymerizable monomer to move and be unevenly distributed, the refractive index is biased in the layer. That is, a difference in refractive index occurs between the exposed area and the non-exposed area of the layer. There are cases where the refractive index of the exposed region increases or decreases depending on the relationship in refractive index between the polymer and the photopolymerizable monomer. Accordingly, of the exposed region and the non-exposed region, the region on the high refractive index side becomes the
このような原理の屈折率変調においては、光を照射する領域を選択するのみで、いかなる形状の各コア部141、142、143をも簡単に形成することができるので、光導波路1を極めて効率よく製造することができる。また、このような原理で形成される屈折率分布は、光重合性モノマーの濃度分布に対応して形成されるため、形成された各コア部141、142、143の横断面における屈折率分布は滑らかな屈折率変化を伴うものとなる。その結果、製造される光導波路1は、GI型の屈折率分布を有するものとなり、伝送特性が高いものとなる。
In the refractive index modulation based on such a principle, the
このようなモノマーディフュージョンを生じる材料としては、例えば、特開2010−090328号公報に記載された感光性樹脂組成物等が挙げられる。 Examples of a material that causes such monomer diffusion include a photosensitive resin composition described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-090328.
一方、フォトブリーチング、光異性化および光二量化といった原理による屈折率変調の場合、照射する光の照射量(放射線の照射量)に応じて屈折率の変化量を調整することができる。フォトブリーチングでは、光の照射によって材料中の分子構造が切断され、離脱性基が主鎖から離脱する。これにより材料の屈折率を変化させ、各コア部141、142、143を形成する。また、光異性化および光二量化では、光の照射によって材料の光異性化または光二量化を生じ、材料の屈折率が変化する。これにより各コア部141、142、143を形成する。
On the other hand, in the case of refractive index modulation based on the principles of photobleaching, photoisomerization, and photodimerization, the amount of change in refractive index can be adjusted according to the amount of irradiated light (radiation amount). In photobleaching, the molecular structure in the material is cleaved by light irradiation, and the leaving group is detached from the main chain. As a result, the refractive index of the material is changed to form the
フォトブリーチングを生じる材料としては、例えば、特開2009−145867号公報に記載されたコアフィルム材料等が挙げられる。 Examples of the material that causes photobleaching include core film materials described in JP-A-2009-145867.
また、光異性化を生じる材料としては、例えば、特開2005−164650号公報に記載されたノルボルネン系樹脂等が挙げられる。 Examples of materials that cause photoisomerization include norbornene resins described in JP-A-2005-164650.
また、光二量化を生じる材料としては、例えば、特開2011−105791号公報に記載された感光性樹脂組成物等が挙げられる。 Moreover, as a material which produces photodimerization, the photosensitive resin composition etc. which were described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-105791 are mentioned, for example.
なお、照射する光の照射量を徐々に変化させることにより、形成される屈折率分布も滑らかな屈折率変化を伴うものとなる。照射する光の照射量を徐々に変化させる方法としては、例えば、グレイトーンマスクやハーフトーンマスクといった多階調マスクを用いる方法、光強度に分布がある光ビームを走査する方法、領域ごとの照射時間を変化させつつ照射する方法等が挙げられる。 In addition, by gradually changing the irradiation amount of the light to be irradiated, the formed refractive index distribution is accompanied by a smooth refractive index change. As a method of gradually changing the irradiation amount of the irradiated light, for example, a method using a multi-tone mask such as a gray-tone mask or a half-tone mask, a method of scanning a light beam having a distribution of light intensity, irradiation for each region Examples include a method of irradiating while changing the time.
また、ポリマー中に屈折率調整剤を拡散させ、その際、屈折率調整剤の濃度を連続的に変化させることによって屈折率差を形成するようにしてもよい。ポリマー中に屈折率調整剤を供給する方法としては、例えば、塗布、噴霧、付着、浸漬、堆積等の方法が挙げられる。このような供給方法で屈折率調整剤を供給する際、領域ごとの供給量を調整することによって、任意の屈折率分布を形成することができる。なお、屈折率調整剤としては、例えば、特開2006−276735号公報に記載されたものが挙げられる。 Alternatively, the refractive index difference may be formed by diffusing the refractive index adjusting agent in the polymer and continuously changing the concentration of the refractive index adjusting agent. Examples of a method for supplying the refractive index adjusting agent into the polymer include methods such as coating, spraying, adhesion, dipping, and deposition. When supplying the refractive index adjusting agent by such a supply method, an arbitrary refractive index distribution can be formed by adjusting the supply amount for each region. In addition, as a refractive index regulator, what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-276735 is mentioned, for example.
また、露光処理に用いる露光装置としては、形成すべき導波路パターンに対応したフォトマスクを介して露光する装置を用いるようにしてもよいが、光を照射する領域を細かく制御し、フォトマスクを用いることなく露光すべき領域のみに光を選択的に照射する装置(マスクレス露光装置)を用いるのが好ましい。これにより、高い空間分解能でかつ効率よく露光処理を施すことができる。また、フォトマスクが不要になるので、露光処理の低コスト化が図られるとともに、異なる導波路パターンにも速やかに切り替えることができるので、多品種少量生産が可能になる。 In addition, as an exposure apparatus used for the exposure process, an apparatus that performs exposure through a photomask corresponding to the waveguide pattern to be formed may be used. However, the photomask is controlled by finely controlling the light irradiation region. It is preferable to use an apparatus (maskless exposure apparatus) that selectively irradiates light only to an area to be exposed without using it. As a result, the exposure process can be efficiently performed with high spatial resolution. Further, since no photomask is required, the cost of the exposure process can be reduced, and different waveguide patterns can be quickly switched, so that a variety of products can be produced in small quantities.
マスクレス露光装置としては、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)のような反射側空間光変調素子、液晶表示素子(LCD)のような透過型空間光変調素子といった各種の空間光変調素子を利用し、光源からの光を空間変調された光ビームとして出射するものが挙げられる。 Examples of maskless exposure apparatuses include various spatial light modulation elements such as a reflection-side spatial light modulation element such as a digital micromirror device (DMD) and a transmission spatial light modulation element such as a liquid crystal display element (LCD). And a light source that emits light from a light source as a spatially modulated light beam.
このうち、光源としては、例えばランプ、レーザー光源、LED等が用いられる。
また、上記以外の空間光変調素子としては、空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)のようなMEMS(Micro Electro Mechanical System)方式の空間光変調素子、PLZT素子のような電気光学効果により透過光を変調する空間光変調素子、液晶光シャッター等が挙げられる。
Among these, as a light source, a lamp, a laser light source, LED, etc. are used, for example.
Other spatial light modulators than the above are MEMS (Micro Electro Mechanical System) -type spatial light modulators such as spatial light modulators (SLMs) and electro-optic effects such as PLZT elements. Examples thereof include a spatial light modulation element that modulates light and a liquid crystal light shutter.
さらには、光源として複数の発光点を格子状に配列させたもの、例えば、レーザーダイオード(LD)アレイ、発光ダイオード(LED)アレイ、有機ELアレイ等もこの露光処理に用いることができる。このような光源を用いた場合には、空間光変調素子を省略することもできる。 Further, a light source in which a plurality of light emitting points are arranged in a grid, for example, a laser diode (LD) array, a light emitting diode (LED) array, an organic EL array, or the like can be used for this exposure process. When such a light source is used, the spatial light modulation element can be omitted.
なお、マスクレス露光装置は、光源や空間光変調素子以外に、被処理物を駆動するXYZステージ、各種光学系、光源や空間光変調素子の動作を制御する制御部等を有していてもよい。 In addition to the light source and the spatial light modulator, the maskless exposure apparatus may include an XYZ stage that drives the object to be processed, various optical systems, a control unit that controls the operation of the light source and the spatial light modulator, and the like. Good.
以上のような方法で各コア部141、142、143は一括して同時に形成される。したがって、信号伝送用コア部141と評価用コア部143とは、同じ製造履歴を経たものとなり、組成や分子構造等がほぼ等しくなると考えられる。このため、評価用コア部143による評価に基づき、間接的でありながらも、信号伝送用コア部141の伝送特性を正確に評価することができる。
Each
<電子機器>
上述したような本発明の光導波路は、前述したように、他の光学部品と接続しても光導波路における伝送効率の低下が抑えられる。したがって、本発明の光導波路を備えることにより、高品質の光通信を行い得る信頼性の高い電子機器(本発明の電子機器)が得られる。
<Electronic equipment>
As described above, the optical waveguide of the present invention as described above can suppress a decrease in transmission efficiency in the optical waveguide even when connected to other optical components. Therefore, by providing the optical waveguide of the present invention, a highly reliable electronic device (electronic device of the present invention) capable of performing high-quality optical communication can be obtained.
本発明の光導波路を備える電子機器としては、例えば、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、WDM装置、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類が挙げられる。これらの電子機器では、いずれも、例えばLSI等の演算装置とRAM等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光導波路を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消され、その性能の飛躍的な向上が期待できる。 Examples of the electronic device including the optical waveguide of the present invention include electronic devices such as a mobile phone, a game machine, a router device, a WDM device, a personal computer, a television, and a home server. In any of these electronic devices, it is necessary to transmit a large amount of data at high speed between an arithmetic device such as an LSI and a storage device such as a RAM. Therefore, by providing such an electronic device with the optical waveguide of the present invention, problems such as noise and signal degradation peculiar to electrical wiring are eliminated, and a dramatic improvement in performance can be expected.
さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。 In addition, the amount of heat generated in the optical waveguide portion is greatly reduced compared to electrical wiring. For this reason, the electric power required for cooling can be reduced and the power consumption of the whole electronic device can be reduced.
以上、本発明の光導波路および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As mentioned above, although the optical waveguide and electronic device of this invention were demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to these.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.光導波路の製造
(実施例1)
(1)クラッド層形成用樹脂組成物の製造
ダイセル化学工業(株)製の脂環式エポキシ樹脂、セロキサイド2081 20g、(株)ADEKA製のカチオン重合開始剤、アデカオプトマーSP−170 0.6g、およびメチルイソブチルケトン80gを撹拌混合して溶液を調製した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Production of optical waveguide (Example 1)
(1) Production of Cladding Layer Forming Resin Composition Daicel Chemical Industries, Ltd. Alicyclic Epoxy Resin, Celoxide 2081 20 g, ADEKA Co., Ltd. Cationic Polymerization Initiator, Adekaoptomer SP-170 0.6 g A solution was prepared by stirring and mixing 80 g of methyl isobutyl ketone.
次いで、得られた溶液を0.2μm孔径のPTFEフィルターでろ過して清浄で無色透明なクラッド層形成用樹脂組成物を得た。 Subsequently, the obtained solution was filtered with a PTFE filter having a pore size of 0.2 μm to obtain a clean and colorless and transparent resin composition for forming a cladding layer.
(2)感光性樹脂組成物の製造
エポキシ系ポリマーとして新日鐵化学(株)製のフェノキシ樹脂、YP−50S 20g、光重合性モノマーとしてダイセル化学工業(株)製のセロキサイド2021P 5g、および重合開始剤として(株)ADEKA製のアデカオプトマーSP−170 0.2gを、メチルイソブチルケトン80g中に投入し、撹拌溶解して溶液を調製した。
(2) Manufacture of photosensitive resin composition As an epoxy polymer, phenoxy resin manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., 20 g of YP-50S, 5 g of Celoxide 2021P manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. as a photopolymerizable monomer, and polymerization As an initiator, 0.2 g of Adekaoptomer SP-170 manufactured by ADEKA Corporation was put into 80 g of methyl isobutyl ketone, and dissolved by stirring to prepare a solution.
次いで、得られた溶液を0.2μm孔径のPTFEフィルターでろ過して清浄で無色透明な感光性樹脂組成物を得た。 Subsequently, the obtained solution was filtered with a PTFE filter having a pore size of 0.2 μm to obtain a clean, colorless and transparent photosensitive resin composition.
(3)下側クラッド層の作製
クラッド層形成用樹脂組成物をドクターブレードにより厚さ25μmのポリイミドフィルム上に均一に塗布した後、50℃の乾燥機に10分間投入した。溶媒を完全に除去した後、UV露光機で全面に紫外線を照射し、塗布した樹脂組成物を硬化させた。これにより、厚さ10μmの無色透明な下側クラッド層を得た。なお、紫外線の積算光量は500mJ/cm2とした。
(3) Production of lower clad layer The clad layer-forming resin composition was uniformly applied onto a polyimide film having a thickness of 25 µm by a doctor blade, and then placed in a dryer at 50 ° C for 10 minutes. After the solvent was completely removed, the entire surface was irradiated with ultraviolet rays with a UV exposure machine to cure the applied resin composition. As a result, a colorless and transparent lower cladding layer having a thickness of 10 μm was obtained. The cumulative amount of ultraviolet light was 500 mJ / cm 2 .
(4)コア層の作製
作製した下側クラッド層上に感光性樹脂組成物をドクターブレードにより均一に塗布した後、40℃の乾燥機に5分間投入した。溶媒を完全に除去して被膜とした後、得られた被膜上に、ライン、スペースの直線パターンを描くように、マスクレス露光装置により紫外線を照射した。なお、紫外線の積算光量は1000mJ/cm2とした。
(4) Production of core layer The photosensitive resin composition was uniformly applied by a doctor blade on the produced lower clad layer, and then placed in a dryer at 40 ° C for 5 minutes. After completely removing the solvent to form a film, ultraviolet rays were irradiated by a maskless exposure apparatus so as to draw a linear pattern of lines and spaces on the obtained film. The cumulative amount of ultraviolet light was 1000 mJ / cm 2 .
次いで、露光後の被膜を150℃のオーブンに30分間投入した。オーブンから取り出すと、被膜には鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。以下に導波路パターンの詳細を示す。 Next, the exposed film was placed in an oven at 150 ° C. for 30 minutes. Upon removal from the oven, it was confirmed that a clear waveguide pattern appeared on the coating. Details of the waveguide pattern are shown below.
<導波路パターン>
2本の信号伝送用コア部の間に1本の評価用コア部を配置し、さらに信号伝送用コア部と評価用コア部との間にダミー用コア部が配置した。そして各コア部を挟むように両側に側面クラッド部を配置した。なお、ダミー用コア部は、ミラーを形成する部位近傍において途切れるように形成した(図1参照)。
<Waveguide pattern>
One evaluation core part was disposed between the two signal transmission core parts, and a dummy core part was disposed between the signal transmission core part and the evaluation core part. And the side clad part was arrange | positioned on both sides so that each core part might be pinched | interposed. The dummy core part was formed so as to be interrupted in the vicinity of the part where the mirror is formed (see FIG. 1).
・信号伝送用コア部
本数 :4本
幅 :66μm
ピッチ:250μm
・ダミー用コア部
本数 :6本
幅 :39μm
・評価用コア部
本数 :3本
幅 :66μm
・側面クラッド部
本数(信号伝送用コア部同士の間) :12本
本数(信号伝送用コア部同士の間以外): 2本
幅 :10μm
なお、得られたコア層の厚さは50μmであった。
-Number of signal transmission cores: 4 Width: 66 μm
Pitch: 250 μm
-Number of dummy cores: 6 Width: 39 μm
・ Evaluation core part Number: 3 Width: 66 μm
-Number of side cladding parts (between signal transmission core parts): 12 (other than between signal transmission core parts): 2 Width: 10 μm
In addition, the thickness of the obtained core layer was 50 micrometers.
(5)上側クラッド層の作製
作製したコア層上に、(3)と同様にしてクラッド層形成用樹脂組成物を塗布し、厚さ10μmの無色透明な上側クラッド層を得た。
(5) Production of upper clad layer A clad layer-forming resin composition was applied to the produced core layer in the same manner as in (3) to obtain a colorless and transparent upper clad layer having a thickness of 10 μm.
(6)ミラーの作製
次に、レーザー加工により凹部を形成し、ミラーを作製した。これにより、長さ10cmの光導波路を得た。
(6) Fabrication of mirror Next, a recess was formed by laser processing to fabricate a mirror. Thereby, an optical waveguide having a length of 10 cm was obtained.
(実施例2)
評価用コア部を省略した以外は、実施例1と同様にして光導波路を得た。なお、図5は、実施例2で得られた光導波路のコア層を示す平面図である。
(Example 2)
An optical waveguide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the evaluation core was omitted. FIG. 5 is a plan view showing the core layer of the optical waveguide obtained in the second embodiment.
(比較例1)
ダミー用コア部および評価用コア部を省略した以外は、実施例1と同様にして光導波路を得た。
(Comparative Example 1)
An optical waveguide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the dummy core and the evaluation core were omitted.
2.光導波路の評価
各実施例および比較例で得られた光導波路のうち、1つの信号伝送用コア部に光を入射したとき、隣り合う信号伝送用コア部から出射する光の強度を測定することによりクロストークの発生の有無を評価した。
2. Evaluation of optical waveguide When the light is incident on one signal transmission core portion among the optical waveguides obtained in each of the examples and comparative examples, the intensity of the light emitted from the adjacent signal transmission core portion is measured. Was used to evaluate the presence or absence of crosstalk.
その結果、各実施例で得られた光導波路では、隣り合う信号伝送用コア部から出射する光の強度は小さく、クロストークの発生が抑えられていることが明らかとなった。特に実施例1で得られた光導波路ではその傾向が顕著であった。 As a result, in the optical waveguides obtained in the respective examples, it became clear that the intensity of the light emitted from the adjacent signal transmission cores is small, and the occurrence of crosstalk is suppressed. In particular, the tendency was remarkable in the optical waveguide obtained in Example 1.
一方、比較例1で得られた光導波路では、隣り合う信号伝送用コア部から出射する光の強度がやや大きく、クロストークの発生が認められた。 On the other hand, in the optical waveguide obtained in Comparative Example 1, the intensity of the light emitted from the adjacent signal transmission cores was slightly high, and the occurrence of crosstalk was recognized.
以上の結果から、本発明に係る光導波路では、クロストークの発生を十分に抑え得ることが明らかとなった。 From the above results, it is clear that the occurrence of crosstalk can be sufficiently suppressed in the optical waveguide according to the present invention.
また、各光導波路の伝送効率をカットバック法により測定した。この際、信号伝送用コア部と評価用コア部の双方についてそれぞれ伝送効率を測定した。その結果、信号伝送用コア部と評価用コア部との間における伝送効率の差は、信号伝送用コア部の伝送効率の0.1%以下であった。さらに、4本の信号伝送用コア部および3本の評価用コア部についてそれぞれ測定された伝送効率の差も、やはり信号伝送用コア部の伝送効率の0.1%以下であった。したがって、本発明に係る光導波路では、評価用コア部の伝送特性を評価することにより、その光導波路に形成されている信号伝送用コア部の伝送特性を間接的に評価し得ることが認められた。 Moreover, the transmission efficiency of each optical waveguide was measured by the cutback method. At this time, transmission efficiency was measured for both the signal transmission core and the evaluation core. As a result, the difference in transmission efficiency between the signal transmission core unit and the evaluation core unit was 0.1% or less of the transmission efficiency of the signal transmission core unit. Furthermore, the difference in transmission efficiency measured for each of the four signal transmission core portions and the three evaluation core portions was also 0.1% or less of the transmission efficiency of the signal transmission core portion. Therefore, in the optical waveguide according to the present invention, it is recognized that the transmission characteristic of the signal transmission core part formed in the optical waveguide can be indirectly evaluated by evaluating the transmission characteristic of the evaluation core part. It was.
1 光導波路
11、12 クラッド層
13 コア層
141 信号伝送用コア部
142 ダミー用コア部
143 評価用コア部
15 側面クラッド部
170 凹部
17 ミラー
DESCRIPTION OF
Claims (13)
並列に設けられ、光信号の伝送に供される2本の信号伝送用コア部と、
前記2本の信号伝送用コア部の間に前記信号伝送用コア部と並列に設けられ、伝送特性の評価に用いられる評価用コア部と、
前記2本の信号伝送用コア部の間に前記信号伝送用コア部と並列に設けられ、光信号の伝送に供されないダミー用コア部と、
前記信号伝送用コア部、前記評価用コア部および前記ダミー用コア部にそれぞれ隣接して併設され、これらのコア部より屈折率の低い側面クラッド部と、を有することを特徴とする光導波路。 An optical waveguide having a flat plate shape,
Two signal transmission core units provided in parallel and used for transmitting optical signals;
An evaluation core unit provided in parallel with the signal transmission core unit between the two signal transmission core units and used for evaluation of transmission characteristics;
A dummy core portion that is provided in parallel with the signal transmission core portion between the two signal transmission core portions and is not used for transmission of an optical signal;
An optical waveguide comprising: a signal transmission core portion, an evaluation core portion, and a dummy core portion adjacent to each other and a side cladding portion having a lower refractive index than these core portions.
前記光路変換部が設けられた信号伝送用コア部に隣り合う前記ダミー用コア部は、前記光路変換部近傍において途切れるよう構成されている請求項6に記載の光導波路。 The dummy core part is provided on both sides via the signal transmission core part,
The optical waveguide according to claim 6, wherein the dummy core section adjacent to the signal transmission core section provided with the optical path conversion section is configured to be interrupted in the vicinity of the optical path conversion section.
並列に設けられ、光信号の伝送に供される2本の信号伝送用コア部と、
前記2本の信号伝送用コア部の間に前記信号伝送用コア部と並列に設けられ、光信号の伝送に供されない複数のダミー用コア部と、
前記信号伝送用コア部および前記ダミー用コア部にそれぞれ隣接して併設され、これらのコア部より屈折率の低い側面クラッド部と、を有することを特徴とする光導波路。 An optical waveguide having a flat plate shape,
Two signal transmission core units provided in parallel and used for transmitting optical signals;
A plurality of dummy core portions that are provided in parallel with the signal transmission core portion between the two signal transmission core portions and are not used for transmission of optical signals;
An optical waveguide comprising: a side clad portion provided adjacent to each of the signal transmission core portion and the dummy core portion and having a lower refractive index than the core portions.
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