JP2015102715A - Optical multiplexer member, light source unit, illumination device, and image projection device - Google Patents

Optical multiplexer member, light source unit, illumination device, and image projection device Download PDF

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大地 酒井
Daichi Sakai
大地 酒井
黒田 敏裕
Toshihiro Kuroda
敏裕 黒田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical multiplexer member that achieves a reduction in size and can multiplex two or more rays of light at low optical loss.SOLUTION: There is provided an optical multiplexer member that includes a light propagation unit having a plurality of optical paths and an optical multiplexing unit optically coupled to the light propagation unit, where the light propagation unit has a plurality of first cores 2 being the optical paths and a first clad 3 having a lower refractive index than that of the first cores 2 and provided to cover at least two substantially opposing faces of the first cores 2; the optical multiplexing unit has a second core 5 multiplexing rays of light propagated by the light propagation unit and propagating the resulting light and a second clad 6 having a lower refractive index than that of the second core 5 and provided to cover at least two substantially opposing faces of the second core 5; the difference in refractive index between at least one or more first cores 2 and the first clad 3 is smaller than the difference in refractive index between the second core 5 and the second clad 6.

Description

本発明は光合波部材、光源ユニット、照明装置、及び画像投影装置に関する。   The present invention relates to an optical multiplexing member, a light source unit, an illumination device, and an image projection device.

複数の光源から出射される異なる波長の光を合波する波長多重光合波装置として、様々な提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、複数の光源から出射された光を第1ファイバ合波器において合波して第1の合波光を形成する複数のファイバ合波光源ユニットからマルチモード光ファイバによって第1の合波光を導波させ、第2ファイバ合波器においてさらに合波して第2の合波光を形成する合波光源についての発明が開示されている。特許文献1では、複数の光源から出射される光を合波して高出力、高輝度な合波光を得るための合波光源が提供されている。   Various proposals have been made as a wavelength multiplexing optical multiplexing device that combines light of different wavelengths emitted from a plurality of light sources (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, light emitted from a plurality of light sources is combined in a first fiber multiplexer to form a first combined light from a plurality of fiber combined light source units by a multimode optical fiber. An invention relating to a combined light source that guides wave light and further combines it in a second fiber multiplexer to form second combined light is disclosed. Patent Document 1 provides a combined light source for combining light emitted from a plurality of light sources to obtain combined light with high output and high brightness.

特開2007−41342号公報JP 2007-41342 A

しかしながら、例えば、内視鏡、小型のプロジェクタ(ピコプロジェクタ)、ヘッドマウントディスプレイ(めがね形状の画像投影装置)等に用いられるような、小型で、かつ複数の異なる波長の光を合波して白色光を出射する照明装置及び画像投影装置では、小型化した合波光源を搭載する必要がある。特許文献1の合波光源において、光の強度分布を均一化するためには、伝搬路を長くせざるを得ず、装置全体を大型化してしまう。
本発明は、上記問題の解決を鑑みたものであり、小型化を図ると同時に、低光損失で2以上の光を合波可能な光合波部材、光源ユニット、照明装置、及び画像投影装置を提供することを目的とする。
However, for example, it is small and used for an endoscope, a small projector (pico projector), a head-mounted display (eyeglass-shaped image projection device), etc. In an illumination device and an image projection device that emit light, it is necessary to mount a miniaturized combined light source. In the combined light source of Patent Document 1, in order to make the light intensity distribution uniform, the propagation path must be lengthened, and the entire apparatus is enlarged.
The present invention has been made in view of solving the above-described problems. An optical multiplexing member, a light source unit, an illuminating device, and an image projecting device capable of multiplexing two or more lights with low optical loss while at the same time achieving miniaturization. The purpose is to provide.

本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意研究した結果、複数の光路を有する光伝搬部と光学的に結合した光合波部を有する光合波部材であって、光伝搬部が、光を伝搬する光路である複数の第1コアと前記第1コアの少なくとも略対向する2面(例えば両側面)を第1コアよりも屈折率の低い第1クラッドで覆われてなり、光合波部が、光を合波して伝搬する第2コアと第2コアの略対向する2面(例えば両側面)を第2コアよりも屈折率の低い第2クラッドで覆われてなり、光伝搬部の少なくとも1つ以上の第1コアと第1クラッドの屈折率差が、第2コアと第2クラッドの屈折率差よりも小さい光合波部材とすることで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見にもとづいて完成したものである。   As a result of diligent research to solve the above-described problems, the present inventors have found that an optical multiplexing member having an optical multiplexing unit optically coupled to an optical propagation unit having a plurality of optical paths, wherein the optical propagation unit A plurality of first cores, which are optical paths that propagate through the first core, and at least two substantially opposing surfaces (for example, both side surfaces) of the first core are covered with a first cladding having a refractive index lower than that of the first core. However, the substantially opposite two surfaces (for example, both side surfaces) of the second core and the second core that propagate by combining light are covered with a second cladding having a refractive index lower than that of the second core. It is found that the above problem can be solved by using an optical multiplexing member in which the difference in refractive index between at least one of the first core and the first cladding is smaller than the difference in refractive index between the second core and the second cladding. It was. The present invention has been completed based on such knowledge.

すなわち、本発明は、
(1)複数の光路を有する光伝搬部と前記光伝搬部と光学的に結合された光合波部を備え、前記光伝搬部は、光路である複数の第1コア、及び前記第1コアよりも屈折率が低く、前記第1コアの少なくとも略対向する2面を覆うように設けられた第1クラッドを有し、前記光合波部は、前記光伝搬部で伝搬した光を合波して伝搬する第2コア、及び前記第2コアよりも屈折率が低く、前記第2コアの少なくとも略対向する2面を覆うように設けられた第2クラッドを有し、少なくとも1つ以上の前記第1コアと前記第1クラッドの屈折率差が、前記第2コアと前記第2クラッドの屈折率差よりも小さい光合波部材、
(2)前記各第1コアの全周囲が前記第1コアよりも屈折率が低く、前記第2コアの全周囲が前記第2コアよりも屈折率が低い(1)に記載の光合波部材、
(3)前記光合波部の第2コアが、光の進行方向に対して光軸垂直断面積を小さくするテーパ部を有する(1)又は(2)に記載の光合波部材、
(4)前記第1クラッド及び前記第2コアの屈折率が同一である(1)〜(3)のいずれかに記載の光合波部材、
(5)前記第1クラッド及び前記第2コアの材料が同一である(4)に記載の光合波部材、
(6)前記第2クラッドの屈折率が、前記第1クラッドの屈折率より小さい(1)〜(5)のいずれかに記載の光合波部材、
(7)前記第1コア及び前記第2コアの材料が同一である(1)〜(4)のいずれかに記載の光合波部材、
(8)前記光伝搬部及び/又は前記光合波部がポリマー光導波路である(1)〜(7)のいずれかに記載の光合波部材、
(9)(1)〜(8)のいずれかに記載の光合波部材を用いた光源ユニット、
(10)前記複数の第1コアのそれぞれから光を入射する複数の光源を備える(9)に記載の光源ユニット、
(11)(9)又は(10)に記載の光源ユニットを用いた照明装置、
(12)(9)又は(10)に記載の光源ユニットを用いた画像投影装置、
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) An optical propagation unit having a plurality of optical paths and an optical combining unit optically coupled to the optical propagation unit, the optical propagation unit including a plurality of first cores that are optical paths, and the first core Has a low refractive index and has a first cladding provided to cover at least two substantially opposite surfaces of the first core, and the optical multiplexing unit combines the light propagated by the optical propagation unit. A second core that propagates; and a second cladding that has a refractive index lower than that of the second core and is provided so as to cover at least two substantially opposite surfaces of the second core; An optical multiplexing member in which a refractive index difference between one core and the first cladding is smaller than a refractive index difference between the second core and the second cladding;
(2) The optical multiplexing member according to (1), wherein the entire periphery of each first core has a refractive index lower than that of the first core, and the entire periphery of the second core has a refractive index lower than that of the second core. ,
(3) The optical multiplexing member according to (1) or (2), wherein the second core of the optical multiplexing unit has a tapered portion that reduces an optical axis vertical sectional area with respect to a traveling direction of light,
(4) The optical multiplexing member according to any one of (1) to (3), wherein the refractive indexes of the first cladding and the second core are the same.
(5) The optical multiplexing member according to (4), wherein the first clad and the second core are made of the same material.
(6) The optical multiplexing member according to any one of (1) to (5), wherein the refractive index of the second cladding is smaller than the refractive index of the first cladding.
(7) The optical multiplexing member according to any one of (1) to (4), wherein the materials of the first core and the second core are the same.
(8) The optical multiplexing member according to any one of (1) to (7), wherein the light propagation part and / or the optical multiplexing part is a polymer optical waveguide,
(9) A light source unit using the optical multiplexing member according to any one of (1) to (8),
(10) The light source unit according to (9), including a plurality of light sources that receive light from each of the plurality of first cores,
(11) A lighting device using the light source unit according to (9) or (10),
(12) An image projection device using the light source unit according to (9) or (10),
Is to provide.

本発明によれば、小型化を図ると同時に、低光損失で2以上の光を合波可能な光合波部材、光源ユニット、照明装置、及び画像投影装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical multiplexing member, a light source unit, an illuminating device, and an image projecting device that can multiplex two or more lights with low optical loss while achieving miniaturization.

本発明の第1の実施の形態に係る光合波部材の模式的平面図である。It is a typical top view of the optical multiplexing member concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1の光合波部材のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of the optical multiplexing member of FIG. 図1の光合波部材のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of the optical multiplexing member of FIG. 本発明の第2の実施の形態に係る光合波部材の模式的平面図である。It is a schematic plan view of the optical multiplexing member which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図4の光合波部材のC−C断面図である。It is CC sectional drawing of the optical multiplexing member of FIG. 図4の光合波部材のD−D断面図である。It is DD sectional drawing of the optical multiplexing member of FIG.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る光合波部材は、図1に示すように、複数の光路として、光を伝搬する複数の第1コア2、及び第1コア2よりも屈折率が低く、第1コア2の少なくとも略対向する2面、例えば、両側面を覆うように設けられた第1クラッド3を有する光伝搬部1と、光伝搬部1で伝搬した光を合波して伝搬する第2コア5、及び第2コア5よりも屈折率が低く、第2コア5の少なくとも略対向する2面、例えば、両側面を覆うように設けられた第2クラッド6を有し、光伝搬部1と光学的に結合された光合波部4とを備える。本発明の光合波部材は、少なくとも1つ以上の第1コア2と第1クラッド3の屈折率差が、第2コア5と第2クラッド6の屈折率差よりも小さいことを特徴とする。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the optical multiplexing member according to the first embodiment of the present invention has a lower refractive index than a plurality of first cores 2 that propagate light and a first core 2 as a plurality of optical paths. The light propagation part 1 having the first cladding 3 provided so as to cover at least two substantially opposite faces of the first core 2, for example, both side faces, and the light propagated by the light propagation part 1 are combined and propagated The second core 5 and the second cladding 5 having a refractive index lower than that of the second core 5 and provided so as to cover at least two substantially opposite surfaces of the second core 5, for example, both side surfaces, An optical multiplexing unit 4 optically coupled to the propagation unit 1 is provided. The optical multiplexing member of the present invention is characterized in that the refractive index difference between at least one of the first core 2 and the first cladding 3 is smaller than the refractive index difference between the second core 5 and the second cladding 6.

ここでの屈折率差とは、以下の式(1)によって表される値である。
(屈折率差)=(n −n 1/2/(2×n )・・・(1)
*n;高屈折率側の層の屈折率、n;低屈折率側の層の屈折率
少なくとも1つ以上の第1コア2と第1クラッド3の屈折率差が、第2コア5と第2クラッド6の屈折率差よりも小さいことによって、第1コア2と第1クラッド3界面で反射されながら進んだ光伝搬部1の第1コア2を伝搬した光は、第1コア2と第1クラッド3との界面での反射角(第1コア2と第1クラッド3界面の法線と該界面で反射された光のなす角)が大きいまま、光合波部4を伝搬することができる。反射角が大きい光が光合波部4に伝搬すると、他の光伝搬部1の第1コア2から伝搬した光と効率的に合波される。光合波部4は、それまで伝搬してきた光伝搬部1よりも屈折率差が大きいため、反射角の小さい光成分の発生によって様々な反射角の光成分となり効率的に合波される。
また、例えば図1に示すようなスポット径を小さくするテーパ形状の光合波部4を伝搬させ、第2コア5と第2クラッド6との界面での反射による反射角の増加が起こっても、第2クラッド6への光成分の漏れ(迷光)が発生しにくい。換言すると、第1コア2を伝搬する光の開口数(NA)を小さくすることができ、高次モードの発生を抑制できるため、光合波部4においてNAの上昇による第2クラッド6への迷光を抑制することができる。このため、急峻なテーパや、短距離でのスポット径の縮小を行っても光損失の悪化を抑制することができ、結果として小型化が可能となる。
The refractive index difference here is a value represented by the following formula (1).
(Refractive index difference) = (n 1 2 −n 2 2 ) 1/2 / (2 × n 1 2 ) (1)
* N 1 ; refractive index of the layer on the high refractive index side, n 2 ; refractive index of the layer on the low refractive index side, the refractive index difference between at least one of the first core 2 and the first cladding 3 is the second core 5 Since the refractive index difference between the first core 2 and the second cladding 6 is smaller than the first core 2, the light propagated through the first core 2 of the light propagation portion 1 that has been reflected at the interface between the first core 2 and the first cladding 3. Propagating through the optical combining unit 4 while the reflection angle at the interface between the first cladding 3 and the first cladding 3 (the normal formed by the interface between the first core 2 and the first cladding 3 and the angle reflected by the interface) is large. Can do. When light having a large reflection angle propagates to the optical multiplexing unit 4, it is efficiently combined with light propagated from the first core 2 of the other optical propagation unit 1. Since the optical multiplexing unit 4 has a larger refractive index difference than the optical propagation unit 1 that has propagated so far, generation of light components having a small reflection angle results in light components having various reflection angles and is efficiently combined.
In addition, for example, even if an increase in the reflection angle due to reflection at the interface between the second core 5 and the second cladding 6 occurs when propagating the tapered optical combining unit 4 that reduces the spot diameter as shown in FIG. Leakage of light components (stray light) to the second cladding 6 is difficult to occur. In other words, the numerical aperture (NA) of the light propagating through the first core 2 can be reduced, and the generation of higher-order modes can be suppressed. Therefore, stray light to the second cladding 6 due to an increase in NA in the optical multiplexing unit 4 Can be suppressed. For this reason, even if the taper is sharp or the spot diameter is reduced at a short distance, the deterioration of the optical loss can be suppressed, and as a result, the size can be reduced.

なお、本発明において、光伝搬部1と光合波部4との境界は、図1の実施の様態の場合、光伝搬部1の複数の第1コア2の中で光軸進行方向に対し、最初に第1コア2の終点を迎えた箇所とする。つまり、図1の場合、第1コア2の光合波部4側の終点は、揃っていても、それぞれ異なっていてもよいが、最初に終点を迎えた箇所以降を光合波部4とする。   In the present invention, the boundary between the light propagation unit 1 and the optical multiplexing unit 4 is, with respect to the optical axis traveling direction, in the plurality of first cores 2 of the light propagation unit 1 in the embodiment of FIG. It is assumed that the end point of the first core 2 is first reached. That is, in the case of FIG. 1, the end points on the optical multiplexing unit 4 side of the first core 2 may be the same or different from each other.

本発明の光合波部材には、光伝搬部1の2つ以上の第1コア2が1つの光合波部4と光学的に結合することが好ましい。これにより、第1コア2と第1クラッド3との界面での反射角の大きな光をそれぞれの光伝搬部1から光合波部4へ導入することができ、光合波部4でそれぞれの第1コア2から導入された光を合波することができる。   In the optical multiplexing member of the present invention, it is preferable that two or more first cores 2 of the light propagation unit 1 are optically coupled to one optical multiplexing unit 4. As a result, light having a large reflection angle at the interface between the first core 2 and the first cladding 3 can be introduced from the respective light propagation units 1 to the optical multiplexing unit 4. Light introduced from the core 2 can be multiplexed.

以下、本発明の光合波部材に用いる各部材について詳細に説明する。 Hereinafter, each member used for the optical multiplexing member of this invention is demonstrated in detail.

[光伝搬部]
本発明の光伝搬部1は、複数の光路として、複数の第1コア2及び第1クラッド3を有し、少なくとも第1コア2と略対向する2面を覆うように第1クラッド3が配置されている。さらに、光伝搬部1は、光合波部4に光学的に結合されている。
光伝搬部1は、複数の光路として、第1コア2を複数有するが、各第1コア2を伝搬した光を光合波部4で合波することができる。第1コア2は、2つ及び3つでもよく、4つ以上でもよい。
[Light propagation part]
The light propagation part 1 of the present invention has a plurality of first cores 2 and a first cladding 3 as a plurality of optical paths, and the first cladding 3 is disposed so as to cover at least two surfaces substantially opposite to the first core 2. Has been. Further, the light propagation unit 1 is optically coupled to the optical multiplexing unit 4.
The light propagation unit 1 has a plurality of first cores 2 as a plurality of optical paths, but the light that has propagated through the first cores 2 can be multiplexed by the optical multiplexing unit 4. The first core 2 may be two or three, and may be four or more.

光伝搬部1及び/又は光合波部4は、ポリマー導波路であることが好ましい。光伝搬部1及び/又は光合波部4がポリマー導波路であって、第1コア2及び第2コア5の光軸に対する垂直断面積が略矩形であることによって、光伝搬部1と光合波部4との光の結合を良好にすることができると共に、例えばフォトリソグラフィー加工によってそれらの形状を加工することが容易となる。   The light propagation part 1 and / or the optical multiplexing part 4 are preferably polymer waveguides. The optical propagation part 1 and / or the optical multiplexing part 4 are polymer waveguides, and the vertical cross-sectional area with respect to the optical axis of the first core 2 and the second core 5 is substantially rectangular, so that the optical propagation part 1 and the optical multiplexing part are combined. The coupling of light with the portion 4 can be improved, and it becomes easy to process their shapes by, for example, photolithography.

[第1コア]
本発明の光合波部材に用いられる第1コア2は、光を伝搬する光伝搬路の一つであり、第1クラッド3及びそれ以外の第1コア2の周囲よりも屈折率が高く、伝搬する光の波長に対して、光伝送に問題が出ない程度の透明性を有していることが好ましい。
[First core]
The first core 2 used in the optical multiplexing member of the present invention is one of light propagation paths for propagating light, has a higher refractive index than the surroundings of the first cladding 3 and the other first cores 2, and propagates. It is preferable to have transparency that does not cause a problem in optical transmission with respect to the wavelength of light to be transmitted.

本発明の第1コア2は、周囲全てを第1クラッド3で覆う必要はなく、第1コア2の少なくとも略対向する2面、例えば両側面を覆うように設けられた第1クラッド3があれば、本発明の効果を発現させることができる。本発明の光合波部材の第1コア2の周囲は、第1クラッド3がない部位がある場合、その第1クラッド3のない部位を第1コア2よりも屈折率が低くすることによって良好に光の伝搬が行えるため好ましい。上記を達成する構造例としては、第1クラッド3のない部分に第1コア2よりも屈折率の低い樹脂で覆う方法や、空気層とすることによってできる。
また、第1コア2は、全ての周囲を第1クラッド3又は第1クラッド3と同一屈折率の材料で覆ってもよい。具体的には、光伝搬部1は、図2に示すように、第1コア2の周囲(上面、下面、両側面のいずれも)の全てを第1クラッド3及び(下部)第1クラッド8で覆うことで、周囲を低屈折率な層で形成することができるため好ましい。
第1コア2と、第1クラッド3(第1クラッド8)の屈折率差は、上記の式(1)で算出される屈折率差が、0.1%以上6.0%以下(下記値に100を乗じている)であることが好ましく、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、1.0%以上6.0%以下であることがより好ましく、2.0%以上6.0%以下であることがさらに好ましい。
The first core 2 of the present invention does not need to be entirely covered with the first clad 3, and there is a first clad 3 provided so as to cover at least two substantially opposed surfaces of the first core 2, for example, both side surfaces. Thus, the effect of the present invention can be expressed. When there is a portion without the first clad 3 around the first core 2 of the optical multiplexing member of the present invention, the portion without the first clad 3 has a lower refractive index than that of the first core 2, and thus is favorable. This is preferable because light can be propagated. As an example of the structure that achieves the above, it is possible to cover the portion without the first cladding 3 with a resin having a refractive index lower than that of the first core 2 or an air layer.
The first core 2 may be entirely covered with the first clad 3 or a material having the same refractive index as that of the first clad 3. Specifically, as shown in FIG. 2, the light propagating unit 1 includes the first clad 3 and the (lower) first clad 8 around the first core 2 (all of the upper surface, the lower surface, and both side surfaces). Covering with is preferable because the periphery can be formed with a low refractive index layer.
The refractive index difference between the first core 2 and the first cladding 3 (first cladding 8) is such that the refractive index difference calculated by the above equation (1) is 0.1% or more and 6.0% or less (the following value) 100 from the viewpoint of light confinement and ease of controlling the refractive index of the material, more preferably 1.0% or more and 6.0% or less. More preferably, it is 0% or more and 6.0% or less.

第1コア2の平面視方向からの形状は、略直線又は/及び略曲線であることが好ましい。上記の略直線/略曲線とは、分岐路や、分断された光路ではなく、一連の光路であることをいう。一連の光路であることにより、第1コア2を伝搬する光の構造起因の光損失を低減することができる。第1コア2が曲線であると、第1コア2に設けられる光入射部10の位置を任意に選択でき、隣接させることが困難な発光素子であっても低光損失で合波することができる。   The shape of the first core 2 from the plan view direction is preferably a substantially straight line and / or a substantially curved line. The above-mentioned substantially straight line / substantially curved line refers to a series of optical paths, not a branched path or a divided optical path. Due to the series of optical paths, the optical loss due to the structure of the light propagating through the first core 2 can be reduced. If the first core 2 is a curve, the position of the light incident portion 10 provided in the first core 2 can be arbitrarily selected, and even light emitting elements that are difficult to be adjacent can be combined with low light loss. it can.

第1コア2の幅は、低損失な伝搬ができるという観点から、8μm以上1.0mm以下であることが好ましく、第1コア2に光を効率的にとどめられるという観点から、20μm以上500μm以上であることがより好ましく、光出射部16のスポット径を小さくし、受光素子との良好な結合損失を得る観点から、20μm以上200μm以下であることがさらに好ましい。   The width of the first core 2 is preferably 8 μm or more and 1.0 mm or less from the viewpoint that low-loss propagation is possible, and from the viewpoint that light can be efficiently kept in the first core 2, the width is 20 μm or more and 500 μm or more. More preferably, it is more preferably 20 μm or more and 200 μm or less from the viewpoint of reducing the spot diameter of the light emitting portion 16 and obtaining good coupling loss with the light receiving element.

第1コア2の第1クラッド8表面からの高さは、小さければ光出射部11と受光素子との良好な結合損失が得られ、大きいと光入射部10と発光素子との良好な結合損失が得られる。上記の観点から第1コア2の高さは、8μm以上1.0mm以下であることが好ましく、加工性の観点から、20μm以上500μm以下であることがより好ましく、フォトリソグラフィーでの加工性の観点、及びそれに用いる第1コア形成用樹脂の成膜性の観点から、20μm以上1100μm以下であることがさらに好ましい。   If the height from the surface of the first clad 8 of the first core 2 is small, a good coupling loss between the light emitting part 11 and the light receiving element is obtained, and if it is large, a good coupling loss between the light incident part 10 and the light emitting element is obtained. Is obtained. From the above viewpoint, the height of the first core 2 is preferably 8 μm or more and 1.0 mm or less, more preferably 20 μm or more and 500 μm or less from the viewpoint of workability, and the viewpoint of workability in photolithography. From the viewpoint of the film formability of the first core-forming resin used therefor, it is more preferably 20 μm or more and 1100 μm or less.

第1コア2の材料としては、特に限定はなく、上記の屈折率を満たす石英、ガラス、シリコン基板、樹脂フィルム等が好適に挙げられる。第1コア2の材料が石英やガラスの場合は、ファイバ状のものも用いることができ、光ファイバの芯線(光が伝搬する部位)等が好適に用いられる。第1コア2の材料は、任意の位置や形状への加工性の観点から樹脂フィルムであるとより好ましく、フォトリソグラフィー加工や、凹版形成、射出成形できる材料であるとさらに好ましい。他の部位との高い位置精度が得られるという観点からフォトリソグラフィー加工を用いることがより好適である。
フォトリソグラフィー加工の方法としては、第1クラッド8上に第1コア形成用樹脂ワニスや第1コア形成用樹脂フィルムを塗布、ラミネート、プレス等にて積層した後に、あらかじめ層状に形成した第1コア形成用樹脂層の上にパターン形成用レジストを配置し、反応性イオンエッチング(RIE)等にて所望の形状に第1コア2を加工し、その後にパターン形成用レジストを除去する方法が挙げられる。別のフォトグラフィ加工の方法としては、感光性の第1コア形成用樹脂組成物を上記と同様に第1クラッド8上に積層した後に、所望の形状が描画されたフィルムマスクやガラスマスクを介して活性光線を照射あるいは活性光線のビーム光で所望の形状に直接描画し、エッチング液にて未硬化の第1コア形成用樹脂組成物を除去することによってパターン化する方法が挙げられる。
ワニス状の樹脂組成物の塗布方法としては、スピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコータ、グラビアコーター等を用いることによってできる。ワニスは、あらかじめ溶媒等で希釈した後に上記の方法等で塗布し、溶媒を乾燥して形成してもよい。樹脂フィルムの積層方法としては、ロールラミネータ、真空ロールラミネータ、平板ラミネータ、真空平板ラミネータ、常圧プレス、真空プレス等を用いて適宜圧力や温度等を加えることによって積層できる。
また、感光性の第1コア形成用樹脂組成物は、活性光線を照射した部位が硬化するネガ型でも活性光線を照射した部位が軟化し、エッチングで除去されるポジ型でもどちらでもよい。このときのエッチング液(現像液)の種類としては特に限定はなく、各種溶剤や、アルカリ溶液、それらの混合液等が用いられる。
The material for the first core 2 is not particularly limited, and preferable examples include quartz, glass, a silicon substrate, and a resin film that satisfy the above refractive index. When the material of the first core 2 is quartz or glass, a fiber-shaped material can be used, and an optical fiber core wire (portion where light propagates) or the like is preferably used. The material of the first core 2 is more preferably a resin film from the viewpoint of processability to an arbitrary position and shape, and further preferably a material that can be subjected to photolithography, intaglio formation, and injection molding. It is more preferable to use photolithography from the viewpoint that high positional accuracy with other parts can be obtained.
As a photolithography processing method, a first core formed in advance in the form of a layer after applying a first core-forming resin varnish or a first core-forming resin film on the first cladding 8 by laminating, pressing, or the like. There is a method of disposing a pattern forming resist on the forming resin layer, processing the first core 2 into a desired shape by reactive ion etching (RIE) or the like, and then removing the pattern forming resist. . As another photolithography processing method, a photosensitive first core forming resin composition is laminated on the first clad 8 in the same manner as described above, and then a film mask or glass mask on which a desired shape is drawn is used. There is a method of patterning by irradiating actinic rays or drawing directly into a desired shape with actinic rays and removing the uncured first core-forming resin composition with an etching solution.
As a coating method of the varnish-like resin composition, a spin coater, a die coater, a comma coater, a curtain coater, a gravure coater, or the like can be used. The varnish may be formed by previously diluting with a solvent or the like and then applying the varnish by the above method or the like and drying the solvent. As a method for laminating the resin film, it can be laminated by appropriately applying pressure, temperature or the like using a roll laminator, a vacuum roll laminator, a flat plate laminator, a vacuum flat plate laminator, a normal pressure press, a vacuum press or the like.
Further, the photosensitive first core-forming resin composition may be either a negative type in which a site irradiated with actinic light is cured or a positive type in which a site irradiated with actinic light is softened and removed by etching. The kind of etching solution (developer) at this time is not particularly limited, and various solvents, alkaline solutions, mixed solutions thereof and the like are used.

[第1クラッド]
本発明の光合波部材に用いられる第1クラッド3は、第1コア2よりも屈折率が低く、第1コア2との屈折率差が、第2コア5と第2クラッド6との屈折率差よりも小さくなるような屈折率である。
[First cladding]
The first cladding 3 used in the optical multiplexing member of the present invention has a refractive index lower than that of the first core 2, and the refractive index difference between the first core 2 and the refractive index between the second core 5 and the second cladding 6. The refractive index is smaller than the difference.

本発明の光合波部材は、第1クラッド3及び第2コア5の屈折率が同一であることが好ましい。第1クラッド3及び第2コア5の屈折率が同一であると、必然的に第1コア2の屈折率はそれらより高くなり、第2クラッド6の屈折率はそれらより低くなる。第1クラッド3(第2コア5と同一屈折率)と第1コア2との屈折率差を第2クラッド6と第2コア5(第1クラッド3)の屈折率差よりも大きくすればよく、屈折率差の異なる材料の種類が少なくてすみ、材料の選択が容易となる。
さらに、本発明の光合波部材は、第1クラッド3及び第2コア5の材料が同一であることが好ましい。第1クラッド3と第2コア5とが同一材料からなると、使用する材料の種類が少なくすむ利点があり、さらに第1クラッド3と第2コア5とを同時に形成することが容易となるため、作業工程数が少なく形成でき、さらに第1クラッド3と第2コア5の位置合わせずれを抑制できる。
In the optical multiplexing member of the present invention, it is preferable that the first cladding 3 and the second core 5 have the same refractive index. If the refractive indexes of the first cladding 3 and the second core 5 are the same, the refractive index of the first core 2 is necessarily higher than that, and the refractive index of the second cladding 6 is lower than them. The refractive index difference between the first cladding 3 (same refractive index as the second core 5) and the first core 2 may be made larger than the refractive index difference between the second cladding 6 and the second core 5 (first cladding 3). The number of types of materials having different refractive index differences can be reduced, and the selection of materials becomes easy.
Furthermore, in the optical multiplexing member of the present invention, it is preferable that the materials of the first cladding 3 and the second core 5 are the same. When the first clad 3 and the second core 5 are made of the same material, there is an advantage that the kind of material to be used is reduced, and further, it becomes easy to form the first clad 3 and the second core 5 at the same time. The number of working steps can be reduced, and misalignment between the first cladding 3 and the second core 5 can be suppressed.

[光合波部]
本発明の光合波部4は、第2コア5及び第2クラッド6を少なくとも有し、少なくとも第2コア5の少なくとも略対向する2面を覆うように第2クラッド6が配置されている。
上記式(1)によって算出される第2コア5と第2クラッド6との屈折率差が、第1コア2と第1クラッド3との屈折率差よりも大きいことが肝要であり、これにより、低いNAで入射された光を光合波部4で効率的に、低損失で合波することが可能となる。
[Optical multiplexing section]
The optical multiplexing unit 4 of the present invention has at least a second core 5 and a second cladding 6, and the second cladding 6 is disposed so as to cover at least two substantially opposite surfaces of the second core 5.
It is important that the refractive index difference between the second core 5 and the second cladding 6 calculated by the above formula (1) is larger than the refractive index difference between the first core 2 and the first cladding 3. It is possible to multiplex light incident at a low NA efficiently and with low loss at the optical multiplexing unit 4.

[第2コア]
本発明の光合波部材に用いられる第2コア5は光が伝搬する光伝搬路の一つであり、第2クラッド6及びそれ以外の第2コア5の周囲よりも屈折率が高く、伝搬する光の波長に対して、光伝送に問題が出ない程度の透明性を有していることが好ましい。
[Second core]
The second core 5 used in the optical multiplexing member of the present invention is one of light propagation paths through which light propagates, and has a refractive index higher than that of the second cladding 6 and the other surroundings of the second core 5 and propagates. It is preferable to have transparency with respect to the wavelength of light so as not to cause a problem in optical transmission.

本発明の第2コア5は、周囲全てを第2クラッド6で覆う必要はなく、第2コア5の少なくとも略対向する2面、例えば両側面を覆うように設けられた第2クラッド6があれば、本発明の効果を発現させることができる。本発明の光合波部材の第2コア5の周囲は、第2クラッド6がない部位がある場合、その第2クラッド6のない部位を第2コア5よりも屈折率が低くすることによって良好に光の伝搬が行えるため好ましい。上記を達成する構造例としては、第2クラッド6のない部分に第2コア5よりも屈折率の低い樹脂で覆う方法や、空気層とすることによってできる。
また、第2コア5は、全ての周囲を第2クラッド6又は(下部)第2クラッド9と同一屈折率の材料で覆ってもよい。具体的には、光合波部4は、図3に示すように、第2コア5の周囲(上面、下面、両側面のいずれも)の全てを第2クラッド6、9で覆うことで、周囲を低屈折率な層で形成することができるため好ましい。
第2コア5と、第2クラッド6(第2クラッド9)の屈折率差は、上記の式(1)で算出される屈折率差が、0.1%以上6.0%以下(下記値に100を乗じている)であることが好ましく、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、1.0%以上6.0%以下であることがより好ましく、2.0%以上6.0%以下であることがさらに好ましい。
第2コア5の材料及び形成方法は、上記の第1コア2と同様の材料及び方法で形成できる。
The second core 5 of the present invention does not need to be entirely covered with the second clad 6, and there is a second clad 6 provided so as to cover at least two substantially opposite surfaces of the second core 5, for example, both side surfaces. Thus, the effect of the present invention can be expressed. When there is a portion without the second clad 6 around the second core 5 of the optical multiplexing member of the present invention, the portion without the second clad 6 has a lower refractive index than that of the second core 5, and thus is favorable. This is preferable because light can be propagated. As a structural example for achieving the above, a method in which a portion without the second cladding 6 is covered with a resin having a refractive index lower than that of the second core 5 or an air layer can be used.
The second core 5 may be entirely covered with a material having the same refractive index as that of the second cladding 6 or the (lower) second cladding 9. Specifically, as shown in FIG. 3, the optical multiplexing unit 4 covers the entire periphery (all of the upper surface, the lower surface, and both side surfaces) of the second core 5 with the second claddings 6 and 9. Can be formed of a layer having a low refractive index.
The refractive index difference between the second core 5 and the second cladding 6 (second cladding 9) is such that the refractive index difference calculated by the above equation (1) is 0.1% or more and 6.0% or less (the following value). 100 from the viewpoint of light confinement and ease of controlling the refractive index of the material, more preferably 1.0% or more and 6.0% or less. More preferably, it is 0% or more and 6.0% or less.
The material and the formation method of the second core 5 can be formed by the same material and method as the first core 2 described above.

第2コア5の平面視方向からの形状は、光伝搬部1側の幅は複数の第1コア2からの光を伝搬可能な幅であればよい。第2コア5の光出射部11側の幅は、任意のスポット径になるように適宜決定すればよい。   As for the shape of the second core 5 from the plan view direction, the width on the light propagation unit 1 side may be any width that can propagate light from the plurality of first cores 2. What is necessary is just to determine suitably the width | variety by the side of the light emission part 11 of the 2nd core 5 so that it may become arbitrary spot diameters.

光合波部4の第2コア5には、光の進行方向に対して光軸垂直断面積を小さくするテーパ部12を有することが好ましい。テーパ部12を設けることによって、光合波部4から出力される光のスポット径を縮小することができる。また、第2コア5と第2クラッド6との界面での反射回数を多くすることができ、複数の光を効率的に合波でき、均一な強度の合波光を得られやすい。
上記の観点から第2コア5の最大幅は、低損失な伝搬ができるという観点から、30μm以上3.0mm以下であることが好ましく、50μm以上1500μm以下であることがより好ましく、光出射部16のスポット径を小さくし、受光素子との良好な結合損失を得る観点から、50μm以上500μm以下であることがさらに好ましい。
第2コア5の光軸方向の長さは、特に制限はないが、1.0mm以上50mm以下であると均一な合波光が得られやすくさらに小型化ができるため好ましく、1.0mm以上20mm以下であることがより好ましく、1.0mm以上10mm以下であることがさらに好ましい。
第2コア5に形成されるテーパ部12の角度は、光伝搬損失に悪影響が出ない範囲であれば特に限定はないが、0.01°以上6.0°以下であることが好ましく、0.05°以上4.0°以下であることがより好ましく、0.1°以上3.5°以下であることがさらに好ましい。
また、テーパ部12形成面には、略対向する第2クラッド6を有することが好ましい。こうすることによって、テーパ部12でのスポット径の縮小方向に対して高次モードの発生を効率的に抑制した光を光伝搬部から伝搬させることができるため、低損失化が可能となる。
It is preferable that the second core 5 of the optical multiplexing part 4 has a taper part 12 that reduces the vertical cross-sectional area of the optical axis with respect to the light traveling direction. By providing the taper part 12, the spot diameter of the light output from the optical multiplexing part 4 can be reduced. In addition, the number of reflections at the interface between the second core 5 and the second cladding 6 can be increased, a plurality of lights can be efficiently combined, and a combined light with uniform intensity can be easily obtained.
From the above viewpoint, the maximum width of the second core 5 is preferably not less than 30 μm and not more than 3.0 mm, more preferably not less than 50 μm and not more than 1500 μm, from the viewpoint that low-loss propagation is possible. From the viewpoint of reducing the spot diameter and obtaining a good coupling loss with the light receiving element, it is more preferably 50 μm or more and 500 μm or less.
The length of the second core 5 in the optical axis direction is not particularly limited, but is preferably 1.0 mm or more and 50 mm or less because uniform combined light is easily obtained and further miniaturization is possible, and 1.0 mm or more and 20 mm or less. It is more preferable that it is 1.0 mm or more and 10 mm or less.
The angle of the tapered portion 12 formed on the second core 5 is not particularly limited as long as it does not adversely affect the light propagation loss, but is preferably 0.01 ° or more and 6.0 ° or less. The angle is more preferably from 0.05 to 4.0 °, and further preferably from 0.1 to 3.5 °.
Moreover, it is preferable to have the 2nd clad 6 which opposes substantially on the taper part 12 formation surface. By doing so, light in which the generation of higher-order modes is efficiently suppressed in the direction of reduction of the spot diameter at the tapered portion 12 can be propagated from the light propagation portion, so that the loss can be reduced.

図3に示す光合波部4では、第1クラッド8と第2コア5を同一の屈折率の材料、又は第2コア5を第1クラッド8よりも低い屈折率の材料で形成した場合、第1クラッド8と第2コア5を合わせた部位を光が伝搬するため、広義に第2コア5とする。このとき、第2クラッド9表面から第2コア5上面までの高さは、8μm以上1.0mm以下であることが好ましく、加工性の観点から、20μm以上500μm以下であることがより好ましく、フォトリソグラフィーでの加工性の観点、及びそれに用いる第2コア形成用樹脂の成膜性の観点から、20μm以上150μm以下であることがさらに好ましい。
なお、図3に示すように第1クラッド8を第2コア5で埋設するように配置すると、光伝搬部1の断面形状が略矩形となり良好に光の伝搬が行えるため好ましい。
In the optical multiplexing unit 4 shown in FIG. 3, when the first cladding 8 and the second core 5 are made of the same refractive index material, or the second core 5 is made of a lower refractive index material than the first cladding 8, Since light propagates through a portion where the first cladding 8 and the second core 5 are combined, the second core 5 is defined in a broad sense. At this time, the height from the surface of the second cladding 9 to the upper surface of the second core 5 is preferably 8 μm or more and 1.0 mm or less, and more preferably 20 μm or more and 500 μm or less from the viewpoint of workability. From the viewpoint of workability in lithography and from the viewpoint of the film formability of the second core forming resin used therefor, it is more preferably 20 μm or more and 150 μm or less.
As shown in FIG. 3, it is preferable to arrange the first cladding 8 so as to be embedded by the second core 5, since the cross-sectional shape of the light propagation part 1 becomes a substantially rectangular shape and light can be propagated satisfactorily.

[第2クラッド]
本発明の光合波部材に用いられる第2クラッド6は、第2コア5よりも屈折率が低く、第2コア5との屈折率差が、第1コア2と第1クラッド3との屈折率差よりも大きくなるような屈折率である。
[Second cladding]
The second cladding 6 used in the optical multiplexing member of the present invention has a refractive index lower than that of the second core 5, and the refractive index difference between the second core 5 and the refractive index between the first core 2 and the first cladding 3. The refractive index is larger than the difference.

[基板]
本発明の光合波部材は基板7を有することによって、光合波部材に強靱性・剛性・フレキシブル性を付与する効果がある。基板7が不要の場合には、後の工程で、剥離除去してもよい。
上記の観点から、本発明の光合波部材に用い得る基板7の材質としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、FR−4基板、電気配線板などが挙げられる。
[substrate]
Since the optical multiplexing member of the present invention has the substrate 7, it has an effect of imparting toughness, rigidity, and flexibility to the optical multiplexing member. When the substrate 7 is not necessary, it may be peeled off in a later step.
From the above viewpoint, examples of the material of the substrate 7 that can be used for the optical multiplexing member of the present invention include a glass epoxy resin substrate, a ceramic substrate, a glass substrate, a silicon substrate, a plastic substrate, a metal substrate, a substrate with a resin layer, and a metal layer. Substrate, plastic film, plastic film with resin layer, plastic film with metal layer, FR-4 substrate, electrical wiring board and the like.

光合波部材に剛性を付与したい場合には、基板7として剛性及び強靱性のある基板7を用いることが好ましく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、FR−4基板、電気配線板等が好適に挙げられる。
このときの基板7の厚さは、特に限定はないが、基板7としての強度及び剛性が得られ、かつ低背な光合波部材が得られるという観点から、40μm以上10000μm以下であることが好ましく、50μm以上1000μm以下であることがより好ましい。
When it is desired to give rigidity to the optical multiplexing member, it is preferable to use a rigid and tough substrate 7 as the substrate 7, for example, a glass epoxy resin substrate, a ceramic substrate, a glass substrate, a silicon substrate, a plastic substrate, a metal substrate. Suitable examples include a substrate with a resin layer, a substrate with a metal layer, an FR-4 substrate, and an electric wiring board.
The thickness of the substrate 7 at this time is not particularly limited, but is preferably 40 μm or more and 10,000 μm or less from the viewpoint of obtaining strength and rigidity as the substrate 7 and obtaining a low-profile optical multiplexing member. More preferably, it is 50 μm or more and 1000 μm or less.

光合波部材に柔軟性を付与したい場合には、基板7として柔軟性及び強靭性のある基板7を用いるとよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドが好適に挙げられる。
このときの基板7の厚さは、特に限定はないが、基板7としての強度及びフレキシブル性が得られ、かつ低背な光合波部材が得られるという観点から、5μm以上200μm以下であることが好ましく、10μm以上100μm以下であることがより好ましい。
When it is desired to impart flexibility to the optical multiplexing member, it is preferable to use a flexible and tough substrate 7 as the substrate 7, for example, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethylene, polypropylene, Preferred examples include polyamide, polycarbonate, polyphenylene ether, polyether sulfide, polyarylate, liquid crystal polymer, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyetherimide, polyamideimide, and polyimide.
The thickness of the substrate 7 at this time is not particularly limited, but may be 5 μm or more and 200 μm or less from the viewpoint that the strength and flexibility as the substrate 7 can be obtained and a low-profile optical multiplexing member can be obtained. Preferably, it is 10 μm or more and 100 μm or less.

[光入射部]
本発明の光伝搬部における第1コア2の光合波部4と反対側の光軸上には、光入射部10が設けられる。これにより、光入射部10に入射された光は、光合波部4へ伝搬され、それぞれの光が合波される。
本発明では光入射部10へ光を入射する部材を発光素子と称する。例えば、それ自身が発光する発光素子として、LEDや、レーザーダイオード等が挙げられる。また、発光素子は、光を伝搬する媒体であり、光を発光する部位を持つものであってもよい。例えば、光ファイバや光導波路等が挙げられる。また、それらの発光素子と光入射部10との間には適宜レンズ等を用いてもよい。
使用される光は、それぞれが異なる波長でも、同一の波長であってもよく、赤外光、可視光、紫外光が好適に挙げられる。同一波長であれば、光合波部材から出力される光量を増加することができ、異なる波長であれば、合波光が得られる。入射される光が可視光線の場合、例えば380nm以上495nm以下の青の光と、495nm以上570nm以下の緑の光と、620nm以上750nm以下の赤の光をそれぞれ入射すれば白色光が出射され、それらの出力差によって色合いも任意に選択可能となる。
[Light incident part]
A light incident part 10 is provided on the optical axis on the opposite side of the optical multiplexing part 4 of the first core 2 in the light propagation part of the present invention. Thereby, the light incident on the light incident part 10 is propagated to the optical multiplexing part 4, and the respective lights are multiplexed.
In the present invention, a member that makes light incident on the light incident portion 10 is referred to as a light emitting element. For example, as a light emitting element that emits light, an LED, a laser diode, and the like can be given. The light-emitting element is a medium that propagates light and may have a portion that emits light. For example, an optical fiber, an optical waveguide, etc. are mentioned. Further, a lens or the like may be appropriately used between the light emitting elements and the light incident portion 10.
The light used may have different wavelengths or the same wavelength, and examples thereof include infrared light, visible light, and ultraviolet light. If the wavelengths are the same, the amount of light output from the optical multiplexing member can be increased, and if the wavelengths are different, combined light is obtained. When the incident light is visible light, white light is emitted if, for example, blue light of 380 nm to 495 nm, green light of 495 nm to 570 nm, and red light of 620 nm to 750 nm are incident, Depending on the output difference, the hue can be arbitrarily selected.

[受光素子]
本発明の光合波部4の光軸上には、光出射部11が設けられ、光出射部11より、合波された光が光合波部材外に出力される。本発明では光出射部11の先に備えられる光を受光する部材を受光素子と称する。例えば、受光素子として、フォトダイオードや、光ファイバ、光導波路等が挙げられる。また、それらの受光素子と光出射部11との間には適宜レンズ等を用いてもよい。なお、出射光を直接照明や、画像投影用の光源として用いてもよい。
発光素子、受光素子として光ファイバを用いる場合の光ファイバの種類としては、石英光ファイバでもプラスチック光ファイバでもよく、ステップインデックス型でもグレーデッドインデックス型でもよい。光ファイバのコア径は、特に制限はないが、直径が10μm以上1000μm以下であることが好ましく、30μm以上200μm以下であることがより好ましく、50μm以上150μm以下であることがさらに好ましい。また、発光素子側の光ファイバと、受光素子側の光ファイバとは、同一の光ファイバであっても異なる光ファイバであってもよい。
[Light receiving element]
A light emitting unit 11 is provided on the optical axis of the optical multiplexing unit 4 of the present invention, and the combined light is output from the light emitting unit 11 to the outside of the optical multiplexing member. In the present invention, a member that receives light provided at the tip of the light emitting portion 11 is referred to as a light receiving element. Examples of the light receiving element include a photodiode, an optical fiber, and an optical waveguide. Further, a lens or the like may be appropriately used between the light receiving elements and the light emitting unit 11. The emitted light may be used as a direct illumination or a light source for image projection.
When the optical fiber is used as the light emitting element and the light receiving element, the type of the optical fiber may be a quartz optical fiber or a plastic optical fiber, and may be a step index type or a graded index type. The core diameter of the optical fiber is not particularly limited, but the diameter is preferably 10 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 30 μm or more and 200 μm or less, and further preferably 50 μm or more and 150 μm or less. Further, the optical fiber on the light emitting element side and the optical fiber on the light receiving element side may be the same optical fiber or different optical fibers.

(光源ユニット)
本発明の光源ユニットは、上述の光合波部材にて合波された光を用いてなる光源ユニットである。
本発明の光源ユニットは、光伝搬部1の2つ以上の光入射部10に、それぞれ同一波長の光を発する光源を配置すると、光の強度を上げて出力することができる。また、本発明の光源ユニットは、光伝搬部1の2つ以上の光入射部10に、異なる波長の光を発する光源を配置すると、それらの合波光を得ることができる。本発明の光源ユニットは、具体的には図1に示すように3つの第1コア2にそれぞれ、赤、青、緑の波長の光を入射すると、光が混ざり合い白色光を得ることができる。さらにそれらの出力を適宜調整することによって色合いを選択することもできる。
(Light source unit)
The light source unit of the present invention is a light source unit using light combined by the above-described optical multiplexing member.
In the light source unit of the present invention, when light sources that emit light of the same wavelength are arranged in two or more light incident portions 10 of the light propagation portion 1, the light intensity can be increased and output. Moreover, the light source unit of this invention can obtain those combined light, if the light source which emits the light of a different wavelength is arrange | positioned in the two or more light-incidence parts 10 of the light propagation part 1. FIG. Specifically, as shown in FIG. 1, the light source unit of the present invention is capable of obtaining white light when light of red, blue, and green wavelengths is incident on each of the three first cores 2. . Furthermore, it is also possible to select a hue by appropriately adjusting their outputs.

(照明装置、画像投影装置)
本発明の照明装置及び画像投影装置は、上述の光源ユニットを用いてなる。本発明の照明装置としては、例えば上述の光源ユニットから出力された光の出力を適宜調整することによって、所望の光の強度及び色合いの照明光が得られる。本発明の画像投影装置としては、例えば上述の光源ユニットから出力された光が反射液晶等を用いて投影されることによって、所望の色合いの画像が得られる。
(Lighting device, image projection device)
The illumination device and the image projection device of the present invention use the above-described light source unit. As the illumination device of the present invention, for example, by appropriately adjusting the output of light output from the light source unit described above, illumination light having a desired light intensity and hue can be obtained. As an image projection apparatus of the present invention, for example, light output from the above-described light source unit is projected using a reflective liquid crystal or the like, thereby obtaining an image with a desired hue.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る光合波部材は、図4〜図6に示すように、第1の実施の形態に係る光合波部材と比して、光合波部4の構成部材が異なる第2の実施の形態について以下詳述するが、第1の実施の形態に係る記載と実質的に同様である箇所の記載については、重複した記載となるので省略する。
(Second Embodiment)
As shown in FIGS. 4 to 6, the optical multiplexing member according to the second embodiment of the present invention has a constituent member of the optical multiplexing unit 4 as compared with the optical multiplexing member according to the first embodiment. Although different 2nd Embodiment is described in full detail below, since description of the location which is substantially the same as the description which concerns on 1st Embodiment becomes a duplicate description, it abbreviate | omits.

なお、本発明において、光伝搬部1と光合波部4との境界は、図4の実施の様態の場合、光伝搬部1の複数の第1コア2の中で光軸進行方向に対し、最初に屈折率の異なるクラッドの境界を迎えた箇所とする。つまり、図4の場合、第1コア2の光合波部4側の終点は、揃っていても、それぞれ異なっていてもよいが、最初に境界を迎えた箇所以降を光合波部4とする。   In the present invention, the boundary between the optical propagation unit 1 and the optical multiplexing unit 4 is, in the embodiment of FIG. 4, the optical axis traveling direction in the plurality of first cores 2 of the optical propagation unit 1. First, it is assumed that the boundary of the clad having a different refractive index is reached. That is, in the case of FIG. 4, the end points on the optical multiplexing unit 4 side of the first core 2 may be aligned or different from each other, but the portion after the first boundary is set as the optical multiplexing unit 4.

本発明の光合波部材は、第2クラッド6の屈折率が、第1クラッド3の屈折率よりも小さいことが好ましい。第2クラッド6の屈折率が、第1クラッド3の屈折率よりも小さくなると、必然的に第1コア2と第1クラッド3との屈折率差より、第2コア5と第2クラッド6との屈折率差の方が大きくなる。
本発明の光合波部材は、第1コア2及び第2コア5の材料が同一であることが好ましい。第1コア2と第2コア5とが同一材料からなると、使用する材料の種類が少なくすむ利点があり、さらに第1コア2と第2コア5とを同時に形成することが容易となるため、作業工程数が少なく形成でき、さらに第1コア2と第2コア5の位置合わせずれを抑制できる。
本発明の光合波部材は、第1コア2及び第2コア5の屈折率が同一であることが好ましい。第1コア2と第2コア5を同一屈折率であると、第1コア2及び第2コア5間の結合損失を低減することができる。また、第1コア2と第2コア5を同一屈折率であると、屈折率差の異なる材料の種類が少なくてすみ、材料の選択が容易となる。
In the optical multiplexing member of the present invention, the refractive index of the second cladding 6 is preferably smaller than the refractive index of the first cladding 3. When the refractive index of the second cladding 6 is smaller than the refractive index of the first cladding 3, the second core 5 and the second cladding 6 inevitably have a refractive index difference between the first core 2 and the first cladding 3. The refractive index difference of becomes larger.
In the optical multiplexing member of the present invention, the first core 2 and the second core 5 are preferably made of the same material. When the first core 2 and the second core 5 are made of the same material, there is an advantage that the type of material to be used is reduced, and furthermore, it becomes easy to form the first core 2 and the second core 5 at the same time. The number of work steps can be reduced, and misalignment between the first core 2 and the second core 5 can be suppressed.
In the optical multiplexing member of the present invention, the first core 2 and the second core 5 preferably have the same refractive index. When the first core 2 and the second core 5 have the same refractive index, the coupling loss between the first core 2 and the second core 5 can be reduced. Further, if the first core 2 and the second core 5 have the same refractive index, the number of types of materials having different refractive index differences is reduced, and the selection of the material becomes easy.

[第2コア]
図6に示す光合波部4では、第2コア5は、第1クラッド8より高い屈折率の高い材料で形成されることとなり、第2コア5のみが光の伝搬する部位となる。上記の観点から、第1クラッド8表面から第2コア5上面までの高さは、8μm以上1.0mm以下であることが好ましく、加工性の観点から、20μm以上500μm以下であることがより好ましく、フォトリソグラフィーでの加工性の観点、及びそれに用いる第2コア形成用樹脂の成膜性の観点から、20μm以上150μm以下であることがさらに好ましい。
[Second core]
In the optical multiplexing unit 4 shown in FIG. 6, the second core 5 is formed of a material having a higher refractive index than that of the first cladding 8, and only the second core 5 serves as a light propagation portion. From the above viewpoint, the height from the surface of the first cladding 8 to the upper surface of the second core 5 is preferably 8 μm or more and 1.0 mm or less, and more preferably 20 μm or more and 500 μm or less from the viewpoint of workability. From the viewpoint of workability in photolithography and the film formability of the second core forming resin used therefor, the thickness is more preferably 20 μm or more and 150 μm or less.

本発明の第2の実施の形態に係る光合波部材、光源ユニット、照明装置、及び画像投影装置でも、第1の実施の形態に係る光合波部材、光源ユニット、照明装置、及び画像投影装置と同様の効果を得ることができる。   The optical multiplexing member, the light source unit, the illumination device, and the image projection device according to the second embodiment of the present invention are the optical multiplexing member, the light source unit, the illumination device, and the image projection device according to the first embodiment. Similar effects can be obtained.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
(実施例1)
<樹脂フィルムAの作製>
[(A)(メタ)アクリルポリマー(ベースポリマー)の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46質量部及び乳酸メチル23質量部を秤量して移し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、メチルメタクリレート47質量部、ブチルアクリレート33質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート16質量部、メタクリル酸14質量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46質量部、及び乳酸メチル23質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌した。さらに95℃で1時間撹拌を続けて、(A)(メタ)アクリルポリマーの溶液(固形分45質量%)を得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
Example 1
<Preparation of resin film A>
[Production of (A) (meth) acrylic polymer (base polymer)]
46 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate and 23 parts by mass of methyl lactate were weighed and transferred to a flask equipped with a stirrer, a cooling pipe, a gas introduction pipe, a dropping funnel and a thermometer, and stirred while introducing nitrogen gas. went. The liquid temperature was raised to 65 ° C., 47 parts by weight of methyl methacrylate, 33 parts by weight of butyl acrylate, 16 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate, 14 parts by weight of methacrylic acid, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile ) A mixture of 3 parts by mass, 46 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 23 parts by mass of methyl lactate was added dropwise over 3 hours, followed by stirring at 65 ° C. for 3 hours. Further, stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to obtain a solution of (A) (meth) acrylic polymer (solid content: 45 mass%).

[重量平均分子量の測定]
(A)(メタ)アクリルポリマーの重量平均分子量(標準ポリスチレン換算)をGPC(東ソー株式会社製「SD−8022」、「DP−8020」、「RI−8020」)を用いて測定した結果、3.9×10であった。なお、カラムは日立化成株式会社製「Gelpack GL−A150−S」及び「Gelpack GL−A160−S」を使用した。
[酸価の測定]
(A)(メタ)アクリルポリマーの酸価を測定した結果、79mgKOH/gであった。なお、酸価は(A)(メタ)アクリルポリマー溶液を中和するのに要した0.1mol/L水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
[Measurement of weight average molecular weight]
(A) As a result of measuring the weight average molecular weight (in terms of standard polystyrene) of (meth) acrylic polymer using GPC (“SD-8022”, “DP-8020”, “RI-8020” manufactured by Tosoh Corporation), 3 9 × 10 4 . As the column, “Gelpack GL-A150-S” and “Gelpack GL-A160-S” manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. were used.
[Measurement of acid value]
As a result of measuring the acid value of (A) (meth) acrylic polymer, it was 79 mgKOH / g. The acid value was calculated from the amount of 0.1 mol / L potassium hydroxide aqueous solution required to neutralize the (A) (meth) acrylic polymer solution. At this time, the point at which the phenolphthalein added as an indicator changed color from colorless to pink was defined as the neutralization point.

[樹脂ワニスAの調合]
ベースポリマーとして、(A)(メタ)アクリルポリマー溶液(固形分45質量%)84質量部(固形分38質量部)、(B)光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(新中村化学工業株式会社製「U−200AX」)33質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(新中村化学工業株式会社製「UA−4200」)15質量部、(C)熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液(固形分75質量%)(住化バイエルウレタン株式会社製「スミジュールBL3175」)20質量部(固形分15質量部)、(D)光重合開始剤として、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア2959」)1質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア819」)1質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート23質量部を攪拌しながら混合した。孔径2μmのポリフロンフィルタ(アドバンテック東洋株式会社製「PF020」)を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、樹脂ワニスAを得た。
[Preparation of resin varnish A]
As a base polymer, (A) (meth) acrylic polymer solution (solid content 45 mass%) 84 mass parts (solid content 38 mass parts), (B) Urethane (meth) acrylate having a polyester skeleton as a photocuring component (new) 33 parts by mass of “U-200AX” manufactured by Nakamura Chemical Co., Ltd., and 15 parts by mass of urethane (meth) acrylate having a polypropylene glycol skeleton (“UA-4200” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), (C) thermosetting As a component, 20 parts by mass of a polyfunctional block isocyanate solution (solid content: 75% by mass) obtained by protecting an isocyanurate type trimer of hexamethylene diisocyanate with methyl ethyl ketone oxime (“Sumijour BL3175” manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.) 15 parts by weight), (D) As a photopolymerization initiator, 1- [4 (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one (“Irgacure 2959” manufactured by BASF Japan Ltd.) 1 part by mass, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) 1 part by mass of phenylphosphine oxide (“Irgacure 819” manufactured by BASF Japan Ltd.) and 23 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate as an organic solvent for dilution were mixed with stirring. After pressure filtration using a polyflon filter having a pore size of 2 μm (“PF020” manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.), degassing was performed under reduced pressure to obtain a resin varnish A.

[樹脂フィルムAの作製]
上記で得られた樹脂ワニスAを、支持フィルムであるPETフィルム(東洋紡績株式会社製「コスモシャインA4100」、厚さ50μm)の非処理面上に、塗工機(株式会社ヒラノテクシード製マルチコーター「TM−MC」)を用いて塗布し、100℃で20分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理PETフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスA31」、厚さ25μm)を貼付け、樹脂フィルムAを得た。
このとき、樹脂ワニスAより形成される樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能である。
[Preparation of Resin Film A]
The resin varnish A obtained above was coated on a non-treated surface of a PET film (“Cosmo Shine A4100” manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 50 μm) as a support film. TM-MC "), and after drying at 100 ° C for 20 minutes, a surface release-treated PET film (" Purex A31 "manufactured by Teijin DuPont Films Ltd., thickness 25 μm) is pasted as a protective film, and a resin film A was obtained.
At this time, the thickness of the resin layer formed from the resin varnish A can be arbitrarily adjusted by adjusting the gap of the coating machine.

[屈折率の測定]
保護フィルムを剥離した上記で得られた50μmの樹脂フィルムAをシリコン基板(サイズ60×20mm、厚さ0.6mm)上に真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製「MVLP−500」)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度50℃及び加圧時間30秒の条件で積層した。次いで、紫外線露光機にて紫外線(波長365nm)を2000mJ/cm2照射し、支持フィルムを剥離し、さらに160℃で1時間加熱し、屈折率測定用のサンプルを作製した。このサンプルの波長830nmにおける屈折率を、プリズム結合式屈折率計(Metricon社製「Model2020」)を用いて測定した。硬化後の樹脂層の屈折率は1.496であった。
[Measurement of refractive index]
The 50 μm resin film A obtained above with the protective film peeled off is placed on a silicon substrate (size 60 × 20 mm, thickness 0.6 mm) with a vacuum pressure laminator (“MVLP-500” manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.). After vacuuming to 500 Pa or less, lamination was performed under conditions of a pressure of 0.4 MPa, a temperature of 50 ° C., and a pressurization time of 30 seconds. Subsequently, ultraviolet rays (wavelength 365 nm) were irradiated with 2000 mJ / cm 2 with an ultraviolet exposure machine, the support film was peeled off, and further heated at 160 ° C. for 1 hour to prepare a sample for refractive index measurement. The refractive index of the sample at a wavelength of 830 nm was measured using a prism-coupled refractometer (“Model 2020” manufactured by Metricon). The refractive index of the cured resin layer was 1.496.

<樹脂フィルムBの作製>
(A)ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂(東都化成株式会社製「フェノトートYP−70」)26質量部、(B)光重合性化合物として、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(新中村化学工業株式会社製「A−BPEF」)36質量部、及びビスフェノールA型エポキシアクリレート(新中村化学工業株式会社製「EA−1020」)36質量部、(C)光重合開始剤として、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア819」)1質量部、及び1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア2959」)1質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を用いたこと以外は上述の樹脂ワニスAの調合と同様の方法及び条件で樹脂ワニスBを調合した。その後、上記と同様の方法及び条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られた樹脂ワニスBを、支持フィルムであるPETフィルム(東洋紡績株式会社製「コスモシャインA1517」、厚さ16μm)の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスA31」、厚さ25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、樹脂フィルムBを得た。
このとき、樹脂ワニスBより形成される樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、乾燥後の膜厚については後述する。
<Preparation of resin film B>
(A) As a base polymer, 26 parts by mass of phenoxy resin (“Phenototo YP-70” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), (B) As a photopolymerizable compound, 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) ) Phenyl] fluorene (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd. “A-BPEF”) 36 parts by mass, bisphenol A type epoxy acrylate (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd. “EA-1020”) 36 parts by mass, (C) Hikari As a polymerization initiator, 1 part by mass of bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (“Irgacure 819” manufactured by BASF Japan Ltd.) and 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl]- 2-Hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one (manufactured by BASF Japan Ltd., “Irgacure 295 ") 1 part by mass to prepare a resin varnish B in the same manner and conditions as the formulation of the above-described resin varnish A, except for using 40 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate as an organic solvent. Thereafter, pressure filtration and degassing under reduced pressure were performed in the same manner and conditions as described above.
The resin varnish B obtained above was coated and dried in the same manner as in the above production example on the non-treated surface of a PET film (“Cosmo Shine A1517” manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 16 μm) as a support film. Subsequently, a release PET film (“Purex A31” manufactured by Teijin DuPont Films Ltd., thickness 25 μm) was attached as a protective film so that the release surface was on the resin side, and a resin film B was obtained.
At this time, the thickness of the resin layer formed from the resin varnish B can be arbitrarily adjusted by adjusting the gap of the coating machine, and the film thickness after drying will be described later.

[屈折率の測定]
上記と同様の方法で硬化後の樹脂層の屈折率測定を行ったところ、屈折率は1.577であった。
[Measurement of refractive index]
When the refractive index of the cured resin layer was measured by the same method as described above, the refractive index was 1.577.

<樹脂フィルムCの作製>
[樹脂フィルムC形成用ベースポリマー;(メタ)アクリルポリマ(P−1)の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート42質量部及び乳酸メチル21質量部を秤量して移し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、N−シクロヘキシルマレイミド14.5質量部、ベンジルアクリレート20質量部、O−フェニルフェノール1.5EOアクリレート39質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート14質量部、メタクリル酸12.5質量部、2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)4質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート37質量部、及び乳酸メチル21質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌した。さらに95℃で1時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマー(P−1)溶液(固形分45質量%)を得た。
上記と同様な方法で、P−1溶液の酸価及び重量平均分子量を測定した結果、それぞれ80mgKOH/g、32,000であった。
<Preparation of resin film C>
[Base polymer for forming resin film C; production of (meth) acrylic polymer (P-1)]
42 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate and 21 parts by mass of methyl lactate were weighed and transferred to a flask equipped with a stirrer, a cooling pipe, a gas introduction pipe, a dropping funnel and a thermometer, and stirred while introducing nitrogen gas. went. The liquid temperature was raised to 65 ° C., 14.5 parts by mass of N-cyclohexylmaleimide, 20 parts by mass of benzyl acrylate, 39 parts by mass of O-phenylphenol 1.5EO acrylate, 14 parts by mass of 2-hydroxyethyl methacrylate, 12. After dropping a mixture of 5 parts by mass, 4 parts by mass of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 37 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 21 parts by mass of methyl lactate over 3 hours, 65 ° C. For 3 hours. Furthermore, stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to obtain a (meth) acrylic polymer (P-1) solution (solid content: 45% by mass).
As a result of measuring the acid value and the weight average molecular weight of the P-1 solution by the same method as described above, they were 80 mg KOH / g and 32,000, respectively.

[樹脂ワニスCの調合]
(A)主鎖にマレイミド骨格を含むアルカリ可溶性(メタ)アクリルポリマーとして、P−1溶液(固形分45質量%)60質量部、(B)重合性化合物として、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(日立化成株式会社製「ファンクリルFA−324A」(「ファンクリル」は登録商標))15質量部及びエトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(日立化成株式会社製「ファンクリルFA−321A」)15質量部、フェノールビフェニレン型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製「NC−3000」、エポキシ当量275g/eq)10質量部、(C)重合開始剤として、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア2959」)1質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア819」)1質量部を広口のポリ瓶に秤量し、撹拌機を用いて、温度25℃、回転数400min−1の条件で、6時間撹拌して、樹脂ワニスCを調合した。その後、孔径2μmのポリフロンフィルタ(東洋濾紙株式会社製「PF020」)及び孔径0.5μmのメンブレンフィルタ(東洋濾紙株式会社製「J050A」)を用いて、温度25℃、圧力0.4MPaの条件で加圧濾過した。続いて、真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度50mmHgの条件で15分間減圧脱泡し、樹脂ワニスCを得た。
[Preparation of resin varnish C]
(A) As an alkali-soluble (meth) acrylic polymer containing a maleimide skeleton in the main chain, 60 parts by mass of P-1 solution (solid content: 45% by mass), (B) as a polymerizable compound, ethoxylated bisphenol A diacrylate (Hitachi) 15 parts by mass of “Fancryl FA-324A” (“Fancril” is a registered trademark) manufactured by Kasei Co., Ltd. and 15 parts by mass of ethoxylated bisphenol A diacrylate (“Fancryl FA-321A” manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), phenol 10 parts by mass of a biphenylene type epoxy resin (“NC-3000” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 275 g / eq), (C) 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2 as a polymerization initiator -Hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one (“Irgacure” manufactured by BASF Japan Ltd.) 959 ") 1 part by mass, 1 part by mass of bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (" Irgacure 819 "manufactured by BASF Japan Ltd.) is weighed into a wide-mouthed plastic bottle, and using a stirrer, Resin varnish C was prepared by stirring for 6 hours under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a rotational speed of 400 min −1 . Then, using a polyflon filter having a pore diameter of 2 μm (“PF020” manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.) and a membrane filter having a pore diameter of 0.5 μm (“J050A” manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.), a temperature of 25 ° C. and a pressure of 0.4 MPa. And filtered under pressure. Subsequently, defoaming was performed under reduced pressure for 15 minutes using a vacuum pump and a bell jar under conditions of a reduced pressure of 50 mmHg to obtain a resin varnish C.

[樹脂フィルムCの作製]
上記樹脂ワニスCを、PETフィルム(東洋紡績株式会社製「A1517」、厚さ16μm)の非処理面上に塗工機(株式会社ヒラノテクシード製マルチコーター「TM−MC」)を用いて塗布し、100℃で20分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスA31」、厚さ25μm)を貼付け、樹脂フィルムCを得た。このとき樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能である。
[Preparation of Resin Film C]
The resin varnish C was applied to a non-treated surface of a PET film (Toyobo Co., Ltd. “A1517”, thickness 16 μm) using a coating machine (Hirano Techseed Co., Ltd. multi-coater “TM-MC”), After drying at 100 ° C. for 20 minutes, a release PET film (“Purex A31” manufactured by Teijin DuPont Films Ltd., thickness 25 μm) was attached as a protective film to obtain a resin film C. At this time, the thickness of the resin layer can be arbitrarily adjusted by adjusting the gap of the coating machine.

[屈折率の測定]
上記と同様の方法で硬化後の樹脂層の屈折率測定を行ったところ、屈折率は1.555であった。
[Measurement of refractive index]
When the refractive index of the cured resin layer was measured by the same method as described above, the refractive index was 1.555.

<図1の光合波部材の作製例>
[第2クラッド9の形成]
基板7として100mm×100mmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製ポリイミド「カプトンEN」、厚さ25μm)を用い、一方の面に、上記で得られた厚さ15μmの樹脂フィルムAの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製「MVLP−500」)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度90℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機(株式会社オーク製作所製「EXM−1172」)を用いて、樹脂フィルムAの支持フィルム側から紫外線(波長365nm)を3000mJ/cmで照射した。その後、支持フィルムを剥離し、170℃で1時間加熱乾燥及び硬化し、第2クラッド9を形成した。
<Example of production of optical multiplexing member in FIG. 1>
[Formation of the second cladding 9]
A 100 mm × 100 mm polyimide film (polyimide “Kapton EN” manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., thickness 25 μm) is used as the substrate 7, and the protective film of the resin film A having a thickness of 15 μm obtained above is applied to one surface. After peeling, using a vacuum pressure laminator ("MVLP-500" manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.) and vacuuming to 500 Pa or less, then under conditions of pressure 0.4 MPa, temperature 90 ° C, pressurization time 30 seconds Lamination was performed by thermocompression bonding. Subsequently, ultraviolet rays (wavelength 365 nm) were irradiated at 3000 mJ / cm 2 from the support film side of the resin film A using an ultraviolet exposure machine (“EXM-1172” manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.). Thereafter, the support film was peeled off, dried and cured at 170 ° C. for 1 hour, and the second cladding 9 was formed.

[第1クラッド8の形成]
次いで、上記で形成した第2クラッド9形成面側から、上記で得られた厚さ15μmの樹脂フィルムCを、保護フィルムを剥離した後に、ロールラミネータ(日立化成テクノプラント株式会社製「HLM−1500」)を用い圧力0.4MPa、温度50℃、ラミネート速度0.2m/minの条件をラミネートし、次いで上記の真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製「MVLP−500」)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度70℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着した。
[Formation of the first cladding 8]
Next, the resin film C having a thickness of 15 μm obtained above is peeled off from the surface on which the second clad 9 is formed as described above, and then the roll laminator (HLM-1500 manufactured by Hitachi Chemical Technoplant Co., Ltd.) is peeled off. )) Under the conditions of a pressure of 0.4 MPa, a temperature of 50 ° C. and a laminating speed of 0.2 m / min, and then using the above-mentioned vacuum pressure laminator (“MVLP-500” manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.) After vacuuming below, thermocompression bonding was performed under the conditions of a pressure of 0.4 MPa, a temperature of 70 ° C., and a pressurization time of 30 seconds.

続いて、光伝搬部1形成部位に220μm×0.5mmの矩形、光合波部4形成部位に220μmの辺と接続し、7mm×90μm(上辺が90μm、下辺が220μmの台形)まで縮小した台形状の開口部を有するネガ型フォトマスクを、樹脂フィルムCの支持フィルム側から上記紫外線露光機を用いて、紫外線(波長365nm)を2500mJ/cmで照射した。その後、支持フィルムを剥離し、現像液(1%炭酸カリウム水溶液)を用いて、未硬化の樹脂フィルムCを除去し、次いで水洗浄を行い、160℃で1時間加熱乾燥及び硬化し、第1クラッド8を形成した。第1クラッド8の厚さは15μmであった。 Subsequently, a 220 μm × 0.5 mm rectangle is connected to the light propagation part 1 forming part, a 220 μm side is connected to the light combining part 4 forming part, and the base is reduced to 7 mm × 90 μm (a trapezoid having an upper side of 90 μm and a lower side of 220 μm). A negative photomask having an opening having a shape was irradiated with ultraviolet rays (wavelength 365 nm) at 2500 mJ / cm 2 from the support film side of the resin film C using the ultraviolet exposure machine. Thereafter, the support film is peeled off, the uncured resin film C is removed using a developing solution (1% potassium carbonate aqueous solution), then washed with water, dried and cured by heating at 160 ° C. for 1 hour, A clad 8 was formed. The thickness of the first cladding 8 was 15 μm.

[第1コアの形成]
上記で得られた第1クラッド8形成面に、上記で得られた厚さ65μmの樹脂フィルムBの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製「MVLP−500」)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度65℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機(株式会社オーク製作所製「EXM−1172」)を用いて、50μm×7.5mm×3本(80μmピッチ)の開口部を有するネガ型フォトマスクを用い、該開口部が、先に形成した200μm×7.5mmの矩形の第1クラッド8上に、配置しされるように位置合わせした後に、紫外線(波長365nm)を0.8J/cmで照射し、次いで80℃で5分間露光後加熱を行った。その後、支持フィルムであるPETフィルムを剥離し、現像液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/N,N−ジメチルアセトアミド=8/2、質量比)を用いてエッチングした。続いて、洗浄液(イソプロパノール)を用いて洗浄し、100℃で10分間加熱乾燥し、パターン化した3本の第1コア2を形成した。得られた第2コア6の厚さは50μmであった。
[Formation of the first core]
After peeling off the protective film of the resin film B having a thickness of 65 μm obtained above on the first clad 8 formation surface obtained above, a vacuum pressure laminator (“MVLP-500” manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.) After vacuuming to 500 Pa or less, lamination was performed by thermocompression bonding under conditions of a pressure of 0.4 MPa, a temperature of 65 ° C., and a pressing time of 30 seconds. Subsequently, using an ultraviolet exposure machine (“EXM-1172” manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.), a negative photomask having 50 μm × 7.5 mm × 3 (80 μm pitch) openings was used. Then, after aligning the first clad 8 having a rectangular shape of 200 μm × 7.5 mm previously formed so as to be arranged, the ultraviolet ray (wavelength 365 nm) is irradiated at 0.8 J / cm 2 , and then 80 ° C. And after exposure for 5 minutes, heating was performed. Thereafter, the PET film as the support film was peeled off and etched using a developer (propylene glycol monomethyl ether acetate / N, N-dimethylacetamide = 8/2, mass ratio). Then, it wash | cleaned using the washing | cleaning liquid (isopropanol), and it heat-dried at 100 degreeC for 10 minute (s), and formed the three 1st cores 2 patterned. The thickness of the obtained second core 6 was 50 μm.

[第1クラッド、第2コアの形成]
第1コア2形成面側から、上記で得られた厚さ75μmの樹脂フィルムCの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製「MVLP−500」)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度90℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、光伝搬部1形成部位に230μm×7.501mmの矩形、光合波部4形成部位に230μmの辺と接続し、7.01mm×100μm(上辺が100μm、下辺が230μmの台形)まで縮小した台形状の開口部を有するネガ型フォトマスクを、該開口部が第1クラッド8を内包するように位置合わせし、紫外線露光機(株式会社オーク製作所製「EXM−1172」)を用いて、樹脂フィルムCの支持フィルム側から紫外線(波長365nm)を2500mJ/cmで照射した。その後、支持フィルムを剥離し、1%炭酸カリウム水溶液を用いて、170℃で1時間加熱乾燥及び硬化し、第1クラッド2、第2コア5を同時に形成した。得られた第1クラッド2の第2クラッド9表面からの高さは60μmであった。
また、第2コア5は、先に形成した光合波部4形成部の第1クラッド8を内包していた。
[Formation of first cladding and second core]
After peeling off the protective film of the resin film C having a thickness of 75 μm obtained above from the surface on which the first core 2 is formed, a vacuum pressure laminator (“MVLP-500” manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.) is used and the pressure is 500 Pa. After vacuuming below, lamination was performed by thermocompression bonding under conditions of a pressure of 0.4 MPa, a temperature of 90 ° C., and a pressing time of 30 seconds. Subsequently, a 230 μm × 7.501 mm rectangle is connected to the light propagation part 1 forming part, and a 230 μm side is connected to the optical multiplexing part 4 forming part, and reduced to 7.01 mm × 100 μm (upper side is 100 μm and lower side is 230 μm trapezoid). The negative-type photomask having the trapezoidal opening is aligned so that the opening includes the first cladding 8, and using an ultraviolet exposure machine (“EXM-1172” manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.) Ultraviolet rays (wavelength 365 nm) were irradiated at 2500 mJ / cm 2 from the support film side of the resin film C. Thereafter, the support film was peeled off, dried and cured at 170 ° C. for 1 hour using a 1% aqueous potassium carbonate solution, and the first cladding 2 and the second core 5 were formed simultaneously. The height of the obtained first cladding 2 from the surface of the second cladding 9 was 60 μm.
Further, the second core 5 included the first clad 8 of the previously formed optical multiplexing part 4 formation part.

[第2クラッドの形成]
第2コア5形成面側から、上記で得られた厚さ100μmの樹脂フィルムAの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製「MVLP−500」)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度90℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機(株式会社オーク製作所製「EXM−1172」)を用いて、樹脂フィルムCの支持フィルム側から紫外線(波長365nm)を3000mJ/cmで照射した。その後、支持フィルムを剥離し、170℃で1時間加熱乾燥及び硬化し、第2クラッド5を形成した。
[Formation of second cladding]
After peeling off the protective film of the resin film A having a thickness of 100 μm obtained above from the surface on which the second core 5 is formed, a vacuum pressure laminator (“MVLP-500” manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.) is used and the pressure is 500 Pa. After vacuuming below, lamination was performed by thermocompression bonding under conditions of a pressure of 0.4 MPa, a temperature of 90 ° C., and a pressing time of 30 seconds. Subsequently, ultraviolet rays (wavelength 365 nm) were irradiated at 3000 mJ / cm 2 from the support film side of the resin film C using an ultraviolet exposure machine (“EXM-1172” manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.). Thereafter, the support film was peeled off, dried and cured at 170 ° C. for 1 hour, and the second cladding 5 was formed.

[光入射部及び光出射部の形成]
上記で得られた光合波部材の光入射部10と、光入射部10より、光軸方向に14.0mm位置に、矩形のダイシングブレードを備えたダイシングソー(株式会社ディスコ社製「DAC552」)を用いて基板7ごと切断し、端面平滑化を行って光入射部10と光出射部11を形成した。
[Formation of light incident part and light emission part]
A dicing saw (“DAC552” manufactured by DISCO Corporation) having a light dicing blade 10 at a position of 14.0 mm in the optical axis direction from the light incident portion 10 of the optical multiplexing member obtained above. Then, the substrate 7 was cut together and the end face was smoothed to form the light incident part 10 and the light emitting part 11.

[光損失測定]
得られた光合波部材の第1コア2に設けられた光入射部10から、クラッド直径80μmのGI50の光ファイバを発光素子として用いて、波長850nmの光を入射し、光出射部11から出射された光を、受光素子としてSI114の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、中心の第1コア2から入力し、光出射部11から出力された光損失は1.8dB、両端の第1コア2から入力し、光出射部11から出力された光損失は2.8dBであった。
[Optical loss measurement]
From the light incident part 10 provided in the first core 2 of the obtained optical multiplexing member, light having a wavelength of 850 nm is incident and emitted from the light emitting part 11 using a GI50 optical fiber with a cladding diameter of 80 μm as a light emitting element. The received light was received using an optical fiber of SI114 as a light receiving element, and optical loss was measured. As a result, the optical loss input from the central first core 2 and output from the light emitting unit 11 is 1.8 dB, and the optical loss input from the first core 2 at both ends and output from the light emitting unit 11 is 2 8 dB.

[光均一性の評価]
得られた光合波部材の第1コア2に設けられた光入射部10から、GI50の光ファイバを発光素子として用いて、405nmの青色、左右に532nmの緑色、632nmの赤色をそれぞれ入射した。光軸反対方向から光出射部11の色合いを見たところ、均一な白色であり良好であった。
なお、光出射部11の光の出力された領域は、第2コア5と、第1クラッド8であった。
[Evaluation of light uniformity]
Using the GI50 optical fiber as a light emitting element, 405 nm blue, left and right 532 nm green, and 632 nm red were incident from the light incident portion 10 provided on the first core 2 of the obtained optical multiplexing member. When the hue of the light emitting portion 11 was seen from the direction opposite to the optical axis, the white color was uniform and good.
Note that the light output region of the light emitting unit 11 was the second core 5 and the first cladding 8.

(実施例2)
<図4の光合波部材の作製例>
実施例1において、樹脂フィルムAを用いて第2クラッド9を形成した後に、樹脂フィルムCを用いて、第1クラッド8として光伝搬部1形成部位に、240μm×7.501mmの矩形、光合波部4形成部位に240μmの辺と接続し、7mm×110μm(上辺が110μm、下辺が240μmの台形)に縮小する台形パターンを形成し、樹脂フィルムBを用いて、第1コア2及び第2コア5として50μm×0.5mm×3本(80μmピッチ)の第1コア2と、該3本の第1コア2と接続する幅230μmから、7.01mmかけて100μm(上辺が100μm(光出射部11側)、下辺(3本の第1コア2側)が230μmの台形)に縮小するテーパ部を有する第2コア5を形成し、樹脂フィルムCを用いて、50μm×7.5mm×3本(80μmピッチ)の第1コア2を覆う、220μm×7.5mmの第1クラッド3を形成し、樹脂フィルムAを用いて、第1クラッド3及び第2コア5を覆う第2クラッド6を形成した。
その後、実施例1と同様に外形加工を行い、図4に示す光合波部材を形成した。
(Example 2)
<Example of production of optical multiplexing member in FIG. 4>
In Example 1, after forming the second clad 9 using the resin film A, the resin film C is used as the first clad 8 to form the light propagation portion 1 in a 240 μm × 7.501 mm rectangle, optical multiplexing. A trapezoid pattern that is connected to a side of 240 μm at the part 4 formation site and is reduced to 7 mm × 110 μm (a trapezoid with an upper side of 110 μm and a lower side of 240 μm) is formed using the resin film B, and the first core 2 and the second core 5 to 50 μm × 0.5 mm × 3 first cores 2 (80 μm pitch) and a width of 230 μm connected to the three first cores 2, 7.0 μm to 100 μm (upper side is 100 μm (light emitting part) 11 side), the second core 5 having a taper portion that is reduced to a lower side (a trapezoid whose three first cores 2 side are 230 μm) is formed, and resin film C is used to form 50 μm × 7.5 mm × 3 pieces. ( The first cladding 3 of 220 μm × 7.5 mm covering the first core 2 with a pitch of 0 μm) was formed, and the second cladding 6 covering the first cladding 3 and the second core 5 was formed using the resin film A. .
Then, the external shape process was performed similarly to Example 1, and the optical multiplexing member shown in FIG. 4 was formed.

[光損失測定]
得られた光合波部材の第1コア2に設けられた光入射部10から、クラッド直径80μmのGI50の光ファイバを発光素子として用いて、波長850nmの光を入射し、光出射部11から出射された光を、受光素子としてSI114の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、中心の第1コア2から入力し、光出射部11から出力された光損失は1.8dB、両端の第1コア2から入力し、光出射部11から出力された光損失は3.1Bであった。
[Optical loss measurement]
From the light incident part 10 provided in the first core 2 of the obtained optical multiplexing member, light having a wavelength of 850 nm is incident and emitted from the light emitting part 11 using a GI50 optical fiber with a cladding diameter of 80 μm as a light emitting element. The received light was received using an optical fiber of SI114 as a light receiving element, and optical loss was measured. As a result, the optical loss input from the central first core 2 and output from the light emitting unit 11 is 1.8 dB, and the optical loss input from the first core 2 at both ends and output from the light emitting unit 11 is 3 .1B.

[光均一性の評価]
得られた光合波部材の第1コア2に設けられた光入射部10から、GI50の光ファイバを発光素子として用いて、405nmの青色、左右に532nmの緑色、632nmの赤色をそれぞれ入射した。光軸反対方向から光出射部11の色合いを見たところ、均一な白色であり良好であった。
[Evaluation of light uniformity]
Using the GI50 optical fiber as a light emitting element, 405 nm blue, left and right 532 nm green, and 632 nm red were incident from the light incident portion 10 provided on the first core 2 of the obtained optical multiplexing member. When the hue of the light emitting portion 11 was seen from the direction opposite to the optical axis, the white color was uniform and good.

(比較例1)
実施例1において、第1コア2を形成しなかった以外は同様の方法で光合波部材を形成した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, an optical multiplexing member was formed by the same method except that the first core 2 was not formed.

[光損失測定]
得られた光合波部材の第2コア5(実施例1において第1コア2の光入射部が存在した箇所)に光入射部10から、クラッド直径80μmのGI50の光ファイバを発光素子として用いて、波長850nmの光を入射し、光出射部11から出射された光を、受光素子としてSI114の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、中心の第1コア2が存在した箇所から入力し、光出射部11から出力された光損失は3.6dB、両端の第1コア2が存在した箇所から入力し、光出射部11から出力された光損失は5.2dBであった。
[Optical loss measurement]
An optical fiber of GI 50 having a cladding diameter of 80 μm is used as a light emitting element from the light incident part 10 to the second core 5 of the obtained optical multiplexing member (the place where the light incident part of the first core 2 was present in Example 1). Then, light having a wavelength of 850 nm was incident, the light emitted from the light emitting portion 11 was received using an optical fiber of SI114 as a light receiving element, and the optical loss was measured. As a result, the light loss input from the location where the first core 2 at the center is present and the optical loss output from the light emitting portion 11 is 3.6 dB, and the light loss is input from the location where the first core 2 at both ends is present. The optical loss output from was 5.2 dB.

(比較例2)
実施例2において、第1クラッドA2を形成しなかった以外は同様の方法で光合波部材を形成した。
(Comparative Example 2)
In Example 2, an optical multiplexing member was formed by the same method except that the first cladding A2 was not formed.

[光損失測定]
得られた光合波部材の実施例1における第2コア5に光入射部10から、クラッド直径80μmのGI50の光ファイバを発光素子として用いて、波長850nmの光を入射し、光出射部11から出射された光を、受光素子としてSI114の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、中心の第1コア2から入力し、光出射部11から出力された光損失は2.8dB、両端の第1コア2から入力し、光出射部11から出力された光損失は4.2dBであった。
[Optical loss measurement]
Using the GI50 optical fiber with a cladding diameter of 80 μm as a light emitting element, light having a wavelength of 850 nm is incident on the second core 5 in Example 1 of the obtained optical multiplexing member from the light emitting unit 11. The emitted light was received using an optical fiber of SI114 as a light receiving element, and optical loss was measured. As a result, the optical loss input from the central first core 2 and output from the light emitting unit 11 is 2.8 dB, and the optical loss input from the first core 2 at both ends and output from the light emitting unit 11 is 4 2 dB.

本発明の光合波部材は、小型化を図ると同時に、低光損失で2以上の光を合波した合波光を得ることができる光合波部材であり、各種光学装置、各種光合波装置、光源ユニット、光インターコネクション、医療用・工業用内視鏡、各種測定機等の照明装置、プロジェクタ、ピコプロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ等の画像投影装置などの幅広い分野に適用可能である。   The optical multiplexing member of the present invention is an optical multiplexing member capable of obtaining a combined light in which two or more lights are combined with low optical loss while at the same time reducing the size. Various optical devices, various optical combining devices, and light sources It can be applied to a wide range of fields such as units, optical interconnections, medical / industrial endoscopes, illumination devices such as various measuring machines, image projection devices such as projectors, pico projectors, and head mounted displays.

1…光伝搬部
2…第1コア
3…第1クラッド
4…光合波部
5…第2コア
6…第2クラッド
7…基板
8…(下部)第1クラッド
9…(下部)第2クラッド
10…光入射部
11…光出射部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light propagation part 2 ... 1st core 3 ... 1st clad 4 ... Optical multiplexing part 5 ... 2nd core 6 ... 2nd clad 7 ... Substrate 8 ... (lower part) 1st clad 9 ... (lower part) 2nd clad 10 ... light incident part 11 ... light emitting part

Claims (12)

複数の光路を有する光伝搬部と前記光伝搬部と光学的に結合された光合波部を備え、
前記光伝搬部は、光路である複数の第1コア、及び前記第1コアよりも屈折率が低く、前記第1コアの少なくとも略対向する2面を覆うように設けられた第1クラッドを有し、
前記光合波部は、前記光伝搬部で伝搬した光を合波して伝搬する第2コア、及び前記第2コアよりも屈折率が低く、前記第2コアの少なくとも略対向する2面を覆うように設けられた第2クラッドを有し、
少なくとも1つ以上の前記第1コアと前記第1クラッドの屈折率差が、前記第2コアと前記第2クラッドの屈折率差よりも小さい光合波部材。
A light propagation part having a plurality of optical paths and an optical multiplexing part optically coupled to the light propagation part;
The light propagation portion includes a plurality of first cores that are optical paths, and a first cladding that has a refractive index lower than that of the first core and is provided so as to cover at least two substantially opposite surfaces of the first core. And
The optical multiplexing unit has a second core that multiplexes and propagates the light propagated by the optical propagation unit, and has a refractive index lower than that of the second core, and covers at least two substantially opposite surfaces of the second core. A second cladding provided as follows:
An optical multiplexing member in which a refractive index difference between at least one of the first core and the first cladding is smaller than a refractive index difference between the second core and the second cladding.
前記各第1コアの全周囲が前記第1コアよりも屈折率が低く、前記第2コアの全周囲が前記第2コアよりも屈折率が低い請求項1に記載の光合波部材。   2. The optical multiplexing member according to claim 1, wherein the entire periphery of each first core has a refractive index lower than that of the first core, and the entire periphery of the second core has a refractive index lower than that of the second core. 前記光合波部の第2コアが、光の進行方向に対して光軸垂直断面積を小さくするテーパ部を有する請求項1又は2に記載の光合波部材。   3. The optical multiplexing member according to claim 1, wherein the second core of the optical multiplexing unit has a tapered portion that reduces an optical axis vertical cross-sectional area with respect to a traveling direction of light. 前記第1クラッド及び前記第2コアの屈折率が同一である請求項1〜3のいずれかに記載の光合波部材。   The optical multiplexing member according to any one of claims 1 to 3, wherein the first cladding and the second core have the same refractive index. 前記第1クラッド及び前記第2コアの材料が同一である請求項4に記載の光合波部材。   The optical multiplexing member according to claim 4, wherein the first clad and the second core are made of the same material. 前記第2クラッドの屈折率が、前記第1クラッドの屈折率より小さい請求項1〜5のいずれかに記載の光合波部材。   The optical multiplexing member according to claim 1, wherein a refractive index of the second cladding is smaller than a refractive index of the first cladding. 前記第1コア及び前記第2コアの材料が同一である請求項1〜4のいずれかに記載の光合波部材。   The optical multiplexing member according to claim 1, wherein the first core and the second core are made of the same material. 前記光伝搬部及び/又は前記光合波部がポリマー光導波路である請求項1〜7のいずれかに記載の光合波部材。   The optical multiplexing member according to claim 1, wherein the light propagation part and / or the optical multiplexing part is a polymer optical waveguide. 請求項1〜8のいずれかに記載の光合波部材を用いた光源ユニット。   A light source unit using the optical multiplexing member according to claim 1. 前記複数の第1コアのそれぞれから光を入射する複数の光源を備える請求項9に記載の光源ユニット。   The light source unit according to claim 9, comprising a plurality of light sources that receive light from each of the plurality of first cores. 請求項9又は10に記載の光源ユニットを用いた照明装置。   An illumination device using the light source unit according to claim 9. 請求項9又は10に記載の光源ユニットを用いた画像投影装置。   An image projection apparatus using the light source unit according to claim 9.
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