JP2017211414A - Optical path conversion mirror with optical waveguide - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical path conversion mirror with optical waveguide capable of efficiently branching a beam of light transmitted on a core layer at desired ratio.SOLUTION: The optical path conversion mirror with optical waveguide which has a first core layer 1 on which a beam incident light transmits and an optical path conversion mirror. The optical path conversion mirror with optical waveguide includes: a second core layer 2 disposed above a part of a first core layer; and optical path conversion mirrors 6, 7 which are positioned on the optical path of the light transmitting on the core layer being inclined with respect to the optical path. Two or more of at least one optical path conversion mirror 7 are disposed on the optical paths, which are disposed on a part or all the second core layer in a thickness direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は光路変換ミラー付光導波路に関する。   The present invention relates to an optical waveguide with an optical path conversion mirror.

情報容量の増大に伴い、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ装置内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。特に、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるための光伝送路としては、光ファイバに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路を用いることが望ましく、中でも、加工性や経済性に優れたポリマー材料を用いた光導波路が有望である。このような中で光導波路を伝搬する光の一部を分岐させ、この光の強度を測定することで、光素子の経年劣化を確認し光素子の異常を早急に発見する要望や、分岐させた光を光素子を実装する際の位置合わせの基準として使用する要望が高まっている。   With the increase in information capacity, development of optical interconnection technology that uses optical signals not only for communication fields such as trunk lines and access systems, but also for information processing in routers and server devices is underway. In particular, as an optical transmission path for using light for short-distance signal transmission between boards in a router or a server device, optical fibers that have a higher degree of freedom in wiring and can be densified than optical fibers. It is desirable to use a waveguide. Among them, an optical waveguide using a polymer material excellent in processability and economy is promising. Under such circumstances, a part of the light propagating through the optical waveguide is branched, and the intensity of this light is measured to confirm the deterioration of the optical element over time and to detect an abnormality of the optical element as soon as possible. There is an increasing demand for using the light as a reference for alignment when mounting optical elements.

光路変換ミラーを用いて伝播した光を別の光路に移動させる技術として例えば特許文献1には2つの光路変換ミラーを用いて第一のコアを伝搬してきた光を第二のコアに移動させる方法が提案されている。また、特許文献1の図4に示されるように光路変換ミラーの一部の角度を変えて、より多くの光を移動させることが提案されている。   As a technique for moving the light propagated using the optical path conversion mirror to another optical path, for example, Patent Document 1 discloses a method of moving the light propagated through the first core to the second core using two optical path conversion mirrors. Has been proposed. Further, as shown in FIG. 4 of Patent Document 1, it has been proposed to move more light by changing the angle of a part of the optical path conversion mirror.

特開2012−198572号公報JP 2012-198572 A

しかし、この技術を、伝搬光の一部を第2のミラー部で反射させずに分岐させる用途で使用した場合、第2のミラー面の位置により伝搬光の分岐割合が大きく変わることが予想され、任意の分岐割合を得ることが難しく、基板の両面にミラー加工を行う必要があるため工程数が増えてしまう。
また、特許文献1の図4のように光路変換ミラーの一部の角度が変わった場合、ミラー角度により第一のミラー面で光路変換された光の伝搬方向が異なるため、スポット径が大きくなり受光器に十分な光を伝搬させることが難しい。また、レンズを使用して集光する場合もレンズ径が大きくなってしまうため小型化が難しいと考えられる。
However, when this technique is used for the purpose of branching a part of the propagating light without reflecting it at the second mirror part, it is expected that the propagating ratio of the propagating light greatly changes depending on the position of the second mirror surface. It is difficult to obtain an arbitrary branching ratio, and it is necessary to perform mirror processing on both sides of the substrate, which increases the number of processes.
Further, when the angle of a part of the optical path conversion mirror is changed as shown in FIG. 4 of Patent Document 1, the propagation direction of the light path converted on the first mirror surface is different depending on the mirror angle, so the spot diameter is increased. It is difficult to propagate sufficient light to the light receiver. In addition, when condensing light using a lens, it is considered difficult to reduce the size because the lens diameter increases.

本発明の光路変換ミラー付光導波路は、上記問題の解決を鑑みたものであり、コア層を伝搬してきた光を効率よく任意の割合で分岐させることが可能な光路変換ミラー付き光導波路を提供することを目的とする。   The optical waveguide with an optical path conversion mirror of the present invention is provided in view of the solution of the above problem, and provides an optical waveguide with an optical path conversion mirror capable of efficiently branching light propagating through the core layer at an arbitrary ratio. The purpose is to do.

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、入射された光が伝搬する第一のコア層と光路変換ミラーを有する光導波路であって、前記第一のコア層の一部の上部に第二のコア層を有し、前記光路変換ミラーが、コア層を伝搬する光の光路上に位置し、かつその光路に対して傾斜しており、光路上に2つ以上配置され、少なくとも1つの前記光路変換ミラーが前記第二のコア層の厚み方向の一部もしくは全てに対して設置されていることを特徴とする光導波路とすることで、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。
すなわち、本発明は、以下のものに関する。
(1)入射された光が伝搬する第一のコア層と光路変換ミラーを有する光導波路であって、前記第一のコア層の一部の上部に第二のコア層を有し、前記光路変換ミラーが、コア層を伝搬する光の光路上に位置し、かつその光路に対して傾斜しており、光路上に2つ以上配置され、少なくとも1つの前記光路変換ミラーが前記第二のコア層の厚み方向の一部もしくは全てに対して設置されていることを特徴とする光路変換ミラー付光導波路。
(2)前記光導波路のコア層の上面、下面及び側面がコア層よりも屈折率の低いクラッド層に覆われている(1)に記載の光路変換ミラー付光導波路。
(3)前記光路変換ミラーの傾斜角度が43°〜47°の範囲内である(1)又は(2)に記載の光路変換ミラー付光導波路。
(4)前記光導波路がポリマ光導波路である(1)〜(3)いずれか一項に記載の光路変換ミラー付光導波路。
(5)前記光導波路のコア層及び光路変換ミラーによって変換された光路上にレンズを有する(1)〜(4)いずれか一項に記載の光路変換ミラー付光導波路。
As a result of diligent research to solve the above problems, the inventors of the present invention are an optical waveguide having a first core layer through which incident light propagates and an optical path conversion mirror, and one of the first core layers. A second core layer at the top of the part, wherein the optical path conversion mirror is positioned on the optical path of light propagating through the core layer and is inclined with respect to the optical path, and two or more are disposed on the optical path The above-mentioned problem can be solved by providing an optical waveguide characterized in that at least one of the optical path conversion mirrors is installed for a part or all of the thickness direction of the second core layer. I found. The present invention has been completed based on such knowledge.
That is, the present invention relates to the following.
(1) An optical waveguide having a first core layer through which incident light propagates and an optical path conversion mirror, wherein the optical path has a second core layer above a part of the first core layer, Two or more conversion mirrors are located on an optical path of light propagating through the core layer and are inclined with respect to the optical path, and two or more conversion mirrors are disposed on the optical path, and at least one of the optical path conversion mirrors is the second core. An optical waveguide with an optical path conversion mirror, wherein the optical waveguide is installed for a part or all of the thickness direction of the layer.
(2) The optical waveguide with an optical path conversion mirror according to (1), wherein an upper surface, a lower surface and side surfaces of the core layer of the optical waveguide are covered with a cladding layer having a refractive index lower than that of the core layer.
(3) The optical waveguide with an optical path conversion mirror according to (1) or (2), wherein an inclination angle of the optical path conversion mirror is in a range of 43 ° to 47 °.
(4) The optical waveguide with an optical path conversion mirror according to any one of (1) to (3), wherein the optical waveguide is a polymer optical waveguide.
(5) The optical waveguide with an optical path conversion mirror according to any one of (1) to (4), having a lens on the optical path converted by the core layer of the optical waveguide and the optical path conversion mirror.

本発明の光路変換ミラー付光導波路は、コア層を伝搬してきた光を効率よく任意の割合で分岐させることができる。   The optical waveguide with an optical path conversion mirror of the present invention can efficiently branch light propagating through the core layer at an arbitrary ratio.

本発明のミラー付光導波路の一態様を示す側面図である。It is a side view which shows the one aspect | mode of the optical waveguide with a mirror of this invention. 本発明のミラー付光導波路の別の態様を示す側面図である。It is a side view which shows another aspect of the optical waveguide with a mirror of this invention. 本発明のミラー付光導波路の別の態様を示す側面図である。It is a side view which shows another aspect of the optical waveguide with a mirror of this invention. 本発明のミラー付光導波路のレンズを使用した場合の一態様を示す側面図である。It is a side view which shows the one aspect | mode at the time of using the lens of the optical waveguide with a mirror of this invention. 本発明の比較例1における第一のコア層の形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shape of the 1st core layer in the comparative example 1 of this invention.

本発明の光路変換ミラー付光導波路を図1を用いて説明する。
本発明の光路変換ミラー付光導波路は、入射された光が伝搬する第一のコア層1と光路変換ミラーを有する光導波路であって、前記第一のコア層1の一部が前記第一のコア層の厚みよりも厚い部分(第二のコア層2)を有し、前記光路変換ミラーが、コア層を伝搬する光の光路上に位置し、かつその光路に対して傾斜しており、光路上に2つ以上配置され、少なくとも1つの前記光路変換ミラーが前記第二のコア層の厚み方向の一部もしくは全てに対して設置されていることを特徴とする光路変換ミラー付光導波路である。
第一のコア層1を伝搬してきた光は、第二のコア層2を有するコア部分に到達すると、第二のコア層にも一部の光が伝搬される。この一部の光を第二のコア層に作製された第二の光路変換ミラー7によって光路変換を行うことで、コア層を伝搬してきた光を分岐させることが可能となる。さらに、光路変換ミラー作製時の深さを調節することにより任意の割合で伝搬光を分岐させることが可能となる。
An optical waveguide with an optical path conversion mirror of the present invention will be described with reference to FIG.
The optical waveguide with an optical path conversion mirror of the present invention is an optical waveguide having an optical path conversion mirror and a first core layer 1 through which incident light propagates, wherein a part of the first core layer 1 is the first core layer 1. A portion thicker than the thickness of the core layer (second core layer 2), and the optical path conversion mirror is located on an optical path of light propagating through the core layer and is inclined with respect to the optical path An optical waveguide with an optical path conversion mirror, wherein two or more optical path conversion mirrors are arranged on the optical path, and at least one of the optical path conversion mirrors is installed for a part or all of the thickness direction of the second core layer. It is.
When the light propagating through the first core layer 1 reaches the core portion having the second core layer 2, part of the light is also propagated to the second core layer. By performing optical path conversion of this part of the light by the second optical path conversion mirror 7 formed in the second core layer, it is possible to branch the light that has propagated through the core layer. Furthermore, the propagation light can be branched at an arbitrary ratio by adjusting the depth at the time of manufacturing the optical path conversion mirror.

また、前記光導波路がコア層1,2の上面、下面及び側面がコア層よりも屈折率の低いクラッド層3,4に覆われていることにより、コア層や光路変換ミラー部の傷や異物等による汚染を防止し、光損失の増加を抑制することができる。   Further, since the optical waveguide is covered with the clad layers 3 and 4 whose upper surface, lower surface and side surfaces of the core layers 1 and 2 are lower in refractive index than the core layer, scratches and foreign matter on the core layer and the optical path conversion mirror portion. It is possible to prevent contamination due to, for example, and suppress an increase in light loss.

また、前記光路変換ミラーの傾斜角度が43°〜47°の範囲内で、好ましくは45°であることにより、光路変換された光がコア層を伝搬する光の伝搬方向に対して略直角になるため、光素子の実装が容易になる。   Further, when the inclination angle of the optical path conversion mirror is in the range of 43 ° to 47 °, preferably 45 °, the optical path converted light is substantially perpendicular to the propagation direction of the light propagating through the core layer. Therefore, the mounting of the optical element is facilitated.

また、前記光導波路がポリマ光導波路であることにより、前記光導波路がフレキシブル性を有すことで、取扱時の前記光導波路の曲げ等による破損を防止することが可能である。   Further, since the optical waveguide is a polymer optical waveguide, the optical waveguide has flexibility, so that it is possible to prevent damage due to bending of the optical waveguide during handling.

また、前記光導波路のコア層及び光路変換ミラーによって変換された光路上にレンズを有することにより、伝搬光が集光もしくは平行光化され、光路変換ミラー付光導波路内での光損失の低下させることや光素子への受光量を増加させることが可能となる。
以下、本発明に用いられる各部材について詳細に説明する。
Further, by having a lens on the optical path converted by the core layer of the optical waveguide and the optical path conversion mirror, the propagating light is condensed or collimated to reduce the optical loss in the optical waveguide with the optical path conversion mirror. In addition, the amount of light received by the optical element can be increased.
Hereinafter, each member used in the present invention will be described in detail.

[光路変換ミラー]
本発明において、光路変換ミラーとは、コア層を伝搬する光の伝搬方向を変えるためにダイシング加工等によって作製される一定の角度を持つ傾斜面のことである。
本発明において、光路変換ミラーの角度は光を反射させることが可能であれば特に限定されないが、伝搬された光をより多く光路変換を行う観点から40°から50°の間であることが好ましく、43°から47°であれば光路変換された光の角度がより直角に近づくため光路変換された光がコア層を伝搬する光の伝搬方向に対して略直角になり、光素子の実装が容易になるためより好ましい。
また、光路変換ミラーの数は、光路上に2つ以上配置され、少なくとも1つの前記光路変換ミラーが前記第二のコア層の厚み方向の一部もしくは全てに対して設置されていれば特に限定されず、第一のコア層においてさらに光を分岐させるために3以上の光路変換ミラーが設置されてもよく、同様に第二のコア層において分岐させるために設置されてもよい。さらに、図3に示すように光の伝搬方向が入れ替わるような使用方法に対応するために、第二のコア層の両端に第二の光路変換ミラー7及び第三の光路変換ミラー8を設置しても構わない。
[Optical path conversion mirror]
In the present invention, the optical path conversion mirror is an inclined surface having a certain angle produced by dicing or the like in order to change the propagation direction of light propagating through the core layer.
In the present invention, the angle of the optical path conversion mirror is not particularly limited as long as it can reflect light, but it is preferably between 40 ° and 50 ° from the viewpoint of performing optical path conversion of more propagated light. If the angle is 43 ° to 47 °, the angle of the light whose path has been changed becomes closer to a right angle, so that the light whose path has been changed becomes substantially perpendicular to the propagation direction of the light propagating through the core layer. Since it becomes easy, it is more preferable.
The number of optical path conversion mirrors is particularly limited as long as two or more optical path conversion mirrors are arranged on the optical path, and at least one of the optical path conversion mirrors is provided for a part or all of the thickness direction of the second core layer. Instead, three or more optical path conversion mirrors may be installed to further branch light in the first core layer, and may be similarly installed to branch in the second core layer. Further, in order to cope with a usage method in which the light propagation direction is switched as shown in FIG. 3, the second optical path conversion mirror 7 and the third optical path conversion mirror 8 are installed at both ends of the second core layer. It doesn't matter.

〔クラッド層〕
本発明において、クラッド層は必ずしも必要とされているものではないが、クラッド層を有することによりコア層を傷や異物による汚染から保護することが可能である。
このクラッド層は、コア層の上面、下面及び側面に形成されるものとする。
本発明で用いるクラッド層形成用材料としては、コア層よりも低い屈折率を持つ材料であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。クラッド層形成用材料は、下部クラッド層及び上部クラッド層において、含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、材料の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。
[Clad layer]
In the present invention, the clad layer is not necessarily required, but by having the clad layer, it is possible to protect the core layer from scratches and contamination by foreign substances.
The clad layer is formed on the upper surface, the lower surface, and the side surface of the core layer.
The clad layer forming material used in the present invention is not particularly limited as long as it has a lower refractive index than the core layer, and a thermosetting resin composition or a photosensitive resin composition can be suitably used. . In the lower clad layer and the upper clad layer, the clad layer forming material may contain the same or different components, and the refractive indexes of the materials may be the same or different.

〔第一のコア層〕
本発明において、第一のコア層は下部クラッド層の上部に形成され、光源より光路変換ミラー付光導波路に入射した光が伝搬される層のことである。
第一のコア層形成用材料としては、クラッド層よりも屈折率が高い材料であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。
[First core layer]
In the present invention, the first core layer is formed on the lower clad layer, and is a layer through which light incident on the optical waveguide with an optical path conversion mirror from the light source is propagated.
The first core layer forming material is not particularly limited as long as it is a material having a higher refractive index than that of the cladding layer, and a thermosetting resin composition or a photosensitive resin composition can be suitably used.

〔第二のコア層〕
本発明において、第二のコア層は、一部の第一のコア層の上部に形成され、光が伝搬される層のことである。
第二のコア層形成用材料としては、クラッド層よりも屈折率が高い材料であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。
また、第一のコア層及び第二のコア層において、形成用材料の含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、屈折率がクラッド層の屈折率よりも高ければ材料の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。しかし、第一のコア層及び第二のコア層を形成する材料の屈折率が異なる場合、屈折率の組合せによっては第一のコア層と第二のコア層の界面にて全反射が起き、必要な分岐割合が得られないことが考えられるため、第一のコア層と第二のコア層の形成用材料は同一の材料を使用することが好ましい。
[Second core layer]
In the present invention, the second core layer is a layer that is formed on a part of the first core layer and through which light is propagated.
The material for forming the second core layer is not particularly limited as long as the material has a higher refractive index than that of the cladding layer, and a thermosetting resin composition or a photosensitive resin composition can be suitably used.
In the first core layer and the second core layer, the components contained in the forming material may be the same or different, and the refractive index of the material is higher if the refractive index is higher than the refractive index of the cladding layer. May be the same or different. However, when the refractive index of the material forming the first core layer and the second core layer is different, total reflection occurs at the interface between the first core layer and the second core layer depending on the combination of refractive indexes, Since it is considered that a necessary branching ratio cannot be obtained, it is preferable to use the same material as the material for forming the first core layer and the second core layer.

〔レンズ〕
本発明において、レンズとは前記光導波路のコア層及び光路変換ミラーによって変換された光路上に設置された、伝搬光を集光もしくは平行化する用途で用いられる部材である。
レンズの形状については伝搬光を集光もしくは平行光化することが可能な形状であれば特に限定されない。
また、レンズの直径及び厚みについては、伝搬光を集光できる大きさ、厚みであれば特に限定されないが、レンズ上面と光素子間の距離とレンズの直径及び厚みにより算出されるレンズの焦点距離が等しければ、光素子の受光部に光が集光し、より多くの光をうけとることができる為好ましい。さらに、小型化の観点から受光部に十分な量の光を集めることができることを前提として、レンズの直径及び厚みは小さい方が好ましい。
〔lens〕
In the present invention, the lens is a member that is installed on the optical path converted by the core layer of the optical waveguide and the optical path conversion mirror and used for collecting or collimating the propagating light.
The shape of the lens is not particularly limited as long as the propagating light can be condensed or collimated.
The diameter and thickness of the lens are not particularly limited as long as the propagation light can be collected and thick, but the focal length of the lens is calculated by the distance between the lens upper surface and the optical element and the diameter and thickness of the lens. Are equal to each other, it is preferable because light can be collected on the light receiving portion of the optical element and more light can be received. Further, from the viewpoint of miniaturization, it is preferable that the lens has a smaller diameter and thickness on the premise that a sufficient amount of light can be collected in the light receiving unit.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されない。
(実施例1)
(光導波路の作製)
基板5としての厚さ;25μm、縦140mm、横140mmサイズのポリイミド基板(東レ・デュポン株式会社製、商品名;カプトンEN)上の全面に、PETフィルム(東洋紡株式会社製「コスモシャインA4100」、厚み:50μm)上に塗布されたドライフィルム状のクラッド層形成用感光性樹脂(日立化成株式会社製、商品名;C73、硬化後の屈折率:1.536)を、真空加圧式ラミネータ(商品名:MVLP−500、株式会社名機製作所製)を用いて、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.7MPa、温度70℃、加圧時間30秒の条件で加熱圧着した。その後、紫外線露光機(商品名:EV−800、日立ビアメカニクス株式会社製)を用いて、PETフィルム越しに紫外線(波長365nm)を1J/cm照射し、その後、PETフィルムを剥離し、170℃で1時間、加熱硬化して、10μm厚みの下部クラッド層3を作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
Example 1
(Production of optical waveguide)
Thickness as the substrate 5: 25 μm, length 140 mm, width 140 mm size polyimide substrate (Toray Dupont Co., Ltd., trade name: Kapton EN) on the entire surface, PET film (Toyobo Co., Ltd. “Cosmo Shine A4100”, A clad layer-forming photosensitive resin in the form of a dry film (thickness: 50 μm) (product name; C73, refractive index after curing: 1.536) applied to a vacuum pressure laminator (product) Name: MVLP-500, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.) was evacuated to 500 Pa or less, and then thermocompression bonded under the conditions of pressure 0.7 MPa, temperature 70 ° C., and pressurization time 30 seconds. Thereafter, using an ultraviolet exposure machine (trade name: EV-800, manufactured by Hitachi Via Mechanics Co., Ltd.), ultraviolet light (wavelength 365 nm) is irradiated through the PET film at 1 J / cm 2 , and then the PET film is peeled off. The lower clad layer 3 having a thickness of 10 μm was prepared by heating and curing at 1 ° C. for 1 hour.

次に、PETフィルム(東洋紡株式会社「コスモシャインA1517」、厚み:16μm)上に塗布されたドライフィルム状の第一のコア層形成用樹脂(日立化成株式会社製、商品名;AD193、硬化後の屈折率:1.555)を、真空加圧式ラミネータ(商品名:MVLP−500、株式会社名機製作所製、一方の面がシリコンラバー面、もう一方の面がSUS403面(SUS面がPETフィルム側))を用いて、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.7MPa、温度80℃、加圧時間30秒の条件で下部クラッド層上に加熱圧着した。その後、第一のコア層1を形成するための開口部を有するネガ型フォトマスクを介し、上記露光機を用いて(波長365nm)を3J/cm照射し、PETフィルムを剥離した。 Next, a dry film-shaped first core layer forming resin (trade name; AD193, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) coated on a PET film (Toyobo Co., Ltd. “Cosmo Shine A1517”, thickness: 16 μm) Is a vacuum pressure laminator (trade name: MVLP-500, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd., one side is a silicon rubber surface, the other side is a SUS403 surface (SUS surface is a PET film) Side)), and evacuated to 500 Pa or less, and then thermocompression bonded onto the lower cladding layer under the conditions of pressure 0.7 MPa, temperature 80 ° C., and pressurization time 30 seconds. Thereafter, the PET film was peeled off by irradiating 3 J / cm 2 (wavelength 365 nm) through the negative photomask having an opening for forming the first core layer 1 using the above exposure machine.

次に、第一のコア層形成用樹脂と同様の第二のコア層形成用樹脂を、上記真空加圧式ラミネータを用いて、上記と同じ条件で第一のコア層形成用樹脂上に加熱圧着した。その後、第二のコア層を形成するための開口部を有するネガ型フォトマスクを介し、上記露光機を用いて(波長365nm)を3J/cm照射し、その後、PETフィルムを剥離し、1質量%の炭酸カリウム水溶液を用いて現像し、さらに上記露光機を用いて(波長365nm)を4J/cm照射して更なる光硬化を行ったあとに、170℃で1時間、加熱硬化して、第一のコア層1及び第二のコア層2を形成した。 Next, a second core layer forming resin similar to the first core layer forming resin is thermocompression-bonded onto the first core layer forming resin under the same conditions as described above, using the vacuum pressure laminator. did. Thereafter, 3J / cm 2 of irradiation (wavelength 365 nm) is irradiated through the negative photomask having an opening for forming the second core layer using the above exposure machine, and then the PET film is peeled off. After developing with a mass% potassium carbonate aqueous solution, and further using the above exposure machine (wavelength 365 nm) to irradiate 4 J / cm 2 with 4 J / cm 2, the film was heat cured at 170 ° C. for 1 hour. Thus, the first core layer 1 and the second core layer 2 were formed.

なお、第一のコア層の下部クラッド層表面からの高さは45μm、第二のコア層の第一のコア層表面からの高さは20μmであった。   The height of the first core layer from the surface of the lower cladding layer was 45 μm, and the height of the second core layer from the surface of the first core layer was 20 μm.

得られたコア層を45°の傾斜面を有するダイシングブレードを備えたダイシングソー(DAC552、株式会社ディスコ製)を用いて切削加工し、45°の傾斜面を有する第一の光路変換ミラー6と第二の光路変換ミラー7を形成し、第一の光路変換ミラーの第二のコア層上面からの深さを65μm、第二の光路変換ミラーの第二のコア層上面からの深さを20μmとした。   The obtained core layer was cut using a dicing saw (DAC552, manufactured by DISCO Corporation) having a dicing blade having a 45 ° inclined surface, and the first optical path conversion mirror 6 having a 45 ° inclined surface; The second optical path conversion mirror 7 is formed, the depth of the first optical path conversion mirror from the upper surface of the second core layer is 65 μm, and the depth of the second optical path conversion mirror from the upper surface of the second core layer is 20 μm. It was.

次に、PETフィルム(東洋紡株式会社製「コスモシャインA4100」、厚み:50μm)上に塗布されたドライフィルム状の上部クラッド層4形成用感光性樹脂(日立化成株式会社製、商品名;C73、硬化後の屈折率:1.536)を、真空加圧式ラミネータ(商品名:MVLP−500、株式会社名機製作所製)を用いて、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.7MPa、温度70℃、加圧時間30秒の条件で導光路本体形成面側に、加熱圧着した。
その後、100μm角の遮光部を有するネガ型フォトマスクを介し、第一の光路変換ミラー6と第二の光路変換ミラー7上にそれぞれの遮光部が配置されるように位置合わせし、上記紫外線露光機(商品名:EV−800、日立ビアメカニクス株式会社製)を用いて、PETフィルム越しに紫外線(波長365nm)を0.5J/cm照射し、その後、PETフィルムを剥離し、1質量%の炭酸カリウム水溶液を用いて現像し、さらに上記露光機を用いて(波長365nm)を4J/cm照射したあとに、170℃で1時間、加熱硬化して、開口部9を有する上部クラッド層4を形成した。
Next, a photosensitive resin for forming the upper clad layer 4 in the form of a dry film coated on a PET film (“Cosmo Shine A4100” manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness: 50 μm) (trade name; C73, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) The refractive index after curing: 1.536) was evacuated to 500 Pa or less using a vacuum pressure laminator (trade name: MVLP-500, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.), and then pressure 0.7 MPa, temperature 70 Thermocompression bonding was performed on the light guide path main body forming surface side under the conditions of ° C and pressurization time of 30 seconds.
After that, through a negative photomask having a 100 μm-square light shielding part, alignment is performed so that the respective light shielding parts are arranged on the first optical path conversion mirror 6 and the second optical path conversion mirror 7, and the ultraviolet exposure described above Machine (trade name: EV-800, manufactured by Hitachi Via Mechanics Co., Ltd.), ultraviolet rays (wavelength 365 nm) were irradiated through the PET film at 0.5 J / cm 2 , and then the PET film was peeled off to obtain 1% by mass. An upper clad layer having an opening 9 is developed with an aqueous potassium carbonate solution and further irradiated with 4 J / cm 2 (wavelength 365 nm) using the above exposure apparatus, and then heat-cured at 170 ° C. for 1 hour. 4 was formed.

上部クラッド層4は、下部クラッド層3表面から80μmの厚みであった。得られた光導波路の総厚は、115μmであった。   The upper cladding layer 4 was 80 μm thick from the surface of the lower cladding layer 3. The total thickness of the obtained optical waveguide was 115 μm.

次に矩形のダイシングブレードを備えたダイシングソー(DAC552、株式会社ディスコ製)を用いて外形加工を行い、第一のコア層の長さを1500μmとし、コア端面から500μmから1000μmの範囲に第二のコア層が存在するように加工した。   Next, the outer shape is processed using a dicing saw (DAC552, manufactured by DISCO Corporation) equipped with a rectangular dicing blade, the length of the first core layer is 1500 μm, and the second end is in the range of 500 μm to 1000 μm from the core end face. The core layer was processed to exist.

外形加工によって得られた光路変換ミラー付光導波路のコア層端面より、レーザ光源(EXFO社製 FLS−300)より出射された850nmのレーザ光を、GI50ファイバを介して入射し、第一の光路変換ミラーで光路変換された光と第二の光路変換ミラーで光路変換された光をそれぞれの光路変換ミラー直上の、基板上面より100μmの高さに設置したSI114光ファイバにて受光、この光量を受光器(株式会社アドバンテスト製 Q82214)にて受け取ることにより、伝搬光の分岐比率を測定した。本実施例で作製したサンプルを5つ測定した結果、コア層に入射した全光量の50〜55%が第一の光路変換ミラーで、15〜20%が第二の光路変換ミラーで光路変換され、SI114ファイバに受光されていることが分かった。   850 nm laser light emitted from a laser light source (FLS-300 manufactured by EXFO) is incident through the GI50 fiber from the end face of the core layer of the optical waveguide with an optical path conversion mirror obtained by the outer shape processing, and the first optical path The light that has undergone optical path conversion by the conversion mirror and the light that has undergone optical path conversion by the second optical path conversion mirror are received by an SI114 optical fiber placed at a height of 100 μm from the top surface of the substrate, directly above each optical path conversion mirror. By receiving with a light receiver (Q82214 manufactured by Advantest Corporation), the branching ratio of the propagation light was measured. As a result of measuring five samples prepared in this example, 50 to 55% of the total amount of light incident on the core layer is converted by the first optical path conversion mirror, and 15 to 20% is converted by the second optical path conversion mirror. It was found that the light was received by the SI114 fiber.

(実施例2)
実施例1において、外形加工を行った後に第一の光路変換ミラー及び第二の光路変換ミラーにおいて光路変換された光の光軸上にある基板の下部クラッド層の反対面に厚み55μm、直径150μmのレンズ10を設置した(図4参照)。
マイクロレンズを設置したサンプルをSI114ファイバの高さをレンズ上面から100μmとした以外は実施例1と同様の方法にて分岐比率の測定を行った。
本実施例で作製したサンプルを5つ測定した結果、コア層に入射した全光量の65〜70%が第一の光路変換ミラーで、20〜25%が第二の光路変換ミラーで光路変換され、SI114ファイバに受光されていることが分かった。
(Example 2)
In Example 1, a thickness of 55 μm and a diameter of 150 μm are formed on the opposite surface of the lower clad layer of the substrate on the optical axis of the light subjected to the optical path conversion in the first optical path conversion mirror and the second optical path conversion mirror after the outer shape processing. The lens 10 was installed (see FIG. 4).
The branching ratio was measured in the same manner as in Example 1 except that the height of the SI114 fiber was set to 100 μm from the upper surface of the lens in the sample in which the microlens was installed.
As a result of measuring five samples prepared in this example, 65 to 70% of the total amount of light incident on the core layer is converted by the first optical path conversion mirror, and 20 to 25% is optical path converted by the second optical path conversion mirror. It was found that the light was received by the SI114 fiber.

(比較例1)
実施例1において、第二のコア層を作製せず第一のコア層のみを作製し、図5に示すように第一のコア層1の幅方向の一部に第二の光路変換ミラー7を作製し、第一の光路変換ミラーの幅を30μm、第二の光路変換ミラーの幅を15μmと設定し作製した以外は同様の方法でサンプルの作製を行った。
本比較例で作製したサンプルを5つ測定した結果、コア層に入射した全光量の35〜50%が第一の光路変換ミラーで、8〜17%が第二の光路変換ミラーで光路変換され、SI114ファイバに受光されていることが分かり、実施例1と比較して受光量も少なくばらつきが大きくなった。これは、光路変換ミラー加工時の精度により当初設定していた光路変換ミラーの幅がサンプルによってばらついていることが原因であると考えられる。
(Comparative Example 1)
In Example 1, only the first core layer is produced without producing the second core layer, and the second optical path conversion mirror 7 is formed on a part of the first core layer 1 in the width direction as shown in FIG. A sample was prepared by the same method except that the width of the first optical path conversion mirror was set to 30 μm and the width of the second optical path conversion mirror was set to 15 μm.
As a result of measuring five samples prepared in this comparative example, 35 to 50% of the total light amount incident on the core layer is converted by the first optical path conversion mirror, and 8 to 17% is optical path converted by the second optical path conversion mirror. It was found that the light was received by the SI114 fiber, and the amount of received light was smaller and the variation was larger than in Example 1. This is considered to be due to the fact that the width of the optical path conversion mirror, which was initially set due to the accuracy when processing the optical path conversion mirror, varies from sample to sample.

本発明の光路変換ミラー付光導波路は、伝搬光を効率よく任意の割合で分岐させることが可能な光路変換ミラー付光導波路で、光素子の寿命確認、光素子実装の位置合わせなどに適用可能である。   The optical waveguide with an optical path conversion mirror of the present invention is an optical waveguide with an optical path conversion mirror capable of efficiently branching propagating light at an arbitrary ratio, and can be applied to confirming the lifetime of an optical element, alignment of optical element mounting, etc. It is.

1.第一のコア層
2.第二のコア層
3.下部クラッド層
4.上部クラッド層
5.基板
6.第一の光路変換ミラー
7.第二の光路変換ミラー
8.第三の光路変換ミラー
9.開口部
10.レンズ
1. First core layer2. Second core layer3. Lower clad layer 4. 4. Upper clad layer Substrate 6. First optical path conversion mirror 7. Second optical path conversion mirror 8. Third optical path conversion mirror 9. Opening 10. lens

Claims (5)

入射された光が伝搬する第一のコア層と光路変換ミラーを有する光導波路であって、前記第一のコア層の一部の上部に第二のコア層を有し、前記光路変換ミラーが、コア層を伝搬する光の光路上に位置し、かつその光路に対して傾斜しており、光路上に2つ以上配置され、少なくとも1つの前記光路変換ミラーが前記第二のコア層の厚み方向の一部もしくは全てに対して設置されていることを特徴とする光路変換ミラー付光導波路。   An optical waveguide having a first core layer through which incident light propagates and an optical path conversion mirror, wherein the optical path conversion mirror has a second core layer above a part of the first core layer, , Located on the optical path of the light propagating through the core layer, and inclined with respect to the optical path, two or more disposed on the optical path, and at least one of the optical path conversion mirrors has a thickness of the second core layer An optical waveguide with an optical path conversion mirror, characterized in that the optical waveguide is installed for a part or all of directions. 前記光導波路のコア層の上面、下面及び側面がコア層よりも屈折率の低いクラッド層に覆われている請求項1に記載の光路変換ミラー付光導波路。   2. The optical waveguide with an optical path conversion mirror according to claim 1, wherein an upper surface, a lower surface and a side surface of the core layer of the optical waveguide are covered with a cladding layer having a refractive index lower than that of the core layer. 前記光路変換ミラーの傾斜角度が43°〜47°の範囲内である請求項1又は請求項2に記載の光路変換ミラー付光導波路。   The optical waveguide with an optical path conversion mirror according to claim 1 or 2, wherein an inclination angle of the optical path conversion mirror is in a range of 43 ° to 47 °. 前記光導波路がポリマ光導波路である請求項1〜3いずれか一項に記載の光路変換ミラー付光導波路。   The optical waveguide with an optical path conversion mirror according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical waveguide is a polymer optical waveguide. 前記光導波路のコア層及び光路変換ミラーによって変換された光路上にレンズを有する請求項1〜4いずれか一項に記載の光路変換ミラー付光導波路。   The optical waveguide with an optical path conversion mirror according to any one of claims 1 to 4, further comprising a lens on an optical path converted by the core layer of the optical waveguide and the optical path conversion mirror.
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