JP4063045B2

JP4063045B2 - Manufacturing method of optical waveguide plate and optical waveguide plate manufactured by the method

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Publication number: JP4063045B2
Application number: JP2002312786A
Authority: JP
Inventors: 雅也平田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: JP2004145223A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光損失の少ない光導波路板の製造方法及び、その方法によって製造された光導波路板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光導波路の一つの構成例を図１１に示す。光導波路１００はクラッド基板１とクラッド基板１の上に形成されたコア２とこれらの上に設けられたカバークラッド３から構成されている。コア２はクラッド基板１及びカバークラッド３よりも屈折率を高く設定してあり、コア２の一端から入射した光が他端に導波される。この光導波路は、コア２が分岐したＹ型をしており、光の合流又は分岐に用いられる。この光導波路１００の製造に際しては、まず、屈折率の低い透明なクラッド基板用の樹脂を金型に流し込んでクラッド基板１が作製される。次に、前記金型の一部が取り外され、代りに前記基板上に細い帯状の空間ができるような金型が重ねられ、この空間内に屈折率の高いコア用の樹脂を流し込むことによって、前記クラッド基板１に接合した光導波路（コア２）が形成される。次に、前記コア形成に用いた金型が取り外され、カバークラッド用の金型を用いてカバークラッドが形成される。こうして光導波路が製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
光導波路の他の従来構成例を図１２に示す。光導波路２００は、コア２がクラッド基板１に埋設されて構成されている点が上記例とは異なる。この光導波路の製造工程について図１３を参照して説明する。図１３（ａ）〜（ｃ）はクラッド基板の形成工程を示し、第１の下型４０と第１の上型５０とで構成されたキャビティ４１にクラッド材１１が充填され、このクラッド材１１が硬化してクラッド基板１０が形成される。図１３（ｄ）〜（ｅ）はコアの形成工程を示し、第１の上型５０が取り外され、第１の下型４０及びそこに納まっているクラッド基板１０の上面に接するように第２の上型６０が重ねられる。クラッド基板１０の上面には第１の上型５０の凸部によりコア用の凹部が形成されており、この凹部と第２の上型６０によりコア材注入用のキャビティ２１が形成される。このコア用キャビティ２１にコア材２３が充填され、このコア材２３が硬化してコア２０が形成される。図１３（ｇ）（ｈ）はカバークラッドの形成工程を示し、第２の上型６０が取り外され、かわりに下面に凹部を有する第３の上型９０が重ねられる。前記凹部により形成されたキャビティ９１にカバークラッド材３１が充填され、このカバークラッド材３１が硬化してカバークラッドが形成される。この後、上下型が取り外され光導波路が得られる。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５５−１２０００４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような製造方法においては、コア巾５〜６μｍの光導波路を有する光導波路板を作製しようとする際に、第１の型と第２の型との平面度を少なくとも０．５μｍ以内の誤差で構成する必要がある。通常、第１の型と第２の型との平面度を完全に一致させることが難しく、前出の図１３（ｄ）に示されるように隙間２２が発生することがある。このような隙間２２が発生すると、充填したコア材２３がこの隙間２２にしみ込み、図１３（ｆ）に示されるようにコア２０の領域からはみ出した、屈折率の高い部分２２０がコア以外に形成される。この状態でカバークラッドが形成されると、図１４に示されるように、作製された光導波路板は、クラッド基板１０とカバークラッド３０との間に生じた隙間にコアの一部がはみ出たものになってしまう。このため、作製された導波路板は、光導波時に、この部分から光が漏れてしまうため、損失の大きいものにならざるを得ないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するものであって、光損失の少ない光導波路板の製造方法及び、その方法によって製造された光導波路板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、第１の上型と下型を用いてクラッド材を射出成形して凹部溝を有するクラッド基板を形成する工程と、この工程の後、第２の上型と下型を用いて前記凹部溝に前記クラッド基板よりも屈折率の大きいコア材を射出成形してコアを形成する工程とを有し、クラッド基板とコアとを含む光導波路板の製造方法において、前記第２の上型としてクラッド基板よりも弾性率の低い材料からなるものを用い、コアを形成するとき型閉じ力により該第２の上型をクラッド基板に密着させた状態でコア材を前記凹部溝に充填するものである。
【０００８】
上記製造方法においては、コア形成時に第２の上型としてクラッド基板よりも弾性率の低い材料からなるものを用いるので、型閉じ力により第２の上型をクラッド基板に押圧したときに、クラッド基板を変形させることなく、第２の上型の方が変形して、クラッド基板の表面に密着する。このため、コア形成用溝の上辺縁においてクラッド基板と第２の上型との隙間が発生しない。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、第２の上型における下型に対向する面に平滑性を有する樹脂フィルムを配するものである。
【００１０】
上記製造方法においては、平滑性を有する樹脂フィルムによって、第２の上型の表面仕上げを代替できる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２記載の光導波路板の製造方法において、平滑性を有する樹脂フィルムとして、クラッド基板と同程度の屈折率を有するフィルムを用い、この樹脂フィルムがコア材を介してクラッド基板に接着されるものである。
【００１２】
上記製造方法においては、樹脂フィルムがカバークラッド機能を代替できる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、コアを形成する際の射出圧力として、少なくともコア上面が凸形状となる圧力で射出成形するものである。
【００１４】
上記製造方法においては、射出圧力を調整することによって、コア断面形状を調整できる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４記載の光導波路板の製造方法において、コアを形成する際にコア材注入口をクラッド基板における入光側に配するものである。
【００１６】
上記製造方法においては、コア材注入の圧力が注入側と流動端側とで異なることを利用して、コア断面の形状を入光側と出光側とで、より最適状態に調整できる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、第２の上型を振動させながら射出成形を行うものである。
【００１８】
上記製造方法においては、第２の上型及び内部のコア材に振動を与えるので、コア材の流動性を上げて円滑で一様な射出成形ができる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、第２の金型として第１の上型における下型に対向する面にフィルムを配したものを用いるものである。
【００２０】
上記製造方法においては、第１の上型とフィルムを第２の上型として代替させることができる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、コアを形成した後、第３の上型と下型を用いて射出成形することによりカバークラッドを形成する工程をさらに有するものである。
【００２２】
上記製造方法においては、上型を交換するだけでカバークラッド形成ができる。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の製造方法を用いて製造された光導波路板である。
【００２４】
上記の光導波路板は、コア材がコア形成用溝の上辺縁を越えてクラッド基板上面にはみ出た部分のないものとなり、さらに、請求項３に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、樹脂フィルムをそのままカバークラッドとして用いることができ、カバークラッドの接合・形成が同時にできるので、生産性が向上したものとなっており、請求項４に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、射出圧力を調整することによって、コア断面形状が凸形状に調整されてコア上面が、凹形状となる場合と比較すると、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減したものとなっており、請求項５に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、コア材注入の圧力が注入側と流動端側とで異なることを利用して、コア断面の形状を入光側と出光側とで異ならせたものとなっていて、コアと光ファイバの接続部における光損失を低減する最適状態に調整したものとなっている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る光導波路板の製造方法及びその方法によって製造された光導波路板について、図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態におけるポリマー光導波路板の製造工程を示す。図１（ａ）〜（ｃ）に示したクラッド基板形成工程において、第１の下型４と第１の上型５によりキャビティ４１が構成され、そこにクラッド材１１が射出成形により充填され、クラッド材１１が硬化した後第１の上型５が取り除かれる。第１の上型５は下面にキャビティ４１に向かって突出する凸部を有しており、この凸部によってクラッド基板１表面にコア形成用の溝が形成される。クラッド材１１としては、ＰＭＭＡ樹脂またはポリカーポネート等の透明樹脂が用いられる。第１の上型におけるキャビティ４１に面する表面を完全な平面に構成することは難しく、平面度は±０．５〜１μｍ程度である。また、クラッド基板１が硬化時に樹脂収縮するため、成形後のクラッド基板１上面は±１μｍ程度のうねりを有したものになる。
【００２６】
続いて、図１（ｄ）〜（ｇ）に示したコア形成工程において、第２の上型６が第１の上型に代わって第１の下型４の上に配置され、型閉じ力が加えられて第１の下型４及びクラッド基板１の表面に押圧される。なお、この第１の下型４は、図１（ａ）〜（ｃ）に示した第１の下型４とは別のものであってもよい。クラッド基板１と第１の上型６により形成されたコア空間２１にクラッド基板１よりも屈折率の大きいコア材２３が充填され、これが硬化した後、第２の上型が取り除かれる。第２の上型６は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、シリコンゴム等のエラストマ樹脂）で構成されている。このため、型閉じ力により第２の上型６をクラッド基板１に押圧したときに、クラッド基板１を変形させることがなく、第２の上型６の方が変形して、クラッド基板１の表面に密着する。このため、クラッド基板１上面に多少のうねりや凹凸が存在しても、図１（ｄ）に示される隙間２２が解消され、コア材が外部にしみ出す隙間がない状態でコア空間２１を構成することができる。
【００２７】
続いて、図１（ｈ）（ｉ）に示したカバークラッド形成工程において、カバークラッド形成用のキャビティ９１を有する第３の上型９が、第１の下型４及び上記において形成されたクラッド基板１とコア２の上部に型閉じされ、カバークラッド材３１がキャビティ９１内に充填される。カバークラッド材３１としては、クラッド材と同一のものが望ましい。
【００２８】
上記のようなコア形成方法によれば、図２に示されるように、本来のコア空間からコア材がしみ出すことがなく、従って低損失の光導波路板を製造可能となる。上記において製造方法として射出成形の工程について述べたが、注型によってクラッド基板及びコアを同様に成形することも可能である。上型と下型の上下の配置を変えて製造することも可能である。また、上記のようなカバークラッド形成方法によれば、コア上面の凹凸の有無にかかわらず、クラッド基板とカバークラッドとの間に隙間を発生させることなくカバークラッドを形成できるので、隙間による光漏れを低減することが可能である。また、同一の下型を用いた状態でクラッド基板形成からカバークラッド形成に至るまでの全工程を行う場合は、生産性が向上する。
【００２９】
次に、他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図３（ａ）〜（ｅ）に示したコア形成工程において、第２の上型７はブロック７１と、このブロック７１の下面に樹脂フィルム７２を密着させて構成される。このような第２の上型７を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間２２をなくし、できたコア空間２１にコア材２３を充填する。コア材２３が硬化してコア２ができた後、第２の上型７を取り外す。
【００３０】
上記の製造方法において、ブロック７１は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、シリコンゴム等のエラストマ樹脂が用いられる。また、樹脂フィルム７２は、コア空間２１に向かう面に平滑性を有する樹脂フィルムである。その材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用い、フィルム厚は１ｍｍ以下、好ましくはＲａ（中心線平均粗さ）０．０５以下程度が望ましい。この方法によれば、コア２の上面を平滑面とすることが可能となり、コア２の内部を通る光がコア２の上面で反射されずに外部に漏れる反射ロスを低減できる。このため、低損失の光導波路板を製造することが可能となる。
【００３１】
また、第２の上型７のブロック７１を通常の金属金型材料で構成し、樹脂フィル７２としてポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂フィルムを密着させた構成とする方法も可能である。この場合には、樹脂フィルム７２がクラッド基板上面のうねりや凹凸を吸収することになる。この方法によれば、金属ブロック７１の型摩耗が、殆どないので、型のメンテナンスはフィルム部分の交換のみで対応でき、製品のコスト低減に有効である。
【００３２】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図４（ａ）〜（ｅ）に示したコア形成工程において、第２の上型７はエア孔７４を有するブロック７１と、このブロック７１の下面に樹脂フィルム７３をエア孔７４からの吸引力ａによって保持して構成される。このような第２の上型７を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間２２をなくし、できたコア空間２１にコア材２３を充填する。コア材２３が硬化してコア２ができた後、第２の上型７のブロック７１を取り外す。
【００３３】
上記の製造方法において、ブロック７１は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂が用いられる。樹脂フィルム７３はコア樹脂充填後にブロックと離反するように構成する。例えば、ブロック７１のエア孔７４に真空ポンプを連通するさせ、第２の上型７を型閉じする前からコア樹脂充填完了までは樹脂フィルム７３を吸着し、コア樹脂充填後は真空排気を解いて樹脂フィルム７３の吸着を開放する。樹脂フィルム７３の材料は、クラッド基板１と同じ屈折率を有する材料とする。フィルム厚は１ｍｍ以下、好ましくは１００〜２００μｍ程度が望ましい。また、コア空間２１と向かい合うフィルム平滑面の面粗度としては、Ｒａ（中心線平均粗さ）０．３以下、好ましくはＲａ０．０５以下程度が望ましい。以上のような構成とすれば、コア材料２３の充填後、樹脂フィルム７３はコア樹脂を介してクラッド基板と接着される。この方法によれば、カバークラッドの接合も同時にできるので、生産性が向上する。
【００３４】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図５（ａ）〜（ｃ）に示したコア形成工程において、第２の上型８を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間２２をなくし、できたコア空間２１にコア材２３を充填する。このとき、射出成形におけるコア材充填圧として、コア空間２１に面する第２の上型８の下面が、矢印Ｐで示すように上側に凸形状に変形する圧力を印加する。コア材２３が硬化してコア２が形成された後、第２の上型８を取り外す。
【００３５】
この工程において、第２の上型８は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂で構成されており、型閉じ力によりクラッド基板１を変形させず、第２の上型８のみをクラッド基板１と密着するように変形させ、隙間２２をなくすことができる。コア空間２１に充填されるコア材２３は、基板樹脂よりも屈折率の大きい材料である。このような方法によって製造された光導波路に光ファイバを接続した状態の端面を図６（ａ）に示す。従来の製造方法により得られる構成の端面を、図６（ｂ）に示す。本発明によるコア断面は、従来の製造方法によるコア断面に比べて、より円形に近く、その平均半径は光ファイバＦの径に略一致している。このため、光導波路（コア２）と光ファイバＦを接続する接続部において、光の接続損失を低減可能となる。
【００３６】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。この製造方法において、コア形成工程における第２の上型は、上記同様にクラッド基板よりも弾性率の低い材料で構成されている。さらに、コア材をコア空間に充填してコアを形成する際のコア材注入口が、コアへの光入射側となるコア端（クラッド基板における入光側）に配される。一般に、コア材の充填時において、コア材注入側の圧力がコア材流動末端側の圧力に比べて高圧になる。従って、この方法によれば、クラッド基板よりも弾性率の低い材料で構成された第２の上型の変形量は、コア材注入側（入光側）がコア材流動末端側（出光側）に比べて大きくなる。
【００３７】
図７は上記により形成された導波部の断面を示す。出光側におけるコア２の断面は、コア材の注入圧力によって第２の上型が変形した結果、矢印Ｑ１で示されるように上方に向かって凸形状となっている。また、入光側におけるコア２の断面も、出光側の断面同様に矢印Ｑ２で示されるように上方に向かって凸形状になっている。また、その変形量（突出量）はコア材注入時の圧力差に依存して、コア材注入側である入光側の方が大きくなっている。図８はこのようなコア断面形状を有する導波路板に光ファイバＦを接続した様子を示す。出光側においてコア２の断面は光ファイバＦの断面とほぼ一致しており、他方、入光側においては、コア２の断面が光ファイバＦの断面を包含する形状となっている。従って、この方法で得られた光導波路板は、そのコア２の受光側（入光側）では光ファイバＦから出射された光（信号）を漏れなく受光し、出光側では光（信号）を漏れなく光ファイバＦへと伝えることが可能となる。この方法により、光損失の小さい光導波路板を製造することができる。
【００３８】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図９に示すコア形成工程において、第２の上型６は、超音波振動子Ｕによって振動可能な構成となっている。また、第２の上型６は上記同様に、クラッド基板１よりも弾性率の低いブロック、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂で構成されている。このような第２の上型６を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間なくクラッド基板１に密着させてできたコア空間２１にコア材を充填する。コア材充填工程において、超音波振動子Ｕを作動させ、第２の上型６を振動させながらコア材充填を行う。振動周波数は１０〜１００ｋＨｚ（好ましくは２０〜５００ｋＨｚ）、振幅は０．２〜１μｍ程度が好ましい。この方法によれば、コア空間においてコア材が流動する際にコア材の滑りが良くなり、射出成形時の圧力を低減できる。そのため成形圧力や残留応力によるクラッド基板変形を防止でき、また、コアの密度を均一化することが可能となる。
【００３９】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図１０（ａ）（ｂ）に示したクラッド基板形成工程において、第１の下型４と第１の上型５によりキャビティ４１が構成され、そこにクラッド材１１が射出成形により充填され、クラッド材１１が硬化した後第１の上型５が第１のした型４及びクラッド基板１から離脱される。次に、図１０（ｃ）〜（ｅ）に示したコア形成工程において、第１の上型５の下面に樹脂フィルム７５を配して、第１の上型５及び樹脂フィルム７５を合わせて第２の上型として機能させる。このような第２の上型を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間なくクラッド基板１に密着させてできたコア空間２１にクラッド基板１よりも屈折率の大きいコア材２３を充填する。なお、この第１の下型４は、図１０（ａ）（ｂ）に示した第１の下型４とは別のものであってもよい。コア材２３が硬化してコアが形成された後、第２の上型７を取り外す。
【００４０】
この工程において、第１の上型５に配した樹脂フィルム７５は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂で構成されており、型閉じ力により、クラッド基板１に沿って変形し、コア空間２１を形成する。第２の上型として第１の上型が用いられるため、樹脂フィルム７５におけるコア空間２１の上面を形成する部分を第１の上型の凸部が局所的に押圧する。このため、コア空間２１の上部周辺において、樹脂フィルム７５とクラッド基板１の密着性が良くなり、この部分に隙間が発生するのを防止される。また、このような方法によれば、第１の上型が第２の上型として兼用できるので、設備コストを低減できる。
【００４１】
なお、上記において各物質の屈折率は、製造工程における物質（クラッド材、コア材、カバークラッド材）の屈折率ではなく、光導波路板として用いられる状態における物質（クラッド基板、コア、カバークラッド）の屈折率である。また、上記樹脂フィルム７２，７３，７５は、薄板状のものであってもよく、請求項でいうフィルムはそのようなものをも含む。
【００４２】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、本発明は溝部に、溝の上端境界辺を越えることなく充填材を充填する技術に関するものであり、このような技術を要する分野に広く応用可能である。また、上述した実施形態はそれぞれ独立に実施することも、また組み合わせて実施することも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、クラッド基板上面とコア形成用の第２の上型との間に隙間が発生しないので、クラッド基板とカバークラッドの間に、コア溝からはみ出たコア樹脂層が形成されることがなく、そのような構造欠陥がなく光漏洩・損失のない光導波路板が得られる。また、コア形成用の第２の上型の平坦度に対する要求が緩和されるため、型コストを低減でき、低コストの光導波路板が得られる。
【００４４】
請求項２の発明によれば、コア形成用の第２の上型の表面粗さに依存せずに、コア上面の表面粗さを小さくしたコアが形成され、この面における光反射率が上がるため光損失が低減される。また、コア形成用の第２の上型の表面粗さに対する要求が緩和されるため、型コストを低減でき、低コストの光導波路板が得られる。
【００４５】
請求項３の発明によれば、コア形成に用いたフィルムをそのままカバークラッドとして用いることができ、カバークラッドの接合・形成が同時にできるので、生産性が向上する。
【００４６】
請求項４の発明によれば、コア上面が凹み形状となる場合と比較すると、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減できる。
【００４７】
請求項５の発明によれば、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減できる。
【００４８】
請求項６の発明によれば、コア材流動部において、コア材の流動性（滑り）が良くなり、射出成形時の圧力を低減できる。そのため、成形圧力や残留応力によるクラッド基板変形を防止でき、また、コアの密度を均一化できる。このため、光導波効率が向上し、光損失が低減できる。
【００４９】
請求項７の発明によれば、第１の上型が第２の上型と兼用できるので、設備コストを低減できる。また、コア形成用の溝の上辺縁部において局所的に型閉じ力が作用するためクラッド基板と樹脂フィルムの密着性が良く、コア材しみ出しがなく光損失の少ない光導波路板が得られる。
【００５０】
請求項８の発明によれば、コア上面の凹凸に関係なく、クラッド基板とカバークラッド間の隙間が発生しないので、光漏れを低減可能であり、また、同一下型内でクラッド基板からカバークラッド成形を行うので、生産性が向上する。
【００５１】
請求項９の発明によれば、製造された光導波路板が、コア形成用溝の上辺縁を越えてクラッド基板上面にはみ出たコア材部分のない光導波路板であるため、従来、そのような部分から光漏洩していた光損失を防止できる。また、より高精度の射出成型用型を用いる必要がなく、低コストの光導波路板が得られる。さらに、請求項３に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、樹脂フィルムをそのままカバークラッドとして用いることができ、カバークラッドの接合・形成が同時にできるので、生産性が向上したものとなっており、請求項４に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、射出圧力を調整することによって、コア断面形状が凸形状に調整されてコア上面が、凹形状となる場合と比較すると、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減したものとなっており、請求項５に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、コア材注入の圧力が注入側と流動端側とで異なることを利用して、コア断面の形状を入光側と出光側とで異ならせたものとなっていて、コアと光ファイバの接続部における光損失を低減する最適状態に調整したものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態による光導波路板の製造方法のクラッド基板形成工程を示す断面図、（ｄ）〜（ｇ）は同コア形成工程を示す断面図、（ｈ）〜（ｉ）は同カバークラッド形成工程を示す断面図。
【図２】同製造方法により得られた光導波路板の断面図。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は本発明の他の一実施形態による光導波路板の製造方法のコア形成工程を示す断面図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法のコア形成工程を示す断面図。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法のコア形成工程を示す断面図。
【図６】（ａ）は同上製造方法により製造された光導波路板のコア断面に光ファイバ断面を重ねた図、（ｂ）は従来方法により製造された光導波路板のコア断面に光ファイバ断面を重ねた図。
【図７】（ｂ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の縦断面図、（ａ）は（ｂ）におけるＡ１−Ａ１矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ２−Ａ２矢視図。
【図８】（ｂ）は図７（ｂ）の断面図に光ファイバを接続した図、（ａ）は（ｂ）におけるＢ１−Ｂ１矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＢ２−Ｂ２矢視図。
【図９】本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法を示す断面図。
【図１０】（ａ）（ｂ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法のクラッド基板形成工程を示す断面図、（ｃ）〜（ｅ）は同コア形成工程を示す断面図。
【図１１】従来の製造方法による光導波路板の斜視図。
【図１２】従来及び本発明が適用される光導波路板の斜視図。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は従来の光導波路板製造方法のクラッド基板形成工程を示す断面図、（ｄ）〜（ｈ）は同コア形成工程を示す断面図。
【図１４】従来の製造方法による光導波路板の断面図。
【符号の説明】
１クラッド基板
１１クラッド材
２コア
２３コア材
３カバークラッド
３１カバークラッド材
４第１の下型
５第１の上型
６第２の上型
７第２の上型
８第２の上型
７１ブロック
７２，７３，７５樹脂フィルム
７４エア孔
９第３の上型
Ｕ超音波振動子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide plate with little optical loss, and an optical waveguide plate manufactured by the method.
[0002]
[Prior art]
One configuration example of a conventional optical waveguide is shown in FIG. The optical waveguide 100 includes a clad substrate 1, a core 2 formed on the clad substrate 1, and a cover clad 3 provided on the core 2. The core 2 has a higher refractive index than the clad substrate 1 and the cover clad 3, and light incident from one end of the core 2 is guided to the other end. This optical waveguide has a Y shape in which the core 2 is branched, and is used for merging or branching light. In manufacturing the optical waveguide 100, first, a clad substrate 1 is manufactured by pouring a resin for a transparent clad substrate having a low refractive index into a mold. Next, a part of the mold is removed, and instead a mold is formed so that a thin strip-shaped space is formed on the substrate, and a resin for the core having a high refractive index is poured into this space, An optical waveguide (core 2) bonded to the clad substrate 1 is formed. Next, the mold used for the core formation is removed, and a cover clad is formed using a cover clad mold. In this way, the optical waveguide is manufactured (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
Another conventional configuration example of the optical waveguide is shown in FIG. The optical waveguide 200 is different from the above example in that the core 2 is configured to be embedded in the clad substrate 1. The manufacturing process of this optical waveguide will be described with reference to FIG. FIGS. 13A to 13C show the formation process of the clad substrate, and the clad material 11 is filled in the cavity 41 constituted by the first lower mold 40 and the first upper mold 50. Is cured to form the clad substrate 10. FIGS. 13D to 13E show a core forming process, in which the first upper mold 50 is removed and the second lower mold 40 and the upper surface of the clad substrate 10 accommodated in the first lower mold 40 are contacted. The upper mold 60 is overlaid. A concave portion for the core is formed by the convex portion of the first upper mold 50 on the upper surface of the clad substrate 10, and the cavity 21 for injecting the core material is formed by the concave portion and the second upper mold 60. The core cavity 21 is filled with the core material 23, and the core material 23 is cured to form the core 20. FIGS. 13 (g) and 13 (h) show a cover clad forming process, in which the second upper mold 60 is removed, and a third upper mold 90 having a recess on the lower surface is overlaid instead. A cover clad material 31 is filled in the cavity 91 formed by the recess, and the cover clad material 31 is cured to form a cover clad. Thereafter, the upper and lower molds are removed to obtain an optical waveguide.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-55-120004
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the manufacturing method as described above, when an optical waveguide plate having an optical waveguide having a core width of 5 to 6 μm is to be produced, the flatness between the first mold and the second mold is at least 0.5 μm. Must be configured with an error within Usually, it is difficult to completely match the flatness of the first mold and the second mold, and the gap 22 may be generated as shown in FIG. 13 (d). When such a gap 22 occurs, the filled core material 23 penetrates into the gap 22, and the portion 220 having a high refractive index that protrudes from the core 20 region as shown in FIG. It is formed. When the cover clad is formed in this state, as shown in FIG. 14, the produced optical waveguide plate has a part of the core protruding in the gap generated between the clad substrate 10 and the cover clad 30. Become. For this reason, the produced waveguide plate has a problem in that light leaks from this portion during optical waveguide, and thus has to have a large loss.
[0006]
The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical waveguide plate with little optical loss and an optical waveguide plate manufactured by the method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the invention of claim 1 includes a step of forming a clad substrate having a concave groove by injection molding a clad material using a first upper die and a lower die, and after this step, An optical waveguide including a step of forming a core by injection molding a core material having a refractive index larger than that of the clad substrate into the concave groove using a second upper die and a lower die, and including the clad substrate and the core In the plate manufacturing method, the second upper mold is made of a material having a lower elastic modulus than the clad substrate, and the second upper mold is brought into close contact with the clad substrate by a mold closing force when forming the core. The core material is filled in the concave groove in a state.
[0008]
In the above manufacturing method, since a material made of a material having a lower elastic modulus than the clad substrate is used as the second upper mold at the time of forming the core, the clad is pressed when the second upper mold is pressed against the clad substrate by the mold closing force. Without deforming the substrate, the second upper mold deforms and adheres closely to the surface of the clad substrate. For this reason, a gap between the clad substrate and the second upper mold does not occur at the upper edge of the core forming groove.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical waveguide plate according to the first aspect, a resin film having smoothness is disposed on a surface of the second upper mold that faces the lower mold.
[0010]
In the manufacturing method described above, the surface finish of the second upper mold can be replaced by a resin film having smoothness.
[0011]
  According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical waveguide plate according to the second aspect, as the resin film having smoothness, a film having a refractive index comparable to that of the clad substrate is used.Through the core materialIt is bonded to the clad substrate.
[0012]
In the above manufacturing method, the resin film can replace the cover clad function.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical waveguide plate manufacturing method according to the first aspect, the injection molding is performed at a pressure at which the core upper surface has a convex shape as the injection pressure when forming the core.
[0014]
In the manufacturing method, the core cross-sectional shape can be adjusted by adjusting the injection pressure.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical waveguide plate according to the fourth aspect, when the core is formed, the core material inlet is arranged on the light incident side of the clad substrate.
[0016]
In the manufacturing method described above, the shape of the core cross section can be adjusted to an optimum state on the light incident side and the light exit side by utilizing the fact that the pressure of core material injection is different between the injection side and the flow end side.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the optical waveguide plate manufacturing method according to the first aspect, the injection molding is performed while vibrating the second upper mold.
[0018]
In the above manufacturing method, vibration is applied to the second upper mold and the inner core material, so that the fluidity of the core material can be increased and smooth and uniform injection molding can be performed.
[0019]
According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical waveguide plate according to the first aspect, the second mold is a film having a film disposed on a surface of the first upper mold facing the lower mold.
[0020]
In the above manufacturing method, the first upper mold and the film can be substituted as the second upper mold.
[0021]
According to an eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical waveguide plate according to the first aspect, after the core is formed, a step of forming a cover clad by injection molding using a third upper mold and a lower mold is further provided. It is what you have.
[0022]
In the above manufacturing method, the cover clad can be formed simply by exchanging the upper mold.
[0023]
  The invention of claim 9 is claimed in claim3To claims5An optical waveguide plate manufactured using the manufacturing method according to any one of the above.
[0024]
  In the above optical waveguide plate, the core material has no portion protruding beyond the upper edge of the core forming groove on the upper surface of the clad substrate.Furthermore, the optical waveguide plate manufactured by using the manufacturing method according to claim 3 can use the resin film as it is as the cover clad, and the cover clad can be joined and formed at the same time, so that the productivity is improved. The optical waveguide plate manufactured using the manufacturing method according to claim 4 has a core cross-sectional shape adjusted to a convex shape by adjusting the injection pressure, and the core upper surface has a concave shape. The optical waveguide plate manufactured using the manufacturing method according to claim 5 has a reduced pressure of core material injection compared to the case where Utilizing the difference between the injection side and the flow end side, the shape of the core cross section is made different between the incident side and the outgoing side, reducing the optical loss at the connection between the core and the optical fiber. Optimal to do It has become a thing which had been adjusted to stateThe
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a manufacturing method of an optical waveguide board concerning one embodiment of the present invention and an optical waveguide board manufactured by the method are explained with reference to drawings. FIG. 1 shows a manufacturing process of a polymer optical waveguide plate in the first embodiment. In the clad substrate forming process shown in FIGS. 1A to 1C, a cavity 41 is constituted by the first lower mold 4 and the first upper mold 5, and the clad material 11 is filled therein by injection molding. After the clad material 11 is cured, the first upper mold 5 is removed. The first upper mold 5 has a convex portion projecting toward the cavity 41 on the lower surface, and a groove for forming a core is formed on the surface of the clad substrate 1 by the convex portion. As the clad material 11, a transparent resin such as PMMA resin or polycarbonate is used. It is difficult to form the surface facing the cavity 41 in the first upper mold into a perfect plane, and the flatness is about ± 0.5 to 1 μm. Further, since the clad substrate 1 shrinks when the resin is cured, the upper surface of the clad substrate 1 after molding has a swell of about ± 1 μm.
[0026]
Subsequently, in the core forming step shown in FIGS. 1D to 1G, the second upper mold 6 is disposed on the first lower mold 4 in place of the first upper mold, and the mold closing force. Is applied to the first lower mold 4 and the surface of the clad substrate 1. The first lower mold 4 may be different from the first lower mold 4 shown in FIGS. The core space 21 formed by the clad substrate 1 and the first upper mold 6 is filled with a core material 23 having a refractive index larger than that of the clad substrate 1, and after this is cured, the second upper mold is removed. The second upper mold 6 is made of a material having a lower elastic modulus than that of the clad substrate 1 (for example, an elastomer resin such as polyethylene, polypropylene, or silicon rubber). For this reason, when the second upper mold 6 is pressed against the clad substrate 1 by the mold closing force, the second upper mold 6 is deformed without deforming the clad substrate 1, and the clad substrate 1 is deformed. Adheres to the surface. For this reason, even if there is some undulation or unevenness on the upper surface of the clad substrate 1, the gap 22 shown in FIG. 1 (d) is eliminated, and the core space 21 is configured in a state where there is no gap through which the core material exudes. can do.
[0027]
Subsequently, in the cover clad forming step shown in FIGS. 1 (h) and (i), the third upper mold 9 having the cover clad forming cavity 91 is replaced with the first lower mold 4 and the clad formed above. The mold is closed on top of the substrate 1 and the core 2, and the cover clad material 31 is filled in the cavity 91. The cover clad material 31 is preferably the same as the clad material.
[0028]
According to the core forming method as described above, as shown in FIG. 2, the core material does not ooze out from the original core space, and thus a low-loss optical waveguide plate can be manufactured. Although the injection molding process has been described above as a manufacturing method, the clad substrate and the core can be similarly molded by casting. It is also possible to manufacture by changing the upper and lower arrangements of the upper mold and the lower mold. Further, according to the cover clad forming method as described above, the cover clad can be formed without generating a gap between the clad substrate and the cover clad regardless of whether the upper surface of the core is uneven or not. Can be reduced. In addition, when the entire process from the formation of the clad substrate to the formation of the cover clad is performed using the same lower mold, productivity is improved.
[0029]
Next, a method for manufacturing an optical waveguide plate according to another embodiment will be described. In the core forming process shown in FIGS. 3A to 3E, the second upper mold 7 is configured with a block 71 and a resin film 72 in close contact with the lower surface of the block 71. Such a second upper mold 7 is arranged on the upper surface of the first lower mold 4 and the clad substrate 1 and pressed to eliminate the gap 22, and the core material 23 is filled in the core space 21 formed. After the core material 23 is cured and the core 2 is formed, the second upper mold 7 is removed.
[0030]
In the above manufacturing method, the block 71 is made of a material having a lower elastic modulus than that of the clad substrate 1, for example, an elastomer resin such as polyethylene, polypropylene, or silicon rubber. The resin film 72 is a resin film having smoothness on the surface facing the core space 21. As the material, polyethylene, polypropylene or the like is used, and the film thickness is 1 mm or less, preferably about Ra (centerline average roughness) of 0.05 or less. According to this method, it is possible to make the upper surface of the core 2 a smooth surface, and it is possible to reduce reflection loss in which light passing through the core 2 leaks outside without being reflected by the upper surface of the core 2. For this reason, it becomes possible to manufacture a low-loss optical waveguide plate.
[0031]
Further, a method is also possible in which the block 71 of the second upper mold 7 is made of a normal metal mold material and a resin film such as polyethylene or polypropylene is adhered as the resin fill 72. In this case, the resin film 72 absorbs the undulations and irregularities on the upper surface of the clad substrate. According to this method, since there is almost no mold wear of the metal block 71, mold maintenance can be dealt with only by replacing the film portion, which is effective in reducing the cost of the product.
[0032]
Next, a method for manufacturing an optical waveguide plate according to still another embodiment will be described. 4A to 4E, the second upper mold 7 has a block 71 having air holes 74, and a suction force from the air holes 74 to the resin film 73 on the lower surface of the block 71. held by a. Such a second upper mold 7 is arranged on the upper surface of the first lower mold 4 and the clad substrate 1 and pressed to eliminate the gap 22, and the core material 23 is filled in the core space 21 formed. After the core material 23 is cured and the core 2 is formed, the block 71 of the second upper mold 7 is removed.
[0033]
In the above manufacturing method, the block 71 is made of a material having a lower elastic modulus than that of the clad substrate 1, for example, a polyethylene resin, a polypropylene resin, or an elastomer resin typified by silicon rubber. The resin film 73 is configured to be separated from the block after the core resin is filled. For example, a vacuum pump is connected to the air hole 74 of the block 71 to adsorb the resin film 73 from before the second upper mold 7 is closed until the core resin is completely filled, and after the core resin is filled, the vacuum exhaust is released. Then, the adsorption of the resin film 73 is released. The material of the resin film 73 is a material having the same refractive index as that of the clad substrate 1. The film thickness is 1 mm or less, preferably about 100 to 200 μm. Further, the surface roughness of the film smooth surface facing the core space 21 is preferably Ra (centerline average roughness) of 0.3 or less, and preferably about Ra0.05 or less. With the above configuration, after the core material 23 is filled, the resin film 73 is bonded to the clad substrate through the core resin. According to this method, since the cover clad can be joined at the same time, productivity is improved.
[0034]
Next, a method for manufacturing an optical waveguide plate according to still another embodiment will be described. In the core forming process shown in FIGS. 5A to 5C, the second upper mold 8 is disposed on the upper surface of the first lower mold 4 and the clad substrate 1, and the gap 22 is eliminated by pressing it. The resulting core space 21 is filled with the core material 23. At this time, as the core material filling pressure in the injection molding, a pressure is applied such that the lower surface of the second upper mold 8 facing the core space 21 is deformed upward as indicated by an arrow P. After the core material 23 is cured and the core 2 is formed, the second upper mold 8 is removed.
[0035]
In this step, the second upper mold 8 is made of a material having a lower elastic modulus than that of the clad substrate 1, for example, a polyethylene resin, a polypropylene resin, or an elastomer resin typified by silicon rubber. The clad substrate 1 is not deformed by the closing force, and only the second upper mold 8 is deformed so as to be in close contact with the clad substrate 1, and the gap 22 can be eliminated. The core material 23 filled in the core space 21 is a material having a refractive index larger than that of the substrate resin. FIG. 6A shows an end face in a state where an optical fiber is connected to the optical waveguide manufactured by such a method. FIG. 6B shows an end face having a configuration obtained by a conventional manufacturing method. The core cross section according to the present invention is closer to a circle than the core cross section according to the conventional manufacturing method, and the average radius thereof substantially matches the diameter of the optical fiber F. For this reason, the connection loss of light can be reduced at the connection portion connecting the optical waveguide (core 2) and the optical fiber F.
[0036]
Next, a method for manufacturing an optical waveguide plate according to still another embodiment will be described. In this manufacturing method, the second upper mold in the core forming step is made of a material having a lower elastic modulus than the clad substrate as described above. Further, a core material injection port for forming the core by filling the core material into the core space is arranged at the core end (light incident side in the clad substrate) which becomes the light incident side to the core. In general, when the core material is filled, the pressure on the core material injection side is higher than the pressure on the core material flow end side. Therefore, according to this method, the deformation amount of the second upper mold made of a material having a lower elastic modulus than the clad substrate is such that the core material injection side (light incident side) is on the core material flow end side (light emission side). Larger than
[0037]
FIG. 7 shows a cross section of the waveguide formed as described above. The cross section of the core 2 on the light output side is convex upward as indicated by the arrow Q1 as a result of the second upper mold being deformed by the injection pressure of the core material. The cross section of the core 2 on the light incident side is also convex upward as indicated by the arrow Q2 in the same manner as the cross section on the light exit side. Further, the deformation amount (projection amount) is larger on the light incident side, which is the core material injection side, depending on the pressure difference at the time of core material injection. FIG. 8 shows a state in which the optical fiber F is connected to the waveguide plate having such a core cross-sectional shape. On the light exit side, the cross section of the core 2 substantially coincides with the cross section of the optical fiber F. On the other hand, on the light incident side, the cross section of the core 2 includes the cross section of the optical fiber F. Therefore, the optical waveguide plate obtained by this method receives the light (signal) emitted from the optical fiber F without leakage on the light receiving side (light incident side) of the core 2 and receives light (signal) on the light emitting side. It is possible to transmit to the optical fiber F without leakage. By this method, an optical waveguide plate with small optical loss can be manufactured.
[0038]
Next, a method for manufacturing an optical waveguide plate according to still another embodiment will be described. In the core forming step shown in FIG. 9, the second upper mold 6 is configured to be vibrated by the ultrasonic transducer U. Similarly to the above, the second upper mold 6 is made of a block having a lower elastic modulus than the clad substrate 1, for example, a polyethylene resin, a polypropylene resin, or an elastomer resin typified by silicon rubber. Such a second upper mold 6 is disposed on the upper surface of the first lower mold 4 and the clad substrate 1 and is pressed to fill the core space 21 formed in close contact with the clad substrate 1 with a core material. To do. In the core material filling step, the core material is filled while operating the ultrasonic transducer U and vibrating the second upper mold 6. The vibration frequency is preferably 10 to 100 kHz (preferably 20 to 500 kHz), and the amplitude is preferably about 0.2 to 1 μm. According to this method, when the core material flows in the core space, the slip of the core material is improved, and the pressure at the time of injection molding can be reduced. Therefore, it is possible to prevent deformation of the clad substrate due to molding pressure and residual stress, and it is possible to make the core density uniform.
[0039]
Next, a method for manufacturing an optical waveguide plate according to still another embodiment will be described. In the clad substrate forming process shown in FIGS. 10A and 10B, a cavity 41 is constituted by the first lower mold 4 and the first upper mold 5, and the clad material 11 is filled therein by injection molding, and the clad After the material 11 is cured, the first upper mold 5 is detached from the first mold 4 and the clad substrate 1. Next, in the core forming step shown in FIGS. 10C to 10E, the resin film 75 is disposed on the lower surface of the first upper mold 5, and the first upper mold 5 and the resin film 75 are combined. It functions as a second upper mold. Such a second upper mold is disposed on the upper surface of the first lower mold 4 and the clad substrate 1 and pressed against the clad substrate 1 without any gap in the core space 21 formed in the core space 21 than the clad substrate 1. The core material 23 having a large refractive index is filled. The first lower mold 4 may be different from the first lower mold 4 shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). After the core material 23 is cured and the core is formed, the second upper mold 7 is removed.
[0040]
In this step, the resin film 75 disposed on the first upper mold 5 is made of a material having a lower elastic modulus than that of the clad substrate 1, for example, a polyethylene resin, a polypropylene resin, or an elastomer resin typified by silicon rubber. The core space 21 is formed by being deformed along the clad substrate 1 by the mold closing force. Since the first upper mold is used as the second upper mold, the convex portion of the first upper mold locally presses the portion of the resin film 75 that forms the upper surface of the core space 21. For this reason, the adhesiveness between the resin film 75 and the clad substrate 1 is improved around the upper portion of the core space 21, and a gap is prevented from being generated in this portion. Further, according to such a method, the first upper mold can also be used as the second upper mold, so that the equipment cost can be reduced.
[0041]
In the above, the refractive index of each substance is not the refractive index of the substance (clad material, core material, cover clad material) in the manufacturing process, but the substance (cladding substrate, core, cover clad) in a state used as an optical waveguide plate. Is the refractive index. Moreover, the said resin films 72, 73, and 75 may be a thin-plate shape, and the film said by a claim also includes such a thing.
[0042]
The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made. For example, the present invention relates to a technique for filling a groove portion with a filler without exceeding the upper boundary of the groove, and can be widely applied to fields requiring such a technique. The above-described embodiments can be implemented independently or in combination.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since no gap is generated between the upper surface of the clad substrate and the second upper mold for forming the core, it protrudes from the core groove between the clad substrate and the cover clad. The core resin layer is not formed, and an optical waveguide plate free from such a structural defect and free from light leakage / loss is obtained. Further, since the demand for the flatness of the second upper mold for core formation is relaxed, the mold cost can be reduced, and a low-cost optical waveguide plate can be obtained.
[0044]
According to the second aspect of the present invention, the core having the smaller surface roughness of the upper surface of the core is formed without depending on the surface roughness of the second upper mold for forming the core, and the light reflectance on this surface is increased. Therefore, optical loss is reduced. Further, since the demand for the surface roughness of the second upper mold for core formation is relaxed, the mold cost can be reduced, and a low-cost optical waveguide plate can be obtained.
[0045]
According to the invention of claim 3, since the film used for forming the core can be used as it is as the cover clad, and the cover clad can be joined and formed at the same time, the productivity is improved.
[0046]
According to invention of Claim 4, compared with the case where a core upper surface becomes a concave shape, the optical loss in the connection part of a core and an optical fiber can be reduced.
[0047]
According to invention of Claim 5, the optical loss in the connection part of a core and an optical fiber can be reduced.
[0048]
According to the invention of claim 6, in the core material flow part, the fluidity (slip) of the core material is improved, and the pressure at the time of injection molding can be reduced. Therefore, it is possible to prevent deformation of the clad substrate due to molding pressure and residual stress, and it is possible to make the core density uniform. For this reason, the optical waveguide efficiency is improved and the optical loss can be reduced.
[0049]
According to the invention of claim 7, since the first upper mold can also be used as the second upper mold, the equipment cost can be reduced. In addition, since the mold closing force acts locally at the upper edge of the core forming groove, the adhesion between the clad substrate and the resin film is good, and an optical waveguide plate with little core loss and no light loss can be obtained.
[0050]
According to the eighth aspect of the present invention, a gap between the clad substrate and the cover clad does not occur regardless of the unevenness of the upper surface of the core, so that light leakage can be reduced, and the cover clad can be removed from the clad substrate within the same lower mold. Since molding is performed, productivity is improved.
[0051]
  According to the invention of claim 9, since the manufactured optical waveguide plate is an optical waveguide plate having no core material portion that protrudes from the upper surface of the clad substrate beyond the upper edge of the core forming groove. It is possible to prevent light loss that has leaked from the portion. Further, it is not necessary to use a higher-precision injection mold, and a low-cost optical waveguide plate can be obtained.Furthermore, the optical waveguide plate manufactured using the manufacturing method according to claim 3 can improve the productivity because the resin film can be used as it is as the cover clad and the cover clad can be joined and formed at the same time. In the optical waveguide plate manufactured using the manufacturing method according to claim 4, the core cross-sectional shape is adjusted to a convex shape by adjusting the injection pressure, and the core upper surface becomes a concave shape. Compared to the case, the optical loss at the connecting portion between the core and the optical fiber is reduced, and the optical waveguide plate manufactured using the manufacturing method according to claim 5 is injected with the pressure of core material injection. Utilizing the difference between the flow side and the flow end side, the core cross-sectional shape is made different between the light incident side and the light output side, and it is optimal to reduce the optical loss at the connection between the core and the optical fiber. Status Has become a thing has been adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing a clad substrate forming step of an optical waveguide plate manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 1D to 1G are cross-sectional views showing the core forming step. (H)-(i) is sectional drawing which shows the cover clad formation process.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical waveguide plate obtained by the manufacturing method.
FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views showing a core forming step of a method of manufacturing an optical waveguide plate according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 4A to 4E are cross-sectional views showing a core forming step of a method for manufacturing an optical waveguide plate according to still another embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 5A to 5E are cross-sectional views showing a core forming step of a method for manufacturing an optical waveguide plate according to still another embodiment of the present invention.
6A is a diagram in which an optical fiber cross section is superimposed on a core cross section of an optical waveguide plate manufactured by the above manufacturing method, and FIG. 6B is an optical fiber cross section in the core cross section of an optical waveguide plate manufactured by a conventional method. The figure which piled up.
7B is a longitudinal sectional view of an optical waveguide plate according to still another embodiment of the present invention, FIG. 7A is a view taken along arrow A1-A1 in FIG. 7B, and FIG. 7C is A2 in FIG. -A2 arrow view.
8 (b) is a diagram in which an optical fiber is connected to the cross-sectional view of FIG. 7 (b), (a) is a view taken along the line B1-B1 in (b), and (c) is B2-B2 in (b). Arrow view.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing an optical waveguide plate according to still another embodiment of the present invention.
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views showing a clad substrate forming process of a method for manufacturing an optical waveguide plate according to still another embodiment of the present invention, and FIGS. 10C to 10E show the core forming process. FIG.
FIG. 11 is a perspective view of an optical waveguide plate according to a conventional manufacturing method.
FIG. 12 is a perspective view of a conventional optical waveguide plate to which the present invention is applied.
FIGS. 13A to 13C are cross-sectional views showing a clad substrate forming process of a conventional optical waveguide plate manufacturing method, and FIGS. 13D to 13H are cross-sectional views showing the core forming process.
FIG. 14 is a cross-sectional view of an optical waveguide plate according to a conventional manufacturing method.
[Explanation of symbols]
1 Clad substrate
11 Cladding material
2 core
23 Core material
3 Cover clad
31 Cover clad material
4 First lower mold
5 First upper mold
6 Second upper mold
7 Second upper mold
8 Second upper mold
71 blocks
72, 73, 75 Resin film
74 Air hole
9 Third upper mold
U ultrasonic transducer

Claims

A step of forming a clad substrate having a concave groove by injection molding a clad material using a first upper mold and a lower mold; and after this step, forming a concave substrate in the concave groove using a second upper mold and a lower mold A step of forming a core by injection molding a core material having a refractive index larger than that of the clad substrate, and a method of manufacturing an optical waveguide plate including the clad substrate and the core,
The second upper mold is made of a material having a lower elastic modulus than the clad substrate, and the core material is formed in a state where the second upper mold is brought into close contact with the clad substrate by a mold closing force when forming the core. A method of manufacturing an optical waveguide plate, wherein the recess groove is filled.

2. The method of manufacturing an optical waveguide plate according to claim 1, wherein a resin film having smoothness is disposed on a surface of the second upper mold facing the lower mold.

3. The optical waveguide plate according to claim 2, wherein a film having a refractive index comparable to that of the clad substrate is used as the smooth resin film, and the resin film is bonded to the clad substrate through a core material. Manufacturing method.

2. The method of manufacturing an optical waveguide plate according to claim 1, wherein the injection pressure at the time of forming the core is injection molded at a pressure at which the upper surface of the core has a convex shape.

5. The method of manufacturing an optical waveguide plate according to claim 4, wherein when the core is formed, the core material inlet is disposed on the light incident side of the clad substrate.

2. The method of manufacturing an optical waveguide plate according to claim 1, wherein injection molding is performed while vibrating the second upper mold.

2. The method of manufacturing an optical waveguide plate according to claim 1, wherein a second metal mold having a film disposed on a surface of the first upper mold facing the lower mold is used.

2. The method of manufacturing an optical waveguide plate according to claim 1, further comprising a step of forming a cover clad by injection molding using a third upper mold and a lower mold after forming the core.

An optical waveguide plate manufactured using the manufacturing method according to claim 3.