JP4161803B2 - 光導波路、及びその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に用いられる光学部品とその製造方法に関し、特にシート状の光導波路で、光を導波路と略直角方向に取り出すことが可能な光導波路とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光通信における光伝搬素子として、複数本の光伝搬路を有するシート状の光導波路が知られている。
【0003】
図12は、従来の光導波路の一例を示す断面図である。図12に示すように、従来の光導波路5は、コア51と、コア51を挟みこむ上下のクラッド52、53とからなり、光導波路5の端部には、基板56の面に接着されるべきクラッド53の端面53aとのなす角が略135度となるミラー面54が形成されている。また、クラッド52、53の屈折率は、コア51の屈折率に比べて若干低くなっている。このため、コア51に例えばレーザ光を通すと、該レーザ光は、コア51内に閉じ込められコア51に沿って進む(導波する)ことになる。そして、コア51内を図中X方向(水平方向)に導波してきたレーザ光がミラー面54に当たると、コア51と空気との屈折率差によりレーザ光が全反射されて図中Y方向(垂直方向)に曲げられるため、クラッド52を通り抜けて光導波路5の外にレーザ光が出射されることになる。
【0004】
このように、光導波路5は、レーザ光を光導波路5に対し略垂直上部方向に曲げ、他の光学部品と容易に光結合が行えるように構成されている。
【0005】
図13は、従来の光導波路の製造方法の一例を示す図である。図13に示すように、従来の光導波路の製造においては、コア51を上下から挟み込むようにクラッド52、53を形成した光導波路5を水平に設置し、先端が略90度の工具101を用いて切り込みを入れ、ミラー面54を形成している。
【0006】
このようにして作られた光導波路5は、一般には、反転してミラー面54の鋭角側を上にして基板56に接着して使用される。
【特許文献1】
特開2001−183540号公報
例えば、特許文献1には、端部にミラー面を有した光導波路が基板面に接着された例が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基板56の基板面に対して、光導波路5の垂直方向の厚みは、例えば120μm(例えば、コア51、クラッド52及び53のそれぞれの厚みが40μm)と薄いものである。このような薄型の光導波路5を接着剤によって基板に接着する場合、図14に示すように、光導波路5と基板56の間に挟まれた接着剤55が濡れ広がるが、接着剤55がミラー面54にくると、ミラー面54と基板56の基板面(クラッド53との接着がない面)とのなす角が略45度となるため、接着剤55の表面張力により、該接着剤55は、ミラー面54に濡れ上がっていくことになる。
【0008】
従って、光導波路5と基板56との隙間や接着剤55の量、粘度、温度、及び接着表面状態等の各接着条件をよほど厳密に管理しないと、大きくミラー面54に濡れ上がり、コア51の部分にまでかかってしまうことになる。
【0009】
このように、コア51におけるミラー面54に接着剤55が濡れ上がることになると、コア51と接着剤55との屈折率差が少ないので、図中X方向に進んできたレーザ光はミラー面54で全反射して図中Y方向に進まず、そのまま接着剤55の中に入り込んで図中X1方向にもれてしまうという問題があった。
【0010】
また、接着剤55が濡れ上がっても問題がないように、予めミラー面54に金属膜や誘電体多層膜を形成しておくことも考えられるが、新たな工程を追加することになり製造コストが大幅に増加するという問題があった。また、反射膜の厚みや使用するレーザ光の波長によって反射率が大きく変化するなどの問題もあった。
【0011】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基板接着時に接着剤のミラー面への濡れ上がりを抑制できる安価な光導波路、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、第1のクラッドと、所定の基板面に接着されるべき第2のクラッドと、前記第1及び第2のクラッドの間に形成されたコアと、を有する光導波路であって、該光導波路の少なくとも一方の端部には、ミラー面が形成されているとともに、前記基板面に接着される前記第2のクラッドの端面と前記ミラー面とのなす角が鈍角となる角が形成されており、前記第2のクラッドにおける前記ミラー面には、切り欠き部又は突起部が設けられていることを特徴とする。
【0013】
このような発明によれば、光導波路を基板に接着する際に接着剤のミラー面への濡れ上がりを抑制し、特にコアの部分まで接着剤が濡れ上がることを抑制することができるので、安定した反射率を確保したミラー付き光導波路を実現することができる。
【0014】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光導波路において、前記基板面に接着される前記第2のクラッドの端面と前記ミラー面とのなす角は、130度〜145度の間の何れかの角度であることを特徴とする。
【0015】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光導波路において、前記ミラー面は、前記コアを導波してきた光を全反射することを特徴とする。
【0016】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の光導波路において、前記切り欠き部又は突起部は、前記基板面と前記第2のクラッドの端面とを接着するための接着剤が前記コアにおける前記ミラー面に濡れ上がることを抑制する形状を有することを特徴とする。
【0017】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の光導波路において、前記切り欠き部又は突起部は、前記基板面とのなす角度が80〜100度の間の何れかの角度となる面を有することを特徴とする。
【0018】
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の光導波路において、前記切り欠き部又は突起部は、前記ミラー面とのなす角度が80〜100度の間の何れかの角度となる面を有することを特徴とする。
【0019】
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6の何れか一項に記載の光導波路において、前記切り欠き部又は突起部は、前記ミラー面の基板側最端に設けられていることを特徴とする。
【0020】
請求項8に記載の発明は、第1のクラッドと、所定の基板面に接着されるべき第2のクラッドと、前記第1及び第2のクラッドの間に形成されたコアと、を有する光導波路の製造方法において、該光導波路の少なくとも一方の端部を斜めに切断して前記基板面に接着される前記第2のクラッドの端面とのなす角が鈍角となるミラー面を形成する工程と、前記第2のクラッドにおける前記ミラー面に切り欠き部又は突起部を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【0021】
このような発明によれば、光導波路を基板に接着する際に接着剤のミラー面への濡れ上がりを抑制し、特にコアの部分に接着剤が濡れ上がらない光導波路を安価に作製することができる。
【0022】
請求項9に記載の発明は、請求項7に記載の光導波路の製造方法において、前記ミラー面に対して80〜100度の間の何れかの角度方向に前記切り欠き部又は前記突起部を形成することを特徴とする。
【0023】
請求項10に記載の発明は、請求項7に記載の光導波路の製造方法において、前記基板面に対して80〜100度の間の何れかの角度方向に前記切り欠き部又は前記突起部を形成することを特徴とする。
【0024】
請求項11に記載の発明は、第1のクラッドと、所定の基板面に接着されるべき第2のクラッドと、前記第1及び第2のクラッドの間に形成されたコアと、を有する光導波路の製造方法において、くさび形状の先端を有し、その最先端から、該光導波路に対して略90度方向の該光導波路の厚さと同程度の距離内に角を有する工具により、該光導波路に対して80〜100度の間の何れかの角度の方向から切り込みを入れることで、前記基板面に接着される前記第2のクラッドの端面とのなす角が鈍角となるミラー面と、そのミラー面に前記基板面とのなす角度が80〜100度の間の何れかの角度となる面を有する突起部と、を同時に形成することを特徴とする。ここで、「略」とは、ある程度の誤差が含まれることを考慮しており、例えば、略90度には、90度±数%の範囲が含まれることを意味する。
【0025】
このような発明によれば、光導波路を基板に接着する際に接着剤のミラー面への濡れ上がりを抑制し、特にコアの部分に接着剤が濡れ上がらない光導波路を安価に作製することができる。
【0026】
請求項12に記載の発明は、第1のクラッドと、所定の基板面に接着されるべき第2のクラッドと、前記第1及び第2のクラッドの間に形成されたコアと、を有する光導波路の製造方法において、平面形状の先端を有し、その先端の縁に略90〜135度の間の何れかの角度の角を有する工具により、該光導波路に対して略45度の方向から切り込みを入れることで、前記基板面に接着される前記第2のクラッドの端面とのなす角が鈍角となるミラー面と、そのミラー面に該ミラー面とのなす角度が90〜135度の間の何れかの角度になる面を有する突起部と、を同時に形成することを特徴とする。ここで、「略」とは、ある程度の誤差が含まれることを考慮しており、例えば、略45度には、45度±数%の範囲が含まれることを意味する。
【0027】
このような発明によれば、光導波路を基板に接着する際に接着剤のミラー面への濡れ上がりを抑制し、特にコアの部分に接着剤が濡れ上がらない光導波路を安価に作製することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【0029】
(第1の実施形態)
先ず、本発明の第1の実施形態における光導波路の構成について説明する。
【0030】
図1(A)は、第1の実施形態における光導波路等の断面図を示し、図1(B)は、図1(A)における光導波路と基板とが接着剤で接着された(張付けられた)状態における光導波路等の断面図を示す。
【0031】
図1(A)に示すように、光導波路1aは、第1のクラッドとしての上部のクラッド(層)12と、基板2の基板面(基板表面)21に接着されるべき第2のクラッドとしての下部のクラッド(層)13と、クラッド12及び13の間に形成されたコア(層)11と、を有して構成されている。コア11、クラッド12及びクラッド13には、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、或いはエポキシ樹脂等の透光性樹脂や、ガラス、石英等が用いられる。また、クラッド12及び13の屈折率は、コア11の屈折率に比べて若干(例えば、1%以下)低くなっている。なお、クラッド12及び13の屈折率は、コア11の屈折率に比べて3%程度低くても適用することができる。また、基板2には、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板或いはシリコン基板等が用いられる。
【0032】
また、光導波路1aの一方の端部には、ミラー面14が形成されているとともに、基板2の基板面21に接着されるクラッド13の端面(接着面)13aとミラー面14とのなす角が鈍角となる角δが形成されている。本実施形態においては、この角δが略135度である場合を例にとっている。ここで、「略」とは、ある程度の誤差が含まれることを考慮しており、例えば、略135度には、135度±数%の範囲が含まれることを意味する(「略」の意図するところは、以下の説明においても同様)。
【0033】
このようにクラッド13の端面13aとミラー面14とのなす角δを略135度とした場合、図1に示す光導波路1aの光軸とミラー面14の法線とのなす角Θは、略45度となる。そして、この場合、ミラー面14は、コア11を導波してきた光(レーザ光)を、基板面21に対して略垂直上部方向に全反射することになる。このようにクラッド13の端面13aとミラー面14とのなす角δを略135度とすれば、導波してきた光を基板面21に対して略垂直上部方向に取り出すことができるので、取り出した光(クラッド12を通り抜けて光導波路1aの外に出射された光)と他の光学系との光結合を容易にすることができる。
【0034】
なお、クラッド13の端面13aとミラー面14とのなす角δは、略135度に限定されるものではない。一般に、光導波路に用いられている材料の屈折率nは、1.45以上であり、光導波路のミラー面で光を全反射させるための条件(下記式(1))、及びミラー面で全反射された光が上部のクラッドの上面で全反射されないための条件(下記式(2))を考慮すると、光導波路の光軸とミラー面の法線とのなす角Θは、40度〜55度の間の何れかの角度であることが望ましい。従って、クラッド13の端面13aとミラー面14とのなす角δ(図1より、δ=90度+Θ)は、130度から145度の間の何れかの角度が実用的な値である(後述する第2〜第5実施形態においても同様)。
【0035】
Θ>sin-1(1/n)・・・(1)
Θ<(1/2sin-1(1/n))+45・・・(2)
そして、クラッド13におけるミラー面14には、基板面21と当該クラッド13とを接着するための接着剤がコア11におけるミラー面14に濡れ上がることを抑制するための切り欠き部15aが設けられている。図1(A)の例では、切り欠き部15aは、基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角α1が略90度となる面(濡れ上がりを抑制する面)16aを有しており、ミラー面14の基板2側最端部分に設けられている。
【0036】
このような光導波路1aのクラッド13が基板2の基板面21に接着剤3によって接着される場合、光導波路1aと基板2との間に挟まれた接着剤3は濡れ広がろうとするが、図1(B)に示すように、接着剤3が切り欠き部15aの角(かど)の部分にくると、切り欠き部15aが有する面16aと基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角α1は、ミラー面14と基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角γ(略45度)より大きくなるため、接着剤3が面16aに濡れ上がりにくくなり、その結果、接着剤3の濡れ上がりは、切り欠き部15aの角(かど)で止まることになる。
【0037】
このように、クラッド13におけるミラー面14に切り欠き部15aを設けるように構成したので、接着剤3がミラー面14に沿ってコア11の部分まで濡れ上がることを抑制することができ、その結果、コア11内を図1(B)中のX方向(水平方向)に導波してきた光を、確実に図中Y方向(垂直方向)全反射させることができるため、安定した反射率を確保したミラー付き光導波路を実現することができる。
【0038】
次に、第1の実施形態における光導波路1aの製造方法について説明する。
【0039】
図2(A),(B)は、第1の実施形態において、光導波路1aのミラー面14に切り欠き部15aが形成される様子を示す図である。
【0040】
先ず、従来の製造工程(図13参照)と同様に、コア11を上下から挟み込むようにクラッド12及び13を形成した光導波路1aを水平に設置し、くさび形状の先端(例えば、先端が略90度)を有した工具101により光導波路1aに、該光導波路(水平面)に対して略90度の方向から切り込みを入れることでミラー面14を形成する。
【0041】
なお、光導波路1aの少なくとも一方の端部を斜めに切断して斜めに切断して基板面21に接着されるクラッド13の端面13aとのなす角δが鈍角(略135度)となるミラー面14を形成するようにしてもよい。なお、ミラー面14を形成するまでの工程は、公知の製造方法を適用でき、本発明とは直接の関係がないため詳しい説明を省略するが、例えば、CVD等の技術によりコア11、クラッド12及び13を積層して形成する方法や、予め用意した型に透光性樹脂を流し込んで形成する方法等、如何なる方法で製造してもよく、特に限定されるものではない。
【0042】
次に、図2(A),(B)に示すように、例えば平面形状の先端を有しその先端の縁に略90度の角を有する工具(先端が水平でそれに続く面が略90度の工具)102により光導波路1aのクラッド13におけるミラー面14に、該光導波路(基板面)に対して略90度の方向から切り込みを入れる(例えば、工具102を、軸Gを中心に回転させて切り込みを入れる)ことで切り欠き部15aを形成する。これにより、切り欠き部15aには、基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角α1が略90度となる面16aが形成される。
【0043】
ここで、第1の実施形態においては、図2(A)に示すように、工具102の平面部分の幅WX1を、ミラー面14が形成された光導波路1aの開口部分の幅WY1以上にすることにより、クラッド13における切り欠き部15aには、ミラー面14の最端部分に形成されることになる。
【0044】
このような光導波路1aの製造方法によれば、ミラー面14の形成と同等の工程で切り欠き部15aを形成でき、切り欠き部15aに基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角α1が略90度の面16aを容易に形成できるので、基板張付け時に接着剤がコア11におけるミラー面14へ濡れ上がりにくい光導波路の安価な製造方法を提供することができる。
【0045】
なお、上記第1の実施形態において、基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21と面(濡れ上がりを抑制する面)16aのなす角α1(略90度)は、切り欠き部15aの作り易さ及び濡れ上がりの抑制効果を考慮した場合、より好ましい角度の一例であるが、例えば、当該角α1が80〜100度の何れかの角度であっても、ほぼ同様の効果を得ることができる。80〜100度の何れかの角度の角α1は、例えば工具102により光導波路1aのクラッド13におけるミラー面14に、該光導波路(基板面)に対して80〜100度の何れかの角度の方向から切り込みを入れることで容易に形成することができる。
【0046】
また、上記第1の実施形態においては、ミラー面14を形成した後、切り欠き部15aを形成するようにしたが、同等の工程のため、切り欠き部15aに相当する部分を先に形成し、その後、ミラー面14を形成してもよい。
【0047】
また、切り欠き部15aの形成に関して、図2では工具による機械加工の例を示したが、レーザ加工や化学的なエッチング処理等により、クラッド13におけるミラー面14に同様の切り欠き部15aを形成するようにしてもよい。
【0048】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態における光導波路の構成について説明する。
【0049】
図3(A)は、第2の実施形態における光導波路等の断面図を示し、図3(B)は、図3(A)における光導波路と基板とが接着剤で接着された(張付けられた)状態における光導波路等の断面図を示す。なお、第2の実施形態における光導波路1bにおいて、第1の実施形態における光導波路1aと同様の構成部分については同一の符号を付し、重複した説明を省略するものとする。
【0050】
第2の実施形態における光導波路1bにおいては、クラッド13におけるミラー面14の中間部分に切り欠き部15bが設けられており、この切り欠き部15bは、基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角α1が略90度となる面(濡れ上がりを抑制する面)16bを有している。
【0051】
このような光導波路1bのクラッド13が基板2の基板面21に接着剤3によって接着される場合、光導波路1bと基板2との間に挟まれた接着剤3は、ミラー面14に沿って一部濡れ上がるが、図3(B)に示すように、接着剤3が切り欠き部15bの角(かど)の部分にくると、切り欠き部15bが有する面16bと基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角α1(略90度)はミラー面14と基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角γ(略45度)より大きくなるため、接着剤3が面16bに濡れ上がりにくくなり、その結果、接着剤3の濡れ上がりは、切り欠き部15bの角(かど)で止まることになる。従って、第1の実施形態と同様、接着剤3がミラー面14に沿ってコア11の部分まで濡れ上がることを抑制することができ、安定した反射率を確保したミラー付き光導波路を実現することができる。
【0052】
次に、第2の実施形態における光導波路1bの製造方法について説明する。
【0053】
図4(A),(B)は、第2の実施形態において、光導波路1bのミラー面14に切り欠き部15bが形成される様子を示す図である。
【0054】
第2の実施形態における光導波路1bの製造方法については、基本的には第1の実施形態と同様であり、図4(A),(B)に示すように、例えば平面形状の先端を有しその先端の縁に略90度の角を有する工具103により光導波路1bのクラッド13におけるミラー面14に、該光導波路(水平面)に対して略90度の方向から切り込みを入れる(例えば、工具103を、軸Gを中心に回転させて切り込みを入れる)ことで切り欠き部15bを形成する。これにより、切り欠き部15bには、水平面とのなす角が略90度となる面16bが形成される。
【0055】
ここで、第2の実施形態においては、図4(A),(B)に示すように、工具103の平面部分の幅WX2を、ミラー面14が形成された光導波路1bの開口部分の幅WY1よりも小さくすることにより、クラッド13における切り欠き部15bには、ミラー面14の中間(途中の)部分に形成されることになる。
【0056】
このような光導波路1bの製造方法によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0057】
なお、上記第2の実施形態において、基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21と面(濡れ上がりを抑制する面)16bのなす角α1(略90度)は、切り欠き部15bの作り易さ及び濡れ上がりの抑制効果を考慮した場合、より好ましい角度の一例であるが、例えば、当該角α1が80〜100度の何れかの角度であっても、ほぼ同様の効果を得ることができる。80〜100度の何れかの角度の角α1は、例えば工具103により光導波路1bのクラッド13におけるミラー面14に、該光導波路(基板面)に対して80〜100度の何れかの角度の方向から切り込みを入れることで容易に形成することができる。
【0058】
また、上記第2実施形態においても、第1の実施形態と同様、切り欠き部15bに相当する部分を先に形成し、その後、ミラー面14を形成してもよい。また、切り欠き部15bの形成に関して、図4では工具による機械加工の例を示したが、レーザ加工や化学的なエッチング処理等により、クラッド13におけるミラー面14に同様の切り欠き部15bを形成するようにしてもよい。
【0059】
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態における光導波路の構成について説明する。
【0060】
図5(A)は、第3の実施形態における光導波路等の断面図を示し、図5(B)は、図5(A)における光導波路と基板とが接着剤で接着された(張付けられた)状態における光導波路等の断面図を示す。なお、第3の実施形態における光導波路1cにおいて、第1の実施形態における光導波路1aと同様の構成部分については同一の符号を付し、重複した説明を省略するものとする。
【0061】
第3の実施形態における光導波路1cにおいては、クラッド13におけるミラー面14の中間(途中の)部分に切り欠き部15cが設けられており、この切り欠き部15cは、ミラー面14とのなす角α3が略90度(基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角度α2が略135度)となる面(濡れ上がりを抑制する面)16cを有している。なお、この切り欠き部15cは、第1実施形態のように、ミラー面14の基板2側最端(ミラー面14と、クラッド13の端面との角(かど))部分に設けるようにしてもよい。
【0062】
このような光導波路1cのクラッド13が基板2の基板面21に接着剤3によって接着される場合、光導波路1cと基板2との間に挟まれた接着剤3は、ミラー面14に沿って一部濡れ上がるが、図5(B)に示すように、接着剤3が切り欠き部15cの角(かど)の部分にくると、切り欠き部15cが有する面16cと基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角α2が鈍角となるため、接着剤3が面16cに濡れ上がりにくくなり、その結果、接着剤3の濡れ上がりは、切り欠き部15cの角(かど)で止まることになる。
【0063】
従って、第1の実施形態と同様、接着剤3がミラー面14に沿ってコア11の部分まで濡れ上がることを抑制することができ、安定した反射率を確保したミラー付き光導波路を実現することができる。
【0064】
次に、第3の実施形態における光導波路1cの製造方法について説明する。
【0065】
図6(A),(B)は、第3の実施形態において、光導波路1cのミラー面14に切り欠き部15cが形成される様子を示す図である。
【0066】
第3の実施形態における光導波路1cの製造方法については、基本的には第1の実施形態と同様であり、図6(A),(B)に示すように、例えば、先端の幅WX3が、クラッド13におけるミラー面14の幅WY2よりも小さい工具104により光導波路1cのクラッド13におけるミラー面14に、該ミラー面14に対して略90度の方向から切り込みを入れる(例えば、工具104を、軸Gを中心に回転させて切り込みを入れる)ことで切り欠き部15cを形成する。これにより、切り欠き部15cには、ミラー面14とのなす角α3が略90度となる面16cが形成される。
【0067】
なお、図6(A),(B)の例では、工具104を傾けたが、逆に、光導波路1cを傾けてもよい。また、図6(A),(B)の例では、工具104によりクラッド13におけるミラー面14の中間(途中の)部分に切り込みを入れるようにしたが、工具104によりクラッド13におけるミラー面14の最端部分に切り込みを入れ、切り欠き部15cをミラー面14の最端部分に設けるようにしてもよい。
【0068】
このような光導波路1cの製造方法によれば、ミラー面14の形成とほぼ同等の工程で切り欠き部15cを形成でき、切り欠き部15cに基板面21とのなす角α2が鈍角となる面16cを容易に形成できるので、基板張付け時に接着剤がコア11におけるミラー面14へ濡れ上がりにくい光導波路の安価な製造方法を提供することができる。
【0069】
なお、上記第3の実施形態において、ミラー面14と面(濡れ上がりを抑制する面)16cのなす角α3(略90度)は、切り欠き部15cの作り易さ及び濡れ上がりの抑制効果を考慮した場合、より好ましい角度の一例であるが、例えば、当該角α3が80〜100度の何れかの角度であっても、ほぼ同様の効果を得ることができる。80〜100度の何れかの角度の角α3は、例えば工具104により光導波路1cのクラッド13におけるミラー面14に、該ミラー面14に対して80〜100度の何れかの角度の方向から切り込みを入れることで容易に形成することができる。
【0070】
また、上記第3実施形態においても、第1の実施形態と同様、切り欠き部15cに相当する部分を先に形成し、その後、ミラー面14を形成してもよい。また、切り欠き部15cの形成に関して、図6では工具による機械加工の例を示したが、レーザ加工や化学的なエッチング処理等により、クラッド13におけるミラー面14に同様の切り欠き部15cを形成するようにしてもよい。
【0071】
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態における光導波路の構成について説明する。
【0072】
図7(A)は、第4の実施形態における光導波路等の断面図を示し、図7(B)は、図7(A)における光導波路と基板とが接着剤で接着された(張付けられた)状態における光導波路等の断面図を示す。なお、第4の実施形態における光導波路1dにおいて、第1の実施形態における光導波路1dと同様の構成部分については同一の符号を付し、重複した説明を省略するものとする。
【0073】
第4の実施形態において、光導波路1dのクラッド13におけるミラー面14には、第1の実施形態に示すような切り欠き部15aの代わりに、突起部15dが設けられている。この突起部15dは、基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角α1が略90度となる面(濡れ上がりを抑制する面)16dを有しており、ミラー面14の基板2側最端部分に設けられている。なお、この突起部15dは、第2実施形態のように、クラッド13におけるミラー面14の中間(途中の)部分に設けるようにしてもよい。
【0074】
このような光導波路1dのクラッド13が基板2の基板面21に接着剤3によって接着される場合、光導波路1dと基板2との間に挟まれた接着剤3は濡れ広がろうとするが、図7(B)に示すように、接着剤3が突起部15dの角(かど)の部分にくると、突起部15dが有する面16dと基板面21とのなす角α1(略90度)は、ミラー面14と基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角γ(略45度)より大きくなるため、接着剤3が面16dに濡れ上がりにくくなり、その結果、接着剤3の濡れ上がりは、突起部15dの角(かど)で止まることになる。
【0075】
従って、第1の実施形態と同様、接着剤3がミラー面14に沿ってコア11の部分まで濡れ上がることを抑制することができ、安定した反射率を確保したミラー付き光導波路を実現することができる。
【0076】
次に、第4の実施形態における光導波路1dの製造方法について説明する。
【0077】
図8(A),(B)は、第4の実施形態において、光導波路1dのミラー面14に突起部15dが形成される様子を示す図である。
【0078】
第4の実施形態における光導波路1dの製造方法については、基本的には、第1の実施形態と同様であるが、第4の実施形態では、ミラー面14と突起部15dとを同時に形成する点で第1の実施形態とは異なる。
【0079】
例えば、図8(A),(B)に示すように、くさび形状の先端(図8の例では、水平面に対して略45度)を有しその最先端から該光導波路1dに対して90度方向の該光導波路の厚さと同程度の距離内に角(図8の例では、略135度)を有する工具105により、水平に設置された光導波路1dに対して略90度の方向から切り込みを入れることで、基板面21に接着されるクラッド13の端面13aとのなす角δが略135度となるミラー面14と、そのミラー面14に基板面21とのなす角度(α1)が略90度となる面16dを有する突起部15dと、を同時に形成する。
【0080】
このような光導波路1dの製造方法によれば、ミラー面14の形成と同時に突起部15dを形成でき、突起部15dに水平面とのなす角α1が略90度の面16dを容易に形成できるので、基板張付け時に接着剤がコア11におけるミラー面14へ濡れ上がりにくい光導波路の安価な製造方法を提供することができる。
【0081】
なお、上記第4の実施形態において、基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21と面(濡れ上がりを抑制する面)16dのなす角α1(略90度)は、突起部15dの作り易さ及び濡れ上がりの抑制効果を考慮した場合、より好ましい角度の一例であるが、例えば、当該角α1が80〜100度の何れかの角度であっても、ほぼ同様の効果を得ることができる。80〜100度の何れかの角度の角α1は、例えば工具105により水平に設置された光導波路1dに対して80〜100度の何れかの角度の方向から切り込みを入れることで容易に形成することができる。
【0082】
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態における光導波路の構成について説明する。
【0083】
図9(A)は、第5の実施形態における光導波路等の断面図を示し、図9(B)は、図9(A)における光導波路と基板とが接着剤で接着された(張付けられた)状態における光導波路等の断面図を示す。なお、第5の実施形態における光導波路1eにおいて、第1の実施形態における光導波路1eと同様の構成部分については同一の符号を付し、重複した説明を省略するものとする。
【0084】
第5の実施形態においても、第4の実施形態と同様、光導波路1eのクラッド13におけるミラー面14には、突起部15eが設けられている。この突起部15eは、ミラー面14とのなす角α3が略90度(基板面(基板面のうちクラッド13との接着がない面)21とのなす角度α2が略135度)となる面(濡れ上がりを抑制する面)16eを有しており、ミラー面14の基板2側最端部分に設けられている。なお、この突起部15eは、第2実施形態のように、クラッド13におけるミラー面14の中間(途中の)部分に設けるようにしてもよい。
【0085】
このような光導波路1eのクラッド13が基板2の基板面21に接着剤3によって接着される場合、光導波路1eと基板2との間に挟まれた接着剤3は濡れ広がろうとするが、図9(B)に示すように、接着剤3が突起部15eの角(かど)の部分にくると、突起部15eが有する面16eと基板面21とのなす角α2が鈍角となるため、接着剤3が面16eに濡れ上がりにくくなり、その結果、接着剤3の濡れ上がりは、突起部15eの角(かど)で止まることになる。
【0086】
従って、第1の実施形態と同様、接着剤3がミラー面14に沿ってコア11の部分まで濡れ上がることを抑制することができ、安定した反射率を確保したミラー付き光導波路を実現することができる。
【0087】
次に、第5の実施形態における光導波路1eの製造方法について説明する。
【0088】
図10(A),(B)は、第5の実施形態において、光導波路1eのミラー面14に突起部15eが形成される様子を示す図である。
【0089】
第5の実施形態における光導波路1eの製造方法については、基本的には、第1の実施形態と同様であるが、第4の実施形態と同様、ミラー面14と突起部15eとを同時に形成する点で第1の実施形態とは異なる。
【0090】
例えば、図10(A),(B)に示すように、平面形状の先端を有しその先端の縁に略90度の角を有する工具(先端が水平でそれに続く面が略90度の工具)106により、水平に設置された光導波路1eに対して略45度の方向から切り込みを入れることで、クラッド12側が鋭角になる斜面を有するミラー面14と、そのミラー面14に該ミラー面とのなす角度(α3)が略90度となる面16eを有する突起部15eと、を同時に形成する。なお、図10(A),(B)の例では、工具106を傾けたが、逆に、光導波路1eを傾けてもよい。
【0091】
このような光導波路1eの製造方法によれば、ミラー面14の形成と同時に突起部15eを形成でき、ミラー面14とのなす角α3が略90度の面(水平面とのなす角がミラー面14と反対の鈍角となる面)16eを容易に形成できるので、基板張付け時に接着剤がコア11におけるミラー面14へ濡れ上がりにくい光導波路の安価な製造方法を提供することができる。
【0092】
なお、上記第5の実施形態において、ミラー面14と面(濡れ上がりを抑制する面)16eとのなす角α3(略90度)は、突起部15e作り易さ及び濡れ上がりの抑制効果を考慮した場合、より好ましい角度の一例であるが、例えば、当該角α3が80〜100度の何れかの角度であっても、ほぼ同様の効果を得ることができる。80〜100度の何れかの角度の角α3は、例えば工具106により、水平に設置された光導波路1eに対して35〜55度の何れかの角度の方向から切り込みを入れることで容易に形成することができる。
【0093】
なお、上記第5の実施形態における光導波路1eの製造方法の変形例として、第1の実施形態のように45度のミラー面14を加工した後に、機械的の工具106を用いずに、ミラー面14に垂直な方向から、レーザ加工や化学的なエッチィング処理等により、ミラー面全体をさらに加工することにより、ミラー面14及び突起部15eを形成することも可能である。
【0094】
また、上記第5の実施形態の変形例として、図11に示すように、工具106の先端の縁が略90〜135度の間の何れかの角度の角βであってもよく、これによりミラー面14とのなす角度が略90〜135度の間の何れかの角度になる面16eを有する突起部15eを形成するようにしてもよい。
【0095】
なお、上記第1〜第5の実施形態においては、光導波路の一端のみにミラー面14を設ける場合について説明したが、光導波路の両端にミラー面14を設ける場合についても同様に切り欠き部若しくは突起部を設ければよい。
【0096】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は、上記第1乃至第5の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明の範囲に含まれる。例えば、切り欠き部又は突起部の形状は、基板面21とクラッド13とを接着するための接着剤3がコア11におけるミラー面14に濡れ上がることを抑制する形状であれば、如何なる形状であってもよい。
【0097】
また、上記実施形態の説明において、一般には、接着剤の濡れ上がりを抑制する効果は、基板面とのなす角が大きいほど、より大きくなるが、上記説明の中では、加工の容易性や濡れ上がり抑制効果の大きさから、濡れ上がりを抑制する面の基板面21とのなす角度α1としては80度〜100度、又は濡れ上がりを抑制する面とミラー面14とのなす角度α3としては80度〜100度等を例示した。しかしながら、濡れ上がりを抑制する面の基板面21とのなす角度α1が、ミラー面14と基板面21とのなす角γより少しでも大きければ、例示した角度以外でも濡れ上がりを抑制する効果はその大小を別として生じることは明らかである。従って、ミラー面に切り欠き部又は突起部を設けることで生じる濡れ上がりを抑制する面の角度は、上記例示の角度以外であっても本発明の範囲に含まれることは明らかである。
【0098】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光導波路よれば、光導波路を基板に接着する際に接着剤のミラー面への濡れ上がりを抑制し、特にコアの部分に接着剤が濡れ上がらないため、光導波路の基板接着工程での光導波路と基板の隙間や接着剤の量、粘度、温度、接着表面状態等の各接着条件の管理が容易となり、また、ミラー面における反射率を安定させることができる。
【0099】
また、本発明に係る光導波路の製造方法によれば、光導波路を基板に接着する際に接着剤のミラー面への濡れ上がりを抑制し、特にコアの部分に接着剤が濡れ上がらない光導波路を安価に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (A)は、第1の実施形態における光導波路等の断面図を示し、(B)は、(A)における光導波路と基板とが接着剤で接着された(張付けられた)状態における光導波路等の断面図を示す図である。
【図2】 第1の実施形態において、光導波路1aのミラー面14に切り欠き部15aが形成される様子を示す図である。
【図3】 (A)は、第2の実施形態における光導波路等の断面図を示し、(B)は、(A)における光導波路と基板とが接着剤で接着された(張付けられた)状態における光導波路等の断面図を示す図である。
【図4】 第2の実施形態において、光導波路1bのミラー面14に切り欠き部15bが形成される様子を示す図である。
【図5】 (A)は、第3の実施形態における光導波路等の断面図を示し、(B)は、(A)における光導波路と基板とが接着剤で接着された(張付けられた)状態における光導波路等の断面図を示す図である。
【図6】 第3の実施形態において、光導波路1cのミラー面14に切り欠き部15cが形成される様子を示す図である。
【図7】 (A)は、第4の実施形態における光導波路等の断面図を示し、(B)は、(A)における光導波路と基板とが接着剤で接着された(張付けられた)状態における光導波路等の断面図を示す図である。
【図8】 第4の実施形態において、光導波路1dのミラー面14に突起部15dが形成される様子を示す図である。
【図9】 (A)は、第5の実施形態における光導波路等の断面図を示し、(B)は、(A)における光導波路と基板とが接着剤で接着された(張付けられた)状態における光導波路等の断面図を示す図である。
【図10】 第5の実施形態において、光導波路1eのミラー面14に突起部15eが形成される様子を示す図である。
【図11】 第5の実施形態の変形例において、光導波路1eのミラー面14に突起部15eが形成される様子を示す図である。
【図12】 従来の光導波路の一例を示す断面図である。
【図13】 従来の光導波路の製造方法の一例を示す図である。
【図14】 従来の光導波路と基板の間に挟まれた接着剤が濡れ広がる様子を示す図である。
【符号の説明】
1a〜1e 光導波路
2 基板
3 接着剤
11 コア
12,13 クラッド
14 ミラー面
15a〜15c 切り欠き部
15d,15e 突起部
21 基板面
51 コア
52,53 クラッド
54 ミラー面
55 接着剤
56 基板
101〜106 工具

Claims (12)

  1. 第1のクラッドと、所定の基板面に接着されるべき第2のクラッドと、前記第1及び第2のクラッドの間に形成されたコアと、を有する光導波路であって、該光導波路の少なくとも一方の端部には、ミラー面が形成されているとともに、前記基板面に接着される前記第2のクラッドの端面と前記ミラー面とのなす角が鈍角となる角が形成されており、
    前記第2のクラッドにおける前記ミラー面には、切り欠き部又は突起部が設けられていることを特徴とする光導波路。
  2. 請求項1に記載の光導波路において、
    前記基板面に接着される前記第2のクラッドの端面と前記ミラー面とのなす角は、130度〜145度の間の何れかの角度であることを特徴とする光導波路。
  3. 請求項1又は2に記載の光導波路において、
    前記ミラー面は、前記コアを導波してきた光を全反射することを特徴とする光導波路。
  4. 請求項1乃至3の何れか一項に記載の光導波路において、
    前記切り欠き部又は突起部は、前記基板面と前記第2のクラッドの端面とを接着するための接着剤が前記コアにおける前記ミラー面に濡れ上がることを抑制する形状を有することを特徴とする光導波路。
  5. 請求項1乃至3の何れか一項に記載の光導波路において、
    前記切り欠き部又は突起部は、前記基板面とのなす角度が80〜100度の間の何れかの角度となる面を有することを特徴とする光導波路。
  6. 請求項1乃至3の何れか一項に記載の光導波路において、
    前記切り欠き部又は突起部は、前記ミラー面とのなす角度が80〜100度の間の何れかの角度となる面を有することを特徴とする光導波路。
  7. 請求項1乃至6の何れか一項に記載の光導波路において、
    前記切り欠き部又は突起部は、前記ミラー面の基板側最端に設けられていることを特徴とする光導波路。
  8. 第1のクラッドと、所定の基板面に接着されるべき第2のクラッドと、前記第1及び第2のクラッドの間に形成されたコアと、を有する光導波路の製造方法において、
    該光導波路の少なくとも一方の端部を斜めに切断して前記基板面に接着される前記第2のクラッドの端面とのなす角が鈍角となるミラー面を形成する工程と、
    前記第2のクラッドにおける前記ミラー面に切り欠き部又は突起部を形成する工程と、を備えることを特徴とする光導波路の製造方法。
  9. 請求項7に記載の光導波路の製造方法において、
    前記ミラー面に対して80〜100度の間の何れかの角度方向に前記切り欠き部又は前記突起部を形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
  10. 請求項7に記載の光導波路の製造方法において、
    前記基板面に対して80〜100度の間の何れかの角度方向に前記切り欠き部又は前記突起部を形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
  11. 第1のクラッドと、所定の基板面に接着されるべき第2のクラッドと、前記第1及び第2のクラッドの間に形成されたコアと、を有する光導波路の製造方法において、
    くさび形状の先端を有し、その最先端から、該光導波路に対して略90度方向の該光導波路の厚さと同程度の距離内に角を有する工具により、該光導波路に対して80〜100度の間の何れかの角度の方向から切り込みを入れることで、前記基板面に接着される前記第2のクラッドの端面とのなす角が鈍角となるミラー面と、そのミラー面に前記基板面とのなす角度が80〜100度の間の何れかの角度となる面を有する突起部と、を同時に形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
  12. 第1のクラッドと、所定の基板面に接着されるべき第2のクラッドと、前記第1及び第2のクラッドの間に形成されたコアと、を有する光導波路の製造方法において、
    平面形状の先端を有し、その先端の縁に90〜135度の間の何れかの角度の角を有する工具により、該光導波路に対して略45度の方向から切り込みを入れることで、前記基板面に接着される前記第2のクラッドの端面とのなす角が鈍角となるミラー面と、そのミラー面に該ミラー面とのなす角度が90〜135度の間の何れかの角度になる面を有する突起部と、を同時に形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
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