JPH04190201A - 光回路板とその製法、該光回路板を用いた電気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光回路板に係り、特に分岐損失の少ない光回路
板に関する。

［従来の技術］ 光通信等に用いる光回路板は屈折率の高いコア部と、そ
れよりも屈折率の低いクラッド部から構成されている。

こうした光回路板の光を分岐するためには、コア部に分
岐部を設けなればならない。

この分岐部の先端の角度、即ち分岐角度が小さければ小
さいほど、光回路板の分岐部における光の伝送損失（分
岐損失）は小さくなる。

光回路板の光信号の分岐効率を高めるために、樹脂製光
回路板（光導波路）の分岐部にパワー分割帯を形成し分
岐損失を低減するものが提案されている（特開昭５６−
１２６８０９号）。

しかし、光回路を作製する場合、分岐角度を９０度にす
れば現在のプリント板と同様な基盤目状の回路を形成す
ることができ、回路を構成する上で極めて有効な手段と
なる。

しかし、分岐角度を９０度にした場合、光の入射に対し
て９０度方向の分岐コア部にはほとんど伝送されない、
従って、光の進行方向を変える上でのネックとなってい
た。

［発明が解決しようとする課題］ 前記のように光回路板における光信号の分岐部は伝送損
失（分岐損失）の増加を抑制するために分岐角度を大き
くすることができなかった。特に、前記分岐角度を９０
度以上、例えばＴ字型あるいは十字型にすることができ
れば光回路板として極めて有効であり、こうしたものが
強く望まれていた。

しかし、分岐角度が９０度に近づくに従って、分岐損失
が急激に増加し、分岐コア部に十分な光を分岐すること
ができなくなるという問題があった。

本発明の目的は分岐角度の大きい（例えば９０度以上）
分岐部の光の分岐損失を低減した光回路板を提供するこ
とにある。

また、他の目的は、該光回路板を用いた電気装置を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するための本発明の要旨は下記のとおり
である。

（１）光が伝送するコア部と、該コア部の周囲に該コア
部よりも低屈折率のクラッド部を有し、該コア部が少な
くとも２つ以上に分岐する分岐点を１つ以上有する光回
路板において、 該分岐点内に屈折率が前記クラッドと同じが、またはそ
れ以下の物質で構成された光散乱部を設けたことを特徴
とする光回路板。

（２）前記分岐点の分岐コアの分岐角度がほぼ９０度以
上であり、該分岐点内に屈折率が前記クラッドと同じか
、またはそれ以下の物質で構成された光散乱部を設けた
ことを特徴とする光回路板。

本発明の特徴は光回路板の分岐点内に、光散乱部を形成
することにあり、これによって本発明の目的を達成する
ことができる。

上記の光散乱部は、前記クラッド部の屈折率よりも低屈
折率の材料で形成する。例えば気泡または気孔等で形成
することによっても達成することができる。

ま−た、前記光散乱部の分岐コアに対向する面に突起部
を形成することにより、対応するコア部に効率よく光を
散乱させて伝送することができる。

［作用］ 本発明において、分岐角度が９０度以上の方向にも光を
分岐することができるのは、分岐角度が９０度以上の分
岐点内に光の散乱ＭＳ（例えば気孔または気泡）を設け
ることにより、光は該散乱物質によってあらゆる方向に
散乱されるためである。

上記光散乱部のコアに対向する面に突起部を設けること
により、該突起部で光がより散乱され、分岐損失をより
低減することができる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により説明する。

〔実施例　１〕 第１図に示す分岐角度が９０度の光回路板のクラッド部
１をポリ−４−メチルペンテン−１（以下ＰＭＰと略す
）を用いて形成し、分岐点３内のほぼ中央に円柱状の光
散乱部２（気孔）を設けた。

この散乱部２は、ポリメチルメタクリレート（以下ＰＭ
ＭＡと略す）で作成した円柱の中央に円柱状の孔を穿け
、コアより低屈折率の光散乱物質（この場合は空気）を
中央部に有する中空円柱体を、コア分岐点の中央部に埋
め込み、コア部４にＰＭＭＡを注入成型して分岐回路を
有する光回路板を得た。

このようにして得られた光回路板のコア部４−１から光
が入射されると、光は散乱部２により散乱され分岐回路
であるコア部４−２〜４−４に散乱導波される。

この場合の分岐損失は、コア部４−２が６．９ｄＢ、コ
ア部４−３が６．７ｄＢ、コア部４−４が６．７ｄＢで
あった。

〔実施例　２〕 クラツド材として実施例工と同様にＰＭＰを用いて、第
２図に示すように３次元的に直交している光回路板のク
ラッド部１を作成し、球状の光散乱部２（気泡）を分岐
点３内に設けた。この光散乱部２は実施例１と同様に気
孔を有するＰＭＭＡで形成した。その後、光散乱部の周
囲にコア部４を形成し、光回路板を得た。

該光回路板のコア部４−１からの入射光は光散乱部２に
より散乱され分岐コア部４−２〜４−６に導波される。

この場合の分岐損失は、コア部４−２が７．７ｄＢ、コ
ア部４−３が７．３ｄＢ、コア部４−４が７．７ｄＢ、
コア部４−５が７．７ｄＢ、コア部４−６が７．７ｄＢ
であった。

〔実施例　３〕 クラツド材として実施例１と同様にＰＭＰを用いて、第
３図の模式図の示すような基盤目状のコア部を有するク
ラッド部１を作成し、Ａ−Ｅと１〜５のコア部４が交差
するＡ−２，Ｂ−４，Ｃ−３、Ｄ〜１およびＥ−５部の
分岐点３内に実施例１と同様にＰＭＭＡから成る円柱状
の光散乱部２（気孔）をそれぞれ設けた。その後、コア
部４を形成し分岐回路板を得た。

該分岐回路のコア部に光が入射されると、光は光散乱部
２により散乱され分岐導波される１分岐点３内の光散乱
部２は回路盤上の任意の点に設定できる。これにより基
盤目状の回路板のクラッド部１を作成し、光散乱部２を
設定することによって様々な回路を形成することができ
る。

〔実施例　４〕 実施例１と同様にＰＭＰを用いて、第４図の模式斜視図
に示すような多層の基盤目状の光回路板のクラッド部１
を作成し、コア部４が交差する分岐点３内に球状の光散
乱部（気泡）を設けた。この光散乱部２の周囲は実施例
１と同様にＰＭＭＡから成る。その後、コア部４を形成
し分岐回路を得た。

該分岐回路はコア部４に光が入射されると、光は光散乱
部２により散乱され他の層のコア部４に導波される。こ
れにより多層基盤目状の光回路板を形成することができ
る。

〔実施例　５〕 実施例１と同様にＰＭＰを用いて、第５図に示すクラッ
ド部１を作成し、コア部４が交差する分岐点３内に光路
の中心からいくぶんずれた位置に円柱状の光散乱部２（
気孔）を形成した。この光散乱部２の周囲は実施例１と
同様にＰＭＭＡから成る。その後、その周囲にコア部４
を形成して分岐回路を得た。　該分岐回路に光が入射さ
れると、光は光散乱部２により散乱され各分岐コア部に
導波される。

この場合の光の分岐損失は、コア部４−２が７．２ｄＢ
、コア部４−３が６．４ｄＢ、コア部４−４が６．９ｄ
Ｂであった。　このように光散乱部２が光路の中心から
ずれているためコア部４−３に多くの光が導波され、次
いでコア部４−４．コア部４−２の順で導波される。

上記のように分岐点３内において光路の中心からずれた
位置に光散乱部２（気孔）を設けることにより、分岐比
の異なる光回路板を容易に得ることができる。

〔実施例　６〕 実施例１と同様にＰＭＰを用いてクラッド部１を作成し
、コア部４が交差する分岐点３内に第６図の模式図に示
すように、分岐コアに対向する面に突起部５を有する光
散乱部２（気孔）を設けた。

この光散乱部２は実施例１と同様にＰＭＭＡと気孔とか
ら形成した。次いで、コア部４を形成し分岐回路を得た
。該分岐回路はコア部４−１から光が入射されると、光
は光散乱部２により散乱されコア部４−２〜コア部４−
４に導波される。この場合、光の分岐損失はコア部４−
２が６．４ｄＢ、コア部４−３が６．２ｄＢ、コア部４
−４が６．４ｄＢであった。

光散乱部２の突起部により光が効率よく散乱して各分岐
コアに光が導波され、分岐効率を高める効果がある。

〔実施例　７〕 次に、分岐角度をいろいろ変えた場合の分岐損失を第８
図に示すような光回路板を実施例１に準じて作成し、測
定した。

コアＡから光を伝送した場合の分岐コアＢおよびＣへの
光の伝送状況を分岐点内に光散乱部として設けた光散乱
物質（気孔）の有無による分岐損失の差を測定し比較し
た。

その結果を第７図に示す。

図から明らかなように、光散乱部を分岐点内に設けるこ
とによって、コアＡからコアＣへの分岐角度が９０度付
近においても光の分岐損失を大巾に低減できることが分
かる。

〔実施例　８〕 クラツド材としてフリントガラスを用いて、ケミカルエ
ツチングにより第１図に示すような光回路板のクラッド
部ｌを作成し、中央部に円柱状の光散乱部（気孔）を分
岐点３内に設けた。この光散乱部２は該コア部４と同様
のクラウンガラスでブロックを作成し、該コア部よりも
低屈折率の光散乱部２（気孔）を有している。その後、
この光散乱部２の周囲にクラウンガラスのコア部４を形
成し光回路板を得た。

該光回路板のコア部４−１から光が入射されると、光は
光散乱部２により散乱され４−２〜４−４に導波される
。

この場合、各コア部の分岐損失はコア部４−２が７．１
ｄＢ、コア部４−３が７．０ｄＢ、コア部４−４が７．
２ｄＢであった。

〔実施例　９〕 クラツド材にＰＭＭＡを用いて第１図に示すような光回
路板のクラッド部１を作成し、中央部に円柱状の光散乱
部２をＰＭＰにより作成して、これを分岐点３内に設け
た。該光散乱部２はコア部４と同様にポリスチレンのブ
ロックを用い、該コア部よりも低屈折率のＰＭＰからな
る光散乱部をほぼ中央に設けたものを用いた０次いで、
該光散丸部２の周囲にコア部４を形成し光回路板を得た
。

該光回路板のコア部４−１からの入射光は、光散乱部２
により散乱され４−２〜４−４に導波される。この場合
の各分岐コア部の分岐損失は、コア部４−２が７．６ｄ
Ｂ、コア部４−３が７．４ｄＢ、コア部４−４が７．６
ｄＢであった。

なお、前記各実施例において光散乱部の作成方法は、円
柱状の場合には、コア部と同程度の屈折率を有する材料
、あるいはコア部と同じ材料を用いて円柱を作成し、中
央部を機械加工等により穴を穿け、穴の内面を光学研磨
し、適切な長さに切断することによって形成することが
できる。

また、球状の場合には、上記と同じ材料により球の半分
を作成し、その中央部に半球の穴を穿け、２つの半球を
合わせると球状の光散乱部を得ることができる。

なお、分岐角度９０度以上でも本発明の効果を得ること
ができる。

本発明の光回路板は、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）
をはじめ各種の信号を光に変換して伝送できるものに利
用することができる。例えばＶＴＲのビデオ信号を直接
光信号としてテープ上に記録したり、読み出した信号を
直接伝送することができる。このように、光信号を用い
ることによって外部の電磁波に対し影響を受けにくいも
のとなる。

［発明の効果］ 本発明によれば、分岐点内に設けた光散乱部により光の
進路を大きく変えることが可能となり、従来困難であっ
たほぼ９０度の分岐角度を有する光回路板を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の光回路板のコア分岐部の模式
図、第７図は分岐角度と分岐損失の関係を示すグラフ、
第８図は分岐角度と分岐損失の関係を調べた光回路板の
模式図である。 １・・クラッド部、２・・光散乱部、３・・分岐点、・
４・・・コア部、５・・・突起部。 第１図 １・・・クラッド部、２・・・光散乱部、３・・・分岐
点、　　　４・・コア部 第２図 第３図 第４図 第　５　図 第６図 ５・・突起部 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光が伝送するコア部と、該コア部の周囲に該コア部
   よりも低屈折率のクラッド部を有し、該コア部が少なく
   とも２つ以上に分岐する分岐点を１つ以上有する光回路
   板において、 前記分岐点内に屈折率が前記クラッドと同じか、または
   それ以下の物質で構成された光散乱部を設けたことを特
   徴とする光回路板。 ２．光が伝送するコア部と、該コア部の周囲に該コア部
   よりも低屈折率のクラッド部を有し、該コア部が少なく
   とも２つ以上に分岐する分岐点を１つ以上有する光回路
   板において、 前記分岐点の分岐コアの分岐角度がほぼ９０度以上であ
   り、該分岐点内に屈折率が前記クラッドと同じか、また
   はそれ以下の物質で構成された光散乱部を設けたことを
   特徴とする光回路３．前記分岐点において分岐コアがほ
   ぼ直交し、２次元に構成されており、該分岐点内に設け
   られた前記光散乱部は円柱状に形成されていることを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の光回路板。 ４．前記分岐点において分岐コアの少なくとも一つがほ
   ぼ直交し、かつ三次元に構成されており、該分岐点内に
   設けられた前記光散乱部は球状に形成されていることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の光回路板。 ５．前記分岐点内に設けられた前記光散乱部は、分岐コ
   アと対向する面に突起部を有することを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載の光回路板。 ６．前記分岐点内に設けられた前記光散乱部が気泡また
   は気孔からなることを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の光回路板。 ７．光が伝送するコア部と該コア部の周囲にあり、該コ
   ア部よりも屈折率が低いクラッド部を有し、該コア部が
   少なくとも２つ以上に分岐する分岐点を１つ以上有する
   光回路板において、 前記分岐点内に光を散乱させる物質を光の分岐比に対応
   するようにコアの光路の中心軸上よりずらせて設けたこ
   とを特徴とする光回路板。 ８．光が伝送するコア部と該コア部の周囲にあり、該コ
   ア部よりも屈折率が低いクラッド部を有し、該コア部が
   少なくとも２つ以上に分岐する分岐点を１つ以上有する
   光回路板の製法において、前記コア部よりも低屈折率の
   光散乱物質を中央部に有して該コア部と同じ屈折率のブ
   ロックを作成し、 前記分岐点内に該ブロックを設置し、 次いでコア部を形成して前記ブロックを前記分岐点内に
   固定する、 ことを特徴とする光回路板の製法。 ９．発光部、光回路板および受光部、該発光部と該光回
   路板を光学的に接続する光接続手段、該光回路板と該受
   光部を光学的に接続する光接続手段を有し、該光信号に
   よって動作される電気装置において、 前記光回路板が、光が伝送されるコア部と、該コア部の
   周囲に該コア部よりも低屈折率のクラッド部を有し、該
   コア部が少なくとも２つ以上に分岐する分岐点を１つ以
   上有し、 該分岐点における分岐角度がほぼ９０度以上の分岐コア
   を有し、かつ、該分岐点内に屈折率が前記クラッドと同
   じか、またはそれ以下の物質で構成された光散乱部を形
   成した光回路板を備えたことを特徴とする電気装置。