JPH0477705A - 光導波路の製造方法 - 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、光導波路の製造方法に関するものであり、詳
細には通信や情報機器等の光学系に利用される高分子光
導波路の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、屈折率の低い透明なプラスチック樹脂を金型に流
し込んで基板を作製し、更に前記金型の一部を取り外し
、代わりに前記基板上に細い帯状の空洞が形成されるよ
うな金型を重ね、この空洞内に屈折率の高いプラスチッ
ク樹脂を流し込むことによって、前記基板に接合した導
波路を形成する方法があった（特開昭５５−１２０００
４号公報参照、以後先行技術１という）。

また、凹溝状に形成された導波路パターンを有する平板
状のシリコーンゴム型のパターン溝の一端から透明な注
型用樹脂を毛細管現象を利用して流入させ、溝内に樹脂
が十分に充填した後に硬化させる。次に溝内に充填した
樹脂よりも低屈折率の注型用樹脂をパターンが形成され
ている側の面全体に流し込み硬化させる。その後、シリ
コーンゴム型からパターン状の樹脂と平板状の樹脂の硬
化物が一体となった成形品を取り外し、該成形品の導波
路パターンが形成されている側に再び低屈折率の樹脂を
全面に注型硬化させて光導波路を製造する方法がある（
特開昭６１−１３８９０３号公報参照、以後先行技術２
という）。

［発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、先行技術１の成形法で得られる光導波路
は、光導波路部となるコア材の上面がクラツド材によっ
て覆われていないため、コア材の上面に塵等の異物が付
着した場合や傷が付いた場合、光が散乱されて導波損失
が極端に太き（なる。また、光の実効的反射面はコア材
とクラツド材どの界面よりも％波長はどクラツド材側に
あるため、クラツド材によって覆われていないコア上部
の空気層に塵が浮遊していても光が散乱され、前記と同
様導波損失に悪影響を及ぼす。従って、コア材上面の塵
や傷に起因する導波損失の悪化を防ぐためには、光導波
路全体のパッケージ化が必要不可欠であった。

しかして、先行技術２は上記の要件を満足させるもので
はあるが、先導波路を形成するための工程が複雑で手間
がかかって繁雑であるばかりではなく、低屈折率の樹脂
の注型、硬化に長時間を要し、工業的製造方法として非
効率的で十分満足できるものではない。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、光伝送回路全体をパッケージ化する必要がな
く、クリーンルームに限らず、通常の場所で使用した際
にも導波損失が悪化せず、塵等の異物がコア部に付着し
たり、コア部に傷が付くおそれをなくし、しかも先導波
路の形成を簡単に比較的短時間に行える光導波路の製造
方法を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段〕 本発明者は、導波損失上問題のない高屈折率材料からな
る導波路部が低屈折率材料からなるクラツド材で完全に
被覆されている光導波路を簡単な操作で短時間に製造す
ることを鋭意検討した結果、予め所望の導波路パターン
が形成される溝が形成されたクラッド基材と前記光導波
路部を覆うクラッド被覆材とを金型を使用して成形して
おき、前記クラッド基材とクラッド被覆材を重ね合わせ
ることによって形成された空洞内へ高屈折率樹脂を充填
し、硬化することによって導波路部が完全に被覆保護さ
れた光導波路が簡単かつ短時間で形成されることを知見
し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は
、屈折率の異なるプラスチック材料を用いて形成される
光導波路の製造方法において、凹溝状に形成された導波
路パターンを有するクラッド基材とクラッド被覆材とを
細い帯状の空洞が形成されるように重ね合わせ、この空
洞内に前記両クラッド材を形成するプラスチック材料よ
りも屈折率の高いプラスチック材料を充填して、前記両
クラッド材と一体に接合した光導波路を形成することを
特徴とする光導波路の製造方法を要旨とするものである
。

以下図面により本発明の詳細な説明する。第３図は本発
明による方法を用いて作製した光導波路の斜視図であり
、１は先導波路部となる高屈折率樹脂を充填する凹溝２
が形成されている低屈折率の樹脂からなるクラッド基材
である。この基材は、例えば透明なポリメチルメタクリ
レート、メチルペンテンポリマー等を使用して射出成形
、注型、または圧縮成形、その他適宜の成形方法によっ
て予め成形されたプラスチック製品である。

なお、このクラッド基材１のクラッド被覆材５との接合
面４にはクラッド被覆材５のクラッド基材１との接合面
６に設けられた突起部９と対応する位置に凹部７を設け
るとクラッド基材１とクラッド被覆材５との位置合わせ
が簡単になり、両者の重ね合わせが更に簡単に行える。

クラッド被覆材５はクラッド基材１と同様低屈折率の樹
脂を使用して予め成形されたプラスチック製品であり、
接合の容易さの点から両者が同一の樹脂からなるプラス
チック製品であることが好ましい。コア材３は高屈折率
の透明プラスチック樹脂からなり、例えば、ポリスチレ
ン、ポリカーボネート等の合成樹脂が用いられる。この
ような構造からなる光導波路はコア材３の四周がクラツ
ド材によって完全に被覆されるから塵等の異物がコア部
に付着したり、コア部に傷が付くことが全くなくなるの
で導波損失に悪影響を受けることがなくなる。次に、第
３図の構造からなる光導波路の製造方法を第１図〜第４
図により説明する。第１図はクラッド基材の斜視図であ
り、クラッド基材１のクラッド被覆材５との接合面４に
は上記の如く凹溝２が形成されており、更に必要に応じ
て凹部７が設けられる。第２図はクラッド被覆材５の斜
視図であり、クラッド基材１の接合面４と接触する平面
に形成された接合面６には突起部９が、クラッド基材１
の接合面４に凹部７が穿設されている場合には、それと
対応して該凹部７に対応する位置に設けられ、該突起部
９が前記凹部７に容易に嵌合する寸法に形成されている
。このようなりラッド基材１とクラッド被覆材５とを第
３図に示すように重ね合わされるように、第４図に示す
ように治具１１を用いて凹部７に突起部９が嵌合するよ
うにし、かつ接合面４と６の周辺が高周波誘導加熱装置
１３に接続されたインダクター１５に隣接するように配
置し、高周波を発振し、両接合面を瞬間的に加熱して、
クラッド基材１とクラッド被覆材５とを溶融密着させる
。なお、第４図は両者を溶融密着させた後の略示図であ
る。この際、突起部９は隣接するコア材３同志を確実に
シールする作用及びクラッド基材１とクラッド被覆材５
との溶融密着を容易にする作用の両方を併せ待つ。それ
ゆえ、突起部９の一部又は全部の表面に高周波を良く吸
収する物質、例えばフェライト、ＳｉＣ等を付着させる
か、あるいは突起部９の中に含有させることによって、
クラッド基材１とクラッド被覆材５との接合をより効果
的に行なうことができる。その後、上記凹溝２と接合面
６とで形成される空洞に前記コア材３を毛細管現象を利
用するか又は樹脂射出によって充填する。

この場合、溶融密着させたクラツド材を金型内に挿入し
て金型内を真空にして、金型温度、時間、射出圧力を制
御してコア材３の射出成形を開始すればよい。さらに、
特開昭５７−４７４８号公報に開示されているようなイ
ンダクターはさみ込み方式又は内蔵方式の金型を使用し
て、高周波加熱によってクラッド基材ｌとクラッド被覆
材５との溶融密着を行い、続いて同じ金型内にてコア材
３の充填を行えばさらにいっそう光導波路２０の製造時
間を短縮できる。

また、上記の手順を変えて先ずクラッド基材１及びクラ
ッド被覆材５を各々成形しておき、次にクラッド基材ｌ
の凹溝２にコア材３形成用高屈折率樹脂を毛細管現象に
よって注入充填するか、又はクラッド基材１成形に続い
て樹脂射出によって充填してコア材３を形成する。その
後、上記クラッド被覆材５を治具１１を用いて凹部７に
突起部９を嵌合させ、続いて上記と同様に高周波によっ
て加熱し、クラッド基材１とクラッド被覆材５を溶融密
着させて光導波路を製造することもできる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。

まず、第１図に示すような凹溝２及び凹部７を有するク
ラッド基材１を屈折率が約１．５の低屈折率樹脂（例え
ばポリメチルメタクリレート樹脂）を射出成形によって
形成した。

次に、第２図に示すように突起部９を前記凹部７に対応
する位置に有するクラッド被覆材を上記と同一の樹脂を
使用して射出成形した。突起部９の大きさは前記凹部７
に嵌合する寸法に形成されており、かつその全表面にフ
ェライトの粉末を薄く塗布した。

このようにして形成されたクラッド基材１とクラッド被
覆材５とを凹部７に突起部９が嵌合するように向かい合
わせ、第４図に示すように治具１１を用いてかみ合わせ
、治具１１の内面に設けたインダクターはさみ込み方式
の金型（金型は図示省略）のインダクター１５に接合面
４，６の周辺が隣接するように設置し、高周波誘導加熱
装置１３から高周波を１０秒間発振し、接合面を瞬間的
に加熱し、クラッド基材１とクラッド被覆材５とを溶融
密着させ、隣接する凹溝２同志を確実にシールして帯状
の空洞を形成する。次に、引き続き該空洞に屈折率が約
１．６の高屈折樹脂（例えばポリスチレン樹脂）を金型
内を真空にして５秒間射出してコア材３を形成し、しか
るのち１０秒間冷却後金型から取り出し、第３図に示す
光導波路２０を得た。

全サイクル時間は３５秒であった。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば光導波路部の四周
がクラツド材によって完全に包囲被覆されているため、
先任送路全体のパッケージ化を必要としない、クリーン
ルーム以外の通常の環境条件の場所で使用しても導波損
失に同等悪影響を受けない光導波路を簡単にしかも短時
間に製造できるので、大量にかつ安価に光導波路を製作
しつる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクラッド基材の斜視図、第２図は本発
明のクラッド被覆材の斜視図、第３図は本発明の製造方
法で作製した光導波路の斜視図、第４図は高周波誘導加
熱によってクラッド基材とクラッド被覆材を接合する装
置及び溶融密着後クラッド材の概略模式図である。 １・・・クラッド基材、２・・・凹溝、３・・・コア材
、４・・・接合面、５・・・クラッド被覆材、６・・・
接合面、７凹部、９・・・突起部、１１・・・治具、１
３・・・高周波誘導加熱装置、１５・・・インダクター
、２０・・・光導波路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）屈折率の異なるプラスチック材料を用いて形成さ
   れる光導波路の製造方法において、凹溝状に形成された
   導波路パターンを有するクラッド基材とクラッド被覆材
   とを細い帯状の空洞が形成されるように重ね合わせ、こ
   の空洞内に前記両クラッド材を形成するプラスチック材
   料よりも屈折率の高いプラスチック材料を充填して、前
   記両クラッド材と一体に接合した光導波路を形成するこ
   とを特徴とする光導波路の製造方法。
2. （２）前記クラッド基材またはクラッド被覆材のいずれ
   か一方の接合面が突起部を有する面であることを特徴と
   する請求項１記載の光導波路の製造方法。
3. （３）前記クラッド基材と前記クラット被覆材との接合
   方法が高周波加熱方法であることを特徴とする請求項１
   記載の光導波路の製造方法。
4. （４）前記空洞にコア材を充填する方法が射出成形法ま
   たは毛細管現象を利用する方法であることを特徴とする
   請求項１記載の光導電路の製造方法。
5. （５）前記クラッド基材またはクラッド被覆材のいずれ
   か一方の接合面が高周波の高吸収材を含むかまたは付着
   した突起部を有する面であることを特徴とする請求項１
   記載の光導波路の製造方法。