JPH0667230A - 埋め込み型高分子光導波路及びその製造方法 - Google Patents
埋め込み型高分子光導波路及びその製造方法Info
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- JPH0667230A JPH0667230A JP22549392A JP22549392A JPH0667230A JP H0667230 A JPH0667230 A JP H0667230A JP 22549392 A JP22549392 A JP 22549392A JP 22549392 A JP22549392 A JP 22549392A JP H0667230 A JPH0667230 A JP H0667230A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光非線形導波素子特有の光学的要求条件及び
構造的要求条件を満たす光導波路及びその製造方法を提
供する。 【構成】 下層クラッド１１ａ及び側方クラッド１１ｂ
からなるクラッド基板１１にコア埋め込み用溝１２を予
め形成しておき、アゾ基、イミノ基あるいはビニル基な
どのπ共役二重結合を合計２個以上有する色素が結合し
た光非線形高分子材料１３を加熱注入してコア１３Ａを
形成し、さらに上層クラッド１４を形成する。
構造的要求条件を満たす光導波路及びその製造方法を提
供する。 【構成】 下層クラッド１１ａ及び側方クラッド１１ｂ
からなるクラッド基板１１にコア埋め込み用溝１２を予
め形成しておき、アゾ基、イミノ基あるいはビニル基な
どのπ共役二重結合を合計２個以上有する色素が結合し
た光非線形高分子材料１３を加熱注入してコア１３Ａを
形成し、さらに上層クラッド１４を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非線形光学効果を有す
る埋め込み型光導波路及びその製造方法に関する。
る埋め込み型光導波路及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路のなかで有機高分子材料を用い
た高分子光導波路は、石英系光導波路に比べて、大面積
の光導波路を比較的低温のプロセスで低コストに製造で
きるという利点を有する。現在までに作製されている高
分子導波路としては、ポリ（メタ）アクリレート（ポリ
アクリレートあるいはポリメタアクリレートをいう）
系、ポリシロキサン系、ポリイミド系、エポキシ樹脂系
などがある。これら高分子光導波路は、将来の光情報処
理システムにおける光素子間光結線、光合分波、分岐な
どの受動型機能を担うべく精力的な技術開発が行われて
いる。一方、非線形光学効果などの光機能を有する高分
子材料を導波路化して能動型光素子を開発しようとする
動きもある。例えば、二次の電気光学効果を利用した高
分子光変調導波路素子、三次の非線形光学効果を利用し
た光双安定導波路素子などである。導波路構造に目を転
ずれば、受動型、能動型を問わず、光を効率よく閉じ込
め、且つ導波モードの制御可能なチャネル型光導波路構
造が理想とされる。かかるチャネル型高分子光導波路の
作製方法は、主に２つある。一つは、スラブ型光導波路
をエッチングして物理的にチャネル構造に成形する方法
である。もう一つは、スラブ型光導波路へのフォトブリ
ーチングにより化学的にチャネル化する方法である。
た高分子光導波路は、石英系光導波路に比べて、大面積
の光導波路を比較的低温のプロセスで低コストに製造で
きるという利点を有する。現在までに作製されている高
分子導波路としては、ポリ（メタ）アクリレート（ポリ
アクリレートあるいはポリメタアクリレートをいう）
系、ポリシロキサン系、ポリイミド系、エポキシ樹脂系
などがある。これら高分子光導波路は、将来の光情報処
理システムにおける光素子間光結線、光合分波、分岐な
どの受動型機能を担うべく精力的な技術開発が行われて
いる。一方、非線形光学効果などの光機能を有する高分
子材料を導波路化して能動型光素子を開発しようとする
動きもある。例えば、二次の電気光学効果を利用した高
分子光変調導波路素子、三次の非線形光学効果を利用し
た光双安定導波路素子などである。導波路構造に目を転
ずれば、受動型、能動型を問わず、光を効率よく閉じ込
め、且つ導波モードの制御可能なチャネル型光導波路構
造が理想とされる。かかるチャネル型高分子光導波路の
作製方法は、主に２つある。一つは、スラブ型光導波路
をエッチングして物理的にチャネル構造に成形する方法
である。もう一つは、スラブ型光導波路へのフォトブリ
ーチングにより化学的にチャネル化する方法である。
【０００３】ところで、非線形光学効果などの光機能を
有する高分子材料を導波路化して能動型光素子を開発し
ようとする際には、克服すべきいくつかの技術的課題が
ある。例えば、光カー効果を利用する光ゲート素子が目
的であれば、高い消光比すなわち高い偏波保持性が要求
される。また、方向性結合型素子が目的であれば、２本
の導波路の相互作用部分の間隔（数μｍ以下）を精度よ
く作製しなければならない。一般に、光導波路用に設計
された光非線形高分子は、光非線形性発現部分と、光透
過性や光導波路への加工性を担う部分とに機能分離され
た構造が多く、高性能化のため光非線形性発現部分の占
める割合が高い。
有する高分子材料を導波路化して能動型光素子を開発し
ようとする際には、克服すべきいくつかの技術的課題が
ある。例えば、光カー効果を利用する光ゲート素子が目
的であれば、高い消光比すなわち高い偏波保持性が要求
される。また、方向性結合型素子が目的であれば、２本
の導波路の相互作用部分の間隔（数μｍ以下）を精度よ
く作製しなければならない。一般に、光導波路用に設計
された光非線形高分子は、光非線形性発現部分と、光透
過性や光導波路への加工性を担う部分とに機能分離され
た構造が多く、高性能化のため光非線形性発現部分の占
める割合が高い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高分子材料では当然予測されるように、光非線形性と光
導波路への加工性とはトレードオフの関係にあるため、
光非線形高分子は、受動型光導波路材料などに比べて加
工性をかなり犠牲にしている。加工性の低下をより具体
的に示すならば、溶剤への溶解性の低下、分子量の低
下、ガラス転移温度の低下のため、数μｍ以上の膜を得
ることが難しいこと、ドライエッチングの加熱工程の際
の導波路の変形などがあげられる。このため、能動型光
導波路に係わる上記技術的課題を克服するためには大き
な困難が伴う。すなわち、従来、光非線形高分子を用い
て能動型光導波路素子を作製するためには、光非線形導
波路素子特有の要求条件を満たし、且つ材料の特性に合
致した導波路構造あるいは導波路作製技術が必要とされ
ている。
高分子材料では当然予測されるように、光非線形性と光
導波路への加工性とはトレードオフの関係にあるため、
光非線形高分子は、受動型光導波路材料などに比べて加
工性をかなり犠牲にしている。加工性の低下をより具体
的に示すならば、溶剤への溶解性の低下、分子量の低
下、ガラス転移温度の低下のため、数μｍ以上の膜を得
ることが難しいこと、ドライエッチングの加熱工程の際
の導波路の変形などがあげられる。このため、能動型光
導波路に係わる上記技術的課題を克服するためには大き
な困難が伴う。すなわち、従来、光非線形高分子を用い
て能動型光導波路素子を作製するためには、光非線形導
波路素子特有の要求条件を満たし、且つ材料の特性に合
致した導波路構造あるいは導波路作製技術が必要とされ
ている。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、光非線
形導波路素子特有の要求条件を満たし、且つ光非線形高
分子材料の特性に合致した光導波路作製技術によっては
じめて作製可能となる埋め込み光非線形型高分子導波路
及びその製造方法を提供することを目的とする。
形導波路素子特有の要求条件を満たし、且つ光非線形高
分子材料の特性に合致した光導波路作製技術によっては
じめて作製可能となる埋め込み光非線形型高分子導波路
及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る埋め込み型高分子光導波路は、アゾ基、イミノ
基あるいはビニル基などのπ共役二重結合を合計２個以
上有する色素が結合した光非線形高分子材料からなるコ
ア部と、該コア部よりも屈折率の低いクラッド部とを具
備し、上記コア部が上記クラッド部に形成された溝内に
埋め込まれていることを特徴とし、また、上記構成にお
いて、コア部の下部及び側部に密着するクラッド部の部
分が耐熱性高分子又はガラスからなることを特徴とす
る。
明に係る埋め込み型高分子光導波路は、アゾ基、イミノ
基あるいはビニル基などのπ共役二重結合を合計２個以
上有する色素が結合した光非線形高分子材料からなるコ
ア部と、該コア部よりも屈折率の低いクラッド部とを具
備し、上記コア部が上記クラッド部に形成された溝内に
埋め込まれていることを特徴とし、また、上記構成にお
いて、コア部の下部及び側部に密着するクラッド部の部
分が耐熱性高分子又はガラスからなることを特徴とす
る。
【０００７】一方、本発明に係る埋め込み型高分子光導
波路の製造方法は、クラッド部を形成するクラッド基板
にコア部を埋め込むための溝を予め形成しておき、アゾ
基、イミノ基あるいはビニル基などのπ共役二重結合を
合計２個以上有する色素が結合した光非線形高分子材料
を上記溝に加熱注入により埋め込むことによりコア−ク
ラッド構造を形成することを特徴とし、また、クラッド
部となる耐熱性高分子基板の表面をコア部に使用する光
非線形高分子材料との親和性の低い高分子で被覆した
後、該耐熱性高分子基板にコア部埋め込むための溝を形
成し、アゾ基、イミノ基あるいはビニル基などのπ共役
二重結合を合計２個以上有する色素が結合した光非線形
高分子材料を上記溝にディッピング法により埋め込み、
その後、該耐熱性高分子基板上に形成した高分子被膜と
共に当該被膜上に付着した光非線形高分子材料を除去す
ることを特徴とする。
波路の製造方法は、クラッド部を形成するクラッド基板
にコア部を埋め込むための溝を予め形成しておき、アゾ
基、イミノ基あるいはビニル基などのπ共役二重結合を
合計２個以上有する色素が結合した光非線形高分子材料
を上記溝に加熱注入により埋め込むことによりコア−ク
ラッド構造を形成することを特徴とし、また、クラッド
部となる耐熱性高分子基板の表面をコア部に使用する光
非線形高分子材料との親和性の低い高分子で被覆した
後、該耐熱性高分子基板にコア部埋め込むための溝を形
成し、アゾ基、イミノ基あるいはビニル基などのπ共役
二重結合を合計２個以上有する色素が結合した光非線形
高分子材料を上記溝にディッピング法により埋め込み、
その後、該耐熱性高分子基板上に形成した高分子被膜と
共に当該被膜上に付着した光非線形高分子材料を除去す
ることを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明では、コア部に、アゾ基、イミノ基ある
いはビニル基などのπ共役二重結合を合計２個以上有す
る色素が結合した光非線形高分子材料を用い、且つ埋め
込み型としたため、非線形光学効果が十分に発現し且つ
加工性の高い光導波路が実現できた。かかる埋め込み型
光導波路は、特に上記製造方法を採用することにより、
作製が容易で且つ高性能なものとなる。
いはビニル基などのπ共役二重結合を合計２個以上有す
る色素が結合した光非線形高分子材料を用い、且つ埋め
込み型としたため、非線形光学効果が十分に発現し且つ
加工性の高い光導波路が実現できた。かかる埋め込み型
光導波路は、特に上記製造方法を採用することにより、
作製が容易で且つ高性能なものとなる。
【０００９】第１の製造方法では、図１に示す通り、
（Ａ）下層クラッド１１ａ及び側方クラッド１１ｂから
なり、予めコア埋め込み用の溝１２が切り込まれたクラ
ッド基板１１に、（Ｂ）コアとなる光非線形高分子１３
を加熱注入法により埋め込み、（Ｃ）溝１２以外に付着
したコア材をドライエッチング（ＲＩＥ）などで削り取
り、（Ｄ）さらにコア１３Ａ上部をクラッド基板１１の
屈折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有するクラッ
ド材を塗布することによって、上層クラッド１４を形成
し、コア−クラッド構造とする。加熱注入による光非線
形高分子のコア用溝への埋め込みは、本発明に用いられ
る材料のガラス転移温度（Ｔｇ）の低さを逆に利用する
ものである。Ｔｇ以上に加熱したコア材料は、若干の加
圧操作により、まんべんなく溝中に注入することができ
る。この方法によれば、単純な溶液塗布法では避けるこ
とのできない溝部分での光非線形高分子コアの窪みを防
ぐことができる。また、溶液塗布法の一種であるスピン
コート法にくらべ、加熱注入法で作製した光非線形高分
子コアは、複屈折が小さく、光カー効果を利用する光ゲ
ート素子においては重要な因子となる消光比すなわち偏
波保持性を高くする上で効果がある。
（Ａ）下層クラッド１１ａ及び側方クラッド１１ｂから
なり、予めコア埋め込み用の溝１２が切り込まれたクラ
ッド基板１１に、（Ｂ）コアとなる光非線形高分子１３
を加熱注入法により埋め込み、（Ｃ）溝１２以外に付着
したコア材をドライエッチング（ＲＩＥ）などで削り取
り、（Ｄ）さらにコア１３Ａ上部をクラッド基板１１の
屈折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有するクラッ
ド材を塗布することによって、上層クラッド１４を形成
し、コア−クラッド構造とする。加熱注入による光非線
形高分子のコア用溝への埋め込みは、本発明に用いられ
る材料のガラス転移温度（Ｔｇ）の低さを逆に利用する
ものである。Ｔｇ以上に加熱したコア材料は、若干の加
圧操作により、まんべんなく溝中に注入することができ
る。この方法によれば、単純な溶液塗布法では避けるこ
とのできない溝部分での光非線形高分子コアの窪みを防
ぐことができる。また、溶液塗布法の一種であるスピン
コート法にくらべ、加熱注入法で作製した光非線形高分
子コアは、複屈折が小さく、光カー効果を利用する光ゲ
ート素子においては重要な因子となる消光比すなわち偏
波保持性を高くする上で効果がある。
【００１０】第２の製造方法では、図２に示す通り、
（Ａ）下層クラッド２１ａ及び側方クラッド２１ｂとな
る耐熱性高分子製のクラッド基板２１の表面を光非線形
高分子材料との親和性が低い高分子で被覆して高分子被
膜２２を形成し、該高分子被覆耐熱性高分子基板にコア
埋め込み用溝２３を切り込み、（Ｂ）そこへ光非線形高
分子材料２４をディッピング法により埋め込んだ後、耐
熱性高分子表面の高分子被膜２２のみが可溶な溶剤で被
膜２２をリフトオフし、該高分子被膜と共に被膜上に付
着した光非線形高分子材料を除去してコア２４Ａを形成
し、（Ｄ）さらにクラッド基板２１の屈折率と同一もし
くは極めて近い屈折率を有するクラッド材を塗布するこ
とにより上層クラッド層２５を形成し、コア−クラッド
構造とする。この方法の最大の特徴は、コア作製時およ
びそれ以後のプロセスで、熱や圧力などをいっさい必要
としないことであり、特に複数の微細な導波路コアが幅
数μｍ以下のクラッド壁で仕切られることが要求される
方向性結合型導波路の作製などに有効である。
（Ａ）下層クラッド２１ａ及び側方クラッド２１ｂとな
る耐熱性高分子製のクラッド基板２１の表面を光非線形
高分子材料との親和性が低い高分子で被覆して高分子被
膜２２を形成し、該高分子被覆耐熱性高分子基板にコア
埋め込み用溝２３を切り込み、（Ｂ）そこへ光非線形高
分子材料２４をディッピング法により埋め込んだ後、耐
熱性高分子表面の高分子被膜２２のみが可溶な溶剤で被
膜２２をリフトオフし、該高分子被膜と共に被膜上に付
着した光非線形高分子材料を除去してコア２４Ａを形成
し、（Ｄ）さらにクラッド基板２１の屈折率と同一もし
くは極めて近い屈折率を有するクラッド材を塗布するこ
とにより上層クラッド層２５を形成し、コア−クラッド
構造とする。この方法の最大の特徴は、コア作製時およ
びそれ以後のプロセスで、熱や圧力などをいっさい必要
としないことであり、特に複数の微細な導波路コアが幅
数μｍ以下のクラッド壁で仕切られることが要求される
方向性結合型導波路の作製などに有効である。
【００１１】ここで、本発明に用いることができる非線
形高分子材料を次表に例示する。
形高分子材料を次表に例示する。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１４】（実施例１）厚さ１cmのポリイミド基板
に、ホトリソグラフィとドライエッチング（ＲＩＥ）に
より幅８μｍ深さ９μｍの溝を作製した。該ポリイミド
基板の溝に、上記化学式［２］で示される光非線形高分
子材料を加熱注入法により埋め込んだ。次に、ＲＩＥに
より、ポリイミド上に過剰成膜された光非線形高分子材
料を削り取り、該操作により露出されたポリイミド膜を
さらに表面から１μｍの深さまで過剰エッチングした。
これにより、ポリイミド膜の幅８μｍ深さ８μｍの溝に
光非線形高分子材料［２］が埋め込まれ、かつ、光非線
形高分子材料［２］の露出部分も完全に平坦化された埋
め込み導波路が作製できた。さらに、該埋め込み導波路
の上面を完全に覆うように、前記ポリイミドの屈折率と
同一もしくは極めて近い屈折率を有するポリアクリレー
ト系高分子を塗布することによって、完全埋め込み型の
コア−クラッド構造の光導波路を作製した。このように
して作製した導波路の両端を切断し、光学研磨すること
により、本発明の埋め込み型光導波路とした。そして、
この光導波路に、一方向に偏向した波長１．３μｍのレ
ーザ光を導波させたところ、この光導波路の消光比が３
０dB以上であることが確認できた。
に、ホトリソグラフィとドライエッチング（ＲＩＥ）に
より幅８μｍ深さ９μｍの溝を作製した。該ポリイミド
基板の溝に、上記化学式［２］で示される光非線形高分
子材料を加熱注入法により埋め込んだ。次に、ＲＩＥに
より、ポリイミド上に過剰成膜された光非線形高分子材
料を削り取り、該操作により露出されたポリイミド膜を
さらに表面から１μｍの深さまで過剰エッチングした。
これにより、ポリイミド膜の幅８μｍ深さ８μｍの溝に
光非線形高分子材料［２］が埋め込まれ、かつ、光非線
形高分子材料［２］の露出部分も完全に平坦化された埋
め込み導波路が作製できた。さらに、該埋め込み導波路
の上面を完全に覆うように、前記ポリイミドの屈折率と
同一もしくは極めて近い屈折率を有するポリアクリレー
ト系高分子を塗布することによって、完全埋め込み型の
コア−クラッド構造の光導波路を作製した。このように
して作製した導波路の両端を切断し、光学研磨すること
により、本発明の埋め込み型光導波路とした。そして、
この光導波路に、一方向に偏向した波長１．３μｍのレ
ーザ光を導波させたところ、この光導波路の消光比が３
０dB以上であることが確認できた。
【００１５】（実施例２）同一屈折率のガラス基板とポ
リイミドを用意し、該ガラス基板上に厚さ８μｍのポリ
イミド膜を作製し、ホトリソグラフィとドライエッチン
グ（ＲＩＥ）により幅８μｍの溝を切り込んだ。溝の切
り込みは溝底がガラス基板に到達するまで続け、幅８μ
ｍ深さ８μｍのコア埋め込み用溝とした。該コア埋め込
み用溝に、前記化学式［２］で示される光非線形高分子
材料を加熱注入法により埋め込んだ。次に、ＲＩＥによ
り、ポリイミド上に過剰成膜された光非線形高分子材料
を削り取り、幅８μｍ高さ８μｍ光非線形高分子材料
［２］のコアが埋め込まれ、かつ、コア露出部分も完全
に平坦化された埋め込み導波路を作製した。さらに、該
埋め込み導波路の上面を完全に覆うように、前記ポリイ
ミドの屈折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有する
アクリル系紫外線硬化樹脂を塗布することによって、完
全埋め込み型のコア−クラッド構造を形成した。そし
て、実施例１と同様にして本発明の光導波路を作製し
た。
リイミドを用意し、該ガラス基板上に厚さ８μｍのポリ
イミド膜を作製し、ホトリソグラフィとドライエッチン
グ（ＲＩＥ）により幅８μｍの溝を切り込んだ。溝の切
り込みは溝底がガラス基板に到達するまで続け、幅８μ
ｍ深さ８μｍのコア埋め込み用溝とした。該コア埋め込
み用溝に、前記化学式［２］で示される光非線形高分子
材料を加熱注入法により埋め込んだ。次に、ＲＩＥによ
り、ポリイミド上に過剰成膜された光非線形高分子材料
を削り取り、幅８μｍ高さ８μｍ光非線形高分子材料
［２］のコアが埋め込まれ、かつ、コア露出部分も完全
に平坦化された埋め込み導波路を作製した。さらに、該
埋め込み導波路の上面を完全に覆うように、前記ポリイ
ミドの屈折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有する
アクリル系紫外線硬化樹脂を塗布することによって、完
全埋め込み型のコア−クラッド構造を形成した。そし
て、実施例１と同様にして本発明の光導波路を作製し
た。
【００１６】（実施例３）ホトリソグラフィとドライエ
ッチング（ＲＩＥ）により、あらかじめ屈折率制御され
たガラス基板に、幅８μｍ深さ８μｍの溝を作製した。
該ガラス基板の溝に、前記化学式［１］で示される光非
線形高分子材料を加熱注入法により埋め込んだ。次に、
ＲＩＥにより、基板上に過剰成膜された光非線形高分子
材料を完全に削り取った。これにより、幅８μｍ深さ８
μｍの溝に光非線形高分子材料［１］が埋め込まれ、か
つ、光非線形高分子材料［１］の露出部分も完全に平坦
化された埋め込み導波路が作製できた。さらに、該埋め
込み導波路の上面を完全に覆うように、ガラス基板の屈
折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有するポリアク
リレート系高分子を塗布することによって、完全埋め込
み型のコア−クラッド構造を形成した。そして、実施例
１と同様にして本発明の光導波路を作製した。
ッチング（ＲＩＥ）により、あらかじめ屈折率制御され
たガラス基板に、幅８μｍ深さ８μｍの溝を作製した。
該ガラス基板の溝に、前記化学式［１］で示される光非
線形高分子材料を加熱注入法により埋め込んだ。次に、
ＲＩＥにより、基板上に過剰成膜された光非線形高分子
材料を完全に削り取った。これにより、幅８μｍ深さ８
μｍの溝に光非線形高分子材料［１］が埋め込まれ、か
つ、光非線形高分子材料［１］の露出部分も完全に平坦
化された埋め込み導波路が作製できた。さらに、該埋め
込み導波路の上面を完全に覆うように、ガラス基板の屈
折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有するポリアク
リレート系高分子を塗布することによって、完全埋め込
み型のコア−クラッド構造を形成した。そして、実施例
１と同様にして本発明の光導波路を作製した。
【００１７】（実施例４）ガラス基板上に基板と同一屈
折率のポリイミド膜（厚さ８μｍ）を作製し、さらにそ
の上にポリビニルアルコール膜を厚さ５μｍで被覆し
た。次に、ホトリソグラフィとドライエッチング（ＲＩ
Ｅ）により、該複合膜に溝を切り込んだ。溝の切り込み
は溝底がガラス基板に到達するまで続け、幅８μｍ深さ
１３μｍのコア埋め込み用溝とした。該コア埋め込み用
溝に、前記化学式［３］で示される光非線形高分子材料
をディッピング法により埋め込んだ後、純水でポリビニ
ルアルコール被膜のみリフトオフし、該被膜とともに被
膜上に付着した光非線形高分子材料［３］を除去した。
このようにして、溝内に幅８μｍ高さ６μｍ光非線形高
分子材料［３］のコアが埋め込まれた。さらに、該埋め
込み導波路の上面を完全に覆うように、前記ポリイミド
の屈折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有するアク
リル系紫外線硬化樹脂を塗布することによって、完全埋
め込み型のコア−クラッド構造を形成した。そして、実
施例１と同様にして本発明の光導波路を作製した。
折率のポリイミド膜（厚さ８μｍ）を作製し、さらにそ
の上にポリビニルアルコール膜を厚さ５μｍで被覆し
た。次に、ホトリソグラフィとドライエッチング（ＲＩ
Ｅ）により、該複合膜に溝を切り込んだ。溝の切り込み
は溝底がガラス基板に到達するまで続け、幅８μｍ深さ
１３μｍのコア埋め込み用溝とした。該コア埋め込み用
溝に、前記化学式［３］で示される光非線形高分子材料
をディッピング法により埋め込んだ後、純水でポリビニ
ルアルコール被膜のみリフトオフし、該被膜とともに被
膜上に付着した光非線形高分子材料［３］を除去した。
このようにして、溝内に幅８μｍ高さ６μｍ光非線形高
分子材料［３］のコアが埋め込まれた。さらに、該埋め
込み導波路の上面を完全に覆うように、前記ポリイミド
の屈折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有するアク
リル系紫外線硬化樹脂を塗布することによって、完全埋
め込み型のコア−クラッド構造を形成した。そして、実
施例１と同様にして本発明の光導波路を作製した。
【００１８】（実施例５）ポリイミド基板上にポリビニ
ルアルコール膜を厚さ５μｍで被覆した。次に、ホトリ
ソグラフィとＲＩＥにより、該複合膜に幅８μｍ深さ１
３μｍのコア埋め込み用溝を切り込んだ。該コア埋め込
み用溝に、前記化学式［４］で示される光非線形高分子
材料をディッピング法により埋め込んだ後、純水でポリ
ビニルアルコール被膜のみリフトオフし、該被膜ととも
に被膜上に付着した光非線形高分子材料［４］を除去し
た。このようにして、幅８μｍ高さ６μｍ光非線形高分
子材料［４］のコアが埋め込まれた。さらに、該埋め込
み導波路の上面を完全に覆うように、前記ポリイミドの
屈折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有するアクリ
ル系紫外線硬化樹脂を塗布することによって、完全埋め
込み型のコア−クラッド構造を形成した。そして、実施
例１と同様にして本発明に係る光導波路を作製した。
ルアルコール膜を厚さ５μｍで被覆した。次に、ホトリ
ソグラフィとＲＩＥにより、該複合膜に幅８μｍ深さ１
３μｍのコア埋め込み用溝を切り込んだ。該コア埋め込
み用溝に、前記化学式［４］で示される光非線形高分子
材料をディッピング法により埋め込んだ後、純水でポリ
ビニルアルコール被膜のみリフトオフし、該被膜ととも
に被膜上に付着した光非線形高分子材料［４］を除去し
た。このようにして、幅８μｍ高さ６μｍ光非線形高分
子材料［４］のコアが埋め込まれた。さらに、該埋め込
み導波路の上面を完全に覆うように、前記ポリイミドの
屈折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有するアクリ
ル系紫外線硬化樹脂を塗布することによって、完全埋め
込み型のコア−クラッド構造を形成した。そして、実施
例１と同様にして本発明に係る光導波路を作製した。
【００１９】（実施例６）ポリイミド基板上にポリビニ
ルアルコール膜を厚さ８μｍで被覆した。次に、ホトリ
ソグラフィとＲＩＥにより、該複合膜に幅８μｍ深さ１
６μｍのコア埋め込み用溝を切り込んだ。該コア埋め込
み用溝に、前記化学式［５］で示される光非線形高分子
材料をディッピング法により埋め込んだ後、純水でポリ
ビニルアルコール被膜のみリフトオフし、該被膜ととも
に被膜上に付着した光非線形高分子材料［５］を除去し
た。このようにして、幅８μｍ高さ５μｍ光非線形高分
子材料［５］のコアが埋め込まれた。さらに、該埋め込
み導波路の上面を完全に覆うように、前記ポリイミドの
屈折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有するアクリ
ル系紫外線硬化樹脂を塗布することによって、完全埋め
込み型のコア−クラッド構造を形成した。そして、実施
例１と同様にして本発明の光導波路を作製した。
ルアルコール膜を厚さ８μｍで被覆した。次に、ホトリ
ソグラフィとＲＩＥにより、該複合膜に幅８μｍ深さ１
６μｍのコア埋め込み用溝を切り込んだ。該コア埋め込
み用溝に、前記化学式［５］で示される光非線形高分子
材料をディッピング法により埋め込んだ後、純水でポリ
ビニルアルコール被膜のみリフトオフし、該被膜ととも
に被膜上に付着した光非線形高分子材料［５］を除去し
た。このようにして、幅８μｍ高さ５μｍ光非線形高分
子材料［５］のコアが埋め込まれた。さらに、該埋め込
み導波路の上面を完全に覆うように、前記ポリイミドの
屈折率と同一もしくは極めて近い屈折率を有するアクリ
ル系紫外線硬化樹脂を塗布することによって、完全埋め
込み型のコア−クラッド構造を形成した。そして、実施
例１と同様にして本発明の光導波路を作製した。
【００２０】以上実施例１〜６で作製した光導波路は、
光非線形素子を構成する導波路の光学的要求条件である
消光比、構造的要求条件である数μｍ以下の加工精度を
実現するものである。
光非線形素子を構成する導波路の光学的要求条件である
消光比、構造的要求条件である数μｍ以下の加工精度を
実現するものである。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば光
非線形素子を構成する光導波路の光学的要求条件及び構
造的要求条件を実現でき、高性能で作製容易な埋め込み
型高分子光導波路を提供できる。よって、本発明は、実
用的な光ゲート素子や方向性結合素子などの実現に大き
く寄与するものであり、さらに、本発明を用いれば、三
次の非線形光学効果を用いた光非線形素子ばかりでな
く、三次の光非線形光学効果やレーザの発振・増幅など
の特性を有する光機能性高分子導波路の作製が容易とな
る。
非線形素子を構成する光導波路の光学的要求条件及び構
造的要求条件を実現でき、高性能で作製容易な埋め込み
型高分子光導波路を提供できる。よって、本発明は、実
用的な光ゲート素子や方向性結合素子などの実現に大き
く寄与するものであり、さらに、本発明を用いれば、三
次の非線形光学効果を用いた光非線形素子ばかりでな
く、三次の光非線形光学効果やレーザの発振・増幅など
の特性を有する光機能性高分子導波路の作製が容易とな
る。
【図１】一実施例に係る埋め込み型高分子光導波路及び
その製造工程を示す説明図である。
その製造工程を示す説明図である。
【図２】他の実施例に係る埋め込み型高分子光導波路及
びその製造工程を示す説明図である。
びその製造工程を示す説明図である。
１１，２１ クラッド基板 １１ａ，２１ａ 下層クラッド １１ｂ，２１ｂ 側方クラッド １２，２３ コア埋め込み用溝 １３，２４ 光非線形高分子 １３Ａ，２４Ａ コア １４，２５ 上層クラッド ２２ 高分子被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 疋田 真 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 首藤 義人 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 林田 尚一 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 天野 道之 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 碓氷 光男 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 アゾ基、イミノ基あるいはビニル基など
のπ共役二重結合を合計２個以上有する色素が結合した
光非線形高分子材料からなるコア部と、該コア部よりも
屈折率の低いクラッド部とを具備し、上記コア部が上記
クラッド部に形成された溝内に埋め込まれていることを
特徴とする埋め込み型高分子光導波路。 - 【請求項２】 請求項１において、コア部の下部及び側
部に密着するクラッド部の部分が耐熱性高分子又はガラ
スからなることを特徴とする埋め込み型高分子光導波
路。 - 【請求項３】 クラッド部を形成するクラッド基板にコ
ア部を埋め込むための溝を予め形成しておき、アゾ基、
イミノ基あるいはビニル基などのπ共役二重結合を合計
２個以上有する色素が結合した光非線形高分子材料を上
記溝に加熱注入により埋め込むことによりコア−クラッ
ド構造を形成することを特徴とする埋め込み型高分子光
導波路の製造方法。 - 【請求項４】 クラッド部となる耐熱性高分子基板の表
面をコア部に使用する光非線形高分子材料との親和性の
低い高分子で被覆した後、該耐熱性高分子基板にコア部
を埋め込むための溝を形成し、アゾ基、イミノ基あるい
はビニル基などのπ共役二重結合を合計２個以上有する
色素が結合した光非線形高分子材料を上記溝にディッピ
ング法により埋め込み、その後、該耐熱性高分子基板上
に形成した高分子被膜と共に当該被膜上に付着した光非
線形高分子材料を除去することを特徴とする埋め込み型
高分子光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22549392A JPH0667230A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 埋め込み型高分子光導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22549392A JPH0667230A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 埋め込み型高分子光導波路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0667230A true JPH0667230A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16830185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22549392A Withdrawn JPH0667230A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 埋め込み型高分子光導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0667230A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6210867B1 (en) * | 1997-02-26 | 2001-04-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for fabricating low-loss optically active device |
| WO2002033005A3 (en) * | 2000-10-19 | 2003-09-25 | Trans Photonics L L C | Novel substituted-polyaryl chromophoric compounds |
| JP2010230919A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Toppan Printing Co Ltd | 光導波路の製造方法 |
| US7901784B2 (en) | 2002-06-07 | 2011-03-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical waveguide, optical transmitter and receiver module, and laminated structure |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP22549392A patent/JPH0667230A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6210867B1 (en) * | 1997-02-26 | 2001-04-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for fabricating low-loss optically active device |
| WO2002033005A3 (en) * | 2000-10-19 | 2003-09-25 | Trans Photonics L L C | Novel substituted-polyaryl chromophoric compounds |
| US7901784B2 (en) | 2002-06-07 | 2011-03-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical waveguide, optical transmitter and receiver module, and laminated structure |
| JP2010230919A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Toppan Printing Co Ltd | 光導波路の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |