JPH08271746A - Optical waveguide and its production - Google Patents

Optical waveguide and its production

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Publication number
JPH08271746A
JPH08271746A JP7616495A JP7616495A JPH08271746A JP H08271746 A JPH08271746 A JP H08271746A JP 7616495 A JP7616495 A JP 7616495A JP 7616495 A JP7616495 A JP 7616495A JP H08271746 A JPH08271746 A JP H08271746A
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JP
Japan
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core
optical waveguide
waveguide
optical
monomer
Prior art date
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Application number
JP7616495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Tomaru
暁 都丸
Saburo Imamura
三郎 今村
Michiyuki Amano
道之 天野
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH08271746A publication Critical patent/JPH08271746A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide an optical waveguide which is an inexpensive and easily producible, is a waveguide for high-performance optical elements, etc., is particularly a waveguide for single mode and is easily optically couplable with low loss to another optical parts with positioning accuracy of several μm order or below and a production method thereof. CONSTITUTION: The core 7 of the optical waveguide having at least the core 7 and a clad which encloses the core 7 and has the refractive index lower than the refractive index of the core 7 is formed by photosetting or thermally curing a mixture composed of a monomer or oligomer having an epoxy ring and a polymn. initiator. Otherwise, the core 7 is formed by photosetting or thermally curing a mixture composed of a monomer or oligomer having an unsatd. group and a polymn. initiator. The core 7 is formed by photosetting or thermally curing a mixture composed of a monomer or oligomer having a siloxane bond and a polymn. initiator and the viscosity of this mixture is preferably <=10000cps at room temp.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光通信分野、光情報処
理分野において使用される光デバイス等に使用可能な光
導波路およびその作製法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide which can be used in optical devices used in the fields of optical communication and optical information processing, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の導波路型光学素子等の光
導波路は、石英ガラス、あるいはLiNbO3 等の誘電
体結晶を材料として用いて作製されている。その作製に
は、微細加工を必要するため、LSIプロセスでよく用
いられるフォトリソグラフィ、ドライエッチングプロセ
ス等が組み合わされていた。これについては、河内正夫
氏によるOptical and Quantum E
lectronics22巻391ページ(1990
年)が参考となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical waveguide such as a waveguide type optical element of this type is manufactured by using quartz glass or a dielectric crystal such as LiNbO 3 as a material. Since its fabrication requires microfabrication, photolithography, dry etching process, etc., which are often used in LSI processes, were combined. About this, Masao Kawauchi's Optical and Quantum E
electronics 22 vol. 391 (1990)
Year) will be helpful.

【0003】しかし、従来の作製法はその製造プロセス
が繁雑であり、使用される作製装置が高価なことから、
大量生産には適さず、安価な素子等の光導波路を作製で
きないという欠点があった。
However, in the conventional manufacturing method, the manufacturing process is complicated and the manufacturing apparatus used is expensive.
It is not suitable for mass production and has a drawback that an optical waveguide such as an inexpensive element cannot be manufactured.

【0004】また、従来の作製法により素子等の光導波
路を作製しても、その後に光ファイバ等の他の光部品と
光結合を行う際に精密な調整を要するため、大量生産に
は適していないという問題がある。
Further, even if an optical waveguide such as an element is manufactured by a conventional manufacturing method, precise adjustment is required when optical coupling with another optical component such as an optical fiber is required thereafter, which is suitable for mass production. There is a problem not.

【0005】さらに、近時、より安価な材料や高分子材
料を用いて光導波路を作製することも行われている。こ
れについては、今村氏他によるElectronics
Letters 27巻1342ページ(1991
年)が参考となる。しかし、作製法としてガラス導波路
と同様な導波路作製法を用いるとすると、基板1枚ごと
に同じパターンニング工程を繰り返す必要があること、
エッチング装置が高価なこと等のため、材料的には安価
であっても全体のプロセスコストはガラス導波路と同程
度を要し、結果として安価とはならないという欠点があ
る。また、この場合にも、導波路を作製したとしても、
その後に光ファイバ等の他の光部品と光結合を行う際に
精密な調整を要するため、やはり大量生産には適してい
ないという問題がある。
Furthermore, recently, optical waveguides have also been manufactured using cheaper materials and polymer materials. Regarding this, Electronics by Mr. Imamura et al.
Letters 27 Vol. 1342 (1991)
Year) will be helpful. However, if a waveguide manufacturing method similar to the glass waveguide is used as a manufacturing method, it is necessary to repeat the same patterning process for each substrate,
Since the etching apparatus is expensive, the overall process cost is the same as that of the glass waveguide even if the material is inexpensive, and as a result, it is not cheap. Also in this case, even if the waveguide is manufactured,
After that, when performing optical coupling with another optical component such as an optical fiber, precise adjustment is required, and thus there is a problem that it is not suitable for mass production.

【0006】そこで、プロセスコストを下げるため、あ
るいは光結合の繁雑さを避けるため、金型の転写による
射出成形等の高分子成形法により高分子導波路を作製す
る方法も提案されている。これは大量生産に適した作製
法ではあるが、数μmオーダーの加工精度が要求される
単一モード導波路の作製においては十分な光学特性を有
する導波路が実現できない欠点があった。
Therefore, in order to reduce the process cost or avoid the complexity of optical coupling, a method of producing a polymer waveguide by a polymer molding method such as injection molding by transferring a mold has been proposed. Although this is a manufacturing method suitable for mass production, it has a drawback that a waveguide having sufficient optical characteristics cannot be realized in manufacturing a single mode waveguide that requires processing accuracy of the order of several μm.

【0007】また、このような高分子成形法によりSi
基板に施したV溝加工を基にして作製した金型を用い
て、そのV溝を高分子導波路と一体化して作製し、その
V溝に配される光ファイバとの結合を簡便にして光学素
子等の導波路作製に関わるコストを下げるという考えも
提案されている。しかし、特に単一モード導波路と単一
モード光ファイバとの結合では数μmオーダー以下の位
置合わせ精度が特に要求されるため、十分に低い結合損
失を有する導波路を作製できない欠点があった。これら
はいずれも主に成形時に用いる金型寸法と成形後の高分
子部分の転写寸法とが大きく異なることに起因する。
Further, Si is produced by such a polymer molding method.
Using a mold produced based on the V-groove processing applied to the substrate, the V-groove is integrally produced with the polymer waveguide, and the coupling with the optical fiber arranged in the V-groove is simplified. The idea of reducing the cost associated with the production of waveguides such as optical elements has also been proposed. However, particularly in the coupling between the single-mode waveguide and the single-mode optical fiber, alignment accuracy on the order of several μm or less is particularly required, so that there is a drawback that a waveguide having a sufficiently low coupling loss cannot be manufactured. All of these are mainly due to a large difference between the mold size used during molding and the transfer size of the polymer portion after molding.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、安価で簡便に作製可能であり、しかも高性能な光学
素子等の導波路、特に単一モード用導波路であって、数
μmオーダー以下の位置合わせ精度で他の光部品と容易
にかつ低損失で光結合が可能な光導波路を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The first object of the present invention is to provide a waveguide for an optical element or the like, which is inexpensive, can be easily manufactured, and has high performance, and in particular a single mode waveguide. An object of the present invention is to provide an optical waveguide which can be easily and low-loss optically coupled with other optical components with alignment accuracy of the order of μm or less.

【0009】本発明の第2の目的は、かかる光導波路の
効率的な作製法を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide an efficient method for producing such an optical waveguide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明において上記課題
を解決するための要因について簡単に説明する。
The factors for solving the above problems in the present invention will be briefly described.

【0011】(1)光学素子等の光導波路を作製する導
波路作製プロセスにおいては、大掛かりな装置を用い
ず、大量生産に適した加工法を用いること、(2)材料
コストが低く、加工が容易な高分子材料を用いること、
(3)光導波路を作製する際、光ファイバ等他光部品と
の位置合わせを考慮した金型を用い、作製後の光結合の
ための作業をできるだけ簡略化すること等が挙げられ
る。
(1) In the waveguide manufacturing process for manufacturing an optical waveguide such as an optical element, a large-scale apparatus is not used, and a processing method suitable for mass production is used. (2) Material cost is low and processing is difficult. Easy to use polymeric material,
(3) When manufacturing an optical waveguide, it is possible to use a mold in consideration of alignment with other optical components such as an optical fiber, and to simplify the work for optical coupling after manufacturing as much as possible.

【0012】本発明では、安価な高分子材料を、大量生
産に適した加工法である金型のパターンを転写する成形
加工により光導波路を作製することを基本としている。
この際の問題は、前述したように、成形時に用いる金型
寸法と成形後の高分子部分の転写寸法とが大きく異なっ
てしまうという点にある。これは例えば射出成形後では
高分子を成形するのに高温下で非常に大きな圧力をかけ
て成形し、その後室温まで冷却するといった方法をとる
ために、ガラス等に比較すると1桁以上大きい固有の熱
膨張係数を有する高分子材料を用いる場合には、成形時
に用いる金型寸法と成形後の高分子部分の転写寸法との
差を小さくすることは困難であることが多い。
In the present invention, an optical waveguide is basically manufactured by molding a cheap polymer material by a molding method for transferring a pattern of a mold, which is a processing method suitable for mass production.
The problem in this case is that, as described above, the size of the mold used at the time of molding and the transfer size of the polymer portion after molding are greatly different. This is because, for example, after injection molding, a polymer is molded by applying a very large pressure at a high temperature and then cooled to room temperature. When a polymer material having a coefficient of thermal expansion is used, it is often difficult to reduce the difference between the die size used during molding and the transfer dimension of the polymer portion after molding.

【0013】そこで、上記第1の目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、コアと、該コアを囲み該コ
アよりも低屈折率のクラッドとを少なくとも有する光導
波路において、前記コアは、エポキシ環を有するモノマ
ーあるいはオリゴマーと重合開始剤の混合物を光硬化ま
たは熱硬化したものであることを特徴とする。
Therefore, in order to achieve the first object, the invention according to claim 1 is an optical waveguide having at least a core and a clad surrounding the core and having a refractive index lower than that of the core. Is characterized by being photocured or heat-cured from a mixture of a monomer or oligomer having an epoxy ring and a polymerization initiator.

【0014】請求項2記載の発明は、コアと、該コアを
囲み該コアよりも低屈折率のクラッドとを少なくとも有
する光導波路において、前記コアは、不飽和基を有する
モノマーあるいはオリゴマーと重合開始剤の混合物を光
硬化または熱硬化したものであることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in an optical waveguide having at least a core and a clad surrounding the core and having a refractive index lower than that of the core, the core initiates polymerization with a monomer or oligomer having an unsaturated group. It is characterized in that a mixture of agents is photocured or heat cured.

【0015】請求項3記載の発明は、コアと、該コアを
囲み該コアよりも低屈折率のクラッドとを少なくとも有
する光導波路において、前記コアは、シロキサン結合を
有するモノマーあるいはオリゴマーと重合開始剤の混合
物を光硬化または熱硬化したものであることを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, in an optical waveguide having at least a core and a clad surrounding the core and having a refractive index lower than that of the core, the core has a monomer or oligomer having a siloxane bond and a polymerization initiator. It is characterized in that it is a mixture obtained by photo-curing or heat-curing the mixture.

【0016】請求項4記載の発明は、請求項1ないし3
のいずれかの項に記載の光導波路において、前記混合物
の粘度が、室温において10000cps以下であって
もよい。
The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3.
In the optical waveguide described in any one of 1. above, the viscosity of the mixture may be 10,000 cps or less at room temperature.

【0017】また、上記第2目的を達成するために、請
求項5記載の発明は、所望のコアの形状を有する成型用
の型を用い、かつ光硬化性のコア用原料を主とした光学
材料を光照射あるいは加熱により硬化させてコアを形成
する工程を有する光導波路の作製法において、該成型用
の型が光透過性を有し、該光照射が該成型用の型を通し
て行われることを特徴とする。
In order to achieve the second object, the invention according to claim 5 uses an optical mold mainly having a photo-curable raw material for a core, which uses a molding die having a desired core shape. In a method for producing an optical waveguide including a step of curing a material by light irradiation or heating to form a core, the molding die has a light-transmitting property, and the light irradiation is performed through the molding die. Is characterized by.

【0018】本発明の作製法では、光あるいは、熱によ
り硬化するタイプの高分子材料を用い、特に熱をかける
場合でもそれほど高温を必要としなくても硬化する材料
を用いることにより、成形時に用いる金型寸法と成形後
の高分子部分の転写寸法との差をできるだけ小さくする
ことができる。
In the production method of the present invention, a polymer material of a type that is cured by light or heat is used, and a material that is cured even when heat is applied and does not require a high temperature is used at the time of molding. The difference between the mold size and the transfer size of the polymer portion after molding can be minimized.

【0019】また、本発明の光導波路の作製法では、光
あるいは、熱により硬化するタイプの材料の構造もエポ
キシ環、不飽和基、シリコーン等を有するため、硬化収
縮が少ない。このため、成形時に用いる金型寸法と成形
後の高分子部分の転写寸法との差を小さくすることがで
きる。
Further, in the method for producing an optical waveguide of the present invention, the structure of a material that is cured by light or heat also has an epoxy ring, an unsaturated group, silicone, etc., so that curing shrinkage is small. Therefore, it is possible to reduce the difference between the size of the mold used at the time of molding and the transfer size of the polymer portion after molding.

【0020】さらに、本発明の光導波路の作製法では、
用いられる成形用の型の構造を特定のものとすることに
より光導波路と、光ファイバを載置するためのV溝とを
一体で作製することができる。これにより、光導波路と
光ファイバとの光結合を精度よく簡便にできる。
Further, in the method of manufacturing the optical waveguide of the present invention,
The optical waveguide and the V-groove for mounting the optical fiber can be integrally formed by making the structure of the molding die used to be specific. Thereby, the optical coupling between the optical waveguide and the optical fiber can be accurately and easily performed.

【0021】[0021]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0022】まず、図1の(a)〜(e)を本発明の光
導波路の作製法の一実施例を説明する。
First, one embodiment of the method for producing an optical waveguide of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0023】図1の(a)に示すように、所望の形状に
加工された基板1上にスピンコート、ディッピング等の
手段により塗布層2を設ける。この塗布層2を形成する
材料としては室温で流動性を示し、かつ、後述の例えば
光照射により硬化し、しかも硬化収縮の比較的小さい性
質を有するモノマーあるいはオリゴマーを挙げることが
できる。
As shown in FIG. 1A, a coating layer 2 is provided on a substrate 1 processed into a desired shape by means such as spin coating or dipping. Examples of the material for forming the coating layer 2 include a monomer or an oligomer which has fluidity at room temperature, is cured by irradiation with light, and has a relatively small curing shrinkage, which will be described later.

【0024】次に、(b)に示すように、塗布層2の上
に、所望の形状の長尺凸部3aを有する成形用の型3を
被せる。この型3は、本実施例では上記塗布層2を硬化
させるのに利用される波長の光(紫外線)を少なくとも
透過する材料から形成されている。この型3の上方から
上記透過波長の光4を照射して塗布層2を硬化させて下
部クラッドとなる硬化膜5aを形成する。勿論、光照射
時に、上記塗布層2を所定の温度で加熱して硬化させて
もよい。
Next, as shown in (b), the coating layer 2 is covered with a molding die 3 having a long convex portion 3a having a desired shape. In this embodiment, the mold 3 is made of a material that transmits at least light (ultraviolet light) having a wavelength used to cure the coating layer 2. The coating layer 2 is cured by irradiating the light 4 having the above-mentioned transmission wavelength from above the mold 3 to form a cured film 5a to be a lower clad. Of course, at the time of light irradiation, the coating layer 2 may be heated and cured at a predetermined temperature.

【0025】次に、(c)に示すように、型3を除去す
ると、硬化膜5aの上部に型3の長尺凸部3aに対応し
た形状、寸法の溝を露出させ、その溝内にコア材料を収
容し、コア材料層6を形成する。このコア材料6として
は、硬化時に下部クラッドである硬化膜5aよりも屈折
率が高くなり、かつ室温で流動性を示すモノマーあるい
はオリゴマーを挙げることができる。
Next, as shown in (c), when the mold 3 is removed, a groove having a shape and size corresponding to the long convex portion 3a of the mold 3 is exposed on the upper portion of the cured film 5a, and the groove is exposed in the groove. The core material is contained and the core material layer 6 is formed. Examples of the core material 6 include a monomer or an oligomer that has a higher refractive index than the cured film 5a that is the lower clad at the time of curing and exhibits fluidity at room temperature.

【0026】この工程(c)においては、溝内に光照射
または加熱により硬化させる材料を挿入するが、その材
料の粘度が10000cps以上の材料では溝中にのみ
挿入することが困難であり、硬化後その余剰部分を除去
するのにドライエッチング等の工程が必要となるため、
溝部に挿入する材料の粘度は10000cps以下が望
ましい。
In this step (c), a material to be cured by light irradiation or heating is inserted into the groove. However, if the material has a viscosity of 10,000 cps or more, it is difficult to insert it only into the groove, and the material is cured. After that, a step such as dry etching is required to remove the surplus portion,
The viscosity of the material inserted into the groove is preferably 10,000 cps or less.

【0027】次に、(d)に示すように、再び光照射4
によりコア材料層6を硬化させ、硬化膜7とする。勿
論、光照射時に、上記コア材料層6を所定の温度で加熱
して硬化させてもよい。この際、溝からはみ出したコア
材料層6の余剰部分がある場合にはドライエッチング等
により除去する。
Next, as shown in (d), light irradiation 4 is performed again.
Thus, the core material layer 6 is cured to form a cured film 7. Of course, at the time of light irradiation, the core material layer 6 may be heated and cured at a predetermined temperature. At this time, if there is a surplus portion of the core material layer 6 protruding from the groove, it is removed by dry etching or the like.

【0028】次に、(e)に示すように、硬化膜5およ
び7の上に塗布層2と同様の材料を塗布した後、光照射
により上部クラッドとなる硬化膜5bを形成してコアと
上下クラッドとから構成された目的の導波路型の光学素
子8を得ることができる。
Next, as shown in (e), a material similar to that of the coating layer 2 is applied onto the cured films 5 and 7, and then a cured film 5b serving as an upper clad is formed by light irradiation to form a core. It is possible to obtain the target waveguide type optical element 8 including the upper and lower clads.

【0029】次に、図2を参照して上記実施例の変形例
を説明する。
Next, a modification of the above embodiment will be described with reference to FIG.

【0030】まず、図2の(a)は図1の(a)と同一
の状態を示している。本変形例では、図1の(b)にお
ける長尺凸部3aを有する型3を用いずに、図2の
(b)に示すように塗布層2を光照射あるいは加熱によ
り硬化させて下部クラッドとなる硬化膜5aとする。一
方、型9の上部に形成された長尺凹部9a内にコア材料
を収容し、コア材料層6を形成する。このコア材料とし
ては前述と同様に硬化時に硬化膜5aより屈折率の高く
なる室温で流動性を示すモノマーあるいはオリゴマーを
挙げることができる。このコア材料も、前述したよう
に、溝内への挿入困難性等を考慮してその粘度は100
00cps以下が望ましい。
First, FIG. 2 (a) shows the same state as FIG. 1 (a). In this modified example, the coating layer 2 is cured by light irradiation or heating as shown in FIG. 2B, without using the mold 3 having the long convex portions 3a in FIG. The cured film 5a becomes On the other hand, the core material is housed in the elongated recess 9a formed in the upper portion of the mold 9 to form the core material layer 6. As the core material, as described above, a monomer or an oligomer having a refractive index higher than that of the cured film 5a at the time of curing and exhibiting fluidity at room temperature can be mentioned. As described above, this core material also has a viscosity of 100 in consideration of the difficulty of insertion into the groove.
00cps or less is desirable.

【0031】次に、(c)に示すように硬化膜5aを下
側にした状態で基板1を型9上に載せ、型9が透明性で
あれば、型9の下方から光照射し、または加熱してコア
材料層6を硬化させてコアリッジ10を形成する。型9
を取り除くと、(d)に示すように、コアリッジ10が
硬化膜5a上に突出するように露出する。次に、このコ
アリッジ10および硬化膜5aの上に塗布層2を形成す
る材料と同様の材料を塗布し、光照射あるいは加熱によ
り硬化させて上部クラッドとなる硬化膜5bを形成す
る。このような各工程を経て、(e)に示すように、コ
アと上下クラッドとから構成された目的の導波路型の光
学素子8を得ることができる。
Next, as shown in (c), the substrate 1 is placed on the mold 9 with the cured film 5a facing downward, and if the mold 9 is transparent, light is irradiated from below the mold 9, Alternatively, the core material layer 6 is cured by heating to form the core ridge 10. Type 9
Then, as shown in (d), the core ridge 10 is exposed so as to project onto the cured film 5a. Next, a material similar to the material for forming the coating layer 2 is applied on the core ridge 10 and the hardened film 5a, and is hardened by light irradiation or heating to form a hardened film 5b serving as an upper clad. Through these steps, as shown in (e), it is possible to obtain the desired waveguide type optical element 8 including the core and the upper and lower clads.

【0032】以下、具体的な例を挙げて本発明を詳細に
説明する。
The present invention will be described in detail below with reference to specific examples.

【0033】(実施例1)本発明の光導波路の作製法に
ついて説明する。図3に示したのはその作製手順であ
る。
Example 1 A method of manufacturing the optical waveguide of the present invention will be described. FIG. 3 shows the manufacturing procedure.

【0034】まず、(a)に示すように、基板21を用
意し、この上にスピンコート法により下部クラッド材料
としてエポキシ系UVモノマー(粘度1000cps)
を塗布し、塗布層22を形成する。この塗布材料の主成
分は次の一般式
First, as shown in (a), a substrate 21 is prepared, and an epoxy UV monomer (viscosity 1000 cps) as a lower clad material is spin-coated on the substrate 21.
Is applied to form a coating layer 22. The main component of this coating material is the following general formula

【0035】[0035]

【化1】 Embedded image

【0036】(ここで、nは0以上の整数である)で表
されるか、あるいは次の一般式
(Where n is an integer greater than or equal to 0) or the following general formula

【0037】[0037]

【化2】 Embedded image

【0038】で表される。この塗布層22の上には、
(b)に示すようにガラス性の型24を被せる。この型
24は、その下側に幅10μm、高さ10μm、長さ5
0mmの凸部24aを有するものである。塗布層22上
に型24を被せた状態で、紫外線照射25により塗布層
22を光硬化させ、(c)に示すように導波路の下部ク
ラッド23aを形成する(屈折率n=1.51、波長
1.31μm)。この下部クラッド23aの上には、型
24の凸部24aの形状に従って凹部が形成される。
It is represented by On this coating layer 22,
As shown in (b), the glass mold 24 is covered. The mold 24 has a width of 10 μm, a height of 10 μm, and a length of 5 below.
It has a convex portion 24a of 0 mm. The coating layer 22 is covered with the mold 24, and the coating layer 22 is photocured by ultraviolet irradiation 25 to form the lower clad 23a of the waveguide as shown in FIG. 7C (refractive index n = 1.51, Wavelength 1.31 μm). A recess is formed on the lower clad 23a according to the shape of the protrusion 24a of the mold 24.

【0039】次に、(d)に示すように、この下部クラ
ッド23aの凹部内に、塗布層22を形成する材料の主
成分と同一の主成分を有し、コア材料となるエポキシ系
UVモノマー材料(粘度100cps)を挿入してコア
材料層26を形成する。この際、コア材料のモノマーの
粘度が100cps以下のものを選ぶと、ほぼ溝(凹
部)のみに挿入でき、はみ出した材料の除去工程を省略
することができる。
Next, as shown in (d), the epoxy-based UV monomer, which has the same main component as the material forming the coating layer 22 and serves as a core material, is provided in the recess of the lower clad 23a. A material (viscosity 100 cps) is inserted to form the core material layer 26. At this time, if the core material having a monomer viscosity of 100 cps or less is selected, the core material can be inserted into only the groove (recess), and the step of removing the protruding material can be omitted.

【0040】次に、(e)に示すように、紫外線照射に
よりモノマーのコア材料層26を光硬化させて、コア2
7を形成する。このコア27は、幅7μm、高さ7μm
の寸法を有している(屈折率n=1.52、波長1.3
1μm)。
Next, as shown in (e), the core material layer 26 made of a monomer is photo-cured by irradiation of ultraviolet rays to form the core 2
Form 7. The core 27 has a width of 7 μm and a height of 7 μm.
(Refractive index n = 1.52, wavelength 1.3)
1 μm).

【0041】次に、(f)に示すように、コア27およ
び下部クラッド23aの上に、塗布層22を形成する材
料と同一の材料であるエポキシ系UVモノマーを塗布
し、紫外線照射により硬化させて上部クラッド23bを
形成する。これにより、コアと上下クラッドとから構成
された光導波路28を作製することができる。
Next, as shown in (f), an epoxy-based UV monomer, which is the same material as the material for forming the coating layer 22, is applied onto the core 27 and the lower clad 23a and cured by irradiation with ultraviolet rays. To form the upper clad 23b. As a result, the optical waveguide 28 including the core and the upper and lower clads can be manufactured.

【0042】得られた光導波路28についてLD光源
(波長1.31μm)を用いて導波路損失を測定したと
ころ、導波路損失は0.3dB/cmであった。
When the waveguide loss of the obtained optical waveguide 28 was measured using an LD light source (wavelength 1.31 μm), the waveguide loss was 0.3 dB / cm.

【0043】(実施例2)コア材料および上下クラッド
材料の主成分として下記の不飽和基を有するモノマーを
用いた以外は、実施例1と同様の作製法により導波路型
の光学素子を作製したところ、導波路損失は0.1dB
/cmであった(クラッド屈折率n=1.47、コア屈
折率n=1.48、コア幅7μm、高さ7μm)。
Example 2 A waveguide type optical element was manufactured by the same manufacturing method as in Example 1 except that the following monomers having unsaturated groups were used as the main components of the core material and the upper and lower clad materials. However, the waveguide loss is 0.1 dB.
/ Cm (clad refractive index n = 1.47, core refractive index n = 1.48, core width 7 μm, height 7 μm).

【0044】[0044]

【化3】 Embedded image

【0045】[0045]

【化4】 [Chemical 4]

【0046】(実施例3)コア材料および上下クラッド
材料の主成分として下記のシロキサン結合を有するモノ
マーを用いた以外は、実施例1と同様の作製法により導
波路型の光学素子を作製したところ、導波路損失は0.
1dB/cm(波長1.3μm)、0.5dB/cm
(波長1.55μm)であった(クラッド屈折率n=
1.50、コア屈折率n=1.51、コア幅7μm、高
さ7μm)。なお、シロキサン結合を有するモノマーを
下記の一般式で表すが、式中、nは自然数である。
Example 3 A waveguide type optical element was manufactured by the same manufacturing method as in Example 1 except that the following monomers having a siloxane bond were used as the main components of the core material and the upper and lower cladding materials. , The waveguide loss is 0.
1 dB / cm (wavelength 1.3 μm), 0.5 dB / cm
(Wavelength 1.55 μm) (clad refractive index n =
1.50, core refractive index n = 1.51, core width 7 μm, height 7 μm). The monomer having a siloxane bond is represented by the following general formula, where n is a natural number.

【0047】[0047]

【化5】 Embedded image

【0048】[0048]

【化6】 [Chemical 6]

【0049】(実施例4)本発明方法によるV溝付導波
路の作製法について説明する。図4に示したのはその作
製手順である。
(Embodiment 4) A method for producing a V-grooved waveguide according to the method of the present invention will be described. FIG. 4 shows the manufacturing procedure.

【0050】まず、(a)に示すように、基板30を用
意し、この上にエポキシ系UVモノマーを塗布し、塗布
層31を形成する。
First, as shown in (a), a substrate 30 is prepared, and an epoxy UV monomer is coated on the substrate 30 to form a coating layer 31.

【0051】一方、(b)に示すように、ガラス性の型
32を用意する。この型32は、その下側の一部にV字
形状凸部33を有するものである。この凸部33は、開
き角60°、高さ150μm、幅170μm、長さ20
mmの寸法を有している。
On the other hand, as shown in (b), a glass mold 32 is prepared. The mold 32 has a V-shaped convex portion 33 on a part of the lower side thereof. This convex portion 33 has an opening angle of 60 °, a height of 150 μm, a width of 170 μm, and a length of 20.
It has a dimension of mm.

【0052】次に、(c)に示すように、型32を塗布
層31上に被せ、型32の上方からUV光源により紫外
線照射34を行って露光し、光硬化させ、下部クラッド
(屈折率n=1.51、波長1.31μm)35aを形
成する。塗布層31は型32の下側の凸形状に従って硬
化し、下部クラッド35aの上面にV溝36が形成され
る。このV溝36は、開き角60°、高さ150μm、
長さ20mmの寸法を有している。
Next, as shown in (c), the mold 32 is covered on the coating layer 31, and ultraviolet irradiation 34 is performed from above the mold 32 by a UV light source to expose and photo-cure the lower clad (refractive index). (n = 1.51, wavelength 1.31 μm) 35a. The coating layer 31 is cured according to the convex shape on the lower side of the mold 32, and the V groove 36 is formed on the upper surface of the lower clad 35a. The V groove 36 has an opening angle of 60 °, a height of 150 μm,
It has a length of 20 mm.

【0053】他方、(d)に示すように、他の型37を
用意する。この型37の下側には、型32の凸部33と
同寸法の凸部38が形成され、この凸部38の中央側の
端部から凸部38の長さ方向に沿って延びる細溝部39
が形成されている。この細溝部39は、深さ10μm、
幅10μm、長さ40mmの寸法を有している。
On the other hand, as shown in (d), another mold 37 is prepared. A convex portion 38 having the same size as the convex portion 33 of the mold 32 is formed on the lower side of the mold 37, and a narrow groove portion extending from the end portion on the center side of the convex portion 38 along the length direction of the convex portion 38. 39
Are formed. The narrow groove portion 39 has a depth of 10 μm,
It has a width of 10 μm and a length of 40 mm.

【0054】次に、(e)に示すように、型37の細溝
部39にコアとなるエポキシ系UVモノマー300を挿
入すると共に、(c)に示したように基板30の下部ク
ラッド35aを密着させる。次いで、(f)に示すよう
に、型37の下方から光照射してモノマー300を硬化
させ、コアリッジ301を下部クラッド35a上に密着
した状態で形成する。この際、下部クラッド35aの上
に形成されていたV溝36と型37のV字形状凸部38
とを正確に合わせることにより、(f)に示すように幅
10μm、高さ10μmのコアリッジ(屈折率n=1.
52、波長1.31μm)301をV溝36の位置に合
わせて作製する。
Next, as shown in (e), the epoxy-based UV monomer 300 serving as a core is inserted into the narrow groove portion 39 of the mold 37, and the lower clad 35a of the substrate 30 is adhered as shown in (c). Let Next, as shown in (f), light is irradiated from below the mold 37 to cure the monomer 300, and the core ridge 301 is formed in a state of being in close contact with the lower clad 35a. At this time, the V groove 36 formed on the lower clad 35a and the V-shaped convex portion 38 of the mold 37 are formed.
By accurately matching and, the core ridge with a width of 10 μm and a height of 10 μm (refractive index n = 1.
52, wavelength 1.31 μm) 301 is aligned with the position of the V groove 36.

【0055】次に、(g)に示すように、再びエポキシ
系UVモノマー31を塗布し、光照射により硬化させて
上部クラッド35bを形成する。これにより、コアリッ
ジ301、上下クラッド35aおよび35bを含むV溝
付導波路302を作製することができる。この導波路3
02のV溝36には、光ファイバを固定することができ
るが、V溝36がコアリッジ301と一体に形成されて
いるので、その光ファイバとコアリッジ301との光結
合に際し、その位置決めを容易にかつ低接続損失で行う
ことができる。なお、本実施例において、光ファイバを
挿入する溝形状としてV溝を用いたが光ファイバが挿入
できる形状であればV溝でなくてもよいことは勿論であ
る。
Next, as shown in (g), the epoxy UV monomer 31 is applied again and cured by light irradiation to form the upper clad 35b. Thus, the V-groove waveguide 302 including the core ridge 301 and the upper and lower clads 35a and 35b can be manufactured. This waveguide 3
Although the optical fiber can be fixed to the V groove 36 of No. 02, since the V groove 36 is formed integrally with the core ridge 301, the positioning of the optical fiber and the core ridge 301 can be easily performed at the time of optical coupling. And it can be performed with low connection loss. Although the V-shaped groove is used as the groove shape for inserting the optical fiber in this embodiment, it is needless to say that the groove may not be the V-shaped groove as long as the optical fiber can be inserted.

【0056】得られた導波路302の外観を図4の
(h)に示す。このV溝36に光ファイバを固定し、L
D光源(波長1.31μm)を用いて導波路損失を測定
したところ、ファイバとの接続損失は0.2dB、導波
路損失は0.3dB/cmであった。
The appearance of the obtained waveguide 302 is shown in FIG. Fix the optical fiber in this V groove 36, and
When the waveguide loss was measured using a D light source (wavelength 1.31 μm), the connection loss with the fiber was 0.2 dB and the waveguide loss was 0.3 dB / cm.

【0057】なお、上記実施例のいずれにおいても光硬
化剤を用いた光導波路の作製例を示したが、熱により重
合させる場合は重合開始剤の種類を変えることにより同
様な作製が行える。
In each of the above examples, an example of producing an optical waveguide using a photo-curing agent was shown, but when polymerization is performed by heat, similar production can be performed by changing the type of polymerization initiator.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安価で簡便に作製可能であり、しかも高性能な光学素子
等の導波路、特に単一モード用導波路であって、数μm
オーダー以下の位置合わせ精度で他の光部品と容易にか
つ低損失で光結合が可能な光導波路を提供することがで
きる。
As described above, according to the present invention,
A low-cost, easy-to-fabricate yet high-performance optical element waveguide, especially a single-mode waveguide of several μm
It is possible to provide an optical waveguide that can be optically coupled to other optical components easily and with low loss with a positioning accuracy of the order or less.

【0059】また、本発明によれば、光導波路と光ファ
イバ固定用の溝とが一体に設けられているので、その溝
に固定された光ファイバと光導波路との光結合を精度よ
く、簡便に低損失で行うことができる。
Further, according to the present invention, since the optical waveguide and the groove for fixing the optical fiber are integrally provided, the optical coupling between the optical fiber fixed in the groove and the optical waveguide is accurate and simple. Can be done with low loss.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)〜(e)は、それぞれ本発明の光導波路
の作製法の一実施例における各工程を示す断面図であ
る。
1A to 1E are cross-sectional views showing respective steps in an example of a method for producing an optical waveguide of the present invention.

【図2】(a)〜(e)は、それぞれ本発明の光導波路
の作製法の他の実施例における各工程を示す断面図であ
る。
FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views showing respective steps in another embodiment of the method for producing an optical waveguide of the present invention.

【図3】(a)〜(f)は、それぞれ本発明の光導波路
の作製法のさらに他の実施例における各工程を示す図で
あって、(a)は断面図であり、(b)〜(f)は斜視
図である。
3A to 3F are diagrams showing respective steps in still another embodiment of the method for producing an optical waveguide of the present invention, FIG. 3A being a sectional view, and FIG. (F) is a perspective view.

【図4】(a)〜(h)は、それぞれ本発明の光導波路
の作製法の他の実施例における各工程を示す図であっ
て、(a)、(c)、(e)〜(g)は断面図であり、
(b)、(d)および(h)は斜視図である。
4 (a) to (h) are diagrams showing respective steps in another embodiment of the method for producing an optical waveguide of the present invention, wherein (a), (c), (e) to (e). g) is a sectional view,
(B), (d) and (h) are perspective views.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 室温で流動性を示すモノマーあるいはオリゴマー 3 成形用の型 4 光照射あるいは加熱 5a 下部クラッド 5b 上部クラッド 6 コア材料層 7 コア 8 導波路型の光学素子 9 成形用の型 9a 凹部 10 コアリッジ 21 基板 22 エポキシ系UVモノマー 23a 下部クラッド 23b 上部クラッド 24 成形用の型 25 光照射 26 コア材料層 27 コア 28 直線導波路 30 基板 31 エポキシ系UVモノマー 32 成形用の型 33 V字形状凸部 34 紫外線照射 35a 下部クラッド 35b 上部クラッド 36 V溝 37 成形用の型 38 V字形状凸部 39 細溝部 300 コア材料 301 コアリッジ 302 V溝付導波路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Monomer or oligomer showing fluidity at room temperature 3 Mold for molding 4 Light irradiation or heating 5a Lower clad 5b Upper clad 6 Core material layer 7 Core 8 Waveguide type optical element 9 Mold for molding 9a Recess 10 Core ridge 21 Substrate 22 Epoxy UV Monomer 23a Lower Clad 23b Upper Clad 24 Mold for Mold 25 Light Irradiation 26 Core Material Layer 27 Core 28 Linear Waveguide 30 Substrate 31 Epoxy UV Monomer 32 Mold for Mold 33 V-Shaped Convex 34 Ultraviolet irradiation 35a Lower clad 35b Upper clad 36 V groove 37 Mold for molding 38 V-shaped convex portion 39 Fine groove portion 300 Core material 301 Core ridge 302 V Waveguide with V groove

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コアと、該コアを囲み該コアよりも低屈
折率のクラッドとを少なくとも有する光導波路におい
て、 前記コアは、エポキシ環を有するモノマーあるいはオリ
ゴマーと重合開始剤の混合物を光硬化または熱硬化した
ものであることを特徴とする光導波路。
1. An optical waveguide having at least a core and a clad surrounding the core and having a refractive index lower than that of the core, wherein the core photocures a mixture of a monomer or oligomer having an epoxy ring and a polymerization initiator. An optical waveguide characterized by being thermoset.
【請求項2】 コアと、該コアを囲み該コアよりも低屈
折率のクラッドとを少なくとも有する光導波路におい
て、 前記コアは、不飽和基を有するモノマーあるいはオリゴ
マーと重合開始剤の混合物を光硬化または熱硬化したも
のであることを特徴とする光導波路。
2. An optical waveguide having at least a core and a clad surrounding the core and having a refractive index lower than that of the core, wherein the core photocures a mixture of an unsaturated group-containing monomer or oligomer and a polymerization initiator. Alternatively, an optical waveguide characterized by being heat-cured.
【請求項3】 コアと、該コアを囲み該コアよりも低屈
折率のクラッドとを少なくとも有する光導波路におい
て、 前記コアは、シロキサン結合を有するモノマーあるいは
オリゴマーと重合開始剤の混合物を光硬化または熱硬化
したものであることを特徴とする光導波路。
3. An optical waveguide having at least a core and a clad surrounding the core and having a refractive index lower than that of the core, wherein the core photocures a mixture of a monomer or oligomer having a siloxane bond and a polymerization initiator. An optical waveguide characterized by being thermoset.
【請求項4】 前記混合物の粘度が、室温において10
000cps以下であることを特徴とする請求項1ない
し3のいずれかの項に記載の光導波路。
4. The viscosity of the mixture is 10 at room temperature.
The optical waveguide according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical waveguide has a velocity of 000 cps or less.
【請求項5】 所望のコアの形状を有する成型用の型を
用い、かつ光硬化性のコア用原料を主とした光学材料を
光照射あるいは加熱により硬化させてコアを形成する工
程を有する光導波路の作製法において、 該成型用の型が光透過性を有し、該光照射が該成型用の
型を通して行われることを特徴とする光導波路の作製
法。
5. An optical device comprising a step of forming a core by using a molding die having a desired core shape and curing an optical material mainly composed of a photocurable core raw material by light irradiation or heating. In the method for producing a waveguide, the method for producing an optical waveguide is characterized in that the molding die has optical transparency, and the light irradiation is performed through the molding die.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10170738A (en) * 1996-12-12 1998-06-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Polymer optical waveguide and its production
JPH10170739A (en) * 1996-12-12 1998-06-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Production of polymer optical waveguide
US6537723B1 (en) 1998-10-05 2003-03-25 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Photosensitive composition for manufacturing optical waveguide, production method thereof and polymer optical waveguide pattern formation method using the same
US7366381B2 (en) * 2003-03-31 2008-04-29 Jsr Corporation Optical waveguide chip and optical component comprising same
US7394965B2 (en) 2004-03-23 2008-07-01 Jsr Corporation Photosensitive resin composition for optical waveguide formation and optical waveguide
US7604758B2 (en) 2003-12-19 2009-10-20 Fuji Xerox Co., Ltd. Process for producing polymer optical waveguide
US7847017B2 (en) 2005-11-10 2010-12-07 Nec Corporation Photosensitive resin composition for optical waveguide formation, optical waveguide and method for producing optical waveguide
JP2016071256A (en) * 2014-09-30 2016-05-09 住友大阪セメント株式会社 Optical modulator

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10170738A (en) * 1996-12-12 1998-06-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Polymer optical waveguide and its production
JPH10170739A (en) * 1996-12-12 1998-06-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Production of polymer optical waveguide
US6537723B1 (en) 1998-10-05 2003-03-25 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Photosensitive composition for manufacturing optical waveguide, production method thereof and polymer optical waveguide pattern formation method using the same
US6806040B2 (en) 1998-10-05 2004-10-19 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Photosensitive composition for manufacturing optical waveguide, production method thereof and polymer optical waveguide pattern formation method using the same
US6933097B2 (en) 1998-10-05 2005-08-23 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Photosensitive composition for manufacturing optical waveguide, production method thereof and polymer optical waveguide pattern formation method using the same
US7358036B2 (en) 1998-10-05 2008-04-15 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Photosensitive composition for manufacturing optical waveguide, production method thereof and polymer optical waveguide pattern formation method using the same
US7366381B2 (en) * 2003-03-31 2008-04-29 Jsr Corporation Optical waveguide chip and optical component comprising same
US7604758B2 (en) 2003-12-19 2009-10-20 Fuji Xerox Co., Ltd. Process for producing polymer optical waveguide
US7394965B2 (en) 2004-03-23 2008-07-01 Jsr Corporation Photosensitive resin composition for optical waveguide formation and optical waveguide
US7847017B2 (en) 2005-11-10 2010-12-07 Nec Corporation Photosensitive resin composition for optical waveguide formation, optical waveguide and method for producing optical waveguide
US8414733B2 (en) 2005-11-10 2013-04-09 Nec Corporation Photosensitive resin composition for optical waveguide formation, optical waveguide and method for producing optical waveguide
JP2016071256A (en) * 2014-09-30 2016-05-09 住友大阪セメント株式会社 Optical modulator

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