JPH09101425A - 光導波路及びその製造方法 - Google Patents
光導波路及びその製造方法Info
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- JPH09101425A JPH09101425A JP26033395A JP26033395A JPH09101425A JP H09101425 A JPH09101425 A JP H09101425A JP 26033395 A JP26033395 A JP 26033395A JP 26033395 A JP26033395 A JP 26033395A JP H09101425 A JPH09101425 A JP H09101425A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝搬損失が小さくしかも研磨を必要としない
光導波路及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 基板上に形成され略凹字断面形状の溝を
有するクラッド１０と、溝に埋め込まれ略矩形断面形状
を有するコア１３ａとを備えた光導波路において、コア
１３ａの光ビームの伝搬方向と垂直な断面におけるクラ
ッド１０を略逆Ｗ字断面形状にする。
光導波路及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 基板上に形成され略凹字断面形状の溝を
有するクラッド１０と、溝に埋め込まれ略矩形断面形状
を有するコア１３ａとを備えた光導波路において、コア
１３ａの光ビームの伝搬方向と垂直な断面におけるクラ
ッド１０を略逆Ｗ字断面形状にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路及びその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通信、計測、情報処理の分野において、
光を用いた高度で新しい機能を持つ光回路の研究が活発
に行なわれている。研究対象となる材料の中で、有機材
料（特にポリマ材料）は作製が容易であるという特長を
有している。例えば射出成型法を用いると、光導波路、
回折格子、レンズ等を生産性良く作製することができ
る。また溝を形成した後、その溝に有機材料を埋め込ん
で光部品を形成する方法もある。溝を形成する方法とし
ては、射出成型、型押し、ＮＣ加工、レーザ加工、ドラ
イエッチング、光重合などが用いられている。溝に有機
材料を埋め込む方法としては一般的な有機材料の成膜方
法が用いられている。
光を用いた高度で新しい機能を持つ光回路の研究が活発
に行なわれている。研究対象となる材料の中で、有機材
料（特にポリマ材料）は作製が容易であるという特長を
有している。例えば射出成型法を用いると、光導波路、
回折格子、レンズ等を生産性良く作製することができ
る。また溝を形成した後、その溝に有機材料を埋め込ん
で光部品を形成する方法もある。溝を形成する方法とし
ては、射出成型、型押し、ＮＣ加工、レーザ加工、ドラ
イエッチング、光重合などが用いられている。溝に有機
材料を埋め込む方法としては一般的な有機材料の成膜方
法が用いられている。
【０００３】図５は従来の光導波路の製造方法を示す工
程図である。
程図である。
【０００４】まず導波路コアリッジの反転パターンを形
成した金型（図示せず）を、フォトリソグラフィ、ドラ
イエッチングにより予め作製しておく。下側ポリマクラ
ッド１に金型を押しつけ、導波路コアリッジパターン
（略凹字断面形状部）２を転写する（図５（ａ））。
成した金型（図示せず）を、フォトリソグラフィ、ドラ
イエッチングにより予め作製しておく。下側ポリマクラ
ッド１に金型を押しつけ、導波路コアリッジパターン
（略凹字断面形状部）２を転写する（図５（ａ））。
【０００５】金型を取り除いた後、スピンコート法によ
り下側ポリマクラッド１の上にコア用ポリマ３を塗布す
る（図５（ｂ））。
り下側ポリマクラッド１の上にコア用ポリマ３を塗布す
る（図５（ｂ））。
【０００６】ポリマクラッド１ごとコア用ポリマ３を熱
硬化させる（図５（ｃ））。
硬化させる（図５（ｃ））。
【０００７】導波路コアリッジパターン２から溢れた導
波路コア用の余剰ポリマ３ａを研磨して取り除いてポリ
マコア４とする（図５（ｄ））。
波路コア用の余剰ポリマ３ａを研磨して取り除いてポリ
マコア４とする（図５（ｄ））。
【０００８】研磨面上に上側クラッド用ポリマ５を形成
することにより光導波路が作製される（特開昭６３一１
３９３０４号公報）。
することにより光導波路が作製される（特開昭６３一１
３９３０４号公報）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機材
料は硬度が低いものが多いため、余剰有機材料を研磨し
た後の表面を鏡面状態にするのは困難である。この結
果、作製した光導波路の伝搬損失が増加する。
料は硬度が低いものが多いため、余剰有機材料を研磨し
た後の表面を鏡面状態にするのは困難である。この結
果、作製した光導波路の伝搬損失が増加する。
【００１０】また、研磨量により導波路コアの高さが決
定するため、研磨量を正確に制御する必要がある。
定するため、研磨量を正確に制御する必要がある。
【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、伝搬損失が小さくしかも研磨を必要としない光導波
路及びその製造方法を提供することにある。
し、伝搬損失が小さくしかも研磨を必要としない光導波
路及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板上に形成され略凹字断面形状の溝を有
するクラッドと、溝に埋め込まれ略矩形断面形状を有す
るコアとを備えた光導波路において、コアの光ビームの
伝搬方向と垂直な断面におけるクラッドを略逆Ｗ字断面
形状にしたものである。
に本発明は、基板上に形成され略凹字断面形状の溝を有
するクラッドと、溝に埋め込まれ略矩形断面形状を有す
るコアとを備えた光導波路において、コアの光ビームの
伝搬方向と垂直な断面におけるクラッドを略逆Ｗ字断面
形状にしたものである。
【００１３】上記構成に加え本発明は、略逆Ｗ字断面形
状の溝の両端の略凸字形状部の断面幅Ｗridge と中央の
略凹字形状部の断面幅Ｗcoreとの関係が次式 Ｗridge ≧２×Ｗcore を満たしてもよい。
状の溝の両端の略凸字形状部の断面幅Ｗridge と中央の
略凹字形状部の断面幅Ｗcoreとの関係が次式 Ｗridge ≧２×Ｗcore を満たしてもよい。
【００１４】上記構成に加え本発明は、略逆Ｗ字断面形
状のクラッド内に形成され光を導波する部分と、光導波
路間で光結合する部分とを少なくとも１つ有してもよ
い。
状のクラッド内に形成され光を導波する部分と、光導波
路間で光結合する部分とを少なくとも１つ有してもよ
い。
【００１５】上記構成に加え本発明は、光結合する部分
の略逆Ｗ字断面形状の両端の略凸字形状部の断面幅Ｗri
dge が、中央の略凹字形状部の断面幅Ｗcore以下として
もよい。
の略逆Ｗ字断面形状の両端の略凸字形状部の断面幅Ｗri
dge が、中央の略凹字形状部の断面幅Ｗcore以下として
もよい。
【００１６】上記構成に加え本発明は、光結合する部分
の少なくとも２つの導波路コア間にある略凸字形状部が
結合して１つの略凸字形状部となるようにしてもよい。
の少なくとも２つの導波路コア間にある略凸字形状部が
結合して１つの略凸字形状部となるようにしてもよい。
【００１７】上記目的を達成するために本発明は、導波
路コアリッジの反転パターンをあらかじめ形成した金型
を、ポリマクラッドに押しつけて導波路コアリッジパタ
ーンをそのポリマクラッドに転写し、転写されたポリマ
クラッド上にコア用のポリマ材料を塗布した後硬化さ
せ、ポリマクラッドで覆うことにより光導波路を形成す
る光導波路の製造方法において、断面形状が略Ｗ字形の
金型を用いコアの光ビームの伝搬方向と垂直な断面にお
けるクラッドが略逆Ｗ字断面形状になるようにしたもの
である。
路コアリッジの反転パターンをあらかじめ形成した金型
を、ポリマクラッドに押しつけて導波路コアリッジパタ
ーンをそのポリマクラッドに転写し、転写されたポリマ
クラッド上にコア用のポリマ材料を塗布した後硬化さ
せ、ポリマクラッドで覆うことにより光導波路を形成す
る光導波路の製造方法において、断面形状が略Ｗ字形の
金型を用いコアの光ビームの伝搬方向と垂直な断面にお
けるクラッドが略逆Ｗ字断面形状になるようにしたもの
である。
【００１８】上記構成に加え本発明は、略逆Ｗ字断面形
状の溝の中央の略凹字形状部へのポリマ材料の充填方法
としてスピンコート法、ディップコート法のいずれかを
用いてもよい。
状の溝の中央の略凹字形状部へのポリマ材料の充填方法
としてスピンコート法、ディップコート法のいずれかを
用いてもよい。
【００１９】上記構成に加え本発明は、コア用のポリマ
材料としてポリメタクリル酸メチル、ポリイミド、ポリ
カーボネートエポキシ樹脂のいずれかを用いてもよい。
材料としてポリメタクリル酸メチル、ポリイミド、ポリ
カーボネートエポキシ樹脂のいずれかを用いてもよい。
【００２０】上記構成に加え本発明は、コア用のポリマ
材料の粘度を約５Ｐａ・ｓ以下としたものである。
材料の粘度を約５Ｐａ・ｓ以下としたものである。
【００２１】上記構成に加え本発明は、光導波路パター
ンを１回の型押しで形成してもよい。
ンを１回の型押しで形成してもよい。
【００２２】上記構成に加え本発明は、金型を電子線リ
ソグラフィ、エッチング、ＮＣ加工により形成してもよ
い。
ソグラフィ、エッチング、ＮＣ加工により形成してもよ
い。
【００２３】一度の型形成・膜形成で導波路コアパター
ンを作製することができるので、製造工数が減少する。
また、ポリマクラッドを塗布した後硬化させるだけで研
磨を行わないので、コアとクラッドとの間の界面が十分
に滑らかなため、界面不整による散乱損失が減少する。
ンを作製することができるので、製造工数が減少する。
また、ポリマクラッドを塗布した後硬化させるだけで研
磨を行わないので、コアとクラッドとの間の界面が十分
に滑らかなため、界面不整による散乱損失が減少する。
【００２４】導波路のコア／クラッドの比屈折率差Δが
０．３％以上である場合、クラッドの厚みＷridge をコ
アの厚みＷcoreの２〜３倍にしておくことでコアを伝搬
する光の漏洩が大幅に減少する。よって、伝搬損失の小
さな光導波路が得られる。
０．３％以上である場合、クラッドの厚みＷridge をコ
アの厚みＷcoreの２〜３倍にしておくことでコアを伝搬
する光の漏洩が大幅に減少する。よって、伝搬損失の小
さな光導波路が得られる。
【００２５】光の信号処理においては２つ以上の導波路
間での光結合により光信号の交換を行う必要がある。略
逆Ｗ字断面形状のクラッド内に形成され光を導波する部
分と、光導波路間で光結合する部分とを少なくとも１つ
有することにより、複雑な信号処理を行う光回路の作製
が可能となる。
間での光結合により光信号の交換を行う必要がある。略
逆Ｗ字断面形状のクラッド内に形成され光を導波する部
分と、光導波路間で光結合する部分とを少なくとも１つ
有することにより、複雑な信号処理を行う光回路の作製
が可能となる。
【００２６】光結合する部分の略逆Ｗ字断面形状の両端
の略凸字形状部の断面幅Ｗridge が、中央の略凹字形状
部の断面幅Ｗcore以下であることにより２つ以上の導波
路間において余剰ポリマ部分を通じて光結合することが
可能となる。また、余剰ポリマ部分を通じて光結合する
と余剰ポリマの形状により光の結合状態が異なる。従っ
て、光結合を正確に制御するためには光導波路間で直接
光結合する必要がある。光結合する部分の少なくとも２
つの導波路コア間にある略凸字形状部が結合して１つの
略凸字形状部となることにより直接光結合する光導波路
結合部を形成することが可能となる。
の略凸字形状部の断面幅Ｗridge が、中央の略凹字形状
部の断面幅Ｗcore以下であることにより２つ以上の導波
路間において余剰ポリマ部分を通じて光結合することが
可能となる。また、余剰ポリマ部分を通じて光結合する
と余剰ポリマの形状により光の結合状態が異なる。従っ
て、光結合を正確に制御するためには光導波路間で直接
光結合する必要がある。光結合する部分の少なくとも２
つの導波路コア間にある略凸字形状部が結合して１つの
略凸字形状部となることにより直接光結合する光導波路
結合部を形成することが可能となる。
【００２７】導波路のコア高さに応じて数μｍから数百
μｍの有機コア膜を作製する必要がある。略逆Ｗ字断面
形状の溝の中央の略凹字形状部へのポリマ材料の充填方
法としてスピンコート法、ディップコート法のいずれか
を用いることにより、必要なコア膜厚が得られる。
μｍの有機コア膜を作製する必要がある。略逆Ｗ字断面
形状の溝の中央の略凹字形状部へのポリマ材料の充填方
法としてスピンコート法、ディップコート法のいずれか
を用いることにより、必要なコア膜厚が得られる。
【００２８】コアのポリマ材料としてポリメタクリル酸
メチル、ポリイミド、ポリカーボネートエポキシ樹脂の
いずれかを用いることにより、用途等（或いは耐熱性、
吸湿性、コスト、使用波長）での光損失に適した光導波
路を作製することができる。
メチル、ポリイミド、ポリカーボネートエポキシ樹脂の
いずれかを用いることにより、用途等（或いは耐熱性、
吸湿性、コスト、使用波長）での光損失に適した光導波
路を作製することができる。
【００２９】スピンコート法或いはディップコート法に
よってコア用ポリマを塗布した後の表面形状は、塗布し
た膜の表面張力により異なる。表面張力が大きいときは
２つの略凹字形状部側の側面にポリマ膜が付着し、略矩
形断面形状のコアを形成することができなくなる。従っ
て、表面張力はある数値よりも小さくなければならな
い。ここで、表面張力と粘度とは比例関係にあるため、
本発明に用いられるコア用ポリマの粘度には最大値が存
在する。ポリマ材料の粘度を約５Ｐａ・ｓ以下に制限す
ることにより、コア膜の表面張力が小さくなり、導波路
の略矩断面形状のコアの形成が容易となる。
よってコア用ポリマを塗布した後の表面形状は、塗布し
た膜の表面張力により異なる。表面張力が大きいときは
２つの略凹字形状部側の側面にポリマ膜が付着し、略矩
形断面形状のコアを形成することができなくなる。従っ
て、表面張力はある数値よりも小さくなければならな
い。ここで、表面張力と粘度とは比例関係にあるため、
本発明に用いられるコア用ポリマの粘度には最大値が存
在する。ポリマ材料の粘度を約５Ｐａ・ｓ以下に制限す
ることにより、コア膜の表面張力が小さくなり、導波路
の略矩断面形状のコアの形成が容易となる。
【００３０】光導波路パターンを１回の型押しで形成す
ることにより、研磨や二重の射出形成等の工程が不要と
なり、生産性良く光導波路を製造することができる。
ることにより、研磨や二重の射出形成等の工程が不要と
なり、生産性良く光導波路を製造することができる。
【００３１】光導波路の使用目的に応じて導波路のコア
幅、コアの加工精度が異なる。金型を電子線リソグラフ
ィ、エッチング、ＮＣ加工等で形成することにより、加
工コスト、加工精度、加工時間などを考慮した、光導波
路の製造方法を選択することができる。
幅、コアの加工精度が異なる。金型を電子線リソグラフ
ィ、エッチング、ＮＣ加工等で形成することにより、加
工コスト、加工精度、加工時間などを考慮した、光導波
路の製造方法を選択することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を添
付図面に基づいて詳述する。
付図面に基づいて詳述する。
【００３３】図１は本発明の光導波路の一実施の形態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【００３４】同図において、下側ポリマクラッド１０の
上面に略逆Ｗ字断面形状の溝１１が形成されている。略
逆Ｗ字断面形状の溝１１の中央の略凹字形状部１２には
略矩形断面形状のポリマコア１３ａが形成されている。
下側ポリマクラッド１０の上側は上側ポリマクラッド１
４で覆われており、両ポリマクラッド１０，１４間の間
隙には余剰ポリマ１３ｂが介在している。尚、１５は略
逆Ｗ字断面形状の溝１１の略凸字形状部である。すなわ
ち、略逆Ｗ字断面形状の溝１１は略凹字形状部１２と２
つの略凸字形状部１５とからなっている。
上面に略逆Ｗ字断面形状の溝１１が形成されている。略
逆Ｗ字断面形状の溝１１の中央の略凹字形状部１２には
略矩形断面形状のポリマコア１３ａが形成されている。
下側ポリマクラッド１０の上側は上側ポリマクラッド１
４で覆われており、両ポリマクラッド１０，１４間の間
隙には余剰ポリマ１３ｂが介在している。尚、１５は略
逆Ｗ字断面形状の溝１１の略凸字形状部である。すなわ
ち、略逆Ｗ字断面形状の溝１１は略凹字形状部１２と２
つの略凸字形状部１５とからなっている。
【００３５】次に図２を参照して図１に示した光導波路
の製造方法について述べる。
の製造方法について述べる。
【００３６】図２は図１に示した光導波路の製造方法を
示す工程図である。尚、余剰ポリマ１３ｂについては、
理解しやすいように厚み方向に拡大されている。
示す工程図である。尚、余剰ポリマ１３ｂについては、
理解しやすいように厚み方向に拡大されている。
【００３７】厚さ１ｍｍのＳｉＯ2 基板（図示せず）上
にフッ素化ポリメタクリル酸メチルをスピンコートによ
り塗布し、乾燥させ厚さ２０μｍの下側ポリマクラッド
を形成する。次いで下側ポリマクラッド１０を基板ごと
１５０℃に加熱し、金型をプレスすることにより下側ポ
リマクラッド１０の上面に略逆Ｗ字断面形状の溝１１か
らなるパターンを形成する（図２（ａ））。
にフッ素化ポリメタクリル酸メチルをスピンコートによ
り塗布し、乾燥させ厚さ２０μｍの下側ポリマクラッド
を形成する。次いで下側ポリマクラッド１０を基板ごと
１５０℃に加熱し、金型をプレスすることにより下側ポ
リマクラッド１０の上面に略逆Ｗ字断面形状の溝１１か
らなるパターンを形成する（図２（ａ））。
【００３８】このパターン上にコア用のポリマ材料（例
えばポリメタクリル酸メチル）１３をスピンコートによ
り塗布する（図２（ｃ））。
えばポリメタクリル酸メチル）１３をスピンコートによ
り塗布する（図２（ｃ））。
【００３９】ポリメタクリル酸メチル１３を塗布した後
１５０℃で加熱硬化すると、コア用のポリマ材料１３は
収縮する。この時、略逆Ｗ字断面形状の溝１１のパター
ンの２つの略凸字形状部１６の作用によりポリマコア１
３ａが略矩形断面形状に形成される。下側ポリマクラッ
ド１０及びポリマコア１３ａ上に上側ポリマクラッド１
４をスピンコート、加熱硬化することにより埋め込み型
の光導波路が形成される。
１５０℃で加熱硬化すると、コア用のポリマ材料１３は
収縮する。この時、略逆Ｗ字断面形状の溝１１のパター
ンの２つの略凸字形状部１６の作用によりポリマコア１
３ａが略矩形断面形状に形成される。下側ポリマクラッ
ド１０及びポリマコア１３ａ上に上側ポリマクラッド１
４をスピンコート、加熱硬化することにより埋め込み型
の光導波路が形成される。
【００４０】ここで、形成された光導波路のポリマコア
の幅は１０μｍ、高さは１０μｍであり、その両側の略
凸字形状部１５の幅は３０μｍ、高さは１０μｍである
（図２（ｄ））。
の幅は１０μｍ、高さは１０μｍであり、その両側の略
凸字形状部１５の幅は３０μｍ、高さは１０μｍである
（図２（ｄ））。
【００４１】尚、導波路用ポリマ材料としては使用環境
や使用目的に応じてさまざまなものを用いることができ
る。表１に上記方法で作製したさまざまな材料の導波路
についてその特長を示す。
や使用目的に応じてさまざまなものを用いることができ
る。表１に上記方法で作製したさまざまな材料の導波路
についてその特長を示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】図３及び図４は本発明の光導波路の他の実
施の形態を示す図である。
施の形態を示す図である。
【００４４】図３（ａ）は光合分波器の上面図であり、
図３（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。図４（ａ）は
他の光合分波器の上面図であり、（ｂ）そのＢ−Ｂ線断
面図である。
図３（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。図４（ａ）は
他の光合分波器の上面図であり、（ｂ）そのＢ−Ｂ線断
面図である。
【００４５】図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す光合分波
器は、下側ポリマクラッド２０の上に２組の略逆Ｗ字断
面形状の溝２１，２２が形成されている。溝２１は略凹
字形状部２３と、略凹字形状部２３の両側に形成された
２つの略凸字形状部２４とで構成されている。溝２２は
略凹字形状部２５と、略凹字形状部２５の両側に形成さ
れた２つの略凸字形状部２６とで構成されている。両略
凹字形状部２３，２５にはそれぞれ略矩形断面形状のポ
リマコア２７ａ，２７ｂが形成されている。下側ポリマ
クラッド２０の上側は上側ポリマクラッド２８で覆われ
ており、両ポリマクラッド２０，２８間の間隙には余剰
ポリマ２７ｃが介在している。
器は、下側ポリマクラッド２０の上に２組の略逆Ｗ字断
面形状の溝２１，２２が形成されている。溝２１は略凹
字形状部２３と、略凹字形状部２３の両側に形成された
２つの略凸字形状部２４とで構成されている。溝２２は
略凹字形状部２５と、略凹字形状部２５の両側に形成さ
れた２つの略凸字形状部２６とで構成されている。両略
凹字形状部２３，２５にはそれぞれ略矩形断面形状のポ
リマコア２７ａ，２７ｂが形成されている。下側ポリマ
クラッド２０の上側は上側ポリマクラッド２８で覆われ
ており、両ポリマクラッド２０，２８間の間隙には余剰
ポリマ２７ｃが介在している。
【００４６】図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す光合分波
器は、下側ポリマクラッド３０の上に２組の略逆Ｗ字断
面形状の溝３１，３２が結合されて形成されている。溝
３１は略凹字形状部３３と、略凹字形状部３３の両側に
形成された２つの略凸字形状部３４とで構成されてい
る。溝３２は略凹字形状部３５と、略凹字形状部３５の
両側に形成された２つの略凸字形状部３６とで構成され
ている。両略凹字形状部３３，３５にはそれぞれ略矩形
断面形状のポリマコア３７ａ，３７ｂが形成されてい
る。下側ポリマクラッド３０の上側は上側ポリマクラッ
ド３８で覆われており、両ポリマクラッド３０，３８間
の間隙には余剰ポリマ３７ｃが介在している。
器は、下側ポリマクラッド３０の上に２組の略逆Ｗ字断
面形状の溝３１，３２が結合されて形成されている。溝
３１は略凹字形状部３３と、略凹字形状部３３の両側に
形成された２つの略凸字形状部３４とで構成されてい
る。溝３２は略凹字形状部３５と、略凹字形状部３５の
両側に形成された２つの略凸字形状部３６とで構成され
ている。両略凹字形状部３３，３５にはそれぞれ略矩形
断面形状のポリマコア３７ａ，３７ｂが形成されてい
る。下側ポリマクラッド３０の上側は上側ポリマクラッ
ド３８で覆われており、両ポリマクラッド３０，３８間
の間隙には余剰ポリマ３７ｃが介在している。
【００４７】両光合分波器とも、図２に示した実施の形
態と同様の方法で作製した。いずれの光合分波器ともド
ライエッチングにより作製した光合分波器と同等の光学
特性を示した。
態と同様の方法で作製した。いずれの光合分波器ともド
ライエッチングにより作製した光合分波器と同等の光学
特性を示した。
【００４８】図３及び図４に示した実施の形態ではポリ
マ膜の形成方法にスピンコート法を用いた。一般に一度
の成膜で形成可能な最大の膜厚（限界膜厚）は、ポリマ
溶液の粘性・形成条件（雰囲気、温度、回転数或いは引
き上げ速度）にもよるが、スピンコート法で１０μｍ、
ディップコート法で１００μｍ程度となっている。さら
に、限界膜厚の条件付近では膜厚の面内分布が生じやす
く良質な成膜が難しい。従って、導波路のコアサイズが
２０μｍ以上のときはディップコート法を用いることが
望ましい。また、１０μｍ程度の成膜においても膜厚の
面内分布を５％以下に抑えるためには５μｍで２層成膜
したほうが好ましい。
マ膜の形成方法にスピンコート法を用いた。一般に一度
の成膜で形成可能な最大の膜厚（限界膜厚）は、ポリマ
溶液の粘性・形成条件（雰囲気、温度、回転数或いは引
き上げ速度）にもよるが、スピンコート法で１０μｍ、
ディップコート法で１００μｍ程度となっている。さら
に、限界膜厚の条件付近では膜厚の面内分布が生じやす
く良質な成膜が難しい。従って、導波路のコアサイズが
２０μｍ以上のときはディップコート法を用いることが
望ましい。また、１０μｍ程度の成膜においても膜厚の
面内分布を５％以下に抑えるためには５μｍで２層成膜
したほうが好ましい。
【００４９】金型の作製方法としては、図３及び図４に
示した実施の形態ではドライエッチングを用いた。ドラ
イエッチング法は、コア幅が細くコア高さもさほど大き
くないときには非常に有効な方法である（それぞれ１０
μｍ程度）。しかし、エッチング深さ（＝コア高さ）が
大きくなると（１００μｍ程度）エッチング側面の形状
（垂直性）が悪くなってくる。このような場合には電子
線リソグラフ法を用いるとエッチング側面の垂直性の良
い金型を作製することができる。また、エッチング深さ
・エッチング幅（＝コア幅）共に大きいときは（１００
μｍ程度）ＮＣ加工などの機械加工法を用いると、低コ
ストな金型の作製が可能となる。
示した実施の形態ではドライエッチングを用いた。ドラ
イエッチング法は、コア幅が細くコア高さもさほど大き
くないときには非常に有効な方法である（それぞれ１０
μｍ程度）。しかし、エッチング深さ（＝コア高さ）が
大きくなると（１００μｍ程度）エッチング側面の形状
（垂直性）が悪くなってくる。このような場合には電子
線リソグラフ法を用いるとエッチング側面の垂直性の良
い金型を作製することができる。また、エッチング深さ
・エッチング幅（＝コア幅）共に大きいときは（１００
μｍ程度）ＮＣ加工などの機械加工法を用いると、低コ
ストな金型の作製が可能となる。
【００５０】以上において本発明によれば、次のような
優れた効果を発揮する。
優れた効果を発揮する。
【００５１】導波路コア用の略凹字形状部の両側に、ク
ラッドの表面よりも高い略凸字形状部を設けることによ
って、余剰ポリマクラッドの研磨を行うことなく、一工
程で略断面矩形状のポリマコアを形成することができ
る。また、研磨等を行わないため、導波路の伝搬損失が
小さくなる。さらに、一つの金型を作製してしまえば、
複雑な工程を経ることなく、容易に光導波路を量産する
ことができる。
ラッドの表面よりも高い略凸字形状部を設けることによ
って、余剰ポリマクラッドの研磨を行うことなく、一工
程で略断面矩形状のポリマコアを形成することができ
る。また、研磨等を行わないため、導波路の伝搬損失が
小さくなる。さらに、一つの金型を作製してしまえば、
複雑な工程を経ることなく、容易に光導波路を量産する
ことができる。
【００５２】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００５３】基板上に形成され略凹字断面形状の溝を有
するクラッドと、溝に埋め込まれ略矩形断面形状を有す
るコアとを備えた光導波路において、コアの光ビームの
伝搬方向と垂直な断面におけるクラッドが略逆Ｗ字断面
形状であるので、伝搬損失の小さな光導波路及びその製
造方法を実現することができる。
するクラッドと、溝に埋め込まれ略矩形断面形状を有す
るコアとを備えた光導波路において、コアの光ビームの
伝搬方向と垂直な断面におけるクラッドが略逆Ｗ字断面
形状であるので、伝搬損失の小さな光導波路及びその製
造方法を実現することができる。
【図１】本発明の光導波路の一実施の形態を示す断面図
である。
である。
【図２】図１に示した光導波路の製造方法を示す工程図
である。
である。
【図３】本発明の光導波路の他の実施の形態を示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明の光導波路のさらに他の実施の形態を示
す図である。
す図である。
【図５】従来の光導波路の製造方法を示す工程図であ
る。
る。
１０ クラッド（下側ポリマクラッド） １１ （略逆Ｗ字断面形状の）溝 １３ａ コア（ポリマコア） １３ｂ 余剰ポリマ １４ 上側ポリマクラッド
Claims (11)
- 【請求項１】 基板上に形成され略凹字断面形状の溝を
有するクラッドと、該溝に埋め込まれ略矩形断面形状を
有するコアとを備えた光導波路において、上記コアの光
ビームの伝搬方向と垂直な断面におけるクラッドを略逆
Ｗ字断面形状にしたことを特徴とする光導波路。 - 【請求項２】 上記略逆Ｗ字断面形状の溝の両端の略凸
字形状部の断面幅Ｗridge と中央の略凹字形状部の断面
幅Ｗcoreとの関係が次式 Ｗridge ≧２×Ｗcore を満たす請求項１記載の光導波路。 - 【請求項３】 略逆Ｗ字断面形状のクラッド内に形成さ
れ光を導波する部分と、光導波路間で光結合する部分と
を少なくとも１つ有する請求項２記載の光導波路。 - 【請求項４】 上記光結合する部分の略逆Ｗ字断面形状
の両端の略凸字形状部の断面幅Ｗridge が、中央の略凹
字形状部の断面幅Ｗcore以下である請求項３記載の光導
波路。 - 【請求項５】 上記光結合する部分の少なくとも２つの
導波路コア間にある略凸字形状部が結合して１つの略凸
字形状部となる請求項３記載の光導波路。 - 【請求項６】 導波路コアリッジの反転パターンをあら
かじめ形成した金型を、ポリマクラッドに押しつけて導
波路コアリッジパターンをそのポリマクラッドに転写
し、転写されたポリマクラッド上にコア用のポリマ材料
を塗布した後硬化させ、ポリマクラッドで覆うことによ
り光導波路を形成する光導波路の製造方法において、断
面形状が略Ｗ字形の金型を用いコアの光ビームの伝搬方
向と垂直な断面におけるクラッドが略逆Ｗ字断面形状に
なるようにしたことを特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項７】 上記略逆Ｗ字断面形状の溝の中央の略凹
字形状部へのポリマ材料の充填方法としてスピンコート
法、ディップコート法のいずれかを用いた請求項６に記
載の光導波路の製造方法。 - 【請求項８】 コア用のポリマ材料としてポリメタクリ
ル酸メチル、ポリイミド、ポリカーボネートエポキシ樹
脂のいずれかを用いた請求項７記載の光導波路の製造方
法。 - 【請求項９】 上記コア用のポリマ材料の粘度を約５Ｐ
ａ・ｓ以下とした請求項８記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項１０】 光導波路パターンを１回の型押しで形
成する請求項６から請求項９のいずれかに記載の光導波
路の製造方法。 - 【請求項１１】 上記金型を電子線リソグラフィ、エッ
チング、ＮＣ加工により形成する請求項１０記載の光導
波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26033395A JP3433586B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 光導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26033395A JP3433586B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 光導波路及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09101425A true JPH09101425A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3433586B2 JP3433586B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=17346540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26033395A Expired - Fee Related JP3433586B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 光導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3433586B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003021741A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Hitachi Cable Ltd | 光導波路の製造方法 |
| EP1298462A2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-02 | Omron Corporation | Optical wave guide and method for producing the same |
| US7155103B2 (en) | 2001-09-28 | 2006-12-26 | Omron Corporation | Optical wave guide and method for producing the same |
| WO2008134444A1 (en) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Lumera Corporation | Electro-optic polymer devices with semiconducting oligomer clads |
| JP2018141910A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | 住友ベークライト株式会社 | 光導波路、光導波路接続体および電子機器 |
-
1995
- 1995-10-06 JP JP26033395A patent/JP3433586B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003021741A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Hitachi Cable Ltd | 光導波路の製造方法 |
| EP1298462A2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-02 | Omron Corporation | Optical wave guide and method for producing the same |
| EP1298462A3 (en) * | 2001-09-28 | 2004-06-16 | Omron Corporation | Optical wave guide and method for producing the same |
| US7155103B2 (en) | 2001-09-28 | 2006-12-26 | Omron Corporation | Optical wave guide and method for producing the same |
| WO2008134444A1 (en) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Lumera Corporation | Electro-optic polymer devices with semiconducting oligomer clads |
| JP2018141910A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | 住友ベークライト株式会社 | 光導波路、光導波路接続体および電子機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3433586B2 (ja) | 2003-08-04 |
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