JPH10221556A - 光導波路の製造方法 - Google Patents

光導波路の製造方法

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JPH10221556A
JPH10221556A JP2271097A JP2271097A JPH10221556A JP H10221556 A JPH10221556 A JP H10221556A JP 2271097 A JP2271097 A JP 2271097A JP 2271097 A JP2271097 A JP 2271097A JP H10221556 A JPH10221556 A JP H10221556A
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JP
Japan
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groove
monomer
core material
optical waveguide
core
Prior art date
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JP2271097A
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English (en)
Inventor
Manabu Fujimoto
学 藤本
Teruyuki Kataoka
照幸 片岡
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の光導波路の製造方法は、導波路コア
部の光進行方向が変化しても、コアの断面の大きさが均
一な光導波路を提供することを目的とする。 【解決手段】 光導波路のコアとなる溝が、a方向部分
とb方向部分を含んで形成されたクラッド基板1の表面
を、A方向およびB方向にスキージ2または3でコア材
料のモノマー4を掃き取り、モノマー4を重合させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ、コ
ピー機、イメージスキャナなどの、原稿読み取り光学系
に使用されるイメージセンサに適用して好適な光導波路
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ポリマー材料を用いた高分子
光導波路は、無機材料を用いたものに比べコストの低減
が可能で量産に向いているため、活発に研究開発が行わ
れている。この高分子光導波路の製造方法は、さまざま
な方法が試みられている。
【0003】例えば、微細な溝が表面に形成された高分
子クラッド基板表面に、硬化させると基板よりも屈折率
が高くなるコア材料をモノマー状態で滴下した後、スキ
ージなどを使って表面を掃くことによって、溝の中にだ
けモノマー材料を充填した後、重合、硬化させることに
よって、ポリマー光導波路を製造する方法がある。この
方法によれば、溝を形成した基板を射出成型などの方法
で作製することで、低コストでの大量生産が可能とな
り、低価格にてイメージセンサを提供することができ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、クラッド基板表面に滴下したコア材料を掃き取
る場合、掃き取る方向と溝のなす角度を変えると、溝の
中に充填されるコア材料の量に違いを生じることがあ
る。
【0005】図5(a)は、クラッド基板表面の溝の方
向と、その表面に滴下したコア材料をスキージにて掃き
取る方向とのなす角度によって、クラッド基板表面の溝
のコア材料の充填率が変化する関係を示す。ここでスキ
ージ角度0度とは、スキージの掃き取り方向と溝とが図
5(b)に示すように平行な関係であり、スキージ角度
90度とは、スキージの掃き取り方向と溝とが図5
(c)に示すように垂直な関係である。
【0006】このため基板表面の溝が1方向の直線では
なく、途中に曲がり部分を含んで方向が変化する溝の場
合、1回1方向の掃き取り作業だけだと、コア材料の充
填率が方向によって変わってしまう。すなわち、上記方
法で作製した光導波路では、1本の導波路コア部の光進
行方向が変化する場合、方向が変化する度にコアの断面
の大きさおよび形状が変化する導波路となってしまい、
光の導波路損失増大の原因となってしまう。
【0007】そこで本発明は、上記従来の問題点を解消
すべくなされたものであり、導波路コア部の光進行方向
が変化しても、コアの断面の大きさおよび形状が均一な
光導波路の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の請求項1に記載の光導波路の製造方法は、
進行方向が変化して異なる方向部分を含む光導波路のコ
アとなる溝が形成されたクラッド基板表面にコア材料の
モノマーを滴下し、前記クラッド基板表面の余分なコア
材料のモノマーを、スキージが前記溝の各異なる方向部
分に対し一定の角度で、少なくとも1回掃き取り、前記
コア材料のモノマーを重合させることを特徴とする構成
を有する。
【0009】本発明の請求項2に記載の光導波路の製造
方法は、進行方向が変化して異なる方向部分を含む光導
波路のコアとなる溝が形成されたクラッド基板表面にコ
ア材料のモノマーを滴下する工程と、前記クラッド基板
表面の余分なコア材料のモノマーを、スキージが前記溝
に一定の角度となるように掃き取る工程と、前記コア材
料のモノマーを重合させる工程とから成り、これらの各
工程を前記溝の各異なる方向部分に対し、少なくとも1
回行うことを特徴とする。
【0010】本発明の請求項3に記載の光導波路の製造
方法は、請求項1または請求項2に記載の光導波路の製
造方法において、前記クラッド基板表面に滴下するモノ
マーが紫外線硬化型樹脂であって、紫外線照射によって
このモノマーを重合することを特徴とする。
【0011】本発明の請求項4に記載の光導波路の製造
方法は、請求項1または請求項2に記載の光導波路の製
造方法において、前記クラッド基板表面に滴下するモノ
マーが熱硬化型樹脂であって、加熱によってこのモノマ
ーを重合することを特徴とする。
【0012】上記の構成によって、本発明の請求項1に
記載の光導波路の製造方法は、クラッド基板表面の溝の
各異なる方向部分に対しコア材料のモノマーを一定の角
度で掃き取り、重合させるので、導波路コア部の光進行
方向が変化しても、光導波路のコアの断面の形状および
大きさが均一となる。
【0013】本発明の請求項2に記載の光導波路の製造
方法は、クラッド基板表面の溝に一定の角度でコア材料
のモノマーを掃き取った後、重合させる工程を溝の各異
なる方向部分に対し行うので、導波路コア部の光進行方
向が変化しても、光導波路のコアの断面の形状および大
きさが均一となる。
【0014】本発明の請求項3に記載の光導波路の製造
方法は、モノマーが紫外線硬化型樹脂であり、請求項4
に記載の光導波路の製造方法は、モノマーが熱硬化型樹
脂であるので、共に容易に光導波路を製造できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態
の光導波路の製造方法の説明図である。図1(a)は、
光導波路のコアとなる溝が、直線でなく途中に曲がり部
分を有してa方向部分とb方向部分を含んで形成された
クラッド基板1の表面を、A方向およびB方向にスキー
ジ2または3でコア材料のモノマー4を掃き取る例を示
す。ここで図5(a)より、スキージの掃き取り方向と
溝とが平行な関係の場合、すなわちスキージ角度0度の
場合、36%の充填率となり、スキージの掃き取り方向
と溝とが垂直な関係の場合、すなわちスキージ角度90
度の場合、100%の充填率となる。
【0016】本発明の第1の実施の形態の光導波路の製
造方法では、クラッド基板表面にコア材料を滴下した
後、図1(b)に示すようにA方向すなわち溝のb方向
部分に平行に掃き取りを行い、次にB方向すなわち溝の
a方向部分に平行に掃き取りを行う。このスキージの掃
き取り方向と溝とが平行な関係でコア材料のモノマーの
掃き取りを行う場合、36%の充填率となる。
【0017】また図2に示すように、クラッド基板表面
の溝がa,b,cの3方向部分を含む場合も、各方向部
分a,b,cに対して、スキージ2,3,5を用いて同
様に掃き取りを繰り返す。
【0018】本発明の第2の実施の形態の光導波路の製
造方法では、クラッド基板表面の溝の各方向に対し、一
定の角度での掃き取りおよび硬化のプロセスを繰り返
す。まずクラッド基板表面に紫外線硬化型樹脂のコア材
料のモノマーを滴下した後、図1(c)に示すようにA
方向に掃き取りを行い、紫外線(UV)露光をしてコア
材料を重合、硬化させる。このとき、溝のa方向部分に
対しては、溝に垂直な方向となり、100%の充填率と
なる。また溝のb方向部分に対しては、溝に平行な方向
となり、36%の充填率となる。そしてさらに、クラッ
ド基板表面にコア材料のモノマーを滴下した後、図1
(c)に示すようにB方向に掃き取りを行い、紫外線露
光をしてコア材料を重合、硬化させる。このとき、溝の
b方向部分に対しては、溝に垂直な方向でスキージにて
掃き取っているので、36%の充填率から100%の充
填率となる。このとき、溝のa方向部分に充填されたコ
ア材料は、既に紫外線露光によって硬化しているため、
掃き取っても掻き出されることはない。その結果コア材
料は、溝のすべての方向部分に対して均一に100%充
填され、コア断面形状もすべて均一の光導波路が作製さ
れる。
【0019】本実施の形態の光導波路の製造方法でも、
図2に示すように、溝がa,b,cの3方向部分を含む
場合、各方向部分に対して、同様に掃き取りおよび重合
を繰り返す。さらに多数の方向部分を含む場合も、各方
向部分に対して、同様の繰り返しを行う。
【0020】また本実施の形態の光導波路の製造方法で
は、コア材料のモノマーに紫外線硬化型樹脂を用い、紫
外線照射によってこのモノマーを重合させているが、他
の実施の形態ではモノマーに熱硬化型樹脂を用い、加熱
によってこのモノマーを重合させる。
【0021】
【実施例】
(実施例1)まず微細な溝をその表面に設けた高分子ク
ラッド基板の作製方法について、図3を用いて説明す
る。始めに(a)に示すように膜厚が8μmのポジ型フ
ォトレジスト膜をガラス基板上にスピンコート法で塗布
する。次に(b)に示すように、導波路コアに相当する
部分に窓が開いていて、その部分だけ紫外線を通すフォ
トマスクを密着させて紫外線を露光する。この窓の幅は
8μmである。これを現像処理することで、(c)に示
すように光導波路のコアに相当する部分が8μm×8μ
mの断面の溝になっているパターンが、フォトレジスト
膜に転写される。このレジストパターンをマスター原版
として(d)に示すように金型を作製し、ポリメチルメ
タアクリレート(以降、PMMAとする)材料を用いた
射出成型法によって、(e)に示すように幅8μm、深
さ8μmの溝を表面に有するPMMA基板を作製した。
この基板は図1(a)に示すような光導波路となる溝が
2回曲がった構造を持つ。
【0022】次に、この基板を用いた高分子光導波路の
製作方法について、図4を用いて説明する。まず、微細
な溝を形成したPMMA基板表面に、(a)に示すよう
にモノマー状態のコア材料を滴下し、(b)に示すよう
に、スキージゴムを用いて掃き取り、溝の中だけにコア
材料を充填する。コア材料には、紫外線硬化樹脂である
サマーズオプティカル社のJ−91を用いた。コア材料
充填後、(c)に示すように紫外線を基板表面全体に照
射してコア材料を重合させ、コア材料硬化後、(d)に
示すようにモノマー状態のクラッド材料を上記の基板表
面に塗布した後、(e)に示すように補強材としてPM
MA基板を張り付けて、紫外線照射によってクラッド層
を硬化させてPMMA基板を接着する。クラッド材料に
はサマーズオプティカル社のSK9を用いた。
【0023】上記実施例の工程中図4(a)および
(b)のコア材料滴下、掃き取りによるコア材料の充填
プロセスを、前記の第1の実施の形態の光導波路の製造
方法にて行う例を、図1(a)(b)を用いて説明す
る。クラッド基板表面にコア材料のモノマーを滴下した
後、A方向すなわち溝のb方向部分に平行に掃き取りを
行う。このとき、溝のa方向部分には100%コア材料
が充填されているが、b方向部分には36%コア材料が
充填されている.次にB方向すなわち溝のa方向部分に
平行に掃き取りを行う。このことによって、a方向部分
に100%充填されていたコア材料が36%となる。そ
の結果、a,b両方向部分ともコア材料の充填量がすべ
て均一に36%となり、コア断面形状および大きさが均
一な光導波路が作製された。
【0024】この光導波路に波長532nmのレーザを
入射させて、入射、出射損失を除いた透過損失を測定し
たところ、0.2dB/cmとなり、良好な特性を得る
ことができた。
【0025】(実施例2)次に上記の実施例1と同様の
方法で微細な溝をその表面に設けた高分子クラッド基板
を作成し、その基板を用いて高分子光導波路を製作する
方法において、その工程中図4(a)および(b)のコ
ア材料滴下、掃き取りによるコア材料の充填プロセス
を、前記の第2の実施の形態の光導波路の製造方法にて
行う例を、図1(a)(c)を用いて説明する。まずク
ラッド基板表面にコア材料のモノマーを滴下した後、A
方向に掃き取りを行い、紫外線露光をしてコア材料を硬
化させる。このとき、溝のa方向部分に対しては、溝に
垂直な方向となり、100%の充填率となる。また溝の
b方向部分に対しては、溝に平行な方向となり、36%
の充填率となる。次に再び、クラッド基板表面にコア材
料のモノマーを滴下した後、B方向に掃き取りを行い、
紫外線露光をしてコア材料を硬化させる。このとき、溝
のb方向部分に対しては、溝に垂直な方向でスキージに
て掃き取っているので、36%の充填率から100%の
充填率となる。このとき、溝のa方向部分に充填された
コア材料は、既に紫外線露光によって硬化しているため
掃き取っても掻き出されることはない。このためコア材
料は、溝のすべての方向部分に対して均一に100%充
填されコア断面形状および大きさもすべて均一の光導波
路が作製される。
【0026】この光導波路に波長532nmのレーザを
入射させて、入射、出射損失を除いた透過損失を測定し
たところ、0.2dB/cmとなり、良好な特性を得る
ことができた。
【0027】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の請求項1に
記載の光導波路の製造方法は、クラッド基板表面の溝の
各異なる方向部分に対しコア材料のモノマーを一定の角
度で掃き取り、重合させるので、導波路コア部の光進行
方向が変化しても、コアの断面の形状および大きさが均
一な光導波路の製造が可能となる。
【0028】本発明の請求項2に記載の光導波路の製造
方法は、クラッド基板表面の溝に一定の角度でコア材料
のモノマーを掃き取った後、重合させる工程を溝の各異
なる方向部分に対し行うので、導波路コア部の光進行方
向が変化しても、コアの断面の形状および大きさが均一
な光導波路の製造が可能となる。さらに溝に90°の角
度でコア材料のモノマーを掃き取ることによって、充填
率100%の光導波路の製造が可能となる。
【0029】本発明の請求項3に記載の光導波路の製造
方法は、モノマーが紫外線硬化型樹脂であり、請求項4
に記載の光導波路の製造方法は、モノマーが熱硬化型樹
脂であるので、共に光導波路の容易な製造を可能とす
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)ないし(c)は、本発明の実施の形態の
光導波路の製造方法の説明図である。
【図2】他の実施の形態のクラッド基板を示す図であ
る。
【図3】(a)ないし(e)は、高分子クラッド基板の
作製方法の説明図である。
【図4】(a)ないし(e)は、本発明の高分子光導波
路の製作方法の説明図である。
【図5】(a)ないし(c)は、スキージ角度とコア材
料の充填率の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 クラッド基板 2,3,5 スキージ 4 コア材料のモノマー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 進行方向が変化して異なる方向部分を含
    む光導波路のコアとなる溝が形成されたクラッド基板表
    面にコア材料のモノマーを滴下し、 前記クラッド基板表面の余分なコア材料のモノマーを、
    スキージが前記溝の各異なる方向部分に対し一定の角度
    で、少なくとも1回掃き取り、 前記コア材料のモノマーを重合させることを特徴とする
    光導波路の製造方法。
  2. 【請求項2】 進行方向が変化して異なる方向部分を含
    む光導波路のコアとなる溝が形成されたクラッド基板表
    面にコア材料のモノマーを滴下する工程と、 前記クラッド基板表面の余分なコア材料のモノマーを、
    スキージが前記溝に一定の角度となるように掃き取る工
    程と、 前記コア材料のモノマーを重合させる工程とから成り、 これらの各工程を前記溝の各異なる方向部分に対し、少
    なくとも1回行うことを特徴とする光導波路の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記クラッド基板表面に滴下するモノマ
    ーが紫外線硬化型樹脂であって、紫外線照射によってこ
    のモノマーを重合することを特徴とする請求項1または
    請求項2に記載の光導波路の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記クラッド基板表面に滴下するモノマ
    ーが熱硬化型樹脂であって、加熱によってこのモノマー
    を重合することを特徴とする請求項1または請求項2に
    記載の光導波路の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6500603B1 (en) 1999-11-11 2002-12-31 Mitsui Chemicals, Inc. Method for manufacturing polymer optical waveguide
EP1418462A2 (en) * 2002-07-02 2004-05-12 Omron Corporation Optical waveguide device, method of manufacturing the same, and optical communication equipment

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