JPH11183747A - Three-dimensional polymer optical waveguide array and manufacture thereof - Google Patents

Three-dimensional polymer optical waveguide array and manufacture thereof

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JPH11183747A
JPH11183747A JP35381597A JP35381597A JPH11183747A JP H11183747 A JPH11183747 A JP H11183747A JP 35381597 A JP35381597 A JP 35381597A JP 35381597 A JP35381597 A JP 35381597A JP H11183747 A JPH11183747 A JP H11183747A
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polymer
optical
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cores
array
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JP35381597A
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Saburo Imamura
Takashi Kurihara
Naoki Oba
Hisao Tabei
Akira Tomaru
三郎 今村
直樹 大庭
栗原  隆
久男 田部井
暁 都丸
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Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt>
日本電信電話株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional polymer optical waveguide array provided with a parallel transmission/parallel processing function capable of performing highly accurate addressing and coping with various system needs by arranging plural cores at prescribed positions. SOLUTION: In this polymer optical waveguide array of a multicore type for which polymer optical waveguide films constituted of the plural cores and the clad of a refractive index smaller than that of the core installed around the cores are laminated, the plural cores are arranged at the prescribed positions. In this case, the polymer optical waveguide film can be provided with female and male fitting parts or an aligning marker part for alignment. Also, the core is formed by the one selected from a group composed of PMMA, deuterated PMMA, UV curing an epoxy resin and a polysiloxane. The clad may be formed by a material having the refractive index smaller than the refractive index of the material of the core. The diagram illustrates an 8×8 three-dimensional polymer optical waveguide array for which 8 sheets of the polymer optical waveguide films are piled up and fixed.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子材料を用いた光導波路に関するものであり、光通信、光インタコネクション、画像伝送、光情報処理、微小光学あるいはその他の一般光学の分野で広く用いられる種々の光導波路、光導波路モジュール、光集積回路または光配線チューブに利用することができる。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an optical waveguide using a polymer material, optical communication, optical interconnection, image transmission, optical information processing, widely used in the field of micro-optical or other general optics various optical waveguide is, can be utilized optical waveguide module, the optical integrated circuit or an optical wiring tube.

【0002】 [0002]

【従来の技術】光導波路は、基板の表面もしくは基板表面直下に、周囲よりわずかに屈折率の高い部分を作ることにより光を閉じ込め、光の合波・分波やスイッチングなどを行う特殊な光部品である。 BACKGROUND ART optical waveguides, just below the surface or the substrate surface of the substrate, confinement of light by making a portion of high slightly refractive index than the surrounding, a special light or the like is performed multiplexing-demultiplexing and switching of light it is a component. 具体的には、通信や光情報処理の分野で有用な光合分波回路、周波数フィルタ、光スイッチまたは光インタコネクション部品等が挙げられる。 Specifically, useful light multiplexing and demultiplexing circuit in the field of communication and optical information processing, frequency filter, an optical switch or an optical interconnection components, and the like.

【0003】光導波路デバイスの特長は、基本的には1 [0003] of the optical waveguide device features is basically 1
本1本の光ファイバを加工して作る光ファイバ部品と比較して、精密に設計された導波回路を基に高機能をコンパクトに実現できること、量産が可能であること、多種類の光導波路を1つのチップに集積可能であること等にある。 Compared to optical fiber component made by processing this one optical fiber, accurately to the waveguide circuit designed can realize high functions compactly group, mass production is possible, many types of optical waveguides it is such that it can be integrated into a single chip.

【0004】光導波路の開発の歴史を簡単に振り返ると、光導波路デバイスは光ファイバ通信システムへの導入に歩調を合わせて発達してきたといえる。 [0004] Looking back to easy the history of the development of the optical waveguide, the optical waveguide device can be said to have been developed to keep pace in the introduction to the optical fiber communication system. 光ファイバ通信の初期にあたる1970年代には、マルチモードファイバに対応したマルチモード光導波路の研究が主であったが、1980年代になると、シングルモードファイバを使った光通信システムが主流となったため、シングルモード光導波路の研究開発が活発化した。 For the 1970s, which corresponds to the initial of the optical fiber communication, the study of multi-mode optical waveguide corresponding to the multi-mode fiber, but was the main, and in the 1980s, is an optical communication system that uses a single-mode fiber has become the mainstream, research and development of single-mode optical waveguide has been activated.

【0005】シングルモード光導波路の利点は、導波光制御が容易であること、デバイスの小型化に有利であること、光パワー密度が大きいこと、高速動作に適すること等である。 [0005] The single mode optical waveguide advantage is that the guided light control is easy, it is advantageous for downsizing of the device, it optical power density is high, it is possible, etc. suitable for high speed operation. 一方、マルチメディアの急速な立ち上がりによって、高度なコンピュータ通信ばかりでなくオフィスや家庭にも光による高速信号の配信の機運が高まる中、低コストの光部品としてマルチモード光導波路部品が注目され始めている。 On the other hand, the rapid rise of multimedia, and advanced into the well increases the momentum of the delivery of high-speed signals by light in offices and homes as well as computer communications, began multimode optical waveguide part is attracting attention as a low-cost optical components . マルチモード光導波路の利点は、シングルモード光導波路に比べ量産に適していること、接続等の取り扱いが格段に容易なこと等である。 The advantage of a multimode optical waveguide, it is suitable for mass production than the single-mode optical waveguide, the handling of the connection or the like is much easier thing like.

【0006】従来から、光導波路材料として、透明性に優れ光学異方性の小さい無機ガラスが主に用いられてきた。 [0006] Conventionally, as an optical waveguide material, a small inorganic glass optical anisotropy excellent in transparency has been mainly used. しかしながら、無機ガラスは、重く破損しやすく、 However, inorganic glass, heavy and easy to break,
生産コストが高い等の問題を有しているので、最近では無機ガラスの代わりに、可視域で極めて優れた透明性を有し、通信波長域でも1.3μm、1.55μmに窓のある透明性高分子を使って光導波路部品を製造しようという動きが活発化してきている。 Since production cost has high problems such, instead of inorganic glass recently, it has extremely excellent transparency in the visible region, with windows 1.3 .mu.m, the 1.55μm in the communication wavelength band clear it has been activating movement to manufacture the optical waveguide components using the sex polymer. 高分子材料はスピンコート法やディップ法等による薄膜形成が容易であり、大きな面積の光導波路を作製するのに適している。 Polymeric materials are easy thin film formation by spin coating or dip method, etc., suitable for making optical waveguide having a large area. また、 Also,
石英等の無機ガラス材料を用いる場合とは異なり、高分子材料を用いる場合は成膜に際して高温の熱処理工程を含まないので、プラスチック基板などの高温処理に適さない基板上にも光導波路を作製することができるという利点がある。 Unlike the case of using an inorganic glass material such as quartz, does not include the high-temperature heat treatment step during film formation in the case of using a polymer material, also produce an optical waveguide on a substrate that is not suitable for high temperature processing such as a plastic substrate there is the advantage that it is possible. さらに、高分子の柔軟性や強靭性を活かした基板フリーの高分子光導波路フィルムの作製も可能である。 Moreover, the production of polymer optical waveguide film of the substrate-free utilizing the flexibility and toughness of the polymer are also possible. また、製造が基本的に低温プロセスであったり、 Also, manufacture or was essentially a low temperature process,
金型を用いた量産など複製化への展開が容易であるので、高分子材料を用いた光導波路はガラス系や半導体系の光導波路に比べて低コスト化に対するポテンシャルが高い。 Since development of mass production such as replication of using a mold is easy, optical waveguides using polymer materials potential for cost reduction is higher than the optical waveguide of a glass-based and semiconductor-based.

【0007】特に、近年、光配線いわゆる光インタコネクションの分野では、光導波路フィルムを用いた多ポートの光送受信モジュールが開発され、テープ状に多芯化された光ファイバとセットにされて光並列伝送のキー部品となりつつある。 [0007] Particularly, in recent years, in the field of optical wiring so-called optical interconnection has been developed multi-port optical transceiver module using an optical waveguide film is to multiconductor of optical fibers and set in the tape shape optical parallel becoming the transmission of key parts there. これらについては、碓氷ら、199 For these, Usui et al., 199
7年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会講演論文集2、第432頁、吉村ら、1997年電子情報通信学会OPE/LQE/EMD/CPM合同研究会講演予稿集などに開示されている。 7 years of Electronics, Information and Communication Engineers Communications Society Conference Papers 2, the first 432 pages, Yoshimura et al., Have been disclosed in, for 1997, Institute of Electronics, Information and Communication Engineers OPE / LQE / EMD / CPM Joint Study Group Preprint.

【0008】こうしたことから、光通信分野で用いられる光集積回路や、光情報処理分野で用いられる光配線板等の光導波路部品を、高分子光学材料を用いて大量・安価に製造することが期待されている。 [0008] For these reasons, and optical integrated circuits used in optical communication field, the optical waveguide part of the optical wiring board or the like used in the field of optical information processing, be manufactured in large quantities, at low cost by using a polymeric optical material It is expected.

【0009】一方、光並列伝送の分野では、古くから伝送媒体としてはテープファイバが用いられていたが、最近では、医療や核燃料施設などの極限環境の画像モニタ用に用いられていたイメージファイバを光並列伝送に応用しようという動きが活発化してきた。 On the other hand, in the field of optical parallel transmission, which had been used tape fiber as a transmission medium for a long time and recently, the image fiber that has been used for an image monitor of extreme environments, such as medical and nuclear fuel facilities movement to applications in optical parallel transmission have been activated. たとえば、実装性・集積性に優れた面発光レーザ2次元アレイと並列伝送性に優れたイメージファイバを組み合わせた高密度光並列伝送が提案されている。 For example, high density optical parallel transmission that combines an excellent image fiber in parallel transmission and excellent surface emitting laser 2 dimensional array mounting capability-accumulation properties is proposed. 伝送長1mではあるがトータルスループットが1Gb/sの36チャネルのものは、伝送密度に換算すると47Tb/s/cm 2に相当する(小板ら、杉本、笠原、電子情報通信学会技術研究報告(ED9558−74)、96(156)、7−1 In the transmission length 1m there is what the total throughput of 36 channels of 1Gb / s, in terms of transmission density corresponding to 47Tb / s / cm 2 (platelet et al., Sugimoto, H., Technical report of IEICE ( ED9558-74), 96 (156), 7-1
2、(1995)を参照)。 2, (1995)). また、北山らは、画像を互いに直交する8×8符号化パターンによって空間−符号分割多重信号に変換し、3×10 4クセルの石英イメージファイバを介して、空間配置を保ったまま16mの距離を並列伝送することに成功している(K. Kitayama Further, Kitayama et al., The 8 × 8 coding pattern orthogonal images mutually space - is converted to the code division multiplex signal, via a quartz image fibers 3 × 10 4 Kuseru distance 16m while maintaining the spatial arrangement the have been successfully parallel transmission (K. Kitayama
ら、J. Lightwave Technol., 15(2), 202-212, (1997) Et, J. Lightwave Technol., 15 (2), 202-212, (1997)
を参照)。 See). さらに、通常のテープファイバを積層型多芯コネクタで束ねて、見かけ上、断面が2次元化された伝送媒体も登場している。 Additionally, by bundling normal tape fiber in stacked multi-core connector, apparently, it has also appeared transmission medium section is 2-dimensional.

【0010】 [0010]

【発明が解決しようとする課題】このような状況において、イメージファイバや積層型テープファイバ等の高密度並列伝送媒体と並列光信号処理系とをリンクする新たな光導波路部品が必要となってきた。 [Problems that the Invention is to Solve In such a situation, a new optical waveguide part that links the high density parallel transmission medium such as an image fiber or laminated tape fiber and parallel optical signal processing system has become necessary . しかし、現在までのところ、そうした用途に適用できる高密度の光導波路部品は見出されていない。 However, to date, high-density optical waveguide component which can be applied to such applications has not been found.

【0011】イメージファイバや積層型テープファイバ自体に、並列光信号処理系とリンク機能を持たせることも考えられるが、以下の事情により、適用範囲は極めて狭いものとならざるをえない。 [0011] image fiber and laminated tape fiber itself, it is conceivable to have parallel optical signal processing system and link function, the following circumstances, the application range can not help becoming an extremely narrow.

【0012】すなわち、イメージファイバは、高密度マルチコア伝送媒体として有望であるばかりでなく、ある程度の番地選択にも適応できるポテンシャルを有している。 Namely, the image fiber is not only promising as a high-density multi-core transmission medium, has the potential to be adapted to certain address selection. しかしながら、高密度マルチコア伝送媒体としての適用には、高密度高速伝送の際のコア間のクロストークやスキュー等の問題があり、番地選択の適用には、ミクロンオーダーの番地づけ(位置合わせ)に対する製造上の対応可能性が乏しく、応用に限界がある、という問題がある。 However, the application of a high-density multi-core transmission medium, there is a problem of crosstalk and skew between the cores during dense high-speed transmission, the application of the address selection for the address pickled micron order (alignment) poor response potential production, there is a limit to the application, there is a problem in that.

【0013】テープファイバの多芯化は、コネクタごとに積層化する技術がすでに確立されており、番地付けという点では実用性が高いが、コアの高密度化という点では限界があり、画素数の飛躍的増大が進む空間変調器等との接続は事実上不可能である。 [0013] Multi sinker tape fiber is established technology for laminated to each connector is already, although in that addressable high practicality, in terms of density of the core is limited, the number of pixels connection between the spatial modulator such that dramatically increase proceeds in is virtually impossible.

【0014】さらに将来の高度な並列光信号処理システムにおいては、伝送媒体と処理系をリンクする部分にも、ある程度の信号処理機能(たとえば、分岐・合流、 [0014] In still future highly parallel optical signal processing system, also part that links the processing system and the transmission medium, certain signal processing functions (e.g., branching and merging,
フィルタ・スイッチなど)があることが望ましい。 Filter switch, etc.) there may be desirable. しかしながら、そうした機能を、イメージファイバや積層型テープファイバ自体に担わせることは不可能に近い。 However, such a function, be borne in image fiber and laminated tape fiber itself is almost impossible.

【0015】三次元断面内に導波路コアが高密度化された三次元光導波路については、1983年に山田らによって発表されたエポキシ樹脂の導波路長手方向への逐次紫外線硬化を用いた立体光回路(T. Yamada, N. Takat [0015] For three-dimensional optical waveguide waveguide core within a three-dimensional cross-section is densified, solid light using sequential ultraviolet curing of the waveguide longitudinal epoxy resin published by Yamada et al in 1983 circuit (T. Yamada, N. Takat
o, T. Kurokawa, J. Appl. Phys. Part2, 22 (10), L63 o, T. Kurokawa, J. Appl. Phys. Part2, 22 (10), L63
6-638,(1983) を参照)や、近年の光造形法による光導波路の試みがある。 6-638, there is a reference) and attempts of the optical waveguide due to the recent stereolithography (1983). しかし、精度や量産性に問題があり、実用に供せられるレベルのものは未だ得られていない。 However, there is a problem with the accuracy and productivity, it has not been obtained as the level to be subjected to practical use.

【0016】将来、三次元光導波路が、並列処理装置内において、あるいは並列処理装置と光並列伝送用ファイバとのインターフェースとして使われることを想定すれば、精度や量産性に優れた三次元光導波路およびその製造方法を確立することが望まれる。 [0016] the future, three-dimensional optical waveguide, in the parallel processing apparatus, or a parallel processing apparatus and assuming to be used as an interface between the optical parallel transmission fiber, three-dimensional optical waveguide which is excellent in accuracy and mass-productivity and it is desired to establish a method of manufacturing the same.

【0017】本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、並列伝送/並列処理機能を有し、高精度の番地付けが可能で、多様なシステムニーズに応えられる三次元高分子光導波路アレイおよびその製造方法を提供することにある。 [0017] The present invention has been made in view of such circumstances, and its object has a parallel transmission / Multitasking, may addressable precision, tertiary that meet the diverse system needs and to provide a source polymer optical waveguide array and a manufacturing method thereof.

【0018】 [0018]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、 According to a first aspect of the invention of the present invention,
複数のコアと、コアのまわりに設置されたコアより屈折率の小さいクラッドから構成される高分子光導波路フィルム(すなわち、複数の導波路コアが高分子光導波路フィルム内で水平面状に高密度に配置された高分子光導波路フィルム)を積層したマルチコア型の高分子光導波路アレイであって、前記複数のコアが所定位置に配置されていることを特徴とする。 A plurality of cores, the polymeric optical waveguide film composed of smaller cladding refractive index than the installed core around the core (i.e., high density multiple of the waveguide core within a horizontal plane in the polymer optical waveguide film a polymer optical waveguide array arrangement polymeric optical waveguide film) laminating the multi-core type, the plurality of cores is characterized in that it is arranged at a predetermined position.

【0019】ここで、この高分子導波路フィルムは位置合わせのための雌雄嵌合部または位置合わせマーカー部を有することができる。 [0019] Here, the polymer waveguide film may have a male and female mating portion or alignment marker portion for alignment.

【0020】また、コアは、PMMA、重水素化PMM [0020] In addition, the core, PMMA, deuterated PMM
A、エポキシUV硬化型樹脂、ポリシロキサン樹脂からなる群から選ばれるいずれか1つで形成され、クラッドはコアの材料の屈折率より小さい屈折率を有する材料で形成されていてもよい。 A, epoxy UV curable resin, is formed of any one selected from the group consisting of polysiloxane resin, the cladding may be formed of a material having a refractive index lower than the refractive index of the material of the core. すなわち、三次元高分子導波路アレイの製造において、用途毎に異なる使用環境条件に応じて、適切に材料を選択できる。 That is, in the production of three-dimensional polymer waveguide array, according to different operating environment for each application, a suitable material can be selected.

【0021】本発明の第2の発明は、複数のコアとクラッドとから構成される高分子光導波路フィルムを積層させる工程を含むマルチコア型の三次元高分子光導波路アレイを製造する方法であって、積層させる工程が高分子光導波路フィルムの表面および裏面に形成されている雌雄嵌合部または位置合わせマーカー部で位置合わせしてから積層することを特徴とする。 The second aspect of the present invention is a method for producing a three-dimensional polymer optical waveguide array of multi-core comprising the step of laminating the polymer optical waveguide film composed of a plurality of cores and a cladding , the step of stacking, characterized in that the stacking after aligning male and female fitting portions or alignment marker portions are formed on the front and back surfaces of the polymer optical waveguide film.

【0022】ここで、積層させる工程は雌雄嵌合部で位置合わせしてから接着または物理的なかみ合わせにより固定して積層することができ、接着には接着剤を用いることができる。 [0022] Here, the step of stacking can be stacked and fixed by bonding or physical engagement after positioning in both sexes fitting portion, the adhesive may be an adhesive.

【0023】また、積層させる工程は、位置合わせマーカー部と、位置合わせ用マーカー部を有する精密に厚さ制御された両面粘着性シートの該位置合わせ用マーカー部とを位置合わせして、高分子光導波路フィルムと両面粘着シートとを積層一体化することができる。 Further, the step of laminating is aligned with the alignment marker portion, and the positioning marker portion of the double-sided adhesive sheet that is precisely controlled thickness with an alignment marker portions, the polymer it can be laminated and integrated with the optical waveguide film and the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet.

【0024】以上のように、本発明はコアが所定の位置に配置されており、これは、非常に精度よく番地づけされたコアが、所望のコア径、コア間隔、コア数で配置されていることをいい、空間的に規則正しく配置されている場合も含む。 [0024] As described above, the present invention is the core is disposed in a predetermined position, which is very accurately address pickled cores are desired core diameter, core spacing, are arranged in cores It means that the there includes a case which is arranged spatially regularly. ここでいう「番地づけされた」とは、それぞれのコアが予め決められた位置になるように配置されていることを意味する。 The "are addresses pickles" is meant that the respective cores are arranged such that the predetermined position.

【0025】また、導波路の形状は、直線ばかりでなく、分岐、合流なども容易に実現でき、単なる伝送媒体でなく、並列処理に通じる光信号のマニピュレーションも可能である。 Further, the shape of the waveguide is not only linear, branched, merging even easily realized such, not only a transmission medium, it is also possible manipulation of optical signals leading to parallel processing. したがって、本発明の三次元高分子導波路アレイと面型のスイッチやフィルタとを組み合わせれば、光並列処理や波長多重処理に欠かすことのできない大規模マトリクス光デバイスを構成することも可能である。 Thus, by combining the three-dimensional polymer waveguide array and the surface-type switches and filters of the present invention, it is also possible to construct large-scale matrix optical device that is essential to the optical parallel processing or wavelength multiplexing process .

【0026】以下、本発明を実施例を用いてさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 [0026] will be more specifically explained with reference to the present invention embodiment, the present invention is not limited to these examples.

【0027】 [0027]

【発明の実施の形態】図1〜図4を用いて本発明の三次元高分子光導波路アレイを説明する。 A three-dimensional polymer optical waveguide array of the present invention will be described with reference to the DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIGS. 図1は高分子光導波路フィルムの平面図であり、図2は図1の高分子光導波路フィルムを8枚重ねて固定した8×8三次元高分子光導波路アレイの斜視図である。 Figure 1 is a plan view of a polymeric optical waveguide film, 2 is a perspective view of the 8 × 8 three-dimensional polymer optical waveguide array and fixed 8 layers the polymer optical waveguide film of FIG. 高分子光導波路フィルム10は、クラッド15中に、コアが8個、並列に並んで構成されている。 Polymer optical waveguide film 10 in the cladding 15, the core is 8, is configured side by side in parallel. 高分子光導波路フィルムの裏面には四隅に位置合わせ突起2aおよびコアと平行して2本の位置合わせ突起3aがあり、表面の同様の位置には位置合わせ凹み2b、3bがあり、突起と凹みで雌雄嵌合部を形成し、例えば2aと2bは雌雄のかみ合わせ形態になっている。 There are two alignment projections 3a in parallel with the alignment protrusions 2a and the core at the four corners on the back surface of the polymer optical waveguide film, the same position of the surface alignment recess 2b, there is 3b, the projections and depressions in forming a male and female fitting portions, for example, 2a and 2b is in the male and female interlocking forms. 高分子光導波路フィルムには、図3に示すように、位置合わせ突起または凹みの代わりに位置合わせマーカー部32が、8芯の直線光導波路コア31に平行してつけられていてもよい。 The polymeric optical waveguide film, as shown in FIG. 3, the alignment marker 32 in place of the positioning projections or depressions, may be attached in parallel to the linear optical waveguide core 31 of 8 core.

【0028】本発明の三次元高分子導波路アレイは、高分子光導波路フィルムの間に両面粘着シートを挟んで積層してもよい。 The three-dimensional polymeric waveguide array of the present invention may be laminated to sandwich the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet between the polymer optical waveguide film. 図4は、高分子光導波路フィルムと両面粘着シート41とを交互に貼り合わせた、8×8三次元高分子光導波路アレイの斜視図である。 Figure 4 is a polymer optical waveguide film and the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 41 was bonded alternately, a perspective view of a 8 × 8 three-dimensional polymer optical waveguide array.

【0029】8×8三次元高分子光導波路アレイにテープファイバを接続した、(1×8)×8三次元高分子光導波路アレイを図6に示す。 [0029] connecting the tape fiber 8 × 8 three-dimensional polymer optical waveguide array, shown in FIG. 6 (1 × 8) × 8 three-dimensional polymer optical waveguide array. また、図7に示すように、 Further, as shown in FIG. 7,
(1×8)×8三次元高分子光導波路アレイを2つ接続した三次元高分子光導波路アレイモジュールを作製することができる。 (1 × 8) × 8 a three-dimensional polymer optical waveguide array can be made of two three-dimensional polymer optical waveguide array modules connected.

【0030】実施例1 図2または図4に示すような、本発明の三次元高分子光導波路アレイを作製した。 [0030] as shown in Example 1 FIG. 2 or FIG. 4, to produce a three-dimensional polymer optical waveguide array of the present invention.

【0031】金子らの方法(Proc. of POF '96, pp.113 [0031] Kaneko et al's method (Proc. Of POF '96, pp.113
-119, (1996). を参照)に従い、コア径50×50μ -119, (1996). In accordance with the reference), core diameter 50 × 50.mu.
m、コア数8、コアピッチ127μmの設計で、重水素化PMMAコア、エポキシ系UV硬化樹脂クラッドからなる比屈折率差1.2%の高分子光導波路フィルムを作製した。 m, cores 8, the design of the core pitch 127 [mu] m, deuterated PMMA core, a polymeric optical waveguide film of the epoxy-based UV curable resin consisting of cladding relative refractive index difference of 1.2% was prepared. 厚さは正確に127μmであり、コアは高分子光導波路フィルムの厚み方向のちょうど中央に位置するように作製した。 Thickness is accurately 127 [mu] m, the core was manufactured so as to be positioned exactly between the thickness direction of the polymer optical waveguide film. この高分子光導波路フィルムには、その裏面の四隅に四角形の位置合わせ突起および長手方向に2本の位置合わせ突起を有し、高分子光導波路フィルムの表側の面の同様の位置には位置合わせ凹みがある。 This polymer optical waveguide film, has two positioning projections for positioning protrusion and longitudinal rectangle the four corners of its back surface, aligned in the same position of the front surface of the polymer optical waveguide film dent there is.
表面の位置合わせ凹みは、フォトリソ加工(機械加工でも同等の凹み形成が可能であった)により形成し、位置合わせ突起は、高分子光導波路フィルム作製用基板に形成された凹みをトレースしたものである。 Indentations alignment of the surface, formed by a photolithographic process (in machining was possible equivalent dent formation), the positioning protrusion is obtained by tracing the recess formed in the polymer optical waveguide film fabrication substrate is there. 同一チップから切り出して作製した8枚の高分子光導波路フィルムを、雌雄(凹凸)のかみ合わせ部位(雌雄嵌合部)によって精密に位置合わせして三次元高分子光導波路アレイ(I)を作製した。 The eight polymeric optical waveguide film produced by cutting from the same chip, to produce a male and female engagement site (irregularities) three-dimensional polymer optical waveguide array precisely aligned by (male and female fitting portion) (I) . また、かみ合わせ部位に接着剤を塗布した三次元高分子光導波路アレイ(II)も同時に作製した。 Also, three-dimensional polymer optical waveguide array coated with adhesive engagement portion (II) was also prepared at the same time. このようにして、図2に示されるような8×8三次元高分子光導波路アレイを得た。 There was thus obtained the 8 × 8 three-dimensional polymer optical waveguide array as shown in FIG.

【0032】また、コア厚50μm、コア上下のクラッド厚がともに15μm、位置合わせ用に凹凸のない位置合わせマーカーをつけた図3に示すような高分子光導波路フィルムを作製した。 Further, to prepare core thickness 50 [mu] m, the core upper and lower cladding thickness are both 15 [mu] m, the polymeric optical waveguide film shown in FIG. 3 with the alignment marker no irregularities for positioning. その後、47μm厚の位置合わせマーカー付きの両面粘着シートを用意した。 It was then prepared double-sided pressure-sensitive adhesive sheet with the alignment marker of 47μm thickness. これら高分子光導波路フィルムと両面粘着シートとを顕微鏡観察の下、位置合わせをしながら交互に貼合せ、図4に示すような8×8三次元高分子光導波路アレイ(III )を作製した。 Under these and the polymer optical waveguide film and the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet microscopy, laminating alternately with alignment, to prepare a 8 × 8 three-dimensional polymer optical waveguide array as shown in FIG. 4 (III).

【0033】次いで、一方の端面から波長830nmの光を入力し、他端で光強度を測定して光導波路特性を求めた。 [0033] Then, enter the light with a wavelength of 830nm from one end face to obtain the optical waveguide characteristics by measuring the light intensity at the other end. かみ合わせ部位が物理的固定のみの三次元高分子光導波路アレイ(I)では、50×50μmコア、50 In the three-dimensional polymer optical waveguide array of engagement sites physically fixed only (I), 50 × 50 [mu] m core, 50
mm長の損失は0.2〜0.4dBの範囲であり、8× Loss mm length is in the range of 0.2~0.4dB, 8 ×
8の64チャネルの光導波路アレイにおける平均損失値は0.3dBであった。 Average loss value in the optical waveguide array 8 of 64 channels was 0.3 dB. この結果から、実用レベルの光導波特性を有する64チャネルのマルチコア構造の三次元導波路を作製できることが分かった。 The results, it was found that the three-dimensional waveguide of multicore structure 64 channels having optical waveguide properties of practical level can be produced.

【0034】かみ合わせ部位に接着剤を塗布した三次元高分子光導波路アレイ(II)では、50mm長の50× [0034] In three-dimensional polymer optical waveguide array coated with adhesive engagement portion (II), 50 × of 50mm length
50μmコアで64チャネルの光導波路アレイにおける平均損失値(波長830nm)は0.4dBであった。 Average loss value in the optical waveguide array of 64 channels at 50μm core (wavelength 830 nm) was 0.4 dB.

【0035】粘着フィルムを使って積層一体化した64 [0035] were laminated and integrated by using a pressure-sensitive adhesive film 64
チャネルの三次元光導波路アレイでは、50×50μm The three-dimensional optical waveguide array of channels, 50 × 50 [mu] m
で、50mm長の光導波路の平均損失値は、0.3dB In average loss value of 50mm length of the optical waveguide, 0.3 dB
であった。 Met.

【0036】実施例2 同様にして、コア径35×35μm、コアピッチ127 [0036] in the same manner as in Example 2, the core diameter 35 × 35 [mu] m, core pitch 127
μmの三次元高分子光導波路を作製し、コア50×50 To produce a three-dimensional polymer optical waveguide [mu] m, the core 50 × 50
μmの場合と同じ方法で評価した。 It was evaluated in the same manner as in the case of μm.

【0037】実施例1および実施例2の測定結果を合せて表1に示す。 [0037] shown in Table 1 together with measurement results of Example 1 and Example 2.

【0038】 [0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】実施例3 実施例1で示した重水素化PMMAコアの代わりに、重水素化されていない通常のPMMA、市販の光学ポリマであるアートン(日本合成ゴム製)やゼオネックス(日本ゼオン製)、耐熱性エポキシ系UV硬化樹脂、さらに、シリコーン樹脂をコア材として用いて、実施例1と同様にして8×8三次元高分子光導波路を作製した。 [0039] Instead of deuterated PMMA core shown in Example 3 Example 1, the normal non-deuterated PMMA, ARTON (manufactured by JSR) is a commercially available optical polymer and Zeonex (manufactured by Nippon Zeon ), heat-resistant epoxy-based UV curable resin, further, by using a silicone resin as the core material, to produce a 8 × 8 three-dimensional polymer optical waveguide in the same manner as in example 1. クラッド材としては、コア材としても使用した特殊な耐熱性エポキシ系UV硬化樹脂を用いた。 The clad material, was used a special heat-resistant epoxy-based UV curable resin was also used as a core material. 比屈折率差が1. Relative refractive index difference is 1.
2±0.2%となるように耐熱性エポキシ系UV硬化樹脂の組成を調整した。 As a 2 ± 0.2% was adjusted composition of the heat-resistant epoxy-based UV curable resin. コア径は50×50μmとし、三次元化には、接着かみ合わせ方式を用いた。 Core diameter and 50 × 50 [mu] m, the three-dimensional, with adhesive engagement method.

【0040】これら、5種類の三次元高分子光導波路アレイについて、波長830nmにおける64ポートの平均損失値と耐熱温度を測定した。 [0040] These, the five types of three-dimensional polymer optical waveguide array, to measure the average loss value and the heat resistance temperature of 64 ports at a wavelength of 830 nm. 耐熱温度は、1時間の加熱によって、初期と比較して損失値が130%以上になるような温度で示した。 Temperature limit, by heating 1 hour, the loss values ​​compared initial and showed a temperature such that more than 130%. 結果を、表2に示す。 The results are shown in Table 2.

【0041】 [0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】実施例4 まず、図5に示す重水素化PMMAコア製の1×8スプリッタ型高分子光導波路フィルム50を、実施例1における粘着フィルムを用いて積層した方法と同様の方法で作製した。 [0042] Example 4 First, a 1 × 8 splitter type polymer optical waveguide film 50 made of deuterated PMMA core shown in FIG. 5, prepared in a manner similar to that laminated using an adhesive film of Example 1 did. 図5において、51は1×8スプリッタ型光導波路コアを示し、52は位置合わせ用マーカーを示す。 5, 51 represents a 1 × 8 splitter type optical waveguide core, 52 denotes a marker for positioning. ただし、コア径40×40μm、上下左右のコア間隔250μmピッチとした。 However, the core diameter 40 × 40 [mu] m, and the vertical and horizontal core distance 250μm pitch.

【0043】この高分子光導波路フィルムを8枚積層して図6に示す三次元高分子光導波路アレイを作製した。 [0043] was prepared a three-dimensional polymer optical waveguide array shown in Figure 6. The polymeric optical waveguide film by laminating 8 sheets.
図6において、61はコネクタ付き8芯ファイバピグテイルである。 6, 61 is an 8-core fiber pigtail connector with.

【0044】このようにして作製した三次元高分子光導波路アレイは一方の端部分62が8ポート、他方の端部分63が8×8ポートであり、一方の端部分の8ポート側は接着法により、8芯のテープファイバと接続した。 [0044] In this way a three-dimensional polymer optical waveguide array is one end portion 62 which is manufactured eight-port, and the other end portion 63 is 8 × 8-port, 8-port side bonding method of one end portion by, it was connected to a tape fiber of 8 core.
並列に積層された8個のスプリッタの平均挿入損失は、 The average insertion loss of the eight splitters stacked in parallel,
波長830nmにおいて、0.8dBであった。 At a wavelength of 830 nm, was 0.8 dB.

【0045】次いで、図7(a)に示すように、作製された図6に示される並列スプリッタ型三次元光導波路モジュールを2つ用意し、それぞれの64ポート側をダイシングにより一括面出しした後、図7(b)の拡大部分図に示すように両面を積和算状に配して接着した。 [0045] Then, as shown in FIG. 7 (a), the parallel splitter type three-dimensional optical waveguide module shown in FIG. 6 was produced by preparing two, after out bulk surface by dicing each of the 64 port side was adhered by arranging both sides to the product-sum shape as shown in the enlarged partial view in Figure 7 (b).

【0046】一方の8芯テープファイバの1本1本に、 [0046] to one single one of the 8-core tape fiber,
波長は異なるがパワーの揃った光を入力し、他方の8芯テープファイバの1本1本からの出力を分光して出力強度を測定した。 Wavelength type light different but having a uniform power was measured output intensity and spectral output from one one of the other 8-core tape fiber. その結果、どのポートからも均一に8波多重されたWDM信号が出力されることを確認した。 As a result, WDM signals are uniformly eight waves multiplexed from any port it was confirmed that output.

【0047】実施例5 実施例4に示した(1×8)×8三次元高分子光導波路アレイの積和算配置モジュールの高密度バージョンを作製した。 [0047] was prepared high density version of the product summing arrangement modules of Example 5 shown in Example 4 (1 × 8) × 8 three-dimensional polymer optical waveguide array. 用いた1×8スプリッタ型高分子光導波路フィルムのコア径は40×40μm、コア上下のクラッド厚はともに18μm、コア間隔は80μmピッチとした。 Core diameter of 1 × 8 splitter type polymer optical waveguide film used was 40 × 40 [mu] m, the core upper and lower cladding thickness are both 18 [mu] m, the core distance was 80μm pitch.
ただし、入力側から最初のY分岐直前までの導波路長は、後述する積層行程に鑑み、実施例4の場合の2倍の長さとした。 However, conductive Namijicho from the input side to the first Y-branch immediately before, in view of the lamination process to be described later, and the length of twice that of the fourth embodiment.

【0048】高分子光導波路フィルムの出力側には接着法を用い、入力側には厚みにテーパのついた楔型の粘着フィルムを用いた。 [0048] The bonding method used for the output side of the polymer optical waveguide film, on the input side with a pressure-sensitive adhesive film of wedge-shaped with tapered thickness. 楔型粘着フィルムの片端の厚さは1 The thickness of the one end of the wedge-shaped adhesive film 1
70μm、他端の厚さは40μmで、長さは高分子光導波路フィルム長の45%とした。 70 [mu] m, the thickness of the other end 40 [mu] m, length was 45% of the polymer optical waveguide film length.

【0049】170μmの厚さを有する楔型粘着フィルムの一方の端と高分子光導波路フィルムの入力端が適合するように、高分子光導波路フィルムと粘着フィルムとを交互に貼り合せた。 [0049] As the input end of the one end and the polymer optical waveguide film of the wedge type pressure-sensitive film having a thickness of 170μm are compatible, bonded alternately with adhesive film and polymeric optical waveguide film. また、高分子光導波路フィルムの出力端部分は高分子光導波路フィルム同士を接着した。 The output terminal portions of the polymer optical waveguide film is adhered to polymer optical waveguide film to each other.

【0050】このようにして作製した三次元光導波路は片端8ポート、他端8×8ポートであり、一方の端部の8ポート側は250μmピッチ、他方の端部の8×8ポート側は80μmピッチのコア間隔となった。 [0050] In this way three-dimensional optical waveguide fabricated by the one end 8 ports, a second end 8 × 8-port, 8-port side 250μm pitch at one end, the 8 × 8-port side of the other end It became the core interval of 80μm pitch. 実施例4 Example 4
と同様に8ポート側に8芯テープファイバを接続して、 Connect the 8-core tape fiber similar to the 8-port side,
高密度並列スプリッタ型三次元光導波路モジュールを作製した。 To prepare a high-density parallel splitter type three-dimensional optical waveguide module.

【0051】次いで、高密度並列スプリッタ型三次元光導波路モジュールを2つ用意し、それぞれの64ポート側をダイシングにより一括面出しした後、図7(a)における接着面71と72の両面を図7(b)に示すように積和算状に配して接着した。 [0051] Next, prepare two high-density parallel splitter type three-dimensional optical waveguide module, after out bulk surface by dicing each of the 64 port side, FIG both sides of the adhesive surface 71 and 72 in FIGS. 7 (a) was bonded by placement into a product-sum shape as shown in 7 (b).

【0052】一方の8芯テープファイバの1本1本に、 [0052] to one single one of the 8-core tape fiber,
波長は異なるがパワーの揃った光を入力し、他方の8芯テープファイバの1本1本からの出力を分光して、出力強度を測定した。 Wavelength type light different but having a uniform power, and spectral output from one one of the other 8-core tape fiber was measured output intensity. その結果、どのポートからも均一に8 As a result, uniformly from any port 8
波多重されたWDM信号が出力されることを確認した。 It was confirmed that the wave-multiplexed WDM signal is output.

【0053】 [0053]

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明による三次元高分子光導波路アレイは、非常に精度よく番地付けされたコアを、所望のコア径、コア間隔、コア数で配置可能な光並列処理用光リンク部品である。 As described above in detail, according to the present invention, three-dimensional polymer optical waveguide array according to the invention are very accurately addressable cores, the desired core diameter, core spacing, which can be arranged in cores light a parallel processing optical link parts. さらに、 further,
導波路の形状は、直線ばかりでなく、分岐、合流なども容易に実現でき、単なる並列リンク機能を越えて、光信号の並列マニピュレーションにも対応できるポテンシャルを有する。 The shape of the waveguide is not only linear, branched, converging can also be easily realized like, beyond the mere parallel link function has the potential to respond to parallel manipulation of the optical signal. したがって、本発明の三次元高分子導波路アレイと面型のスイッチやフィルタとを組み合わせれば、光並列処理や波長多重処理に欠かすことのできない大規模マトリクス光デバイスを構成することも可能であり、将来の大容量通信システムや大規模光情報処理システムを実現する上で重要な素子となりうる。 Thus, by combining the three-dimensional polymer waveguide array and the surface-type switches and filters of the present invention, it is also possible to construct large-scale matrix optical device that is essential to the optical parallel processing or wavelength multiplexing process , it can be an important element in achieving future high-capacity communication systems and large-scale optical information processing system.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】三次元高分子光導波路アレイ作製用の位置合わせ雌雄かみ合わせ付き高分子光導波路フィルムを表す図である。 1 is a diagram representing the alignment sexes engagement with polymer optical waveguide film of the three-dimensional polymer optical waveguide array for the production.

【図2】図1で示される高分子を積層固定して得られた三次元高分子光導波路アレイを示す図である。 2 is a diagram showing a three-dimensional polymer optical waveguide array obtained polymer was laminated and fixed as shown in FIG.

【図3】三次元高分子光導波路アレイ作製用の位置合わせ用マーカー付高分子光導波路フィルムを表す図である。 3 is a diagram representing the polymer optical waveguide film with a positioning of the three-dimensional polymer optical waveguide array for producing a marker.

【図4】図3で示される高分子光導波路フィルムと両面粘着シートを交互に積層固定して得られた三次元高分子光導波路アレイを示す図である。 4 is a diagram showing a three-dimensional polymer optical waveguide array obtained polymer optical waveguide film and the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet was laminated and fixed alternately shown in Figure 3.

【図5】三次元高分子光導波路アレイ作製用の位置合わせ用マーカー付1×8スプリッタ型高分子光導波路フィルムを表す図である。 5 is a diagram representing the 1 × 8 splitter type polymer optical waveguide film with a positioning of the three-dimensional polymer optical waveguide array for producing a marker.

【図6】図5で示される1×8スプリッタ型高分子光導波路フィルムと両面粘着シートを交互に積層固定して得られた(1×8)×8三次元高分子光導波路アレイを示す図である。 6 shows a 1 × 8 splitter type polymer optical waveguide film and the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet obtained by laminating fixed alternately (1 × 8) × 8 three-dimensional polymer optical waveguide array shown in Figure 5 it is.

【図7】(a)は(1×8)×8三次元高分子光導波路アレイを積和算配置で接続した三次元高分子光導波路アレイモジュールを示す図であり、(b)は接着部の部分拡大図である。 7 (a) is a diagram showing a three-dimensional polymer optical waveguide array module connected to (1 × 8) × 8 three-dimensional polymer optical waveguide array by a product summing arrangement, (b) the adhesive portion it is a partially enlarged view of.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 高分子光導波路フィルム 11 8芯の直線光導波路コア 12a 位置合わせ突起 12b 位置合わせ凹み 13a 位置合わせ突起 13b 位置合わせ凹み 15 クラッド 31 8芯の直線光導波路コア 32 位置合わせマーカー部 41 位置合わせ用マーカー部を有する両面粘着性シート 50 1×8スプリッタ型高分子光導波路フィルム 51 1×8スプリッタ型導波路コア 52 位置合わせマーカー部 61 コネクタ付8芯ファイバピグテイル 62 一方の端部 63 他方の端部 71 接着面 72 接着面 10 polymer optical waveguide film 11 8 core straight waveguide core 12a aligned protrusions 12b aligned recess 13a aligned protrusions 13b aligned depressions 15 cladding 31 8-core straight waveguide core 32 aligned marker portion 41 positioning marker double-sided adhesive sheet 50 1 × 8 splitter type polymer optical waveguide film 51 1 × 8 splitter waveguide core 52 aligned marker portions 61 with connector 8-core fiber pigtail 62 one end 63 other end having a section 71 adhesive surface 72 adhesive surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大庭 直樹 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 田部井 久男 東京都武蔵野市御殿山一丁目1番3号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Naoki Oba Tokyo Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Third Street No. 19 No. 2, Nippon telegraph and telephone Corporation within (72) inventor Hisao Tabei Musashino-shi, Tokyo Gotenyama chome No. 1 No. 3 e Nu Thi Thi Advanced technology shares in the company

Claims (6)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 複数のコアと、前記コアのまわりに設置されたコアより屈折率の小さいクラッドとから構成される高分子光導波路フィルムを積層したマルチコア型の高分子光導波路アレイであって、前記複数のコアが所定位置に配置されていることを特徴とする三次元高分子光導波路アレイ。 And 1. A plurality of cores, a multicore polymer optical waveguide array formed by laminating a polymeric optical waveguide film composed of a small cladding refractive index than the installed core around said core, three-dimensional polymer optical waveguide array, wherein the plurality of cores are arranged in a predetermined position.
  2. 【請求項2】 前記高分子光導波路フィルムは位置合わせのための雌雄嵌合部または位置合わせマーカー部を有することを特徴とする請求項1に記載の三次元高分子光導波路アレイ。 2. A three-dimensional polymer optical waveguide array of claim 1 wherein the polymeric optical waveguide film is characterized by having a male and female mating portion or alignment marker portion for alignment.
  3. 【請求項3】 前記コアがPMMA、重水素化PMM Wherein said core is PMMA, deuterated PMM
    A、エポキシUV硬化型樹脂、ポリシロキサン樹脂からなる群から選ばれるいずれか1つで形成され、前記クラッドが該コアの材料の屈折率より小さい屈折率を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の三次元高分子光導波路アレイ。 Wherein A, epoxy UV curable resin, is formed of any one selected from the group consisting of polysiloxane resin, said cladding is formed of a material having a refractive index lower than the refractive index of the material of the core three-dimensional polymer optical waveguide array according to claim 1 or 2,.
  4. 【請求項4】 複数のコアとクラッドとから構成される高分子光導波路フィルムを積層させる工程を含むマルチコア型の三次元高分子光導波路アレイを製造する方法であって、積層させる工程が前記高分子光導波路フィルムの表面および裏面に形成されている雌雄嵌合部または位置合わせマーカー部で位置合わせしてから積層することを特徴とする三次元高分子光導波路アレイの製造方法。 4. A plurality of cores and a process for manufacturing a three-dimensional polymer optical waveguide array of multi-core comprising the step of laminating the polymer optical waveguide film composed of the cladding, the step of laminating said high method for producing a three-dimensional polymer optical waveguide array, which comprises laminating after aligning male and female fitting portions or alignment marker portions are formed on the front and back surfaces of the molecular optical waveguide film.
  5. 【請求項5】 前記積層させる工程が前記雌雄嵌合部で位置合わせしてから接着または物理的に固定して積層することを特徴とする請求項4に記載の三次元高分子光導波路アレイの製造方法。 5. A three-dimensional polymer optical waveguide array of claim 4, wherein a step of the stack is adhesively laminated or physically fixed after aligning with the male and female fitting portions Production method.
  6. 【請求項6】 前記積層させる工程が、前記位置合わせマーカー部と、位置合わせ用マーカー部を有する精密に厚さ制御された両面粘着性シートの該位置合わせ用マーカー部とを位置合わせして、前記高分子光導波路フィルムと前記両面粘着シートとを積層一体化することを特徴とする請求項4に記載の三次元高分子光導波路アレイの製造方法。 6. A process for the lamination, and said alignment marker portions are aligned with the said alignment marker of the double-sided adhesive sheet that is precisely controlled thickness with an alignment marker unit, method for producing a three-dimensional polymer optical waveguide array according to claim 4, characterized in that the laminated and integrated with the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet and the polymeric optical waveguide film.
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