JPS61138903A - 光導波路の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光の導波、分岐、結合などを行わせるための
平面型光導波路をプラスチック平板内に形成する方法に
関する。

（従来の技術） 従来のこの種のプラスチック製尤導波路の形成方法には
、第８図に示す選択重合方法があった。

この方法は、まず屈折率１．５９のポリカーボネート１
中にアクリルモノマ２を分数させた溶液をフィルム状に
注型しく第８図（ａ））、次に必要な導波路パターン８
が描かれたフォトマスク４を第８図（ａｔで作製したフ
ィルム５に密着させて紫外ａ？照射すると、紫外線が照
射された部分のアクリルモノマ２が重合しポリカーボネ
ー）１と共成合体（屈折＄　１．５８　）　６　、６’
を形成する（第８図（ｂ））。

次にフィルム５を真空中で加熱し、未反応のアクリルモ
ノマ２をフィルム５から取り除くと、共重合体部７，７
′はポリカーボネート部８に比較して屈折率が低くなり
、パターン状罠形成されているポリカーボネート部８の
光導波路部のクラッド部となる（第３図（Ｃ））。最後
にフィルム５０表面を低屈折率材料で覆うことによって
フィルム状のプラスチック製導波路を得るものである。

しかしこの形成方法においては、第３図（ａｔに示した
フィルム形成において透明なものを得るためと、第３図
ｈ）に示した紫外線照射時にパターン通りの照射な汀う
ためには、厚さとしては２００μｍ程度が限界となり、
厚くできないので使用時には補強または保形のため、他
材料を貼り合わせなければならない欠点があった。

一万、あらかじめパターンが溝状に形成されたプラスチ
ック平板な用いて光導波路を形成する第１図に示す方法
も行われていた。この方法は、溝状パターン９が片面に
形成されている低屈折率樹脂（ハで作らｎたプラスチッ
ク製の平板１０に平板材料よりも屈折率の大きい高屈折
率樹脂１１を流し込み硬化させ（第４図（ａ））、次に
研磨法によって４屈折率樹脂１１をパターン溝９の上！
４部まで削り取る（第４図（ｂ））。最後に、研磨した
面全体に平板１０と同じ材料の低屈折率樹脂を流し込み
硬化させると光導波路が得られる（第４図（Ｃ））。し
かしこの形成法においては、第４図ｆｂｌに示した研磨
工種において、パターン溝９の上端部まで正確に研磨す
る工程が非常に困難であり、また時間もかかり実用的な
製造方法でない欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の光導波路の製造方法には、前記第８図および第４
図を用いて説明したような実用上の欠点がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前述の欠点を解決するため、研磨などの特殊技
術を要しない工程で、必要な厚さを有する平板状のプラ
スチック光導波路を成形する。すなわち凹溝状に形成さ
れた導波管パターンを有する平板状のシリコーンゴム型
のパターン−の一端から透明な注型用Ｗ脂を毛細管現象
を利用して流入させ、溝内に樹脂が十分に充填した後に
硬化させる。次に溝内に充填した樹脂よりも低屈折率な
注型用樹脂を、パターンが形成されている一〇面全体に
流し込み硬化させる。その後、シリコーンゴム型からパ
ターン状の樹脂と平板状の樹脂の硬化物が一体となった
成形品を取り外し、該成形品の導波路パターンが形成さ
れている側に再び低屈折率な樹脂を全面に庄ａ硬化させ
て光導波路を製造する。

以下図面により本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明による方法を用いて作製した光導波路の
斜視図であり、１２はクラッド部となっているプラスチ
ック製の平板、１３は屈折率が平＋ｋ　Ｉ　Ｚの屈折率
よりも大きい透明なプラスチック材料で形成され、全体
が平板１２の中に埋め込まｉｔだ状態となっている導波
路である。尤を導波路１３の端面かも入射すると、尤は
導波路１３と平板１２の屈折率差に応じて全反射を繰り
返しながら導波路１３の中シパターンフｍりに進行し、
導波路１３はｙｔを伝達でさる機能を持つ。以下に実症
例により第２図に示した光導波路の製造方法を述べる。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例の製造工程を示す。

まず第１図ｆａｌに示すような、切削またはエツチング
などで断面が十分な毛細管現象を生ずるＬ　ｗｅ、　Ｘ
１ｍｍ以下の矩形または直径１鱈φ以下の円形の凸型パ
ターン１４（この実施例では５０μｍ×５０μｍの矩形
の凸型パターンとした）が直線状に形成されている全長
５０ｍの金属、セラミックスまたはガラス材料から成る
マスタ１５を作製し、次にガラス容諸１６に入れたマス
タ１５のパターン面側全体にシリコーンゴム１７を注型
して硬化させ（第１図（ｂｌ）、マスタ１５と凹凸が逆
のパターンを持つシリコーンゴム製のマスタ型１８を得
た（第１図（Ｃ））。次に第１図ｆｃｌに示した躊パタ
ー／の一端部Ａから屈折率約１．６の注型用の高屈折工
の樹脂（例えばエポキシ樹月旨）１９を毛細管現象を利
用して溝内に注入した。この時、溝内に注入された高屈
折率の１１１脂１９はその表面張力のため溝から溢れる
ことはなく溝内のみに充填された（第１図（ｄ））。溝
内の高屈折率の樹脂１９が硬化した後、Ｍｆ、　Ｉ　Ｆ
Ｍ（ｅ）Ｋ示したよ５Ｋ、屈折率が約１．５に調整され
た注型用の低屈折率の樹脂（例えばエポキシ樹脂）２０
をパターンが形成されている面全体に厚さが約１ｍにな
るように注入し硬化させた。硬化後、シリコーンゴム製
のマスタ型１８からはずした成形品は、第１図（ｆｌに
示すような、屈折率が小さい樹脂でできた平板上に、パ
ターン化された屈折率が大きい樹脂が強固に、かつすき
間なく固着された構成となっている。最後に、第１図ｆ
ｇｌに示したよう罠、得られた成形品のパターン形成面
全体に再び低屈折率樹脂（例えばエポシ樹脂）２０’を
面全体袴注入し硬化させることによって、第２図に示し
た光導波路を得た。作製した光導波路について、導波路
の長さ方向に直角な任意の位置で切断し、導波路断面形
状を調べた結果、いずれの場所においても、高屈折率材
料からなる導波路部は地形形状を保持しており、さらに
導波損失上量も問題となる上端部における溝からの高屈
折率材料の漏れは全くなく、導波路として優れた形状が
作製されていることが確認された。

また波長６Ｂ２．８　ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光を導波
路１８の一端から入射し、他端から出射された光の強度
を測定し導波損失を調べた結果、０．ｆ３ｄＢ／ｍの良
好な損失特性を持つことが確認された。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光導波路の製造方法によ
れば、凸型の形状のパターンが形成されているマスクさ
えあれば、マスク型として使用するシリコーンゴム型は
容易に複数個作製することができ、導波路形成はパター
ン形状が複雑であっても毛細管現象を利用して導波路用
注型樹脂をすき間なく充填することができるから、単に
注型用樹脂を流し込むだけの単純な操作だけで導波路を
製造することができるので、高度な技術、複雑な操作が
全く不要であり、また全体の平板の厚さも自由に調節で
きるので、保形または補強などは全く不要であり、実用
的でかつ量産性に優れている利点がある。さらに導波路
端部の形状もマスク型に形成しておくだけで、例えば発
光素子、受光素子、ファイバなどを導波路成形時に同時
に甜脂内罠埋め込むことができるので、素子およびファ
イバが一体となった実用的な形状の導波路を容易に形成
できる利点がある。

東面面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例の製造工種の概念図、第２図
は本発明の製造方法で作製した光導波路の斜視図、 ｇＸ３図は従来の選択光重合法によるプラスチック製光
導波路の製造工種の概念図、 第４図は従来の研磨法によるプラスチック製光導波路の
製造工種の概念図である。

１・・・ポリカーボネート　２・・・アクリルモノマ８
・・・導波路パターン　　４・・・フォトマスク５　、
フィルム　　　　　６，６′・・・共重合体７．７′・
・・共重合体部　　　８・・・ポリカーボネート部９・
・・パターン溝１０・・・平板 １１・・・高屈折率樹脂　　　１ｚ・・・プラスチック
平板１８・・・導波路　　　　　　１４・・・凸型パタ
ーン１５・・・マスタ　　　　　　１６・・・ガラス容
器１７・・・シリコーンゴム　　１８・・・マスタ型１
９・・・高屈折率の樹脂 ２０　、２０’・・・低屈折率の樹脂 ム・・・溝パターンの一端部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、屈折率の異なる透明なプラスチック材料を用いて形
   成される平面型の光導波路の製造方法において、断面が
   １ｍｍ×１ｍｍ以下の矩形または直径１ｍｍφ以下の円
   形の凹溝状に形成された導波路パターンを有する平板状
   のシリコーンゴム型のパターン溝の一端から透明な注型
   用樹脂を毛細管現象を利用して流入させ、溝内に樹脂が
   十分に充填した後に硬化させ、次に溝内に充填した樹脂
   よりも低屈折率な注型用樹脂を、パターンが形成されて
   いる側の面全体に流し込み硬化させた後、シリコーンゴ
   ム型からパターン状の樹脂と平板状の樹脂の硬化物が一
   体となつた成形品を取り外し、該成形品の導波路パター
   ンが形成されている側に再び低屈折率な樹脂を全面に注
   型硬化させて得ることを特徴とする光導波路の製造方法
   。