KR0151848B1 - 광학 도파관 장치, 이를 제조하기 위한 요소 및 장치와 요소의 제조 방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

광학 도파관 장치, 이를 제조하기 위한 요소 및 장치와 요소의 제조 방법

제1도는 지지체에 제거가능하게 부착된 광경화성 필름의 사시도.

제2a도는 지지체상의 필름내에 도파관을 포함하는 광학 도파관 요소를 형성하는 제1실시양태의 개요도.

제2b도는 지지체상의 필름내에 도파관을 포함하는 광학 도파관 요소를 형성하는 제2실시양태의 개요도.

제2c도는 지지체상의 필름내에 도파관을 포함하는 광학 도파관 요소를 형성하는 제3실양태의 개요도.

제3도는 지지체상의 도파관을 갖는 필름을 빛으로 플루딩(fliidong)시켜 요소를 생성하는 부가적 단계를 나타내는 개요도.

제4도는 상단에서 바닥으로, 지지체, 광경화성 층, 도파관을 갖는 필름 및 또 다른 지지체를 포함하는 적층 요소를 보여주는 사시도.

제5도는 제4도의 요소를 빛으로 플루딩 시키는 부가적 단계를 예시하는 개요도.

제6도는 지지체중 하나가 제거된 제4도 또는 제5도의 요소의 사시도.

제7도는 상단에서 바닥으로 지지체, 광경화성 또는 광경화층, 도파관을 갖는 필름, 광경화성 층 및 지지체를 포함하는 광학 도파관 요소의 사시도.

제8도는 제7도의 요소를 빛으로 플루딩시켜 경화시키는 단계를 보여주는 개요도.

제9도는 제7도의 요소 또는 제8도의 장치를 가열함으로써 경화시키는 단계를 보여주는 개요도.

제10도는 통합된 광학 시스템에서 사용하기 위한, 상단에서 바닥으로, 제1경화층, 도파관을 갖는 경화 필름 및 제2경화층을 포함하는 광학 도파관 장치의 사시도.

제11도는 제10도의 요소를 가열함으로써 안정화시키는 단계를 보여주는 개요도.

제12도는 빛이 섬유 및 도파관을 통해 주입되는, 광학 섬유에 커플링된 매몰채널 도파관 장치를 보여주는 투시도.

제13a도는 제4도의 요소안에 간섭광을 비추어 홀로그래픽(holographic)회절격자를 생산하는 것을 설명하는 개요도.

제13b도는 층사이에 매몰된 도파관에 빛을 커플링시키는 홀로그래프적으로 형성된 격자의 횡단면도.

제14도는 필름, 다수의 층, 말단 지지체, 도파관 및 격자를 갖는 적층 장치의 횡단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 필름 2, 17, 21 : 지지체

3 : 필름의 제1표면 4 : 필름의 제2표면

5 : 지지체의 제1표면 6 : 지지체의 제2표면

7, 7', 29, 31, 33 : 필름의 노광 영역 8, 8', 8'' : 레이저 광원

9 : 트랜스레이션 메카니즘 10 : 광학 축

11 : 필름의 노광되지 않은 영역 12, 12' : 마스크

13 : 패턴영역 13' : 제1영역

13'' : 제2영역 14, 30, 35 : 첫 번째 광경화성층

15 : 첫 번째 광경화성층의 제1표면

16 : 첫 번째 광경화성층의 제2표면

7'' : 제1노광 영역 7'' : 제2노광 영역

18, 32, 34, 36 : 두 번째 광경화성층

19 : 두 번째 광경화성층의 제1표면

20 : 두 번째 광경화성층의 제2표면

22 : 광학 섬유 23 : 섬유 코어

본 발명은 광학 도파관 장치, 이 장치를 제조하기 위한 요소, 및 이들 장치 및 요소의 제조 방법에 관한 것이다. 이 장치는 광학 섬유, 광학 성분 빛 모듈(modules)을 상호 연결시키기 위한 것이며, 통합된 광학 시스템안에서 사용하기 위한 것이다.

광학 통신 시스템에서, 메시지는 레이저 또는 광발산 다이오드와 같은 광원에 의해 발생되는 광학 주파수의 반송파에 의해 전달된다. 이런 광학 통신 시스템은 통신 채널 수가 크게 증가되고 메시지를 전달하기 위해 고가의 구리 케이블 대신 다른 재료를 사용할 수 있는 등 통상적인 통신 시스템에 대해 여러 가지 장점을 제공하기 때문에 최근 많은 관심이 모아지고 있다. 한 지점에서 다른 지점으로 광학 주파수의 파장을 전도하거나 조파시키는 이런 수단을 광학 도파관이라 부른다. 광학 도파관의 조작은 빛에 투과성인 매체가 보다 낮은 굴절율을 갖는 또 다른 매체에 의해 둘러싸이거나결합되었을 때, 내부 매체의 축을 따라 도입되는 빛이 둘러 싸인 매체외의 경계선에서 고도로 굴절되어, 도파 효과를 일으킨다는 사실을 기초로하고 있다. 이런 도파관 장치용으로 가장 빈번하게 사용되는 재료는 유리이며, 규격화된 치수의 섬유로 형성되어 사용된다.

광학 회로의 개발이 진행됨에 따라, 한 도파관 섬유로부터 다른 섬유로 광학파장을 커프링시키고, 분할하고, 교환하고 조절할 수 있는 장치를 갖는 것이 필요하게 되었다.

몇몇 광학 섬유들은 세로로 잘려진 다른 광학 섬유에 의해 상호연결된다. 이런 장치는 두 단자(각 말단에 하나)만을 갖는다. 도파관을 함유하는 광경화 필름이 미합중국 특허 제3,809,732호에, 이러한 용도로 제안되었다. 그러나, 여기 공개된 장치는 광학 섬유에 쉽게 커플링되지 않고 정렬되지 않는다. 게다가, 필름의 표면이 고르지않기 때문에, 노출된 표면을 환경으로부터 보호하는 것이 쉽지 않다.

광학 커플링 장치를 형성하는데 사용되는 또 다른 방법은 표준 광석판 인쇄 공정 및 확산을 적용하는 것을 포함한다. 이러한 종전의 기술 공정에서는, 표준 석판인쇄 공정을 사용하여 선택된 기판상에 부착된 포토레시스트층 내에 패턴을 형성한다. 그런다음, 부식재를 적용시켜 포토레지스트에 형성된 패턴을 기판내로 에칭시킨다. 그리고 나서, 진공 부착에 의해 에칭시킨 영역 내에 금속을 부착시킨다. 그런다음 포토레지스트 패턴을 적절한 용매로 리프팅시켜 원하지 않는 금속 부착물을 제거한다. 그런다음 구조물을 가열하여 에칭시킨 영역에 부착된 금속을 기판내로 확산시킴으로써, 여기에 도파층을 형성시킨다. 예로서, 미합중국 특허 제4,609,252호를 참고하기 바람. 많은 단계들이 이런 공정에 포함된다는 사실에 외에도, 부착될 수 있는 금 속의 두께에 대해 또한 제약이 있다. 첫째, 진공 부착이 비교적 느린 공정이기 때문에, 두꺼운 금속층을 부착시키는데 필요한 과다한 시간의 제약이 있다.

둘째로, 점점 많은 금속이 부착되면서, 새로운 부착 중심이 생성되어, 부착이 고르지 못하다.

지관(branch)을 형성하기 위해서, 둘 이상의 섬유를 섬유의 굴절율과 거의 일치하는 굴절율을 갖는 접착제를 사용하여 공동의 광학 포트(port)에 결합시켜 왔다. 섬유가 직경이 매우 작아 매우조심스럽게 다루어져야만 하며, 강도 때문에 함께 다발을 만들어 간격을 두고 지지체에 부착시켜야만 한다. 이러한 개별 섬유 및 광학장치를 포함하는 인쇄회로판의 동등물을 제작하는 것은 많은 노동량이 소모되고, 비용이 많이 들며, 느리고 지루하고, 지동화된 제작 기술에 적용하기가 쉽지 않다. 이러한 커플러를 형성하는데 사용되는 또다른 방법은 빛을 하나의 섬유로부터 연결된 섬유로 보낼 수 있도록 섬유를함께 융합시키거나 용융시키는 것이다. 그러나, 이러한 융합 공정에서는, 융합의 정도 및 최종 구조물의 정확한 기하구조 및 재생산성을 조절하는 것이 어렵다.

특별히 주목되고 있느 장치는 Y-커플러로, 이는 신호를 서로 연결하거나 분할시키는 Y자 형의 장치이다. Y자형 장치는 액체 광활성 층을 마스크를 통해 자외선에 노출시키는 습윤 공정으로 제조되어 왔다. 그런다음 용매를 사용하여 층의 중합되지 않은 부분을 제거한다. 예로서, 미합중국 특허 제4,609,252호를 참조하기 바람. 상기와 샅은 장치의 도파관은 환경으로부터 보호되지 않고 광학 섬유에 쉽게 커플링되지 않는다. 게다가, 습윤 공정 중에, 더러워지기 쉽고 및 소비된 용매의 폐기 문제점이 있다.

또 다른 Y자형 커플러 장치가 미합중국 특허 제4,666,236호에 공개되어 있다. 이 문헌에는 하나의 유입 지관 및 세 개의 유출 지관을 갖는 장치가 또한 공개 되어 있다. 이 장치도 역시 도파관을 생성시키기 위해 액체 광중합 필름을 빛에 노출시키는 습윤 공정에 의해 만들어진다. 노출되지 않은 액체 필름은 건조되어 장치의 일부가 된다. 필름을 또한 아크릴 수지와 같은 층으로 코팅하여 먼지의 부착 및 오염을 방지했다. 그러나, 역시, 이 공정도 습식 공정이어서 실질적으로 더러워진다.

미합중국 특허 제3,809,686호에서는 필름 내에 광선의 초점을 맞추고 필름을 이동시킴으로써 단일 광중합 필름 내에 도파관을 생성시키는 것을 제시하고 있다. 단일 필름 내에 다수의 도파관이 제공된다. 한 실시양태에서는, 도파관이 도파관 사이에서 빛의 커플링이 소멸되는 것을 제시한다. 또한 광 커플러로서 홀로그래픽 회절 격자의 생성 및 사용을 공개하고 있다. 그러나, 필름 내에 빛의 초점을 맞춰 깨끗하고 분명한 경계선을 갖는 균일한 도파관을 형성하는 것이 어렵다.

본 발명의 목적은 광학 성분 및 모듈을 상호접속시키기 위한 광도체를 형성하는 개선된 방법을 제공하는 것이다. 이러한 광도체는 다수의 지관 및 단자로 형성될 수 있다.

본 발명의 일반적인 목적은 예정된 기하 형태를 갖는 새롭고 개선된 광학 도파관 구조물을 제공하고, 종전의 기술 장치 및 공정의 장점을 전부는 아니더라도 대부분 가지면서 상기 논의한 단점은 완화시킨, 구조물을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 일반적 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 적층 경화된 매트릭스 내에 하나 이상의 매몰된 채널 도파관을 갖는 광학 도파관 장치를 제조하는 실질적으로 건식의 방법을 포함한다. 상기 방법은 제1표면(지지체가 제거가능하게 부착되어 있음) 및 제2표면을 갖는 실질적으로 건조한 광경화성 필름의 제1영역을 노광시키고, 필름 내의 하나 이상의 단량체를 중합시키고, 이 영역 내의 굴절율을 변화시켜 제1광학 도파관을 형성하는 단계; 실질적으로 건조한 첫 번째 광경화성층의 제1표면(제2표면에는 지지체가 제거가능하게 부착되어 있음)을 상기 필름의 제2표면에 적층하는 단계; 필름의 제1표면으로부터 지지체를 제거하고; 제2표면에 지지체가 제거가능하게 부착된 실질적으로 건조한 두 번째 광경 화성층의 제1표면을 상기 광경화성 필름의 제1표면에 적층하는 단계; 필름 및 층들을 경화시켜, 경화된 매트릭스를 형성함으로써 필름 및 층들의 굴절율을 실질적으로 고정시키고, 하나 이상의 매몰된 도파관을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 광학 도파관 장치가 형성될 때까지 본 발명의 방법의 각 단계에서 형성되는 요소들을 포함하는 광학 도파관 장치를 형성하는데 사용하기 위한 광학 도파관 요소에 관한 것이다.

상기 광학 도파관 요소는 제1 및 제2표면을 갖고, 광학 도파관으로서 빛을 전달하기에 적합한 제1광경화 영역 및 나머지 실질적으로 건조한 광경화성 영역을 갖는 필름; 및 상기 제1표면에 제거가능하게 부착된 지지체를 포함한다.

또 다른 본 발명의 광학 도파관 요소는 실질적으로 평평한 제1 및 제2표면을 갖고, 광학 도파관으로서 빛을 전달하기에 적합한 제1영역과 나머지 영역을 갖는 광경화 필름; 및 상기 제1표면 제거가능하게 부착된 지지체를 포함한다.

본 발명은 또한 통합된 광학 시스템에 사용하기 위한 광학 도파관 장치를 포함한다. 이러한 장치는 제1 및 제2표면을 갖고, 광학 도파관으로서 빛을 전달하기에 적합한 제1 영역과 나머지 영역을 갖는 광경화 필름; 상기 도파관의 제1면을 덮고 있는 상기 필름의 제1표면 상에 적층된, 제1 및 제2표면을 갖는 제1광경화 층; 및 도파관의 제2면을 덮고 있는 상기 필름의 제2표면 상에 적층된, 제1 및 제2표면을 갖는 제2광경화 층을 포함한다.

본 발명은 본 발명의 일부를 형성하는 첨부된 도면과 연계하여 기재된 하기 자세한 설명으로부터 보다 완전하게 이해될 수 있다.

하기 자세한 설명에서, 유사한 참조 번호는 모든 도면에서 유사한 요소를 나타낸다.

제1도를 살펴보면, 본 발명의 방법에서 사용된 요소는 지지체(2)에 제거가능하게 부착된 실질적으로 건조한 광경화성 필름(1)을 포함하는 것으로 예시되어 있다. 필름(1)은 제1표면(3)과 제2표면(4)을 갖는다. 지지체도 유사하게 제1표면(5)과 제2표면(6)을 갖는다. 지지체(2)의 제1표면(5)은 필름(1)의 제1표면(3)에 제거가능하게 부착되어 있다. 바람직한 실시양태에서, 필름(1) 및 지지체(2)의 표면들(3, 4, 5 및 6)은 실질적으로 평평하다.

필름(1)은 2 μm내지 15μm이상의 범위, 바람직하게는 4.5μm 내지 8.0μm범위, 보다 바람직하게는 약 5.3μm의 두께를 가질 수 있다.

본 발명의 방법의 첫 번째 단계는 필름(1)의 제1영역(7)이상을 노광시켜 필름(1)내의 하나 이상의 단량체를 중합시키고, 영역(7)의 굴졀율을 변화시켜 적어도 제1광학적 도파관을 형성하는 것을 포함한다. 도파관이란 용어는 당업자들에 의해복사에너지를 전달하는 전체 영역을 포함하는 것으로 정의되고 있다. 이 용어에는 기술적으로 노출된 영역의 인접 주변 몇몇 영역도 포함된다. 그러나, 간단히 하기위해, 노광된 영역은 실질적인 도파관으로 고려될 수 있다. 이론적으로, 도파관 형성은 필름 재료의 자가 초점 특성 때문인 것으로 생각된다.

빛에 노광시키면, 노광된 영역에서 중합 반응이 유도된다. 노출된 영역과 노출되지 않은 영역 사이, 적어도 이들 영역들의 계면 근처에서는 상호 확산이 있는 것으로 믿어진다. 이런 상호확산은 노출 영역의 밀도를 변화시키고 대개는 증가시켜 굴절율을 높이고 자가 촛점 양식으로 빛을 보내는 렌즈 같은 노출 영역을 형성하여 마스크 영역 또는 광선 너비와 거의 같은 크기의 좁고 매끄러운 벽으로 둘러싸인 도파관을 형성한다. 이 첫 번째 단계를 수행하기 위한 세가지 실시양태가 제2a도, 제2b도 및 제3c도에 설명되어 있다.

제2a도에서는 초점을 맞춘 레이저 광원(8)으로 영역(7)을 노광시켜 도파관을 형성한다. 트랜스레이션 메카니즘(9)이 레이저 광원(8) 및/또는 지지체(2)에 연결되어 있어 레이저 광원(8), 지지체 (2)또는 둘다를 이동시킴으로써 바람직하고(하거나)예정된 패턴을 갖는 도파관을 형성한다. 이때, 노광되는 영역(7)은 길이 방향의 중심을 통과하는 광학 축(10)을 갖는 실질적으로 기다란 상자 형태를 갖는다. 광학축(10)에 수직한 노광 영역(7)의 물리적 횡단면은 실질적으로 직사각형이다. 이 영역(7)의 양측면은 필름(1)의 노광되지 않은 영역(11)으로 남아 있다.

제2b도는 영역(7')을 노광시키는 또다른 실시양태를 보여준다. 여기서는, 촛점을 맞추지 않은 레이저 광원(8')가 대개 제1도의 요소를 향해 화학선을 발산한다. 불투명한 마스크(12)가 레이저광원(8')과 필름(1) 사이에 배치되어 있으며, 대개 필름의 제2표면(4)에 접하여 이를 덮고 있다. 마스크(12)는 하나 이상의 패턴 영역(13)을 갖고 있으며, 이를 통해 광원(8')으로부터의 화확선이 영역(7')을 노광시킨다. 패턴 영역은 제2b도에 제시된 실질적으로 Y형태를 포함하여, 임의의 원하는 형태를 가질 수 있다. 이러한 영역(13)을 통해 영역(7')을 노광시키면 실질적으로 Y 형태를 갖는 도파관이 형성된다. 보다 일반적으로 기술하면, 이 지역은 빛을 유입시키거나 유출시키는데 적합한 다수(예컨데 2,3,4…)의 말단에 연결된 빛의 유입 또는 유출에 적합한 하나의 말단을 가질 수 있다. 제2a도의 실시양태에서 처럼, 필름(1)안에 노출되지 않은 영역(11')이 남아있다.

본 방법의 노광 단계를 수행하기 위한 세 번째 실시양태가 제2c도에 설명되어 있다. 여기서는, 광원(8)으로부터의 화학선이 불투명한 마스크(12')를 통과하여 필름(1)의 제1영역(7) 및 제2영역(7''')을 노광시킨다. 이 마스크(12')는 빛을 노광 영역(7) 및 (7''')으로 통과시키기 위해 각각 제1영역(13') 및 제3영역(13)을 갖는다. 제2영역(13)은 제1영역(13')에 접근하면서 부분적으로 평행하게 된다. 따라서, 노광 후에는, 노광된 제2영역(7) 및 상응하는 도파관이 노광된 제1영역(7) 및 상응하는 도파관에 접근하고 나서 부분적으로 평행하게 된다. 그 결과, 도파관들 중 하나로 투입된 빛을 다른 도파관으로 점진적으로 유츨시키거나 커플링시킴으로써 도파관으로 투입된 빛의 커플링이 소멸되도록 도파관을 배치할 수 있다.

상기 각각의 바람직한 실시양태에서, 필름(1)의 제1 및 제2표면(3) 및 (4)는 노광 후에 실질적으로 평평하게 남아있다. 이는 뒤이어 필름 표면 상에 층들을 적층하는 것을 용이하게 해준다. 이에 관해, 제2a, 2b 및 2c도는 최종적으로 통합된는 광학 시스템에 유용한 광학 도파관 장치를 제조하는데 유용한 본 발명에 따른 광학 도파관 요소의 제조를 설명하고 있다.

제3도는 노광 단계 후의 임의의 선택 단계를 설명하고 있다. 노광 단계후의 요소는 광대역의 자외선과 같은 빛으로 플루딩시킬 수 있다. 이는 필름 내의 하나 이상의 단량체 중 약간, 대개는 필름 내의 하나 또는 모든 단량체의 대부분 또는 모두를 중합시킨다. 이로써 지지체(2)를 쉽게 제거하거나 부착시킬 수 있다. 이렇게 얻어진 광학 도파관 요소 역시 본 발명의 방법에 따른 광학 도파관 장치 제조시 유사하게 사용될 수 있다.

다음으로, 제4도를 살펴보면, 실질적으로 건조한 첫 번째 광경화성층(14)이 필름의 제2표면(4)에 적층되어 있다. 첫 번째 광경화성층(14)은 제1 및 제2표면(15) 및 (16)을 갖는다. 첫 번째 광경화성층(14)은 제1 및 제2표면(15)은 이를 필름의 제2표면(4)에 밀착시키고 필름(1)과 층(14) 사이의 공기를 제거시키기 위해 롤러로 조절가능하게 가압함으로써 적층시켰다. 첫 번째 광경화성층(14)은 점착성을 갖는다. 제3도에 예시된 임의의 플루딩 단계를 수행하지 않은 경우에는, 필름(1) 또한 점착성을 갖는다. 그리하여, 필름(1)과 첫 번째 광경화성층(14)은 서로 쉽게 부착된다. 지지체(17)는 첫 번째 광경화성층(14)의 제2표면(16)에 제거 가능하게 부착되어 있다. 제4도는 광학 도파관 장치 제조시 유용한 본 발명에 따른 또 다른 광학 도파관 요소를 예시하고 있다.

제5도는 플루딩된 요소를 제4도에 관해 기술한 바와 같이 개질시킨 것을 제외하고는, 제3도에서 예시한 것과 유사한 임의의 플루딩 단계를 보여주고 있다. 첫 번째 적층 단계로부터 결과된 요소는 광대역 자외선과 같은 빛으로 플루딩시킬 수 있다. 이는 첫 번째 광경화성층(14)내의 하나 이상의 단량체 중 몇몇(대개는 단량체 하나 또는 모두 중 대부분 또는 모두)를 중합시키고 필름(1)의 하나 이상의 단량체 몇몇(앞선 플루딩 단계에 의해 중합되지 않은 경우)을 추가 중합시킨다. 광범위한 가교결합 또는 중합이 필름(1)의 단량체(들)과 인접한 광경화성층(14)의 단량체(들) 사이에서 발생하여 확산 경계선 또는 지역을 형성한다. 결과된 광학 도파관 요소 또한 본 발명에 따른 광학 도파관 장치 제조에 유용하다.

제6도는 필름(1)의 제1표면(3)으로부터 지지체(2)를 제거하는 다음 단계 이후의 요소를 보여준다.

그리고나서, 제7도를 살펴보면, 실질적으로 건조한 두 번째 광경화성층(18)이 필름(1)의 제1표면(3)에 적층되어 있다. 두 번째 광경화성층(18)은 제1표면 및 제2표면(20)을 갖는다. 두 번째 광경화성층(18)의 제1표면(19)은 이를 필름의 제1표면(3)에 밀착시키고 필름(1)과 두 번째 광경화성층(8) 사이의 공기를 제거시키기 위해 롤러로 조절가능하게 가압함으로써 필름의 제1표면(3)에 적층시켰다. 두 번째 광경화성층 표면들(19) 및 (20)은 점착성을 가져, 쉽게 필름(1)에 부착된다. 두 번째 광경화성층의 제2표면(20)에는 지지체(21)이 제거가능하게 부착되어 있다. 광학 도파관 장치 제조에 유용한 또다른 광학 도파관 요소가 결과된다.

제8도는 제7도에 나타난 요소를 광대역 자외선과 같은 빛으로 플루딩시킴으로써 경화시키는 단계를 예시한다. 본원에서 광대역 자외선이란 용어는 약 350-400 nm의 스펙트럼 영역의 빛을 의미한다. 이 단계는 몇분, 바람직하게는 5분동안 실시되지만, 더 길게 지속시킬 수 있다. 이것이 첫 번째 플루딩 단계인 경우에는, 이번이 필름(1)의 잔류 영역 및 제1 및 제2 층(11)내 하나 이상의 단량체, 대개는 하나 또는 모든 단량체의 대부분 또는 모두의 첫 번째 중합이다. 이는 또한 필름(1)의 노광 영역(7)내의 하나 이상의 단량체를 중합시킨다. 이것이 첫 번째 플루딩 단계가 아닌 경우에는, 이로써 제2 층내의 하나 이상의 단량체가 중합되고 나머지 요소 내의 하나 이상의 단량체가 계속해서 중합된다. 이미 중합된 필름(1)과 제2 층(18)내의 단량체(들) 사이에서 약간의 가교 결합 또는 중합이 일어나 앞서 필름(1)을 앞서 빛으로 플루딩시키지 않은 경우 보다 분명한 경계선 또는 지역을 형성한다. 통합된 광학 시스템에 유용한 적층 광경화된 매트릭스 내에 하나 이상의 매몰 채널 도파관을 갖는 장치가 형성된다.

제9도는 제7도에 나타낸 요소를 가열하여 경화시키는 또 다른 가능한 단계를 설명하고 있다. 실제로, 장치를 경화시키거나 추가 경화시키기 위해 층 및 필름을, 광 플루딩 단계 전에, 및(또는) 후에 또는 플루딩 단계 대신으로 가열할 수 있다.

이 가열 단계는 몇 분 동안, 바람직하게는 5분 동안 약 50℃ 내지 200℃, 바람직하게는 약 100℃ 내지 150℃ 범위온도에서 실시한다.

광경화성 조성물은 대개 100℃ 이상 보다는 100℃ 이하의 온도에 덜 민감하다. 그러나, 경화는 충분한 시간 동안 하나의 온도에 유지한다면 50℃ 정도 낮은 온도에서 개시할 수 있다. 온도가 100℃ 이상으로 증가하면 열에 의해 개시되는 경화가 상당히 증가한다.

경화단계 이후에, ASUJENA 인터파코 현미경으로 측정하면 필름(1)내의 국한된 도파관 영역에서 최대 굴절율이 546nm 파장에서 측정할 때 0.001-0.40 범위 내에서 증가한다. 본 발명에서 국부적 굴절율의 증가, △n은 통상적인 전단 간섭 현미경법에 의해 유도되며 △n 이 유효한 평균이 되도록 필름을 통해 굴절율이 균일하게 변이 된다는 가정하에 하기 식을 사용하여 계산한다:

상기식에서 d = 가정된 도파관 두께, 전형적인 필름 두께.

a = 도파관 가장자리 이동.

b = 가장자리 간격

λ = 현미경 내의 빛의 파장 0.546

이런 국부적 굴절율 증가는 동시 개류 중인 특허 출원 IM-0006에 기술된 바와 같이, 흘로그래프로 제조된 격자로 측정하는 굴절율 조절과 대비되며 혼동되지 않는다.

경화 단계 이후에 도파관은 0.6 내지 1.6 μm 파장 범위에서 투과성이다.

1.3 μm에서 투과성이므로 단일 방식 조작에 효과적이다.

경화 단계 후에는 또한, 도파관 내부와 근처를 제외한 매트릭스의 최대 굴절율이 다른 굴절율을 갖는 인접층 또는 필름으로 부터의 중간층 확산의 형성 및/또는 정도에 따라 632 nm에서 측정할 때 1.45 내지 1.60 범위에 있다. 굴절율은 카알 자이스에 의해 제조된 ABBE 굴절계를 사용하여 결정한다.

지지체(17) 및 (21)은 제 10도에 나타난 바와 같이 경화 단계로부터 결과되는 장치로부터 제거할 수 있다.

각 플루딩 단계 후와 지지체 시이트의 제거 및/또는 후속 적층 전에, 5 내지 120분, 바람직하게는 20 내지 30분의 시간 지연이 중간측 확산 및 중합을 촉진하는데 바람직한 것으로 밝혀졌다.

제11도는 대개 경화 단계 후에, 제10도에 나타난 장치를 가열시킴으로써 안정화시키는 임의의, 그러나 바람직한 단계를 보여준다. 이러한 가열 단계는 유사하게 약 50℃ 내지 200℃, 바람직하게는 약 100℃ 내지 150℃ 범위의 온도에서 일어난다. 그러나, 이런 안정화 단계는 경화 단계보다 더 길게 일어난다. 이 안정화 단계는 바람직하게는 약 30분 내지 2시간, 보다 바람직하게는 약 1시간 동안 일어난다. 이러한 가열은 환경 내에서 물 및 다른 요소들이 장치의 적당한 작동을 방해하지 않도록 장치를 보다 환경적으로 안정하게 한다. 또한, 이런 가열은 광학 및 기계적 성질의 열 안정화를 제공하여 생성되는 장치를 장치 특성의 변형없이도 넓은 범위의 온도에서 작동할 수 있게 한다.

제10도 또는 제11도의 장치에서, 제1 및 두 번째 광경화성층(14) 및 (18)은 각각 동일한 두께를 갖는다. 또한, 나머지 영역(11)도 크기가 같고 영역(7)의 양 측면에 대해 대칭을 이룬다. 따라서, 장치는 실제로 모든 광학 섬유에 쉽게 커플링되는 크기를 가질 수 있는 매몰 채널 도파관을 갖는다. 제12도는 광학 섬유(22)에 커플링된 제10도 또는 제11도 중 하나의 장치를 보여주고 있다. 섬유는 실린더형 코어(23)와 이 코어(23)를 둘러싸고 있는 실린더형 피복(24)을 갖는다. 표준 단일 섬유는 피복 지름이 약 125 μ이고 코어 지름이 7 μ이다. 위 아래로 피복된 적층 도파관 장치는 단순히 광학 축에 나란히 매몰된 도파관에 섬유 코어(23)를 접촉시킴으로써 광학 섬유(22)에 유리하게 커플링된다. 이는 장치의 치수를 특정 섬유에 대해 미리 선택한 경우 광학 도파관 장치를 단순히 평평한 표면상에서 광학 섬유에 인접하게 배치시킴으로써 수행된다. 이런 정렬은 도파관의 실질적으로 직사각형인 횡단면의 한 크기를 실질적으로 규정하는 두께는 갖는 필름(1)을 사용함으로써 쉽게 실시할 수 있다. 표준 단일 방식 섬유에 커플링 시키기 위해서, 필름 두께는 약 5 내지 6 μm, 바람직하게는 5.3 μm 이어야 하고; 노광 너비는 약 5 μ 이어야 하며;제1 및 두 번째 광경화성층의 두께는 각각 약 59.85 μm이어야 하다. 전제 매트릭스 두께는 약 125, 180 및 200 μm를 포함하는 임의의 크기일 수 있다.

제12도는 또한 광원(25)으로부터 광학 섬유(22) 및 매몰 도파관 내를 통해 빛을 입사하는 단계를 보여주고 있다.

제13a 도는 제4도의 요소내의 영역에서 교차하는 레이저(26) 및 (27)과 같은, 두 개 이상의 응집 광선을 조사하는 임의의 단계를 예시하고 있다. 이러한 광선들은 홀로그래프 회절 격자(28)를 생산하는 것과 같은 방식으로 공간적으로 변화하는 빛의 강도를 제공하도록 조사된다. 격자는 도파관 또는 도파관 부분으로 투입되는 빛 또는 도파관 또는 도파관 부분으로 부터 투출되는 빛의 굴절율을 변화시키는 구역을 포함한다. 격자는 필름 내의 도파관으로 또는 이로부터 또는 층들 중 하나로 또는 이로부터, 또는 필름 (또는 층들 중 하나) 내 도파관 또는 도파관 부분으로부터 필름 (또는 한 층) 내의 다른 도파관 또는 도파관 부분으로 빛을 조사할 수 있다. 또한, 당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 격자는 하나 이상의 예정된 파장만을 조사함으로써 파장 선택적일 수 있다. 제13b도는 첫 번째 광경화성층(14) 및 영역(7)내 홀로그래프 회절 격자(28)를 갖는 제10도 또는 제11도 장치의 횡단면을 보여주고 있다. 격자(28)은 노광 영역의 적어도 일부, 노광 영역 근처의 층들 중 하나의 적어도 일부 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 영역내에 있을 수 있으며, 단 격자가 형성된 필름 및/또는 층에 대한 사전 경화 단계는 없다. 또한, 조사 단계는 본원에 서술된 장치의 형성 중 다른 단계에서 수행될 수 있다.

본 발명의 잇점 중 하나는 도파관 또는 격자를 갖거나 갖지 않는 하나 이상의 실질적으로 건조한 광경화성 또는 광경화된 층을 쉽게 첨가할 수 있는 것이다. 이러한 다양성은 제14도에 설명된 장치에서 입증된다. 이 광학 도파관 장치는 필름(1)내 노광된 영역(7), (29), (31)과 (33) 및 층들(14), (30) 및 (35)를 각각 갖고 있다.

또한 완충층들 (18), (32), (34) 및 (36), 및 지지체 (21)가 도시되어 있다 영역(7)에는 홀로그래프 회절 격자가 있어 영역(7)로부터 영역(29)로 또는 반대로 빛을 조사한다. 격자를 사용하여 빛의 방향을 변화시키는 대신, 미합중국 특허 제4,472,020호에서는 층(30)의 다른 기법이 예시되어 있다. 또한, 제(34)와 (36) 사이의 절단은 장치가 원하는 만큼 많거나 또는 작은 층을 가질 수 있음을 보여주기 위한 것이다.

물론, 다른 층들 내 또는 필름과 층 내 도파관들은 이들 사이의 커플링이 차츰 사라지도록 형성될 수 있다.

(14), (18), (30), (32), (34), (35) 및 (36)로 표시된 것들을 포함하는 모든 층들은 필름과 같은 재료로 만들어 질 수 있다. 따라서, 경화된 장치 매트릭스는 도파관 내부와 근처를 제외하고는 조성 및 굴절율이 실질적으로 균일하다. 그러나, 경화 단계 후에는, 도파관이 경화 필름보다는 약 0.005 - 0.060 더 크고, 경화 층보다는 약 0.001 - 0.025 더 큰 굴절율을 갖는 것이 바람직하다. 물론, 다른 층파 필름내에 다른 재료를 사용한 것에 관계없이, 노광된 각 영역 내의 조성 및 굴절율은 실질적으로 균일하다.

본원에 사용된 광경화성 필름 및 층들은 화학선에 노출시킬 때 가교 결합 또는 보다 높은 분자량의 중합체를 형성하여 조성물(들)의 굴절율 및 유동학적 특성을 변화시키는 열가소성 조성물이다. 바람직한 광경화성 물질은 미합중국 특허 제3,658,526호에 공개된 바와 같은, 광중합성 조성물이며, 보다 바람직한 물질은 본원에 참고 문헌으로 인용된 공동으로 양도되어 동시 개류중인 출원 IM-0006, IM-0066 및 IM-0053에 기술되어 있다. 이들 물질에서는 일반적으로 말단 위치에 하나 이상의 에틸텐형 불포화기를 함유하는 화합물의 자유 라디칼 첨가 중합 또는 가교 결합에 의해 조성물이 경화되고 불용화된다. 광중합성 조성물의 감광성은 실제 방사선원, 예컨데, 가시광선에 조성물을 감광시키는 성분을 함유할 수 있는 광개시 시스템에의해 향상된다. 통상적으로 결합제는 필름 또는 층이 본 발명에서 사용되는 동안 갖게 되는 물리적 성질을 고려할 때 의 면에서 실질적으로 건조한 광중합성 필름 또는 층의 가장 중요한 성분이다. 결합제는 노광 전에는 단량체 및 광개시제를 위한 수용 매체로서 사용되고, 기준선 굴절율을 제공하며, 노광 후에는 형성된 굴절율화상에 대해 필요한 물리적 및 굴절율 특성에 기여한다. 굴절율외에 응집, 접착, 유연성, 확산도, 인장 강도는 결합제가 굴절을 매체에서 사용하기 적합한지를 결정하는 성질들이다.

유사한 것으로 여겨지는 건조 필름 또는 층 광경화성 요소들에는 미합중국 특허 제3,526,504호에 공개된 것과 같은 광이량체화중합성 또는 광가교결합성 조성물 또는 상기 확인된 자유라디칼 개시 형태가 아닌 다른 메카니즘즘에 의해 경화되는 조성물이 있다.

광중합성 필름 또는 층은 균일한 두께의 고체 시이트이며, 이들은 고체 용매 가용성 예비형성된 중합체 물질, 예비 형성된 중합체 재료와 실질적으로 다른 굴절율을 갖는 중합체 물질을 생산하기 위해 첨가 중합시킬 수 있는 하나 이상의 액체 에틸렌형 불포화 단량체, 및 화학선에 의해 활성화될 수 있는 광 개시제 시스템의 세가지 주성분으로 이루어져 있다. 필름 또는 층이 고체 조성물일지라도, 성분들은 화상 형성 노광 전, 그 동안 및 그 후에 화학선에 대한 추가 균일화 노광에 의한 최종적인 균일화 처리에 의해 고정되거나 파괴될 때 까지 상호 확산된다. 상호확산은 또한 다른 불활성 가소화제를 조성물내에 혼입시킴으로써 촉진될 수 있다.

조성물은 액체 단량체 외에, 고체 조성물내에서 상호 확산될 수 있고 액체 단량체와 반응하여 예비형성된 중합체 물질의 굴절율로부터 변동된 굴절율을 갖는 공 중합체를 형성할 수 있는 고체 단량체 성분을 함유할 수 있다.

본 발명에서 필름 또는 층으로서 사용하기 바람직한 조성물 중에서 미리형성된 중합체 재료 및 액체 단량체는, 미리형성된 중합체 재료나 단량체가 필수적으로 치환되거나 치환되지 않은 페닐, 페녹시, 나프릴 나프틸옥시 및 1-3개의 방향족 고리 및 염소 또는 브롬원자를 함유하는 이종방향족기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 부분을 함유하고, 나머지 성분이 실질적으로 상기 부분을 갖지 않도록 선택한다. 단량체가 이런 부분들을 함유하는 경우에는 이후 광중합 가능한 시스템을 단량체 배향 시스템으로서 명시하며, 중합체 재료가 이런 부분들을 함유하는 경우에는, 이후 광중합 가능한 시스템을 결합제 배합 시스템으로서 명시한다.

본 발명에 바람직한 안정한, 고체의 광중합성 조성물을 단량체 배향 시스템 및 결합제 배향 시스템으로 보다 구체적으로 서술하고자 한다.

단량체 배향 시스템의 단량체는 첨가 중합이 가능하고 100℃ 이상의 비점을 갖는 액체, 에틸렌형 불포화 화합물이다. 단량체는 페닐, 페녹시, 나프틸 나프록시 또는 1-3개의 방향족 고리 또는 염소 또는 브롬 원자를 함유하는 이종방향족 기를 함유한다. 단량체는 하나 이상의 이런 부분을 함유하며, 단량체가 액체로 남아있는 경우에는, 둘 이상의 같거나 다른 부분의 기를 함유할 수 있다. 상기 기들과 동등하게 생각되는 것으로는 저급 알킬, 알콕시, 히드록시, 카르록시, 카르보닐, 아미노, 아미도, 이미도 또는 이드르이 혼합물로 치환된 기이며, 단 단량체는 광중합성층 내에서 확산가능하고 액체로 남아 있어야 한다.

본 발명의 단량체 배향 시스템에 사용하기 바람직한 액체 단량체는 2-페녹시 에틸 아크릴레이크, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 페놀 에톡실레이트 아크릴레이트, 1-(ρ-클로로 페녹시)에틸 아크릴레이트, ρ-클로로페닐 아크릴레이트, 페닐아크릴레이크 1-페닐에틸 아크릴레이트, 비스페놀-A의 디 (2-아크릴옥시에틸)에테르 및 2-(2-나프틸옥시)에틸 아크릴레이트이다.

본 발명에 유용한 단량체는 액체이지만, 이들은 같은 유형의 두 번째 고체 단량체, 예컨대, N-비닐카르보졸, 메틸렌형 불포화 카르보졸 단량체(H. 키모가와등의 Journal of Polymer Science: Vol. 18, pp. 9-18(1979)에 공개된 바와 같은 형태), 2-나프틸 아크릴레이트, 펜타클로로페닐 아크릴레이트, 2,4,6-트리브로모페닐 아크릴레이트 및 비스 페놀 A 디아크릴레이트, 2-(2-나프틸옥시)에틸 아크릴레이트 및 N-페닐 말레이미드와 혼합하여 사용할 수 있다.

단량체 배향 시스템의 용매 가용성 중합체 재료 또는 결합제는 페닐, 페녹시, 나프틸, 니트릴옥시 또는 1-3개의 방향족 고리 뿐만 아니라 염소 또는 브롬 원자를 함유하는 이종 방향족 기를 실질적으로 갖지 않는다.

본 발명의 단량체 배향 시스템에 사용하기 바람직한 결합제는 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 중합체; 아크릴 중합체 및 폴리메틸 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트/메타크릴 산 및 메틸 메타크릴레이트/아크릴산 공중합체, 메틸 메타크릴레이트/C2-C4 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트/아크릴 산 또는 메타크릴산의 삼원공중합체를 포함하는 아크릴 중합체 및 내부 중합체; 폴리비닐아세테이트; 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 포르말; 및 이들의 혼합물이다.

[결합제 배향 시스템]

결합제 배향 시스템의 단량체는 첨가 중합이 가능한 액체 에틸렌형 불포화 화합물로 100℃ 이상의 비점을 갖는다. 단량체는 필수적으로 페닐, 페녹시, 나프틸 나프톡시 또늘 1-3개의 방향족 고리 뿐만 아니라 염소 또는 브롬 원자를 함유하는 이종 방향족 기로 이루어져 있는 군으로부터 선택된 부분을 실질적으로 갖지 않는다.

본 발명의 결합제 배향 시스템에 사용하기 바람직한 액체 단량체로는 데칸디올 디아크릴레이트, 이소-보르닐 아크릴레이트, 브리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 에톡시에톡시에틸 아크릴레이트, 에톡실화된 트리메틸을 프로판의 트리아크릴레이트 에스테르및 1-비닐-2-피롤리돈을 포함한다.

결합제 배향 시스템에 사용된 단량체는 액체이지만, 이것들을 같은 형태의 두 번째 고체 단량체, 예컨대 N-비닐카프로락탐과 혼합하여 사용할 수 있다.

결합제 배향 시스템의 용매 가용성 중합체 재료 또는 결합제는 페닐, 페녹시, 나프틸 나프틸옥시 또는 1-3개의 방향족 고리뿐만 아니라 염소 또는 브롬원자를 함유하는 이종방향족 기로 실질적으로 이루어져 있는 군으로부터 선택된 부분을 그 중합체 구조안에 함유하고 있다. 이 기들과 동등한 것으로 여겨지는 것으로는 저급알킬, 알콕시, 히드록시, 카르복시, 카르보닐, 아미도, 이미도 또는 이들의 혼합물로 치환된 기이며, 단 결합제는 용매 가용성 및 열가소성으로 남아있어야 한다. 이 부분들이 중합체 결합제를 구성하는 단량체 단위의 일부를 형성할 수 있으며 또는 미리 제조된 중합체 또는 내부 중합체상에 그래프팅될 수 있다. 이런 형태의 결합제는 단일중합체일 수 있으며 또는 하나 이상의 단량체 단위가 상기 명시된 부분들중 하나를 함유하는 둘 이상의 다른 단량체 단위의 내부중합체일 수 있다.

결합제 배향 시스템에 사용하기 바람직한 결합제는 폴리스티렌, 폴리(스티렌/아크릴로니트릴), 폴리(스틸렌/메틸 메타크릴레이트) 및 폴리비닐 벤잘 뿐만아리라 이들의 혼합물이 포함된다.

화학선에 의해 활성화 가능한 동일한 광개시제 시스템을 단량체 배향 시스템 또는 결합제 배향 시스템에 사용할 수 있다. 대개 광개시제 시스템은 광개시제 및 특정한 유용성을 갖는 영역, 예를 들면 U.V. 인접 영역 및 레이저가 발산되는 가시 스펙트럼 영역으로 스펙트럼 반응을 확장시키는 증감제를 함유할 것이다.

바람직한 광개시제는 DDM-HABI, 즉,2-(O-클로로페닐)-4,5-비스(m-메톡시페닐)이미다졸 이량체; O-C1-HABI 즉, 1,1'-비이미다졸, 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-; 및 TCTM-HABI, 즉 IH-이미다졸, 2,5-비스(o-클로로페닐)-4-3,4-디메톡시페닐, 대개 수소 공여체와 함께 사용되는 이량체, 예컨대, 2-메르캅토벤족사졸을 포함한다.

바람직한 증감제는 다음을 포함한다:

DBC, 즉, 시클로펜티논, 2,5-비스-4-(디에틸아미노)-2-메틸페닐-메틸렌):

DEAW, 즉, 시클로펜타논, 2,5-비스-((4-(디에틸아미노)-페닐)메틸렌): 및 디메톡시-JDI, 즉, IH-인덴-1-온, 2,3-디히드로-5,6-디메톡시-2-((2,3,6,7-테트라히 드로-1H, 5H-벤조[i,j]퀴놀리진-9-일)-메틸렌)-

본 발명의 고체 광중합 가능한 조성물은 가소제를 함유 할 수 있다. 본 발명의 가소제는 조성물의 약 2 중량 % 내지 약 20 중량 %, 바람직하게는 5 내지 15 중량%의 다양한 양으로 사용될 수 있다.

간단한 셀를로오스 아세테이트 부티레이트 시스템에 사용하기 바람직한 가소제는 트리에틸렌 글리콜 디카프릴레이트, 테트라에틸렌 글리를 디헵타노에이트, 디에틸 아티페이트, Brij(상품명) 30 및 트리스 (2-에틸헥실) 포스페이트이다. 유사하게, 트리에틸렌글리콜 디카프릴레이트, 디에틸 아디페이트, Brij(등록상품명) 30 및 트리스 (2-에틸헥실) 포스페이트가 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트를 결합제로 하는 단량체 배향 시스템에 바람직하다.

상기 성분들 외에 다른 성분들은 여러 양으로 광중합성 조성물내에 존재할 수 있다. 이런 성분들로는 광학 증백제, 자외선 흡수 재료, 열안정제, 수소 공여체, 산소 스캐빈져 및 탈형제가 포함된다.

광중합성 조성물내 성분들의 양은 광중합성 층의 총중량을 기준으로 하여 다음과 같다.

단량체 5-50%, 바람직하게는 15-35%; 개시제 0.1-10% 바람직하게는 1-5%; 결합제 25-75%, 바람직하게는 45-65%, 가소제 0-25%, 바람직하게는 5-15%, 다른 성분들 0-5%, 바람직하게는 1-4%.

지지체는 조합된 필름(1) 및 층(2)를 지탱하기에 충분한 지지체를 제공하는 화학선에 투과성인 모든 물질일 수 있다.

지지체(2)는 0.6 내지 1.6 μm 파장의 스펙트럼 영역의 빛에 투과성인 것이 바람직하다. 지지체란 용어는 천연 또는 합성지지체, 바람직하게는 가요성 또는 강직성 필름 또는 시이트 형태로 존재할 수 있는 것을 포함한다. 예컨대, 지지체 또는 기판은 합성유가 수지의 시이트 또는 필름, 또는 둘 이상의 재료의 복합체일 수 있다. 구체적인 기판에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 예컨대, 수지-하부 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 플레임 또는 정전 방전 처리된 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 필름, 유리, 셀룰로오스 아세테이트 필름 등이 포함된다. 지지체의 두께는 지지체에 제거 가능하게 부착되는 필름 또는 층을 충분히 지지하는 한 특별히 중요하지는 않다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용하는 약 25-50μm의 지지체는 두께가 6μ 두께의 필름에 강직성을 제공하기 충분하다.

하기 실시예는, 본 발명을 제한하는 것이 아니라 예시하는 것이다.

[실시예]

대략 7.62 cm × 10.16 cm (3 인치 × 4 인치) 단면의 두께 25μm의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체 상에 표 I에 기재된 성분들이 코팅된 약 5.3μm 두께의 실질적으로 건조한 광경화성(활성) 필름을 통상적인 크롬-도금 유리 광-마스크를 통해 350-400μm의 스펙트럼 범위의 광대역 자외선에 노광시켜 1 × 4 (도파관말단 1개에서 도파관 말단 4개로 또는 도파관 말단 4개에서 도파관 말단 1개로)커플러 도파관 패턴을 생산한다.

노광 후 약 15 분간 적절히 지연시킨후, 마스크를 제거한다.

다음으로, 25μm 두께의 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체 상에 표Ⅱ에 기재된 성분들이 코팅된 약 30 μm 두께의 제1 실질적 건조 한 광경화성 (완충) 층을 제4도에 도시된 바와 같은 도파관 패턴 상의 필름 표면에 적층시킨다. 이어서 결과된 요소를 350-400μm의 스펙트럼 범위의 광대역 자외선 빛으로 플루딩 시킨다. 그런다음 기계적 스트립핑에 의해 필름 지지체를 제거한다.

다음으로, 제1 완충층과, 동일한 조성 및 구조의 제2 광경화성 (완충) 층을 지지체와 함께 (활성) 필름의 반대 표면에 적층시키고 상기와 같이 플루딩시킨다.

다음 단계로, 완충 층에 부착된 지지체를 제거한다. 뒤이어, 제1 완충층과 채널 도파관을 갖는 광학 도파관 장치를 형성한다.

결과 형성된 장치를 열 안정성을 얻기 위해 60분 동안 100℃에서 가열시킨다.

적층 장치 내 필름 및 층들의 굴절율을 결정하여 표Ⅲ에 기재하였다.

당업자들은 상기 기재된 본 발명의 개시의 장점을 이용하여 많은 변형을 구성할 수 있다.

이런 변형은 첨부된 청구범위에 기술된 본 발명의 여역안에 포함된다고 생각된다.

Claims (12)

1. 제1표면과 제2표면을 갖고, 상기 제1표면에는 지지체가 제거가능하게 부착되어 있는 실질적으로 건조한 광경화성 필름의 제1영역 이상을 빛에 노광시켜 필름 내의 1종 이상의 단량체를 중합시킴으로써 그 영역의 굴절율을 변화시켜 적어도 제1광학 도파관을 형성하는 단계; 실질적으로 전조한 첫 번째 광경화성 층의 제1표면(제2표면에는 지지체가 제거가능하게 부착되어 있음)을 상기 광경화성 필름의 제2표면에 적층하는 단계; 상기 광경화성 필름의 제1표면으로부터 지지체를 제거하는 단계; 실직적으로 건조한 두번째 광경화성 층의 제1표면(제2표면에는 지지체가 제거가능하게 부착되어 있음)을 상기 광경화성 필름의 제1표면에 적층하는 단계; 필름 및 층들을경화시켜 경화 매트릭스를 형성하고, 층들 및 필름의 굴절율을 실질적으로 고정하여, 하나 이상의 매몰된 도파관을 형성하는 단계를 포함하는, 적층 경화된 매트릭스 내에 하나 이상의 매몰된 채널 도파관을 갖는 광학 도파관 장치의 건식 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 경화 단계가 층들 및 필름을 빛으로 플루딩시켜 경화 매트릭스를 형성하는 것을 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 노광 단계가 주어진 파장에서 단일 방식 형태로 작업하도록 실질적으로 직사각형 횡단면을 갖는 도파관을 형성하는 것을 더 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 경화 단계가 도파관 내부 및 근처를 제외하고는 조성 및 굴절율이 실질적으로 균일한 매트릭스를 생산하는 것을 더 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 평평한 표면 상에서 경화 매트릭스를 광학 섬유에 인접하게 놓음으로써 광학 축이 실질적으로 일렬이 되게 광학 섬유에 도파관을 커플링시키는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 노광 단계와 첫 번째 적층 단계 사이에 필름을 빛으로 플루딩시키는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제1 및 제2 표면을 갖고, 강확 도파관으로서 빛을 전달하도록 개조된 제1영역과 나머지 영역을 갖는 광경화 필름; 제1표면밍 제2표면을 갖고, 상기 제1면이 상기 광경화 필름의 제1표면 상에 적층되어 도파관의 제1면을 덮고 있는 첫 번째 광경화층; 및 제1표면 및 제2표면을 갖고, 상기 제1표면이 상기 광경화 필름의 제2표면 상에 적층되어 도파관의 제2면을 덮고 있는 두 번재 광경화층을 포함하는 통합된 광학 시스템에서 사용하기 위한 광학 도파관 장치.
8. 제7항에 있어서, 도파관 근처를 제외하고는 필름의 나머지 영역, 첫 번째 광경화층 및 두 번째 광경화층의 조성 및 굴절율이 실질적으로 균일한 장치.
9. 제7항의 광학 도파관 장치와 이 장치에 광학 축이 일렬이 되도록 커플링된 단일 방식 광학 섬유를 포함하는 광전달 시스템.
10. 제1 및 제2표면을 갖고, 광학 도파관으로서 빛을 전달하도록 재조된 제1광경화 영역과 실질적으로 건조한 광경화성인 나머지 영역을 갖는 필름; 및 상기 필름의 제1표면에 제거가능하게 부착된 지지체를 포함하는 광학 장치를 형성하는데 사용하기 위한 광학 도파관 요소.
11. 제10항에 있어서, 제1 표면 및 제2표면을 갖고, 상기 제1표면이 필름의 제2표면에 적층되어 있는 실질적으로 건조한 첫 번째 광경화성 층; 및 상기 층의 제2표면에 제거가능하게 부착된 지지체를 포함하는 요소.
12. 실질적으로 평평한 제1 및 제2표면을 갖고, 광학 도파관으로서 빛을 전달하도록 개조된 제1영역과 나머지 영역을 갖는 광경화 필름; 및 상기 필름의 제1표면에 제거가능하게 부착된 지지체를 포함하는 광학 도파관 장치를 형성하는데 사용하기 위한 광학 도파관 요소.

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