WO2024034641A1 - 光導波路構造 - Google Patents

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optical waveguide
waveguide structure
adhesive
structure according
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礼高 松原
敦次 梶
陽三 石川
敦 伊澤
和哉 長島
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Furukawa Electric Co Ltd
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    • G02B2006/12035—Materials
    • G02B2006/12038—Glass (SiO2 based materials)

Definitions

  • the present invention relates to an optical waveguide structure.
  • one of the objects of the present invention is to develop a new and improved structure that can further improve the mechanical properties of a subassembly that integrates an optical waveguide structure and other members.
  • the purpose of the present invention is to obtain an optical waveguide structure having the following characteristics.
  • the optical waveguide structure of the present invention includes, for example, a first member having a first surface facing in a first direction, and a core extending in a second direction intersecting the first direction at a position away from the first surface.
  • a cladding layer that surrounds the core layer on the first surface and protrudes in the first direction with respect to its peripheral portion at least at a portion opposite to the first member with respect to the core layer.
  • the device includes a second member provided on the opposite side of the first member, and an adhesive that joins the cladding layer and the second member at a position offset from the inclined portion.
  • the waveguide layer may have, as the adhesive, a first adhesive that joins the protrusion and the second member.
  • the waveguide layer may have, as the adhesive, a second adhesive that joins the peripheral portion and the second member.
  • the waveguide layer includes, as the adhesive, a first adhesive that bonds the protrusion and the second member, and a second adhesive that bonds the peripheral portion and the second member. and an agent.
  • the waveguide layer may have, as the adhesive, a plurality of adhesives that join the cladding layer and the second member.
  • the inclined portion may be located between the plurality of adhesives.
  • a plurality of inclined parts may be located between the plurality of adhesives as the inclined parts.
  • the cladding layer includes, as the inclined part, a first inclined part located at an end of the protruding part in a third direction intersecting the first direction and the second direction, and the protruding part. a second sloped part located at an end in the opposite direction to the third direction, and the first sloped part and the second sloped part may be located between the plurality of adhesives. .
  • the waveguide layer includes a dummy layer that is spaced apart from the core layer in a direction intersecting the first direction and the second direction, and the protrusion is formed in the dummy layer.
  • the first member may include a portion located on the opposite side of the first member.
  • the waveguide layer includes, as the dummy layer, a first dummy layer shifted in a third direction intersecting the first direction and the second direction with respect to the core layer, and the core layer. and a second dummy layer shifted in a direction opposite to the third direction.
  • the dummy layer may have a leakage portion that leaks light.
  • the dummy layer has, as the leakage portion, a concave shape or a convex shape when viewed in a direction opposite to the first direction, on an edge of the dummy layer on the opposite side from the core layer. may be provided.
  • the thickness of the cladding layer stacked on the core layer in the first direction may be 15 [ ⁇ m] or less.
  • the cladding layer may include tetraethoxysilane.
  • the width of the core layer in a third direction intersecting the first direction and the second direction may be 1 [mm] or more.
  • an optical waveguide structure has an improved novel configuration that makes it possible to further improve the mechanical properties of a subassembly in which the optical waveguide structure and other members are integrated, for example. can be obtained.
  • FIG. 1 is an exemplary and schematic side view of the optical waveguide structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exemplary and schematic front view of a part of the optical waveguide structure of the first embodiment.
  • FIG. 3 is an exemplary and schematic plan view of the optical waveguide structure of the first embodiment.
  • FIG. 4 is an exemplary and schematic front view of a part of the optical waveguide structure of the second embodiment.
  • FIG. 5 is an exemplary and schematic front view of a part of the optical waveguide structure of the third embodiment.
  • FIG. 6 is an exemplary and schematic front view of a part of the optical waveguide structure of the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is an exemplary and schematic front view of a part of the optical waveguide structure of the fifth embodiment.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is an exemplary and schematic plan view of the waveguide layer of the optical waveguide structure of the fifth embodiment.
  • FIG. 10 is an exemplary and schematic front view of a part of the optical waveguide structure of the sixth embodiment.
  • FIG. 11 is an exemplary and schematic front view of a part of the optical waveguide structure of the seventh embodiment.
  • FIG. 12 is an exemplary and schematic front view of a part of the optical waveguide structure of the eighth embodiment.
  • FIG. 13 is an exemplary and schematic front view of a part of the optical waveguide structure of the ninth embodiment.
  • Exemplary embodiments of the present invention are disclosed below.
  • the configuration of the embodiment shown below, and the actions and results (effects) brought about by the configuration are examples.
  • the present invention can be realized by configurations other than those disclosed in the following embodiments. Further, according to the present invention, it is possible to obtain at least one of various effects (including derivative effects) obtained by the configuration.
  • the X direction is represented by an arrow X
  • the Y direction is represented by an arrow Y
  • the Z direction is represented by an arrow Z.
  • the X direction, Y direction, and Z direction intersect each other and are orthogonal to each other.
  • the X direction is also referred to as the longitudinal direction or extension direction
  • the Y direction is also referred to as the lateral direction or width direction
  • the Z direction is also referred to as the stacking direction or height direction.
  • each figure is a schematic diagram for the purpose of explanation, and the scale and ratio of each figure and the actual thing do not necessarily match.
  • FIG. 1 is a side view of the optical waveguide structure 100A (100) of the first embodiment.
  • the optical waveguide structure 100 includes a base 10, a waveguide layer 20A (20), a member 30A (30), and an adhesive 40.
  • the base 10, waveguide layer 20, adhesive 40, and member 30 are laminated in the Z direction.
  • the member 30 is provided on the side opposite to the base 10 with respect to the end 20e of the waveguide layer 20 in the X direction, that is, the end 20e in the longitudinal direction.
  • the adhesive 40 joins the end 20e of the waveguide layer 20 and the member 30.
  • the base 10 is an example of a first member. Adhesive 40 may also be referred to as a bonding agent.
  • the base 10 may also be referred to as a substrate.
  • the base 10 and the waveguide layer 20 constitute a PLC (planar lightwave circuit).
  • the end surface 100e of the optical waveguide structure 100 and the end surface 200e of another optical structure 200 are joined with an adhesive or the like while facing each other, so that the optical waveguide structure 100 and the optical Structure 200 is integrated.
  • the end surface 100e is configured as an end surface of the base 10, the waveguide layer 20, the adhesive 40, and the member 30.
  • An end surface 20e1 of the waveguide layer 20 located within the end surface 100e of the optical waveguide structure 100 is an input end or an output end of light.
  • the optical structure 200 is, for example, an optical fiber support structure, an optical sensor, etc., but is not limited thereto.
  • the waveguide layer 20 of the optical waveguide structure 100 and the waveguide (not shown) of the optical structure 200 are optically connected.
  • the optical waveguide structure 100 did not have the member 30 and the adhesive 40 but only the base 10 and the waveguide layer 20, the structure would be different from the structure with the member 30 and the adhesive 40. , the thickness in the Z direction becomes thinner. Therefore, there is a possibility that the subassembly of the optical waveguide structure 100 and the optical structure 200 becomes easy to bend and break at the joint portion of the end surfaces 100e and 200e. Furthermore, since the end surface 100e is narrow, there is also a possibility that the tensile strength will be insufficient.
  • the optical waveguide structure 100 of the present embodiment has the member 30 facing the optical structure 200 and the adhesive 40 on the side opposite to the base 10 with respect to the end 20e of the waveguide layer 20.
  • the subassembly in which the optical waveguide structure 100 and the optical structure 200 are integrated has lower bending rigidity, bending strength, shear strength, and tensile strength. Easy to improve mechanical properties.
  • Member 30 is an example of a second member.
  • the member 30 functions as a reinforcing member, and may also be referred to as an upper plate, a yato, or the like.
  • FIG. 2 is a front view of the optical waveguide structure 100A of the first embodiment and a part of the end face 100e of (100).
  • the base 10 is, for example, a silicon substrate. As shown in FIGS. 1 and 2, the base 10 intersects and is perpendicular to the Z direction, and extends in the X and Y directions.
  • Base 10 has a surface 10a.
  • the surface 10a is an end face in the Z direction.
  • the surface 10a faces the Z direction, intersects and is perpendicular to the Z direction, and extends in the X and Y directions.
  • the Z direction is an example of the first direction.
  • Surface 10a is an example of a first surface.
  • the waveguide layer 20 includes a first cladding layer 21, a core layer 22, and a second cladding layer 23.
  • the first cladding layer 21, the core layer 22, and the second cladding layer 23 are laminated in this order on the surface 10a by a CVD method (CVD: chemical vapor deposition).
  • the first cladding layer 21 covers the surface 10a of the base 10 with a substantially constant thickness t1 in the Z direction.
  • the first cladding layer 21 intersects and is perpendicular to the Z direction, and extends in the X direction and the Y direction.
  • the core layer 22 is laminated on a portion of the upper surface 21a of the first cladding layer 21 with a substantially constant thickness t2 in the Z direction.
  • the first cladding layer 21 is interposed between the core layer 22 and the surface 10a of the base 10. That is, the core layer 22 is located away from the surface 10a in the Z direction.
  • the core layer 22 extends in the X direction with a predetermined width w1.
  • the X direction is an example of the second direction.
  • the second cladding layer 23 is laminated on the first cladding layer 21 and the core layer 22 with a substantially constant thickness t3 in the Z direction.
  • the core layer 22 is laminated on the upper surface 21a of the first cladding layer 21. Therefore, before the second cladding layer 23 is laminated, the core layer 22 protrudes from the upper surface 21a in the Z direction by a thickness t2. Therefore, the second cladding layer 23 laminated on the first cladding layer 21 and the core layer 22 having such a shape and arrangement includes a portion 23a formed on the upper surface 21a apart from the core layer 22, and a portion 23a formed on the upper surface 21a of the core layer 22.
  • a protrusion 23p is formed in a portion that includes a portion 23b formed on the core layer 22 and is on the opposite side of the base 10 with respect to the core layer 22.
  • the protruding portion 23p is a part (end portion in the Z direction) of the portion 23b.
  • the top surface 23p1 of the protrusion 23p that is, the top surface 23p1 located at the end of the portion 23b in the Z direction, faces the Z direction, intersects and is perpendicular to the Z direction, and extends in the X and Y directions. There is.
  • the surface 23a1 located at the end of the portion 23a in the Z direction also faces the Z direction, intersects and is perpendicular to the Z direction, and extends in the X direction and the Y direction.
  • the top surface 23p1 protrudes from the surface 23a1 in the Z direction at approximately the same height as the thickness t2 of the core layer 22.
  • the surface 23a1 is an example of a peripheral portion of the protrusion 23p, and may also be referred to as a base surface or a flat surface.
  • the first cladding layer 21 and the second cladding layer 23 constitute a cladding layer that surrounds the core layer 22 on the surface 10a of the base 10 and extends in the X direction.
  • the cladding layers are made of, for example, a silica-based glass material.
  • the core layer 22 is made of, for example, a silica-based glass material having a higher refractive index than the refractive index of the first cladding layer 21 and the second cladding layer 23.
  • the core layer 22 may be made of, for example, quartz glass containing germania (GeO2) or zirconia (ZrO2) as a dopant that increases the refractive index.
  • the member 30 is made of, for example, a quartz glass material, a borosilicate glass material, or the like.
  • the adhesive 40 is made of, for example, epoxy resin, acrylic resin, vinyl resin, or the like.
  • an inclined portion 23i is formed at the boundary between the protruding portion 23p and the surface 23a1.
  • the inclined part 23i includes an inclined part 23i1 located at the end of the protruding part 23p in the Y direction, and an inclined part 23i2 located at the opposite end of the protruding part 23p in the Y direction.
  • the slope portion 23i1 is an example of a first slope portion
  • the slope portion 23i2 is an example of a second slope portion.
  • the Y direction is an example of the third direction.
  • FIG. 3 is a plan view of the optical waveguide structure 100A (100) of the first embodiment.
  • the protrusion 23p is formed on the opposite side of the base 10 with respect to the core layer 22. Therefore, the planar shape of the protrusion 23p as shown in FIG. 3 approximately corresponds to the planar shape of the core layer 22.
  • the protrusion 23p extends in the X direction, and the width of the protrusion 23p in the Y direction changes. That is, the core layer 22 extends in the X direction, and the width of the core layer 22 in the Y direction changes.
  • the protrusion 23p has a section where the width in the Y direction increases as it goes in the X direction, and the width in the Y direction at the end of the protrusion 23p in the X direction is in the opposite direction to the X direction of the protrusion 23p. It is wider than the width in the Y direction at the end. That is, the core layer 22 has a section where the width in the Y direction increases as it goes in the X direction, and the width in the Y direction at the end of the core layer 22 in the X direction is equal to the width in the opposite direction to the X direction. It is wider than the width in the Y direction at the end.
  • the planar shape of the protrusion 23p that is, the planar shape of the core layer 22, is not limited to that shown in FIG. 3, and for example, the width may be constant, branched, or curved.
  • the thicknesses t1 and t3 (see FIG. 2) of the first cladding layer 21 and the second cladding layer 23 are, for example, 10 [ ⁇ m]
  • the thickness t2 (see FIG. 2) of the core layer 22 is, for example, It can be set to 3 [ ⁇ m].
  • the width w1 (see FIG. 2) of the core layer 22 can be set to, for example, 1 [mm] or more.
  • the inventors found that when the thickness t3 of the second cladding layer 23 is thin as in the above-described configuration, the slope of the slope portion 23i with respect to the surface 23a1 and the top surface 23p1 is lower than when the second cladding layer 23 is thick. It was found that the curve becomes steeper. This is because when the second cladding layer 23 is laminated by the CVD method, if the thickness t3 of the second cladding layer 23 is relatively thick, the inclination occurs corresponding to the inclination of the edge of the core layer 22 in the width direction.
  • the inventors found that when a fluid adhesive 40 before solidification is applied onto such a steep slope 23i, the corner C between the slope 23i and the surface 23a1 (see FIG. (see), the adhesive 40 may not enter the corner C, and a gap may be created between the corner C and the adhesive 40, which may reduce the bonding strength between the waveguide layer 20 and the member 30 due to the adhesive 40, or reduce the bonding strength. It was found that there is a possibility that individual differences may occur.
  • the bonding strength between the waveguide layer 20 and the member 30 decreases, the bonding strength between the optical waveguide structure 100 and the optical structure 200 also decreases, and the mechanical properties of the subassembly of the optical waveguide structure 100 and the optical structure 200 also decrease. It will be damaged.
  • the adhesive 40 is not applied to the inclined part 23i, but is applied to the inclined part 23i, particularly the corner C between the inclined part 23i and the surface 23a1, that is, the root part of the protruding part 23p.
  • the waveguide layer 20 (second cladding layer 23) and the member 30 are bonded.
  • the adhesive 40 is provided on the top surface 23p1 of the protrusion 23p, and joins the top surface 23p1 and the bottom surface 30a of the member 30.
  • the configuration in which the member 30A is located on the protrusion 23p as in this embodiment is more effective when the width w1 of one core layer 22 is wide, such as 1 mm or more.
  • the fact that the second cladding layer 23 was laminated by the CVD method that produces the above-mentioned steep slope portion 23i can be identified by the fact that the second cladding layer 23 contains tetraethoxysilane.
  • the steep slope portion 23i in which the adhesive 40 is difficult to enter the corner C is formed when the thickness t3 of the second cladding layer 23 is, for example, 15 [ ⁇ m] or less. It was found that this phenomenon is more likely to occur when the thickness is thin. That is, the configuration of this embodiment is more effective when the thickness t3 of the second cladding layer 23 is 15 [ ⁇ m] or less.
  • FIG. 4 is a front view of the optical waveguide structure 100B (100) of the second embodiment. As will become clear when FIG. 4 is compared with FIG. 2, the shape of the member 30B (30) is different from the member 30A (30) of the first embodiment.
  • the width in the Y direction of the member 30B at a position away from the bonded portion with the adhesive 40 in the Z direction is wider than the width in the Y direction of the bonded portion.
  • the area of the end surface 100e joined to the end surface 200e of another optical structure 200 can be made larger, and the joining strength with the optical structure 200 can be increased accordingly.
  • FIG. 5 is a front view of an optical waveguide structure 100C (100) of the third embodiment.
  • the member 30C (30) and the waveguide layer 20 are bonded to each other by adhesives 40 provided at a plurality of locations (two locations in this example).
  • the adhesive 40 includes an adhesive 40a that joins the protrusion 23p and the member 30C, and an adhesive 40b that joins the surface 23a1 and the member 30C at a position shifted from the slope 23i and away from the corner C. I'm here.
  • the inclined portion 23i is located between the plurality of adhesives 40a and 40b.
  • the adhesive 40a is an example of a first adhesive
  • the adhesive 40b is an example of a second adhesive.
  • the adhesive 40 is provided at two locations, the bonding strength between the member 30C and the waveguide layer 20 can be further increased. Furthermore, since the adhesive 40 is provided at two locations separated in the Y direction, the member 30C has a wider width in the Y direction, so the area of the end surface 100e to be joined to the end surface 200e of the optical structure 200 is increased. Therefore, the bonding strength with the optical structure 200 can be increased accordingly.
  • FIG. 6 is a front view of an optical waveguide structure 100D (100) of the fourth embodiment.
  • the member 30D (30) and the waveguide layer 20 are bonded to each other by adhesives 40 provided at a plurality of locations (three locations in this example).
  • the adhesive 40 includes an adhesive 40a that joins the protrusion 23p and the member 30D, and two adhesives 40b that join the surface 23a1 and the member 30C at a position shifted from the slope 23i and away from the corner C. Contains.
  • two inclined parts 23i1 and 23i2 are located between two adhesives 40b.
  • the adhesive 40 is provided at three locations, the bonding strength between the member 30C and the waveguide layer 20 can be further increased. Furthermore, since the adhesive 40 is provided at three locations separated in the Y direction, the member 30C has a wider width in the Y direction, so the area of the end surface 100e to be joined to the end surface 200e of the optical structure 200 is increased. Therefore, the bonding strength with the optical structure 200 can be increased accordingly.
  • FIG. 7 is a front view of an optical waveguide structure 100E (100) of the fifth embodiment.
  • the waveguide layer 20E (20) of this embodiment is provided with dummy layers 24A and 24B (24) that are lined up with the core layer 22 in the Y direction.
  • the dummy layer 24 is laminated in the same process as the core layer 22.
  • the dummy layer 24 is made of the same components as the core layer 22 and has the same thickness t2 (see FIG. 2) as the core layer 22.
  • a second cladding layer 23 is interposed between the dummy layer 24 and the core layer 22. Therefore, light hardly leaks from the core layer 22 to the dummy layer 24.
  • the dummy layer 24A shifted in the Y direction with respect to the core layer 22 is an example of a first dummy layer
  • the dummy layer 24B shifted in the opposite direction of the Y direction with respect to the core layer 22 is a second dummy layer. This is an example.
  • the protrusion 23p is formed to cover the core layer 22 and the two dummy layers 24. That is, the protrusion 23p includes a portion located on the opposite side of the base 10 with respect to the dummy layer 24.
  • the width of the protrusion 23p in the Y direction can be made wider.
  • the width of the adhesive 40 in the Y direction can be increased, and the bonding strength between the protrusion 23p and the member 30E can be increased accordingly.
  • the member 30E since the width of the protrusion 23p and the adhesive 40 is increased, the member 30E has a wider width in the Y direction, so the area of the end surface 100e joined to the end surface 200e of the optical structure 200 is increased. Therefore, the bonding strength with the optical structure 200 can be increased accordingly.
  • a groove 23g is formed on the top surface 23p1 at a position aligned with the interval between the core layer 22 and the dummy layer 24 in the Z direction.
  • the depth of the groove 23g is set to be shallower than the height of the protrusion 23p, that is, the thickness t2 of the core layer 22, and is set to such an extent that the adhesive 40 can enter therein. Therefore, the adhesive 40 does not enter into the groove 23g, and a gap is created between the adhesive 40 and the protrusion 23p, and the bonding strength between the waveguide layer 20 and the member 30E by the adhesive 40 is reduced. This situation can be avoided.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 7. As shown in FIG. 8 when the cross section is viewed in the opposite direction to the Z direction, a concave shape 24b and a convex shape 24a are provided on the edge of the dummy layer 24 on the opposite side to the core layer 22.
  • the concave shape 24b and the convex shape 24a are formed by alternately providing edges extending in the X direction and edges extending in the Y direction in a plan view of FIG. If light were to leak from the core layer 22 to the dummy layer 24, it would be undesirable for the leaked light to be transmitted within the dummy layer 24 in the X direction toward the optical structure 200.
  • the concave shape 24b and the convex shape 24a are provided at the position of the dummy layer 24 in the waveguide layer 20 so that the effective refractive index changes discontinuously along the X direction.
  • the light transmitted through the dummy layer 24 leaks out of the dummy layer 24 from the concave shape 24b and the convex shape 24a.
  • the width w2 of the convex shape 24a in the Y direction is 500 [ ⁇ m]
  • the width w3 of the concave shape 24b in the Y direction is 250 [ ⁇ m].
  • the length L1 of the convex shape 24a in the X direction is 300 [ ⁇ m] or more and 2000 [ ⁇ m] or less, and the length L2 of the concave shape 24b in the X direction is 200 [ ⁇ m] or more and 1000 [ ⁇ m] or less. . Further, the distance d1 between the core layer 22 and the dummy layer 24 is 10 [ ⁇ m]. However, the values of width w2, width w3, length L1, length L2, and distance d1 are only examples, and are not limited to the above values.
  • the concave shape 24b and the convex shape 24a are examples of leakage portions.
  • the optical waveguide structure 100E of this embodiment has a plane-symmetric structure with respect to the virtual plane VP.
  • the virtual plane VP is along the X direction and the Z direction and is orthogonal to the Y direction. Therefore, the dummy layer 24B also has a structure that is plane symmetrical to the dummy layer 24A. Therefore, the same effect as the dummy layer 24A can be obtained by the dummy layer 24B as well.
  • FIG. 9 is a plan view of the waveguide layer 20E of the optical waveguide structure 100E, in other words, a plan view showing a state before the member 30E is placed on the waveguide layer 20E in the manufacturing process of the optical waveguide structure 100E.
  • a protrusion 23p corresponding to the core layer 22 and the dummy layer 24 is formed at the end of the waveguide layer 20 in the Z direction. That is, the protrusion 23p has a shape corresponding to the concave shape 24b and the convex shape 24a in a plan view seen in the opposite direction to the Z direction.
  • the inclined part 23i1 located at the end of the protrusion 23p in the Y direction and the inclined part 23i2 located at the opposite end of the Y direction are respectively a section 23ia extending in the X direction and a section extending in the Y direction. 23ib.
  • these sections 23ia and 23ib can be used for positioning the member 30E. That is, the sections 23ia and 23ib of the inclined portion 23i are examples of alignment markers.
  • FIG. 10 is a front view of an optical waveguide structure 100F (100) of the sixth embodiment.
  • the member 30F (30) and the waveguide layer 20 are bonded to each other by the adhesive 40 provided at a plurality of locations (two locations in this example).
  • the adhesive 40 includes two adhesives 40b that join the surface 23a1 and the member 30F at a position offset from the inclined portion 23i and away from the corner C.
  • two inclined parts 23i1 and 23i2 are located between two adhesives 40b.
  • the adhesive 40 is provided at two locations, the bonding strength between the member 30F and the waveguide layer 20 can be further increased. Furthermore, since the adhesive 40 is provided at two locations separated in the Y direction, the member 30F has a wider width in the Y direction, so the area of the end surface 100e to be joined to the end surface 200e of the optical structure 200 is increased. Therefore, the bonding strength with the optical structure 200 can be increased accordingly. Note that, as is clear from the example of FIG. 10, it is not essential that the member 30F (30) and the protruding portion 23p be joined by the adhesive 40.
  • FIG. 11 is a front view of an optical waveguide structure 100G (100) of the seventh embodiment.
  • the member 30G (30) and the waveguide layer 20G (20) are bonded to each other by the adhesive 40 provided at a plurality of locations (two locations in this example).
  • the adhesive 40 includes two adhesives 40b that join the surface 23a1 and the member 30G at a position offset from the inclined portion 23i and away from the corner C.
  • two protrusions 23p that is, four inclined portions 23i, are located between the two adhesives 40b.
  • the adhesive 40 is provided at two locations, the bonding strength between the member 30G and the waveguide layer 20 can be further increased. Furthermore, since the adhesive 40 is provided at two locations separated in the Y direction, the member 30G has a wider width in the Y direction, so the area of the end surface 100e to be joined to the end surface 200e of the optical structure 200 is increased. Therefore, the bonding strength with the optical structure 200 can be increased accordingly. Moreover, in this embodiment, one member 30G functions as a reinforcing member corresponding to the plurality of protrusions 23p (core layer 22).
  • the number of parts can be further reduced, and the labor and cost of manufacturing can be reduced. It also has the advantage of being able to.
  • FIG. 12 is a front view of an optical waveguide structure 100H (100) of the eighth embodiment.
  • the member 30H (30) and the waveguide layer 20 are bonded to each other by the adhesive 40 provided at a plurality of locations (two locations in this example).
  • the adhesive 40 includes an adhesive 40a that joins the protrusion 23p and the member 30H, and two adhesives 40b that join the surface 23a1 and the member 30H at a position shifted from the slope 23i and away from the corner C. Contains.
  • three inclined portions 23i are located between the two adhesives 40a and 40b.
  • the adhesive 40 is provided at two locations, the bonding strength between the member 30H and the waveguide layer 20 can be further increased. Furthermore, since the adhesive 40 is provided at two locations separated in the Y direction, the member 30H has a wider width in the Y direction, so the area of the end surface 100e to be joined to the end surface 200e of the optical structure 200 is increased. Therefore, the bonding strength with the optical structure 200 can be increased accordingly. Further, in this embodiment as well, since one member 30H is shared by a plurality of protrusions 23p (core layer 22), the number of parts can be further reduced, and the labor and cost of manufacturing can be reduced. Can be done.
  • FIG. 13 is a front view of an optical waveguide structure 100I (100) of the ninth embodiment.
  • the member 30I (30) and the waveguide layer 20 are bonded to each other by the adhesive 40 provided at a plurality of locations (in this example, two or more locations).
  • the adhesive 40 includes a plurality of adhesives 40a that join the protrusion 23p and the member 30I.
  • two inclined portions 23i are located between two adhesives 40a adjacent to each other in the Y direction.
  • the member 30I is provided to cover two or more protrusions 23p.
  • the adhesive 40 is provided at two or more locations, the bonding strength between the member 30I and the waveguide layer 20 can be further increased. Furthermore, since the adhesive 40 is provided at two or more locations separated in the Y direction, the member 30I has a wider width in the Y direction, so the area of the end surface 100e to be joined to the end surface 200e of the optical structure 200 is reduced. It can be made larger, and the bonding strength with the optical structure 200 can be increased accordingly. Further, in this embodiment as well, since one member 30I is shared by a plurality of protrusions 23p (core layer 22), the number of parts can be further reduced, and the labor and cost of manufacturing can be reduced. Can be done.
  • the optical waveguide structure is a PLC, but it is not limited to this, and the optical waveguide structure may be, for example, a SiPh waveguide, an InP waveguide, or a SiN waveguide.
  • the present invention can be utilized for optical waveguide structures.

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Abstract

本発明の光導波路構造は、例えば、第一方向を向いた第一面を有した第一部材と、第一面から離れた位置で第一方向と交差した第二方向に延びたコア層と、第一面上でコア層を取り囲むクラッド層であって少なくともコア層に対して第一部材の反対側となる部位でその周辺部分に対して第一方向に突出した突出部を有したクラッド層と、突出部と周辺部分との境界に設けられた傾斜部と、を有した導波路層と、導波路層の長手方向の端部に対して第一部材とは反対側に設けられた第二部材と、傾斜部からずれた位置で、クラッド層と第二部材とを接合した接着剤と、を備える。

Description

光導波路構造
 本発明は、光導波路構造に関する。
 従来の光導波路構造として、他の部材との接続部分において、光導波路構造に部材を追加することにより、当該光導波路構造と他の部材とを一体化したサブアセンブリの剛性や強度のような機械的特性の向上を図る技術が、知られている(例えば、特許文献1)。
特開2013-214115号公報
 この種の光導波路構造について発明者らが鋭意研究を行ったところ、光導波路構造と他の部材とを一体化したサブアセンブリの機械的特性をより向上することが可能となる構造を見出すに至った。
 そこで、本発明の課題の一つは、例えば、光導波路構造と他の部材とを一体化したサブアセンブリの機械的特性をより向上することが可能となるような、改善された新規な構成を有した光導波路構造を得ること、である。
 本発明の光導波路構造は、例えば、第一方向を向いた第一面を有した第一部材と、前記第一面から離れた位置で前記第一方向と交差した第二方向に延びたコア層と、前記第一面上で前記コア層を取り囲むクラッド層であって少なくとも前記コア層に対して前記第一部材の反対側となる部位でその周辺部分に対して前記第一方向に突出した突出部を有したクラッド層と、前記突出部と前記周辺部分との境界に設けられた傾斜部と、を有した導波路層と、前記導波路層の長手方向の端部に対して前記第一部材とは反対側に設けられた第二部材と、前記傾斜部からずれた位置で、前記クラッド層と前記第二部材とを接合した接着剤と、を備える。
 前記光導波路構造では、前記導波路層は、前記接着剤として、前記突出部と前記第二部材とを接合した第一接着剤を有してもよい。
 前記光導波路構造では、前記導波路層は、前記接着剤として、前記周辺部分と前記第二部材とを接合した第二接着剤を有してもよい。
 前記光導波路構造では、前記導波路層は、前記接着剤として、前記突出部と前記第二部材とを接合した第一接着剤と、前記周辺部分と前記第二部材とを接合した第二接着剤と、を有してもよい。
 前記光導波路構造では、前記導波路層は、前記接着剤として、前記クラッド層と前記第二部材とを接合する複数の接着剤を有してもよい。
 前記光導波路構造では、前記複数の接着剤の間に、前記傾斜部が位置してもよい。
 前記光導波路構造では、前記複数の接着剤の間に、前記傾斜部として複数の傾斜部が位置してもよい。
 前記光導波路構造では、前記クラッド層は、前記傾斜部として、前記突出部における前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向の端部に位置した第一傾斜部と、前記突出部における前記第三方向の反対方向の端部に位置した第二傾斜部と、を有し、前記複数の接着剤の間に、前記第一傾斜部および前記第二傾斜部が位置してもよい。
 前記光導波路構造では、前記導波路層は、前記第一方向および前記第二方向と交差した方向に間隔をあけて前記コア層と並んだダミー層を有し、前記突出部は、前記ダミー層に対して前記第一部材とは反対側に位置した部位を含んでもよい。
 前記光導波路構造では、前記導波路層は、前記ダミー層として、前記コア層に対して前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向にずれた第一ダミー層と、前記コア層に対して前記第三方向の反対方向にずれた第二ダミー層と、を有してもよい。
 前記光導波路構造では、前記ダミー層は、光を漏洩する漏洩部を有してもよい。
 前記光導波路構造では、前記ダミー層は、前記漏洩部として、前記ダミー層の前記コア層とは反対側の縁に、前記第一方向の反対方向に見た場合における凹部形状または凸部形状が設けられてもよい。
 前記光導波路構造では、前記コア層上に積層される前記クラッド層の前記第一方向における厚さは、15[μm]以下であってもよい。
 前記光導波路構造では、前記クラッド層は、テトラエトキシシランを含んでもよい。
 前記光導波路構造では、前記コア層の、前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向における幅は、1[mm]以上であってもよい。
 本発明によれば、例えば、光導波路構造と他の部材とを一体化したサブアセンブリの機械的特性をより向上することが可能となるような、改善された新規な構成を有した光導波路構造を得ることができる。
図1は、第1実施形態の光導波路構造の例示的かつ模式的な側面図である。 図2は、第1実施形態の光導波路構造の一部の例示的かつ模式的な正面図である。 図3は、第1実施形態の光導波路構造の例示的かつ模式的な平面図である。 図4は、第2実施形態の光導波路構造の一部の例示的かつ模式的な正面図である。 図5は、第3実施形態の光導波路構造の一部の例示的かつ模式的な正面図である。 図6は、第4実施形態の光導波路構造の一部の例示的かつ模式的な正面図である。 図7は、第5実施形態の光導波路構造の一部の例示的かつ模式的な正面図である。 図8は、図7のVIII-VIII断面図である。 図9は、第5実施形態の光導波路構造の導波路層の例示的かつ模式的な平面図である。 図10は、第6実施形態の光導波路構造の一部の例示的かつ模式的な正面図である。 図11は、第7実施形態の光導波路構造の一部の例示的かつ模式的な正面図である。 図12は、第8実施形態の光導波路構造の一部の例示的かつ模式的な正面図である。 図13は、第9実施形態の光導波路構造の一部の例示的かつ模式的な正面図である。
 以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
 以下に示される複数の実施形態は、同様の構成を備えている。よって、各実施形態の構成によれば、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。また、以下では、それら同様の構成には同様の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。
 本明細書において、序数は、部位や、方向や、部位、部材等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではないし、個数を特定するものでもない。
 各図において、X方向を矢印Xで表し、Y方向を矢印Yで表し、Z方向を矢印Zで表す。X方向、Y方向、およびZ方向は、互いに交差するとともに互いに直交している。なお、以下では、X方向を長手方向若しくは延び方向、Y方向を短手方向若しくは幅方向、Z方向を積層方向若しくは高さ方向とも称する。
 また、各図は説明を目的とした模式図であって、各図と実物とでスケールや比率は、必ずしも一致しない。
[第1実施形態]
 図1は、第1実施形態の光導波路構造100A(100)の側面図である。図1に示されるように、光導波路構造100は、ベース10と、導波路層20A(20)と、部材30A(30)と、接着剤40と、を備えている。ベース10、導波路層20、接着剤40、および部材30は、Z方向に積層されている。部材30は、導波路層20のX方向の端部20e、すなわち長手方向の端部20eに対して、ベース10とは反対側に設けられている。接着剤40は、導波路層20の端部20eと部材30とを接合している。ベース10は、第一部材の一例である。接着剤40は、接合剤とも称されうる。ベース10は、基板とも称されうる。また、ベース10および導波路層20は、PLC(planar lightwave circuit)を構成している。
 図1に示されるように、光導波路構造100の端面100eと別の光学構造200の端面200eとが、互いに面した状態で、接着剤等によって接合されることにより、当該光導波路構造100と光学構造200とが一体化される。端面100eは、ベース10、導波路層20、接着剤40、および部材30の端面として構成されている。光導波路構造100の端面100e内に位置する導波路層20の端面20e1は、光の入力端あるいは出力端である。また、光学構造200は、例えば、光ファイバ支持構造や、光センサ等であるが、これらには限定されない。光導波路構造100と光学構造200とのサブアセンブリにおいて、光導波路構造100の導波路層20と、光学構造200の導波路(不図示)とは、光学的に接続されている。
 ここで、仮に、光導波路構造100が、部材30および接着剤40を有せず、ベース10および導波路層20のみを有していた場合、部材30および接着剤40を有した構成に比べて、Z方向の厚さが薄くなる。このため、光導波路構造100と光学構造200とのサブアセンブリは、端面100e,200eの接合部分において、曲がりやすくなるとともに折れやすくなる虞がある。また、端面100eが狭い分、引張強度も不足する虞もある。この点、本実施形態の光導波路構造100は、導波路層20の端部20eに対してベース10とは反対側に、光学構造200と面した部材30および接着剤40を有している。このため、部材30および接着剤40を有しない構成に比べて、光導波路構造100と光学構造200とが一体化されたサブアセンブリの、曲げ剛性、曲げ強度、剪断強度、引張強度のような、機械的特性を、高めやすい。部材30は、第二部材の一例である。部材30は、補強部材として機能しており、上板や、ヤトイ等とも称されうる。
 図2は、第1実施形態の光導波路構造100Aと(100)の端面100eの一部の正面図である。ベース10は、例えば、シリコン基板である。図1,2に示されるように、ベース10は、Z方向と交差するとともに直交し、X方向およびY方向に延びている。ベース10は、表面10aを有している。表面10aは、Z方向の端面である。表面10aは、Z方向を向き、Z方向と交差するとともに直交し、X方向およびY方向に延びている。Z方向は、第一方向の一例である。表面10aは、第一面の一例である。
 図2に示されるように、導波路層20は、第一クラッド層21と、コア層22と、第二クラッド層23と、を有している。第一クラッド層21、コア層22、および第二クラッド層23は、CVD法(CVD:chemical vapor deposition)によって、表面10a上に、この順に積層される。
 第一クラッド層21は、Z方向における略一定の厚さt1で、ベース10の表面10aを覆っている。第一クラッド層21は、Z方向と交差するとともに直交し、X方向およびY方向に延びている。
 コア層22は、第一クラッド層21の上面21aの一部の上に、Z方向における略一定の厚さt2で積層されている。言い換えると、コア層22とベース10の表面10aとの間には第一クラッド層21が介在している。すなわち、コア層22は、当該表面10aからZ方向に離れて位置している。また、導波路層20の端部20eにおいて、コア層22は、所定の幅w1でX方向に延びている。X方向は、第二方向の一例である。
 第二クラッド層23は、第一クラッド層21およびコア層22上に、Z方向における略一定の厚さt3で積層されている。上述したように、また図2から明らかとなるように、コア層22は、第一クラッド層21の上面21a上に積層されている。このため、第二クラッド層23が積層される前の状態において、当該コア層22は、当該上面21aからZ方向に厚さt2で突出している。したがって、このような形状および配置の第一クラッド層21およびコア層22上に積層された第二クラッド層23には、コア層22から外れて上面21a上に形成された部位23aと、コア層22上に形成された部位23bとが含まれるとともに、コア層22に対してベース10とは反対側となる部分に、突出部23pが形成されることになる。当該突出部23pは、部位23bの一部(Z方向の端部)である。ここで、突出部23pの頂面23p1、すなわち部位23bのZ方向の端部に位置する頂面23p1は、Z方向を向き、Z方向と交差するとともに直交し、X方向およびY方向に延びている。また、部位23aのZ方向の端部に位置する表面23a1も、Z方向を向き、Z方向と交差するとともに直交し、X方向およびY方向に延びている。そして、頂面23p1は、表面23a1に対して、コア層22の厚さt2と略同じ高さで、Z方向に突出している。表面23a1は、突出部23pに対する周辺部分の一例であり、ベース面や、平坦面とも称されうる。
 このような構成において、第一クラッド層21および第二クラッド層23は、ベース10の表面10a上でコア層22を取り囲んでX方向に延びるクラッド層を構成している。
 クラッド層、すなわち第一クラッド層21および第二クラッド層23は、例えば、石英系ガラス材料で作られる。コア層22は、例えば、第一クラッド層21および第二クラッド層23の屈折率よりも高い屈折率を有した石英系ガラス材料で作られる。コア層22は、例えば、屈折率を高めるドーパントとしてゲルマニア(GeO2)やジルコニア(ZrO2)を含む石英ガラスで作られてもよい。部材30は、例えば、石英系ガラス材料や、ホウケイ酸ガラス材料等で作られる。また、接着剤40は、例えば、エポキシ系樹脂や、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂等で作られる。
 このような構成において、突出部23pと表面23a1との境界には、傾斜部23iが形成される。傾斜部23iは、突出部23pのY方向の端部に位置した傾斜部23i1と、突出部23pのY方向の反対方向の端部に位置した傾斜部23i2と、を含んでいる。傾斜部23i1は、第一傾斜部の一例であり、傾斜部23i2は、第二傾斜部の一例である。Y方向は、第三方向の一例である。
 図3は、第1実施形態の光導波路構造100A(100)の平面図である。上述したように、突出部23pは、コア層22に対してベース10とは反対側に形成される。したがって、図3に示されるような突出部23pの平面形状は、ほぼコア層22の平面形状を示していることになる。図3の例では、突出部23pは、X方向に延びており、当該突出部23pのY方向における幅が、変化している。すなわち、コア層22は、X方向に延びており、当該コア層22のY方向の幅は、変化している。また、突出部23pは、X方向に向かうにつれてY方向の幅が広がる区間を有しており、突出部23pのX方向の端部におけるY方向の幅は、突出部23pのX方向の反対方向の端部におけるY方向の幅より広くなっている。すなわち、コア層22は、X方向に向かうにつれてY方向の幅が広がる区間を有しており、コア層22のX方向の端部におけるY方向の幅は、コア層22のX方向の反対方向の端部におけるY方向の幅より広くなっている。なお、突出部23pの平面形状、すなわちコア層22の平面形状は、図3には限定されず、例えば、幅は一定であってもよいし、分岐されたり、曲がったりしてもよい。
 上述した構成において、コア層22と、第一クラッド層21および第二クラッド層23との比屈折率差を、例えば5[%]のように、比較的高く設定した場合、コア層22における光の閉じ込め効果が高くなるため、第一クラッド層21および第二クラッド層23をより薄くすることができる。この場合、第一クラッド層21および第二クラッド層23の厚さt1,t3(図2参照)は、例えば10[μm]とし、コア層22の厚さt2(図2参照)は、例えば、3[μm]とすることができる。また、コア層22の幅w1(図2参照)は、例えば、1[mm]以上に設定することができる。
 発明者らは、実験的な研究により、上述した構成のように第二クラッド層23の厚さt3が薄い場合には、厚い場合に比べて、表面23a1および頂面23p1に対する傾斜部23iの傾斜がより急峻になることを見出した。これは、CVD法による第二クラッド層23の積層時に、当該第二クラッド層23の厚さt3が比較的厚い場合には、コア層22の幅方向の端縁の傾斜に対応して生じる傾斜部23iの傾斜を鈍らせる効果が得られるのに対し、当該厚さt3が薄い場合には、当該傾斜を鈍らせる効果が得られ難く、傾斜部23iがより急峻になるからであると推定される。また、発明者らは、このような急峻な傾斜部23i上に流動性を有した固化する前の接着剤40を塗布した場合、傾斜部23iと表面23a1との間の隅部C(図2参照)に接着剤40が入り込まず、当該隅部Cと接着剤40との間に隙間が生じ、接着剤40による導波路層20と部材30との接合強度が低下する虞や、接合強度の個体差が生じる虞があることを、見出した。導波路層20と部材30との接合強度が低下した場合、光導波路構造100と光学構造200との接合強度も低下し、ひいては光導波路構造100と光学構造200とのサブアセンブリの機械的特性も損なわれてしまう。
 そこで、本実施形態では、接着剤40は、傾斜部23iには塗布せず、傾斜部23i、特に傾斜部23iと表面23a1との間の隅部C、すなわち突出部23pの根元部からずれた位置、言い換えると隅部Cから離れた位置で、導波路層20(第二クラッド層23)と部材30とを接合している。
 図2の例では、接着剤40は、突出部23pの頂面23p1上に設けられ、当該頂面23p1と部材30の底面30aとを接合している。
 このような構成によれば、接着剤40が隅部Cに入り込まないことにより所要の接合強度が得られなくなるのを、抑制することができるとともに、接着剤40による接合強度の個体差が生じるのを抑制することができる。
 本実施形態のように、突出部23p上に部材30Aが位置する構成は、一つのコア層22の幅w1が1[mm]以上のように広い場合に、より効果的である。
 なお、上述した急峻な傾斜部23iが生じるCVD法によって第二クラッド層23が積層されたことは、当該第二クラッド層23がテトラエトキシシランを含むことによって、特定することができる。
 また、発明者らの研究により、接着剤40が隅部Cに入り難い急峻な傾斜部23iは、例えば、第二クラッド層23の厚さt3が、例えば、15[μm]以下の場合のように薄い場合に生じ易いことが判明した。すなわち、本実施形態の構成は、第二クラッド層23の厚さt3が15[μm]以下の場合に、より効果的である。
[第2実施形態]
 図4は、第2実施形態の光導波路構造100B(100)の正面図である。図4を図2と比較すれば明らかとなるように、部材30B(30)の形状が、第1実施形態の部材30A(30)と相違している。
 本実施形態では、部材30Bの、接着剤40との接着部分からZ方向に離れた位置のY方向の幅は、当該接着部分のY方向の幅より広くなっている。本実施形態によれば、別の光学構造200の端面200eと接合される端面100eの面積をより大きくすることができ、その分、当該光学構造200との接合強度を高めることができる。
[第3実施形態]
 図5は、第3実施形態の光導波路構造100C(100)の正面図である。本実施形態では、部材30C(30)と導波路層20とは、複数箇所(この例では2箇所)に設けられた接着剤40によって接合されている。接着剤40は、突出部23pと部材30Cとを接合する接着剤40aと、傾斜部23iからずれるとともに隅部Cから離れた位置で表面23a1と部材30Cとを接合する接着剤40bと、を含んでいる。この場合、複数の接着剤40a,40bの間に、傾斜部23iが位置している。接着剤40aは、第一接着剤の一例であり、接着剤40bは、第二接着剤の一例である。
 本実施形態によれば、接着剤40が2箇所に設けられる分、部材30Cと導波路層20との接合強度をより高めることができる。また、接着剤40がY方向に離れた2箇所に設けられる分、部材30CがY方向により広い幅を有することになるため、光学構造200の端面200eと接合される端面100eの面積をより大きくすることができ、その分、当該光学構造200との接合強度を高めることができる。
[第4実施形態]
 図6は、第4実施形態の光導波路構造100D(100)の正面図である。本実施形態でも、部材30D(30)と導波路層20とは、複数箇所(この例では3箇所)に設けられた接着剤40によって接合されている。接着剤40は、突出部23pと部材30Dとを接合する接着剤40aと、傾斜部23iからずれるとともに隅部Cから離れた位置で表面23a1と部材30Cとを接合する二つの接着剤40bと、を含んでいる。また、本実施形態では、二つの接着剤40bの間に、二つの傾斜部23i1,23i2が位置している。
 本実施形態によれば、接着剤40が3箇所に設けられる分、部材30Cと導波路層20との接合強度をより高めることができる。また、接着剤40がY方向に離れた3箇所に設けられる分、部材30CがY方向により広い幅を有することになるため、光学構造200の端面200eと接合される端面100eの面積をより大きくすることができ、その分、当該光学構造200との接合強度を高めることができる。
[第5実施形態]
 図7は、第5実施形態の光導波路構造100E(100)の正面図である。本実施形態の導波路層20E(20)には、Y方向においてコア層22と並んだダミー層24A,24B(24)が設けられている。
 ダミー層24は、コア層22と同じ工程で積層される。ダミー層24は、コア層22と同じ成分で作られるとともに、コア層22と同じ厚さt2(図2参照)を有している。また、ダミー層24とコア層22との間には、第二クラッド層23が介在する。このため、コア層22からダミー層24には、光は漏洩し難い。なお、コア層22に対してY方向にずれたダミー層24Aは、第一ダミー層の一例であり、コア層22に対してY方向の反対方向にずれたダミー層24Bは、第二ダミー層の一例である。
 図7から明らかとなるように、この場合、突出部23pは、コア層22と二つのダミー層24とを覆うように形成される。すなわち、突出部23pは、ダミー層24に対してベース10とは反対側に位置した部位を含んでいる。
 このような構成により、突出部23pのY方向における幅をより広くすることができる。この場合、接着剤40のY方向における幅を広くすることができ、その分、突出部23pと部材30Eとの接合強度を高めることができる。また、突出部23pおよび接着剤40の幅が広くなる分、部材30Eが、Y方向により広い幅を有することになるため、光学構造200の端面200eと接合される端面100eの面積をより大きくすることができ、その分、当該光学構造200との接合強度を高めることができる。
 なお、頂面23p1には、コア層22とダミー層24との間の間隔とZ方向に並ぶ位置に、溝23gが形成される。当該溝23gの深さは、突出部23pの高さ、すなわちコア層22の厚さt2より浅く、接着剤40が入り込める程度に設定される。このため、溝23g内に接着剤40が入らず、当該接着剤40と突出部23pとの間に隙間ができ、ひいては接着剤40による導波路層20と部材30Eとの接合強度が低下するような事態が生じるのを、回避することができる。
 図8は、図7のVIII-VIII断面図である。当該断面をZ方向の反対方向に見た図8に示されるように、ダミー層24の、コア層22とは反対側の縁には、凹部形状24bおよび凸部形状24aが設けられている。凹部形状24bおよび凸部形状24aは、図8の平面視において、X方向に延びる縁と、Y方向に延びる縁と、が交互に設けられることによって、形成されている。仮に、コア層22からダミー層24に光が漏洩した場合に、当該漏洩した光が、ダミー層24内を、光学構造200に向けてX方向に伝送されるのは、好ましくない。そこで、本実施形態では、導波路層20内のダミー層24の位置において、X方向に沿って実効屈折率が不連続に変化するよう、凹部形状24bおよび凸部形状24aが設けられている。このような構成により、ダミー層24を伝送される光は、凹部形状24bおよび凸部形状24aから、当該ダミー層24の外へ漏洩する。一例として、凸部形状24aのY方向における幅w2は、500[μm]であり、凹部形状24bのY方向における幅w3は、250[μm]である。凸部形状24aのX方向における長さL1は、300[μm]以上2000[μm]以下であり、凹部形状24bのX方向における長さL2は、200[μm]以上1000[μm]以下である。また、コア層22とダミー層24との間の距離d1は、10[μm]である。ただし、これら幅w2、幅w3、長さL1、長さL2、および距離d1の値は、一例に過ぎず、上記の値には限定されない。凹部形状24bおよび凸部形状24aは、漏洩部の一例である。
 なお、本実施形態の光導波路構造100Eは、仮想平面VPに対して面対称の構造を有している。仮想平面VPは、X方向およびZ方向に沿い、Y方向と直交している。したがって、ダミー層24Bも、ダミー層24Aと面対称の構造を有している。よって、当該ダミー層24Bによっても、ダミー層24Aと同様の効果が得られる。
 図9は、光導波路構造100Eの導波路層20Eの平面図、言い換えると、光導波路構造100Eの製造工程において、部材30Eが導波路層20E上に載せられる前の状態を示す平面図である。本実施形態では、導波路層20のZ方向の端部には、コア層22およびダミー層24に対応した突出部23pが形成される。すなわち、突出部23pは、Z方向の反対方向に見た平面視において、凹部形状24bおよび凸部形状24aに対応した形状を有する。すなわち、突出部23pのY方向の端部に位置する傾斜部23i1、およびY方向の反対方向の端部に位置する傾斜部23i2は、それぞれ、X方向に延びる区間23iaと、Y方向に延びる区間23ibとを有することになる。この場合、図9に示されるように、部材30Eを導波路層20上に載せる際に、これら区間23ia,23ibを、当該部材30Eの位置決めに利用することができる。すなわち、傾斜部23iの区間23ia,23ibは、アライメントマーカの一例である。
[第6実施形態]
 図10は、第6実施形態の光導波路構造100F(100)の正面図である。本実施形態でも、部材30F(30)と導波路層20とは、複数箇所(この例では2箇所)に設けられた接着剤40によって接合されている。接着剤40は、傾斜部23iからずれるとともに隅部Cから離れた位置で表面23a1と部材30Fとを接合する二つの接着剤40bを含んでいる。また、本実施形態では、二つの接着剤40bの間に、二つの傾斜部23i1,23i2が位置している。
 本実施形態によれば、接着剤40が2箇所に設けられる分、部材30Fと導波路層20との接合強度をより高めることができる。また、接着剤40がY方向に離れた2箇所に設けられる分、部材30FがY方向により広い幅を有することになるため、光学構造200の端面200eと接合される端面100eの面積をより大きくすることができ、その分、当該光学構造200との接合強度を高めることができる。なお、図10の例から明らかとなるように、部材30F(30)と突出部23pとが接着剤40によって接合されていることは、必須ではない。
[第7実施形態]
 図11は、第7実施形態の光導波路構造100G(100)の正面図である。本実施形態でも、部材30G(30)と導波路層20G(20)とは、複数箇所(この例では2箇所)に設けられた接着剤40によって接合されている。接着剤40は、傾斜部23iからずれるとともに隅部Cから離れた位置で表面23a1と部材30Gとを接合する二つの接着剤40bを含んでいる。また、本実施形態では、二つの接着剤40bの間に、二つの突出部23p、すなわち四つの傾斜部23iが、位置している。
 本実施形態によれば、接着剤40が2箇所に設けられる分、部材30Gと導波路層20との接合強度をより高めることができる。また、接着剤40がY方向に離れた2箇所に設けられる分、部材30GがY方向により広い幅を有することになるため、光学構造200の端面200eと接合される端面100eの面積をより大きくすることができ、その分、当該光学構造200との接合強度を高めることができる。また、本実施形態では、一つの部材30Gが、複数の突出部23p(コア層22)に対応した補強部材として機能している。この場合、複数の突出部23p(コア層22)に対してそれぞれ別個に部材30が設けられた構成に比べて、部品点数をより少なくすることができ、ひいては製造の手間やコストを抑制することができるという利点も得られる。
[第8実施形態]
 図12は、第8実施形態の光導波路構造100H(100)の正面図である。本実施形態でも、部材30H(30)と導波路層20とは、複数箇所(この例では2箇所)に設けられた接着剤40によって接合されている。接着剤40は、突出部23pと部材30Hとを接合する接着剤40aと、傾斜部23iからずれるとともに隅部Cから離れた位置で表面23a1と部材30Hとを接合する二つの接着剤40bと、を含んでいる。また、本実施形態では、二つの接着剤40a,40bの間に、三つの傾斜部23iが位置している。
 本実施形態によれば、接着剤40が2箇所に設けられる分、部材30Hと導波路層20との接合強度をより高めることができる。また、接着剤40がY方向に離れた2箇所に設けられる分、部材30HがY方向により広い幅を有することになるため、光学構造200の端面200eと接合される端面100eの面積をより大きくすることができ、その分、当該光学構造200との接合強度を高めることができる。また、本実施形態でも、一つの部材30Hが、複数の突出部23p(コア層22)で共用されているため、部品点数をより少なくすることができ、ひいては製造の手間やコストを抑制することができる。
[第9実施形態]
 図13は、第9実施形態の光導波路構造100I(100)の正面図である。本実施形態でも、部材30I(30)と導波路層20とは、複数箇所(この例では2箇所以上)に設けられた接着剤40によって接合されている。接着剤40は、突出部23pと部材30Iとを接合する複数の接着剤40aを含んでいる。また、本実施形態では、Y方向に隣り合った二つの接着剤40aの間に、二つの傾斜部23iが位置している。部材30Iは、2個以上の突出部23pを覆うように設けられている。
 本実施形態によれば、接着剤40が2箇所以上に設けられる分、部材30Iと導波路層20との接合強度をより高めることができる。また、接着剤40がY方向に離れた2箇所以上に設けられる分、部材30IがY方向により一層広い幅を有することになるため、光学構造200の端面200eと接合される端面100eの面積をより大きくすることができ、その分、当該光学構造200との接合強度を高めることができる。また、本実施形態でも、一つの部材30Iが、複数の突出部23p(コア層22)で共用されているため、部品点数をより少なくすることができ、ひいては製造の手間やコストを抑制することができる。
 上述した複数の実施形態のように、複数の接着剤40の位置は、種々の組み合わせを採用しうる。
 以上、本発明の実施形態および変形例が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック(構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。
 例えば、上記実施形態では、光導波路構造は、PLCであったが、これには限定されず、光導波路構造は、例えば、SiPh導波路や、InP導波路、SiN導波路であってもよい。
 本発明は、光導波路構造に利用することができる。
10…ベース
10a…表面
20,20A,20E,20G…導波路層
20e…端部
20e1…端面
21…第一クラッド層
21a…上面
22…コア層
23…第二クラッド層
23a…部位
23b…部位
23a1…表面(周辺部分)
23g…溝
23i…傾斜部
23i1…傾斜部(第一傾斜部)
23i2…傾斜部(第二傾斜部)
23ia…区間
23ib…区間
23p…突出部
23p1…頂面
24…ダミー層
24A…ダミー層(第一ダミー層)
24B…ダミー層(第二ダミー層)
24a…凸部形状(漏洩部)
24b…凹部形状(漏洩部)
30,30A~30I…部材
30a…底面
40…接着剤
40a…接着剤(第一接着剤)
40b…接着剤(第二接着剤)
100,100A~100I…光導波路構造
100e…端面
200…光学構造
200e…端面
C…隅部
d1…距離
L1…長さ
L2…長さ
t1…厚さ
t2…厚さ
t3…厚さ
w1…幅
w2…幅
w3…幅
VP…仮想平面
X…方向(第二方向)
Y…方向(第三方向)
Z…方向(第一方向)

Claims (15)

  1.  第一方向を向いた第一面を有した第一部材と、
     前記第一面から離れた位置で前記第一方向と交差した第二方向に延びたコア層と、前記第一面上で前記コア層を取り囲むクラッド層であって少なくとも前記コア層に対して前記第一部材の反対側となる部位でその周辺部分に対して前記第一方向に突出した突出部を有したクラッド層と、前記突出部と前記周辺部分との境界に設けられた傾斜部と、を有した導波路層と、
     前記導波路層の長手方向の端部に対して前記第一部材とは反対側に設けられた第二部材と、
     前記傾斜部からずれた位置で、前記クラッド層と前記第二部材とを接合した接着剤と、
     を備えた、光導波路構造。
  2.  前記導波路層は、前記接着剤として、前記突出部と前記第二部材とを接合した第一接着剤を有した、請求項1に記載の光導波路構造。
  3.  前記導波路層は、前記接着剤として、前記周辺部分と前記第二部材とを接合した第二接着剤を有した、請求項1に記載の光導波路構造。
  4.  前記導波路層は、前記接着剤として、前記突出部と前記第二部材とを接合した第一接着剤と、前記周辺部分と前記第二部材とを接合した第二接着剤と、を有した、請求項1に記載の光導波路構造。
  5.  前記導波路層は、前記接着剤として、前記クラッド層と前記第二部材とを接合する複数の接着剤を有した、請求項1に記載の光導波路構造。
  6.  前記複数の接着剤の間に、前記傾斜部が位置した、請求項5に記載の光導波路構造。
  7.  前記複数の接着剤の間に、前記傾斜部として複数の傾斜部が位置した、請求項5に記載の光導波路構造。
  8.  前記クラッド層は、前記傾斜部として、前記突出部における前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向の端部に位置した第一傾斜部と、前記突出部における前記第三方向の反対方向の端部に位置した第二傾斜部と、を有し、
     前記複数の接着剤の間に、前記第一傾斜部および前記第二傾斜部が位置した、請求項7に記載の光導波路構造。
  9.  前記導波路層は、前記第一方向および前記第二方向と交差した方向に間隔をあけて前記コア層と並んだダミー層を有し、
     前記突出部は、前記ダミー層に対して前記第一部材とは反対側に位置した部位を含む、請求項2に記載の光導波路構造。
  10.  前記導波路層は、前記ダミー層として、前記コア層に対して前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向にずれた第一ダミー層と、前記コア層に対して前記第三方向の反対方向にずれた第二ダミー層と、を有した、請求項9に記載の光導波路構造。
  11.  前記ダミー層は、光を漏洩する漏洩部を有した、請求項10に記載の光導波路構造。
  12.  前記ダミー層は、前記漏洩部として、前記ダミー層の前記コア層とは反対側の縁に、前記第一方向の反対方向に見た場合における凹部形状または凸部形状が設けられた、請求項11に記載の光導波路構造。
  13.  前記コア層上に積層される前記クラッド層の前記第一方向における厚さは、15[μm]以下である、請求項1~12のうちいずれか一つに記載の光導波路構造。
  14.  前記クラッド層は、テトラエトキシシランを含む、請求項1~12のうちいずれか一つに記載の光導波路構造。
  15.  前記コア層の、前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向における幅は、1[mm]以上である、請求項1~12のうちいずれか一つに記載の光導波路構造。
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