JP2004053623A

JP2004053623A - Optical waveguide substrate equipped with optical path changing part and its manufacture method

Info

Publication number: JP2004053623A
Application number: JP2002206608A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ono; 大野　猛; Toshikazu Horio; 堀尾　俊和; Toshifumi Kojima; 小嶋　敏文; ▲高▼田　俊克; Toshikatsu Takada
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technique for manufacturing an optical waveguide substrate which is decreased in loss of an optical signal by a simpler manufacture process. <P>SOLUTION: A core 24 having specified shape, a lower layer clad 25, an upper layer clad 26 and a middle layer clad 27 are formed on a supporting substrate 20. Then, a notched part 32 equipped with a reflection surface 30 and a cut surface 31 is formed near the end of the core 24. Next, the notched part 32 is filled with a filler 33 constituted of material having a higher refractive index than that of the clad. Thereafter, an optical element 35 is mounted to cover over the notched part 32 on the surface of the clad 26. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光が伝搬する光路となる光導波路と、光が伝搬する光路を所望の方向に変換する光路変換部と、を有する光導波基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信技術の発達に従って、電気信号よりもさらに高速の信号伝達が可能な光信号を用いた通信・伝送技術が種々検討されている。例えば、光ファイバを用いる技術や、所定の平面基板上に光導波路を形成した平面光回路を用いる技術が知られている。平面光回路においては、平面基板と略平行に形成される光導波路と、基板表面に実装される光・電子素子（発光素子や受光素子）との間で、効率よく光が伝わるように、光導波路内を伝播する光が基板に対して垂直に光路変換するための光路変換部を設ける必要がある。
【０００３】
光路変換部を形成する方法の一つとして、光を反射させて光路変換部として働く反射面を形成するための加工を、光導波路を備える基板の上面側から行なった後、加工した光導波路を、他の基板上に転写する方法が提案されている（例えば、特開２０００−１９９８２７号公報および特開平１０−３００９６１号公報など）。このような製造工程の概略を、図９に示す。ここでは、第１の基板２４０上に下部クラッド２２５、コア２２４、上部クラッド２２６を形成し（図９（Ａ））、さらに、光路変換部を形成するためにＶ溝２３２を形成する（図９（Ｂ））。その後、上記下部クラッド２２５、コア２２４、上部クラッド２２６から成る光導波路を第２の基板２２０上に転写すると共に、光導波路から第１の基板２４０を剥離する（図９（Ｃ））。これにより、第２の基板２２０上に、光路変換部として働く２つの反射面２３０を備える光導波路を形成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示すような方法では、光導波路の転写という工程を必要としていた。製造工程の簡素化および低コスト化は、このような光信号を伝達する技術の実用化・汎用化のために必須であり、さらなる製造工程の簡素化が望まれていた。
【０００５】
上記方法の他、光導波路の転写を要しない製造方法も知られている。（例えば、特開平１０−３００９６１号公報など）。このような製造工程の概略を、図１０に示す。ここでは、基板３２０上に下部クラッド３２５、コア３２４、上部クラッド３２６を形成し（図１０（Ａ））、さらに、光路変換部を形成するために、反射面３３０と垂直面３３１とを備えるＶ溝３３２を形成する（図１０（Ｂ））。その後、上記反射面３３０上に金属膜３３４を形成する（図１０（Ｃ））。これにより、光路変換部として働く反射面３３０を備える光導波路を形成することができる。なお、図１０（Ｃ）では、図示の便宜上、コア３２４内を光が直進するように描かれているが、実際には、コア３２４とクラッド３２５，３２６との境界で光が反射されて、ジグザグに進行する。
【０００６】
ここでは、反射面３３０と垂直面３３１とを備えるＶ溝３３２を形成することで、光導波路の転写を不要としている。しかしながら、光導波路を伝播する光は、図１０中の垂直面３３１を通ってさらに空気中を通過することになるため、この垂直面３３１において光信号の一部が反射されてしまい、光信号の損失が大きいという問題があった。以上のように、光路変換部を備える光導波基板において、光信号の損失をより少なくする技術、また、その製造工程をより簡素化する技術が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、光導波路と光路変換構造を備える基板において光信号の損失をより小さくすると共に、このような光導波基板を、より簡素な製造工程により製造する技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明の第１の光導波基板の製造方法は、光が伝搬する光路となる光導波路と、光が伝搬する光路を所望の方向に変換する光路変換部と、を有する光導波基板の製造方法であって、
（ａ）前記基板を支持するために用いる支持基材を用意する工程と、
（ｂ）前記支持基材上に、屈折率の異なる複数の層を形成することによって、所定の形状のコアおよび該コアを取り囲むクラッドを備える光導波路を形成する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程で形成した前記コアの端部近傍において、前記コアの垂直な端面を形成する第１の切断面と、前記第１の切断面から傾いた第２の切断面と、を備える切れ込み部を形成する工程と、
（ｄ）前記切れ込み部が形成する空間内に、前記クラッドよりも屈折率が高い透光性材料を充填する工程と
を備えることを要旨とする。
【０００９】
以上のような光導波基板の製造方法によれば、切れ込み部内に、クラッドを構成する材料よりも屈折率が高い材料を充填するので、コアからこの切れ込み部に伝播してきた光の少なくとも一部が、第２の切断面のところで光学的に全反射して、光路が変換される。この構成では、切れ込み部内が空間（空気）である場合に比べて、コアと切れ込み部との間の屈折率の差が小さくなり、光導波路を伝播する光が第１の切断面で反射されることによる損失をより小さくすることができる。また、上記のようにクラッドよりも大きな屈折率を有する材料を充填することで、クラッド層によって形成される第２の切断面における反射の効率を向上させることができる。
【００１０】
さらに、本発明の第１の光導波基板の製造方法によれば、光導波路を形成する際に、コアの端部近傍において切れ込み部を形成するため、支持基材の上方から切れ込み部を形成するだけで、光路変換部（クラッドによって形成される反射面である第２の切断面）を容易に形成することができる。そのため、第２の切断面における反射効率を確保するために第２の切断面に金属膜などを形成したり、光導波路を転写する工程も不要となり、製造工程を簡素化することができる。
【００１１】
このような本発明の第１の光導波基板の製造方法において、
前記透光性材料は、前記コアの屈折率以上の屈折率を有することとしても良い。
【００１２】
このような構成とすれば、第１の切断面における反射をより充分に抑えることができる。特に、コアと屈折率が等しい材料を充填する場合には、第１の切断面における反射を実質的になくすことができる。また、コア以上の屈折率を示す材料を充填することで、充填した材料の屈折率と、第２の切断面を形成するクラッドの屈折率との差が充分に大きくなり、第２の切断面における反射の効率を高めることができる。
【００１３】
また、本発明の第２の光導波基板の製造方法は、光が伝搬する光路となる光導波路と、光が伝搬する光路を所望の方向に変換する光路変換部と、を有する光導波基板の製造方法であって、
（ａ）前記基板を支持するために用いる支持基材を用意する工程と、
（ｂ）前記支持基材上に、屈折率の異なる複数の層を形成することによって、所定の形状のコアおよび該コアを取り囲むクラッドを備える光導波路を形成する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程で形成した前記コアの端部近傍において、前記コアの垂直な端面を形成する第１の切断面と、前記第１の切断面から傾いた第２の切断面と、を備える切れ込み部を形成する工程と、
（ｄ）前記第２の切断面上に反射膜を形成する工程と、
（ｅ）前記切れ込み部が形成する空間内に、前記コアよりも屈折率が高い透光性材料を充填する工程と
を備えることを要旨とする。
【００１４】
以上のような光導波基板の製造方法によれば、切れ込み部内に、コアを構成する材料よりも屈折率が高い材料を充填するため、光導波路を伝播する光が第１の切断面で反射されることによる損失をより小さくすることができる。また、上記のようにコアよりも大きな屈折率を有する材料を充填することで、クラッド層によって形成される第２の切断面における反射の効率を向上させることができる。
【００１５】
さらに、本発明の第１の光導波基板の製造方法によれば、光導波路を形成する際に、コアの端部近傍において切れ込み部を形成するため、支持基材の上方から切れ込み部を形成するだけで、光路変換部（反射面として働く第２の切断面）を容易に形成することができる。そのため、光導波路を転写する工程が不要となり、製造工程を簡素化することができる。
【００１６】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、本発明の光路変換素子を備える基板の製造方法により製造した光導波基板等の態様で実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例の光導波基板の製造方法：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．変形例：
【００１８】
Ａ．第１実施例の光導波基板の製造方法：
図１は、本実施例の光導波基板の製造工程を表わす説明図である。また、図２から図３は、各製造工程の様子を模式的に表わす説明図である。本実施例は、光導波路の端部において、光路を変換するために設ける反射面の形成方法に特徴があるため、図２では、本実施例の要部として、上記反射面を形成する光導波路の端部周辺の様子を示している。本実施例の光導波基板を製造する際には、まず、後の工程で作製する光導波路を支持するための支持基材２０を用意する（ステップＳ１００、図２（Ａ））。本実施例では、支持基材２０としてガラス板を用いている。
【００１９】
次に、この支持基材２０上に、所定の形状の光導波路２２を形成する（ステップＳ１１０、図２（Ｂ））。光導波路２２は、コア２４と下層クラッド２５と上層クラッド２６とを備えている。コア２４は、下層クラッド２５上に、所定の形状に形成されている。コア２４は、その内部を光が伝播するための構造であり、例えば、断面矩形であって、所望の光路形状に対応した細長い形状を有している。図２（Ｂ）中に矢印Ｃで示す向きに支持基材２０を見たときのコア２４の配設位置を図２（Ｃ）に、図２（Ｂ）中に示すＤ−Ｄ断面の様子を図２（Ｄ）に示す。図２（Ｂ）および図２（Ｄ）に示すように、コア２４の側面と接する層、および、コア２４の端部と接する層として、間層クラッド２７を形成している。ここで、コア２４の端部は、既述する受光素子や発光素子を実装する位置に応じて、反射面を形成すべき位置に形成する。なお、図２では、説明の簡単のためコア２４を一つだけ示したが、光導波基板の用途に応じて、適宜所望の位置に同様のコアを複数形成すればよい。
【００２０】
コア２４およびクラッド２５〜２７は、いずれも、数μ〜数十μｍの厚さに形成されている。これらは、例えば、石英系ガラスや、エポキシ樹脂やアクリル樹脂あるいはポリイミド樹脂などの樹脂材料、あるいは、ガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）などの化合物半導体や、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）などの絶縁体結晶のように、光の吸収や散乱の小さい透光性材料によって形成することができる。コア２４を形成する透光性材料が、クラッド２５〜２７を形成する材料よりも数％程度屈折率が高い組み合わせとすればよい。なお、ここでは、クラッド２５〜２７は、いずれも同一の材料によって形成している。
【００２１】
上記した形状のコア２４あるいはクラッド２５〜２７を、樹脂材料によって形成する場合には、例えばディップコート法やスピンコート法によって形成することができる。また、石英系ガラスによって形成する場合には、例えばスパッタ法やＣＶＤ法によって形成することができる。また、上記化合物半導体によって形成する場合には、液相エピタキシ（ＬＰＥ）、あるいは気相エピタキシ（ＶＰＥ）であるＭＯＶＰＥ（ｍｅｔａｌ　ｏｒｇａｎｉｃ　ＶＰＥ）によって形成することができる。また、絶縁体結晶によって形成する場合には、イオン拡散やスパッタ法やＬＰＥによって形成することができる。コア２４あるいはクラッド２５〜２７となる各層は、支持基材２０上の全体に均一となるように順次形成していく。ただし、コア２４を形成するための層を成膜した後は、フォトリソグラフィーと、ドライエッチングなどの異方性エッチングとによって、図２に示した所望の形状にパターニングを行なって、コア２４を作製する。その後、間層クラッド２７および上層クラッド２６に対応する層を成膜して、光導波路２２を完成する。
【００２２】
ステップＳ１１０において光導波路２２を形成すると、次に、コア２４の端部の位置に、切れ込み部３２を形成する（ステップＳ１２０）。コア２４の端部位置に切れ込み部３２を形成した様子を、図３（Ａ）に示す。コア２４の端部の位置に切れ込み部３２を形成することで、反射面３０および切断面３１が形成される。本実施例では、反射面３０および切断面３１の間が、４５度の角度を成すように、切れ込み部３２を形成している。
【００２３】
切れ込み部３２は、例えば、フォトリソグラフィーとドライエッチングなどの異方性エッチングとによって形成することができる。あるいは、形成したい切れ込み部３２の形状に対応した形状を有するブレードを用いて、光導波路２２上に切れ込みを入れることとしても良い。ステップＳ１２０で形成する切れ込み部３２の深さは、コア２４と下層クラッド２５との境界面よりも深ければよい。
【００２４】
ステップＳ１２０で切れ込み部３２を形成すると、次に、この切れ込み部３２内に、充填材３３を充填する（ステップＳ１３０、図３（Ｂ））。ここで、充填材３３とは、クラッド（特に、間層クラッド２７）よりも大きな屈折率を有する（例えば樹脂）透光性材料によって形成されるものであり、コア２４以上の屈折率を有する材料によって形成することがさらに望ましい。
【００２５】
次に、上層クラッド２６の表面であって、上記充填材３３を充填した切れ込み部３２を覆うように光素子３５を実装して（ステップＳ１４０、図３（Ｃ））、光導波基板を完成する。光素子３５は、受光素子あるいは発光素子とすることができる。受光素子とは、光信号を受けてこれを電気信号に変換する素子であり、このような受光素子としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。また、発光素子とは、入力された電気信号を光信号に変換する素子であり、このような発光素子としては、発光ダイオードや半導体レーザを用いることができる。基板上に実装した受光素子あるいは発光素子は、所定の電気配線と接続することで、この電気配線との間で、光信号を変換した電気信号、あるいは、光信号に変換すべき電気信号をやり取りする。
【００２６】
図４は、反射面３０によって光路変換が行なわれる様子を模式的に表わす説明図である。なお、図４では、図示の便宜上、コア２４内を光が直進するように描かれているが、実際には、コア２４とクラッド２５，２６との境界で光が反射されてジグザグに進行する。コア２４内を切れ込み部３２方向に向かって光が伝播する場合には、この光は、コア２４の端面を形成する切断面３１を通過すると、さらに充填材３３の内部を通過する。そして、反射面３０で反射して、鉛直方向上方に光路変換する。また、これとは逆に、鉛直方向上方から反射面３０に対して光信号が入射されると、この光は、反射面３０で反射して水平方向に光路変換する。光路変換した光は、充填材３３内を通過し、さらに切断面３１を通過して、その後はコア２４内を伝播する。
【００２７】
図５は、光導波路２２の両端のそれぞれに、既述したようにして、反射面３０および切断面３１を備える切れ込み部３２を形成し、一方の反射面３０上には発光素子３５ａを、他方の反射面３０上には受光素子３５ｂを実装した様子を表わす。このような構成とすれば、発光素子３５ａの出射面から出射された光信号は、光導波路２２を伝播した後、受光素子３５ｂの入射面に伝えられる。
【００２８】
以上のように構成された本実施例の光導波基板の製造方法によれば、切れ込み部３２内に、クラッドよりも大きな屈折率を有する充填材３３を充填したことで、切れ込み部３２内が空間（空気）である場合に比べて、コア２４と切れ込み部３２との間の屈折率の差が小さくなるため、光導波路２２を伝播する光が切断面３１で反射されることによる損失をより小さくすることができる。この充填材３３の屈折率は、特に、コア２４の屈折率以上とすることが望ましい。これによって、切断面３１における反射をより充分に抑えることができる。中でも、充填材３３とコア２４の屈折率が等しい場合には、切断面３１における反射を実質的になくすことができる。さらに、光導波基板に実装する発光素子が半導体レーザの場合には、上記のように切断面３１における反射を抑えて戻り光を減らすことで、半導体レーザにおける出力変動を抑えるという効果を得ることができる。
【００２９】
また、上記のようにクラッドよりも大きな屈折率を有する充填材３３を充填することで、クラッド層によって形成される反射面３０における反射の効率を向上させるという効果も得られる。特に、充填材３３の屈折率を、コア２４の屈折率以上とすることで、反射面３０を形成するクラッド層の屈折率と充填材３３の屈折率との差が充分に大きくなり、反射面３０における反射の効率を確保することができる。
【００３０】
また、本実施例の光導波基板の製造方法によれば、光導波路を形成する際に、反射面３０を形成すべき位置が端部となるように予めコア２４を形成するため、基板の上方から切れ込み部３２を形成するだけで、クラッド層によって形成される反射面３１を容易に形成することができる。反射面３０を形成するクラッド層の屈折率と、充填材３３の屈折率との差を、充分に大きくすることにより、反射面３０において、反射効率を確保するための金属膜等を形成することも不要となる。また、反射面３０の形成は、基板の上方から切れ込み部３２を形成することによって成されるため、光導波路を転写する工程も不要となる。このように、本実施例の光導波基板の製造方法によれば、製造工程を簡素化することができる。
【００３１】
Ｂ．第２実施例：
図６は、第２実施例の光導波基板の製造工程を表わす説明図である。また、図７は、第２実施例における製造工程の様子を模式的に表わす説明図である。第２実施例の光導波基板の製造方法は、第１実施例と共通する工程を有しており、図６では、図１に示した工程と対応する工程には、図１における工程番号に１００を加えた数を、それぞれ工程番号として付している。第１実施例と共通する工程については、詳しい説明は省略する。また、第１実施例と共通する部分には同じ参照番号を付して、以下の説明を行なう。
【００３２】
ステップＳ２００〜Ｓ２２０まで、すなわち、支持基材２０を用意して光導波路を形成し、コア２４の端部に切れ込み部３２を形成するまでの工程は、第１実施例と同様である。この後、本実施例では、反射面３０上に、金属膜３４を形成する（ステップＳ２２５、図７（Ａ））。金属膜３４は、例えば、金、銀、アルミニウム等の金属を用いて、蒸着によって反射面３０表面をコーティングすることにより形成することができる。なお、反射面３０上において、上記のような金属膜ではない反射膜（例えば、誘電体多層膜など）を形成することとしても良い。
【００３３】
次に、図１のステップＳ１３０と同様に、切れ込み部３２内に、充填材１３３を充填する（ステップＳ２３０、図７（Ｂ））。ここで、第２実施例で切れ込み部３２内に充填する充填材１３３は、コア２４よりも屈折率の大きな（例えば樹脂）材料によって形成する。その後、図１のステップＳ１４０と同様に、光素子を実装して（ステップＳ２４０）、光導波基板を完成する。
【００３４】
以上のように構成された第２実施例の光導波基板の製造方法によれば、切れ込み部３２内に、コア２４よりも大きな屈折率を有する充填材１３３を充填することにより、光導波路２２を伝播する光が切断面３１で反射されることによる損失をより小さくすることができる。
【００３５】
また、第２実施例の光導波基板の製造方法によれば、光導波路を形成する際に、基板の上方から切れ込み部３２を形成するだけで、反射面３０を容易に形成することができる。そのため、光導波路を転写する工程が不要となり、製造工程を簡素化することができる。なお、第２実施例では、金属膜３４を形成することによって、反射面３０における反射効率が充分に確保されている。
【００３６】
さらに、第２実施例の光導波基板の製造方法によれば、切れ込み部３２内に、コア２４よりも大きな屈折率を有する充填材１３３を充填することにより、反射面３０で反射される光の利用率を、より向上させる効果が得られる。図８に、コア２４の屈折率がｎ_１、クラッド２５〜２７の屈折率がｎ_２、充填材３３の屈折率がｎ_３の時に、コア２４から反射面３０方向へ伝播される光信号の挙動を、模式的に示す。コア２４内を伝播した光が切断面３１を通過する際の、入射角をθ_１、屈折角をθ_２とすると、コア２４の屈折率ｎ_１と充填材３３の屈折率ｎ_３とが等しい（ｎ_１＝ｎ_３となる）ときには、入射角θ_１と屈折角θ_２とは等しくなる。そのため、光は切断面３１を直進し、反射面３０において全反射して、上方に向かって光路が変換される（図８（Ａ））。その際。反射面３０における入射角と反射角とは等しくなるため、反射面３０で反射した反射光は、鉛直方向との間で所定の角度を成す。これに対して、コア２４の屈折率ｎ_１よりも充填材３３の屈折率ｎ_３の方が大きい（ｎ_１＜ｎ_３となる）ときには、入射角θ_１よりも屈折角θ_２の方が小さくなる。そのため、切断面３１を通過した光は、より水平方向に近い角度で充填材３３内を進み、反射面３０で全反射することで、より鉛直方向に近い角度に光路が変換される（図８（Ｂ））。なお、図８では図示しなかったが、コア２４の屈折率ｎ_１よりも充填材３３の屈折率ｎ_３の方が小さい（ｎ_１＞ｎ_３となる）ときには、入射角θ_１よりも屈折角θ_２の方が大きくなる。その結果として、反射面３０で全反射することで上方に光路が変換される際には、その反射光が鉛直方向との間で成す角度は、図８（Ａ）に示した場合よりも大きくなる。以上より、本実施例のように充填材３３の屈折率を、コア２４の屈折率よりも大きくする場合には、より鉛直方向に近い角度で上方に光路変換することができるため、光の利用率を向上させることができる。
【００３７】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００３８】
Ｃ１．変形例１：
上記実施例では、支持基材２０としてガラス板を用いることとしたが、異なる構成とすることも可能である。支持基材２０として、例えば、シリコン基板や、セラミックや樹脂材料からなる基板を備えるプリント配線板を用いることとしても良い。
【００３９】
Ｃ２．変形例２：
また、上記実施例では、クラッド２５〜２７に囲まれるコア２４を所望の形状に形成する方法として異方性エッチングを用いることとしたが、異なる方法を用いることも可能である。所望の形状にコア２４を形成し、コア２４の端部に切れ込み部３２を形成可能であれば、本発明を適用することができる。異方性エッチングの他、射出成形やフォトブリーチング等、光導波路２２を構成する材料に応じて種々の方法を用いることが可能である。
【００４０】
フォトブリーチングとは、光照射によって屈折率を調節可能な樹脂材料を、コア２４およびクラッド２５〜２７を形成するための材料として用いる方法である。例えば、ケイ素系高分子材料であるポリシランを用いることができる。この材料は、紫外線照射を行なうことで、その屈折率を低下させることができる。光導波路２２を形成する際には、下層クラッド２５、コア２４および間層クラッド２７、上層クラッド２６を、この順序で上記樹脂材料を積層することによって形成する。そして、各層を形成するたびに、紫外線照射を行なって形成した層の屈折率を下げる処理を施すと共に、さらに熱硬化処理を施す。その際、コア２４および間層クラッド２７となる層を形成した後には、コア２４に相当する領域をマスキングして、この領域以外に紫外線照射を行なう。これによって、マスキングした領域は、より高い屈折率を維持したコア２４となり、それ以外の領域は、紫外線照射によって屈折率が低下して間層クラッド２７となる。このようにして、周囲のクラッド２５〜２７に比べて屈折率の高いコア２４を、所望の形状に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の光導波基板の製造工程を表わす説明図である。
【図２】各製造工程の様子を模式的に表わす説明図である。
【図３】各製造工程の様子を模式的に表わす説明図である。
【図４】反射面３０によって光路が変換される様子を模式的に表わす説明図である。
【図５】光導波基板上に発光素子と受光素子とを実装した様子を表わす模式図である。
【図６】第２実施例の光導波基板の製造工程を表わす説明図である。
【図７】各製造工程の様子を模式的に表わす説明図である。
【図８】コア２４から反射面３０方向へ伝播される光信号の挙動を模式的に示す説明図である。
【図９】従来知られる光路変換部の形成方法の概略を表わす説明図である。
【図１０】従来知られる光路変換部の形成方法の概略を表わす説明図である。
【符号の説明】
２０…支持基材
２２…光導波路
２４…コア
２５…下層クラッド
２６…上層クラッド
２７…間層クラッド
３０…反射面
３１…切断面
３２…切れ込み部
３３，１３３…充填材
３４…金属膜
３５…光素子
３５ａ…発光素子
３５ｂ…受光素子
２２０…第２の基板
２２４，３２４…コア
２２５，３２５…下部クラッド
２２６，３２６…上部クラッド
２３０，３３０…反射面
２３２，３３２…Ｖ溝
２４０…第１の基板
３２０…基板
３３１…垂直面
３３４…金属膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical waveguide substrate having an optical waveguide that serves as an optical path through which light propagates, and an optical path conversion unit that converts the optical path through which light propagates into a desired direction.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of information communication technology, various communication / transmission technologies using optical signals capable of transmitting signals at a higher speed than electric signals have been studied. For example, a technique using an optical fiber and a technique using a planar optical circuit in which an optical waveguide is formed on a predetermined planar substrate are known. In a planar optical circuit, an optical waveguide is formed so that light is efficiently transmitted between an optical waveguide formed substantially parallel to a planar substrate and an optical / electronic element (light emitting element or light receiving element) mounted on the substrate surface. It is necessary to provide an optical path changing unit for changing the optical path of light propagating in the wave path perpendicular to the substrate.
[0003]
As one of the methods of forming the optical path conversion section, after processing from the upper surface side of the substrate having the optical waveguide, processing for forming a reflection surface that reflects light and serves as an optical path conversion section is performed. There has been proposed a method of transferring images onto another substrate (for example, JP-A-2000-199827 and JP-A-10-30961). FIG. 9 shows an outline of such a manufacturing process. Here, a lower clad 225, a core 224, and an upper clad 226 are formed on the first substrate 240 (FIG. 9A), and further, a V-groove 232 is formed to form an optical path changing portion (FIG. 9). (B)). Thereafter, the optical waveguide including the lower clad 225, the core 224, and the upper clad 226 is transferred onto the second substrate 220, and the first substrate 240 is separated from the optical waveguide (FIG. 9C). Thereby, on the second substrate 220, it is possible to form an optical waveguide including the two reflection surfaces 230 functioning as an optical path conversion unit.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method as shown in FIG. 9 requires a step of transferring an optical waveguide. The simplification of the manufacturing process and the cost reduction are indispensable for the practical use and generalization of such a technology for transmitting an optical signal, and further simplification of the manufacturing process has been desired.
[0005]
In addition to the above method, a manufacturing method that does not require transfer of an optical waveguide is also known. (For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-30961, etc.). An outline of such a manufacturing process is shown in FIG. Here, a lower clad 325, a core 324, and an upper clad 326 are formed on a substrate 320 (FIG. 10A), and a V provided with a reflective surface 330 and a vertical surface 331 to form an optical path changing portion. A groove 332 is formed (FIG. 10B). After that, a metal film 334 is formed on the reflection surface 330 (FIG. 10C). Thereby, it is possible to form an optical waveguide including the reflection surface 330 serving as an optical path conversion unit. In FIG. 10C, for convenience of illustration, the light is drawn so as to go straight in the core 324. However, in actuality, the light is reflected at the boundary between the core 324 and the claddings 325 and 326. Proceed zigzag.
[0006]
Here, the transfer of the optical waveguide is unnecessary by forming the V-shaped groove 332 having the reflection surface 330 and the vertical surface 331. However, the light propagating through the optical waveguide passes through the vertical surface 331 in FIG. 10 and further passes through the air, so that a part of the optical signal is reflected on the vertical surface 331 and the optical signal There was a problem that the loss was large. As described above, in an optical waveguide substrate including an optical path conversion unit, a technique for further reducing the loss of an optical signal and a technique for further simplifying the manufacturing process have been desired.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and further reduces the loss of an optical signal in a substrate including an optical waveguide and an optical path conversion structure, and also enables such an optical waveguide substrate to be simplified. It is an object of the present invention to provide a technology for manufacturing by a simple manufacturing process.
[0008]
[Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects]
In order to achieve the above object, a first method for manufacturing an optical waveguide substrate according to the present invention includes an optical waveguide serving as an optical path through which light propagates, an optical path conversion unit that converts the optical path through which light propagates into a desired direction, A method for manufacturing an optical waveguide substrate having
(A) preparing a supporting base material used to support the substrate;
(B) forming an optical waveguide including a core having a predetermined shape and a clad surrounding the core by forming a plurality of layers having different refractive indexes on the support base material;
(C) near the end of the core formed in the step (b), a first cut surface forming a perpendicular end surface of the core, and a second cut surface inclined from the first cut surface. Forming a notch comprising:
(D) filling a space formed by the cutout with a translucent material having a higher refractive index than the cladding.
[0009]
According to the method for manufacturing an optical waveguide substrate as described above, the cut portion is filled with a material having a higher refractive index than the material forming the clad, so that at least a part of the light transmitted from the core to the cut portion is reduced. , The optical path is totally optically reflected at the second cut surface, and the optical path is changed. In this configuration, the difference in the refractive index between the core and the notch is smaller than when the inside of the notch is a space (air), and light propagating through the optical waveguide is reflected by the first cut surface. Loss can be reduced. Further, by filling a material having a refractive index higher than that of the clad as described above, the efficiency of reflection at the second cut surface formed by the clad layer can be improved.
[0010]
Further, according to the first method for manufacturing an optical waveguide substrate of the present invention, when forming an optical waveguide, a notch is formed near the end of the core, so that the notch is formed from above the support base material. Only by this, it is possible to easily form the optical path changing portion (the second cut surface which is the reflection surface formed by the clad). Therefore, there is no need to form a metal film or the like on the second cut surface or transfer the optical waveguide to secure the reflection efficiency on the second cut surface, and the manufacturing process can be simplified.
[0011]
In the first method for manufacturing an optical waveguide substrate of the present invention,
The translucent material may have a refractive index equal to or higher than the refractive index of the core.
[0012]
With such a configuration, reflection on the first cut surface can be more sufficiently suppressed. In particular, when a material having the same refractive index as the core is filled, reflection at the first cut surface can be substantially eliminated. Further, by filling a material having a refractive index equal to or higher than that of the core, the difference between the refractive index of the filled material and the refractive index of the clad forming the second cut surface becomes sufficiently large. Can improve the efficiency of reflection.
[0013]
Further, a second method for manufacturing an optical waveguide substrate according to the present invention is directed to an optical waveguide substrate having an optical waveguide serving as an optical path through which light propagates, and an optical path conversion unit configured to convert the optical path through which light propagates into a desired direction. A manufacturing method,
(A) preparing a supporting base material used to support the substrate;
(B) forming an optical waveguide including a core having a predetermined shape and a clad surrounding the core by forming a plurality of layers having different refractive indexes on the support base material;
(C) near the end of the core formed in the step (b), a first cut surface forming a perpendicular end surface of the core, and a second cut surface inclined from the first cut surface. Forming a notch comprising:
(D) forming a reflective film on the second cut surface;
(E) filling a space formed by the cutout with a translucent material having a higher refractive index than the core.
[0014]
According to the method for manufacturing an optical waveguide substrate as described above, since the notch is filled with a material having a higher refractive index than the material constituting the core, light propagating through the optical waveguide is reflected by the first cut surface. The loss due to this can be reduced. Further, by filling a material having a higher refractive index than the core as described above, the efficiency of reflection at the second cut surface formed by the cladding layer can be improved.
[0015]
Further, according to the first method for manufacturing an optical waveguide substrate of the present invention, when forming an optical waveguide, a notch is formed near the end of the core, so that the notch is formed from above the support base material. Only by this, the optical path conversion portion (the second cut surface serving as the reflection surface) can be easily formed. Therefore, the step of transferring the optical waveguide becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified.
[0016]
The present invention can be realized in various aspects, for example, an optical waveguide substrate manufactured by the method of manufacturing a substrate including the optical path conversion element of the present invention.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Manufacturing method of optical waveguide substrate of first embodiment:
B. Second embodiment:
C. Modification:
[0018]
A. Manufacturing method of optical waveguide substrate of first embodiment:
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing process of the optical waveguide substrate of the present embodiment. FIGS. 2 and 3 are explanatory views schematically showing the state of each manufacturing process. This embodiment is characterized by a method of forming a reflection surface provided for converting an optical path at an end of an optical waveguide. Therefore, FIG. 2 shows an optical waveguide forming the reflection surface as a main part of the embodiment. Of FIG. When manufacturing the optical waveguide substrate of the present embodiment, first, a support base material 20 for supporting an optical waveguide manufactured in a later step is prepared (Step S100, FIG. 2A). In this embodiment, a glass plate is used as the support base material 20.
[0019]
Next, the optical waveguide 22 having a predetermined shape is formed on the support base material 20 (Step S110, FIG. 2B). The optical waveguide 22 includes a core 24, a lower clad 25, and an upper clad 26. The core 24 is formed in a predetermined shape on the lower clad 25. The core 24 is a structure through which light propagates, for example, has a rectangular cross section and an elongated shape corresponding to a desired optical path shape. The arrangement position of the core 24 when the support base material 20 is viewed in the direction indicated by the arrow C in FIG. 2B is shown in FIG. 2C, and the cross section taken along the line DD shown in FIG. Is shown in FIG. 2 (D). As shown in FIGS. 2B and 2D, an interlayer clad 27 is formed as a layer in contact with the side surface of the core 24 and a layer in contact with an end of the core 24. Here, the end of the core 24 is formed at a position where a reflection surface is to be formed in accordance with the position at which the light receiving element or the light emitting element described above is mounted. Although only one core 24 is shown in FIG. 2 for simplicity of description, a plurality of similar cores may be formed at desired positions as appropriate according to the use of the optical waveguide substrate.
[0020]
Each of the core 24 and the claddings 25 to 27 is formed to have a thickness of several μm to several tens μm. These include, for example, quartz glass, resin materials such as epoxy resin, acrylic resin, and polyimide resin, compound semiconductors such as gallium arsenide (GaAs), and insulator crystals such as lithium niobate (LiNbO ₃ ). As described above, the light-transmitting material can be formed using a light-transmitting material with low light absorption and scattering. The combination of the light-transmitting material forming the core 24 and the refractive index of the material forming the claddings 25 to 27 may be higher by several percent. Here, the claddings 25 to 27 are all formed of the same material.
[0021]
When the core 24 or the claddings 25 to 27 having the above-described shape are formed of a resin material, they can be formed by, for example, a dip coating method or a spin coating method. In the case of using a quartz glass, it can be formed by, for example, a sputtering method or a CVD method. In the case of forming with the above compound semiconductor, it can be formed by liquid phase epitaxy (LPE) or MOVPE (metal organic VPE) which is vapor phase epitaxy (VPE). In the case of using an insulator crystal, it can be formed by ion diffusion, sputtering, or LPE. Each layer to be the core 24 or the claddings 25 to 27 is sequentially formed so as to be uniform on the whole of the support base material 20. However, after a layer for forming the core 24 is formed, the core 24 is formed by patterning into a desired shape shown in FIG. 2 by photolithography and anisotropic etching such as dry etching. I do. After that, a layer corresponding to the interlayer clad 27 and the upper clad 26 is formed to complete the optical waveguide 22.
[0022]
After the formation of the optical waveguide 22 in step S110, the notch 32 is formed at the end of the core 24 (step S120). FIG. 3A shows a state in which the cut portion 32 is formed at the end of the core 24. By forming the cutout portion 32 at the position of the end of the core 24, the reflection surface 30 and the cut surface 31 are formed. In this embodiment, the cut portion 32 is formed so that the angle between the reflection surface 30 and the cut surface 31 is 45 degrees.
[0023]
The cut portion 32 can be formed by, for example, photolithography and anisotropic etching such as dry etching. Alternatively, a cut may be made on the optical waveguide 22 using a blade having a shape corresponding to the shape of the cut portion 32 to be formed. The depth of the notch 32 formed in step S120 may be deeper than the interface between the core 24 and the lower clad 25.
[0024]
After the cut portion 32 is formed in step S120, the cut portion 32 is filled with the filler 33 (step S130, FIG. 3B). Here, the filler 33 is formed of a translucent material (for example, resin) having a higher refractive index than the cladding (particularly, the interlayer cladding 27), and is a material having a refractive index equal to or higher than that of the core 24. It is more desirable to form by.
[0025]
Next, the optical element 35 is mounted on the surface of the upper clad 26 so as to cover the cut 32 filled with the filler 33 (Step S140, FIG. 3C), and the optical waveguide substrate is completed. . The optical element 35 can be a light receiving element or a light emitting element. The light receiving element is an element that receives an optical signal and converts it into an electric signal. As such a light receiving element, for example, a photodiode can be used. In addition, a light emitting element is an element that converts an input electric signal into an optical signal, and a light emitting diode or a semiconductor laser can be used as such a light emitting element. The light-receiving element or light-emitting element mounted on the board is connected to a predetermined electric wiring to exchange an electric signal converted from an optical signal or an electric signal to be converted into an optical signal with the electric wiring. I do.
[0026]
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing how the optical path conversion is performed by the reflection surface 30. In FIG. 4, for convenience of illustration, light is drawn so as to go straight in the core 24, but actually, the light is reflected at the boundary between the core 24 and the claddings 25 and 26 and travels in a zigzag manner. . When light propagates in the core 24 toward the notch 32, the light passes through the cut surface 31 forming the end face of the core 24 and further passes through the inside of the filler 33. Then, the light is reflected by the reflection surface 30 and changes the optical path upward in the vertical direction. Conversely, when an optical signal is incident on the reflecting surface 30 from above in the vertical direction, the light is reflected by the reflecting surface 30 and changes its optical path in the horizontal direction. The light whose path has been changed passes through the filler 33, further passes through the cut surface 31, and thereafter propagates through the core 24.
[0027]
FIG. 5 shows that, as described above, a notch 32 having a reflecting surface 30 and a cutting surface 31 is formed at each of both ends of the optical waveguide 22, and a light emitting element 35a is provided on one reflecting surface 30 and the other is provided on the other. Shows that the light receiving element 35b is mounted on the reflection surface 30 of FIG. With such a configuration, an optical signal emitted from the emission surface of the light emitting element 35a is transmitted to the incidence surface of the light receiving element 35b after propagating through the optical waveguide 22.
[0028]
According to the method of manufacturing the optical waveguide substrate of the present embodiment configured as described above, the space 33 is filled with the filler 33 having a higher refractive index than the cladding. Since the difference in the refractive index between the core 24 and the cut portion 32 is smaller than in the case of (air), the loss due to the light propagating through the optical waveguide 22 being reflected by the cut surface 31 is further reduced. can do. It is particularly desirable that the refractive index of the filler 33 be equal to or higher than the refractive index of the core 24. Thereby, reflection on the cut surface 31 can be more sufficiently suppressed. In particular, when the refractive index of the filler 33 is equal to the refractive index of the core 24, the reflection at the cut surface 31 can be substantially eliminated. Further, when the light emitting element mounted on the optical waveguide substrate is a semiconductor laser, it is possible to obtain the effect of suppressing output fluctuation in the semiconductor laser by suppressing reflection at the cut surface 31 and reducing return light as described above. it can.
[0029]
Further, by filling the filler 33 having a refractive index larger than that of the cladding as described above, an effect of improving the efficiency of reflection on the reflection surface 30 formed by the cladding layer can be obtained. In particular, by setting the refractive index of the filler 33 to be equal to or higher than the refractive index of the core 24, the difference between the refractive index of the cladding layer forming the reflective surface 30 and the refractive index of the filler 33 becomes sufficiently large. The reflection efficiency at 30 can be ensured.
[0030]
Further, according to the method of manufacturing the optical waveguide substrate of the present embodiment, when forming the optical waveguide, the core 24 is formed in advance so that the position where the reflection surface 30 is to be formed is an end portion. The reflection surface 31 formed by the clad layer can be easily formed only by forming the notch portion 32 from the groove. By making the difference between the refractive index of the cladding layer forming the reflection surface 30 and the refractive index of the filler 33 sufficiently large, a metal film or the like for ensuring the reflection efficiency is formed on the reflection surface 30. Is also unnecessary. In addition, since the reflection surface 30 is formed by forming the cut portion 32 from above the substrate, a step of transferring the optical waveguide is not required. Thus, according to the method for manufacturing an optical waveguide substrate of the present embodiment, the manufacturing process can be simplified.
[0031]
B. Second embodiment:
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing process of the optical waveguide substrate according to the second embodiment. FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a state of a manufacturing process in the second embodiment. The method of manufacturing the optical waveguide substrate according to the second embodiment has the same steps as those of the first embodiment. In FIG. 6, the steps corresponding to the steps shown in FIG. The number obtained by adding 100 is given as the process number. Detailed description of the steps common to the first embodiment is omitted. In addition, the same reference numerals are given to parts common to the first embodiment, and the following description will be made.
[0032]
Steps S200 to S220, that is, the steps from preparing the supporting substrate 20 to forming the optical waveguide and forming the cutout 32 at the end of the core 24 are the same as those in the first embodiment. Thereafter, in the present embodiment, the metal film 34 is formed on the reflection surface 30 (Step S225, FIG. 7A). The metal film 34 can be formed by coating the surface of the reflection surface 30 by vapor deposition using a metal such as gold, silver, or aluminum. Note that a reflective film (for example, a dielectric multilayer film or the like) other than the above-described metal film may be formed on the reflective surface 30.
[0033]
Next, as in step S130 of FIG. 1, the cutout 32 is filled with the filler 133 (step S230, FIG. 7B). Here, in the second embodiment, the filler 133 filling the cut portion 32 is formed of a material (for example, resin) having a higher refractive index than the core 24. Thereafter, similarly to step S140 of FIG. 1, the optical element is mounted (step S240), and the optical waveguide substrate is completed.
[0034]
According to the method of manufacturing the optical waveguide substrate of the second embodiment having the above-described configuration, the optical waveguide 22 is formed by filling the cutout 32 with the filler 133 having a higher refractive index than the core 24. The loss due to the reflected light of the propagating light at the cut surface 31 can be further reduced.
[0035]
Further, according to the method for manufacturing the optical waveguide substrate of the second embodiment, when forming the optical waveguide, the reflection surface 30 can be easily formed only by forming the cutout portion 32 from above the substrate. Therefore, the step of transferring the optical waveguide becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified. In the second embodiment, by forming the metal film 34, the reflection efficiency on the reflection surface 30 is sufficiently ensured.
[0036]
Further, according to the method of manufacturing the optical waveguide substrate of the second embodiment, by filling the cutout 32 with the filler 133 having a larger refractive index than that of the core 24, the light reflected by the reflection surface 30 is reduced. The effect of further improving the utilization is obtained. 8, when the refractive index of the core 24 is n ₁ , the refractive indices of the claddings 25 to 27 are n ₂ , and the refractive index of the filler 33 is n ₃ , the optical signal propagated from the core 24 toward the reflection surface 30 is shown. The behavior is shown schematically. Assuming that an incident angle is θ ₁ and a refraction angle is θ ₂ when light propagated in the core 24 passes through the cut surface 31, the refractive index n ₁ of the core 24 is equal to the refractive index n ₃ of the filler 33. When (n ₁ = n ₃ ), the incident angle θ ₁ is equal to the refraction angle θ ₂ . Therefore, the light travels straight on the cut surface 31, is totally reflected on the reflection surface 30, and the optical path is converted upward (FIG. 8A). that time. Since the incident angle and the reflection angle on the reflection surface 30 are equal, the light reflected on the reflection surface 30 forms a predetermined angle with the vertical direction. In contrast, _(a n 1 _{<n 3)} a larger refractive index _{n 3} of the filler material 33 than the refractive index _{n 1} of the core 24 and sometimes found the refraction angle theta ₂ than the incident angle theta ₁ Become smaller. Therefore, the light that has passed through the cut surface 31 travels inside the filler 33 at an angle closer to the horizontal direction, and is totally reflected by the reflection surface 30, whereby the optical path is converted to an angle closer to the vertical direction (FIG. 8). (B)). Although not shown in FIG. 8, when the refractive index n ₃ of the filler 33 is smaller than the refractive index n ₁ of the core 24 (n ₁ > n ₃ ), the refractive index is smaller than the incident angle θ _1. If the angle θ ₂ is increased. As a result, when the optical path is converted upward by total reflection on the reflection surface 30, the angle between the reflected light and the vertical direction is larger than that shown in FIG. Become. As described above, when the refractive index of the filler 33 is set to be larger than the refractive index of the core 24 as in the present embodiment, the light path can be changed upward at an angle closer to the vertical direction. Rate can be improved.
[0037]
C. Modification:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the gist of the invention, and for example, the following modifications are possible.
[0038]
C1. Modification 1
In the above embodiment, a glass plate is used as the support base material 20, but a different configuration may be used. As the support base material 20, for example, a silicon substrate or a printed wiring board provided with a substrate made of a ceramic or resin material may be used.
[0039]
C2. Modified example 2:
Further, in the above embodiment, anisotropic etching is used as a method for forming the core 24 surrounded by the clads 25 to 27 into a desired shape, but a different method can be used. The present invention can be applied as long as the core 24 is formed in a desired shape and the cutout 32 can be formed at the end of the core 24. In addition to anisotropic etching, various methods, such as injection molding and photobleaching, can be used depending on the material constituting the optical waveguide 22.
[0040]
Photobleaching is a method in which a resin material whose refractive index can be adjusted by light irradiation is used as a material for forming the core 24 and the clads 25 to 27. For example, polysilane which is a silicon-based polymer material can be used. The refractive index of this material can be reduced by performing ultraviolet irradiation. When forming the optical waveguide 22, the lower clad 25, the core 24, the intermediate clad 27, and the upper clad 26 are formed by laminating the above resin materials in this order. Each time each layer is formed, the layer is irradiated with ultraviolet rays to reduce the refractive index of the formed layer, and is further subjected to a thermosetting treatment. At this time, after the layers to be the core 24 and the inter-layer clad 27 are formed, a region corresponding to the core 24 is masked, and the region other than this region is irradiated with ultraviolet rays. As a result, the masked region becomes the core 24 maintaining a higher refractive index, and the other regions become the interlayer clad 27 whose refractive index is reduced by the irradiation of ultraviolet rays. In this manner, the core 24 having a higher refractive index than the surrounding clads 25 to 27 can be formed in a desired shape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing process of an optical waveguide substrate according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a state of each manufacturing process.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a state of each manufacturing process.
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a state in which an optical path is converted by a reflection surface 30.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state in which a light emitting element and a light receiving element are mounted on an optical waveguide substrate.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing process of the optical waveguide substrate of the second embodiment.
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a state of each manufacturing process.
FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing the behavior of an optical signal propagated from the core 24 toward the reflection surface 30.
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a method of forming a conventionally known optical path conversion unit.
FIG. 10 is an explanatory view schematically showing a conventionally known method for forming an optical path conversion unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Support base material 22 ... Optical waveguide 24 ... Core 25 ... Lower clad 26 ... Upper clad 27 ... Interlayer clad 30 ... Reflective surface 31 ... Cut surface 32 ... Cut portion 33,133 ... Filling material 34 ... Metal film 35 ... Light Element 35a Light-emitting element 35b Light-receiving element 220 Second substrate 224, 324 Core 225, 325 Lower clad 226, 326 Upper clad 230, 330 Reflective surface 232, 332 V-groove 240 First substrate 320: substrate 331: vertical surface 334: metal film

Claims

光が伝搬する光路となる光導波路と、光が伝搬する光路を所望の方向に変換する光路変換部と、を有する光導波基板の製造方法であって、
（ａ）前記基板を支持するために用いる支持基材を用意する工程と、
（ｂ）前記支持基材上に、屈折率の異なる複数の層を形成することによって、所定の形状のコアおよび該コアを取り囲むクラッドを備える光導波路を形成する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程で形成した前記コアの端部近傍において、前記コアの垂直な端面を形成する第１の切断面と、前記第１の切断面から傾いた第２の切断面と、を備える切れ込み部を形成する工程と、
（ｄ）前記切れ込み部が形成する空間内に、前記クラッドよりも屈折率が高い透光性材料を充填する工程と
を備える光導波基板の製造方法。An optical waveguide serving as an optical path through which light propagates, and an optical path conversion unit that converts an optical path through which light propagates to a desired direction, comprising:
(A) preparing a supporting base material used to support the substrate;
(B) forming an optical waveguide including a core having a predetermined shape and a clad surrounding the core by forming a plurality of layers having different refractive indexes on the support base material;
(C) near the end of the core formed in the step (b), a first cut surface forming a perpendicular end surface of the core, and a second cut surface inclined from the first cut surface. Forming a notch comprising:
(D) filling a space formed by the notch with a translucent material having a higher refractive index than the cladding.

請求項１記載の光導波基板の製造方法であって、
前記透光性材料は、前記コアの屈折率以上の屈折率を有する材料である
光導波基板の製造方法。It is a manufacturing method of the optical waveguide substrate of Claim 1, Comprising:
The method for manufacturing an optical waveguide substrate, wherein the translucent material is a material having a refractive index equal to or higher than a refractive index of the core.

光が伝搬する光路となる光導波路と、光が伝搬する光路を所望の方向に変換する光路変換部と、を有する光導波基板の製造方法であって、
（ａ）前記基板を支持するために用いる支持基材を用意する工程と、
（ｂ）前記支持基材上に、屈折率の異なる複数の層を形成することによって、所定の形状のコアおよび該コアを取り囲むクラッドを備える光導波路を形成する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程で形成した前記コアの端部近傍において、前記コアの垂直な端面を形成する第１の切断面と、前記第１の切断面から傾いた第２の切断面と、を備える切れ込み部を形成する工程と、
（ｄ）前記第２の切断面上に反射膜を形成する工程と、
（ｅ）前記切れ込み部が形成する空間内に、前記コアよりも屈折率が高い透光性材料を充填する工程と
を備える光導波基板の製造方法。An optical waveguide serving as an optical path through which light propagates, and an optical path conversion unit that converts an optical path through which light propagates to a desired direction, comprising:
(A) preparing a supporting base material used to support the substrate;
(B) forming an optical waveguide including a core having a predetermined shape and a clad surrounding the core by forming a plurality of layers having different refractive indexes on the support base material;
(C) near the end of the core formed in the step (b), a first cut surface forming a perpendicular end surface of the core, and a second cut surface inclined from the first cut surface. Forming a notch comprising:
(D) forming a reflective film on the second cut surface;
(E) filling a space formed by the cutout with a translucent material having a higher refractive index than the core.

請求項１ないし３いずれか記載の光導波基板の製造方法であって、
前記（ｂ）工程は、前記複数の層を構成する材料に対して光照射することで、各層の屈折率を調節する工程を含む
光導波基板の製造方法。The method for manufacturing an optical waveguide substrate according to claim 1, wherein
The method (b) is a method for manufacturing an optical waveguide substrate including a step of irradiating a material constituting the plurality of layers with light to adjust a refractive index of each layer.

請求項１ないし４いずれか記載の光導波基板の製造方法であって、
前記第１の切断面と前記第２の切断面とは、４５°の角度を形成する
光導波基板の製造方法。The method for manufacturing an optical waveguide substrate according to claim 1, wherein
The method for manufacturing an optical waveguide substrate, wherein the first cut surface and the second cut surface form an angle of 45 °.

光が伝搬する光路となる光導波路と、光が伝搬する光路を所望の方向に変換する光路変換部と、を有する光導波基板であって、
前記基板を支持するための支持基材と、
前記支持基材上に設けられ、コアとクラッドとを備える光導波路と、
前記コアの垂直な端面を形成する第１の切断面と、前記第１の切断面から傾いて、前記クラッドによって形成される第２の切断面と、を備える切れ込み部と、
前記切れ込み部が形成する空間内に充填され、前記クラッドよりも屈折率が高い透光性材料によって形成される充填材と
を備える光導波基板。An optical waveguide substrate having an optical waveguide that serves as an optical path through which light propagates, and an optical path conversion unit that converts the optical path through which light propagates to a desired direction,
A support base material for supporting the substrate,
An optical waveguide provided on the supporting substrate and including a core and a clad,
A notch provided with a first cut surface forming a vertical end surface of the core, and a second cut surface formed by the clad inclined from the first cut surface;
An optical waveguide substrate comprising: a filler that is filled in a space formed by the cutout portion and that is formed of a translucent material having a higher refractive index than the cladding.

光が伝搬する光路となる光導波路と、光が伝搬する光路を所望の方向に変換する光路変換部と、を有する光導波基板であって、
前記基板を支持するための支持基材と、
前記支持基材上に設けられ、コアとクラッドとを備える光導波路と、
前記コアの垂直な端面を形成する第１の切断面と、前記第１の切断面から傾いた第２の切断面と、を備える切れ込み部と、
前記第２の切断面上に形成される反射膜と、
前記切れ込み部が形成する空間内に充填され、前記コアよりも屈折率が高い透光性材料によって形成される充填材と
を備える光導波基板。An optical waveguide substrate having an optical waveguide that serves as an optical path through which light propagates, and an optical path conversion unit that converts the optical path through which light propagates to a desired direction,
A support base material for supporting the substrate,
An optical waveguide provided on the supporting substrate and including a core and a clad,
A notch including a first cut surface forming a vertical end surface of the core, and a second cut surface inclined from the first cut surface;
A reflective film formed on the second cut surface;
An optical waveguide substrate comprising: a filler that is filled in a space formed by the cutout portion and that is formed of a translucent material having a higher refractive index than the core.