JP2006337748A - 光導波路及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光導波路コア内の気体クラッドからなる反射面を用いて、局所的なコアとクラッドの屈折率差を大きく取り、伝搬光の大きな方向変換機能を有する光導波路を提供する。
【解決手段】 導波路コアと、該導波路コアの周囲を取り囲み、該導波路コアより屈折率の小さいクラッドとを有する光導波路であって、前記導波路コア内部に空孔を有し、前記導波路コアと前記空孔との界面の一部または全部を反射面として伝搬光の一部又は全部の方向を変換させることを特徴とする光導波路である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光伝搬方向の変換機能を有する光導波路、及びその製造方法に関する。

高速信号の伝送において、それを担っている電気は限界が近づき、光伝送の役割が期待されている。そのような中、光電混載ボードの実現が急務とされている。光電混載ボードを実現するには高集積な電気デバイスに対応した光導波路が必要となる。集積によって発生した規制の中で伝搬方向の変換を大きくかつ小スペースで実現することが求められ、高分子導波路は石英系に比べて設計の自由度が高く有利である。現在、数々の高分子導波路を用いた伝搬方向の変換方法が検討されているが、次の（１）〜（３）のような問題がある。

（１）円弧
伝搬方向を大きく変換するには、円弧を使って行っていた。しかし、円弧を使用する場合必ず放射モードによる損失を免れることはできず、その損失を少なく抑える為には一定以上の曲率半径としなければならず、大きなスペースを確保する必要が生じる。
（２）全反射
クラッドによる全反射を使用したものがあるが、コアとクラッドとの屈折率差が小さいために、全反射できる角度は小さく、大きな伝搬方向の変換ができなかった。また、完全な全反射を行うことはできず、全反射面における漏れ光があった。
（３）ダイシングソーによるミラー面作製
ダイシングソーを使用して光導波路を４５°で切断し、その切断面を反射ミラーとして光路変換させることは広く知られた方法であるが、局所的な施しは不可能であり、また高分子光導波路を事実上切断することを意味し、光導波路端面以外での実現は困難である。またダイシング位置の精度が要求され工数増加に伴うコスト高となる。

以上のうちで円弧を利用し、コア内にクラッドを具備した上記問題点に対する解決策が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。これは、円弧部に中州状クラッドを入れ、曲がり部分の光導波路を幅の狭い複数本の光導波路に分割し、漏れ光を大幅に低減したものである。これにより、漏れ光が減ることで損失は減り、曲率を小さくとることができるが、やはり小型化に限界がある。

以上のようなことから、小さい面積で伝搬光の大きな方向変換を行う方法として、コアとの屈折率の差が大きいものをクラッドとして局所的に使用することで全反射条件を拡大させることが考えられる。そのような手法としては、例えば、空気クラッドが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。これは、９０度屈折の外に空気クラッド反射部がコア外部に設けてあり、光がそのクラッドで反射するものである。これも、空気クラッド層が外部に位置し、製造プロセスが複雑で容易に製造することができない。

その他、空気クラッドを用いた例として、光導波路コアの屈曲部の外側に密閉された空隙（空気泡）を設け、該空隙とコアとの界面を反射面とする光導波路が提案されている（例えば、特許文献３、４参照。）。これらは、いずれも、光導波路コアの外部にも空隙が存在し、この空隙の屈折率とコアの屈折率との差を利用して反射面として構成している。特許文献４の構成では、空気クラッドの形成はエッチングによって行っているが、エッチングにより形成された面は荒れる傾向にあり、反射面としては反射効率が劣化するという問題がある。また、エッチングの場合は設備コストが高くなる傾向にあることや、エッチングの工程を設けること自体が時間的に不利であった。また、該空隙が空気泡であるということと、クラッド材の堆積方法から導波路端面全体と該空隙とが完全に接しておらず、また完全な平たんな面でもないことから、それらに起因する光損失を免れない。
また、これらの特許文献３、４の構成は、光導波路コア全体を全反射面として構成せざるを得ず、分岐導波路とすることができなかった。

また、光を複数に分岐する為の分岐導波路においては、Ｙ分岐などが広く用いられている方法であるが、分岐角の増大は漏れ光の増大を伴い限界があり、広角な分岐は行うことができなかった。

これらの根本なる原因は、光導波路と接続するファイバなどの光学部品との接続条件においてＮＡが規定されてしまっているため、用いられるコアとクラッドの屈折率に制限があるためである。よって、伝搬光の方向を大きく変換させたい場所において局所的にコアと屈折率差のあるクラッドを使用できれば、大きな伝搬方向の変換が実現できるのである。

また、そもそも導波路設計において自由度がある高分子を利用する場合、クラッドに用いる高分子の屈折率も制限があり、ＮＡを考慮しなくてすむ場合、例えば、光送受信素子と直結する場合などにおいても、コアとの屈折率差を大きく取ることができず、結果として伝搬方向の大きな変換を行うことができなかった。
特開平９−１４５９４３号公報 特開２００３−２０７６６１号公報 特開平１１−２４８９５１号公報 特開２００３−７５６７０号公報

本発明は前記のごとき問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光導波路コア内の気体クラッドからなる反射面を用いて、局所的なコアとクラッドの屈折率差を大きく取り、伝搬光の大きな方向変換機能を有する光導波路、及びそのような光導波路を安価で容易に製造することができる製造方法を提供するものである。

前記課題を解決する手段は以下の通りである。即ち、
＜１＞ 導波路コアと、該導波路コアの周囲を取り囲み、該導波路コアより屈折率の小さいクラッドとを有する光導波路であって、前記導波路コア内部に空孔を有し、前記導波路コアと前記空孔との界面の一部または全部を反射面として伝搬光の一部又は全部の方向を変換させることを特徴とする光導波路である。

＜２＞ 前記クラッドが高分子材料からなることを特徴とする前記＜１＞に記載の光導波路である。

＜３＞ 前記反射面が、伝搬光を全反射させる傾斜角に設定されていることを特徴とする前記＜１＞または＜２＞に記載の光導波路である。

＜４＞ 前記反射面を前記導波路コア方向に投影した場合の投影と前記導波路コア断面と重なる面積が、前記導波路コアの断面積よりも小さく、前記導波路コアに入射する伝搬光を、前記反射面で反射する光と、前記反射面以外の前記導波路コアを伝搬し直進する光とに分岐させる分岐導波路を形成していることを特徴とする前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の光導波路である。

＜５＞ 前記反射面で反射した伝搬光を伝搬させる分岐導波路コアを有し、前記反射面で反射する伝搬光の進行方向に対する分岐部近傍における断面積が、前記分岐導波路コアの断面積よりも小さく、分岐導波路内に含まれていることを特徴とする前記＜４＞に記載の光導波路である。

＜６＞ 前記反射面を前記導波路コア方向に投影した場合の投影と前記導波路コアの断面とが重なる面積が前記導波路コアの断面積と同一であり、前記導波路コアの前記空孔が存在する部分においてのみ前記導波路コアを大きく設定したことを特徴とする前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の光導波路である。

＜７＞ 前記反射面の斜面方向における両端部の少なくとも一方が、伝搬光の進行方向上流側の導波路コアの外郭部延伸線よりも外側に位置し、前記空孔部分の導波路コアは該空孔を取り囲む状態で膨らんでいることを特徴とする前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の光導波路である。

＜８＞ １）下部クラッド用基材上に空孔を内部に有したコアを形成する工程、
２）前記空孔内部に存在させようとする気体雰囲気下で、硬化前のクラッド材を前記空孔を維持したままコアの側面および上部に塗布する工程、及び
３）熱または光によって、前記クラッド材を硬化させ、空孔内の気体を閉じ込める工程、
を有することを特徴とする光導波路の製造方法である。
＜９＞
前記１）の工程が、次の工程ａ）〜ｅ）を含むことを特徴とする前記＜８＞に記載の光導波路の製造方法である。
ａ）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、導波路コア凸部に対応する凹部と、空孔に対応する凸部を有する鋳型を準備する工程
ｂ）鋳型にクラッド基板を密着させる工程
ｃ）クラッド用基材を密着させた鋳型の凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填する工程
ｄ）熱または光によって、充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程
ｅ）鋳型をクラッド用基材から剥離し、クラッド用基材上に内部に空孔を有するコアが形成される工程

本発明によれば、光導波路コア内の任意の場所に反射角、反射幅が設定された空孔が存在することにより、光導波路コアと空孔との界面を反射面とすることができ、省スペースな伝搬光の反射が実現できる（大きな伝搬方向の変換が実現できる）。
また、光導波路コア作製後の雰囲気気体に空気を選ぶことによって、安価でまた特別な装置を必要としないでコアと空気クラッドの大きな屈折率差を実現することができる。
分岐後の導波路径を分岐部近傍の反射光の光軸に対する断面積より大きくすることで、反射光は事実上分岐部の先端と触れることなく伝搬できるため、従来のＹ分岐のような分岐部先端における放射モードの損失がなく、結果として分岐部における過剰損失が少なく、かつ伝搬方向の大きな変換が可能な分岐導波路を実現することができる。
コアの伝搬断面積に対する反射面の有効断面積を任意に設計することで、任意の分岐比を実現することができる。
導波路コア内の反射部の端部は精度よく作ることは困難である。伝搬光にとって、その端面は２つあり、そこにおいては、設計どおりの反射が起こらず、反射方向が異なったり、透過したりすることもある。そこで、その端面を伝搬光にとって導波路コアより外部に設置することで、反射効率が上がり、結果として過剰損失を抑えることができ、損失の少ない伝搬方向の変換を実現することができる。
導波路伝搬光方向の断面積より小さい面積の反射用気体クラッド層を設けることで伝搬光の部分反射が可能となり、広角な分岐導波路を実現することができる。
伝搬方向の変換を実現する為のダイシングソーなどによる４５°カットなどの工程が無く、簡便で安価である。
製造方法が簡便かつ低コストである。また鋳型を利用していることにより、複製が可能となり更なる低コスト化を実現することができる。
以上より、局所的に伝搬光の大きな方向変換が可能となり、従来においては実現不可能なフレキシブルな光集積回路が可能となる。

以下、先ず、本発明の光導波路について説明する。
＜光導波路＞
本発明の光導波路は、導波路コアと、該導波路コアの周囲を取り囲み、該導波路コアより屈折率の小さいクラッドとを有する光導波路であって、前記導波路コア内部に空孔を有し、前記導波路コアと前記空孔との界面の一部または全部を反射面として伝搬光の一部又は全部の方向を変換させることを特徴としている。

本発明の光導波路の一形態を図１を参照して説明する。図１は、本発明を適用した光導波路の一例における導波路コア７０のみを示す模式図である。導波路コア７０は、主導波路コア７２と分岐導波路コア７４とからなり、主導波路コア７２と分岐導波路コア７４との分岐部に空孔７６が位置している。空孔７６は、その直角に対向する傾斜面が、導波路コア７０と空孔７６との屈折率差に起因し反射面をなす。すなわち、導波路コア７０の入射側１から入射した伝搬光のうち、空孔７６の影響を受けずに直進するものは出射側２から出射するが、空孔７６に到達する伝搬光はコア該空孔７６の反射面で反射し、反射側３から出射する。

すなわち、本発明の光導波路は、導波路コア内部に反射角度や反射量が光学的に設定された空孔を有し、該空孔と導波路コアとの界面を反射面とし、コアの屈折率と前記空孔内の媒質との屈折率差が比較的大きいことを利用した伝搬方向の変換を実現するものである。空孔は、実質的には、導波路コア内部の局所的気体クラッドと見なすことができる。例えば、光導波路コアに屈折率１．５、空孔内を空気とした場合、全反射は反射面の法線を基準に４１．８度（伝搬方向を基準とした場合９３．２度）まで実現することができる。

さらに具体的には、高分子からなる光導波路コアの屈折率に１．５５、前記空孔内気体に空気を選んだ場合、反射面の法線方向に対する臨界角はおおよそ４０度であり、伝搬方向に対する反射面角度を４５°とした場合、全反射が可能であり、結果として９０度の伝搬方向の変換が可能となる。
つまり、前記反射面は、伝搬光を全反射させる傾斜角に設定することができ、導波路コアの屈折率をn_c、空孔内の媒質の屈折率をn_gとしたとき、全反射臨界角は、
θ＝sin^-1(n_g/n_c)
となる。

また、光導波路の入射側１や出射側２、あるいは反射側３に光ファイバが接続されているとき、光の接続損失の観点からＮＡの違いが指摘されるが、これにおいては光導波路のコアとそれを全体的に取り巻くクラッドの屈折率からなるＮＡが適用されるので、導波路コア内の空孔の屈折率は関与しない。

また、図１の反射面において、全反射角と同じまたはそれに極めて近い角度をとると、全反射される光と一部透過する光とに分けることができ、分岐導波路を実現することができる。
また、前記反射面を導波路コア方向に投影した場合の投影と前記導波路コア断面と重なる面積が、前記導波路コアの断面積よりも小さく、前記導波路コアに入射する伝搬光を、前記反射面で反射する光と、前記反射面以外の前記導波路コア内を伝搬し直進する光とに分岐させる分岐導波路として形成することができる。換言すると、入射側から見て反射面側コア径より小さいとき、反射面に当たる光は反射により伝搬方向が変換され、反射面に当たらない光は方向を変換せずそのまま主導波路を伝搬し、結果として広角な分岐導波路を実現できる。

また、前記反射面を前記導波路コア方向に投影した場合の投影と前記導波路コア断面と重なる面積（反射有効面積）が前記導波路コアの断面積と同一であり、換言すると、入射側からみて有効反射面がコア径と同一のとき、主導波路の伝搬光は反射面にて全反射により伝搬方向を変換される。

ここで、前記反射有効面積について説明する。ここで、光伝搬方向はコアに対して水平と近似している。図３は、反射有効面積について説明する図であり、図１と同一の要素には同一の符号を付している。図３において、矢線Ａは導波路コア（主導波路７２）の断面積を示し、矢線Ｃは反射面を導波路コア方向に投影した場合の投影面積を示し、矢線Ｂは、矢線Ａと矢線Ｃとが重なる部分を示すが、その重なり部分の面積が反射有効面積である。以下、導波路コア内の反射有効面積に対応する部分を有効コア部と呼ぶ。
一方、分岐導波路７４においては、矢線Ｄは分岐導波路７４の断面積を示し、矢線Ｅは反射面で反射する伝搬光の進行方向に対する分岐部近傍における断面と分岐導波路面とが重なる部分の面積、すなわち反射有効面積を示し、矢線Ｆは反射面を分岐導波路方向に投影した場合の投影面積を示す。

また、反射面で反射した伝搬光を伝搬させる分岐導波路コアを有し、前記反射面で反射する伝搬光の進行方向に対する分岐部近傍における断面積（図３における矢線Ｅ）が、前記分岐導波路コアの断面積（図３における矢線Ｄ）よりも小さく、分岐導波路内に含まれていることが好ましい。このように設定すると、分岐先端部での損失を抑制することができる。
なお、反射面で反射する伝搬光の進行方向に対する分岐部近傍における断面積が、分岐導波路内に含まれない構成であってもよく、その構成について図４を参照して説明する。図４において、図１、図２と同一の要素には同一の符号を付している。図４において、矢線Ａは導波路コア（主導波路７２）の断面積を示し、矢線Ｂは反射面を導波路コア方向に投影した場合の投影面積を示し、矢線Ｃは、矢線Ａと矢線Ｂとが重なる部分、つまり反射有効面積である。同様に、分岐導波路７４においては、矢線Ｄは分岐導波路７４の断面積を示し、矢線Ｅは反射面で反射する伝搬光の進行方向に対する分岐部近傍における断面と分岐導波路面とが重なる部分の面積、すなわち反射有効面積を示し、矢線Ｆは反射した伝搬光の進行方向に対する分岐部近傍における断面積であり、矢線Ｇは反射面を分岐導波路方向に投影した場合の投影面積を示す。つまり、図４に示す構成では、反射面で反射した反射光（矢線Ｆ）が分岐導波路７４から外れている。

また、空孔の反射面斜面方向における両端部は製法上しばしば丸みを帯びたり、反射角度が異なったりしてしまう。それにより伝搬方向の変換角度は所望のものとは異なり結果としてクラッドへの漏れ光となって損失となる。それを防ぐ為に気体空孔の反射面端を主導波路の伝搬光の有効コア部より外側に位置することにより反射面端の悪影響を及ぼさなくて済むようになる（図２（Ａ）〜（Ｃ）参照）。分岐導波路においては、反射面端のどちらか一方を主導波路の有効コア部の外へ位置させればよい（図２（Ａ）、（Ｂ））。ここで好ましくは、（Ｂ）の形態は反射光の主導波路内における広がり角の影響が少ないのでよい。また、伝搬光の全ての方向変換する場合には反射面は主導波路コアの有効断面積より大きくすればいいので、そのときは反射面の両方ともその外に位置するようにすればよい（図２（Ｃ））。前記反射面の斜面方向における両端部の少なくとも一方が、伝搬光の進行方向上流側の導波路コアの外郭部延伸線よりも外側に位置し、前記空孔部分の導波路コアは該空孔を取り囲む状態で膨らんでいる。

以上のように、本発明の光導波路は導波路コアと空孔との界面を反射面として伝搬方向の変換を行っているが、導波路コア内に気体空孔からなる反射面が隣り合って設置されている為、局所的かつ省スペースに大きな伝搬方向の変換を可能とし、また良好な反射面を形成できるという利点がある。

以上の本発明の光導波路はマルチモードで使用されることが好ましい。

次いで、以上の本発明の光導波路を製造し得る本発明の光導波路の製造方法について説明する。
本発明の光導波路の製造方法は、１）下部クラッド用基材上に空孔を内部に有したコアを形成する工程、２）前記空孔内部に存在させようとする気体雰囲気下で、硬化前のクラッド材を前記空孔を維持したままコアの側面および上部に塗布する工程、及び３）熱または光によって、前記クラッド材を硬化させ、空孔内の気体を閉じ込める工程、を有することを特徴としている。
以下に、本発明の光導波路の製造方法について工程順に説明する。

１）下部クラッド用基材上に空孔を内部に有したコアを形成する工程
前記１）下部クラッド用基材上に空孔を内部に有したコアを形成する工程としては、特に、次の工程ａ）〜ｅ）を含むことが好ましい。
ａ）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、導波路コア凸部に対応する凹部と、空孔に対応する凸部を有する鋳型を準備する工程
ｂ）鋳型にクラッド基板を密着させる工程
ｃ）クラッド用基材を密着させた鋳型の凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填する工程
ｄ）熱または光によって、充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程
ｅ）鋳型をクラッド用基材から剥離し、クラッド用基材上に内部に空孔を有するコアが形成される工程
本発明の光導波路の製造方法により、空孔の形成において、エッチングなど別途工程及びその設備を設ける必要もなく、導波路コアが形成されると同時に空孔が形成されるため簡単に製造することができる。また、本発明の光導波路の製造方法において、空孔における反射面となる面は、鋳型における空孔に対応する面の精度に依存するため、鋳型の面精度を向上させることにより反射面の精度を容易に向上させることができる。

以下に先ず、１）の工程の好ましい態様、すなわち前記ａ）〜ｅ）の工程について説明する。
ａ）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、光導波路コア凸部に対応する凹部と、空孔に対応する凸部とを有する鋳型を準備する工程
鋳型の作製は、光導波路コアに対応する凸部と、空孔に対応する凹部とを形成した原盤を用いて行うのが好ましいが、これに限定されるものではない。以下では、原盤を用いる方法について説明する。
＜原盤の作製＞
光導波路コアに対応する凸部と、空孔に対応する凹部とを形成した原盤の作製には、従来の方法、たとえばフォトリソグラフィー法を特に制限なく用いることができる。また、本出願人が先に出願した電着法又は光電着法により高分子光導波路を作製する方法（特願２００２−１０２４０号）も、原盤を作製するのに適用できる。原盤に形成される光導波路コアに対応する凸部の大きさは高分子光導波路の用途等に応じて適宜決められる。例えばシングルモード用の光導波路の場合には、１０μｍ角程度のコアを、マルチモード用の光導波路の場合には、５０〜１００μｍ角程度のコアが一般的に用いられるが、用途によっては数百μｍ程度と更に大きなコア部を持つ光導波路も利用される。

＜鋳型の作製＞
鋳型は、前記のようにして作製した原盤の光導波路コアに対応する凸部と、空孔に対応する凹部とが形成された面に、鋳型形成用硬化性樹脂を塗布したり注型したりし、一定時間放置した後、約１０分間真空脱泡を行う。必要に応じ乾燥処理をした後、該樹脂を硬化させ、次いでその硬化樹脂層を剥離して作製される。また、鋳型には、前記凸部に対応する凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填するための進入口、及び前記凸部に対応する凹部から前記樹脂を排出させるための排出口が形成されるが、その形成方法は特に制限はない。原盤に予め進入口や排出口に対応する凸部を設けておくこともできるが、簡便な方法としては、例えば、原盤に鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層を形成した後剥離して型をとり、その後、型の両端を前記凹部が露出するように切断することにより進入口及び排出口を形成する方法が挙げられる。
前記硬化樹脂層の厚さは、鋳型としての取り扱い性を考慮して適宜決められるが、一般的に０．１〜５０ｍｍ程度が適切である。
また、前記原盤にはあらかじめ離型剤塗布などの離型処理を行なって鋳型との剥離を促進することが望ましい。

鋳型形成用硬化性樹脂としては、その硬化物が原盤から容易に剥離できること、鋳型（繰り返し用いる）として一定以上の機械的強度・寸法安定性を有すること、凹部及び凸部形状を維持する硬さ（硬度）を有すること、クラッド用基材との密着性が良好なことが好ましい。鋳型形成用硬化性樹脂には、必要に応じて各種添加剤を加えることができる。
鋳型形成用硬化性樹脂は、原盤の表面に塗布や注型等することが可能で、また、原盤に形成された個々の光導波路コアに対応する凸部と空孔に対応する凹部を正確に写し取らなければならないので、ある限度以下の粘度、たとえば、５００〜７０００ｍＰａ・ｓ程度を有することが好ましい。（なお、本発明において用いる「鋳型形成用硬化性樹脂」の中には、硬化後、弾性を有するゴム状体となるものも含まれる。）また、粘度調節のために溶剤を、溶剤の悪影響が出ない程度に加えることができる。

前記鋳型形成用硬化性樹脂としては、前記のごとき剥離性、機械強度・寸法安定性、硬度、クラッド用基材との密着性の点から、硬化後、シリコーンゴム（シリコーンエラストマー）又はシリコーン樹脂となる硬化性オルガノポリシロキサンが好ましく用いられる。前記硬化性オルガノポリシロキサンは、分子中にメチルシロキサン基、エチルシロキサン基、フェニルシロキサン基を含むものが好ましい。また、前記硬化性オルガノポリシロキサンは、一液型のものでも硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものでもよく、また、熱硬化型のものでも室温硬化型（例えば空気中の水分で硬化するもの）のものでもよく、更に他の硬化（紫外線硬化等）を利用するものであってもよい。

前記硬化性オルガノポリシロキサンとしては、硬化後シリコーンゴムとなるものが好ましく、これには通常液状シリコーンゴム（「液状」の中にはペースト状のように粘度の高いものも含まれる）と称されているものが用いられ、硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものが好ましく、中でも付加型の液状シリコーンゴムは、表面と内部が均一にかつ短時間に硬化し、またその際副生成物が無く又は少なく、かつ離型性に優れ収縮率も小さいので好ましく用いられる。

前記液状シリコーンゴムの中でも特に液状ジメチルシロキサンゴムが密着性、剥離性、強度及び硬度の点から好ましい。

前記液状シリコーンゴムの粘度は、光導波路コアに対応する凸部と、空孔に対応する凹部とを正確に写し取り、かつ気泡の混入を少なくして前記真空脱泡し易くする観点と、数ミリの厚さの鋳型形成の点から、５００〜７０００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましく、さらには、２０００〜５０００ｍＰａ・ｓ程度のものがより好ましい。

さらに、鋳型の表面エネルギーは、１０ｄｙｎ／ｃｍ〜３０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは１５ｄｙｎ／ｃｍ〜２４ｄｙｎ／ｃｍの範囲にあることが、基材との密着性の点からみて好ましい。
鋳型のシェア（Ｓｈａｒｅ）ゴム硬度は、１５〜８０、好ましくは２０〜６０であることが、型取り性能、凹部形状の維持、剥離性の点からみて好ましい。
鋳型の表面粗さ（二乗平均粗さ（ＲＭＳ））は、０．２μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下にすることが、型取り性能の点からみて好ましい。

また、鋳型は、紫外領域及び／又は可視領域において光透過性であることが好ましい。鋳型が可視領域において光透過性であることが好ましいのは、以下の２）の工程において鋳型をクラッド用基材に密着させる際、位置決めが容易に行え、また、以下の３）の工程においてコア形成用硬化性樹脂が鋳型凹部に充填される様子が観察でき、充填完了等が容易に確認しうるからである。また、鋳型が紫外領域において光透過性であることが好ましいのは、コア形成用硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いる場合に、鋳型を透して紫外線硬化を行うためであり、鋳型の、紫外領域（２５０ｎｍ〜４００ｎｍ）における透過率が８０％以上であることが好ましい。

前記硬化性オルガノポリシロキサン、中でも硬化後シリコーンゴムとなる液状シリコーンゴムは、クラッド用基材との密着性と剥離性という相反した特性に優れ、ナノ構造を写し取る能力を持ち、シリコーンゴムとクラッド用基材とを密着させると液体の進入さえ防ぐことができる。このようなシリコーンゴムを用いた鋳型は高精度に原盤を写し取り、クラッド用基材に良く密着するため、コアと空孔の反射面となる界面、およびコア側面（周囲クラッドとの界面）が極めて良好であり、さらに鋳型とクラッド用基材の間の凹部のみに効率よくコア形成用樹脂を充填することが可能となり、またさらにクラッド用基材と鋳型の剥離も容易である。したがって、この鋳型からは高精度に形状を維持した高分子光導波路を、極めて簡便に作製することができる。

また、前記硬化樹脂層、とりわけ硬化樹脂層がゴム弾性を有する場合、硬化樹脂層の一部すなわち原盤凸部及び凹部を写し取る部分以外の部分を他の剛性材料に置き換えることができ、この場合、鋳型のハンドリング性が向上する。

ｂ）前記鋳型にクラッド用基材を密着させる工程
本発明の光導波路の前記基材の材料としては、その用途に応じて、該材料の屈折率、光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、フレキシビリティー（可撓性）等を考慮して選択される。可撓性のフィルム基材を用い、可撓性を有する高分子光導波路を作製することが好ましい。
前記フィルムの材料としては、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、脂環式アクリル樹脂、スチレン系樹脂（ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等）、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等）、脂環式オレフィン樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、含フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系樹脂、二又は三酢酸セルロース、アミド系樹脂（脂肪族、芳香族ポリアミド等）、イミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、または前記樹脂のブレンド物等が挙げられる。

前記脂環式アクリル樹脂としてはトリシクロデカン等の脂肪族環状炭化水素をエステル置換基に導入した、ＯＺ−１０００、ＯＺ−１１００（日立化成（株）製）等が用いられる。
また、脂環式オレフィン樹脂としては主鎖にノルボルネン構造を有するもの、及び主鎖にノルボルネン構造を有しかつ側鎖にアルキルオキシカルボニル基（アルキル基としては炭素数１から６のものやシクロアルキル基）等の極性基をもつものが挙げられる。中でも前記のごとき主鎖にノルボルネン構造を有しかつ側鎖にアルキルオキシカルボニル基等の極性基をもつ脂環式オレフィン樹脂は、低屈折率（屈折率が１．５０近辺であり、コア・クラッドの屈折率の差を確保できる）及び高い光透過性等の優れた光学的特性を有し、鋳型との密着性に優れ、さらに耐熱性に優れているので特に本発明の高分子光導波路の作製に適している。

前記基材の屈折率は、コアとの屈折率差を確保するため、１．５５より小さく、好ましくは１．５３より小さくすることが望ましい。
また、クラッド用の基材としては、別基材にクラッド材をコーティングした、クラッド付きの基材を利用することも可能である。この場合には、基材の平坦性を向上させることができる。また、複屈折製が高くクラッド材としては不向きな材料や、透明性に劣る材料でも、利用可能になる。

ｃ）クラッド用基材を密着させた鋳型の凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填する工程
この工程においては、鋳型の進入口からコア形成用硬化性樹脂を毛細管現象により前記空孔に該当する鋳型凸部以外の凹部に充填する一方、前記排出口からは凹部に充填されたコア形成用硬化性樹脂を排出させる。
コア形成用硬化性樹脂としては放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂を用いることができ、中でも紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。
前記コア形成用の紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が好ましく用いられる。
また、前記紫外線硬化性樹脂としてエポキシ系、ポリイミド系、アクリル系紫外線硬化性樹脂が好ましく用いられる。

コア形成用硬化性樹脂は、毛細管現象により鋳型と基材との間に形成された空隙（鋳型の凹部）に充填させるため、用いるコア形成用硬化性樹脂はそれが可能なように十分低粘度であることが必要である。したがって、前記硬化性樹脂の粘度は、１０ｍＰａ・ｓ〜２０００ｍＰａ・ｓ、望ましくは２０ｍＰａ・ｓ〜１０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは３０ｍＰａ・ｓ〜５００ｍＰａ・ｓにするのが好ましい。
このほかに、原盤に形成された光導波路コアに対応する凸部及び空孔に対応する凹部が有する元の形状を高精度に再現するため、前記硬化性樹脂の硬化前後の体積変化が小さいことが必要である。例えば、体積が減少すると導波損失の原因になる。したがって、前記硬化性樹脂は、体積変化ができるだけ小さいものが望ましく、１０％以下、好ましくは６％以下であるのが望ましい。溶剤を用いて低粘度化することは、硬化前後の体積変化が大きいのでできれば避ける方が好ましい。
コア形成用硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするため、前記樹脂にポリマーを添加することができる。前記ポリマーはコア形成用硬化性樹脂との相溶性を有し、かつ該樹脂の屈折率、弾性率、透過特性に悪影響を及ぼさないものが好ましい。またポリマーを添加することにより体積変化を小さくする他、粘度や硬化樹脂のガラス転移点を高度に制御できる。前記ポリマーとしては例えばアクリル系、メタクリル酸系、エポキシ系のものが用いられるが、これらに限定されるものではない。

コア形成用硬化性樹脂の硬化物の屈折率は、クラッドとなる前記基材（以下のｄ）の工程におけるクラッド層を含む）より大きいことが必要で、１．５０以上、好ましくは１．５３以上である。クラッド（以下のｄ）の工程におけるクラッド層を含む）とコアの屈折率の差は、０．０１以上、好ましくは０．０３以上である。

また、この工程において、毛細管現象によるコア形成用硬化性樹脂の鋳型凹部への充填を促進するために、系全体を減圧（０．１〜２００Ｐａ程度）する、あるいは貫通穴を使って吸引することが望ましい。
また、前記充填を促進するため、前記系の減圧に加えて、鋳型の進入口から充填するコア形成用硬化性樹脂を加熱することにより、より低粘度化することも有効な手段である。

ｄ）熱または光によって、充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程
充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる。紫外線硬化性樹脂を硬化させるには、紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等が用いられる。また、熱硬化性樹脂を硬化させるには、オーブン中での加熱等が用いられる。

ｅ）鋳型をクラッド用基材から剥離し、クラッド用基材上に内部に空孔を有するコアが形成される工程
前記ｄ）の工程の後、鋳型をクラッド用基材から剥離する。
以上の行程により、内部に空孔を有するコアが形成されるが、コア内に空孔を有するコアを基板上に作製する方法は以上の製造方法に限定されることはなく、直接露光法、エッチング法なども適用できるが、コストと簡便さから、上記方法を選択するのが好ましい。

２）前記空孔内部に存在させようとする気体雰囲気下で、硬化前のクラッド材を前記空孔を維持したままコアの側面および上部に塗布する工程
本工程では、前記１）の工程により得られたコアが形成されたフィルム基材の上にクラッド層を形成する。硬化前のクラッド材を前記空孔を維持したままコアの側面および上部に塗布する技術としては、該クラッド材として高粘性である硬化性樹脂を使うことが好ましい。つまり、非固形クラッド（硬化前のクラッド材）をコアの側面および上部に塗布することでコア内空孔に気体を閉じ込めるが、より空孔内にクラッド材が入り込まない為に高粘性の硬化型樹脂が好ましく用いられる。その粘度は、生産性との両立の点から３０ｍＰａ・ｓ〜３０００ｍＰａ・ｓが好ましく、歩留まりの点から１００ｍＰａ・ｓ〜２０００ｍＰａ・ｓがより好ましい。

クラッド用硬化性樹脂としては紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が好ましく用いられ、例えば、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が用いられる。
クラッド形成用硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするために、該樹脂と相溶性を有し、また該樹脂の屈折率、弾性率、透過特性に悪影響を及ぼさないポリマー（例えばメタクリル酸系、エポキシ系）を該樹脂に添加することができる。
ここで、本工程における雰囲気がそのまま空孔内の媒質となることから、空孔内部に存在させようとする気体雰囲気下で本工程を実施する。気体としては、空気が最も簡便であるし、コスト的な面からも好ましい。

前記紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするために、クラッド層に添加するポリマーと同様のポリマーを添加することができる。
クラッド層の屈折率は、コアとの屈折率差を確保するため、１．５５以下、好ましくは１．５３以下とすることが望ましい。また、前記クラッド用基材とクラッド層との屈折率差は小さい方が好ましく、その差は０．０５以内、好ましくは０．００１以内、更に好ましくは差がないことが光の閉じ込めの点からみて好ましい。

本発明の光導波路の製造方法において、特に、鋳型形成用硬化性樹脂として硬化してゴム状になる液状シリコーンゴム、中でも液状ジメチルシロキサンゴムを用い、クラッド用基材として主鎖にノルボルネン構造を有しかつ側鎖にアルキルオキシカルボニル基等の極性基をもつ脂環式オレフィン樹脂を用いる組み合わせは、両者の密着性が特に高く、また、鋳型凹部構造の変形がなく、さらに凹部構造の断面積が極めて小さくても（たとえば１０×１０μｍの矩形）毛細管現象により素早く凹部に硬化性樹脂を充填することができる。

３）熱または光によって、前記クラッド材を硬化させ、空孔内の気体を閉じ込める工程
本工程においては、前記２）の工程後、熱または光によって前記クラッド材を硬化させ、空孔内の気体を閉じこめるとともに、光導波路を完成させる。

クラッド材として、紫外線硬化性樹脂を硬化させるには、紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等が用いられる。また、熱硬化性樹脂を硬化させるには、オーブン中での加熱等が用いられる。

次に、図５及び図６を用いて前記工程１）の１態様について説明する。なお、以下の説明は分岐していない直線状の光導波路を製造する工程を示すものであり、説明を簡単にするため空孔は省略している。
図５（Ａ）〜図５（Ｇ）は、本発明の各製造工程を表す概念図であり、図６は、鋳型を鋳型より一回り大きいクラッド用基材に密着させた状態（図５（Ｄ）で示される工程）を示す斜視図である。
図５（Ａ）は光導波路コアに対応する凸部１２が形成された原盤１０を、凸部１２の長手方向に直角に切断した切断面を示す。
次に、図５（Ｂ）が示すように、原盤１０の凸部１２が形成された面に、鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層２０ａを形成する。図５（Ｂ）は原盤１０に鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層２０ａを形成したものを、凸部１２の長手方向に直角に切断した切断面を示す。
次に、鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層２０ａを原盤１０から剥離して型をとり（図示せず）、次いで型の両端を、前記凹部２２が露出するように切断することにより、凹部２２にコア形成用硬化性樹脂を充填するための進入口２２ａ（図６参照）、及び前記凸部１２に対応する凹部２２から前記樹脂を排出させるための排出口２２ｂ（図６参照）を形成して、鋳型２０を作製する。

このようにして作製した鋳型２０に、クラッド用基材３０を密着させる（図５（Ｄ）及び図６を参照）。図５（Ｄ）は、鋳型と基材を密着させたものを凹部長手方向に直角に切断した断面図を示す（図６のＡ−Ａ切断面）。次に、鋳型の進入口２２ａからコア形成用硬化性樹脂４０ａを、毛細管現象を利用して鋳型の凹部２２に充填する。凹部２０の他の先端部にある排出口２２ｂからはコア形成用硬化性樹脂が排出される。図５（Ｅ）は鋳型の凹部に硬化性樹脂が充填されたものを凹部長手方向に直角に切断した断面図を示す。
その後、鋳型凹部内のコア形成用硬化性樹脂を硬化させ、鋳型を剥離する。図５（Ｆ）は、クラッド用基材の上に光導波路コア４０が形成されたものを、コア長手方向に直角に切断した切断面を示す。
そして、本発明においては、空孔に充填させたい気体を前記コアに雰囲気させ、クラッド用基材のコア形成面にクラッド材を塗布すると、クラッド材の粘性より空孔内にクラッド剤は進入せず、クラッド層５０が形成され、クラッド樹脂を硬化することにより光導波路６０が作製される。図５（Ｇ）は、高分子光導波路６０をコア長手方向に直角に切断した切断面を示す。

また、本発明の光導波路の製造方法において、鋳型に、光導波路コア凸部に対応する凹部の一端及び他端（コア形成用硬化性樹脂を充填または排出させるための進入口及び排出口）にそれぞれ連通する貫通孔を２以上設け、鋳型の凹部の一端にある貫通孔に、コア形成用硬化性樹脂を入れ、鋳型の凹部の他端にある貫通孔から減圧吸引してコア形成用硬化性樹脂を前記鋳型の凹部に充填することが好ましい。前記のごとき鋳型を用いてコア形成用硬化性樹脂を充填することにより、充填速度が格段アップし、また、鋳型と基材との密着性が更に向上し、気泡の混入を避けることができる。

貫通孔は、２以上設けることができる。例えば、分岐導波路の場合には３つの貫通孔を、Ｙ分岐を３カ所持ち１対８に分岐させる場合には、９個の貫通孔を設けて凹部にコア形成用の硬化性樹脂を充填する必要がある。また、分岐は、多段の場合も含む。

コア形成用硬化性樹脂進入側に設ける貫通孔は液（コア形成用硬化性樹脂）だめの機能を有する。また、コア形成用硬化性樹脂排出側に設ける貫通孔は、該樹脂を鋳型凹部に充填する際、鋳型凹部を減圧するための減圧吸引用に用いられる。進入側の貫通孔の形状や大きさは、貫通孔が凹部の進入端に連通しかつ液だめの機能を有していれば特に制限はない。また、排出側の貫通孔は、凹部の排出端に連通しかつ減圧吸引用に用いることができれば、その形状や大きさに特に制限はない。

鋳型凹部のコア形成用硬化性樹脂進入側に設けた貫通孔は液だめの機能をもっているため、その断面積が、鋳型をクラッド用基材に密着させた場合、該基材に接する側が大きく、基材から離れるに従って小さくなるようにすると、コア形成用硬化性樹脂を凹部に充填、硬化後、鋳型と基材との剥離がしやすくなる。コア形成用硬化性樹脂排出側の貫通孔には、液だめの機能を持たせる必要はないので、特にこのような断面構造を採用することを要しない。

貫通孔を設けた鋳型は、例えば、前記のようにして光導波路コア凸部に対応する凹部と、空孔に対応する凸部とが形成された型をとり、その型を所定形状に打ち抜くことにより貫通孔を形成し、その際、貫通孔内部に、コア形成用硬化性樹脂を充填するための進入口及び凹部からコア形成用硬化性樹脂を排出させるための排出口が現れるように打ち抜く方法が挙げられる。打ち抜いた貫通孔の場合であっても、鋳型とクラッド用基材との密着性がよく、鋳型凹部以外にクラッド用基材との間に空隙が形成されないため、凹部以外にコア形成用硬化性樹脂が浸透する虞はない。
また、貫通孔は前記のように鋳型の厚さ方向に前記硬化樹脂層をすべて除去するタイプ（打ち抜きタイプ）だけではなく、鋳型の厚さ方向において鋳型の一部が残るように形成してもよい。この場合、鋳型はクラッド用基材の下に、貫通孔が露出するように置かれる。

また、貫通孔を有する鋳型作製の他の例として、原盤に光導波路コアに対応する凸部だけでなく貫通孔形成のための凸部（打ち抜きタイプの貫通孔の場合は、この凸部の高さは鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層の厚さより高くする）を設け、この原盤に鋳型形成用硬化性樹脂を貫通孔形成のための凸部が樹脂層を突き抜けるように（打ち抜きタイプ貫通孔）又は凸部が隠れるように塗布等し、次いで樹脂層を硬化させ、その後硬化樹脂層を原盤から剥離する方法を挙げることができる。

なお、これまでの導波路コアの形成方法は上記のみならず、直接露光法、エッチング法などにより、基板上に反射面となる空孔を有するコアを作製できることは明らかである。
また、本発明において、空孔を光導波路コア内部に形成する構成としては、導波路コアを貫通させることで側面が導波路コアに囲まれるとともに上下はクラッドにより封止された構造、あるいは上下方向のいずれかのみクラッドと接する構造や、空孔の全周囲が導波路コアにより取り囲まれた構造であってもよい。ただし、導波路コアを貫通させて上下はクラッドと接する構成とした方が、導波路コアを伝播する信号光が空孔の上下部分で蹴られ難くなることから好ましい。

以下に実施例を示し本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
［実施例１］
図７に示すように、主導波路は１００μｍ角であり長さが２０ｍｍ、空気からなる空孔は主導波路伝搬方向に対して４５°のなす向きで、直角をなす辺が５０μｍの二等辺三角形が主導波路中央に位置し、分岐導波路は、幅１００μｍ角で長さが５ｍｍ、コアは屈折率１．５４の紫外線硬化性高分子、クラッドは屈折率１．５１の紫外線硬化性高分子、下部基材には屈折率１．５１のアートンフィルムを使用した。入射側にはφ６２．５μｍのＧＩファイバを介して波長８５０ｎｍのＬＥＤ、主導波路端及び分岐導波路端の測定受光側にはφ２００μｍのＨＰＣＦ−ＧＩファイバを介して光強度測定器に接続し、入射光に対しての挿入損失を測定した。また、接続部にはマッチングオイルを使用した。
測定の結果、入射光に対して挿入損失はそれぞれ、
主導波路では３．８ｄＢ
分岐導波路では４．７ｄＢ
であった。

［実施例２］
図８に示すように、主導波路は５０μｍ角であり長さが１０ｍｍ、空気からなる気体空孔は主導波路伝搬方向に対して４５°のなす向きで、直角をなす辺が５０μｍの二等辺三角形が主導波路中央に位置し、主導波路は空気部を境に９０度の方向に１０ｍｍ伸延している。コアは屈折率１．５４の紫外線硬化性高分子、クラッドは屈折率１．５１の紫外線硬化性高分子、上下基材フィルムには屈折率１．５１のアートンフィルムを使用した。入射側にはφ６２．５μｍのＧＩファイバを介して波長８５０ｎｍのＬＥＤ、反射後の主導波路端にはφ２００μｍのＨＰＣＦ−ＧＩファイバを介して光強度測定器に接続し、入射光に対しての挿入損失を測定した。また接続部にはマッチングオイルを使用した。
測定の結果、
挿入損失は、１．５ｄＢ
であった。

［実施例３］
−原盤の作製−
図９（Ａ）に示すように、Ｓｉ基板８０上に厚膜レジストをスピンコート法で塗布した後、８０℃でプリベークし、フォトマスクを通して露光し、現像して、伝搬方向変換用の導波路コア凸部８２、８４及びコア内空孔凹部８６（コア幅１００ミクロン、空孔幅５０ミクロン）を形成した。これを１２０℃でポストベークし、光導波路コア及びコア内空孔作製用原盤を作製した。

−鋳型の作製−
次に、原盤に剥離剤を塗布した後、熱硬化性ジメチルシロキサン樹脂（ダウコウニングアジア社製：ＳＹＬＧＡＲＤ１８４）を流し込み、一定時間放置した後、約１０分間真空脱泡を行い、１２０℃で３０分加熱して固化させた後剥離して、図９（Ｂ）に示すように、主導波路に対応する凹部８２Ａ、及び分岐導波路８４Ａに対応する凹部、空孔部に対応する主導波路内に凸部８６Ａ（型の厚さ５ｍｍ）を有する鋳型８０Ａを作製した。更に、主導波路端２箇所及び、分岐導波路端１箇所に直径３ｍｍの穴をあけ、コア充填口９０および、吸引口９２とした。

次いで、図９（Ｃ）に示すように、この鋳型８０Ａと膜厚１８８μｍのフィルム基板（アートンフィルム、ＪＳＲ（株）製、屈折率１．５１）９４とを密着させた。
次に鋳型に形成されているコア充填口９０に粘度が８００ｍＰａ・ｓの紫外線硬化性樹脂（ＪＳＲ社製、硬化後の屈折率１．５４）を十分に満たして、主導波路８２Ａ端及び分岐導波路端８４Ａの吸引口９２からポンプによって吸引したところ、気体空孔部分を除く主導波路、及び分岐導波路部分に、前記紫外線硬化性樹脂が充填された、

次いで、５０ｍＷ／ｃｍ²の紫外光を、前記型（ジメチルシロキサン樹脂）を通して５分間照射して硬化させた後、鋳型を剥離して、アートンフィルム上に空気空孔を有する導波路コアを作製した。

次に、前記アートンフィルム上の空気空孔を有する導波路コアの周囲に、粘度７３０ｍＰａ・ｓ、屈折率１．５１のクラッド用の紫外線硬化樹脂を塗布し、その時、クラッド剤は硬化前の高分子と特質である粘性のためにコア内空孔には入り込まず、前記アートンフィルムをもう一枚用意し、クラッド剤を介して挟み込んだ。
直ちに５０ｍＷ／ｃｍ²の紫外光をアートンフィルムを透過して照射し硬化させた。
最後に導波路端部を形成する為にダイシングソーによって切り出した。
以上の工程により、光導波路を作製した。

以上の実施例３では、導波路コアの形成と同時に空孔が形成されたことから、製造効率が高いこと分かる。

本発明を適用した光導波路の導波路コアを模式的に示す図である。 本発明を適用した光導波路の導波路コアの図１とは異なる状態を説明する図である。 反射有効面積について説明する図１に対応する図である。 図３に示す構成の極端な例を示す図である。 本発明の光導波路の製造工程の一態様を示す概念図である。 クラッド用基材に鋳型を密着させた状態を示す斜視図である。 実施例１に係る光導波路を示す図１に対応する図である。 実施例２に係る光導波路を示す図１に対応する図である。 実施例３に係る光導波路の製造方法を示す図である。

符号の説明

１０ 原盤
１２ 光導波路コアに対応する凸部
２０ａ 鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層
２０ 鋳型
２２ 鋳型凹部
２２ａ コア形成用硬化性樹脂の進入口
２２ｂ コア形成用硬化性樹脂の排出口
３０ クラッド用基材
７０ 導波路コア
７２ 主導波路
７４ 分岐導波路
７６ 空孔

Claims (9)

1. 導波路コアと、該導波路コアの周囲を取り囲み、該導波路コアより屈折率の小さいクラッドとを有する光導波路であって、
   前記導波路コア内部に空孔を有し、前記導波路コアと前記空孔との界面の一部または全部を反射面として伝搬光の一部又は全部の方向を変換させることを特徴とする光導波路。
2. 前記クラッドが高分子材料からなることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
3. 前記反射面が、伝搬光を全反射させる傾斜角に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路。
4. 前記反射面を前記導波路コア方向に投影した場合の投影と前記導波路コア断面と重なる面積が、前記導波路コアの断面積よりも小さく、前記導波路コアに入射する伝搬光を、前記反射面で反射する光と、前記反射面以外の前記導波路コアを伝搬し直進する光とに分岐させる分岐導波路を形成していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光導波路。
5. 前記反射面で反射した伝搬光を伝搬させる分岐導波路コアを有し、前記反射面で反射する伝搬光の進行方向に対する分岐部近傍における断面積が、前記分岐導波路コアの断面積よりも小さく、分岐導波路内に含まれていることを特徴とする請求項４に記載の光導波路。
6. 前記反射面を前記導波路コア方向に投影した場合の投影と前記導波路コアの断面とが重なる面積が前記導波路コアの断面積と同一であり、前記導波路コアの前記空孔が存在する部分においてのみ前記導波路コアを大きく設定したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光導波路。
7. 前記反射面の斜面方向における両端部の少なくとも一方が、伝搬光の進行方向上流側の導波路コアの外郭部延伸線よりも外側に位置し、前記空孔部分の導波路コアは該空孔を取り囲む状態で膨らんでいることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光導波路。
8. １）下部クラッド用基材上に空孔を内部に有したコアを形成する工程、
   ２）前記空孔内部に存在させようとする気体雰囲気下で、硬化前のクラッド材を前記空孔を維持したままコアの側面および上部に塗布する工程、及び
   ３）熱または光によって、前記クラッド材を硬化させ、空孔内の気体を閉じ込める工程、
   を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
9. 前記１）の工程が、次の工程ａ）〜ｅ）を含むことを特徴とする請求項８に記載の光導波路の製造方法。
   ａ）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、導波路コア凸部に対応する凹部と、空孔に対応する凸部を有する鋳型を準備する工程
   ｂ）鋳型にクラッド基板を密着させる工程
   ｃ）クラッド用基材を密着させた鋳型の凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填する工程
   ｄ）熱または光によって、充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程
   ｅ）鋳型をクラッド用基材から剥離し、クラッド用基材上に内部に空孔を有するコアが形成される工程

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