JP2009288418A - Optical waveguide - Google Patents
Optical waveguide Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009288418A JP2009288418A JP2008139486A JP2008139486A JP2009288418A JP 2009288418 A JP2009288418 A JP 2009288418A JP 2008139486 A JP2008139486 A JP 2008139486A JP 2008139486 A JP2008139486 A JP 2008139486A JP 2009288418 A JP2009288418 A JP 2009288418A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- light
- side end
- optical waveguide
- main propagation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、光導波路に関するものである。 The present invention relates to an optical waveguide.
高速信号の伝送において、伝送媒体として広く利用され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。
一方、光導波路とその端面に結合された発光素子とからなる光学系において、発光素子としては、例えば端面レーザーダイオードや面発光型レーザー、発光ダイオードなどが用いられる。これら発光素子の発光強度は、一般的に温度や湿度などの外部環境、あるいは経時的要因などにより変化する。また、このような変化に伴い光導波路を伝搬する信号の強度も変化する。
In high-speed signal transmission, electricity widely used as a transmission medium is approaching its limit, and the role of optical transmission is expected.
On the other hand, in an optical system composed of an optical waveguide and a light emitting element coupled to an end face thereof, for example, an end face laser diode, a surface emitting laser, a light emitting diode, or the like is used as the light emitting element. The light emission intensity of these light emitting elements generally varies depending on the external environment such as temperature and humidity, or factors over time. In addition, the intensity of the signal propagating through the optical waveguide also changes with such a change.
従って、光通信においては、光導波路を伝搬する信号の強度を安定させ、管理する必要がある。そのために、発光素子と結合された光導波路には、その発光素子との結合部の終端手前で分岐させてモニター用光導波路が設けられる。そして、このモニター用光導波路の終端には、直接、又は、終端から光ファイバや光学素子を介して受光素子と結合させられる。この際、受光素子に入射する光の受光強度を観測することで光導波路を伝搬する信号の強度の変化を把握し、この信号強度の変化を、発光素子の駆動を司るドライバチップにフィードバックすることで発光強度が調整される。 Therefore, in optical communication, it is necessary to stabilize and manage the intensity of the signal propagating through the optical waveguide. For this purpose, the optical waveguide coupled to the light emitting element is provided with a monitoring optical waveguide that is branched before the end of the coupling portion with the light emitting element. The monitoring optical waveguide is coupled to the light receiving element directly or from the terminal through an optical fiber or an optical element. At this time, the change in the intensity of the signal propagating through the optical waveguide is grasped by observing the intensity of the light incident on the light receiving element, and the change in the signal intensity is fed back to the driver chip that controls the light emitting element. The emission intensity is adjusted with.
モバイル機器等においても光伝送の適用が検討され始め、その必要条件として、先に挙げた受発光素子の低消費電力化が求められている。そして、発光デバイスでは、光強度の小さい低消費電力での駆動が必要条件であるため、光回路における伝送損失の低減が求められる。よって、光導波路内に光強度を安定化するためのモニター光の取得は、低損失であることが必要であり、機器小型化のためにはモニター光の取得に必要な構成部分のスペースは小さいことが必要である。 The application of optical transmission has begun to be studied in mobile devices and the like, and as a necessary condition, low power consumption of the light emitting / receiving elements mentioned above is required. In the light emitting device, driving with low power consumption with low light intensity is a necessary condition, and thus reduction of transmission loss in the optical circuit is required. Therefore, the acquisition of the monitor light for stabilizing the light intensity in the optical waveguide needs to have a low loss, and the space required for the acquisition of the monitor light is small for downsizing the device. It is necessary.
光導波路からモニター光を取得するためには、光導波路中を伝搬する光の一部を取り出してその光路を変換する必要がある。このような光路変換の方法としては、光導波路の端面をダイシングソーやレーザーを用いて光の伝搬方向に対して４５度にカットする方法や、光導波路をＹ分岐させ円弧光導波路等を用いる方法、フィルターを用いて光を反射する方法（特許文献１参照）などが挙げられる。
また、これらの方法と比べて、より、簡便、安価で、占有スペースも小さくて済む点から、コア内に空孔を設置することにより、フレネル反射を利用して光導波路中を伝搬する光の一部をモニター用光導波路に導く高分子光導波路も提案されている（特許文献２参照）。
Also, compared to these methods, it is simpler, cheaper, and requires less space, so by installing holes in the core, the light propagating in the optical waveguide using Fresnel reflection can be obtained. There has also been proposed a polymer optical waveguide that partially leads to a monitor optical waveguide (see Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、モニター光を取り出すために、必要な光路の構成スペースが大きくなるため、省スペース化には適さなかったり、モニター光の伝送損失が大きかったり、主伝搬光の取り出し量が大きくなり過ぎて、モニター光が取り出された後の主伝搬光の光量が減少し過ぎてしまうなどの問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、主伝搬光の損失を抑制しつつモニター光を取り出し、当該モニター光の伝送損失を抑制し、且つ、省スペース性にも優れた光導波路を提供することを課題とする。
However, according to the technique of the above-mentioned patent document 1, since the configuration space of the optical path necessary for taking out the monitor light is increased, it is not suitable for space saving, the transmission loss of the monitor light is large, the main propagation There is a problem in that the amount of light extracted becomes too large, and the amount of main propagation light after the monitor light is extracted decreases too much.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and takes out monitor light while suppressing loss of main propagation light, suppresses transmission loss of the monitor light, and is excellent in space saving. The issue is to provide.
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
＜１＞コアと、前記コアを囲繞するように形成されたクラッドとを備え、
前記コアは、
端部より入射された主伝搬光を伝搬すると共に該光の光出射側端面の法線が該主伝搬光の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満の角度をなす第１のコアと、
前記第１のコアの前記光出射側端面から出射された主伝搬光と交差するように光入射側端面が設けられ、該光入射側端面の法線が前記第１のコアにおける主伝搬光の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満の角度をなし、且つ該光入射側端面を透過して入射された主伝搬光を伝搬する第２のコアと、
主伝搬光の少なくとも一部が導かれる側の端部が前記第１のコアに連続して設けられ、前記第１のコアを伝搬した主伝搬光が該第１のコアの前記光出射側端面により反射された第１の反射光、及び前記第１のコアの前記光出射側端面から出射された主伝搬光が前記第２のコアの前記光入射側端面により反射された第２の反射光の双方が、導かれ、該第１の反射光及び該第２の反射光を前記光源の出力を検出するための検出素子へ伝搬する第３のコアと、
からなり、且つ、
前記第１のコアと前記第２のコアとの間隙が、前記クラッドを構成するクラッド材料によって充填され、且つ少なくとも一部が前記クラッドに連続された第２クラッド部として構成されてなることを特徴とする光導波路である。
The above-mentioned subject is achieved by the following present invention. That is,
<1> a core and a clad formed so as to surround the core;
The core is
A first core that propagates the main propagation light incident from the end and has a normal of the light emission side end face of the light having an angle greater than 5 ° and less than 30 ° with respect to the optical axis of the main propagation light When,
A light incident side end surface is provided so as to intersect with the main propagation light emitted from the light emission side end surface of the first core, and the normal line of the light incident side end surface is the main propagation light of the first core. A second core that forms an angle greater than 5 ° and less than 30 ° with respect to the optical axis and that propagates the main propagating light incident through the light incident side end surface;
An end on the side to which at least a part of the main propagation light is guided is provided continuously to the first core, and the main propagation light propagating through the first core is the end surface on the light emission side of the first core. The first reflected light reflected by the first core and the main propagation light emitted from the light emitting side end face of the first core are reflected by the light incident side end face of the second core. A third core that is guided and propagates the first reflected light and the second reflected light to a detection element for detecting the output of the light source;
And
A gap between the first core and the second core is filled with a clad material constituting the clad, and at least a part of the gap is constituted as a second clad portion continuous with the clad. It is an optical waveguide.
＜２＞前記第１のコアの前記光出射側端面と、前記第２のコアの前記光入射側端面と、は平行となるように設けられていることを特徴とする＜１＞に記載の光導波路である。 <2> The light emitting side end surface of the first core and the light incident side end surface of the second core are provided so as to be parallel to each other. <1> It is an optical waveguide.
＜３＞前記第２クラッド部の幅が０μｍより大きく５０μｍ以下であることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の光導波路である。 <3> The optical waveguide according to <1> or <2>, wherein the width of the second cladding portion is greater than 0 μm and equal to or less than 50 μm.
＜４＞前記第３のコアの幅Ｘが、下記式（１）の関係を満たすことを特徴とする＜１＞〜＜３＞の何れか１つに記載の光導波路である。 <4> The optical waveguide according to any one of <1> to <3>, wherein a width X of the third core satisfies a relationship of the following formula (1).
Ｘ≧ｄ＋｛ｔ＋ｄ×ｔａｎ（θ２−θ１）／ｃｏｓθ２｝×ｃｏｓθ２×ｔａｎ（θ３−θ１＋θ２）×｛１＋ｃｏｓθ３／ｃｏｓ（２θ１−２θ２−θ３）｝／ｃｏｓ（θ１−θ２） ・・・式（１） X ≧ d + {t + d × tan (θ 2 −θ 1 ) / cos θ 2 } × cos θ 2 × tan (θ 3 −θ 1 + θ 2 ) × {1 + cos θ 3 / cos (2θ 1 −2θ 2 −θ 3 )} / cos (θ 1 −θ 2 ) (1)
（式（１）中、ｄは前記第１のコアの幅を示す。また、θ１は前記第１のコアにおける主伝搬光の光軸に対する該第１のコアの前記光出射側端面の法線がなす角を示し、θ２は、前記第１のコアにおける主伝搬光の光軸に対する前記第２のコアの前記光入射側端面の法線がなす角を示し、ｔは、前記第２のコアの前記光入射側端面と前記第１のコアの前記光出射側端面との最小距離を示す。また、θ３は、ａｓｉｎ｛（ｎ１／ｎ２）×ｓｉｎθ１｝から求められる値を示す。ｎ１は、第１のコアの屈折率を示し、ｎ２は、前記クラッド及び前記第２クラッド部の屈折率を示す。） (In the formula (1), d represents the width of the first core, and θ 1 is a method of the light emitting side end face of the first core with respect to the optical axis of the main propagation light in the first core. Represents the angle formed by the line, θ 2 represents the angle formed by the normal of the light incident side end surface of the second core with respect to the optical axis of the main propagation light in the first core, and t represents the second Represents the minimum distance between the light incident side end face of the core of the first core and the light exit side end face of the first core, and θ 3 is a value obtained from asin {(n 1 / n 2 ) × sin θ 1 }. N 1 represents the refractive index of the first core, and n 2 represents the refractive index of the cladding and the second cladding part.)
＜５＞前記コアと、前記クラッドと、前記第２クラッド部と、からなる光導波路部が、前記第１のコアにおける主伝搬光の光軸に対して直交する方向に複数配列されてなることを特徴とする＜１＞〜＜４＞の何れか１つに記載の光導波路である。
＜６＞前記コア、前記クラッド、前記第２クラッド部が、高分子材料から構成されてなることを特徴とする＜１＞〜＜５＞の何れか１つに記載の光導波路である。
<5> A plurality of optical waveguide sections each including the core, the cladding, and the second cladding section are arranged in a direction orthogonal to the optical axis of the main propagation light in the first core. The optical waveguide according to any one of <1> to <4>, wherein
<6> The optical waveguide according to any one of <1> to <5>, wherein the core, the clad, and the second clad portion are made of a polymer material.
請求項１に記載の発明によれば、主光導波路中を伝搬する主伝搬光の光量低下を抑制しつつ且つ高率良くモニター光を取り出し、当該モニター光の伝送損失を抑制し、且つ、省スペース性にも優れた光導波路が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the monitor light is extracted with high efficiency while suppressing a decrease in the amount of the main propagation light propagating in the main optical waveguide, the transmission loss of the monitor light is suppressed, and An optical waveguide having excellent space characteristics is provided.
請求項２に記載の発明によれば、主光導波路中を伝搬する主伝搬光の光量低下を抑制しつつモニター光を取り出し、当該モニター光の伝送損失を抑制し、且つ、省スペース性にも優れた光導波路が提供される。 According to the second aspect of the present invention, monitor light is taken out while suppressing a decrease in the amount of main propagation light propagating through the main optical waveguide, transmission loss of the monitor light is suppressed, and space saving is also achieved. An excellent optical waveguide is provided.
請求項３に記載の発明によれば、主伝搬光の伝送損失をより抑制すると共に、省スペース性をより向上させた光導波路が提供される。 According to the third aspect of the present invention, there is provided an optical waveguide that further suppresses transmission loss of main propagation light and further improves space saving.
請求項４に記載の発明によれば、更に、主伝搬光の伝搬損失を抑制しつつ且つモニター光を高率良く取り出す事が可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to extract the monitor light with high efficiency while suppressing the propagation loss of the main propagation light.
請求項５に記載の発明によれば、複数の導波路の配列されたアレイ型導波路への適用が容易である。 According to the fifth aspect of the present invention, application to an arrayed waveguide in which a plurality of waveguides are arranged is easy.
請求項６に記載の発明によれば、可撓性を有する光導波路が提供される。 According to the invention described in claim 6, an optical waveguide having flexibility is provided.
−光導波路−
以下、本発明に係る光導波路の実施の形態について説明する。
-Optical waveguide-
Hereinafter, embodiments of the optical waveguide according to the present invention will be described.
図１に示すように、本実施の形態に係る光導波路１０は、図１に示すように、コア２０と、コア１２を囲繞するように形成されたクラッド２２と、を備えた構成とされている。
As shown in FIG. 1, the
コア２０は、第１のコア１２と、第２のコア１４と、第３のコア１６と、から構成されている。第１のコア１２は、発光素子２６から入射された主伝搬光Ｍ１を、該主伝搬光Ｍ１の光伝搬方向下流側に設けられた光出射側端面１２Ａへ伝搬する。この第１のコア１２の主伝搬光Ｍ１の光出射側端面１２Ａは、この光出射側端面１２Ａの法線が、該主伝搬光Ｍ１の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満の角度をなすように設けられている。
The
第２のコア１４は、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａから出射された主伝搬光Ｍ１の光伝搬方向上流側に設けられた光入射側端面１４Ａを透過して入射された主伝搬光Ｍ２を伝搬する。この第２のコア１４の光入射側端面１４Ａは、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａから出射された主伝搬光と交差するように設けられており、この光入射側端面１４Ａの法線が第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満の角度をなすように設けられている。
The
第３のコア１６には、一端部が第１のコア１２に連続され、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａにより反射された第１の反射光Ｒ１、及び該光出射側端面１２Ａを透過した後に第２のコア１４の光入射側端面１４Ａにより反射された第２の反射光Ｒ２の双方が、主伝搬光Ｍ１の出力をモニターするためのモニター光Ｒとして導かれる。この第３のコア１６に導かれたモニター光Ｒは、第３のコア１６の光伝搬方向下流側に設けられたフォトダイオード等の検出素子２８によって検出される。
One end of the
なお、上述のように、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａと、第２のコア１４の光入射側端面１４Ａとは、各々上記角度の関係を満たし、且つ第１のコア１２の光出射側端面１２Ａによる第１の反射光Ｒ１と、第２のコアの光入射側端面１４Ａによる第２の反射光Ｒ２の双方が、モニター光Ｒとして第３のコア１６に導かれるように設けられていれば良い。
例えば、この第１のコア１２の光出射側端面１２Ａと、第２のコア１４の光入射側端面１４Ａとは、図１に示すように、互いに平行となるように設けられていることが、主伝搬光の光損失低下の理由から最も好ましいが、図２に示すように、上記関係を満たしていれば、平行に設けられた構成に限られない。
As described above, the light emitting
For example, the light emitting
なお、上述のように、第１のコア１２の主伝搬光Ｍ１の光出射側端面１２Ａは、この光出射側端面１２Ａの法線が、該主伝搬光Ｍ１の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満の角度をなすように設けられていることが必須であるが、この範囲内の角度であれば、第１のコア１２の主伝搬光Ｍ１が該光出射側端面１２Ａを透過して第２のコア１４に入射されると共に、少なくとも一部が第１の反射光Ｒ１として第３のコア１６へ向かって反射されればどのような角度であってもよく、１０°より大きく且つ３０°未満であることがより好ましく、１５°より大きく且つ３０°未満であることが反射光量の向上の理由から特に好ましい。
As described above, the light emission
なお、第１のコア１２の主伝搬光Ｍ１の光出射側端面１２Ａは、この光出射側端面１２Ａの法線が、該主伝搬光Ｍ１の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満の角度をなし、上述のように第３のコア１６へ第１の反射光Ｒ１が導かれるような角度に設けられていればよいが、この第１の反射光Ｒ１が、第１のコア１２内を主伝搬光Ｍ１の光伝搬方向に逆らう方向に伝搬するいわゆる戻り光の発生が起きないように角度を調整することが必要である。具体的には、例えば、発光素子２６として半導体レーザを用いる場合には、第１の反射光Ｒ１の内の、第１のコア１２内を主伝搬光Ｍ１の戻り光は、発光素子２６の発光強度の０．５％以下、好ましくは０．３％以下となるように光出射側端面１２Ａを調整することが好ましい。
The light emitting
同様に、第２のコア１４の光入射側端面１４Ａの法線が第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満の角度をなすように設けられていることが必須であるが、この範囲内の角度であれば、第１のコア１２の主伝搬光Ｍ１が該光入射側端面１４Ａを透過して第２のコア１４に入射されると共に、少なくとも一部が第２の反射光Ｒ２として第３のコア１６へ向かって反射されればどのような角度であってもよく、１０°より大きく且つ３０°未満であることがより好ましく、１５°より大きく且つ３０°未満であることが反射光量の向上の理由から特に好ましい。
Similarly, the normal line of the light incident
この第１のコア１２の光出射側端面１２Ａと、第２のコア１４の光入射側端面１４Ａとの間の距離（以下、「端面間距離」と称す場合がある）は、０μｍより大きく且つ５０μｍ以下であることが好ましい。これにより、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａと、第２のコア１４の光入射側端面１４Ａとの間を伝搬される主伝搬光Ｍ１の光損失が、より抑制されると共に、光導波路１０の省スペース性が向上される。
この端面間距離は、さらに、５μｍ以上４５μｍ以下であることがより好ましい。また、端面間距離の下限値は０μｍを超えていれば特に限定されないが、端面の形成や端面間にクラッド層を形成する際の製造上の都合から、実用上は２０μｍ以上であることが好ましい。
The distance between the light emitting
The distance between the end faces is more preferably 5 μm or more and 45 μm or less. Further, the lower limit value of the distance between the end faces is not particularly limited as long as it exceeds 0 μm, but is practically preferably 20 μm or more for practical reasons when forming the end faces and forming the clad layer between the end faces. .
なお、本実施の形態における、この第１のコア１２の光出射側端面１２Ａと、第２のコア１４の光入射側端面１４Ａとの間の距離（端面間距離）とは、後述する第２クラッド部２２Ａの幅に相当し、光出射側端面１２Ａと光入射側端面１４Ａとの間の最小距離を示している。
In this embodiment, the distance (end-to-end distance) between the light emitting
第１のコア１２の光出射側端面１２Ａと、第２のコア１４の光入射側端面１４Ａとの間の領域は、コア２０（第１のコア１２、第２のコア１４、及び第３のコア１６）を囲繞するように形成されたクラッド２２と同じ材料によって充填されることで、第２クラッド部２２Ａが構成されている。この第２クラッド部２２Ａは、詳細を後述する光導波路１０の製造時における気泡の混入抑制の観点から、少なくとも一部分がコア２０を囲繞するように形成されているクラッド２２に連続されており、該第２クラッド部２２Ａの水平方向一端部または両端部がクラッド２２に連続されていることが好ましい。
The region between the light emitting
すなわち、図１に示す光導波路１０においては、第１のコア１２と第２のコア１４とが完全に分断されており、その間を、クラッド２２を構成するクラッド材料によって充填することによって第２クラッド部２２Ａを設けることでクラッド２２と連続させた例であるが、図３の光導波路１３に示すように、第１のコア１２と第２のコア１４との間に、主伝搬光Ｍ１の光伝搬方向に交差する端面（光出射側端面１２Ａと光入射側端面１４Ａ）を有する連通孔３０を設けて、第１のコア１２と第２のコア１４とを、コア材料によって構成された接続部３４及び接続部３６によって連続させた構成としてこの連通孔３０の外壁の一部分を構成し、この連通孔３０内をクラッド材料によって充填することで第２クラッド部２２Ａを構成してクラッド２２と連続させてもよい。
That is, in the
また、図４の光導波路１５に示すように、第１のコア１２と第２のコア１４との間に、第１のコア１２の主伝搬光Ｍ１の光伝搬方向に交差する方向に、第１のコア１２と第２のコア１４の一部を分断するような凹部３２を設けた構成とし、第１のコア１２と第２のコア１４とを、コア材料によって構成された接続部３８によって連続させた構成としてこの凹部３２の外壁の一部分を構成し、この凹部３２内をクラッド材料によって充填することで第２クラッド部２２Ａを構成してクラッド２２と連続させてもよく、この形態は前記光導波路１３と比較してクラッド３２への気泡の混入を抑制でき、好ましい。
Further, as shown in the
−作用−
次に、上述のように構成された光導波路１０の作用について図１を用いて説明する。
-Action-
Next, the operation of the
発光素子２６から出射され、第１のコア１２に入射された主伝搬光Ｍ１は光出射側端面１２Ａ（すなわち、第２クラッド部２２Ａ）に向かって伝搬される。そして、この主伝搬光Ｍ１の大部分は、光出射側端面１２Ａ、第２クラッド部２２Ａ、及び第２のコア１４の光入射側端面１４Ａを透過して、第２のコア１４へ入射され、主伝搬光Ｍ２として第２のコア１４内を伝搬する。
The main propagation light M1 emitted from the
一方、第１のコア１２の主伝搬光Ｍ１の光出射側端面１２Ａは、この光出射側端面１２Ａの法線が、該主伝搬光Ｍ１の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満であり、且つ第１のコア１２と第２のコア１４との間（光出射側端面１２Ａと光入射側端面１４Ａとの間）が第２のクラッド部２２Ａによって構成されていることから、第１のコア１２の屈折率とクラッド部２２Ａとの間の屈折率差が、小さく全反射条件が満たされない。このため、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａで主伝搬光Ｍ１の一部が反射されて（フレネル反射）、第１の反射光Ｒ１として第３のコア１６へ導かれる。
On the other hand, the light emission
同様に、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａ及び第２のクラッド部２２Ａ内を透過した主伝搬光Ｍ１の一部は第２のコア１４の光入射側端面１４Ａにおいて反射されて第２の反射光Ｒ２として第３のコア１６へと導かれる。
Similarly, a part of the main propagation light M1 transmitted through the light emitting
第３のコア１６へと導かれた第１の反射光Ｒ１及び第２の反射光Ｒ２は、モニター光Ｒとして第３のコア１６内を伝搬し、検出素子２８によってその光強度が検出される。
The first reflected light R1 and the second reflected light R2 guided to the
第１のコア１２と第２のコア１６との間のクラッド２２領域が、空気等のような材料より屈折率の高い状態にあると、第１のコア１２から第２のコア１４へと導入される主伝搬光Ｍ１（主伝搬光Ｍ２）の光量に対して、第３のコア１６へ反射される主伝搬光Ｍ１（モニター光Ｒ）の光量が必要以上となり、主伝搬光の損失の増大が懸念されるが、本実施の形態の光導波路１０によれば、第１のコア１２と第２のコア１６との間の領域が、コア２０を囲んでいるクラッド２２と同じ材料を充填することによって形成された第２のクラッド部２２Ａとして構成されていることから、第１のコア１２から第２のコア１４へと導入される主伝搬光Ｍ１の割合の低下が抑制され、主伝搬光Ｍ１の大部分が、光出射側端面１２Ａ、第２クラッド部２２Ａ、及び第２のコア１４の光入射側端面１４Ａを透過して、第２のコア１４へ入射される。つまり、第２のコア１４へと伝搬される主伝搬光Ｍ２の光損失が抑制される。
When the
この第１のコア１２の光出射側端面１２Ａにおける主伝搬光Ｍ１の反射量は、第１のコア１２と第２クラッド部２２Ａから決定される開口数（ＮＡ）と、主伝搬光Ｍ１と第１のコア１２の光出射側端面１２Ａとのなす角度と、により定まる。第３のコア１６においてモニター光Ｒの光量を検出する検出素子２８としては、例えば、半導体フォトダイオード等が適宜利用されるが、モニター光Ｒの光量は、この検出素子２８の最小受光感度を上回っている必要がある。
このため、本実施形態の光導波路１０においては、第１のコア１２から第２のコア１４へ伝搬される主伝搬光Ｍ１の光量低下を抑制しつつ、且つモニター光として検出可能な程度の光量のモニター光Ｒを第３のコア１６へと導入させるためには、第２クラッド部２２Ａと第１のコア１２、及び第２クラッド部２２Ａと第２のコア１４との開口数（ＮＡ）は０．３以上であることが好ましく、０．５以上であることがより好ましい。
The amount of reflection of the main propagation light M1 at the light emitting
Therefore, in the
また、本実施の形態の光導波路１０では、上述のように、さらに、第３のコア１６の一端部が第１のコア１２に連続されているため、不連続である場合に比べて、第１の反射光Ｒ１及び第２の反射光Ｒ２の双方が、効率よく第３のコア１６へと導かれる。
具体的には、第３のコア１６の一端部が第１のコア１２に連続されており、また上述のように、第１のコア１２の主伝搬光Ｍ１の光出射側端面１２Ａは、この光出射側端面１２Ａの法線が、該主伝搬光Ｍ１の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満であるため、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａで反射された第１の反射光Ｒ１は、主伝搬光Ｍ１の光伝搬方向に対して１０°を超え且つ６０°未満の鋭角を成し且つ主伝搬光Ｍ１の伝搬方向に対して略反対方向に伝搬されることとなるためである。
Further, in the
Specifically, one end of the
同様に、第３のコア１６の一端部が第１のコア１２に連続されており、また上述のように、第２のコア１４の主伝搬光Ｍ１の光入射側端面１４Ａは、この光入射側端面１４Ａの法線が、該主伝搬光Ｍ１の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満であるため、第２のコア１４の光入射側端面１４Ａで反射された第２の反射光Ｒ１は、主伝搬光Ｍ１の光伝搬方向に対して１０°を超え且つ６０°未満の鋭角を成し且つ主伝搬光Ｍ１の伝搬方向に対して略反対方向に伝搬されることとなるためである。
Similarly, one end of the
このため、Ｙ字分岐構成を有しかつ円弧導波路によってモニター光を第３のコア１６へ導く従来の光導波路と比べて、本実施の形態の光導波路１０においては、モニター光Ｒを伝搬する第３のコア１６を、主伝搬光Ｍ１を伝搬する第１のコア１６により近接または密着させて配置させることが可能となり、光導波路１０の光路分岐部、及び第３のコア１６を構成する領域の省スペース化が図れることとなる。
For this reason, in the
また、光導波路の端面を、ダイシングソーやレーザーを用いて主伝搬光Ｍ１の伝搬方向に対して４５°にカットして、本実施の形態の第３のコア１６を介さずにモニター光Ｒを取り出す場合に比べて、モニター光Ｒの損失の抑制が図れる。さらに、フィルタなどによりモニター光Ｒを取り出す場合に比べて、主伝搬光Ｍ１の伝搬損失の抑制が図れる。
Further, the end face of the optical waveguide is cut at 45 ° with respect to the propagation direction of the main propagation light M1 by using a dicing saw or a laser, and the monitor light R is not passed through the
また、さらに、第２のクラッド部２２Ａの幅（端面間距離）が、上述のように、０μｍを超え且つ５０μｍ以下とされていることから、さらなる主伝搬光の光損失の低下が図れる。
Furthermore, since the width (distance between the end faces) of the
ここで、上記第１の反射光Ｒ１及び第２の反射光Ｒ２の双方について、高率良い第３のコア１６への導入を実現されるためには、第３のコア１６の幅（モニター光Ｒの光軸に対して直交する方向の長さ）Ｘ（μｍ）は、下記式（１）に示す関係を満たすことが好ましい。
Here, in order to realize the introduction of the first reflected light R1 and the second reflected light R2 into the
Ｘ≧ｄ＋｛ｔ＋ｄ×ｔａｎ（θ２−θ１）／ｃｏｓθ２｝×ｃｏｓθ２×ｔａｎ（θ３−θ１＋θ２）×｛１＋ｃｏｓθ３／ｃｏｓ（２θ１−２θ２−θ３）｝／ｃｏｓ（θ１−θ２） ・・・式（１） X ≧ d + {t + d × tan (θ 2 −θ 1 ) / cos θ 2 } × cos θ 2 × tan (θ 3 −θ 1 + θ 2 ) × {1 + cos θ 3 / cos (2θ 1 −2θ 2 −θ 3 )} / cos (θ 1 −θ 2 ) (1)
式（１）中、ｄは前記第１のコアの幅を示す。また、θ１は前記第１のコアにおける主伝搬光の光軸に対する該第１のコアの前記光出射側端面の法線がなす角を示し、θ２は、前記第１のコアにおける主伝搬光の光軸に対する前記第２のコアの前記光入射側端面の法線がなす角を示し、ｔは、前記第２のコアの前記光入射側端面と前記第１のコアの前記光出射側端面との最小距離を示す。また、θ３は、ａｓｉｎ｛（ｎ１／ｎ２）×ｓｉｎθ１｝から求められる値を示す。ｎ１は、第１のコアの屈折率を示し、ｎ２は、前記クラッド及び前記第２クラッド部の屈折率を示す。 In formula (1), d represents the width of the first core. Θ 1 represents an angle formed by a normal line of the light emitting side end surface of the first core with respect to the optical axis of the main propagation light in the first core, and θ 2 represents main propagation in the first core. The angle formed by the normal line of the light incident side end surface of the second core with respect to the optical axis of light, and t is the light incident side end surface of the second core and the light emitting side of the first core Indicates the minimum distance from the end face. Θ 3 indicates a value obtained from asin {(n 1 / n 2 ) × sin θ 1 }. n 1 represents the refractive index of the first core, and n 2 represents the refractive index of the cladding and the second cladding part.
上記式（１）を満たすように、第３のコア１６の幅Ｘが調整されることによって、第１のコア１２を伝搬した主伝搬光Ｍ１の光出射側端面１２Ａによる第１の反射光Ｒ１、及び該光出射側端面１２Ａ及び第２のクラッド部２２Ａを透過し且つ第２のコア１４の光入射側端面１４Ａによって反射された第２の反射光Ｒ２、の双方が、効率よく第３のコア１６へと導かれる。
By adjusting the width X of the
なお、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａで反射された第１の反射光Ｒ１、及び第２のコア１４の光入射側端面１４Ａで反射された第２の反射光Ｒ２が導かれる方向は、第１のコア１２の開口数（ＮＡ）により変化することから、実際には、さらに、この開口数についても考慮して、第３のコア１６の幅Ｘを定めることが好ましい。
The direction in which the first reflected light R1 reflected by the light emitting
なお、上述において、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａと、第２のコア１４の光入射側端面１４Ａとは、図１に示すように、互いに平行となるように設けられていることが、主伝搬光の光損失低下の理由から最も好ましい事を記載したが、この平行である状態とは、すなわち、上記式（１）におけるθ１（第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸Ａに対する第１のコア１２の光出射側端面１２Ａの法線がなす角）と、θ２（第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸Ａに対する第２のコア１４の光入射側端面１４Ａの法線がなす角）と、が同一である状態である。この場合には、第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸Ａと、第２のコア１４における主伝搬光Ｍ２の光軸Ｂと、の光軸方向が一致することから、第２のコア１４中の高次モードによる光伝搬損失が抑制され、好ましい。さらに、この場合には、第１の反射光Ｒ１及び第２の反射光Ｒ２の光軸も一致した状態となることから、第３のコア１６におけるモニター光Ｒの光伝搬損失が抑制されることとなる。
In the above description, the light emitting
―光導波路アレイへの適用―
本実施の形態の光導波路１０（及び、光導波路１３、光導波路１５）は、第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸Ａに対して直交する方向に複数配列されてなる、アレイ型の光導波路に好適に適用される。
これは、直線のアレイ型導波路に対するダイシングソー等の切削を利用したクラッド部２２の作製では、光軸Ａに直行する方向の直線状に反射部（１２Ａおよび１４Ａ）を配列させることができず、アレイ適用への制限が発生する。一方、本実施の形態の光導波路１０においては、複数のコア２０を所定方向に配列させたアレイ状にする態様において、複数のコア２０各々の、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａを、第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸Ａに対して直交する方向に直線上に配列させることが可能であることから、複数のコア２０を等間隔で配列させることが可能となり、これらの間隔の不均一によるアレイ数に制限が発生することが抑制されるためである。
-Application to optical waveguide array-
The optical waveguide 10 (and the
This is because in the production of the clad
−光導波路の製造方法−
次に、本実施の形態の光導波路１０の製造方法について説明する。
-Optical waveguide manufacturing method-
Next, the manufacturing method of the
本実施の形態の光導波路１０の製造方法としては特に限定されず、公知の光導波路製造方法、例えば、直接路光法、フォトブリーチング法、スタンパ法等が用いられる。しかし、光導波路１０のコア２０における、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａ、及び第２のコア１４の光入射側端面１４Ａにおけるにおける光伝搬損失の抑制や反射効率向上の観点から、これら端面には高い平坦性が要求される。この点を考慮すれば、特開２００４−０８６１４４号公報等に開示されるシリコンゴム鋳型を用いた光導波路製造方法を利用することが好ましい。この製造方法を利用すれば、更に、製造プロセスを簡便とし、光導波路の製造コストもより低く抑えられる。
The manufacturing method of the
以下に、図４に例示した光導波路１５を、シリコンゴム鋳型を用いて製造する場合についてより詳細に説明するが、本発明の光導波路の製造方法は下記の製造方法のみに限定されるものではない。
Hereinafter, the
光導波路１５は、下記（１）〜（３）の工程を経ることにより作製される。
（１）下部クラッド層用基板上に、図４に示すコア層パターン（すなわち、第１のコア１２、第２のコア１４、第３のコア１６、及び接続部３８）を形成する工程。
（２）工程（１）を経た後に、コア層パターンおよび下部クラッド層用基板を覆うように未硬化状態のクラッド材を塗布する工程
（３）工程（２）を経た後に、未硬化状態のクラッド材を硬化させる工程
The
(1) A step of forming the core layer pattern (that is, the
(2) After passing through step (1), applying the uncured clad material so as to cover the core layer pattern and the lower clad layer substrate (3) After passing through step (2), the uncured clad Hardening process
以下、これら３つの工程について順に説明する。 Hereinafter, these three steps will be described in order.
（１）下部クラッド層用基板（図示省略）上に、図４に示すコア層パターンとして、第１のコア１２、第２のコア１４、第３のコア１６、及び接続部３８に相当するパターンを形成する。
この工程は、例えば下記の（ａ）〜（ｅ）に示すステップを含むことが好ましい。
（ａ）光導波路のコア層パターンに対応する凹部を有する鋳型を準備するステップ
（ｂ）鋳型に下部クラッド層用基板を密着させるステップ
（ｃ）下部クラッド層用基板を密着させた鋳型の凹部にコア層形成用硬化性樹脂を充填するステップ
（ｄ）凹部に充填したコア層形成用硬化性樹脂を硬化させるステップ
（ｅ）鋳型を下部クラッド層用基板から剥離するステップ
以下、各ステップについて詳細に説明する。
(1) A pattern corresponding to the
This process preferably includes the steps shown in the following (a) to (e), for example.
(A) Step of preparing a mold having a recess corresponding to the core layer pattern of the optical waveguide (b) Step of closely attaching the lower clad layer substrate to the mold (c) Step of forming the mold in the mold with the lower clad layer substrate being in close contact Step of filling core layer forming curable resin (d) Step of curing core layer forming curable resin filled in recess (e) Step of peeling mold from lower clad layer substrate Hereinafter, each step will be described in detail. explain.
（ａ）光導波路のコア層パターンに対応する凹部を有する鋳型を準備するステップ
鋳型の作製は、光導波路のコア層パターンに対応する凸部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。
(A) Step of preparing a mold having a concave portion corresponding to the core layer pattern of the optical waveguide The production of the mold is preferably performed using a master having a convex portion corresponding to the core layer pattern of the optical waveguide. It is not limited to. In the following, a method using the master will be described.
＜原盤の作製＞
光導波路のコア層パターンに対応する凸部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（特開２００２−３３３５３８号公報）も、原盤を作製するために利用することができる。原盤に形成される光導波路のコア層パターン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。
<Preparation of master>
A conventional method, for example, a photolithography method can be used without particular limitation for producing a master having a convex portion corresponding to the core layer pattern of the optical waveguide. In addition, a method for producing a polymer optical waveguide by the electrodeposition method or the photo-deposition method previously filed by the present applicant (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-333538) can also be used for producing the master. The size of the convex portion corresponding to the core layer pattern of the optical waveguide formed on the master is appropriately determined according to the use of the polymer optical waveguide.
＜鋳型の作製＞
鋳型の作製は次のように行うことができる。まず、前記原盤の光導波路のコア層パターンに対応する凸部が形成された面に、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、樹脂を硬化させ、次いでその硬化樹脂層を剥離することにより鋳型が形成される。
また、鋳型には、コア層パターンに対応する凹部にコア層形成用硬化性樹脂を充填するための進入口、及びコア層パターン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されない。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。
<Production of mold>
The template can be produced as follows. First, a mold-forming curable resin is applied or cast onto the surface of the master disc on which the convex portion corresponding to the core layer pattern is formed, and left for a certain period of time. Do bubbles. After drying as necessary, the resin is cured, and then the cured resin layer is peeled off to form a mold.
Further, the mold is formed with an entrance for filling the recess corresponding to the core layer pattern with the core layer forming curable resin, and an exit for discharging the resin from the recess corresponding to the core layer pattern. However, the formation method is not particularly limited. Protrusions corresponding to the entrance and discharge ports can be provided in advance on the master, but as a simple method, for example, after forming a cured resin layer of a curable resin for mold formation on the master, the mold is peeled off After that, the entrance and the exit are formed by cutting both ends of the mold so that the concave portion is exposed.
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、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。 The thickness of the cured resin layer is appropriately determined in consideration of the handleability as a mold, but generally about 0.1 to 50 mm is appropriate. In addition, it is desirable that the master is preliminarily subjected to a release treatment such as application of a release agent to promote peeling from the mold.
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、下部クラッド層用基板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、原盤に形成された光導波路のコア層パターンに対応する凸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、「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。
As curable resin for mold formation, the cured product can be easily peeled from the master, has a certain level of mechanical strength and dimensional stability as a mold (repeatedly used), and maintains hardness of concave and convex shapes. (Hardness) and good adhesion to the lower clad layer substrate. Various additives can be added to the mold-forming curable resin as necessary.
The mold-forming curable resin can be applied or cast on the surface of the master, and the convex portion corresponding to the core layer pattern of the optical waveguide formed on the master must be accurately copied. It is preferable to have a viscosity below a certain limit, for example, about 500 to 7000 mPa · s. (Note that “mold forming curable resins” include those that become elastic rubber-like bodies after curing.) In addition, the solvent is used for viscosity adjustment, and the adverse effect of the solvent does not occur. Can be added to.
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、下部クラッド層用基板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。 The mold-forming curable resin is, after curing, silicone rubber (silicone elastomer) or silicone resin from the viewpoint of peelability, mechanical strength / dimensional stability, hardness, and adhesion to the substrate for the lower clad layer. A curable organopolysiloxane is preferably used. The curable organopolysiloxane preferably contains a methylsiloxane group, an ethylsiloxane group, or a phenylsiloxane group in the molecule. The curable organopolysiloxane may be a one-component type or a two-component type used in combination with a curing agent, and may be a thermosetting type or a room temperature curable type (for example, cured with moisture in the air). The other) (further ultraviolet curing or the like) may be used.
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。 The curable organopolysiloxane is preferably a silicone rubber after curing, which is usually referred to as a liquid silicone rubber (including “liquid” which has a high viscosity such as a paste). The two-part type used in combination with a curing agent is preferable. Among them, the addition type liquid silicone rubber cures uniformly in a short time on the surface and the inside, and at that time, a by-product is formed. It is preferably used because it has no or little, excellent releasability and low shrinkage.
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、光導波路のコア層パターンに対応する凸部を正確に写し取り、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。
Among the liquid silicone rubbers, liquid dimethylsiloxane rubber is particularly preferable from the viewpoints of adhesion, peelability, strength and hardness.
The viscosity of the liquid silicone rubber is such that the projection corresponding to the core layer pattern of the optical waveguide is accurately copied, and the mold is several millimeters thick from the viewpoint of facilitating the vacuum defoaming by reducing the mixing of bubbles. From the point of formation, the thing of about 500-7000 mPa * s is preferable, Furthermore, the thing of about 2000-5000 mPa * s is more preferable.
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、ステップ（ｂ）において鋳型を下部クラッド層用基板に密着させる際、位置決めが容易に行え、また、ステップ（ｃ）においてコア層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、コア層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。 The template is preferably light transmissive in the ultraviolet region and / or visible region. It is preferable that the mold is light transmissive in the visible region. When the mold is brought into close contact with the lower clad layer substrate in step (b), positioning can be easily performed, and in step (c), the core layer is formed. This is because it can be observed that the curable resin is filled in the mold recess, and the completion of filling can be easily confirmed. In addition, it is preferable that the mold is light transmissive in the ultraviolet region because, when an ultraviolet curable resin is used as the curable resin for forming the core layer, ultraviolet curing is performed through the mold. The transmittance in the ultraviolet region (250 nm to 400 nm) is preferably 80% or more.
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、下部クラッド層用基板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、シリコーンゴムと下部クラッド層用基板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、下部クラッド層用基板に良く密着するため、コア層の寸法精度が極めて良好である。さらに下部クラッド層用基板によって密閉された鋳型の凹部のみに効率よくコア層形成用樹脂を充填することが可能となる上に、下部クラッド層用基板と鋳型との剥離も容易である。したがって、この鋳型を利用すれば寸法精度や形状精度の高い光導波路を、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。
The curable organopolysiloxane, in particular the liquid silicone rubber that becomes the silicone rubber after curing, has excellent contradictory properties of adhesion to the lower clad layer substrate and releasability, and has the ability to copy the nanostructure. If the clad layer substrate is brought into close contact with the clad layer substrate, even the ingress of liquid can be prevented.
Such a mold using silicone rubber copies the master with high accuracy and adheres well to the substrate for the lower cladding layer, so that the dimensional accuracy of the core layer is very good. Furthermore, it becomes possible to efficiently fill only the recesses of the mold sealed with the lower clad layer substrate with the core layer forming resin, and the lower clad layer substrate and the mold can be easily separated. Therefore, if this mold is used, an optical waveguide with high dimensional accuracy and shape accuracy can be manufactured very simply.
Further, when the cured resin layer, in particular, the cured resin layer has rubber elasticity, a part of the cured resin layer, that is, a part other than the part that copies the master convex part and the concave part can be replaced with another rigid material. Improved mold handling.
図５は、光導波路１５の作製に用いられる鋳型の一例を示す概略模式図であり、鋳型の凹部が設けられた側の面から鋳型を見た場合の平面図を示したものである。図５中、５００は鋳型、５１０は図４に示す光導波路１５の第１のコア１２に対応する凹部、５２０は図４に示す光導波路１５の第２のコア１２に対応する凹部、５３０は図４に示す光導波路１５の第３のコア１６に対応する凹部、５４０は図４に示す光導波路１５の接続部３８に対応する凹部、５５０、５６０、５７０は縦穴（注入口又は排出口）、５８０は板状部材を表す。
図５に示す鋳型は、平板状の樹脂からなる板状部材５８０の片面に図４に示す光導波路１５のコア層パターン（図４中の符号１２、１４、１６、３８から構成される部分）に対応する凹部５１０、５２０、５３０および５４０が設けられている。そして、凹部５１０、５２０、５３０の一端は、板状部材５８０の厚み方向を貫通するように設けられた円形状の縦穴５５０、５６０、５７０が設けられている。なお、（ｃ）下部クラッド層用基板を密着させた鋳型の凹部にコア層形成用硬化性樹脂を充填するステップにおいて、これら３つの縦穴５５０、５６０、５７０のうち、少なくとも１つまたは２つの縦穴が、コア層形成用硬化性樹脂を凹部へと充填するための注入口として用いられ、残りの縦穴が凹部に残留する空気や過剰なコア層形成用硬化性樹脂を凹部から排出するための排出口として用いられる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a mold used for manufacturing the
The mold shown in FIG. 5 has a core layer pattern of the
（ｂ）鋳型に下部クラッド層用基板を密着させるステップ
次に用意した鋳型の凹部が設けられた面に下部クラッド用基板を密着させる。
なお、下部クラッド用基板としては、この基板全体が光導波路を構成するクラッドとして機能するものであってもよく、何がしかの基材上にクラッドを設けた基板であってもよい。後者の場合は、基材を選択することにより、下部クラッド用基板の平坦性が向上される。また、基材としては、クラッドとして利用できない材料からなるものも利用される。
(B) The step of bringing the lower clad layer substrate into close contact with the mold Next, the lower clad substrate is brought into close contact with the surface of the prepared mold provided with the recesses.
As the lower clad substrate, the entire substrate may function as a clad constituting the optical waveguide, or a substrate in which a clad is provided on any substrate. In the latter case, the flatness of the lower clad substrate is improved by selecting a base material. Moreover, what consists of a material which cannot be utilized as a clad as a base material is utilized.
また、鋳型と下部クラッド層用基板との密着性を高くする観点からは、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と、下部クラッド層用基板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とを組み合わせて用いることが好ましい。また、この組み合わせでは、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コア層形成用硬化性樹脂が充填される。 Further, from the viewpoint of increasing the adhesion between the mold and the lower clad layer substrate, liquid silicone rubber, particularly liquid dimethylsiloxane rubber, and lower clad layer substrate is cured as a curable resin for mold formation and becomes rubbery. It is preferable to use in combination with an alicyclic olefin resin having a norbornene structure in the main chain and a polar group such as an alkyloxycarbonyl group in the side chain. Further, in this combination, there is no deformation of the mold recess structure, and even if the cross-sectional area of the recess structure is extremely small (for example, a 10 × 10 μm rectangle), the recess is quickly filled with the curable resin for forming the core layer by capillary action. .
（ｃ）下部クラッド層用基板を密着させた鋳型の凹部にコア層形成用硬化性樹脂を充填するステップ
このステップでは、鋳型の注入口から、コア層形成用硬化性樹脂を毛細管現象および減圧吸引により鋳型の凹部に充填する一方、排出口からは凹部に充填されたコア層形成用硬化性樹脂を排出させる。
コア層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又は熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。
(C) A step of filling the core layer forming curable resin into the concave portion of the mold to which the lower clad layer substrate is closely attached In this step, the core layer forming curable resin is sucked from the mold inlet through capillary action and vacuum suction. While filling the concave portion of the mold, the core layer forming curable resin filled in the concave portion is discharged from the discharge port.
As the curable resin for forming the core layer, resins such as radiation curable, electron beam curable, and thermosetting can be used, and among them, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin is preferably used.
ここで、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。
コア層形成用硬化性樹脂は、毛細管現象および減圧吸引により鋳型と下部クラッド層用基板との間に形成された空隙（鋳型の凹部）に充填させる。このような態様で利用されるコア層形成用硬化性樹脂の粘度は低粘度であることが求められる。したがって、コア層形成用硬化性樹脂の粘度は、１０ｍＰａ・ｓ〜２０００ｍＰａ・ｓが好ましく、２０ｍＰａ・ｓ〜１０００ｍＰａ・ｓがより好ましく、３０ｍＰａ・ｓ〜５００ｍＰａ・ｓが更に好ましい。
Here, an epoxy-based, polyimide-based, or acrylic-based ultraviolet curable resin is preferably used as the ultraviolet curable resin.
The curable resin for forming the core layer is filled into a gap (a concave portion of the mold) formed between the mold and the lower clad layer substrate by capillary action and vacuum suction. The viscosity of the core layer forming curable resin used in such an embodiment is required to be low. Therefore, the viscosity of the curable resin for forming the core layer is preferably 10 mPa · s to 2000 mPa · s, more preferably 20 mPa · s to 1000 mPa · s, and still more preferably 30 mPa · s to 500 mPa · s.
このほかに、原盤に形成された光導波路のコア層パターンに対応する凸部が有する元の形状を高精度に再現するため、コア層形成用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、コア層形成用硬化性樹脂は、その硬化に伴う体積変化ができるだけ小さいものが望ましく、硬化に伴う体積変化率は１０％以下が好ましく、６％以下がより好ましい。
なお、コア層形成用硬化性樹脂を充填する場合に溶剤を用いて低粘度化することも考えられるが、この場合は硬化前後の体積変化が大きくなる傾向にあるため、溶剤については使用しないか、あるいは使用量を少なくすることが好ましい。
In addition, the volume change before and after curing of the core layer forming curable resin is small in order to accurately reproduce the original shape of the convex portion corresponding to the core layer pattern of the optical waveguide formed on the master. is necessary. For example, a reduction in volume causes waveguide loss. Accordingly, it is desirable that the core layer forming curable resin has a volume change that is as small as possible, and the volume change rate that accompanies curing is preferably 10% or less, and more preferably 6% or less.
In addition, when filling the curable resin for forming the core layer, it may be possible to lower the viscosity using a solvent, but in this case, the volume change before and after curing tends to increase. Alternatively, it is preferable to reduce the amount used.
コア層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、コア層形成用硬化性樹脂に、コア層形成用硬化性樹脂とは異なる種類の樹脂（第２のコア層用樹脂）を添加することができる。この樹脂はコア層形成用硬化性樹脂との相溶性を有し、コア層形成用硬化性樹脂の屈折率、弾性率、透過特性に悪影響を及ぼさないものが好ましい。
また第２のコア層用樹脂を添加することにより体積変化を小さくする他、粘度やコア層形成用硬化性樹脂のガラス転移点を高度に制御できる。第２のコア層用樹脂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。
また、このステップにおいて、毛細管現象および減圧吸引によるコア層形成用硬化性樹脂の鋳型凹部への充填を行う場合の減圧量は１０〜４００ｈＰａ程度とすることが望ましい。
また、鋳型凹部へのコア層形成用硬化性樹脂の充填を促進するため、減圧に加えて、鋳型の注入口から充填するコア層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である。
In order to reduce the volume change (shrinkage) after curing of the core layer forming curable resin, a different kind of resin from the core layer forming curable resin (for the second core layer) is used. Resin) can be added. This resin is preferably compatible with the curable resin for forming the core layer and does not adversely affect the refractive index, elastic modulus, and transmission characteristics of the curable resin for forming the core layer.
In addition to reducing the volume change by adding the second core layer resin, the viscosity and the glass transition point of the core layer forming curable resin can be highly controlled. Examples of the second core layer resin include acrylic, methacrylic acid, and epoxy resins, but are not limited thereto.
In this step, it is desirable that the amount of reduced pressure when filling the mold recess with the core layer forming curable resin by capillary action and reduced pressure suction is about 10 to 400 hPa.
Further, in order to promote the filling of the core layer forming curable resin into the mold concave portion, in addition to the reduced pressure, the core layer forming curable resin filled from the mold inlet is heated to lower the viscosity. It is also effective.
（ｄ）凹部に充填したコア層形成用硬化性樹脂を硬化させるステップ
このステップでは、鋳型の凹部に充填したコア層形成用硬化性樹脂を硬化させる。コア層形成用硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いている場合には、硬化手段として紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等が用いられる。また、コア層形成用硬化性樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合には、硬化手段としてオーブン等が用いられる。
(D) The step of curing the curable resin for core layer formation filled in the concave portion In this step, the curable resin for core layer formation filled in the concave portion of the mold is cured. When an ultraviolet curable resin is used as the curable resin for forming the core layer, an ultraviolet lamp, an ultraviolet LED, a UV irradiation device, or the like is used as the curing means. Further, when a thermosetting resin is used as the core layer forming curable resin, an oven or the like is used as a curing means.
（ｅ）鋳型を下部クラッド層用基板から剥離するステップ
ステップ（ｄ）を終えた後は、鋳型を下部クラッド層用基板から剥離する。これにより、クラッド層用基板の片面に、光導波路のコア層パターンに対応した凸部が形成されることになる。
(E) Step of peeling mold from lower clad layer substrate After step (d), the mold is peeled from the lower clad layer substrate. Thereby, a convex portion corresponding to the core layer pattern of the optical waveguide is formed on one surface of the clad layer substrate.
（２）工程（１）を経た後に、コア層パターンおよび下部クラッド層用基板を覆うように未硬化状態のクラッド材を塗布する工程
本工程では、工程（１）を経て得られたコア層パターンが形成された下部クラッド層用基板に対して、未硬化状態のクラッド材を塗布する。このクラッド材（クラッド用層用硬化性樹脂）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。
クラッド層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、クラッド層形成用硬化性樹脂と相溶性を有し、クラッド層形成用硬化性樹脂の屈折率、弾性率、透過特性に悪影響を及ぼさない第２のクラッド層用樹脂（例えばメタクリル酸系、エポキシ系）をクラッド層形成用硬化性樹脂に添加することができる。この第２のクラッド層用樹脂としては、第２のコア層用樹脂と同様の樹脂が利用される。
(2) Step of applying an uncured clad material so as to cover the core layer pattern and the lower clad layer substrate after passing through step (1) In this step, the core layer pattern obtained through step (1) An uncured clad material is applied to the lower clad layer substrate on which is formed. As this clad material (curable resin for clad layer), an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin is preferably used. For example, an ultraviolet curable or thermosetting monomer, an oligomer, or a mixture of a monomer and an oligomer is used. .
In order to reduce the volume change (shrinkage) after curing of the curable resin for forming the clad layer, it has compatibility with the curable resin for forming the clad layer, and the refractive index, elastic modulus, A second clad layer resin (for example, methacrylic acid type, epoxy type) that does not adversely affect the transmission characteristics can be added to the clad layer forming curable resin. As the second clad layer resin, the same resin as the second core layer resin is used.
ここで、図３に示した光導波路１３のように、第２クラッド部２２Ａを、コア２０によって囲まれた閉空間としてもよいが、このような様態をとるとき、クラッド材の塗布する工程において、閉空間の内部にクラッド材が浸入しない、または、気泡が残留することが多く、そのとき、主伝搬光の接続部透過における損失が大きくなることから、図４の接続部３９のように、第２のクラッド部２２Ａの一部を開放し、コア全体を囲繞するクラッド２２と連続させることが望ましい。
Here, as in the
（３）工程（２）を経た後に、未硬化状態のクラッド材を硬化させる工程
本工程においては、工程（２）を経た後に、熱や光等、クラッド層形成用硬化性樹脂を硬化させる外部刺激を付与して、クラッド層形成用硬化性樹脂を硬化させる。これにより光導波路１５を完成させる。
クラッド層形成用硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いている場合には、硬化手段として紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等が用いられる。また、クラッド層形成用硬化性樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合には、硬化手段としてオーブン等が用いられる。
(3) Step of curing the uncured clad material after passing through step (2) In this step, after passing through step (2), externally curing the curable resin for forming the clad layer, such as heat and light Stimulation is applied to cure the clad layer forming curable resin. Thereby, the
When an ultraviolet curable resin is used as the curable resin for forming the cladding layer, an ultraviolet lamp, an ultraviolet LED, a UV irradiation device, or the like is used as the curing means. When a thermosetting resin is used as the clad layer forming curable resin, an oven or the like is used as the curing means.
以上の工程を経ることにより、図４に示す光導波路１５が作製される。
Through the above steps, the
以下に、本発明を、実施例を示してより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
（実施例１）
図５に示す鋳型を用いて、図４に示す光導波路を以下の手順で作製した。
まず、鋳型としては、シリコーンゴム製の鋳型を準備した。
Example 1
Using the mold shown in FIG. 5, the optical waveguide shown in FIG. 4 was produced by the following procedure.
First, a mold made of silicone rubber was prepared as a mold.
なお、凹部のサイズは、第１のコア１２に相当する部分が幅５０μｍ、高さ５０μｍ、第２のコア１４に相当する部分が幅５０μｍ、高さ５０μｍ、第３のコア１６に相当する部分が幅７０μｍ、高さ５０μｍ、θ１（第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸に対する第１のコア１２の光出射側端面１２Ａの法線がなす角度）及びθ２（第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸に対する第２のコア１４の光入射側端面１４Ａの法線がなす角度の双方が１５度、第１のコア１２の光出射側端面１２Ａと第２のコア１４の光入射側端面１４Ａとの最小距離に相当する長さ（正確には、光導波路として構成した時の第１のコア１２の端面から第２のコア１４の端面へと伝搬される主伝搬光Ｍ１（波長８５０ｎｍ）の光路長を意味する）は３０μｍとした。
The size of the recesses is a portion corresponding to the
これらの部材を用いて、既述した工程を実施することにより光導波路１を得た。詳細を下記に示す。 Using these members, the optical waveguide 1 was obtained by carrying out the steps described above. Details are shown below.
まず、上記準備したシリコーンゴム製の鋳型に、上面にスピンコート法で作製された薄膜（膜厚５０μｍ、屈折率１．４５）を有するフィルム基板（アートンフィルム、ＪＳＲ（株）製、膜厚１８８μｍ、屈折率１．５１）を密着させた。次に鋳型に形成されている注入口５５０に紫外線硬化性樹脂（硬化後の屈折率１．６）を十分に満たして、排出口５７０及び排出口５６０からポンプによって吸引したところ、第１のコア１２、第２のコア１４、第３のコア１６、及び接続部５４０に相当する領域に、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コア２０を作製した。
First, a film substrate (Arton Film, manufactured by JSR Co., Ltd., film thickness 188 μm) having a thin film (film thickness 50 μm, refractive index 1.45) prepared by spin coating on the upper surface of the prepared silicone rubber mold. , Refractive index 1.51). Next, when the
次に、前記コアを囲繞するように紫外硬化型樹脂（屈折率１．４５）を滴下し、上部基材となる前記アートンフィルムを貼り合わせ、次いで、５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を照射し硬化させ、クラッドを形成した。
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すことによって、光導波路１を作製した。
Next, an ultraviolet curable resin (refractive index: 1.45) is dropped so as to surround the core, the Arton film serving as the upper substrate is bonded, and then cured by irradiating with 50 mW / cm 2 ultraviolet rays. A clad was formed.
Finally, an optical waveguide 1 was manufactured by cutting with a dicing saw to form the waveguide end.
この光導波路の寸法や形状を光学顕微鏡で確認したところ鋳型の凹部の形状そのままに再現されており、空隙等は見られず、特に第１のコア１２と第２のコア１４の間の領域においても、気泡は見られなかった。
When the dimensions and shape of the optical waveguide are confirmed with an optical microscope, the shape of the concave portion of the mold is reproduced as it is, and no voids are seen, particularly in the region between the
作製した光導波路１について、光導波路１の第１のコア１２の光入射側の端部（図示省略）にＶＣＳＥＬ（波長８５０ｎｍ、発振光強度２ｍＷ）を配置すると共に、第２のコア１４の光出射側の端部と、第３のコア１６の光出射側の端部と、の各々にマルチモード光ファイバを介して光強度測定器を配置し、該ＶＣＳＥＬ光を第１のコア１２に入射させた。そしてそれぞれ配置された光強度測定器により光強度を測定し、光損失を下式（２）に基づいて算出した。なお、第２のコア１４の端部に配置した光強度測定器による測定結果によって算出した光損失を主伝搬光Ｍ１の光損失とし、第３のコア１４の端部に配置した光強度測定器による測定結果によって算出した光損失を、モニター光の光損失とした。なお、導波路とファイバ間には屈折率整合剤（マッチングオイル）を挿入した。
With respect to the manufactured optical waveguide 1, a VCSEL (wavelength 850 nm, oscillation light intensity 2 mW) is disposed at the light incident side end (not shown) of the
・式（２） 光損失＝−１０×ｌｏｇ（検出光強度／ＶＣＳＥＬ光強度） Formula (2) Light loss = −10 × log (detection light intensity / VCSEL light intensity)
その結果、主伝搬光Ｍ１の光損失は、０．６ｄＢであり、モニター光の光損失は、３０．１ｄＢであった。 As a result, the optical loss of the main propagation light M1 was 0.6 dB, and the optical loss of the monitor light was 30.1 dB.
（比較例１）
図３に示す光導波路１３において、連通孔３０内に空気が充填された構成である場合を、特開２００４−８６１４４号公報に記載の光導波路製造方法を利用して作製した。
(Comparative Example 1)
In the
詳細には、まず、Ｓｉ基板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、コア２０に対応する凸部、及び連通孔３０に対応する凹部（幅５０ミクロン、空孔幅３０ミクロン）を形成した。これを１２０℃でポストベークし、光導波路コア及び連通孔３０作製用原盤を作製した。
Specifically, first, a thick film resist is applied onto a Si substrate by a spin coating method, then pre-baked at 80 ° C., exposed through a photomask, developed, and a convex portion corresponding to the
次に、上記調整した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、導波路コアに対応する凹部、連通孔３０に対応する導波路内に凸部（型の厚さ５ｍｍ）を有する鋳型を作製した。更に、主導波路端２箇所及び、モニター用副導波路端１箇所に直径３ｍｍの穴をあけ、コア充填口および、吸引口とした。
Next, after applying a release agent to the above prepared master, a thermosetting dimethylsiloxane resin (manufactured by Dow Corning Asia Co., Ltd .: SYLGARD 184) is poured and left for a certain period of time, followed by vacuum defoaming for about 10 minutes. The mold was heated for 30 minutes to solidify and then peeled to produce a mold having a concave portion corresponding to the waveguide core and a convex portion (mold thickness 5 mm) in the waveguide corresponding to the
次いで、鋳型と膜厚１８８μｍのフィルム基板（アートンフィルム、ＪＳＲ（株）製、屈折率１．５１）とを密着させた。次に鋳型に形成されているコア充填口に粘度が８００ｍＰａ・ｓの紫外線硬化性樹脂（硬化後の屈折率１．６）を十分に満たして、主導波路端及び副導波路端の吸引口からポンプによって吸引したところ、連通孔３０部分を除く第１のコア１２、第２のコア１４、第３のコア１６、接続部３４、及び接続部３６に相当する領域に、紫外線硬化性樹脂が充填された。
Next, the mold and a film substrate having a film thickness of 188 μm (Arton Film, manufactured by JSR Corporation, refractive index 1.51) were adhered. Next, the core filling port formed in the mold is sufficiently filled with an ultraviolet curable resin (refractive index 1.6 after curing) having a viscosity of 800 mPa · s, and from the suction port at the main waveguide end and the sub waveguide end. When sucked by the pump, the region corresponding to the
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、内部に空気の充填された連通孔３０を有するコア２０を作製した。
Next, 50 mW / cm 2 of ultraviolet light was irradiated through the mold (dimethylsiloxane resin) for 5 minutes to cure, then the mold was peeled off, and the
次に、上部基材となるアートンフィルム上に粘度７３０ｍＰａ・ｓ、屈折率１．４５の半硬化のクラッド薄膜をスピンコート法により作製し、コア２０と張り合わせることで蓋をし、直ちに紫外線硬化を行い、内部の空気を閉じ込めた。次いで、コアの側面周囲に、クラッド用の紫外線硬化樹脂を、毛細管現象を利用して充填し、５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外光を照射し硬化させた。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、比較光導波路１を作製した。
Next, a semi-cured clad thin film having a viscosity of 730 mPa · s and a refractive index of 1.45 is formed on the Arton film as the upper base material by spin coating, and the lid is bonded to the
なお、本比較例１で調整した比較光導波路１のθ１（第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸に対する第１のコア１２の光出射側端面１２Ａの法線がなす角度）は、 １５ °であり、θ２（第１のコア１２における主伝搬光Ｍ１の光軸に対する第２のコア１４の光入射側端面１４Ａの法線がなす角度）は、１５°であった。
It should be noted that θ 1 of the comparative optical waveguide 1 adjusted in the first comparative example (angle formed by the normal of the light emitting
本比較例で調整した比較光導波路１について、連通孔３０の領域を光学顕微鏡により、空孔部を上部より観察したところ、連通孔３０には異物の混入が認められず、空気が閉じ込められていることが確認された。
With respect to the comparative optical waveguide 1 adjusted in this comparative example, the region of the
次に、実施例１と同様にして、光導波路１の第１のコア１２の光入射側の端部（図示省略）にＶＣＳＥＬ（波長８５０ｎｍ、光強度２ｍＷ）を配置すると共に、第２のコア１４の光出射側の端部と、第３のコア１６の光出射側の端部と、の各々に光強度測定器を配置し、該ＶＣＳＥＬ光を第１のコア１２に入射させた。そしてこの時の第２のコア１４および第３のコア１６の端部にそれぞれ配置された光強度測定器により光強度を測定し、光損失を求めた。
その結果、主伝搬光Ｍ１の光損失は、２．８ｄＢであり、モニター光の光損失は、１７．９ｄＢであった。
このため、実施例１に比べて、主伝搬光Ｍ１の光損失が大きく、且つ、モニター光としては充分すぎる光量の光が第３のコア１６へ導入されてしまっているといえる。
Next, a VCSEL (wavelength: 850 nm, light intensity: 2 mW) is disposed at the light incident side end (not shown) of the
As a result, the optical loss of the main propagation light M1 was 2.8 dB, and the optical loss of the monitor light was 17.9 dB.
For this reason, it can be said that the light loss of the main propagation light M <b> 1 is larger than that of the first embodiment, and light having a sufficient amount of light as monitor light has been introduced into the
１０ 光導波路
１２ 第１のコア
１２Ａ 光出射側端面
１３ 光導波路
１４ 第２のコア
１４Ａ 光入射側端面
１５ 光導波路
１６ 第３のコア
２０ コア
２２ クラッド
２２Ａ クラッド部
２６ 発光素子
２８ 検出素子
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記コアは、
端部より入射された主伝搬光を伝搬すると共に該光の光出射側端面の法線が該主伝搬光の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満の角度をなす第１のコアと、
前記第１のコアの前記光出射側端面から出射された主伝搬光と交差するように光入射側端面が設けられ、該光入射側端面の法線が前記第１のコアにおける主伝搬光の光軸に対して５°より大きく且つ３０°未満の角度をなし、且つ該光入射側端面を透過して入射された主伝搬光を伝搬する第２のコアと、
主伝搬光の少なくとも一部が導かれる側の端部が前記第１のコアに連続して設けられ、前記第１のコアを伝搬した主伝搬光が該第１のコアの前記光出射側端面により反射された第１の反射光、及び前記第１のコアの前記光出射側端面から出射された主伝搬光が前記第２のコアの前記光入射側端面により反射された第２の反射光の双方が導かれ、該第１の反射光及び該第２の反射光を検出するための検出素子へ伝搬する第３のコアと、
からなり、且つ、
前記第１のコアと前記第２のコアとの間隙が、前記クラッドを構成するクラッド材料によって充填され、且つ少なくとも一部が前記クラッドに連続された第２クラッド部として構成されてなることを特徴とする光導波路。 A core and a cladding formed to surround the core;
The core is
A first core that propagates the main propagation light incident from the end and has a normal of the light emission side end face of the light having an angle greater than 5 ° and less than 30 ° with respect to the optical axis of the main propagation light When,
A light incident side end surface is provided so as to intersect with the main propagation light emitted from the light emission side end surface of the first core, and the normal line of the light incident side end surface is the main propagation light of the first core. A second core that forms an angle greater than 5 ° and less than 30 ° with respect to the optical axis and that propagates the main propagating light incident through the light incident side end surface;
An end on the side to which at least a part of the main propagation light is guided is provided continuously to the first core, and the main propagation light propagating through the first core is the end surface on the light emission side of the first core. The first reflected light reflected by the first core and the main propagation light emitted from the light emitting side end face of the first core are reflected by the light incident side end face of the second core. A third core that is guided and propagates to a detection element for detecting the first reflected light and the second reflected light;
And
A gap between the first core and the second core is filled with a clad material constituting the clad, and at least a part of the gap is constituted as a second clad portion continuous with the clad. An optical waveguide.
Ｘ≧ｄ＋｛ｔ＋ｄ×ｔａｎ（θ２−θ１）／ｃｏｓθ２｝×ｃｏｓθ２×ｔａｎ（θ３−θ１＋θ２）×｛１＋ｃｏｓθ３／ｃｏｓ（２θ１−２θ２−θ３）｝／ｃｏｓ（θ１−θ２） ・・・式（１）
（式（１）中、ｄは前記第１のコアの幅を示す。また、θ１は前記第１のコアにおける主伝搬光の光軸に対する該第１のコアの前記光出射側端面の法線がなす角を示し、θ２は、前記第１のコアにおける主伝搬光の光軸に対する前記第２のコアの前記光入射側端面の法線がなす角を示し、ｔは、前記第２のコアの前記光入射側端面と前記第１のコアの前記光出射側端面との最小距離を示す。また、θ３は、ａｓｉｎ｛（ｎ１／ｎ２）×ｓｉｎθ１｝から求められる値を示す。ｎ１は、第１のコアの屈折率を示し、ｎ２は、前記クラッド及び前記第２クラッド部の屈折率を示す。） 4. The optical waveguide according to claim 1, wherein a width X of the third core satisfies a relationship of the following formula (1).
X ≧ d + {t + d × tan (θ 2 −θ 1 ) / cos θ 2 } × cos θ 2 × tan (θ 3 −θ 1 + θ 2 ) × {1 + cos θ 3 / cos (2θ 1 −2θ 2 −θ 3 )} / cos (θ 1 −θ 2 ) (1)
(In the formula (1), d represents the width of the first core, and θ 1 is a method of the light emitting side end face of the first core with respect to the optical axis of the main propagation light in the first core. Represents the angle formed by the line, θ 2 represents the angle formed by the normal of the light incident side end surface of the second core with respect to the optical axis of the main propagation light in the first core, and t represents the second Represents the minimum distance between the light incident side end face of the core of the first core and the light exit side end face of the first core, and θ 3 is a value obtained from asin {(n 1 / n 2 ) × sin θ 1 }. N 1 represents the refractive index of the first core, and n 2 represents the refractive index of the cladding and the second cladding part.)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008139486A JP2009288418A (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008139486A JP2009288418A (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Optical waveguide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009288418A true JP2009288418A (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=41457707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008139486A Pending JP2009288418A (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Optical waveguide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009288418A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018180513A (en) * | 2017-04-17 | 2018-11-15 | 日本電信電話株式会社 | Light source having monitoring function |
| CN110376681A (en) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 珠海艾文科技有限公司 | Reflection end wavelength division multiplexer |
-
2008
- 2008-05-28 JP JP2008139486A patent/JP2009288418A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018180513A (en) * | 2017-04-17 | 2018-11-15 | 日本電信電話株式会社 | Light source having monitoring function |
| CN110376681A (en) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 珠海艾文科技有限公司 | Reflection end wavelength division multiplexer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2006337748A (en) | Optical waveguide and its manufacturing method | |
| JP3945322B2 (en) | Optical element and manufacturing method thereof | |
| US7174057B2 (en) | Optical waveguide module, optical waveguide film and manufacturing method thereof | |
| US7646948B2 (en) | Flexible optical waveguide film, optical transceiver module, multi-channel optical transceiver module, and method of manufacturing flexible optical waveguide film | |
| JP2010078882A (en) | Polymer optical waveguide and method of manufacturing the same | |
| JP2007033698A (en) | Submount for mounting optical component, and optical transmission and reception module | |
| JP2008020722A (en) | Optical waveguide and manufacturing method thereof | |
| US20070025671A1 (en) | Bidirectional communication optical waveguide and manufacturing method thereof | |
| JP2006126568A (en) | Method for manufacturing polymer optical waveguide device | |
| JP2006011210A (en) | Polymer optical waveguide module with light emitting element and light receiving element for use in monitor | |
| JP2007027398A (en) | Optical component mounting sub-mount and optical transceiver module | |
| JP2006023385A (en) | Multilayer optical waveguide film and manufacturing method thereof, and waveguide type optical module | |
| JP2006243467A (en) | Optical transmitter/receiver module | |
| JP4196839B2 (en) | Method for producing polymer optical waveguide | |
| JP2005181662A (en) | Method for manufacturing macromolecular optical waveguide | |
| JP2010152111A (en) | Light guide, optical module, method of manufacturing optical module, and method of manufacturing light guide | |
| JP4581328B2 (en) | Polymer optical waveguide and optical element manufacturing method | |
| JP2006259590A (en) | Optical transmitting and receiving module | |
| US7542646B2 (en) | Optical waveguide and method of manufacturing the same | |
| US7187828B2 (en) | Polymer optical waveguide module and method for manufacturing polymer optical waveguide film used therefor | |
| JP2009075288A (en) | Method of manufacturing polymer optical circuit | |
| JP2005202229A (en) | Optical module | |
| JP2009288418A (en) | Optical waveguide | |
| JP2006208794A (en) | Waveguide type optical module, optical waveguide film, and its manufacturing method | |
| JP2007233303A (en) | Method of manufacturing polymer optical waveguide module |