JP2999199B2 - 光導波素子 - Google Patents
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/061—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material
- G02F1/065—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material in an optical waveguide structure
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は情報を光の形態で伝送する光導波素子に関す
るものである。
るものである。
［従来の技術］ 従来、情報を光の形で伝送することにより大量の情報
を効率よく取扱うことが出来る為、種々の光導波路が検
討されている。
を効率よく取扱うことが出来る為、種々の光導波路が検
討されている。
光導波路材料としては、ガラス、カルコゲナイクド、
LiNbO3等の無機系のものと、ポリウレタン、エポキシ、
フォトクロミック等の有機系，高分子系のものが研究さ
れている。
LiNbO3等の無機系のものと、ポリウレタン、エポキシ、
フォトクロミック等の有機系，高分子系のものが研究さ
れている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、無機系の材料は光導波路を作成する為
に、熱蒸着，スパッタリング,CVD,エピタキシャル成長
等の方法が必要であり、製法が複雑な為にコストアップ
につながり、また大面積化が難しいという欠点があっ
た。
に、熱蒸着，スパッタリング,CVD,エピタキシャル成長
等の方法が必要であり、製法が複雑な為にコストアップ
につながり、また大面積化が難しいという欠点があっ
た。
また、ポリウレタン、エポキシ等の有機系材料は、機
能素子化が不可能であること、フォトリソグラフィー等
により光導波路のパターニングは出来るがパターンの変
更が出来ないという欠点があった。
能素子化が不可能であること、フォトリソグラフィー等
により光導波路のパターニングは出来るがパターンの変
更が出来ないという欠点があった。
一方、フォトクロミック材料は光導波路のパターニン
グおよび変更は可能であるが、外部にパターニング用光
源が必要となるために、素子の小型化が図れない点、ま
た外部光によりフォトクロミック材料が徐々に劣化する
点に問題があり、まだ実用化されていない現状である。
グおよび変更は可能であるが、外部にパターニング用光
源が必要となるために、素子の小型化が図れない点、ま
た外部光によりフォトクロミック材料が徐々に劣化する
点に問題があり、まだ実用化されていない現状である。
本発明は、この様な従来技術の問題に鑑みてなされた
ものであり、光導波路を高分子液晶により構成すること
により、フレキシブルでパターニング及びその変更が可
能であり、必要箇所のみ簡便にスイッチング薄膜を作成
することができ、耐久性が良く、低コスト化が可能な光
導波素子を提供することを目的とするものである。
ものであり、光導波路を高分子液晶により構成すること
により、フレキシブルでパターニング及びその変更が可
能であり、必要箇所のみ簡便にスイッチング薄膜を作成
することができ、耐久性が良く、低コスト化が可能な光
導波素子を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明は、基板、該基板上に配置した屈折率nf
の導波路層、該導波路層上に配置した屈折率ｎ 及びｎ
⊥（但し、ｎ は分子配向の軸方向に偏光している光波
に対する屈折率であり、ｎ⊥は分子配向の軸方向に直交
する偏光の光波に対する屈折率である）を持った高分子
液晶からなる光導波路、該高分子液晶からなる光導波路
をガラス移転点以上の温度に加熱する加熱手段、並びに
該高分子液晶からなる光導波路がガラス転移点以上の温
度に加熱された状態下で、該高分子液晶からなる光導波
路への電圧印加と電圧無印加とを切換える切換え手段を
有し、該屈折率nf、ｎ 及びｎ⊥の関係をｎ⊥＜nf＜ｎ
に設定してなることを特徴とする光導波素子である。
の導波路層、該導波路層上に配置した屈折率ｎ 及びｎ
⊥（但し、ｎ は分子配向の軸方向に偏光している光波
に対する屈折率であり、ｎ⊥は分子配向の軸方向に直交
する偏光の光波に対する屈折率である）を持った高分子
液晶からなる光導波路、該高分子液晶からなる光導波路
をガラス移転点以上の温度に加熱する加熱手段、並びに
該高分子液晶からなる光導波路がガラス転移点以上の温
度に加熱された状態下で、該高分子液晶からなる光導波
路への電圧印加と電圧無印加とを切換える切換え手段を
有し、該屈折率nf、ｎ 及びｎ⊥の関係をｎ⊥＜nf＜ｎ
に設定してなることを特徴とする光導波素子である。
本発明の光導波素子は、高分子液晶からなる光導波路
を有するものであるが、該高分子液晶としては、サーモ
トロピック液晶性を示す材料が好適である。この例とし
ては、メタクリル酸ポリマーやシロキサンポリマー等を
主鎖とし、低分子液晶をペンダント状に付加したいわゆ
る側鎖型高分子液晶、また高強度，高弾性，耐熱性繊維
や樹脂の分野で用いられているポリエステル系またはポ
リアミド系等の主鎖型高分子液晶等を用いることができ
る。
を有するものであるが、該高分子液晶としては、サーモ
トロピック液晶性を示す材料が好適である。この例とし
ては、メタクリル酸ポリマーやシロキサンポリマー等を
主鎖とし、低分子液晶をペンダント状に付加したいわゆ
る側鎖型高分子液晶、また高強度，高弾性，耐熱性繊維
や樹脂の分野で用いられているポリエステル系またはポ
リアミド系等の主鎖型高分子液晶等を用いることができ
る。
さらに、高分子液晶中に不斉炭素を導入したSmC＊を
示す相を有し、強誘電性を示す高分子液晶も好ましく用
いることができる。また、高分子液晶に低分子液晶をブ
レンドした系でも良い。
示す相を有し、強誘電性を示す高分子液晶も好ましく用
いることができる。また、高分子液晶に低分子液晶をブ
レンドした系でも良い。
以下、高分子液晶の具体例を例示するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。
れらに限定されるものではない。
上記高分子液晶は正の誘電異方性を示し、屈折率は、
印加電界に対してｎ ＝1.6,n⊥＝1.5である。
印加電界に対してｎ ＝1.6,n⊥＝1.5である。
［作用］ 本発明の光導波素子は、基板上に高分子液晶からなる
光導波路を有するので、薄膜作製が簡便で、異なる箇所
に異なる配向処理を行なうことが可能で、膜厚制御も容
易で、必要箇所のみに簡便にスイッチング薄膜を作成す
ることが出来、液晶状態の固定が可能な光導波素子とす
ることができる。
光導波路を有するので、薄膜作製が簡便で、異なる箇所
に異なる配向処理を行なうことが可能で、膜厚制御も容
易で、必要箇所のみに簡便にスイッチング薄膜を作成す
ることが出来、液晶状態の固定が可能な光導波素子とす
ることができる。
［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明をさらに具
体的に説明する。
体的に説明する。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の光導波素子の一実施
例を示す説明図である。第１図（ｃ）は光導波素子の応
用例を示す説明図である。
例を示す説明図である。第１図（ｃ）は光導波素子の応
用例を示す説明図である。
同第１図（ａ）において、光導波素子１はAlからなる
電極６を蒸着したスチレンとメタクリル酸メチルの共重
合体からなる屈折率1.5の基板５に、電子ビームレジス
トにより屈折率1.55の高分子導波路層８を形成し、その
上に高分子液晶からなる光導波路（以下、高分子液晶層
と記す）４をワイヤーバーコーティングにより形成し、
さらにその上に表面にAlからなる電極３を蒸着した配向
膜７を圧着し、該電極３の上に絶縁層を介して加熱層２
としてチッ化タンタル（TaN）を蒸着してなるものであ
る。
電極６を蒸着したスチレンとメタクリル酸メチルの共重
合体からなる屈折率1.5の基板５に、電子ビームレジス
トにより屈折率1.55の高分子導波路層８を形成し、その
上に高分子液晶からなる光導波路（以下、高分子液晶層
と記す）４をワイヤーバーコーティングにより形成し、
さらにその上に表面にAlからなる電極３を蒸着した配向
膜７を圧着し、該電極３の上に絶縁層を介して加熱層２
としてチッ化タンタル（TaN）を蒸着してなるものであ
る。
上記のように高分子導波路８と高分子液晶層４を積層
して２層構成にすることにより、大面積導波路の作成が
容易となると同時に両層の間の密着性が良くなり、又両
者の屈折率の選択度が高くなる利点がある。
して２層構成にすることにより、大面積導波路の作成が
容易となると同時に両層の間の密着性が良くなり、又両
者の屈折率の選択度が高くなる利点がある。
次に、高分子液晶層４における高分子液晶の２種類の
分子配列状態の形成方法を第１図（ａ），（ｂ）により
説明する。
分子配列状態の形成方法を第１図（ａ），（ｂ）により
説明する。
第１図（ａ）は加熱層２に電流を流して加熱し、両電
極3,6間は開放にして電圧無印加の状態を示している。
加熱層２の加熱により高分子液晶層４の高分子液晶はガ
ラス転移点以上に加熱されるが、電極3,6間には電圧が
印加されていない為、配向膜７により、図示されるよう
に面に平行に配向されている。
極3,6間は開放にして電圧無印加の状態を示している。
加熱層２の加熱により高分子液晶層４の高分子液晶はガ
ラス転移点以上に加熱されるが、電極3,6間には電圧が
印加されていない為、配向膜７により、図示されるよう
に面に平行に配向されている。
第１図（ｂ）は加熱層２に電流を流して加熱し、両電
極3,6間に電圧を印加した状態を示す。加熱層２の加熱
と電極3,6間の電圧印加により、高分子液晶は図示され
るように面に垂直に配向される。
極3,6間に電圧を印加した状態を示す。加熱層２の加熱
と電極3,6間の電圧印加により、高分子液晶は図示され
るように面に垂直に配向される。
一般にネマチック液晶は、第２図（ａ）に示すように
分子配向の軸方向に偏光している光波に対してはｎ の
屈折率を示し、これと直交する偏光に対しては第２図
（ｂ）に示すようにｎ⊥（＜ｎ ）を示す。
分子配向の軸方向に偏光している光波に対してはｎ の
屈折率を示し、これと直交する偏光に対しては第２図
（ｂ）に示すようにｎ⊥（＜ｎ ）を示す。
又、高分子導波路層の屈折率をnfとすると、本実施例
では屈折率をｎ⊥＜nf＜ｎ となるように設定する必要
があり、例えば、ｎ ＝1.6,nf＝1.55,n⊥＝1.5となる
ように材料を選択すればよい。
では屈折率をｎ⊥＜nf＜ｎ となるように設定する必要
があり、例えば、ｎ ＝1.6,nf＝1.55,n⊥＝1.5となる
ように材料を選択すればよい。
第１図（ａ）においては、高分子導波路層８中のTE,T
Mモードの光に対しては高分子液晶層は屈折率ｎ⊥とな
るので、高分子導波路層８中の導波光は減衰せずに高分
子導波路層８の中をそのまま伝搬する。
Mモードの光に対しては高分子液晶層は屈折率ｎ⊥とな
るので、高分子導波路層８中の導波光は減衰せずに高分
子導波路層８の中をそのまま伝搬する。
これに対し、第１図（ｂ）においては、液晶分子は面
に対し垂直に配列し、この方向に偏光する光に対して高
分子液晶層４はｎ （＞nf）となるので、TMモードは高
分子液晶層４中に漏れ出し、散乱して徐々に消滅する。
しかしながら、TEモードの光に対しては、印加電圧の有
無に拘らず高分子液晶層４は常にｎ⊥（＜nf）となりTE
モードの光は高分子導波路層８中をそのまま透過する。
即ち、高分子液晶層の状態を換えることにより、TMモー
ドに対する光スイッチングを行なうことができる。
に対し垂直に配列し、この方向に偏光する光に対して高
分子液晶層４はｎ （＞nf）となるので、TMモードは高
分子液晶層４中に漏れ出し、散乱して徐々に消滅する。
しかしながら、TEモードの光に対しては、印加電圧の有
無に拘らず高分子液晶層４は常にｎ⊥（＜nf）となりTE
モードの光は高分子導波路層８中をそのまま透過する。
即ち、高分子液晶層の状態を換えることにより、TMモー
ドに対する光スイッチングを行なうことができる。
第１図（ｃ）に光導波回路としての応用例を示す。基
板５の上に高分子導波路層８および高分子液晶層４を図
のようなパターンに形成し、不図示の配向膜７、電極
３、加熱層２を順次第１図（ａ）に示す様に積層してな
るものである。この様に構成された光導波素子において
は、常時は光信号を高分子導波路層８中を100％通過さ
せ、必要時のみ熱および電圧を印加することによって高
分子液晶層４に光信号を漏洩させて、漏洩光を不図示の
センサでモニターしたり、高分子導波路中の透過光量を
制御することが出来る。
板５の上に高分子導波路層８および高分子液晶層４を図
のようなパターンに形成し、不図示の配向膜７、電極
３、加熱層２を順次第１図（ａ）に示す様に積層してな
るものである。この様に構成された光導波素子において
は、常時は光信号を高分子導波路層８中を100％通過さ
せ、必要時のみ熱および電圧を印加することによって高
分子液晶層４に光信号を漏洩させて、漏洩光を不図示の
センサでモニターしたり、高分子導波路中の透過光量を
制御することが出来る。
このような光導波路のスイッチングの原理は、低分子
液晶を例として、例えば「光集積回路」318頁（昭和60
年 オーム社発行）に示されているが、本発明は高分子
液晶からなる光導波路を使用することにより、薄膜作製
が簡便で、異なる箇所に異なる配向処理を行なうことが
可能で、膜厚制御も容易で、必要箇所のみに簡便にスイ
ッチング薄膜を作成することが出来、液晶状態の固定が
可能な従来の低分子液晶では出来なかった新規な光導波
素子を提供することができる。
液晶を例として、例えば「光集積回路」318頁（昭和60
年 オーム社発行）に示されているが、本発明は高分子
液晶からなる光導波路を使用することにより、薄膜作製
が簡便で、異なる箇所に異なる配向処理を行なうことが
可能で、膜厚制御も容易で、必要箇所のみに簡便にスイ
ッチング薄膜を作成することが出来、液晶状態の固定が
可能な従来の低分子液晶では出来なかった新規な光導波
素子を提供することができる。
第３図（ａ）においては、高分子液晶層４を中間層と
して利用し、高分子導波路層8a,8b間の光スイッチング
を行なう第１図（ａ）の光導波素子の変形例を示す。第
１図（ａ）と同様に、不図示の電極に電圧を印加してス
イッチングを行なうことが出来る。
して利用し、高分子導波路層8a,8b間の光スイッチング
を行なう第１図（ａ）の光導波素子の変形例を示す。第
１図（ａ）と同様に、不図示の電極に電圧を印加してス
イッチングを行なうことが出来る。
この場合、高分子導波路層8aに入射した光に対して高
分子導波路層8a,8bの屈折率n8a,n8b及び高分子液晶の２
つの状態の屈折率をｎ⊥,n とした時に、ｎ⊥＜n8a＜
ｎ ＜n8bとなるように設定しておけば、高分子液晶の
液晶状態によって光は高分子導波路層8aを直接透過した
り、または高分子導波路層8bへ導いたりすることがで
き、光スイッチングが可能となる。このように、高分子
導波路層8a,8bを主導波路とすることによって、高分子
液晶層４中の光減衰が大きいという短所をカバーするこ
とができる。
分子導波路層8a,8bの屈折率n8a,n8b及び高分子液晶の２
つの状態の屈折率をｎ⊥,n とした時に、ｎ⊥＜n8a＜
ｎ ＜n8bとなるように設定しておけば、高分子液晶の
液晶状態によって光は高分子導波路層8aを直接透過した
り、または高分子導波路層8bへ導いたりすることがで
き、光スイッチングが可能となる。このように、高分子
導波路層8a,8bを主導波路とすることによって、高分子
液晶層４中の光減衰が大きいという短所をカバーするこ
とができる。
例えば、高分子導波路層8aをスチレンとメタクリル酸
メチルの共重合体（ｎ＝1.55）、高分子導波路層8bをポ
リサルホン（ｎ＝1.63）で作成すれば、前述の式（１）
の高分子液晶に対して本実施例の動作を実際に行なわせ
ることが可能である。
メチルの共重合体（ｎ＝1.55）、高分子導波路層8bをポ
リサルホン（ｎ＝1.63）で作成すれば、前述の式（１）
の高分子液晶に対して本実施例の動作を実際に行なわせ
ることが可能である。
又、高分子液晶層４の作成は、第３図（ｂ）に示すよ
うに、高分子導波路層8a,8bの間隙にスクリーン印刷に
よって高分子液晶層を塗布して形成しても良いし、第３
図（ｃ）に示すように、両高分子導波路層8a,8bにかか
るように高分子液晶を塗布して形成しても良い。
うに、高分子導波路層8a,8bの間隙にスクリーン印刷に
よって高分子液晶層を塗布して形成しても良いし、第３
図（ｃ）に示すように、両高分子導波路層8a,8bにかか
るように高分子液晶を塗布して形成しても良い。
次に、本発明においては高分子液晶を利用することに
よって、必要に応じて異なる光導波路パターンを有する
可変パターン導波路を得ることも可能である。
よって、必要に応じて異なる光導波路パターンを有する
可変パターン導波路を得ることも可能である。
第４図（ａ），（ｂ）に基づいて、高分子液晶を利用
した光導波路のパターニングについて説明する。第４図
（ａ），（ｂ）の（ア）〜（エ）は、光導波素子を層方
向に主要層構成単位に分離し、その各層を説明するもの
である。始めに、（ア）〜（エ）の各層についてその構
成を概説し、続いて層全体でパターニングする原理につ
いて説明する。
した光導波路のパターニングについて説明する。第４図
（ａ），（ｂ）の（ア）〜（エ）は、光導波素子を層方
向に主要層構成単位に分離し、その各層を説明するもの
である。始めに、（ア）〜（エ）の各層についてその構
成を概説し、続いて層全体でパターニングする原理につ
いて説明する。
（ア）2a,2bは加熱層を示し、例えば抵抗発熱層が形成
されていて通電により面状加熱を行なうことが出来る。
この層は光導波路全面であってもよいし、パターニング
に対応する部位のみでもよい。
されていて通電により面状加熱を行なうことが出来る。
この層は光導波路全面であってもよいし、パターニング
に対応する部位のみでもよい。
（イ）3a,3bは電極層を示し、パターニングに対応する
形状を有する。電極層を支持する電極支持層を設け、高
分子液晶層に接する側には、例えばラビング処理された
ポリイミド膜からなる配向膜を有してもよい。
形状を有する。電極層を支持する電極支持層を設け、高
分子液晶層に接する側には、例えばラビング処理された
ポリイミド膜からなる配向膜を有してもよい。
ここで、（ア），（イ）のいずれかがパターンに対応
していれば必要な高分子液晶の分子状態を得ることがで
き、また（ア），（イ）が一体化されていてもよい。
していれば必要な高分子液晶の分子状態を得ることがで
き、また（ア），（イ）が一体化されていてもよい。
（ウ）基板５に高分子液晶層４を、例えばスピナーによ
り１μｍの厚さに塗布して形成したものである。高分子
液晶を塗布する基板表面には配向膜を設けてもよい。
り１μｍの厚さに塗布して形成したものである。高分子
液晶を塗布する基板表面には配向膜を設けてもよい。
（エ）6a,6bは（イ）に対向する電極層を示し、パター
ニングに対応する形状であってもよいし、平面全域にわ
たっていてもよい。また、（ウ）と一体であっても良
い。
ニングに対応する形状であってもよいし、平面全域にわ
たっていてもよい。また、（ウ）と一体であっても良
い。
次に、光導波路のパターニング法について説明する。
第４図（ａ）において、（ア）〜（エ）の４層を密着
積層して、加熱層2aに電流を流して高分子液晶層４が液
晶相状態を示すように加熱する。
積層して、加熱層2aに電流を流して高分子液晶層４が液
晶相状態を示すように加熱する。
次いで、（イ），（エ）の電極3a,6a間に電圧を印加
すると、（ウ）の4a1の部分の液晶分子は基板に垂直方
向に配列し、電圧無印加の4a2の部分の液晶分子は基板
に平行に配列する。この配列方向は配向膜によって、例
えば光の進行方向に制御すれば良い。
すると、（ウ）の4a1の部分の液晶分子は基板に垂直方
向に配列し、電圧無印加の4a2の部分の液晶分子は基板
に平行に配列する。この配列方向は配向膜によって、例
えば光の進行方向に制御すれば良い。
その後、（ア）の発熱層における加熱と（イ），
（エ）間の電圧印加をとり去ればパターニングが完了す
る。
（エ）間の電圧印加をとり去ればパターニングが完了す
る。
導波光の振動方向を基板に垂直とすれば、導波光は電
圧印加により垂直配向された高分子液晶層内を選択的に
通過する。
圧印加により垂直配向された高分子液晶層内を選択的に
通過する。
パターンを変更する場合には、例えば、（ア），
（イ）を第１層、（ウ）を第２層，（エ）を第３層とし
て分離可能にして電圧印加する電極のパターン層
（イ），（エ）を第４図（ａ）→第４図（ｂ）と変更し
て、上記と同様の工程を繰返せば良い。又、パターン形
成は電極を透明電極とし全面に電圧を印加して、例えば で与えられるような光吸収剤を含有する高分子液晶に部
分的に、例えば発光波長830nm、発光出力30mWの半導体
レーザーで光照射することにより加熱を行なっても良
い。
（イ）を第１層、（ウ）を第２層，（エ）を第３層とし
て分離可能にして電圧印加する電極のパターン層
（イ），（エ）を第４図（ａ）→第４図（ｂ）と変更し
て、上記と同様の工程を繰返せば良い。又、パターン形
成は電極を透明電極とし全面に電圧を印加して、例えば で与えられるような光吸収剤を含有する高分子液晶に部
分的に、例えば発光波長830nm、発光出力30mWの半導体
レーザーで光照射することにより加熱を行なっても良
い。
第５図（ａ），（ｂ）は光導波素子の可変パターン導
波路の変形例を示す説明図である。同図においては、電
極を同一基板上に複数種類設けて随時パターンの変更を
行なうことができる様に構成したものである。例えば、
加熱層２により高分子液晶層４を液晶層温度以上に加熱
し、第５図（ａ），（ｂ）に示すように、電極3c、6c間
或いは電極3d、6c間に電圧を印加することにより高分子
液晶層に所望の導波パターンを形成することができる。
波路の変形例を示す説明図である。同図においては、電
極を同一基板上に複数種類設けて随時パターンの変更を
行なうことができる様に構成したものである。例えば、
加熱層２により高分子液晶層４を液晶層温度以上に加熱
し、第５図（ａ），（ｂ）に示すように、電極3c、6c間
或いは電極3d、6c間に電圧を印加することにより高分子
液晶層に所望の導波パターンを形成することができる。
加熱層を利用して高分子液晶をガラス転移点より低い
一定温度に制御する事により、光学素子として利用する
際の温度安定性を良くすることも可能である。また、こ
れをスイッチング素子として機能させることも可能であ
る。
一定温度に制御する事により、光学素子として利用する
際の温度安定性を良くすることも可能である。また、こ
れをスイッチング素子として機能させることも可能であ
る。
本発明においては、光導波路は低分子液晶と異なり、
高分子液晶からなるので、膜厚制御が容易で層構成が簡
易となり、高分子液晶層を積層することにより三次元導
波路を容易に製作することが可能となる。
高分子液晶からなるので、膜厚制御が容易で層構成が簡
易となり、高分子液晶層を積層することにより三次元導
波路を容易に製作することが可能となる。
上記実施例においては、高分子導波路と高分子液晶か
らなる光導波路の組合せについて説明したが、勿論これ
に限ることなく無機導波路と高分子液晶からなる光導波
路の組合せに適用することも可能である。
らなる光導波路の組合せについて説明したが、勿論これ
に限ることなく無機導波路と高分子液晶からなる光導波
路の組合せに適用することも可能である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、光導波路に高
分子液晶を利用することによって、フレキシブルでパタ
ーニング及びその変更が可能で、必要箇所のみに簡便に
スイッチング薄膜を作成することが出来、耐久性が良
く、低コスト化が可能な光導波素子を提供することが出
来る。
分子液晶を利用することによって、フレキシブルでパタ
ーニング及びその変更が可能で、必要箇所のみに簡便に
スイッチング薄膜を作成することが出来、耐久性が良
く、低コスト化が可能な光導波素子を提供することが出
来る。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の光導波素子の一実施例
を示す説明図、第１図（ｃ）はその光導波素子の応用例
を示す説明図、第２図（ａ），（ｂ）はネマチック液晶
の分子配向に対する屈折率の変化を示す説明図、第３図
（ａ）〜（ｃ）は光導波素子の他の実施例を示す説明
図、第４図（ａ），（ｂ）は高分子液晶を利用した光導
波路のパターニングを示す説明図および第５図（ａ），
（ｂ）は光導波素子の可変パターン導波路の変形例を示
す説明図である。 １……光導波素子 2,2a,2b……加熱層 3,3a〜3d,6,6a〜6c……電極 ４……高分子液晶層 ５……基板 ７……配向膜 8,8a,8b……高分子導波路層
を示す説明図、第１図（ｃ）はその光導波素子の応用例
を示す説明図、第２図（ａ），（ｂ）はネマチック液晶
の分子配向に対する屈折率の変化を示す説明図、第３図
（ａ）〜（ｃ）は光導波素子の他の実施例を示す説明
図、第４図（ａ），（ｂ）は高分子液晶を利用した光導
波路のパターニングを示す説明図および第５図（ａ），
（ｂ）は光導波素子の可変パターン導波路の変形例を示
す説明図である。 １……光導波素子 2,2a,2b……加熱層 3,3a〜3d,6,6a〜6c……電極 ４……高分子液晶層 ５……基板 ７……配向膜 8,8a,8b……高分子導波路層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 和夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 倉林 豊 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−130320（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−119518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227122（ＪＰ，Ａ) 西原 浩 外２名著「光集積回路」 （昭60−２−25）オーム社 ＰＰ．318 〜320 光集積回路（昭60．２．25）オーム社 Ｐ．318 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/01
Claims (8)
- 【請求項１】基板、該基板上に配置した屈折率nfの導波
路層、該導波路層上に配置した屈折率ｎ 及びｎ⊥（但
し、ｎ は分子配向の軸方向に偏光している光波に対す
る屈折率であり、ｎ⊥は分子配向の軸方向に直交する偏
光の光波に対する屈折率である）を持った高分子液晶か
らなる光導波路、該高分子液晶からなる光導波路をガラ
ス移転点以上の温度に加熱する加熱手段、並びに該高分
子液晶からなる光導波路がガラス転移点以上の温度に加
熱された状態下で、該高分子液晶からなる光導波路への
電圧印加と電圧無印加とを切換える切換え手段を有し、
該屈折率nf、ｎ 及びｎ⊥の関係をｎ⊥＜nf＜ｎ に設
定してなることを特徴とする光導波素子。 - 【請求項２】前記高分子液晶からなる光導波路に隣接さ
せて、高分子液晶を配向させる配向膜を設けたことを特
徴とする請求項１記載の光導波素子。 - 【請求項３】前記加熱手段は、通電によって発熱する抵
抗発熱層を有することを特徴とする請求項１記載の光導
波素子。 - 【請求項４】前記屈折率nfの導波路層は、屈折率nfの高
分子導波路層であることを特徴とする請求項１記載の光
導波素子。 - 【請求項５】前記屈折率nfの導波路層は、屈折率nfの無
機導波路層であることを特徴とする請求項１記載の光導
波素子。 - 【請求項６】前記高分子液晶は、側鎖型高分子液晶であ
ることを特徴とする請求項１記載の光導波素子。 - 【請求項７】前記高分子液晶は、主鎖型高分子液晶であ
ることを特徴とする請求項１記載の光導波素子。 - 【請求項８】前記高分子液晶は、強誘電性高分子液晶で
あることを特徴とする請求項１記載の光導波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63152113A JP2999199B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 光導波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63152113A JP2999199B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 光導波素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01319733A JPH01319733A (ja) | 1989-12-26 |
| JP2999199B2 true JP2999199B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=15533342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63152113A Expired - Fee Related JP2999199B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 光導波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999199B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996010209A1 (fr) * | 1994-09-28 | 1996-04-04 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Element de cristal liquide polymere et son procede d'elaboration |
| JP4621506B2 (ja) * | 2005-01-11 | 2011-01-26 | 富士通株式会社 | 光学素子及び光スイッチ |
| EP3635725A4 (en) * | 2017-06-09 | 2021-03-03 | Ope LLC | DATA SECURITY DEVICE WITH ANALOG COMPONENT |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62227122A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-06 | Nec Corp | 高分子液晶の配向方法 |
| JP2539855B2 (ja) * | 1987-10-14 | 1996-10-02 | 住友電気工業株式会社 | 非線形光学材料とそれを用いた非線形光学素子 |
-
1988
- 1988-06-22 JP JP63152113A patent/JP2999199B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 光集積回路（昭６０．２．２５）オーム社 Ｐ．３１８ |
| 西原 浩 外２名著「光集積回路」（昭６０−２−２５）オーム社 ＰＰ．３１８〜３２０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01319733A (ja) | 1989-12-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |