JP3225878B2 - ポリマ導波路及びその製造方法 - Google Patents
ポリマ導波路及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はポリマ材料を用いて
構成されるポリマ導波路及びその製造方法に関する。
構成されるポリマ導波路及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ポリマ導波路の研究開発が活発に
なってきた。これは、低コスト光デバイスを実現するの
に有望であると考えられているためである。図９はポリ
マ導波路の従来例を示す。同図に示すポリマ導波路は、
基板（Ｓｉガラス等）１０の表面にポリマ材料からなる
クラッド層１１−１，１１−２を形成し、そのクラッド
層１１−１，１１−２の中にこれよりも高い屈折率を有
するポリマ材料からなるコア層１２を埋め込んだ構造を
有している。コア層１２及びクラッド層１１−１，１１
−２のポリマ材料としては、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタ
クリレート）、ポリスチレン、ポリイミド、ポリガイ
ド、エポキシ樹脂、ポリシロキサン等がある。
なってきた。これは、低コスト光デバイスを実現するの
に有望であると考えられているためである。図９はポリ
マ導波路の従来例を示す。同図に示すポリマ導波路は、
基板（Ｓｉガラス等）１０の表面にポリマ材料からなる
クラッド層１１−１，１１−２を形成し、そのクラッド
層１１−１，１１−２の中にこれよりも高い屈折率を有
するポリマ材料からなるコア層１２を埋め込んだ構造を
有している。コア層１２及びクラッド層１１−１，１１
−２のポリマ材料としては、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタ
クリレート）、ポリスチレン、ポリイミド、ポリガイ
ド、エポキシ樹脂、ポリシロキサン等がある。
【０００３】図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）はポリマ導
波路の製造方法の従来例を示す。基板１０の表面に紫外
線照射により屈折率が低くなる感光性のポリマ層１５を
形成しておき、そのポリマ層１５のの表面にマスク１６
を配置し、マスク１６の上から紫外線１７を照射する
（図１０（ａ））。ポリマ層１５のうち、マスク１６を
透過した紫外線１７が照射された露光部１５ａは屈折率
が低くなり、マスク１６で紫外線が照射されなかった末
露光部１５ｂは屈折率が変化せず、そのままである（図
１０（ｂ））。このような末露光部１５ｂを光の導波層
（すなわちコア層１２）として用い、コア層１２をクラ
ッド層１１で被覆することによりポリマ導波路が形成さ
れる（図１０（ｃ））。
波路の製造方法の従来例を示す。基板１０の表面に紫外
線照射により屈折率が低くなる感光性のポリマ層１５を
形成しておき、そのポリマ層１５のの表面にマスク１６
を配置し、マスク１６の上から紫外線１７を照射する
（図１０（ａ））。ポリマ層１５のうち、マスク１６を
透過した紫外線１７が照射された露光部１５ａは屈折率
が低くなり、マスク１６で紫外線が照射されなかった末
露光部１５ｂは屈折率が変化せず、そのままである（図
１０（ｂ））。このような末露光部１５ｂを光の導波層
（すなわちコア層１２）として用い、コア層１２をクラ
ッド層１１で被覆することによりポリマ導波路が形成さ
れる（図１０（ｃ））。
【０００４】図１１（ａ）〜図１１（ｄ）はポリマ導波
路の従来の他の製造方法を示す。基板１０の表面に光の
伝搬するコア用ポリマ導波層１９を形成しておき、その
表面にマスク１６を置いて紫外線１７を照射する（図１
１（ａ））。マスク１６を透過した紫外線１７が照射さ
れた露光部１９ａはエッチングにより除去され、マスク
１６で紫外線１７が照射されなかった末露光部１９ｂは
略矩形断面形状のコア層１２として残る（図１１
（ｂ），（ｃ））。略矩形断面形状のコア層１２をその
屈折率より低い屈折率のポリマから成るクラッド層１１
で覆うことにより、ポリマ導波路が形成される（図１１
（ｄ））。
路の従来の他の製造方法を示す。基板１０の表面に光の
伝搬するコア用ポリマ導波層１９を形成しておき、その
表面にマスク１６を置いて紫外線１７を照射する（図１
１（ａ））。マスク１６を透過した紫外線１７が照射さ
れた露光部１９ａはエッチングにより除去され、マスク
１６で紫外線１７が照射されなかった末露光部１９ｂは
略矩形断面形状のコア層１２として残る（図１１
（ｂ），（ｃ））。略矩形断面形状のコア層１２をその
屈折率より低い屈折率のポリマから成るクラッド層１１
で覆うことにより、ポリマ導波路が形成される（図１１
（ｄ））。
【０００５】図１２の（ａ）〜（ｄ）はポリマ導波路の
製造方法の更に他の従来例を示す。基板１０のの表面
に、光の伝搬するコア用ポリマ導波層１９を形成し、そ
の表面にマスクパターン２０を形成する。このマスクパ
ターン２０の材質はレジスト材料、酸化膜材料或いはメ
タル材料が用いられる。ついで、マスクパターン２０の
上から紫外線１７を照射する（図１２（ａ））。コア用
ポリマ導波層１９の内、マスクパターン２０が形成され
なかった部分は紫外線１７が照射され、マスクパターン
２０が形成された部分は紫外線１７が照射されない。コ
ア用ポリマ導波層１９の紫外線１７が照射された露光部
をエッチングにより除去する（図１２（ｂ））。コア用
ポリマ導波層１９の末露光部１９ｂの表面に残ったマス
クパターン２０を剥離し、コア層１２及び基板１０の表
面をコア層１２の屈折率より低い屈折率のポリマからな
るクラッド層１１で覆うことによりポリマ導波路が形成
される（図１２（ｃ））。
製造方法の更に他の従来例を示す。基板１０のの表面
に、光の伝搬するコア用ポリマ導波層１９を形成し、そ
の表面にマスクパターン２０を形成する。このマスクパ
ターン２０の材質はレジスト材料、酸化膜材料或いはメ
タル材料が用いられる。ついで、マスクパターン２０の
上から紫外線１７を照射する（図１２（ａ））。コア用
ポリマ導波層１９の内、マスクパターン２０が形成され
なかった部分は紫外線１７が照射され、マスクパターン
２０が形成された部分は紫外線１７が照射されない。コ
ア用ポリマ導波層１９の紫外線１７が照射された露光部
をエッチングにより除去する（図１２（ｂ））。コア用
ポリマ導波層１９の末露光部１９ｂの表面に残ったマス
クパターン２０を剥離し、コア層１２及び基板１０の表
面をコア層１２の屈折率より低い屈折率のポリマからな
るクラッド層１１で覆うことによりポリマ導波路が形成
される（図１２（ｃ））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のポリマ導波路によると、以下のような問題がある。 （１）図９に示したコア層１２とクラッド層１１−１，
１１−２との界面１４−１，１４−２，１４−３が不均
一になり、これによる光の散乱損失を無視することがで
きなかった。このような界面の不整は、コア層１２をエ
ッチングしたり、クラッド層１１−１，１１−２で被覆
する際に避けられないものであった。 （２）また、図９に示すように、クラッド層１１−２の
上面の平坦性が悪いという問題があった。特に、図１２
のように、略矩形断面形状のコア層１２を形成した後
に、その上面をクラッド層１１で覆う方法を用いている
限り、クラッド層１１−２上面を平坦化することが困難
であることがわかった。このように、平坦度が悪いと図
１３に示すように、クラッド層１１−２の表面に薄膜ヒ
ータ２１を設けるのが困難なことがわかる。なぜなら、
この薄膜ヒータ２１は、まず、ポリマクラッド層１１−
２の表面に金属膜を蒸着して形成し、その後、該金属膜
の表面にレジストパターンを形成し、このレジストパタ
ーンをマスクにしてエッチング加工を施すことにより形
成されるが、クラッド層１１−２の上面が平坦でない
と、金属膜の蒸着が困難であり、また、レジスト膜を均
一な膜厚に塗布することも困難である。その結果、エッ
チングによって微細な薄膜ヒータ２１のパターンを形成
することが困難になる。図１３（ａ）は従来のポリマ導
波路の表面に薄膜ヒータ２１を設けた場合の平面図であ
り、図１３（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図であ
る。ここで、２２は電源、２３はスイッチ、２４〜２６
は信号光であり、他の引用数字は図９〜図１２と共通す
る。 （３）製造工程数が多いため、ポリマ導波路の低コスト
化が困難である。 （４）高い寸法精度が要求される高性能のシングルモー
ド伝送用ポリマ導波路型光部品を実現することができな
い。例えば、Ｎチャンネル波長多重伝送用分波器、１×
Ｍ（或いは、Ｎ×Ｍ）型光スターカプラ等の光部品を高
性能（低損失性、中心波長の制御性、高アイソレーショ
ン特性、低分配偏差特性等）に実現することは困難であ
る。 （５）基板１０の厚さを極めて薄くした（１００μｍ以
下）いわゆるフレキシブルポリマ導波路型光部品を高性
能、高寸法精度で形成することは困難である。その理由
は、エッチング等の加工プロセスがあるため、薄い基板
では高寸法精度を保つことが困難なためである。
のポリマ導波路によると、以下のような問題がある。 （１）図９に示したコア層１２とクラッド層１１−１，
１１−２との界面１４−１，１４−２，１４−３が不均
一になり、これによる光の散乱損失を無視することがで
きなかった。このような界面の不整は、コア層１２をエ
ッチングしたり、クラッド層１１−１，１１−２で被覆
する際に避けられないものであった。 （２）また、図９に示すように、クラッド層１１−２の
上面の平坦性が悪いという問題があった。特に、図１２
のように、略矩形断面形状のコア層１２を形成した後
に、その上面をクラッド層１１で覆う方法を用いている
限り、クラッド層１１−２上面を平坦化することが困難
であることがわかった。このように、平坦度が悪いと図
１３に示すように、クラッド層１１−２の表面に薄膜ヒ
ータ２１を設けるのが困難なことがわかる。なぜなら、
この薄膜ヒータ２１は、まず、ポリマクラッド層１１−
２の表面に金属膜を蒸着して形成し、その後、該金属膜
の表面にレジストパターンを形成し、このレジストパタ
ーンをマスクにしてエッチング加工を施すことにより形
成されるが、クラッド層１１−２の上面が平坦でない
と、金属膜の蒸着が困難であり、また、レジスト膜を均
一な膜厚に塗布することも困難である。その結果、エッ
チングによって微細な薄膜ヒータ２１のパターンを形成
することが困難になる。図１３（ａ）は従来のポリマ導
波路の表面に薄膜ヒータ２１を設けた場合の平面図であ
り、図１３（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図であ
る。ここで、２２は電源、２３はスイッチ、２４〜２６
は信号光であり、他の引用数字は図９〜図１２と共通す
る。 （３）製造工程数が多いため、ポリマ導波路の低コスト
化が困難である。 （４）高い寸法精度が要求される高性能のシングルモー
ド伝送用ポリマ導波路型光部品を実現することができな
い。例えば、Ｎチャンネル波長多重伝送用分波器、１×
Ｍ（或いは、Ｎ×Ｍ）型光スターカプラ等の光部品を高
性能（低損失性、中心波長の制御性、高アイソレーショ
ン特性、低分配偏差特性等）に実現することは困難であ
る。 （５）基板１０の厚さを極めて薄くした（１００μｍ以
下）いわゆるフレキシブルポリマ導波路型光部品を高性
能、高寸法精度で形成することは困難である。その理由
は、エッチング等の加工プロセスがあるため、薄い基板
では高寸法精度を保つことが困難なためである。
【０００７】したがって本発明の目的は、低損失化、ク
ラッド層の上面の平坦化、高寸法精度化、基板の薄型化
が図れ、かつ製造プロセスを簡単にすることのできるポ
リマ導波路及びその製造方法を提供することにある。
ラッド層の上面の平坦化、高寸法精度化、基板の薄型化
が図れ、かつ製造プロセスを簡単にすることのできるポ
リマ導波路及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、第１の特徴として、基板と、前記基板の
表面に形成された屈折率ｎb のバッファ層と、ＰＭＭＡ
にＤＭＡＰＮが分散されて光信号の伝搬が可能な屈折率
ｎw （但し、ｎw ＞ｎb ）のコア層、及び光エネルギー
の照射によってＰＭＭＡ内のＤＭＡＰＮが蒸発した屈折
率ｎi （但し、ｎi ＜ｎw ）の側面クラッド層を有する
状態で前記バッファ層の表面に平坦に形成されたＰＭＭ
Ａ層と、前記ＰＭＭＡ層の表面に形成される屈折率ｎc
（但し、ｎc ＜ｎw ）の上部クラッド層を備えたことを
特徴とするポリマ導波路を提供する。
め、本発明は、第１の特徴として、基板と、前記基板の
表面に形成された屈折率ｎb のバッファ層と、ＰＭＭＡ
にＤＭＡＰＮが分散されて光信号の伝搬が可能な屈折率
ｎw （但し、ｎw ＞ｎb ）のコア層、及び光エネルギー
の照射によってＰＭＭＡ内のＤＭＡＰＮが蒸発した屈折
率ｎi （但し、ｎi ＜ｎw ）の側面クラッド層を有する
状態で前記バッファ層の表面に平坦に形成されたＰＭＭ
Ａ層と、前記ＰＭＭＡ層の表面に形成される屈折率ｎc
（但し、ｎc ＜ｎw ）の上部クラッド層を備えたことを
特徴とするポリマ導波路を提供する。
【０００９】
【００１０】更に、本発明は、第２の特徴として、基板
の表面にバッファ層を形成し、ＤＭＡＰＮの分散された
ＰＭＭＡ層を前記バッファ層の表面に形成し、光透過部
と遮光部がパターニングされたフォトマスクで前記ＰＭ
ＭＡ層を覆い、このＰＭＭＡ層に向けて光エネルギーを
照射し、前記光透過部を通して前記光エネルギーの照射
を受けた領域のＰＭＭＡ層のＤＭＡＰＮを蒸発させるこ
とにより当該領域の屈折率を低下させて側面クラッド層
を形成すると共に前記遮光部に対応する残りの領域の屈
折率を維持してコア層を形成し、前記ＰＭＭＡ層の表面
に上部クラッド層を形成することを特徴とするポリマ導
波路の製造方法を提供する。
の表面にバッファ層を形成し、ＤＭＡＰＮの分散された
ＰＭＭＡ層を前記バッファ層の表面に形成し、光透過部
と遮光部がパターニングされたフォトマスクで前記ＰＭ
ＭＡ層を覆い、このＰＭＭＡ層に向けて光エネルギーを
照射し、前記光透過部を通して前記光エネルギーの照射
を受けた領域のＰＭＭＡ層のＤＭＡＰＮを蒸発させるこ
とにより当該領域の屈折率を低下させて側面クラッド層
を形成すると共に前記遮光部に対応する残りの領域の屈
折率を維持してコア層を形成し、前記ＰＭＭＡ層の表面
に上部クラッド層を形成することを特徴とするポリマ導
波路の製造方法を提供する。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明によるポリマ導波路
の第１の実施の形態を示す。基板１０１の表面に屈折率
ｎb のＰＭＭＡ層（以下、バッファ層という）１０２
（第１層）が数μｍの厚さに形成されている。このバッ
ファ層１０２の表面にＤＭＡＰＮの分散された屈折率ｎ
w （但し、ｎw ＞ｎb ）のＰＭＭＡ層（以下、コア層と
いう）１０３が設けられる。このコア層１０３の外周に
はＣＯ2 レーザ光の照射によりＤＭＡＰＮが蒸発して屈
折率ｎi （但し、ｎi ＜ｎw ）に変化したＰＭＭＡ層
（側面のグランド層として機能するもので、以下、側面
クラッド層という）１０４が設けられ（コア層１０３及
び側面クラッド層１０４が第２層を構成）、そして、コ
ア層１０３及び側面クラッド層１０４を覆うようにして
屈折率ｎc （但し、ｎ c ＜ｎw ）のＰＭＭＡ層（以下、
上部クラッド層という）１０５（第３層）が形成されて
いる。基板１０１の材料には、ガラス、半導体、強誘電
体、磁性体、プラスチック等を用いることができる。
を参照して説明する。図１は本発明によるポリマ導波路
の第１の実施の形態を示す。基板１０１の表面に屈折率
ｎb のＰＭＭＡ層（以下、バッファ層という）１０２
（第１層）が数μｍの厚さに形成されている。このバッ
ファ層１０２の表面にＤＭＡＰＮの分散された屈折率ｎ
w （但し、ｎw ＞ｎb ）のＰＭＭＡ層（以下、コア層と
いう）１０３が設けられる。このコア層１０３の外周に
はＣＯ2 レーザ光の照射によりＤＭＡＰＮが蒸発して屈
折率ｎi （但し、ｎi ＜ｎw ）に変化したＰＭＭＡ層
（側面のグランド層として機能するもので、以下、側面
クラッド層という）１０４が設けられ（コア層１０３及
び側面クラッド層１０４が第２層を構成）、そして、コ
ア層１０３及び側面クラッド層１０４を覆うようにして
屈折率ｎc （但し、ｎ c ＜ｎw ）のＰＭＭＡ層（以下、
上部クラッド層という）１０５（第３層）が形成されて
いる。基板１０１の材料には、ガラス、半導体、強誘電
体、磁性体、プラスチック等を用いることができる。
【００１３】コア層１０３として、例えば、ＤＭＡＰＮ
が１０％分散されたＰＭＭＡを用いた場合、波長０．６
３２８μｍにおける屈折率は１．５１３になる。また、
側面クラッド層１０４はＣＯ2 レーザ光の照射エネルギ
ー（照射時間と照射パワーに依存する）によって波長
０．６３２８μｍでの屈折率は１．５１３〜１．４８６
５まで変えることができる。すなわち、照射エネルギー
によってＤＭＡＰＮの蒸発量を調節し、屈折率を制御す
ることができる。バッファ層１０２と上部クラッド層１
０５の屈折率は、波長０．６３２８μｍで約１．４８６
５である。
が１０％分散されたＰＭＭＡを用いた場合、波長０．６
３２８μｍにおける屈折率は１．５１３になる。また、
側面クラッド層１０４はＣＯ2 レーザ光の照射エネルギ
ー（照射時間と照射パワーに依存する）によって波長
０．６３２８μｍでの屈折率は１．５１３〜１．４８６
５まで変えることができる。すなわち、照射エネルギー
によってＤＭＡＰＮの蒸発量を調節し、屈折率を制御す
ることができる。バッファ層１０２と上部クラッド層１
０５の屈折率は、波長０．６３２８μｍで約１．４８６
５である。
【００１４】図１のポリマ導波路において、シングルモ
ード伝送用導波路を実現しようとすると、コア層１０３
の厚み及び幅は数μｍとなり、コア層１０３と側面クラ
ッド層１０４及び上部クラッド層１０５（或いはバッフ
ァ層１０２）との比屈折率Δは、０．数％〜１．数％の
範囲から選ばれる。また、マルチモード伝送用導波路を
実現しようとすると、コア層１０３の厚み及び幅は数μ
ｍ以上（１０μｍに近い値〜数十μｍの範囲）となり、
比屈折率Δも１％近傍の値よりも大きい値に選ばれる。
ード伝送用導波路を実現しようとすると、コア層１０３
の厚み及び幅は数μｍとなり、コア層１０３と側面クラ
ッド層１０４及び上部クラッド層１０５（或いはバッフ
ァ層１０２）との比屈折率Δは、０．数％〜１．数％の
範囲から選ばれる。また、マルチモード伝送用導波路を
実現しようとすると、コア層１０３の厚み及び幅は数μ
ｍ以上（１０μｍに近い値〜数十μｍの範囲）となり、
比屈折率Δも１％近傍の値よりも大きい値に選ばれる。
【００１５】コア層１０３と側面クラッド層１０４との
間の比屈折率Δは、ＣＯ2 レーザ光を側面の側面クラッ
ド層１０４に照射することによって最大１．７５％程度
まで変えることができる。コア層１０３と上部クラッド
層１０５（或いはバッファ層１０２）との間の比屈折率
Δも、コア層１０３と側面クラッド層１０４間の比屈折
率Δに合わせようとすると、上部クラッド層１０５及び
バッファ層１０２のポリマ材料をそれに合わせて変える
ことにより、容易に所望の比屈折率Δを実現することが
できる。例えば、ＰＭＭＡ相溶性のあるポリマ材料を組
み合わせたものとして、4-alkoxy-4′-alkyl- ｓulfone
-stilbend ＰＭＭＡ side-chain 、或いはＰＭＭＡにＰ
ＭＭＡよりも屈折率の高いポリマ材料を分散させたも
の、更には、ＰＭＭＡ以外のポリマ材料、例えば、脂環
式ＰＭＭＡ材料等を用いることができる。
間の比屈折率Δは、ＣＯ2 レーザ光を側面の側面クラッ
ド層１０４に照射することによって最大１．７５％程度
まで変えることができる。コア層１０３と上部クラッド
層１０５（或いはバッファ層１０２）との間の比屈折率
Δも、コア層１０３と側面クラッド層１０４間の比屈折
率Δに合わせようとすると、上部クラッド層１０５及び
バッファ層１０２のポリマ材料をそれに合わせて変える
ことにより、容易に所望の比屈折率Δを実現することが
できる。例えば、ＰＭＭＡ相溶性のあるポリマ材料を組
み合わせたものとして、4-alkoxy-4′-alkyl- ｓulfone
-stilbend ＰＭＭＡ side-chain 、或いはＰＭＭＡにＰ
ＭＭＡよりも屈折率の高いポリマ材料を分散させたも
の、更には、ＰＭＭＡ以外のポリマ材料、例えば、脂環
式ＰＭＭＡ材料等を用いることができる。
【００１６】また、上記比屈折率Δの値よりも更に大き
な値を実現するには、ＰＭＭＡにＦを添加したポリマ材
料を上部クラッド層１０５及びバッファ層１０２に用い
ればよい。更に、コア層１０３の屈折率をもう少し低く
したい場合、後記するように、コア層１０３及び側面ク
ラッド層１０４に紫外線（波長３６５μｍ帯）を照射す
れば、コア層１０３及び側面クラッド層１０４の屈折率
を低くすることができる。例えば、紫外線を７５ｍＪ／
ｃｍ2 の強度で照射し、その後、５０℃〜８０℃の温度
範囲で約６０分間加熱すれば、コア層１０３の屈折率は
１．５１３〜１．４９６４に変化し、又、側面クラッド
層１０４の屈折率も１．４９６４からＣＯ2 レーザ光照
射によって１．４８６５まで変えられる。逆に、コア層
１０３の屈折率を高くした場合、ＤＭＡＰＮの分散濃度
を高めればよい。例えば、ＤＭＡＰＮの分散濃度を３０
％に高めると、屈折率は１．５３程度に高くすることが
できる。このように、ポリマ材料の種類を適切に選択
し、また紫外線照射を及び照射することにより、比屈折
率Δを広範囲に制御することができる。
な値を実現するには、ＰＭＭＡにＦを添加したポリマ材
料を上部クラッド層１０５及びバッファ層１０２に用い
ればよい。更に、コア層１０３の屈折率をもう少し低く
したい場合、後記するように、コア層１０３及び側面ク
ラッド層１０４に紫外線（波長３６５μｍ帯）を照射す
れば、コア層１０３及び側面クラッド層１０４の屈折率
を低くすることができる。例えば、紫外線を７５ｍＪ／
ｃｍ2 の強度で照射し、その後、５０℃〜８０℃の温度
範囲で約６０分間加熱すれば、コア層１０３の屈折率は
１．５１３〜１．４９６４に変化し、又、側面クラッド
層１０４の屈折率も１．４９６４からＣＯ2 レーザ光照
射によって１．４８６５まで変えられる。逆に、コア層
１０３の屈折率を高くした場合、ＤＭＡＰＮの分散濃度
を高めればよい。例えば、ＤＭＡＰＮの分散濃度を３０
％に高めると、屈折率は１．５３程度に高くすることが
できる。このように、ポリマ材料の種類を適切に選択
し、また紫外線照射を及び照射することにより、比屈折
率Δを広範囲に制御することができる。
【００１７】図２は本発明によるポリマ導波路の第２の
実施の形態を示す。図２においては、バッファ層１０２
と上部クラッド層１０５の材料として、ポリマ材料の代
わりに酸化膜１０２ａ，１０５ａを用いている。この酸
化膜には、ＳｉＯ2 、或いはＳｉＯ2 にＰ（リン）、Ｂ
（ホウ素）、Ｔｉ（チタン）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、
Ａｌ（アルミニウム）等の屈折率制御用添加物を少なく
とも１種以上含んだものを用いることができる。
実施の形態を示す。図２においては、バッファ層１０２
と上部クラッド層１０５の材料として、ポリマ材料の代
わりに酸化膜１０２ａ，１０５ａを用いている。この酸
化膜には、ＳｉＯ2 、或いはＳｉＯ2 にＰ（リン）、Ｂ
（ホウ素）、Ｔｉ（チタン）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、
Ａｌ（アルミニウム）等の屈折率制御用添加物を少なく
とも１種以上含んだものを用いることができる。
【００１８】図３は図１のポリマ導波路の製造方法にお
ける製造工程を示している。まず、（ａ）に示すよう
に、基板１０１の表面にＰＭＭＡ層によりバッファ層１
０２を形成する。このバッファ層１０２の形成方法は、
ＰＭＭＡを有機溶剤に溶かした溶液をスピンコーティン
グ法により基板１０１の表面に塗布し、その後、プリベ
ーク、ポストベークの乾燥工程を経て有機溶剤を蒸発さ
せ、ＰＭＭＡを固化させる。
ける製造工程を示している。まず、（ａ）に示すよう
に、基板１０１の表面にＰＭＭＡ層によりバッファ層１
０２を形成する。このバッファ層１０２の形成方法は、
ＰＭＭＡを有機溶剤に溶かした溶液をスピンコーティン
グ法により基板１０１の表面に塗布し、その後、プリベ
ーク、ポストベークの乾燥工程を経て有機溶剤を蒸発さ
せ、ＰＭＭＡを固化させる。
【００１９】次に、図３の（ｂ）に示すように、バッフ
ァ層１０２の表面にＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡ層
（コア層１０３）を形成する。このコア層１０３も有機
溶剤にＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡを溶かし、スピ
ンコーティング、プリベーク、ポストベークの工程を経
て形成する。その後、図３の（ｃ）に示すように、コア
層１０３の表面にＣＯ2 レーザ用マスク１０６を載置
し、このＣＯ2 レーザ用マスク１０６上からＣＯ2 レー
ザ光１０７の透過しないパターン部１０６ａ（遮光部）
とＣＯ2 レーザ光１０７の透過するパターン部１０６ｂ
（光透過部）がパターニングされている。ＣＯ2 レーザ
光１０７の透過したパターン部１０６ｂの下のＤＭＡＰ
Ｎの分散されたＰＭＭＡ層は、ＣＯ2 レーザ光１０７の
エネルギー量に応じてＤＭＡＰＮが蒸発し、その蒸発量
に応じて屈折率を変化させることができる。一方、ＣＯ
2 レーザ光１０７の透過しなかったパターン部１０６ａ
の下のＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡ層は屈折率変化
を起こさせない。
ァ層１０２の表面にＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡ層
（コア層１０３）を形成する。このコア層１０３も有機
溶剤にＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡを溶かし、スピ
ンコーティング、プリベーク、ポストベークの工程を経
て形成する。その後、図３の（ｃ）に示すように、コア
層１０３の表面にＣＯ2 レーザ用マスク１０６を載置
し、このＣＯ2 レーザ用マスク１０６上からＣＯ2 レー
ザ光１０７の透過しないパターン部１０６ａ（遮光部）
とＣＯ2 レーザ光１０７の透過するパターン部１０６ｂ
（光透過部）がパターニングされている。ＣＯ2 レーザ
光１０７の透過したパターン部１０６ｂの下のＤＭＡＰ
Ｎの分散されたＰＭＭＡ層は、ＣＯ2 レーザ光１０７の
エネルギー量に応じてＤＭＡＰＮが蒸発し、その蒸発量
に応じて屈折率を変化させることができる。一方、ＣＯ
2 レーザ光１０７の透過しなかったパターン部１０６ａ
の下のＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡ層は屈折率変化
を起こさせない。
【００２０】ついで（ｄ）に示すように、ＣＯ2 レーザ
用マスク１０６を取り除き、ＣＯ2レーザ光１０７が末
照射のＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡ層（コア層１０
３）とＣＯ2 レーザ光１０７が照射されたＰＭＭＡ層
（側面クラッド層１０４）を得る。側面クラッド層１０
４中のＤＭＡＰＮの含有量は、ＣＯ2 レーザ光１０７の
照射エネルギーに依存する。最後に、（ｅ）に示すよう
に、コア層１０３及び側面クラッド層１０４の表面は一
ように平坦であるので、それらの上を覆うようにＰＭＭ
Ａによる上部クラッド層１０５を形成する。以上によ
り、図１に示した構成のポリマ導波路を得ることができ
る。こうして得られたポリマ導波路の上部クラッド層１
０５は、その表面が極めて平坦になっている。
用マスク１０６を取り除き、ＣＯ2レーザ光１０７が末
照射のＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡ層（コア層１０
３）とＣＯ2 レーザ光１０７が照射されたＰＭＭＡ層
（側面クラッド層１０４）を得る。側面クラッド層１０
４中のＤＭＡＰＮの含有量は、ＣＯ2 レーザ光１０７の
照射エネルギーに依存する。最後に、（ｅ）に示すよう
に、コア層１０３及び側面クラッド層１０４の表面は一
ように平坦であるので、それらの上を覆うようにＰＭＭ
Ａによる上部クラッド層１０５を形成する。以上によ
り、図１に示した構成のポリマ導波路を得ることができ
る。こうして得られたポリマ導波路の上部クラッド層１
０５は、その表面が極めて平坦になっている。
【００２１】次に、図３を参照して、ＤＭＡＰＮの分散
されたＰＭＭＡ層に波長３６５μｍ帯の紫外線を照射し
て屈折率を低下させたコア層を持つポリマ導波路の製造
方法を説明する。この製造方法においては、図３の
（ｂ）と（ｃ）の間にＤＭＡＰＮを分散させたＰＭＭＡ
層（コア層１０３）の表面に波長３６５μｍ帯の紫外線
を照射する工程が挿入される。紫外線照射後、上記表面
を加熱炉内に入れてベーキング（５０℃〜８０℃で１時
間）を行う。その後、図３の（ｃ）〜（ｅ）に示す工程
を順次実行する。
されたＰＭＭＡ層に波長３６５μｍ帯の紫外線を照射し
て屈折率を低下させたコア層を持つポリマ導波路の製造
方法を説明する。この製造方法においては、図３の
（ｂ）と（ｃ）の間にＤＭＡＰＮを分散させたＰＭＭＡ
層（コア層１０３）の表面に波長３６５μｍ帯の紫外線
を照射する工程が挿入される。紫外線照射後、上記表面
を加熱炉内に入れてベーキング（５０℃〜８０℃で１時
間）を行う。その後、図３の（ｃ）〜（ｅ）に示す工程
を順次実行する。
【００２２】図４は図３の（ｃ）のＤＭＡＰＮの分散さ
れたコア層１０３にＣＯ2 レーザ光を照射することによ
って屈折率が変化する結果を示したものである。ＣＯ2
レーザ光の照射時間が増える（すなわち照射エネルギー
が増える）に従ってコア層１０３の屈折率が変化する一
例を示したものである。図５はＤＭＡＰＮが分散された
コア層１０３に紫外線を照射した後、そのコア層１０３
の表面にＣＯ2 レーザ光を照射することによってコア層
１０３の屈折率の変化の様子を示したものである。但
し、紫外線（波長３６５μｍ帯）の光量は７５ｍＪ／ｃ
ｍ2 であり、紫外線照射後に５０℃〜８０℃で約６０分
のベーキングが施されている。
れたコア層１０３にＣＯ2 レーザ光を照射することによ
って屈折率が変化する結果を示したものである。ＣＯ2
レーザ光の照射時間が増える（すなわち照射エネルギー
が増える）に従ってコア層１０３の屈折率が変化する一
例を示したものである。図５はＤＭＡＰＮが分散された
コア層１０３に紫外線を照射した後、そのコア層１０３
の表面にＣＯ2 レーザ光を照射することによってコア層
１０３の屈折率の変化の様子を示したものである。但
し、紫外線（波長３６５μｍ帯）の光量は７５ｍＪ／ｃ
ｍ2 であり、紫外線照射後に５０℃〜８０℃で約６０分
のベーキングが施されている。
【００２３】次に、図２のポリマ導波路の製造方法を図
３をもとに説明する。図３の（ａ）のバッファ層１０２
の形成に代えて酸化膜１０２ａを形成する。この酸化膜
１０２ａの成膜は、ＣＶＤ法（chemical vapor deposit
ion ）、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、ゾルゲ
ル法等の在来の方法を用いて形成することができる。そ
の後、図３の（ｂ）〜（ｄ）の工程に従って製造する。
最後に、図３の（ｅ）の上部クラッド層１０５を形成す
る代わりに酸化膜１０５ａを形成する。但し、この最後
の酸化膜１０５ａの形成に対しては、８０℃以下の成膜
温度で形成する必要があり、低温ＣＶＤ法、低温スパッ
タリング法、或いはアルコールに溶けたＳｉＯ2 系溶液
のスピンコーティング法等を用いる。
３をもとに説明する。図３の（ａ）のバッファ層１０２
の形成に代えて酸化膜１０２ａを形成する。この酸化膜
１０２ａの成膜は、ＣＶＤ法（chemical vapor deposit
ion ）、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、ゾルゲ
ル法等の在来の方法を用いて形成することができる。そ
の後、図３の（ｂ）〜（ｄ）の工程に従って製造する。
最後に、図３の（ｅ）の上部クラッド層１０５を形成す
る代わりに酸化膜１０５ａを形成する。但し、この最後
の酸化膜１０５ａの形成に対しては、８０℃以下の成膜
温度で形成する必要があり、低温ＣＶＤ法、低温スパッ
タリング法、或いはアルコールに溶けたＳｉＯ2 系溶液
のスピンコーティング法等を用いる。
【００２４】なお、図２の構成において、酸化膜の代わ
りにポリマ材料を用いることができる。また、ＰＭＭＡ
中に分散させる材料として、ＤＭＡＰＮの他、dyepolym
er、4-dialkylamino-4′-nitro-stilbene 等を用いるこ
とができる。図６は本発明によるポリマ導波路の第３の
実施の形態を示す。図６では図１と同一であるものには
同一引用数字を用いており、重複する説明は省略する。
基板１０１の表面には、屈折率ｎb のバッファ層１０２
が５μｍ〜数十μｍの厚さに形成されている。バッファ
層１０２の上面には屈折率ｎc1（但し、ｎc1＜ｎw ）の
側面クラッド層１０９が形成され、その所定位置には屈
折率ｎw （但し、ｎw＞ｎb ）のコア層１１０が形成さ
れている。このコア層１１０及び側面クラッド層１０９
の表面には屈折率ｎc2（但し、ｎc2＜ｎw ）の上部クラ
ッド層１１１が設けられ、この上部クラッド層１１１の
上面にＵＶカット層１１２が形成されている。側面クラ
ッド層１０９及びコア層１１０は、後記するように、バ
ッファ層１０２の表面にフォトブリーチング材料層を設
け、このフォトブリーチング材料層に選択的に紫外線を
照射することにより形成することができる。
りにポリマ材料を用いることができる。また、ＰＭＭＡ
中に分散させる材料として、ＤＭＡＰＮの他、dyepolym
er、4-dialkylamino-4′-nitro-stilbene 等を用いるこ
とができる。図６は本発明によるポリマ導波路の第３の
実施の形態を示す。図６では図１と同一であるものには
同一引用数字を用いており、重複する説明は省略する。
基板１０１の表面には、屈折率ｎb のバッファ層１０２
が５μｍ〜数十μｍの厚さに形成されている。バッファ
層１０２の上面には屈折率ｎc1（但し、ｎc1＜ｎw ）の
側面クラッド層１０９が形成され、その所定位置には屈
折率ｎw （但し、ｎw＞ｎb ）のコア層１１０が形成さ
れている。このコア層１１０及び側面クラッド層１０９
の表面には屈折率ｎc2（但し、ｎc2＜ｎw ）の上部クラ
ッド層１１１が設けられ、この上部クラッド層１１１の
上面にＵＶカット層１１２が形成されている。側面クラ
ッド層１０９及びコア層１１０は、後記するように、バ
ッファ層１０２の表面にフォトブリーチング材料層を設
け、このフォトブリーチング材料層に選択的に紫外線を
照射することにより形成することができる。
【００２５】バッファ層１０２の材料にはガラス、ポリ
マ等を用いることができる。すなわち、ＳｉＯ2 、或い
はＳｉＯ2 にＰ、Ｂ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｆ等の屈折率
制御用添加物を少なくとも１種以上含んだもの、ポリマ
にあってはＰＭＭＡ等を用いることができる。側面クラ
ッド層１０９及びコア層１１０の形成するためのフォト
ブリーチング材料には、例えば、ＤＭＰＡＮ｛α−（4-
dimethlaminophenyl)-N-phenylnitron｝を用いることが
できる。このポリマ材料の光化学的転位は、波長３８０
ｎｍでフォトブリーチングされ、波長２７０ｎｍにオキ
ナジリデン光生成物の新しい吸収が行われる。紫外線の
照射される側面クラッド層１０９（その屈折率はｎc1）
は、波長３８０ｎｍの紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ2 で照
射すれば、屈折率が低下する。
マ等を用いることができる。すなわち、ＳｉＯ2 、或い
はＳｉＯ2 にＰ、Ｂ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｆ等の屈折率
制御用添加物を少なくとも１種以上含んだもの、ポリマ
にあってはＰＭＭＡ等を用いることができる。側面クラ
ッド層１０９及びコア層１１０の形成するためのフォト
ブリーチング材料には、例えば、ＤＭＰＡＮ｛α−（4-
dimethlaminophenyl)-N-phenylnitron｝を用いることが
できる。このポリマ材料の光化学的転位は、波長３８０
ｎｍでフォトブリーチングされ、波長２７０ｎｍにオキ
ナジリデン光生成物の新しい吸収が行われる。紫外線の
照射される側面クラッド層１０９（その屈折率はｎc1）
は、波長３８０ｎｍの紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ2 で照
射すれば、屈折率が低下する。
【００２６】ここでは、側面クラッド層１０９及びコア
層１１０には、ＤＭＡＰＮが１０％分散されたＰＭＭＡ
を用い、側面クラッド層１０９には波長３６５ｎｍの紫
外線を約８０ｍＪ／ｃｍ2 で照射し、波長０．６３２８
μｍでの屈折率を１．５１３に保った。なお、コア層１
１０の厚み及び幅は、シングルモード伝送用導波路にす
る場合、数μｍ〜１０μｍの範囲であり、マルチモード
伝送用導波路にする場合は１０μｍ〜数十μｍの範囲に
選ばれる。なお、側面クラッド層１０９の厚みはコア層
１１０の厚みに等しくする。
層１１０には、ＤＭＡＰＮが１０％分散されたＰＭＭＡ
を用い、側面クラッド層１０９には波長３６５ｎｍの紫
外線を約８０ｍＪ／ｃｍ2 で照射し、波長０．６３２８
μｍでの屈折率を１．５１３に保った。なお、コア層１
１０の厚み及び幅は、シングルモード伝送用導波路にす
る場合、数μｍ〜１０μｍの範囲であり、マルチモード
伝送用導波路にする場合は１０μｍ〜数十μｍの範囲に
選ばれる。なお、側面クラッド層１０９の厚みはコア層
１１０の厚みに等しくする。
【００２７】上部クラッド層１１１の屈折率ｎc2はバッ
ファ層１０２の値にほぼ等しく、したがって上部クラッ
ド層１１１の材料にはバッファ層１０２と同一材料を用
いることができる。上部クラッド層１１１の厚みは、１
０μｍ〜数十μｍの範囲が好ましい。ＵＶカット層１１
２には、Ｃｅ3+が添加されたガラス（例えば、ＣｅＯ2
の添加されたソーダ石灰系ガラス）やＴｉ4+、Ｖ5+、Ｃ
ｒ6+、Ｕ6+、Ｐｂ2+等の添加されたガラスを用いること
ができる。或いは、ベンゾフェノン系、ケイ皮酸系、Ｐ
ＡＢＡ系（Ｐ−アミノ安息香酸系）、サルチル酸系、ジ
ベンゾイルメタン系等の紫外線吸収剤を用いることがで
きる。このＵＶカット層１１２の厚みは厚い方が好まし
く、数μｍ〜１００μｍの範囲の中から選ぶことができ
る。
ファ層１０２の値にほぼ等しく、したがって上部クラッ
ド層１１１の材料にはバッファ層１０２と同一材料を用
いることができる。上部クラッド層１１１の厚みは、１
０μｍ〜数十μｍの範囲が好ましい。ＵＶカット層１１
２には、Ｃｅ3+が添加されたガラス（例えば、ＣｅＯ2
の添加されたソーダ石灰系ガラス）やＴｉ4+、Ｖ5+、Ｃ
ｒ6+、Ｕ6+、Ｐｂ2+等の添加されたガラスを用いること
ができる。或いは、ベンゾフェノン系、ケイ皮酸系、Ｐ
ＡＢＡ系（Ｐ−アミノ安息香酸系）、サルチル酸系、ジ
ベンゾイルメタン系等の紫外線吸収剤を用いることがで
きる。このＵＶカット層１１２の厚みは厚い方が好まし
く、数μｍ〜１００μｍの範囲の中から選ぶことができ
る。
【００２８】このように、ＵＶカット層１１２を設ける
理由は、ポリマ導波路を使用する室内外の紫外線が上部
クラッド層１１１を透過してコア層１１０に照射され、
コア層１１０の屈折率が徐々に低下するのを防止するた
めである。この対策により、長期にわたって比屈折率を
一定に保持することが可能になり、かかるポリマ導波路
を用いた光分岐回路、光スターカプラ、光フィルタ等の
光信号処理回路を長期にわたり安定な特性を維持するこ
とができる。
理由は、ポリマ導波路を使用する室内外の紫外線が上部
クラッド層１１１を透過してコア層１１０に照射され、
コア層１１０の屈折率が徐々に低下するのを防止するた
めである。この対策により、長期にわたって比屈折率を
一定に保持することが可能になり、かかるポリマ導波路
を用いた光分岐回路、光スターカプラ、光フィルタ等の
光信号処理回路を長期にわたり安定な特性を維持するこ
とができる。
【００２９】図７は本発明によるポリマ導波路の第４の
実施の形態を示す。図７では図６と同一であるものには
同一引用数字を用いており、重複する説明は省略する。
図７の構成が図６と異なるところは、図６の上部クラッ
ド層１１１とＵＶカット層１１２の代わりに、ＵＶカッ
ト材を含むクラッド層１１３を設けたことにある。この
ＵＶカット材を含んだクラッド層１１３は、上記したよ
うにＵＶカット材を含んだガラス材料はポリマ材料を用
いることができる。
実施の形態を示す。図７では図６と同一であるものには
同一引用数字を用いており、重複する説明は省略する。
図７の構成が図６と異なるところは、図６の上部クラッ
ド層１１１とＵＶカット層１１２の代わりに、ＵＶカッ
ト材を含むクラッド層１１３を設けたことにある。この
ＵＶカット材を含んだクラッド層１１３は、上記したよ
うにＵＶカット材を含んだガラス材料はポリマ材料を用
いることができる。
【００３０】本実施の形態において、ＵＶカット材を含
んだクラッド層１１３を設ける理由は、ポリマ導波路を
使用する室内外の紫外線がクラッド層１１３を透過して
コア層１１０に照射され、コア層１１０の屈折率が徐々
に低下するのを防止するためである。図８は図７のポリ
マ導波路の製造工程を示す。まず、（ａ）に示すよう
に、基板１０１の表面にバッファ層１０２をプラズマＣ
ＶＤ法、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、又はス
ピンコーティング法等を用いて形成する。ついで、
（ｂ）に示すように、バッファ層１０２の表面にフォト
ブリーチング用ポリマ層１１４をスピンコーティング法
により形成する。このポリマ層１１４は有機溶剤に溶か
したフォトブリーチング用ポリマをスピンコーティング
法によってバッファ層１０２の表面に塗布し、その後、
ベーキングにより有機材料を蒸発させ、ポリマ層を固化
することで形成できる。
んだクラッド層１１３を設ける理由は、ポリマ導波路を
使用する室内外の紫外線がクラッド層１１３を透過して
コア層１１０に照射され、コア層１１０の屈折率が徐々
に低下するのを防止するためである。図８は図７のポリ
マ導波路の製造工程を示す。まず、（ａ）に示すよう
に、基板１０１の表面にバッファ層１０２をプラズマＣ
ＶＤ法、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、又はス
ピンコーティング法等を用いて形成する。ついで、
（ｂ）に示すように、バッファ層１０２の表面にフォト
ブリーチング用ポリマ層１１４をスピンコーティング法
により形成する。このポリマ層１１４は有機溶剤に溶か
したフォトブリーチング用ポリマをスピンコーティング
法によってバッファ層１０２の表面に塗布し、その後、
ベーキングにより有機材料を蒸発させ、ポリマ層を固化
することで形成できる。
【００３１】次に、図８の（ｃ）に示すように、フォト
ブリーチング用ポリマ層１１４の表面にマスク１１５を
設置する。このマスク１１５は紫外線を透過させる透光
部１１５ａと非透過の遮光部１１５ｂを有している。こ
のマスク１１５の上方から波長３６０ｎｍの紫外線１１
６を照射する。この紫外線照射によって、（ｄ）に示す
ように、フォトブリーチング用ポリマ層１１４は、紫外
線の照射されたフォトブリーチング部がコア層１１０と
なり、紫外線の照射されなかった非フォトブリーチング
部が側面クラッド層１０９となる。コア層１１０の屈折
率は側面クラッド層１０９よりも低くなる。
ブリーチング用ポリマ層１１４の表面にマスク１１５を
設置する。このマスク１１５は紫外線を透過させる透光
部１１５ａと非透過の遮光部１１５ｂを有している。こ
のマスク１１５の上方から波長３６０ｎｍの紫外線１１
６を照射する。この紫外線照射によって、（ｄ）に示す
ように、フォトブリーチング用ポリマ層１１４は、紫外
線の照射されたフォトブリーチング部がコア層１１０と
なり、紫外線の照射されなかった非フォトブリーチング
部が側面クラッド層１０９となる。コア層１１０の屈折
率は側面クラッド層１０９よりも低くなる。
【００３２】最後に図８の（ｅ）に示すように、側面ク
ラッド層１０９及びコア層１１０の上面にＵＶカット材
を含んだ上部クラッド層１１１を設ける。この上部クラ
ッド層１１１はバッファ層１０２の形成方法と同じ方法
で形成する。以上により、図６の構成のポリマ導波路が
完成する。以上は図７のポリマ導波路の製造方法であっ
たが、図６のポリマ導波路の場合、図８の（ｅ）の工程
に代え、フォトブリーチング部及び非フォトブリーチン
グ部の上面に上部クラッド層１１１を設ける工程、及び
ＵＶカット層１１２を設ける工程にすればよい。
ラッド層１０９及びコア層１１０の上面にＵＶカット材
を含んだ上部クラッド層１１１を設ける。この上部クラ
ッド層１１１はバッファ層１０２の形成方法と同じ方法
で形成する。以上により、図６の構成のポリマ導波路が
完成する。以上は図７のポリマ導波路の製造方法であっ
たが、図６のポリマ導波路の場合、図８の（ｅ）の工程
に代え、フォトブリーチング部及び非フォトブリーチン
グ部の上面に上部クラッド層１１１を設ける工程、及び
ＵＶカット層１１２を設ける工程にすればよい。
【００３３】なお、図６、図７の構成において、基板１
０１にＵＶカット層又はＵＶカット材を設け、また、バ
ッファ層１０２にＵＶカット層又はＵＶカット材を用い
ることもできる。この構成により、ポリマ導波路を使用
する室内外の紫外線が基板１０１やバッファ層１０２を
通してコア層１１０に達し、コア層１１０の屈折率が徐
々に低下するのを防止することができる。
０１にＵＶカット層又はＵＶカット材を設け、また、バ
ッファ層１０２にＵＶカット層又はＵＶカット材を用い
ることもできる。この構成により、ポリマ導波路を使用
する室内外の紫外線が基板１０１やバッファ層１０２を
通してコア層１１０に達し、コア層１１０の屈折率が徐
々に低下するのを防止することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のポリマ導波
路によれば、ＤＭＡＰＮを分散したＰＭＭＡ層を平坦に
バッファ層上に設け、ＰＭＭＡ層に選択的に光エネルギ
ーを照射して、コア層及び側面クラッド層を形成するよ
うにしたので、平坦なクラッド層を形成することがで
き、それにより高機能の光回路が実現でき、更に、基板
の厚さが薄くても容易に光回路を作成できる。この結
果、コア層の寸法変動や、コアとクラッド層の界面の構
造不整に伴う光損失の増大を抑えることができる。
路によれば、ＤＭＡＰＮを分散したＰＭＭＡ層を平坦に
バッファ層上に設け、ＰＭＭＡ層に選択的に光エネルギ
ーを照射して、コア層及び側面クラッド層を形成するよ
うにしたので、平坦なクラッド層を形成することがで
き、それにより高機能の光回路が実現でき、更に、基板
の厚さが薄くても容易に光回路を作成できる。この結
果、コア層の寸法変動や、コアとクラッド層の界面の構
造不整に伴う光損失の増大を抑えることができる。
【００３５】更に、本発明のポリマ導波路の製造方法に
よれば、ＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡ層をバッファ
層の表面に形成し、ＰＭＭＡ層を光透過部と遮光部を有
するマスクで覆い、ＰＭＭＡ層に向けて照射した光エネ
ルギーの透過の有無による屈折率の変化によってコア層
と側面クラッド層を形成するようにしたので、簡単なプ
ロセスにより平坦なクラッド層を形成することができ、
それにより高機能の光回路が実現でき、更に、基板の厚
さが薄くても容易に光回路を作成できる。したがって、
コア層の寸法変動や、コアとクラッド層の界面の構造不
整に伴う光損失の増大を抑えることができる。
よれば、ＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡ層をバッファ
層の表面に形成し、ＰＭＭＡ層を光透過部と遮光部を有
するマスクで覆い、ＰＭＭＡ層に向けて照射した光エネ
ルギーの透過の有無による屈折率の変化によってコア層
と側面クラッド層を形成するようにしたので、簡単なプ
ロセスにより平坦なクラッド層を形成することができ、
それにより高機能の光回路が実現でき、更に、基板の厚
さが薄くても容易に光回路を作成できる。したがって、
コア層の寸法変動や、コアとクラッド層の界面の構造不
整に伴う光損失の増大を抑えることができる。
【図１】本発明によるポリマ導波路の第１の実施の形態
を示す断面図。
を示す断面図。
【図２】本発明によるポリマ導波路の第２の実施の形態
を示す断面図。
を示す断面図。
【図３】図１のポリマ導波路の製造方法における製造工
程を示す説明図。
程を示す説明図。
【図４】図３に示すコア層にＣＯ2 レーザ光を照射して
屈折率を変化させた結果を示す屈折率特性図。
屈折率を変化させた結果を示す屈折率特性図。
【図５】図３に示すコア層紫外線を照射した後、そのコ
ア層上にＣＯ2 レーザ光を照射して屈折率を変化させた
結果を示す屈折率特性図。
ア層上にＣＯ2 レーザ光を照射して屈折率を変化させた
結果を示す屈折率特性図。
【図６】本発明によるポリマ導波路の第３の実施の形態
を示す断面図。
を示す断面図。
【図７】本発明によるポリマ導波路の第４の実施の形態
を示す断面図。
を示す断面図。
【図８】図７のポリマ導波路の製造工程を示す説明図。
【図９】ポリマ導波路の従来例を示す断面図。
【図１０】ポリマ導波路の製造方法の従来例を示す工程
図。
図。
【図１１】ポリマ導波路の従来の他の製造方法を示工程
図。
図。
【図１２】ポリマ導波路の従来の更に他の製造方法を示
す示工程図。
す示工程図。
【図１３】従来のポリマ導波路の構成例を示し、（ａ）
は上面に薄膜ヒータを設けたポリマ導波路の平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
は上面に薄膜ヒータを設けたポリマ導波路の平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
１０１ 基板 １０２ バッファ層 １０３，１１０ コア層 １０４，１０９ 側面クラッド層 １０５，１１１ 上部クラッド層 １０２ａ，１０５ａ 酸化膜 １０６ ＣＯ2 レーザ用マスク １０７ ＣＯ2 レーザ光 １１２ ＵＶカット層 １１３ クラッド層 １１４ フォトブリーチング用ポリマ層 １１５ マスク １１５ａ 透光部 １１５ｂ 遮光部 １１６ 紫外線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−15537（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−48443（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−154006（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−69207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−138146（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−288103（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−178901（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−113210（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−16720（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−60007（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−18739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−80008（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−134311（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ Ｖｏ ｌ．34，Ｎｏ．９（1995）ｐ．1554− 1561 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 G02F 1/29 - 7/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (8)
- 【請求項１】 基板と、 前記基板の表面に形成された屈折率ｎbのバッファ層
と、 ＰＭＭＡにＤＭＡＰＮが分散されて光信号の伝搬が可能
な屈折率ｎw （但し、ｎw ＞ｎb ）のコア層、及び光エ
ネルギーの照射によってＰＭＭＡ内のＤＭＡＰＮが蒸発
した屈折率ｎi （但し、ｎi ＜ｎw ）の側面クラッド層
を有する状態で前記バッファ層の表面に平坦に形成され
たＰＭＭＡ層と、 前記ＰＭＭＡ層の表面に形成される屈折率ｎc （但し、
ｎc ＜ｎw ）の上部クラッド層を備えることを特徴とす
るポリマ導波路。 - 【請求項２】 前記バッファ層は、ポリマ材料又は無機
材料を用いることを特徴とする請求項１記載のポリマ導
波路。 - 【請求項３】 前記コア層は、ＤＭＡＰＮの分散率が１
０％であることを特徴とする請求項１記載のポリマ導波
路。 - 【請求項４】 前記上部クラッド層は、ポリマ材料又は
無機材料を用いることを特徴とする請求項１記載のポリ
マ導波路。 - 【請求項５】 基板の表面にバッファ層を形成し、 ＤＭＡＰＮの分散されたＰＭＭＡ層を前記バッファ層の
表面に形成し、 光透過部と遮光部がパターニングされたフォトマスクで
前記ＰＭＭＡ層を覆い、このＰＭＭＡ層に向けて光エネ
ルギーを照射し、前記光透過部を通して前記光エネルギ
ーの照射を受けた領域のＰＭＭＡ層のＤＭＡＰＮを蒸発
させることにより当該領域の屈折率を低下させて側面ク
ラッド層を形成すると共に前記遮光部に対応する残りの
領域の屈折率を維持してコア層を形成し、 前記ＰＭＭＡ層の表面に上部クラッド層を形成すること
を特徴とするポリマ導波路の製造方法。 - 【請求項６】 前記光エネルギーの照射は、ＣＯ2 レー
ザ光を用いて行うことを特徴とする請求項５記載のポリ
マ導波路の製造方法。 - 【請求項７】 前記ＤＭＡＰＮは、ＰＭＭＡよりも蒸発
温度が少なくとも１０℃低い分散用ポリマ材料によって
置換されることを特徴とする請求項５記載のポリマ導波
路の製造方法。 - 【請求項８】 前記ＰＭＭＡ層は、前記フォトマスクを
設置する前に、紫外線が照射されることを特徴とする請
求項５記載のポリマ導波路の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP3460197A JP3225878B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | ポリマ導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3460197A JP3225878B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | ポリマ導波路及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2001148363A Division JP2001356227A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | ポリマ導波路及びその製造方法 |
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| JPH10232323A JPH10232323A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3225878B2 true JP3225878B2 (ja) | 2001-11-05 |
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| JP3460197A Expired - Fee Related JP3225878B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | ポリマ導波路及びその製造方法 |
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-
1997
- 1997-02-19 JP JP3460197A patent/JP3225878B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|
| Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．９（１９９５）ｐ．１５５４−１５６１ |
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