JPH10104447A - Polyimide optical waveguide and optical switch using it - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable propagation of both of TE mode and TM mode by preparing a fluorinated polyimide to form the clad by substituting fluorine atoms for a part of hydrogen atoms of a polymide which constitutes the core. SOLUTION: In a polyimide optical waveguide having the core and the clad both comprising a polymide, the polyimide which constitutes the clad is prepared by substituting fluorine atoms for a part of hydrogen atoms of the polymide which constitutes the core. In this method, a polyamic acid which can from a polyimide optical waveguide is applied to specified thickness on a substrate such as silicon and heated to form a lower clad layer. Then a polyamic acid having higher refractive index than the clad layer is selected and applied to specified thickness on the lower clad layer and then heated to form a core layer. Then a polymic acid is applied to specified thickness on a ridge type optical waveguide and heated to form an upper clad layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光導波路に関し、特
に偏波依存性の小さなポリイミド系光導波路およびこれ
を用いた光スイッチなどの光学素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide, and more particularly to a polyimide-based optical waveguide having low polarization dependence and an optical element such as an optical switch using the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】光通信システムの高度化に伴い、光部品
の高密度実装技術、特に光導波路技術の確立が要求され
ている。2. Description of the Related Art With the advancement of optical communication systems, there has been a demand for the establishment of high-density packaging technology for optical components, in particular, optical waveguide technology.

【０００３】０.１ｄＢ／ｃｍ以下の低損失を実現する
光導波路として、すでに石英系光導波路が開発されてい
る。しかしながら、石英系光導波路においては、 作製温度が１０００℃以上であること、 作製時間が長いこと、 大面積化が困難なこと、 等が問題となっている。これらの問題点を解決する光導
波路として注目を集めているのが、ポリマ光導波路であ
る。[0003] A silica-based optical waveguide has already been developed as an optical waveguide that realizes a low loss of 0.1 dB / cm or less. However, in the case of the silica-based optical waveguide, there are problems in that the fabrication temperature is 1000 ° C. or higher, the fabrication time is long, and it is difficult to increase the area. A polymer optical waveguide has attracted attention as an optical waveguide that solves these problems.

【０００４】ポリマは、スピンコート法と云う簡便な方
法によって製膜化することができ、また、大面積化も容
易である。作製温度は１００℃、高くても４００℃程度
であり、石英製品の作製温度に比べてはるかに低温であ
る。A polymer can be formed into a film by a simple method called spin coating, and it is easy to increase the area. The production temperature is 100 ° C., at most about 400 ° C., which is much lower than the production temperature of quartz products.

【０００５】こうしたポリマ光導波路中でも、ポリイミ
ド系光導波路は耐熱性に優れ、かつ、光損失が小さいた
め、実用化に向け研究開発が活発になっている。例え
ば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンから得られる
ポリイミドにおいて、該ジアミンとして下記構造式
（５）Among such polymer optical waveguides, polyimide-based optical waveguides are excellent in heat resistance and small in optical loss. For example, in a polyimide obtained from a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, the diamine is represented by the following structural formula (5)

【０００６】[0006]

【化５】 Embedded image

【０００７】で示されるジアミンを用い、かつ、酸無水
物として、例えば下記構造式（６）および（７）[0007] The diamine represented by the following formula is used and as an acid anhydride, for example, the following structural formulas (6) and (7)

【０００８】[0008]

【化６】 Embedded image

【０００９】で示される化合物のいずれか一つ、あるい
は両方を用いたポリイミドによって構成される光導波路
が報告（特開平４−９８０７号公報）されている。An optical waveguide composed of polyimide using one or both of the compounds shown in JP-A-4-9807 has been reported.

【００１０】この光導波路の光損失は０.２ｄＢ／ｃｍ
以下であり、また、３５０℃以上の耐熱性を示す等、優
れた光学特性を示している。The optical loss of this optical waveguide is 0.2 dB / cm.
And excellent optical properties such as heat resistance of 350 ° C. or higher.

【００１１】光導波路を作製する上で、コア材とクラッ
ド材の屈折率に差を付けるために、材料の屈折率をコン
トロールする必要がある。In making an optical waveguide, it is necessary to control the refractive index of the material in order to make the refractive index of the core material different from that of the clad material.

【００１２】上記ポリイミドにおいては、ポリイミドを
構成するフッ素含有量の異なる複数のテトラカルボン酸
二無水物の混合比を制御することにより、ポリイミドの
屈折率をコントロールしている。例えば、フッ素含有量
の異なる前記構造式（６）および（７）の酸無水物から
構成されるポリイミドにおいては、両者の混合比を１０
０〜０ｍｏｌ％：０〜１００ｍｏｌ％の範囲で、屈折率
が１.５５１から１.６４７までの一連のポリイミドが作
製されている。In the above polyimide, the refractive index of the polyimide is controlled by controlling the mixing ratio of a plurality of tetracarboxylic dianhydrides having different fluorine contents constituting the polyimide. For example, in a polyimide composed of the acid anhydrides of the structural formulas (6) and (7) having different fluorine contents, the mixing ratio of both is 10%.
0-0 mol%: A series of polyimides having a refractive index of 1.551 to 1.647 have been produced in the range of 0 to 100 mol%.

【００１３】このように、二種の酸無水物の混合比をコ
ントロールすることによって、ポリイミドの屈折率を制
御することができる。これらのポリイミドを用いて光導
波路を作製する際には、光の波長、用途等から適した屈
折率の差になるように、屈折率の異なるポリイミドを光
導波路のコア材とクラッド材として選択すればよい。As described above, the refractive index of the polyimide can be controlled by controlling the mixing ratio of the two acid anhydrides. When fabricating an optical waveguide using these polyimides, polyimides having different refractive indices should be selected as the core material and the cladding material of the optical waveguide so that a difference in refractive index suitable for the wavelength of light, application, etc. is obtained. I just need.

【００１４】[0014]

【発明が解決しようとする課題】前記式（６）、（７）
のテトラカルボン酸二無水物６および７を含むフッ素化
ポリイミドは、フッ素含有量の小さいテトラカルボン酸
６の含有率の大きいポリイミドほど屈折率が大きくな
る。The above formulas (6) and (7)
In the fluorinated polyimide containing tetracarboxylic dianhydrides 6 and 7, the higher the content of tetracarboxylic acid 6 having a smaller fluorine content, the higher the refractive index becomes.

【００１５】しかし、これは膜の面内方向の屈折率ｎ_//
についてのみ当てはまることであって、膜に垂直な方向
の屈折率ｎ_⊥は、必ずしも、テトラカルボン酸６の含有
率に伴って代わるとは限らないことが分かった。このた
め、次のような事態が発生する。However, this is due to the refractive index n _// in the in-plane direction of the film.
It was found that the refractive index n _{方向 in the} direction perpendicular to the film does not always change with the content of the tetracarboxylic acid 6. Therefore, the following situation occurs.

【００１６】埋め込み型の光導波路を作製する際に、導
波光のＴＥ（Ｔransverse Ｅlectric）モードの導波条
件を満足するように、コアのｎ_//がクラッドのｎ_//より
も大きくなるよう、コアおよびクラッドのポリイミドを
選定したときに、ｎ_⊥についてはコアとクラッドの大小
関係が逆転してしまう場合がある。[0016] When manufacturing an embedded type optical waveguide, a guided light TE to satisfy (Transverse Electric) mode waveguide condition, so that the n _// core is greater than n _// of the cladding, When the polyimide of the core and the clad is selected, the magnitude relationship between the core and the clad may be reversed for n _⊥ .

【００１７】このようなケースでは、ＴＥモードについ
ては光が導波するが、ＴＭ（Ｔransverse Ｍagnetic）
モードは導波しないと云う問題が生じる。In such a case, light is guided in the TE mode, but TM (Transverse Magnetic).
There is a problem that the mode does not propagate.

【００１８】また、逆にＴＭモードが導波するようにコ
アおよびクラッドのポリイミドを選択したときに、ＴＥ
モードが導波しないと云う場合もある。このようにＴＥ
またはＴＭのモードが同時に導波しない場合が生ずると
云う問題があった。Conversely, when the polyimide of the core and the clad is selected so that the TM mode is guided, the TE
In some cases, the mode may not be guided. Thus TE
Alternatively, there is a problem that the TM mode may not be guided simultaneously.

【００１９】本発明の目的は、ＴＥおよびＴＭの両モー
ドが同時に導波するポリイミド系光導波路の提供にあ
る。An object of the present invention is to provide a polyimide-based optical waveguide in which both TE and TM modes are simultaneously guided.

【００２０】また、本発明の他の目的は、ＴＥおよびＴ
Ｍの両モードが同時に導波するポリイミド系光導波路を
用いた光学素子の提供にある。Further, another object of the present invention is to provide a TE and T
An object of the present invention is to provide an optical element using a polyimide-based optical waveguide in which both modes of M are simultaneously guided.

【００２１】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明者らは光導波路へ
の適用を目指して種々のポリイミドを合成し、ＴＥモー
ドおよびＴＭモードの両方の光導波を検討した結果、特
定のテトラカルボン酸二無水物の混合比を制御して合成
したフッ素化ポリイミドから、コア材およびクラッド材
を選択することによって両モードが導波する光導波路を
作製できることを見出し本発明の到達した。本発明の要
旨は次のとおりである。Means for Solving the Problems The present inventors synthesized various polyimides with the aim of application to an optical waveguide, and studied both TE mode and TM mode optical waveguides. The present inventors have found that an optical waveguide in which both modes are guided can be produced by selecting a core material and a clad material from a fluorinated polyimide synthesized by controlling a mixing ratio of anhydrides, and reached the present invention. The gist of the present invention is as follows.

【００２２】コアおよびクラッドをポリイミドで構成さ
れたポリイミド系光導波路において、前記クラッドを構
成するポリイミドが、コアを構成するポリイミドの水素
原子の一部をフッ素原子で置換したフッ素化ポリイミド
であることを特徴とするポリイミド系光導波路にある。In the polyimide-based optical waveguide in which the core and the clad are made of polyimide, the polyimide that constitutes the clad is a fluorinated polyimide in which a part of hydrogen atoms of the polyimide that constitutes the core is replaced by fluorine atoms. The characteristic feature is the polyimide optical waveguide.

【００２３】また、前記ポリイミドの合成出発物質の一
つである酸無水物が、構造式（１）および（２）The acid anhydride which is one of the starting materials for the synthesis of the polyimide has the structural formula (1) or (2).

【００２４】[0024]

【化７】 Embedded image

【００２５】〔式中、Ｒ¹はＣＦ₃，ＣＨ₃またはＨを、
Ｒ²はＣＨ₃を、Ｒ³はＣＨ₃（但し、Ｒ¹がＣＦ₃，ＣＨ₃
のとき）またはＨ（但し、Ｒ¹がＨのとき）を示す〕で
示されるテトラカルボン酸二無水物を含む酸無水物とジ
アミンとのポリイミドであり、コアを構成する酸無水物
全体に対する前記式（１）の酸無水物モル分率をＣ
ｏ¹、前記式（２）の酸無水物モル分率をＣｏ²、クラッ
ドを構成する酸無水物全体に対する前記式（１）の酸無
水物モル分率をＣｌ¹、前記式（２）の酸無水物モル分
率をＣｌ²とするとき、Ｃｏ¹＜Ｃｌ¹、Ｃｏ²＞Ｃｌ²で
あることを特徴とするポリイミド系光導波路にある。[Wherein R ¹ represents CF ₃ , CH ₃ or H;
R ² is CH ₃ , R ³ is CH ₃ (where R ¹ is CF ₃ , CH ₃
) Or H (where R ¹ is H)) is a polyimide of an acid anhydride containing a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, and the above-mentioned is based on the entire acid anhydride constituting the core. The acid anhydride mole fraction of the formula (1) is represented by C
o ¹ , the acid anhydride mole fraction of the formula (2) is Co ² , the acid anhydride mole fraction of the formula (1) with respect to the entire acid anhydride constituting the cladding is Cl ¹ , and the acid anhydride mole fraction of the formula (2) is The polyimide optical waveguide is characterized in that Co ¹ <Cl ¹ and Co ² > Cl ² when the acid anhydride mole fraction is Cl ² .

【００２６】また、前記ポリイミドの合成出発物質の一
つである酸無水物が、構造式（３）および（４）The acid anhydride, which is one of the starting materials for the synthesis of polyimide, has the structural formula (3) or (4).

【００２７】[0027]

【化８】 Embedded image

【００２８】〔式中、Ｒ⁴はＣＦ₃，ＣＨ₃またはＨを、
Ｒ⁵はＣＨ₃を、Ｒ⁶はＣＨ₃（但し、Ｒ⁴がＣＦ₃，ＣＨ₃
のとき）またはＨ（但し、Ｒ⁴がＨのとき）を示す〕で
示されるテトラカルボン酸二無水物を含む酸無水物とジ
アミンとのポリイミドであり、コアを構成する酸無水物
全体に対する前記式（３）の酸無水物モル分率をＣ
ｏ³、前記式（４）の酸無水物モル分率をＣｏ⁴、クラッ
ドを構成する酸無水物全体に対する前記式（３）の酸無
水物モル分率をＣｌ³、前記式（４）の酸無水物モル分
率をＣｌ⁴とするとき、Ｃｏ³＜Ｃｌ³、Ｃｏ⁴＞Ｃｌ⁴で
あることを特徴とするポリイミド系光導波路にある。Wherein R ⁴ is CF ₃ , CH ₃ or H;
R ⁵ is CH ₃ , R ⁶ is CH ₃ (where R ⁴ is CF ₃ , CH ₃
) Or H (where R ⁴ is H)) is a polyimide of an acid anhydride containing a tetracarboxylic dianhydride and a diamine represented by the formula: The acid anhydride mole fraction of the formula (3) is represented by C
o ³ , the acid anhydride mole fraction of the formula (4) is Co ⁴ , the acid anhydride mole fraction of the formula (3) is Cl ³ , and the acid anhydride mole fraction of the formula (4) The polyimide optical waveguide is characterized in that when the acid anhydride molar fraction is Cl ⁴ , Co ³ <Cl ³ and Co ⁴ > Cl ⁴ .

【００２９】また、これらのポリイミド系光導波路を用
いた光スイッチにある。An optical switch using these polyimide-based optical waveguides is also provided.

【００３０】[0030]

【発明の実施の形態】本発明の光導波路は、例えば、次
の方法により製造することができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The optical waveguide of the present invention can be manufactured, for example, by the following method.

【００３１】本発明に使用するポリイミドの前駆体であ
るポリアミック酸の製法は、通常のポリアミック酸の製
造条件と同様に、一般的には、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチル
ホルムアミド等の極性有機溶媒中で反応させる。The production method of the polyamic acid which is a precursor of the polyimide used in the present invention is generally the same as the production conditions of the ordinary polyamic acid, and is generally composed of N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide. , N, N-dimethylformamide and the like.

【００３２】本発明では、二種以上のテトラカルボン酸
二無水物を混合して用いるが、これらテトラカルボン酸
二無水物のモル数の合計が、反応させるジアミンのモル
数と同じかほぼ等しくなるよう調製する。In the present invention, two or more kinds of tetracarboxylic dianhydrides are mixed and used, and the total number of moles of these tetracarboxylic dianhydrides is equal to or substantially equal to the number of moles of the diamine to be reacted. Prepared as follows.

【００３３】次に、得られたポリアミック酸のイミド化
によるポリイミドの合成法は、通常のポリイミドの合成
法が使用できる。Next, as a method for synthesizing polyimide by imidizing the obtained polyamic acid, an ordinary method for synthesizing polyimide can be used.

【００３４】本発明の光導波路の構造は、一般に製造さ
れている光導波路と同様でよい。例えば、コアの断面形
状を８μｍ²×８μｍ²とし、コアとクラッドの屈折率差
を０.３％とすれば、波長１.３μｍの光に対してシング
ルモードの導波を実現できる。The structure of the optical waveguide of the present invention may be the same as a generally manufactured optical waveguide. For example, when the cross-sectional shape of the core is 8 μm ² × 8 μm ² and the refractive index difference between the core and the clad is 0.3%, single-mode waveguide can be realized for light having a wavelength of 1.3 μm.

【００３５】次に本発明の光導波路の製法について簡単
に説明する。Next, a method of manufacturing the optical waveguide of the present invention will be briefly described.

【００３６】シリコン等の基板上に本発明のポリイミド
を光導波路として形成することができるポリアミック酸
を所定の厚さに塗布し、加熱することにより下部クラッ
ド層を形成する。A lower cladding layer is formed by applying a polyamic acid capable of forming the polyimide of the present invention as an optical waveguide to a predetermined thickness on a substrate made of silicon or the like, followed by heating.

【００３７】次いで、下部クラッド層の上に該クラッド
層よりも屈折率が高いポリイミドを形成できるポリアミ
ック酸を選択し所定の厚さに塗布し、加熱することによ
りコア層を得る。Next, a polyamic acid capable of forming a polyimide having a higher refractive index than the cladding layer is selected on the lower cladding layer, applied to a predetermined thickness, and heated to obtain a core layer.

【００３８】次に、蒸着によりアルミニウム層をつけた
後レジスト塗布、プリベーク、露光、現像、アフターベ
ーク工程を経てパターニングされたレジスト層を得る。Next, after an aluminum layer is formed by vapor deposition, a patterned resist layer is obtained through resist application, pre-baking, exposure, development, and after-baking steps.

【００３９】アルミニウムをウエットエッチング除去し
た後、ポリイミドをドライエッチングにより除去する。
最後に残ったアルミニウム層をウェットエッチングで除
去し、リッジ型の光導波路を得る。After the aluminum is removed by wet etching, the polyimide is removed by dry etching.
Finally, the remaining aluminum layer is removed by wet etching to obtain a ridge-type optical waveguide.

【００４０】このリッジ型光導波路に下部クラッド層と
同一のポリイミドを形成できるポリアミック酸を所定の
厚さに塗布し、加熱することにより上部クラッド層を形
成し、埋め込み型のポリイミド系光導波路が得られる。A polyamic acid capable of forming the same polyimide as that of the lower cladding layer is applied to the ridge type optical waveguide to a predetermined thickness, and heated to form an upper cladding layer, thereby obtaining a buried polyimide optical waveguide. Can be

【００４１】次に、下記の構造式（８）と式（９）Next, the following structural formulas (8) and (9)

【００４２】[0042]

【化９】 Embedded image

【００４３】で示されるテトラカルボン酸二無水物８、
９の混合比を変えて作製したポリイミドを、コアおよび
クラッドとして用いた光導波路の作製について説明す
る。A tetracarboxylic dianhydride 8, represented by the formula:
The production of an optical waveguide using a polyimide produced by changing the mixing ratio of 9 as a core and a clad will be described.

【００４４】テトラカルボン酸二無水物８とテトラカル
ボン酸二無水物９のモル比を１００〜０ｍｏｌ％：０〜
１００ｍｏｌ％の範囲で、１０ｍｏｌ％きざみに１１種
のポリアミック酸を合成し、これらのポリアミック酸を
イミド化することにより、屈折率の異なる１１種のポリ
イミド膜を作製する。The molar ratio of tetracarboxylic dianhydride 8 to tetracarboxylic dianhydride 9 is 100 to 0 mol%: 0 to 0 mol%.
Eleven kinds of polyamic acids are synthesized in 10 mol% increments within a range of 100 mol%, and these polyamic acids are imidized to produce 11 kinds of polyimide films having different refractive indexes.

【００４５】ジアミンとしては、テトラカルボン酸二無
水物の合計のモル数と同じか、ほぼ等しいモル数のジア
ミン、例えば、前記構造式（５）のジアミンを用いる。As the diamine, a diamine having a mole number equal to or substantially equal to the total mole number of the tetracarboxylic dianhydride, for example, the diamine represented by the structural formula (5) is used.

【００４６】これらのポリイミド膜の垂直な方向の屈折
率ｎ_⊥と膜面方向の屈折率ｎ_//は、テトラカルボン酸二
無水物９の含有量が大きいほど大きい。即ち、これら１
１種のポリイミドのうち、任意の２つのポリイミドＡ，
Ｂを選択した場合に、Ａのｎ_//がＢのｎ_//よりも大きい
場合には、Ａのｎ_⊥はＢのｎ_⊥よりも大きくなる。The refractive index _{n⊥ in} the vertical direction and the refractive index n _{// in the} film surface direction of these polyimide films increase as the content of tetracarboxylic dianhydride 9 increases. That is, these 1
Any one of two kinds of polyimides A,
When you select B, and when n _// of A is larger than n _// of B is, n _⊥ of A is larger than n _⊥ of B.

【００４７】従って、これらのポリイミドを用いた埋め
込み型光導波路は、ＴＥモードとＴＭモードの両方を導
波することができる。光導波路を作製する際には、光の
波長、用途に適した屈折率差を満たすよう、光導波路の
コア材とクラッド材を選択する必要がある。即ち、前記
ポリイミドの屈折率の差を満足するポリイミドを選択す
ることで、ＴＥ、ＴＭの両モードが導波する光導波路が
得られる。Therefore, the buried optical waveguide using these polyimides can guide both the TE mode and the TM mode. When fabricating an optical waveguide, it is necessary to select a core material and a cladding material of the optical waveguide so as to satisfy a wavelength of light and a refractive index difference suitable for an application. That is, by selecting a polyimide that satisfies the difference in the refractive index of the polyimide, an optical waveguide in which both the TE and TM modes are guided can be obtained.

【００４８】また上記と同様に、前記式（７）と下式
（１０）Similarly, the above equation (7) and the following equation (10)

【００４９】[0049]

【化１０】 Embedded image

【００５０】で示されるテトラカルボン酸二無水物７、
１０を含むポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物７
とテトラカルボン酸二無水物１０のモル比を１００〜０
ｍｏｌ％：０〜１００ｍｏｌ％の範囲で、１０ｍｏｌ％
きざみに１１種のポリアミック酸を合成し、これらのポ
リアミック酸をイミド化することにより、屈折率の異な
る１１種のポリイミド膜を作製する。A tetracarboxylic dianhydride 7 represented by
Polyimide containing 10 is tetracarboxylic dianhydride 7
And the molar ratio of tetracarboxylic dianhydride 10 to 100 to 0
mol%: 10 mol% in the range of 0 to 100 mol%
Eleven kinds of polyamic acids are synthesized at intervals, and these polyamic acids are imidized to produce eleven kinds of polyimide films having different refractive indexes.

【００５１】ジアミンとしては、テトラカルボン酸二無
水物の合計のモル数と同じか、ほぼ等しいモル数の前記
式（５）のジアミンを用いる。As the diamine, a diamine of the above formula (5) having the same mole number or almost equal to the total mole number of the tetracarboxylic dianhydride is used.

【００５２】これらのポリイミド膜の垂直方向の屈折率
ｎ_⊥と膜面方向の屈折率ｎ_//は、テトラカルボン酸二無
水物１０の含有量が大きいほど大きい。The refractive index _{nｎ in} the vertical direction and the refractive index n _{// in the} film surface direction of these polyimide films increase as the content of tetracarboxylic dianhydride 10 increases.

【００５３】従って、前記と同様にこれらのポリイミド
を用いた埋め込み型光導波路は、ＴＥモードとＴＭモー
ドの両方を導波することになる。テトラカルボン酸二無
水物として、テトラカルボン酸７および１０を用いた場
合は、テトラカルボン酸二無水物８および９を用いた場
合に比べて、ｎ_⊥とｎ_//との差が小さい。Therefore, as described above, the buried optical waveguide using these polyimides guides both the TE mode and the TM mode. When tetracarboxylic acids 7 and 10 are used as tetracarboxylic dianhydrides, the difference between _nｎ and n _// is smaller than when tetracarboxylic dianhydrides 8 and 9 are used.

【００５４】上記のテトラカルボン酸７，１０を用いた
場合には、ＴＥ，ＴＭの両モードが導波すると云う以外
に、ＴＥモードの伝搬速度とＴＭモードの伝搬速度の差
が小さくなり、偏波分散が小さくなると云うメリットも
ある。When the above tetracarboxylic acids 7 and 10 are used, in addition to the fact that both the TE and TM modes are guided, the difference between the propagation speed of the TE mode and the propagation speed of the TM mode becomes small, and There is also an advantage that wave dispersion is reduced.

【００５５】上記においては、２種のテトラカルボン酸
二無水物を用いてポリイミドを合成した例を示したが、
３種以上のテトラカルボン酸二無水物を用い、うち２種
は上記のテトラカルボン酸二無水物としてもよい。その
場合、上記２種のテトラカルボン酸二無水物の合計のモ
ル数は、コアとクラッドでほぼ同じである必要がある。
例えば、下記構造式（１１）In the above, an example in which a polyimide is synthesized using two kinds of tetracarboxylic dianhydrides has been described.
Three or more kinds of tetracarboxylic dianhydrides are used, two of which may be the above tetracarboxylic dianhydrides. In that case, the total number of moles of the two kinds of tetracarboxylic dianhydrides needs to be substantially the same in the core and the clad.
For example, the following structural formula (11)

【００５６】[0056]

【化１１】 Embedded image

【００５７】で示すテトラカルボン酸二無水物１１を２
０ｍｏｌ％含み、前記テトラカルボン酸二無水物８とテ
トラカルボン酸二無水物９のモル比を８０ｍｏｌ％〜０
ｍｏｌ％：０〜８０ｍｏｌ％の範囲で、１０ｍｏｌ％き
ざみに９種のポリアミック酸を合成し、これらをイミド
化して、屈折率の異なる９種のポリイミド膜を作製す
る。The tetracarboxylic dianhydride 11 represented by
0 mol%, and the molar ratio of the tetracarboxylic dianhydride 8 to the tetracarboxylic dianhydride 9 is from 80 mol% to 0 mol%.
Nine kinds of polyamic acids are synthesized in 10 mol% increments in the range of 0 mol% to 80 mol%, and these are imidized to produce nine kinds of polyimide films having different refractive indexes.

【００５８】ジアミンとしては、テトラカルボン酸二無
水物の合計のモル数と同じか、ほぼ等しいモル数の前記
式（５）のジアミンを用いる。As the diamine, a diamine of the above formula (5) having a mole number equal to or substantially equal to the total mole number of the tetracarboxylic dianhydride is used.

【００５９】これらのポリイミドからコアおよびクラッ
ドとして適当な屈折率差のポリイミドを選択し、ＴＥお
よびＴＭが導波する光導波路を作製することができる。From these polyimides, polyimide having an appropriate difference in refractive index can be selected as a core and a clad, and an optical waveguide for guiding TE and TM can be manufactured.

【００６０】なお、上記２種のテトラカルボン酸の混合
比が異なる２種のポリイミドを光導波路のコアおよびク
ラッドとする場合について説明した。The case where two kinds of polyimides having different mixing ratios of the two kinds of tetracarboxylic acids are used as the core and the clad of the optical waveguide has been described.

【００６１】本発明はこれらに限らず、ポリイミドがコ
アおよびクラッドの両方を構成する光導波路において、
クラッドを構成するフッ素化ポリイミドの化学構造が、
コアを構成するポリイミドの化学構造における水素原子
の全部または一部を、フッ素原子に置き換えた化学構造
のものとすることにより達成される。The present invention is not limited to these, and an optical waveguide in which polyimide constitutes both a core and a clad may be:
The chemical structure of the fluorinated polyimide constituting the cladding is
This can be achieved by replacing all or a part of the hydrogen atoms in the chemical structure of the polyimide constituting the core with a chemical structure in which fluorine atoms are replaced.

【００６２】前記ポリイミドは、例えば、次に示すテト
ラカルボン酸またはその誘導体とジアミン、または、そ
れらの水素原子をフッ素原子に置換した化合物から製造
できる。また、必要に応じて特性を損なわない範囲で各
種の添加剤等を添加してもよい。The polyimide can be produced, for example, from the following tetracarboxylic acid or a derivative thereof and a diamine, or a compound in which a hydrogen atom is substituted by a fluorine atom. Further, various additives and the like may be added as needed as long as the characteristics are not impaired.

【００６３】テトラカルボン酸は、ピロメリット酸、メ
チルピロメリット酸、ジメチルピロメリット酸、ジプロ
ピルピロメリット酸、エチルピロメリット酸、ビス(３,
５−ジメチルフェノキシ)ピロメリット酸がある。Tetracarboxylic acids include pyromellitic acid, methylpyromellitic acid, dimethylpyromellitic acid, dipropylpyromellitic acid, ethylpyromellitic acid, bis (3,
There is 5-dimethylphenoxy) pyromellitic acid.

【００６４】また、２,３,３',４'−ビフェニルテトラ
カルボン酸、５,５'−ジメチル−３,３',４,４'−テト
ラカルボキシビフェニル、２,２',５,５'−テトラメチ
ル−３,3',４,４'−テトラカルボキシビフェニル、１,
４−ビス(３,４−ジカルボキシフェノキシ)ビフェニ
ル、ビス〔(メチル)ジカルボキシフェノキシ〕ビフェニ
ル、ビス〔(メチル)ジカルボキシフェノキシ〕(ジメチ
ル)ビフェニル、ビス(ジカルボキシフェノキシ)(ジメチ
ル)ビフェニルがある。Further, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid, 5,5′-dimethyl-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxybiphenyl, 2,2 ′, 5,5 ′ -Tetramethyl-3,3 ', 4,4'-tetracarboxybiphenyl, 1,
4-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) biphenyl, bis [(methyl) dicarboxyphenoxy] biphenyl, bis [(methyl) dicarboxyphenoxy] (dimethyl) biphenyl, bis (dicarboxyphenoxy) (dimethyl) biphenyl is there.

【００６５】また、３,３',４,４'−テトラカルボキシ
ジフェニルエーテル、２,３,３',４'−テトラカルボキ
シジフェニルエーテル、５,５'−ジメチル−３,３',４,
４'−テトラカルボキシジフェニルエーテル、ビス〔(メ
チル)ジカルボキシフェノキシ〕ジフェニルエーテル、
３,３',４,４'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、５,
５'−ジメチル−３,３',４,４'−テトラカルボキシベン
ゾフェノンがある。Further, 3,3 ′, 4,4′-tetracarboxydiphenyl ether, 2,3,3 ′, 4′-tetracarboxydiphenyl ether, 5,5′-dimethyl-3,3 ′, 4,
4′-tetracarboxydiphenyl ether, bis [(methyl) dicarboxyphenoxy] diphenyl ether,
3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid, 5,
There is 5'-dimethyl-3,3 ', 4,4'-tetracarboxybenzophenone.

【００６６】また、２,３,６,７−テトラカルボキシナ
フタレン、１,４,５,７−テトラカルボキシナフタレ
ン、１,４,５,６−テトラカルボキシナフタレン、３,
３',４,４'−テトラカルボキシジフェニルメタン、２,
２−ビス(３,４−ジカルボキシフェニル)プロパン、２,
２−ビス〔４−(３,４−ジカルボキシフェノキシ)フェ
ニル〕プロパン、がある。Further, 2,3,6,7-tetracarboxynaphthalene, 1,4,5,7-tetracarboxynaphthalene, 1,4,5,6-tetracarboxynaphthalene,
3 ', 4,4'-tetracarboxydiphenylmethane, 2,
2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,
2-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane.

【００６７】また、ブタンテトラカルボン酸、シクロペ
ンタンテトラカルボン酸、１,４−ビス(３,４−ジカル
ボキシフェノキシ)ベンゼン、ビス〔(メチル)ジカルボ
キシフェノキシ〕ベンゼン、ビス〔(メチル)ジカルボキ
シフェノキシ〕(メチル)ベンゼン、ビス(ジカルボキシ
フェノキシ)(メチル)ベンゼン、ビス(ジカルボキシフェ
ノキシ)(ジメチル)ベンゼン、ビス(ジカルボキシフェノ
キシ)(テトラメチル)ベンゼンがある。Also, butanetetracarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid, 1,4-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) benzene, bis [(methyl) dicarboxyphenoxy] benzene, bis [(methyl) dicarboxy Phenoxy] (methyl) benzene, bis (dicarboxyphenoxy) (methyl) benzene, bis (dicarboxyphenoxy) (dimethyl) benzene, and bis (dicarboxyphenoxy) (tetramethyl) benzene.

【００６８】また、３,３',４,４'−テトラカルボキシ
ジフェニルスルホン、３,４,９,１０−テトラカルボキ
シペリレン、ビス(３,４−ジカルボキシフェニル)ジメ
チルシラン、１,３−ビス(３,４−ジカルボキシフェニ
ル)テトラメチルジシロキサン等がある。Also, 3,3 ′, 4,4′-tetracarboxydiphenyl sulfone, 3,4,9,10-tetracarboxyperylene, bis (3,4-dicarboxyphenyl) dimethylsilane, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl) tetramethyldisiloxane and the like.

【００６９】ジアミンとしては、例えば次のものが挙げ
られる。１,３−ジアミノベンゼン、１,４−ジアミノベ
ンゼン、２,４−ジアミノトルエン、２,５−ジアミノト
ルエン、２,４−ジアミノキシレン、ジメチルフェニレ
ンジアミン、２,４−ジアミノデュレン、２,３,５,６−
テトラメチル−ｐ−フェニレンジアミン、ジアミノ−テ
トラメチルベンゼン、ジアミノ−エチルベンゼン、２,
５−ジアミノ−ヘキシルベンゼン、２,５−ジアミノ−
ブチルベンゼン、４−ウンデカノキシ−１,３−ジアミ
ノベンゼン、４−ブタノキシ−１,３−ジアミノベンゼ
ン、４−ヘプタノキシ−１,３−ジアミノベンゼン、４
−オクタノキシ−１,３−ジアミノベンゼン、４−フェ
ノキシ−１,３−ジアミノベンゼン、４−ヘキサノキシ
−１,３−ジアミノベンゼン、４−ドデカノキシ−１,３
−ジアミノベンゼンがある。１,４−ビス(ｐ−アミノフ
ェニル)ベンゼン、ｐ−ビス(４−アミノ−２−メチルフ
ェノキシ)ベンゼン、ビス(アミノフェノキシ)(ジメチ
ル)ベンゼン、ビス(アミノフェノキシ)(テトラメチル)
ベンゼン、ビス〔２−〔(アミノフェノキシ)フェニル〕
イソプロピル〕ベンゼン、１,４−ビス(３−アミノプロ
ピルジメチルシリル)ベンゼンがある。Examples of the diamine include the following. 1,3-diaminobenzene, 1,4-diaminobenzene, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 2,4-diaminoxylene, dimethylphenylenediamine, 2,4-diaminodulene, 2,3, 5,6-
Tetramethyl-p-phenylenediamine, diamino-tetramethylbenzene, diamino-ethylbenzene, 2,
5-diamino-hexylbenzene, 2,5-diamino-
Butylbenzene, 4-undecanooxy-1,3-diaminobenzene, 4-butanoxy-1,3-diaminobenzene, 4-heptanoxy-1,3-diaminobenzene, 4
-Octanoxy-1,3-diaminobenzene, 4-phenoxy-1,3-diaminobenzene, 4-hexanoxy-1,3-diaminobenzene, 4-dodecanoxy-1,3
-There is diaminobenzene. 1,4-bis (p-aminophenyl) benzene, p-bis (4-amino-2-methylphenoxy) benzene, bis (aminophenoxy) (dimethyl) benzene, bis (aminophenoxy) (tetramethyl)
Benzene, bis [2-[(aminophenoxy) phenyl]
[Isopropyl] benzene and 1,4-bis (3-aminopropyldimethylsilyl) benzene.

【００７０】また、２,２'−ジメチル−４,４'−ジアミ
ノビフェニル、３,３'−ジメチル−４,４'−ジアミノビ
フェニル、４,４'−ジアミノフェノキシビフェニル、ビ
ス〔(メチル)アミノフェノキシ〕ビフェニル、４,４'−
ジアミノジフェニルエーテル、３,３'−ジメチル−４,
４'−ジアミノジフェニルエーテル、２,２'−ジメチル
−４,４'−ジアミノジフェニルエーテル、３,３',５,
５'−テトラメチル−４,４'−ジアミノジフェニルエー
テルがある。Also, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminophenoxybiphenyl, bis [(methyl) amino [Phenoxy] biphenyl, 4,4'-
Diaminodiphenyl ether, 3,3′-dimethyl-4,
4′-diaminodiphenyl ether, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3 ′, 5,
There is 5'-tetramethyl-4,4'-diaminodiphenyl ether.

【００７１】また、４,４'−ジアミノジフェニルメタ
ン、３,３'−ジメチル−４,４'−ジアミノジフェニルメ
タン、１,２−ビス(アニリノ)エタン、２,２−ビス(ｐ
−アミノフェニル)プロパン、１,３−ビス(アニリノ)プ
ロパン、２,２−ビス〔４−(２−アミノフェノキシ)フ
ェニル〕プロパン、２,２−ビス〔４−(３−アミノフェ
ノキシ)フェニル〕プロパン、２,２−ビス〔４−(４−
アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、２,２−ビス
〔４−(４−アミノフェノキシ)−３,５−ジメチルフェ
ニル〕プロパン、２,２−ビス〔４−(４−アミノ−３−
メチルフェノキシ)フェニル〕プロパン、１,４−ビス
(アニリノ)ブタン、１,５−ビス(アニリノ)ペンタン、
１,７−ビス(アニリノ)ヘプタンがある。Further, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 1,2-bis (anilino) ethane, 2,2-bis (p
-Aminophenyl) propane, 1,3-bis (anilino) propane, 2,2-bis [4- (2-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] Propane, 2,2-bis [4- (4-
Aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-amino-3-
Methylphenoxy) phenyl] propane, 1,4-bis
(Anilino) butane, 1,5-bis (anilino) pentane,
There is 1,7-bis (anilino) heptane.

【００７２】また、４,４'−ジアミノジフェニルスルホ
ン、４,４'−ビス(３−アミノフェノキシフェニル)ジフ
ェニルスルホン、４,４'−ビス(４−アミノ−２−メチ
ルフェノキシ)ジフェニルスルホン、４,４'−ビス(３−
アミノ−５−メチルフェノキシ)ジフェニルスルホンが
ある。Further, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-bis (3-aminophenoxyphenyl) diphenyl sulfone, 4,4′-bis (4-amino-2-methylphenoxy) diphenyl sulfone, , 4'-bis (3-
(Amino-5-methylphenoxy) diphenylsulfone.

【００７３】また、３,３'−ジメチル−４,４'−ジアミ
ノベンゾフェノン、４,４''−ジアミノ−ｐ−トリフェ
ニル、４,４'''−ジアミノ−ｐ−クオータフェニル、ジ
アミノアントラキノン、１,５−ジアミノナフタレン、
２,６−ジアミノナフタレン、ベンジジン、２,２'−ジ
メチルベンジジン、３,３'−ジメチルベンジジン、３,
３'−ジメトキシベンジジン、２,２'−ジメトキシベン
ジジン、３,３',５,５'−テトラメチルベンジジン、３,
３'−ジアセチルベンジジン、ビス(４−アミノフェニ
ル)スルフィド、１,３−ビス(３−アミノプロピル)テト
ラメチルジシロキサン、ビス(４−アミノフェニル)ジエ
チルシラン等がある。Also, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 4,4 ″ -diamino-p-triphenyl, 4,4 ′ ″-diamino-p-quarterphenyl, diaminoanthraquinone, 1,5-diaminonaphthalene,
2,6-diaminonaphthalene, benzidine, 2,2′-dimethylbenzidine, 3,3′-dimethylbenzidine,
3′-dimethoxybenzidine, 2,2′-dimethoxybenzidine, 3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine,
There are 3′-diacetylbenzidine, bis (4-aminophenyl) sulfide, 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, bis (4-aminophenyl) diethylsilane and the like.

【００７４】本発明の光導波路を、マッハツェンダ型光
スイッチ、Ｙ分岐型光スイッチ、方向性結合器などの光
学素子に適用することによって、ＴＥおよびＴＭの両モ
ードに対して、モード依存性の小さな光学素子を作製す
ることができる。By applying the optical waveguide of the present invention to optical elements such as a Mach-Zehnder type optical switch, a Y-branch type optical switch, and a directional coupler, the mode dependency on both TE and TM modes is reduced. An optical element can be manufactured.

【００７５】このような、無偏波依存性は、例えば、光
通信網における光ファイバからの入力光を取り扱う場合
に非常に重要な条件である。Such non-polarization dependency is a very important condition when, for example, handling input light from an optical fiber in an optical communication network.

【００７６】本発明の光導波路は、光通信網接続経路切
り替え装置、光通信用インタコネクトなどにおけるマッ
ハツェンダ型光スイッチ、Ｙ分岐型光スイッチ、方向性
結合器などの光学素子として利用できる。The optical waveguide of the present invention can be used as an optical element such as a Mach-Zehnder type optical switch, a Y-branch type optical switch, and a directional coupler in an optical communication network connection path switching device, an optical communication interconnect, and the like.

【００７７】[0077]

【実施例】次に本発明による光導波路の実施例を説明す
る。Next, an embodiment of an optical waveguide according to the present invention will be described.

【００７８】〔実施例 １〕表面が酸化シリコン層の直
径３インチのシリコンウエハに、前記構造式（８）、
（９）で表されるテトラカルボン酸二無水物８、９の５
０ｍｏｌ％：５０ｍｏｌ％割合の混合物と、これらのモ
ル数の合計と等しいモル数の前記構造式（５）のジアミ
ンとから合成されたポリアミック酸のジメチルアセトア
ミド１０重量％溶液を、加熱後の膜厚が１０ｍｍになる
ようにスピンコート法により塗布した後、１００℃で１
時間、さらに３５０℃で３０分間ベークし、下部クラッ
ド層を形成した。Example 1 A silicon wafer having a surface of a silicon oxide layer having a diameter of 3 inches was formed on the silicon wafer by the structural formula (8).
Tetracarboxylic dianhydride 8, 9-5 represented by (9)
0 mol%: A 10 wt% solution of polyamic acid in dimethylacetamide synthesized from a mixture having a ratio of 50 mol% and a diamine of the above-mentioned structural formula (5) in a mole number equal to the sum of these moles is applied to a film thickness after heating. Is applied by a spin coating method so as to be 10 mm.
Baking was further performed at 350 ° C. for 30 minutes to form a lower cladding layer.

【００７９】次いで、この下部クラッド層にテトラカル
ボン酸二無水物８、９の２５ｍｏｌ％：７５ｍｏｌ％の
混合物と、これらのモル数の合計と等しいモル数の前記
構造式（５）のジアミンとから合成されたポリアミック
酸のジメチルアセトアミド１０重量％溶液を、加熱後の
膜厚が８ｍｍになるようにスピンコート法により塗布
し、１００℃で１時間さらに３５０℃で３０分間ベーク
し、コア層を形成した。Next, a mixture of 25 mol%: 75 mol% of tetracarboxylic dianhydrides 8 and 9 and a diamine of the above-mentioned structural formula (5) having a mole number equal to the total number of these moles are formed on the lower cladding layer. A 10% by weight solution of the synthesized polyamic acid in dimethylacetamide is applied by spin coating so that the film thickness after heating becomes 8 mm, and baked at 100 ° C. for 1 hour and further at 350 ° C. for 30 minutes to form a core layer. did.

【００８０】次に、電子ビーム蒸着器により厚さ０.３
μｍのアルミニウムを蒸着後、レジスト加工を行った。Next, an electron beam evaporator was used to obtain a thickness of 0.3.
After depositing aluminum of μm, resist processing was performed.

【００８１】まず、通常のポジ型レジストをスピンコー
ト法により塗布した後、約９５℃でプリベークを行っ
た。First, a normal positive resist was applied by spin coating, and then prebaked at about 95 ° C.

【００８２】次に、線幅８μｍ×長さ５０ｍｍのパター
ン形成用マスクを通して超高圧水銀ランプを用い紫外線
を照射した後、ポジ型レジスト用の現像液を用いて現像
した。その後１３５℃でアフターベークした。Next, after irradiating ultraviolet rays with a super high pressure mercury lamp through a pattern forming mask having a line width of 8 μm and a length of 50 mm, development was performed using a developing solution for a positive resist. Thereafter, after-baking was performed at 135 ° C.

【００８３】次いで、レジストで被覆されていない部分
のアルミニウムのウェットエッチングを行った。洗浄，
乾燥後、ドライエッチング装置を用いポリイミドのＲＩ
Ｅ（Ｒeactive Ｉon Ｅtching）加工を行った。Next, wet etching was performed on the aluminum not covered with the resist. Washing,
After drying, the RI of polyimide is
E (Reactive Ion Etching) processing was performed.

【００８４】ポリイミド層上のアルミニウムを上記エッ
チング液で除去することにより、上部クラッド層のない
光導波路を作製した。By removing aluminum on the polyimide layer with the above-mentioned etching solution, an optical waveguide without an upper clad layer was produced.

【００８５】この上に、下部クラッド層と同じポリイミ
ドの前駆体であるポリアミック酸のジメチルアセトアミ
ド１０重量％溶液を、加熱後の膜厚が２０μｍとなるよ
うにスピンコート法により塗布した。この塗膜を１００
℃で１時間、さらに３５０℃で３０分間ベークし、上部
クラッド層を形成した。A 10% by weight solution of dimethylacetamide of polyamic acid, which is the same polyimide precursor as the lower cladding layer, was applied thereon by spin coating so that the film thickness after heating was 20 μm. Apply this coating to 100
Baking was performed at 1 ° C. for 1 hour and further at 350 ° C. for 30 minutes to form an upper clad layer.

【００８６】こうして下部クラッド層、コア層、上部ク
ラッド層がポリイミドを用いた本発明の埋め込み型光導
波路を得た。Thus, a buried optical waveguide of the present invention in which the lower clad layer, the core layer, and the upper clad layer were made of polyimide was obtained.

【００８７】この光導波路に波長６３２.８ｎｍの光を
通してストリーク光散乱法で光伝搬損失を測定した結
果、ＴＥモードが１.３ｄＢ／ｃｍ、ＴＭモードが１.５
ｄＢ／ｃｍであった。このように、ＴＥモードとＴＭモ
ードの両方の光が導波する光導波路が得られた。The light having a wavelength of 632.8 nm was passed through this optical waveguide, and the light propagation loss was measured by the streak light scattering method. As a result, the TE mode was 1.3 dB / cm and the TM mode was 1.5.
dB / cm. Thus, an optical waveguide in which light in both the TE mode and the TM mode is guided was obtained.

【００８８】〔実施例 ２〕表面が酸化シリコン層の直
径３インチのシリコンウエハに、前記構造式（７）、
（１０）、（１１）で表されるテトラカルボン酸二無水
物７、１０、１１の４５ｍｏｌ％：４５ｍｏｌ％：１０
ｍｏｌ％の混合物と、これらのモル数の合計と等しいモ
ル数の前記構造式（５）のジアミンとから合成されたポ
リアミック酸のジメチルアセトアミド１０重量％溶液
を、加熱後の膜厚が１０μｍになるようにスピンコート
法により塗布した後、１００℃で１時間、さらに３５０
℃で３０分間ベークし、下部クラッド層を形成した。Example 2 A silicon wafer having a surface of a silicon oxide layer having a diameter of 3 inches was formed on the silicon wafer by the structural formula (7).
(10), 45 mol% of tetracarboxylic dianhydrides 7, 10, and 11 represented by (11): 45 mol%: 10
A 10% by weight solution of polyamic acid in dimethylacetamide synthesized from a mol% of a mixture and the number of moles of the diamine of the structural formula (5) equal to the total number of these moles has a thickness of 10 μm after heating. After spin-coating at 100 ° C. for 1 hour,
Baking was performed at 30 ° C. for 30 minutes to form a lower cladding layer.

【００８９】次いで、この下部クラッド層上に、テトラ
カルボン酸二無水物７、１０、１１の３０ｍｏｌ％：６
０ｍｏｌ％：１０ｍｏｌ％の混合物と、これらのモル数
の合計と等しいモル数の前記構造式（５）ジアミンとか
ら合成されたポリアミック酸のジメチルアセトアミド１
０重量％溶液を、加熱後の膜厚が１０μｍになるように
スピンコート法により塗布した。この塗膜を１００℃で
１時間、さらに３５０℃で３０分間ベークし、コア層を
形成した。Next, on this lower cladding layer, 30 mol% of tetracarboxylic dianhydrides 7, 10, and 11 were added.
Dimethylacetamide 1 of polyamic acid synthesized from a mixture of 0 mol%: 10 mol% and the number of moles of the diamine of the above formula (5) equal to the total of these moles
A 0% by weight solution was applied by spin coating so that the film thickness after heating was 10 μm. This coating film was baked at 100 ° C. for 1 hour and further at 350 ° C. for 30 minutes to form a core layer.

【００９０】次に、実施例１と同様にしてリッジ型光導
波路が作製した。Next, a ridge-type optical waveguide was manufactured in the same manner as in Example 1.

【００９１】この上に、下部クラッド層と同じポリイミ
ドの前駆体であるポリアミック酸のジメチルアセトアミ
ド１０重量％溶液を、加熱後の膜厚が２０μｍとなるよ
うにスピンコート法により塗布した。この塗膜を１００
℃で１時間、さらに３５０℃で３０分間ベークし、上部
クラッド層を形成した。A 10% by weight solution of dimethylacetamide of polyamic acid, which is the same polyimide precursor as the lower cladding layer, was applied thereon by spin coating so that the film thickness after heating was 20 μm. Apply this coating to 100
Baking was performed at 1 ° C. for 1 hour and further at 350 ° C. for 30 minutes to form an upper clad layer.

【００９２】こうして下部クラッド層、コア層、上部ク
ラッド層がポリイミドを用いた本発明の埋め込み型光導
波路を得た。Thus, a buried optical waveguide of the present invention in which the lower clad layer, the core layer, and the upper clad layer were made of polyimide was obtained.

【００９３】この光導波路に波長６３２.８ｎｍの光を
通してストリーク光散乱法で光伝搬損失を測定した結
果、ＴＥモードについては１.０ｄＢ／ｃｍ、ＴＭモー
ドについては、１.１ｄＢ／ｃｍであった。このよう
に、ＴＥモードとＴＭモードの両方の光を導波する光導
波路を作製することができた。The light having a wavelength of 632.8 nm was passed through this optical waveguide, and the light propagation loss was measured by the streak light scattering method. As a result, it was 1.0 dB / cm for the TE mode and 1.1 dB / cm for the TM mode. . As described above, an optical waveguide that guides both the light in the TE mode and the light in the TM mode could be manufactured.

【００９４】〔比較例 １〕表面が酸化シリコン層の直
径３インチのシリコンウエハに、前記構造式（６）、
（７）で表されるテトラカルボン酸二無水物６、７の５
０ｍｏｌ％：５０ｍｏｌ％割合の混合物と、これらのモ
ル数の合計と等しいモル数の前記構造式（５）のジアミ
ンとから合成されたポリアミック酸のジメチルアセトア
ミド１０重量％溶液を用い、実施例２と同様にして下部
クラッド層を形成した。Comparative Example 1 A silicon wafer having a surface of a silicon oxide layer having a diameter of 3 inches was formed on the silicon wafer by the structural formula (6).
Tetracarboxylic dianhydride 6,7-5 represented by (7)
0 mol%: a mixture of 50 mol% and a 10 wt% solution of polyamic acid in dimethylacetamide synthesized from a diamine of the above structural formula (5) in a mole number equal to the sum of these mole numbers, Similarly, a lower clad layer was formed.

【００９５】次いで、この下部クラッド層上に、テトラ
カルボン酸二無水物６、７の７５ｍｏｌ％：２５ｍｏｌ
％の混合物と、これらのモル数の合計と等しいモル数の
前記構造式（５）のジアミンとから合成されたポリアミ
ック酸のジメチルアセトアミド１０重量％溶液を、加熱
後の膜厚が８μｍになるようにスピンコートし、１００
℃で１時間、さらに３５０℃で３０分間ベークし、コア
層を形成した。Next, on the lower cladding layer, 75 mol% of tetracarboxylic dianhydrides 6 and 7: 25 mol
% Of a 10% by weight solution of a polyamic acid in dimethylacetamide synthesized from a mixture of the above-mentioned mixture and the number of moles of the diamine of the structural formula (5) equal to the total number of these moles so that the film thickness after heating is 8 μm. Spin-coated on 100
The substrate was baked at a temperature of 350 ° C. for 1 hour and then at a temperature of 350 ° C. for 30 minutes to form a core layer.

【００９６】次に、実施例１と同様にしてリッジ型光導
波路が作製した。Next, a ridge-type optical waveguide was manufactured in the same manner as in Example 1.

【００９７】この上に、下部クラッド層と同じポリイミ
ドの前駆体であるポリアミック酸のジメチルアセトアミ
ド１０重量％溶液を、加熱後の膜厚が２０μｍとなるよ
うにスピンコートし、１００℃で１時間、さらに３５０
℃で３０分間ベークし、上部クラッド層を形成した。A 10% by weight solution of dimethylacetamide of polyamic acid, which is the same polyimide precursor as the lower cladding layer, was spin-coated thereon so that the film thickness after heating was 20 μm, and was heated at 100 ° C. for 1 hour. Further 350
Baking was performed at 30 ° C. for 30 minutes to form an upper clad layer.

【００９８】こうして下部クラッド層、コア層、上部ク
ラッド層がポリイミドを用いた埋め込み型光導波路を得
た。Thus, a buried optical waveguide in which the lower clad layer, the core layer, and the upper clad layer were made of polyimide was obtained.

【００９９】この光導波路の波長６３２.８ｎｍでの光
伝搬損失は、ＴＥモードは１.３ｄＢ／ｃｍであるが、
ＴＭモードでは光を閉じ込めることができないために光
が導波せず、ＴＥモードしか導波できないものであるこ
とが分かった。The light propagation loss of this optical waveguide at a wavelength of 632.8 nm is 1.3 dB / cm in the TE mode.
It was found that in the TM mode, the light could not be guided because the light could not be confined, and only the TE mode could be guided.

【０１００】〔実施例 ３〕表面が酸化シリコン層の直
径３インチのシリコンウエハに、前記構造式（７）、
（１０）で表されるテトラカルボン酸二無水物７、１０
の５０ｍｏｌ％：５０ｍｏｌ％割合の混合物と、これら
のモル数の合計と等しいモル数の前記構造式（５）のジ
アミンとから合成されたポリアミック酸のジメチルアセ
トアミド１０重量％溶液用いて、実施例１と同様の下部
クラッド層９を形成した。[Embodiment 3] A silicon wafer having a surface of a silicon oxide layer having a diameter of 3 inches was subjected to the above-mentioned structural formula (7).
Tetracarboxylic dianhydrides 7, 10 represented by (10)
Example 1 using a 10% by weight solution of a polyamic acid in dimethylacetamide synthesized from a mixture of 50 mol%: 50 mol% and a diamine having the same number of moles as the diamine of the structural formula (5). A lower cladding layer 9 similar to that described above was formed.

【０１０１】次いで、この下部クラッド層９上に、テト
ラカルボン酸二無水物７、１０の２５ｍｏｌ％：７５ｍ
ｏｌ％の混合物と、これらのモル数の合計と等しいモル
数の前記構造式（５）のジアミンとから合成されたポリ
アミック酸を用い、実施例１と同じくコア層２を形成し
た。Next, on this lower cladding layer 9, 25 mol% of tetracarboxylic dianhydrides 7 and 10: 75 m
The core layer 2 was formed in the same manner as in Example 1 by using a polyamic acid synthesized from a mixture of ol% and a mole number of the diamine of the structural formula (5) equal to the total of these mole numbers.

【０１０２】次に、実施例１と同様にしてレジスト加工
およびＲＩＥによる導波路形状の形成を行った。形成し
たコア層のパターンは、図１（ａ）のようなマッハツェ
ンダ型導波路で、導波路幅は８μｍ、分岐の直線部分は
７ｍｍである。Next, in the same manner as in Example 1, resist processing and formation of a waveguide shape by RIE were performed. The pattern of the formed core layer is a Mach-Zehnder type waveguide as shown in FIG. 1A, the waveguide width is 8 μm, and the straight portion of the branch is 7 mm.

【０１０３】ポリイミドの上層にあるアルミニウムをエ
ッチング液で除去し、この上に、下部クラッド層９と同
じポリイミドの前駆体であるポリアミック酸のジメチル
アセトアミド１０重量％溶液を加熱後の膜厚が２０μｍ
とになるようにスピンコートした。この塗膜を１００℃
で１時間さらに３５０℃で３０分間ベークし、上部クラ
ッド層８を形成した。The aluminum in the upper layer of the polyimide was removed with an etching solution, and a 10% by weight solution of dimethylacetamide of polyamic acid, which is the same polyimide precursor as the lower cladding layer 9, was heated to a thickness of 20 μm.
Then, spin coating was performed. 100 ° C
For 1 hour, and further baked at 350 ° C. for 30 minutes to form an upper cladding layer 8.

【０１０４】この上部クラッド層８の上に、上記と同様
のレジスト加工を用いて、図１（ｂ）に示すように厚さ
０.２μｍ×幅５０μｍのクロム電極３のパターンを形
成した。このクロム電極３に電流が流れる際に発生する
熱によって、該クロム電極の下の導波路の屈折率を変化
させ、スイッチング動作を行うものである。A pattern of a chrome electrode 3 having a thickness of 0.2 μm and a width of 50 μm was formed on the upper cladding layer 8 by using the same resist processing as described above, as shown in FIG. 1B. The switching operation is performed by changing the refractive index of the waveguide below the chromium electrode by the heat generated when a current flows through the chromium electrode 3.

【０１０５】このようにして下部クラッド層９、コア層
２、上部クラッド層８が本発明のポリイミドからなるマ
ッハツェンダ型光スイッチを得た。なお、図１（ｂ）の
破線部の断面模式図を図１（ｃ）に示す。In this way, a Mach-Zehnder optical switch in which the lower clad layer 9, the core layer 2, and the upper clad layer 8 were made of the polyimide of the present invention was obtained. FIG. 1C is a schematic cross-sectional view taken along the broken line in FIG.

【０１０６】この光導波路の光入射端６から波長６３
２.８ｎｍのＴＥモード光を導入し、図１に示す電極端
子４，５間に電圧を印加してクロム電極３に電流を流し
たところ、光出射端７からの出力光強度は、印加電圧０
Ｖで最大、４Ｖで最小となり、０Ｖ−４Ｖでのスイッチ
ングが可能であることが分かった。ＴＭモードについて
も同様に、０Ｖ−４Ｖでのスイッチングを確認した。The wavelength 63 from the light incident end 6 of this optical waveguide
When a 2.8 nm TE mode light was introduced and a voltage was applied between the electrode terminals 4 and 5 shown in FIG. 1 to cause a current to flow through the chromium electrode 3, the intensity of the output light from the light emitting end 7 was 0
It was found that the maximum was at V and the minimum was at 4 V, and that switching at 0 V to 4 V was possible. Similarly, in the TM mode, switching at 0 V to 4 V was confirmed.

【０１０７】このように、ＴＥモードおよびＴＭモード
の両方についてスイッチングが可能な光スィッチを得る
ことができる。As described above, an optical switch capable of switching in both the TE mode and the TM mode can be obtained.

【０１０８】〔実施例 ４〕表面が酸化シリコン層の直
径３インチのシリコンウエハ上に、実施例３と同様のポ
リイミドからなる膜厚１０μｍの下部クラッド層を作製
した。Example 4 A lower clad layer of polyimide having a thickness of 10 μm similar to that of Example 3 was formed on a silicon wafer having a surface of a silicon oxide layer having a diameter of 3 inches.

【０１０９】この上に、実施例３と同様にしてテトラカ
ルボン酸二無水物７、１０の２５ｍｏｌ％：７５ｍｏｌ
％の混合物と、これらのモル数の合計と等しいモル数の
前記構造式（５）のジアミンとから合成されたポリイミ
ドからなる、膜厚が８μｍのコア層を形成した。Further, in the same manner as in Example 3, 25 mol% of tetracarboxylic dianhydrides 7 and 10: 75 mol
% Of the mixture and a polyimide layer synthesized from the diamine of the structural formula (5) in the same number of moles as the total of these moles, to form a core layer having a thickness of 8 μm.

【０１１０】次に、実施例３と同様にレジスト加工およ
びＲＩＥによる導波路形状形成を行った。形成したコア
層のパターンは、図２（ａ）に示すようなＹ分岐型導波
路で、導波路幅は８μｍである。Next, in the same manner as in Example 3, resist processing and formation of a waveguide shape by RIE were performed. The pattern of the formed core layer is a Y-branch type waveguide as shown in FIG. 2A, and the width of the waveguide is 8 μm.

【０１１１】実施例３と同様に、下部クラッド層と同じ
のポリイミドで膜厚２０μｍの上部クラッド層を形成し
た。As in Example 3, an upper cladding layer having a thickness of 20 μm was formed from the same polyimide as the lower cladding layer.

【０１１２】この上部クラッド層の上に、実施例３と同
様のレジスト加工により図２（ｂ）に示すよう厚さ０.
２μｍのクロム電極１３，１６のパターンを形成した。On this upper cladding layer, the resist was processed in the same manner as in Example 3 to obtain a thickness of 0.5 mm as shown in FIG.
The pattern of the chromium electrodes 13 and 16 of 2 μm was formed.

【０１１３】クロム電極１３，１６に電流が流れる際に
発生する熱によってクロム電極下の導波路の屈折率を変
化させ、スイッチング動作を行うものである。このよう
にして下部クラッド層、コア層、上部クラッド層が本発
明のポリイミドを用いたＹ字型光スイッチを得た。The switching operation is performed by changing the refractive index of the waveguide below the chromium electrodes by heat generated when a current flows through the chromium electrodes 13 and 16. In this way, a Y-shaped optical switch in which the lower clad layer, the core layer, and the upper clad layer were made of the polyimide of the present invention was obtained.

【０１１４】この光導波路の光入射端６から波長６３
２.８ｎｍのＴＥモード光を導入し、電極端子１４、１
５の間に電圧を印加してクロム電極１３に電流を流した
ところ、光出射端２０からの出力光強度Ｉ₁と、光出射
端２１からの出力光強度Ｉ₂の比Ｉ₁／Ｉ₂は、印加電圧
４０Ｖで１／２０以下であった。A wavelength 63 from the light incident end 6 of this optical waveguide
2.8 nm TE mode light is introduced and the electrode terminals 14, 1
5 and a current was caused to flow through the chrome electrode 13, and the ratio I ₁ / I ₂ of the output light intensity I ₁ from the light emitting end 20 to the output light intensity I ₂ from the light emitting end 21 was obtained. Was 1/20 or less at an applied voltage of 40 V.

【０１１５】また、端子１７、１８の間に電圧を印加し
てクロム電極１６に電流を流したところ、Ｉ₁／Ｉ₂は、
印加電圧４０Ｖで２０以上となった。When a voltage was applied between the terminals 17 and 18 to cause a current to flow through the chromium electrode 16, I ₁ / I ₂ became
It became 20 or more at the applied voltage of 40V.

【０１１６】このように、０Ｖ−４０Ｖでのスイッチン
グが可能であり、ＴＭモードについても同様に、０Ｖ−
４０Ｖでのスイッチングを確認した。ＴＥモードおよび
ＴＭモードの両方についてスイッチングが可能なＹ字型
光スイッチを得ることができる。As described above, switching at 0 V to 40 V is possible.
Switching at 40V was confirmed. A Y-shaped optical switch capable of switching in both the TE mode and the TM mode can be obtained.

【０１１７】〔実施例 ５〕表面が酸化シリコン層の直
径３インチのシリコンウエハに、実施例３と同様のポリ
イミドからなる膜厚１０μｍの下部クラッド層を作製し
た。Example 5 A lower clad layer having a thickness of 10 μm and made of polyimide similar to that of Example 3 was formed on a silicon wafer having a surface of a silicon oxide layer having a diameter of 3 inches.

【０１１８】次いで、実施例３と同様にしてテトラカル
ボン酸二無水物７、１０の２５ｍｏｌ％：７５ｍｏｌ％
の混合物と、これらのモル数の合計と等しいモル数の前
記構造式（５）のジアミンとから合成されたポリイミド
からなる、膜厚が８ｍｍのコア層を形成した。Then, as in Example 3, 25 mol% of tetracarboxylic dianhydrides 7 and 10: 75 mol%
And a polyimide layer synthesized from a diamine of the structural formula (5) having a mole number equal to the total of these mole numbers, and a core layer having a thickness of 8 mm was formed.

【０１１９】次に、実施例３と同様にレジスト加工およ
びＲＩＥによる導波路形状形成を行った。形成したコア
層のパターンは、図３（ａ）に示すような方向性結合器
であって、導波路幅は８μｍ、結合の直線部分は７ｍｍ
である。Next, in the same manner as in Example 3, a resist was formed and a waveguide shape was formed by RIE. The pattern of the formed core layer is a directional coupler as shown in FIG. 3A, the waveguide width is 8 μm, and the linear portion of the coupling is 7 mm
It is.

【０１２０】実施例３と同様に、下部クラッド層と同じ
のポリイミドで膜厚２０μｍの上層クラッド層を形成し
た。In the same manner as in Example 3, an upper clad layer having a thickness of 20 μm was formed of the same polyimide as the lower clad layer.

【０１２１】この上部クラッド層の上に、実施例３と同
様のレジスト加工により、図３（ｂ）に示すよう厚さ
０.２μｍのクロムの電極パターンを形成した。On this upper clad layer, a 0.2 μm thick chromium electrode pattern was formed as shown in FIG.

【０１２２】クロム電極３７，４０に電流が流れる際に
発生する熱によってクロム電極下の導波路の屈折率を変
化させ、スイッチング動作を行うものである。このよう
にして下部クラッド層、コア層、上部クラッド層が本発
明のポリイミドを用いた方向性結合器が得られた。The switching operation is performed by changing the refractive index of the waveguide below the chromium electrode by heat generated when a current flows through the chromium electrodes 37 and 40. Thus, a directional coupler using the polyimide of the present invention in which the lower clad layer, the core layer, and the upper clad layer were formed was obtained.

【０１２３】この光導波路の光入射端３３から波長６３
２.８ｎｍのＴＥモード光を導入し、端子３８、３９の
間に電圧を印加してクロム電極３７に電流を流したとこ
ろ、光出射端３５からの出力光強度Ｉ₁と、光出射端３
６からの出力光強度Ｉ₂の比Ｉ₁／Ｉ₂は、印加電圧０Ｖ
で２０以上、４Ｖで１／２０以下となった。A wavelength 63 from the light incident end 33 of this optical waveguide
When a 2.8 nm TE mode light was introduced and a voltage was applied between the terminals 38 and 39 to cause a current to flow through the chromium electrode 37, the output light intensity I ₁ from the light emitting end 35 and the light emitting end 3
6, the ratio I ₁ / I ₂ of the output light intensity I ₂ from the applied voltage 0 V
At 20 V or more and 1/20 or less at 4 V.

【０１２４】このように、０Ｖ−４Ｖでのスイッチング
が可能であり、ＴＭモードについても同様に、０Ｖ−４
Ｖでのスイッチングを確認した。このように、ＴＥモー
ドおよびＴＭモードの両方についてスイッチングが可能
な方向性結合器を得ることができる。As described above, switching at 0V-4V is possible, and the same applies to 0V-4V in the TM mode.
Switching at V was confirmed. Thus, a directional coupler capable of switching in both the TE mode and the TM mode can be obtained.

【０１２５】[0125]

【発明の効果】本発明によれば、光損失、耐熱性、加工
性において優れた特性を示すフッ素化ポリイミド系光導
波路に対して、ＴＥモードおよびＴＭモードの両方が伝
搬可能なポリイミド系光導波路を提供することができ
る。According to the present invention, a polyimide-based optical waveguide capable of propagating both TE mode and TM mode with respect to a fluorinated polyimide-based optical waveguide exhibiting excellent characteristics in light loss, heat resistance and processability. Can be provided.

【０１２６】さらに、ＴＥモードとＴＭモードの伝搬速
度の差が小さくなるため、偏波分散が小さいポリイミド
系光導波路を提供することができる。Further, since the difference between the propagation speeds of the TE mode and the TM mode is reduced, it is possible to provide a polyimide optical waveguide having a small polarization dispersion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明のフッ素化ポリイミドをコアおよびクラ
ッドとするマッハツェンダ型光スイッチの模式構成図で
ある。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a Mach-Zehnder optical switch having a fluorinated polyimide of the present invention as a core and a clad.

【図２】本発明のフッ素化ポリイミドをコアおよびクラ
ッドとする１×２光スイッチの模式構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a 1 × 2 optical switch having a fluorinated polyimide of the present invention as a core and a clad.

【図３】本発明のフッ素化ポリイミドをコアおよびクラ
ッドとする方向性結合器の模式構成図である。FIG. 3 is a schematic structural view of a directional coupler having a fluorinated polyimide of the present invention as a core and a clad.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，１１，３１…クラッド層、２，１２，３２…コア
層、３，１３，１６，３７，４０…クロム電極、４，
５，１４，１５，１７，１８，３８，３９，４１，４２
…電極端子、６，１９，３３，３４…光入射端、７，２
０，２１，３５，３６…光出射端、８…上部クラッド
層、９…下部クラッド層、１０…シリコン基板。1, 11, 31 ... clad layer, 2, 12, 32 ... core layer, 3, 13, 16, 37, 40 ... chrome electrode, 4,
5,14,15,17,18,38,39,41,42
... Electrode terminals, 6,19,33,34 ... Light incident end, 7,2
0, 21, 35, 36: light emitting end, 8: upper cladding layer, 9: lower cladding layer, 10: silicon substrate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤星 晴夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Haruo Akahoshi 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 コアおよびクラッドをポリイミドで構成
されたポリイミド系光導波路において、 前記クラッドを構成するポリイミドが、コアを構成する
ポリイミドの水素原子の一部をフッ素原子で置換したフ
ッ素化ポリイミドであることを特徴とするポリイミド系
光導波路。1. A polyimide-based optical waveguide in which a core and a clad are formed of polyimide, wherein the polyimide forming the clad is a fluorinated polyimide in which a part of hydrogen atoms of the polyimide forming the core is replaced with fluorine atoms. A polyimide-based optical waveguide, characterized in that: 【請求項２】 コアおよびクラッドをポリイミドで構成
されたポリイミド系光導波路において、 前記コアおよびクラッドを構成するポリイミドの合成出
発物質の一つである酸無水物が、構造式（１）および
（２） 【化１】 〔式中、Ｒ¹はＣＦ₃，ＣＨ₃またはＨを、Ｒ²はＣＨ
₃を、Ｒ³はＣＨ₃（但し、Ｒ¹がＣＦ₃，ＣＨ₃のとき）ま
たはＨ（但し、Ｒ¹がＨのとき）を示す〕で示されるテ
トラカルボン酸二無水物を含む酸無水物とジアミンとの
ポリイミドであり、 コアを構成する酸無水物全体に対する前記式（１）の酸
無水物モル分率をＣｏ¹、前記式（２）の酸無水物モル
分率をＣｏ²、クラッドを構成する酸無水物全体に対す
る前記式（１）の酸無水物モル分率をＣｌ¹、前記式
（２）の酸無水物モル分率をＣｌ²とするとき、Ｃｏ¹＜
Ｃｌ¹、Ｃｏ²＞Ｃｌ²であることを特徴とするポリイミ
ド系光導波路。2. A polyimide-based optical waveguide in which a core and a clad are made of polyimide, wherein the acid anhydride, which is one of the starting materials for synthesis of the polyimide that constitutes the core and the clad, has a structural formula (1) or (2) ) Wherein R ¹ is CF ₃ , CH ₃ or H, and R ² is CH
_And R ³ represents CH ₃ (where R ¹ is CF ₃ or CH ₃ ) or H (where R ¹ is H). A mole fraction of the acid anhydride of the formula (1) with respect to the entire acid anhydride constituting the core, Co ¹ ; a mole fraction of the acid anhydride of the formula (2) with Co ² ; When the mole fraction of the acid anhydride of the formula (1) is Cl ¹ and the mole fraction of the acid anhydride of the formula (2) is Cl ² with respect to the entire acid anhydride constituting the clad, Co ¹ <
A polyimide-based optical waveguide, wherein Cl ¹ and Co ² > Cl ² . 【請求項３】 コアおよびクラッドをポリイミドで構成
されたポリイミド系光導波路において、 前記コアおよびクラッドを構成するポリイミドの合成出
発物質の一つである酸無水物が、構造式（３）および
（４） 【化２】 〔式中、Ｒ⁴はＣＦ₃，ＣＨ₃またはＨを、Ｒ⁵はＣＨ
₃を、Ｒ⁶はＣＨ₃（但し、Ｒ⁴がＣＦ₃，ＣＨ₃のとき）ま
たはＨ（但し、Ｒ⁴がＨのとき）を示す〕で示されるテ
トラカルボン酸二無水物を含む酸無水物とジアミンとの
ポリイミドであり、 コアを構成する酸無水物全体に対する前記式（３）の酸
無水物モル分率をＣｏ³、前記式（４）の酸無水物モル
分率をＣｏ⁴、クラッドを構成する酸無水物全体に対す
る前記式（３）の酸無水物モル分率をＣｌ³、前記式
（４）の酸無水物モル分率をＣｌ⁴とするとき、Ｃｏ³＜
Ｃｌ³、Ｃｏ⁴＞Ｃｌ⁴であることを特徴とするポリイミ
ド系光導波路。3. A polyimide-based optical waveguide having a core and a clad made of polyimide, wherein the acid anhydride, which is one of the starting materials for the synthesis of the polyimide constituting the core and the clad, has structural formulas (3) and (4). ) Wherein R ⁴ is CF ₃ , CH ₃ or H, and R ⁵ is CH
_And R ⁶ represents CH ₃ (when R ⁴ is CF ₃ or CH ₃ ) or H (when R ⁴ is H). A mole ratio of the acid anhydride of the formula (3) to Co ³ , a mole fraction of the acid anhydride of the formula (4) to Co ⁴ , When the mole fraction of the acid anhydride of the formula (3) is Cl ³ and the mole fraction of the acid anhydride of the formula (4) is Cl ⁴ , Co ³ <
A polyimide optical waveguide, wherein Cl ³ , Co ⁴ > Cl ⁴ . 【請求項４】 コアおよびクラッドをポリイミドで構成
されたポリイミド系光導波路を備え、前記クラッドを介
し前記コアの一部に沿って設けられたコアの加熱手段を
備えた光スイッチにおいて、 前記光導波路のクラッドを構成するポリイミドが、コア
を構成するポリイミドの水素原子の一部をフッ素原子で
置換したフッ素化ポリイミドである構成されていること
を特徴とする光スイッチ。4. An optical switch comprising: a polyimide-based optical waveguide having a core and a cladding made of polyimide; and a core heating means provided along a part of the core via the cladding. Wherein the polyimide constituting the cladding is a fluorinated polyimide obtained by substituting a part of hydrogen atoms of the polyimide constituting the core with a fluorine atom. 【請求項５】 コアおよびクラッドをポリイミドで構成
されたポリイミド系光導波路を備え、前記クラッドを介
し前記コアの一部に沿って設けられたコアの加熱手段を
備えた光スイッチにおいて、 前記光導波路のコアおよびクラッドを構成するポリイミ
ドの合成出発物質の一つである酸無水物が、構造式
（１）および（２） 【化３】 〔式中、Ｒ¹はＣＦ₃，ＣＨ₃またはＨを、Ｒ²はＣＨ
₃を、Ｒ³はＣＨ₃（但し、Ｒ¹がＣＦ₃，ＣＨ₃のとき）ま
たはＨ（但し、Ｒ¹がＨのとき）を示す〕で示されるテ
トラカルボン酸二無水物を含む酸無水物とジアミンとの
ポリイミドであり、 コアを構成する酸無水物全体に対する前記式（１）の酸
無水物モル分率をＣｏ¹、前記式（２）の酸無水物モル
分率をＣｏ²、クラッドを構成する酸無水物全体に対す
る前記式（１）の酸無水物モル分率をＣｌ¹、前記式
（２）の酸無水物モル分率をＣｌ²とするとき、Ｃｏ¹＜
Ｃｌ¹、Ｃｏ²＞Ｃｌ²であることを特徴とすることを特
徴とする光スイッチ。5. An optical switch comprising: a polyimide-based optical waveguide having a core and a clad made of polyimide; and a core heating means provided along a part of the core via the clad. An acid anhydride, which is one of the starting materials for the synthesis of the polyimide constituting the core and cladding of the above, has the structural formulas (1) and (2). Wherein R ¹ is CF ₃ , CH ₃ or H, and R ² is CH
_And R ³ represents CH ₃ (where R ¹ is CF ₃ or CH ₃ ) or H (where R ¹ is H). A mole fraction of the acid anhydride of the formula (1) with respect to the entire acid anhydride constituting the core, Co ¹ ; a mole fraction of the acid anhydride of the formula (2) with Co ² ; When the mole fraction of the acid anhydride of the formula (1) is Cl ¹ and the mole fraction of the acid anhydride of the formula (2) is Cl ² with respect to the entire acid anhydride constituting the clad, Co ¹ <
An optical switch characterized in that Cl ¹ , Co ² > Cl ² . 【請求項６】 コアおよびクラッドをポリイミドで構成
されたポリイミド系光導波路を備え、前記クラッドを介
し前記コアの一部に沿って設けられたコアの加熱手段を
備えた光スイッチにおいて、 前記光導波路のコアおよびクラッドを構成するポリイミ
ドの合成出発物質の一つである酸無水物が、構造式
（３）および（４） 【化４】 〔式中、Ｒ⁴はＣＦ₃，ＣＨ₃またはＨを、Ｒ⁵はＣＨ
₃を、Ｒ⁶はＣＨ₃（但し、Ｒ¹がＣＦ₃，ＣＨ₃のとき）ま
たはＨ（但し、Ｒ⁴がＨのとき）を示す〕で示されるテ
トラカルボン酸二無水物を含む酸無水物とジアミンとの
ポリイミドであり、 コアを構成する酸無水物全体に対する前記式（３）の酸
無水物モル分率をＣｏ³、前記式（４）の酸無水物モル
分率をＣｏ⁴、クラッドを構成する酸無水物全体に対す
る前記式（３）の酸無水物モル分率をＣｌ³、前記式
（４）の酸無水物モル分率をＣｌ⁴とするとき、Ｃｏ³＜
Ｃｌ³、Ｃｏ⁴＞Ｃｌ⁴であることを特徴とする光スイッ
チ。6. An optical switch, comprising: a polyimide-based optical waveguide having a core and a clad made of polyimide; and a core heating means provided along a part of the core via the clad. The acid anhydride, which is one of the starting materials for the synthesis of the polyimide constituting the core and cladding of the above, has the structural formula (3) and (4) Wherein R ⁴ is CF ₃ , CH ₃ or H, and R ⁵ is CH
_And R ⁶ represents CH ₃ (when R ¹ is CF ₃ or CH ₃ ) or H (when R ⁴ is H), and an acid anhydride containing a tetracarboxylic dianhydride. A mole ratio of the acid anhydride of the formula (3) to Co ³ , a mole fraction of the acid anhydride of the formula (4) to Co ⁴ , When the mole fraction of the acid anhydride of the formula (3) is Cl ³ and the mole fraction of the acid anhydride of the formula (4) is Cl ⁴ , Co ³ <
An optical switch, wherein Cl ³ , Co ⁴ > Cl ⁴ . 【請求項７】 前記光導波路のコアの形状がマッハツェ
ンダ型である請求項４，５または６に記載の光スイッ
チ。7. The optical switch according to claim 4, wherein the shape of the core of the optical waveguide is a Mach-Zehnder type. 【請求項８】 前記光導波路のコアの形状がＹ字型であ
る請求項４，５または６に記載の光スイッチ。8. The optical switch according to claim 4, wherein the core of the optical waveguide has a Y-shape. 【請求項９】 前記光導波路のコアの形状が方向性結合
器を構成している請求項４，５または６に記載の光スイ
ッチ。9. The optical switch according to claim 4, wherein the shape of the core of the optical waveguide forms a directional coupler.