JPS5965808A - 光導波路の製造方法 - Google Patents

光導波路の製造方法

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JPS5965808A
JPS5965808A JP17582882A JP17582882A JPS5965808A JP S5965808 A JPS5965808 A JP S5965808A JP 17582882 A JP17582882 A JP 17582882A JP 17582882 A JP17582882 A JP 17582882A JP S5965808 A JPS5965808 A JP S5965808A
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JP
Japan
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film
refractive index
optical waveguide
light
index layer
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Application number
JP17582882A
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English (en)
Inventor
Kazuo Mikami
和夫 三上
Taro Watanabe
太郎 渡辺
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Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)発明の分野 この発明は、光を伝送する光導波路の製造方法に関する
(ロ)従来技術とその問題点 一部に2選択光重合法による高分子光導波の製造方法は
、第1図の製造工程図に示すように、先ず、キャスト溶
器a2溶媒により洗浄し1こ後、光照射により屈折率が
変化する光重合拐料の溶液すをキャスト溶器aに注入し
てシート状にし溶媒の一部を蒸発させて半固形状の透明
フィルムCを形成する。
続いて、フィルムCの上面にフォトマスク(1を配設し
1こ後、紫外線eを上方より照射して露光し。
マスクされていない部分のみ選択的に光重合ケ行ない、
屈折率を減少きせる。その後、フィルムCを真空乾燥し
て非光重合部に金型れているモノマを蒸発させ、この非
光1合部を光重合部より屈折率が大きい高屈折率層もと
する。
そして最後に、フィルム(〉の上下面に屈折率の小さい
樹脂grコートし、高屈折率層fをコア。
その周囲をクラッドとする光導波路11ヲ形成するよう
になっている。
この光導波1ffi’+1+の製造方法において、紫外
線eの露光工程部ケさらに詳述すると、第2図に示すよ
うに、キャスト容器a内にシート状で且つ半固形状の透
明フィルムCか形成されており、このフィルム0の一ヒ
面にフォトマスク(lが密層して配貢されている。そし
て、フォトマスク(1の」三方番こ2いて紫外線照射装
置1より平行ビーム状の紫外線Cか照射される。
従って、フォトマスクdのマスク部Jについては紫外m
dが透過ぜす、このマスク部、)の下方におけるフィル
ム(5の一部は光重合か起ら々いので母相とモノマか分
離しf、ニー1 寸である。他方、フォトマスクdのマ
スク部J以外の部分については紫外線dが透過し、)づ
ルムCの一部は光重合が起り、切材とモノマの重オ゛バ
ーセントで決する屈折率1で低下して低屈折率j−にと
なり、マスク部、1の下方のフィルム部が高屈折率層「
となる。
この露光工程において、紫外線eは、従来、上方のみか
ら照射して嘔り、低屈折率層1(となる光重合部にあ・
ける旬月とモノマの相分離による紫外線eの光強度分布
か、第2図(1〕)に示すように、フィルムCの上面か
ら下方にいくにし1こかって減衰曲線となる。
よって、第2図(e)に示すように、低屈折率層kにな
る光重合部と高nl(折率層1になる非九軍台音I5と
の屈折率差(NA)かフィルム(−の上面から下面にい
くに伴って小芒くlる。
この現象は、フィルムCか薄い場合にはざほと問題が生
じないものの、第6図及び第4図に示すように、大口径
の光ファイバ1を接続する1こめにフィルムOの厚a+
大きくすると(例えd2.1[X]II m或い(は2
00μm)、光強度分布の減衰か著しく、これに伴って
屈折率差も小さくなる。これテハ、 光+伝送する際、
フィルム(二の下部における高屈折率層rのコアと低屈
折率1(のクラットとの境界では光の散乱や漏れが大キ
く、光の閉じ込め効果が弱いので、光導波路りとしての
損失が太きいという欠点があり、大口径でかつ高屈折率
差の光導波路11の製造が難がしかった○eつ発明の目
的 この発明は、か\る点に鑑み、大口径の光ファイバと接
続可能に大口径で且つ高屈P1率差を有する光導波路の
製造方法を提供することケ目的とするものである。
に)発明の構成と効果 この発明は、上記目的を達成するために、キャスFB器
に形成されたシート状で且つ半固形状の光重合材料のフ
づルムの上下面に、同一パターンのフォトマスクをその
パターンが一致するように配設し、フィルムの上方と下
方とから光をソ゛オドマスクへ向けて交互に照射して高
屈折率層を形成し、その後、フィルムの上下面に低屈折
率のコーティング剤をコートとして光導波路を形成する
ように構成されている。
したがって、この発明によれば、光をフィルムの上下よ
り照射するので、フィルムの厚きが大きくなっても光強
度分布の減衰が少なく、高屈折率層と低屈折率層間の屈
折率差をフィルムの上下面に亘って大きい状態に保持す
ることかできるから大口径の光導波路における導波損失
を低減することができる。
また、光導波路の大口径化を図ることができるので、光
ファイバとの接続時に光軸合せが容易となり、コア径か
1000μmの大口径プラスチックアアイバとの接続を
も可能となる。
(ホ)実施例の説明 第5図(a)は光導波路の製造工程に2ける露光装置1
を示している。
この露光装置1は、キャスト容器2内の高分子フィルム
5に高屈折率層3aと低屈折率層6.1)とを成形する
ものである。このキャスFB器2は両側の水準器4に載
置され内部にL型の位置決め金具5が設けられている。
更にキャスト容器2の内部には底部にフォトマスク6が
位置決め金具5に密着して設けられ、このフォトマスク
6の上方にフィルム6が形成され、このフィルム6の上
方にフォトマスク7が、フォトマスク7の上方に減衰板
8が順に位置決め金具5に密着して設けられている。上
下のフォトマスク6.7は、マスク部6a+7aを有し
て同一パターンに形成されておりツそのパターンが一致
するように設けられ1両マスク部6a;7Bがフィルム
6を挾んで一致している。
また、キャスト容器2の上方及び下方には紫外線9,1
0の照射装置11.12が設けられ、この照射装置11
.12を光源として平行ビーム状の紫外線9,10がフ
ォトマスク6.7に内ってこのフォトマスク6,7に垂
直に照射されるようになっている。
前記フィルム6は光照射によって屈折率が低下する光重
合利料の溶液から形成され、この溶液はff1Uとして
ビヌフェノール系ポリカーボネート(PCZ、) 70
’li’、モノマ(MA) 42i m l +溶媒ト
l、−(4化メf V ン(CH2Cd2)100.O
f 、 光増感剤としてベンゾインエチルエーテル(B
ZEE )2.1g、i止剤としてハイドロキノン(H
Q)0、079をブレンドして構成されている。
この溶液をキャスl−容@:52に膜厚が200 /J
rnとなるように注入され、モノマと溶媒の一部を蒸発
させてシート状で且つ半固形状の透明フィルムろが形成
されている。
次に、この露光装置1を用いて光導波路の製造方法を説
明する。
先ず、キャスト容器2及び位置決め金具5を塩化メチレ
ン(CHzC,g2)などの溶媒で予備洗浄した後、キ
ャスト容器2を水準器4に載置すると共に。
その位置決め金具5をキャスト容器2内に設置する。
続いて、下部フォトマスク6をキャスト容器2内の底部
に位置決め金具5に密着させ且つマスク部6aを」ニに
向けて設置する。
引き続いて、前述した所定の光重合利料よりなる溶液を
膜、厚が200μmになるようにキャスト容器2に注入
し、水準器4によシ水平調整する。このキャスト容器2
を半密閉状態にして内部にチツソガヌを100mj?/
分で150分間流しだ後、モノマ蒸気を30分間流し、
溶媒及びモノマの一部を蒸発させ、シート状で且つ半固
形状の透明フィルム6を形成する。
このフィルレム乙の上面に上部フォトマスク7をマスク
部7aを下に向けて且つ下部フオトマ込り乙のマスク部
6aに一致させると共に位置決め金具5に密着させて載
置し、このフィルム6上で少し滑る程度になった後、顕
微鏡などでに下のフ第1−マヌク6,7の精密な位置合
わせを行い、上部フォトマスク7」二に減衰板8を載置
する。
次に、上下の照射装置11.12を作動させ。
タイマ制御等によシ1秒間に20回程度の切換速度でも
ってフィルム5の」二下面に紫外線9,10を両フォト
マスク6.7に垂直に交互に60分間照射する。この紫
外線9,100強度のバラツキは減衰板8或いは照射時
間の比率を変えて補正する。
この紫外線9,10の照射によりマスク部6a+7a間
のフィルム6の一部は紫外線9,10が照射されないの
て光重合が起らず、pczとMAは分離状態とな9.7
12部6a、7a以外のフィルム乙の一部は光重合が起
9.ポリマ化される。
そして、この非光重合部が高屈折率層3aに、光重合部
が低屈折率層3bとなる。
この露光後、フィルム6は30分以上放置した後、キャ
スト容器2より剥離し、真空乾燥器に移して90°Cで
10時間乾燥し、高屈折率層3aの未重合モノマを除去
する・ 最後に、フィルレム乙の上下面に低屈折率のコーティン
グ剤をコートし、熱風乾燥機により90°Cで5時間乾
燥させて光導波路を形成する。そして。
高屈折率層7.aがコアに、その周囲がクラッドになる
この製造方法によれば、第6図にも示すように。
フィルム5内の紫外光強度分布は上方の紫外嶽9と下方
の紫外線10との光強度分布の合成となり。
上下面に亘ってほぼフラットとなり(第5図(1)) 
第6図(b)参照)、高屈折率層3aと低屈折率層3b
間の屈折率差の分布も同様に上下面に亘ってほぼフラッ
トとなる(第5図(C)、第6図(C)参照)。
従って、大口径の光ファイバ13を接続することができ
る。
第7図はフィルム乙の厚さk 4 D D It mと
したもので、この場会も、光強度分布及び屈折率差の分
布が上下面に亘ってほぼフラットになる。
まだ、第8図に示すように+ 40071mの厚さのフ
ィルム6を接着剤で接着してさらに大口径の光導波路を
形成してもよい。
第9図は光源となる照射装置14を1個とした露光装@
を示し、この照射装@14からの平行ビーム状の紫外線
15をミラー16(反射手段)で上下に分離し、キャス
ト容器2の上方と下方とに導くようにしたものである。
これにより照射装置14を少なくすることができる。
尚、この実7(li例における光重舎利」」は光照射に
よシ屈折率が低下するものであるが、この発明の光重合
材料は光照射によシ屈折率が増加してもよく、有機材料
以外に無機材料であってもよい。
また、光は紫外線の他、可視光や赤外線であってもよい
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は従来例を示し、第1図は光導波路の
製造工程図、第2図(a)は露光装置の断面側面図、第
2図(blはフィルムの光強度分布図、第2図(C1は
同屈折率差の分布図、第3図(al及び第4図falは
それぞれ異なるフィルムの拡大正面図、第6図(1))
及び第4図(b)は開光強度分布図、第6図(C)及び
第4図(C1は同屈折率差の分布図、第5図乃至第9図
はこの発明の実施例を示し、第5図(a)は露光装置の
断面側面図、第5図(b)はフィルムの光強度分布図、
第5図(C1は同屈折率差の分布図、第6図(a)及び
第7図(alはそれぞれ異なるフィルムの正面図、第6
図((〕)及び第7図(b)は同党強度分布図。 第6図FC+及び第7図(C1は同屈折率差の分布図、
第8図は他のフィルムの正面図、第9図は他の露光断面
側面図である。 1:露光装置、  2:キャスト容器。 6:フィルム、 5a:高屈折率層。 3b=低屈折率層、 4:水準器、 5:位置決め金具
、 6・7:フォトマスク。 6a・7a:マスク部、 8:減衰板。 9・10・15:紫外線、  11・12・14:照射
装置、 16:光ファイバ。 16:ミラー。 特許出願人     立石電機株式会社代理人  弁理
士  中 利 茂 1aM1図 第5図 (Q) $8図 第9図 手続補正書(自発) 昭和57年12月 8日 特許庁長官殿 1 事件の表示 昭和57年 特 訂 願  第 475828  号2
 光明の名称  光導波路の製造方法6 補正をする者 事件との関係  特許1」3願人 住 所  京都市右京区花園土堂町10番地名 称  
(294)  立石電機株式会7−1代表者 立 石 
孝 卸 4代理人 5 油止の対象 (1)  図面の第1図 W、上 第1図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光照射によって屈折率が変化する光重合材料のd
    液をキャスト容器に注入し、シート状で且つ半1トj形
    状のフィルムを形成し、このフィルムの上面と下面とに
    同一パターンのフォトマスクをそのパターンか一致する
    ように密層して配設し、前記フィルムの上方と下方とか
    ら光を前記フォトマスクに垂直にこのフォトマスクへ向
    けて交互に照射してフィルムに高屈折率層を形成し1こ
    後、このフィルムの上下面に低屈折率のコーティング剤
    をコートして光導波路を形成することを特徴とする光導
    波路の製造方法。
  2. (2)前記光は、2つの光源よりフィルムの上下面に照
    射されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    光導波路の製造方法。
  3. (3)前記光は、1つの光源より反射手段によって上下
    に分割されてフィルムの上下面に照射されることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の光導波路の製造方法
JP17582882A 1982-10-06 1982-10-06 光導波路の製造方法 Pending JPS5965808A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61260206A (ja) * 1985-05-15 1986-11-18 Hitachi Ltd 重合方法並びに樹脂製品
EP1678534A1 (en) * 2003-10-27 2006-07-12 RPO Pty Limited Planar waveguide with patterned cladding and method for producing same

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