WO2019035466A1 - ポリマー光導波路 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to polymer optical waveguides. More specifically, the present invention relates to a polymer optical waveguide used for adiabatic coupling with a silicon optical waveguide.
- a silicon photonics interface has been proposed that connects a silicon optical waveguide and a polymer optical waveguide with low loss and at low cost (see Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 1).
- FIG. 16 is a perspective view showing one configuration example of such a silicon photonics interface
- FIG. 17 is a side view thereof.
- the silicon optical waveguide 200 and one end side of the polymer optical waveguide 300 are adiabatically coupled.
- the other end side of the polymer optical waveguide 300 is accommodated in the ferrule 400 in order to connect the polymer optical waveguide 300 with an optical fiber or the like.
- the polymer optical waveguide 300 shown in FIG. 16 is provided with a plurality of cores 310 forming an optical waveguide.
- a core exposed portion in which the core 310 is exposed is provided at a coupling site (adiabatic coupling site) with the silicon optical waveguide 200.
- FIG. 18 is a cross-sectional view of the adiabatic bonding site of the silicon photonics interface 100 of FIGS.
- the core 210 of the silicon optical waveguide 200 and the core 310 of the polymer optical waveguide 300 are disposed to face each other.
- a portion other than the core 210 is a clad 220.
- a portion other than the core 310 is the cladding 320.
- the cladding is not provided at a portion facing the core 210 of the silicon optical waveguide 200, and the core 310 is exposed.
- the positioning recess 230 for the silicon optical waveguide 200 and the positioning for the polymer optical waveguide 300 Convex parts 330 are provided respectively.
- FIG. 19 is a view showing one configuration example of the ferrule 400.
- the ferrule 400 shown in FIG. 19 is composed of a lower member 410 and an upper member 420.
- the lower member 410 is provided with a recess 430 for receiving and securing the polymer optical waveguide 300.
- the bottom of the recess 430 is provided with a ridge 440 for positioning of the polymer optical waveguide 300.
- the lower member 410 is formed with an opening 450 for inserting a fixing member such as a pin when connecting to another ferrule (not shown).
- FIG. 20 is a cross-sectional view of the ferrule 400 and the polymer light guide 300 shown in FIG.
- the bottom of the recess 430 of the lower member 410 is provided with protrusions 440 a and 440 b for positioning of the polymer optical waveguide 300.
- ridges 340 and 350 for positioning with the lower member 410 are provided on the bottom surface of the polymer optical waveguide 300.
- the protrusion 440 a and the protrusion 340 abut against each other, and the protrusion 440 b and the protrusion 350 abut against each other, whereby the polymer optical waveguide 300 has an appropriate positional relationship in the ferrule 400.
- connection failure may occur when Specifically, there may be a connection failure such as a positional deviation at the adiabatic bonding site between the silicon optical waveguide 200 and the polymer optical waveguide 300 or a transmission loss at the adiabatic bonding site.
- a connection failure such as a positional deviation at the adiabatic bonding site between the silicon optical waveguide 200 and the polymer optical waveguide 300 or a transmission loss at the adiabatic bonding site.
- the present invention aims to provide a polymer optical waveguide which can eliminate connection defects with other elements.
- the present invention is a polymer optical waveguide having a core and a cladding disposed around the core and having a lower refractive index than the core,
- the polymer optical waveguide is provided along a propagation direction of light of the polymer optical waveguide, and a coating type removal provided so as to be in contact with the core coupling portion where at least a part of the cladding does not exist and the core of the coupling portion
- a polymer optical waveguide having a membrane A is provided.
- the polymer optical waveguide of the present invention has a ferrule joint, and the ferrule joint has a coating-type removal film B.
- the removal film A and / or the removal film B preferably have a thickness of 1 ⁇ m to 500 ⁇ m.
- the removal film A and / or the removal film B have a visible light transmittance of 30% or more at 380 nm to 780 nm when the film thickness is 100 ⁇ m.
- the peeling force between the removal film A and / or the removal film B and the polymer optical waveguide is preferably 0.1 N / 25 mm to 2.5 N / 25 mm.
- the removal film A and / or the removal film B preferably have a peel tab.
- the hardness of the peel tab is preferably higher than the hardness of the removal film A and / or the removal film B.
- the polymer optical waveguide of the present invention it is preferable to have a protective portion between the peel tab and the polymer optical waveguide.
- the peeling force between the protective portion and the polymer optical waveguide is preferably lower than the peeling force between the removal film A and / or the removal film B and the polymer light waveguide.
- the protective portion is formed of a material whose adhesive strength with the polymer optical waveguide is reduced by UV irradiation.
- the polymer optical waveguide of the present invention has a removal film C including the removal film A and the removal film B.
- a cutting groove is formed between the removal film A and the removal film B. It is preferable to have.
- the cutting groove is the removal film C and It is preferable to penetrate the said peel tab and to reach the said protection part.
- the depth of the cutting groove of the protective portion is preferably 10 to 50% of the thickness of the protective portion.
- the removal film A and / or the removal film B be made of a resin composition not containing a silicone compound.
- the removal film A and / or the removal film B be made of a resin composition containing a ring-opening polymerizing compound and / or a polymer thereof.
- the removal film A and / or the removal film B preferably comprises a resin composition containing a cyclic acetal and / or a polymer thereof.
- the removal film A and / or the removal film B preferably comprises a resin composition containing 1,3-dioxolane and / or a polymer thereof.
- the polymer optical waveguide of the present invention foreign matter can be prevented from adhering to the connection site with other elements. Therefore, it is possible to prevent connection failure with other elements due to the adhesion of foreign matter.
- FIG. 1 is a perspective view showing one structural example of a polymer optical waveguide of the present invention.
- FIG. 2 is a side view of the polymer optical waveguide of FIG.
- FIG. 3 is a perspective view showing a use of the polymer optical waveguide of FIG.
- FIG. 4 is a perspective view showing a usage of the polymer optical waveguide of FIG.
- FIG. 5 is a plan view showing another configuration example of the polymer optical waveguide of the present invention.
- FIG. 6 is a side view of the polymer optical waveguide of FIG.
- FIG. 7 is a plan view showing still another configuration example of the polymer optical waveguide of the present invention.
- FIG. 8 is a side view of the polymer optical waveguide of FIG. FIG.
- FIG. 9 is a plan view showing still another configuration example of the polymer optical waveguide of the present invention.
- FIG. 10 is a side view of the polymer optical waveguide of FIG.
- FIG. 11 is a side view showing the use of the polymer optical waveguide of FIG.
- FIG. 12 is a side view showing the use of the polymer optical waveguide of FIG.
- FIG. 13 is a perspective view showing still another configuration example of the polymer optical waveguide of the present invention.
- FIG. 14 is a side view showing the use of the polymer optical waveguide of FIG.
- FIG. 15 is a side view showing the use of the polymer optical waveguide of FIG.
- FIG. 16 is a perspective view showing a configuration example of a silicon photonics interface.
- FIG. 17 is a side view of the silicon photonics interface of FIG. FIG.
- FIG. 18 is a cross-sectional view showing adiabatic coupling sites of the silicon optical waveguide 200 and the polymer optical waveguide 300 in the silicon photonics interface shown in FIGS.
- FIG. 19 is a perspective view showing one configuration example of the ferrule 400 in the silicon photonics interface shown in FIGS.
- FIG. 20 is a cross-sectional view showing a connection portion between the polymer optical waveguide 300 and the ferrule 400 in the silicon photonics interface shown in FIGS.
- FIG. 21 is a graph showing the relationship between the film thickness of the removal film and the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm for Example 1.
- FIG. 22 is a graph showing the relationship between the thickness of the removal film and the visible light transmittance of a wavelength of 380 to 780 nm for Example 9.
- FIG. 1 is a perspective view showing one structural example of a polymer optical waveguide of the present invention
- FIG. 2 is a side view thereof.
- the polymer optical waveguide 10 a shown in FIGS. 1 and 2 has a polymer optical waveguide body 20.
- the polymer optical waveguide body 20 has a core (not shown) and a cladding (not shown) disposed around the core and having a lower refractive index than the core.
- the polymer optical waveguide main body 20 has a coupling portion (hereinafter referred to as a core coupling portion) 21 of the core on one end side.
- the core coupling portion 21 has a removal film A30. That is, the polymer optical waveguide 10a shown in FIGS. 1 and 2 has a removal film A30 provided so as to be in contact with the core of the core coupling portion 21 in the polymer optical waveguide main body 20.
- the polymer optical waveguide 10a shown in FIGS. 1 and 2 can prevent foreign matter from adhering to the core bonding portion 21 by having the removal film A30. If the removal film A30 is formed of a resin composition to be described later, the adhesion to the core bonding portion 21 is high, and therefore the removal film A30 is formed even when foreign matter firmly attached to the core bonding portion 21 is present. By peeling, the foreign matter firmly attached to the core bonding portion 21 can be removed.
- FIGS. 3 and 4 are perspective views showing the use of the polymer optical waveguide 10a of FIG.
- the removal film A30 is peeled off from the core bonding portion 21 when the polymer optical waveguide 10a of FIG. 1 is used.
- a method of peeling the removal film A30 from the polymer optical waveguide main body 20 a method of holding the end of the removal film A30 with tweezers or the like and pulling the removal film A30 away from the polymer optical waveguide main body 20, adhesion to the surface of the removal film A30
- the core of the core coupling part 21 and the core of the silicon optical waveguide are adiabatic in a state where foreign matter is removed by peeling off the removal film A30 in the previous step of adiabatically coupling the core of the core coupling part 21 and the core of the silicon optical waveguide. Can be combined. As a result, connection failure at the adiabatic bonding site, such as positional deviation and transmission loss due to foreign matter attached to the core bonding portion 21, is eliminated.
- the thickness of the removal film A30 is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m to 500 ⁇ m.
- the film thickness of the removal film A30 is less than 1 ⁇ m, in the case where the removal film A30 is obtained by curing the resin composition, there is a possibility that the foreign matter attached to the surface of the core bonding portion 21 can not be sufficiently removed.
- pinholes may be generated in the removal film A30, and adhesion of foreign matter to the core bonding portion 21 may not be prevented.
- the removal film A30 may be partially peeled off when the polymer optical waveguide 10a is cut or end-polished.
- the removal film A30 may be damaged at the time of peeling, which may cause damage or foreign matter. Moreover, it is inferior to workability at the time of peeling of removal film A30.
- the thickness of the removal film A30 is more preferably 5 ⁇ m or more, further preferably 10 ⁇ m or more, further preferably 15 ⁇ m or more, and particularly preferably 20 ⁇ m or more.
- the film thickness of the removal film A30 is more than 500 ⁇ m, there is a possibility that the removal film A30 may be peeled off in the dicing step when the polymer optical waveguide 10a is singulated. In addition, the polymer optical waveguide 10a may be deformed.
- the thickness of the removal film A30 is more preferably 400 ⁇ m or less, further preferably 300 ⁇ m, still more preferably 250 ⁇ m or less, still more preferably 200 ⁇ m or less, and particularly preferably 150 ⁇ m or less.
- the removal film A30 preferably has a visible light transmittance of 30% or more at 380 nm to 780 nm when the film thickness is 100 ⁇ m. If the transmittance is less than 30%, it becomes difficult to see the core present in the core bonding portion 21 from above the removal film A30, and the processing operation such as dicing or end face polishing when the polymer optical waveguide 10a is singulated, There is a possibility that the mounting operation such as alignment at the time of adiabatic coupling with the core of the silicon optical waveguide becomes difficult.
- the removing film A30 preferably has a peeling force of 0.1 N / 25 mm to 2.5 N / 25 mm with respect to the polymer optical waveguide main body 20.
- the peeling force is less than 0.1 N / 25 mm, the removal film A30 is peeled off during dicing when the polymer optical waveguide is singulated, and foreign matter such as dicing waste is generated between the removal film A30 and the polymer optical waveguide main body 20 May invade and adhere to the joint portion 21.
- the peeling force is more than 2.5 N / 25 mm, the polymer optical waveguide main body 20 may be damaged when the removal film A 30 is peeled.
- the peeling force is more preferably 0.1 N / 25 mm to 2.3 N / 25 mm, further preferably 0.1 N / 25 mm to 2.0 N / 25 mm, still more preferably 0.2 N / 25 mm to 1.5 N / 25 mm, 0.. Particularly preferred is 4N / 25 mm to 1.5 N / 25 mm.
- the removal film A30 is a coating-type removal film.
- the application type removing film is a film formed by applying a resin composition to the surface of the polymer optical waveguide main body 20 and then drying or curing the resin composition.
- the removal film A30 can be formed in a state in which the resin composition follows the surface asperity shape of the polymer optical waveguide main body 20.
- the coating-type removal film can be closely attached following the surface irregularities of the polymer optical waveguide main body 20. Therefore, a space into which foreign matter intrudes between the polymer optical waveguide main body 20 and the removal film A30 is not formed. The adhesion of foreign matter to the surface of the polymer optical waveguide main body 20 can be prevented.
- the removal film A30 Because the adhesion of the removal film A30 to the polymer optical waveguide main body 20 is high, even if there is a foreign object firmly attached to the core bonding portion 21, the removal film A30 is peeled off to firmly adhere to the core bonding portion 21. Foreign substances can be removed. It is preferable that the resin composition used for the application type removal film does not contain a silicone compound. When a resin composition containing a silicone compound is used for the removal film A30, the silicone compound may remain in the core bonding portion 21 and the propagation loss may increase at the adiabatic bonding site or connection failure may occur.
- the resin composition contains a compound having a small volume contraction rate at the time of curing. If the volumetric contraction rate at the time of curing is large, the polymer optical waveguide main body 20 may be warped when forming the removal film A30, or wrinkles may occur in the removal film A30. Such a problem does not occur as long as the resin composition contains a compound having a small volume contraction rate at the time of curing.
- Specific examples of the compound having a low volume shrinkage rate at the time of curing include a compound which undergoes ring opening polymerization and / or a polymer thereof. As a compound which carries out ring-opening polymerization, cyclic acetal is mentioned, for example.
- the resin composition preferably contains a cyclic acetal and / or a polymer thereof.
- the resin composition when the resin composition contains 1,3-dioxolane and / or a polymer thereof, the resin composition can be cured at normal temperature after application of the resin composition to form a removal film A30, and the volume shrinkage ratio at the time of curing is In addition to being very small, the removal film A 30 to be formed is stretchable, so that even if some stress occurs due to curing shrinkage, the stress can be relaxed by the viscoelasticity of the removal film A 30.
- a commercial product may be used as a resin composition containing 1,3-dioxolane and / or a polymer thereof.
- FIG. 5 is a plan view showing another configuration example of the polymer optical waveguide of the present invention
- FIG. 6 is a side view thereof.
- the polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 has a polymer optical waveguide main body 20, and has a core coupling portion 21 on one end side of the polymer optical waveguide main body 20.
- the core coupling portion The point having the removal film A 31 provided to be in contact with the core 21 and the operation effect thereby are similar to those of the polymer optical waveguide 10 a shown in FIGS. 1 and 2.
- the polymer optical waveguide 10 b shown in FIGS. 5 and 6 has a ferrule joint 22 at the other end of the polymer optical waveguide body 20.
- the ferrule coupling portion 22 is provided with a structure for positioning in the ferrule such as the ridges 340 and 350 of the polymer optical waveguide 300 shown in FIG.
- the polymer optical waveguide 10 b shown in FIGS. 5 and 6 has a removal film B 32 at the ferrule joint 22.
- the polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 can prevent foreign matter from adhering to the ferrule coupling portion 22 by having the removal film B32. It is preferable that the removal film B32 be formed by applying and curing the above-described resin composition on the resin waveguide main body 20 because the surface following property to the ferrule coupling portion 22 having minute unevenness is excellent. Since the coating type removal film B32 formed in this manner has high adhesion to the ferrule connection portion 22, the removal film B32 should be peeled off even when there is a foreign object firmly attached to the ferrule connection portion 22. Thus, foreign matter firmly attached to the ferrule coupling portion 22 can be removed.
- the ferrule coupling portion 22 can be coupled to the ferrule in the absence of foreign matter.
- a method of peeling the removal film B32 from the polymer optical waveguide main body 20 a method of holding the end of the removal film B32 with tweezers or the like and pulling the removal film B32 away from the polymer optical waveguide main body 20, adhesion to the surface of the removal film B32
- peeling off the removal film B 32 from the polymer optical waveguide main body 20 by sticking a tape and pulling the adhesive tape.
- the film thickness, the transmittance, the peeling force, and the constituent materials of the removal film B32 are the same as those described for the removal film A30.
- the removal film A31 and the removal film B32 are formed using the same material, the removal film A31 and the removal film B32 can be formed simultaneously, which improves the workability. It is preferable to improve.
- FIG. 7 is a plan view showing still another configuration example of the polymer optical waveguide of the present invention
- FIG. 8 is a side view thereof.
- the polymer optical waveguide 10c shown in FIGS. 7 and 8 has a polymer optical waveguide main body 20 and is in contact with the core of the core coupling part 21 of the polymer optical waveguide main body 20 in that it has the core coupling part 21 at one end thereof.
- the point having the removal film A31 provided in the same manner, the point having the ferrule connection portion 22 on the other end side, and the point having the removal film B32 on the ferrule connection portion 22, and the function / effect by them are shown in FIGS. The same as the optical waveguide 10b.
- the removal film A31 and the removal film B32 have peel tabs 40 and 41.
- the peel tab 40 is composed of a peel tab (main body) 40 a and a peel tab (sheet portion) 40 b.
- the peel tab 41 is composed of a peel tab (main body) 41 a and a peel tab (sheet portion) 41 b. These peel tabs 40 and 41 have peel tabs (sheet portions) 40b and 41b at the end of the polymer optical waveguide body 20 and potting the resin composition to form peel tabs (main bodies) 40a and 41a.
- the peel tabs (main bodies) 40a and 41a are the starting points of peeling of the removal film A31 and the removal film B32.
- the peel tabs (main body) 40a and 41a By holding the peel tabs (main body) 40a and 41a and peeling the removal film A31 and the removal film B32, the removal film A31 and the removal film B32 can be easily peeled without damaging the polymer optical waveguide main body 20.
- the hardness of the peel tabs (main body) 40a and 41a is preferably higher than the hardness of the removal film A31 and the removal film B32.
- the removal film A31 and removal film B32 and the polymer optical waveguide main body 20 have different bending strength. Specifically, it is preferable to satisfy one of the relationships shown below. Bending Strength of Removal Film A 31 and Removal Film B 32> Bending Strength of Polymer Optical Waveguide Body 20 Bending Strength of Removal Film A 31 and Removal Film B 32 ⁇ Bending Strength of Polymer Optical Waveguide Body 20 In the former case, polymer optical waveguide body 20 Since the removal film A 31 and the removal film B 32 can be peeled off by bending, the peeling film 40 can be easily peeled off without the peel tabs 40 and 41.
- FIG. 9 is a plan view showing still another configuration example of the polymer optical waveguide of the present invention
- FIG. 10 is a side view thereof.
- the polymer optical waveguide 10d shown in FIGS. 9 and 10 has a polymer optical waveguide main body 20, a point having a core coupling portion 21 at one end side, and a point having a ferrule coupling portion 22 at the other end side. Is the same as the polymer optical waveguide 10b shown in FIG.
- the polymer optical waveguide 10d shown in FIGS. 9 and 10 has a removal film C33 on the entire top surface of the polymer optical waveguide main body 20 including the core coupling portion 21 and the ferrule coupling portion 22.
- the removal film C33 includes a removal film A of the core bonding portion 21 and a removal film B of the ferrule bonding portion 22, and has a cutting groove 60 in order to peel these independently. It is preferable to have peel tabs 42 and 43 below the cutting groove 60, and to further have a protective portion (protective film) 50 below. That is, it is preferable that the protective portion 50, the peel tabs 42 and 43, and the removal film C33 be provided in this order on the polymer optical waveguide main body 20 at the portion having the cutting groove 60.
- the split grooves 60 are preferably formed by a method such as dicing after the peel tabs 42 and 43 and the removal film C33 are formed on the polymer optical waveguide main body 20. By having the protection portion 50 between the peel tabs 42 and 43 and the polymer optical waveguide main body 20, it is possible to prevent the polymer optical waveguide main body 20 from being damaged during dicing.
- 11 and 12 are side views showing the use of the polymer optical waveguide 10d of FIG. Specifically, it is a view showing a procedure for peeling the removal film C33 from the polymer optical waveguide 10d shown in FIG. As shown in FIG. 11, the entire polymer optical waveguide 10d including the polymer optical waveguide main body 20 and the removal film C33 is bent, and the removal film C33 is separated left and right by the cutting grooves 60. Next, as shown in FIG. 12, the peel tab 43 is held by the holding means 1000 to peel off the removal film C33.
- having the protective portion 50 can also prevent the polymer optical waveguide main body 20 from being damaged by the contact of the gripping means 1000. It is preferable that the adhesion between the peel tabs 42 and 43 and the removal film C33 be higher than the adhesion between the peel tabs 42 and 43 and the protective unit 50 in order to exert the above-described action.
- the peeling force between the protective portion 50 and the polymer optical waveguide main body 20 is preferably lower than the peeling force between the removal film C33 and the resin waveguide body 20.
- the peeling force between the protective portion 50 and the polymer optical waveguide main body 20 It is not necessary to be lower than the peeling force with the waveguide body 20.
- the protective portion 50 is formed of a material that lowers the adhesive strength with the polymer optical waveguide main body 20 by UV irradiation, UV irradiation is performed in the step of peeling the removal film C33 on the left side in the figure from the polymer optical waveguide main body 20.
- the adhesive strength with the polymer optical waveguide main body 20 can be reduced, which is preferable.
- the constituent material of the protection part 50 is a photocurable resin.
- the curing temperature is preferably 100 ° C. or less.
- the protective portion 50 and the peel tabs 42 and 43 may be formed by sticking a resin tape such as a masking tape at a predetermined position on the polymer optical waveguide body 20.
- a resin tape such as a masking tape
- the resin tape forming the peel tabs 42 and 43 is attached thereon.
- the resin composition is applied onto the polymer optical waveguide main body 20, and the resin composition is cured to form a removal film C33, and then a cutting groove 60 is formed at a predetermined position of the removal film C33 by a method such as dicing.
- FIG. 13 is a perspective view showing still another configuration example of the polymer optical waveguide of the present invention.
- the polymer optical waveguide 10e shown in FIG. 13 has a removal film C34 formed on the entire top surface of the polymer optical waveguide body 20, a cutting groove 61 formed in the removal film C34, and a portion having the cutting groove 61
- the point that the protective portion 51, the peel tab 44, and the removal film C34 are provided in this order on the polymer optical waveguide body 20 is the same as the polymer optical waveguide 10d shown in FIG.
- the polymer optical waveguide 10 e shown in FIG. 13 is U-shaped unlike the polymer optical waveguide 10 d shown in FIG. Further, in the polymer optical waveguide 10 e shown in FIG.
- the cutting groove 61 penetrates the removal film C 34 and the peel tab 44 and reaches the protective portion 51.
- the fact that the cutting groove 61 has reached the protective portion 51 as shown in the illustrated embodiment is a foreign substance when peeling the removal film C34. It is preferable because generation can be suppressed.
- the depth of the cutting groove 61 in the protective portion 51 is preferably 10 to 50% of the thickness of the protective portion 51.
- FIG. 14 and 15 are side views showing the use of the polymer optical waveguide 10e of FIG. Specifically, it is a view showing a procedure for peeling the removal film C34 from the polymer optical waveguide 10e shown in FIG.
- the peel tab 44 is gripped by the gripping unit 1000 to peel off the removal film C ⁇ b> 34 in the center in the drawing.
- the presence of the protective portion 51 below the peel tab 44 prevents the holding means 1000 from damaging the polymer optical waveguide main body 20.
- the removal film C34 may be peeled off by bending the entire polymer optical waveguide 10e while holding the peel tab 44 with the finger 2000.
- the constituent materials of the core and the cladding in the polymer optical waveguide main body are not particularly limited as long as they cause a difference in refractive index such that the refractive index of the cladding becomes lower than the refractive index of the core.
- acrylic resin methacrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), epoxy resin, oxetane resin, phenoxy resin, benzocyclobutene resin, norbornene resin, fluorine resin, silicone resin, phenol resin Resin, polyester resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, polyamide resin, polyimide resin, poly (imide isoindoloquinazoline dione) resin, polyether imide resin, polyether ketone resin, polyester imide resin, etc.
- resin materials such as polyimide resins, polybenzoxazole resins, polysilanes and polysilazane zoimidazole resins, and organic-inorganic hybrid materials can be used.
- a fluorine-based resin is suitable as a core or cladding material because it has a low water absorption rate or moisture absorption rate, excellent resistance to high temperature and high humidity, and high chemical stability.
- the polymer optical waveguide using a fluorine-based resin has small changes in the refractive index due to changes in the external environment, in particular, changes in humidity, so that the characteristics are stable, and the transparency in the optical communication wavelength band is high.
- the method for producing the polymer optical waveguide main body of the present invention is not particularly limited, and various methods can be used. Specifically, replication (stamper) method, direct exposure method, method combining reactive ion etching (RIE) and photolithography process, method based on injection molding, photobleaching method, direct writing method, self-forming A law etc. can be used.
- replication stamper
- direct exposure method direct exposure method
- method combining reactive ion etching (RIE) and photolithography process method based on injection molding
- photobleaching method direct writing method
- self-forming A law etc. can be used.
- a coating solution containing a precursor of a clad constituent material is applied onto a substrate by spin coating.
- the precursor of the clad constituent material is cured to form a clad below the core (hereinafter, also referred to as "under clad" in the present specification).
- a coating solution containing a precursor of the core constituent material is applied onto the undercladding by spin coating.
- a precursor prepolymer of the core constituent material is patterned by a photolithography process to form a core on the undercladding.
- post-baking may be performed if necessary.
- a coating solution containing a precursor of a clad constituent material is applied onto the undercladding and the core by spin coating.
- the precursor of the cladding constituent material is cured to form a cladding (hereinafter also referred to as "overcladding" in the present specification) above the core, whereby a polymer optical waveguide body is formed.
- overcladding a core coupling portion in which at least a part of the overcladding does not exist can be formed along the light propagation direction of the polymer optical waveguide body by the photolithography process.
- the core joint is used for adiabatic coupling between the core of the polymer optical waveguide body and the core of the silicon optical waveguide.
- Examples 1 to 8 are Examples, and Examples 9 to 11 are Comparative Examples.
- Examples 1 to 8 are a coating type removal film, and examples 10 to 11 are a film type removal film.
- Example 1 a polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 was produced. Specifically, a solution containing a compound (1,3-dioxolane) to be subjected to ring-opening polymerization is applied to the core bonding portion 21 and the ferrule bonding portion 22 of the polymer optical waveguide main body 20 by a dispenser, and then cured at normal temperature The removal film A31 and the removal film B32 were formed to obtain a polymer optical waveguide 10b.
- a solution containing a compound (1,3-dioxolane) to be subjected to ring-opening polymerization is applied to the core bonding portion 21 and the ferrule bonding portion 22 of the polymer optical waveguide main body 20 by a dispenser, and then cured at normal temperature
- the removal film A31 and the removal film B32 were formed to obtain a polymer optical waveguide 10b.
- the film thicknesses of the removal film A31 and the removal film B32 were measured by the following procedure.
- the film thickness of the removal film peeled off from the polymer optical waveguide was measured using a micrometer (type: MDC-MX, manufacturer: manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.).
- the film thickness was measured at three locations of the removal film, and the average value was determined to determine the thickness of the removal film.
- the film thickness of the removal film was 200 ⁇ m.
- the visible light transmittance at a wavelength of 380 nm to 780 nm when the film thickness was 100 ⁇ m was measured according to the following procedure.
- the measurement of visible light transmittance at a wavelength of 380 nm to 780 nm uses a light transmittance measurement device using LAX-C100 (manufactured by Asahi Spectroscopic Co., Ltd.) as a light source and HSU-100s (Asahi Spectrometer) as a spectral unit. Carried out.
- the visible light transmittance was calculated according to JIS Standard JIS R3106 (1998) by measuring a visible light transmission spectrum at a wavelength of 380 nm to 780 nm. Calculation of visible light transmittance at a wavelength of 380 nm to 780 nm is carried out by multiplying the transmittance spectrum at a wavelength of 380 to 780 nm by the weight coefficient obtained from the wavelength distribution of daylight and relative visual sensitivity as shown in the following equation. Calculated by weighted averaging.
- ⁇ v is the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm
- D ⁇ is the spectral distribution of CIE daylight D 65
- V ⁇ is the CIE light adaptation standard relative luminosity factor
- ⁇ ( ⁇ ) is the transmittance at wavelength ⁇
- ⁇ D ⁇ ⁇ V ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ) is the sum of the values of the weight coefficients multiplied by the transmittance.
- the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm when the film thickness is 100 ⁇ m is obtained by plotting the visible light transmittance of each film thickness as shown in FIG.
- the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm was 52.9% when the film thickness was 100 ⁇ m.
- the peeling force of the removal film A31 and the removal film B32 to the polymer optical waveguide was measured using an autograph (model: AG-X plus, manufacturer: manufactured by Shimadzu Corporation). The measurement was carried out in accordance with the 90 ° peel test described in JIS Z0237 (2009). The measurement conditions were such that the peeling speed was 2.5 mm / min and the peeling force was N / 25 mm. The peeling force was 1.1 N / 25 mm.
- the adhesion of the removal film A31 and the removal film B32 was evaluated by the following procedure.
- the polymer optical waveguide 10b attached with the removal film A31 and the removal film B32 was cut by dicing to evaluate the adhesion of the removal film A31 and the removal film B32 to the polymer optical waveguide 10b.
- a dicing apparatus (model: DAD 321, manufacturer: manufactured by Disco Corporation) was used for dicing.
- the cutting conditions were 5 mm / sec. Evaluation criteria are as follows. A: When a polymer optical waveguide attached with a removal film is cut by dicing, it does not peel off from the polymer optical waveguide, and displacement of the removal film does not occur.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated by the following procedure.
- the removal film A31 in close contact with the core bonding portion 21 of the polymer optical waveguide 10b cut in the adhesion evaluation of the removal film A31 is removed immediately before observation, and the surface of the core bonding portion 21 is observed by an optical microscope to adhere
- the number of foreign bodies was evaluated. Using a light microscope (type: STM6, manufacturer: Olympus Co., Ltd.), observe the surface of the core of the core joint 21 with a 5 ⁇ objective lens, and count the number of foreign particles with a diameter of 1 ⁇ m or more attached to the surface of the core.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the following procedure.
- the removal film B32 in intimate contact with the ferrule coupling portion 22 of the polymer optical waveguide 10b cut in the adhesion evaluation of the removal film B32 is removed immediately before observation, and the surface of the ferrule coupling portion 22 is observed by an optical microscope and attached.
- the number of foreign bodies was evaluated. Using a light microscope (type: STM6, manufacturer: Olympus Corporation), observe the surface of the core of the ferrule joint 22 with a 5 ⁇ objective lens, and count the number of foreign particles with a diameter of 3 ⁇ m or more attached to the surface of the core.
- the evaluation result was A.
- Example 2 a polymer optical waveguide 10c shown in FIGS. 7 and 8 was produced. Specifically, after producing the polymer optical waveguide 10b by the same procedure as in Example 1, peel tabs 40 and 41 are formed at the end portions of the removal film A31 and removal film B32 by the procedure shown below, and the polymer optical waveguide 10c is produced.
- the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm when the thicknesses of the removal film A 31 and removal film B 32 were 100 ⁇ m was 52.9% when measured in the same manner as in Example 1.
- the peeling force of the removing film A31 and the removing film B32 was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 1.1 N / 25 mm.
- the adhesion between the removal film A 31 and the removal film B 32 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- Example 3 a polymer optical waveguide 10d shown in FIGS. 9 and 10 was produced. Specifically, two masking tapes are applied in a stack of 2 mm in width at a predetermined position of the optical waveguide body 20, then a solution containing a ring-opening polymerization compound is applied to the surface including the upper surface of the masking tape, and The film was cured at normal temperature to form a removal film C33. Thereafter, a cutting groove 60 was formed halfway through the lower layer of the masking tape by dicing to obtain a polymer optical waveguide 10c. The film thickness of the removal film C33 was measured by the same procedure as in Example 1 and found to be 200 ⁇ m.
- the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm when the film thickness of the removal film C33 was 100 ⁇ m was 52.9% when measured in the same manner as in Example 1.
- the peeling force of the removal film C33 was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 1.1 N / 25 mm.
- the adhesion of the removal film C33 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- Example 4 a polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 was produced. Specifically, a removal film A 31 and a removal film B 32 with a film thickness of 150 ⁇ m were formed by changing the application amount at the time of application with a dispenser containing a solution containing a compound to undergo ring opening polymerization. The visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm when the thicknesses of the removal film A 31 and removal film B 32 were 100 ⁇ m was 52.9% when measured in the same manner as in Example 1. The peeling force of the removal film A31 and the removal film B32 was measured by the same procedure as in Example 1 and found to be 1.0 N / 25 mm.
- the adhesion between the removal film A 31 and the removal film B 32 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- Example 5 a polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 was produced. Specifically, a solution containing a compound to be subjected to ring opening polymerization is spin coated on the bonding portion 21 and the ferrule bonding portion 22 of the polymer optical waveguide main body 30 at 100 rpm for 30 seconds, dried at 60 ° C. for 120 seconds and removed The film A31 and the removal film B32 were formed to obtain a polymer optical waveguide 10b. The film thicknesses of the removal film A31 and the removal film B32 were measured by the same procedure as in Example 1 and found to be 100 ⁇ m.
- the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm when the thicknesses of the removal film A 31 and removal film B 32 were 100 ⁇ m was 52.9% when measured in the same manner as in Example 1.
- the peeling force of the removal film A31 and the removal film B32 was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 0.9 N / 25 mm.
- the adhesion between the removal film A 31 and the removal film B 32 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- Example 6 a polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 was produced. Specifically, a solution containing a compound to be subjected to ring opening polymerization is spin coated on core bonding portion 21 and ferrule bonding portion 22 of polymer optical waveguide main body 30 at 300 rpm for 30 seconds, and dried at 60 ° C. for 120 seconds. The removal film A31 and the removal film B32 were formed to obtain a polymer optical waveguide 10b. The thicknesses of the removal film A31 and the removal film B32 were measured in the same manner as in Example 1 and found to be 30 ⁇ m.
- the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm when the thicknesses of the removal film A 31 and removal film B 32 were 100 ⁇ m was 52.9% when measured in the same manner as in Example 1.
- the peeling force of the removal film A31 and the removal film B32 was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 0.6 N / 25 mm.
- the adhesion between the removal film A 31 and the removal film B 32 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- Example 7 a polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 was produced. Specifically, a solution obtained by diluting a solution containing a compound to be subjected to ring opening polymerization with PGMEA in a ratio of 2: 1 is applied to the core bonding portion 21 and the ferrule bonding portion 22 of the polymer optical waveguide body 20 at 100 rpm for 30 seconds. Spin coating was performed and drying was performed at 60 ° C. for 120 seconds to form a removal film A 31 and a removal film B 32, thereby obtaining a polymer optical waveguide 10 b.
- the thicknesses of the removal film A31 and the removal film B32 were measured by the same procedure as in Example 1 and found to be 20 ⁇ m.
- the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm when the thicknesses of the removal film A 31 and removal film B 32 were 100 ⁇ m was 52.9% when measured in the same manner as in Example 1.
- the peeling force of the removal film A31 and the removal film B32 was measured by the same procedure as in Example 1 and found to be 0.4 N / 25 mm.
- the adhesion between the removal film A 31 and the removal film B 32 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- Example 8 a polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 was produced. Specifically, a solution obtained by diluting a solution containing a compound to be subjected to ring opening polymerization with PGMEA at a ratio of 2: 1 is applied to the core bonding portion 21 and the ferrule bonding portion 22 of the polymer optical waveguide body 20 at a rotational speed of 500 rpm for 30 seconds. It spin-coated, and it was made to dry at room temperature for 15 minutes or more, the removal film A31 and the removal film B32 were formed, and the polymer optical waveguide 10b was obtained.
- the thicknesses of the removal film A31 and the removal film B32 were measured by the same procedure as in Example 1 and found to be 1 ⁇ m.
- the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm when the thicknesses of the removal film A 31 and removal film B 32 were 100 ⁇ m was 52.9% when measured in the same manner as in Example 1.
- Measurement of the peeling force of the removal film A 31 and the removal film B 32 was attempted in the same procedure as in Example 1, but the peeling force could not be measured because the film was too thin.
- the adhesion between the removal film A 31 and the removal film B 32 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- Example 9 In this example, the amount of foreign matter in the core coupling portion 21 and the amount of foreign matter in the ferrule coupling portion 22 were evaluated in the same manner as in Example 1 without forming a peeling film on the optical waveguide main body 20. A large amount of foreign matter by dicing was attached to the core of the core bonding portion 21, and the evaluation result was D. In addition, many foreign substances were attached to the ferrule joint 22 by dicing, and the evaluation result was D.
- Example 10 a polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 was produced. Specifically, a film type protective self-releasing tape (product name: SELFA-MP, a manufacturer) having adhesiveness as the removal film A 31 and the removal film B 32 in the core bonding portion 21 and the ferrule bonding portion 22 of the polymer optical waveguide main body 20 : Sekisui Chemical Co., Ltd. was attached. The film thickness of the PET film of the removal film A31 and the removal film B32 was 55 ⁇ m. The peeling force of the removal film A31 and the removal film B32 was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 1.8 N / 25 mm.
- SELFA-MP product name: SELFA-MP, a manufacturer
- the adhesion between the removal film A 31 and the removal film B 32 was evaluated in the same manner as in Example 1.
- the evaluation result was C.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was D.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was D.
- the film-type removal film of Example 10 is a film having high peel strength but high hardness and is hard to bend, so it can not adhere closely to the surface irregularities of the polymer optical waveguide, and the removal film is peeled off in the adhesion evaluation.
- the amount of foreign matter on the surface of the polymer optical waveguide was also increased.
- Example 11 a polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 was produced. Specifically, a film type cleaning tape having adhesive properties as a removal film A 31 and a removal film B 32 in the core bonding portion 21 and the ferrule bonding portion 22 of the polymer optical waveguide main body 20 (product name: EC-7507, manufacturer: Sumilon Co., Ltd.) Made). The film thickness of the removal film A31 and the removal film B32 was 45 ⁇ m. The peeling force of the removal film A31 and the removal film B32 was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 0.9 N / 25 mm. The adhesion between the removal film A 31 and the removal film B 32 was evaluated in the same manner as in Example 1.
- the evaluation result was C.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was D.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was D.
- the film-type removal film of Example 11 has a lower hardness than the removal film of Example 10, and is a film that is more easily bent than the removal film of Example 10. However, even the removed film of Example 11 failed to adhere closely to the surface irregularities of the polymer optical waveguide, and in the evaluation of adhesion, the removed film was peeled off, and the amount of foreign matter on the surface of the polymer optical waveguide increased.
- a polymer optical waveguide 10b shown in FIGS. 5 and 6 was produced.
- a UV curing type temporary fixing adhesive product name: TEMPLOC YG-100, manufacturer: manufactured by Denka Co., Ltd.
- an acrylic ester containing an acrylic ester
- the removal film A31 and the removal film B32 were formed to obtain a polymer optical waveguide 10b.
- the film thicknesses of the removal film A31 and the removal film B32 were measured by the same procedure as in Example 1 and found to be 100 ⁇ m.
- the visible light transmittance at a wavelength of 380 to 780 nm when the thicknesses of the removal film A 31 and removal film B 32 were 100 ⁇ m was 80.2% when measured in the same manner as in Example 1.
- UV irradiation is performed for 10 minutes at 3000 mJ / cm 2 using an ultra-high pressure mercury lamp (product name: UL-7000, manufactured by Quintel) before being exfoliated by immersion in warm water at a temperature of 80 ° C. It processed to become a state.
- the peeling force of the removal film A31 and the removal film B32 was measured by the same procedure as in Example 1 and found to be 0.95 N / 25 mm.
- the adhesion between the removal film A 31 and the removal film B 32 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was “A”.
- the amount of foreign matter in the core bonding portion 21 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- the amount of foreign matter in the ferrule joint 22 was evaluated in the same manner as in Example 1 and the evaluation result was B.
- the removed film of Example 12 has a stronger adhesion than the removed film of Example 5, but is difficult to separate, resulting in curling of the shape of the resin waveguide after separation.
- Insertion loss was measured by the method described in JPCA Standard 4.6.2.1 Cutback Method (2008).
- the combination of the mode on the incident side optical fiber and the optical waveguide is a single mode fiber on the incident side and a single mode fiber on the output side of the combination corresponding to the combination number 6 described in the JPCA standard, Table 4.6.1-1. It was used.
- single mode fiber manufactured by Corning, product number: SMF 128, NA 0.11, core diameter 10 ⁇ m
- a unit (model: AQ 2140, manufacturer: manufactured by Ando Denki Co., Ltd.) having an LD light source (type: AQ 4213, manufacturer: manufactured by Ando Denki Co., Ltd.) was used.
- a power meter (model: Q8221 unit, manufacturer: manufactured by Advantest) and a sensor unit (model: Q82208, manufacturer: manufactured by Advantest) were used.
- the insertion loss of the polymer optical waveguide 10b was 2.0 dB or less.
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Abstract
本発明は、コアと、前記コアの周囲に配された、前記コアよりも屈折率が低いクラッドとを有するポリマー光導波路であって、前記ポリマー光導波路は、前記ポリマー光導波路の光の伝搬方向に沿って、前記クラッドの少なくとも一部が存在しない前記コアの結合部と、前記結合部のコアに接触するように設けた塗布型の除去膜Aとを有するポリマー光導波路に関する。
Description
本発明は、ポリマー光導波路に関する。より具体的には、シリコン光導波路とのアディアバティック結合に用いるポリマー光導波路に関する。
シリコン光導波路とポリマー光導波路とを、低損失かつ低コストで接続する、シリコンフォトニクスインターフェースが提案されている(非特許文献1および2、特許文献1参照)。
図16は、このようなシリコンフォトニクスインターフェースの一構成例を示した斜視図であり、図17はその側面図である。
図16に示すシリコンフォトニクスインターフェース100では、シリコン光導波路200と、ポリマー光導波路300の一端側とがアディアバティック結合されている。
ポリマー光導波路300の他端側は、ポリマー光導波路300を光ファイバ等と接続するため、フェルール400に収容されている。
図16に示すシリコンフォトニクスインターフェース100では、シリコン光導波路200と、ポリマー光導波路300の一端側とがアディアバティック結合されている。
ポリマー光導波路300の他端側は、ポリマー光導波路300を光ファイバ等と接続するため、フェルール400に収容されている。
図16に示すポリマー光導波路300には、光導波路をなすコア310が複数設けられている。図17に示すポリマー光導波路300のうち、シリコン光導波路200との結合部位(アディアバティック結合部位)には、コア310が露出したコア露出部が設けられている。
図18は、図16および17のシリコンフォトニクスインターフェース100のアディアバティック結合部位における横断面図である。
アディアバティック結合部位では、シリコン光導波路200のコア210と、ポリマー光導波路300のコア310と、が対向して配置されている。シリコン光導波路200のうち、コア210以外の部位がクラッド220である。一方、ポリマー光導波路300のうち、コア310以外の部位がクラッド320である。
アディアバティック結合部位では、ポリマー光導波路300において、シリコン光導波路200のコア210と対向する部位にクラッドが設けられておらず、コア310が露出している。
アディアバティック結合部位では、シリコン光導波路200のコア210と、ポリマー光導波路300のコア310と、が対向して配置されている。シリコン光導波路200のうち、コア210以外の部位がクラッド220である。一方、ポリマー光導波路300のうち、コア310以外の部位がクラッド320である。
アディアバティック結合部位では、ポリマー光導波路300において、シリコン光導波路200のコア210と対向する部位にクラッドが設けられておらず、コア310が露出している。
シリコン光導波路200のコア210と、ポリマー光導波路300のコア310と、が適切な位置関係になるように配置させるため、シリコン光導波路200には位置決め用凹部230、ポリマー光導波路300には位置決め用凸部330がそれぞれ設けられている。
一方、ポリマー光導波路300のうち、フェルール400に収容された部位には、フェルール400内における位置決めのための構造が設けられている。
図19は、フェルール400の一構成例を示した図である。
図19に示すフェルール400は、下部材410と、上部材420とで構成されている。下部材410は、ポリマー光導波路300を収容し固定するための凹部430が設けられている。この凹部430の底面には、ポリマー光導波路300の位置決めのための突条440が設けられている。
また、下部材410には、他のフェルール(図示せず)と接続する際にピンなどの固定部材を挿通するための開口部450が形成されている。
図19は、フェルール400の一構成例を示した図である。
図19に示すフェルール400は、下部材410と、上部材420とで構成されている。下部材410は、ポリマー光導波路300を収容し固定するための凹部430が設けられている。この凹部430の底面には、ポリマー光導波路300の位置決めのための突条440が設けられている。
また、下部材410には、他のフェルール(図示せず)と接続する際にピンなどの固定部材を挿通するための開口部450が形成されている。
図20は、図19に示すフェルール400およびポリマー光導波路300の横断面図である。下部材410の凹部430の底面には、ポリマー光導波路300の位置決めのための突条440aおよび440bが設けられている。
一方、ポリマー光導波路300の底面には、下部材410との位置決めのための突条340および350が設けられている。
図20に示すように、突条440aと、突条340とが当接し、突条440bと、突条350とが当接することにより、フェルール内400において、ポリマー光導波路300が適切な位置関係になるように位置決めされる。
一方、ポリマー光導波路300の底面には、下部材410との位置決めのための突条340および350が設けられている。
図20に示すように、突条440aと、突条340とが当接し、突条440bと、突条350とが当接することにより、フェルール内400において、ポリマー光導波路300が適切な位置関係になるように位置決めされる。
Jie Shu, Ciyuan Qiu,Xuezhi Zhang,and Qianfan Xu,"Efficient coupler between chip-level and board-level optical waveguides", OPTICS LETTERS, Vol.36, No.18,pp3614-3616(2011)
Tymon Barwics,and Yoichi Taira,"Low-Cost Interfacing of Fibers to Nanophotonic Waveguides: Design for Fabrication and Assembly Toleranes", IEEE Photonics Journal, Vol.6, No.4,August、660818(2014)
図16に示すシリコンフォトニクスインターフェース100において、各構成要素、すなわち、シリコン光導波路200、ポリマー光導波路300、およびフェルール400自体がそれら単体では良好な状態であっても、それらを組み合わせてシリコンフォトニクスインターフェースとした際に接続不良が生じる場合があることが明らかになった。具体的には、シリコン光導波路200と、ポリマー光導波路300とのアディアバティック結合部位で位置ズレが生じたり、アディアバティック結合部位で伝達損失が生じるといった接続不良が生じる場合がある。
本願発明者らは、鋭意検討した結果、ポリマー光導波路に何らかの原因で付着した異物が、上記の接続不良が生じる原因であることを見出した。具体的には、ポリマー光導波路300のコア露出部330に付着した異物により、シリコン光導波路200とのアディアバティック結合部位で位置ズレが生じたり、伝達損失が生じるといった接続不良が生じる。
本願発明は、上記の問題点を解決するため、他の要素との接続不良を解消できるポリマー光導波路の提供を目的とする。
本願発明者らは、鋭意検討した結果、ポリマー光導波路に何らかの原因で付着した異物が、上記の接続不良が生じる原因であることを見出した。具体的には、ポリマー光導波路300のコア露出部330に付着した異物により、シリコン光導波路200とのアディアバティック結合部位で位置ズレが生じたり、伝達損失が生じるといった接続不良が生じる。
本願発明は、上記の問題点を解決するため、他の要素との接続不良を解消できるポリマー光導波路の提供を目的とする。
上記した目的を達成するため、本願発明は、コアと、前記コアの周囲に配された、前記コアよりも屈折率が低いクラッドとを有するポリマー光導波路であって、
前記ポリマー光導波路は、前記ポリマー光導波路の光の伝搬方向に沿って、前記クラッドの少なくとも一部が存在しないコアの結合部と、前記結合部のコアに接触するように設けた塗布型の除去膜Aとを有するポリマー光導波路を提供する。
前記ポリマー光導波路は、前記ポリマー光導波路の光の伝搬方向に沿って、前記クラッドの少なくとも一部が存在しないコアの結合部と、前記結合部のコアに接触するように設けた塗布型の除去膜Aとを有するポリマー光導波路を提供する。
本発明のポリマー光導波路は、フェルール結合部を有し、前記フェルール結合部に塗布型の除去膜Bを有することが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは膜厚が1μm~500μmであることが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは、膜厚が100μmであるときの380nm~780nmの可視光透過率が30%以上であることが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bと前記ポリマー光導波路との剥離力は0.1N/25mm~2.5N/25mmであることが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bはピールタブを有することが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記ピールタブの硬度は、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bの硬度より高いことが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記ピールタブと前記ポリマー光導波路との間に保護部を有することが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記保護部と前記ポリマー光導波路との剥離力は、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bと前記ポリマー光導波路との剥離力より低いことが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記保護部は、UV照射により前記ポリマー光導波路との接着強度が低下する材料で形成されることが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記除去膜Aおよび前記除去膜Bを包含する除去膜Cを有しており、該除去膜Cにおいて、前記除去膜Aおよび前記除去膜Bの間に割断溝を有することが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記ポリマー光導波路と、前記除去膜Cと、の間に、保護部、およびピールタブがこの順に配された部位が存在し、前記割断溝は、前記除去膜Cおよび前記ピールタブを貫通し、前記保護部に達していることが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記保護部の割断溝の深さは、前記保護部の厚さの10~50%であることが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは、シリコーン化合物を含有しない樹脂組成物からなることが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは、開環重合する化合物および/またはその重合物を含む樹脂組成物からなることが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは、環状アセタールおよび/またはその重合物を含む樹脂組成物からなることが好ましい。
本発明のポリマー光導波路において、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは、1,3-ジオキソランおよび/またはその重合物を含む樹脂組成物からなることが好ましい。
本発明のポリマー光導波路によれば、他の要素との接続部位に異物が付着するのを防止できる。そのため、異物の付着による他の要素との接続不良を防止できる。
以下、図面を参照して本発明を説明する。
図1は、本発明のポリマー光導波路の一構成例を示した斜視図であり、図2はその側面図である。
図1および2に示すポリマー光導波路10aは、ポリマー光導波路本体20を有する。ポリマー光導波路本体20は、コア(図示せず)と、該コアの周囲に配され、該コアよりも屈折率が低いクラッド(図示せず)とを有する。ポリマー光導波路本体20は、その一端側にコアの結合部(以下、コア結合部と記載する)21を有する。コア結合部21は、該ポリマー光導波路本体20の光の伝播方向に沿って、クラッドの少なくとも一部が存在せず、該ポリマー光導波路本体20のコアとシリコン光導波路のコアとのアディアバティック結合に使用される。ポリマー光導波路本体20のうち、コア結合部21は除去膜A30を有する。すなわち、図1および2に示すポリマー光導波路10aは、ポリマー光導波路本体20のうち、コア結合部21のコアに接触するように設けた除去膜A30を有する。
図1は、本発明のポリマー光導波路の一構成例を示した斜視図であり、図2はその側面図である。
図1および2に示すポリマー光導波路10aは、ポリマー光導波路本体20を有する。ポリマー光導波路本体20は、コア(図示せず)と、該コアの周囲に配され、該コアよりも屈折率が低いクラッド(図示せず)とを有する。ポリマー光導波路本体20は、その一端側にコアの結合部(以下、コア結合部と記載する)21を有する。コア結合部21は、該ポリマー光導波路本体20の光の伝播方向に沿って、クラッドの少なくとも一部が存在せず、該ポリマー光導波路本体20のコアとシリコン光導波路のコアとのアディアバティック結合に使用される。ポリマー光導波路本体20のうち、コア結合部21は除去膜A30を有する。すなわち、図1および2に示すポリマー光導波路10aは、ポリマー光導波路本体20のうち、コア結合部21のコアに接触するように設けた除去膜A30を有する。
図1および2に示すポリマー光導波路10aは、除去膜A30を有することにより、コア結合部21に異物が付着するのを防止できる。除去膜A30を、後述する樹脂組成物から形成されるものとすれば、コア結合部21に対する密着性が高いため、コア結合部21に強固に付着した異物が存在する場合でも、除去膜A30を剥離することにより、コア結合部21に強固に付着した異物を除去できる。
図3および4は、図1のポリマー光導波路10aの使用形態を示した斜視図である。図3および4に示すように、図1のポリマー光導波路10aの使用時に、コア結合部21から除去膜A30を剥離する。除去膜A30をポリマー光導波路本体20から剥離する方法としては、除去膜A30の端部をピンセットなどで保持して引っ張り除去膜A30をポリマー光導波路本体20から剥がす方法、除去膜A30の表面に粘着テープを張り付けて該粘着テープを引っ張ることで除去膜A30をポリマー光導波路本体20から剥がす方法、等がある。
コア結合部21のコアとシリコン光導波路のコアとをアディアバティック結合する前工程で除去膜A30を剥離することによりコア結合部21のコアは異物を除去した状態でシリコン光導波路のコアとアディアバティック結合できる。これにより、コア結合部21に付着した異物による位置ズレや伝達損失といった、アディアバティック結合部位での接続不良が解消される。
なお、光ファイバなどと接続する際には、光ファイバと接続するポリマー光導波路の端面を研磨するのが通常行われるが、この研磨時に発生する研磨くずがコア結合部21に付着することを防止できる。
コア結合部21のコアとシリコン光導波路のコアとをアディアバティック結合する前工程で除去膜A30を剥離することによりコア結合部21のコアは異物を除去した状態でシリコン光導波路のコアとアディアバティック結合できる。これにより、コア結合部21に付着した異物による位置ズレや伝達損失といった、アディアバティック結合部位での接続不良が解消される。
なお、光ファイバなどと接続する際には、光ファイバと接続するポリマー光導波路の端面を研磨するのが通常行われるが、この研磨時に発生する研磨くずがコア結合部21に付着することを防止できる。
除去膜A30の膜厚は特に限定されないが、1μm~500μmが好ましい。除去膜A30の膜厚が1μm未満の場合、該除去膜A30が樹脂組成物から硬化させて得られるものの場合、コア結合部21の表面に付着した異物を十分に除去できないおそれがある。また、除去膜A30にピンホールが生じて、コア結合部21への異物の付着を防止できないおそれがある。また、ポリマー光導波路10aを切断する、または端面研磨するときに除去膜A30が部分的に剥離するおそれもある。研磨除去膜A30の膜厚が1μm未満の場合、剥離時に除去膜A30が破損し、傷・異物の原因となるおそれがある。また、除去膜A30の剥離時に作業性に劣る。また、除去膜A30の膜厚は5μm以上がより好ましく、10μm以上がさらに好ましく、15μm以上がさらに好ましく、20μm以上が特に好ましい。
一方、除去膜A30の膜厚が500μm超の場合、ポリマー光導波路10aを個片化する際のダイシング工程時に除去膜A30が剥離するおそれがある。また、ポリマー光導波路10aが変形するおそれがある。除去膜A30の膜厚は400μm以下がより好ましく、300μmがさらに好ましく、250μm以下がさらに好ましく、200μm以下がさらに好ましく、150μm以下が特に好ましい。
一方、除去膜A30の膜厚が500μm超の場合、ポリマー光導波路10aを個片化する際のダイシング工程時に除去膜A30が剥離するおそれがある。また、ポリマー光導波路10aが変形するおそれがある。除去膜A30の膜厚は400μm以下がより好ましく、300μmがさらに好ましく、250μm以下がさらに好ましく、200μm以下がさらに好ましく、150μm以下が特に好ましい。
除去膜A30は、膜厚が100μmであるときの380nm~780nmの可視光透過率が30%以上が好ましい。該透過率が30%未満であると、除去膜A30の上からコア結合部21に存在するコアが見え難くなり、ポリマー光導波路10aを個片化する際のダイシングや端面研磨といった加工作業や、シリコン光導波路のコアとアディアバティック結合する際のアライメントといった実装作業が困難となるおそれがある。
除去膜A30は、ポリマー光導波路本体20との剥離力が0.1N/25mm~2.5N/25mmが好ましい。該剥離力が0.1N/25mm未満の場合、ポリマー光導波路を個片化する際のダイシング時に除去膜A30が剥離し、除去膜A30とポリマー光導波路本体20との間にダイシングくず等の異物が侵入して結合部21に付着するおそれがある。
一方、該剥離力が2.5N/25mm超の場合、除去膜A30の剥離時にポリマー光導波路本体20が破損するおそれがある。剥離力は0.1N/25mm~2.3N/25mmがより好ましく、0.1N/25mm~2.0N/25mmがさらに好ましく、0.2N/25mm~1.5N/25mmがさらに好ましく、0.4N/25mm~1.5N/25mmが特に好ましい。
一方、該剥離力が2.5N/25mm超の場合、除去膜A30の剥離時にポリマー光導波路本体20が破損するおそれがある。剥離力は0.1N/25mm~2.3N/25mmがより好ましく、0.1N/25mm~2.0N/25mmがさらに好ましく、0.2N/25mm~1.5N/25mmがさらに好ましく、0.4N/25mm~1.5N/25mmが特に好ましい。
除去膜A30は、塗布型の除去膜である。本願明細書において、塗布型の除去膜とは、ポリマー光導波路本体20の表面に、樹脂組成物を塗布した後、乾燥や硬化することで膜を形成するものである。塗布型の除去膜によれば、樹脂組成物がポリマー光導波路本体20の表面凹凸形状に追随した状態で除去膜A30を形成できる。塗布型の除去膜は、ポリマー光導波路本体20の表面凹凸形状に追随して密着できるため、ポリマー光導波路本体20と除去膜A30との間に異物が侵入する空間が形成されない等の理由により、ポリマー光導波路本体20の表面への異物の付着が防止できる。除去膜A30のポリマー光導波路本体20に対する密着性が高いため、コア結合部21に強固に付着した異物が存在する場合でも、該除去膜A30を剥離することにより、コア結合部21に強固に付着した異物を除去できる。
塗布型の除去膜に用いる樹脂組成物は、シリコーン化合物を含有しないことが好ましい。シリコーン化合物を含有する樹脂組成物を除去膜A30に使用すると、コア結合部21にシリコーン化合物が残留し、アディアバティック結合部位において伝搬損失が増加したり、接続不良が生じるおそれがある。
塗布型の除去膜に用いる樹脂組成物は、シリコーン化合物を含有しないことが好ましい。シリコーン化合物を含有する樹脂組成物を除去膜A30に使用すると、コア結合部21にシリコーン化合物が残留し、アディアバティック結合部位において伝搬損失が増加したり、接続不良が生じるおそれがある。
該樹脂組成物は、硬化時の体積収縮率が少ない化合物を含有することが好ましい。硬化時の体積収縮率が大きいと、除去膜A30の形成時にポリマー光導波路本体20に反りが生じたり、除去膜A30にしわが生じるおそれがある。硬化時の体積収縮率が少ない化合物を含有する樹脂組成物であれば、このような問題が生じるおそれがない。硬化時の体積収縮率が少ない化合物の具体例としては、開環重合する化合物および/またはその重合物が挙げられる。開環重合する化合物としては、たとえば、環状アセタールが挙げられる。そのため、樹脂組成物は、環状アセタールおよび/またはその重合物を含むことが好ましい。
中でも、該樹脂組成物が、1,3-ジオキソランおよび/またはその重合物を含むことが、樹脂組成物の塗布後、常温で硬化して除去膜A30を形成でき、硬化時の体積収縮率が非常に小さいうえ、形成される除去膜A30が伸縮性を有するため、硬化収縮により多少の応力が発生しても、除去膜A30の粘弾性により該応力を緩和できる。1,3-ジオキソランおよび/またはその重合物を含む樹脂組成物としては市販品を用いてもよい。
中でも、該樹脂組成物が、1,3-ジオキソランおよび/またはその重合物を含むことが、樹脂組成物の塗布後、常温で硬化して除去膜A30を形成でき、硬化時の体積収縮率が非常に小さいうえ、形成される除去膜A30が伸縮性を有するため、硬化収縮により多少の応力が発生しても、除去膜A30の粘弾性により該応力を緩和できる。1,3-ジオキソランおよび/またはその重合物を含む樹脂組成物としては市販品を用いてもよい。
図5は、本発明のポリマー光導波路の別の一構成例を示した平面図であり、図6はその側面図である。図5および6に示すポリマー光導波路10bは、ポリマー光導波路本体20を有し、該ポリマー光導波路本体20の一端側にコア結合部21を有する点、ポリマー光導波路本体20のうち、コア結合部21のコアに接触するように設けた除去膜A31を有する点、ならびにそれによる作用効果は、図1および2に示すポリマー光導波路10aと同様である。
図5および6に示すポリマー光導波路10bは、ポリマー光導波路本体20の他端側にフェルール結合部22を有している。フェルール結合部22には、図20に示すポリマー光導波路300における突条340および350のようなフェルール内における位置決めのための構造が設けられている。図5および6に示すポリマー光導波路10bは、該フェルール結合部22に除去膜B32を有している。
図5および6に示すポリマー光導波路10bは、ポリマー光導波路本体20の他端側にフェルール結合部22を有している。フェルール結合部22には、図20に示すポリマー光導波路300における突条340および350のようなフェルール内における位置決めのための構造が設けられている。図5および6に示すポリマー光導波路10bは、該フェルール結合部22に除去膜B32を有している。
図16に示したシリコンフォトニクスインターフェースにおいて、ポリマー光導波路300と、フェルール400との結合部位に何らかの原因で異物が付着すると、フェルール400内に設けられた位置決め用の構造(突条440)との位置ズレが生じるといった接続不良が生じる。
図5および6に示すポリマー光導波路10bは、除去膜B32を有することにより、フェルール結合部22に異物が付着するのを防止できる。除去膜B32を、上述した樹脂組成物を樹脂導波路本体20上に塗布し硬化させて形成することが、微小な凹凸を有するフェルール結合部22への表面追従性が良好であるため好ましい。このようにして形成される塗布型の除去膜B32は、フェルール結合部22に対する密着性が高いため、該フェルール結合部22に強固に付着した異物が存在する場合でも、除去膜B32を剥離することにより、該フェルール結合部22に強固に付着した異物を除去できる。
図5および6に示すポリマー光導波路10bの使用時においては、フェルール結合部22から除去膜B32を剥離することにより、フェルール結合部22に異物が存在しない状態でフェルールと結合できる。除去膜B32をポリマー光導波路本体20から剥離する方法としては、除去膜B32の端部をピンセットなどで保持して引っ張り除去膜B32をポリマー光導波路本体20から剥がす方法、除去膜B32の表面に粘着テープを張り付けて該粘着テープを引っ張ることで除去膜B32をポリマー光導波路本体20から剥がす方法、等がある。
これにより、フェルール内における位置ズレ、例えば、フェルール内におけるポリマー光導波路がななめに固定されることが防止できる。その結果、フェルールを介して光ファイバなどと接続する際に、端面同士の芯合わせがずれることを抑制できる。
これにより、フェルール内における位置ズレ、例えば、フェルール内におけるポリマー光導波路がななめに固定されることが防止できる。その結果、フェルールを介して光ファイバなどと接続する際に、端面同士の芯合わせがずれることを抑制できる。
除去膜B32の膜厚、透過率、剥離力、および、構成材料については、上記除去膜A30について記載したのと同様である。なお、図5および6に示すポリマー光導波路10bにおいて、除去膜A31および除去膜B32を同一の材料を用いて形成すれば、除去膜A31および除去膜B32を同時に形成することができ、作業性が向上するため好ましい。
図7は、本発明のポリマー光導波路のさらに別の一構成例を示した平面図であり、図8はその側面図である。図7および8に示すポリマー光導波路10cは、ポリマー光導波路本体20を有し、その一端側にコア結合部21を有する点、ポリマー光導波路本体20のうち、コア結合部21のコアに接触するように設けた除去膜A31を有する点、他端側にフェルール結合部22を有し、該フェルール結合部22に除去膜B32を有する点、およびそれらによる作用効果は、図5および6に示すポリマー光導波路10bと同様である。
図7および8に示すポリマー光導波路10cは、除去膜A31および除去膜B32がピールタブ40および41を有している。ピールタブ40は、ピールタブ(本体)40aとピールタブ(シート部)40bで構成される。ピールタブ41は、ピールタブ(本体)41aとピールタブ(シート部)41bで構成される。これらのピールタブ40および41は、ポリマー光導波路本体20の端部にピールタブ(シート部)40bおよび41bを配し、樹脂組成物をポッティングして、ピールタブ(本体)40aおよび41aを形成する。
図7および8に示すポリマー光導波路10cは、除去膜A31および除去膜B32がピールタブ40および41を有している。ピールタブ40は、ピールタブ(本体)40aとピールタブ(シート部)40bで構成される。ピールタブ41は、ピールタブ(本体)41aとピールタブ(シート部)41bで構成される。これらのピールタブ40および41は、ポリマー光導波路本体20の端部にピールタブ(シート部)40bおよび41bを配し、樹脂組成物をポッティングして、ピールタブ(本体)40aおよび41aを形成する。
図7および8に示すポリマー光導波路10cでは、ピールタブ(本体)40aおよび41aが除去膜A31および除去膜B32の剥離の起点となる。ピールタブ(本体)40aおよび41aを保持して除去膜A31および除去膜B32を剥離することにより、ポリマー光導波路本体20に損傷を与えることなく、除去膜A31および除去膜B32を容易に剥離できる。
このため、ピールタブ(本体)40aおよび41aの硬度は、除去膜A31および除去膜B32の硬度よりも高いことが好ましい。
このため、ピールタブ(本体)40aおよび41aの硬度は、除去膜A31および除去膜B32の硬度よりも高いことが好ましい。
なお、除去膜A31および除去膜B32の剥離性の観点からは、除去膜A31および除去膜B32と、ポリマー光導波路本体20と、が曲げ強度が異なることが好ましい。具体的には、以下に示す関係のいずれかを満たすことが好ましい。
除去膜A31および除去膜B32の曲げ強度 > ポリマー光導波路本体20の曲げ強度
除去膜A31および除去膜B32の曲げ強度 < ポリマー光導波路本体20の曲げ強度
なお、前者の場合は、ポリマー光導波路本体20を屈曲させることにより、除去膜A31および除去膜B32を剥離できるため、ピールタブ40および41がなくても容易に剥がすことできる。
除去膜A31および除去膜B32の曲げ強度 > ポリマー光導波路本体20の曲げ強度
除去膜A31および除去膜B32の曲げ強度 < ポリマー光導波路本体20の曲げ強度
なお、前者の場合は、ポリマー光導波路本体20を屈曲させることにより、除去膜A31および除去膜B32を剥離できるため、ピールタブ40および41がなくても容易に剥がすことできる。
図9は、本発明のポリマー光導波路のさらに別の一構成例を示した平面図であり、図10はその側面図である。図9および10に示すポリマー光導波路10dは、ポリマー光導波路本体20を有し、その一端側にコア結合部21を有する点、他端側にフェルール結合部22を有する点は、図5および6に示すポリマー光導波路10bと同様である。図9および10に示すポリマー光導波路10dは、コア結合部21およびフェルール結合部22を含むポリマー光導波路本体20の上面全体に除去膜C33を有している。除去膜C33は、コア結合部21の除去膜Aと、フェルール結合部22の除去膜Bを包含し、これらを独立して剥離するため、割断溝60を有している。割断溝60の下方には、ピールタブ42および43を有し、さらに下方には保護部(保護膜)50を有することが好ましい。すなわち、割断溝60を有する部位では、ポリマー光導波路本体20上に、保護部50、ピールタブ42および43、および、除去膜C33をこの順に有することが好ましい。割断溝60は、ポリマー光導波路本体20上に、ピールタブ42および43、および除去膜C33を形成した後、ダイシングなどの方法により形成することが好ましい。ピールタブ42および43と、ポリマー光導波路本体20との間に保護部50を有することにより、ダイシングの際にポリマー光導波路本体20に損傷が生じることを防止できる。
また、ピールタブ42および43と、ポリマー光導波路本体20との間に保護部50を有することにより、除去膜C33の剥離時にポリマー光導波路本体20に損傷が生じることも防止できる。図11および12は、図10のポリマー光導波路10dの使用形態を示した側面図である。具体的には、図10に示すポリマー光導波路10dから除去膜C33を剥離する手順を示した図である。図11に示すように、ポリマー光導波路本体20および除去膜C33を含めたポリマー光導波路10d全体を屈曲させて、割断溝60により、除去膜C33を左右に分離させる。次に、図12に示すように、把持手段1000により、ピールタブ43を把持して除去膜C33を剥離する。この手順の際に、保護部50を有することにより、把持手段1000の接触により、ポリマー光導波路本体20に損傷が生じることも防止できる。
なお、上記の作用を奏するため、ピールタブ42および43と、除去膜C33との密着力は、ピールタブ42および43と、保護部50との密着力よりも高いことが好ましい。
なお、上記の作用を奏するため、ピールタブ42および43と、除去膜C33との密着力は、ピールタブ42および43と、保護部50との密着力よりも高いことが好ましい。
図11および12では、図中右側の除去膜C33をポリマー光導波路本体20から剥離する手順を示しているが、図中左側の除去膜C33をポリマー光導波路本体20から剥離する段階では、除去膜C33とともに保護部50も樹脂導波路本体20から剥離する必要がある。このため、保護部50とポリマー光導波路本体20との剥離力は、除去膜C33と樹脂導波路本体20との剥離力よりも低いことが好ましい。
但し、図11および12に示すように、図中右側の除去膜C33をポリマー光導波路本体20から剥離する段階では、保護部50とポリマー光導波路本体20との剥離力が、除去膜C33と樹脂導波路本体20との剥離力よりも低いことは必ずしも必要ではない。
保護部50を、UV照射によりポリマー光導波路本体20との接着強度が低下する材料で形成すれば、図中左側の除去膜C33をポリマー光導波路本体20から剥離する段階で、UV照射することで、ポリマー光導波路本体20との接着強度を低下させることができるため好ましい。
なお、保護部50の構成材料は光硬化性樹脂であることがポリマー光導波路本体20への損傷防止の観点から好ましい。同様の理由から、保護部50の構成材料が熱硬化性樹脂の場合、硬化温度が100℃以下であることが好ましい。
但し、図11および12に示すように、図中右側の除去膜C33をポリマー光導波路本体20から剥離する段階では、保護部50とポリマー光導波路本体20との剥離力が、除去膜C33と樹脂導波路本体20との剥離力よりも低いことは必ずしも必要ではない。
保護部50を、UV照射によりポリマー光導波路本体20との接着強度が低下する材料で形成すれば、図中左側の除去膜C33をポリマー光導波路本体20から剥離する段階で、UV照射することで、ポリマー光導波路本体20との接着強度を低下させることができるため好ましい。
なお、保護部50の構成材料は光硬化性樹脂であることがポリマー光導波路本体20への損傷防止の観点から好ましい。同様の理由から、保護部50の構成材料が熱硬化性樹脂の場合、硬化温度が100℃以下であることが好ましい。
図10に示すポリマー光導波路10dにおいて、保護部50およびピールタブ42および43は、ポリマー光導波路本体20上の所定の位置にマスキングテープ等の樹脂テープを貼付することで形成してもよい。この場合、保護部50をなす樹脂テープを貼付した後、その上にピールタブ42および43をなす樹脂テープを貼付する。この状態で、ポリマー光導波路本体20上に樹脂組成物を塗布し、該樹脂組成物を硬化させて除去膜C33を形成した後、除去膜C33の所定の位置にダイシング等の方法により割断溝60を形成する。
図13は、本発明のポリマー光導波路のさらに別の一構成例を示した斜視図である。図13に示すポリマー光導波路10eは、ポリマー光導波路本体20の上面全体に除去膜C34が形成されている点、除去膜C34に割断溝61が形成されている点、割断溝61を有する部位では、ポリマー光導波路本体20上に、保護部51、ピールタブ44、および除去膜C34をこの順に有する点は図10に示すポリマー光導波路10dと同様である。但し、図13に示すポリマー光導波路10eは割断溝61の形状が図10に示すポリマー光導波路10dとは異なりU字状である。また、図13に示すポリマー光導波路10eでは、割断溝61が、除去膜C34、およびピールタブ44を貫通して、保護部51に達している。上述した手順にしたがって、ダイシング等の方法により割断溝61を形成する場合、図示した態様のように、割断溝61が保護部51に達していることが、除去膜C34を剥離する際に異物の発生を抑制できるため好ましい。但し、割断溝61が保護部51を貫通すると、ダイシング時にポリマー光導波路本体20に損傷を生じるため好ましくない。このため、保護部51における割断溝61の深さは、保護部51の厚さの10~50%が好ましい。
図14および15は、図13のポリマー光導波路10eの使用形態を示した側面図である。具体的には、図13に示すポリマー光導波路10eから除去膜C34を剥離する手順を示した図である。図14では、把持手段1000により、ピールタブ44を把持して図中中央の除去膜C34を剥離している。ピールタブ44の下方に保護部51が存在することにより、把持手段1000により、ポリマー光導波路本体20に損傷が生じることが防止される。
ポリマー光導波路本体20が屈曲性を有する場合、図15に示すように、ピールタブ44を指2000で把持しながら、ポリマー光導波路10e全体を屈曲させることにより、除去膜C34を剥離してもよい。
ポリマー光導波路本体20が屈曲性を有する場合、図15に示すように、ピールタブ44を指2000で把持しながら、ポリマー光導波路10e全体を屈曲させることにより、除去膜C34を剥離してもよい。
以下、本発明のポリマー光導波路について、さらに記載する。
本発明のポリマー光導波路において、ポリマー光導波路本体におけるコアおよびクラッドの構成材料は、コアの屈折率よりもクラッドの屈折率が低くなるような屈折率の差が生じる材料であれば特に限定されない。例えば、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のようなメタクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、オキセタン系樹脂、フェノキシ樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ(イミド・イソインドロキナゾリンジオンイミド)樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエステルイミド樹脂等)のようなポリイミド系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリシラン、ポリシラザンゾイミダゾール系樹脂、のような各種の樹脂材料や、有機無機ハイブリット材料を用いることができる。
これらの材料のうち、フッ素系樹脂は、吸水率又は吸湿率が低く、高温高湿に対する耐性に優れ、化学的な安定性が高いため、コアやクラッドの材料として好適である。フッ素系樹脂を用いたポリマー光導波路は、外的環境の変化、特に湿度の変化による屈折率の変動が小さくて特性が安定しており、また、光通信波長帯域における透明性が高い。
これらの材料のうち、フッ素系樹脂は、吸水率又は吸湿率が低く、高温高湿に対する耐性に優れ、化学的な安定性が高いため、コアやクラッドの材料として好適である。フッ素系樹脂を用いたポリマー光導波路は、外的環境の変化、特に湿度の変化による屈折率の変動が小さくて特性が安定しており、また、光通信波長帯域における透明性が高い。
本発明のポリマー光導波路本体の製造方法は特に限定されず、各種方法を用いることができる。具体的には、複製(スタンパ)法、直接露光法、反応性イオンエッチング(RIE)とフォトリソグラフィプロセスを組み合わせる方法、射出成形をもとにした方法、フォトブリーチング法、直接描画法、自己形成法等を用いることができる。
本発明のポリマー光導波路本体の製造方法の一例を以下に示す。
まず、スピンコート法により、基板の上にクラッド構成材料の前駆体を含有する塗布液を塗布する。続いて、クラッド構成材料の前駆体を硬化させてコアよりも下方のクラッド(以下、本明細書において、「アンダークラッド」とも言う。)を形成する。
次に、スピンコート法により、アンダークラッドの上にコア構成材料の前駆体を含有する塗布液を塗布する。続いて、フォトリソグラフィプロセスにより、コア構成材料の前駆体プレポリマをパターニングし、アンダークラッドの上にコアを形成する。コアを形成した後、必要に応じてポストベークを行ってもよい。
次に、スピンコート法により、アンダークラッド及びコアの上にクラッド構成材料の前駆体を含有する塗布液を塗布する。続いて、クラッド構成材料の前駆体を硬化させてコアよりも上方のクラッド(以下、本明細書において、「オーバークラッド」とも言う。)を形成することにより、ポリマー光導波路本体が形成される。なお、オーバークラッドを形成する際、フォトリソグラフィプロセスにより、ポリマー光導波路本体の光の伝播方向に沿って、オーバークラッドの少なくとも一部が存在しないコア結合部を形成できる。コア結合部はポリマー光導波路本体のコアとシリコン光導波路のコアとのアディアバティック結合に使用される。
まず、スピンコート法により、基板の上にクラッド構成材料の前駆体を含有する塗布液を塗布する。続いて、クラッド構成材料の前駆体を硬化させてコアよりも下方のクラッド(以下、本明細書において、「アンダークラッド」とも言う。)を形成する。
次に、スピンコート法により、アンダークラッドの上にコア構成材料の前駆体を含有する塗布液を塗布する。続いて、フォトリソグラフィプロセスにより、コア構成材料の前駆体プレポリマをパターニングし、アンダークラッドの上にコアを形成する。コアを形成した後、必要に応じてポストベークを行ってもよい。
次に、スピンコート法により、アンダークラッド及びコアの上にクラッド構成材料の前駆体を含有する塗布液を塗布する。続いて、クラッド構成材料の前駆体を硬化させてコアよりも上方のクラッド(以下、本明細書において、「オーバークラッド」とも言う。)を形成することにより、ポリマー光導波路本体が形成される。なお、オーバークラッドを形成する際、フォトリソグラフィプロセスにより、ポリマー光導波路本体の光の伝播方向に沿って、オーバークラッドの少なくとも一部が存在しないコア結合部を形成できる。コア結合部はポリマー光導波路本体のコアとシリコン光導波路のコアとのアディアバティック結合に使用される。
以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。例1~例8は実施例、例9~例11は比較例である。例1~例8は塗布型の除去膜であり、例10~例11はフィルム型の除去膜である。
(例1)
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、開環重合する化合物(1,3-ジオキソラン)を含む溶液をディスペンサで塗布し、その後、常温で硬化させて除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、開環重合する化合物(1,3-ジオキソラン)を含む溶液をディスペンサで塗布し、その後、常温で硬化させて除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を以下の手順で測定した。
ポリマー光導波路から剥がした除去膜の膜厚をマイクロメータ(型式:MDC―MX、メーカ:株式会社ミツトヨ社製)を用いて測定した。除去膜の3箇所において膜厚を測定し、その平均値を求め、除去膜の膜厚とした。除去膜の膜厚は200μmであった。
ポリマー光導波路から剥がした除去膜の膜厚をマイクロメータ(型式:MDC―MX、メーカ:株式会社ミツトヨ社製)を用いて測定した。除去膜の3箇所において膜厚を測定し、その平均値を求め、除去膜の膜厚とした。除去膜の膜厚は200μmであった。
また、除去膜A31および除去膜B32について、膜厚が100μmであるときの波長380nm~780nmの可視光透過率を以下の手順で測定した。
波長380nm~780nmの可視光透過率の測定は、光源としてLAX-C100(朝日分光株式会社製)を用い、分光ユニットとしてHSU―100s(朝日分光)を用いた光透過率測定器を使用して実施した。
可視光透過率は、波長380nm~780nmの可視光透過スペクトルを測定して、JIS規格JIS R3106(1998)にしたがって算出した。
波長380nm~780nmの可視光透過率の算出は、下記式に示すように波長380~780nmにおける透過率スペクトルに対して、昼光スペクトルと比視感度の波長分布から得られる重価係数を乗じ、加重平均することで求めた。
波長380nm~780nmの可視光透過率の測定は、光源としてLAX-C100(朝日分光株式会社製)を用い、分光ユニットとしてHSU―100s(朝日分光)を用いた光透過率測定器を使用して実施した。
可視光透過率は、波長380nm~780nmの可視光透過スペクトルを測定して、JIS規格JIS R3106(1998)にしたがって算出した。
波長380nm~780nmの可視光透過率の算出は、下記式に示すように波長380~780nmにおける透過率スペクトルに対して、昼光スペクトルと比視感度の波長分布から得られる重価係数を乗じ、加重平均することで求めた。
式中、τvは波長380~780nmにおける可視光透過率、DλはCIE昼光D65の分光分布、VλはCIE明順応標準比視感度、τ(λ)は波長λの透過率、ΣDλ×Vλは重価係数の総和、ΣDλ×Vλ×τ(λ)は重価係数に透過率をかけた値の総和である。
膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率は、図21に示すように、各膜厚の可視光透過率をプロットし、膜厚と可視光透過率の近似直線を求め、膜厚が100μmであるときの可視光透過率を算出することにより得た。膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率は52.9%であった。
膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率は、図21に示すように、各膜厚の可視光透過率をプロットし、膜厚と可視光透過率の近似直線を求め、膜厚が100μmであるときの可視光透過率を算出することにより得た。膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率は52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32のポリマー光導波路に対する剥離力をオートグラフ(型式:AG-X plus、メーカ:島津製作所製)を用いて測定した。測定はJIS Z0237(2009)に記載のある90°剥離試験に則って実施した。測定条件は剥離速度を2.5mm/minとし、剥離力はN/25mmで算出した。剥離力は1.1N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を以下の手順で評価した。
除去膜A31および除去膜B32が付いたポリマー光導波路10bをダイシングで切断して、ポリマー光導波路10bに対する除去膜A31および除去膜B32の密着性を評価した。
ダイシングにはダイシング装置(型式:DAD321、メーカ:株式会社ディスコ製)を使用した。切断条件は5mm/secで実施した。
評価基準は以下に示す通り。
A:除去膜が付いたポリマー光導波路をダイシングで切断した時に、ポリマー光導波路から剥がれず、除去膜の位置ズレも生じない。
B:除去膜が付いたポリマー光導波路をダイシングで切断した時に、除去膜の位置ズレが生じる部分がある。
C:除去膜が付いたポリマー光導波路をダイシングで切断した時に、除去膜がポリマー光導波路の表面から剥がれて除去された部分がある。
例1の除去膜の密着性の評価結果はAであった。
除去膜A31および除去膜B32が付いたポリマー光導波路10bをダイシングで切断して、ポリマー光導波路10bに対する除去膜A31および除去膜B32の密着性を評価した。
ダイシングにはダイシング装置(型式:DAD321、メーカ:株式会社ディスコ製)を使用した。切断条件は5mm/secで実施した。
評価基準は以下に示す通り。
A:除去膜が付いたポリマー光導波路をダイシングで切断した時に、ポリマー光導波路から剥がれず、除去膜の位置ズレも生じない。
B:除去膜が付いたポリマー光導波路をダイシングで切断した時に、除去膜の位置ズレが生じる部分がある。
C:除去膜が付いたポリマー光導波路をダイシングで切断した時に、除去膜がポリマー光導波路の表面から剥がれて除去された部分がある。
例1の除去膜の密着性の評価結果はAであった。
ポリマー光導波路10bについて、以下の評価を実施した。
(コア結合部21の異物量)
コア結合部21の異物量を以下の手順で評価した。
除去膜A31の密着性評価で切断したポリマー光導波路10bのコア結合部21に密着している除去膜A31を、観察直前に除去し、コア結合部21の表面を光学顕微鏡で観察し、付着している異物の数を評価した。
光学顕微鏡(型式:STM6、メーカ:オリンパス株式会社)を用い、コア結合部21のコアの表面を対物5倍レンズで観察し、コアの表面に付着する直径が1μm以上の異物の数をカウントし、以下の評価基準で評価した。
<評価基準>コア結合部21(結合部とはコアの表面のみ)に付着する直径が1μm以上の異物の数
A:10個以下。
B:10個超、50個以下。
C:50個超、100個以下。
D:100個超。
評価結果はAであった。
(コア結合部21の異物量)
コア結合部21の異物量を以下の手順で評価した。
除去膜A31の密着性評価で切断したポリマー光導波路10bのコア結合部21に密着している除去膜A31を、観察直前に除去し、コア結合部21の表面を光学顕微鏡で観察し、付着している異物の数を評価した。
光学顕微鏡(型式:STM6、メーカ:オリンパス株式会社)を用い、コア結合部21のコアの表面を対物5倍レンズで観察し、コアの表面に付着する直径が1μm以上の異物の数をカウントし、以下の評価基準で評価した。
<評価基準>コア結合部21(結合部とはコアの表面のみ)に付着する直径が1μm以上の異物の数
A:10個以下。
B:10個超、50個以下。
C:50個超、100個以下。
D:100個超。
評価結果はAであった。
(フェルール結合部22の異物量)
フェルール結合部22の異物量を以下の手順で評価した。
除去膜B32の密着性評価で切断したポリマー光導波路10bのフェルール結合部22に密着している除去膜B32を、観察直前に除去し、フェルール結合部22の表面を光学顕微鏡で観察し、付着している異物の数を評価した。
光学顕微鏡(型式:STM6、メーカ:オリンパス株式会社)を用い、フェルール結合部22のコアの表面を対物5倍レンズで観察し、コアの表面に付着する直径が3μm以上の異物の数をカウントし、以下の評価基準で評価した。
<評価基準>フェルール結合部22の付着する直径が3μm以上の異物の数
A:10個以下。
B:10個超、50個以下。
C:50個超、100個以下。
D:100個超。
評価結果はAであった。
フェルール結合部22の異物量を以下の手順で評価した。
除去膜B32の密着性評価で切断したポリマー光導波路10bのフェルール結合部22に密着している除去膜B32を、観察直前に除去し、フェルール結合部22の表面を光学顕微鏡で観察し、付着している異物の数を評価した。
光学顕微鏡(型式:STM6、メーカ:オリンパス株式会社)を用い、フェルール結合部22のコアの表面を対物5倍レンズで観察し、コアの表面に付着する直径が3μm以上の異物の数をカウントし、以下の評価基準で評価した。
<評価基準>フェルール結合部22の付着する直径が3μm以上の異物の数
A:10個以下。
B:10個超、50個以下。
C:50個超、100個以下。
D:100個超。
評価結果はAであった。
(例2)
本実施例では、図7および8に示すポリマー光導波路10cを作製した。具体的には、例1と同様の手順でポリマー光導波路10bを作製した後、以下に示す手順で除去膜A31および除去膜B32の端部にピールタブ40および41を形成して、ポリマー光導波路10cを得た。
除去膜A31とピールタブ(シート部)40bの端面を接触させた状態で(または、ピールタブ(シート部)40bの端面を光導波路21の下部に接触した状態で)、開環重合する化合物を含む溶液を除去膜A31とピールタブ(シート部)40bが接着するように滴下して、硬化させてピールタブ(本体)40aを形成することでピールタブ40を形成した。同様にしてピールタブ41も形成した。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ200μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ1.1N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
本実施例では、図7および8に示すポリマー光導波路10cを作製した。具体的には、例1と同様の手順でポリマー光導波路10bを作製した後、以下に示す手順で除去膜A31および除去膜B32の端部にピールタブ40および41を形成して、ポリマー光導波路10cを得た。
除去膜A31とピールタブ(シート部)40bの端面を接触させた状態で(または、ピールタブ(シート部)40bの端面を光導波路21の下部に接触した状態で)、開環重合する化合物を含む溶液を除去膜A31とピールタブ(シート部)40bが接着するように滴下して、硬化させてピールタブ(本体)40aを形成することでピールタブ40を形成した。同様にしてピールタブ41も形成した。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ200μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ1.1N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
(例3)
本実施例では、図9および10に示すポリマー光導波路10dを作製した。具体的には、光導波路本体20の所定の位置に幅2mmにマスキングテープを2枚重ねで貼付した後、開環重合する化合物を含む溶液をマスキングテープの上も含む表面に塗布し、その後、常温で硬化させて除去膜C33を形成した。その後、ダイシングによりマスキングテープの下層の途中まで割断溝60を形成してポリマー光導波路10cを得た。
除去膜C33の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ200μmであった。
除去膜C33の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜C33の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ1.1N/25mmであった。
除去膜C33の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
本実施例では、図9および10に示すポリマー光導波路10dを作製した。具体的には、光導波路本体20の所定の位置に幅2mmにマスキングテープを2枚重ねで貼付した後、開環重合する化合物を含む溶液をマスキングテープの上も含む表面に塗布し、その後、常温で硬化させて除去膜C33を形成した。その後、ダイシングによりマスキングテープの下層の途中まで割断溝60を形成してポリマー光導波路10cを得た。
除去膜C33の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ200μmであった。
除去膜C33の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜C33の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ1.1N/25mmであった。
除去膜C33の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
(例4)
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、開環重合する化合物を含む溶液のディスペンサで塗布時の塗布量を例1とは変えて実施することで膜厚150μmの除去膜A31および除去膜B32を形成した。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ1.0N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、開環重合する化合物を含む溶液のディスペンサで塗布時の塗布量を例1とは変えて実施することで膜厚150μmの除去膜A31および除去膜B32を形成した。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ1.0N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
(例5)
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、開環重合する化合物を含む溶液を、ポリマー光導波路本体20の結合部21およびフェルール結合部22に、回転数100rpmで30秒間スピンコートし、60℃で120秒間乾燥させて除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ100μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ0.9N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、開環重合する化合物を含む溶液を、ポリマー光導波路本体20の結合部21およびフェルール結合部22に、回転数100rpmで30秒間スピンコートし、60℃で120秒間乾燥させて除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ100μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ0.9N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
(例6)
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、開環重合する化合物を含む溶液を、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、回転数300rpmで30秒間スピンコートし、60℃で120秒間乾燥させて除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ30μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ0.6N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、開環重合する化合物を含む溶液を、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、回転数300rpmで30秒間スピンコートし、60℃で120秒間乾燥させて除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ30μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ0.6N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
(例7)
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、開環重合する化合物を含む溶液をPGMEAで2:1の割合で希釈した溶液を、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、回転数100rpmで30秒間スピンコートし、60℃で120秒間乾燥させて除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ20μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ0.4N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、開環重合する化合物を含む溶液をPGMEAで2:1の割合で希釈した溶液を、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、回転数100rpmで30秒間スピンコートし、60℃で120秒間乾燥させて除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ20μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ0.4N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
(例8)
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、開環重合する化合物を含む溶液をPGMEAで2:1の割合で希釈した溶液を、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、回転数500rpmで30秒間スピンコートし、室温で15分間以上乾燥させて除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ1μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順での測定を試みたが、薄膜過ぎて剥離力を測定できなかった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
本実施例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、開環重合する化合物を含む溶液をPGMEAで2:1の割合で希釈した溶液を、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、回転数500rpmで30秒間スピンコートし、室温で15分間以上乾燥させて除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ1μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ52.9%であった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順での測定を試みたが、薄膜過ぎて剥離力を測定できなかった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
(例9)
本例では、光導波路本体20に剥離膜を形成せずに、コア結合部21の異物量、およびフェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価した。
コア結合部21のコアにはダイシングによる異物が多く付着しており、評価結果はDであった。また、フェルール結合部22にもダイシングによる異物が多く付着しており、評価結果はDであった。
本例では、光導波路本体20に剥離膜を形成せずに、コア結合部21の異物量、およびフェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価した。
コア結合部21のコアにはダイシングによる異物が多く付着しており、評価結果はDであった。また、フェルール結合部22にもダイシングによる異物が多く付着しており、評価結果はDであった。
(例10)
本例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、除去膜A31および除去膜B32として、粘着性有するフィルム型の保護用自己剥離テープ(品名:SELFA-MP、メーカ:積水化学製)を貼付した。
除去膜A31および除去膜B32のPETフィルムの膜厚は55μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ1.8N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はCであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はDであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はDであった。
例10のフィルム型の除去膜は、剥離力は高いが、硬度が高く曲げ難いフィルムであるため、ポリマー光導波路の表面凹凸形状に追随して密着できず、密着性の評価において除去膜が剥がれる、ポリマー光導波路表面の異物量も多くなる、結果であった。
本例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、除去膜A31および除去膜B32として、粘着性有するフィルム型の保護用自己剥離テープ(品名:SELFA-MP、メーカ:積水化学製)を貼付した。
除去膜A31および除去膜B32のPETフィルムの膜厚は55μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ1.8N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はCであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はDであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はDであった。
例10のフィルム型の除去膜は、剥離力は高いが、硬度が高く曲げ難いフィルムであるため、ポリマー光導波路の表面凹凸形状に追随して密着できず、密着性の評価において除去膜が剥がれる、ポリマー光導波路表面の異物量も多くなる、結果であった。
(例11)
本例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、除去膜A31および除去膜B32として、粘着性有するフィルム型のクリーニングテープ(品名:EC-7507、メーカ:スミロン社製)を貼付した。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚は45μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ0.9N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はCであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はDであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はDであった。
例11のフィルム型の除去膜は、例10の除去膜に比べ硬度が低く、例10の除去膜より曲げやすいフィルムである。しかし、例11の除去膜でも、ポリマー光導波路の表面凹凸形状に追随して密着できず、密着性の評価において除去膜が剥がれる、ポリマー光導波路表面の異物量も多くなる、結果であった。
本例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に、除去膜A31および除去膜B32として、粘着性有するフィルム型のクリーニングテープ(品名:EC-7507、メーカ:スミロン社製)を貼付した。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚は45μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ0.9N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はCであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はDであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はDであった。
例11のフィルム型の除去膜は、例10の除去膜に比べ硬度が低く、例10の除去膜より曲げやすいフィルムである。しかし、例11の除去膜でも、ポリマー光導波路の表面凹凸形状に追随して密着できず、密着性の評価において除去膜が剥がれる、ポリマー光導波路表面の異物量も多くなる、結果であった。
(例12)
本例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、アクリル酸エステルを含んだUV硬化型の仮固定用接着剤(品名:TEMPLOC YG-100、メーカ:デンカ社製)を、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に回転数1000rpmで30秒間スピンコートし、超高圧水銀灯(品名:UL-7000、メーカ:Quintel社製)を用いて、照射条件3000mJ/cm2で10分間UV照射して光硬化させて、除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ100μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ80.2%であった。
剥離前にさらに超高圧水銀灯(品名:UL-7000、メーカ:Quintel社製)を用いて、照射条件3000mJ/cm2で10分間UV照射したあと、温度80℃の温水に浸漬して剥離可能な状態になるよう処理を行った。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ0.95N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
例12の除去膜は例5の除去膜と比べて密着力は強いが、剥離させることが難しく、剥離後の樹脂導波路の形状がカーリングする結果になった。
本例では、図5および6に示すポリマー光導波路10bを作製した。具体的には、アクリル酸エステルを含んだUV硬化型の仮固定用接着剤(品名:TEMPLOC YG-100、メーカ:デンカ社製)を、ポリマー光導波路本体20のコア結合部21およびフェルール結合部22に回転数1000rpmで30秒間スピンコートし、超高圧水銀灯(品名:UL-7000、メーカ:Quintel社製)を用いて、照射条件3000mJ/cm2で10分間UV照射して光硬化させて、除去膜A31および除去膜B32を形成してポリマー光導波路10bを得た。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚を例1と同様の手順で測定したところ100μmであった。
除去膜A31および除去膜B32の膜厚が100μmであるときの波長380~780nmの可視光透過率を例1と同様の手順で測定したところ80.2%であった。
剥離前にさらに超高圧水銀灯(品名:UL-7000、メーカ:Quintel社製)を用いて、照射条件3000mJ/cm2で10分間UV照射したあと、温度80℃の温水に浸漬して剥離可能な状態になるよう処理を行った。
除去膜A31および除去膜B32の剥離力を例1と同様の手順で測定したところ0.95N/25mmであった。
除去膜A31および除去膜B32の密着性を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はAであった。
コア結合部21の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
フェルール結合部22の異物量を例1と同様の手順で評価したところ評価結果はBであった。
例12の除去膜は例5の除去膜と比べて密着力は強いが、剥離させることが難しく、剥離後の樹脂導波路の形状がカーリングする結果になった。
(挿入損失)
例1~例8については、除去膜を剥離した後にポリマー光導波路の挿入損失を以下の手順で測定した。
挿入損失は、JPCA規格4.6.2.1カットバック方法(2008)に記載されている方法で測定した。入射側光ファイバと光導波路のモードの組み合わせは、JPCA規格、表4.6.1-1に記載されている組み合わせナンバ6に相当する組み合わせの入射側にシングルモードファイバ、出射側にシングルモードファイバを使用した。挿入損失測定に使用したファイバは、入射側および出射側ともにシングルモードファイバ(コーニング社製、品番:SMF128、NA0.11、コア径10μm)を使用した。光学測定系で用いた発光側の光源としては、LD光源(型式:AQ4213、メーカ:安藤電気社製)を有するユニット(型式:AQ2140、メーカ:安藤電気社製)を使用した。受光側には、パワーメーター(型式:Q8221ユニット、メーカ:アドバンテスト社製)とセンサーユニット(型式:Q82208、メーカ:アドバンテスト社製)を使用した。
例1~例8において、ポリマー光導波路10bの挿入損失は2.0dB以下であることを確認した。
例1~例8については、除去膜を剥離した後にポリマー光導波路の挿入損失を以下の手順で測定した。
挿入損失は、JPCA規格4.6.2.1カットバック方法(2008)に記載されている方法で測定した。入射側光ファイバと光導波路のモードの組み合わせは、JPCA規格、表4.6.1-1に記載されている組み合わせナンバ6に相当する組み合わせの入射側にシングルモードファイバ、出射側にシングルモードファイバを使用した。挿入損失測定に使用したファイバは、入射側および出射側ともにシングルモードファイバ(コーニング社製、品番:SMF128、NA0.11、コア径10μm)を使用した。光学測定系で用いた発光側の光源としては、LD光源(型式:AQ4213、メーカ:安藤電気社製)を有するユニット(型式:AQ2140、メーカ:安藤電気社製)を使用した。受光側には、パワーメーター(型式:Q8221ユニット、メーカ:アドバンテスト社製)とセンサーユニット(型式:Q82208、メーカ:アドバンテスト社製)を使用した。
例1~例8において、ポリマー光導波路10bの挿入損失は2.0dB以下であることを確認した。
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、2017年8月16日出願の日本特許出願2017-157129に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本出願は、2017年8月16日出願の日本特許出願2017-157129に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
10a,10b,10c,10d,10e:ポリマー光導波路
20:ポリマー光導波路本体
21:コア結合部
22:フェルール結合部
30,31:除去膜A
32:除去膜B
33,34:除去膜C
40,41:ピールタブ
40a,41a:ピールタブ(本体)
40b,41b:ピールタブ(シート部)
42,43,44:ピールタブ
50,51:保護部
60,61:割断溝
100:シリコンフォトニクスインターフェース
200:シリコン光導波路
210:コア
220:クラッド
230:凹部
300:ポリマー光導波路
310:コア
320:クラッド
330:凸部
340,350:突条
400:フェルール
410:下部材
420:上部材
430:凹部
440,440a,440b:突条
450:開口部
1000:把持手段
2000:指
20:ポリマー光導波路本体
21:コア結合部
22:フェルール結合部
30,31:除去膜A
32:除去膜B
33,34:除去膜C
40,41:ピールタブ
40a,41a:ピールタブ(本体)
40b,41b:ピールタブ(シート部)
42,43,44:ピールタブ
50,51:保護部
60,61:割断溝
100:シリコンフォトニクスインターフェース
200:シリコン光導波路
210:コア
220:クラッド
230:凹部
300:ポリマー光導波路
310:コア
320:クラッド
330:凸部
340,350:突条
400:フェルール
410:下部材
420:上部材
430:凹部
440,440a,440b:突条
450:開口部
1000:把持手段
2000:指
Claims (17)
- コアと、前記コアの周囲に配された、前記コアよりも屈折率が低いクラッドとを有するポリマー光導波路であって、
前記ポリマー光導波路は、前記ポリマー光導波路の光の伝搬方向に沿って、前記クラッドの少なくとも一部が存在しない前記コアの結合部と、
前記結合部のコアに接触するように設けた塗布型の除去膜Aと
を有するポリマー光導波路。 - フェルール結合部を有し、前記フェルール結合部に塗布型の除去膜Bを有する、請求項1に記載のポリマー光導波路。
- 前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは膜厚が1μm~500μmである、請求項1または2に記載のポリマー光導波路。
- 前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは、膜厚が100μmであるときの380nm~780nmの可視光透過率が30%以上である、請求項3に記載のポリマー光導波路。
- 前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bと前記ポリマー光導波路との剥離力は0.1N/25mm~2.5N/25mmである、請求項1~4のいずれか一項に記載のポリマー光導波路。
- 前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bはピールタブを有する、請求項1~5のいずれか一項に記載のポリマー光導波路。
- 前記ピールタブの硬度は、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bの硬度より高い、請求項6に記載のポリマー光導波路。
- 前記ピールタブと前記ポリマー光導波路との間に保護部を有する、請求項6または7に記載のポリマー光導波路。
- 前記保護部と前記ポリマー光導波路との剥離力は、前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bと前記ポリマー光導波路との剥離力より低い、請求項8に記載のポリマー光導波路。
- 前記保護部は、UV照射により前記ポリマー光導波路との接着強度が低下する材料で形成される、請求項9に記載のポリマー光導波路。
- 前記除去膜Aおよび前記除去膜Bを包含する除去膜Cを有しており、該除去膜Cにおいて、前記除去膜Aおよび前記除去膜Bの間に割断溝を有する、請求項2~10のいずれか一項に記載のポリマー光導波路。
- 前記ポリマー光導波路と前記除去膜Cとの間に、保護部およびピールタブがこの順に配された部位が存在し、前記割断溝は、前記除去膜Cおよび前記ピールタブを貫通し、前記保護部に達している、請求項11に記載のポリマー光導波路。
- 本発明のポリマー光導波路において、前記保護部の割断溝の深さは、前記保護部の厚さの10~50%である、請求項12に記載のポリマー光導波路。
- 前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは、シリコーン化合物を含有しない樹脂組成物からなる、請求項1~13のいずれか一項に記載のポリマー光導波路。
- 前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは、開環重合する化合物および/またはその重合物を含む樹脂組成物からなる、請求項14に記載のポリマー光導波路。
- 前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは、環状アセタールおよび/またはその重合物を含む樹脂組成物からなる、請求項15に記載のポリマー光導波路。
- 前記除去膜Aおよび/または前記除去膜Bは、1,3-ジオキソランおよび/またはその重合物を含む樹脂組成物からなる、請求項16に記載のポリマー光導波路。
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