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JP5169639B2 - Optical waveguide - Google Patents

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JP5169639B2
JP5169639B2 JP2008224149A JP2008224149A JP5169639B2 JP 5169639 B2 JP5169639 B2 JP 5169639B2 JP 2008224149 A JP2008224149 A JP 2008224149A JP 2008224149 A JP2008224149 A JP 2008224149A JP 5169639 B2 JP5169639 B2 JP 5169639B2
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信介 寺田
睦宏 松山
浩司 長木
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Description

本発明は、光導波路に関するものである。   The present invention relates to an optical waveguide.

近年、光周波搬送波を使用してデータを移送する光通信がますます重要になっている。このような光通信において、光周波搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路がある。   In recent years, optical communications that transport data using optical frequency carriers have become increasingly important. In such optical communication, there is an optical waveguide as a means for guiding an optical frequency carrier wave from one point to another point.

この光導波路は、例えば、一対のクラッド層と、一対のクラッド層の間に設けられたコア層を有して構成される。コア層は、線状のコア部とそれを挟み込むようにコア部の両側に設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光周波搬送波の光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド層およびクラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。   For example, the optical waveguide includes a pair of cladding layers and a core layer provided between the pair of cladding layers. The core layer has a linear core portion and clad portions provided on both sides of the core portion so as to sandwich the core portion. The core portion is made of a material that is substantially transparent to light of an optical frequency carrier wave, and the cladding layer and the cladding portion are made of a material having a lower refractive index than the core portion.

特許文献1には、2層のクラッド層(上方クラッド層および下方クラッド層)と、その間に設けられ、ポリシランと有機過酸化物を含むポリシラン組成物を用いて形成されたポリシラン層とを有するポリマー光導波路が開示されている。また、ポリシラン層中には、コア層(コア部)とその両側に設けられた側面クラッド層(クラッド部)とが形成されている。   Patent Document 1 discloses a polymer having two clad layers (an upper clad layer and a lower clad layer) and a polysilane layer provided between them and formed using a polysilane composition containing polysilane and an organic peroxide. An optical waveguide is disclosed. In the polysilane layer, a core layer (core portion) and side clad layers (cladding portions) provided on both sides thereof are formed.

このような光導波路では、コア部が、コア部よりも屈折率が低いクラッド層およびクラッド部によって囲まれた構成となっている。したがって、コア部の端部から導入された光は、クラッド層およびクラッド部との境界で反射しながら、コア部の軸に沿って搬送される。   In such an optical waveguide, the core portion is surrounded by a cladding layer and a cladding portion having a refractive index lower than that of the core portion. Therefore, the light introduced from the end portion of the core portion is conveyed along the axis of the core portion while being reflected at the boundary between the cladding layer and the cladding portion.

また、光導波路の入射側には、半導体レーザ等の発光素子が配置され、この発光素子から発生した光を光導波路のコア部に入射する。一方、光導波路の出射側には、フォトダイオード等の受光素子が配置され、コア部を伝搬してきた光を受光素子により受光する。そして、受光素子により受光した光の明滅パターンに基づいて光通信を可能にする。   Further, a light emitting element such as a semiconductor laser is disposed on the incident side of the optical waveguide, and light generated from the light emitting element is incident on the core portion of the optical waveguide. On the other hand, a light receiving element such as a photodiode is disposed on the exit side of the optical waveguide, and the light propagating through the core is received by the light receiving element. Then, optical communication is enabled based on the blinking pattern of light received by the light receiving element.

ところで、光導波路が低屈折率の媒体に隣接している場合、具体的には、光導波路が空気中に存在している場合、コア部とクラッド部との境界のみでなく、クラッド部と空気との境界においても光が反射される。   By the way, when the optical waveguide is adjacent to the low refractive index medium, specifically, when the optical waveguide is in the air, not only the boundary between the core portion and the cladding portion but also the cladding portion and the air. Light is also reflected at the boundary.

ここで、光導波路の入射側では、発光素子が発生する光の全てをコア部に入射させることが好ましいが、一般には、光導波路と発光素子との間で光軸のずれや開口数のマッチング不良等の原因により、一部の光がクラッド部に入射することがある。   Here, on the incident side of the optical waveguide, it is preferable that all of the light generated by the light emitting element is incident on the core part. However, in general, the optical axis is misaligned and the numerical aperture is matched between the optical waveguide and the light emitting element. Some light may be incident on the cladding due to a defect or the like.

このようにしてクラッド部に入射された光は、空気との境界で反射を繰り返し、終端まで伝搬する。そして、最終的には、クラッド部の終端から出射し、コア部から出射した光とともに受光素子によって受光される。その結果、クラッド部を伝搬してきた光がノイズとなってS/N比を低下させ、クロストーク等による光通信の品質低下を招くことが問題となっている。   The light incident on the cladding in this way is repeatedly reflected at the boundary with air and propagates to the end. Finally, the light is emitted from the end of the clad portion and is received by the light receiving element together with the light emitted from the core portion. As a result, there is a problem that light propagating through the cladding part becomes noise and lowers the S / N ratio, leading to a decrease in optical communication quality due to crosstalk or the like.

特開2004−333883号公報JP 2004-333883 A

本発明の目的は、クラッド部を伝搬する光をコア部から遠い位置に誘導する手段を有することにより、信号光のS/N比を向上させ、高品質の光通信が可能な光導波路を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical waveguide capable of improving the S / N ratio of signal light and capable of high-quality optical communication by having means for guiding light propagating in the cladding part to a position far from the core part. There is to do.

このような目的は、下記(1)〜(15)の本発明により達成される。
(1) コア部と、該コア部に隣接して設けられたクラッド部とを備える光導波路であって、
前記クラッド部中に、前記コア部よりも屈折率が低く、前記コア部に接した低屈折率領域と、該低屈折率領域よりも屈折率が高く、該低屈折率領域を介して前記コア部から離間した第1の高屈折率領域および第2の高屈折率領域を有しており、
前記第1の高屈折率領域は、前記コア部と同種の材料で構成され、その屈折率と前記低屈折率領域の屈折率との差が0.5%以上であり、前記コア部を通過する光の進行方向の前方に向かうにつれて横断面積が徐々に減少するとともに前記コア部との距離が徐々に大きくなる形状をなす領域であって、当該光導波路の光入射側の端面に露出しており、
前記第2の高屈折率領域は、その屈折率が前記低屈折率領域よりも高く、前記コア部と平行な長尺状をなす領域であって、前記コア部と前記第1の高屈折率領域との間のうち前記コア部の途中から光出射側にかけて位置していることを特徴とする光導波路。
(2) 前記第2の高屈折率領域は、前記コア部から前記低屈折率領域に漏れ出た光を反射して、前記コア部側に閉じ込めるものである上記(1)に記載の光導波路。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (15) below.
(1) An optical waveguide comprising a core part and a clad part provided adjacent to the core part,
In the cladding portion, the refractive index is lower than that of the core portion, the low refractive index region in contact with the core portion, the refractive index is higher than the low refractive index region, and the core is interposed through the low refractive index region. a first high refractive index region and the second high refractive index region spaced from the section has a,
The first high refractive index region is made of the same material as the core portion, and a difference between the refractive index and the refractive index of the low refractive index region is 0.5% or more, and passes through the core portion. A region having a shape in which the cross-sectional area gradually decreases and the distance from the core portion gradually increases as the light travels forward, and is exposed to the light incident side end face of the optical waveguide. And
The second high-refractive index region is a region that has a higher refractive index than the low-refractive index region and has a long shape parallel to the core portion, and the core portion and the first high-refractive index region. An optical waveguide characterized by being positioned from the middle of the core portion to the light emission side between the regions .
(2) The optical waveguide according to (1) , wherein the second high refractive index region reflects light leaked from the core portion to the low refractive index region and confines it to the core portion side. .

(3) コア部と、該コア部に隣接して設けられたクラッド部とを備える光導波路であって、
前記クラッド部中に、前記コア部よりも屈折率が低く、前記コア部に接した低屈折率領域と、該低屈折率領域よりも屈折率が高く、該低屈折率領域を介して前記コア部から離間した第1の高屈折率領域および第3の高屈折率領域を有しており、
前記第1の高屈折率領域は、前記コア部と同種の材料で構成され、その屈折率と前記低屈折率領域の屈折率との差が0.5%以上であり、前記コア部を通過する光の進行方向の前方に向かうにつれて横断面積が徐々に減少するとともに前記コア部との距離が徐々に大きくなる形状をなす領域であって、当該光導波路の光入射側の端面に露出しており、
前記第3の高屈折率領域は、その屈折率が前記低屈折率領域よりも高く、前記クラッド部中に点在または整列する領域であって、前記コア部と前記第1の高屈折率領域との間のうち前記コア部の途中から光出射側にかけて位置していることを特徴とする光導波路。
(4) 前記各第3の高屈折率領域は、それぞれ前記クラッド部を通過する光を、前記コア部から遠ざかる方向に屈折させるもの、または不規則に散乱させるものである上記(3)に記載の光導波路。
(3) An optical waveguide comprising a core portion and a clad portion provided adjacent to the core portion,
In the cladding portion, the refractive index is lower than that of the core portion, the low refractive index region in contact with the core portion, the refractive index is higher than the low refractive index region, and the core is interposed through the low refractive index region. a first high refractive index region and the third high refractive-index areas separated from the part, has a,
The first high refractive index region is made of the same material as the core portion, and a difference between the refractive index and the refractive index of the low refractive index region is 0.5% or more, and passes through the core portion. A region having a shape in which the cross-sectional area gradually decreases and the distance from the core portion gradually increases as the light travels forward, and is exposed to the light incident side end face of the optical waveguide. And
The third high refractive index region is a region having a refractive index higher than that of the low refractive index region and scattered or aligned in the cladding portion, and the core portion and the first high refractive index region. An optical waveguide characterized by being positioned from the middle of the core portion to the light emitting side .
(4) Each said 3rd high refractive index area | region is what refracts the light which each passes the said cladding part in the direction away from the said core part, or scatters irregularly as described in said (3) . Optical waveguide.

(5) 前記第3の高屈折率領域は、平面視で細長い形状をなしている上記(3)または(4)に記載の光導波路。(5) The optical waveguide according to (3) or (4), wherein the third high refractive index region has an elongated shape in plan view.
(6) 前記第3の高屈折率領域の長辺の長さは、短辺の2〜50倍である上記(5)に記載の光導波路。(6) The optical waveguide according to (5), wherein a length of a long side of the third high refractive index region is 2 to 50 times a short side.

(7) 前記第3の高屈折率領域は、その軸線が、前記コア部の軸線の垂線に対して、前記コア部を通過する光の進行方向の後方に傾斜するよう構成されている上記(5)または(6)に記載の光導波路。(7) Said 3rd high refractive index area | region is comprised so that the axis line may incline in the back of the advancing direction of the light which passes the said core part with respect to the perpendicular of the axis line of the said core part. The optical waveguide according to 5) or (6).
(8) 前記第3の高屈折率領域は、その軸線が、前記コア部の軸線に対して直交するよう構成されている上記(5)または(6)に記載の光導波路。(8) The optical waveguide according to (5) or (6), wherein an axis of the third high refractive index region is configured to be orthogonal to an axis of the core portion.
(9) 前記第3の高屈折率領域は、その輪郭が凹凸を有する形状をなしている上記(5)または(6)に記載の光導波路。(9) The optical waveguide according to (5) or (6), wherein the third high-refractive index region has a shape with an uneven contour.

(10) 当該光導波路の光入射側の端面のうち、前記クラッド部が露出した面のほぼ全体を前記第1の高屈折率領域が占めている上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の光導波路。 (10) In any one of the above (1) to (9), the first high refractive index region occupies almost the entire surface of the light incident side of the optical waveguide where the cladding portion is exposed. The optical waveguide described.

(11) 前記第1の高屈折率領域は、前記コア部と同一の製造工程で形成されたものである上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の光導波路。 (11) The optical waveguide according to any one of (1) to (10) , wherein the first high refractive index region is formed in the same manufacturing process as the core portion.

(12) 当該光導波路は、第1の層、第2の層および第3の層をこの順で積層してなる積層体を有し、
前記第2の層の一部が、前記コア部をなしており、
前記第2の層の残部、前記第1の層および前記第3の層が、前記クラッド部を構成している上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の光導波路。
(12) The optical waveguide has a laminate formed by laminating the first layer, the second layer, and the third layer in this order,
A part of the second layer forms the core part,
The optical waveguide according to any one of (1) to (11) , wherein the remaining portion of the second layer, the first layer, and the third layer constitute the cladding portion.

(13) 前記第1の高屈折率領域は、前記第2の層中に設けられている上記(12)に記載の光導波路。 (13) The optical waveguide according to (12) , wherein the first high refractive index region is provided in the second layer.

(14) 当該光導波路は、前記第2の層中に、複数の前記コア部と、該各コア部間に設けられた前記第1の高屈折率領域とを有しており、
前記第1の高屈折率領域は、前記コア部を通過する光の進行方向の前方に向かうにつれて、隣接する2つの前記コア部間の中間部に収束するような形状をなしている上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の光導波路。
(14) The optical waveguide includes a plurality of the core portions and the first high refractive index region provided between the core portions in the second layer,
The first high refractive index region has a shape that converges to an intermediate portion between two adjacent core portions as it goes forward in the traveling direction of light passing through the core portion (1 The optical waveguide according to any one of (13) to (13) .

(15) 当該光導波路の前記コア部と、前記クラッド部の少なくとも一部とは、それぞれノルボルネン系ポリマーを主材料として構成されている上記(1)ないし(14)のいずれかに記載の光導波路。 (15) The optical waveguide according to any one of (1) to (14) , wherein the core portion of the optical waveguide and at least a part of the cladding portion are each composed of a norbornene polymer as a main material. .

本発明によれば、クラッド部に入射された光をコア部から遠ざけるように誘導するため、この光がクラッド部を出射端まで伝搬することが抑制され、クラッド部を伝搬してきた光が受光素子に受光される際の光強度を低減する。これにより、光導波路を伝搬する搬送波としてのS/N比を向上させ、クロストーク等を抑制することにより、高品質の光通信が可能な光導波路を提供することができる。   According to the present invention, since the light incident on the clad part is guided away from the core part, the light is suppressed from propagating through the clad part to the output end, and the light propagating through the clad part is received by the light receiving element. The light intensity when receiving light is reduced. Thereby, an optical waveguide capable of high-quality optical communication can be provided by improving the S / N ratio as a carrier wave propagating through the optical waveguide and suppressing crosstalk and the like.

以下、本発明の光導波路について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the optical waveguide of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

<第1実施形態>
まず、本発明の光導波路の第1実施形態について説明する。
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the optical waveguide of the present invention will be described.

図1は、本発明の光導波路の第1実施形態を示す(一部切り欠いて、および透過して示す)斜視図、図2は、図1に示す光導波路のコア層のみを示す平面図、図3は、図2に示すコア層を伝搬する光の伝搬経路の一例を示す図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」といい、図2、3中の右側を「右」または「出射側」、左側を「左」または「入射側」という。また、図1は、層の厚さ方向(各図の上下方向)が誇張して描かれている。   FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the optical waveguide of the present invention (partially cut out and shown in a transparent manner), and FIG. 2 is a plan view showing only the core layer of the optical waveguide shown in FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a propagation path of light propagating through the core layer illustrated in FIG. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” or “upper”, the lower side is referred to as “lower” or “lower”, and the right side in FIGS. The left side is referred to as “left” or “incident side”. In FIG. 1, the thickness direction of the layers (the vertical direction in each figure) is exaggerated.

図1に示す光導波路10は、図1中下側からクラッド層(クラッド部)11、コア層13およびクラッド層(クラッド部)12をこの順に積層してなるものであり、コア層13には、所定パターンのコア部14と、このコア部(導波路チャンネル)14に隣接する側面クラッド部15(クラッド部)とが形成されている。図1には、2つのコア部14と3つの側面クラッド部15とが交互に設けられている。   An optical waveguide 10 shown in FIG. 1 is formed by laminating a cladding layer (cladding portion) 11, a core layer 13 and a cladding layer (cladding portion) 12 in this order from the lower side in FIG. A core portion 14 having a predetermined pattern and a side clad portion 15 (clad portion) adjacent to the core portion (waveguide channel) 14 are formed. In FIG. 1, two core portions 14 and three side clad portions 15 are provided alternately.

図1に示す光導波路10は、入射側端面10aのコア部14に入射された光を、コア部14とクラッド部(各クラッド層11、12および各側面クラッド部15)との界面で全反射させ、出射側に伝搬させることにより、出射側端面10bのコア部14から取り出すことができる。   The optical waveguide 10 shown in FIG. 1 totally reflects light incident on the core portion 14 of the incident side end face 10a at the interface between the core portion 14 and the clad portions (the clad layers 11 and 12 and the side clad portions 15). And propagating to the exit side can be taken out from the core portion 14 of the exit side end face 10b.

また、後に詳述するが、各側面クラッド部15は、それぞれ側面クラッド部15中の他の領域(低屈折率領域152)よりも屈折率が高い高屈折率領域151を含んでいる。すなわち、側面クラッド部15は、高屈折率領域151と、この高屈折率領域151より屈折率が低い低屈折率領域152とに分かれている。   As will be described in detail later, each side cladding 15 includes a high refractive index region 151 having a higher refractive index than other regions (low refractive index regions 152) in the side cladding 15 respectively. That is, the side cladding 15 is divided into a high refractive index region 151 and a low refractive index region 152 having a refractive index lower than that of the high refractive index region 151.

コア部14と側面クラッド部15中の低屈折率領域152との屈折率の差は、特に限定されないが、0.5%以上であるのが好ましく、0.8%以上であるのがより好ましい。一方、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは5.5%程度とされる。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。   The difference in refractive index between the core portion 14 and the low refractive index region 152 in the side cladding portion 15 is not particularly limited, but is preferably 0.5% or more, and more preferably 0.8% or more. . On the other hand, the upper limit value may not be set, but is preferably about 5.5%. If the difference in refractive index is less than the lower limit, the effect of transmitting light may be reduced, and even if the upper limit is exceeded, no further increase in light transmission efficiency can be expected.

なお、前記屈折率差とは、コア部14の屈折率をA、低屈折率領域152の屈折率をBとしたとき、次式で表される。
屈折率差(%)=|A/B−1|×100
The refractive index difference is expressed by the following equation when the refractive index of the core portion 14 is A and the refractive index of the low refractive index region 152 is B.
Refractive index difference (%) = | A / B-1 | × 100

また、図1に示す構成では、コア部14は、平面視で直線状に形成されているが、途中で湾曲、分岐等してもよく、その形状は任意である。なお、後述するような光導波路10の製造方法を用いれば、複雑かつ任意の形状のコア部14を容易にかつ寸法精度よく形成することができる。   Moreover, in the structure shown in FIG. 1, although the core part 14 is formed in linear form by planar view, you may curve and branch in the middle and the shape is arbitrary. In addition, if the manufacturing method of the optical waveguide 10 mentioned later is used, the complicated and arbitrary-shaped core part 14 can be formed easily and with sufficient dimensional accuracy.

また、コア部14は、その横断面形状が正方形または矩形(長方形)のような四角形をなしている。   Further, the core section 14 has a quadrangular shape such as a square or a rectangle (rectangle) in cross section.

コア部14の幅および高さは、特に限定されないが、それぞれ、1〜200μm程度であるのが好ましく、5〜100μm程度であるのがより好ましく、10〜60μm程度であるのがさらに好ましい。   The width and height of the core part 14 are not particularly limited, but are preferably about 1 to 200 μm, more preferably about 5 to 100 μm, and still more preferably about 10 to 60 μm.

このコア部14は、側面クラッド部15中の低屈折率領域152に比べて屈折率が高い材料で構成され、また、クラッド層11、12に対しても屈折率が高い材料で構成されている。   The core portion 14 is made of a material having a higher refractive index than the low refractive index region 152 in the side clad portion 15, and is made of a material having a higher refractive index than the cladding layers 11 and 12. .

コア部14、側面クラッド部15およびクラッド層11、12の各構成材料は、それぞれ上記の屈折率差が生じる材料であれば特に限定されないが、本実施形態では、コア部14と側面クラッド部15とは同一の材料(コア層13)で構成されており、コア部14と低屈折率領域152との屈折率差、および、高屈折率領域151と低屈折率領域152との屈折率差は、それぞれ材料の化学構造の差異により発現している。   The constituent materials of the core part 14, the side clad part 15, and the clad layers 11 and 12 are not particularly limited as long as the above-described refractive index difference is generated, but in the present embodiment, the core part 14 and the side clad part 15. Are made of the same material (core layer 13), and the refractive index difference between the core portion 14 and the low refractive index region 152 and the refractive index difference between the high refractive index region 151 and the low refractive index region 152 are , Each is expressed by the difference in the chemical structure of the material.

コア層13の構成材料には、コア部14を伝搬する光に対して実質的に透明な材料であればいかなる材料をも用いることができるが、具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等を用いることができる。   Any material can be used as the constituent material of the core layer 13 as long as it is a material that is substantially transparent to the light propagating through the core portion 14. Specifically, an acrylic resin or a methacrylic resin can be used. , Polycarbonate, polystyrene, epoxy resin, polyamide, polyimide, polybenzoxazole, polysilane, polysilazane, and various resin materials such as cyclic olefin resin such as benzocyclobutene resin and norbornene resin, quartz glass, borosilicate A glass material such as acid glass can be used.

このうち、本実施形態のように化学構造の差異により屈折率差を発現させるためには、紫外線、電子線のような活性エネルギー線の照射により(あるいはさらに加熱することにより)屈折率が変化する材料であるのが好ましい。   Among these, in order to express a difference in refractive index due to a difference in chemical structure as in the present embodiment, the refractive index changes by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams (or by further heating). Preferably it is a material.

このような材料としては、例えば、活性エネルギー線の照射や加熱により、少なくとも一部の結合が切断したり、少なくとも一部の官能基が脱離する等して、化学構造が変化し得る材料が挙げられる。   Examples of such a material include a material whose chemical structure can be changed by, for example, breaking at least a part of a bond or detaching at least a part of a functional group by irradiation with active energy rays or heating. Can be mentioned.

具体的には、ポリシラン(例:ポリメチルフェニルシラン)、ポリシラザン(例:ペルヒドロポリシラザン)等のシラン系樹脂や、前述したような構造変化を伴う材料のベースとなる樹脂としては、分子の側鎖または末端に官能基を有する以下の(1)〜(6)のような樹脂が挙げられる。(1)ノルボルネン型モノマーを付加(共)重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加(共)重合体、(2)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、(3)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体、(4)ノルボルネン型モノマーの開環(共)重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(5)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(6)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂等のノルボルネン系樹脂、その他、光硬化反応性モノマーを重合することにより得られるアクリル系樹脂、エポキシ樹脂。   Specifically, silane-based resins such as polysilane (eg, polymethylphenylsilane), polysilazane (eg, perhydropolysilazane), and the resin serving as a base for materials with structural changes as described above include molecules on the molecular side. The following resins (1) to (6) having a functional group at the chain or terminal may be mentioned. (1) Addition (co) polymer of norbornene type monomer obtained by addition (co) polymerization of norbornene type monomer, (2) Addition copolymer of norbornene type monomer and ethylene or α-olefins, (3) An addition copolymer of a norbornene-type monomer and a non-conjugated diene and, if necessary, another monomer, (4) a ring-opening (co) polymer of a norbornene-type monomer, and, if necessary, the (co) polymer A hydrogenated resin, (5) a ring-opening copolymer of a norbornene monomer and ethylene or α-olefins, and a resin in which the (co) polymer is hydrogenated, if necessary, (6) a norbornene monomer Ring-opening copolymers with non-conjugated dienes or other monomers, and norbornene-based resins such as resins obtained by hydrogenating the (co) polymers if necessary, other photo-curing reactive monomers An acrylic resin or an epoxy resin obtained by polymerizing a polymer.

なお、これらの中でも特にノルボルネン系樹脂が好ましい。これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合(ROMP)、ROMPと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤(例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤)を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。   Of these, norbornene resins are particularly preferred. These norbornene-based polymers include, for example, ring-opening metathesis polymerization (ROMP), combination of ROMP and hydrogenation reaction, polymerization by radical or cation, polymerization using a cationic palladium polymerization initiator, and other polymerization initiators ( For example, it can be obtained by any known polymerization method such as polymerization using a polymerization initiator of nickel or another transition metal).

一方、クラッド層11および12は、それぞれ、コア部14の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものである。このような構成により、コア部14は、その外周をクラッド部に囲まれた導光路として機能する。   On the other hand, the clad layers 11 and 12 constitute the clad portions located at the lower part and the upper part of the core part 14, respectively. With such a configuration, the core portion 14 functions as a light guide path whose outer periphery is surrounded by the cladding portion.

クラッド層11、12の平均厚さは、コア層13の平均厚さの0.1〜1.5倍程度であるのが好ましく、0.3〜1.25倍程度であるのがより好ましく、具体的には、クラッド層11、12の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、1〜200μm程度であるのが好ましく、5〜100μm程度であるのがより好ましく、10〜60μm程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路10が不要に大型化(厚膜化)するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。   The average thickness of the cladding layers 11 and 12 is preferably about 0.1 to 1.5 times the average thickness of the core layer 13, more preferably about 0.3 to 1.25 times, Specifically, the average thickness of the clad layers 11 and 12 is not particularly limited, but is usually preferably about 1 to 200 μm, more preferably about 5 to 100 μm, and more preferably about 10 to 60 μm. More preferably. Thereby, the function as a clad layer is suitably exhibited while preventing the optical waveguide 10 from being unnecessarily enlarged (thickened).

また、クラッド層11および12の構成材料としては、例えば、前述したコア層13の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特にノルボルネン系ポリマーが好ましい。   Further, as the constituent material of the cladding layers 11 and 12, for example, the same material as the constituent material of the core layer 13 described above can be used, but a norbornene polymer is particularly preferable.

なお、本実施形態では、コア層13の構成材料と、クラッド層11、12の構成材料との間で、両者の間の屈折率差を考慮して適宜異なる材料を選択して使用することが可能である。したがって、コア層13とクラッド層11、12との境界において光を確実に全反射させるため、十分な屈折率差が生じるように材料を選択すればよい。これにより、光導波路10の厚さ方向において十分な屈折率差が得られ、コア部14からクラッド層11、12に光が漏れ出るのを抑制することができる。その結果、コア部14を伝搬する光の減衰を抑制することができる。   In the present embodiment, it is possible to select and use different materials appropriately between the constituent material of the core layer 13 and the constituent materials of the cladding layers 11 and 12 in consideration of the refractive index difference between the two. Is possible. Therefore, in order to ensure total reflection of light at the boundary between the core layer 13 and the cladding layers 11 and 12, a material may be selected so that a sufficient difference in refractive index is generated. Thereby, a sufficient refractive index difference is obtained in the thickness direction of the optical waveguide 10, and light can be prevented from leaking from the core portion 14 to the cladding layers 11 and 12. As a result, attenuation of light propagating through the core portion 14 can be suppressed.

また、光の減衰を抑制する観点からは、コア層13とクラッド層11、12との間の密着性が高いことが好ましい。したがって、クラッド層11、12の構成材料は、コア層13の構成材料よりも屈折率が低く、かつコア層13の構成材料と密着性が高いという条件を満たすものであれば、いかなる材料であってもよい。   From the viewpoint of suppressing light attenuation, it is preferable that the adhesion between the core layer 13 and the cladding layers 11 and 12 is high. Therefore, the constituent material of the cladding layers 11 and 12 is any material as long as the refractive index is lower than that of the constituent material of the core layer 13 and the adhesiveness with the constituent material of the core layer 13 is high. May be.

例えば、比較的低い屈折率を有するノルボルネン系ポリマーとしては、末端にエポキシ構造を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。かかるノルボルネン系ポリマーは、特に低い屈折率を有するとともに、密着性が良好である。   For example, the norbornene-based polymer having a relatively low refractive index is preferably one containing a norbornene repeating unit having a substituent containing an epoxy structure at the terminal. Such a norbornene-based polymer has a particularly low refractive index and good adhesion.

また、ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高いため、かかるノルボルネン系ポリマーを用いることにより、光導波路10に高いフレキシビリティ(可撓性)を付与することができる。   Further, the norbornene-based polymer preferably contains an alkylnorbornene repeating unit. Since a norbornene-based polymer containing an alkylnorbornene repeating unit has high flexibility, high flexibility (flexibility) can be imparted to the optical waveguide 10 by using such norbornene-based polymer.

アルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアルキル基としては、例えば、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられるが、ヘキシル基が特に好ましい。なお、これらのアルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。   Examples of the alkyl group that the alkylnorbornene repeating unit has include a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group, and a hexyl group is particularly preferable. These alkyl groups may be either linear or branched.

ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系ポリマー全体の屈折率が上昇するのを防止することができる。また、ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を有するノルボルネン系ポリマーは、前述したような波長領域(特に、850nm付近の波長領域)の光に対する透過率が優れることから好ましい。   By including the repeating unit of hexyl norbornene, it is possible to prevent the refractive index of the entire norbornene-based polymer from increasing. A norbornene-based polymer having a repeating unit of hexyl norbornene is preferable because it has excellent transmittance with respect to light in the wavelength region as described above (particularly in the wavelength region near 850 nm).

なお、クラッド層11、側面クラッド部15およびクラッド層12の構成材料は、それぞれ、同一(同種)のものでも異なるものでもよいが、これらは、屈折率が近似しているものであるのが好ましい。   The constituent materials of the clad layer 11, the side clad portion 15, and the clad layer 12 may be the same (same type) or different materials, but these preferably have approximate refractive indexes. .

このような本発明の光導波路10は、コア部14の材料の光学特性等によっても若干異なり、特に限定されないが、例えば、600〜1550nm程度の波長領域の光を使用したデータ通信において好適に使用される。   The optical waveguide 10 of the present invention is slightly different depending on the optical characteristics of the material of the core portion 14 and is not particularly limited. For example, the optical waveguide 10 is preferably used in data communication using light in the wavelength region of about 600 to 1550 nm. Is done.

ここで、前述したように、側面クラッド部15は、高屈折率領域151と、この高屈折率領域151より屈折率が低い低屈折率領域152とに分かれている。   Here, as described above, the side cladding 15 is divided into a high refractive index region 151 and a low refractive index region 152 having a refractive index lower than that of the high refractive index region 151.

本発明の光導波路は、クラッド部中の一部にこのような高屈折率領域を含むことを特徴とするものである。   The optical waveguide of the present invention is characterized in that such a high refractive index region is included in a part of the clad portion.

以下、高屈折率領域151および低屈折率領域152について詳述する。
低屈折率領域152は、各側面クラッド部15のうち、図2に示すように、各コア部14に接するように設けられている。一方、高屈折率領域151は、図2に示すように、各コア部14に直接接触しないように設けられている。すなわち、高屈折率領域151と各コア部14との間に、低屈折率領域152が介挿された状態になっている。
Hereinafter, the high refractive index region 151 and the low refractive index region 152 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the low refractive index region 152 is provided so as to be in contact with each core portion 14 in each side cladding portion 15. On the other hand, the high refractive index region 151 is provided so as not to be in direct contact with each core portion 14 as shown in FIG. That is, the low refractive index region 152 is interposed between the high refractive index region 151 and each core portion 14.

また、高屈折率領域151は、側面クラッド部15中において入射側端面10aから出射側端面10bに向かって延伸している。そして、高屈折率領域151は、その横断面積が入射側端面10aから出射側端面10bに向かって徐々に減少しており、平面視でいわゆる「くさび状」をなしている。   Further, the high refractive index region 151 extends from the incident side end surface 10 a toward the emission side end surface 10 b in the side cladding portion 15. The high refractive index region 151 has a cross-sectional area that gradually decreases from the incident-side end surface 10a toward the exit-side end surface 10b, and has a so-called “wedge shape” in plan view.

一方、低屈折率領域152も、側面クラッド部15中において入射側端面10aから出射側端面10bに向かって延伸している。そして、低屈折率領域152は、その横断面積が入射側端面10aから出射側端面10bに向かって徐々に増大した「くさび状」をなしている。   On the other hand, the low refractive index region 152 also extends from the incident side end face 10 a toward the emission side end face 10 b in the side cladding portion 15. The low refractive index region 152 has a “wedge shape” in which the cross-sectional area gradually increases from the incident side end surface 10a toward the output side end surface 10b.

さらに、高屈折率領域151を構成する各面のうち、隣接するコア部14側の面1510は、図2に示すように、入射側から出射側に向かうにつれて隣接するコア部14から遠ざかるように、コア部14の軸に対して傾斜している。その結果、光導波路10の出射側端面10bでは、コア部14の露出面と高屈折率領域151の露出面との離間距離が十分に確保されることとなる。   Further, among the surfaces constituting the high refractive index region 151, the surface 1510 on the adjacent core portion 14 side is away from the adjacent core portion 14 as it goes from the incident side to the output side, as shown in FIG. Inclined with respect to the axis of the core portion 14. As a result, a sufficient separation distance between the exposed surface of the core portion 14 and the exposed surface of the high refractive index region 151 is ensured on the output-side end surface 10b of the optical waveguide 10.

ここで、従来の光導波路について説明する。
図16は、従来の光導波路90のコア層93のみを示す平面図である。
Here, a conventional optical waveguide will be described.
FIG. 16 is a plan view showing only the core layer 93 of the conventional optical waveguide 90.

図16に示すコア層93は、平行に設けられた2つのコア部94と3つの側面クラッド部95とを交互に配置して構成されている。また、このようなコア層93に通信用の光を照射するため、各コア部94に対応して、それぞれ光導波路90の入射側に発光素子97が設けられ、出射側には、信号光を受光するための受光素子98が設けられる。   The core layer 93 shown in FIG. 16 is configured by alternately arranging two core portions 94 and three side clad portions 95 provided in parallel. Further, in order to irradiate such core layer 93 with communication light, a light emitting element 97 is provided on the incident side of the optical waveguide 90 corresponding to each core portion 94, and signal light is emitted on the emission side. A light receiving element 98 for receiving light is provided.

このようなコア層93では、側面クラッド部95の屈折率よりも空気の屈折率が小さいため、側面クラッド部95とその外部空間(空気)との界面において、光の全反射が生じる。このため、何らかの理由で側面クラッド部95に入射された光は、側面クラッド部95と空気との界面で全反射を繰り返しながら伝搬し、出射側端面90bから出射する。これにより、側面クラッド部95を伝搬してきた光は、その一部がコア部94を伝搬してきた信号光とともに受光素子98に到達する。その結果、側面クラッド部95を伝搬してきた光は、信号光にとってのノイズとなり、搬送波としてのS/N比の低下やクロストークの発生を招いていた。このため従来の光導波路90では、側面クラッド部95を伝搬する光を減少させることが課題となっていた。   In such a core layer 93, since the refractive index of air is smaller than the refractive index of the side cladding portion 95, total reflection of light occurs at the interface between the side cladding portion 95 and its external space (air). For this reason, the light incident on the side clad part 95 for some reason propagates while repeating total reflection at the interface between the side clad part 95 and air, and is emitted from the emission side end face 90b. Thereby, a part of the light propagating through the side clad portion 95 reaches the light receiving element 98 together with the signal light propagating through the core portion 94. As a result, the light propagating through the side clad portion 95 becomes noise for the signal light, leading to a decrease in the S / N ratio as a carrier wave and the occurrence of crosstalk. For this reason, in the conventional optical waveguide 90, it has been a problem to reduce the light propagating through the side clad portion 95.

ところで、側面クラッド部95に光が入射する原因の1つとしては、光導波路90の光軸と発光素子97の光軸とのずれ、および光導波路90と発光素子97の相互の開口数の不適合が挙げられる。本来、コア部94の光軸と発光素子97の光軸とが一致しており、かつ発光素子97から発生した光の全てがコア部94に入射するよう相互の開口数をマッチングさせることが好ましいが、これらが不十分である場合、一部の光が光導波路90の入射側端面90aの側面クラッド部95に入射されてしまう。しかも、コア部94の横断面は極めて微小であるため、発光素子97を配置する際、光軸を一致させたり開口数のマッチングを図ることは極めて困難であった。   By the way, as one of the causes of the incidence of light on the side clad portion 95, the deviation between the optical axis of the optical waveguide 90 and the optical axis of the light emitting element 97, and the mismatch between the numerical apertures of the optical waveguide 90 and the light emitting element 97 are possible. Is mentioned. Originally, it is preferable to match the numerical apertures so that the optical axis of the core portion 94 coincides with the optical axis of the light emitting element 97 and all the light generated from the light emitting element 97 is incident on the core portion 94. However, when these are insufficient, a part of light is incident on the side clad portion 95 of the incident side end face 90 a of the optical waveguide 90. In addition, since the cross section of the core portion 94 is extremely small, it is extremely difficult to match the optical axes and match the numerical apertures when the light emitting element 97 is disposed.

さらには、光導波路90の光軸と受光素子98の光軸とがずれている場合、および光導波路90と受光素子98の相互の開口数が不適合である場合にも、側面クラッド部95を伝搬してきた光が受光素子98に到達してしまい、搬送波としてのS/N比の低下を招く。   Further, even when the optical axis of the optical waveguide 90 and the optical axis of the light receiving element 98 are shifted, and when the numerical apertures of the optical waveguide 90 and the light receiving element 98 are incompatible, the light propagates through the side cladding portion 95. The transmitted light reaches the light receiving element 98, and the S / N ratio as a carrier wave is lowered.

そこで、本発明では、前述したように、側面クラッド部15の一部に、他の領域(低屈折率領域152)よりも屈折率が高く、かつ前述したような「くさび状」をなす高屈折率領域151を設けることにより、光導波路10の側面クラッド部15を伝搬する光を高屈折率領域151内に誘導してコア部14から遠ざけることを可能にした。そして、光導波路10の出射側端面10bでは、コア部14の露出面と高屈折率領域151の露出面との離間距離を十分に確保すること可能にした。これにより、仮に側面クラッド部15に光が入射したとしても、この光が高屈折率領域151中を選択的に伝搬することになるため、くさび状形状に沿ってコア部14から離れた位置に誘導することができる。   Therefore, in the present invention, as described above, a part of the side cladding portion 15 has a higher refractive index than other regions (low refractive index regions 152) and has a “wedge shape” as described above. By providing the refractive index region 151, the light propagating through the side cladding portion 15 of the optical waveguide 10 can be guided into the high refractive index region 151 and away from the core portion 14. In addition, at the emission side end face 10 b of the optical waveguide 10, it is possible to ensure a sufficient separation distance between the exposed surface of the core portion 14 and the exposed surface of the high refractive index region 151. As a result, even if light is incident on the side clad portion 15, the light selectively propagates through the high refractive index region 151. Therefore, the light is separated from the core portion 14 along the wedge shape. Can be guided.

ここで、図3には、図2に示す光導波路を通過する光の経路を示す。本発明によれば、図3に示すように、コア部14を通過する光(実線矢印で示す。)に影響を及ぼすことなく、側面クラッド部15を通過する光(破線矢印で示す。)がコア部14から遠ざかるように誘導される。その結果、出射側端面10bでは、コア部14を伝搬してきた信号光の出射位置14Lと、高屈折率領域151を伝搬してきたノイズ光の出射位置151Lとを十分に離すことができる。そして、このノイズ光が受光素子18に受光されるのを抑制して、搬送波としてのS/N比が低下するのを防止することができる。   Here, FIG. 3 shows a path of light passing through the optical waveguide shown in FIG. According to the present invention, as shown in FIG. 3, the light (indicated by the broken line arrow) that passes through the side cladding part 15 without affecting the light (indicated by the solid line arrow) that passes through the core part 14. Guided away from the core 14. As a result, on the emission side end face 10b, the emission position 14L of the signal light that has propagated through the core portion 14 and the emission position 151L of the noise light that has propagated through the high refractive index region 151 can be sufficiently separated. And it can suppress that this noise light is received by the light receiving element 18, and can prevent that the S / N ratio as a carrier wave falls.

また、高屈折率領域151は、図2に示すように、コア部14と離間している。仮に高屈折率領域151とコア部14とが接していると、この部分からコア部14を伝搬する光が高屈折率領域151側に分岐してしまうおそれがあるが、高屈折率領域151とコア部14とが離間していることにより、コア部14を伝搬する光が高屈折率領域151側に分岐してしまうのを防止することができる。   Further, the high refractive index region 151 is separated from the core portion 14 as shown in FIG. If the high refractive index region 151 and the core portion 14 are in contact with each other, the light propagating through the core portion 14 from this portion may branch to the high refractive index region 151 side. Since the core part 14 is separated, it is possible to prevent light propagating through the core part 14 from branching to the high refractive index region 151 side.

このような高屈折率領域151は、その屈折率が側面クラッド部15の他の領域、すなわち低屈折率領域152よりも高ければよいが、好ましくはその差が0.5%以上とされ、より好ましくはその差が0.8%以上とされる。また、上限値は特に設定されなくてもよいが、好ましくは5.5%とされる。高屈折率領域151と低屈折率領域152との間にこのような十分な屈折率差を設けることにより、高屈折率領域151と低屈折率領域152との界面で確実に全反射を生じさせることができる。その結果、高屈折率領域151を伝搬する光が不本意にも低屈折率領域152に漏れ出るのをより確実に防止することができる。   Such a high refractive index region 151 may have a refractive index higher than that of the other region of the side cladding portion 15, that is, the low refractive index region 152, but preferably the difference is 0.5% or more. Preferably, the difference is 0.8% or more. Moreover, although an upper limit does not need to be set in particular, Preferably it is set to 5.5%. By providing such a sufficient refractive index difference between the high refractive index region 151 and the low refractive index region 152, total reflection is surely generated at the interface between the high refractive index region 151 and the low refractive index region 152. be able to. As a result, it is possible to more reliably prevent light propagating through the high refractive index region 151 from unintentionally leaking into the low refractive index region 152.

また、図2では、高屈折率領域151が入射側端面10aに露出しているが、これにより、発光素子から発生した光のうち、コア部14に入射しなかった光は、直接、高屈折率領域151に入射し易くなる。その結果、コア部14に入射しなかった光を高屈折率領域151に確実に入射させ、コア部14から遠ざけることができる。   In FIG. 2, the high refractive index region 151 is exposed on the incident side end face 10 a, so that light that has not entered the core portion 14 among the light generated from the light emitting element is directly refracted. It becomes easy to enter the rate area 151. As a result, light that has not entered the core portion 14 can be reliably incident on the high refractive index region 151 and can be moved away from the core portion 14.

さらに、上記の観点から、入射側端面10aのうち、側面クラッド部15の露出面できるだけ多くの部分を高屈折率領域151の露出面が占めていれば、コア部14に入射しなかった光のより多くを高屈折率領域151に入射させることができる。したがって、図2に示すように側面クラッド部15の露出面のほぼ全体を高屈折率領域151の露出面が占めていることにより、コア部14に入射しなかった光のほとんどを高屈折率領域151に入射させることができ、光導波路10のS/N比をより高めることができる。   Furthermore, from the above viewpoint, if the exposed surface of the high refractive index region 151 occupies as much of the exposed surface of the side cladding portion 15 as possible on the incident side end surface 10a, the light that has not entered the core portion 14 can be obtained. More can be incident on the high refractive index region 151. Therefore, as shown in FIG. 2, since the exposed surface of the high refractive index region 151 occupies almost the entire exposed surface of the side cladding portion 15, most of the light not incident on the core portion 14 is in the high refractive index region. 151 and the S / N ratio of the optical waveguide 10 can be further increased.

一方、光導波路10の出射側端面10bでは、図2に示すように、高屈折率領域151がコア部14から最も遠い位置に露出している。すなわち、図2に示す3つの側面クラッド部15のうち、各コア部14、14で挟まれた側面クラッド部15では、高屈折率領域151の出射側端面が、各コア部14、14間の中心部に位置している。また、残る2つの側面クラッド部15では、高屈折率領域151の出射側端面は、各側面クラッド部15の露出面のうち、隣接するコア部14から最も離れた隅に位置している。このように、光導波路10の出射側端面10bで高屈折率領域151がコア部14から最も遠い位置に露出していることにより、受光素子にノイズ光が到達する確率を特に低下させることができる。すなわち、コア部14と側面クラッド部15との境界付近に出射するノイズ光の強度を低下させ、S/N比を特に高めることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the high refractive index region 151 is exposed at a position farthest from the core portion 14 on the output side end face 10 b of the optical waveguide 10. That is, among the three side clad parts 15 shown in FIG. 2, in the side clad part 15 sandwiched between the core parts 14, 14, the output side end face of the high refractive index region 151 is between the core parts 14, 14. Located in the center. Further, in the remaining two side clad portions 15, the exit side end face of the high refractive index region 151 is located at the corner farthest from the adjacent core portion 14 among the exposed surfaces of the respective side clad portions 15. As described above, since the high refractive index region 151 is exposed at the position farthest from the core portion 14 on the emission side end face 10b of the optical waveguide 10, the probability that noise light reaches the light receiving element can be particularly reduced. . That is, the intensity of noise light emitted near the boundary between the core portion 14 and the side cladding portion 15 can be reduced, and the S / N ratio can be particularly increased.

また、図2に示すように、複数のコア部14、14がある(マルチチャンネルである)場合、前述したような高屈折率領域151が設けられていると、各コア部14、14にそれぞれ対応する受光素子以外の受光素子にノイズ光が受光されてしまうこと、すなわち、別チャンネルからの信号光の漏れ込み(クロストーク)を効果的に抑制することができる。   In addition, as shown in FIG. 2, when there are a plurality of core portions 14 and 14 (multichannel), if the high refractive index region 151 as described above is provided, It is possible to effectively suppress noise light received by light receiving elements other than the corresponding light receiving elements, that is, leakage of signal light from another channel (crosstalk).

なお、図2に示す高屈折率領域151は、その全体において、隣接するコア部14側の面1510が、コア部14を通過する光の進行方向前方に向かうにつれてコア部14から徐々に遠ざかるような形状をなしているが、このような形状は、コア部14側の面1510の一部のみに設けられていてもよい。すなわち、高屈折率領域151のコア部14側の面1510は、一部が前述したようなコア部14から徐々に遠ざかるような形状をなしており、残部がコア部14と平行になっていてもよい。   In addition, the high refractive index region 151 shown in FIG. 2 gradually moves away from the core portion 14 as the surface 1510 on the adjacent core portion 14 side moves forward in the traveling direction of light passing through the core portion 14. However, such a shape may be provided only on a part of the surface 1510 on the core part 14 side. That is, the surface 1510 on the core portion 14 side of the high refractive index region 151 has a shape such that a part thereof gradually moves away from the core portion 14 as described above, and the remaining portion is parallel to the core portion 14. Also good.

次に、光導波路10の製造方法の一例について説明する。
光導波路10は、クラッド層11(第1の層)と、コア層13(第2の層)と、クラッド層12(第3の層)とをそれぞれ作製し、これらを積層することにより製造される。
Next, an example of a method for manufacturing the optical waveguide 10 will be described.
The optical waveguide 10 is manufactured by forming a clad layer 11 (first layer), a core layer 13 (second layer), and a clad layer 12 (third layer), and laminating them. The

このような製造方法では、互いに屈折率の異なる部位が物理的かつ光学的に接するように作製する必要がある。具体的には、コア部14に対して、低屈折率領域152や各クラッド層11、12が隙間を介することなく、確実に密着するように形成する必要がある。また、高屈折率領域151と低屈折率領域152や各クラッド層11、12との間も確実に密着している必要がある。   In such a manufacturing method, it is necessary to produce so that the site | parts from which a refractive index mutually mutually contacts physically and optically. Specifically, it is necessary to form the low refractive index region 152 and the clad layers 11 and 12 so as to be in close contact with the core portion 14 without a gap. Further, the high refractive index region 151 and the low refractive index region 152 and the clad layers 11 and 12 need to be in close contact with each other.

その具体的な製造方法としては、同一層(第2の層)内に、コア部14、高屈折率領域151、低屈折率領域152等を形成し得る方法であれば特に限定されず、例えば、フォトブリーチング法、フォトリソグラフィ法、直接露光法、ナノインプリンティング法、モノマーディフュージョン法等が挙げられる。   The specific manufacturing method is not particularly limited as long as the core part 14, the high refractive index region 151, the low refractive index region 152, and the like can be formed in the same layer (second layer). , Photobleaching method, photolithography method, direct exposure method, nanoimprinting method, monomer diffusion method and the like.

ここでは、代表として、モノマーディフュージョン法による光導波路10の製造方法について説明する。   Here, as a representative, a method for manufacturing the optical waveguide 10 by the monomer diffusion method will be described.

図4〜図8は、それぞれ、図1に示す光導波路10の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。なお、図5、6、8は、図2のA−A線における断面図である。   4 to 8 are cross-sectional views schematically showing process examples of the method for manufacturing the optical waveguide 10 shown in FIG. 5, 6, and 8 are cross-sectional views taken along line AA in FIG. 2.

[1] まず、支持基板161上に、層110を形成する(図4参照)。
層110は、コア層形成用材料(ワニス)100を塗布し硬化(固化)させる方法により形成される。
[1] First, the layer 110 is formed on the support substrate 161 (see FIG. 4).
The layer 110 is formed by a method in which a core layer forming material (varnish) 100 is applied and cured (solidified).

具体的には、層110は、支持基板161上にコア層形成用材料100を塗布して液状被膜を形成した後、この支持基板161を換気されたレベルテーブルに置いて、液状被膜表面の不均一な部分を水平化するとともに、溶媒を蒸発(脱溶媒)することにより形成する。   Specifically, the layer 110 is formed by applying the core layer forming material 100 on the support substrate 161 to form a liquid film, and then placing the support substrate 161 on a ventilated level table so that the surface of the liquid film is not coated. It is formed by leveling the uniform part and evaporating (desolving) the solvent.

層110を塗布法で形成する場合、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。   When the layer 110 is formed by a coating method, examples thereof include a doctor blade method, a spin coating method, a dipping method, a table coating method, a spray method, an applicator method, a curtain coating method, a die coating method, and the like. It is not done.

支持基板161には、例えば、シリコン基板、二酸化ケイ素基板、ガラス基板、石英基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等が用いられる。   As the support substrate 161, for example, a silicon substrate, a silicon dioxide substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a polyethylene terephthalate (PET) film, or the like is used.

コア層形成用材料100は、ポリマー115と、添加剤120(少なくともモノマーおよび触媒を含む)とで構成される現像性材料を含有し、活性放射線の照射および加熱により、ポリマー115中において、モノマーの反応が生じる材料である。   The core layer-forming material 100 contains a developable material composed of a polymer 115 and an additive 120 (including at least a monomer and a catalyst). It is a material that causes a reaction.

そして、得られた層110中では、ポリマー(マトリックス)115は、いずれも、実質的に一様かつランダムに分配され、添加剤120は、ポリマー115内に実質的に一様かつランダムに分散されている。これにより、層110中には、添加剤120が実質的に一様かつ任意に分散されている。   In the resulting layer 110, all of the polymer (matrix) 115 is substantially uniformly and randomly distributed, and the additive 120 is substantially uniformly and randomly dispersed in the polymer 115. ing. Thereby, the additive 120 is substantially uniformly and arbitrarily dispersed in the layer 110.

このような層110の平均厚さは、形成すべきコア層13の厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、5〜200μm程度であるのが好ましく、10〜100μm程度であるのがより好ましく、15〜65μm程度であるのがさらに好ましい。   The average thickness of the layer 110 is appropriately set according to the thickness of the core layer 13 to be formed, and is not particularly limited, but is preferably about 5 to 200 μm, and preferably about 10 to 100 μm. More preferably, it is about 15 to 65 μm.

ポリマー115には、透明性が十分に高く(無色透明であり)、かつ、後述するモノマーと相溶性を有するもの、さらに、その中で後述するようにモノマーが反応(重合反応や架橋反応)可能であり、モノマーが重合した後においても、十分な透明性を有するものが好適に用いられる。   The polymer 115 has sufficiently high transparency (colorless and transparent) and is compatible with the monomer described later, and the monomer can react (polymerization reaction or crosslinking reaction) as described later. Even after the monomers are polymerized, those having sufficient transparency are preferably used.

ここで、「相溶性を有する」とは、モノマーが少なくとも混和して、コア層形成用材料100中や層110中においてポリマー115と相分離を起こさないことを言う。
このようなポリマー115としては、前述したコア層13の構成材料が挙げられる。
Here, “having compatibility” means that the monomer is at least mixed and does not cause phase separation with the polymer 115 in the core layer forming material 100 or the layer 110.
As such a polymer 115, the constituent material of the core layer 13 mentioned above is mentioned.

なお、ポリマー115としてノルボルネン系ポリマーを用いた場合、このポリマーが高い疎水性を有するため、吸水による寸法変化等を生じ難いコア層13を得ることができる。   When a norbornene-based polymer is used as the polymer 115, since the polymer has high hydrophobicity, it is possible to obtain the core layer 13 that is less likely to cause a dimensional change due to water absorption.

また、ノルボルネン系ポリマーとしては、単独の繰り返し単位を有するもの(ホモポリマー)、2つ以上のノルボルネン系繰り返し単位を有するもの(コポリマー)のいずれであってもよい。   The norbornene-based polymer may be either a polymer having a single repeating unit (homopolymer) or a polymer having two or more norbornene-based repeating units (copolymer).

このうち、コポリマーの一例としては、下記式(1)で表わされる繰り返し単位を有する化合物が好適に用いられる。   Among these, as an example of the copolymer, a compound having a repeating unit represented by the following formula (1) is preferably used.

Figure 0005169639
[式中、mは、1〜4の整数を表し、nは、1〜9の整数を表す。]
Figure 0005169639
[Wherein, m represents an integer of 1 to 4, and n represents an integer of 1 to 9. ]

なお、コポリマーの種類としては、上記式(1)の2つの単位が任意の順序(ランダム)に並んだもの、交互に並んだもの、各単位がそれぞれ固まって(ブロック状に)並んだもの等のいずれの形態をとるものであってもよい。   The types of copolymer include those in which the two units of the above formula (1) are arranged in an arbitrary order (random), those in which they are arranged alternately, those in which each unit is solidified (in a block form), etc. Any of these forms may be used.

ここで、ポリマー115として上記ノルボルネン系ポリマーを用いた場合、添加剤120の一例として、ノルボルネン系モノマー、助触媒(第1の物質)および触媒前駆体(第2の物質)を含むものが好ましく選択される。   Here, when the norbornene-based polymer is used as the polymer 115, an example of the additive 120 is preferably selected to include a norbornene-based monomer, a promoter (first substance), and a catalyst precursor (second substance). Is done.

ノルボルネン系モノマーは、後述する活性放射線に照射により、活性放射線の照射領域において反応して反応物を形成し、この反応物の存在により、層110において照射領域と、活性放射線の未照射領域とにおいて、屈折率差を生じさせ得るような化合物である。   The norbornene-based monomer reacts in the active radiation irradiated region by irradiation with actinic radiation, which will be described later, and forms a reaction product. Due to the presence of this reactant, the layer 110 is irradiated in the irradiated region and in the non-active radiation irradiated region. , A compound capable of producing a refractive index difference.

ここで、この反応物としては、ノルボルネン系モノマーがポリマー(マトリックス)115中で重合して形成されたポリマー(重合体)、ポリマー115同士を架橋する架橋構造、および、ポリマー115に重合してポリマー115から分岐した分岐構造(ブランチポリマーや側鎖(ペンダントグループ))のうちの少なくとも1つが挙げられる。   Here, the reaction product includes a polymer (polymer) formed by polymerizing a norbornene-based monomer in the polymer (matrix) 115, a crosslinked structure that cross-links the polymers 115, and a polymer polymerized by polymer 115. At least one of the branched structures branched from 115 (branch polymer or side chain (pendant group)).

ここで、層110において、照射領域の屈折率が高くなることが望まれる場合には、比較的低い屈折率を有するポリマー115と、このポリマー115に対して高い屈折率を有するノルボルネン系モノマーとが組み合わせて使用され、照射領域の屈折率が低くなることが望まれる場合には、比較的高い屈折率を有するポリマー115と、このポリマー115に対して低い屈折率を有するノルボルネン系モノマーとが組み合わせて使用される。   Here, in the layer 110, when it is desired that the refractive index of the irradiated region be high, a polymer 115 having a relatively low refractive index and a norbornene-based monomer having a high refractive index with respect to the polymer 115 are obtained. When it is used in combination and it is desired that the refractive index of the irradiated region is low, a polymer 115 having a relatively high refractive index and a norbornene-based monomer having a low refractive index with respect to the polymer 115 are combined. used.

なお、屈折率が「高い」または「低い」とは、屈折率の絶対値を意味するものではなく、ある材料同士の相対的な関係を意味する。   Note that “high” or “low” in the refractive index does not mean the absolute value of the refractive index but means a relative relationship between certain materials.

そして、ノルボルネン系モノマーの反応(反応物の生成)により、層110において照射領域の屈折率が低下する場合、当該部分が側面クラッド部15となり、照射領域の屈折率が上昇する場合、当該部分がコア部14となる。   When the refractive index of the irradiated region in the layer 110 decreases due to the reaction of the norbornene-based monomer (generation of a reaction product), the portion becomes the side cladding portion 15, and when the refractive index of the irradiated region increases, the portion is It becomes the core part 14.

触媒前駆体(第2の物質)は、前記のモノマーの反応(重合反応、架橋反応等)を開始させ得る物質であり、後述する活性放射線の照射により活性化した助触媒(第1の物質)の作用により、活性化温度が変化する物質である。   The catalyst precursor (second substance) is a substance capable of initiating the above-described monomer reaction (polymerization reaction, crosslinking reaction, etc.), and is a promoter (first substance) activated by irradiation with actinic radiation described later. It is a substance whose activation temperature changes by the action of.

この触媒前駆体(プロカタリスト:procatalyst)としては、活性放射線の照射に伴って活性化温度が変化(上昇または低下)するものであれば、いかなる化合物を用いてもよいが、特に、活性放射線の照射に伴って活性化温度が低下するものが好ましい。これにより、比較的低温による加熱処理でコア層13(光導波路10)を形成することができ、他の層に不要な熱が加わって、光導波路10の特性(光伝送性能)が低下するのを防止することができる。   As the catalyst precursor (procatalyst), any compound may be used as long as the activation temperature changes (increases or decreases) with irradiation of actinic radiation. Those whose activation temperature decreases with irradiation are preferred. Thereby, the core layer 13 (optical waveguide 10) can be formed by heat treatment at a relatively low temperature, and unnecessary heat is applied to the other layers, so that the characteristics (optical transmission performance) of the optical waveguide 10 are deteriorated. Can be prevented.

このような触媒前駆体としては、下記式(Ia)および(Ib)で表わされる化合物の少なくとも一方を含む(主とする)ものが好適に用いられる。   As such a catalyst precursor, a catalyst precursor containing (mainly) at least one of the compounds represented by the following formulas (Ia) and (Ib) is preferably used.

(E(R)Pd(Q) ・・・(Ia)
[(E(R)Pd(Q)(LB)[WCA] ・・・(Ib)
[式Ia、Ib中、それぞれ、E(R)は、第15族の中性電子ドナー配位子を表し、Eは、周期律表の第15族から選択される元素を表し、Rは、水素原子(またはその同位体の1つ)または炭化水素基を含む部位を表し、Qは、カルボキシレート、チオカルボキシレートおよびジチオカルボキシレートから選択されるアニオン配位子を表す。また、式Ib中、LBは、ルイス塩基を表し、WCAは、弱配位アニオンを表し、aは、1〜3の整数を表し、bは、0〜2の整数を表し、aとbとの合計は、1〜3であり、pおよびrは、パラジウムカチオンと弱配位アニオンとの電荷のバランスをとる数を表す。]
(E (R) 3 ) 2 Pd (Q) 2 ... (Ia)
[(E (R) 3 ) a Pd (Q) (LB) b ] p [WCA] r (Ib)
[In the formulas Ia and Ib, E (R) 3 represents a neutral electron donor ligand of group 15, respectively, E represents an element selected from group 15 of the periodic table, and R represents , Represents a moiety containing a hydrogen atom (or one of its isotopes) or a hydrocarbon group, and Q represents an anionic ligand selected from carboxylate, thiocarboxylate and dithiocarboxylate. In Formula Ib, LB represents a Lewis base, WCA represents a weakly coordinating anion, a represents an integer of 1 to 3, b represents an integer of 0 to 2, and a and b , P and r represent numbers that balance the charge of the palladium cation and the weakly coordinated anion. ]

式Iaに従う典型的な触媒前駆体としては、Pd(OAc)(P(i−Pr)、Pd(OAc)(P(Cy)、Pd(OCCMe(P(Cy)、Pd(OAc)(P(Cp)、Pd(OCCF(P(Cy)、Pd(OCC(P(Cy)が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。ここで、Cpは、シクロペンチル(cyclopentyl)基を表し、Cyは、シクロヘキシル基を表す。 Typical catalyst precursors according to Formula Ia include Pd (OAc) 2 (P (i-Pr) 3 ) 2 , Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2 , Pd (O 2 CCMe 3 ) 2 (P (Cy) 3 ) 2 , Pd (OAc) 2 (P (Cp) 3 ) 2 , Pd (O 2 CCF 3 ) 2 (P (Cy) 3 ) 2 , Pd (O 2 CC 6 H 5 ) 3 (P (Cy) 3 ) 2 may be mentioned, but is not limited thereto. Here, Cp represents a cyclopentyl group, and Cy represents a cyclohexyl group.

また、式Ibで表される触媒前駆体としては、pおよびrが、それぞれ1および2の整数から選択される化合物が好ましい。   The catalyst precursor represented by the formula Ib is preferably a compound in which p and r are each selected from integers of 1 and 2.

このような式Ibに従う典型的な触媒前駆体としては、Pd(OAc)(P(Cy)が挙げられる。ここで、Cyは、シクロヘキシル基を表し、Acは、アセチル基を表す。 Typical catalyst precursors according to such formula Ib include Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2 . Here, Cy represents a cyclohexyl group, and Ac represents an acetyl group.

これらの触媒前駆体は、モノマーを効率よく反応(ノルボルネン系モノマーの場合、付加重合反応によって効率よく重合反応や架橋反応等)することができる。   These catalyst precursors can efficiently react with a monomer (in the case of a norbornene-based monomer, an efficient polymerization reaction, a crosslinking reaction, etc. by an addition polymerization reaction).

助触媒(第1の物質)は、活性放射線の照射によって活性化して、前記の触媒前駆体(プロカタリスト)の活性化温度(モノマーに反応を生じさせる温度)を変化させ得る物質である。   The cocatalyst (first substance) is a substance that can be activated by irradiation with actinic radiation to change the activation temperature of the catalyst precursor (procatalyst) (the temperature at which the monomer reacts).

この助触媒(コカタリスト:cocatalyst)としては、活性放射線の照射により、その分子構造が変化(反応または分解)して活性化する化合物であれば、いかなるものでも用いることができるが、特定波長の活性放射線の照射によって分解し、プロトンや他の陽イオン等のカチオンと、触媒前駆体の脱離基に置換し得る弱配位アニオン(WCA)とを発生する化合物(光開始剤)を含む(主とする)ものが好適に用いられる。   As the cocatalyst (cocatalyst), any compound can be used as long as it has a molecular structure that changes (reacts or decomposes) when activated by irradiation with actinic radiation. A compound (photoinitiator) that decomposes upon irradiation with actinic radiation and generates a cation such as a proton or other cation and a weakly coordinated anion (WCA) that can be substituted with a leaving group of the catalyst precursor ( (Mainly) is preferably used.

弱配位アニオンとしては、例えば、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン(FABA)、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン(SbF )等が挙げられる。 Examples of the weak coordination anion include tetrakis (pentafluorophenyl) borate ion (FABA ), hexafluoroantimonate ion (SbF 6 ), and the like.

この助触媒(光酸発生剤または光塩基発生剤)としては、例えば、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸塩やヘキサフルオロアンチモン酸塩の他、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ガリウム酸塩、アルミン酸塩類、アンチモン酸塩類、他のホウ酸塩類、ガリウム酸塩類、カルボラン類、ハロカルボラン類等が挙げられる。   Examples of the promoter (photoacid generator or photobase generator) include tetrakis (pentafluorophenyl) borate and hexafluoroantimonate, tetrakis (pentafluorophenyl) gallate, and aluminates. , Antimonates, other borates, gallates, carboranes, halocarboranes and the like.

また、コア層形成用材料(ワニス)100中には、必要に応じて、増感剤を添加するようにしてもよい。   Moreover, you may make it add a sensitizer in the core layer forming material (varnish) 100 as needed.

さらに、コア層形成用材料100中には、酸化防止剤を添加することができる。これにより、望ましくないフリーラジカルの発生や、ポリマー115の自然酸化を防止することができる。その結果、得られたコア層13(光導波路10)の特性の向上を図ることができる。   Furthermore, an antioxidant can be added to the core layer forming material 100. Thereby, generation of undesirable free radicals and natural oxidation of the polymer 115 can be prevented. As a result, the characteristics of the obtained core layer 13 (optical waveguide 10) can be improved.

以上のようなコア層形成用材料100を用いて層110が形成される。
このとき、層110は、第1の屈折率を有している。この第1の屈折率は、層110中に一様に分散(分布)するポリマー115およびモノマーの作用による。
The layer 110 is formed using the core layer forming material 100 as described above.
At this time, the layer 110 has a first refractive index. This first refractive index is due to the action of the polymer 115 and monomers that are uniformly dispersed (distributed) in the layer 110.

また、以上の添加剤120の説明では、モノマーがノルボルネン系モノマーの場合を例に説明したが、これ以外のモノマーとしては、重合可能な部位を有する化合物であればよく、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマー、スチレン系モノマー等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Further, in the description of the additive 120 described above, the case where the monomer is a norbornene-based monomer has been described as an example. However, as the other monomer, a compound having a polymerizable site may be used, and acrylic acid (methacrylic acid) may be used. Examples of such monomers include epoxy monomers, epoxy monomers, and styrene monomers, and one or more of these can be used in combination.

なお、添加剤120中の触媒は、モノマーの種類に応じて適宜選択すればよく、例えば、アクリル酸系モノマーやエポキシ系モノマーの場合には、触媒前駆体(第2の物質)の添加を省略することができる。   The catalyst in the additive 120 may be appropriately selected according to the type of monomer. For example, in the case of an acrylic acid monomer or an epoxy monomer, the addition of the catalyst precursor (second substance) is omitted. can do.

[2] 次に、開口(窓)1351が形成されたマスク(マスキング)135を用意し、このマスク135を介して、層110に対して活性放射線(活性エネルギー光線)130を照射する(図5参照)。   [2] Next, a mask (masking) 135 in which an opening (window) 1351 is formed is prepared, and the layer 110 is irradiated with active radiation (active energy light) 130 through the mask 135 (FIG. 5). reference).

以下では、モノマーとして、ポリマー115より低い屈折率を有するものを用い、コア層形成用材料100は、活性放射線130の照射に伴って照射領域125の屈折率が低下する場合を一例に説明する。   In the following, a case where the monomer has a lower refractive index than that of the polymer 115 and the core layer forming material 100 is described as an example where the refractive index of the irradiated region 125 decreases as the active radiation 130 is irradiated.

すなわち、ここで示す例では、活性放射線130の照射領域125が側面クラッド部15中の低屈折率領域152となる。   That is, in the example shown here, the irradiation region 125 of the active radiation 130 becomes the low refractive index region 152 in the side cladding portion 15.

したがって、ここで示す例では、マスク135には、形成すべき低屈折率領域152のパターンと等価な開口(窓)1351が形成される。この開口1351は、照射する活性放射線130が透過する透過部を形成するものである。   Therefore, in the example shown here, an opening (window) 1351 equivalent to the pattern of the low refractive index region 152 to be formed is formed in the mask 135. This opening 1351 forms a transmission part through which the active radiation 130 to be irradiated passes.

マスク135は、予め形成(別途形成)されたもの(例えばプレート状のもの)でも、層110上に例えば気相成膜法や塗布法により形成されたものでもよい。   The mask 135 may be formed in advance (separately formed) (for example, plate-shaped) or may be formed on the layer 110 by, for example, a vapor deposition method or a coating method.

用いる活性放射線130は、助触媒に対して、光化学的な反応(変化)を生じさせ得るものであればよく、例えば、可視光、紫外光、赤外光、レーザ光の他、電子線やX線等を用いることもできる。   The actinic radiation 130 to be used is not limited as long as it can cause a photochemical reaction (change) with respect to the promoter. For example, in addition to visible light, ultraviolet light, infrared light, laser light, an electron beam or X Lines or the like can also be used.

マスク135を介して、活性放射線130を層110に照射すると、活性放射線130が照射された照射領域125内に存在する助触媒(第1の物質:コカタリスト)は、活性放射線130の作用により反応(結合)または分解して、カチオン(プロトンまたは他の陽イオン)と、弱配位アニオン(WCA)とを遊離(発生)する。   When the layer 110 is irradiated with the active radiation 130 through the mask 135, the cocatalyst (first substance: cocatalyst) present in the irradiation region 125 irradiated with the active radiation 130 reacts by the action of the active radiation 130. (Binding) or decomposition to release (generate) cations (protons or other cations) and weakly coordinating anions (WCA).

そして、これらのカチオンや弱配位アニオンは、照射領域125内に存在する触媒前駆体(第2の物質:プロカタリスト)の分子構造に変化(分解)を生じさせ、これを活性潜在状態(潜在的活性状態)に変化させる。   These cations and weakly coordinating anions cause a change (decomposition) in the molecular structure of the catalyst precursor (second substance: procatalyst) present in the irradiation region 125, and this is changed into an active latent state (latent potential). Active state).

なお、活性放射線130として、レーザ光のように指向性の高い光を用いる場合には、マスク135の使用を省略してもよい。   Note that in the case where light having high directivity such as laser light is used as the active radiation 130, the use of the mask 135 may be omitted.

[3] 次に、層110に対して加熱処理(第1の加熱処理)を施す。
これにより、照射領域125内では、活性潜在状態の触媒前駆体が活性化して(活性状態となって)、モノマーの反応(重合反応や架橋反応)が生じる。
[3] Next, the layer 110 is subjected to heat treatment (first heat treatment).
Thereby, in the irradiation area | region 125, the catalyst precursor of an active latent state is activated (it will be in an active state), and monomer reaction (a polymerization reaction or a crosslinking reaction) will arise.

そして、モノマーの反応が進行すると、照射領域125内におけるモノマー濃度が徐々に低下する。これにより、照射領域125と未照射領域140との間には、モノマー濃度に差が生じ、これを解消すべく、未照射領域140からモノマーが拡散(モノマーディフュージョン)して照射領域125に集まってくる。   As the monomer reaction proceeds, the monomer concentration in the irradiation region 125 gradually decreases. As a result, there is a difference in monomer concentration between the irradiated region 125 and the unirradiated region 140, and in order to eliminate this, the monomer diffuses from the unirradiated region 140 (monomer diffusion) and collects in the irradiated region 125. come.

その結果、照射領域125では、モノマーやその反応物(重合体、架橋構造や分岐構造)が増加し、当該領域の屈折率にモノマー由来の構造が大きく影響を及ぼすようになり、第1の屈折率より低い第2の屈折率へと低下する。なお、モノマーの重合体としては、主に付加(共)重合体が生成する。   As a result, in the irradiated region 125, the monomer and its reaction product (polymer, cross-linked structure or branched structure) increase, and the structure derived from the monomer greatly affects the refractive index of the region, and the first refraction The second refractive index lower than the refractive index. As the monomer polymer, an addition (co) polymer is mainly produced.

一方、未照射領域140では、当該領域から照射領域125にモノマーが拡散することにより、モノマー量が減少するため、当該領域の屈折率にポリマー115の影響が大きく現れるようになり、第1の屈折率より高い第3の屈折率へと上昇する。   On the other hand, in the unirradiated region 140, the amount of monomer decreases as the monomer diffuses from the region to the irradiated region 125, so that the influence of the polymer 115 appears greatly on the refractive index of the region, and the first refraction The third refractive index is higher than the refractive index.

このようにして、照射領域125と未照射領域140との間に屈折率差(第2の屈折率<第3の屈折率)が生じて、コア部14および高屈折率領域151(未照射領域140)と低屈折率領域152(照射領域125)とが形成される(図6参照)。   In this way, a refractive index difference (second refractive index <third refractive index) occurs between the irradiated region 125 and the non-irradiated region 140, and the core portion 14 and the high refractive index region 151 (unirradiated region). 140) and a low refractive index region 152 (irradiation region 125) are formed (see FIG. 6).

[4] 次に、層110に対して第2の加熱処理を施す。
これにより、未照射領域140および/または照射領域125に残存する触媒前駆体を、直接または助触媒の活性化を伴って、活性化させる(活性状態とする)ことにより、各領域125、140に残存するモノマーを反応させる。
[4] Next, the layer 110 is subjected to a second heat treatment.
As a result, the catalyst precursor remaining in the unirradiated region 140 and / or the irradiated region 125 is activated (in an activated state) directly or with the activation of the cocatalyst. The remaining monomer is reacted.

このように、各領域125、140に残存するモノマーを反応させることにより、得られるコア部14、高屈折率領域151および低屈折率領域152の安定化を図ることができる。   In this way, by reacting the monomers remaining in the regions 125 and 140, the core portion 14, the high refractive index region 151, and the low refractive index region 152 obtained can be stabilized.

[5] 次に、層110に対して第3の加熱処理を施す。
これにより、得られるコア層13に生じる内部応力の低減や、コア部14、高屈折率領域151および低屈折率領域152の更なる安定化を図ることができる。
[5] Next, the layer 110 is subjected to a third heat treatment.
Thereby, reduction of internal stress generated in the obtained core layer 13 and further stabilization of the core part 14, the high refractive index region 151, and the low refractive index region 152 can be achieved.

以上の工程を経て、コア層13(第2の層)が得られる。
なお、例えば、第2の加熱処理や第3の加熱処理を施す前の状態で、コア部14および高屈折率領域151と低屈折率領域152との間に十分な屈折率差が得られている場合等には、本工程[5]や前記工程[4]を省略してもよい。
Through the above steps, the core layer 13 (second layer) is obtained.
For example, a sufficient refractive index difference is obtained between the core portion 14 and the high refractive index region 151 and the low refractive index region 152 before the second heat treatment and the third heat treatment are performed. If present, this step [5] and the step [4] may be omitted.

[6] 次に、支持基板162上に、クラッド層11(12)を形成する(図7参照)。   [6] Next, the clad layer 11 (12) is formed on the support substrate 162 (see FIG. 7).

クラッド層11(12)の形成方法としては、クラッド材を含むワニス(クラッド層形成用材料)を塗布し硬化(固化)させる方法、硬化性を有するモノマー組成物を塗布し硬化(固化)させる方法等、いかなる方法でもよい。   As a method for forming the clad layer 11 (12), a method of applying and curing (solidifying) a varnish (clad layer forming material) including a clad material, and a method of applying and hardening (solidifying) a monomer composition having curability. Any method may be used.

クラッド層11(12)を塗布法で形成する場合、例えば、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられる。   When the clad layer 11 (12) is formed by a coating method, examples thereof include a spin coating method, a dipping method, a table coating method, a spray method, an applicator method, a curtain coating method, and a die coating method.

支持基板162には、支持基板161と同様のものを用いることができる。
以上のようにして、支持基板162上に、クラッド層11(12)が形成される。
As the support substrate 162, a substrate similar to the support substrate 161 can be used.
As described above, the clad layer 11 (12) is formed on the support substrate 162.

[7] 次に、支持基板161からコア層13を剥離し、このコア層13を、クラッド層11(第1の層)が形成された支持基板162と、クラッド層12(第3の層)が形成された支持基板162とで挟持する(図8参照)。   [7] Next, the core layer 13 is peeled from the support substrate 161, and the core layer 13 is separated from the support substrate 162 on which the cladding layer 11 (first layer) is formed and the cladding layer 12 (third layer). Is sandwiched between the support substrate 162 formed with (see FIG. 8).

そして、図8中の矢印で示すように、クラッド層12が形成された支持基板162の上面側から加圧し、クラッド層11、12とコア層13とを圧着する。   Then, as indicated by the arrows in FIG. 8, pressure is applied from the upper surface side of the support substrate 162 on which the cladding layer 12 is formed, and the cladding layers 11 and 12 and the core layer 13 are pressure bonded.

これにより、クラッド層11、12(第1の層および第3の層)とコア層13(第2の層)とが接合、一体化される。   As a result, the cladding layers 11 and 12 (first and third layers) and the core layer 13 (second layer) are joined and integrated.

また、この圧着作業は、加熱下で行われるのが好ましい。加熱温度は、クラッド層11、12やコア層13の構成材料等により適宜決定されるが、通常は、80〜200℃程度が好ましく、120〜180℃程度がより好ましい。   Further, this crimping operation is preferably performed under heating. The heating temperature is appropriately determined depending on the constituent materials of the clad layers 11 and 12 and the core layer 13, and is usually preferably about 80 to 200 ° C., more preferably about 120 to 180 ° C.

次いで、クラッド層11、12から、それぞれ、支持基板162を剥離、除去する。これにより、光導波路10(本発明の光導波路)が得られる。   Next, the support substrate 162 is peeled off and removed from the cladding layers 11 and 12, respectively. Thereby, the optical waveguide 10 (the optical waveguide of the present invention) is obtained.

以上のような方法によれば、コア部14と高屈折率領域151とを同一の製造工程において同時に形成することができる。このため、従来の製造方法から工程数を増やすことなく、側面クラッド部15内に高屈折率領域151と低屈折率領域152とを効率よく作り込むことができる。   According to the above method, the core part 14 and the high refractive index region 151 can be formed simultaneously in the same manufacturing process. For this reason, the high refractive index region 151 and the low refractive index region 152 can be efficiently formed in the side cladding portion 15 without increasing the number of steps from the conventional manufacturing method.

また、このようにして形成されたコア部14と高屈折率領域151とは、同種の材料で構成されたものとなる。このため、両者は熱膨張率が等しくなり、互いに異なる材料で構成された場合に比べ、温度変化に伴う光導波路10の変形や層間剥離等の不具合を低減することができる。   Moreover, the core part 14 and the high refractive index region 151 formed in this way are made of the same kind of material. For this reason, both have the same coefficient of thermal expansion, and it is possible to reduce defects such as deformation of the optical waveguide 10 and delamination due to temperature changes, as compared with the case where they are made of different materials.

以上、モノマーディフュージョン法による光導波路10の製造方法について説明したが、前述したように、光導波路10の製造方法には、前述したようなその他の方法を用いることもできる。   Although the method for manufacturing the optical waveguide 10 by the monomer diffusion method has been described above, as described above, other methods as described above can be used for the method for manufacturing the optical waveguide 10.

このうち、フォトブリーチング法では、例えば、活性放射線の照射により活性化する離脱剤(物質)と、主鎖と該主鎖から分岐し、活性化した離脱剤の作用により、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る離脱性基(離脱性ペンダントグループ)とを有するポリマーを含有するコア層形成用材料を用いる。このコア層形成用材料は、層状に成膜された後、この層の一部に紫外線等の活性放射線を照射することにより、離脱性基が離脱(切断)され、その領域の屈折率が変化(上昇または低下)する。例えば、離脱性基の離脱に伴って屈折率が低下するものとすると、活性放射線の照射領域が低屈折率領域152となり、それ以外の領域がコア部14または高屈折率領域151となる。このようにしてコア層13を形成した後、前述したようにして、コア層13の両面にクラッド層11、12を接合する。   Among these, in the photobleaching method, for example, a release agent (substance) activated by irradiation with actinic radiation, and a main chain and a release agent branched from the main chain and activated, thereby causing at least one molecular structure. A core layer forming material containing a polymer having a leaving group (detachable pendant group) that can be detached from the main chain of the part is used. After this core layer forming material is formed into a layer, a part of this layer is irradiated with actinic radiation such as ultraviolet rays, whereby the leaving group is detached (cut), and the refractive index of the region changes. (Rise or fall). For example, if the refractive index decreases with the removal of the leaving group, the active radiation irradiation region becomes the low refractive index region 152, and the other region becomes the core portion 14 or the high refractive index region 151. After the core layer 13 is formed in this manner, the clad layers 11 and 12 are bonded to both surfaces of the core layer 13 as described above.

一方、フォトリソグラフィ法は、例えば、高屈折率のコア部形成用材料の層をクラッド層11上に成膜し、さらにこの層上にコア部14および高屈折率領域151に対応する形状のレジスト膜をフォトリソグラフィ技術により形成する。そして、このレジスト膜をマスクとして、コア部形成用材料の層をエッチングする。これによりコア部14および高屈折率領域151が得られる。その後、コア部14および高屈折率領域151を覆うようにして、相対的に低屈折率のクラッド部形成用材料を成膜することにより、コア部14と高屈折率領域151との隙間をクラッド部形成用材料が充填し、低屈折率領域152が得られる。また、さらに、これら(コア部14、高屈折率領域151および低屈折率領域152)を覆うようにクラッド部形成用材料が供給されることにより、クラッド層12が得られる。   On the other hand, in the photolithography method, for example, a layer of a material for forming a core part having a high refractive index is formed on the cladding layer 11, and a resist having a shape corresponding to the core part 14 and the high refractive index region 151 is formed on this layer. A film is formed by photolithography. Then, using this resist film as a mask, the core portion forming material layer is etched. Thereby, the core part 14 and the high refractive index area | region 151 are obtained. Thereafter, a relatively low refractive index cladding material is formed so as to cover the core portion 14 and the high refractive index region 151, thereby cladding the gap between the core portion 14 and the high refractive index region 151. The portion forming material is filled, and the low refractive index region 152 is obtained. Further, the cladding layer 12 is obtained by supplying the cladding portion forming material so as to cover these (the core portion 14, the high refractive index region 151, and the low refractive index region 152).

<第2実施形態>
次に、本発明の光導波路の第2実施形態について説明する。
図9は、本発明の光導波路の第2実施形態のコア層のみを示す平面図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the optical waveguide of the present invention will be described.
FIG. 9 is a plan view showing only the core layer of the second embodiment of the optical waveguide of the present invention.

以下、本実施形態にかかる光導波路について説明するが、前記第1実施形態にかかる光導波路との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。   Hereinafter, the optical waveguide according to the present embodiment will be described. However, differences from the optical waveguide according to the first embodiment will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.

本実施形態にかかる光導波路は、高屈折率領域および低屈折率領域の平面視のパターンが異なること以外は、前記第1実施形態と同様である。   The optical waveguide according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that the high-refractive index region and the low-refractive index region have different patterns in plan view.

図9に示す側面クラッド部15は、前記第1実施形態と同様のくさび状をなす高屈折率領域151と、この高屈折率領域151よりコア部14側に設けられ、平面視で帯状をなす2つの高屈折率領域153(第2の高屈折率領域)とを有するものである。   The side cladding portion 15 shown in FIG. 9 is provided with a high refractive index region 151 having a wedge shape similar to that of the first embodiment, and is provided closer to the core portion 14 than the high refractive index region 151, and has a belt shape in plan view. It has two high refractive index regions 153 (second high refractive index regions).

この2つの高屈折率領域153は、高屈折率領域151と同様、低屈折率領域152よりも屈折率が高い領域であり、コア層13中においてコア部14を挟んで両側に位置している。   These two high-refractive index regions 153 are regions having a higher refractive index than the low-refractive index region 152, similar to the high-refractive index region 151, and are positioned on both sides of the core portion 14 in the core layer 13. .

また、各高屈折率領域153は、高屈折率領域151とは分離して設けられており、また、各コア部14に直接接触しないように設けられている。すなわち、高屈折率領域153と高屈折率領域151との間、および、高屈折率領域153と各コア部14との間には、それぞれ低屈折率領域152が介挿された状態になっている。   Each high refractive index region 153 is provided separately from the high refractive index region 151, and is provided so as not to directly contact each core portion 14. That is, the low refractive index region 152 is inserted between the high refractive index region 153 and the high refractive index region 151 and between the high refractive index region 153 and each core portion 14. Yes.

また、帯状の高屈折率領域153は、出射側端面10bに露出しているが、入射側端面10aには露出していない。   Further, the band-like high refractive index region 153 is exposed on the emission side end face 10b, but is not exposed on the incident side end face 10a.

このような本実施形態にかかる光導波路10は、前記第1実施形態と同様のくさび状をなす高屈折率領域151を有していることから、前記第1実施形態と同様の作用・効果を奏する。   Since the optical waveguide 10 according to this embodiment has a high refractive index region 151 having a wedge shape similar to that of the first embodiment, the same operations and effects as those of the first embodiment are obtained. Play.

ここで、従来の光導波路の問題点について説明する。
図16に示す従来の光導波路90では、不本意にも側面クラッド部95を光が伝搬することが問題となっており、側面クラッド部95に光が入射してしまう原因の1つとして、前記第1実施形態では、コア部94の光軸と発光素子97の光軸とのずれ、および光導波路90と発光素子97の相互の開口数の不適合を挙げた。
Here, problems of the conventional optical waveguide will be described.
In the conventional optical waveguide 90 shown in FIG. 16, there is a problem that light unintentionally propagates through the side cladding portion 95, and one of the causes that light enters the side cladding portion 95 is as described above. In the first embodiment, the deviation between the optical axis of the core portion 94 and the optical axis of the light emitting element 97 and the incompatibility of the numerical apertures of the optical waveguide 90 and the light emitting element 97 are mentioned.

ところで、上記とは別の原因としては、光導波路90の途中でコア部94から側面クラッド部95に光が漏れ出ることが挙げられる。コア部94から漏れ出た光は、側面クラッド部95を伝搬し、前述したようにノイズ光として受光素子97に受光されることとなる。このようなコア部94から光が漏れ出る現象は、コア部94と側面クラッド部95との間で十分な屈折率差がない場合において発生する。   By the way, another cause is that light leaks from the core portion 94 to the side cladding portion 95 in the middle of the optical waveguide 90. The light leaking from the core portion 94 propagates through the side cladding portion 95 and is received by the light receiving element 97 as noise light as described above. Such a phenomenon of light leaking from the core portion 94 occurs when there is no sufficient refractive index difference between the core portion 94 and the side cladding portion 95.

そこで、本実施形態では、光導波路10の側面クラッド部15中に、くさび状をなす高屈折率領域151に加え、さらに帯状をなす高屈折率領域153(第2の高屈折率領域)を設けることとした。このような光導波路10では、入射側端面10aから入射した光が出射側端面10bに伝搬する途中で、コア部14から側面クラッド部15(低屈折率領域152)に漏れ出た光を、高屈折率領域153で内側に反射して、漏れ出た光がそれ以上側方に発散してしまうのを防止することができる。すなわち、漏れ出た光を、高屈折率領域153より内側に閉じ込めることができる。これにより、光導波路10の途中で信号光がノイズ光へと変化してしまうのを防止することができ、出射側端面10bにおいて、ノイズ光の光強度を弱めることができる。その結果、搬送波としてのS/N比を前記第1実施形態に比べてさらに高めることができる。そして、マルチチャンネルの場合、クロストークを抑制することができる。図9には、コア部14から漏れ出た光の伝搬経路の一例を矢印で示す。   Therefore, in the present embodiment, in the side clad portion 15 of the optical waveguide 10, in addition to the high refractive index region 151 having a wedge shape, a high refractive index region 153 having a strip shape (second high refractive index region) is provided. It was decided. In such an optical waveguide 10, light leaked from the core portion 14 to the side cladding portion 15 (low refractive index region 152) during the propagation of the light incident from the incident side end surface 10 a to the output side end surface 10 b It is possible to prevent the leaked light from being diffused to the side by being reflected inward by the refractive index region 153. That is, the leaked light can be confined inside the high refractive index region 153. Thereby, it can prevent that signal light changes into noise light in the middle of the optical waveguide 10, and can reduce the light intensity of noise light on the emission side end face 10b. As a result, the S / N ratio as a carrier wave can be further increased as compared with the first embodiment. In the case of multi-channel, crosstalk can be suppressed. In FIG. 9, an example of a propagation path of light leaking from the core portion 14 is indicated by an arrow.

なお、高屈折率領域153は、コア部14および高屈折率領域151と同一の製造工程において同時に形成することができる。これにより、従来の製造方法から工程数を増やすことなく、側面クラッド部15内に高屈折率領域151、低屈折率領域152および高屈折率領域153を効率よく作り込むことができる。   The high refractive index region 153 can be formed simultaneously in the same manufacturing process as the core portion 14 and the high refractive index region 151. Thereby, the high refractive index region 151, the low refractive index region 152, and the high refractive index region 153 can be efficiently formed in the side cladding portion 15 without increasing the number of steps from the conventional manufacturing method.

また、高屈折率領域153は、低屈折率領域152より屈折率が高い材料であればいかなる材料で構成してもよいが、コア部14および高屈折率領域151と同種の材料で構成することにより、各々の熱膨張率が等しくなり、互いに異なる材料で構成された場合に比べ、温度変化に伴う光導波路10の変形や層間剥離等の不具合をより低減することができる。   The high refractive index region 153 may be made of any material as long as it has a higher refractive index than the low refractive index region 152, but is made of the same material as the core portion 14 and the high refractive index region 151. As a result, the thermal expansion coefficients of the optical waveguides 10 are equal, and defects such as deformation and delamination of the optical waveguide 10 due to temperature changes can be further reduced as compared with the case where the materials are made of different materials.

また、各高屈折率領域153と低屈折率領域152との屈折率差は、好ましくはその差が0.5%以上とされ、より好ましくはその差が0.8%以上とされる。また、上限値は特に設定されなくてもよいが、好ましくは5.5%とされる。   Further, the difference in refractive index between each high refractive index region 153 and low refractive index region 152 is preferably 0.5% or more, more preferably 0.8% or more. Moreover, although an upper limit does not need to be set in particular, Preferably it is set to 5.5%.

<第3実施形態>
次に、本発明の光導波路の第3実施形態について説明する。
図10は、本発明の光導波路の第3実施形態のコア層のみを示す平面図である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the optical waveguide of the present invention will be described.
FIG. 10 is a plan view showing only the core layer of the third embodiment of the optical waveguide of the present invention.

以下、本実施形態にかかる光導波路について説明するが、前記第2実施形態にかかる光導波路との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。   Hereinafter, although the optical waveguide according to the present embodiment will be described, differences from the optical waveguide according to the second embodiment will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.

本実施形態にかかる光導波路は、高屈折率領域および低屈折率領域の平面視のパターンが異なること以外は、前記第2実施形態と同様である。   The optical waveguide according to the present embodiment is the same as that of the second embodiment except that the high-refractive index region and the low-refractive index region have different patterns in plan view.

図10に示す側面クラッド部15は、前記第1実施形態と同様のくさび状をなす高屈折率領域151と、この高屈折率領域151よりコア部14側に設けられ、平面視で短冊状をなす複数の高屈折率領域154(第3の高屈折率領域)とを有するものである。なお、図10に示す各高屈折率領域154は、平面視で平行四辺形をなしている。   The side cladding portion 15 shown in FIG. 10 is provided with a high refractive index region 151 having a wedge shape similar to that of the first embodiment, and is provided closer to the core portion 14 than the high refractive index region 151, and has a strip shape in plan view. And a plurality of high refractive index regions 154 (third high refractive index regions). In addition, each high refractive index area | region 154 shown in FIG. 10 has comprised the parallelogram by planar view.

この複数の高屈折率領域154は、高屈折率領域151と同様、低屈折率領域152よりも屈折率が高い領域であり、コア部14を挟んで両側に整列している。また、図10に示す各高屈折率領域154は、細長い平行四辺形をなしており、長辺の長さは短辺の2〜50倍程度であるのが好ましく、5〜30倍程度であるのがより好ましい。   The plurality of high-refractive index regions 154 are regions having a higher refractive index than the low-refractive index region 152, as in the high-refractive index region 151, and are aligned on both sides of the core portion 14. Moreover, each high refractive index area | region 154 shown in FIG. 10 has comprised the elongate parallelogram, and it is preferable that the length of a long side is about 2 to 50 times of a short side, and is about 5 to 30 times. Is more preferable.

また、各高屈折率領域154は、高屈折率領域151とは分離して設けられており、また、各コア部14に直接接触しないように設けられている。すなわち、高屈折率領域154と高屈折率領域151との間、および、高屈折率領域154と各コア部14との間に、それぞれ低屈折率領域152が介挿された状態になっている。   Each high refractive index region 154 is provided separately from the high refractive index region 151 and is provided so as not to directly contact each core portion 14. That is, the low refractive index region 152 is interposed between the high refractive index region 154 and the high refractive index region 151 and between the high refractive index region 154 and each core portion 14. .

ここで、図11には、図10に示す第3実施形態の別の構成例を示す。
図11に示す光導波路10は、短冊状をなす高屈折率領域の平面視の形状が異なること以外は、図10と同様である。すなわち、図11に示す側面クラッド部15は、前記第1実施形態と同様のくさび状をなす高屈折率領域151と、この高屈折率領域151よりコア部14側に設けられ、平面視で短冊状をなす複数の高屈折率領域154’(第3の高屈折率領域)とを有するものであるが、この複数の高屈折率領域154’は、平面視で細長い三角形をなしている。
Here, FIG. 11 shows another configuration example of the third embodiment shown in FIG.
The optical waveguide 10 shown in FIG. 11 is the same as FIG. 10 except that the shape of the high refractive index region having a strip shape is different in plan view. That is, the side cladding portion 15 shown in FIG. 11 is provided with a high refractive index region 151 having a wedge shape similar to that of the first embodiment, and is provided closer to the core portion 14 than the high refractive index region 151, and is a strip in plan view. The plurality of high-refractive index regions 154 ′ (third high-refractive index regions) are formed in a shape, and the plurality of high-refractive index regions 154 ′ form an elongated triangle in plan view.

また、このような高屈折率領域154’は、前記第3実施形態にかかる高屈折率領域154と同様、その軸線が、コア部14の軸線の垂線に対して、コア部14を通過する光の進行方向の後方に傾斜するように設けられている。   Further, like the high refractive index region 154 according to the third embodiment, such a high refractive index region 154 ′ has light whose axis passes through the core portion 14 with respect to the perpendicular of the axis of the core portion 14. It is provided so as to incline backward in the traveling direction.

さらに、各高屈折率領域154’は、コア部14側から遠ざかるにつれて、横断面積が徐々に増大するような形状をなしている。   Further, each high refractive index region 154 ′ has a shape such that the cross-sectional area gradually increases as the distance from the core portion 14 side increases.

なお、図11では、平面視で細長い三角形をなす複数の高屈折率領域154’において、コア部14側に位置する内角は、鋭角であり、他の内角に比べてその角度が小さい。具体的には、この内角は、3〜30°程度であるのが好ましく、5〜20°程度であるのがより好ましい。また、この場合、コア部14側に位置する内角に対向する辺の長さは、他の2辺よりも短くなっている。   In FIG. 11, in the plurality of high refractive index regions 154 ′ forming a long and narrow triangle in plan view, the inner angle located on the core portion 14 side is an acute angle and is smaller than the other inner angles. Specifically, the inner angle is preferably about 3 to 30 °, and more preferably about 5 to 20 °. In this case, the length of the side facing the inner corner located on the core part 14 side is shorter than the other two sides.

また、図12には、図10に示す第3実施形態のさらに別の構成例を示す。
図12に示す光導波路10は、短冊状をなす高屈折率領域の平面視の形状が異なること以外は、図10と同様である。すなわち、図12に示す側面クラッド部15は、前記第1実施形態と同様のくさび状をなす高屈折率領域151と、この高屈折率領域151よりコア部14側に設けられ、平面視で短冊状をなす複数の高屈折率領域154”(第3の高屈折率領域)とを有するものであるが、この複数の高屈折率領域154”は、平面視で細長い長方形をなしており、かつ、その軸線がコア部14の軸線に対してほぼ垂直になるよう配置されている。
FIG. 12 shows still another configuration example of the third embodiment shown in FIG.
The optical waveguide 10 shown in FIG. 12 is the same as FIG. 10 except that the shape of the high refractive index region having a strip shape is different in plan view. That is, the side cladding portion 15 shown in FIG. 12 is provided on the side of the core portion 14 with respect to the high refractive index region 151 having a wedge shape similar to that of the first embodiment, and the strip portion in a plan view. A plurality of high-refractive index regions 154 ″ (third high-refractive index regions) having a shape, the plurality of high-refractive index regions 154 ″ having an elongated rectangular shape in plan view, and The axis is arranged so as to be substantially perpendicular to the axis of the core portion 14.

なお、図12に示す各高屈折率領域154”は、細長い長方形をなしているが、長辺の長さは短辺の2〜50倍程度であるのが好ましく、5〜30倍程度であるのがより好ましい。   Each high refractive index region 154 ″ shown in FIG. 12 has an elongated rectangular shape, but the length of the long side is preferably about 2 to 50 times the short side, and is about 5 to 30 times. Is more preferable.

これらの各高屈折率領域154’および各高屈折率領域154”は、前述した各高屈折率領域154と同様の機能を有する。   Each of these high refractive index regions 154 ′ and each high refractive index region 154 ″ has the same function as each of the high refractive index regions 154 described above.

そして、このような本実施形態にかかる光導波路10は、前記第1実施形態と同様のくさび状をなす高屈折率領域151を有していることから、前記第1実施形態と同様の作用・効果を奏する。   Since the optical waveguide 10 according to the present embodiment has a high refractive index region 151 having a wedge shape similar to that of the first embodiment, the same operation and function as those of the first embodiment are provided. There is an effect.

また、本実施形態では、光導波路10の側面クラッド部15中に、くさび状をなす高屈折率領域151に加え、さらに短冊状をなす高屈折率領域154(第3の高屈折率領域)を設けることとした。このような光導波路10では、入射側端面10aから入射した光が出射側端面10bに伝搬する途中で、コア部14から側面クラッド部15(低屈折率領域152)に漏れ出た光を、高屈折率領域154で外側に屈折させたり散乱させたりして、漏れ出た光をコア部14から遠ざけることができる。図10には、コア部14から漏れ出た光の伝搬経路の一例を矢印で示す。   In the present embodiment, in addition to the wedge-shaped high refractive index region 151, a strip-shaped high refractive index region 154 (third high refractive index region) is provided in the side cladding portion 15 of the optical waveguide 10. We decided to provide it. In such an optical waveguide 10, light leaked from the core portion 14 to the side cladding portion 15 (low refractive index region 152) during the propagation of the light incident from the incident side end surface 10 a to the output side end surface 10 b The leaked light can be kept away from the core portion 14 by being refracted or scattered outward in the refractive index region 154. In FIG. 10, an example of a propagation path of light leaking from the core unit 14 is indicated by an arrow.

かかる観点から、短冊状をなす高屈折率領域154は、そのそれぞれの軸線が、コア部14の軸線の垂線に対して、コア部14を通過する光の進行方向の後方に傾斜するように設けられればよい。これにより、高屈折率領域154を透過する光は、必然的にコア部14から遠ざかるように屈折する。その結果、コア部14から漏れ出た光を、コア部14から遠ざけることができ、出射側端面10bにおいて、コア部14近傍におけるノイズ光の光強度を低減することができる。すなわち、コア部14近傍において、信号光とノイズ光との光強度差をより明確にすることができるため、搬送波としてのS/N比を前記第1実施形態に比べてさらに高めることができる。そして、マルチチャンネルの場合、クロストークを抑制することができる。   From this point of view, the strip-shaped high refractive index region 154 is provided such that each axis thereof is inclined rearward in the traveling direction of the light passing through the core portion 14 with respect to the perpendicular of the axis of the core portion 14. It only has to be done. As a result, the light transmitted through the high refractive index region 154 is refracted so as to be away from the core portion 14 inevitably. As a result, the light leaking from the core part 14 can be kept away from the core part 14, and the light intensity of noise light in the vicinity of the core part 14 can be reduced on the emission side end face 10 b. That is, since the difference in light intensity between the signal light and the noise light can be clarified in the vicinity of the core portion 14, the S / N ratio as a carrier wave can be further increased as compared with the first embodiment. In the case of multi-channel, crosstalk can be suppressed.

なお、図10に示す、コア部14の軸線の垂線と、短冊状をなす高屈折率領域154の軸線とがなす角度(高屈折率領域154の傾斜角)θは、高屈折率領域154と低屈折率領域152との屈折率差や側面クラッド部15の幅等に応じて、側面クラッド部15を通過する光が必要かつ十分に屈折するように適宜設定される。   Note that an angle θ (a tilt angle of the high refractive index region 154) θ formed by the perpendicular of the axis of the core portion 14 and the axis of the high refractive index region 154 having a strip shape shown in FIG. 10 is the same as that of the high refractive index region 154. Depending on the difference in refractive index from the low refractive index region 152, the width of the side cladding 15 and the like, the light passing through the side cladding 15 is appropriately set to be refracted as necessary and sufficient.

具体的には、高屈折率領域154の傾斜角θは、10〜85°程度であるのが好ましく、20〜70°程度であるのがより好ましい。傾斜角θを前記範囲内に設定することにより、コア部14から漏れ出た光がコア部14から確実に離れるよう屈折し、光導波路10の出射側端面10bにおいて、信号光とノイズ光とを分離することができる。その結果、搬送波としてのS/N比をより確実に高めることができる。   Specifically, the inclination angle θ of the high refractive index region 154 is preferably about 10 to 85 °, and more preferably about 20 to 70 °. By setting the inclination angle θ within the above range, the light leaked from the core portion 14 is refracted so as to be surely separated from the core portion 14, and the signal light and the noise light are separated at the emission side end face 10 b of the optical waveguide 10. Can be separated. As a result, the S / N ratio as a carrier wave can be more reliably increased.

また、各高屈折率領域154同士の離間距離も、高屈折率領域154と低屈折率領域152との屈折率差や側面クラッド部15の幅等に応じて適宜設定される。   Also, the separation distance between the high refractive index regions 154 is appropriately set according to the refractive index difference between the high refractive index region 154 and the low refractive index region 152, the width of the side cladding portion 15, and the like.

さらに、各高屈折率領域154の幅も、同様に適宜設定されるが、一例としては、1〜30μm程度であるのが好ましく、3〜20μm程度であるのがより好ましい。   Furthermore, the width of each high-refractive index region 154 is also set as appropriate, but as an example, it is preferably about 1 to 30 μm, more preferably about 3 to 20 μm.

また、各高屈折率領域154と低屈折率領域152との屈折率差は、好ましくはその差が0.5%以上とされ、より好ましくはその差が0.8%以上とされる。また、上限値は特に設定されなくてもよいが、好ましくは5.5%とされる。   Further, the difference in refractive index between each high refractive index region 154 and low refractive index region 152 is preferably 0.5% or more, and more preferably 0.8% or more. Moreover, although an upper limit does not need to be set in particular, Preferably it is set to 5.5%.

<第4実施形態>
次に、本発明の光導波路の第4実施形態について説明する。
図13は、本発明の光導波路の第4実施形態のコア層のみを示す平面図である。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the optical waveguide of the present invention will be described.
FIG. 13 is a plan view showing only the core layer of the fourth embodiment of the optical waveguide of the present invention.

以下、本実施形態にかかる光導波路について説明するが、前記第3実施形態にかかる光導波路との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。   Hereinafter, the optical waveguide according to the present embodiment will be described, but the description will focus on differences from the optical waveguide according to the third embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本実施形態にかかる光導波路は、高屈折率領域および低屈折率領域の平面視のパターンが異なること以外は、前記第3実施形態と同様である。   The optical waveguide according to this embodiment is the same as that of the third embodiment except that the high-refractive index region and the low-refractive index region have different patterns in plan view.

図13に示す側面クラッド部15は、前記第1実施形態と同様のくさび状をなす高屈折率領域151と、この高屈折率領域151よりコア部14側に設けられ、平面視で粒状をなす複数の高屈折率領域155(第3の高屈折率領域)とを有するものである。   The side cladding portion 15 shown in FIG. 13 is provided on the side of the core portion 14 with respect to the high refractive index region 151 having a wedge shape similar to that of the first embodiment, and is granular in a plan view. A plurality of high refractive index regions 155 (third high refractive index regions).

この複数の高屈折率領域155は、高屈折率領域151と同様、低屈折率領域152よりも屈折率が高い領域であり、コア部14を挟んで両側に点在している。   The plurality of high-refractive index regions 155 are regions having a higher refractive index than the low-refractive index region 152, as in the high-refractive index region 151, and are scattered on both sides of the core portion 14.

また、各高屈折率領域155は、互いに独立しているとともに、高屈折率領域151とは分離して設けられており、また、各コア部14に直接接触しないように設けられている。すなわち、高屈折率領域155と高屈折率領域151との間、および、高屈折率領域154と各コア部14との間に、それぞれ低屈折率領域152が介挿された状態になっている。   The high refractive index regions 155 are independent from each other, are provided separately from the high refractive index regions 151, and are provided so as not to directly contact the core portions 14. That is, the low refractive index region 152 is interposed between the high refractive index region 155 and the high refractive index region 151 and between the high refractive index region 154 and each core portion 14. .

このような本実施形態にかかる光導波路10は、前記第1実施形態と同様のくさび状をなす高屈折率領域151を有していることから、前記第1実施形態と同様の作用・効果を奏する。   Since the optical waveguide 10 according to this embodiment has a high refractive index region 151 having a wedge shape similar to that of the first embodiment, the same operations and effects as those of the first embodiment are obtained. Play.

そして、本実施形態では、光導波路10の側面クラッド部15中に、くさび状をなす高屈折率領域151に加え、さらに粒状をなす高屈折率領域155(第3の高屈折率領域)を設けることとした。このような光導波路10では、入射側端面10aから入射した光が出射側端面10bに伝搬する途中で、コア部14から側面クラッド部15(低屈折率領域152)に漏れ出た光が、高屈折率領域155に達すると、そこで不規則に散乱される。これにより、コア部14から側面クラッド部15に漏れ出た光は、出射側端面10bに達する前に広範囲に広がり減衰することとなる。その結果、出射側端面10bでは、側面クラッド部15から出射するノイズ光の光強度が低減されることとなり、信号光とノイズ光との光強度差をより明確にすることができるため、搬送波としてのS/N比を前記第1実施形態に比べてさらに高めることができる。そして、マルチチャンネルの場合、クロストークを抑制することができる。   In this embodiment, in addition to the high refractive index region 151 having a wedge shape, a granular high refractive index region 155 (third high refractive index region) is provided in the side cladding portion 15 of the optical waveguide 10. It was decided. In such an optical waveguide 10, the light leaked from the core portion 14 to the side cladding portion 15 (low refractive index region 152) during the propagation of the light incident from the incident side end surface 10 a to the output side end surface 10 b is high. When the refractive index region 155 is reached, it is scattered irregularly there. As a result, the light leaking from the core portion 14 to the side cladding portion 15 spreads over a wide range and attenuates before reaching the emission-side end surface 10b. As a result, at the emission side end face 10b, the light intensity of the noise light emitted from the side cladding portion 15 is reduced, and the difference in light intensity between the signal light and the noise light can be clarified. The S / N ratio can be further increased compared to the first embodiment. In the case of multi-channel, crosstalk can be suppressed.

粒状をなす高屈折率領域155の平面視における形状は、特に限定されず、例えば、真円、楕円、長円のような円形、三角形、四角形、六角形、八角形、星型のような多角形、半円、扇型、針状等とされる。   The shape of the high refractive index region 155 having a granular shape in plan view is not particularly limited. For example, the shape is a circle such as a perfect circle, an ellipse, or an ellipse, a triangle, a quadrangle, a hexagon, an octagon, or a star shape. It can be a square, semicircle, fan, needle, or the like.

また、高屈折率領域155の輪郭は、図13に示すように凹凸を有しているのが好ましい。これにより、高屈折率領域155の輪郭は、コア部14から漏れ出た光を受ける面が不規則性を有することとなり、光を確実に乱反射することができる。   Further, the outline of the high refractive index region 155 preferably has irregularities as shown in FIG. As a result, the contour of the high refractive index region 155 has irregularity on the surface that receives the light leaking from the core portion 14, and can reliably diffuse the light.

また、各高屈折率領域155の平均粒径は、10〜500μm程度であるのが好ましく、20〜300μm程度であるのがより好ましい。各高屈折率領域155の平均粒径を前記範囲内とすることにより、各高屈折率領域155が光を散乱する確率を十分に高めることができる。   The average particle size of each high refractive index region 155 is preferably about 10 to 500 μm, and more preferably about 20 to 300 μm. By setting the average particle diameter of each high refractive index region 155 within the above range, the probability that each high refractive index region 155 scatters light can be sufficiently increased.

また、各高屈折率領域155の配置密度は、高屈折率領域155と低屈折率領域152との屈折率差や側面クラッド部15の幅等に応じて適宜設定されるが、配置パターンは、好ましくは不規則(ランダム)とされる。配置パターンをランダムにすることにより、散乱した光が干渉するのを防止して、ノイズ光を分散させて減衰させるという高屈折率領域155の機能を十分に発揮させることができる。   The arrangement density of each high refractive index region 155 is appropriately set according to the refractive index difference between the high refractive index region 155 and the low refractive index region 152, the width of the side cladding portion 15, and the like. Preferably, it is irregular (random). By making the arrangement pattern random, it is possible to sufficiently exhibit the function of the high refractive index region 155 that prevents scattered light from interfering and disperses and attenuates noise light.

なお、各高屈折率領域155と低屈折率領域152との屈折率差は、好ましくはその差が0.5%以上とされ、より好ましくはその差が0.8%以上とされる。また、上限値は特に設定されなくてもよいが、好ましくは5.5%とされる。   The difference in refractive index between each high refractive index region 155 and low refractive index region 152 is preferably 0.5% or more, more preferably 0.8% or more. Moreover, although an upper limit does not need to be set in particular, Preferably it is set to 5.5%.

以上、本発明の光導波路を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができ、また、任意の構成が付加されていてもよい。   As mentioned above, although the optical waveguide of the present invention has been described based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited to these, and the configuration of each part is replaced with any configuration that can exhibit the same function. In addition, an arbitrary configuration may be added.

また、本発明の光導波路は、前記各実施形態の構成のうち、任意の2つ以上を適宜組み合わせたものであってもよい。   Moreover, the optical waveguide of the present invention may be an appropriate combination of any two or more of the configurations of the above embodiments.

さらに、前記各実施形態では、コア層13中に2つのコア部14が設けられているが、コア部14の数は、1つまたは3つ以上であってもよい。   Furthermore, in each said embodiment, although the two core parts 14 are provided in the core layer 13, the number of the core parts 14 may be 1 or 3 or more.

また、前記各実施形態では、側面クラッド部15中に高屈折率領域151、153、154、155が設けられているが、これらの高屈折率領域は、クラッド層11、12中に設けられていてもよい。   In each of the above embodiments, the high refractive index regions 151, 153, 154, and 155 are provided in the side cladding portion 15, but these high refractive index regions are provided in the cladding layers 11 and 12. May be.

なお、このような本発明の光導波路は、例えば光通信用の光配線に用いることができる。   Such an optical waveguide of the present invention can be used for an optical wiring for optical communication, for example.

また、この光配線は、既存の電気配線とともに基板上に混載されることにより、いわゆる「光・電気混載基板」を構成することができる。かかる光・電気混載基板では、例えば、光配線(光導波路のコア部)で伝送された光信号を、光デバイスにおいて電気信号に変換し、電気配線に伝達する。これにより、光配線の部分で、従来の電気配線よりも高速かつ大容量の情報伝送が可能になる。したがって、例えばCPUやLSI等の演算装置とRAM等の記憶装置との間をつなぐバス等に、この光・電気混載基板を適用することにより、システム全体の性能を高めるとともに、電磁ノイズの発生を抑制することができる。   In addition, this optical wiring can be combined with existing electrical wiring on a substrate to constitute a so-called “optical / electrical mixed substrate”. In such an optical / electrical hybrid substrate, for example, an optical signal transmitted through an optical wiring (core portion of an optical waveguide) is converted into an electrical signal in an optical device and transmitted to the electrical wiring. As a result, high-speed and large-capacity information transmission can be achieved in the optical wiring portion as compared with the conventional electric wiring. Therefore, for example, by applying this optical / electrical hybrid board to a bus or the like that connects between an arithmetic device such as a CPU or LSI and a storage device such as a RAM, the performance of the entire system is improved and electromagnetic noise is generated. Can be suppressed.

なお、かかる光・電気混載基板は、例えば、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等、大容量のデータを高速に伝送する電子機器類に搭載することが考えられる。   It is conceivable that the optical / electrical hybrid board is mounted on electronic devices that transmit large amounts of data at high speed, such as mobile phones, game machines, personal computers, televisions, home servers, and the like.

以下、本発明の具体的実施例について説明する。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.

1.光導波路の製造
(実施例1)
まず、下記式(2)で表わされる繰り返し単位を有するノルボルネン系ポリマーを含むコア層形成用材料を調製した。
1. Production of optical waveguide (Example 1)
First, a core layer forming material containing a norbornene polymer having a repeating unit represented by the following formula (2) was prepared.

Figure 0005169639
Figure 0005169639

次いで、このコア層形成用材料を基板上に塗布し、液状被膜を形成した。次いで、この液状被膜を乾燥し、コア層形成用材料の層を得た。   Next, this core layer forming material was applied onto a substrate to form a liquid film. Next, this liquid film was dried to obtain a layer of a material for forming a core layer.

次に、この層に、形成すべき低屈折率領域に対応する開口(窓)を有するマスクを介して、紫外線を照射した。次いで、オーブン中で層を加熱した。これにより、紫外線を照射した領域が低屈折率領域(屈折率:1.54)となり、また紫外線を照射しなかった領域がコア部(屈折率:1.55)および高屈折率領域(屈折率:1.55)となり、その結果、コア層を得た。なお、コア部、高屈折率領域および低屈折率領域の形状は、それぞれ図2に示す形状とした。   Next, this layer was irradiated with ultraviolet rays through a mask having an opening (window) corresponding to the low refractive index region to be formed. The layer was then heated in an oven. Thereby, the region irradiated with ultraviolet rays becomes a low refractive index region (refractive index: 1.54), and the region not irradiated with ultraviolet rays is the core portion (refractive index: 1.55) and a high refractive index region (refractive index). : 1.55), and as a result, a core layer was obtained. The core portion, the high refractive index region, and the low refractive index region have the shapes shown in FIG.

次に、コア層形成用材料に用いたポリマーよりも屈折率の低いノルボルネン系ポリマーを用意し、これを含むクラッド層形成用材料を調製した。   Next, a norbornene-based polymer having a refractive index lower than that of the polymer used for the core layer forming material was prepared, and a clad layer forming material including this was prepared.

次いで、このクラッド層形成用材料を2つの基板上にそれぞれ塗布し、液状被膜を形成した。次いで、これらの液状被膜を乾燥し、それぞれクラッド層を得た。   Next, this clad layer forming material was applied on each of the two substrates to form a liquid film. Next, these liquid coatings were dried to obtain clad layers.

そして、得られたコア層の両面にクラッド層を貼り合わせた。これにより、光導波路を得た。   And the clad layer was bonded together on both surfaces of the obtained core layer. Thereby, an optical waveguide was obtained.

(実施例2)
コア部、高屈折率領域および低屈折率領域の各形状を、それぞれ図9に示す形状とした以外は、前記実施例1と同様にして光導波路を得た。
(Example 2)
An optical waveguide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the shapes of the core portion, the high refractive index region, and the low refractive index region were changed to the shapes shown in FIG.

(実施例3)
コア部、高屈折率領域および低屈折率領域の各形状を、それぞれ図10に示す形状とした以外は、前記実施例1と同様にして光導波路を得た。ただし、高屈折率領域の傾斜角は、45°とした。
(Example 3)
An optical waveguide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the shapes of the core portion, the high refractive index region, and the low refractive index region were changed to the shapes shown in FIG. However, the inclination angle of the high refractive index region was 45 °.

(実施例4)
コア部、高屈折率領域および低屈折率領域の各形状を、それぞれ図11に示す形状とした以外は、前記実施例1と同様にして光導波路を得た。ただし、高屈折率領域の傾斜角は、実施例3と同様である。
Example 4
An optical waveguide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the shapes of the core portion, the high refractive index region, and the low refractive index region were changed to the shapes shown in FIG. However, the inclination angle of the high refractive index region is the same as in Example 3.

(実施例5)
コア部、高屈折率領域および低屈折率領域の各形状を、それぞれ図12に示す形状とした以外は、前記実施例1と同様にして光導波路を得た。
(Example 5)
An optical waveguide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the shapes of the core portion, the high refractive index region, and the low refractive index region were changed to the shapes shown in FIG.

(実施例6)
コア部、高屈折率領域および低屈折率領域の各形状を、それぞれ図13に示す形状とした以外は、前記実施例1と同様にして光導波路を得た。
(Example 6)
An optical waveguide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the shapes of the core portion, the high refractive index region, and the low refractive index region were changed to the shapes shown in FIG.

(比較例)
高屈折率領域および低屈折率領域の形成を省略し、図16に示すように、コア層中にコア部とその両側のクラッド部とを形成するようにした以外は、前記実施例1と同様にして光導波路を得た。
(Comparative example)
Except for the formation of the high refractive index region and the low refractive index region, and as shown in FIG. 16, the core portion and the clad portions on both sides thereof are formed in the core layer. Thus, an optical waveguide was obtained.

2.光導波路の評価結果
各実施例で得られた光導波路および比較例で得られた光導波路について、それぞれ以下に示す方法で出射側端面における光強度を測定した。
2. Evaluation Results of Optical Waveguide The light intensity at the emission side end face of each of the optical waveguides obtained in each example and the optical waveguide obtained in the comparative example was measured by the following method.

図14は、光導波路の出射側端面における光強度を測定する方法を説明するための図である。この方法では、まず、測定対象の光導波路10の光入射側に、直径50μmの入射側光ファイバ21を配置した。この入射側光ファイバ21は、光導波路10に光を入射するための発光素子(図示せず)に接続されており、その光軸と、光導波路10のコア部14の光軸とが一致するように配置されている。また、入射側光ファイバ21は、光導波路10の入射側端面10aに沿ってコア層13と同じ面内を走査し得るようになっている。なお、この走査幅は、光導波路10のコア部14の光軸を中心に、両側250μmずつに設定されている。   FIG. 14 is a diagram for explaining a method of measuring the light intensity at the output-side end face of the optical waveguide. In this method, first, an incident side optical fiber 21 having a diameter of 50 μm was arranged on the light incident side of the optical waveguide 10 to be measured. The incident side optical fiber 21 is connected to a light emitting element (not shown) for entering light into the optical waveguide 10, and the optical axis thereof coincides with the optical axis of the core portion 14 of the optical waveguide 10. Are arranged as follows. The incident side optical fiber 21 can scan the same plane as the core layer 13 along the incident side end face 10 a of the optical waveguide 10. The scanning width is set to 250 μm on both sides around the optical axis of the core portion 14 of the optical waveguide 10.

一方、光導波路10の光出射側には、直径200μmの出射側光ファイバ22を配置した。この出射側光ファイバ22は、光導波路10から出射した光を受光するための受光素子(図示せず)に接続されており、その光軸が、光導波路10のコア部14の光軸から側面クラッド部15側に125μmずれた個所に位置するよう配置されている。   On the other hand, an emission side optical fiber 22 having a diameter of 200 μm is disposed on the light emission side of the optical waveguide 10. The emission side optical fiber 22 is connected to a light receiving element (not shown) for receiving the light emitted from the optical waveguide 10, and its optical axis extends from the optical axis of the core portion 14 of the optical waveguide 10 to the side surface. It arrange | positions so that it may be located in the location which shifted | deviated 125 micrometers on the clad part 15 side.

光強度を測定する際には、光を放射しつつ入射側光ファイバ21を走査させると、光導波路10内を通過した光の一部が出射側光ファイバ22に到達する。そして、このとき出射側光ファイバ22に入射した光強度を測定することにより、入射側光ファイバ21の位置と、出射側光ファイバ22に入射する光の強度との関係を評価した。   When measuring the light intensity, if the incident side optical fiber 21 is scanned while emitting light, a part of the light that has passed through the optical waveguide 10 reaches the output side optical fiber 22. Then, by measuring the light intensity incident on the emission side optical fiber 22 at this time, the relationship between the position of the incident side optical fiber 21 and the intensity of the light incident on the emission side optical fiber 22 was evaluated.

この測定結果のうち、代表として実施例1と比較例のものを図15に示す。なお、図15のグラフの横軸は光導波路のコア部の光軸を基準とした入射側光ファイバの位置を表し、縦軸は光導波路のコア部を伝搬してきた光の強度(入射側光ファイバの光軸と出射側光ファイバの光軸とを光導波路のコア部に一致させたときの光強度)を基準とした光強度比(損失)を表す。   Of these measurement results, those of Example 1 and Comparative Example are shown in FIG. 15 as representative. The horizontal axis of the graph in FIG. 15 represents the position of the incident side optical fiber with respect to the optical axis of the core portion of the optical waveguide, and the vertical axis represents the intensity of light propagating through the core portion of the optical waveguide (incident side light). It represents the light intensity ratio (loss) based on the light intensity when the optical axis of the fiber and the optical axis of the output side optical fiber coincide with the core portion of the optical waveguide.

図15から明らかなように、比較例で得られた光導波路では、入射側光ファイバが光導波路のコア部の光軸を基準として80〜200mm付近の位置にあるとき、光強度比が特に大きかった。このことから、比較例の光導波路では、側面クラッド部に入射された光がコア部とほとんど変わらない程度に伝搬してしまうことが認められた。   As is clear from FIG. 15, in the optical waveguide obtained in the comparative example, the light intensity ratio is particularly large when the incident side optical fiber is at a position near 80 to 200 mm with respect to the optical axis of the core portion of the optical waveguide. It was. From this, it was recognized that in the optical waveguide of the comparative example, the light incident on the side clad portion propagates to the extent that it is hardly different from the core portion.

一方、実施例1で得られた光導波路では、全体的に光強度比が小さかった。すなわち、実施例1の光導波路では、側面クラッド部に入射した光が大きく減衰するため、十分なS/N比が得られることが認められた。   On the other hand, the optical waveguide obtained in Example 1 had a small light intensity ratio as a whole. That is, in the optical waveguide of Example 1, it was confirmed that a sufficient S / N ratio was obtained because the light incident on the side cladding portion was greatly attenuated.

なお、各実施例2〜6で得られた光導波路については、光強度比の図示を省略するが、実施例1とほぼ同様の挙動を示した。   In addition, about the optical waveguide obtained by each Example 2-6, although illustration of the light intensity ratio was abbreviate | omitted, the behavior similar to Example 1 was shown.

本発明の光導波路の第1実施形態を示す(一部切り欠いて、および透過して示す)斜視図である。1 is a perspective view showing a first embodiment of an optical waveguide of the present invention (partially cut out and shown through). 図1に示す光導波路のコア層のみを示す平面図である。It is a top view which shows only the core layer of the optical waveguide shown in FIG. 図2に示すコア層を伝搬する光の伝搬経路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the propagation path of the light which propagates the core layer shown in FIG. 図1に示す光導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process example of the manufacturing method of the optical waveguide shown in FIG. 図1に示す光導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process example of the manufacturing method of the optical waveguide shown in FIG. 図1に示す光導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process example of the manufacturing method of the optical waveguide shown in FIG. 図1に示す光導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process example of the manufacturing method of the optical waveguide shown in FIG. 図1に示す光導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process example of the manufacturing method of the optical waveguide shown in FIG. 本発明の光導波路の第2実施形態のコア層のみを示す平面図である。It is a top view which shows only the core layer of 2nd Embodiment of the optical waveguide of this invention. 本発明の光導波路の第3実施形態のコア層のみを示す平面図である。It is a top view which shows only the core layer of 3rd Embodiment of the optical waveguide of this invention. 図10に示す第3実施形態の別の構成例を示す図である。It is a figure which shows another structural example of 3rd Embodiment shown in FIG. 図10に示す第3実施形態のさらに別の構成例を示す図である。It is a figure which shows another example of a structure of 3rd Embodiment shown in FIG. 本発明の光導波路の第4実施形態のコア層のみを示す平面図である。It is a top view which shows only the core layer of 4th Embodiment of the optical waveguide of this invention. 光導波路の出射側端面における光強度を測定する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to measure the light intensity in the output side end surface of an optical waveguide. 実施例1で得られた光導波路および比較例で得られた光導波路について、入射側光ファイバの位置と出射側端面における光強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the position of an incident side optical fiber, and the light intensity in an output side end surface about the optical waveguide obtained by Example 1, and the optical waveguide obtained by the comparative example. 従来の光導波路のコア層のみを示す平面図である。It is a top view which shows only the core layer of the conventional optical waveguide.

符号の説明Explanation of symbols

10 光導波路
10a 入射側端面
10b 出射側端面
11、12 クラッド層
13 コア層
14 コア部
14L 信号光の出射位置
15 側面クラッド部
151、153、154、154’、154”、155 高屈折率領域
1510 コア部側の面
152 低屈折率領域
151L ノイズ光の出射位置
17 発光素子
18 受光素子
100 コア層形成用材料(ワニス)
110 層
115 ポリマー
120 添加剤
125 照射領域
130 活性放射線(活性エネルギー光線)
135 マスク
1351 開口(窓)
140 非照射領域
161、162 支持基板
21 入射側光ファイバ
22 出射側光ファイバ
90 光導波路
90a 入射側端面
90b 出射側端面
93 コア層
94 コア部
95 側面クラッド部
97 発光素子
98 受光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical waveguide 10a Incident side end surface 10b Outgoing side end surface 11, 12 Clad layer 13 Core layer 14 Core part 14L Output position of signal light 15 Side clad part 151,153,154,154 ', 154 ", 155 High refractive index area | region 1510 Core side surface 152 Low refractive index region 151L Noise light emission position 17 Light emitting element 18 Light receiving element 100 Core layer forming material (varnish)
110 layer 115 polymer 120 additive 125 irradiation region 130 actinic radiation (active energy ray)
135 Mask 1351 Opening (window)
140 Non-irradiation region 161, 162 Support substrate 21 Incident side optical fiber 22 Emission side optical fiber 90 Optical waveguide 90a Incident side end face 90b Emission side end face 93 Core layer 94 Core part 95 Side clad part 97 Light emitting element 98 Light receiving element

Claims (15)

コア部と、該コア部に隣接して設けられたクラッド部とを備える光導波路であって、
前記クラッド部中に、前記コア部よりも屈折率が低く、前記コア部に接した低屈折率領域と、該低屈折率領域よりも屈折率が高く、該低屈折率領域を介して前記コア部から離間した第1の高屈折率領域および第2の高屈折率領域を有しており、
前記第1の高屈折率領域は、前記コア部と同種の材料で構成され、その屈折率と前記低屈折率領域の屈折率との差が0.5%以上であり、前記コア部を通過する光の進行方向の前方に向かうにつれて横断面積が徐々に減少するとともに前記コア部との距離が徐々に大きくなる形状をなす領域であって、当該光導波路の光入射側の端面に露出しており、
前記第2の高屈折率領域は、その屈折率が前記低屈折率領域よりも高く、前記コア部と平行な長尺状をなす領域であって、前記コア部と前記第1の高屈折率領域との間のうち前記コア部の途中から光出射側にかけて位置していることを特徴とする光導波路。
An optical waveguide comprising a core portion and a cladding portion provided adjacent to the core portion,
In the cladding portion, the refractive index is lower than that of the core portion, the low refractive index region in contact with the core portion, the refractive index is higher than the low refractive index region, and the core is interposed through the low refractive index region. a first high refractive index region and the second high refractive index region spaced from the section has a,
The first high refractive index region is made of the same material as the core portion, and a difference between the refractive index and the refractive index of the low refractive index region is 0.5% or more, and passes through the core portion. A region having a shape in which the cross-sectional area gradually decreases and the distance from the core portion gradually increases as the light travels forward, and is exposed to the light incident side end face of the optical waveguide. And
The second high-refractive index region is a region that has a higher refractive index than the low-refractive index region and has a long shape parallel to the core portion, and the core portion and the first high-refractive index region. An optical waveguide characterized by being positioned from the middle of the core portion to the light emission side between the regions .
前記第2の高屈折率領域は、前記コア部から前記低屈折率領域に漏れ出た光を反射して、前記コア部側に閉じ込めるものである請求項に記載の光導波路。 2. The optical waveguide according to claim 1 , wherein the second high refractive index region reflects light leaking from the core portion to the low refractive index region and confines the light to the core portion side. コア部と、該コア部に隣接して設けられたクラッド部とを備える光導波路であって、
前記クラッド部中に、前記コア部よりも屈折率が低く、前記コア部に接した低屈折率領域と、該低屈折率領域よりも屈折率が高く、該低屈折率領域を介して前記コア部から離間した第1の高屈折率領域および第3の高屈折率領域を有しており、
前記第1の高屈折率領域は、前記コア部と同種の材料で構成され、その屈折率と前記低屈折率領域の屈折率との差が0.5%以上であり、前記コア部を通過する光の進行方向の前方に向かうにつれて横断面積が徐々に減少するとともに前記コア部との距離が徐々に大きくなる形状をなす領域であって、当該光導波路の光入射側の端面に露出しており、
前記第3の高屈折率領域は、その屈折率が前記低屈折率領域よりも高く、前記クラッド部中に点在または整列する領域であって、前記コア部と前記第1の高屈折率領域との間のうち前記コア部の途中から光出射側にかけて位置していることを特徴とする光導波路。
An optical waveguide comprising a core portion and a cladding portion provided adjacent to the core portion,
In the cladding portion, the refractive index is lower than that of the core portion, the low refractive index region in contact with the core portion, the refractive index is higher than the low refractive index region, and the core is interposed through the low refractive index region. a first high refractive index region and the third high refractive-index areas separated from the part, has a,
The first high refractive index region is made of the same material as the core portion, and a difference between the refractive index and the refractive index of the low refractive index region is 0.5% or more, and passes through the core portion. A region having a shape in which the cross-sectional area gradually decreases and the distance from the core portion gradually increases as the light travels forward, and is exposed to the light incident side end face of the optical waveguide. And
The third high refractive index region is a region having a refractive index higher than that of the low refractive index region and scattered or aligned in the cladding portion, and the core portion and the first high refractive index region. An optical waveguide characterized by being positioned from the middle of the core portion to the light emitting side .
前記各第3の高屈折率領域は、それぞれ前記クラッド部を通過する光を、前記コア部から遠ざかる方向に屈折させるもの、または不規則に散乱させるものである請求項に記載の光導波路。 4. The optical waveguide according to claim 3 , wherein each of the third high refractive index regions refracts light passing through the cladding part in a direction away from the core part or scatters light irregularly. 5. 前記第3の高屈折率領域は、平面視で細長い形状をなしている請求項3または4に記載の光導波路。The optical waveguide according to claim 3 or 4, wherein the third high refractive index region has an elongated shape in a plan view. 前記第3の高屈折率領域の長辺の長さは、短辺の2〜50倍である請求項5に記載の光導波路。The optical waveguide according to claim 5, wherein a length of a long side of the third high refractive index region is 2 to 50 times a short side. 前記第3の高屈折率領域は、その軸線が、前記コア部の軸線の垂線に対して、前記コア部を通過する光の進行方向の後方に傾斜するよう構成されている請求項5または6に記載の光導波路。The third high refractive index region is configured such that an axis thereof is inclined rearward in a traveling direction of light passing through the core portion with respect to a perpendicular line of the axis of the core portion. An optical waveguide according to 1. 前記第3の高屈折率領域は、その軸線が、前記コア部の軸線に対して直交するよう構成されている請求項5または6に記載の光導波路。The optical waveguide according to claim 5 or 6, wherein the third high refractive index region is configured such that an axis thereof is orthogonal to an axis of the core portion. 前記第3の高屈折率領域は、その輪郭が凹凸を有する形状をなしている請求項5または6に記載の光導波路。The optical waveguide according to claim 5 or 6, wherein the third high-refractive index region has a shape with an uneven contour. 当該光導波路の光入射側の端面のうち、前記クラッド部が露出した面のほぼ全体を前記第1の高屈折率領域が占めている請求項1ないし9のいずれかに記載の光導波路。 The optical waveguide according to any one of claims 1 to 9, wherein the first high refractive index region occupies substantially the entire surface of the optical waveguide on the light incident side where the cladding portion is exposed. 前記第1の高屈折率領域は、前記コア部と同一の製造工程で形成されたものである請求項1ないし10のいずれかに記載の光導波路。 The first high refractive index region, the optical waveguide according to any one of claims 1 to 10 and is formed in the same manufacturing process as the core portion. 当該光導波路は、第1の層、第2の層および第3の層をこの順で積層してなる積層体を有し、
前記第2の層の一部が、前記コア部をなしており、
前記第2の層の残部、前記第1の層および前記第3の層が、前記クラッド部を構成している請求項1ないし11のいずれかに記載の光導波路。
The optical waveguide has a laminate formed by laminating a first layer, a second layer, and a third layer in this order,
A part of the second layer forms the core part,
The remainder of the second layer, the first layer and the third layer, the optical waveguide according to any one of the claims 1 constitutes a cladding portion 11.
前記第1の高屈折率領域は、前記第2の層中に設けられている請求項12に記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 12 , wherein the first high refractive index region is provided in the second layer. 当該光導波路は、前記第2の層中に、複数の前記コア部と、該各コア部間に設けられた前記第1の高屈折率領域とを有しており、
前記第1の高屈折率領域は、前記コア部を通過する光の進行方向の前方に向かうにつれて、隣接する2つの前記コア部間の中間部に収束するような形状をなしている請求項1ないし13のいずれかに記載の光導波路。
The optical waveguide has a plurality of the core portions and the first high refractive index region provided between the core portions in the second layer,
The first high-refractive index region has a shape that converges to an intermediate portion between two adjacent core portions as it goes forward in the traveling direction of light passing through the core portion. 14. The optical waveguide according to any one of 13 to 13 .
当該光導波路の前記コア部と、前記クラッド部の少なくとも一部とは、それぞれノルボルネン系ポリマーを主材料として構成されている請求項1ないし14のいずれかに記載の光導波路。 The optical waveguide according to any one of claims 1 to 14 , wherein the core portion and at least a part of the clad portion of the optical waveguide are each composed of a norbornene-based polymer as a main material.
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