JPS6017705A - 円形光導波路の製造方法 - Google Patents
円形光導波路の製造方法Info
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- JPS6017705A JPS6017705A JP12654883A JP12654883A JPS6017705A JP S6017705 A JPS6017705 A JP S6017705A JP 12654883 A JP12654883 A JP 12654883A JP 12654883 A JP12654883 A JP 12654883A JP S6017705 A JPS6017705 A JP S6017705A
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- optical waveguide
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- optical fiber
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）発明の分野
この発明は光導波路、特に円形の光導波路の製造方法に
関する。
関する。
（ロ）従来技術とその問題点
従来、先導波路を作成するのに、選択光重合法により高
分子光導波路を得るようにしている。その１例を説明す
ると、第１図（ａ）に示すように、たとえばキャスティ
ングにより形成したフィルム１上に、作成すべき光導波
路幅に相当する幅を持つマスク２を配置し、その上から
紫外光３を照射する。そしてマスク２により遮光されな
いフィルム１の部分は、光照射により光重合が生じ、屈
折率が変化し、クラッド部４となり マスク２により遮
光される部分は光重合が起こらないので、母材そのまま
の屈折率であり、コア部５となる。このようにして得ら
れる先導波路では、クラッド部４とコア部５の屈折率差
−Δｎは、第１図（ｂ）に示すように、表面に比べ裏面
の方が若干小さくなる。そのため光導波路の断面形状は
方形または台形となっている。
分子光導波路を得るようにしている。その１例を説明す
ると、第１図（ａ）に示すように、たとえばキャスティ
ングにより形成したフィルム１上に、作成すべき光導波
路幅に相当する幅を持つマスク２を配置し、その上から
紫外光３を照射する。そしてマスク２により遮光されな
いフィルム１の部分は、光照射により光重合が生じ、屈
折率が変化し、クラッド部４となり マスク２により遮
光される部分は光重合が起こらないので、母材そのまま
の屈折率であり、コア部５となる。このようにして得ら
れる先導波路では、クラッド部４とコア部５の屈折率差
−Δｎは、第１図（ｂ）に示すように、表面に比べ裏面
の方が若干小さくなる。そのため光導波路の断面形状は
方形または台形となっている。
ところで、光伝送装置の構成上、光導波路は光ファイバ
と結合される場合が多いが、第２図にも示すように、光
ファイバ６のコア部は断面が円形であるに対し、光導波
路のコア部７の断面が方形であるため、断面差による結
合損失が生じるという問題がある。この問題を根本的に
解決し、結合損失をなくすには、先導波路の断面も円形
にすると良いが、上記従来の光導波路製造方法では、断
面円形の光導波路を作成することができなかった。
と結合される場合が多いが、第２図にも示すように、光
ファイバ６のコア部は断面が円形であるに対し、光導波
路のコア部７の断面が方形であるため、断面差による結
合損失が生じるという問題がある。この問題を根本的に
解決し、結合損失をなくすには、先導波路の断面も円形
にすると良いが、上記従来の光導波路製造方法では、断
面円形の光導波路を作成することができなかった。
（ハ）発明の目的
この発明の目的は、コア部の断面が円形である光導波路
を得ることの出来る光導波路の製造方法を提供すること
である。
を得ることの出来る光導波路の製造方法を提供すること
である。
（ニ）発明の構成と効果
上記目的を達成するために、この発明は紫外光が照射さ
れると屈折率が変化する透明な光重合溶液のフィルム状
膜の表面に、任意の場所に選択的に紫外光を照射し得る
紫外光照射手段を配置し、この紫外光照射手段による前
記フィルム状膜への光照射タイミングを、前記フィルム
状膜の裏面中心より周辺に向けて連続的に変化させ、前
記フィルム状膜の内部の光重合部の表面からの深さが連
続的に変化するように形成し、前記フィルム状膜に円形
先導波路を得るようにしている。
れると屈折率が変化する透明な光重合溶液のフィルム状
膜の表面に、任意の場所に選択的に紫外光を照射し得る
紫外光照射手段を配置し、この紫外光照射手段による前
記フィルム状膜への光照射タイミングを、前記フィルム
状膜の裏面中心より周辺に向けて連続的に変化させ、前
記フィルム状膜の内部の光重合部の表面からの深さが連
続的に変化するように形成し、前記フィルム状膜に円形
先導波路を得るようにしている。
この発明によれば、コア部の断面形状が略円形に近い光
導波路を得ることができるので、光ファイバに結合する
際に、従来の断面形状の差による結合損失０．８ｄＢを
光ファイバと光ファイバの接続の場合の結合損失０．１
ｄＢまで改善することができる。このため光ファイバと
光導波路を用いて小さな光源にて長距離の光伝送や、光
情報処理が可能となる。
導波路を得ることができるので、光ファイバに結合する
際に、従来の断面形状の差による結合損失０．８ｄＢを
光ファイバと光ファイバの接続の場合の結合損失０．１
ｄＢまで改善することができる。このため光ファイバと
光導波路を用いて小さな光源にて長距離の光伝送や、光
情報処理が可能となる。
次に、この発明の採用原理について、第３図ないし第５
図により若干説明する。
図により若干説明する。
第３図は、キャスティング溶液の蒸発時間に対する光重
合後の屈折率変化の関係を示している。
合後の屈折率変化の関係を示している。
図に示すように、蒸発時間が短く溶媒及びモノマの蒸発
量が小さいほど、すなわち含有モノマ量が多いほど光重
合後の屈折率の変化Δｎが大きく、逆に蒸発時間が長い
ほど屈折率の変化Δｎが小さくなる。すなわち蒸発時間
ＴＩ＜Ｔ２＜Ｔ３に対して、屈折率変化はΔｎ１＞Δｎ
２〉Δｎ３の関係がある。
量が小さいほど、すなわち含有モノマ量が多いほど光重
合後の屈折率の変化Δｎが大きく、逆に蒸発時間が長い
ほど屈折率の変化Δｎが小さくなる。すなわち蒸発時間
ＴＩ＜Ｔ２＜Ｔ３に対して、屈折率変化はΔｎ１＞Δｎ
２〉Δｎ３の関係がある。
また、フィルム内部の屈折率分布も、蒸発時間によって
変化する。
変化する。
第４図は蒸発時間にたいするフィルム内部の屈折率分布
を示している。短い蒸発時間で光重合させた場合には、
表面の屈折率差は大きくなるが、母材とモノマの相分離
による散乱が大きく深くなるまで紫外光が到達しないの
で、表面付近にのみ屈折率変化が生じる〔第４図（ｂ）
のＴ１参照〕。
を示している。短い蒸発時間で光重合させた場合には、
表面の屈折率差は大きくなるが、母材とモノマの相分離
による散乱が大きく深くなるまで紫外光が到達しないの
で、表面付近にのみ屈折率変化が生じる〔第４図（ｂ）
のＴ１参照〕。
逆に蒸発時間を長くすると、表面の屈折率変化は小さい
が、含有モノマ量が少ないため、母材とモノマの相分離
が顕著に起こらず、光の減衰も少ないため、裏面におい
ても表面と同程度の屈折率変化が生じ、略フラットな屈
折率差分布となる〔第４図（ｂ）のＴ３参照〕。
が、含有モノマ量が少ないため、母材とモノマの相分離
が顕著に起こらず、光の減衰も少ないため、裏面におい
ても表面と同程度の屈折率変化が生じ、略フラットな屈
折率差分布となる〔第４図（ｂ）のＴ３参照〕。
以上より、蒸発時間すなわち紫外光を照射して光重合を
行わせるタイミングを変化させてやれば、第４図（ａ）
に示すように深さ方向のコア部８とクラッド部９の境界
位置〔第４図（ａ）のＴＩ、Ｔ２、Ｔ３参照〕を変化す
ることができ、これによりコア部の断面形状をコントロ
ールすることができることがわかる。
行わせるタイミングを変化させてやれば、第４図（ａ）
に示すように深さ方向のコア部８とクラッド部９の境界
位置〔第４図（ａ）のＴＩ、Ｔ２、Ｔ３参照〕を変化す
ることができ、これによりコア部の断面形状をコントロ
ールすることができることがわかる。
第５図は、光導波路を形成するフィルムＩＯの軸中心１
１より幅方向に、すなわち周辺部１２に向けて光重合タ
イミングを連続的に変化させた場合の軸方向と深さ方向
の屈折率差分布を示している。これら幅方向と深さ方向
の屈折率差分布は、光導波路の軸方向に示しており、点
ａではＴＩのタイミングに、点すではＴ２のタイミング
に、点ＣではタイミングＴ３にそれぞれ光重合させたも
のである。（ＴＩ＜Ｔ２＜７３）；図においてフィルム
１０の光重合部１３は、非重合部１４よりも屈折率が小
さくなり、クラッド部４を形成する。
１より幅方向に、すなわち周辺部１２に向けて光重合タ
イミングを連続的に変化させた場合の軸方向と深さ方向
の屈折率差分布を示している。これら幅方向と深さ方向
の屈折率差分布は、光導波路の軸方向に示しており、点
ａではＴＩのタイミングに、点すではＴ２のタイミング
に、点ＣではタイミングＴ３にそれぞれ光重合させたも
のである。（ＴＩ＜Ｔ２＜７３）；図においてフィルム
１０の光重合部１３は、非重合部１４よりも屈折率が小
さくなり、クラッド部４を形成する。
したがってコアはクラッドの境界と断面方向に見た場合
、明瞭な境界線は得られないが、屈折率差につき一定の
しきい値（Δｎｓ）を設定すると、１５の如き仮想境界
線を引くことができる。この曲線１５が半円状となるよ
うに、上記光重合タイミングをコントロールすれば、断
面半円状の光導波路が得られることになる。
、明瞭な境界線は得られないが、屈折率差につき一定の
しきい値（Δｎｓ）を設定すると、１５の如き仮想境界
線を引くことができる。この曲線１５が半円状となるよ
うに、上記光重合タイミングをコントロールすれば、断
面半円状の光導波路が得られることになる。
（ホ）実施例の説明
以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。
。
第６図は、この発明の１実施例を示す断面図である。同
図において２０はキャスト容器、２１はキャスト容器２
０内のキャスト溶液を水平に保つための水準器、２２は
マスク２３を有するフォトマスク板、２４はシャッタ２
５を有する光シヤツタ板である。シャッタ２５は光シャ
ッタ板２４内を中心から左右にアナログ的に移動可能に
なっている。２６は平行な紫外光線２７を発生ずる紫外
線露光装置である。
図において２０はキャスト容器、２１はキャスト容器２
０内のキャスト溶液を水平に保つための水準器、２２は
マスク２３を有するフォトマスク板、２４はシャッタ２
５を有する光シヤツタ板である。シャッタ２５は光シャ
ッタ板２４内を中心から左右にアナログ的に移動可能に
なっている。２６は平行な紫外光線２７を発生ずる紫外
線露光装置である。
円形光導波路を製造する場合は、まずキャスト溶液をキ
ャスト容器２０内に入れる。キャスト容器２０はたとえ
ば塩化メチレンＣＨ２Ｃｌ１２でキャスト溶液を入れる
前に予備洗浄しておく。キャスト溶液としては、母材と
してたとえばビスフェノールＺ系ポリカーボネートＰＣ
２７０ｇ、モノマとしてアクリル酸メチルＭＡ４２ｍＡ
、溶媒として塩化メチレンＣＨ２Ｃｊ！ｚ １０００ｇ
、光増感材としてベンゾインエチルエーテルＢＺＥＥ２
．１ｇ。
ャスト容器２０内に入れる。キャスト容器２０はたとえ
ば塩化メチレンＣＨ２Ｃｌ１２でキャスト溶液を入れる
前に予備洗浄しておく。キャスト溶液としては、母材と
してたとえばビスフェノールＺ系ポリカーボネートＰＣ
２７０ｇ、モノマとしてアクリル酸メチルＭＡ４２ｍＡ
、溶媒として塩化メチレンＣＨ２Ｃｊ！ｚ １０００ｇ
、光増感材としてベンゾインエチルエーテルＢＺＥＥ２
．１ｇ。
禁止材としてハイドロキノンＨＱｏ、０７ ｇをブレン
ドしたものを使用する。
ドしたものを使用する。
キャスト溶液の量は膜厚が１００μｍとなるように調整
する。また液面は水準器２１を調整して水平にする。
する。また液面は水準器２１を調整して水平にする。
次にキャスト容器２０を半密閉状態にして、チッソガス
を１００ｍ １ ／分１００分間流し、溶媒及びモノマ
の一部を蒸発させ、シート状の透明な半固形状フィルム
２８を作成する。
を１００ｍ １ ／分１００分間流し、溶媒及びモノマ
の一部を蒸発させ、シート状の透明な半固形状フィルム
２８を作成する。
続いて、フィルム２８の上に、フォトマスク板２２を置
く。このフォトマスク板２２の中央部のマスク２３は、
作成する光導波路のコアパターン幅２００μｍにそって
形成され、このマスク２３のパターンば透光量が中心は
ど小さく周辺はど大きくなるように作成されている。
く。このフォトマスク板２２の中央部のマスク２３は、
作成する光導波路のコアパターン幅２００μｍにそって
形成され、このマスク２３のパターンば透光量が中心は
ど小さく周辺はど大きくなるように作成されている。
次に紫外線露光装置２６より紫外光２７を発生する。し
かし、最初シャッタ２５ば全閉状態にあり、チッソガス
の流出時間、すなわち蒸発時間の経過とともに、徐々に
シャッタ２０が左右両方向の周辺に開かれていく。約５
０分間で全開状態となるようにシャッタ２５の開閉速度
が調整される。
かし、最初シャッタ２５ば全閉状態にあり、チッソガス
の流出時間、すなわち蒸発時間の経過とともに、徐々に
シャッタ２０が左右両方向の周辺に開かれていく。約５
０分間で全開状態となるようにシャッタ２５の開閉速度
が調整される。
最初にシャッタ２５を開き始めた状態では、蒸発経過時
間が短く、含有モノマ量が多いため、小さな光量で比較
的大きな屈折率変化が光重合によって生じるが、変化の
大なのは表面層のみであり、クラッド部は表面より浅い
部分にのみ形成される。
間が短く、含有モノマ量が多いため、小さな光量で比較
的大きな屈折率変化が光重合によって生じるが、変化の
大なのは表面層のみであり、クラッド部は表面より浅い
部分にのみ形成される。
やがて蒸発時間の経過とともにシャッタ２５が順次開か
れていくと、それにつれて徐々にクラッド部が深くまで
形成される。そしてコアとクラッドの界面２９が図のよ
うに半円形に形成される。なお、この過程において、マ
スク２３は中央部から周辺に向けて透光量が大となるよ
うに構成しており、光重合率は光の照射量に略比例する
ので、周辺はど光重合率が大きくなり、また屈折率変化
が大きくなり、上記コアとクラッドの界面２９が半円形
となるのを助長する。
れていくと、それにつれて徐々にクラッド部が深くまで
形成される。そしてコアとクラッドの界面２９が図のよ
うに半円形に形成される。なお、この過程において、マ
スク２３は中央部から周辺に向けて透光量が大となるよ
うに構成しており、光重合率は光の照射量に略比例する
ので、周辺はど光重合率が大きくなり、また屈折率変化
が大きくなり、上記コアとクラッドの界面２９が半円形
となるのを助長する。
」２記露光の完了後、後処理として、３０分以上常温で
放置した後、キャスト容器２０毎、真空乾燥機（図示せ
ず）に移し、９０°Ｃで約１０時間乾燥させる。
放置した後、キャスト容器２０毎、真空乾燥機（図示せ
ず）に移し、９０°Ｃで約１０時間乾燥させる。
次に、第７図に示すように表面を低屈折率のコーティン
グ剤で厚さ１０μｍにバーコー１− してコート１９３
０を形成し、半円状のコア部３１を有する光導波路３２
を円形となるように２個重ね合わせ、たとえばホットプ
レス等により貼り合わせる。
グ剤で厚さ１０μｍにバーコー１− してコート１９３
０を形成し、半円状のコア部３１を有する光導波路３２
を円形となるように２個重ね合わせ、たとえばホットプ
レス等により貼り合わせる。
これによりコア径２００μｍの大口径光ファイバと、損
失少なく結合を容易に行うことができる。
失少なく結合を容易に行うことができる。
なお、上記実施例において、フィルムはキャスティング
法により作成する場合について説明したが、他の方法、
たとえばスピナー等による遠心力で膜を作成してもよい
。
法により作成する場合について説明したが、他の方法、
たとえばスピナー等による遠心力で膜を作成してもよい
。
また、上記実施例において、光重合条件をコントロール
するのに、マスク板とシャックを用いた場合について説
明したが、これに代え、レーザ光のスキャニングタイミ
ングをコントロールして、光を選択的に照射するように
してもよい。
するのに、マスク板とシャックを用いた場合について説
明したが、これに代え、レーザ光のスキャニングタイミ
ングをコントロールして、光を選択的に照射するように
してもよい。
また、上記実施例においては、まず断面が半円状の光導
波路を作成し、この半円状の光導波路２枚を貼り合わせ
て、断面円形の光導波路を作成する場合について説明し
たが、表面、裏面を両面同時露光して一体的に円形光導
波路を作成してもよい。
波路を作成し、この半円状の光導波路２枚を貼り合わせ
て、断面円形の光導波路を作成する場合について説明し
たが、表面、裏面を両面同時露光して一体的に円形光導
波路を作成してもよい。
第１図は従来の光導波路の製造方法を説明する図であっ
て、第１図（ａ）は従来の光導波路の断面図、第１図（
ｂ）は同光導波路の深さ方向の屈折率差分布を示す図、
第２図は従来の光導波路と光ファイバの結合を示す斜視
図、第３図はキャスト溶液の蒸発時間に対する屈折率変
化を示す図、第４図はキャスト溶液の蒸発時間に対する
屈折率差分布を示す図であって、第４図（ａ）は蒸発時
間に対するコアとクラッドの境界の変化を示す図、第４
図（ｂ）は蒸発時間による深さ方向の屈折率差分布を示
す図、第５図は光重合タイミングに対する幅方向、深さ
方向の屈折率差分布を示す図、第６図はこの発明の１実
施例を示す断面図、第７図は同実施例によって製作され
た円形光導波路の断面図である。 ２０：キャスト容器、 ２３：マスク、２５：シヤツク
、 ２６：紫外線露出装置、２７：紫外光、 ２８：フ
ィルム膜 第１図 （ａ）（１）） 第２図 第３図 １ １ １
て、第１図（ａ）は従来の光導波路の断面図、第１図（
ｂ）は同光導波路の深さ方向の屈折率差分布を示す図、
第２図は従来の光導波路と光ファイバの結合を示す斜視
図、第３図はキャスト溶液の蒸発時間に対する屈折率変
化を示す図、第４図はキャスト溶液の蒸発時間に対する
屈折率差分布を示す図であって、第４図（ａ）は蒸発時
間に対するコアとクラッドの境界の変化を示す図、第４
図（ｂ）は蒸発時間による深さ方向の屈折率差分布を示
す図、第５図は光重合タイミングに対する幅方向、深さ
方向の屈折率差分布を示す図、第６図はこの発明の１実
施例を示す断面図、第７図は同実施例によって製作され
た円形光導波路の断面図である。 ２０：キャスト容器、 ２３：マスク、２５：シヤツク
、 ２６：紫外線露出装置、２７：紫外光、 ２８：フ
ィルム膜 第１図 （ａ）（１）） 第２図 第３図 １ １ １
Claims (1)
- （１）紫外光が照射されると屈折率が変化する透明な光
重合溶液のフィルム状膜の表面に、任意の場所に選択的
に紫外光を照射し得る紫外光照射手段を配置し、この紫
外光照射手段による前記フィルム状膜への光照射タイミ
ングを、前記フィルム状膜の表面中心より周辺に向けて
連続的に変化させ、前記フィルム状膜の内部の光重合部
の表面からの深さが連続的に変化するように形成し、前
記フィルム状膜に円形光導波路を得るようにした円形先
導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12654883A JPS6017705A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 円形光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12654883A JPS6017705A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 円形光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017705A true JPS6017705A (ja) | 1985-01-29 |
Family
ID=14937899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12654883A Pending JPS6017705A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 円形光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017705A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58118878A (ja) * | 1982-01-09 | 1983-07-15 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 金属板補強用の接着性シ−ト |
| JPS58118876A (ja) * | 1982-01-09 | 1983-07-15 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 金属板補強用の接着性シ−ト |
| JPS58118877A (ja) * | 1982-01-09 | 1983-07-15 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 金属板補強用の接着性シ−ト |
| US6950588B2 (en) | 2002-02-19 | 2005-09-27 | Omron Corporation | Optical wave guide, an optical component and an optical switch |
-
1983
- 1983-07-11 JP JP12654883A patent/JPS6017705A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58118878A (ja) * | 1982-01-09 | 1983-07-15 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 金属板補強用の接着性シ−ト |
| JPS58118876A (ja) * | 1982-01-09 | 1983-07-15 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 金属板補強用の接着性シ−ト |
| JPS58118877A (ja) * | 1982-01-09 | 1983-07-15 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 金属板補強用の接着性シ−ト |
| JPS6322236B2 (ja) * | 1982-01-09 | 1988-05-11 | Nitto Electric Ind Co | |
| US6950588B2 (en) | 2002-02-19 | 2005-09-27 | Omron Corporation | Optical wave guide, an optical component and an optical switch |
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