光導波路、光導波路の製造方法、光導波路モジュールおよび電子機器
【課題】受発光素子と光結合させた際の光結合損失が小さく、高品質の光通信が可能な光導波路、かかる光導波路を効率よく製造可能な光導波路の製造方法、および、前記光導波路を備え、高品質の光通信が可能な光導波路モジュールおよび電子機器を提供すること。
【解決手段】光導波路１は、コア部と、コア部の側面を覆うように設けられたクラッド部と、コア部の長手方向の途中または延長線上に到達する深さで設けられ、クラッド部の表面が部分的に凹没してなる凹部１６１の内壁面で構成されたミラー１６と、クラッド部の表面が部分的に突出してなる凸部１０１で構成されたレンズ１００と、を有し、凹部１６１および凸部１０１が、それぞれ成形型により形成されたものであることを特徴とする。また、コア部およびクラッド部は、複数の組成物を用いた多色成形体の一部に活性放射線を照射し、屈折率の偏りを形成することにより得られたものであることが好ましい。
【解決手段】光導波路１は、コア部と、コア部の側面を覆うように設けられたクラッド部と、コア部の長手方向の途中または延長線上に到達する深さで設けられ、クラッド部の表面が部分的に凹没してなる凹部１６１の内壁面で構成されたミラー１６と、クラッド部の表面が部分的に突出してなる凸部１０１で構成されたレンズ１００と、を有し、凹部１６１および凸部１０１が、それぞれ成形型により形成されたものであることを特徴とする。また、コア部およびクラッド部は、複数の組成物を用いた多色成形体の一部に活性放射線を照射し、屈折率の偏りを形成することにより得られたものであることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路、光導波路の製造方法、光導波路モジュールおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化の波とともに、大容量の情報を高速で通信可能な広帯域回線（ブロードバンド）の普及が進んでいる。また、これらの広帯域回線に情報を伝送する装置として、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、ＬＳＩのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。
【０００３】
各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、極めて高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送の高速化に伴い、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。また、同様の課題は、スーパーコンピューターや大規模サーバー等でも顕在化しつつある。
【０００４】
一方、光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光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。
【０００５】
光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には、半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側には、フォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。
【０００６】
このような光導波路により信号処理基板内の電気配線を置き換えられると、前述したような電気配線の問題が解消され、信号処理基板のさらなる高スループット化が可能になると期待されている。
【０００７】
ところで、電気配線を光導波路に置き換える際には、電気信号と光信号との相互変換を行うべく、発光素子と受光素子とを備え、これらの間を光導波路で光学的に接続してなる光導波路モジュールが用いられる。
【０００８】
例えば、特許文献１には、プリント基板と、プリント基板上に搭載された発光素子と、プリント基板の下面側に設けられた光導波路と、を有する光インターフェースが開示されている。そして、光導波路と発光素子との間は、プリント基板に形成された、光信号を伝送するための貫通孔であるスルーホールを介して光学的に接続されている。
【０００９】
しかしながら、上述したような光インターフェースでは、発光素子と光導波路との光結合において、光結合損失が大きいことが課題となっている。具体的には、発光素子の発光部から出射した信号光がスルーホールを通過して光導波路に入射する際、信号光が放射状に発散してしまうため、全ての信号光が光導波路に入射しない。このため、信号光の一部は光通信に寄与せず、光結合損失の増加を招いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２９４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、受発光素子と光結合させた際の光結合損失が小さく、高品質の光通信が可能な光導波路、かかる光導波路を効率よく製造可能な光導波路の製造方法、および、前記光導波路を備え、高品質の光通信が可能な光導波路モジュールおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的は、下記（１）〜（１１）の本発明により達成される。
（１） コア部と、
前記コア部の側面を覆うように設けられたクラッド部と、
前記コア部の長手方向の途中または延長線上に到達する深さで設けられ、前記クラッド部の表面が部分的に凹没してなる凹部の内壁面で構成されたミラーと、
前記クラッド部の表面が部分的に突出してなる凸部で構成されたレンズと、を有し、
前記凹部および前記凸部が、それぞれ成形型により形成されたものであることを特徴とする光導波路。
【００１３】
（２） 前記コア部および前記クラッド部は、組成の異なる複数の組成物を用いて得られた多色成形体の一部に活性放射線を選択的に照射し、前記多色成形体内において屈折率の偏りを形成することにより得られたものである上記（１）に記載の光導波路。
【００１４】
（３） 前記凹部は、前記内壁面が前記コア部の光路を斜めに横切る面になるよう構成されている上記（１）または（２）に記載の光導波路。
【００１５】
（４） 前記レンズは、球面または非球面の凸レンズである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。
【００１６】
（５） 前記ミラーおよび前記レンズは、当該光導波路の光入射部および光出射部にそれぞれ設けられている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路。
【００１７】
（６） 上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路を製造する方法であって、
前記凹部に対応した形状を有する第１の成形型上に、活性放射線の照射により屈折率が変化する第１の組成物を供給し、前記第１の成形型で成形しつつ被膜を形成する工程と、
前記被膜の一部に活性放射線を選択的に照射することにより、照射領域と非照射領域のいずれか一方を前記コア部とし他方を前記クラッド部とする工程と、
前記被膜上に、前記凸部に対応した形状を有する第２の成形型を押圧する工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【００１８】
（７） 上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路を製造する方法であって、
前記凸部に対応した形状を有する第２の成形型上に、活性放射線の照射により屈折率が変化する第１の組成物を供給し、前記第２の成形型で成形しつつ被膜を形成する工程と、
前記被膜の一部に活性放射線を選択的に照射することにより、照射領域と非照射領域のいずれか一方を前記コア部とし他方を前記クラッド部とする工程と、
前記被膜上に、前記凹部に対応した形状を有する第１の成形型を押圧する工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【００１９】
（８） 前記被膜を形成する工程は、前記第１の組成物とともに、前記第１の組成物より低屈折率の第２の組成物を用意し、前記第１の組成物を層状に成形してなる第１の層状成形物が前記第２の組成物を層状に成形してなる２層の第２の層状成形物で挟まれるように、前記第１の組成物と前記第２の組成物とを多色成形することにより前記被膜を形成するものである上記（６）または（７）に記載の光導波路の製造方法。
【００２０】
（９） 上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路と、
前記ミラーおよび前記レンズを介して前記光導波路のコア部と光学的に接続された受発光素子と、
前記光導波路および前記受発光素子を実装する実装基板と、を有することを特徴とする光導波路モジュール。
【００２１】
（１０） 前記凸部は、前記クラッド部を形成する材料を成形型で成形して得られたものであり、
前記実装基板は、その一部に、前記凸部の成形に利用した成形型を含むよう構成されている上記（９）に記載の光導波路モジュール。
【００２２】
（１１） 上記（９）または（１０）に記載の光導波路モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、成形型を用いた成形プロセスにより形成されたミラーおよびレンズを備えることにより、それぞれの位置関係を設計通りにすることができるので、受発光素子と光結合させた際の光結合損失を小さくすることができ、光搬送波のＳ／Ｎ比が高く、高品質の光通信が可能な光導波路が得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、このような光導波路を効率よく製造することができる。
また、本発明によれば、このような光導波路を備えることにより、高品質の光通信が可能な光導波路モジュールおよび電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図１に示す光導波路モジュールのうちの光導波路について示す部分拡大図である。
【図５】凹凸パターンの一例を示す斜視図である。
【図６】図２に示す光導波路モジュールの他の構成例を示す縦断面図である。
【図７】図７（ａ）は、第２実施形態の断面図であり、図７（ｂ）は、断面図の幅方向に引かれた中心線Ｃ１上の屈折率分布Ｗの一例を模式的に示す図である。
【図８】光導波路１のコア部１４１に光を入射したときの出射光の強度分布を示す図である。
【図９】図９（ａ）は、第２実施形態の断面図の一部であり、図９（ｂ）は、断面図の厚さ方向に引かれた中心線Ｃ２上の屈折率分布Ｔの一例を模式的に示す図である。
【図１０】１０（ａ）は、第２実施形態の断面図の一部であり、図１０（ｂ）は、断面図の厚さ方向に引かれた中心線Ｃ３上の屈折率分布Ｔの一例を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】図２に示す光導波路を製造する方法を説明するための模式図（縦断面図）である。
【図１３】図２に示す光導波路を製造する方法を説明するための模式図（縦断面図）である。
【図１４】図２に示す光導波路を製造する方法を説明するための模式図（縦断面図）である。
【図１５】照射領域と未照射領域との間で屈折率差が生じる様子を説明するための図であり、層の横断面の位置を横軸にとり、横断面の屈折率を縦軸にとったときの屈折率分布を示す図である。
【図１６】光導波路の横断面の屈折率を横軸にとり、横断面の厚さ方向の位置を縦軸にとったときの屈折率分布を示す図である。
【図１７】多色成形体を得るダイコーターを示す斜視図である。
【図１８】ダイコーターの一部を拡大して示す縦断面図である。
【図１９】ミキシングユニットの他の構成例を示す断面図である。
【図２０】図１１に示す光導波路モジュールを製造する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明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。
＜光導波路および光導波路モジュール＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の光導波路の第１実施形態およびこれを含む本発明の光導波路モジュールの第１実施形態について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図２の部分拡大図である。なお、以下の説明では、図２、３の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、厚さ方向を強調して描いている。
【００２８】
図１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１と、その上方に設けられた回路基板２と、回路基板２上に搭載された発光素子３（受発光素子）と、を有している。
【００２９】
光導波路１は、長尺の帯状をなしており、回路基板２および発光素子３は、光導波路１の一方の端部（図２の左側の端部）に設けられている。
【００３０】
発光素子３は、電気信号を光信号に変換し、発光部３１から光信号を出射して光導波路１に入射させる素子である。図２に示す発光素子３は、その下面に設けられた発光部３１と、発光部３１に通電する電極３２とを有している。発光部３１は、図２の下方に向けて光信号を出射する。なお、図２に示す矢印は、発光素子３から出射した信号光の光路の例である。
【００３１】
光導波路１のうち、発光素子３の位置に対応してミラー１６が設けられている。このミラー１６は、図２の左右方向に延伸する光導波路１の光路を、光導波路１の外部へと変換するものであり、図２では、発光素子３の発光部３１と光学的に接続されるよう、光路を９０°変換する。このようなミラー１６を介することにより、発光素子３から出射した信号光を光導波路１に入射させることができる。また、図２には図示しないものの、光導波路１の他方の端部には、受光素子が設けられる。この受光素子も光導波路１と光学的に接続されており、光導波路１に入射された信号光は受光素子に到達する。その結果、光導波路モジュール１０において光通信が可能になる。
【００３２】
このようなミラー１６は、光導波路１の途中に掘り込み加工を施し、これにより光導波路１の表面が部分的に凹没してなる凹部１６１の内壁面で構成される。
【００３３】
また、光導波路１の表面のうち、ミラー１６と発光部３１とを繋ぐ光路が通過する部位には、表面が部分的に突出してなる凸部１０１で構成されたレンズ１００が形成されている（図３参照）。このレンズ１００は、発光部３１から光導波路１に入射する信号光を収束させることにより、信号光の発散を抑制し、ミラー１６の有効領域に対してより多くの信号光を到達させるよう構成されている。したがって、このようなレンズ１００を設けることにより、発光素子３と光導波路１との光結合効率が向上する。
【００３４】
本発明では、上記凹部１６１および凸部１０１が、それぞれ成形型を用いた成形プロセスにより形成されている。これにより、凹部１６１および凸部１０１を同一の成形プロセスによって同時にまたは連続して形成することができるため、凹部１６１と凸部１０１との位置関係を設計通りに制御することができる。これは、一般に成形型の寸法精度は非常に高くすることができ、それを凹部１６１と凸部１０１との位置関係の精度に反映させ易いからである。したがって、例えば凸部を別途製造しこれを貼り付けるといったプロセスで形成する場合に比べて、発光素子３や受光素子等の受発光素子と光導波路１との光結合損失を特に小さくすることができる。
【００３５】
以下、光導波路モジュール１０の各部について詳述する。
（光導波路）
図１に示す光導波路１は、下方からクラッド層１１、コア層１３、およびクラッド層１２をこの順で積層してなる帯状の積層体で構成される。このうちコア層１３には、図１に示すように、平面視で直線状をなす１本のコア部１４と、このコア部１４の側面に隣接する側面クラッド部１５とが形成されている。コア部１４は、帯状の積層体の長手方向に沿って延伸しており、かつ、積層体の幅のほぼ中央に位置している。なお、図１において、コア部１４にはドットを付している。
【００３６】
図２に示す光導波路１では、ミラー１６を介して入射された光を、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、他方の端部に伝搬させることができる。これにより、出射端で受光した光の明滅パターンおよび光の強弱パターンの少なくとも一方に基づいて光通信を行うことができる。
【００３７】
コア部１４とクラッド部との界面で全反射を生じさせるためには、界面に屈折率差が存在する必要がある。コア部１４の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよく、その差は特に限定されないものの、クラッド部の屈折率の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。
【００３８】
なお、前記屈折率差とは、コア部１４の屈折率をＡ、クラッド部の屈折率をＢとしたとき、次式で表わされる。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００
【００３９】
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、分岐等していてもよく、その形状は任意である。
【００４０】
また、コア部１４の横断面形状は、正方形または矩形（長方形）のような四角形であるのが一般的であるが、特に限定されず、真円、楕円のような円形、菱形、三角形、五角形のような多角形であってもよい。
【００４１】
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、２０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。
【００４２】
コア層１３の構成材料は、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、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、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、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である。
【００４３】
また、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。
【００４４】
一方、各クラッド層１１、１２は、それぞれ、コア層１３の下部および上部に位置している。このような各クラッド層１１、１２は、各側面クラッド部１５とともに、コア部１４の外周を囲むクラッド部を構成し、これにより光導波路１は信号光を漏出させることなく伝搬させることができる導光路として機能する。
【００４５】
クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さ（各コア部１４の平均高さ）の０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．２〜１．２５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、３〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に大型化（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。
【００４６】
なお、クラッド層１２の厚さを適宜設定することにより、レンズ１００の焦点がミラー１６近傍に合うよう調整することができる。
【００４７】
また、各クラッド層１１、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。
【００４８】
また、コア層１３の構成材料およびクラッド層１１、１２の構成材料を選択する場合、両者の間の屈折率差を考慮して材料を選択すればよい。具体的には、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、コア層１３の構成材料の屈折率がクラッド層１１、１２の屈折率に比べ十分に大きくなるように材料を選択すればよい。これにより、光導波路１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。
【００４９】
また、光の減衰を抑制する観点からは、コア層１３の構成材料とクラッド層１１、１２の構成材料との密着性（親和性）が高いことも重要である。
【００５０】
（ミラー）
また、前述したように、光導波路１の途中には、ミラー１６が設けられている（図２参照）。このミラー１６は、光導波路１の途中に掘り込み加工を施し、これにより得られた凹部１６１の内壁面で構成される。この内壁面の一部は、コア部１４を斜め４５°に横切る平面であり、この平面がミラー１６となる。ミラー１６を介して、光導波路１と発光部３１とが光学的に接続されている。
【００５１】
なお、ミラー１６には、必要に応じて反射膜を成膜するようにしてもよい。この反射膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜が好ましく用いられる。
【００５２】
また、クラッド層１２の上面には、上面を局所的に突出させることにより形成された凸部１０１が設けられている。この凸部１０１によりレンズ１００が構成されている。なお、このレンズ１００については後に詳述する。
【００５３】
なお、光導波路１は、さらに、クラッド層１１の下面に設けられた支持フィルムおよびクラッド層１２の上面に設けられたカバーフィルムを有していてもよい。
【００５４】
このような支持フィルムおよびカバーフィルムの構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂材料等が挙げられる。
【００５５】
また、支持フィルムおよびカバーフィルムの各平均厚さは、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い。
【００５６】
なお、支持フィルムとクラッド層１１との間、および、カバーフィルムとクラッド層１２との間は、接着または接合されるが、その方法としては、熱圧着、接着剤または粘着剤による接着等が挙げられる。
【００５７】
このうち、接着層としては、例えば、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が好ましく用いられる。
【００５８】
また、接着層の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがより好ましい。
【００５９】
（レンズ）
ここで、クラッド層１２の上面のうち、ミラー１６と発光部３１とを繋ぐ光路が通過する部位には、前述したように、表面を局所的に突出させてなるレンズ１００が形成されている。
【００６０】
このようなレンズ１００がない場合、発光部３１から出射した信号光が光導波路１に入射するまでの間で、信号光が発散し、ミラー１６の有効領域からはみ出てしまう信号光が発生する。このとき、はみ出た信号光は損失となり、ミラー１６で反射される信号光の光量が少なくなるため、光通信のＳ／Ｎ比が低下してしまう。
【００６１】
これに対し、レンズ１００を設けることにより、光導波路１の表面に信号光の収束（収斂）機能が付与される。その結果、より多くの信号光をミラー１６に入射させることにより信号光の損失の発生が抑制され、光通信のＳ／Ｎ比を高めることができる。そして、信頼性が高く高品質な光通信を提供し得る光導波路１および光導波路モジュール１０が得られる。
【００６２】
図４は、図１に示す光導波路モジュールのうちの光導波路について示す部分拡大図である。
【００６３】
図４に示すレンズ１００は、前述したように、クラッド層１２の上面を部分的に突出させてなる凸部１０１で構成されている。この凸部１０１は、平面視で円形をなし、上面が湾曲凸面である平凸レンズの形状をなしている。このような平凸レンズは、信号光の収束作用が高いため、発光素子３と光導波路１との光結合効率をより高めることに寄与する。なお、凸部１０１（レンズ１００）の形態は、この形態に限定されず、例えばフレネルレンズ等であってもよい。フレネルレンズは、一般的な湾曲凸面を有するレンズについて、湾曲凸面を複数に分割し、分割後の断片の厚さを薄くして組み合わせてなるレンズである。したがって、一般的な凸レンズと同等の焦点距離であっても、レンズの厚さを薄くすることができる。また、凸部１０１の平面視形状は、真円、楕円、長円のような円形に限定されず、三角形、正方形、長方形、菱形、平行四辺形、台形、五角形、六角形、八角形のような多角形等であってもよい。なお、凸部１０１の平面視形状が楕円や長円、菱形のように細長い形状である場合、凸部１０１は、その長軸（長径）方向がコア部１４の延伸方向と平行になるように設けられるのが好ましい。これにより、信号光の収束機能をより高めることができる。
【００６４】
凸部１０１の高さは、特に限定されないが、１〜３００μｍ程度であるのが好ましく、３〜２００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、十分な収束作用を有するレンズ１００が得られる。
【００６５】
一方、凸部１０１の外径は、ミラー１６の有効径や発光部３１の外径等に応じて適宜設定されるが、好ましくは３〜５００μｍ程度とされ、より好ましくは５〜３００μｍ程度とされる。
【００６６】
なお、レンズ１００の焦点距離は、例えば、凸部１０１の高さや外径、湾曲凸面の曲率半径等を適宜設定することにより調整することができる。
【００６７】
また、それとともに、レンズ１００を形成するクラッド層１２の厚さを適宜設定することによっても、レンズ１００の収束光をミラー１６の有効領域内に導くことができる。
【００６８】
一方、レンズ１００は、その焦点が発光素子３の発光部３１近傍に位置するよう構成されている。このような構成のレンズ１００は、発光素子３の発光部３１から放射状に出射した信号光を、平行光または収束光に変換し、それ以上発散しないように光路変換することができる。その結果、信号光の発散に伴う損失を確実に抑制することができる。
【００６９】
また、凸部１０１の湾曲凸面には、図５に示すような凹凸パターン１００ｄを形成するようにしてもよい。凹凸パターン１００ｄは、凸部１０１の湾曲凸面を局所的に突出させた突起または局所的に凹ませた穴（図５では穴）を一定の間隔で複数個配置してなるパターンである。このような凹凸パターン１００ｄを設けることにより、凸部１０１の湾曲凸面に光の反射防止機能が付与され、湾曲凸面に入射する信号光の入射効率を高めることができる。
【００７０】
凹凸パターン１００ｄにおける突起または穴の分布パターンは、不規則的であってもよいが、一定の間隔で規則的に分布したパターンであるのが好ましい。これにより、凹凸パターン１００ｄによる反射防止機能がより確実なものとなり、かつ、凹凸パターン１００ｄ全体で反射防止機能が均一になる。
【００７１】
具体的な分布パターンとしては、例えば、四方格子状パターン、六方格子状パターン、八方格子状パターン、放射状パターン、同心円状パターン、螺旋状パターン等が挙げられる。
【００７２】
また、隣り合う突起同士または穴同士の配置周期（図５に示す配置周期Ｐ）は、発光素子３から出射される信号光の波長以下であるのが好ましい。これにより、凹凸パターン１００ｄでは、信号光の回折現象がほとんど生じなくなり、回折に伴う損失の発生を防止することができる。そして、光学的には、凹凸パターン１００ｄ付近の空間の屈折率を、空隙２２２の屈折率とクラッド層１２の屈折率との中間の値としてみなすことができるようになり、凹凸パターン１００ｄに入射する信号光は、このみなし屈折率に応じて振る舞うこととなる。すなわち、凹凸パターン１００ｄ付近の空間によって空隙２２２とクラッド層１２の界面の屈折率差が緩和されることとなり、入射効率が格段に向上する。その結果、反射に伴う光結合損失の増大を抑制することができる。
【００７３】
また、隣り合う突起同士または穴同士の間隔が一定でない場合も、同様の理由から、その間隔は信号光の波長以下であるのが好ましい。
【００７４】
なお、発光素子３から出射される信号光の波長は、一般的に１５０〜１６００ｎｍ程度であるので、それに応じて間隔の上限が設定される。
【００７５】
一方、間隔の下限は、特に限定されないが、形成容易性や長期信頼性等の観点から２０ｎｍ程度とされる。
【００７６】
また、突起の高さや穴の深さ（図５に示す深さＤ）は、発光素子３から出射される信号光の波長以下であるのが好ましい。これにより、反射に伴う光結合損失の増大をより抑制することができる。
【００７７】
なお、発光素子３から出射される信号光の波長は、一般的に１５０〜１６００ｎｍ程度であるので、それに応じて突起の高さや穴の深さの上限が設定される。
【００７８】
一方、突起の高さや穴の深さの下限は、特に限定されないが、形成容易性や長期信頼性等の観点から２０ｎｍ程度とされる。
【００７９】
図５は、凹凸パターンの一例を示す斜視図である。図５に示す凹凸パターン１００ｄは、複数の穴の一例である複数の穴１００ａで構成されているが、各穴１００ａの形状は、それぞれ開口の平面視形状が四角形であり、深さ方向にその四角形が維持された形状になっている。すなわち、各穴１００ａは、それぞれ四角柱状をなしている。
【００８０】
なお、凹凸パターン１００ｄを構成する各穴１００ａの形状は、図５に示す形状に限定されず、例えば、角柱状、角錐状、角錐台形状、円柱状、円錐状、円錐台形状、半球状、楕円半球状、長円半球状等の形状であってもよい。さらに、これらの２種以上が混在したものであってもよい。
【００８１】
（発光素子）
発光素子３は、前述したように、下面に発光部３１と電極３２とを有するものであるが、具体的には、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のような半導体レーザーや、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子である。
【００８２】
一方、図１、２に示す光導波路モジュール１０の回路基板２上には、発光素子３に隣り合うように半導体素子４が搭載されている。半導体素子４は、発光素子３の動作を制御する素子であり、下面には電極４２を有している。かかる半導体素子４としては、例えば、ドライバーＩＣや、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）等を含むコンビネーションＩＣの他、各種ＬＳＩ、ＲＡＭ等が挙げられる。
【００８３】
なお、発光素子３と半導体素子４は、後述する回路基板２により電気的に接続されており、半導体素子４により発光素子３の発光パターンおよび発光の強弱パターンを制御し得るよう構成されている。
【００８４】
（回路基板）
光導波路１の上方には、回路基板２が設けられており、回路基板２の下面と光導波路１の上面とは接着層５を介して接着されている。
【００８５】
回路基板２は、図２に示すように、絶縁性基板２１と、その下面に設けられた導体層２２と、上面に設けられた導体層２３と、を有している。回路基板２上に搭載された発光素子３と半導体素子４とは、導体層２３を介して電気的に接続されている。
【００８６】
ここで、発光素子３の発光部３１と光導波路１のミラー１６との間は光学的に接続されているため、信号光の光路は、絶縁性基板２１を厚さ方向に貫通することとなる。したがって、絶縁性基板２１は、透光性を有する材料で構成されているのが好ましい。これにより、光路の伝送効率を高めることができる。なお、絶縁性基板２１には、光路に対応する領域に開口するスルーホールを形成するようにしてもよい。
【００８７】
また、絶縁性基板２１は可撓性を有しているのが好ましい。可撓性を有する絶縁性基板２１は、回路基板２と光導波路１との密着性向上に寄与するとともに、形状変化に対する優れた追従性を有するものとなる。その結果、光導波路１が可撓性を有している場合には、光導波路モジュール１０全体も可撓性を有するものとなり、実装性に優れたものとなる。また、光導波路モジュール１０を湾曲させた際には、絶縁性基板２１と導体層２２、２３との剥離や、回路基板２と光導波路１との剥離を確実に防止することができ、剥離に伴う絶縁性の低下や伝送効率の低下を防止する。
【００８８】
絶縁性基板２１のヤング率（引張弾性率）は、一般的な室温環境下（２０〜２５℃前後）で１〜２０ＧＰａ程度であるのが好ましく、２〜１２ＧＰａ程度であるのがより好ましい。ヤング率の範囲がこの程度であれば、絶縁性基板２１は、上述したような効果を得る上で十分な可撓性を有するものとなる。
【００８９】
このような絶縁性基板２１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられるが、中でもポリイミド系樹脂を主材料とするものが好ましく用いられる。ポリイミド系樹脂は、耐熱性が高く、優れた透光性および可撓性を有していることから、絶縁性基板２１の構成材料として特に好適である。
【００９０】
なお、絶縁性基板２１の具体例としては、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板、アラミド銅張フィルム基板等に使用されるフィルム基板が挙げられる。
【００９１】
また、絶縁性基板２１の平均厚さは、５〜５０μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０μｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さの絶縁性基板２１であれば、その構成材料によらず、十分な可撓性を有するものとなる。また、絶縁性基板２１の厚さが前記範囲内であれば、光導波路モジュール１０の薄型化が図られるとともに、絶縁性基板２１の透過損失が抑制される。
【００９２】
さらには、絶縁性基板２１の厚さが前記範囲内であれば、信号光の発散によって伝送効率が低下するのを防止することができる。例えば、発光素子３の発光部３１から出射した信号光は、一定の出射角で発散しつつ回路基板２を通過してミラー１６に入射するが、発光部３１とミラー１６との離間距離が大き過ぎる場合、信号光が発散し過ぎてしまい、ミラー１６に到達する光量が減少するおそれがある。これに対し、絶縁性基板２１の平均厚さを前記範囲内とすることにより、発光部３１とミラー１６との離間距離を確実に小さくすることができるため、信号光は広く発散してしまう前にミラー１６に到達する。その結果、ミラー１６に到達する光量の減少を防止し、発光素子３と光導波路１との光結合に伴う損失（光結合損失）を十分に低下させることができる。
【００９３】
なお、絶縁性基板２１は、１枚の基板であってもよいが、複数層の基板を積層してなる多層基板（ビルドアップ基板）であってもよい。この場合、多層基板の層間には、パターニングされた導体層を含み、この導体層には任意の電気回路が形成されていてもよい。これにより、絶縁性基板２１中に高密度の電気回路を構築することができる。
【００９４】
また、絶縁性基板２１には、厚さ方向に貫通する１つまたは複数の貫通孔が設けられていてもよく、これらの貫通孔には導電性材料が充填されているか、または、貫通孔の内壁面に沿って導電性材料の被膜が成膜されていてもよい。この導電性材料は、絶縁性基板２１の両面の間を電気的に接続する貫通ビアとなる。
【００９５】
また、絶縁性基板２１に設けられた導体層２２および導体層２３は、それぞれ導電性材料で構成されている。各導体層２２、２３には、所定のパターンが形成されており、このパターンは配線として機能する。絶縁性基板２１に貫通ビアが形成されている場合、貫通ビアと各導体層２２、２３とが接続され、これにより、導体層２２と導体層２３とが一部で導通する。
【００９６】
各導体層２２、２３に用いられる導電性材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の各種金属材料が挙げられる。
【００９７】
また、各導体層２２、２３の平均厚さは、配線に要求される導電率等に応じて適宜設定されるものの、例えば１〜３０μｍ程度とされる。
【００９８】
また、各導体層２２、２３に形成される配線パターンの幅も、配線に要求される導電率や各導体層２２、２３の厚さ等に応じて適宜設定されるものの、例えば２〜１０００μｍ程度であるのが好ましく、５〜５００μｍ程度であるのがより好ましい。
【００９９】
なお、このような配線パターンは、例えば、一旦全面に形成された導体層をパターニングする（例えば、銅張基板の銅箔を部分的にエッチングする）方法、別途用意した基板上にあらかじめパターニングされた導体層を転写する方法等により形成される。
【０１００】
また、図３に示す各導体層２２、２３は、発光素子３の発光部３１とミラー１６との間の光路に干渉しないよう設けられた開口部２２１、２３１を有している。その結果、開口部２２１には導体層２２の厚さに相当する高さの空隙２２２が、開口部２３１には導体層２３の厚さに相当する高さの空隙２３２がそれぞれ生じている。
【０１０１】
また、発光素子３や半導体素子４と導体層２３との間は、各種ハンダ、各種ろう材等により電気的かつ機械的に接続される。
【０１０２】
ハンダおよびろう材としては、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ系の鉛ハンダの他、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系の各種鉛フリーハンダ、ＪＩＳに規定された各種低温ろう材等が挙げられる。
【０１０３】
なお、発光素子３や半導体素子４としては、例えばＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプやＬＧＡ(Land Grid Array)タイプ等のパッケージ仕様の素子が用いられる。
【０１０４】
また、導体層２３とハンダ（またはろう材）とが接触することにより、導体層２３を構成する金属成分の一部がハンダ側に溶解する現象が生じるおそれがある。この現象は、特に銅製の導体層２３に対して生じる場合が多いことから「銅食われ」と呼ばれている。銅食われが発生すると、導体層２３が薄くなったり、欠損したりする等の不具合を招き、導体層２３の機能を損なうおそれがある。
【０１０５】
そこで、ハンダと接する導体層２３の表面には、あらかじめ、ハンダの下地として銅食われ防止膜（下地層）を形成しておくのが好ましい。この銅食われ防止膜の形成により、銅食われが防止され、導体層２３の機能を長期にわたって維持することができる。
【０１０６】
銅食われ防止膜の構成材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）等が挙げられ、銅食われ防止膜は、これらの金属組成１種からなる単層であってもよく、２種以上を含む複合層（例えば、Ｎｉ−Ａｕ複合層、Ｎｉ−Ｓｎ複合層等）であってもよい。
【０１０７】
銅食われ防止膜の平均厚さは、特に限定されないが、０．０５〜５μｍ程度であるのが好ましく、０．１〜３μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、銅食われ防止膜そのものの電気抵抗を抑制しつつ、十分な銅食われ防止作用を発現させることができる。
【０１０８】
なお、発光素子３や半導体素子４と導体層２３との電気的接続は、上述したような接続方法の他、ワイヤーボンディング、異方性導電フィルム（ＡＤＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）等を用いた製造方法で行われてもよい。
【０１０９】
このうち、ワイヤーボンディングによれば、発光素子３や半導体素子４と回路基板２との間で熱膨張差が生じたとしても、柔軟性の高いボンディングワイヤーによって熱膨張差を吸収することができるので、接続部に対する応力集中が防止される。
【０１１０】
また、発光素子３と導体層２３との隙間および発光素子３の側方には、発光素子３を囲うように封止材６１が配置されている。これにより、導体層２３に開口部２３１を形成したことによる空隙２３２にも封止材６１が充填される。
【０１１１】
一方、半導体素子４と導体層２３との隙間および半導体素子４の側方には、封止材６２が充填されている。
【０１１２】
このような封止材６１、６２は、発光素子３および半導体素子４の耐候性（耐熱性、耐湿性、気圧変化等）を高めるとともに、振動、外力、異物付着等から発光素子３および半導体素子４を確実に保護することができる。
【０１１３】
封止材６１、６２としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。
【０１１４】
また、回路基板２と光導波路１との間は接着層５により接着されているが、接着層５を構成する接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が挙げられる。
【０１１５】
また、図３に示す接着層５は、レンズ１００と絶縁性基板２１との間に生じた空隙２２２を埋めるように設けられている。これにより、レンズ１００の表面における反射や散乱に伴う入射効率の低下を防止することができる。なお、かかる観点から、接着層５の屈折率は、レンズ１００の屈折率より低いことが好ましく、その差は０．０１以上であるのがより好ましい。
【０１１６】
なお、この屈折率差を大きくする観点からは、空隙２２２は接着剤で充填されないのが好ましい。これにより、空隙２２２には空気が充填されることとなり、レンズ１００との屈折率差を最大化することができる。その結果、この屈折率差に基づいて発現するレンズ１００による収束機能をより高めることができる。
【０１１７】
以上のような光導波路モジュール１０では、発光素子３の発光部３１から出射した信号光が、空隙２３２に充填された封止材６１、絶縁性基板２１、および空隙２２２に充填された接着層５を通過して、光導波路１に入射される。
【０１１８】
なお、光導波路モジュール１０は、光導波路１の他方の端部にも、回路基板２を有していてもよく、他の光学部品との接続を担うコネクター等を有していてもよい。
【０１１９】
図６は、図２に示す光導波路モジュールの他の構成例を示す縦断面図である。
図６（ａ）に示す光導波路モジュール１０では、光導波路１の他方の端部（図２の右側の端部）の上面にも回路基板２が設けられている。また、この回路基板２上には、受光素子７と半導体素子４とが搭載されている。また、光導波路１には、受光素子７の受光部７１の位置に対応してミラー１６およびレンズ１００が形成されている。
【０１２０】
このような光導波路モジュール１０では、光導波路１からミラー１６を介して出射した信号光が、受光素子７の受光部７１に到達すると、光信号から電気信号への変換がなされる。このようにして光導波路１の両端部間における光通信が行われる。
【０１２１】
一方、図６（ｂ）に示す光導波路モジュール１０では、光導波路１の他方の端部に、他の光学部品との接続を担うコネクター２０が設けられている。コネクター２０としては、光ファイバーとの接続に用いられるＰＭＴコネクター等が挙げられる。コネクター２０を介して光導波路モジュール１０を光ファイバーに接続することで、より長距離の光通信が可能になる。
【０１２２】
なお、図６では、光導波路１の一方の端部と他方の端部とで１対１の光通信を行う場合について説明したが、光導波路１の他方の端部には、光路を複数に分岐することができる光スプリッターを接続するようにしてもよい。
【０１２３】
（ミラーおよびレンズの形成）
ところで、上記のようなミラー１６を構成する凹部１６１およびレンズ１００を構成する凸部１０１は、それぞれ成形型により形成されたものである。具体的には、凹部１６１は、その形状に対応した凸部を成形面に有する成形型を用いた成形プロセスにおいて、成形型が転写されることにより形成されたものである。また、凸部１０１も、その形状に対応した凹部を成形面に有する成形型を用いた成形プロセスにおいて、成形型が転写されることにより形成されたものである。前述したように、成形型は一般に寸法精度が非常に高く、このようなプロセスで形成された凹部１６１および凸部１０１は、その高い寸法精度が反映されることによって、相互の位置関係の精度が高いものとなる。このため、ミラー１６とレンズ１００を経由する光路、すなわち発光素子３と光導波路１との光結合損失を特に小さくすることができる。
【０１２４】
また、レンズ１００を構成する凸部１０１は、クラッド層１２と同じ材料で構成され、クラッド層１２と一体的に形成されている。このため、レンズ１００とクラッド層１２との間を信号光が通過する際に、界面等が存在せず、それゆえ界面における散乱等に伴う損失もほとんど発生しない。このため、凸部１０１が成形型を用いた成形プロセスにより形成されることで、発光素子３と光導波路１との光結合損失を特に小さくすることができる。
【０１２５】
また、このようなプロセスで形成されたミラー１６およびレンズ１００は、それぞれ複雑な形状を有するものであっても精度の高いものとなる。例えば、レンズ１００の湾曲凸面が球面である場合の他、非球面である場合でも、面精度の高い湾曲凸面が得られる。これにより、例えば球面収差といった各種収差の少ないレンズ１００が得られる。なお、非球面形状としては、例えば、二次曲線回転体、四次曲線回転体、六次曲線回転体、正規分布曲線回転体、三角関数曲線回転体、その他、任意の曲線の回転体等の形状が挙げられる。
なお、形成方法の詳細については、後に詳述する。
【０１２６】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の光導波路モジュールおよびそれに含まれる本発明の光導波路の第２実施形態について説明する。
【０１２７】
図７（ａ）は、第２実施形態の断面図であり、図７（ｂ）は、断面図の幅方向に引かれた中心線Ｃ１上の屈折率分布Ｗの一例を模式的に示す図である。
【０１２８】
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態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。なお、各図において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２９】
第１実施形態に係る光導波路１は、いわゆるステップインデックス型の屈折率分布を有するものであるが、本実施形態に係る光導波路１は、いわゆるグレーデッドインデックス型の屈折率分布を有するものである。また、本実施形態に係る光導波路１は、コア層１３中に２つのコア部１４を有している。これらが異なる以外は、第１実施形態と同様である。
【０１３０】
光導波路１の横断面に対して幅方向に線を引いたとき、その線上における屈折率分布Ｗは、特に限定されないが、本実施形態では、屈折率が高い領域とその両側にそれぞれ隣接する屈折率が低い領域とを有し、かつ屈折率が連続的に変化している分布になっている。本明細書では、このような特徴を有する屈折率分布をグレーデッドインデックス型の分布という。この屈折率分布Ｗにおいて相対的に屈折率が高い領域に対応する部分が各コア部１４、相対的に屈折率が低い領域に対応する部分が各側面クラッド部１５になっている。
【０１３１】
一方、光導波路１の横断面に対して厚さ方向に線を引いたとき、その線上における屈折率分布Ｔも、本実施形態では、グレーデッドインデックス型の分布になっている。この屈折率分布Ｔにおいて相対的に屈折率が高い領域に対応する部分が各コア部１４、相対的に屈折率が低い領域に対応する部分がクラッド層１１、１２になっている。
【０１３２】
以下、光導波路１について詳述する。
（屈折率分布Ｗ）
図７（ｂ）に示す屈折率分布Ｗは、屈折率が相対的に高い領域とその両側にそれぞれ隣接する低い領域とを有し、かつ屈折率が連続的に変化している分布になっている。図７（ａ）に示す断面図のうち、図７（ｂ）に示す屈折率分布Ｗの屈折率が高い領域に対応する部分がコア部１４になっており、屈折率が低い領域に対応する部分が側面クラッド部１５になっている。グレーデッドインデックス型の分布は、コア部１４に屈折率の極大値が位置し、そこから両側にかけて裾を引くように屈折率が連続的に低下する分布を含んでいればよいが、その裾の先に極小値や別の極大値（前記極大値よりも小さな極大値）を含むような分布もグレーデッドインデックス型の分布の一種である。このような分布が形成されたコア層１３に入射された光は、この極大値近傍に集中し易くなる。このため、コア部１４を伝搬する信号光はより中心部に閉じ込められることとなり、側面クラッド部１５側への漏出が抑制される。その結果、伝送効率の高い光導波路１が得られる。
【０１３３】
図７（ｂ）に示す屈折率分布Ｗは、４つの極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と、５つの極大値Ｗｍ１、Ｗｍ２、Ｗｍ３、Ｗｍ４、Ｗｍ５と、を含む分布になっている。また、５つの極大値には、相対的に屈折率の高い極大値（第１の極大値）と、相対的に屈折率の低い極大値（第２の極大値）とが存在している。
【０１３４】
このうち、極小値Ｗｓ１と極小値Ｗｓ２との間および極小値Ｗｓ３と極小値Ｗｓ４との間には、それぞれ相対的に屈折率の高い極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４が存在している。
【０１３５】
光導波路１では、図７に示すように、極小値Ｗｓ１と極小値Ｗｓ２との間に、相対的に屈折率の高い極大値Ｗｍ２が位置していることから、この領域に対応する部分がコア部１４となり、同様に、極小値Ｗｓ３と極小値Ｗｓ４との間にも極大値Ｗｍ４が位置していることから、この領域に対応する部分もコア部１４となる。なお、図７では、各コア部１４のうち、極小値Ｗｓ１と極小値Ｗｓ２との間に位置しているのをコア部１４１とし、極小値Ｗｓ３と極小値Ｗｓ４との間に位置しているのをコア部１４２とする。
【０１３６】
また、極小値Ｗｓ１の左側の領域、極小値Ｗｓ２と極小値Ｗｓ３との間の領域、および極小値Ｗｓ４の右側の領域は、それぞれコア部１４の側面に隣接する領域であることから、この領域に対応する部分がそれぞれ側面クラッド部１５となる。なお、図７では、各側面クラッド部１５のうち、極小値Ｗｓ１の左側に位置しているのを側面クラッド部１５１とし、極小値Ｗｓ２と極小値Ｗｓ３との間に位置しているのを側面クラッド部１５２とし、極小値Ｗｓ４の右側に位置しているのを側面クラッド部１５３とする。
【０１３７】
このように屈折率分布Ｗは、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値がこの順で並ぶ領域を有している。なお、この領域は、コア部の数に応じて繰り返し設けられる。本実施形態のように光導波路１の幅方向に並ぶコア部１４の数が２つである場合、屈折率分布Ｗは、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値のように、極大値と極小値が交互に並び、かつ極大値については第１の極大値と第２の極大値とが交互に並ぶ領域を有しており、その上で第１の極大値の数が２つであればよい。つまり、コア部１４の数に対して第１の極大値の数が同数に設定され、さらにそれに応じて第２の極大値や極小値の数が決まることとなる。例えばコア部１４がｎ個である場合には、屈折率分布Ｗは、第１の極大値をｎ個、極小値を２ｎ個、第２の極大値をｎ＋１個有していればよい。なお、このような極大値と極小値に対する一定の規則は、屈折率分布Ｗの全体に適用されている必要はなく、屈折率分布Ｗの一部のみに適用されていてもよい。
【０１３８】
また、これら複数の極小値、複数の第１の極大値、および複数の第２の極大値は、それぞれ互いにほぼ同じ値であることが好ましいが、極小値が第１の極大値や第２の極大値より低く、第２の極大値が第１の極大値より低いという関係が保持されれば、互いの値が多少ずれていても差し支えない。その場合、ずれ量は、複数の極小値の平均値の１０％以内に抑えられているのが好ましい。
【０１３９】
また、上記のような屈折率分布Ｗは、光導波路１の光路上においてほぼ同じ分布になるよう設定されている。
【０１４０】
以上のような屈折率分布Ｗに伴い、コア層１３には、長尺状の２つのコア部１４１、１４２と、これらのコア部１４の側面に隣接する３つの側面クラッド部１５とが形成されることとなる。
【０１４１】
２つのコア部１４１、１４２の平均屈折率は、３つの側面クラッド部１５１、１５２、１５３の平均屈折率より高くなっているので、各コア部１４１、１４２と各側面クラッド部１５１、１５２、１５３との界面において光の反射を生じさせることができる。
【０１４２】
ここで、４つの極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４は、それぞれ、側面クラッド部１５における平均屈折率ＷＡ未満である。これにより、各コア部１４と各側面クラッド部１５との間には、側面クラッド部１５よりもさらに屈折率の小さい領域が存在することとなる。その結果、各コア部１４と各側面クラッド部１５との境界付近では、より急峻な屈折率の勾配が形成され、これにより、各コア部１４からの光の漏れが確実に抑制されることとなる。その結果、光導波路１の伝送損失を特に小さくすることができる。
【０１４３】
また、屈折率分布Ｗは、全体で屈折率が連続的に変化している。これにより、屈折率が不連続的に変化している場合に比べて、コア部１４に光を閉じ込める作用がより増強されるため、伝送損失のさらなる低減が図られる。
【０１４４】
さらに、上述したような屈折率分布Ｗによれば、コア部１４のより中心部に近い部分を信号光が集中的に伝搬するため、光路ごとの伝搬時間に差が生じ難くなる。このため、信号光にパルス信号が含まれている場合でも、パルス信号の鈍り（パルス信号の広がり）を抑制することができる。その結果、光通信の品質をより高めることができる。
【０１４５】
なお、屈折率分布Ｗにおいて屈折率が連続的に変化しているとは、屈折率分布Ｗの曲線が各部で丸みを帯びており、かつ微分可能な曲線であるということである。
【０１４６】
また、本実施形態のように、コア層１３中にコア部１４と側面クラッド部１５とを作り込む場合、一般的には、屈折率差を形成する原理による制約から、コア部１４の平均屈折率と側面クラッド部１５の平均屈折率との間で十分な屈折率差を形成することが難しいが、本発明によれば、平均屈折率の差が小さくても、コア部１４に光を確実に閉じ込めることができる。このため、同一層からコア部１４と側面クラッド部１５とを形成する方法で製造される光導波路１において、本発明は特にその効果を発揮する。
【０１４７】
また、屈折率分布Ｗのうち、極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４は、図７に示すように、極小値Ｗｓ１とＷｓ２との間（コア部１４１）および極小値Ｗｓ３とＷｓ４との間（コア部１４２）に位置しているが、コア部１４１、１４２の中でもその幅の中心部に位置しているのが好ましい。これにより、各コア部１４１、１４２では、信号光がコア部１４１、１４２の幅の中心部に集まる確率が高くなり、相対的に側面クラッド部１５１、１５２、１５３に漏れ出る確率が低くなる。その結果、コア部１４１、１４２の伝送損失をより低減することができる。
【０１４８】
なお、コア部１４１の幅の中心部とは、極小値Ｗｓ１の位置と極小値Ｗｓ２の位置との中点から、その両側にコア部１４１の幅の３０％の距離の領域である。
【０１４９】
また、極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４の位置は、必ずしも中心部でなくても、コア部１４１、１４２の縁部近傍（各側面クラッド部１５１、１５２、１５３との界面近傍）以外に位置していれば、特性の著しい低下は免れる。すなわち、コア部１４１、１４２の伝送損失をある程度抑えることができる。
【０１５０】
なお、コア部１４１の縁部近傍とは、前述した縁部から内側に、コア部１４１の幅の５％の距離の領域である。
【０１５１】
一方、屈折率分布Ｗのうち、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５は、図７に示すように、極小値Ｗｓ１の左側（側面クラッド部１５１）、極小値Ｗｓ２と極小値Ｗｓ３との間（側面クラッド部１５２）、極小値Ｗｓ４の右側（側面クラッド部１５３）に位置しているが、特に側面クラッド部１５１、１５２、１５３の縁部近傍（コア部１４１、１４２との界面近傍）以外に位置しているのが好ましい。これにより、コア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４と、側面クラッド部１５１、１５２、１５３中の極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５とが、互いに十分に離間したものとなるため、コア部１４１、１４２中の信号光が、側面クラッド部１５１、１５２、１５３中に漏れ出る確率を十分に低くすることができる。その結果、コア部１４１、１４２の伝送損失を低減することができる。
【０１５２】
なお、側面クラッド部１５１、１５２、１５３の縁部近傍とは、前述した縁部から内側に、側面クラッド部１５１、１５２、１５３の幅の５％の距離の領域である。
【０１５３】
また、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５は、側面クラッド部１５１、１５２、１５３の幅の中央部に位置しており、しかも、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５から、それぞれに隣接する極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４に向かって、屈折率が連続的に低下しているのが好ましい。これにより、コア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４と側面クラッド部１５１、１５２、１５３中の極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５との離間距離は、最大限確保されることとなり、しかも極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５近傍に光を確実に閉じ込めることができるため、前述したコア部１４１、１４２からの信号光の漏出をより確実に抑制することができる。
【０１５４】
さらに、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５は、前述したコア部１４１、１４２に位置する極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４よりも相対的に小さいので、コア部１４１、１４２のような高い光伝送性は有しないものの、周囲よりも屈折率が若干高くなっているため、側面クラッド部１５１、１５２、１５３はわずかな光伝送性を有することとなる。その結果、側面クラッド部１５１、１５２、１５３は、コア部１４１、１４２から漏出した信号光を閉じ込めることができ、漏出した信号光が他のコア部へと波及するのを防止することを可能にする。すなわち、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５が存在することで、各コア部１４間のクロストークを抑制することができる。
【０１５５】
なお、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４は、前述したように、側面クラッド部１５の平均屈折率ＷＡ未満であるが、その差は、所定の範囲内であることが望まれる。具体的には、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と側面クラッド部１５の平均屈折率ＷＡとの差は、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４とコア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４との差の３〜８０％程度であるのが好ましく、５〜５０％程度であるのがより好ましく、７〜３０％程度であるのがさらに好ましい。これにより、側面クラッド部１５は、クロストークを抑制するのに必要かつ十分な光伝送性を有するものとなる。なお、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と側面クラッド部１５の平均屈折率ＷＡとの差が前記下限値を下回る場合は、側面クラッド部１５における光伝送性が小さ過ぎて、クロストークを十分に抑制することができないおそれがあり、前記上限値を上回る場合には、側面クラッド部１５における光伝送性が大き過ぎて、コア部１４１、１４２の光伝送性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０１５６】
なお、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４とコア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４との屈折率差は、できるだけ大きい方がよいが、０．００５〜０．０７程度であるのが好ましく、０．００７〜０．０５程度であるのがより好ましく、０．０１〜０．０５程度であるのがさらに好ましい。これにより、上述した屈折率差が、コア部１４１、１４２中に光を閉じ込めるのに必要かつ十分なものとなる。
【０１５７】
また、コア部１４１、１４２における屈折率分布Ｗは、図７（ｂ）に示すように、横軸にコア層１３の横断面の幅方向の位置をとり、縦軸に屈折率をとったとき、極大値Ｗｍ２近傍および極大値Ｗｍ４近傍において、連続的に変化している形状であればよいが、好ましくは上に凸の略Ｕ字状（極大値近傍全体が丸みを帯びている）形状とされる。屈折率分布Ｗがこのような形状をなしていると、コア部１４１、１４２における光の閉じ込め作用がより顕著なものとなる。
【０１５８】
また、屈折率分布Ｗは、図７（ｂ）に示すように、極小値Ｗｓ１近傍、極小値Ｗｓ２近傍、極小値Ｗｓ３近傍、極小値Ｗｓ４近傍において、屈折率が連続的に変化している形状であればよいが、好ましくは下に凸の略Ｕ字状（極小値近傍全体が丸みを帯びている）形状とされる。
【０１５９】
なお、上述したような屈折率分布Ｗが形成された光導波路１では、複数のコア部１４１、１４２のうち、一方のコア部に光を入射したとき、他方のコア部への光の漏出が抑制される。すなわち、光導波路１ではクロストークを確実に抑制することができる。
【０１６０】
図８は、光導波路１のコア部１４１に光を入射したときの出射光の強度分布を示す図である。
【０１６１】
光導波路１のコア部１４１に光を入射すると、出射光の強度は、コア部１４１の出射端面の中心部において最も大きくなる。そして、コア部１４１の中心部から離れるにつれて出射光の強度は小さくなるが、光導波路１では、コア部１４１に隣り合うコア部１４２において極小値をとるような強度分布が得られる。このように光導波路１では、光を入射したコア部１４１に隣り合うコア部１４２の位置に出射光の強度分布の極小値が一致するため、コア部１４２におけるクロストークは極めて小さく抑えられることとなる。その結果、光導波路１は、多チャンネル化および高密度化によっても混信の発生を確実に防止することができる。
【０１６２】
このような出射光の強度分布は、光導波路１における屈折率分布Ｗの特徴的な分布形状に起因したものであると考えられる。すなわち、屈折率分布Ｗが、極小値とそれに隣接する高さの異なる２種類の極大値とを有し、かつ、全体で屈折率が連続的に変化している、という特徴的な分布になっているため、従来であればコア部１４２に漏れ出ていた光を、コア部１４２に隣接する側面クラッド部１５３等にシフトさせ、その結果、コア部１４２には強度分布の極小値が位置することになったと考えられる。このような理由から、光導波路１においてクロストークが抑えられることとなり、光導波路１は、クロストークの発生が抑制され、光通信の品質を高め得るものとなる。
【０１６３】
また、出射光の強度分布が側面クラッド部１５にシフトしたとしても、受光素子等はコア部１４の位置に合わせて配置されているため、混信を招くおそれはほとんどなく、光通信の品質を劣化させることはない。
【０１６４】
なお、上記のような出射光の強度分布は、屈折率分布Ｗが上記のような分布になっていれば必ず観測されるわけではなく、入射光のＮＡ（numerical aperture）やコア部１４１の横断面積、コア部１４１、１４２のピッチ等によっては、明瞭な極小値が観測されなかったり、あるいは極小値の位置がコア部１４２から外れたりする場合もあるが、このような場合でもクロストークは十分に抑制される。
【０１６５】
また、図７（ｂ）に示す屈折率分布Ｗにおいて、側面クラッド部１５における平均屈折率をＷＡとしたとき、極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４近傍における屈折率が連続して平均屈折率ＷＡ以上である部分の幅をａ［μｍ］とし、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４近傍における屈折率が連続して平均屈折率ＷＡ未満である部分の幅をｂ［μｍ］とする。このとき、ｂは、０．０１ａ〜１．２ａ程度であるのが好ましく、０．０３ａ〜１ａ程度であるのがより好ましく、０．１ａ〜０．８ａ程度であるのがさらに好ましい。これにより、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４の実質的な幅が、上述した作用・効果を奏するのに必要かつ十分なものとなる。すなわち、ｂが前記下限値を下回っている場合は、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４の実質的な幅が狭過ぎるため、コア部１４１、１４２に光を閉じ込める作用が低下するおそれがある。一方、ｂが前記上限値を上回っている場合は、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４の実質的な幅が広過ぎて、その分、コア部１４１、１４２の幅やピッチが制限され、伝送効率が低下したり多チャンネル化および高密度化が妨げられるおそれがある。
【０１６６】
また、側面クラッド部１５における平均屈折率ＷＡは、極大値Ｗｍ１と極小値Ｗｓ１との中点で近似される。
【０１６７】
（屈折率分布Ｔ）
図９（ｂ）に示す屈折率分布Ｔは、グレーデッドインデックス型の分布になっている。この屈折率分布Ｔにおいて相対的に屈折率が高い領域に対応する部分が各コア部１４、相対的に屈折率が低い領域に対応する部分がクラッド層１１、１２になっている。
【０１６８】
図９（ａ）は、第２実施形態の断面図の一部であり、図９（ｂ）は、断面図の厚さ方向に引かれた中心線Ｃ２上の屈折率分布Ｔの一例を模式的に示す図である。なお、図９（ｂ）は、横軸に屈折率をとり、縦軸に中心線Ｃ２上の位置をとったときの屈折率分布Ｔの一例を示す図である。
【０１６９】
ここで、屈折率分布Ｔは、光導波路１の厚さ方向のほぼ中心に位置し、屈折率がほぼ一定である高屈折率領域ＴＨと、高屈折率領域ＴＨの厚さ方向の両側に位置し、厚さ方向の両側に向かって屈折率が連続的に低下している中屈折率領域ＴＭと、各中屈折率領域ＴＭの厚さ方向の両側に位置し、屈折率がほぼ一定である低屈折率領域ＴＬと、を有している。すなわち、屈折率分布Ｔのうち、高屈折率領域ＴＨにおける屈折率は相対的に高く、低屈折率領域ＴＬにおける屈折率は高屈折率領域ＴＨより相対的に低く、中屈折率領域ＴＭでは、高屈折率領域ＴＨの屈折率と低屈折率領域ＴＬの屈折率とをつなぐように屈折率が連続的に変化している。このような屈折率分布Ｔは、いわゆるグレーデッドインデックス型の分布である。
【０１７０】
このような屈折率分布Ｔのうち、高屈折率領域ＴＨおよび中屈折率領域ＴＭに対応するのがコア部１４（コア層１３）であり、低屈折率領域ＴＬに対応するのが各クラッド層１１、１２である。
【０１７１】
換言すれば、コア層１３は、高屈折率領域ＴＨに対応する高屈折率層と、中屈折率領域ＴＭに対応する中間層により構成されており、各クラッド層１１、１２は、それぞれ、低屈折率領域ＴＬに対応する低屈折率層により構成されている。
【０１７２】
屈折率分布Ｔを有する光導波路１では、中屈折率領域ＴＭにおいて、コア部１４に入射された光が、その光路を徐々にコア部１４の中心軸側に変更しつつ伝搬される、という挙動を示す。このため、入射光は、コア部１４の中心軸に沿って伝搬し、各クラッド層１１、１２側には漏出し難くなる。その結果、このような屈折率分布Ｔを有する光導波路１では、伝送損失が抑えられることとなる。
【０１７３】
ここで、図９に示す屈折率分布Ｔでは、高屈折率領域ＴＨが、コア部１４の厚さ方向の中心部に位置している。これにより、コア部１４を伝搬する光は、コア部１４の厚さ方向の中心部に集まる確率が高くなり、相対的に各クラッド層１１、１２に漏れ出る確率がより低くなる。その結果、コア部１４の伝送損失をより低減することができる。
【０１７４】
このような屈折率分布Ｔは、例えば、上述した光導波路１を複数枚積層してなる光導波路において、その層間（光導波路同士の間）におけるクロストークの発生を確実に防止する作用をもたらす。すなわち、１層目のコア層１３中のコア部１４に光を入射したとき、その光が２層目のコア層１３中のコア部１４に侵入して混信を招くことが確実に防止される。したがって、光導波路１は、厚さ方向の多チャンネル化、高密度化を容易にするものである。
【０１７５】
なお、コア部１４に対応する領域の中心部とは、コア部１４の厚さ方向の中点から両側に、コア部１４の厚さの３０％の距離の領域である。
【０１７６】
また、高屈折率領域ＴＨの位置は、必ずしもコア部１４に対応する領域の中心部でなくてもよく、コア部１４の縁部近傍（各クラッド層１１、１２との界面近傍）以外に位置していれば、特性の著しい低下は免れる。これにより、コア部１４の伝送損失をある程度抑えることができる。
【０１７７】
なお、コア部１４の縁部近傍とは、前述した縁部から内側に、コア部１４の厚さの５％の距離の領域である。
【０１７８】
また、屈折率分布Ｔのうち、高屈折率領域ＴＨにおける屈折率ｎＨと、低屈折率領域ＴＬ（クラッド層１１およびクラッド層１２）における屈折率ｎＬとの屈折率差の割合（屈折率ｎＬに対する割合）は、できるだけ大きいほどよいが、好ましくは０．５％以上とされ、より好ましくは０．８％以上とされる。なお、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送する効果が低下する場合があり、一方、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。
【０１７９】
なお、屈折率ｎＨと屈折率ｎＬとの前記屈折率差の割合は、次式で表わされる。
屈折率差の割合（％）＝｜ｎＨ／ｎＬ−１｜×１００
【０１８０】
また、高屈折率領域ＴＨや低屈折率領域ＴＬでは、屈折率がほぼ一定であるが、具体的には、各領域における平均屈折率からのずれ量が、平均屈折率の１０％以下であるのが好ましく、５％以下であるのがより好ましい。
【０１８１】
また、光導波路１は、細長い帯状をなしており、上記のような屈折率分布Ｔは、光導波路１の長手方向全体においてほぼ同じ分布が維持されている。
【０１８２】
以上のような屈折率分布Ｔに基づいて、光導波路１は、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２の３層に分けられている。
【０１８３】
なお、本明細書では、説明の便宜上、光導波路１を上記３層に分けて説明しているが、上述したように屈折率分布Ｔの変化は連続的であり、それとともに３層の界面ではその組成も連続的に変化しているため、各層の境界は明瞭ではなく、視覚的に境界を識別することができない場合もある。
【０１８４】
なお、屈折率分布Ｔは、以下のような分布であってもよい。
図１０（ａ）は、第２実施形態の断面図の一部であり、図１０（ｂ）は、断面図の厚さ方向に引かれた中心線Ｃ３上の屈折率分布Ｔの一例を模式的に示す図である。なお、図１０（ｂ）は、横軸に屈折率をとり、縦軸に横断面のコア部の厚さ方向の位置をとったときの屈折率分布Ｔの一例を模式的に示す図である。
【０１８５】
図１０（ｂ）に示す屈折率分布Ｔは、その中心部に位置する極大値Ｔｍと、極大値Ｔｍの両側にそれぞれ位置する極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２を有している。なお、極大値Ｔｍの下側に位置する極小値をＴｓ１とし、上側に位置する極小値をＴｓ２とする。
【０１８６】
そして、図１０に示す光導波路１では、極小値Ｔｓ１と極小値Ｔｓ２との間の領域に極大値Ｔｍを含んでおり、かつ、この領域がコア部１４となる。
【０１８７】
一方、極小値Ｔｓ１の下側の領域がクラッド層１１となり、極小値Ｔｓ２の上側の領域がクラッド層１２となる。
【０１８８】
すなわち、屈折率分布Ｔは、極小値、極大値、極小値がこの順で並ぶ領域を有している。
【０１８９】
なお、この領域は、コア層１３が積層される数に応じて繰り返し設けられ、例えばコア層１３を２層設けた場合、屈折率分布Ｔでは、極小値と極大値が交互に並ぶこととなる。この場合、極大値については、相対的に大きい第１の極大値と、相対的に小さい第２の極大値が、交互に並んでいるのが好ましい。すなわち、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値、極小値、第１の極大値・・・のように並んでいればよい。
【０１９０】
また、これらの複数の極小値、複数の第１の極大値、および複数の第２の極大値は、それぞれ互いにほぼ同じ値であることが好ましいが、極小値は第１の極大値や第２の極大値より小さく、第２の極大値は第１の極大値より小さいという関係が保持されれば、互いの値が多少ずれていても差し支えない。その場合、ズレ量は、複数の極小値の平均値の１０％以内に抑えられているのが好ましい。
【０１９１】
また、光導波路１は、細長い帯状をなしており、上記のような屈折率分布Ｔは、光導波路１の長手方向全体においてほぼ同じ分布が維持されている。
【０１９２】
ここで、極小値Ｔｓ１は、クラッド層１１における平均屈折率ＴＡ未満であり、極小値Ｔｓ２は、クラッド層１２における平均屈折率ＴＡ未満である。これにより、コア部１４と各クラッド層１１、１２との間に、各クラッド層１１、１２よりもさらに屈折率の小さい領域が存在することとなる。その結果、各極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２の近傍では、より急峻な屈折率の勾配が形成され、これにより、各コア部１４から各クラッド層１１、１２への光の漏れが抑制されるため、伝送損失の小さい光導波路１が得られる。
【０１９３】
また、屈折率分布Ｔは、全体で屈折率が連続的に変化している。これにより、ステップインデックス型の屈折率分布を有する光導波路に比べ、コア部１４に光を閉じ込める作用がより増強されるため、伝送損失のさらなる低減が図られる。
【０１９４】
さらに、上述したような各極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２を有するとともに、屈折率が連続的に変化している屈折率分布Ｔによれば、コア部１４のより中心部に近い領域を伝送光が集中的に伝搬するため、光路ごとの伝搬時間に差が生じ難くなる。このため、伝送光にパルス信号が含まれている場合でも、パルス信号の鈍り（パルス信号の広がり）を抑制することができる。その結果、光通信の品質をより高め得る光導波路１が得られる。
【０１９５】
なお、屈折率分布Ｔにおいて屈折率が連続的に変化しているとは、屈折率分布Ｔの曲線が各部で丸みを帯びており、この曲線が微分可能であるという状態である。
【０１９６】
また、屈折率分布Ｔのうち、極大値Ｔｍは、図１０に示すようにコア部１４に位置しているが、コア部１４の中でもその厚さの中心部に位置している。これにより、コア部１４では、伝送光がコア部１４の厚さの中心部に集まる確率が高くなり、相対的に各クラッド層１１、１２に漏れ出る確率が低くなる。その結果、コア部１４１、１４２の伝送損失をより低減することができる。
【０１９７】
なお、コア部１４の厚さの中心部とは、極小値Ｔｓ１と極小値Ｔｓ２の中点から両側に、コア部１４の厚さの３０％の距離の領域である。
【０１９８】
また、極大値Ｔｍの位置は、できればコア部１４の厚さの中心部に位置していることが望まれるが、必ずしも中心部でなくても、コア部１４の縁部近傍（各クラッド層１１、１２との界面近傍）以外に位置していれば、特性の著しい低下は免れる。すなわち、コア部１４の伝送損失をある程度抑えることができる。
【０１９９】
なお、コア部１４の縁部近傍とは、前述した縁部から内側に、コア部１４の厚さの５％の距離の領域である。
【０２００】
一方、屈折率分布Ｔでは、各クラッド層１１、１２において、コア部１４との界面近傍以外で最も高く、コア部１４との界面近傍で最も低くなるよう屈折率が変化している。これにより、コア部１４中の極大値Ｔｍと、各クラッド層１１、１２中における屈折率の高い領域とが、互いに十分に離間したものとなるため、コア部１４中の伝送光が、各クラッド層１１、１２中に漏れ出る確率を十分に低くすることができる。その結果、コア部１４の伝送損失を低減することができる。
【０２０１】
なお、各クラッド層１１、１２におけるコア部１４との界面近傍とは、この界面から内側に、各クラッド層１１、１２の厚さの５％の距離の領域である。
【０２０２】
また、各クラッド層１１、１２における平均屈折率ＴＡは、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２と各クラッド層１１、１２における最大値との中点で近似される。
【０２０３】
また、前述したように複数のコア層１３を積層する場合には、相対的に大きい第１の極大値がコア部中に位置し、相対的に小さい第２の極大値はクラッド層中に位置することとなる。この場合、好ましくは、第２の極大値は、クラッド層の厚さの中央部に位置しているのが好ましい。これにより、コア部中に位置する第１の極大値と、クラッド層中に位置する第２の極大値との離間距離が、最大限確保され、しかもコア部から漏れ出た光が、他のコア部に侵入しないよう、クラッド層中に閉じ込めることができるようになる。これにより、複数のコア層１３を積層した場合でも、層間におけるクロストークを確実に抑制することができる。
【０２０４】
なお、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２は、前述したように、各クラッド層１１、１２の平均屈折率ＴＡ未満であるが、両者の差は、所定の範囲内であることが望まれる。具体的には、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２とクラッド層１１、１２の平均屈折率ＴＡとの差は、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２とコア部１４中の極大値Ｔｍとの差の３〜８０％程度であるのが好ましく、５〜５０％程度であるのがより好ましく、７〜３０％程度であるのがさらに好ましい。これにより、各クラッド層１１、１２は、クロストークを抑制するのに必要かつ十分な光伝送性を有するものとなる。なお、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２と各クラッド層１１、１２の平均屈折率ＴＡとの差が前記下限値を下回る場合は、各クラッド層１１、１２における光伝送性が小さ過ぎて、クロストークを十分に抑制することができないおそれがあり、前記上限値を上回る場合には、各クラッド層１１、１２における光伝送性が大き過ぎて、コア部１４の光伝送性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０２０５】
また、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２とコア部１４中の極大値Ｔｍとの屈折率差は、できるだけ大きい方がよいが、０．００５〜０．０７程度であるのが好ましく、０．００７〜０．０５程度であるのがより好ましく、０．０１〜０．０５程度であるのがさらに好ましい。これにより、上述した屈折率差が、コア部１４中に光を閉じ込めるのに必要かつ十分なものとなる。
【０２０６】
また、コア部１４における屈折率分布Ｔは、横軸にコア部１４の横断面の位置をとり、縦軸に屈折率をとったとき、極大値Ｔｍ近傍において、屈折率が連続的に変化している形状であれば上に凸の略Ｖ字状（極大値以外はほぼ直線状）をなしていてもよいが、好ましくは上に凸の略Ｕ字状（極大値近傍全体が丸みを帯びている）とされる。屈折率分布Ｔがこのような形状をなしていると、コア部１４における光の閉じ込め作用がより顕著なものとなる。
【０２０７】
また、屈折率分布Ｔは、極小値Ｔｓ１近傍および極小値Ｔｓ２近傍において、屈折率が連続的に変化している形状であれば下に凸の略Ｖ字状（極大値以外はほぼ直線状）をなしていてもよいが、好ましくは下に凸の略Ｕ字状（極大値近傍全体が丸みを帯びている）とされる。
【０２０８】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の光導波路モジュールの第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を示す縦断面図である。
【０２０９】
以下、第３実施形態について説明するが、第１、２実施形態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。なお、図１１において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０２１０】
図１１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１と回路基板２との間に設けられた実装基板１７を有する以外は、第１実施形態と同様である。
【０２１１】
実装基板１７は、光導波路１の上面を覆うよう構成されたものであり、光導波路１と回路基板２との間に配置されている。そして、実装基板１７は、光導波路１や回路基板２、発光素子３等を実装している。
【０２１２】
このような実装基板１７のうち、導体層２２、２３に設けられた開口部２２１、２３１に対応する位置には貫通孔１７１が形成されている。そして、光導波路１および実装基板１７は、この貫通孔１７１内にレンズ１００が突出するように配置されている。その上で、貫通孔１７１内のレンズ１００以外の空間を埋めるように、充填部１７２が配置されている。
【０２１３】
ここで、充填部１７２は、その屈折率がレンズ１００の屈折率より低いことが好ましく、その差は０．０１以上であるのがより好ましい。これにより、発光素子３から出射した信号光をレンズ１００に入射させる際、レンズ１００の表面における反射や散乱に伴って入射効率が低下するのを防止することができる。
【０２１４】
なお、充填部１７２の構成材料としては、透光性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。
【０２１５】
また、実装基板１７としては、例えば、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたものが挙げられる。具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁性基板の他、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板等が挙げられる。
【０２１６】
実装基板１７の平均厚さは、レンズ１００の高さより厚ければ特に限定されないが、好ましくは３００μｍ〜３ｍｍ程度、より好ましくは５００μｍ〜２．５ｍｍ程度とされる。
【０２１７】
また、貫通孔１７１の内径は、発光素子３から出射される信号光の出射角やミラー１６の有効面積に応じて適宜設定される。なお、これは、導体層２２、２３に設けられた開口部２２１、２３１についても同様である。
【０２１８】
なお、充填部１７２は、必要に応じて設けられればよく、省略してもよい。その場合、貫通孔１７１内は空気で充填されることとなり、レンズ１００との屈折率差を最大化することができる。その結果、この屈折率差に基づいて発現するレンズ１００による収束機能をより高めることができる。
【０２１９】
＜光導波路の製造方法および光導波路モジュールの製造方法＞
≪第１製造方法≫
次に、本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態および上述したような光導波路モジュールを製造する方法の一例について説明する。
【０２２０】
図１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１、回路基板２、発光素子３および半導体素子４を用意し、これらを実装することで製造される。
【０２２１】
このうち、回路基板２は、絶縁性基板２１の両面を覆うように導体層を形成した後、不要部分を除去（パターニング）し、配線パターンを含む導体層２２、２３を残存させることで形成される。
【０２２２】
導体層の製造方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法、電解めっき、無電解めっき等のめっき法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等が挙げられる。
【０２２３】
また、導体層のパターニング方法としては、例えばフォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせた方法が挙げられる。
【０２２４】
このようにして形成された回路基板２と、後述する方法で製造された光導波路１と、を接着層５により接着・固定する。
【０２２５】
次いで、回路基板２上に発光素子３および半導体素子４を搭載する。これにより、導体層２３と、発光素子３の電極３２および半導体素子４の電極４２とが電気的に接続される。
【０２２６】
この電気的接続は、例えば、ハンダやろう材を、バンプやボールの形態で、あるいはハンダペースト（ろう材ペースト）の形態で供給し、加熱によって溶融・固化させることで行われる。
【０２２７】
その後、封止材６１、６２を供給し、封止する。
以上のようにして光導波路モジュール１０が得られる。
【０２２８】
次に、光導波路の製造方法（本発明の光導波路の製造方法）の一例について説明する。
光導波路１は、下方からクラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２をこの順で積層してなる積層体（母材）と、この積層体の一部を除去することで形成されたミラー１６と、クラッド層１２の上面に形成されたレンズ１００と、を有している。
【０２２９】
図１２〜１４は、それぞれ図２に示す光導波路を製造する方法を説明するための模式図（縦断面図）である。なお、図１２、１４は、それぞれ光導波路の長手方向に沿って切断した縦断面図であり、図１３は、光導波路の幅方向に沿って切断した縦断面図である。
【０２３０】
以下、光導波路の製造方法を、［１］層９１０を形成する工程、［２］ミラー１６を形成する工程、に分けて説明する。
【０２３１】
［１］図１２（ｂ）に示す層９１０は、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を多色成形により一括成膜する方法、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を順次成膜して形成する方法、あるいは、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２をあらかじめ基材上に成膜した後、それぞれを基板から剥離して貼り合わせる方法等により製造される。
【０２３２】
ここでは、一例として、多色成形による方法について説明する。具体的には、［１−１］支持基板９５１上に２種類の光導波路形成用組成物９０１、９０２を層状に押出成形して層９１０を得る。［１−２］次いで、層９１０の一部に活性放射線を照射することで屈折率差を生じさせる。
【０２３３】
以下、各工程について順次説明する。
［１−１］まず、光導波路形成用組成物９０１、９０２を用意する。
【０２３４】
光導波路形成用組成物９０１、９０２は、それぞれ、ポリマー９１５と、添加剤９２０（本実施形態では、少なくともモノマーを含む。）と、を含有するものであるが、その組成はやや異なっている。
【０２３５】
２種類の組成物のうち、光導波路形成用組成物９０１は、主にコア層１３を形成するための材料であり、活性放射線の照射により、ポリマー９１５中において少なくともモノマーの活発な反応が生じ、それに伴って屈折率分布に変化を生じさせる材料である。すなわち、光導波路形成用組成物９０１は、ポリマー９１５とモノマーの存在比率の偏りによって屈折率分布に変化が生じ、その結果、コア層１３中にコア部１４と側面クラッド部１５とを形成することのできる材料である。
【０２３６】
一方、光導波路形成用組成物９０２は、主にクラッド層１１、１２を形成するための材料であり、光導波路形成用組成物９０１より低屈折率の材料で構成されている。
【０２３７】
光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との屈折率差は、それぞれに含まれるポリマー９１５の組成、モノマーの組成、ポリマー９１５とモノマーとの存在比率等を設定することにより、適宜調整することができる。
【０２３８】
例えば、モノマーの屈折率がポリマー９１５より低い場合、組成物中のモノマーの含有率は、光導波路形成用組成物９０１より光導波路形成用組成物９０２の方が高くなっている。一方、モノマーの屈折率がポリマー９１５より高い場合、組成物中のモノマーの含有率は、光導波路形成用組成物９０２より光導波路形成用組成物９０１の方が高くなっている。換言すれば、ポリマー９１５やモノマーの各屈折率に応じて、各光導波路形成用組成物９０１、９０２中のポリマー９１５および添加剤９２０の組成が適宜選択されている。
【０２３９】
また、光導波路形成用組成物９０１および光導波路形成用組成物９０２では、モノマーの含有率が互いにほぼ等しくなるよう、組成が設定されているのが好ましい。このように設定すれば、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との間で、モノマーの含有率の差が小さくなるため、これをきっかけにしたモノマーの拡散移動が抑制される。モノマーの拡散移動は、前述したように屈折率差の形成において有用であるが、望ましくない方向に移動することが避けられない場合もある。本発明では、後述する多色押出成形法により、層９１０の厚さ方向の屈折率分布を形成することが可能であるため、少なくとも厚さ方向においてはモノマーの拡散移動が抑制されていても差し支えなく、むしろ厚さ方向における意図しないモノマーの拡散移動は抑制される方が好ましい。意図しないモノマーの拡散移動を抑制することにより、最終的に目的とする形状の屈折率分布Ｔを有する光導波路１を確実に製造することができる。
【０２４０】
なお、モノマーの含有率をほぼ等しくした場合には、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との間で、ポリマー９１５またはモノマーの条件を異ならせればよい。また、用いるモノマーの組成、すなわち屈折率を異ならせるようにしてもよい。このようにすれば、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とでモノマーの含有率をほぼ等しくし、モノマーの拡散移動を抑制しながら、両者の間に屈折率差を形成することができる。
【０２４１】
次いで、支持基板９５１上に光導波路形成用組成物９０１、９０２を多色押出成形法により層状に成形する。
【０２４２】
多色押出成形法では、光導波路形成用組成物９０１を１層で押し出すと同時に、この層の両面側にそれぞれ光導波路形成用組成物９０２を押し出すことで、３層を積層してなる多色成形体９１４を一括形成する。具体的には、多色成形体９１４では、光導波路形成用組成物９０２、光導波路形成用組成物９０１、および光導波路形成用組成物９０２が、この順でそれぞれ押し出されるため、組成物同士の境界においては、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とがわずかに混濁している。したがって、組成物同士の境界近傍では、光導波路形成用組成物９０１の一部と光導波路形成用組成物９０２の一部とが混合し、厚さ方向に沿って混合比率が連続的に変化している領域が形成される。その結果、多色成形体９１４は、図１２（ａ）の下方から、光導波路形成用組成物９０２からなる第１成形層９１４ａ（第２の層状成形物）、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２の混合物からなる第２成形層９１４ｂ、光導波路形成用組成物９０１からなる第３成形層９１４ｃ（第１の層状成形物）、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２の混合物からなる第４成形層９１４ｄ、および光導波路形成用組成物９０２からなる第５成形層９１４ｅ（第２の層状成形物）が、この順で積層されたものとなる。
【０２４３】
そして、得られた多色成形体９１４中の溶媒を蒸発（脱溶媒）させ、層９１０を得る（図１２（ｂ）参照）。
【０２４４】
得られた層９１０は、図１２（ｂ）の下方から、第１成形層９１４ａから形成されるクラッド層１１と、第２成形層９１４ｂ、第３成形層９１４ｃおよび第４成形層９１４ｄから形成されるコア層１３と、第５成形層９１４ｅから形成されるクラッド層１２との積層体となる。
【０２４５】
得られた層９１０中では、ポリマー（マトリックス）９１５が実質的に一様かつランダムに存在し、添加剤９２０は、ポリマー９１５中に実質的に一様かつランダムに分散している。これにより、層９１０中には、添加剤９２０が実質的に一様かつランダムに分散している。
【０２４６】
層９１０の平均厚さは、形成すべき光導波路１の厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、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。
【０２４７】
なお、支持基板９５１には、例えば、シリコン基板、二酸化ケイ素基板、ガラス基板、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。
【０２４８】
ところで、このような層９１０を得るための多色成形体９１４は、以下のようなダイコーター（多色押出成形装置）８００を用いて製造される。
【０２４９】
図１７は、多色成形体９１４を得るダイコーターを示す斜視図、図１８は、ダイコーターの一部を拡大して示す縦断面図である。
【０２５０】
ダイコーター８００は、図１７に示すように、上リップ部８１１と、その下方に設けられた下リップ部８１２とを備えるダイヘッド８１０を有している。
【０２５１】
上リップ部８１１および下リップ部８１２は、それぞれ長尺のブロック体で構成され、互いに重ね合わされている。合わせ面には空洞のマニホールド８２０が形成されている。マニホールド８２０の幅はダイヘッド８１０の右側ほど広くなるよう連続的に拡張している。一方、マニホールド８２０の厚さはダイヘッド８１０の右側ほど小さくなるよう連続的に縮小している。そして、マニホールド８２０の右端では、空洞の幅が最大でかつ厚さが最小になっており、スリット８２１を形成している。
【０２５２】
このダイヘッド８１０は、マニホールド８２０の左側から供給された光導波路形成用組成物９０１、９０２をスリット８２１から右側に成形しつつ押し出すことができる。すなわち、スリット８２１の形状に応じて、多色成形体９１４の幅および厚さが決定される。
【０２５３】
ダイヘッド８１０の左側には、ミキシングユニット８３０が設けられている。ミキシングユニット８３０は、光導波路形成用組成物９０１、９０２をそれぞれダイヘッド８１０に供給するための２系統の配管を組み合わせて構成されており、光導波路形成用組成物９０１をダイヘッド８１０に供給する第１の供給管８３１と、光導波路形成用組成物９０２をダイヘッド８１０に供給する第２の供給管８３２とを有している。
【０２５４】
また、第１の供給管８３１および第２の供給管８３２から供給された光導波路形成用組成物９０１、９０２は、ダイヘッド８１０との接続を担う接続部８３５において合流し、ダイヘッド８１０のマニホールド８２０へと供給される。なお、第２の供給管８３２は、途中で上下２つに分岐し、接続部８３５の上層部および下層部にそれぞれ接続されている。一方、第１の供給管８３１は、接続部８３５の中層部に接続されている。すなわち、接続部８３５では、光導波路形成用組成物９０１で構成される１層の流れを、光導波路形成用組成物９０２で構成される上下２層の流れで挟み込むようにして合流している。
【０２５５】
また、ミキシングユニット８３０は、第１の供給管８３１と第２の供給管８３２との合流地点に設けられた、複数のピン８３６を有している。これらのピン８３６は、長尺の円柱状をなしており、その軸と、第１の供給管８３１および第２の供給管８３２の延伸方向とがほぼ直交するよう配置されている。また、図１８では、これらのピン８３６が、接続部８３５の上層部と中層部との間、および、下層部と中層部との間にそれぞれ３本ずつ設けられている。なお、ピン８３６の本数は特に限定されないが、好ましくは２本以上とされ、より好ましくは３〜１０本程度とされる。また、ピン８３６は、光導波路形成用組成物９０１、９０２間に乱流を生じさせ得るものであれば、他の構造物（例えば、メッシュ、パンチングメタル等）で代替することもできる。
【０２５６】
ダイヘッド８１０の右側には、多色押出成形された多色成形体９１４を搬送する搬送部８４０が設けられている。搬送部８４０は、ローラー８４１と、ローラー８４１に沿って移動する搬送フィルム８４２とを有している。搬送フィルム８４２はローラー８４１の回転により、図１７の下方から右側へと搬送されるが、その際に、ローラー８４１上にて多色成形体９１４を積層する。これにより、多色成形体９１４の形状を保持しつつ、右側へと搬送することができる。
【０２５７】
次いで、ダイコーター８００の動作について説明する。
ミキシングユニット８３０に光導波路形成用組成物９０１、９０２が同時に供給されると、接続部８３５において３層の層流が形成される。接続部８３５において光導波路形成用組成物９０１、９０２が合流する際、合流部に設けられた複数のピン８３６の作用により、光導波路形成用組成物９０１、９０２の流れに乱れが生じる。この乱れは、層流間の境界を不明瞭とし、境界では光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とが混在した領域が形成される。
【０２５８】
このようにして形成された層流は、ダイヘッド８１０のマニホールド８２０において、幅方向に拡張されるとともに厚さ方向には圧縮される。その結果、前述したような、第１成形層９１４ａ、第２成形層９１４ｂ、第３成形層９１４ｃ、第４成形層９１４ｄ、および第５成形層９１４ｅが、下方からこの順で積層されてなる多色成形体９１４が形成される。そしてこのような多色成形体９１４を用いることにより、最終的に前述した厚さ方向の屈折率分布Ｔを有する光導波路１が得られる。
【０２５９】
なお、多色成形体９１４は、搬送フィルム８４２上に形成されるが、この搬送フィルム８４２をそのまま前述した支持基板９５１として利用することもできる。
【０２６０】
また、図１７に示すダイコーター８００は、コア層１３を１層含む層９１０を形成可能であるが、コア層１３を複数層設ける場合には、それに応じて、ミキシングユニット８３０の構造を変更すればよい。具体的には、コア層１３の層数に応じて第１の供給管８３１を分岐し、さらに、各第１の供給管８３１から押し出された光導波路形成用組成物９０１の各層を挟むように、第２の供給管８３２の分岐数を増やすようにすればよい。
【０２６１】
図１９は、ミキシングユニット８３０の他の構成例を示す断面図である。なお、図１９では、複雑になるのを避けるため、第１の供給管８３１および第２の供給管８３２の管軸を線で模式的に示しており、各供給管８３１、８３２に各組成物を注入する始点を●印で示している。また、光導波路形成用組成物９０１の流れを実線の矢印で、光導波路形成用組成物９０２の流れを破線の矢印で、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２の混合物の流れを一点鎖線の矢印で、それぞれ示している。
【０２６２】
図１９に示す第１の供給管８３１は、始点８３１ａから３つに分岐しており、このうち、中央の分岐管８３１１は、真っ直ぐにダイヘッド８１０方向に延伸している。
【０２６３】
一方、中央の分岐管８３１１の上方には、始点８３１ａから分岐した分岐管８３１２が斜めに延伸しており、中央の分岐管８３１１の下方には、始点８３１ａから分岐した分岐管８３１３が斜めに延伸している。
【０２６４】
中央の分岐管８３１１からやや上方に離れた位置には、第２の供給管８３２の第１の始点８３２ａが設けられており、この第１の始点８３２ａからは分岐した分岐管８３２１が上方に延伸しており、また、分岐した分岐管８３２２が下方に延伸している。
【０２６５】
このうち、下方に延伸した分岐管８３２２は、合流点Ｊ１で中央の分岐管８３１１に合流している。
【０２６６】
また、上方に延伸した分岐管８３２１は、上述した分岐管８３１２と混合点Ｍ１で合流するよう構成されている。混合点Ｍ１より先では、分岐管８３２１と分岐管８３１２とが集合管８３３１に集約されており、この集合管８３３１は、分岐管８３２２よりもダイヘッド８１０側（先端側）に位置する合流点Ｊ２で中央の分岐管８３１１に合流している。
【０２６７】
一方、中央の分岐管８３１１からやや下方に離れた位置には、第２の供給管８３２の第２の始点８３２ｂが設けられており、この第２の始点８３２ｂからは分岐した分岐管８３２３が上方に延伸しており、また、分岐した分岐管８３２４が下方に延伸している。
【０２６８】
このうち、上方に延伸した分岐管８３２３は、合流点Ｊ１で中央の分岐管８３１１に合流している。
【０２６９】
また、下方に延伸した分岐管８３２４は、上述した分岐管８３１３と混合点Ｍ２で合流するよう構成されている。混合点Ｍ２より先では、分岐管８３２３と分岐管８３２４とが集合管８３３２に集約されており、この集合管８３３２は、分岐管８３２３よりもダイヘッド８１０側（先端側）に位置する合流点Ｊ２で中央の分岐管８３１１に合流している。
【０２７０】
また、各混合点Ｍ１、Ｍ２および各合流点Ｊ１、Ｊ２には、前述したピン８３６が設けられている（図示せず）。なお、各混合点Ｍ１、Ｍ２では、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とが完全に混合されるよう、ピン８３６の配置および本数が設定されている。一方、各合流点Ｊ１、Ｊ２では、光導波路形成用組成物９０１と前記混合物とが部分的に混合されるよう、ピン８３６の配置および本数が設定されている。
【０２７１】
ここで、第１の供給管８３１の始点８３１ａには、光導波路形成用組成物９０１が注入される一方、第２の供給管８３２の第１の始点８３２ａおよび第２の始点８３２ｂには、光導波路形成用組成物９０２が注入される。
【０２７２】
光導波路形成用組成物９０１は、中央の分岐管８３１１を介して、多色成形体９１４の中央の層を構成することとなる。
【０２７３】
一方、光導波路形成用組成物９０２は、分岐管８３２２と分岐管８３２３とを介して、中央の層を挟むように合流する。
【０２７４】
さらに、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との混合物は、第２の供給管８３２を介して、上記の光導波路形成用組成物９０２で構成された層を挟むように合流する。
以上のようにして多色成形体９１４が成形される。
【０２７５】
なお、ピン８３６は必要に応じて設けるようにすればよく、例えば、屈折率分布Ｔをステップインデックス型にする場合には、省略するようにしてもよい。この場合、各組成物の流れには乱れが生じないので、層流間の境界が比較的明瞭となり、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とが混在した領域はほとんど形成されない。このようにして得られた層９１０を用いれば、厚さ方向の屈折率が階段状に変化した屈折率分布Ｔを有するステップインデックス型の光導波路１も製造することができる。
【０２７６】
また、第１の供給管８３１からの光導波路形成用組成物９０１の供給条件、例えば、第１の供給管８３１の内径、第２の供給管８３２に対する第１の供給管８３１の合流角度、単位時間当たりの供給量、供給圧力、粘度、温度等と、第２の供給管８３２からの光導波路形成用組成物９０２の供給条件、例えば、第２の供給管８３２の内径、第１の供給管８３１に対する第２の供給管８３２の合流角度、単位時間当たりの供給量、供給圧力、粘度、温度等と、を適宜設定することにより、多色成形体９１４中の各組成物の占有率を変更することができる。これにより、最終的に光導波路１の屈折率分布Ｔの形状を自在に変更することができる。
【０２７７】
なお、上記多色押出成形法およびダイコーターは、多色成形体９１４を製造する方法および装置の一例であり、層間での組成物の混濁を生じ得る方法および装置であれば、例えば射出成形法（装置）、塗布法（装置）、印刷法（装置）等の各種方法（装置）を用いることもできる。
【０２７８】
以上のようにして得られた層９１０では、厚さ方向において組成が連続的に変化し、これにより厚さ方向において屈折率が連続的に変化した屈折率分布Ｔが形成されている。
【０２７９】
次に、各光導波路形成用組成物９０１、９０２に含まれるポリマー９１５および添加剤９２０について説明する。
【０２８０】
（ポリマー）
ポリマー９１５は、コア層のベースポリマーとなるものである。
【０２８１】
ポリマー９１５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、その中でも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。
【０２８２】
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、光導波路形成用組成物９０１、９０２中や層９１０中においてポリマー９１５と相分離を起こさないことをいう。
【０２８３】
このようなポリマー９１５としては、例えば、ノルボルネン系樹脂やベンゾシクロブテン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、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、エポキシ系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、シリコーン系樹脂、ポリウレタン、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（ポリマーアロイ、ポリマーブレンド（混合物）、共重合体など）用いることができる。
【０２８４】
これらの中でも、特に、環状オレフィン系樹脂を主とするものが好ましい。ポリマー９１５として環状オレフィン系樹脂を用いることにより、優れた光伝送性能や耐熱性を有する光導波路１を得ることができる。
【０２８５】
環状オレフィン系樹脂としては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが用いられる。
【０２８６】
一方、ポリマー９１５は、前述したようにアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン等であってもよい。
【０２８７】
このうち、アクリル系樹脂およびメタクリル系樹脂としては、例えば、ポリ（メチルアクリレート）、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（エポキシアクリレート）、ポリ（エポキシメタクリレート）、ポリ（アミノアクリレート）、ポリ（アミノメタクリレート）、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ（イソシアナートアクリレート）、ポリ（イソシアナートメタクリレート）、ポリ（シアナートアクリレート）、ポリ（シアナートメタクリレート）、ポリ（チオエポキシアクリレート）、ポリ（チオエポキシメタクリレート）、ポリ（アリルアクリレート）、ポリ（アリルメタクリレート）、アクリレート・エポキシアクリレート共重合体（メチルメタクリレートとグリシジルメタクリレートの共重合体）、スチレン・エポキシアクリレート共重合体等が挙げられ、これらの１種または２種以上の複合材料が用いられる。
【０２８８】
また、エポキシ系樹脂としては、例えば、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂およびトリグリシジルイソシアヌレート等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上の複合材料が用いられる。
【０２８９】
また、ポリイミドとしては、ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミド酸を閉環し、硬化（イミド化）させることにより得られる樹脂であれば、特に限定されない。
【０２９０】
ポリアミド酸としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド中、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを等モル比にて反応させることにより、溶液として得ることができる。
【０２９１】
このうち、テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン酸二無水物等が挙げられる。
【０２９２】
一方、ジアミンとしては、例えば、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−２，２−ジメチルビフェニル、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル等が挙げられる。
【０２９３】
また、シリコーン系樹脂としては、例えば、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー等が挙げられる。これらのシリコーン系樹脂は、シリコーンゴムモノマーまたはオリゴマーと硬化剤とを反応させることにより得られるものである。
【０２９４】
シリコーンゴムモノマーまたはオリゴマーとしては、例えば、メチルシロキサン基、エチルシロキサン基、フェニルシロキサン基を含むものが挙げられる。
【０２９５】
また、シリコーンゴムモノマーまたはオリゴマーとしては、光反応性を付与するため、例えば、エポキシ基、ビニルエーテル基、アクリル基等の官能基を導入してなるものが好ましく用いられる。
【０２９６】
また、フッ素系樹脂としては、例えば、含フッ素脂肪族環構造を有するモノマーから得られる重合体、２つ以上の重合性不飽和結合を有する含フッ素モノマーを環化重合して得られる重合体、含フッ素系モノマーとラジカル重合性単量体とを共重合して得られる重合体等が挙げられる。
【０２９７】
含フッ素脂肪族環構造としては、例えば、ペルフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）、ペルフルオロ（４−メチル−１，３−ジオキソール）、ペルフルオロ（４−メトキシ−１，３−ジオキソール）等が挙げられる。
【０２９８】
また、含フッ素モノマーとしては、例えば、ペルフルオロ（アリルビニルエーテル）、ペルフルオロ（ブテニルビニルエーテル）等が挙げられる。
【０２９９】
また、ラジカル重合性モノマーとしては、例えば、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）等が挙げられる。
【０３００】
なお、コア層の各部の屈折率は、各部におけるポリマー９１５の屈折率とモノマーの屈折率の相対的な大小関係とその存在比率に応じて決定されるため、用いるモノマーの種類に応じてポリマー９１５の屈折率を適宜調整するようにしてもよい。
【０３０１】
例えば、比較的高い屈折率を有するポリマー９１５を得るためには、分子構造中に、芳香族環（芳香族基）、窒素原子、臭素原子や塩素原子を有するモノマーを一般的に選択して、ポリマー９１５が合成（重合）される。一方、比較的低い屈折率を有するポリマー９１５を得るためには、分子構造中に、アルキル基、フッ素原子やエーテル構造（エーテル基）を有するモノマーを一般的に選択して、ポリマー９１５が合成（重合）される。
【０３０２】
比較的高い屈折率を有するノルボルネン系樹脂としては、アラ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。かかるノルボルネン系樹脂は、特に高い屈折率を有する。
【０３０３】
アラルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアラルキル基（アリールアルキル基）としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、フルオレニルエチル基、フルオレニルプロピル基等が挙げられるが、ベンジル基やフェニルエチル基が特に好ましい。かかる繰り返し単位を有するノルボルネン系樹脂は、極めて高い屈折率を有するものであることから好ましい。
【０３０４】
また、以上のようなポリマー９１５は、主鎖から分岐し、活性放射線の照射により、その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）を有していてもよい。離脱性基の離脱によりポリマー９１５の屈折率が低下するため、ポリマー９１５は、活性放射線の照射の有無によって屈折率差を形成することができる。
【０３０５】
このような離脱性基を有するポリマー９１５としては、例えば、分子構造中に、−Ｏ−構造、−Ｓｉ−アリール構造および−Ｏ−Ｓｉ−構造のうちの少なくとも１つを有するものが挙げられる。かかる離脱性基は、カチオンの作用により比較的容易に離脱する。
【０３０６】
このうち、離脱により樹脂の屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Ｓｉ−ジフェニル構造および−Ｏ−Ｓｉ−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。
【０３０７】
ここで、側鎖に離脱性基を有するポリマー９１５としては、例えばシクロヘキセン、シクロオクテン等の単環体モノマーの重合体、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、トリシクロペンタジエン、ジヒドロトリシクロペンタジエン、テトラシクロペンタジエン、ジヒドロテトラシクロペンタジエン等の多環体モノマーの重合体等の環状オレフィン系樹脂が挙げられる。これらの中でも多環体モノマーの重合体の中から選ばれる１種以上の環状オレフィン系樹脂が好ましく用いられる。これにより、樹脂の耐熱性を向上することができる。
【０３０８】
なお、重合形態としては、ランダム重合、ブロック重合等の公知の形態を適用することができる。例えばノルボルネン型モノマーの重合の具体例としては、ノルボルネン型モノマーの（共）重合体、ノルボルネン型モノマーとα−オレフィン類などの共重合可能な他のモノマーとの共重合体、およびこれらの共重合体の水素添加物などが具体例に該当する。これら環状オレフィン系樹脂は、公知の重合法により製造することが可能であり、その重合方法には付加重合法と開環重合法とがあり、前述の中でも付加重合法で得られる環状オレフィン系樹脂（特にノルボルネン系樹脂）が好ましい（すなわち、ノルボルネン系化合物の付加重合体）。これにより、透明性、耐熱性および可撓性に優れる。
【０３０９】
側鎖に離脱性基を有するポリマー９１５の具体例としては、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。
【０３１０】
一方、別の離脱性基としては、例えば、末端にアセトフェノン構造を有する置換基が挙げられる。この離脱性基は、フリーラジカルの作用により比較的容易に離脱する。
【０３１１】
前記離脱性基の含有量は、特に限定されないが、前記側鎖に離脱性基を有するポリマー９１５中の１０〜８０重量％であるのが好ましく、特に２０〜６０重量％であるのがより好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に可撓性と屈折率変調機能（屈折率差を変化させる効果）との両立に優れる。
【０３１２】
例えば、離脱性基の含有量を多くすることにより、屈折率を変化させる幅を拡張することができる。
【０３１３】
また、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との間で、含まれるポリマー９１５は同じ組成のものでも、異なる組成のものでもよい。なお、同じ組成のものを用いることで、互いの相溶性が高くなるため、組成物同士が混合し易くなる。これにより、屈折率分布Ｔの連続性を高めることができる。
【０３１４】
また、異なる組成のものを用いる場合、ポリマー９１５の基本組成は同じであるものの、離脱性基（反応媒体）の有無を変えるようにしてもよい。例えば、光導波路形成用組成物９０１が含有するポリマー９１５は離脱性基を含む一方、光導波路形成用組成物９０２が含有するポリマー９１５は離脱性基を含まないのが好ましい。これにより、コア層１３においてのみ、離脱性基の離脱が生じ、層内で屈折率差が形成するとともに、クラッド層１１、１２では、離脱性基の離脱が生じないので、層内で屈折率が変化せず、クラッド層１１、１２の屈折率を比較的均一にすることができる。なお、この場合、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２の双方において添加剤９２０（モノマー、重合開始剤等）の添加を省略することができる。
【０３１５】
一方、少なくとも光導波路形成用組成物９０１中の後述する添加剤９２０がモノマーを含んでいる場合には、各光導波路形成用組成物９０１、９０２が含有するポリマー９１５は、必ずしも離脱性基を含んでいなくてもよい。
【０３１６】
（添加剤）
添加剤９２０は、モノマーおよび重合開始剤を含んでいる。
【０３１７】
（（モノマー））
モノマーは、後述する活性放射線の照射により、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、それとともにモノマーが拡散移動することで、層９１０において照射領域と非照射領域との間に屈折率差を生じさせ得るような化合物である。
【０３１８】
モノマーの反応物としては、モノマーがポリマー９１５中で重合して形成されたポリマー（重合体）、モノマーがポリマー９１５同士を架橋してなる架橋構造、および、モノマーがポリマー９１５に重合してポリマー９１５から分岐した分岐構造のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０３１９】
ところで、照射領域と非照射領域との間に生じる屈折率差は、ポリマー９１５の屈折率とモノマーの屈折率との差に基づいて生じることから、添加剤９２０中に含まれるモノマーは、ポリマー９１５の屈折率との大小関係を考慮して選択される。
【０３２０】
具体的には、層９１０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９１５と、このポリマー９１５に対して高い屈折率を有するモノマーとを組み合わせて使用される。一方、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９１５と、このポリマー９１５に対して低い屈折率を有するモノマーとを組み合わせて使用される。
【０３２１】
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ものである。
【０３２２】
そして、モノマーの反応（反応物の生成）により、層９１０において照射領域の屈折率が低下する場合、当該部分がコア層の側面クラッド部および低屈折率層となり、照射領域の屈折率が上昇する場合、当該部分がコア層のコア部となる。
【０３２３】
なお、モノマーとしては、ポリマー９１５との相溶性を有し、ポリマー９１５との屈折率差が０．０１以上であるものが好ましく用いられる。
【０３２４】
このようなモノマーとしては、重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、ノルボルネン系モノマー、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、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、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。
【０３２５】
これらの中でも、モノマーとしては、オキセタニル基またはエポキシ基等の環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマー、あるいはノルボルネン系モノマーを用いるのが好ましい。環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマーを用いることにより、環状エーテル基の開環が起こり易いため、速やかに反応し得るモノマーが得られる。また、ノルボルネン系モノマーを用いることにより、光伝送性能に優れ、かつ、耐熱性および柔軟性に優れるコア層（光導波路１）が得られる。
【０３２６】
このうち、環状エーテル基を有するモノマーの分子量（重量平均分子量）またはオリゴマーの分子量（重量平均分子量）は、それぞれ１００以上４００以下であるのが好ましい。
【０３２７】
オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーとしては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。これらの中でも特に下記式（１５）、（２０）で表わされるものが好ましい。
【０３２８】
【化１】
【０３２９】
【化２】
【０３３０】
また、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーとしては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。これらの中でも特に下記式（３７）で表わされるものが好ましい。
【０３３１】
【化３】
【０３３２】
なお、上記以外のモノマー、例えばアクリル酸（メタクリル酸）系モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、アクリロニトリル等が挙げられ、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。
【０３３３】
具体的には、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸２−ブトキシエチル等が挙げられる。
【０３３４】
また、ビニルエーテル系モノマーとしては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ペンチルビニルエーテル、ｎ−ヘキシルビニルエーテル、ｎ−オクチルビニルエーテル、ｎ−ドデシルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類またはシクロアルキルビニルエーテル類が挙げられ、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。
【０３３５】
また、スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種を組み合わせて用いることができる。
【０３３６】
なお、これらのモノマーと前述したポリマー９１５との組み合わせは、特に限定されず、いかなる組み合わせであってもよい。
【０３３７】
また、モノマーは、その少なくとも一部が上述したようにオリゴマー化していてもよい。
【０３３８】
これらのモノマーの添加量は、ポリマー１００重量部に対し、１重量部以上５０重量部以下であることが好ましく、２重量部以上２０重量部以下であることがより好ましい。これにより、屈折率変調を可能にし、可撓性と耐熱性との両立が図れるという効果がある。
【０３３９】
なお、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との間で、含まれるモノマーは同じ組成のものでも、異なる組成のものでもよい。同じ組成のものを用いることで、相互のモノマーの拡散移動が確実に生じるため、上述した屈折率分布Ｔをより明確化することができる。その結果、特性に優れた光導波路１が得られる。
【０３４０】
また、光導波路形成用組成物９０１がモノマーを含む一方、光導波路形成用組成物９０２がモノマーを含まないようにしてもよい。この場合、各クラッド層１１、１２では、層内でのモノマーの拡散移動が生じないので、各クラッド層１１、１２の層内の屈折率を均一にすることができる。
【０３４１】
（（重合開始剤））
重合開始剤は、活性放射線の照射に伴ってモノマーに作用し、モノマーの反応を促すものであり、モノマーの反応性を考慮し、必要に応じて添加される。
【０３４２】
用いる重合開始剤としては、モノマーの重合反応または架橋反応の種類に応じて適宜選択される。例えば、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、スチレン系モノマーには専らラジカル重合開始剤が、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマーには専らカチオン重合開始剤が好ましく用いられる。
【０３４３】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類等が挙げられる。
【０３４４】
一方、カチオン重合開始剤としては、例えば、ジアゾニウム塩のようなルイス酸発生型のもの、ヨードニウム塩、スルホニウム塩のようなブレンステッド酸発生型のもの等が挙げられる。
【０３４５】
特に、モノマーとして環状エーテル基を有するモノマーを用いる場合には、以下のようなカチオン重合開始剤（光酸発生剤）が好ましく用いられる。具体的には、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。
【０３４６】
なお、本実施形態では、上述したように、光導波路形成用組成物９０１中の添加剤９２０が重合開始剤を含んでいる一方、光導波路形成用組成物９０２中の添加剤９２０は重合開始剤を含んでいないため、コア層１３においてのみ、層内でモノマーの重合反応が促進され、クラッド層１１、１２では、モノマーの重合反応が促進されない。したがって、クラッド層１１、１２では屈折率の変化が抑えられ、層内での屈折率を比較的均一にすることができる。
【０３４７】
ただし、重合開始剤の添加については、上記の場合に限定されず、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２の双方が重合開始剤を含んでいてもよい。この場合、クラッド層１１、１２ではできるだけモノマーの重合反応を抑えることが好ましいので、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とで含まれる重合開始剤の種類や添加量を異ならせるようにすればよい。具体的には、例えば、光導波路形成用組成物９０１に含まれる重合開始剤として後述する活性放射線９３０の波長に対して反応性の高いものを用い、光導波路形成用組成物９０２に含まれる重合開始剤として後述する活性放射線９３０の波長に対して反応性の低いものを用いればよい。また、同じ種類の重合開始剤を用いる場合には、光導波路形成用組成物９０１に比べて光導波路形成用組成物９０２への添加量を少なくすればよい。
【０３４８】
さらに、光導波路形成用組成物９０１に含まれる重合開始剤として光酸発生剤を用い、光導波路形成用組成物９０２に含まれる重合開始剤として熱酸発生剤を用いるようにしてもよい。これにより、活性放射線９３０の照射に伴って主にコア層１３の層内でのみモノマーの重合反応が促進され、屈折率分布Ｗが形成される一方、クラッド層１１、１２ではモノマーの重合反応が促進されない。屈折率分布Ｗが形成された後、層９１０に熱を加えることにより、今度はクラッド層１１、１２においてモノマーの重合反応が促進される。その結果、層９１０では、厚さ方向の屈折率分布が固定される。
【０３４９】
熱酸発生剤としては、例えば、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルフォン酸、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルフォン酸のようなスルホニウム塩型化合物、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルフォン酸、ジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルフォン酸のようなヨードニウム塩型化合物、ペンタフェニルホスニウムトリフルオロメタンスルフォン酸、ペンタフェニルホスニウムノナフルオロブタンスルフォン酸のようなホスニウム塩型化合物等が挙げられる。
【０３５０】
また、添加剤９２０は、モノマーや重合開始剤に加え、増感剤等を含んでいてもよい。
このうち、増感剤は、光に対する重合開始剤の感度を増大して、重合開始剤の活性化（反応または分解）に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、重合開始剤の活性化に適する波長に光の波長を変化させる機能を有するものである。具体的には、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。
【０３５１】
なお、添加剤９２０はこの他に、触媒前駆体、助触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、無機粒子、老化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等を含んでいてもよい。
【０３５２】
以上のようなポリマー９１５と添加剤９２０とを含有する層９１０は、ポリマー９１５中に一様に分散する添加剤９２０の作用により、所定の屈折率を有している。
【０３５３】
このような層９１０は、上述したような活性放射線に反応するモノマー等を含んでいるため、厚さ方向には前述した屈折率分布Ｔを有する一方、幅方向には、活性放射線の照射の有無により、屈折率差を形成することのできる屈折率調整能を潜在的に有するものとなる。
【０３５４】
したがって、層９１０は、単に活性放射線を選択的に照射するのみで、厚さ方向に光信号の伝送効率に優れた屈折率分布Ｔを有し、幅方向にも光信号の伝送効率に優れた屈折率分布Ｗを有する光導波路１を容易に製造し得るという優れた特徴を有するものとなる。
【０３５５】
なお、多数の層９１０を製造、保管しておき、その後、必要数に対して活性放射線を照射すれば、簡単に光導波路１を製造することができ、製造効率の観点から有用である。
【０３５６】
［１−２］次に、開口（窓）９３５１が形成されたマスク（マスキング）９３５を用意し、このマスク９３５を介して、層９１０に活性放射線９３０を照射する（図１３参照）。
【０３５７】
以下では、モノマーとして、ポリマー９１５より低い屈折率を有するものを用いる場合を一例に説明する。また、これに対応して、層９１０を形成するために用いた光導波路形成用組成物９０１、９０２において、ポリマー９１５の組成が、（光導波路形成用組成物９０１の屈折率）＞（光導波路形成用組成物９０２の屈折率）の関係を満足するよう設定されている。これにより、層９１０では、厚さ方向の中央部が最も屈折率が高く、両面側に向かって屈折率が連続的に低下する屈折率分布Ｔが形成されている。
【０３５８】
また、ここで示す例では、活性放射線９３０の照射領域９２５が主に側面クラッド部１５となる。
【０３５９】
したがって、ここで示す例では、マスク９３５には、主に、形成すべき側面クラッド部１５のパターンと等価な開口（窓）９３５１が形成される。この開口９３５１は、照射する活性放射線９３０が透過する透過部を形成するものである。なお、コア部１４や側面クラッド部１５のパターンは、活性放射線９３０の照射に応じて形成される屈折率分布Ｗに基づいて決まるため、開口９３５１のパターンと側面クラッド部１５のパターンとは完全に一致するものではなく、前記両パターンには多少のずれが生じる場合もある。
【０３６０】
マスク９３５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９１０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。
【０３６１】
マスク９３５として好ましいものの例としては、石英ガラスやＰＥＴ基材等で作製されたフォトマスク、ステンシルマスク、気相成膜法（蒸着、スパッタリング等）により形成された金属薄膜等が挙げられるが、これらの中でもフォトマスクやステンシルマスクを用いるのが特に好ましい。微細なパターンを精度良く形成することができるとともに、ハンドリングがし易く、生産性の向上に有利であるからである。
【０３６２】
また、図１３においては、マスク９３５の開口（窓）９３５１は、活性放射線９３０の照射領域９２５のパターンに沿ってマスクを部分的に除去したものを示したが、前記石英ガラスやＰＥＴ基材等で作製されたフォトマスクを用いる場合、該フォトマスク上に例えばクロム等の金属による遮蔽材で構成された活性放射線９３０の遮蔽部を設けたものを用いることもできる。このマスクでは、遮蔽部以外の部分が前記窓（透過部）となる。
【０３６３】
用いる活性放射線９３０は、重合開始剤に対して光化学的な反応（変化）を生じさせ得るもの、および、ポリマー９１５に含まれる離脱性基を離脱させ得るものであればよく、例えば、可視光、紫外光、赤外光、レーザー光の他、電子線やＸ線等を用いることもできる。
【０３６４】
これらの中でも、活性放射線９３０は、重合開始剤や離脱性基の種類、増感剤を含有する場合には、増感剤の種類等によって適宜選択され、特に限定されないが、波長２００〜４５０ｎｍの範囲にピーク波長を有するものであるのが好ましい。これにより、重合開始剤を比較的容易に活性化させるとともに、離脱性基を比較的容易に離脱させることができる。
【０３６５】
また、活性放射線９３０の照射量は、０．１〜９Ｊ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．２〜６Ｊ／ｃｍ２程度であるのがより好ましく、０．２〜３Ｊ／ｃｍ２程度であるのがさらに好ましい。
【０３６６】
マスク９３５を介して層９１０に活性放射線９３０を照射すると、照射領域９２５のうち、コア層１３における照射領域９２５３において重合開始剤が活性化される。これにより、照射領域９２５３においてモノマーが重合する。モノマーが重合すると、照射領域９２５３におけるモノマーの量が減少するため、それに応じて未照射領域９４０のうち、コア層１３における未照射領域９４０３中のモノマーが照射領域９２５３に拡散移動する。前述したように、ポリマー９１５とモノマーは、互いに屈折率差が生じるように適宜選択されるため、モノマーの拡散移動に伴ってコア層１３の照射領域９２５３と未照射領域９４０３との間に屈折率差が生じる。一方、クラッド層１１、１２における照射領域９２５１、９２５２では、重合開始剤が含まれていないので、モノマーの重合反応が抑えられる。
【０３６７】
図１５は、コア層１３の照射領域９２５３と未照射領域９４０３との間で屈折率差が生じる様子を説明するための図であり、層９１０の横断面の幅方向の位置を横軸にとり、横断面の屈折率を縦軸にとったときの屈折率分布を示す図である。
【０３６８】
本実施形態では、モノマーとしてポリマー９１５より屈折率が小さいものを用いているため、モノマーの拡散移動に伴い、未照射領域９４０３の屈折率が高くなるとともに、照射領域９２５３の屈折率は低くなる（図１５（ａ）参照）。
【０３６９】
モノマーの拡散移動は、照射領域９２５３においてモノマーが消費され、それに応じて形成されたモノマーの濃度勾配がきっかけとなって起こると考えられる。このため、未照射領域９４０３全体のモノマーが一斉に照射領域９２５３に向かうのではなく、照射領域９２５３に近い部分から徐々に移動が始まり、これを補うように未照射領域９４０３の中央部から外側へのモノマーの移動も生起される。その結果、図１５（ａ）に示すように、照射領域９２５３と未照射領域９４０３との境界を挟んで、未照射領域９４０３側に高屈折率部ＷＨ、照射領域９２５３側に低屈折率部ＷＬが形成される。これら高屈折率部ＷＨおよび低屈折率部ＷＬは、それぞれ上述したようなモノマーの拡散移動に伴って形成されるため、必然的に滑らかな曲線で構成されることとなる。具体的には、高屈折率部ＷＨは、例えば上に凸の略Ｕ字状となり、低屈折率部ＷＬは、例えば下に凸の略Ｕ字状となる。
【０３７０】
なお、上述したようなモノマーが重合してなるポリマーの屈折率は、重合前のモノマーの屈折率とほぼ同じ（屈折率差が０〜０．００１程度）であるため、照射領域９２５３では、モノマーの重合が進むにつれ、モノマーの量およびモノマー由来の物質の量に応じて屈折率の低下が進むこととなる。
【０３７１】
一方、未照射領域９４０３では、重合開始剤が活性化されないため、モノマーは重合しない。
【０３７２】
また、照射領域９２５３ではモノマーの重合が進むにつれてモノマーの拡散移動の容易性が徐々に低下する。これにより、照射領域９２５３では、未照射領域９４０３に近いほど自ずとモノマーの濃度が高くなり、屈折率の低下量が大きくなる。その結果、照射領域９２５３に形成される低屈折率部ＷＬの分布形状は、左右非対称になり易く、未照射領域９４０３側の勾配はより急峻なものとなる。
【０３７３】
また、ポリマー９１５は前述したように離脱性基を有している場合、この離脱性基は活性放射線９３０の照射に伴って離脱し、ポリマー９１５の屈折率を低下させる。したがって、照射領域９２５３に活性放射線９３０が照射されると、前述したモノマーの拡散移動が開始されるとともに、ポリマー９１５から離脱性基が離脱し、照射領域９２５３の屈折率は照射前から低下することとなる（図１５（ｂ）参照）。
【０３７４】
この屈折率の低下は、照射領域９２５３全体で一律に生じるため、前述した高屈折率部ＷＨと低屈折率部ＷＬの屈折率差は、より拡大される。その結果、図１５（ｂ）に示す屈折率分布Ｗが得られる。なお、図１５（ａ）における屈折率の変化と、図１５（ｂ）における屈折率の変化は、ほぼ同時に起こり、屈折率分布Ｗが形成されることとなる。
【０３７５】
なお、活性放射線９３０の照射量を調整することにより、形成される屈折率差を制御することができ、例えば、照射量を多くすることで、屈折率差を拡大することができる。
【０３７６】
また、照射領域９２５３では、コア層１３中の未照射領域９４０３からのモノマーの拡散移動のみならず、照射領域９２５のうち、クラッド層１１における照射領域９２５１およびクラッド層１２における照射領域９２５２からのモノマーの拡散移動も生じる。これにより、照射領域９２５３では、さらに屈折率の低下が生じることとなる。一方、照射領域９２５１および照射領域９２５２では、モノマーの拡散移動に伴って屈折率の上昇が生じるが、この領域ではそもそも屈折率が低くなるようポリマー９１５の組成等が設定されているので、屈折率の上昇が生じても光導波路１の機能を損なうことはない。
【０３７７】
また、クラッド層１１における照射領域９２５１およびクラッド層１２における照射領域９２５２では、コア層１３における照射領域９２５３と同様、離脱性基の離脱が生じ、ポリマー９１５の屈折率が低下する。その結果、照射領域９２５１および照射領域９２５２においても、さらなる屈折率の低下が生じる。
以上のような原理で、屈折率分布Ｗが形成される。
【０３７８】
なお、屈折率分布Ｗにおいては、低屈折率部ＷＬが転化した極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４が存在しており、これらの極小値の位置がコア部１４と側面クラッド部１５との界面に相当する。
【０３７９】
また、モノマーとしてポリマー９１５より高い屈折率を有するものを用いる場合には、上記と反対に、モノマーの拡散移動に伴って移動先の屈折率が高くなるため、それに応じて、照射領域９２５および未照射領域９４０を設定するようにすればよい。
【０３８０】
一方、活性放射線９３０を照射する前の層９１０には、図１６（ａ）に示すように、その厚さ方向において、いわゆるグレーデッドインデックス型の屈折率分布Ｔ’が形成されている。この厚さ方向における屈折率分布Ｔ’は、前述したように、互いに屈折率の異なる光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とを用い、多色成形法によって層９１０を得たことにより形成されたものである。
【０３８１】
ここで、マスク９３５を介して層９１０に活性放射線９３０を照射すると、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とでモノマーの含有率に差がある場合、未照射領域９４０３中のモノマーが照射領域９２５３に拡散移動する。このため、コア部１４の厚さ方向における屈折率分布Ｔ’においても、コア部１４に対応する領域の屈折率が高くなる。一方、コア部１４の上下に位置するクラッド層１１、１２では、屈折率が変化しないため、結果的に、コア部１４とその上下のクラッド層１１、１２との間で屈折率差が拡大することとなる。
【０３８２】
以上のような原理で、屈折率差の大きいグレーデッドインデックス型の屈折率分布Ｔを有する光導波路１が得られる（図１６（ｂ）参照）。なお、屈折率分布Ｔ’において、すでに十分な効果が認められるような屈折率分布の形状が実現されている場合には、上述した屈折率分布Ｔ’から屈折率分布Ｔへの変化は省略されてもよい。
【０３８３】
また、屈折率分布Ｗは、コア層１３中のモノマー由来の構造体濃度に一定の相関関係を有している。したがって、このモノマー由来の構造体の濃度を測定することにより、光導波路１が有する屈折率分布Ｗを間接的に特定することが可能である。
【０３８４】
同様に、屈折率分布Ｔは、光導波路１中のモノマー由来の構造体濃度に一定の相関関係を有している。したがって、このモノマー由来の構造体の濃度を測定することにより、光導波路１が有する屈折率分布Ｔを間接的に特定することが可能である。
【０３８５】
なお、モノマー由来の構造体とは、モノマー、モノマーが反応してなるオリゴマー、およびモノマーが反応してなるポリマー等、モノマーの未反応物か反応に伴って形成される構造体のことである。
【０３８６】
構造体の濃度の測定は、例えば、ＦＴ−ＩＲ、ＴＯＦ−ＳＩＭＳの線分析、面分析等を用いて行うことができる。
【０３８７】
さらには、光導波路１の出射光の強度分布が、屈折率分布Ｗあるいは屈折率分布Ｔと一定の相関関係を有していることを利用しても、屈折率分布Ｗおよび屈折率分布Ｔを間接的に特定することができる。
【０３８８】
もちろん、屈折率分布Ｗおよび屈折率分布Ｔは、屈折ニアフィールド法、微分干渉法等により、直接特定することもできる。
【０３８９】
また、活性放射線９３０として、レーザー光のように指向性の高い光を用いる場合には、マスク９３５の使用を省略してもよい。
【０３９０】
ここで、多色成形体９１４は、図１２に示すように、支持基板９５１上に成膜されるが、支持基板９５１として上面に凹部９５１１を有するものを用いる。この支持基板９５１上に多色成形体９１４が成膜されると、この凹部９５１１に多色成形体９１４の一部が侵入することにより、この部分が凸部となる。そして、最終的には、レンズ１００を有する光導波路１が得られる。したがって、凹部９５１１の形状は、形成しようとするレンズ１００の凸部１０１の形状に応じて適宜設定される。すなわち、支持基板９５１は、レンズ１００を形成するための成形型（第２の成形型）として用いられる。
【０３９１】
支持基板９５１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば各種樹脂材料、各種ガラス材料、各種金属材料、各種セラミックス材料等が挙げられる。また、支持基板９５１の表面には離型層を形成しておいてもよい。
【０３９２】
また、支持基板９５１の凹部９５１１は、例えば、レーザー加工法、電子ビーム加工法、フォトリソグラフィー法等の方法により形成することができる。
【０３９３】
なお、支持基板９５１の凹部９５１１は、マスター型（原型）から複製されたものであってもよい。
【０３９４】
［２］次に、層９１０に対して、形成しようとするミラー１６の凹部１６１の形状に応じた凸部９５２１を有する成形型（第１の成形型）９５２を押圧する（図１４（ａ）参照）。これにより、層９１０には、成形型の凸部の形状が転写されることとなり、凹部１６１が形成される。
【０３９５】
成形型９５２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば各種樹脂材料、各種ガラス材料、各種金属材料、各種セラミックス材料等が挙げられる。また、成形型９５２の表面には離型層を形成しておいてもよい。
【０３９６】
また、成形型９５２の凸部９５２１は、例えば、レーザー加工法、電子ビーム加工法、フォトリソグラフィー法等の方法により形成することができる。
【０３９７】
なお、成形型９５２の凸部９５２１は、マスター型（原型）から複製されたものであってもよい。
【０３９８】
また、活性放射線の照射後、成形型９５２の押圧を速やかに行うことで、層９１０が完全に硬化する前に凹部１６１を形成することができる。
【０３９９】
次に、必要に応じて、層９１０に加熱処理を施す。この加熱処理において、光を照射したコア層１３の照射領域９２５３中のモノマーがさらに重合する。
【０４００】
この加熱処理における加熱温度は、特に限定されないが、３０〜１８０℃程度であるのが好ましく、４０〜１６０℃程度であるのがより好ましい。
【０４０１】
また、加熱時間は、照射領域９２５のモノマーの重合反応がほぼ完了するように設定するのが好ましく、具体的には、０．１〜２時間程度であるのが好ましく、０．１〜１時間程度であるのがより好ましい。
以上により、図１４（ｂ）に示す光導波路１が得られる。
【０４０２】
このような製造方法では、上記凹部１６１および凸部１０１が、それぞれ成形型を用いた成形プロセスにより形成されている。これにより、凹部１６１および凸部１０１を同一の成形プロセスによって同時にまたは連続して形成することができるため、凹部１６１と凸部１０１との位置関係を設計通りに制御することができる。これは、一般に成形型の寸法精度は非常に高くすることができ、それを凹部１６１と凸部１０１との位置関係の精度に反映させ易いからである。
【０４０３】
また、支持基板（第２の成形型）９５１と成形型（第１の成形型）９５２の位置関係は、反対であってもよい。すなわち、成形型９５２上に多色成形体９１４を形成し、その上に支持基板９５１を押圧するようにしてもよい。
【０４０４】
なお、上記の説明では、層９１０に活性放射線を照射した後、成形型９５２を押圧し、その後、層９１０に加熱処理を施す場合について説明したが、光導波路１の製造方法の工程順は上記のものに限定されない。例えば、層９１０に成形型９５２を押圧した後、活性放射線の照射および加熱処理を施すようにしてもよく、反対に、層９１０に活性放射線の照射および加熱処理を施した後、成形型９５２を押圧するようにしてもよい。また、層９１０に加熱処理を施した後、成形型９５２を押圧し、その後、活性放射線の照射を施すようにしてもよい。さらに、活性放射線の照射や加熱処理は、成形型９５２の押圧プロセスを挟んでそれぞれ複数回行うようにしてもよい。
【０４０５】
≪第２製造方法≫
次に、上述したような光導波路モジュールを製造する方法の一例、具体的には、前述した本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を製造する方法について説明する。
【０４０６】
図２０は、図１１に示す光導波路モジュールを製造する方法を説明するための図である。
【０４０７】
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態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。
【０４０８】
図１１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１と回路基板２との間に設けられた実装基板１７を有する。この実装基板１７には、図１１に示すように、貫通孔１７１と、その内部に設けられ、上面が湾曲凹面１７５で構成された充填部１７２とが形成されている。
【０４０９】
充填部１７２は、貫通孔１７１に液状材料を供給し、その後固化させることで形成される。具体的には、まず、図２０（ａ）に示すように、貫通孔１７１内に液状材料１７３を供給する。この際、液状材料１７３は、その表面張力により、貫通孔１７１の横断面の中央部において液面が最も低くなり、外周部において液面が最も高くなる。その結果、液状材料１７３の上面は、自ずと湾曲凹面１７５になる。その後、この液状材料１７３を固化または硬化させることにより、液状材料１７３はその上面形状を保持したまま、前述した充填部１７２が得られる（図２０（ｂ）参照）。
【０４１０】
なお、貫通孔１７１の内壁面には、必要に応じて親液膜、撥液膜等を成膜することにより、液状材料１７３の上面の形状を調整することができる。
以上のようにして実装基板１７が得られる。
【０４１１】
次いで、この実装基板１７の表面に多色成形体９１４を成膜する等して、前記第１実施形態と同様にして光導波路モジュール１０を製造する。すなわち、実装基板１７は、光導波路１を支持する基板としての機能のみでなく、前記第１実施形態に係る支持基板９５１のような第２の成形型としての機能を有するものとなる。
【０４１２】
このような方法によれば、非常に滑らかでかつ面精度の高い湾曲凹面１７５が形成される。このため、実装基板１７を成形型として用いることにより、非常に滑らかでかつ面精度の高い湾曲凸面を有するレンズ１００が得られる。
【０４１３】
そして、このような実装基板１７を光導波路１と回路基板２との間に配置することで、光導波路モジュール１０が得られる。
【０４１４】
なお、前述したように、充填部１７２は省略することもできるが、その場合、貫通孔１７１を有する実装基板１７上に多色成形体９１４を成膜することとなる。これにより、多色成形体９１４の下面は、その自重により、または毛細管現象に伴い、一部が貫通孔１７１内に侵入する。侵入した部分の先端は、表面張力により自ずと湾曲凸面を構成する。このようにして、実装基板１７に湾曲凹面１７５が形成されていない場合でも、湾曲凸面を有するレンズ１００を容易に形成することができる。また、必要に応じて、貫通孔１７１の反対側を減圧することで、多色成形体９１４の下面を貫通孔１７１側に強制的に吸引するようにしてもよい。これにより、多色成形体９１４の粘度が高く、流動性が低い場合でも、レンズ１００を効率よく形成することができる。
【０４１５】
＜電子機器＞
本発明の光導波路モジュールを備える電子機器（本発明の電子機器）は、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルーター装置、ＷＤＭ装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類への適用が好適である。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光導波路モジュールを備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。
【０４１６】
さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度を高めて小型化が図られるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。
【０４１７】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば光導波路モジュールを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよく、複数の実施形態同士を組み合わせるようにしてもよい。
【０４１８】
また、光導波路が有するチャンネル（コア部）数は、特に限定されず、３つ以上であってもよい。この場合、チャンネル数に応じてミラー、レンズ、発光素子、受光素子等の数を設定すればよい。また、発光素子および受光素子については、１つの素子に複数の発光部または複数の受光部を備えたものを用いるようにしてもよい。
【０４１９】
また、本発明の光導波路の横断面の幅方向に線を引いたときその線上における屈折率分布Ｗは、ステップインデックス型の分布であってもよい。
【０４２０】
同様に、横断面の厚さ方向に線を引いたときその線上における屈折率分布Ｔも、ステップインデックス型の分布であってもよい。このような分布を形成する場合、各コア層および各クラッド層をそれぞれ個別に製造した後、互いに貼り合わせる製法（ラミネート法）が採用される。
【０４２１】
また、本発明の光導波路を製造する方法は、上記の方法に限定されず、例えば、活性放射線の照射線により分子結合を切断し、屈折率を変化させる方法（フォトブリーチ法）、コア層を形成する組成物に光異性化または光二量化可能な不飽和結合を有する光架橋性ポリマーを含有させ、これに活性放射線を照射して分子構造を変化させるとともに屈折率を変化させる方法（光異性化法・光二量化法）等の方法を用いることもできる。
【０４２２】
これらの方法では、活性放射線の照射量に応じて屈折率の変化量を調整することができるので、目的とする屈折率分布Ｗの形状に応じて層の各部に照射する活性放射線の照射量を異ならせることにより、屈折率分布Ｗを有するコア層を形成することができる。
【実施例】
【０４２３】
次に、本発明の実施例について説明する。
１．光導波路の製造
（実施例１）
（１）離脱性基を有するノルボルネン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも１ｐｐｍ以下に制御され、乾燥窒素で満たされたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン（ＨｘＮＢ）７．２ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン１２．９ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬバイアル瓶に計量し、脱水トルエン６０ｇと酢酸エチル１１ｇを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
【０４２４】
次に、１００ｍＬバイアルビン中に下記化学式（Ａ）で表わされるＮｉ触媒１．５６ｇ（３．２ｍｍｏｌ）と脱水トルエン１０ｍＬを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。
【０４２５】
この下記化学式（Ａ）で表わされるＮｉ触媒溶液１ｍＬをシリンジで正確に計量し、上記２種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で１時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。
【０４２６】
１００ｍＬビーカーに無水酢酸９．５ｇ、過酸化水素水１８ｇ（濃度３０％）、イオン交換水３０ｇを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて１２時間撹拌してＮｉの還元処理を行った。
【０４２７】
次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの３０％水溶液を１００ｍＬ加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で３回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、６０℃に設定した真空乾燥機中で１２時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー＃１を得た。ポリマー＃１の分子量分布は、ＧＰＣ測定により、Ｍｗ＝１０万、Ｍｎ＝４万であった。また、ポリマー＃１中の各構造単位のモル比は、ＮＭＲによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が５０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が５０ｍｏｌ％であった。
【０４２８】
【化４】
【０４２９】
【化５】
【０４３０】
（２）光導波路形成用組成物（第１の組成物）の製造
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（式（２０）で示したモノマー、東亜合成製 ＣＨＯＸ、ＣＡＳ＃４８３３０３−２５−９、分子量１８６、沸点１２５℃／１．３３ｋＰａ）２ｇ、重合開始剤（光酸発生剤） ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃ １７８２３３−７２−２）（1.36E-2g、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄な光導波路形成用組成物（第１の組成物）を得た。
【０４３１】
（３）光導波路形成用組成物（第２の組成物）の製造
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（式（２０）で示したモノマー、東亜合成製 ＣＨＯＸ、ＣＡＳ＃４８３３０３−２５−９、分子量１８６、沸点１２５℃／１．３３ｋＰａ）２ｇを加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄な光導波路形成用組成物（第２の組成物）を得た。
【０４３２】
（４）光導波路の製造
まず、図１８に示すミキシングユニットの構造を変更し、第１の供給管および第２の供給管の各分岐数を増やしたミキシングユニットを用意した。
【０４３３】
そして、ダイコーターにより、シリコンウエハー上に上記光導波路形成用組成物を押し出し、多色押出成形を行った。これにより、第１の組成物を第１層、第３層および第５層とし、第２の組成物を第２層および第４層とする多色成形体を得た。これを４５℃の乾燥器に１５分間投入し、溶剤を完全に除去して、図１０に示すような屈折率分布Ｔを有する光導波路形成用フィルムを得た。次いで、光導波路形成用フィルムにフォトマスクを圧着して紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ２で選択的に照射した。
【０４３４】
その後、マスクを取り去り、得られた多色成形体にミラー形成用の凸部を有する成形型（シリコン製）を押圧した。これにより、ミラー形成用の凸部に対応した凹部を多色成形体に転写することができた。なお、用いた成形型は、コア部の長手方向の両端部にそれぞれ凹部が転写されるよう、複数個の凸部を有するものである。また、凸部の最大高さは１００μｍ、凸部の傾斜面の傾斜角度は４５度であった。
【０４３５】
その後、得られた多色成形体に対して、乾燥機中で１５０℃、１．５時間の加熱を行った。加熱後、コア部および側面クラッド部が形成されているのが確認された。その後、得られた光導波路から、長さ１０ｃｍ分を切り出した。なお、形成された光導波路は、コア部が８本並列に形成され、その両端にはミラーおよびレンズが形成されたものである。また、コア部の幅を５０μｍ、側面クラッド部の幅を８０μｍ、光導波路の厚さを１００μｍとした。
【０４３６】
また、シリコンウエハーとしては、上面に形成すべきレンズの形状に対応した凹部を有するものを用いた。凹部の形状は略半球状（平凸レンズ形状）とし、凹部の外径を５０μｍ、凹部の最大深さを２０μｍに設定した。この凹部に多色成形体の一部が入り込むことで、凹部形状に対応したレンズが形成された。
【０４３７】
（屈折率分布の評価）
そして、得られた光導波路のコア層の横断面について、屈折ニアフィールド法により幅方向の屈折率分布Ｗを取得した。その結果、屈折率分布Ｗは、複数の極小値および極大値を有し、屈折率が連続的に変化したもの（グレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布）であった。
【０４３８】
一方、光導波路の横断面について、屈折ニアフィールド法により厚さ方向の屈折率分布Ｔを取得した。その結果、屈折率分布Ｔは、２つの極小値とその間に位置する１つの極大値とを有し、屈折率が連続的に変化したもの（グレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布）であった。
以上のような製造条件を表１、２に示す。
【０４３９】
（実施例２）
紫外線の照射量を１５００ｍＪ／ｃｍ２に高めた以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４０】
（実施例３）
紫外線の照射量を２０００ｍＪ／ｃｍ２に高めるとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が４０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が６０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４１】
（実施例４）
紫外線の照射量を５００ｍＪ／ｃｍ２に減らすとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が４５ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が５５ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４２】
（実施例５）
ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が３０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が７０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４３】
（実施例６）
ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が１０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が９０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４４】
（実施例７）
紫外線の照射量を５００ｍＪ／ｃｍ２に減らすとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が２０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が８０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４５】
（実施例８）
紫外線の照射量を３００ｍＪ／ｃｍ２に減らすとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が４０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が６０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４６】
（実施例９）
紫外線の照射量を５００ｍＪ／ｃｍ２に減らすとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が３０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が７０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４７】
（実施例１０）
紫外線の照射量を１００ｍＪ／ｃｍ２に減らすとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が６０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が４０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４８】
（実施例１１）
紫外線の照射量を１５００ｍＪ／ｃｍ２に高めるとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が１０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が９０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４９】
（実施例１２）
紫外線の照射量を３０００ｍＪ／ｃｍ２に高めるとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が５ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が９５ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４５０】
（実施例１３）
光導波路形成用組成物（第１の組成物）として、以下に示す方法で製造されたものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４５１】
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、２官能オキセタンモノマー（式（１５）で示したもの、東亜合成製、ＤＯＸ、ＣＡＳ＃１８９３４−００−４、分子量２１４、沸点１１９℃／０．６７ｋＰａ）２ｇ、光酸発生剤 ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃ １７８２３３−７２−２）（1.36E-2g、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄な光導波路形成用組成物を得た。
【０４５２】
（実施例１４）
光導波路形成用組成物（第１の組成物）として、以下に示す方法で製造されたものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４５３】
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、脂環式エポキシモノマー（式（３７）で示したもの、ダイセル化学製、セロキサイド２０２１Ｐ、ＣＡＳ＃２３８６−８７−０、分子量２５２、沸点１８８℃／４ｈＰａ）２ｇ、光酸発生剤 ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃ １７８２３３−７２−２）（1.36E-2g、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄な光導波路形成用組成物を得た。
【０４５４】
（実施例１５）
光導波路形成用組成物（第１の組成物）として、以下に示す方法で製造されたものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４５５】
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（式（２０）で示したもの、東亜合成製 ＣＨＯＸ）１ｇ、脂環式エポキシモノマー（ダイセル化学製、セロキサイド２０２１Ｐ） １ｇ、光酸発生剤 ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃ １７８２３３−７２−２）（1.36E-2g、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄な光導波路形成用組成物を得た。
【０４５６】
（実施例１６）
ポリマーとして、以下に示す方法で合成されたものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４５７】
まず、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン１２．９ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）に代えて、フェニルジメチルノルボルネンメトキシシラン１０．４ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様にしてポリマーを合成した。得られたポリマーの構造単位を下記式（１０３）に示す。このポリマーの分子量は、ＧＰＣ測定により、Ｍｗ＝１１万、Ｍｎ＝５万であった。また、各構造単位のモル比は、ＮＭＲによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が５０ｍｏｌ％、フェニルジメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が５０ｍｏｌ％であった。
【０４５８】
【化６】
【０４５９】
（実施例１７）
シクロヘキシルオキセタンモノマーを省略してなる光導波路形成用組成物（第１の組成物）を用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路形成用フィルムを得るとともに光導波路を得た。
【０４６０】
なお、得られた光導波路では、コア部の屈折率がほぼ一定であり、側面クラッド部の屈折率もほぼ一定であった。すなわち、得られた光導波路のコア層の幅方向の屈折率分布Ｗは、いわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布になっていた。
【０４６１】
（実施例１８）
ミキシングユニットからピンを省略し、組成物同士が混じり合わないように設定した以外は、実施例１と同様にして光導波路形成用フィルムを得るとともに光導波路を得た。
【０４６２】
なお、得られた光導波路では、幅方向の屈折率分布Ｗはグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であり、厚さ方向の屈折率分布Ｔはステップインデックス（ＳＩ）型の分布であった。
【０４６３】
（実施例１９）
シクロヘキシルオキセタンモノマーを省略してなる光導波路形成用組成物（第１の組成物）を用いるようにした以外は、実施例１８と同様にして光導波路形成用フィルムを得るとともに光導波路を得た。
【０４６４】
なお、得られた光導波路では、幅方向の屈折率分布Ｗと厚さ方向の屈折率分布Ｔの双方がステップインデックス（ＳＩ）型の分布であった。
【０４６５】
（比較例１）
（１）光導波路の製造
（下側クラッド層の作製）
シリコンウエハー上に感光性ノルボルネン樹脂組成物（プロメラス社製 Ａｖａｔｒｅｌ２０００Ｐワニス）をドクターブレードにより均一に塗布した後、４５℃の乾燥機に１５分間投入した。溶剤を完全に除去した後、塗布された全面に紫外線を１００ｍＪ照射し、乾燥機中１２０℃で１時間加熱して、塗膜を硬化させて、下側クラッド層を形成させた。形成された下側クラッド層は、厚みが２０μｍであり、無色透明であった。
【０４６６】
（コア層の作製）
上記下側クラッド層上に実施例１で用いたのと同じ光導波路形成用組成物（第１の組成物）からモノマーを除いた組成物をドクターブレードによって均一に塗布した後、４５℃の乾燥機に１５分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ２で選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中１５０℃で１．５時間の加熱を行った。加熱後、非常に鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。また、コア部および側面クラッド部の形成が確認された。なお、形成した光導波路は、幅が一定のコア部が８本並列に形成されたものである。また、コア部の幅を５０μｍ、側面クラッド部の幅を８０μｍ、コア層の厚さを５０μｍとした。
【０４６７】
（上側クラッド層の作製）
ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）フィルム上に、予め乾燥厚み２０μｍになるようにＡｖａｔｒｅｌ２０００Ｐを積層させたドライフィルムを、上記コア層に貼り合わせ、１４０℃に設定された真空ラミネーターに投入して熱圧着を行った。その後、紫外線を１００ｍＪ全面照射し乾燥機中１２０℃で１時間加熱して、Ａｖａｔｒｅｌ２０００Ｐを硬化させて、上側クラッド層を形成させ、光導波路を得た。
なお、得られた光導波路から、長さ１０ｃｍ分を切り出した。
【０４６８】
また、得られた光導波路では、幅方向の屈折率分布Ｗと厚さ方向の屈折率分布Ｔの双方がステップインデックス（ＳＩ）型の分布であった。
【０４６９】
（ミラーの作製）
次いで、得られた光導波路に対し、ダイシングソーにより、ミラーを形成するための凹部を加工した。得られた凹部は、最大深さが１００μｍ、凹部の傾斜面の傾斜角度は４５度であった。
【０４７０】
（レンズの作製）
まず、外径が５０μｍ、最大厚さ２０μｍの平凸レンズを用意した。そして、エポキシ系接着剤により、光導波路に対して平凸レンズを接着した。
以上のような製造条件を表１、２に示す。
【０４７１】
（比較例２）
シリコンウエハーとして、上面に形成すべきレンズの形状に対応した凹部を有するものを用いるようにした以外は、比較例１と同様にして光導波路を得た。なお、凹部の形状は略半球状（平凸レンズ形状）とし、凹部の外径を５０μｍ、凹部の最大深さを２０μｍに設定した。この凹部に多色成形体の一部が入り込むことで、凹部形状に対応したレンズが形成された。
【０４７２】
【表１】
【０４７３】
【表２】
【０４７４】
２．評価
２．１ 光導波路の屈折率分布
得られた光導波路の横断面について、幅方向に引いた線上における屈折率分布を屈折ニアフィールド法により測定した。なお、得られた屈折率分布は、コア部ごとに同様の屈折率分布パターンが繰り返されているので、得られた屈折率分布から一部を切り出し、これを屈折率分布Ｗとした。
【０４７５】
各実施例で得られた光導波路の屈折率分布Ｗのうち、実施例１〜１６、１８のものは、いずれも図７（ｂ）に示すような形状（ＧＩ型）であった。そして、得られた屈折率分布Ｗから、分布のパラメーターを求めた。
【０４７６】
また、実施例１７、１９および比較例１、２の屈折率分布Ｗは、いずれもステップインデックス（ＳＩ）型の分布であった。
【０４７７】
一方、得られた光導波路の横断面について、厚さ方向に引いた線上における屈折率分布を屈折ニアフィールド法により測定した。そして、得られた屈折率分布を屈折率分布Ｔとした。
【０４７８】
各実施例で得られた光導波路の屈折率分布Ｔのうち、実施例１〜１７、１９のものは、いずれも図１０（ｂ）に示すような形状（ＧＩ型）であった。そして、得られた屈折率分布Ｔから、分布のパラメーターを求めた。
【０４７９】
また、実施例１８および比較例１、２の屈折率分布Ｔは、いずれもステップインデックス（ＳＩ）型の分布であった。
【０４８０】
２．２ 光導波路の挿入損失
８５０ｎｍＶＣＳＥＬ（面発光レーザー）より発せられた光を５０μｍφの光ファイバーを経由し、形成したレンズおよびミラーを介して光導波路に導入し、出射側でもミラーおよびレンズを介して、２００μｍφの光ファイバーで受光を行って光の強度を測定した。これにより、光導波路の挿入損失を測定した。次いで、各実施例で得られた光導波路の損入損失について、比較例１で得られた光導波路の損入損失を１としたときの相対値を求めた。
【０４８１】
２．３ パルス信号の波形の保持性
得られた光導波路に対して、レーザーパルス光源からパルス幅１ｎｓのパルス信号を入射し、出射光のパルス幅を測定した。
【０４８２】
そして、測定した出射光のパルス幅について、比較例１で得られた光導波路の測定値を１としたときの相対値を算出し、これを以下の評価基準にしたがって評価した。
【０４８３】
＜パルス幅の評価基準＞
◎：パルス幅の相対値が０．５未満である
○：パルス幅の相対値が０．５以上０．８未満である
△：パルス幅の相対値が０．８以上１未満である
×：パルス幅の相対値が１以上である
以上、評価結果を表３に示す。
【０４８４】
【表３】
【０４８５】
表３から明らかなように、各実施例で得られた光導波路では、比較例１で得られた光導波路に比べ、挿入損失およびパルス信号の鈍りがそれぞれ抑えられていることが認められた。
【０４８６】
このうち、実施例１９と比較例１、２との比較から、成形型による成形で形成されたミラーおよびレンズが、挿入損失の低下に寄与していることが明らかとなった。
【０４８７】
また、各実施例の結果から、図７（ｂ）に示すようなグレーデッドインデックス型の屈折率分布Ｗ、および、図１０（ｂ）に示すようなグレーデッドインデックス型の屈折率分布Ｔが、それぞれ挿入損失の低下やパルス信号の鈍りの抑制に寄与していることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０４８８】
１ 光導波路
１０ 光導波路モジュール
１１、１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１４１、１４２ コア部
１５ 側面クラッド部
１５１、１５２、１５３ 側面クラッド部
１６ ミラー
１６１ 凹部
１７ 実装基板
１７１ 貫通孔
１７２ 充填部
１７３ 液状材料
１７５ 湾曲凹面
２ 回路基板
２０ コネクター
２１ 絶縁性基板
２２、２３ 導体層
２２１、２３１ 開口部
２２２、２３２ 空隙
３ 発光素子
３１ 発光部
３２ 電極
４ 半導体素子
４２ 電極
５ 接着層
６１、６２ 封止材
７ 受光素子
７１ 受光部
８００ ダイコーター（多色押出成形装置）
８１０ ダイヘッド
８１１ 上リップ部
８１２ 下リップ部
８２０ マニホールド
８２１ スリット
８３０ ミキシングユニット
８３１ 第１の供給管
８３２ 第２の供給管
８３５ 接続部
８３６ ピン
８３１ａ 始点
８３１１、８３１２、８３１３ 分岐管
８３２ａ 第１の始点
８３２ｂ 第２の始点
８３２１、８３２２、８３２３、８３２４ 分岐管
８３３１、８３３２ 集合管
Ｍ１、Ｍ２ 混合点
Ｊ１、Ｊ２ 合流点
８４０ 搬送部
８４１ ローラー
８４２ 搬送フィルム
９０１、９０２ 光導波路形成用組成物
９１０ 層
９１４ 多色成形体
９１４ａ 第１成形層
９１４ｂ 第２成形層
９１４ｃ 第３成形層
９１４ｄ 第４成形層
９１４ｅ 第５成形層
９１５ ポリマー
９２０ 添加剤
９３０ 活性放射線
９３５ マスク（マスキング）
９３５１ 開口（窓）
９２５ 照射領域
９２５１、９２５２、９２５３ 照射領域
９４０ 未照射領域
９４０３ 未照射領域
９５１ 支持基板（第２の成形型）
９５１１ 凹部
９５２ 成形型（第１の成形型）
９５２１ 凸部
１００ レンズ
１０１ 凸部
１００ａ 穴
１００ｄ 凹凸パターン
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、 中心線
Ｗ 屈折率分布
ＷＡ クラッド部における平均屈折率
ＷＨ 高屈折率部
ＷＬ 低屈折率部
Ｔ、Ｔ’ 屈折率分布
ＴＨ 高屈折率領域
ＴＭ 中屈折率領域
ＴＬ 低屈折率領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路、光導波路の製造方法、光導波路モジュールおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化の波とともに、大容量の情報を高速で通信可能な広帯域回線（ブロードバンド）の普及が進んでいる。また、これらの広帯域回線に情報を伝送する装置として、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、ＬＳＩのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。
【０００３】
各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、極めて高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送の高速化に伴い、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。また、同様の課題は、スーパーコンピューターや大規模サーバー等でも顕在化しつつある。
【０００４】
一方、光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光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。
【０００５】
光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には、半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側には、フォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。
【０００６】
このような光導波路により信号処理基板内の電気配線を置き換えられると、前述したような電気配線の問題が解消され、信号処理基板のさらなる高スループット化が可能になると期待されている。
【０００７】
ところで、電気配線を光導波路に置き換える際には、電気信号と光信号との相互変換を行うべく、発光素子と受光素子とを備え、これらの間を光導波路で光学的に接続してなる光導波路モジュールが用いられる。
【０００８】
例えば、特許文献１には、プリント基板と、プリント基板上に搭載された発光素子と、プリント基板の下面側に設けられた光導波路と、を有する光インターフェースが開示されている。そして、光導波路と発光素子との間は、プリント基板に形成された、光信号を伝送するための貫通孔であるスルーホールを介して光学的に接続されている。
【０００９】
しかしながら、上述したような光インターフェースでは、発光素子と光導波路との光結合において、光結合損失が大きいことが課題となっている。具体的には、発光素子の発光部から出射した信号光がスルーホールを通過して光導波路に入射する際、信号光が放射状に発散してしまうため、全ての信号光が光導波路に入射しない。このため、信号光の一部は光通信に寄与せず、光結合損失の増加を招いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２９４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、受発光素子と光結合させた際の光結合損失が小さく、高品質の光通信が可能な光導波路、かかる光導波路を効率よく製造可能な光導波路の製造方法、および、前記光導波路を備え、高品質の光通信が可能な光導波路モジュールおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的は、下記（１）〜（１１）の本発明により達成される。
（１） コア部と、
前記コア部の側面を覆うように設けられたクラッド部と、
前記コア部の長手方向の途中または延長線上に到達する深さで設けられ、前記クラッド部の表面が部分的に凹没してなる凹部の内壁面で構成されたミラーと、
前記クラッド部の表面が部分的に突出してなる凸部で構成されたレンズと、を有し、
前記凹部および前記凸部が、それぞれ成形型により形成されたものであることを特徴とする光導波路。
【００１３】
（２） 前記コア部および前記クラッド部は、組成の異なる複数の組成物を用いて得られた多色成形体の一部に活性放射線を選択的に照射し、前記多色成形体内において屈折率の偏りを形成することにより得られたものである上記（１）に記載の光導波路。
【００１４】
（３） 前記凹部は、前記内壁面が前記コア部の光路を斜めに横切る面になるよう構成されている上記（１）または（２）に記載の光導波路。
【００１５】
（４） 前記レンズは、球面または非球面の凸レンズである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。
【００１６】
（５） 前記ミラーおよび前記レンズは、当該光導波路の光入射部および光出射部にそれぞれ設けられている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路。
【００１７】
（６） 上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路を製造する方法であって、
前記凹部に対応した形状を有する第１の成形型上に、活性放射線の照射により屈折率が変化する第１の組成物を供給し、前記第１の成形型で成形しつつ被膜を形成する工程と、
前記被膜の一部に活性放射線を選択的に照射することにより、照射領域と非照射領域のいずれか一方を前記コア部とし他方を前記クラッド部とする工程と、
前記被膜上に、前記凸部に対応した形状を有する第２の成形型を押圧する工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【００１８】
（７） 上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路を製造する方法であって、
前記凸部に対応した形状を有する第２の成形型上に、活性放射線の照射により屈折率が変化する第１の組成物を供給し、前記第２の成形型で成形しつつ被膜を形成する工程と、
前記被膜の一部に活性放射線を選択的に照射することにより、照射領域と非照射領域のいずれか一方を前記コア部とし他方を前記クラッド部とする工程と、
前記被膜上に、前記凹部に対応した形状を有する第１の成形型を押圧する工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【００１９】
（８） 前記被膜を形成する工程は、前記第１の組成物とともに、前記第１の組成物より低屈折率の第２の組成物を用意し、前記第１の組成物を層状に成形してなる第１の層状成形物が前記第２の組成物を層状に成形してなる２層の第２の層状成形物で挟まれるように、前記第１の組成物と前記第２の組成物とを多色成形することにより前記被膜を形成するものである上記（６）または（７）に記載の光導波路の製造方法。
【００２０】
（９） 上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路と、
前記ミラーおよび前記レンズを介して前記光導波路のコア部と光学的に接続された受発光素子と、
前記光導波路および前記受発光素子を実装する実装基板と、を有することを特徴とする光導波路モジュール。
【００２１】
（１０） 前記凸部は、前記クラッド部を形成する材料を成形型で成形して得られたものであり、
前記実装基板は、その一部に、前記凸部の成形に利用した成形型を含むよう構成されている上記（９）に記載の光導波路モジュール。
【００２２】
（１１） 上記（９）または（１０）に記載の光導波路モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、成形型を用いた成形プロセスにより形成されたミラーおよびレンズを備えることにより、それぞれの位置関係を設計通りにすることができるので、受発光素子と光結合させた際の光結合損失を小さくすることができ、光搬送波のＳ／Ｎ比が高く、高品質の光通信が可能な光導波路が得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、このような光導波路を効率よく製造することができる。
また、本発明によれば、このような光導波路を備えることにより、高品質の光通信が可能な光導波路モジュールおよび電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図１に示す光導波路モジュールのうちの光導波路について示す部分拡大図である。
【図５】凹凸パターンの一例を示す斜視図である。
【図６】図２に示す光導波路モジュールの他の構成例を示す縦断面図である。
【図７】図７（ａ）は、第２実施形態の断面図であり、図７（ｂ）は、断面図の幅方向に引かれた中心線Ｃ１上の屈折率分布Ｗの一例を模式的に示す図である。
【図８】光導波路１のコア部１４１に光を入射したときの出射光の強度分布を示す図である。
【図９】図９（ａ）は、第２実施形態の断面図の一部であり、図９（ｂ）は、断面図の厚さ方向に引かれた中心線Ｃ２上の屈折率分布Ｔの一例を模式的に示す図である。
【図１０】１０（ａ）は、第２実施形態の断面図の一部であり、図１０（ｂ）は、断面図の厚さ方向に引かれた中心線Ｃ３上の屈折率分布Ｔの一例を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】図２に示す光導波路を製造する方法を説明するための模式図（縦断面図）である。
【図１３】図２に示す光導波路を製造する方法を説明するための模式図（縦断面図）である。
【図１４】図２に示す光導波路を製造する方法を説明するための模式図（縦断面図）である。
【図１５】照射領域と未照射領域との間で屈折率差が生じる様子を説明するための図であり、層の横断面の位置を横軸にとり、横断面の屈折率を縦軸にとったときの屈折率分布を示す図である。
【図１６】光導波路の横断面の屈折率を横軸にとり、横断面の厚さ方向の位置を縦軸にとったときの屈折率分布を示す図である。
【図１７】多色成形体を得るダイコーターを示す斜視図である。
【図１８】ダイコーターの一部を拡大して示す縦断面図である。
【図１９】ミキシングユニットの他の構成例を示す断面図である。
【図２０】図１１に示す光導波路モジュールを製造する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明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。
＜光導波路および光導波路モジュール＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の光導波路の第１実施形態およびこれを含む本発明の光導波路モジュールの第１実施形態について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図２の部分拡大図である。なお、以下の説明では、図２、３の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、厚さ方向を強調して描いている。
【００２８】
図１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１と、その上方に設けられた回路基板２と、回路基板２上に搭載された発光素子３（受発光素子）と、を有している。
【００２９】
光導波路１は、長尺の帯状をなしており、回路基板２および発光素子３は、光導波路１の一方の端部（図２の左側の端部）に設けられている。
【００３０】
発光素子３は、電気信号を光信号に変換し、発光部３１から光信号を出射して光導波路１に入射させる素子である。図２に示す発光素子３は、その下面に設けられた発光部３１と、発光部３１に通電する電極３２とを有している。発光部３１は、図２の下方に向けて光信号を出射する。なお、図２に示す矢印は、発光素子３から出射した信号光の光路の例である。
【００３１】
光導波路１のうち、発光素子３の位置に対応してミラー１６が設けられている。このミラー１６は、図２の左右方向に延伸する光導波路１の光路を、光導波路１の外部へと変換するものであり、図２では、発光素子３の発光部３１と光学的に接続されるよう、光路を９０°変換する。このようなミラー１６を介することにより、発光素子３から出射した信号光を光導波路１に入射させることができる。また、図２には図示しないものの、光導波路１の他方の端部には、受光素子が設けられる。この受光素子も光導波路１と光学的に接続されており、光導波路１に入射された信号光は受光素子に到達する。その結果、光導波路モジュール１０において光通信が可能になる。
【００３２】
このようなミラー１６は、光導波路１の途中に掘り込み加工を施し、これにより光導波路１の表面が部分的に凹没してなる凹部１６１の内壁面で構成される。
【００３３】
また、光導波路１の表面のうち、ミラー１６と発光部３１とを繋ぐ光路が通過する部位には、表面が部分的に突出してなる凸部１０１で構成されたレンズ１００が形成されている（図３参照）。このレンズ１００は、発光部３１から光導波路１に入射する信号光を収束させることにより、信号光の発散を抑制し、ミラー１６の有効領域に対してより多くの信号光を到達させるよう構成されている。したがって、このようなレンズ１００を設けることにより、発光素子３と光導波路１との光結合効率が向上する。
【００３４】
本発明では、上記凹部１６１および凸部１０１が、それぞれ成形型を用いた成形プロセスにより形成されている。これにより、凹部１６１および凸部１０１を同一の成形プロセスによって同時にまたは連続して形成することができるため、凹部１６１と凸部１０１との位置関係を設計通りに制御することができる。これは、一般に成形型の寸法精度は非常に高くすることができ、それを凹部１６１と凸部１０１との位置関係の精度に反映させ易いからである。したがって、例えば凸部を別途製造しこれを貼り付けるといったプロセスで形成する場合に比べて、発光素子３や受光素子等の受発光素子と光導波路１との光結合損失を特に小さくすることができる。
【００３５】
以下、光導波路モジュール１０の各部について詳述する。
（光導波路）
図１に示す光導波路１は、下方からクラッド層１１、コア層１３、およびクラッド層１２をこの順で積層してなる帯状の積層体で構成される。このうちコア層１３には、図１に示すように、平面視で直線状をなす１本のコア部１４と、このコア部１４の側面に隣接する側面クラッド部１５とが形成されている。コア部１４は、帯状の積層体の長手方向に沿って延伸しており、かつ、積層体の幅のほぼ中央に位置している。なお、図１において、コア部１４にはドットを付している。
【００３６】
図２に示す光導波路１では、ミラー１６を介して入射された光を、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、他方の端部に伝搬させることができる。これにより、出射端で受光した光の明滅パターンおよび光の強弱パターンの少なくとも一方に基づいて光通信を行うことができる。
【００３７】
コア部１４とクラッド部との界面で全反射を生じさせるためには、界面に屈折率差が存在する必要がある。コア部１４の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよく、その差は特に限定されないものの、クラッド部の屈折率の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。
【００３８】
なお、前記屈折率差とは、コア部１４の屈折率をＡ、クラッド部の屈折率をＢとしたとき、次式で表わされる。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００
【００３９】
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、分岐等していてもよく、その形状は任意である。
【００４０】
また、コア部１４の横断面形状は、正方形または矩形（長方形）のような四角形であるのが一般的であるが、特に限定されず、真円、楕円のような円形、菱形、三角形、五角形のような多角形であってもよい。
【００４１】
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、２０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。
【００４２】
コア層１３の構成材料は、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、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、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、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である。
【００４３】
また、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。
【００４４】
一方、各クラッド層１１、１２は、それぞれ、コア層１３の下部および上部に位置している。このような各クラッド層１１、１２は、各側面クラッド部１５とともに、コア部１４の外周を囲むクラッド部を構成し、これにより光導波路１は信号光を漏出させることなく伝搬させることができる導光路として機能する。
【００４５】
クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さ（各コア部１４の平均高さ）の０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．２〜１．２５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、３〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に大型化（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。
【００４６】
なお、クラッド層１２の厚さを適宜設定することにより、レンズ１００の焦点がミラー１６近傍に合うよう調整することができる。
【００４７】
また、各クラッド層１１、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。
【００４８】
また、コア層１３の構成材料およびクラッド層１１、１２の構成材料を選択する場合、両者の間の屈折率差を考慮して材料を選択すればよい。具体的には、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、コア層１３の構成材料の屈折率がクラッド層１１、１２の屈折率に比べ十分に大きくなるように材料を選択すればよい。これにより、光導波路１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。
【００４９】
また、光の減衰を抑制する観点からは、コア層１３の構成材料とクラッド層１１、１２の構成材料との密着性（親和性）が高いことも重要である。
【００５０】
（ミラー）
また、前述したように、光導波路１の途中には、ミラー１６が設けられている（図２参照）。このミラー１６は、光導波路１の途中に掘り込み加工を施し、これにより得られた凹部１６１の内壁面で構成される。この内壁面の一部は、コア部１４を斜め４５°に横切る平面であり、この平面がミラー１６となる。ミラー１６を介して、光導波路１と発光部３１とが光学的に接続されている。
【００５１】
なお、ミラー１６には、必要に応じて反射膜を成膜するようにしてもよい。この反射膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜が好ましく用いられる。
【００５２】
また、クラッド層１２の上面には、上面を局所的に突出させることにより形成された凸部１０１が設けられている。この凸部１０１によりレンズ１００が構成されている。なお、このレンズ１００については後に詳述する。
【００５３】
なお、光導波路１は、さらに、クラッド層１１の下面に設けられた支持フィルムおよびクラッド層１２の上面に設けられたカバーフィルムを有していてもよい。
【００５４】
このような支持フィルムおよびカバーフィルムの構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂材料等が挙げられる。
【００５５】
また、支持フィルムおよびカバーフィルムの各平均厚さは、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い。
【００５６】
なお、支持フィルムとクラッド層１１との間、および、カバーフィルムとクラッド層１２との間は、接着または接合されるが、その方法としては、熱圧着、接着剤または粘着剤による接着等が挙げられる。
【００５７】
このうち、接着層としては、例えば、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が好ましく用いられる。
【００５８】
また、接着層の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがより好ましい。
【００５９】
（レンズ）
ここで、クラッド層１２の上面のうち、ミラー１６と発光部３１とを繋ぐ光路が通過する部位には、前述したように、表面を局所的に突出させてなるレンズ１００が形成されている。
【００６０】
このようなレンズ１００がない場合、発光部３１から出射した信号光が光導波路１に入射するまでの間で、信号光が発散し、ミラー１６の有効領域からはみ出てしまう信号光が発生する。このとき、はみ出た信号光は損失となり、ミラー１６で反射される信号光の光量が少なくなるため、光通信のＳ／Ｎ比が低下してしまう。
【００６１】
これに対し、レンズ１００を設けることにより、光導波路１の表面に信号光の収束（収斂）機能が付与される。その結果、より多くの信号光をミラー１６に入射させることにより信号光の損失の発生が抑制され、光通信のＳ／Ｎ比を高めることができる。そして、信頼性が高く高品質な光通信を提供し得る光導波路１および光導波路モジュール１０が得られる。
【００６２】
図４は、図１に示す光導波路モジュールのうちの光導波路について示す部分拡大図である。
【００６３】
図４に示すレンズ１００は、前述したように、クラッド層１２の上面を部分的に突出させてなる凸部１０１で構成されている。この凸部１０１は、平面視で円形をなし、上面が湾曲凸面である平凸レンズの形状をなしている。このような平凸レンズは、信号光の収束作用が高いため、発光素子３と光導波路１との光結合効率をより高めることに寄与する。なお、凸部１０１（レンズ１００）の形態は、この形態に限定されず、例えばフレネルレンズ等であってもよい。フレネルレンズは、一般的な湾曲凸面を有するレンズについて、湾曲凸面を複数に分割し、分割後の断片の厚さを薄くして組み合わせてなるレンズである。したがって、一般的な凸レンズと同等の焦点距離であっても、レンズの厚さを薄くすることができる。また、凸部１０１の平面視形状は、真円、楕円、長円のような円形に限定されず、三角形、正方形、長方形、菱形、平行四辺形、台形、五角形、六角形、八角形のような多角形等であってもよい。なお、凸部１０１の平面視形状が楕円や長円、菱形のように細長い形状である場合、凸部１０１は、その長軸（長径）方向がコア部１４の延伸方向と平行になるように設けられるのが好ましい。これにより、信号光の収束機能をより高めることができる。
【００６４】
凸部１０１の高さは、特に限定されないが、１〜３００μｍ程度であるのが好ましく、３〜２００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、十分な収束作用を有するレンズ１００が得られる。
【００６５】
一方、凸部１０１の外径は、ミラー１６の有効径や発光部３１の外径等に応じて適宜設定されるが、好ましくは３〜５００μｍ程度とされ、より好ましくは５〜３００μｍ程度とされる。
【００６６】
なお、レンズ１００の焦点距離は、例えば、凸部１０１の高さや外径、湾曲凸面の曲率半径等を適宜設定することにより調整することができる。
【００６７】
また、それとともに、レンズ１００を形成するクラッド層１２の厚さを適宜設定することによっても、レンズ１００の収束光をミラー１６の有効領域内に導くことができる。
【００６８】
一方、レンズ１００は、その焦点が発光素子３の発光部３１近傍に位置するよう構成されている。このような構成のレンズ１００は、発光素子３の発光部３１から放射状に出射した信号光を、平行光または収束光に変換し、それ以上発散しないように光路変換することができる。その結果、信号光の発散に伴う損失を確実に抑制することができる。
【００６９】
また、凸部１０１の湾曲凸面には、図５に示すような凹凸パターン１００ｄを形成するようにしてもよい。凹凸パターン１００ｄは、凸部１０１の湾曲凸面を局所的に突出させた突起または局所的に凹ませた穴（図５では穴）を一定の間隔で複数個配置してなるパターンである。このような凹凸パターン１００ｄを設けることにより、凸部１０１の湾曲凸面に光の反射防止機能が付与され、湾曲凸面に入射する信号光の入射効率を高めることができる。
【００７０】
凹凸パターン１００ｄにおける突起または穴の分布パターンは、不規則的であってもよいが、一定の間隔で規則的に分布したパターンであるのが好ましい。これにより、凹凸パターン１００ｄによる反射防止機能がより確実なものとなり、かつ、凹凸パターン１００ｄ全体で反射防止機能が均一になる。
【００７１】
具体的な分布パターンとしては、例えば、四方格子状パターン、六方格子状パターン、八方格子状パターン、放射状パターン、同心円状パターン、螺旋状パターン等が挙げられる。
【００７２】
また、隣り合う突起同士または穴同士の配置周期（図５に示す配置周期Ｐ）は、発光素子３から出射される信号光の波長以下であるのが好ましい。これにより、凹凸パターン１００ｄでは、信号光の回折現象がほとんど生じなくなり、回折に伴う損失の発生を防止することができる。そして、光学的には、凹凸パターン１００ｄ付近の空間の屈折率を、空隙２２２の屈折率とクラッド層１２の屈折率との中間の値としてみなすことができるようになり、凹凸パターン１００ｄに入射する信号光は、このみなし屈折率に応じて振る舞うこととなる。すなわち、凹凸パターン１００ｄ付近の空間によって空隙２２２とクラッド層１２の界面の屈折率差が緩和されることとなり、入射効率が格段に向上する。その結果、反射に伴う光結合損失の増大を抑制することができる。
【００７３】
また、隣り合う突起同士または穴同士の間隔が一定でない場合も、同様の理由から、その間隔は信号光の波長以下であるのが好ましい。
【００７４】
なお、発光素子３から出射される信号光の波長は、一般的に１５０〜１６００ｎｍ程度であるので、それに応じて間隔の上限が設定される。
【００７５】
一方、間隔の下限は、特に限定されないが、形成容易性や長期信頼性等の観点から２０ｎｍ程度とされる。
【００７６】
また、突起の高さや穴の深さ（図５に示す深さＤ）は、発光素子３から出射される信号光の波長以下であるのが好ましい。これにより、反射に伴う光結合損失の増大をより抑制することができる。
【００７７】
なお、発光素子３から出射される信号光の波長は、一般的に１５０〜１６００ｎｍ程度であるので、それに応じて突起の高さや穴の深さの上限が設定される。
【００７８】
一方、突起の高さや穴の深さの下限は、特に限定されないが、形成容易性や長期信頼性等の観点から２０ｎｍ程度とされる。
【００７９】
図５は、凹凸パターンの一例を示す斜視図である。図５に示す凹凸パターン１００ｄは、複数の穴の一例である複数の穴１００ａで構成されているが、各穴１００ａの形状は、それぞれ開口の平面視形状が四角形であり、深さ方向にその四角形が維持された形状になっている。すなわち、各穴１００ａは、それぞれ四角柱状をなしている。
【００８０】
なお、凹凸パターン１００ｄを構成する各穴１００ａの形状は、図５に示す形状に限定されず、例えば、角柱状、角錐状、角錐台形状、円柱状、円錐状、円錐台形状、半球状、楕円半球状、長円半球状等の形状であってもよい。さらに、これらの２種以上が混在したものであってもよい。
【００８１】
（発光素子）
発光素子３は、前述したように、下面に発光部３１と電極３２とを有するものであるが、具体的には、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のような半導体レーザーや、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子である。
【００８２】
一方、図１、２に示す光導波路モジュール１０の回路基板２上には、発光素子３に隣り合うように半導体素子４が搭載されている。半導体素子４は、発光素子３の動作を制御する素子であり、下面には電極４２を有している。かかる半導体素子４としては、例えば、ドライバーＩＣや、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）等を含むコンビネーションＩＣの他、各種ＬＳＩ、ＲＡＭ等が挙げられる。
【００８３】
なお、発光素子３と半導体素子４は、後述する回路基板２により電気的に接続されており、半導体素子４により発光素子３の発光パターンおよび発光の強弱パターンを制御し得るよう構成されている。
【００８４】
（回路基板）
光導波路１の上方には、回路基板２が設けられており、回路基板２の下面と光導波路１の上面とは接着層５を介して接着されている。
【００８５】
回路基板２は、図２に示すように、絶縁性基板２１と、その下面に設けられた導体層２２と、上面に設けられた導体層２３と、を有している。回路基板２上に搭載された発光素子３と半導体素子４とは、導体層２３を介して電気的に接続されている。
【００８６】
ここで、発光素子３の発光部３１と光導波路１のミラー１６との間は光学的に接続されているため、信号光の光路は、絶縁性基板２１を厚さ方向に貫通することとなる。したがって、絶縁性基板２１は、透光性を有する材料で構成されているのが好ましい。これにより、光路の伝送効率を高めることができる。なお、絶縁性基板２１には、光路に対応する領域に開口するスルーホールを形成するようにしてもよい。
【００８７】
また、絶縁性基板２１は可撓性を有しているのが好ましい。可撓性を有する絶縁性基板２１は、回路基板２と光導波路１との密着性向上に寄与するとともに、形状変化に対する優れた追従性を有するものとなる。その結果、光導波路１が可撓性を有している場合には、光導波路モジュール１０全体も可撓性を有するものとなり、実装性に優れたものとなる。また、光導波路モジュール１０を湾曲させた際には、絶縁性基板２１と導体層２２、２３との剥離や、回路基板２と光導波路１との剥離を確実に防止することができ、剥離に伴う絶縁性の低下や伝送効率の低下を防止する。
【００８８】
絶縁性基板２１のヤング率（引張弾性率）は、一般的な室温環境下（２０〜２５℃前後）で１〜２０ＧＰａ程度であるのが好ましく、２〜１２ＧＰａ程度であるのがより好ましい。ヤング率の範囲がこの程度であれば、絶縁性基板２１は、上述したような効果を得る上で十分な可撓性を有するものとなる。
【００８９】
このような絶縁性基板２１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられるが、中でもポリイミド系樹脂を主材料とするものが好ましく用いられる。ポリイミド系樹脂は、耐熱性が高く、優れた透光性および可撓性を有していることから、絶縁性基板２１の構成材料として特に好適である。
【００９０】
なお、絶縁性基板２１の具体例としては、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板、アラミド銅張フィルム基板等に使用されるフィルム基板が挙げられる。
【００９１】
また、絶縁性基板２１の平均厚さは、５〜５０μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４０μｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さの絶縁性基板２１であれば、その構成材料によらず、十分な可撓性を有するものとなる。また、絶縁性基板２１の厚さが前記範囲内であれば、光導波路モジュール１０の薄型化が図られるとともに、絶縁性基板２１の透過損失が抑制される。
【００９２】
さらには、絶縁性基板２１の厚さが前記範囲内であれば、信号光の発散によって伝送効率が低下するのを防止することができる。例えば、発光素子３の発光部３１から出射した信号光は、一定の出射角で発散しつつ回路基板２を通過してミラー１６に入射するが、発光部３１とミラー１６との離間距離が大き過ぎる場合、信号光が発散し過ぎてしまい、ミラー１６に到達する光量が減少するおそれがある。これに対し、絶縁性基板２１の平均厚さを前記範囲内とすることにより、発光部３１とミラー１６との離間距離を確実に小さくすることができるため、信号光は広く発散してしまう前にミラー１６に到達する。その結果、ミラー１６に到達する光量の減少を防止し、発光素子３と光導波路１との光結合に伴う損失（光結合損失）を十分に低下させることができる。
【００９３】
なお、絶縁性基板２１は、１枚の基板であってもよいが、複数層の基板を積層してなる多層基板（ビルドアップ基板）であってもよい。この場合、多層基板の層間には、パターニングされた導体層を含み、この導体層には任意の電気回路が形成されていてもよい。これにより、絶縁性基板２１中に高密度の電気回路を構築することができる。
【００９４】
また、絶縁性基板２１には、厚さ方向に貫通する１つまたは複数の貫通孔が設けられていてもよく、これらの貫通孔には導電性材料が充填されているか、または、貫通孔の内壁面に沿って導電性材料の被膜が成膜されていてもよい。この導電性材料は、絶縁性基板２１の両面の間を電気的に接続する貫通ビアとなる。
【００９５】
また、絶縁性基板２１に設けられた導体層２２および導体層２３は、それぞれ導電性材料で構成されている。各導体層２２、２３には、所定のパターンが形成されており、このパターンは配線として機能する。絶縁性基板２１に貫通ビアが形成されている場合、貫通ビアと各導体層２２、２３とが接続され、これにより、導体層２２と導体層２３とが一部で導通する。
【００９６】
各導体層２２、２３に用いられる導電性材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の各種金属材料が挙げられる。
【００９７】
また、各導体層２２、２３の平均厚さは、配線に要求される導電率等に応じて適宜設定されるものの、例えば１〜３０μｍ程度とされる。
【００９８】
また、各導体層２２、２３に形成される配線パターンの幅も、配線に要求される導電率や各導体層２２、２３の厚さ等に応じて適宜設定されるものの、例えば２〜１０００μｍ程度であるのが好ましく、５〜５００μｍ程度であるのがより好ましい。
【００９９】
なお、このような配線パターンは、例えば、一旦全面に形成された導体層をパターニングする（例えば、銅張基板の銅箔を部分的にエッチングする）方法、別途用意した基板上にあらかじめパターニングされた導体層を転写する方法等により形成される。
【０１００】
また、図３に示す各導体層２２、２３は、発光素子３の発光部３１とミラー１６との間の光路に干渉しないよう設けられた開口部２２１、２３１を有している。その結果、開口部２２１には導体層２２の厚さに相当する高さの空隙２２２が、開口部２３１には導体層２３の厚さに相当する高さの空隙２３２がそれぞれ生じている。
【０１０１】
また、発光素子３や半導体素子４と導体層２３との間は、各種ハンダ、各種ろう材等により電気的かつ機械的に接続される。
【０１０２】
ハンダおよびろう材としては、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ系の鉛ハンダの他、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系の各種鉛フリーハンダ、ＪＩＳに規定された各種低温ろう材等が挙げられる。
【０１０３】
なお、発光素子３や半導体素子４としては、例えばＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプやＬＧＡ(Land Grid Array)タイプ等のパッケージ仕様の素子が用いられる。
【０１０４】
また、導体層２３とハンダ（またはろう材）とが接触することにより、導体層２３を構成する金属成分の一部がハンダ側に溶解する現象が生じるおそれがある。この現象は、特に銅製の導体層２３に対して生じる場合が多いことから「銅食われ」と呼ばれている。銅食われが発生すると、導体層２３が薄くなったり、欠損したりする等の不具合を招き、導体層２３の機能を損なうおそれがある。
【０１０５】
そこで、ハンダと接する導体層２３の表面には、あらかじめ、ハンダの下地として銅食われ防止膜（下地層）を形成しておくのが好ましい。この銅食われ防止膜の形成により、銅食われが防止され、導体層２３の機能を長期にわたって維持することができる。
【０１０６】
銅食われ防止膜の構成材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）等が挙げられ、銅食われ防止膜は、これらの金属組成１種からなる単層であってもよく、２種以上を含む複合層（例えば、Ｎｉ−Ａｕ複合層、Ｎｉ−Ｓｎ複合層等）であってもよい。
【０１０７】
銅食われ防止膜の平均厚さは、特に限定されないが、０．０５〜５μｍ程度であるのが好ましく、０．１〜３μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、銅食われ防止膜そのものの電気抵抗を抑制しつつ、十分な銅食われ防止作用を発現させることができる。
【０１０８】
なお、発光素子３や半導体素子４と導体層２３との電気的接続は、上述したような接続方法の他、ワイヤーボンディング、異方性導電フィルム（ＡＤＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）等を用いた製造方法で行われてもよい。
【０１０９】
このうち、ワイヤーボンディングによれば、発光素子３や半導体素子４と回路基板２との間で熱膨張差が生じたとしても、柔軟性の高いボンディングワイヤーによって熱膨張差を吸収することができるので、接続部に対する応力集中が防止される。
【０１１０】
また、発光素子３と導体層２３との隙間および発光素子３の側方には、発光素子３を囲うように封止材６１が配置されている。これにより、導体層２３に開口部２３１を形成したことによる空隙２３２にも封止材６１が充填される。
【０１１１】
一方、半導体素子４と導体層２３との隙間および半導体素子４の側方には、封止材６２が充填されている。
【０１１２】
このような封止材６１、６２は、発光素子３および半導体素子４の耐候性（耐熱性、耐湿性、気圧変化等）を高めるとともに、振動、外力、異物付着等から発光素子３および半導体素子４を確実に保護することができる。
【０１１３】
封止材６１、６２としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。
【０１１４】
また、回路基板２と光導波路１との間は接着層５により接着されているが、接着層５を構成する接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が挙げられる。
【０１１５】
また、図３に示す接着層５は、レンズ１００と絶縁性基板２１との間に生じた空隙２２２を埋めるように設けられている。これにより、レンズ１００の表面における反射や散乱に伴う入射効率の低下を防止することができる。なお、かかる観点から、接着層５の屈折率は、レンズ１００の屈折率より低いことが好ましく、その差は０．０１以上であるのがより好ましい。
【０１１６】
なお、この屈折率差を大きくする観点からは、空隙２２２は接着剤で充填されないのが好ましい。これにより、空隙２２２には空気が充填されることとなり、レンズ１００との屈折率差を最大化することができる。その結果、この屈折率差に基づいて発現するレンズ１００による収束機能をより高めることができる。
【０１１７】
以上のような光導波路モジュール１０では、発光素子３の発光部３１から出射した信号光が、空隙２３２に充填された封止材６１、絶縁性基板２１、および空隙２２２に充填された接着層５を通過して、光導波路１に入射される。
【０１１８】
なお、光導波路モジュール１０は、光導波路１の他方の端部にも、回路基板２を有していてもよく、他の光学部品との接続を担うコネクター等を有していてもよい。
【０１１９】
図６は、図２に示す光導波路モジュールの他の構成例を示す縦断面図である。
図６（ａ）に示す光導波路モジュール１０では、光導波路１の他方の端部（図２の右側の端部）の上面にも回路基板２が設けられている。また、この回路基板２上には、受光素子７と半導体素子４とが搭載されている。また、光導波路１には、受光素子７の受光部７１の位置に対応してミラー１６およびレンズ１００が形成されている。
【０１２０】
このような光導波路モジュール１０では、光導波路１からミラー１６を介して出射した信号光が、受光素子７の受光部７１に到達すると、光信号から電気信号への変換がなされる。このようにして光導波路１の両端部間における光通信が行われる。
【０１２１】
一方、図６（ｂ）に示す光導波路モジュール１０では、光導波路１の他方の端部に、他の光学部品との接続を担うコネクター２０が設けられている。コネクター２０としては、光ファイバーとの接続に用いられるＰＭＴコネクター等が挙げられる。コネクター２０を介して光導波路モジュール１０を光ファイバーに接続することで、より長距離の光通信が可能になる。
【０１２２】
なお、図６では、光導波路１の一方の端部と他方の端部とで１対１の光通信を行う場合について説明したが、光導波路１の他方の端部には、光路を複数に分岐することができる光スプリッターを接続するようにしてもよい。
【０１２３】
（ミラーおよびレンズの形成）
ところで、上記のようなミラー１６を構成する凹部１６１およびレンズ１００を構成する凸部１０１は、それぞれ成形型により形成されたものである。具体的には、凹部１６１は、その形状に対応した凸部を成形面に有する成形型を用いた成形プロセスにおいて、成形型が転写されることにより形成されたものである。また、凸部１０１も、その形状に対応した凹部を成形面に有する成形型を用いた成形プロセスにおいて、成形型が転写されることにより形成されたものである。前述したように、成形型は一般に寸法精度が非常に高く、このようなプロセスで形成された凹部１６１および凸部１０１は、その高い寸法精度が反映されることによって、相互の位置関係の精度が高いものとなる。このため、ミラー１６とレンズ１００を経由する光路、すなわち発光素子３と光導波路１との光結合損失を特に小さくすることができる。
【０１２４】
また、レンズ１００を構成する凸部１０１は、クラッド層１２と同じ材料で構成され、クラッド層１２と一体的に形成されている。このため、レンズ１００とクラッド層１２との間を信号光が通過する際に、界面等が存在せず、それゆえ界面における散乱等に伴う損失もほとんど発生しない。このため、凸部１０１が成形型を用いた成形プロセスにより形成されることで、発光素子３と光導波路１との光結合損失を特に小さくすることができる。
【０１２５】
また、このようなプロセスで形成されたミラー１６およびレンズ１００は、それぞれ複雑な形状を有するものであっても精度の高いものとなる。例えば、レンズ１００の湾曲凸面が球面である場合の他、非球面である場合でも、面精度の高い湾曲凸面が得られる。これにより、例えば球面収差といった各種収差の少ないレンズ１００が得られる。なお、非球面形状としては、例えば、二次曲線回転体、四次曲線回転体、六次曲線回転体、正規分布曲線回転体、三角関数曲線回転体、その他、任意の曲線の回転体等の形状が挙げられる。
なお、形成方法の詳細については、後に詳述する。
【０１２６】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の光導波路モジュールおよびそれに含まれる本発明の光導波路の第２実施形態について説明する。
【０１２７】
図７（ａ）は、第２実施形態の断面図であり、図７（ｂ）は、断面図の幅方向に引かれた中心線Ｃ１上の屈折率分布Ｗの一例を模式的に示す図である。
【０１２８】
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態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。なお、各図において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２９】
第１実施形態に係る光導波路１は、いわゆるステップインデックス型の屈折率分布を有するものであるが、本実施形態に係る光導波路１は、いわゆるグレーデッドインデックス型の屈折率分布を有するものである。また、本実施形態に係る光導波路１は、コア層１３中に２つのコア部１４を有している。これらが異なる以外は、第１実施形態と同様である。
【０１３０】
光導波路１の横断面に対して幅方向に線を引いたとき、その線上における屈折率分布Ｗは、特に限定されないが、本実施形態では、屈折率が高い領域とその両側にそれぞれ隣接する屈折率が低い領域とを有し、かつ屈折率が連続的に変化している分布になっている。本明細書では、このような特徴を有する屈折率分布をグレーデッドインデックス型の分布という。この屈折率分布Ｗにおいて相対的に屈折率が高い領域に対応する部分が各コア部１４、相対的に屈折率が低い領域に対応する部分が各側面クラッド部１５になっている。
【０１３１】
一方、光導波路１の横断面に対して厚さ方向に線を引いたとき、その線上における屈折率分布Ｔも、本実施形態では、グレーデッドインデックス型の分布になっている。この屈折率分布Ｔにおいて相対的に屈折率が高い領域に対応する部分が各コア部１４、相対的に屈折率が低い領域に対応する部分がクラッド層１１、１２になっている。
【０１３２】
以下、光導波路１について詳述する。
（屈折率分布Ｗ）
図７（ｂ）に示す屈折率分布Ｗは、屈折率が相対的に高い領域とその両側にそれぞれ隣接する低い領域とを有し、かつ屈折率が連続的に変化している分布になっている。図７（ａ）に示す断面図のうち、図７（ｂ）に示す屈折率分布Ｗの屈折率が高い領域に対応する部分がコア部１４になっており、屈折率が低い領域に対応する部分が側面クラッド部１５になっている。グレーデッドインデックス型の分布は、コア部１４に屈折率の極大値が位置し、そこから両側にかけて裾を引くように屈折率が連続的に低下する分布を含んでいればよいが、その裾の先に極小値や別の極大値（前記極大値よりも小さな極大値）を含むような分布もグレーデッドインデックス型の分布の一種である。このような分布が形成されたコア層１３に入射された光は、この極大値近傍に集中し易くなる。このため、コア部１４を伝搬する信号光はより中心部に閉じ込められることとなり、側面クラッド部１５側への漏出が抑制される。その結果、伝送効率の高い光導波路１が得られる。
【０１３３】
図７（ｂ）に示す屈折率分布Ｗは、４つの極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と、５つの極大値Ｗｍ１、Ｗｍ２、Ｗｍ３、Ｗｍ４、Ｗｍ５と、を含む分布になっている。また、５つの極大値には、相対的に屈折率の高い極大値（第１の極大値）と、相対的に屈折率の低い極大値（第２の極大値）とが存在している。
【０１３４】
このうち、極小値Ｗｓ１と極小値Ｗｓ２との間および極小値Ｗｓ３と極小値Ｗｓ４との間には、それぞれ相対的に屈折率の高い極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４が存在している。
【０１３５】
光導波路１では、図７に示すように、極小値Ｗｓ１と極小値Ｗｓ２との間に、相対的に屈折率の高い極大値Ｗｍ２が位置していることから、この領域に対応する部分がコア部１４となり、同様に、極小値Ｗｓ３と極小値Ｗｓ４との間にも極大値Ｗｍ４が位置していることから、この領域に対応する部分もコア部１４となる。なお、図７では、各コア部１４のうち、極小値Ｗｓ１と極小値Ｗｓ２との間に位置しているのをコア部１４１とし、極小値Ｗｓ３と極小値Ｗｓ４との間に位置しているのをコア部１４２とする。
【０１３６】
また、極小値Ｗｓ１の左側の領域、極小値Ｗｓ２と極小値Ｗｓ３との間の領域、および極小値Ｗｓ４の右側の領域は、それぞれコア部１４の側面に隣接する領域であることから、この領域に対応する部分がそれぞれ側面クラッド部１５となる。なお、図７では、各側面クラッド部１５のうち、極小値Ｗｓ１の左側に位置しているのを側面クラッド部１５１とし、極小値Ｗｓ２と極小値Ｗｓ３との間に位置しているのを側面クラッド部１５２とし、極小値Ｗｓ４の右側に位置しているのを側面クラッド部１５３とする。
【０１３７】
このように屈折率分布Ｗは、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値がこの順で並ぶ領域を有している。なお、この領域は、コア部の数に応じて繰り返し設けられる。本実施形態のように光導波路１の幅方向に並ぶコア部１４の数が２つである場合、屈折率分布Ｗは、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値のように、極大値と極小値が交互に並び、かつ極大値については第１の極大値と第２の極大値とが交互に並ぶ領域を有しており、その上で第１の極大値の数が２つであればよい。つまり、コア部１４の数に対して第１の極大値の数が同数に設定され、さらにそれに応じて第２の極大値や極小値の数が決まることとなる。例えばコア部１４がｎ個である場合には、屈折率分布Ｗは、第１の極大値をｎ個、極小値を２ｎ個、第２の極大値をｎ＋１個有していればよい。なお、このような極大値と極小値に対する一定の規則は、屈折率分布Ｗの全体に適用されている必要はなく、屈折率分布Ｗの一部のみに適用されていてもよい。
【０１３８】
また、これら複数の極小値、複数の第１の極大値、および複数の第２の極大値は、それぞれ互いにほぼ同じ値であることが好ましいが、極小値が第１の極大値や第２の極大値より低く、第２の極大値が第１の極大値より低いという関係が保持されれば、互いの値が多少ずれていても差し支えない。その場合、ずれ量は、複数の極小値の平均値の１０％以内に抑えられているのが好ましい。
【０１３９】
また、上記のような屈折率分布Ｗは、光導波路１の光路上においてほぼ同じ分布になるよう設定されている。
【０１４０】
以上のような屈折率分布Ｗに伴い、コア層１３には、長尺状の２つのコア部１４１、１４２と、これらのコア部１４の側面に隣接する３つの側面クラッド部１５とが形成されることとなる。
【０１４１】
２つのコア部１４１、１４２の平均屈折率は、３つの側面クラッド部１５１、１５２、１５３の平均屈折率より高くなっているので、各コア部１４１、１４２と各側面クラッド部１５１、１５２、１５３との界面において光の反射を生じさせることができる。
【０１４２】
ここで、４つの極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４は、それぞれ、側面クラッド部１５における平均屈折率ＷＡ未満である。これにより、各コア部１４と各側面クラッド部１５との間には、側面クラッド部１５よりもさらに屈折率の小さい領域が存在することとなる。その結果、各コア部１４と各側面クラッド部１５との境界付近では、より急峻な屈折率の勾配が形成され、これにより、各コア部１４からの光の漏れが確実に抑制されることとなる。その結果、光導波路１の伝送損失を特に小さくすることができる。
【０１４３】
また、屈折率分布Ｗは、全体で屈折率が連続的に変化している。これにより、屈折率が不連続的に変化している場合に比べて、コア部１４に光を閉じ込める作用がより増強されるため、伝送損失のさらなる低減が図られる。
【０１４４】
さらに、上述したような屈折率分布Ｗによれば、コア部１４のより中心部に近い部分を信号光が集中的に伝搬するため、光路ごとの伝搬時間に差が生じ難くなる。このため、信号光にパルス信号が含まれている場合でも、パルス信号の鈍り（パルス信号の広がり）を抑制することができる。その結果、光通信の品質をより高めることができる。
【０１４５】
なお、屈折率分布Ｗにおいて屈折率が連続的に変化しているとは、屈折率分布Ｗの曲線が各部で丸みを帯びており、かつ微分可能な曲線であるということである。
【０１４６】
また、本実施形態のように、コア層１３中にコア部１４と側面クラッド部１５とを作り込む場合、一般的には、屈折率差を形成する原理による制約から、コア部１４の平均屈折率と側面クラッド部１５の平均屈折率との間で十分な屈折率差を形成することが難しいが、本発明によれば、平均屈折率の差が小さくても、コア部１４に光を確実に閉じ込めることができる。このため、同一層からコア部１４と側面クラッド部１５とを形成する方法で製造される光導波路１において、本発明は特にその効果を発揮する。
【０１４７】
また、屈折率分布Ｗのうち、極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４は、図７に示すように、極小値Ｗｓ１とＷｓ２との間（コア部１４１）および極小値Ｗｓ３とＷｓ４との間（コア部１４２）に位置しているが、コア部１４１、１４２の中でもその幅の中心部に位置しているのが好ましい。これにより、各コア部１４１、１４２では、信号光がコア部１４１、１４２の幅の中心部に集まる確率が高くなり、相対的に側面クラッド部１５１、１５２、１５３に漏れ出る確率が低くなる。その結果、コア部１４１、１４２の伝送損失をより低減することができる。
【０１４８】
なお、コア部１４１の幅の中心部とは、極小値Ｗｓ１の位置と極小値Ｗｓ２の位置との中点から、その両側にコア部１４１の幅の３０％の距離の領域である。
【０１４９】
また、極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４の位置は、必ずしも中心部でなくても、コア部１４１、１４２の縁部近傍（各側面クラッド部１５１、１５２、１５３との界面近傍）以外に位置していれば、特性の著しい低下は免れる。すなわち、コア部１４１、１４２の伝送損失をある程度抑えることができる。
【０１５０】
なお、コア部１４１の縁部近傍とは、前述した縁部から内側に、コア部１４１の幅の５％の距離の領域である。
【０１５１】
一方、屈折率分布Ｗのうち、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５は、図７に示すように、極小値Ｗｓ１の左側（側面クラッド部１５１）、極小値Ｗｓ２と極小値Ｗｓ３との間（側面クラッド部１５２）、極小値Ｗｓ４の右側（側面クラッド部１５３）に位置しているが、特に側面クラッド部１５１、１５２、１５３の縁部近傍（コア部１４１、１４２との界面近傍）以外に位置しているのが好ましい。これにより、コア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４と、側面クラッド部１５１、１５２、１５３中の極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５とが、互いに十分に離間したものとなるため、コア部１４１、１４２中の信号光が、側面クラッド部１５１、１５２、１５３中に漏れ出る確率を十分に低くすることができる。その結果、コア部１４１、１４２の伝送損失を低減することができる。
【０１５２】
なお、側面クラッド部１５１、１５２、１５３の縁部近傍とは、前述した縁部から内側に、側面クラッド部１５１、１５２、１５３の幅の５％の距離の領域である。
【０１５３】
また、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５は、側面クラッド部１５１、１５２、１５３の幅の中央部に位置しており、しかも、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５から、それぞれに隣接する極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４に向かって、屈折率が連続的に低下しているのが好ましい。これにより、コア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４と側面クラッド部１５１、１５２、１５３中の極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５との離間距離は、最大限確保されることとなり、しかも極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５近傍に光を確実に閉じ込めることができるため、前述したコア部１４１、１４２からの信号光の漏出をより確実に抑制することができる。
【０１５４】
さらに、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５は、前述したコア部１４１、１４２に位置する極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４よりも相対的に小さいので、コア部１４１、１４２のような高い光伝送性は有しないものの、周囲よりも屈折率が若干高くなっているため、側面クラッド部１５１、１５２、１５３はわずかな光伝送性を有することとなる。その結果、側面クラッド部１５１、１５２、１５３は、コア部１４１、１４２から漏出した信号光を閉じ込めることができ、漏出した信号光が他のコア部へと波及するのを防止することを可能にする。すなわち、極大値Ｗｍ１、Ｗｍ３、Ｗｍ５が存在することで、各コア部１４間のクロストークを抑制することができる。
【０１５５】
なお、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４は、前述したように、側面クラッド部１５の平均屈折率ＷＡ未満であるが、その差は、所定の範囲内であることが望まれる。具体的には、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と側面クラッド部１５の平均屈折率ＷＡとの差は、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４とコア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４との差の３〜８０％程度であるのが好ましく、５〜５０％程度であるのがより好ましく、７〜３０％程度であるのがさらに好ましい。これにより、側面クラッド部１５は、クロストークを抑制するのに必要かつ十分な光伝送性を有するものとなる。なお、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４と側面クラッド部１５の平均屈折率ＷＡとの差が前記下限値を下回る場合は、側面クラッド部１５における光伝送性が小さ過ぎて、クロストークを十分に抑制することができないおそれがあり、前記上限値を上回る場合には、側面クラッド部１５における光伝送性が大き過ぎて、コア部１４１、１４２の光伝送性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０１５６】
なお、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４とコア部１４１、１４２中の極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４との屈折率差は、できるだけ大きい方がよいが、０．００５〜０．０７程度であるのが好ましく、０．００７〜０．０５程度であるのがより好ましく、０．０１〜０．０５程度であるのがさらに好ましい。これにより、上述した屈折率差が、コア部１４１、１４２中に光を閉じ込めるのに必要かつ十分なものとなる。
【０１５７】
また、コア部１４１、１４２における屈折率分布Ｗは、図７（ｂ）に示すように、横軸にコア層１３の横断面の幅方向の位置をとり、縦軸に屈折率をとったとき、極大値Ｗｍ２近傍および極大値Ｗｍ４近傍において、連続的に変化している形状であればよいが、好ましくは上に凸の略Ｕ字状（極大値近傍全体が丸みを帯びている）形状とされる。屈折率分布Ｗがこのような形状をなしていると、コア部１４１、１４２における光の閉じ込め作用がより顕著なものとなる。
【０１５８】
また、屈折率分布Ｗは、図７（ｂ）に示すように、極小値Ｗｓ１近傍、極小値Ｗｓ２近傍、極小値Ｗｓ３近傍、極小値Ｗｓ４近傍において、屈折率が連続的に変化している形状であればよいが、好ましくは下に凸の略Ｕ字状（極小値近傍全体が丸みを帯びている）形状とされる。
【０１５９】
なお、上述したような屈折率分布Ｗが形成された光導波路１では、複数のコア部１４１、１４２のうち、一方のコア部に光を入射したとき、他方のコア部への光の漏出が抑制される。すなわち、光導波路１ではクロストークを確実に抑制することができる。
【０１６０】
図８は、光導波路１のコア部１４１に光を入射したときの出射光の強度分布を示す図である。
【０１６１】
光導波路１のコア部１４１に光を入射すると、出射光の強度は、コア部１４１の出射端面の中心部において最も大きくなる。そして、コア部１４１の中心部から離れるにつれて出射光の強度は小さくなるが、光導波路１では、コア部１４１に隣り合うコア部１４２において極小値をとるような強度分布が得られる。このように光導波路１では、光を入射したコア部１４１に隣り合うコア部１４２の位置に出射光の強度分布の極小値が一致するため、コア部１４２におけるクロストークは極めて小さく抑えられることとなる。その結果、光導波路１は、多チャンネル化および高密度化によっても混信の発生を確実に防止することができる。
【０１６２】
このような出射光の強度分布は、光導波路１における屈折率分布Ｗの特徴的な分布形状に起因したものであると考えられる。すなわち、屈折率分布Ｗが、極小値とそれに隣接する高さの異なる２種類の極大値とを有し、かつ、全体で屈折率が連続的に変化している、という特徴的な分布になっているため、従来であればコア部１４２に漏れ出ていた光を、コア部１４２に隣接する側面クラッド部１５３等にシフトさせ、その結果、コア部１４２には強度分布の極小値が位置することになったと考えられる。このような理由から、光導波路１においてクロストークが抑えられることとなり、光導波路１は、クロストークの発生が抑制され、光通信の品質を高め得るものとなる。
【０１６３】
また、出射光の強度分布が側面クラッド部１５にシフトしたとしても、受光素子等はコア部１４の位置に合わせて配置されているため、混信を招くおそれはほとんどなく、光通信の品質を劣化させることはない。
【０１６４】
なお、上記のような出射光の強度分布は、屈折率分布Ｗが上記のような分布になっていれば必ず観測されるわけではなく、入射光のＮＡ（numerical aperture）やコア部１４１の横断面積、コア部１４１、１４２のピッチ等によっては、明瞭な極小値が観測されなかったり、あるいは極小値の位置がコア部１４２から外れたりする場合もあるが、このような場合でもクロストークは十分に抑制される。
【０１６５】
また、図７（ｂ）に示す屈折率分布Ｗにおいて、側面クラッド部１５における平均屈折率をＷＡとしたとき、極大値Ｗｍ２、Ｗｍ４近傍における屈折率が連続して平均屈折率ＷＡ以上である部分の幅をａ［μｍ］とし、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４近傍における屈折率が連続して平均屈折率ＷＡ未満である部分の幅をｂ［μｍ］とする。このとき、ｂは、０．０１ａ〜１．２ａ程度であるのが好ましく、０．０３ａ〜１ａ程度であるのがより好ましく、０．１ａ〜０．８ａ程度であるのがさらに好ましい。これにより、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４の実質的な幅が、上述した作用・効果を奏するのに必要かつ十分なものとなる。すなわち、ｂが前記下限値を下回っている場合は、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４の実質的な幅が狭過ぎるため、コア部１４１、１４２に光を閉じ込める作用が低下するおそれがある。一方、ｂが前記上限値を上回っている場合は、極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４の実質的な幅が広過ぎて、その分、コア部１４１、１４２の幅やピッチが制限され、伝送効率が低下したり多チャンネル化および高密度化が妨げられるおそれがある。
【０１６６】
また、側面クラッド部１５における平均屈折率ＷＡは、極大値Ｗｍ１と極小値Ｗｓ１との中点で近似される。
【０１６７】
（屈折率分布Ｔ）
図９（ｂ）に示す屈折率分布Ｔは、グレーデッドインデックス型の分布になっている。この屈折率分布Ｔにおいて相対的に屈折率が高い領域に対応する部分が各コア部１４、相対的に屈折率が低い領域に対応する部分がクラッド層１１、１２になっている。
【０１６８】
図９（ａ）は、第２実施形態の断面図の一部であり、図９（ｂ）は、断面図の厚さ方向に引かれた中心線Ｃ２上の屈折率分布Ｔの一例を模式的に示す図である。なお、図９（ｂ）は、横軸に屈折率をとり、縦軸に中心線Ｃ２上の位置をとったときの屈折率分布Ｔの一例を示す図である。
【０１６９】
ここで、屈折率分布Ｔは、光導波路１の厚さ方向のほぼ中心に位置し、屈折率がほぼ一定である高屈折率領域ＴＨと、高屈折率領域ＴＨの厚さ方向の両側に位置し、厚さ方向の両側に向かって屈折率が連続的に低下している中屈折率領域ＴＭと、各中屈折率領域ＴＭの厚さ方向の両側に位置し、屈折率がほぼ一定である低屈折率領域ＴＬと、を有している。すなわち、屈折率分布Ｔのうち、高屈折率領域ＴＨにおける屈折率は相対的に高く、低屈折率領域ＴＬにおける屈折率は高屈折率領域ＴＨより相対的に低く、中屈折率領域ＴＭでは、高屈折率領域ＴＨの屈折率と低屈折率領域ＴＬの屈折率とをつなぐように屈折率が連続的に変化している。このような屈折率分布Ｔは、いわゆるグレーデッドインデックス型の分布である。
【０１７０】
このような屈折率分布Ｔのうち、高屈折率領域ＴＨおよび中屈折率領域ＴＭに対応するのがコア部１４（コア層１３）であり、低屈折率領域ＴＬに対応するのが各クラッド層１１、１２である。
【０１７１】
換言すれば、コア層１３は、高屈折率領域ＴＨに対応する高屈折率層と、中屈折率領域ＴＭに対応する中間層により構成されており、各クラッド層１１、１２は、それぞれ、低屈折率領域ＴＬに対応する低屈折率層により構成されている。
【０１７２】
屈折率分布Ｔを有する光導波路１では、中屈折率領域ＴＭにおいて、コア部１４に入射された光が、その光路を徐々にコア部１４の中心軸側に変更しつつ伝搬される、という挙動を示す。このため、入射光は、コア部１４の中心軸に沿って伝搬し、各クラッド層１１、１２側には漏出し難くなる。その結果、このような屈折率分布Ｔを有する光導波路１では、伝送損失が抑えられることとなる。
【０１７３】
ここで、図９に示す屈折率分布Ｔでは、高屈折率領域ＴＨが、コア部１４の厚さ方向の中心部に位置している。これにより、コア部１４を伝搬する光は、コア部１４の厚さ方向の中心部に集まる確率が高くなり、相対的に各クラッド層１１、１２に漏れ出る確率がより低くなる。その結果、コア部１４の伝送損失をより低減することができる。
【０１７４】
このような屈折率分布Ｔは、例えば、上述した光導波路１を複数枚積層してなる光導波路において、その層間（光導波路同士の間）におけるクロストークの発生を確実に防止する作用をもたらす。すなわち、１層目のコア層１３中のコア部１４に光を入射したとき、その光が２層目のコア層１３中のコア部１４に侵入して混信を招くことが確実に防止される。したがって、光導波路１は、厚さ方向の多チャンネル化、高密度化を容易にするものである。
【０１７５】
なお、コア部１４に対応する領域の中心部とは、コア部１４の厚さ方向の中点から両側に、コア部１４の厚さの３０％の距離の領域である。
【０１７６】
また、高屈折率領域ＴＨの位置は、必ずしもコア部１４に対応する領域の中心部でなくてもよく、コア部１４の縁部近傍（各クラッド層１１、１２との界面近傍）以外に位置していれば、特性の著しい低下は免れる。これにより、コア部１４の伝送損失をある程度抑えることができる。
【０１７７】
なお、コア部１４の縁部近傍とは、前述した縁部から内側に、コア部１４の厚さの５％の距離の領域である。
【０１７８】
また、屈折率分布Ｔのうち、高屈折率領域ＴＨにおける屈折率ｎＨと、低屈折率領域ＴＬ（クラッド層１１およびクラッド層１２）における屈折率ｎＬとの屈折率差の割合（屈折率ｎＬに対する割合）は、できるだけ大きいほどよいが、好ましくは０．５％以上とされ、より好ましくは０．８％以上とされる。なお、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送する効果が低下する場合があり、一方、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。
【０１７９】
なお、屈折率ｎＨと屈折率ｎＬとの前記屈折率差の割合は、次式で表わされる。
屈折率差の割合（％）＝｜ｎＨ／ｎＬ−１｜×１００
【０１８０】
また、高屈折率領域ＴＨや低屈折率領域ＴＬでは、屈折率がほぼ一定であるが、具体的には、各領域における平均屈折率からのずれ量が、平均屈折率の１０％以下であるのが好ましく、５％以下であるのがより好ましい。
【０１８１】
また、光導波路１は、細長い帯状をなしており、上記のような屈折率分布Ｔは、光導波路１の長手方向全体においてほぼ同じ分布が維持されている。
【０１８２】
以上のような屈折率分布Ｔに基づいて、光導波路１は、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２の３層に分けられている。
【０１８３】
なお、本明細書では、説明の便宜上、光導波路１を上記３層に分けて説明しているが、上述したように屈折率分布Ｔの変化は連続的であり、それとともに３層の界面ではその組成も連続的に変化しているため、各層の境界は明瞭ではなく、視覚的に境界を識別することができない場合もある。
【０１８４】
なお、屈折率分布Ｔは、以下のような分布であってもよい。
図１０（ａ）は、第２実施形態の断面図の一部であり、図１０（ｂ）は、断面図の厚さ方向に引かれた中心線Ｃ３上の屈折率分布Ｔの一例を模式的に示す図である。なお、図１０（ｂ）は、横軸に屈折率をとり、縦軸に横断面のコア部の厚さ方向の位置をとったときの屈折率分布Ｔの一例を模式的に示す図である。
【０１８５】
図１０（ｂ）に示す屈折率分布Ｔは、その中心部に位置する極大値Ｔｍと、極大値Ｔｍの両側にそれぞれ位置する極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２を有している。なお、極大値Ｔｍの下側に位置する極小値をＴｓ１とし、上側に位置する極小値をＴｓ２とする。
【０１８６】
そして、図１０に示す光導波路１では、極小値Ｔｓ１と極小値Ｔｓ２との間の領域に極大値Ｔｍを含んでおり、かつ、この領域がコア部１４となる。
【０１８７】
一方、極小値Ｔｓ１の下側の領域がクラッド層１１となり、極小値Ｔｓ２の上側の領域がクラッド層１２となる。
【０１８８】
すなわち、屈折率分布Ｔは、極小値、極大値、極小値がこの順で並ぶ領域を有している。
【０１８９】
なお、この領域は、コア層１３が積層される数に応じて繰り返し設けられ、例えばコア層１３を２層設けた場合、屈折率分布Ｔでは、極小値と極大値が交互に並ぶこととなる。この場合、極大値については、相対的に大きい第１の極大値と、相対的に小さい第２の極大値が、交互に並んでいるのが好ましい。すなわち、第２の極大値、極小値、第１の極大値、極小値、第２の極大値、極小値、第１の極大値・・・のように並んでいればよい。
【０１９０】
また、これらの複数の極小値、複数の第１の極大値、および複数の第２の極大値は、それぞれ互いにほぼ同じ値であることが好ましいが、極小値は第１の極大値や第２の極大値より小さく、第２の極大値は第１の極大値より小さいという関係が保持されれば、互いの値が多少ずれていても差し支えない。その場合、ズレ量は、複数の極小値の平均値の１０％以内に抑えられているのが好ましい。
【０１９１】
また、光導波路１は、細長い帯状をなしており、上記のような屈折率分布Ｔは、光導波路１の長手方向全体においてほぼ同じ分布が維持されている。
【０１９２】
ここで、極小値Ｔｓ１は、クラッド層１１における平均屈折率ＴＡ未満であり、極小値Ｔｓ２は、クラッド層１２における平均屈折率ＴＡ未満である。これにより、コア部１４と各クラッド層１１、１２との間に、各クラッド層１１、１２よりもさらに屈折率の小さい領域が存在することとなる。その結果、各極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２の近傍では、より急峻な屈折率の勾配が形成され、これにより、各コア部１４から各クラッド層１１、１２への光の漏れが抑制されるため、伝送損失の小さい光導波路１が得られる。
【０１９３】
また、屈折率分布Ｔは、全体で屈折率が連続的に変化している。これにより、ステップインデックス型の屈折率分布を有する光導波路に比べ、コア部１４に光を閉じ込める作用がより増強されるため、伝送損失のさらなる低減が図られる。
【０１９４】
さらに、上述したような各極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２を有するとともに、屈折率が連続的に変化している屈折率分布Ｔによれば、コア部１４のより中心部に近い領域を伝送光が集中的に伝搬するため、光路ごとの伝搬時間に差が生じ難くなる。このため、伝送光にパルス信号が含まれている場合でも、パルス信号の鈍り（パルス信号の広がり）を抑制することができる。その結果、光通信の品質をより高め得る光導波路１が得られる。
【０１９５】
なお、屈折率分布Ｔにおいて屈折率が連続的に変化しているとは、屈折率分布Ｔの曲線が各部で丸みを帯びており、この曲線が微分可能であるという状態である。
【０１９６】
また、屈折率分布Ｔのうち、極大値Ｔｍは、図１０に示すようにコア部１４に位置しているが、コア部１４の中でもその厚さの中心部に位置している。これにより、コア部１４では、伝送光がコア部１４の厚さの中心部に集まる確率が高くなり、相対的に各クラッド層１１、１２に漏れ出る確率が低くなる。その結果、コア部１４１、１４２の伝送損失をより低減することができる。
【０１９７】
なお、コア部１４の厚さの中心部とは、極小値Ｔｓ１と極小値Ｔｓ２の中点から両側に、コア部１４の厚さの３０％の距離の領域である。
【０１９８】
また、極大値Ｔｍの位置は、できればコア部１４の厚さの中心部に位置していることが望まれるが、必ずしも中心部でなくても、コア部１４の縁部近傍（各クラッド層１１、１２との界面近傍）以外に位置していれば、特性の著しい低下は免れる。すなわち、コア部１４の伝送損失をある程度抑えることができる。
【０１９９】
なお、コア部１４の縁部近傍とは、前述した縁部から内側に、コア部１４の厚さの５％の距離の領域である。
【０２００】
一方、屈折率分布Ｔでは、各クラッド層１１、１２において、コア部１４との界面近傍以外で最も高く、コア部１４との界面近傍で最も低くなるよう屈折率が変化している。これにより、コア部１４中の極大値Ｔｍと、各クラッド層１１、１２中における屈折率の高い領域とが、互いに十分に離間したものとなるため、コア部１４中の伝送光が、各クラッド層１１、１２中に漏れ出る確率を十分に低くすることができる。その結果、コア部１４の伝送損失を低減することができる。
【０２０１】
なお、各クラッド層１１、１２におけるコア部１４との界面近傍とは、この界面から内側に、各クラッド層１１、１２の厚さの５％の距離の領域である。
【０２０２】
また、各クラッド層１１、１２における平均屈折率ＴＡは、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２と各クラッド層１１、１２における最大値との中点で近似される。
【０２０３】
また、前述したように複数のコア層１３を積層する場合には、相対的に大きい第１の極大値がコア部中に位置し、相対的に小さい第２の極大値はクラッド層中に位置することとなる。この場合、好ましくは、第２の極大値は、クラッド層の厚さの中央部に位置しているのが好ましい。これにより、コア部中に位置する第１の極大値と、クラッド層中に位置する第２の極大値との離間距離が、最大限確保され、しかもコア部から漏れ出た光が、他のコア部に侵入しないよう、クラッド層中に閉じ込めることができるようになる。これにより、複数のコア層１３を積層した場合でも、層間におけるクロストークを確実に抑制することができる。
【０２０４】
なお、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２は、前述したように、各クラッド層１１、１２の平均屈折率ＴＡ未満であるが、両者の差は、所定の範囲内であることが望まれる。具体的には、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２とクラッド層１１、１２の平均屈折率ＴＡとの差は、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２とコア部１４中の極大値Ｔｍとの差の３〜８０％程度であるのが好ましく、５〜５０％程度であるのがより好ましく、７〜３０％程度であるのがさらに好ましい。これにより、各クラッド層１１、１２は、クロストークを抑制するのに必要かつ十分な光伝送性を有するものとなる。なお、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２と各クラッド層１１、１２の平均屈折率ＴＡとの差が前記下限値を下回る場合は、各クラッド層１１、１２における光伝送性が小さ過ぎて、クロストークを十分に抑制することができないおそれがあり、前記上限値を上回る場合には、各クラッド層１１、１２における光伝送性が大き過ぎて、コア部１４の光伝送性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０２０５】
また、極小値Ｔｓ１、Ｔｓ２とコア部１４中の極大値Ｔｍとの屈折率差は、できるだけ大きい方がよいが、０．００５〜０．０７程度であるのが好ましく、０．００７〜０．０５程度であるのがより好ましく、０．０１〜０．０５程度であるのがさらに好ましい。これにより、上述した屈折率差が、コア部１４中に光を閉じ込めるのに必要かつ十分なものとなる。
【０２０６】
また、コア部１４における屈折率分布Ｔは、横軸にコア部１４の横断面の位置をとり、縦軸に屈折率をとったとき、極大値Ｔｍ近傍において、屈折率が連続的に変化している形状であれば上に凸の略Ｖ字状（極大値以外はほぼ直線状）をなしていてもよいが、好ましくは上に凸の略Ｕ字状（極大値近傍全体が丸みを帯びている）とされる。屈折率分布Ｔがこのような形状をなしていると、コア部１４における光の閉じ込め作用がより顕著なものとなる。
【０２０７】
また、屈折率分布Ｔは、極小値Ｔｓ１近傍および極小値Ｔｓ２近傍において、屈折率が連続的に変化している形状であれば下に凸の略Ｖ字状（極大値以外はほぼ直線状）をなしていてもよいが、好ましくは下に凸の略Ｕ字状（極大値近傍全体が丸みを帯びている）とされる。
【０２０８】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の光導波路モジュールの第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を示す縦断面図である。
【０２０９】
以下、第３実施形態について説明するが、第１、２実施形態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。なお、図１１において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０２１０】
図１１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１と回路基板２との間に設けられた実装基板１７を有する以外は、第１実施形態と同様である。
【０２１１】
実装基板１７は、光導波路１の上面を覆うよう構成されたものであり、光導波路１と回路基板２との間に配置されている。そして、実装基板１７は、光導波路１や回路基板２、発光素子３等を実装している。
【０２１２】
このような実装基板１７のうち、導体層２２、２３に設けられた開口部２２１、２３１に対応する位置には貫通孔１７１が形成されている。そして、光導波路１および実装基板１７は、この貫通孔１７１内にレンズ１００が突出するように配置されている。その上で、貫通孔１７１内のレンズ１００以外の空間を埋めるように、充填部１７２が配置されている。
【０２１３】
ここで、充填部１７２は、その屈折率がレンズ１００の屈折率より低いことが好ましく、その差は０．０１以上であるのがより好ましい。これにより、発光素子３から出射した信号光をレンズ１００に入射させる際、レンズ１００の表面における反射や散乱に伴って入射効率が低下するのを防止することができる。
【０２１４】
なお、充填部１７２の構成材料としては、透光性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。
【０２１５】
また、実装基板１７としては、例えば、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたものが挙げられる。具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁性基板の他、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板等が挙げられる。
【０２１６】
実装基板１７の平均厚さは、レンズ１００の高さより厚ければ特に限定されないが、好ましくは３００μｍ〜３ｍｍ程度、より好ましくは５００μｍ〜２．５ｍｍ程度とされる。
【０２１７】
また、貫通孔１７１の内径は、発光素子３から出射される信号光の出射角やミラー１６の有効面積に応じて適宜設定される。なお、これは、導体層２２、２３に設けられた開口部２２１、２３１についても同様である。
【０２１８】
なお、充填部１７２は、必要に応じて設けられればよく、省略してもよい。その場合、貫通孔１７１内は空気で充填されることとなり、レンズ１００との屈折率差を最大化することができる。その結果、この屈折率差に基づいて発現するレンズ１００による収束機能をより高めることができる。
【０２１９】
＜光導波路の製造方法および光導波路モジュールの製造方法＞
≪第１製造方法≫
次に、本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態および上述したような光導波路モジュールを製造する方法の一例について説明する。
【０２２０】
図１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１、回路基板２、発光素子３および半導体素子４を用意し、これらを実装することで製造される。
【０２２１】
このうち、回路基板２は、絶縁性基板２１の両面を覆うように導体層を形成した後、不要部分を除去（パターニング）し、配線パターンを含む導体層２２、２３を残存させることで形成される。
【０２２２】
導体層の製造方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法、電解めっき、無電解めっき等のめっき法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等が挙げられる。
【０２２３】
また、導体層のパターニング方法としては、例えばフォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせた方法が挙げられる。
【０２２４】
このようにして形成された回路基板２と、後述する方法で製造された光導波路１と、を接着層５により接着・固定する。
【０２２５】
次いで、回路基板２上に発光素子３および半導体素子４を搭載する。これにより、導体層２３と、発光素子３の電極３２および半導体素子４の電極４２とが電気的に接続される。
【０２２６】
この電気的接続は、例えば、ハンダやろう材を、バンプやボールの形態で、あるいはハンダペースト（ろう材ペースト）の形態で供給し、加熱によって溶融・固化させることで行われる。
【０２２７】
その後、封止材６１、６２を供給し、封止する。
以上のようにして光導波路モジュール１０が得られる。
【０２２８】
次に、光導波路の製造方法（本発明の光導波路の製造方法）の一例について説明する。
光導波路１は、下方からクラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２をこの順で積層してなる積層体（母材）と、この積層体の一部を除去することで形成されたミラー１６と、クラッド層１２の上面に形成されたレンズ１００と、を有している。
【０２２９】
図１２〜１４は、それぞれ図２に示す光導波路を製造する方法を説明するための模式図（縦断面図）である。なお、図１２、１４は、それぞれ光導波路の長手方向に沿って切断した縦断面図であり、図１３は、光導波路の幅方向に沿って切断した縦断面図である。
【０２３０】
以下、光導波路の製造方法を、［１］層９１０を形成する工程、［２］ミラー１６を形成する工程、に分けて説明する。
【０２３１】
［１］図１２（ｂ）に示す層９１０は、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を多色成形により一括成膜する方法、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を順次成膜して形成する方法、あるいは、クラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２をあらかじめ基材上に成膜した後、それぞれを基板から剥離して貼り合わせる方法等により製造される。
【０２３２】
ここでは、一例として、多色成形による方法について説明する。具体的には、［１−１］支持基板９５１上に２種類の光導波路形成用組成物９０１、９０２を層状に押出成形して層９１０を得る。［１−２］次いで、層９１０の一部に活性放射線を照射することで屈折率差を生じさせる。
【０２３３】
以下、各工程について順次説明する。
［１−１］まず、光導波路形成用組成物９０１、９０２を用意する。
【０２３４】
光導波路形成用組成物９０１、９０２は、それぞれ、ポリマー９１５と、添加剤９２０（本実施形態では、少なくともモノマーを含む。）と、を含有するものであるが、その組成はやや異なっている。
【０２３５】
２種類の組成物のうち、光導波路形成用組成物９０１は、主にコア層１３を形成するための材料であり、活性放射線の照射により、ポリマー９１５中において少なくともモノマーの活発な反応が生じ、それに伴って屈折率分布に変化を生じさせる材料である。すなわち、光導波路形成用組成物９０１は、ポリマー９１５とモノマーの存在比率の偏りによって屈折率分布に変化が生じ、その結果、コア層１３中にコア部１４と側面クラッド部１５とを形成することのできる材料である。
【０２３６】
一方、光導波路形成用組成物９０２は、主にクラッド層１１、１２を形成するための材料であり、光導波路形成用組成物９０１より低屈折率の材料で構成されている。
【０２３７】
光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との屈折率差は、それぞれに含まれるポリマー９１５の組成、モノマーの組成、ポリマー９１５とモノマーとの存在比率等を設定することにより、適宜調整することができる。
【０２３８】
例えば、モノマーの屈折率がポリマー９１５より低い場合、組成物中のモノマーの含有率は、光導波路形成用組成物９０１より光導波路形成用組成物９０２の方が高くなっている。一方、モノマーの屈折率がポリマー９１５より高い場合、組成物中のモノマーの含有率は、光導波路形成用組成物９０２より光導波路形成用組成物９０１の方が高くなっている。換言すれば、ポリマー９１５やモノマーの各屈折率に応じて、各光導波路形成用組成物９０１、９０２中のポリマー９１５および添加剤９２０の組成が適宜選択されている。
【０２３９】
また、光導波路形成用組成物９０１および光導波路形成用組成物９０２では、モノマーの含有率が互いにほぼ等しくなるよう、組成が設定されているのが好ましい。このように設定すれば、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との間で、モノマーの含有率の差が小さくなるため、これをきっかけにしたモノマーの拡散移動が抑制される。モノマーの拡散移動は、前述したように屈折率差の形成において有用であるが、望ましくない方向に移動することが避けられない場合もある。本発明では、後述する多色押出成形法により、層９１０の厚さ方向の屈折率分布を形成することが可能であるため、少なくとも厚さ方向においてはモノマーの拡散移動が抑制されていても差し支えなく、むしろ厚さ方向における意図しないモノマーの拡散移動は抑制される方が好ましい。意図しないモノマーの拡散移動を抑制することにより、最終的に目的とする形状の屈折率分布Ｔを有する光導波路１を確実に製造することができる。
【０２４０】
なお、モノマーの含有率をほぼ等しくした場合には、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との間で、ポリマー９１５またはモノマーの条件を異ならせればよい。また、用いるモノマーの組成、すなわち屈折率を異ならせるようにしてもよい。このようにすれば、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とでモノマーの含有率をほぼ等しくし、モノマーの拡散移動を抑制しながら、両者の間に屈折率差を形成することができる。
【０２４１】
次いで、支持基板９５１上に光導波路形成用組成物９０１、９０２を多色押出成形法により層状に成形する。
【０２４２】
多色押出成形法では、光導波路形成用組成物９０１を１層で押し出すと同時に、この層の両面側にそれぞれ光導波路形成用組成物９０２を押し出すことで、３層を積層してなる多色成形体９１４を一括形成する。具体的には、多色成形体９１４では、光導波路形成用組成物９０２、光導波路形成用組成物９０１、および光導波路形成用組成物９０２が、この順でそれぞれ押し出されるため、組成物同士の境界においては、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とがわずかに混濁している。したがって、組成物同士の境界近傍では、光導波路形成用組成物９０１の一部と光導波路形成用組成物９０２の一部とが混合し、厚さ方向に沿って混合比率が連続的に変化している領域が形成される。その結果、多色成形体９１４は、図１２（ａ）の下方から、光導波路形成用組成物９０２からなる第１成形層９１４ａ（第２の層状成形物）、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２の混合物からなる第２成形層９１４ｂ、光導波路形成用組成物９０１からなる第３成形層９１４ｃ（第１の層状成形物）、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２の混合物からなる第４成形層９１４ｄ、および光導波路形成用組成物９０２からなる第５成形層９１４ｅ（第２の層状成形物）が、この順で積層されたものとなる。
【０２４３】
そして、得られた多色成形体９１４中の溶媒を蒸発（脱溶媒）させ、層９１０を得る（図１２（ｂ）参照）。
【０２４４】
得られた層９１０は、図１２（ｂ）の下方から、第１成形層９１４ａから形成されるクラッド層１１と、第２成形層９１４ｂ、第３成形層９１４ｃおよび第４成形層９１４ｄから形成されるコア層１３と、第５成形層９１４ｅから形成されるクラッド層１２との積層体となる。
【０２４５】
得られた層９１０中では、ポリマー（マトリックス）９１５が実質的に一様かつランダムに存在し、添加剤９２０は、ポリマー９１５中に実質的に一様かつランダムに分散している。これにより、層９１０中には、添加剤９２０が実質的に一様かつランダムに分散している。
【０２４６】
層９１０の平均厚さは、形成すべき光導波路１の厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、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。
【０２４７】
なお、支持基板９５１には、例えば、シリコン基板、二酸化ケイ素基板、ガラス基板、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。
【０２４８】
ところで、このような層９１０を得るための多色成形体９１４は、以下のようなダイコーター（多色押出成形装置）８００を用いて製造される。
【０２４９】
図１７は、多色成形体９１４を得るダイコーターを示す斜視図、図１８は、ダイコーターの一部を拡大して示す縦断面図である。
【０２５０】
ダイコーター８００は、図１７に示すように、上リップ部８１１と、その下方に設けられた下リップ部８１２とを備えるダイヘッド８１０を有している。
【０２５１】
上リップ部８１１および下リップ部８１２は、それぞれ長尺のブロック体で構成され、互いに重ね合わされている。合わせ面には空洞のマニホールド８２０が形成されている。マニホールド８２０の幅はダイヘッド８１０の右側ほど広くなるよう連続的に拡張している。一方、マニホールド８２０の厚さはダイヘッド８１０の右側ほど小さくなるよう連続的に縮小している。そして、マニホールド８２０の右端では、空洞の幅が最大でかつ厚さが最小になっており、スリット８２１を形成している。
【０２５２】
このダイヘッド８１０は、マニホールド８２０の左側から供給された光導波路形成用組成物９０１、９０２をスリット８２１から右側に成形しつつ押し出すことができる。すなわち、スリット８２１の形状に応じて、多色成形体９１４の幅および厚さが決定される。
【０２５３】
ダイヘッド８１０の左側には、ミキシングユニット８３０が設けられている。ミキシングユニット８３０は、光導波路形成用組成物９０１、９０２をそれぞれダイヘッド８１０に供給するための２系統の配管を組み合わせて構成されており、光導波路形成用組成物９０１をダイヘッド８１０に供給する第１の供給管８３１と、光導波路形成用組成物９０２をダイヘッド８１０に供給する第２の供給管８３２とを有している。
【０２５４】
また、第１の供給管８３１および第２の供給管８３２から供給された光導波路形成用組成物９０１、９０２は、ダイヘッド８１０との接続を担う接続部８３５において合流し、ダイヘッド８１０のマニホールド８２０へと供給される。なお、第２の供給管８３２は、途中で上下２つに分岐し、接続部８３５の上層部および下層部にそれぞれ接続されている。一方、第１の供給管８３１は、接続部８３５の中層部に接続されている。すなわち、接続部８３５では、光導波路形成用組成物９０１で構成される１層の流れを、光導波路形成用組成物９０２で構成される上下２層の流れで挟み込むようにして合流している。
【０２５５】
また、ミキシングユニット８３０は、第１の供給管８３１と第２の供給管８３２との合流地点に設けられた、複数のピン８３６を有している。これらのピン８３６は、長尺の円柱状をなしており、その軸と、第１の供給管８３１および第２の供給管８３２の延伸方向とがほぼ直交するよう配置されている。また、図１８では、これらのピン８３６が、接続部８３５の上層部と中層部との間、および、下層部と中層部との間にそれぞれ３本ずつ設けられている。なお、ピン８３６の本数は特に限定されないが、好ましくは２本以上とされ、より好ましくは３〜１０本程度とされる。また、ピン８３６は、光導波路形成用組成物９０１、９０２間に乱流を生じさせ得るものであれば、他の構造物（例えば、メッシュ、パンチングメタル等）で代替することもできる。
【０２５６】
ダイヘッド８１０の右側には、多色押出成形された多色成形体９１４を搬送する搬送部８４０が設けられている。搬送部８４０は、ローラー８４１と、ローラー８４１に沿って移動する搬送フィルム８４２とを有している。搬送フィルム８４２はローラー８４１の回転により、図１７の下方から右側へと搬送されるが、その際に、ローラー８４１上にて多色成形体９１４を積層する。これにより、多色成形体９１４の形状を保持しつつ、右側へと搬送することができる。
【０２５７】
次いで、ダイコーター８００の動作について説明する。
ミキシングユニット８３０に光導波路形成用組成物９０１、９０２が同時に供給されると、接続部８３５において３層の層流が形成される。接続部８３５において光導波路形成用組成物９０１、９０２が合流する際、合流部に設けられた複数のピン８３６の作用により、光導波路形成用組成物９０１、９０２の流れに乱れが生じる。この乱れは、層流間の境界を不明瞭とし、境界では光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とが混在した領域が形成される。
【０２５８】
このようにして形成された層流は、ダイヘッド８１０のマニホールド８２０において、幅方向に拡張されるとともに厚さ方向には圧縮される。その結果、前述したような、第１成形層９１４ａ、第２成形層９１４ｂ、第３成形層９１４ｃ、第４成形層９１４ｄ、および第５成形層９１４ｅが、下方からこの順で積層されてなる多色成形体９１４が形成される。そしてこのような多色成形体９１４を用いることにより、最終的に前述した厚さ方向の屈折率分布Ｔを有する光導波路１が得られる。
【０２５９】
なお、多色成形体９１４は、搬送フィルム８４２上に形成されるが、この搬送フィルム８４２をそのまま前述した支持基板９５１として利用することもできる。
【０２６０】
また、図１７に示すダイコーター８００は、コア層１３を１層含む層９１０を形成可能であるが、コア層１３を複数層設ける場合には、それに応じて、ミキシングユニット８３０の構造を変更すればよい。具体的には、コア層１３の層数に応じて第１の供給管８３１を分岐し、さらに、各第１の供給管８３１から押し出された光導波路形成用組成物９０１の各層を挟むように、第２の供給管８３２の分岐数を増やすようにすればよい。
【０２６１】
図１９は、ミキシングユニット８３０の他の構成例を示す断面図である。なお、図１９では、複雑になるのを避けるため、第１の供給管８３１および第２の供給管８３２の管軸を線で模式的に示しており、各供給管８３１、８３２に各組成物を注入する始点を●印で示している。また、光導波路形成用組成物９０１の流れを実線の矢印で、光導波路形成用組成物９０２の流れを破線の矢印で、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２の混合物の流れを一点鎖線の矢印で、それぞれ示している。
【０２６２】
図１９に示す第１の供給管８３１は、始点８３１ａから３つに分岐しており、このうち、中央の分岐管８３１１は、真っ直ぐにダイヘッド８１０方向に延伸している。
【０２６３】
一方、中央の分岐管８３１１の上方には、始点８３１ａから分岐した分岐管８３１２が斜めに延伸しており、中央の分岐管８３１１の下方には、始点８３１ａから分岐した分岐管８３１３が斜めに延伸している。
【０２６４】
中央の分岐管８３１１からやや上方に離れた位置には、第２の供給管８３２の第１の始点８３２ａが設けられており、この第１の始点８３２ａからは分岐した分岐管８３２１が上方に延伸しており、また、分岐した分岐管８３２２が下方に延伸している。
【０２６５】
このうち、下方に延伸した分岐管８３２２は、合流点Ｊ１で中央の分岐管８３１１に合流している。
【０２６６】
また、上方に延伸した分岐管８３２１は、上述した分岐管８３１２と混合点Ｍ１で合流するよう構成されている。混合点Ｍ１より先では、分岐管８３２１と分岐管８３１２とが集合管８３３１に集約されており、この集合管８３３１は、分岐管８３２２よりもダイヘッド８１０側（先端側）に位置する合流点Ｊ２で中央の分岐管８３１１に合流している。
【０２６７】
一方、中央の分岐管８３１１からやや下方に離れた位置には、第２の供給管８３２の第２の始点８３２ｂが設けられており、この第２の始点８３２ｂからは分岐した分岐管８３２３が上方に延伸しており、また、分岐した分岐管８３２４が下方に延伸している。
【０２６８】
このうち、上方に延伸した分岐管８３２３は、合流点Ｊ１で中央の分岐管８３１１に合流している。
【０２６９】
また、下方に延伸した分岐管８３２４は、上述した分岐管８３１３と混合点Ｍ２で合流するよう構成されている。混合点Ｍ２より先では、分岐管８３２３と分岐管８３２４とが集合管８３３２に集約されており、この集合管８３３２は、分岐管８３２３よりもダイヘッド８１０側（先端側）に位置する合流点Ｊ２で中央の分岐管８３１１に合流している。
【０２７０】
また、各混合点Ｍ１、Ｍ２および各合流点Ｊ１、Ｊ２には、前述したピン８３６が設けられている（図示せず）。なお、各混合点Ｍ１、Ｍ２では、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とが完全に混合されるよう、ピン８３６の配置および本数が設定されている。一方、各合流点Ｊ１、Ｊ２では、光導波路形成用組成物９０１と前記混合物とが部分的に混合されるよう、ピン８３６の配置および本数が設定されている。
【０２７１】
ここで、第１の供給管８３１の始点８３１ａには、光導波路形成用組成物９０１が注入される一方、第２の供給管８３２の第１の始点８３２ａおよび第２の始点８３２ｂには、光導波路形成用組成物９０２が注入される。
【０２７２】
光導波路形成用組成物９０１は、中央の分岐管８３１１を介して、多色成形体９１４の中央の層を構成することとなる。
【０２７３】
一方、光導波路形成用組成物９０２は、分岐管８３２２と分岐管８３２３とを介して、中央の層を挟むように合流する。
【０２７４】
さらに、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との混合物は、第２の供給管８３２を介して、上記の光導波路形成用組成物９０２で構成された層を挟むように合流する。
以上のようにして多色成形体９１４が成形される。
【０２７５】
なお、ピン８３６は必要に応じて設けるようにすればよく、例えば、屈折率分布Ｔをステップインデックス型にする場合には、省略するようにしてもよい。この場合、各組成物の流れには乱れが生じないので、層流間の境界が比較的明瞭となり、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とが混在した領域はほとんど形成されない。このようにして得られた層９１０を用いれば、厚さ方向の屈折率が階段状に変化した屈折率分布Ｔを有するステップインデックス型の光導波路１も製造することができる。
【０２７６】
また、第１の供給管８３１からの光導波路形成用組成物９０１の供給条件、例えば、第１の供給管８３１の内径、第２の供給管８３２に対する第１の供給管８３１の合流角度、単位時間当たりの供給量、供給圧力、粘度、温度等と、第２の供給管８３２からの光導波路形成用組成物９０２の供給条件、例えば、第２の供給管８３２の内径、第１の供給管８３１に対する第２の供給管８３２の合流角度、単位時間当たりの供給量、供給圧力、粘度、温度等と、を適宜設定することにより、多色成形体９１４中の各組成物の占有率を変更することができる。これにより、最終的に光導波路１の屈折率分布Ｔの形状を自在に変更することができる。
【０２７７】
なお、上記多色押出成形法およびダイコーターは、多色成形体９１４を製造する方法および装置の一例であり、層間での組成物の混濁を生じ得る方法および装置であれば、例えば射出成形法（装置）、塗布法（装置）、印刷法（装置）等の各種方法（装置）を用いることもできる。
【０２７８】
以上のようにして得られた層９１０では、厚さ方向において組成が連続的に変化し、これにより厚さ方向において屈折率が連続的に変化した屈折率分布Ｔが形成されている。
【０２７９】
次に、各光導波路形成用組成物９０１、９０２に含まれるポリマー９１５および添加剤９２０について説明する。
【０２８０】
（ポリマー）
ポリマー９１５は、コア層のベースポリマーとなるものである。
【０２８１】
ポリマー９１５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、その中でも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。
【０２８２】
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、光導波路形成用組成物９０１、９０２中や層９１０中においてポリマー９１５と相分離を起こさないことをいう。
【０２８３】
このようなポリマー９１５としては、例えば、ノルボルネン系樹脂やベンゾシクロブテン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、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、エポキシ系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、シリコーン系樹脂、ポリウレタン、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（ポリマーアロイ、ポリマーブレンド（混合物）、共重合体など）用いることができる。
【０２８４】
これらの中でも、特に、環状オレフィン系樹脂を主とするものが好ましい。ポリマー９１５として環状オレフィン系樹脂を用いることにより、優れた光伝送性能や耐熱性を有する光導波路１を得ることができる。
【０２８５】
環状オレフィン系樹脂としては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが用いられる。
【０２８６】
一方、ポリマー９１５は、前述したようにアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン等であってもよい。
【０２８７】
このうち、アクリル系樹脂およびメタクリル系樹脂としては、例えば、ポリ（メチルアクリレート）、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（エポキシアクリレート）、ポリ（エポキシメタクリレート）、ポリ（アミノアクリレート）、ポリ（アミノメタクリレート）、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ（イソシアナートアクリレート）、ポリ（イソシアナートメタクリレート）、ポリ（シアナートアクリレート）、ポリ（シアナートメタクリレート）、ポリ（チオエポキシアクリレート）、ポリ（チオエポキシメタクリレート）、ポリ（アリルアクリレート）、ポリ（アリルメタクリレート）、アクリレート・エポキシアクリレート共重合体（メチルメタクリレートとグリシジルメタクリレートの共重合体）、スチレン・エポキシアクリレート共重合体等が挙げられ、これらの１種または２種以上の複合材料が用いられる。
【０２８８】
また、エポキシ系樹脂としては、例えば、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂およびトリグリシジルイソシアヌレート等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上の複合材料が用いられる。
【０２８９】
また、ポリイミドとしては、ポリイミド樹脂前駆体であるポリアミド酸を閉環し、硬化（イミド化）させることにより得られる樹脂であれば、特に限定されない。
【０２９０】
ポリアミド酸としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド中、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを等モル比にて反応させることにより、溶液として得ることができる。
【０２９１】
このうち、テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン酸二無水物等が挙げられる。
【０２９２】
一方、ジアミンとしては、例えば、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−２，２−ジメチルビフェニル、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル等が挙げられる。
【０２９３】
また、シリコーン系樹脂としては、例えば、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー等が挙げられる。これらのシリコーン系樹脂は、シリコーンゴムモノマーまたはオリゴマーと硬化剤とを反応させることにより得られるものである。
【０２９４】
シリコーンゴムモノマーまたはオリゴマーとしては、例えば、メチルシロキサン基、エチルシロキサン基、フェニルシロキサン基を含むものが挙げられる。
【０２９５】
また、シリコーンゴムモノマーまたはオリゴマーとしては、光反応性を付与するため、例えば、エポキシ基、ビニルエーテル基、アクリル基等の官能基を導入してなるものが好ましく用いられる。
【０２９６】
また、フッ素系樹脂としては、例えば、含フッ素脂肪族環構造を有するモノマーから得られる重合体、２つ以上の重合性不飽和結合を有する含フッ素モノマーを環化重合して得られる重合体、含フッ素系モノマーとラジカル重合性単量体とを共重合して得られる重合体等が挙げられる。
【０２９７】
含フッ素脂肪族環構造としては、例えば、ペルフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）、ペルフルオロ（４−メチル−１，３−ジオキソール）、ペルフルオロ（４−メトキシ−１，３−ジオキソール）等が挙げられる。
【０２９８】
また、含フッ素モノマーとしては、例えば、ペルフルオロ（アリルビニルエーテル）、ペルフルオロ（ブテニルビニルエーテル）等が挙げられる。
【０２９９】
また、ラジカル重合性モノマーとしては、例えば、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）等が挙げられる。
【０３００】
なお、コア層の各部の屈折率は、各部におけるポリマー９１５の屈折率とモノマーの屈折率の相対的な大小関係とその存在比率に応じて決定されるため、用いるモノマーの種類に応じてポリマー９１５の屈折率を適宜調整するようにしてもよい。
【０３０１】
例えば、比較的高い屈折率を有するポリマー９１５を得るためには、分子構造中に、芳香族環（芳香族基）、窒素原子、臭素原子や塩素原子を有するモノマーを一般的に選択して、ポリマー９１５が合成（重合）される。一方、比較的低い屈折率を有するポリマー９１５を得るためには、分子構造中に、アルキル基、フッ素原子やエーテル構造（エーテル基）を有するモノマーを一般的に選択して、ポリマー９１５が合成（重合）される。
【０３０２】
比較的高い屈折率を有するノルボルネン系樹脂としては、アラ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。かかるノルボルネン系樹脂は、特に高い屈折率を有する。
【０３０３】
アラルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアラルキル基（アリールアルキル基）としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、フルオレニルエチル基、フルオレニルプロピル基等が挙げられるが、ベンジル基やフェニルエチル基が特に好ましい。かかる繰り返し単位を有するノルボルネン系樹脂は、極めて高い屈折率を有するものであることから好ましい。
【０３０４】
また、以上のようなポリマー９１５は、主鎖から分岐し、活性放射線の照射により、その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）を有していてもよい。離脱性基の離脱によりポリマー９１５の屈折率が低下するため、ポリマー９１５は、活性放射線の照射の有無によって屈折率差を形成することができる。
【０３０５】
このような離脱性基を有するポリマー９１５としては、例えば、分子構造中に、−Ｏ−構造、−Ｓｉ−アリール構造および−Ｏ−Ｓｉ−構造のうちの少なくとも１つを有するものが挙げられる。かかる離脱性基は、カチオンの作用により比較的容易に離脱する。
【０３０６】
このうち、離脱により樹脂の屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Ｓｉ−ジフェニル構造および−Ｏ−Ｓｉ−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。
【０３０７】
ここで、側鎖に離脱性基を有するポリマー９１５としては、例えばシクロヘキセン、シクロオクテン等の単環体モノマーの重合体、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、トリシクロペンタジエン、ジヒドロトリシクロペンタジエン、テトラシクロペンタジエン、ジヒドロテトラシクロペンタジエン等の多環体モノマーの重合体等の環状オレフィン系樹脂が挙げられる。これらの中でも多環体モノマーの重合体の中から選ばれる１種以上の環状オレフィン系樹脂が好ましく用いられる。これにより、樹脂の耐熱性を向上することができる。
【０３０８】
なお、重合形態としては、ランダム重合、ブロック重合等の公知の形態を適用することができる。例えばノルボルネン型モノマーの重合の具体例としては、ノルボルネン型モノマーの（共）重合体、ノルボルネン型モノマーとα−オレフィン類などの共重合可能な他のモノマーとの共重合体、およびこれらの共重合体の水素添加物などが具体例に該当する。これら環状オレフィン系樹脂は、公知の重合法により製造することが可能であり、その重合方法には付加重合法と開環重合法とがあり、前述の中でも付加重合法で得られる環状オレフィン系樹脂（特にノルボルネン系樹脂）が好ましい（すなわち、ノルボルネン系化合物の付加重合体）。これにより、透明性、耐熱性および可撓性に優れる。
【０３０９】
側鎖に離脱性基を有するポリマー９１５の具体例としては、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。
【０３１０】
一方、別の離脱性基としては、例えば、末端にアセトフェノン構造を有する置換基が挙げられる。この離脱性基は、フリーラジカルの作用により比較的容易に離脱する。
【０３１１】
前記離脱性基の含有量は、特に限定されないが、前記側鎖に離脱性基を有するポリマー９１５中の１０〜８０重量％であるのが好ましく、特に２０〜６０重量％であるのがより好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に可撓性と屈折率変調機能（屈折率差を変化させる効果）との両立に優れる。
【０３１２】
例えば、離脱性基の含有量を多くすることにより、屈折率を変化させる幅を拡張することができる。
【０３１３】
また、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との間で、含まれるポリマー９１５は同じ組成のものでも、異なる組成のものでもよい。なお、同じ組成のものを用いることで、互いの相溶性が高くなるため、組成物同士が混合し易くなる。これにより、屈折率分布Ｔの連続性を高めることができる。
【０３１４】
また、異なる組成のものを用いる場合、ポリマー９１５の基本組成は同じであるものの、離脱性基（反応媒体）の有無を変えるようにしてもよい。例えば、光導波路形成用組成物９０１が含有するポリマー９１５は離脱性基を含む一方、光導波路形成用組成物９０２が含有するポリマー９１５は離脱性基を含まないのが好ましい。これにより、コア層１３においてのみ、離脱性基の離脱が生じ、層内で屈折率差が形成するとともに、クラッド層１１、１２では、離脱性基の離脱が生じないので、層内で屈折率が変化せず、クラッド層１１、１２の屈折率を比較的均一にすることができる。なお、この場合、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２の双方において添加剤９２０（モノマー、重合開始剤等）の添加を省略することができる。
【０３１５】
一方、少なくとも光導波路形成用組成物９０１中の後述する添加剤９２０がモノマーを含んでいる場合には、各光導波路形成用組成物９０１、９０２が含有するポリマー９１５は、必ずしも離脱性基を含んでいなくてもよい。
【０３１６】
（添加剤）
添加剤９２０は、モノマーおよび重合開始剤を含んでいる。
【０３１７】
（（モノマー））
モノマーは、後述する活性放射線の照射により、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、それとともにモノマーが拡散移動することで、層９１０において照射領域と非照射領域との間に屈折率差を生じさせ得るような化合物である。
【０３１８】
モノマーの反応物としては、モノマーがポリマー９１５中で重合して形成されたポリマー（重合体）、モノマーがポリマー９１５同士を架橋してなる架橋構造、および、モノマーがポリマー９１５に重合してポリマー９１５から分岐した分岐構造のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０３１９】
ところで、照射領域と非照射領域との間に生じる屈折率差は、ポリマー９１５の屈折率とモノマーの屈折率との差に基づいて生じることから、添加剤９２０中に含まれるモノマーは、ポリマー９１５の屈折率との大小関係を考慮して選択される。
【０３２０】
具体的には、層９１０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９１５と、このポリマー９１５に対して高い屈折率を有するモノマーとを組み合わせて使用される。一方、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９１５と、このポリマー９１５に対して低い屈折率を有するモノマーとを組み合わせて使用される。
【０３２１】
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ものである。
【０３２２】
そして、モノマーの反応（反応物の生成）により、層９１０において照射領域の屈折率が低下する場合、当該部分がコア層の側面クラッド部および低屈折率層となり、照射領域の屈折率が上昇する場合、当該部分がコア層のコア部となる。
【０３２３】
なお、モノマーとしては、ポリマー９１５との相溶性を有し、ポリマー９１５との屈折率差が０．０１以上であるものが好ましく用いられる。
【０３２４】
このようなモノマーとしては、重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、ノルボルネン系モノマー、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、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、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。
【０３２５】
これらの中でも、モノマーとしては、オキセタニル基またはエポキシ基等の環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマー、あるいはノルボルネン系モノマーを用いるのが好ましい。環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマーを用いることにより、環状エーテル基の開環が起こり易いため、速やかに反応し得るモノマーが得られる。また、ノルボルネン系モノマーを用いることにより、光伝送性能に優れ、かつ、耐熱性および柔軟性に優れるコア層（光導波路１）が得られる。
【０３２６】
このうち、環状エーテル基を有するモノマーの分子量（重量平均分子量）またはオリゴマーの分子量（重量平均分子量）は、それぞれ１００以上４００以下であるのが好ましい。
【０３２７】
オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーとしては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。これらの中でも特に下記式（１５）、（２０）で表わされるものが好ましい。
【０３２８】
【化１】
【０３２９】
【化２】
【０３３０】
また、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーとしては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。これらの中でも特に下記式（３７）で表わされるものが好ましい。
【０３３１】
【化３】
【０３３２】
なお、上記以外のモノマー、例えばアクリル酸（メタクリル酸）系モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、アクリロニトリル等が挙げられ、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。
【０３３３】
具体的には、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸２−ブトキシエチル等が挙げられる。
【０３３４】
また、ビニルエーテル系モノマーとしては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ペンチルビニルエーテル、ｎ−ヘキシルビニルエーテル、ｎ−オクチルビニルエーテル、ｎ−ドデシルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類またはシクロアルキルビニルエーテル類が挙げられ、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。
【０３３５】
また、スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種を組み合わせて用いることができる。
【０３３６】
なお、これらのモノマーと前述したポリマー９１５との組み合わせは、特に限定されず、いかなる組み合わせであってもよい。
【０３３７】
また、モノマーは、その少なくとも一部が上述したようにオリゴマー化していてもよい。
【０３３８】
これらのモノマーの添加量は、ポリマー１００重量部に対し、１重量部以上５０重量部以下であることが好ましく、２重量部以上２０重量部以下であることがより好ましい。これにより、屈折率変調を可能にし、可撓性と耐熱性との両立が図れるという効果がある。
【０３３９】
なお、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２との間で、含まれるモノマーは同じ組成のものでも、異なる組成のものでもよい。同じ組成のものを用いることで、相互のモノマーの拡散移動が確実に生じるため、上述した屈折率分布Ｔをより明確化することができる。その結果、特性に優れた光導波路１が得られる。
【０３４０】
また、光導波路形成用組成物９０１がモノマーを含む一方、光導波路形成用組成物９０２がモノマーを含まないようにしてもよい。この場合、各クラッド層１１、１２では、層内でのモノマーの拡散移動が生じないので、各クラッド層１１、１２の層内の屈折率を均一にすることができる。
【０３４１】
（（重合開始剤））
重合開始剤は、活性放射線の照射に伴ってモノマーに作用し、モノマーの反応を促すものであり、モノマーの反応性を考慮し、必要に応じて添加される。
【０３４２】
用いる重合開始剤としては、モノマーの重合反応または架橋反応の種類に応じて適宜選択される。例えば、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、スチレン系モノマーには専らラジカル重合開始剤が、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマーには専らカチオン重合開始剤が好ましく用いられる。
【０３４３】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類等が挙げられる。
【０３４４】
一方、カチオン重合開始剤としては、例えば、ジアゾニウム塩のようなルイス酸発生型のもの、ヨードニウム塩、スルホニウム塩のようなブレンステッド酸発生型のもの等が挙げられる。
【０３４５】
特に、モノマーとして環状エーテル基を有するモノマーを用いる場合には、以下のようなカチオン重合開始剤（光酸発生剤）が好ましく用いられる。具体的には、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。
【０３４６】
なお、本実施形態では、上述したように、光導波路形成用組成物９０１中の添加剤９２０が重合開始剤を含んでいる一方、光導波路形成用組成物９０２中の添加剤９２０は重合開始剤を含んでいないため、コア層１３においてのみ、層内でモノマーの重合反応が促進され、クラッド層１１、１２では、モノマーの重合反応が促進されない。したがって、クラッド層１１、１２では屈折率の変化が抑えられ、層内での屈折率を比較的均一にすることができる。
【０３４７】
ただし、重合開始剤の添加については、上記の場合に限定されず、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２の双方が重合開始剤を含んでいてもよい。この場合、クラッド層１１、１２ではできるだけモノマーの重合反応を抑えることが好ましいので、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とで含まれる重合開始剤の種類や添加量を異ならせるようにすればよい。具体的には、例えば、光導波路形成用組成物９０１に含まれる重合開始剤として後述する活性放射線９３０の波長に対して反応性の高いものを用い、光導波路形成用組成物９０２に含まれる重合開始剤として後述する活性放射線９３０の波長に対して反応性の低いものを用いればよい。また、同じ種類の重合開始剤を用いる場合には、光導波路形成用組成物９０１に比べて光導波路形成用組成物９０２への添加量を少なくすればよい。
【０３４８】
さらに、光導波路形成用組成物９０１に含まれる重合開始剤として光酸発生剤を用い、光導波路形成用組成物９０２に含まれる重合開始剤として熱酸発生剤を用いるようにしてもよい。これにより、活性放射線９３０の照射に伴って主にコア層１３の層内でのみモノマーの重合反応が促進され、屈折率分布Ｗが形成される一方、クラッド層１１、１２ではモノマーの重合反応が促進されない。屈折率分布Ｗが形成された後、層９１０に熱を加えることにより、今度はクラッド層１１、１２においてモノマーの重合反応が促進される。その結果、層９１０では、厚さ方向の屈折率分布が固定される。
【０３４９】
熱酸発生剤としては、例えば、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルフォン酸、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルフォン酸のようなスルホニウム塩型化合物、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルフォン酸、ジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルフォン酸のようなヨードニウム塩型化合物、ペンタフェニルホスニウムトリフルオロメタンスルフォン酸、ペンタフェニルホスニウムノナフルオロブタンスルフォン酸のようなホスニウム塩型化合物等が挙げられる。
【０３５０】
また、添加剤９２０は、モノマーや重合開始剤に加え、増感剤等を含んでいてもよい。
このうち、増感剤は、光に対する重合開始剤の感度を増大して、重合開始剤の活性化（反応または分解）に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、重合開始剤の活性化に適する波長に光の波長を変化させる機能を有するものである。具体的には、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。
【０３５１】
なお、添加剤９２０はこの他に、触媒前駆体、助触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、無機粒子、老化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等を含んでいてもよい。
【０３５２】
以上のようなポリマー９１５と添加剤９２０とを含有する層９１０は、ポリマー９１５中に一様に分散する添加剤９２０の作用により、所定の屈折率を有している。
【０３５３】
このような層９１０は、上述したような活性放射線に反応するモノマー等を含んでいるため、厚さ方向には前述した屈折率分布Ｔを有する一方、幅方向には、活性放射線の照射の有無により、屈折率差を形成することのできる屈折率調整能を潜在的に有するものとなる。
【０３５４】
したがって、層９１０は、単に活性放射線を選択的に照射するのみで、厚さ方向に光信号の伝送効率に優れた屈折率分布Ｔを有し、幅方向にも光信号の伝送効率に優れた屈折率分布Ｗを有する光導波路１を容易に製造し得るという優れた特徴を有するものとなる。
【０３５５】
なお、多数の層９１０を製造、保管しておき、その後、必要数に対して活性放射線を照射すれば、簡単に光導波路１を製造することができ、製造効率の観点から有用である。
【０３５６】
［１−２］次に、開口（窓）９３５１が形成されたマスク（マスキング）９３５を用意し、このマスク９３５を介して、層９１０に活性放射線９３０を照射する（図１３参照）。
【０３５７】
以下では、モノマーとして、ポリマー９１５より低い屈折率を有するものを用いる場合を一例に説明する。また、これに対応して、層９１０を形成するために用いた光導波路形成用組成物９０１、９０２において、ポリマー９１５の組成が、（光導波路形成用組成物９０１の屈折率）＞（光導波路形成用組成物９０２の屈折率）の関係を満足するよう設定されている。これにより、層９１０では、厚さ方向の中央部が最も屈折率が高く、両面側に向かって屈折率が連続的に低下する屈折率分布Ｔが形成されている。
【０３５８】
また、ここで示す例では、活性放射線９３０の照射領域９２５が主に側面クラッド部１５となる。
【０３５９】
したがって、ここで示す例では、マスク９３５には、主に、形成すべき側面クラッド部１５のパターンと等価な開口（窓）９３５１が形成される。この開口９３５１は、照射する活性放射線９３０が透過する透過部を形成するものである。なお、コア部１４や側面クラッド部１５のパターンは、活性放射線９３０の照射に応じて形成される屈折率分布Ｗに基づいて決まるため、開口９３５１のパターンと側面クラッド部１５のパターンとは完全に一致するものではなく、前記両パターンには多少のずれが生じる場合もある。
【０３６０】
マスク９３５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９１０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。
【０３６１】
マスク９３５として好ましいものの例としては、石英ガラスやＰＥＴ基材等で作製されたフォトマスク、ステンシルマスク、気相成膜法（蒸着、スパッタリング等）により形成された金属薄膜等が挙げられるが、これらの中でもフォトマスクやステンシルマスクを用いるのが特に好ましい。微細なパターンを精度良く形成することができるとともに、ハンドリングがし易く、生産性の向上に有利であるからである。
【０３６２】
また、図１３においては、マスク９３５の開口（窓）９３５１は、活性放射線９３０の照射領域９２５のパターンに沿ってマスクを部分的に除去したものを示したが、前記石英ガラスやＰＥＴ基材等で作製されたフォトマスクを用いる場合、該フォトマスク上に例えばクロム等の金属による遮蔽材で構成された活性放射線９３０の遮蔽部を設けたものを用いることもできる。このマスクでは、遮蔽部以外の部分が前記窓（透過部）となる。
【０３６３】
用いる活性放射線９３０は、重合開始剤に対して光化学的な反応（変化）を生じさせ得るもの、および、ポリマー９１５に含まれる離脱性基を離脱させ得るものであればよく、例えば、可視光、紫外光、赤外光、レーザー光の他、電子線やＸ線等を用いることもできる。
【０３６４】
これらの中でも、活性放射線９３０は、重合開始剤や離脱性基の種類、増感剤を含有する場合には、増感剤の種類等によって適宜選択され、特に限定されないが、波長２００〜４５０ｎｍの範囲にピーク波長を有するものであるのが好ましい。これにより、重合開始剤を比較的容易に活性化させるとともに、離脱性基を比較的容易に離脱させることができる。
【０３６５】
また、活性放射線９３０の照射量は、０．１〜９Ｊ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．２〜６Ｊ／ｃｍ２程度であるのがより好ましく、０．２〜３Ｊ／ｃｍ２程度であるのがさらに好ましい。
【０３６６】
マスク９３５を介して層９１０に活性放射線９３０を照射すると、照射領域９２５のうち、コア層１３における照射領域９２５３において重合開始剤が活性化される。これにより、照射領域９２５３においてモノマーが重合する。モノマーが重合すると、照射領域９２５３におけるモノマーの量が減少するため、それに応じて未照射領域９４０のうち、コア層１３における未照射領域９４０３中のモノマーが照射領域９２５３に拡散移動する。前述したように、ポリマー９１５とモノマーは、互いに屈折率差が生じるように適宜選択されるため、モノマーの拡散移動に伴ってコア層１３の照射領域９２５３と未照射領域９４０３との間に屈折率差が生じる。一方、クラッド層１１、１２における照射領域９２５１、９２５２では、重合開始剤が含まれていないので、モノマーの重合反応が抑えられる。
【０３６７】
図１５は、コア層１３の照射領域９２５３と未照射領域９４０３との間で屈折率差が生じる様子を説明するための図であり、層９１０の横断面の幅方向の位置を横軸にとり、横断面の屈折率を縦軸にとったときの屈折率分布を示す図である。
【０３６８】
本実施形態では、モノマーとしてポリマー９１５より屈折率が小さいものを用いているため、モノマーの拡散移動に伴い、未照射領域９４０３の屈折率が高くなるとともに、照射領域９２５３の屈折率は低くなる（図１５（ａ）参照）。
【０３６９】
モノマーの拡散移動は、照射領域９２５３においてモノマーが消費され、それに応じて形成されたモノマーの濃度勾配がきっかけとなって起こると考えられる。このため、未照射領域９４０３全体のモノマーが一斉に照射領域９２５３に向かうのではなく、照射領域９２５３に近い部分から徐々に移動が始まり、これを補うように未照射領域９４０３の中央部から外側へのモノマーの移動も生起される。その結果、図１５（ａ）に示すように、照射領域９２５３と未照射領域９４０３との境界を挟んで、未照射領域９４０３側に高屈折率部ＷＨ、照射領域９２５３側に低屈折率部ＷＬが形成される。これら高屈折率部ＷＨおよび低屈折率部ＷＬは、それぞれ上述したようなモノマーの拡散移動に伴って形成されるため、必然的に滑らかな曲線で構成されることとなる。具体的には、高屈折率部ＷＨは、例えば上に凸の略Ｕ字状となり、低屈折率部ＷＬは、例えば下に凸の略Ｕ字状となる。
【０３７０】
なお、上述したようなモノマーが重合してなるポリマーの屈折率は、重合前のモノマーの屈折率とほぼ同じ（屈折率差が０〜０．００１程度）であるため、照射領域９２５３では、モノマーの重合が進むにつれ、モノマーの量およびモノマー由来の物質の量に応じて屈折率の低下が進むこととなる。
【０３７１】
一方、未照射領域９４０３では、重合開始剤が活性化されないため、モノマーは重合しない。
【０３７２】
また、照射領域９２５３ではモノマーの重合が進むにつれてモノマーの拡散移動の容易性が徐々に低下する。これにより、照射領域９２５３では、未照射領域９４０３に近いほど自ずとモノマーの濃度が高くなり、屈折率の低下量が大きくなる。その結果、照射領域９２５３に形成される低屈折率部ＷＬの分布形状は、左右非対称になり易く、未照射領域９４０３側の勾配はより急峻なものとなる。
【０３７３】
また、ポリマー９１５は前述したように離脱性基を有している場合、この離脱性基は活性放射線９３０の照射に伴って離脱し、ポリマー９１５の屈折率を低下させる。したがって、照射領域９２５３に活性放射線９３０が照射されると、前述したモノマーの拡散移動が開始されるとともに、ポリマー９１５から離脱性基が離脱し、照射領域９２５３の屈折率は照射前から低下することとなる（図１５（ｂ）参照）。
【０３７４】
この屈折率の低下は、照射領域９２５３全体で一律に生じるため、前述した高屈折率部ＷＨと低屈折率部ＷＬの屈折率差は、より拡大される。その結果、図１５（ｂ）に示す屈折率分布Ｗが得られる。なお、図１５（ａ）における屈折率の変化と、図１５（ｂ）における屈折率の変化は、ほぼ同時に起こり、屈折率分布Ｗが形成されることとなる。
【０３７５】
なお、活性放射線９３０の照射量を調整することにより、形成される屈折率差を制御することができ、例えば、照射量を多くすることで、屈折率差を拡大することができる。
【０３７６】
また、照射領域９２５３では、コア層１３中の未照射領域９４０３からのモノマーの拡散移動のみならず、照射領域９２５のうち、クラッド層１１における照射領域９２５１およびクラッド層１２における照射領域９２５２からのモノマーの拡散移動も生じる。これにより、照射領域９２５３では、さらに屈折率の低下が生じることとなる。一方、照射領域９２５１および照射領域９２５２では、モノマーの拡散移動に伴って屈折率の上昇が生じるが、この領域ではそもそも屈折率が低くなるようポリマー９１５の組成等が設定されているので、屈折率の上昇が生じても光導波路１の機能を損なうことはない。
【０３７７】
また、クラッド層１１における照射領域９２５１およびクラッド層１２における照射領域９２５２では、コア層１３における照射領域９２５３と同様、離脱性基の離脱が生じ、ポリマー９１５の屈折率が低下する。その結果、照射領域９２５１および照射領域９２５２においても、さらなる屈折率の低下が生じる。
以上のような原理で、屈折率分布Ｗが形成される。
【０３７８】
なお、屈折率分布Ｗにおいては、低屈折率部ＷＬが転化した極小値Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４が存在しており、これらの極小値の位置がコア部１４と側面クラッド部１５との界面に相当する。
【０３７９】
また、モノマーとしてポリマー９１５より高い屈折率を有するものを用いる場合には、上記と反対に、モノマーの拡散移動に伴って移動先の屈折率が高くなるため、それに応じて、照射領域９２５および未照射領域９４０を設定するようにすればよい。
【０３８０】
一方、活性放射線９３０を照射する前の層９１０には、図１６（ａ）に示すように、その厚さ方向において、いわゆるグレーデッドインデックス型の屈折率分布Ｔ’が形成されている。この厚さ方向における屈折率分布Ｔ’は、前述したように、互いに屈折率の異なる光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とを用い、多色成形法によって層９１０を得たことにより形成されたものである。
【０３８１】
ここで、マスク９３５を介して層９１０に活性放射線９３０を照射すると、光導波路形成用組成物９０１と光導波路形成用組成物９０２とでモノマーの含有率に差がある場合、未照射領域９４０３中のモノマーが照射領域９２５３に拡散移動する。このため、コア部１４の厚さ方向における屈折率分布Ｔ’においても、コア部１４に対応する領域の屈折率が高くなる。一方、コア部１４の上下に位置するクラッド層１１、１２では、屈折率が変化しないため、結果的に、コア部１４とその上下のクラッド層１１、１２との間で屈折率差が拡大することとなる。
【０３８２】
以上のような原理で、屈折率差の大きいグレーデッドインデックス型の屈折率分布Ｔを有する光導波路１が得られる（図１６（ｂ）参照）。なお、屈折率分布Ｔ’において、すでに十分な効果が認められるような屈折率分布の形状が実現されている場合には、上述した屈折率分布Ｔ’から屈折率分布Ｔへの変化は省略されてもよい。
【０３８３】
また、屈折率分布Ｗは、コア層１３中のモノマー由来の構造体濃度に一定の相関関係を有している。したがって、このモノマー由来の構造体の濃度を測定することにより、光導波路１が有する屈折率分布Ｗを間接的に特定することが可能である。
【０３８４】
同様に、屈折率分布Ｔは、光導波路１中のモノマー由来の構造体濃度に一定の相関関係を有している。したがって、このモノマー由来の構造体の濃度を測定することにより、光導波路１が有する屈折率分布Ｔを間接的に特定することが可能である。
【０３８５】
なお、モノマー由来の構造体とは、モノマー、モノマーが反応してなるオリゴマー、およびモノマーが反応してなるポリマー等、モノマーの未反応物か反応に伴って形成される構造体のことである。
【０３８６】
構造体の濃度の測定は、例えば、ＦＴ−ＩＲ、ＴＯＦ−ＳＩＭＳの線分析、面分析等を用いて行うことができる。
【０３８７】
さらには、光導波路１の出射光の強度分布が、屈折率分布Ｗあるいは屈折率分布Ｔと一定の相関関係を有していることを利用しても、屈折率分布Ｗおよび屈折率分布Ｔを間接的に特定することができる。
【０３８８】
もちろん、屈折率分布Ｗおよび屈折率分布Ｔは、屈折ニアフィールド法、微分干渉法等により、直接特定することもできる。
【０３８９】
また、活性放射線９３０として、レーザー光のように指向性の高い光を用いる場合には、マスク９３５の使用を省略してもよい。
【０３９０】
ここで、多色成形体９１４は、図１２に示すように、支持基板９５１上に成膜されるが、支持基板９５１として上面に凹部９５１１を有するものを用いる。この支持基板９５１上に多色成形体９１４が成膜されると、この凹部９５１１に多色成形体９１４の一部が侵入することにより、この部分が凸部となる。そして、最終的には、レンズ１００を有する光導波路１が得られる。したがって、凹部９５１１の形状は、形成しようとするレンズ１００の凸部１０１の形状に応じて適宜設定される。すなわち、支持基板９５１は、レンズ１００を形成するための成形型（第２の成形型）として用いられる。
【０３９１】
支持基板９５１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば各種樹脂材料、各種ガラス材料、各種金属材料、各種セラミックス材料等が挙げられる。また、支持基板９５１の表面には離型層を形成しておいてもよい。
【０３９２】
また、支持基板９５１の凹部９５１１は、例えば、レーザー加工法、電子ビーム加工法、フォトリソグラフィー法等の方法により形成することができる。
【０３９３】
なお、支持基板９５１の凹部９５１１は、マスター型（原型）から複製されたものであってもよい。
【０３９４】
［２］次に、層９１０に対して、形成しようとするミラー１６の凹部１６１の形状に応じた凸部９５２１を有する成形型（第１の成形型）９５２を押圧する（図１４（ａ）参照）。これにより、層９１０には、成形型の凸部の形状が転写されることとなり、凹部１６１が形成される。
【０３９５】
成形型９５２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば各種樹脂材料、各種ガラス材料、各種金属材料、各種セラミックス材料等が挙げられる。また、成形型９５２の表面には離型層を形成しておいてもよい。
【０３９６】
また、成形型９５２の凸部９５２１は、例えば、レーザー加工法、電子ビーム加工法、フォトリソグラフィー法等の方法により形成することができる。
【０３９７】
なお、成形型９５２の凸部９５２１は、マスター型（原型）から複製されたものであってもよい。
【０３９８】
また、活性放射線の照射後、成形型９５２の押圧を速やかに行うことで、層９１０が完全に硬化する前に凹部１６１を形成することができる。
【０３９９】
次に、必要に応じて、層９１０に加熱処理を施す。この加熱処理において、光を照射したコア層１３の照射領域９２５３中のモノマーがさらに重合する。
【０４００】
この加熱処理における加熱温度は、特に限定されないが、３０〜１８０℃程度であるのが好ましく、４０〜１６０℃程度であるのがより好ましい。
【０４０１】
また、加熱時間は、照射領域９２５のモノマーの重合反応がほぼ完了するように設定するのが好ましく、具体的には、０．１〜２時間程度であるのが好ましく、０．１〜１時間程度であるのがより好ましい。
以上により、図１４（ｂ）に示す光導波路１が得られる。
【０４０２】
このような製造方法では、上記凹部１６１および凸部１０１が、それぞれ成形型を用いた成形プロセスにより形成されている。これにより、凹部１６１および凸部１０１を同一の成形プロセスによって同時にまたは連続して形成することができるため、凹部１６１と凸部１０１との位置関係を設計通りに制御することができる。これは、一般に成形型の寸法精度は非常に高くすることができ、それを凹部１６１と凸部１０１との位置関係の精度に反映させ易いからである。
【０４０３】
また、支持基板（第２の成形型）９５１と成形型（第１の成形型）９５２の位置関係は、反対であってもよい。すなわち、成形型９５２上に多色成形体９１４を形成し、その上に支持基板９５１を押圧するようにしてもよい。
【０４０４】
なお、上記の説明では、層９１０に活性放射線を照射した後、成形型９５２を押圧し、その後、層９１０に加熱処理を施す場合について説明したが、光導波路１の製造方法の工程順は上記のものに限定されない。例えば、層９１０に成形型９５２を押圧した後、活性放射線の照射および加熱処理を施すようにしてもよく、反対に、層９１０に活性放射線の照射および加熱処理を施した後、成形型９５２を押圧するようにしてもよい。また、層９１０に加熱処理を施した後、成形型９５２を押圧し、その後、活性放射線の照射を施すようにしてもよい。さらに、活性放射線の照射や加熱処理は、成形型９５２の押圧プロセスを挟んでそれぞれ複数回行うようにしてもよい。
【０４０５】
≪第２製造方法≫
次に、上述したような光導波路モジュールを製造する方法の一例、具体的には、前述した本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を製造する方法について説明する。
【０４０６】
図２０は、図１１に示す光導波路モジュールを製造する方法を説明するための図である。
【０４０７】
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態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。
【０４０８】
図１１に示す光導波路モジュール１０は、光導波路１と回路基板２との間に設けられた実装基板１７を有する。この実装基板１７には、図１１に示すように、貫通孔１７１と、その内部に設けられ、上面が湾曲凹面１７５で構成された充填部１７２とが形成されている。
【０４０９】
充填部１７２は、貫通孔１７１に液状材料を供給し、その後固化させることで形成される。具体的には、まず、図２０（ａ）に示すように、貫通孔１７１内に液状材料１７３を供給する。この際、液状材料１７３は、その表面張力により、貫通孔１７１の横断面の中央部において液面が最も低くなり、外周部において液面が最も高くなる。その結果、液状材料１７３の上面は、自ずと湾曲凹面１７５になる。その後、この液状材料１７３を固化または硬化させることにより、液状材料１７３はその上面形状を保持したまま、前述した充填部１７２が得られる（図２０（ｂ）参照）。
【０４１０】
なお、貫通孔１７１の内壁面には、必要に応じて親液膜、撥液膜等を成膜することにより、液状材料１７３の上面の形状を調整することができる。
以上のようにして実装基板１７が得られる。
【０４１１】
次いで、この実装基板１７の表面に多色成形体９１４を成膜する等して、前記第１実施形態と同様にして光導波路モジュール１０を製造する。すなわち、実装基板１７は、光導波路１を支持する基板としての機能のみでなく、前記第１実施形態に係る支持基板９５１のような第２の成形型としての機能を有するものとなる。
【０４１２】
このような方法によれば、非常に滑らかでかつ面精度の高い湾曲凹面１７５が形成される。このため、実装基板１７を成形型として用いることにより、非常に滑らかでかつ面精度の高い湾曲凸面を有するレンズ１００が得られる。
【０４１３】
そして、このような実装基板１７を光導波路１と回路基板２との間に配置することで、光導波路モジュール１０が得られる。
【０４１４】
なお、前述したように、充填部１７２は省略することもできるが、その場合、貫通孔１７１を有する実装基板１７上に多色成形体９１４を成膜することとなる。これにより、多色成形体９１４の下面は、その自重により、または毛細管現象に伴い、一部が貫通孔１７１内に侵入する。侵入した部分の先端は、表面張力により自ずと湾曲凸面を構成する。このようにして、実装基板１７に湾曲凹面１７５が形成されていない場合でも、湾曲凸面を有するレンズ１００を容易に形成することができる。また、必要に応じて、貫通孔１７１の反対側を減圧することで、多色成形体９１４の下面を貫通孔１７１側に強制的に吸引するようにしてもよい。これにより、多色成形体９１４の粘度が高く、流動性が低い場合でも、レンズ１００を効率よく形成することができる。
【０４１５】
＜電子機器＞
本発明の光導波路モジュールを備える電子機器（本発明の電子機器）は、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルーター装置、ＷＤＭ装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類への適用が好適である。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光導波路モジュールを備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。
【０４１６】
さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度を高めて小型化が図られるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。
【０４１７】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば光導波路モジュールを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよく、複数の実施形態同士を組み合わせるようにしてもよい。
【０４１８】
また、光導波路が有するチャンネル（コア部）数は、特に限定されず、３つ以上であってもよい。この場合、チャンネル数に応じてミラー、レンズ、発光素子、受光素子等の数を設定すればよい。また、発光素子および受光素子については、１つの素子に複数の発光部または複数の受光部を備えたものを用いるようにしてもよい。
【０４１９】
また、本発明の光導波路の横断面の幅方向に線を引いたときその線上における屈折率分布Ｗは、ステップインデックス型の分布であってもよい。
【０４２０】
同様に、横断面の厚さ方向に線を引いたときその線上における屈折率分布Ｔも、ステップインデックス型の分布であってもよい。このような分布を形成する場合、各コア層および各クラッド層をそれぞれ個別に製造した後、互いに貼り合わせる製法（ラミネート法）が採用される。
【０４２１】
また、本発明の光導波路を製造する方法は、上記の方法に限定されず、例えば、活性放射線の照射線により分子結合を切断し、屈折率を変化させる方法（フォトブリーチ法）、コア層を形成する組成物に光異性化または光二量化可能な不飽和結合を有する光架橋性ポリマーを含有させ、これに活性放射線を照射して分子構造を変化させるとともに屈折率を変化させる方法（光異性化法・光二量化法）等の方法を用いることもできる。
【０４２２】
これらの方法では、活性放射線の照射量に応じて屈折率の変化量を調整することができるので、目的とする屈折率分布Ｗの形状に応じて層の各部に照射する活性放射線の照射量を異ならせることにより、屈折率分布Ｗを有するコア層を形成することができる。
【実施例】
【０４２３】
次に、本発明の実施例について説明する。
１．光導波路の製造
（実施例１）
（１）離脱性基を有するノルボルネン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも１ｐｐｍ以下に制御され、乾燥窒素で満たされたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン（ＨｘＮＢ）７．２ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン１２．９ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬバイアル瓶に計量し、脱水トルエン６０ｇと酢酸エチル１１ｇを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
【０４２４】
次に、１００ｍＬバイアルビン中に下記化学式（Ａ）で表わされるＮｉ触媒１．５６ｇ（３．２ｍｍｏｌ）と脱水トルエン１０ｍＬを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。
【０４２５】
この下記化学式（Ａ）で表わされるＮｉ触媒溶液１ｍＬをシリンジで正確に計量し、上記２種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で１時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。
【０４２６】
１００ｍＬビーカーに無水酢酸９．５ｇ、過酸化水素水１８ｇ（濃度３０％）、イオン交換水３０ｇを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて１２時間撹拌してＮｉの還元処理を行った。
【０４２７】
次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの３０％水溶液を１００ｍＬ加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で３回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、６０℃に設定した真空乾燥機中で１２時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー＃１を得た。ポリマー＃１の分子量分布は、ＧＰＣ測定により、Ｍｗ＝１０万、Ｍｎ＝４万であった。また、ポリマー＃１中の各構造単位のモル比は、ＮＭＲによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が５０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が５０ｍｏｌ％であった。
【０４２８】
【化４】
【０４２９】
【化５】
【０４３０】
（２）光導波路形成用組成物（第１の組成物）の製造
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（式（２０）で示したモノマー、東亜合成製 ＣＨＯＸ、ＣＡＳ＃４８３３０３−２５−９、分子量１８６、沸点１２５℃／１．３３ｋＰａ）２ｇ、重合開始剤（光酸発生剤） ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃ １７８２３３−７２−２）（1.36E-2g、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄な光導波路形成用組成物（第１の組成物）を得た。
【０４３１】
（３）光導波路形成用組成物（第２の組成物）の製造
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（式（２０）で示したモノマー、東亜合成製 ＣＨＯＸ、ＣＡＳ＃４８３３０３−２５−９、分子量１８６、沸点１２５℃／１．３３ｋＰａ）２ｇを加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄な光導波路形成用組成物（第２の組成物）を得た。
【０４３２】
（４）光導波路の製造
まず、図１８に示すミキシングユニットの構造を変更し、第１の供給管および第２の供給管の各分岐数を増やしたミキシングユニットを用意した。
【０４３３】
そして、ダイコーターにより、シリコンウエハー上に上記光導波路形成用組成物を押し出し、多色押出成形を行った。これにより、第１の組成物を第１層、第３層および第５層とし、第２の組成物を第２層および第４層とする多色成形体を得た。これを４５℃の乾燥器に１５分間投入し、溶剤を完全に除去して、図１０に示すような屈折率分布Ｔを有する光導波路形成用フィルムを得た。次いで、光導波路形成用フィルムにフォトマスクを圧着して紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ２で選択的に照射した。
【０４３４】
その後、マスクを取り去り、得られた多色成形体にミラー形成用の凸部を有する成形型（シリコン製）を押圧した。これにより、ミラー形成用の凸部に対応した凹部を多色成形体に転写することができた。なお、用いた成形型は、コア部の長手方向の両端部にそれぞれ凹部が転写されるよう、複数個の凸部を有するものである。また、凸部の最大高さは１００μｍ、凸部の傾斜面の傾斜角度は４５度であった。
【０４３５】
その後、得られた多色成形体に対して、乾燥機中で１５０℃、１．５時間の加熱を行った。加熱後、コア部および側面クラッド部が形成されているのが確認された。その後、得られた光導波路から、長さ１０ｃｍ分を切り出した。なお、形成された光導波路は、コア部が８本並列に形成され、その両端にはミラーおよびレンズが形成されたものである。また、コア部の幅を５０μｍ、側面クラッド部の幅を８０μｍ、光導波路の厚さを１００μｍとした。
【０４３６】
また、シリコンウエハーとしては、上面に形成すべきレンズの形状に対応した凹部を有するものを用いた。凹部の形状は略半球状（平凸レンズ形状）とし、凹部の外径を５０μｍ、凹部の最大深さを２０μｍに設定した。この凹部に多色成形体の一部が入り込むことで、凹部形状に対応したレンズが形成された。
【０４３７】
（屈折率分布の評価）
そして、得られた光導波路のコア層の横断面について、屈折ニアフィールド法により幅方向の屈折率分布Ｗを取得した。その結果、屈折率分布Ｗは、複数の極小値および極大値を有し、屈折率が連続的に変化したもの（グレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布）であった。
【０４３８】
一方、光導波路の横断面について、屈折ニアフィールド法により厚さ方向の屈折率分布Ｔを取得した。その結果、屈折率分布Ｔは、２つの極小値とその間に位置する１つの極大値とを有し、屈折率が連続的に変化したもの（グレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布）であった。
以上のような製造条件を表１、２に示す。
【０４３９】
（実施例２）
紫外線の照射量を１５００ｍＪ／ｃｍ２に高めた以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４０】
（実施例３）
紫外線の照射量を２０００ｍＪ／ｃｍ２に高めるとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が４０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が６０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４１】
（実施例４）
紫外線の照射量を５００ｍＪ／ｃｍ２に減らすとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が４５ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が５５ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４２】
（実施例５）
ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が３０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が７０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４３】
（実施例６）
ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が１０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が９０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４４】
（実施例７）
紫外線の照射量を５００ｍＪ／ｃｍ２に減らすとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が２０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が８０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４５】
（実施例８）
紫外線の照射量を３００ｍＪ／ｃｍ２に減らすとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が４０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が６０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４６】
（実施例９）
紫外線の照射量を５００ｍＪ／ｃｍ２に減らすとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が３０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が７０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４７】
（実施例１０）
紫外線の照射量を１００ｍＪ／ｃｍ２に減らすとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が６０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が４０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４８】
（実施例１１）
紫外線の照射量を１５００ｍＪ／ｃｍ２に高めるとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が１０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が９０ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４４９】
（実施例１２）
紫外線の照射量を３０００ｍＪ／ｃｍ２に高めるとともに、ポリマーとして、ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位が５ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が９５ｍｏｌ％に変更したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４５０】
（実施例１３）
光導波路形成用組成物（第１の組成物）として、以下に示す方法で製造されたものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４５１】
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、２官能オキセタンモノマー（式（１５）で示したもの、東亜合成製、ＤＯＸ、ＣＡＳ＃１８９３４−００−４、分子量２１４、沸点１１９℃／０．６７ｋＰａ）２ｇ、光酸発生剤 ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃ １７８２３３−７２−２）（1.36E-2g、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄な光導波路形成用組成物を得た。
【０４５２】
（実施例１４）
光導波路形成用組成物（第１の組成物）として、以下に示す方法で製造されたものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４５３】
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、脂環式エポキシモノマー（式（３７）で示したもの、ダイセル化学製、セロキサイド２０２１Ｐ、ＣＡＳ＃２３８６−８７−０、分子量２５２、沸点１８８℃／４ｈＰａ）２ｇ、光酸発生剤 ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃ １７８２３３−７２−２）（1.36E-2g、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄な光導波路形成用組成物を得た。
【０４５４】
（実施例１５）
光導波路形成用組成物（第１の組成物）として、以下に示す方法で製造されたものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４５５】
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（式（２０）で示したもの、東亜合成製 ＣＨＯＸ）１ｇ、脂環式エポキシモノマー（ダイセル化学製、セロキサイド２０２１Ｐ） １ｇ、光酸発生剤 ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃ １７８２３３−７２−２）（1.36E-2g、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄な光導波路形成用組成物を得た。
【０４５６】
（実施例１６）
ポリマーとして、以下に示す方法で合成されたものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路を得た。
【０４５７】
まず、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン１２．９ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）に代えて、フェニルジメチルノルボルネンメトキシシラン１０．４ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様にしてポリマーを合成した。得られたポリマーの構造単位を下記式（１０３）に示す。このポリマーの分子量は、ＧＰＣ測定により、Ｍｗ＝１１万、Ｍｎ＝５万であった。また、各構造単位のモル比は、ＮＭＲによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が５０ｍｏｌ％、フェニルジメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が５０ｍｏｌ％であった。
【０４５８】
【化６】
【０４５９】
（実施例１７）
シクロヘキシルオキセタンモノマーを省略してなる光導波路形成用組成物（第１の組成物）を用いるようにした以外は、実施例１と同様にして光導波路形成用フィルムを得るとともに光導波路を得た。
【０４６０】
なお、得られた光導波路では、コア部の屈折率がほぼ一定であり、側面クラッド部の屈折率もほぼ一定であった。すなわち、得られた光導波路のコア層の幅方向の屈折率分布Ｗは、いわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布になっていた。
【０４６１】
（実施例１８）
ミキシングユニットからピンを省略し、組成物同士が混じり合わないように設定した以外は、実施例１と同様にして光導波路形成用フィルムを得るとともに光導波路を得た。
【０４６２】
なお、得られた光導波路では、幅方向の屈折率分布Ｗはグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であり、厚さ方向の屈折率分布Ｔはステップインデックス（ＳＩ）型の分布であった。
【０４６３】
（実施例１９）
シクロヘキシルオキセタンモノマーを省略してなる光導波路形成用組成物（第１の組成物）を用いるようにした以外は、実施例１８と同様にして光導波路形成用フィルムを得るとともに光導波路を得た。
【０４６４】
なお、得られた光導波路では、幅方向の屈折率分布Ｗと厚さ方向の屈折率分布Ｔの双方がステップインデックス（ＳＩ）型の分布であった。
【０４６５】
（比較例１）
（１）光導波路の製造
（下側クラッド層の作製）
シリコンウエハー上に感光性ノルボルネン樹脂組成物（プロメラス社製 Ａｖａｔｒｅｌ２０００Ｐワニス）をドクターブレードにより均一に塗布した後、４５℃の乾燥機に１５分間投入した。溶剤を完全に除去した後、塗布された全面に紫外線を１００ｍＪ照射し、乾燥機中１２０℃で１時間加熱して、塗膜を硬化させて、下側クラッド層を形成させた。形成された下側クラッド層は、厚みが２０μｍであり、無色透明であった。
【０４６６】
（コア層の作製）
上記下側クラッド層上に実施例１で用いたのと同じ光導波路形成用組成物（第１の組成物）からモノマーを除いた組成物をドクターブレードによって均一に塗布した後、４５℃の乾燥機に１５分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ２で選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中１５０℃で１．５時間の加熱を行った。加熱後、非常に鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。また、コア部および側面クラッド部の形成が確認された。なお、形成した光導波路は、幅が一定のコア部が８本並列に形成されたものである。また、コア部の幅を５０μｍ、側面クラッド部の幅を８０μｍ、コア層の厚さを５０μｍとした。
【０４６７】
（上側クラッド層の作製）
ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）フィルム上に、予め乾燥厚み２０μｍになるようにＡｖａｔｒｅｌ２０００Ｐを積層させたドライフィルムを、上記コア層に貼り合わせ、１４０℃に設定された真空ラミネーターに投入して熱圧着を行った。その後、紫外線を１００ｍＪ全面照射し乾燥機中１２０℃で１時間加熱して、Ａｖａｔｒｅｌ２０００Ｐを硬化させて、上側クラッド層を形成させ、光導波路を得た。
なお、得られた光導波路から、長さ１０ｃｍ分を切り出した。
【０４６８】
また、得られた光導波路では、幅方向の屈折率分布Ｗと厚さ方向の屈折率分布Ｔの双方がステップインデックス（ＳＩ）型の分布であった。
【０４６９】
（ミラーの作製）
次いで、得られた光導波路に対し、ダイシングソーにより、ミラーを形成するための凹部を加工した。得られた凹部は、最大深さが１００μｍ、凹部の傾斜面の傾斜角度は４５度であった。
【０４７０】
（レンズの作製）
まず、外径が５０μｍ、最大厚さ２０μｍの平凸レンズを用意した。そして、エポキシ系接着剤により、光導波路に対して平凸レンズを接着した。
以上のような製造条件を表１、２に示す。
【０４７１】
（比較例２）
シリコンウエハーとして、上面に形成すべきレンズの形状に対応した凹部を有するものを用いるようにした以外は、比較例１と同様にして光導波路を得た。なお、凹部の形状は略半球状（平凸レンズ形状）とし、凹部の外径を５０μｍ、凹部の最大深さを２０μｍに設定した。この凹部に多色成形体の一部が入り込むことで、凹部形状に対応したレンズが形成された。
【０４７２】
【表１】
【０４７３】
【表２】
【０４７４】
２．評価
２．１ 光導波路の屈折率分布
得られた光導波路の横断面について、幅方向に引いた線上における屈折率分布を屈折ニアフィールド法により測定した。なお、得られた屈折率分布は、コア部ごとに同様の屈折率分布パターンが繰り返されているので、得られた屈折率分布から一部を切り出し、これを屈折率分布Ｗとした。
【０４７５】
各実施例で得られた光導波路の屈折率分布Ｗのうち、実施例１〜１６、１８のものは、いずれも図７（ｂ）に示すような形状（ＧＩ型）であった。そして、得られた屈折率分布Ｗから、分布のパラメーターを求めた。
【０４７６】
また、実施例１７、１９および比較例１、２の屈折率分布Ｗは、いずれもステップインデックス（ＳＩ）型の分布であった。
【０４７７】
一方、得られた光導波路の横断面について、厚さ方向に引いた線上における屈折率分布を屈折ニアフィールド法により測定した。そして、得られた屈折率分布を屈折率分布Ｔとした。
【０４７８】
各実施例で得られた光導波路の屈折率分布Ｔのうち、実施例１〜１７、１９のものは、いずれも図１０（ｂ）に示すような形状（ＧＩ型）であった。そして、得られた屈折率分布Ｔから、分布のパラメーターを求めた。
【０４７９】
また、実施例１８および比較例１、２の屈折率分布Ｔは、いずれもステップインデックス（ＳＩ）型の分布であった。
【０４８０】
２．２ 光導波路の挿入損失
８５０ｎｍＶＣＳＥＬ（面発光レーザー）より発せられた光を５０μｍφの光ファイバーを経由し、形成したレンズおよびミラーを介して光導波路に導入し、出射側でもミラーおよびレンズを介して、２００μｍφの光ファイバーで受光を行って光の強度を測定した。これにより、光導波路の挿入損失を測定した。次いで、各実施例で得られた光導波路の損入損失について、比較例１で得られた光導波路の損入損失を１としたときの相対値を求めた。
【０４８１】
２．３ パルス信号の波形の保持性
得られた光導波路に対して、レーザーパルス光源からパルス幅１ｎｓのパルス信号を入射し、出射光のパルス幅を測定した。
【０４８２】
そして、測定した出射光のパルス幅について、比較例１で得られた光導波路の測定値を１としたときの相対値を算出し、これを以下の評価基準にしたがって評価した。
【０４８３】
＜パルス幅の評価基準＞
◎：パルス幅の相対値が０．５未満である
○：パルス幅の相対値が０．５以上０．８未満である
△：パルス幅の相対値が０．８以上１未満である
×：パルス幅の相対値が１以上である
以上、評価結果を表３に示す。
【０４８４】
【表３】
【０４８５】
表３から明らかなように、各実施例で得られた光導波路では、比較例１で得られた光導波路に比べ、挿入損失およびパルス信号の鈍りがそれぞれ抑えられていることが認められた。
【０４８６】
このうち、実施例１９と比較例１、２との比較から、成形型による成形で形成されたミラーおよびレンズが、挿入損失の低下に寄与していることが明らかとなった。
【０４８７】
また、各実施例の結果から、図７（ｂ）に示すようなグレーデッドインデックス型の屈折率分布Ｗ、および、図１０（ｂ）に示すようなグレーデッドインデックス型の屈折率分布Ｔが、それぞれ挿入損失の低下やパルス信号の鈍りの抑制に寄与していることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０４８８】
１ 光導波路
１０ 光導波路モジュール
１１、１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１４１、１４２ コア部
１５ 側面クラッド部
１５１、１５２、１５３ 側面クラッド部
１６ ミラー
１６１ 凹部
１７ 実装基板
１７１ 貫通孔
１７２ 充填部
１７３ 液状材料
１７５ 湾曲凹面
２ 回路基板
２０ コネクター
２１ 絶縁性基板
２２、２３ 導体層
２２１、２３１ 開口部
２２２、２３２ 空隙
３ 発光素子
３１ 発光部
３２ 電極
４ 半導体素子
４２ 電極
５ 接着層
６１、６２ 封止材
７ 受光素子
７１ 受光部
８００ ダイコーター（多色押出成形装置）
８１０ ダイヘッド
８１１ 上リップ部
８１２ 下リップ部
８２０ マニホールド
８２１ スリット
８３０ ミキシングユニット
８３１ 第１の供給管
８３２ 第２の供給管
８３５ 接続部
８３６ ピン
８３１ａ 始点
８３１１、８３１２、８３１３ 分岐管
８３２ａ 第１の始点
８３２ｂ 第２の始点
８３２１、８３２２、８３２３、８３２４ 分岐管
８３３１、８３３２ 集合管
Ｍ１、Ｍ２ 混合点
Ｊ１、Ｊ２ 合流点
８４０ 搬送部
８４１ ローラー
８４２ 搬送フィルム
９０１、９０２ 光導波路形成用組成物
９１０ 層
９１４ 多色成形体
９１４ａ 第１成形層
９１４ｂ 第２成形層
９１４ｃ 第３成形層
９１４ｄ 第４成形層
９１４ｅ 第５成形層
９１５ ポリマー
９２０ 添加剤
９３０ 活性放射線
９３５ マスク（マスキング）
９３５１ 開口（窓）
９２５ 照射領域
９２５１、９２５２、９２５３ 照射領域
９４０ 未照射領域
９４０３ 未照射領域
９５１ 支持基板（第２の成形型）
９５１１ 凹部
９５２ 成形型（第１の成形型）
９５２１ 凸部
１００ レンズ
１０１ 凸部
１００ａ 穴
１００ｄ 凹凸パターン
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、 中心線
Ｗ 屈折率分布
ＷＡ クラッド部における平均屈折率
ＷＨ 高屈折率部
ＷＬ 低屈折率部
Ｔ、Ｔ’ 屈折率分布
ＴＨ 高屈折率領域
ＴＭ 中屈折率領域
ＴＬ 低屈折率領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部と、
前記コア部の側面を覆うように設けられたクラッド部と、
前記コア部の長手方向の途中または延長線上に到達する深さで設けられ、前記クラッド部の表面が部分的に凹没してなる凹部の内壁面で構成されたミラーと、
前記クラッド部の表面が部分的に突出してなる凸部で構成されたレンズと、を有し、
前記凹部および前記凸部が、それぞれ成形型により形成されたものであることを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記コア部および前記クラッド部は、組成の異なる複数の組成物を用いて得られた多色成形体の一部に活性放射線を選択的に照射し、前記多色成形体内において屈折率の偏りを形成することにより得られたものである請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記凹部は、前記内壁面が前記コア部の光路を斜めに横切る面になるよう構成されている請求項１または２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記レンズは、球面または非球面の凸レンズである請求項１ないし３のいずれかに記載の光導波路。
【請求項５】
前記ミラーおよび前記レンズは、当該光導波路の光入射部および光出射部にそれぞれ設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の光導波路。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光導波路を製造する方法であって、
前記凹部に対応した形状を有する第１の成形型上に、活性放射線の照射により屈折率が変化する第１の組成物を供給し、前記第１の成形型で成形しつつ被膜を形成する工程と、
前記被膜の一部に活性放射線を選択的に照射することにより、照射領域と非照射領域のいずれか一方を前記コア部とし他方を前記クラッド部とする工程と、
前記被膜上に、前記凸部に対応した形状を有する第２の成形型を押圧する工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光導波路を製造する方法であって、
前記凸部に対応した形状を有する第２の成形型上に、活性放射線の照射により屈折率が変化する第１の組成物を供給し、前記第２の成形型で成形しつつ被膜を形成する工程と、
前記被膜の一部に活性放射線を選択的に照射することにより、照射領域と非照射領域のいずれか一方を前記コア部とし他方を前記クラッド部とする工程と、
前記被膜上に、前記凹部に対応した形状を有する第１の成形型を押圧する工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項８】
前記被膜を形成する工程は、前記第１の組成物とともに、前記第１の組成物より低屈折率の第２の組成物を用意し、前記第１の組成物を層状に成形してなる第１の層状成形物が前記第２の組成物を層状に成形してなる２層の第２の層状成形物で挟まれるように、前記第１の組成物と前記第２の組成物とを多色成形することにより前記被膜を形成するものである請求項６または７に記載の光導波路の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光導波路と、
前記ミラーおよび前記レンズを介して前記光導波路のコア部と光学的に接続された受発光素子と、
前記光導波路および前記受発光素子を実装する実装基板と、を有することを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項１０】
前記凸部は、前記クラッド部を形成する材料を成形型で成形して得られたものであり、
前記実装基板は、その一部に、前記凸部の成形に利用した成形型を含むよう構成されている請求項９に記載の光導波路モジュール。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の光導波路モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
コア部と、
前記コア部の側面を覆うように設けられたクラッド部と、
前記コア部の長手方向の途中または延長線上に到達する深さで設けられ、前記クラッド部の表面が部分的に凹没してなる凹部の内壁面で構成されたミラーと、
前記クラッド部の表面が部分的に突出してなる凸部で構成されたレンズと、を有し、
前記凹部および前記凸部が、それぞれ成形型により形成されたものであることを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記コア部および前記クラッド部は、組成の異なる複数の組成物を用いて得られた多色成形体の一部に活性放射線を選択的に照射し、前記多色成形体内において屈折率の偏りを形成することにより得られたものである請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記凹部は、前記内壁面が前記コア部の光路を斜めに横切る面になるよう構成されている請求項１または２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記レンズは、球面または非球面の凸レンズである請求項１ないし３のいずれかに記載の光導波路。
【請求項５】
前記ミラーおよび前記レンズは、当該光導波路の光入射部および光出射部にそれぞれ設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の光導波路。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光導波路を製造する方法であって、
前記凹部に対応した形状を有する第１の成形型上に、活性放射線の照射により屈折率が変化する第１の組成物を供給し、前記第１の成形型で成形しつつ被膜を形成する工程と、
前記被膜の一部に活性放射線を選択的に照射することにより、照射領域と非照射領域のいずれか一方を前記コア部とし他方を前記クラッド部とする工程と、
前記被膜上に、前記凸部に対応した形状を有する第２の成形型を押圧する工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光導波路を製造する方法であって、
前記凸部に対応した形状を有する第２の成形型上に、活性放射線の照射により屈折率が変化する第１の組成物を供給し、前記第２の成形型で成形しつつ被膜を形成する工程と、
前記被膜の一部に活性放射線を選択的に照射することにより、照射領域と非照射領域のいずれか一方を前記コア部とし他方を前記クラッド部とする工程と、
前記被膜上に、前記凹部に対応した形状を有する第１の成形型を押圧する工程と、を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項８】
前記被膜を形成する工程は、前記第１の組成物とともに、前記第１の組成物より低屈折率の第２の組成物を用意し、前記第１の組成物を層状に成形してなる第１の層状成形物が前記第２の組成物を層状に成形してなる２層の第２の層状成形物で挟まれるように、前記第１の組成物と前記第２の組成物とを多色成形することにより前記被膜を形成するものである請求項６または７に記載の光導波路の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光導波路と、
前記ミラーおよび前記レンズを介して前記光導波路のコア部と光学的に接続された受発光素子と、
前記光導波路および前記受発光素子を実装する実装基板と、を有することを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項１０】
前記凸部は、前記クラッド部を形成する材料を成形型で成形して得られたものであり、
前記実装基板は、その一部に、前記凸部の成形に利用した成形型を含むよう構成されている請求項９に記載の光導波路モジュール。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の光導波路モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−２２６０５９（Ｐ２０１２−２２６０５９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９２４２４（Ｐ２０１１−９２４２４）
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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