光導波路
【課題】小型化を図ると同時に、光出射部側のコア径を変換することで光出射側光ファイバの直径を小さくすることが可能な光導波路を提供する。
【解決手段】
本発明の光導波路は、光入射部側から入射される３以上の光を、合波し、光出射部側へ伝搬する合波コアを備える光導波路であって、３以上の前記光入射部の内、少なくとも１つの光入射部が他の２つ以上の同一高さにある光入射部とは異なる高さにあり、かつ前記合波コアが、光入射部側から光出射部側に向けて横幅及び厚さが狭くなるテーパ形状部を有する光導波路である。
【解決手段】
本発明の光導波路は、光入射部側から入射される３以上の光を、合波し、光出射部側へ伝搬する合波コアを備える光導波路であって、３以上の前記光入射部の内、少なくとも１つの光入射部が他の２つ以上の同一高さにある光入射部とは異なる高さにあり、かつ前記合波コアが、光入射部側から光出射部側に向けて横幅及び厚さが狭くなるテーパ形状部を有する光導波路である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光導波路に関し、小型化が可能であると共に、光出射部側のスポット径を小さくすることで、小さいスポット径の合波光を得られる光導波路に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の光源から出射される異なる波長の光を合波する波長多重光合波装置として、様々な提案がなされている。
例えば、特許文献１では、複数の光源から出射された光を第１ファイバ合波器において合波して第１の合波光を形成する複数のファイバ合波光源ユニットからマルチモード光ファイバによって第１の合波光を導波させ、第２ファイバ合波器においてさらに合波して第２の合波光を形成する合波光源についての発明が開示されている。特に複数本の光ファイバを束ね、すべての光ファイバに均一に力が加わるようにすることで、合成波の出力強度分布の均一化を図っている。
【０００３】
また、特許文献２では、面発光素子の近接した２以上の発光点から入射した２以上の異なる波長の光を合波して伝搬した後、合波した光を波長選択フィルターにより分波して波長多重伝搬することができる複合化された波長多重光伝搬路構造についての発明が開示され、短距離光伝搬で用いられる光伝搬路において更なる低コスト化、小型化、大容量化が図れる光伝搬技術を提供することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４１３４２号公報
【特許文献２】特開２００９−１９９０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の合波光源では、複数の光ファイバを１つ１つ接合する必要があるため合波光源を作製するには多大な時間が必要であり、また、光ファイバの接合状態によって合波光の輝度や均一性が変化するため小さいスポット径の合成波を得るのに向いていない。
また、特許文献２に記載の光伝搬路構造では入射する光の数が多くなると、光入射部の横幅が広がり、光伝搬路構造を小型化することが容易でない。
本発明は、上記問題の解決を鑑みたものであり、小型化が可能であると共に、光出射部側のスポット径を小さくすることで、小さいスポット径の合波光を得られる光導波路の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光導波路は、３以上の光を合波して伝播する合波コアを備える。前記合波コアは、前記３以上の光が前記合波コアに入射される側の前記合波コアの表面部分である光入射部側と、前記３以上の光を合波し伝播され前記合波コアから出射される側の前記合波コアの表面部分である光出射部側と、前記光入射部側に含まれる３以上の入射部であって前記３以上の光が入射される３以上の光入射部と、前記光入射部側から前記光出射部側に向けて前記合波コアの横幅及び厚さが狭くなるテーパ形状部と、を備える。前記３以上の光入射部のうち、少なくとも１つの光入射部が、互いに同一の高さに位置する他の２つ以上の光入射部とは異なる高さにある。
このような構造を採ることにより、光導波路構造であっても光入射部の幅を低減することができ、光入射部幅と厚さの最大値を小さくすることができ、光導波路構造を小型化することと、光出射部側のスポット径を小さくすることとの両立が図れることとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光導波路によれば、小型化が可能であると共に、光出射部側のスポット径を小さくすることで、小さいスポット径の合波光が得られる光導波路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る第１実施形態の光導波路の一例を示した平面図である。
【図２】図１に示した光導波路の（ａ）Ｐ１−Ｑ１矢視における側面図、（ｂ）Ｐ２−Ｑ２矢視における断面図、（ｃ）Ｐ３−Ｑ３矢視における断面図である。
【図３】図１に示した光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図４】図３に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図５】図４に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図６】図５に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図７】図６に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光導波路の一例を示した（Ａ）平面図、及び（Ｂ）断面図である。
【図９】図８に示した光導波路のＰ−Ｑ矢視における断面図である。
【図１０】図９に示した光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１１】図１０に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１２】図１１に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１３】図１２に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る光導波路の一例を示した平面図である。
【図１５】図１４に示した光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１６】図１５に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１７】図１６に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１８】図１７に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、本発明に係る第１実施形態の光導波路１ａを説明する。なお、本実施形態における光導波路１ａの構成には、光ファイバは含まない。また、光導波路１ａは、３つの光を合波するものとして説明する。
図１に示すように、光導波路１ａは、光入射部側２１から入射された３つの光を合波し、光出射部側２３から出射するよう伝播する合波コア１１を備える。光導波路１ａは、合波コア１１を保護する下部クラッド層１４及び上部クラッド層１５を有することが好ましい。
光導波路１ａは、光入射用光ファイバ（図示せず）の出射側端部から出射した光が光入射部側２１に向かうように、光入射部側２１に光入射用光ファイバが設置され、また、光出射部側２３から出射した光が光出射用光ファイバ（図示せず）の入射側端部に向かうように、光出射部側２３に光出射用光ファイバが設置されているので、光入射部側２１への光の伝播と光出射部側２３より出射された合波光の伝播とを効率よく行うことができる。
【００１０】
〔下部クラッド層及び上部クラッド層〕
下部クラッド層１４及び上部クラッド層１５は光導波路１ａには必ずしも必要とされているものではないが、光導波路１ａに下部クラッド層１４を設けることにより、下部クラッド層１４は合波コア１１、光入射用コア１２及び光出射用コア１３を保護することが可能となる。
合波コア１１の下部にある下部クラッド層１４と、合波コア１１の側壁及び上部にある上部クラッド層１５（第１上部クラッド層、第２上部クラッド層、第３上部クラッド層）とによりクラッド層が構成されるものとする。
下部クラッド層１４及び上部クラッド層１５を形成するクラッド層形成用樹脂材料としては、合波コア１１、光入射用コア１２及び光出射用コア１３より低い屈折率を持ち、かつ、光又は熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。下部クラッド層１４及び上部クラッド層１５を形成するクラッド層形成用樹脂に用いる樹脂組成物は、下部クラッド層１４及び上部クラッド層１５において、該樹脂組成物に含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、該樹脂組成物の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。
【００１１】
〔合波コア〕
合波コア１１は、光入射部側２１から入射される３つの光を、合波し、光出射部側２３へ伝搬する役割を有し、光入射部側２１と、光出射部側２３と、３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、テーパ形状部３１とを備える。
【００１２】
光入射部側２１は、３つの光が合波コア１１に入射される側の合波コア１１の表面部分である。光出射部側２３は、３つの光を合波し伝播され合波コア１１から出射される側の合波コア１１の表面部分である。
光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、いずれも、光入射部側２１に形成されている。光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、３つの光がそれぞれ光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃに入射する、合波コア１１の光入射部側２１の表面部分の一部である。また、光入射部側２１及び光出射部側２３における合波コア１１の形状は、その作製が容易となるように略矩形であることが好ましい。
【００１３】
合波コア１１を形成する合波コア形成用樹脂材料としては、クラッド層よりも屈折率が高い材料であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。
合波コア１１の長さは特に限定されないが、合波コア１１の長さが１５００（μｍ）以上であれば、入射した光が合波コア１１とクラッド層との境界面で全反射する頻度を十分に確保することができる。また、合波コア１１の長さが４００００（μｍ）以下であれば、合波コア１１を医療用内視鏡等小型化が求められる用途に用いることができる。
【００１４】
〔光入射部〕
３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、光入射部側２１において、光入射用光ファイバ又は光入射用コアにより光が入射される部分である。３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃのうち、光入射部２２ｂが、互いに同一の高さに位置する他の２つの光入射部２２ａ、２２ｃとは異なる高さにある（図２（ａ）参照）。
３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの互いの位置関係は、少なくとも１つの光入射部が他の２つ以上の同一高さにある光入射部とは異なる高さに位置するという高さ条件を満たせば特に限定されないが、３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、光導波路１ａが小型化になるように、また、３つの光が合波コア１１の内部で均一に合波されるように、前記の高さ条件を満たす範囲で、互いの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを可能な限り互いに近づけた位置にすることが好ましい。
【００１５】
〔テーパ形状部〕
テーパ形状部３１は、光入射部側２１から光出射部側２３に向けて、横幅Ｂ及び厚さＴが狭くなるテーパ形状を有している。
テーパ形状部３１は、合波コア１１内のある一部分であってもよいし、合波コア１１のすべての部分であってもよいが、入射した光が均一に合波するように、光入射部側２１から光出射部側２３に向かうにつれて一定の割合で横幅Ｂ及び厚さＴが狭くなる形状であることが好ましい。
【００１６】
〔光入射部側〕
光入射部側２１は、光入射用光ファイバ又は光入射用コアから光を入射する側の合波コア１１の表面部分を示し、光出射部側２３より大きい面積の部分である。
光入射部側２１の形状は、光入射部側２１の作製が容易となるように、略矩形であることが好ましい。
【００１７】
光入射部側２１の横幅Ｂ１及び厚さＴ１の寸法は、光の伝播損失が抑えられるよう、３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが光入射部側２１の内側に入る寸法であれば特に限定されない。例えば、図１において、光入射部側２１への光の入射に、同じコアの直径を有する３つの光入射用光ファイバを使用した場合、光入射部側２１の横幅Ｂ１は、３つの光入射用光ファイバのうち、同一高さにある２つの光入射部が光入射部側の内側にすべて含まれる寸法であればよいので、使用する光入射用光ファイバのコアの直径より大きく設定される。
【００１８】
同様に、光入射部側２１の厚さＴ１は、３つの光入射用光ファイバのうち、異なる高さにある２つの光入射部が光入射部側の内側にすべて含まれる寸法であればよいので、使用する光入射用光ファイバのコアの直径より大きく設定される。こうすることによって、３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃのうち、少なくとも１つの光入射部２２ｂが互いに同一の高さにある２つの光入射部２２ａ、２２ｃとは異なる高さに存在することが可能となる。
【００１９】
また、光入射部側２１への光の入射に３つの光入射用光ファイバを使用し、入射する光の数が３つの場合、３つの光入射用光ファイバのコア中心を結ぶ図形が正三角形となるように、かつ、この正三角形の一辺の長さが光入射用光ファイバのクラッドの直径となるように、使用する３つの光入射用光ファイバを束ねた状態が、光入射用光ファイバを最密に光入射部側２１に接合できる最密状態である。
最密状態に束ねた３つの光入射用光ファイバのコアがすべて光入射部側２１の内側に入り、かつ、光入射部側２１の面積が最も小さくなるような光入射部側２１の横幅Ｂ１及び厚さＴ１の寸法にすると、光導波路１ａを小型化することができる。
【００２０】
〔光出射部側〕
光出射部側２３は、光出射用光ファイバ又は光出射用コアに光を伝播する側の合波コア１１の表面部分を示し、光入射部側２１よりも面積が小さい部分である。
光出射部側２３の形状は、合波コア１１の作製が容易なように、略矩形であることが好ましい。
光出射部側２３の横幅Ｂ２及び厚さＴ２は、合波コア１１の光伝播損失が抑えられるように、光出射部側２３から出射される合波光を伝播する光出射用光ファイバのコア部分又は光出射用コアが光出射部側２３の内部に入るような寸法であれば特に限定されない。
【００２１】
このような理由から、合波光の伝播に光出射用光ファイバを使用した場合、光出射部側２３の横幅Ｂ２及び厚さＴ２の寸法は、光出射用光ファイバのコア部分又は光出射用コアが光出射部側２３の内部に入るように、この横幅Ｂ２及び厚さＴ２によって作られる四角形の対角線の長さを光出射用光ファイバのコアの直径以下にすることが好ましい。さらに、光出射部側２３の横幅Ｂ２及び厚さＴ２の寸法は、光より強度の強い合波光が出射されるように、対角線の長さを光出射用光ファイバのコアの直径と等しくすることが好ましい。
【００２２】
〔光入射用光ファイバ〕
使用する光入射用光ファイバは、光入射部側２１又は光入射用コア１２（後述）との接合部分において、光入射部側２１又は光入射用コア１２の対角線の長さ以下の直径のコアを有する光ファイバであれば特に限定されないが、同じコアの直径を持つ光ファイバであれば、クラッドの直径が小さい光ファイバの方が光入射部をより近づけることが可能となり、光導波路１ａを小型化することができる点で好ましい。
【００２３】
〔光出射用光ファイバ〕
使用する光出射用光ファイバは、光出射部側２３又は光出射用コア１３（後述）との接合部分において、光出射部側２３又は光出射用コア１３の対角線の長さ以上の直径であるコアを有する光ファイバであれば特に限定されないが、光導波路１ａが小型化されるように、対角線の長さと等しい直径のコアを持つ光ファイバが好ましく、なおかつクラッドの直径が小さい光ファイバがさらに好ましい。
【００２４】
〔製造方法〕
図３〜図７を参照して、光導波路１ａの作製方法の概要を説明する。なお、本実施形態における光導波路１ａの構成には、光ファイバは含まない。
図３に示すように、まず、ポリイミドフィルム１６上に矩形状のクラッド層形成用樹脂フィルムから下部クラッド層１４を形成し、下部クラッド層１４の表面に、光出射部側より光入射部側の横幅及び厚さが大きいネガ型フォトマスクを用いて、第１合波コア１１１を形成する。
次に、図４に示すように、第１合波コア１１１の光入射部側及び光入射部側から光出射部側に向かって所定の範囲の第１合波コア１１１の側壁を覆うようなコの字型の第１上部クラッド層１５１を形成する。
次に、図５に示すように、第１合波コア１１１を覆うように、かつ、コの字型の第１上部クラッド層１５１の凹んだ部分を埋めるように、光入射部側が光出射部側よりも横幅が広い第２合波コア１１２のネガ型フォトマスクを用いて、下部クラッド層１４の表面に第２合波コア１１２を形成する。
【００２５】
次に、図６に示すように、第１上部クラッド層１５１及び第２合波コア１１２を覆うように、第２上部クラッド層１５２を形成する。
その後、図７に示すように、第２合波コア１１２の光入射部側２１及び光出射部側２３が露出するように、第１上部クラッド層１５１、第１合波コア１１１及び第２合波コア１１２を切断機を用いて切断し、光導波路１ａを得る。このとき、切断された第１上部クラッド層１５１及び第２上部クラッド層１５２は上部クラッド層１５とされる。また、切断された第１合波コア１１１及び第２合波コア１１２は光入射部側２１及び光出射部側２３を形成する。
【００２６】
（第２実施形態）
図８及び図９を参照して、本発明に係る第２実施形態の光導波路１ｂを説明する。なお、本実施形態における光導波路１ｂの構成には、光ファイバは含まない。
光導波路１ｂは、光入射部側２１へ光を入射させるために、光入射部側２１と光入射用光ファイバとの間に、光入射部側２１の３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃへ光を伝播するように、３つの光入射用コア１２を有する。光入射用コア１２は必ずしも必要とされているものではないが、光入射用コア１２を設けることにより、光入射部側２１の任意の位置に光を入射することが可能となる。
【００２７】
〔光入射用コア〕
光入射部側２１への光の入射に３つの光入射用コア１２を使用した場合、光入射用光ファイバを使用した場合と同様の理由により、光入射部側２１の横幅Ｂ１は、光入射用コア１２における光入射用コア１２と光入射部側２１との接合部の横幅よりも大きければよい。また、光入射部側２１の厚さＴ１は、光入射用コア１２における光入射用コア１２と光入射部側２１との接合部の厚さよりも大きければよい。
【００２８】
３つの光入射用コア１２は、光入射用光ファイバ側及び光入射部側２１での断面形状が略矩形であり、光入射用光ファイバ側から光入射部側２１に向けて厚さ及び横幅が変化しない直線形状を有することが好ましい。また、光入射部側２１と、３つの光入射用コア１２の光入射部側２１との接合部において、３つの接合部の中心位置を結ぶ図形が正三角形であることが好ましい。さらに、３つの光入射用コア１２が光入射用コアを最密に光入射部に接合できる最密状態になるように、３つの接合部の中心位置を結ぶ正三角形の一辺の長さが光入射用コア１２の対角線の長さと等しくすることが好ましい。
そのようにすることにより、３つの光入射用コア１２がすべて光入射部側２１の内側に入り、光入射部側２１の面積が最も小さくなるので、光導波路１ｂを小型化することができる。
【００２９】
光入射用コア１２の光入射用光ファイバ側の断面形状は略矩形であることが、作製の容易さの観点から略矩形であることが好ましい。
光入射用コア１２の数は、入射する光の数以上有することが好ましいが、光導波路１ｂが小型化するように、入射する光の数と等しい数の光入射用コア１２を有していることがさらに好ましい。
光入射用コア１２と、光入射用コア１２の光入射用光ファイバとの接合部での横幅及び厚さは、それぞれの大きさが、使用する光入射用光ファイバのコアの直径以上であれば特に限定されないが、光導波路１ｂが小型化するように、使用する光入射用光ファイバのコアが内部にすべて入り、光入射用光ファイバとの接合部での断面積が最も小さくなる横幅及び厚さとすることが最も好ましい。
【００３０】
光入射部側２１と、光入射用コア１２の光入射部側２１とが接合する接合部における横幅、厚さ及び断面形状は、光入射部側２１の内側に、接合される光入射用コア１２がすべて含まれるような横幅、厚さ及び断面形状であれば特に限定はされないが、合波コア１１の光の伝播損失が抑えられるように、光入射用光ファイバ側と等しい横幅及び厚さであることが好ましい。合波コア１１の作製が容易となるように、光入射用コア１２の断面形状が略矩形であることが好ましい。
【００３１】
光入射用コア１２の長さは特に限定されないが、５０μｍ以上であれば、光入射部側２１の任意の位置に光を入射することが可能であり、５００μｍ以下であることが小型化の点で好ましい。
光入射用コア１２を形成する光入射用コア形成用樹脂材料としては、クラッド層よりも屈折率が高い材料であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。光入射用コア１２を形成する光入射用コア形成用樹脂材料は、光導波路の作製が容易となるように、合波コア１１に用いられる樹脂組成物と同じ樹脂組成物を用いることが好ましい。
【００３２】
〔光入射用コアの位置関係〕
光入射用コア１２と光入射用光ファイバとの接合部での位置関係は、任意の２つの光入射用コア１２の中心間距離が、光入射用光ファイバの直径以上であれば特に限定されないが、光導波路１ｂが小型化するように、すべての光入射用コア１２が互いに可能な限り近づいている状態であることが好ましい。
例えば、光導波路１ｂにおいて、３つの光入射用コア１２の中心位置を結んだ図形が正三角形になり、その一辺の長さが光入射用光ファイバのクラッドの直径と等しい場合に、光入射用光ファイバが３つの光入射用コア１２に最密に接合されている最密状態となる。この最密状態のとき、異なる高さにある２つの光入射用コア１２の高さ方向の中心間距離が（√３／２）×（光入射用光ファイバのクラッドの直径）と規定されるため、任意の異なる高さにある光入射用コア１２の高さ方向の中心間距離は（√３／２）×（光入射用光ファイバのクラッドの直径）以上であると規定される。
【００３３】
この関係性は光入射用コアの数が４本以上の光導波路の場合にも当てはまるため、光入射用コアを使用した場合での任意の異なる高さにある光入射用コア１２の高さ方向の中心間距離は（√３／２）×（光入射用光ファイバのクラッドの直径）以上であると規定される。
【００３４】
〔製造方法〕
図１０〜図１３を参照して、光導波路１ｂの作製方法の概要を説明する。
図１０に示すように、ポリイミドフィルム１６上に下部クラッド層１４を形成した後、直方体状の第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターン及び第１合波コア１１１のパターンのネガ型フォトマスクを用いて、第１合波コア１１１のパターン及び第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターンを形成する。
【００３５】
次に、図１１に示すように、第１上部クラッド層１５１のパターンのネガ型フォトマスクを用いて第１上部クラッド層１５１を形成する。
次に、第１上部クラッド層１５１の上に、２つの第２上部クラッド層１５２のパターンのネガ型フォトマスクを用いて、２つの第２上部クラッド層１５２を形成する。
次に、図１２に示すように、２つの第２上部クラッド層１５２の間に、第２光入射用コア１２２のパターン及び第２合波コア１１２のパターンのネガ型フォトマスクを用いて、第２合波コア１１２及び第２光入射用コア１２２を形成する。
図１３に示すように、第３上部クラッド層１５３を形成し、切断機で第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂ、第２光入射用コア１２２及び第２合波コア１１２を切断し、光導波路１ｂを得る。
【００３６】
（第３実施形態）
図１４を参照して、本発明に係る第３実施形態の光導波路１ｃを説明する。なお、本実施形態における光導波路１ｃの構成には、光ファイバは含まない。
光導波路１ｃは、光出射部側２３から光を出射させるために、光出射部側２３と光出射用光ファイバとの間に、光出射部側２３の光を伝播する光出射用コア１３を有する。光出射用コア１３は必ずしも必要とされているものではないが、光出射用コア１３を設けることにより、光出射部側２３の任意の位置に光を入射することが可能となる。
合波光の伝播に光出射用コア１３を使用した場合、光出射部側２３の横幅及び厚さは、光出射部側２３との接合部での光出射用コア１３の横幅及び厚さ以下であれば特に限定されないが、光出射用光ファイバを使用した場合と同様に、光出射用コア１３の横幅及び厚さとそれぞれ等しい横幅及び厚さの組み合わせが好ましい。
【００３７】
〔光出射用コア〕
光出射用コア１３は光導波路１ｃには必ずしも必要とされているものではないが、光出射用コア１３を設けることにより、切削加工の加工位置ずれによる光出射部側２３の拡大を防ぐことができる。
光出射用コア１３の出射用光ファイバ側の断面形状は、光出射用コアの作製が容易になるように、略矩形であることが最も好ましく、また、光出射部側２３から光出射用光ファイバ側に向けて厚さ及び幅が変化しない直線構造を有することが好ましい。
【００３８】
光出射用コア１３を形成する光出射用コア形成用樹脂材料としては、下部クラッド層１４よりも屈折率が高い材料であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。ただし、光導波路の作製が容易となるように、合波コア１１及び光入射用コア１２に用いられる樹脂組成物と同じ樹脂組成物を用いることが好ましい。
【００３９】
光出射用光ファイバとの接合部においての光出射用コア１３の横幅及び厚さは、光出射用光ファイバ側における光出射用コア１３の対角線の長さが、使用する光出射用光ファイバのコアの直径以下になるような組み合わせであれば特に限定されないが、使用する光入射用光ファイバのコアの内部にすべて入り、面積が最も小さくなるような横幅及び厚さの組み合わせが小型化の点で最も好ましい。
【００４０】
光出射用コア１３の光出射部側２３が接合する接合部における横幅、厚さ及び断面形状は、光の伝播損失が抑えられるよう光出射部側２３が内部にすべて入るような横幅、厚さ及び断面形状であればとくに限定されないが、光導波路１ｃが小型化するように、横幅及び厚さが光出射部側２３の横幅及び厚さとそれぞれ等しい横幅及び厚さである組み合わせが好ましく、光導波路の作製の容易さの観点から断面形状は、略矩形であることが好ましい。
光出射用コア１３の長さは特に限定されないが、１００μｍ以上であることが切削加工等での光出射部側の拡大を防ぐことが可能であり、５００μｍ以下であることが小型化の点で好ましい。
【００４１】
〔製造方法〕
図１５〜図１８を参照して、光導波路１ｃの作製方法を説明する。
なお、使用するコア層及びクラッド層形成用樹脂フィルムは上述において使用したものと同じ樹脂フィルムを用いた。
【００４２】
図１５に示すように、下部クラッド層１４を形成した後、直方体状の第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターン及び第１合波コア１１１のパターンのネガ型フォトマスクを用いて、第１合波コア１１１のパターン及び第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターンを形成する。なお、第１合波コア１１１の長さは、光導波路１ｂの第１合波コア１１１よりも短い。
【００４３】
次に、図１６に示すように、第１上部クラッド層１５１のパターンのネガ型フォトマスクを用いて第１上部クラッド層１５１を形成する。次に、第１上部クラッド層１５１の上に、２つの第２上部クラッド層１５２のパターンのネガ型フォトマスクを用いて、２つの第２上部クラッド層１５２を形成する。
【００４４】
次に、図１７に示すように、光導波路１ｃは、光導波路１ｂの作製方法において、第２合波コア１１２のネガ型フォトマスクの光出射部側に幅テーパ形状を持たない直線パターンを追加する。第１合波コア１１１の長さが短いので、第２合波コア１１２の光出射部側に平坦な形状部分が形成される。この平坦な形状を有している部分を第２合波コア１１２の形成時に直線形状にすることにより、厚さ及び横幅に対してテーパ構造を持たない直線形状の光出射用コア１３を得ることができる。
そして、図１８に示すように、第３上部クラッド層１５３を形成し、切断機で第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂ、第２光入射用コア１２２及び光出射用コア１３を切断し、光導波路１ｃを得る。
【００４５】
なお、以上の光導波路１ａ〜１ｃは、いずれも、３つの光を合波する合波コア１１を備えるものとして、説明したが、これに限定されず、４以上の光を合波して伝播する合波コアを備えてもよい。したがって、光導波路の合波コアは、３以上の光が合波コアに入射される側の合波コアの表面部分である光入射部側と、３以上の光を合波し伝播され合波コアから出射される側の合波コアの表面部分である光出射部側と、光入射部側に含まれる３以上の入射部であって３以上の光が入射される３以上の光入射部と、光入射部側から光出射部側に向けて合波コアの横幅及び厚さが狭くなるテーパ形状部と、を備え、さらに、３以上の光入射部のうち、少なくとも１つの光入射部が、互いに同一の高さに位置する他の２つ以上の光入射部とは異なる高さにあればよい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【００４７】
実施例１
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
［（Ａ）ベースポリマー及び（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）溶液の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量し、窒素ガスをフラスコに導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌し、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
【００４８】
［重量平均分子量の測定］
（Ａ−１）溶液の重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（商品名：ＳＤ−８０２２、ＤＰ−８０２０、ＲＩ−８０２０、東ソー株式会社製）を用いて測定した結果、３．９×１０4であった。なお、カラムは日立化成工業株式会社製「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
【００４９】
［酸価の測定］
（Ａ−１）溶液の酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価は（Ａ−１）溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
【００５０】
［クラッド層形成用樹脂ワニスの調合］
（Ａ）ベースポリマーとして、前記（Ａ−１）溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（商品名：Ｕ−２００ＡＸ、新中村化学工業株式会社製）３３質量部、及び、ポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（商品名：ＵＡ−４２００、新中村化学工業株式会社製）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（商品名：スミジュールＢＬ３１７５、住化バイエルウレタン株式会社製）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・ジャパン株式会社製）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・ジャパン株式会社製）１質量部、及び、希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を撹拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（商品名：ＰＦ０２０、アドバンテック東洋株式会社製）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。
【００５１】
上記で得られたクラッド層形成用樹脂組成物を、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ４１００、東洋紡績株式会社製、厚さ：５０μｍ）の非処理面上に、前記塗工機を用いて塗布し、１００℃で２０分間乾燥させた後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム株式会社製、厚さ：２５μｍ）を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このときの樹脂フィルムの厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用したクラッドの厚さに付いては、実施例中に記載する。実施例中に記載するクラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００５２】
［コア層形成用樹脂フィルムの作製］
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成株式会社製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、及び、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、及び、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上記製造例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスＢを調合した。その後、上記製造例と同様の方法及び条件で加圧濾過し、さらに、減圧脱泡した。
【００５３】
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスＢを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績株式会社製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥させて、次いで、保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。このときの樹脂フィルムの厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用したコア層形成用樹脂フィルム厚さに付いては、実施例中に記載する。実施例中に記載するコア層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００５４】
［光導波路の形成］
図３〜図７において、本発明における、第１実施形態の光導波路１ａの作製方法を示す。
３０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを２０ｃｍ×１７ｃｍに切断し、保護フィルムを剥離した後、真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いて、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１２０℃、加圧時間３０秒の条件でポリイミドフィルム１６（商品名：カプトンＥＮ、東レ・デュポン株式会社製、厚さ：５０μｍ）に加熱圧着した。その後、紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でキャリアフィルム側から紫外線を４０００ｍＪ／ｃｍ2照射することによって下部クラッド層１４を得た。
【００５５】
次に、下部クラッド層のＰＥＴフィルムを剥離し、下部クラッド層上にロールラミネータ（商品名：ＨＬＭ−１５００、日化設備エンジニアリング株式会社製）を用いて、圧力０．５ＭＰａ、温度５０度、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で保護フィルムを剥離した５０μｍ厚のコア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、次いで、上記の真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いて５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着した。その後、第１合波コア１１１（光入射部側パターン幅３１０μｍ、光出射部側パターン幅１８０μｍ、パターン長さ５ｍｍ）のネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でコア層形成用樹脂フィルム側から紫外線を８００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで、８０℃で５分間加熱を行った。その後、コア層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、第１合波コア１１１をエッチングした。その後、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥させて、第１合波コア１１１が形成された（図３参照）。
【００５６】
次に、保護フィルムから剥離した９０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを第１合波コア１１１面側から真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１２０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着してラミネートした。その後、第１合波コアパターンの光入射部側及び光入射部側から光出射部側に向かって１ｍｍの部分までの第１合波コア１１１の側壁を覆うようなコの字型の第１上部クラッド層１５１（パターン幅１００μｍ）のネガ型フォトマスクを介し紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）で紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで、クラッド層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離した後、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて第１上部クラッドパターンをエッチングした。その後、水洗浄を行い、上記紫外線露光機（表品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）で紫外線を４０００ｍＪ／ｃｍ2全面に照射し、次いで、１７０℃で１時間加熱乾燥させて硬化させることにより第１上部クラッド層１５１を得た（図４参照）。
【００５７】
次に、第１上部クラッド層１５１のパターン面にロールラミネータ（商品名：ＨＬＭ−１５００、日化設備エンジニアリング株式会社製）を用いて、圧力０．５ＭＰａ、温度５０度、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で保護フィルムを剥離した５０μｍ厚のコア層形成用樹脂フィルムをラミネートした後、上記の真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いて５００Ｐａ以下に真空引きし、次いで、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着した。その後、第２合波コア１１２（光入射部側パターン幅３１０μｍ、光出射部側パターン幅５０μｍ、パターン長さ１０ｍｍ）のネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でコア層形成用樹脂フィルム側から紫外線を８００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで、８０℃で５分間加熱を行った。その後、コア層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、第２合波コア１１２をエッチングした。その後、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥させて、第２合波コア１１２が形成された（図５参照）。
【００５８】
次に、保護フィルムから剥離した１１２μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを第２合波コア１１２面側から真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１２０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着してラミネートした。その後、紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）を用いてクラッド層形成用樹脂フィルム側から紫外線を４０００ｍＪ／ｃｍ2全面に照射した。次に、クラッド層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥させて硬化させることで第２上部クラッド層１５２を形成することにより、本発明の第１実施形態に係る光導波路を得た（図６参照）。
そして、ダイシングソー（商品名：ＤＡＤ−３４１、株式会社ディスコ製）を用いて幅１．５ｍｍ、長さ１０ｍｍの光導波路１ａを切り出した（図７参照）。
【００５９】
実施例２
図１０〜図１３において、本発明における、第２実施形態の光導波路１ｂの作製方法を示す。なお、使用するコア層及びクラッド層形成用樹脂フィルムは実施例１と同じ樹脂フィルムを用いた。また、下部クラッド層１４の形成と１回目のコア形成用樹脂フィルムのラミネートまでの工程は実施例１と同様である。
【００６０】
コア層形成用樹脂フィルムをラミネートした後、第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターン（パターン幅５０μｍ、パターン長さ１００μｍ、パターンピッチ１２５μｍ）、及び、第１合波コア１１１（光入射部側パターン幅３１０μｍ、光出射部側パターン幅１８０μｍ、パターン長さ５ｍｍ）のネガ型フォトマスクを介し、紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でコア層形成用樹脂フィルム側から紫外線を８００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで、８０℃で５分間加熱を行った。
その後、コア層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、パターンをエッチングした。その後、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥させて、第１合波コア１１１及び第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターンが形成された（図１０参照）。
【００６１】
次に、保護フィルムを剥離した９０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムをコアパターン面側に上記真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１２０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着した。その後、第１上部クラッド層１５１のパターン（パターン幅１５００μｍ、パターン長さ１００μｍ）のネガ型フォトマスクを介して上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）で紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ2照射後、クラッド層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離した。
【００６２】
次に、保護フィルムを剥離した５０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを前の工程において第１上部クラッド層１５１のパターンの露光をしたクラッド層形成用樹脂フィルム上に上記真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用い、第１上部クラッド層と同様の条件で加熱圧着した。その後、第２上部クラッド層１５２パターンのネガ型フォトマスク（パターン幅５０μｍ、パターン長さ１００μｍ、パターンピッチ１５０μｍ）を介して上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）で紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ2照射後、クラッド層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いてクラッド層形成用樹脂フィルムをエッチングした。その後、水洗浄し、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でクラッド層形成用樹脂フィルム側から紫外線を４０００ｍＪ／ｃｍ2全面に照射した後、１７０℃で１時間加熱乾燥させて硬化させて、第１上部クラッド層１５１及び第２上部クラッド層１５２を形成した（図１１参照）。
【００６３】
次に、ロールラミネータ（商品名：ＨＬＭ−１５００、日化設備エンジニアリング株式会社製）を用いて、圧力０．５ＭＰａ、温度５０度、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で保護フィルムを剥離した５０μｍ厚のコア層形成樹脂フィルムをコアパターン及び第一、第二上部クラッドパターン面にラミネートし、次いで、上記の真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いて５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着した。その後、第２光入射用コア１２２パターン（パターン幅５０μｍ、パターン長さ１００μｍ）、及び、第２合波コア１１２パターン（光入射部側パターン幅３１０μｍ、光出射部側パターン幅５０μｍ、パターン長さ９．９ｍｍ）のネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でコア層形成樹脂フィルム側から紫外線を８００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで、８０℃で５分間加熱を行った。その後、コア層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、パターンをエッチングした。その後、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥させて、第２合波コア１１２パターン及び第２光入射用コア１２２パターンが形成された（図１２参照）。
【００６４】
次に、保護フィルムから剥離した１２０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムをコアパターン面から上記真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１２０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着してラミネートした。さらに、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でクラッド層形成用樹脂フィルム側から紫外線を４０００ｍＪ／ｃｍ2全面に照射後、クラッド層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥させ硬化させることで第３上部クラッド層１５３を形成し、本発明の第２実施形態に係る光導波路を得た。その後、ダイシングソー（商品名：ＤＡＤ−３４１、株式会社ディスコ製）を用いて幅１．５ｍｍ、長さ１０ｍｍの光導波路１ｂを切り出した（図１３参照）。
【００６５】
実施例３
図１５〜図１８において、本発明における、第３実施形態の光導波路１ｃの作製方法を示す。なお、使用するコア層及びクラッド層形成用樹脂フィルムは実施例１及び２において使用したものと同じ樹脂フィルムを用いた。
本発明における、第３実施形態の光導波路１ｃは実施例２の光導波路の作製方法において、第１合波コア１１１の長さを５ｍｍから４．５ｍｍに変更し、第２合波コア１１２のネガ型フォトマスクの光出射部側に幅テーパ形状を持たない直線パターン（パターン長さ５００μｍ）を追加し、第３上部クラッド層１５３を形成するために使用するクラッド層形成用樹脂フィルムの厚さを１１０μｍ厚とすることにより得ることができる（図１５、図１６参照）。
【００６６】
第１合波コア１１１の長さを短くすることにより、２回目にコア層形成用樹脂フィルムのラミネートを行った後に、光出射部側に厚さテーパ形状を持たない平坦な形状の部分が形成される（図１７、図１８参照）。
この平坦な形状を有している部分を第２合波コア１１２の形成時に直線形状にすることにより、厚さ及び横幅に対してテーパ構造を持たない直線形状の光出射用コア１３を得ることができるため、本発明においての第３実施形態に係る光導波路１ｃを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上詳細に説明したように、本発明は、光導波路に関し、特に、小型化が可能であると共に、光出射部側のスポット径を小さくすることで、小さいスポット径の合波光を得られる光導波路を得られる。このため、医療用内視鏡等として有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１．光導波路
１１．合波コア
１１１．第１合波コア
１１２．第２合波コア
１２．光入射用コア
１２１ａ、１２１ｂ．第１光入射用コア
１２２．第２光入射用コア
１３．光出射用コア
１４．下部クラッド層
１５．上部クラッド層
１５１．第１上部クラッド層
１５２．第２上部クラッド層
１５３．第３上部クラッド層
１６．ポリイミドフィルム
２１．光入射部側
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ．光入射部
２３．光出射部側
３１．テーパ形状部
【技術分野】
【０００１】
本発明は光導波路に関し、小型化が可能であると共に、光出射部側のスポット径を小さくすることで、小さいスポット径の合波光を得られる光導波路に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の光源から出射される異なる波長の光を合波する波長多重光合波装置として、様々な提案がなされている。
例えば、特許文献１では、複数の光源から出射された光を第１ファイバ合波器において合波して第１の合波光を形成する複数のファイバ合波光源ユニットからマルチモード光ファイバによって第１の合波光を導波させ、第２ファイバ合波器においてさらに合波して第２の合波光を形成する合波光源についての発明が開示されている。特に複数本の光ファイバを束ね、すべての光ファイバに均一に力が加わるようにすることで、合成波の出力強度分布の均一化を図っている。
【０００３】
また、特許文献２では、面発光素子の近接した２以上の発光点から入射した２以上の異なる波長の光を合波して伝搬した後、合波した光を波長選択フィルターにより分波して波長多重伝搬することができる複合化された波長多重光伝搬路構造についての発明が開示され、短距離光伝搬で用いられる光伝搬路において更なる低コスト化、小型化、大容量化が図れる光伝搬技術を提供することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４１３４２号公報
【特許文献２】特開２００９−１９９０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の合波光源では、複数の光ファイバを１つ１つ接合する必要があるため合波光源を作製するには多大な時間が必要であり、また、光ファイバの接合状態によって合波光の輝度や均一性が変化するため小さいスポット径の合成波を得るのに向いていない。
また、特許文献２に記載の光伝搬路構造では入射する光の数が多くなると、光入射部の横幅が広がり、光伝搬路構造を小型化することが容易でない。
本発明は、上記問題の解決を鑑みたものであり、小型化が可能であると共に、光出射部側のスポット径を小さくすることで、小さいスポット径の合波光を得られる光導波路の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光導波路は、３以上の光を合波して伝播する合波コアを備える。前記合波コアは、前記３以上の光が前記合波コアに入射される側の前記合波コアの表面部分である光入射部側と、前記３以上の光を合波し伝播され前記合波コアから出射される側の前記合波コアの表面部分である光出射部側と、前記光入射部側に含まれる３以上の入射部であって前記３以上の光が入射される３以上の光入射部と、前記光入射部側から前記光出射部側に向けて前記合波コアの横幅及び厚さが狭くなるテーパ形状部と、を備える。前記３以上の光入射部のうち、少なくとも１つの光入射部が、互いに同一の高さに位置する他の２つ以上の光入射部とは異なる高さにある。
このような構造を採ることにより、光導波路構造であっても光入射部の幅を低減することができ、光入射部幅と厚さの最大値を小さくすることができ、光導波路構造を小型化することと、光出射部側のスポット径を小さくすることとの両立が図れることとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光導波路によれば、小型化が可能であると共に、光出射部側のスポット径を小さくすることで、小さいスポット径の合波光が得られる光導波路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る第１実施形態の光導波路の一例を示した平面図である。
【図２】図１に示した光導波路の（ａ）Ｐ１−Ｑ１矢視における側面図、（ｂ）Ｐ２−Ｑ２矢視における断面図、（ｃ）Ｐ３−Ｑ３矢視における断面図である。
【図３】図１に示した光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図４】図３に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図５】図４に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図６】図５に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図７】図６に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光導波路の一例を示した（Ａ）平面図、及び（Ｂ）断面図である。
【図９】図８に示した光導波路のＰ−Ｑ矢視における断面図である。
【図１０】図９に示した光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１１】図１０に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１２】図１１に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１３】図１２に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る光導波路の一例を示した平面図である。
【図１５】図１４に示した光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１６】図１５に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１７】図１６に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【図１８】図１７に続く光導波路の作製工程を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、本発明に係る第１実施形態の光導波路１ａを説明する。なお、本実施形態における光導波路１ａの構成には、光ファイバは含まない。また、光導波路１ａは、３つの光を合波するものとして説明する。
図１に示すように、光導波路１ａは、光入射部側２１から入射された３つの光を合波し、光出射部側２３から出射するよう伝播する合波コア１１を備える。光導波路１ａは、合波コア１１を保護する下部クラッド層１４及び上部クラッド層１５を有することが好ましい。
光導波路１ａは、光入射用光ファイバ（図示せず）の出射側端部から出射した光が光入射部側２１に向かうように、光入射部側２１に光入射用光ファイバが設置され、また、光出射部側２３から出射した光が光出射用光ファイバ（図示せず）の入射側端部に向かうように、光出射部側２３に光出射用光ファイバが設置されているので、光入射部側２１への光の伝播と光出射部側２３より出射された合波光の伝播とを効率よく行うことができる。
【００１０】
〔下部クラッド層及び上部クラッド層〕
下部クラッド層１４及び上部クラッド層１５は光導波路１ａには必ずしも必要とされているものではないが、光導波路１ａに下部クラッド層１４を設けることにより、下部クラッド層１４は合波コア１１、光入射用コア１２及び光出射用コア１３を保護することが可能となる。
合波コア１１の下部にある下部クラッド層１４と、合波コア１１の側壁及び上部にある上部クラッド層１５（第１上部クラッド層、第２上部クラッド層、第３上部クラッド層）とによりクラッド層が構成されるものとする。
下部クラッド層１４及び上部クラッド層１５を形成するクラッド層形成用樹脂材料としては、合波コア１１、光入射用コア１２及び光出射用コア１３より低い屈折率を持ち、かつ、光又は熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。下部クラッド層１４及び上部クラッド層１５を形成するクラッド層形成用樹脂に用いる樹脂組成物は、下部クラッド層１４及び上部クラッド層１５において、該樹脂組成物に含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、該樹脂組成物の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。
【００１１】
〔合波コア〕
合波コア１１は、光入射部側２１から入射される３つの光を、合波し、光出射部側２３へ伝搬する役割を有し、光入射部側２１と、光出射部側２３と、３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、テーパ形状部３１とを備える。
【００１２】
光入射部側２１は、３つの光が合波コア１１に入射される側の合波コア１１の表面部分である。光出射部側２３は、３つの光を合波し伝播され合波コア１１から出射される側の合波コア１１の表面部分である。
光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、いずれも、光入射部側２１に形成されている。光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、３つの光がそれぞれ光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃに入射する、合波コア１１の光入射部側２１の表面部分の一部である。また、光入射部側２１及び光出射部側２３における合波コア１１の形状は、その作製が容易となるように略矩形であることが好ましい。
【００１３】
合波コア１１を形成する合波コア形成用樹脂材料としては、クラッド層よりも屈折率が高い材料であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。
合波コア１１の長さは特に限定されないが、合波コア１１の長さが１５００（μｍ）以上であれば、入射した光が合波コア１１とクラッド層との境界面で全反射する頻度を十分に確保することができる。また、合波コア１１の長さが４００００（μｍ）以下であれば、合波コア１１を医療用内視鏡等小型化が求められる用途に用いることができる。
【００１４】
〔光入射部〕
３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、光入射部側２１において、光入射用光ファイバ又は光入射用コアにより光が入射される部分である。３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃのうち、光入射部２２ｂが、互いに同一の高さに位置する他の２つの光入射部２２ａ、２２ｃとは異なる高さにある（図２（ａ）参照）。
３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの互いの位置関係は、少なくとも１つの光入射部が他の２つ以上の同一高さにある光入射部とは異なる高さに位置するという高さ条件を満たせば特に限定されないが、３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、光導波路１ａが小型化になるように、また、３つの光が合波コア１１の内部で均一に合波されるように、前記の高さ条件を満たす範囲で、互いの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを可能な限り互いに近づけた位置にすることが好ましい。
【００１５】
〔テーパ形状部〕
テーパ形状部３１は、光入射部側２１から光出射部側２３に向けて、横幅Ｂ及び厚さＴが狭くなるテーパ形状を有している。
テーパ形状部３１は、合波コア１１内のある一部分であってもよいし、合波コア１１のすべての部分であってもよいが、入射した光が均一に合波するように、光入射部側２１から光出射部側２３に向かうにつれて一定の割合で横幅Ｂ及び厚さＴが狭くなる形状であることが好ましい。
【００１６】
〔光入射部側〕
光入射部側２１は、光入射用光ファイバ又は光入射用コアから光を入射する側の合波コア１１の表面部分を示し、光出射部側２３より大きい面積の部分である。
光入射部側２１の形状は、光入射部側２１の作製が容易となるように、略矩形であることが好ましい。
【００１７】
光入射部側２１の横幅Ｂ１及び厚さＴ１の寸法は、光の伝播損失が抑えられるよう、３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが光入射部側２１の内側に入る寸法であれば特に限定されない。例えば、図１において、光入射部側２１への光の入射に、同じコアの直径を有する３つの光入射用光ファイバを使用した場合、光入射部側２１の横幅Ｂ１は、３つの光入射用光ファイバのうち、同一高さにある２つの光入射部が光入射部側の内側にすべて含まれる寸法であればよいので、使用する光入射用光ファイバのコアの直径より大きく設定される。
【００１８】
同様に、光入射部側２１の厚さＴ１は、３つの光入射用光ファイバのうち、異なる高さにある２つの光入射部が光入射部側の内側にすべて含まれる寸法であればよいので、使用する光入射用光ファイバのコアの直径より大きく設定される。こうすることによって、３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃのうち、少なくとも１つの光入射部２２ｂが互いに同一の高さにある２つの光入射部２２ａ、２２ｃとは異なる高さに存在することが可能となる。
【００１９】
また、光入射部側２１への光の入射に３つの光入射用光ファイバを使用し、入射する光の数が３つの場合、３つの光入射用光ファイバのコア中心を結ぶ図形が正三角形となるように、かつ、この正三角形の一辺の長さが光入射用光ファイバのクラッドの直径となるように、使用する３つの光入射用光ファイバを束ねた状態が、光入射用光ファイバを最密に光入射部側２１に接合できる最密状態である。
最密状態に束ねた３つの光入射用光ファイバのコアがすべて光入射部側２１の内側に入り、かつ、光入射部側２１の面積が最も小さくなるような光入射部側２１の横幅Ｂ１及び厚さＴ１の寸法にすると、光導波路１ａを小型化することができる。
【００２０】
〔光出射部側〕
光出射部側２３は、光出射用光ファイバ又は光出射用コアに光を伝播する側の合波コア１１の表面部分を示し、光入射部側２１よりも面積が小さい部分である。
光出射部側２３の形状は、合波コア１１の作製が容易なように、略矩形であることが好ましい。
光出射部側２３の横幅Ｂ２及び厚さＴ２は、合波コア１１の光伝播損失が抑えられるように、光出射部側２３から出射される合波光を伝播する光出射用光ファイバのコア部分又は光出射用コアが光出射部側２３の内部に入るような寸法であれば特に限定されない。
【００２１】
このような理由から、合波光の伝播に光出射用光ファイバを使用した場合、光出射部側２３の横幅Ｂ２及び厚さＴ２の寸法は、光出射用光ファイバのコア部分又は光出射用コアが光出射部側２３の内部に入るように、この横幅Ｂ２及び厚さＴ２によって作られる四角形の対角線の長さを光出射用光ファイバのコアの直径以下にすることが好ましい。さらに、光出射部側２３の横幅Ｂ２及び厚さＴ２の寸法は、光より強度の強い合波光が出射されるように、対角線の長さを光出射用光ファイバのコアの直径と等しくすることが好ましい。
【００２２】
〔光入射用光ファイバ〕
使用する光入射用光ファイバは、光入射部側２１又は光入射用コア１２（後述）との接合部分において、光入射部側２１又は光入射用コア１２の対角線の長さ以下の直径のコアを有する光ファイバであれば特に限定されないが、同じコアの直径を持つ光ファイバであれば、クラッドの直径が小さい光ファイバの方が光入射部をより近づけることが可能となり、光導波路１ａを小型化することができる点で好ましい。
【００２３】
〔光出射用光ファイバ〕
使用する光出射用光ファイバは、光出射部側２３又は光出射用コア１３（後述）との接合部分において、光出射部側２３又は光出射用コア１３の対角線の長さ以上の直径であるコアを有する光ファイバであれば特に限定されないが、光導波路１ａが小型化されるように、対角線の長さと等しい直径のコアを持つ光ファイバが好ましく、なおかつクラッドの直径が小さい光ファイバがさらに好ましい。
【００２４】
〔製造方法〕
図３〜図７を参照して、光導波路１ａの作製方法の概要を説明する。なお、本実施形態における光導波路１ａの構成には、光ファイバは含まない。
図３に示すように、まず、ポリイミドフィルム１６上に矩形状のクラッド層形成用樹脂フィルムから下部クラッド層１４を形成し、下部クラッド層１４の表面に、光出射部側より光入射部側の横幅及び厚さが大きいネガ型フォトマスクを用いて、第１合波コア１１１を形成する。
次に、図４に示すように、第１合波コア１１１の光入射部側及び光入射部側から光出射部側に向かって所定の範囲の第１合波コア１１１の側壁を覆うようなコの字型の第１上部クラッド層１５１を形成する。
次に、図５に示すように、第１合波コア１１１を覆うように、かつ、コの字型の第１上部クラッド層１５１の凹んだ部分を埋めるように、光入射部側が光出射部側よりも横幅が広い第２合波コア１１２のネガ型フォトマスクを用いて、下部クラッド層１４の表面に第２合波コア１１２を形成する。
【００２５】
次に、図６に示すように、第１上部クラッド層１５１及び第２合波コア１１２を覆うように、第２上部クラッド層１５２を形成する。
その後、図７に示すように、第２合波コア１１２の光入射部側２１及び光出射部側２３が露出するように、第１上部クラッド層１５１、第１合波コア１１１及び第２合波コア１１２を切断機を用いて切断し、光導波路１ａを得る。このとき、切断された第１上部クラッド層１５１及び第２上部クラッド層１５２は上部クラッド層１５とされる。また、切断された第１合波コア１１１及び第２合波コア１１２は光入射部側２１及び光出射部側２３を形成する。
【００２６】
（第２実施形態）
図８及び図９を参照して、本発明に係る第２実施形態の光導波路１ｂを説明する。なお、本実施形態における光導波路１ｂの構成には、光ファイバは含まない。
光導波路１ｂは、光入射部側２１へ光を入射させるために、光入射部側２１と光入射用光ファイバとの間に、光入射部側２１の３つの光入射部２２ａ、２２ｂ、２２ｃへ光を伝播するように、３つの光入射用コア１２を有する。光入射用コア１２は必ずしも必要とされているものではないが、光入射用コア１２を設けることにより、光入射部側２１の任意の位置に光を入射することが可能となる。
【００２７】
〔光入射用コア〕
光入射部側２１への光の入射に３つの光入射用コア１２を使用した場合、光入射用光ファイバを使用した場合と同様の理由により、光入射部側２１の横幅Ｂ１は、光入射用コア１２における光入射用コア１２と光入射部側２１との接合部の横幅よりも大きければよい。また、光入射部側２１の厚さＴ１は、光入射用コア１２における光入射用コア１２と光入射部側２１との接合部の厚さよりも大きければよい。
【００２８】
３つの光入射用コア１２は、光入射用光ファイバ側及び光入射部側２１での断面形状が略矩形であり、光入射用光ファイバ側から光入射部側２１に向けて厚さ及び横幅が変化しない直線形状を有することが好ましい。また、光入射部側２１と、３つの光入射用コア１２の光入射部側２１との接合部において、３つの接合部の中心位置を結ぶ図形が正三角形であることが好ましい。さらに、３つの光入射用コア１２が光入射用コアを最密に光入射部に接合できる最密状態になるように、３つの接合部の中心位置を結ぶ正三角形の一辺の長さが光入射用コア１２の対角線の長さと等しくすることが好ましい。
そのようにすることにより、３つの光入射用コア１２がすべて光入射部側２１の内側に入り、光入射部側２１の面積が最も小さくなるので、光導波路１ｂを小型化することができる。
【００２９】
光入射用コア１２の光入射用光ファイバ側の断面形状は略矩形であることが、作製の容易さの観点から略矩形であることが好ましい。
光入射用コア１２の数は、入射する光の数以上有することが好ましいが、光導波路１ｂが小型化するように、入射する光の数と等しい数の光入射用コア１２を有していることがさらに好ましい。
光入射用コア１２と、光入射用コア１２の光入射用光ファイバとの接合部での横幅及び厚さは、それぞれの大きさが、使用する光入射用光ファイバのコアの直径以上であれば特に限定されないが、光導波路１ｂが小型化するように、使用する光入射用光ファイバのコアが内部にすべて入り、光入射用光ファイバとの接合部での断面積が最も小さくなる横幅及び厚さとすることが最も好ましい。
【００３０】
光入射部側２１と、光入射用コア１２の光入射部側２１とが接合する接合部における横幅、厚さ及び断面形状は、光入射部側２１の内側に、接合される光入射用コア１２がすべて含まれるような横幅、厚さ及び断面形状であれば特に限定はされないが、合波コア１１の光の伝播損失が抑えられるように、光入射用光ファイバ側と等しい横幅及び厚さであることが好ましい。合波コア１１の作製が容易となるように、光入射用コア１２の断面形状が略矩形であることが好ましい。
【００３１】
光入射用コア１２の長さは特に限定されないが、５０μｍ以上であれば、光入射部側２１の任意の位置に光を入射することが可能であり、５００μｍ以下であることが小型化の点で好ましい。
光入射用コア１２を形成する光入射用コア形成用樹脂材料としては、クラッド層よりも屈折率が高い材料であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。光入射用コア１２を形成する光入射用コア形成用樹脂材料は、光導波路の作製が容易となるように、合波コア１１に用いられる樹脂組成物と同じ樹脂組成物を用いることが好ましい。
【００３２】
〔光入射用コアの位置関係〕
光入射用コア１２と光入射用光ファイバとの接合部での位置関係は、任意の２つの光入射用コア１２の中心間距離が、光入射用光ファイバの直径以上であれば特に限定されないが、光導波路１ｂが小型化するように、すべての光入射用コア１２が互いに可能な限り近づいている状態であることが好ましい。
例えば、光導波路１ｂにおいて、３つの光入射用コア１２の中心位置を結んだ図形が正三角形になり、その一辺の長さが光入射用光ファイバのクラッドの直径と等しい場合に、光入射用光ファイバが３つの光入射用コア１２に最密に接合されている最密状態となる。この最密状態のとき、異なる高さにある２つの光入射用コア１２の高さ方向の中心間距離が（√３／２）×（光入射用光ファイバのクラッドの直径）と規定されるため、任意の異なる高さにある光入射用コア１２の高さ方向の中心間距離は（√３／２）×（光入射用光ファイバのクラッドの直径）以上であると規定される。
【００３３】
この関係性は光入射用コアの数が４本以上の光導波路の場合にも当てはまるため、光入射用コアを使用した場合での任意の異なる高さにある光入射用コア１２の高さ方向の中心間距離は（√３／２）×（光入射用光ファイバのクラッドの直径）以上であると規定される。
【００３４】
〔製造方法〕
図１０〜図１３を参照して、光導波路１ｂの作製方法の概要を説明する。
図１０に示すように、ポリイミドフィルム１６上に下部クラッド層１４を形成した後、直方体状の第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターン及び第１合波コア１１１のパターンのネガ型フォトマスクを用いて、第１合波コア１１１のパターン及び第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターンを形成する。
【００３５】
次に、図１１に示すように、第１上部クラッド層１５１のパターンのネガ型フォトマスクを用いて第１上部クラッド層１５１を形成する。
次に、第１上部クラッド層１５１の上に、２つの第２上部クラッド層１５２のパターンのネガ型フォトマスクを用いて、２つの第２上部クラッド層１５２を形成する。
次に、図１２に示すように、２つの第２上部クラッド層１５２の間に、第２光入射用コア１２２のパターン及び第２合波コア１１２のパターンのネガ型フォトマスクを用いて、第２合波コア１１２及び第２光入射用コア１２２を形成する。
図１３に示すように、第３上部クラッド層１５３を形成し、切断機で第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂ、第２光入射用コア１２２及び第２合波コア１１２を切断し、光導波路１ｂを得る。
【００３６】
（第３実施形態）
図１４を参照して、本発明に係る第３実施形態の光導波路１ｃを説明する。なお、本実施形態における光導波路１ｃの構成には、光ファイバは含まない。
光導波路１ｃは、光出射部側２３から光を出射させるために、光出射部側２３と光出射用光ファイバとの間に、光出射部側２３の光を伝播する光出射用コア１３を有する。光出射用コア１３は必ずしも必要とされているものではないが、光出射用コア１３を設けることにより、光出射部側２３の任意の位置に光を入射することが可能となる。
合波光の伝播に光出射用コア１３を使用した場合、光出射部側２３の横幅及び厚さは、光出射部側２３との接合部での光出射用コア１３の横幅及び厚さ以下であれば特に限定されないが、光出射用光ファイバを使用した場合と同様に、光出射用コア１３の横幅及び厚さとそれぞれ等しい横幅及び厚さの組み合わせが好ましい。
【００３７】
〔光出射用コア〕
光出射用コア１３は光導波路１ｃには必ずしも必要とされているものではないが、光出射用コア１３を設けることにより、切削加工の加工位置ずれによる光出射部側２３の拡大を防ぐことができる。
光出射用コア１３の出射用光ファイバ側の断面形状は、光出射用コアの作製が容易になるように、略矩形であることが最も好ましく、また、光出射部側２３から光出射用光ファイバ側に向けて厚さ及び幅が変化しない直線構造を有することが好ましい。
【００３８】
光出射用コア１３を形成する光出射用コア形成用樹脂材料としては、下部クラッド層１４よりも屈折率が高い材料であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。ただし、光導波路の作製が容易となるように、合波コア１１及び光入射用コア１２に用いられる樹脂組成物と同じ樹脂組成物を用いることが好ましい。
【００３９】
光出射用光ファイバとの接合部においての光出射用コア１３の横幅及び厚さは、光出射用光ファイバ側における光出射用コア１３の対角線の長さが、使用する光出射用光ファイバのコアの直径以下になるような組み合わせであれば特に限定されないが、使用する光入射用光ファイバのコアの内部にすべて入り、面積が最も小さくなるような横幅及び厚さの組み合わせが小型化の点で最も好ましい。
【００４０】
光出射用コア１３の光出射部側２３が接合する接合部における横幅、厚さ及び断面形状は、光の伝播損失が抑えられるよう光出射部側２３が内部にすべて入るような横幅、厚さ及び断面形状であればとくに限定されないが、光導波路１ｃが小型化するように、横幅及び厚さが光出射部側２３の横幅及び厚さとそれぞれ等しい横幅及び厚さである組み合わせが好ましく、光導波路の作製の容易さの観点から断面形状は、略矩形であることが好ましい。
光出射用コア１３の長さは特に限定されないが、１００μｍ以上であることが切削加工等での光出射部側の拡大を防ぐことが可能であり、５００μｍ以下であることが小型化の点で好ましい。
【００４１】
〔製造方法〕
図１５〜図１８を参照して、光導波路１ｃの作製方法を説明する。
なお、使用するコア層及びクラッド層形成用樹脂フィルムは上述において使用したものと同じ樹脂フィルムを用いた。
【００４２】
図１５に示すように、下部クラッド層１４を形成した後、直方体状の第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターン及び第１合波コア１１１のパターンのネガ型フォトマスクを用いて、第１合波コア１１１のパターン及び第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターンを形成する。なお、第１合波コア１１１の長さは、光導波路１ｂの第１合波コア１１１よりも短い。
【００４３】
次に、図１６に示すように、第１上部クラッド層１５１のパターンのネガ型フォトマスクを用いて第１上部クラッド層１５１を形成する。次に、第１上部クラッド層１５１の上に、２つの第２上部クラッド層１５２のパターンのネガ型フォトマスクを用いて、２つの第２上部クラッド層１５２を形成する。
【００４４】
次に、図１７に示すように、光導波路１ｃは、光導波路１ｂの作製方法において、第２合波コア１１２のネガ型フォトマスクの光出射部側に幅テーパ形状を持たない直線パターンを追加する。第１合波コア１１１の長さが短いので、第２合波コア１１２の光出射部側に平坦な形状部分が形成される。この平坦な形状を有している部分を第２合波コア１１２の形成時に直線形状にすることにより、厚さ及び横幅に対してテーパ構造を持たない直線形状の光出射用コア１３を得ることができる。
そして、図１８に示すように、第３上部クラッド層１５３を形成し、切断機で第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂ、第２光入射用コア１２２及び光出射用コア１３を切断し、光導波路１ｃを得る。
【００４５】
なお、以上の光導波路１ａ〜１ｃは、いずれも、３つの光を合波する合波コア１１を備えるものとして、説明したが、これに限定されず、４以上の光を合波して伝播する合波コアを備えてもよい。したがって、光導波路の合波コアは、３以上の光が合波コアに入射される側の合波コアの表面部分である光入射部側と、３以上の光を合波し伝播され合波コアから出射される側の合波コアの表面部分である光出射部側と、光入射部側に含まれる３以上の入射部であって３以上の光が入射される３以上の光入射部と、光入射部側から光出射部側に向けて合波コアの横幅及び厚さが狭くなるテーパ形状部と、を備え、さらに、３以上の光入射部のうち、少なくとも１つの光入射部が、互いに同一の高さに位置する他の２つ以上の光入射部とは異なる高さにあればよい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【００４７】
実施例１
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
［（Ａ）ベースポリマー及び（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）溶液の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量し、窒素ガスをフラスコに導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌し、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
【００４８】
［重量平均分子量の測定］
（Ａ−１）溶液の重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（商品名：ＳＤ−８０２２、ＤＰ−８０２０、ＲＩ−８０２０、東ソー株式会社製）を用いて測定した結果、３．９×１０4であった。なお、カラムは日立化成工業株式会社製「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
【００４９】
［酸価の測定］
（Ａ−１）溶液の酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価は（Ａ−１）溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
【００５０】
［クラッド層形成用樹脂ワニスの調合］
（Ａ）ベースポリマーとして、前記（Ａ−１）溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（商品名：Ｕ−２００ＡＸ、新中村化学工業株式会社製）３３質量部、及び、ポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（商品名：ＵＡ−４２００、新中村化学工業株式会社製）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（商品名：スミジュールＢＬ３１７５、住化バイエルウレタン株式会社製）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・ジャパン株式会社製）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・ジャパン株式会社製）１質量部、及び、希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を撹拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（商品名：ＰＦ０２０、アドバンテック東洋株式会社製）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。
【００５１】
上記で得られたクラッド層形成用樹脂組成物を、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ４１００、東洋紡績株式会社製、厚さ：５０μｍ）の非処理面上に、前記塗工機を用いて塗布し、１００℃で２０分間乾燥させた後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム株式会社製、厚さ：２５μｍ）を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このときの樹脂フィルムの厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用したクラッドの厚さに付いては、実施例中に記載する。実施例中に記載するクラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００５２】
［コア層形成用樹脂フィルムの作製］
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成株式会社製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、及び、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、及び、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上記製造例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスＢを調合した。その後、上記製造例と同様の方法及び条件で加圧濾過し、さらに、減圧脱泡した。
【００５３】
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスＢを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績株式会社製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥させて、次いで、保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。このときの樹脂フィルムの厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用したコア層形成用樹脂フィルム厚さに付いては、実施例中に記載する。実施例中に記載するコア層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００５４】
［光導波路の形成］
図３〜図７において、本発明における、第１実施形態の光導波路１ａの作製方法を示す。
３０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを２０ｃｍ×１７ｃｍに切断し、保護フィルムを剥離した後、真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いて、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１２０℃、加圧時間３０秒の条件でポリイミドフィルム１６（商品名：カプトンＥＮ、東レ・デュポン株式会社製、厚さ：５０μｍ）に加熱圧着した。その後、紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でキャリアフィルム側から紫外線を４０００ｍＪ／ｃｍ2照射することによって下部クラッド層１４を得た。
【００５５】
次に、下部クラッド層のＰＥＴフィルムを剥離し、下部クラッド層上にロールラミネータ（商品名：ＨＬＭ−１５００、日化設備エンジニアリング株式会社製）を用いて、圧力０．５ＭＰａ、温度５０度、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で保護フィルムを剥離した５０μｍ厚のコア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、次いで、上記の真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いて５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着した。その後、第１合波コア１１１（光入射部側パターン幅３１０μｍ、光出射部側パターン幅１８０μｍ、パターン長さ５ｍｍ）のネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でコア層形成用樹脂フィルム側から紫外線を８００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで、８０℃で５分間加熱を行った。その後、コア層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、第１合波コア１１１をエッチングした。その後、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥させて、第１合波コア１１１が形成された（図３参照）。
【００５６】
次に、保護フィルムから剥離した９０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを第１合波コア１１１面側から真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１２０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着してラミネートした。その後、第１合波コアパターンの光入射部側及び光入射部側から光出射部側に向かって１ｍｍの部分までの第１合波コア１１１の側壁を覆うようなコの字型の第１上部クラッド層１５１（パターン幅１００μｍ）のネガ型フォトマスクを介し紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）で紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで、クラッド層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離した後、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて第１上部クラッドパターンをエッチングした。その後、水洗浄を行い、上記紫外線露光機（表品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）で紫外線を４０００ｍＪ／ｃｍ2全面に照射し、次いで、１７０℃で１時間加熱乾燥させて硬化させることにより第１上部クラッド層１５１を得た（図４参照）。
【００５７】
次に、第１上部クラッド層１５１のパターン面にロールラミネータ（商品名：ＨＬＭ−１５００、日化設備エンジニアリング株式会社製）を用いて、圧力０．５ＭＰａ、温度５０度、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で保護フィルムを剥離した５０μｍ厚のコア層形成用樹脂フィルムをラミネートした後、上記の真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いて５００Ｐａ以下に真空引きし、次いで、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着した。その後、第２合波コア１１２（光入射部側パターン幅３１０μｍ、光出射部側パターン幅５０μｍ、パターン長さ１０ｍｍ）のネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でコア層形成用樹脂フィルム側から紫外線を８００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで、８０℃で５分間加熱を行った。その後、コア層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、第２合波コア１１２をエッチングした。その後、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥させて、第２合波コア１１２が形成された（図５参照）。
【００５８】
次に、保護フィルムから剥離した１１２μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを第２合波コア１１２面側から真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１２０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着してラミネートした。その後、紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）を用いてクラッド層形成用樹脂フィルム側から紫外線を４０００ｍＪ／ｃｍ2全面に照射した。次に、クラッド層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥させて硬化させることで第２上部クラッド層１５２を形成することにより、本発明の第１実施形態に係る光導波路を得た（図６参照）。
そして、ダイシングソー（商品名：ＤＡＤ−３４１、株式会社ディスコ製）を用いて幅１．５ｍｍ、長さ１０ｍｍの光導波路１ａを切り出した（図７参照）。
【００５９】
実施例２
図１０〜図１３において、本発明における、第２実施形態の光導波路１ｂの作製方法を示す。なお、使用するコア層及びクラッド層形成用樹脂フィルムは実施例１と同じ樹脂フィルムを用いた。また、下部クラッド層１４の形成と１回目のコア形成用樹脂フィルムのラミネートまでの工程は実施例１と同様である。
【００６０】
コア層形成用樹脂フィルムをラミネートした後、第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターン（パターン幅５０μｍ、パターン長さ１００μｍ、パターンピッチ１２５μｍ）、及び、第１合波コア１１１（光入射部側パターン幅３１０μｍ、光出射部側パターン幅１８０μｍ、パターン長さ５ｍｍ）のネガ型フォトマスクを介し、紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でコア層形成用樹脂フィルム側から紫外線を８００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで、８０℃で５分間加熱を行った。
その後、コア層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、パターンをエッチングした。その後、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥させて、第１合波コア１１１及び第１光入射用コア１２１ａ、１２１ｂのパターンが形成された（図１０参照）。
【００６１】
次に、保護フィルムを剥離した９０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムをコアパターン面側に上記真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１２０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着した。その後、第１上部クラッド層１５１のパターン（パターン幅１５００μｍ、パターン長さ１００μｍ）のネガ型フォトマスクを介して上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）で紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ2照射後、クラッド層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離した。
【００６２】
次に、保護フィルムを剥離した５０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムを前の工程において第１上部クラッド層１５１のパターンの露光をしたクラッド層形成用樹脂フィルム上に上記真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用い、第１上部クラッド層と同様の条件で加熱圧着した。その後、第２上部クラッド層１５２パターンのネガ型フォトマスク（パターン幅５０μｍ、パターン長さ１００μｍ、パターンピッチ１５０μｍ）を介して上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）で紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ2照射後、クラッド層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いてクラッド層形成用樹脂フィルムをエッチングした。その後、水洗浄し、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でクラッド層形成用樹脂フィルム側から紫外線を４０００ｍＪ／ｃｍ2全面に照射した後、１７０℃で１時間加熱乾燥させて硬化させて、第１上部クラッド層１５１及び第２上部クラッド層１５２を形成した（図１１参照）。
【００６３】
次に、ロールラミネータ（商品名：ＨＬＭ−１５００、日化設備エンジニアリング株式会社製）を用いて、圧力０．５ＭＰａ、温度５０度、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で保護フィルムを剥離した５０μｍ厚のコア層形成樹脂フィルムをコアパターン及び第一、第二上部クラッドパターン面にラミネートし、次いで、上記の真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いて５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着した。その後、第２光入射用コア１２２パターン（パターン幅５０μｍ、パターン長さ１００μｍ）、及び、第２合波コア１１２パターン（光入射部側パターン幅３１０μｍ、光出射部側パターン幅５０μｍ、パターン長さ９．９ｍｍ）のネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でコア層形成樹脂フィルム側から紫外線を８００ｍＪ／ｃｍ2照射し、次いで、８０℃で５分間加熱を行った。その後、コア層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、パターンをエッチングした。その後、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥させて、第２合波コア１１２パターン及び第２光入射用コア１２２パターンが形成された（図１２参照）。
【００６４】
次に、保護フィルムから剥離した１２０μｍ厚のクラッド層形成用樹脂フィルムをコアパターン面から上記真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１２０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着してラミネートした。さらに、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）でクラッド層形成用樹脂フィルム側から紫外線を４０００ｍＪ／ｃｍ2全面に照射後、クラッド層形成用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥させ硬化させることで第３上部クラッド層１５３を形成し、本発明の第２実施形態に係る光導波路を得た。その後、ダイシングソー（商品名：ＤＡＤ−３４１、株式会社ディスコ製）を用いて幅１．５ｍｍ、長さ１０ｍｍの光導波路１ｂを切り出した（図１３参照）。
【００６５】
実施例３
図１５〜図１８において、本発明における、第３実施形態の光導波路１ｃの作製方法を示す。なお、使用するコア層及びクラッド層形成用樹脂フィルムは実施例１及び２において使用したものと同じ樹脂フィルムを用いた。
本発明における、第３実施形態の光導波路１ｃは実施例２の光導波路の作製方法において、第１合波コア１１１の長さを５ｍｍから４．５ｍｍに変更し、第２合波コア１１２のネガ型フォトマスクの光出射部側に幅テーパ形状を持たない直線パターン（パターン長さ５００μｍ）を追加し、第３上部クラッド層１５３を形成するために使用するクラッド層形成用樹脂フィルムの厚さを１１０μｍ厚とすることにより得ることができる（図１５、図１６参照）。
【００６６】
第１合波コア１１１の長さを短くすることにより、２回目にコア層形成用樹脂フィルムのラミネートを行った後に、光出射部側に厚さテーパ形状を持たない平坦な形状の部分が形成される（図１７、図１８参照）。
この平坦な形状を有している部分を第２合波コア１１２の形成時に直線形状にすることにより、厚さ及び横幅に対してテーパ構造を持たない直線形状の光出射用コア１３を得ることができるため、本発明においての第３実施形態に係る光導波路１ｃを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上詳細に説明したように、本発明は、光導波路に関し、特に、小型化が可能であると共に、光出射部側のスポット径を小さくすることで、小さいスポット径の合波光を得られる光導波路を得られる。このため、医療用内視鏡等として有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１．光導波路
１１．合波コア
１１１．第１合波コア
１１２．第２合波コア
１２．光入射用コア
１２１ａ、１２１ｂ．第１光入射用コア
１２２．第２光入射用コア
１３．光出射用コア
１４．下部クラッド層
１５．上部クラッド層
１５１．第１上部クラッド層
１５２．第２上部クラッド層
１５３．第３上部クラッド層
１６．ポリイミドフィルム
２１．光入射部側
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ．光入射部
２３．光出射部側
３１．テーパ形状部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３以上の光を合波して伝播する合波コアを備えた光導波路であって、
前記合波コアは、
前記３以上の光が前記合波コアに入射される側の前記合波コアの表面部分である光入射部側と、
前記３以上の光を合波し伝播され前記合波コアから出射される側の前記合波コアの表面部分である光出射部側と、
前記光入射部側に含まれる３以上の入射部であって前記３以上の光が入射される３以上の光入射部と、
前記光入射部側から前記光出射部側に向けて前記合波コアの横幅及び厚さが狭くなるテーパ形状部と、を備え、
前記３以上の光入射部のうち、少なくとも１つの光入射部が、互いに同一の高さに位置する他の２つ以上の光入射部とは異なる高さにある、光導波路。
【請求項２】
さらに、前記合波コアの側壁、上部及び下部に前記合波コアより低い屈折率を持つクラッド層を有する請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記光入射部側及び前記光出射部側の表面部分の形状が略矩形である請求項１又は２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記光入射部側に光入射用光ファイバが接合される、請求項１〜３のいずれかに記載の光導波路。
【請求項５】
さらに、前記光入射部側と前記光入射用光ファイバとの間に光入射用コアを有する、請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路。
【請求項６】
前記光入射用コアの数が、入射する光の数以上である、請求項５に記載の光導波路。
【請求項７】
さらに、前記光入射用コアの側壁、上部及び下部に前記光入射用コアより低い屈折率を持つクラッド層を有する、請求項５又は６に記載の光導波路。
【請求項８】
前記光入射用コアの前記光入射用光ファイバ側の断面形状が略矩形である、請求項５〜７のいずれかに記載の光導波路。
【請求項９】
前記光入射用コアの横幅及び厚さが、いずれも、前記光入射用光ファイバのコアの直径以上である請求項５〜８のいずれかに記載の光導波路。
【請求項１０】
前記光入射用コアのうち、任意の２つの前記光入射用コアの中心間距離が、前記光入射用光ファイバの直径以上である、請求項５〜９のいずれかに記載の光導波路。
【請求項１１】
前記光出射部側に光出射用光ファイバが接合される、請求項１〜１０のいずれかに記載の光導波路。
【請求項１２】
前記光出射部側の対角線の長さが、前記光出射用光ファイバのコアの直径以下である、請求項１１に記載の光導波路。
【請求項１３】
さらに、前記合波コアの光出射部側と前記光出射用光ファイバとの間に光出射用コアを有する請求項１〜１２のいずれかに記載の光導波路。
【請求項１４】
さらに、前記光出射用コアの側壁、上部及び下部に、前記光出射用コアより低い屈折率を持つクラッド層を有する、請求項１３に記載の光導波路。
【請求項１５】
前記光出射用コアの前記光出射用光ファイバ側の断面形状が略矩形である、請求項１３又は１４に記載の光導波路。
【請求項１６】
前記光出射用コアにおいて、光出射用光ファイバ側の対角線の長さが、前記光出射用光ファイバのコアの直径以下である、請求項１３〜１５のいずれかに記載の光導波路。
【請求項１７】
前記光導波路がポリマ光導波路である、請求項１〜１６に記載の光導波路。
【請求項１】
３以上の光を合波して伝播する合波コアを備えた光導波路であって、
前記合波コアは、
前記３以上の光が前記合波コアに入射される側の前記合波コアの表面部分である光入射部側と、
前記３以上の光を合波し伝播され前記合波コアから出射される側の前記合波コアの表面部分である光出射部側と、
前記光入射部側に含まれる３以上の入射部であって前記３以上の光が入射される３以上の光入射部と、
前記光入射部側から前記光出射部側に向けて前記合波コアの横幅及び厚さが狭くなるテーパ形状部と、を備え、
前記３以上の光入射部のうち、少なくとも１つの光入射部が、互いに同一の高さに位置する他の２つ以上の光入射部とは異なる高さにある、光導波路。
【請求項２】
さらに、前記合波コアの側壁、上部及び下部に前記合波コアより低い屈折率を持つクラッド層を有する請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記光入射部側及び前記光出射部側の表面部分の形状が略矩形である請求項１又は２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記光入射部側に光入射用光ファイバが接合される、請求項１〜３のいずれかに記載の光導波路。
【請求項５】
さらに、前記光入射部側と前記光入射用光ファイバとの間に光入射用コアを有する、請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路。
【請求項６】
前記光入射用コアの数が、入射する光の数以上である、請求項５に記載の光導波路。
【請求項７】
さらに、前記光入射用コアの側壁、上部及び下部に前記光入射用コアより低い屈折率を持つクラッド層を有する、請求項５又は６に記載の光導波路。
【請求項８】
前記光入射用コアの前記光入射用光ファイバ側の断面形状が略矩形である、請求項５〜７のいずれかに記載の光導波路。
【請求項９】
前記光入射用コアの横幅及び厚さが、いずれも、前記光入射用光ファイバのコアの直径以上である請求項５〜８のいずれかに記載の光導波路。
【請求項１０】
前記光入射用コアのうち、任意の２つの前記光入射用コアの中心間距離が、前記光入射用光ファイバの直径以上である、請求項５〜９のいずれかに記載の光導波路。
【請求項１１】
前記光出射部側に光出射用光ファイバが接合される、請求項１〜１０のいずれかに記載の光導波路。
【請求項１２】
前記光出射部側の対角線の長さが、前記光出射用光ファイバのコアの直径以下である、請求項１１に記載の光導波路。
【請求項１３】
さらに、前記合波コアの光出射部側と前記光出射用光ファイバとの間に光出射用コアを有する請求項１〜１２のいずれかに記載の光導波路。
【請求項１４】
さらに、前記光出射用コアの側壁、上部及び下部に、前記光出射用コアより低い屈折率を持つクラッド層を有する、請求項１３に記載の光導波路。
【請求項１５】
前記光出射用コアの前記光出射用光ファイバ側の断面形状が略矩形である、請求項１３又は１４に記載の光導波路。
【請求項１６】
前記光出射用コアにおいて、光出射用光ファイバ側の対角線の長さが、前記光出射用光ファイバのコアの直径以下である、請求項１３〜１５のいずれかに記載の光導波路。
【請求項１７】
前記光導波路がポリマ光導波路である、請求項１〜１６に記載の光導波路。
【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】
【公開番号】特開２０１３−２９７２１（Ｐ２０１３−２９７２１Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６６１３（Ｐ２０１１−１６６６１３）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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