自己形成光導波路の製造方法
【課題】 自己形成光導波路の製造において、未硬化の光硬化性樹脂を取り除く工程を経ることなく、きわめて簡単に製造することが可能な自己形成光導波路の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 光硬化性樹脂１０へ照射する光５のエネルギ量を照射すべき部位によって差を設けることにより光硬化樹脂１０の硬化に伴う屈折率の変化に相違を生じさせ、それによってコア部１１とクラッド部１２を形成することを特徴とする。光硬化樹脂１０は照射する光５のエネルギによって硬化すると共に屈折率が上昇する。そこで、コア部１１になるべき部分により多くの光のエネルギを与え、それ以外の部分にはそれよりも少ない光のエネルギを与えることで屈折率に相違を生じさせ、それによってコア部１１とクラッド部１２をそれぞれ形成するものである。
【解決手段】 光硬化性樹脂１０へ照射する光５のエネルギ量を照射すべき部位によって差を設けることにより光硬化樹脂１０の硬化に伴う屈折率の変化に相違を生じさせ、それによってコア部１１とクラッド部１２を形成することを特徴とする。光硬化樹脂１０は照射する光５のエネルギによって硬化すると共に屈折率が上昇する。そこで、コア部１１になるべき部分により多くの光のエネルギを与え、それ以外の部分にはそれよりも少ない光のエネルギを与えることで屈折率に相違を生じさせ、それによってコア部１１とクラッド部１２をそれぞれ形成するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己形成光導波路の製造方法に関し、さらに詳しくは、ＶＣＳＥＬ（面発光レーザ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）やＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）等の光デバイスに光接続手段である自己形成光導波路を形成する自己形成光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信技術の急速な発展によりネットワークでやり取りされる通信トラフィックは増大の一途を辿っている。それに伴い、コンピュータをはじめとする情報処理装置に搭載されている半導体素子の集積度も飛躍的に上昇している。そのため、これらの半導体素子を実装し、情報処理装置を構成する電子回路基板内の配線本数も半導体の集積度上昇に比例し増加している。しかし、従来の電気配線では、配線の高密度化が進むとクロストークや輻射等のボトルネックが浮き彫りになっていた。
【０００３】
このような電気配線における問題を解決する手段として、光信号を用いる光配線技術の導入がある。光信号は相互干渉が非常に少なく、配線密度が上がっても配線同士の干渉によるノイズが少ないため、高品質で大容量の情報伝送に適している。基板内における配線は、基板上に実装したＶＣＳＥＬ等の光源（発光素子）と、ＰＤなどの光検出器（受光素子）、光伝達手段である光導波路からなる。光源から出射した光信号は光導波路を伝わって伝送され光検出器に達する。
【０００４】
しかし、電気配線と光配線では多くの相違点がある。例えば、素子と配線を接続する作業において、電気配線ならばはんだ等を用いて結合させれば簡単に接続が完了するが、光配線では光学素子と光導波路、または光導波路同士の接続の際には非常に精密な位置合わせ（調芯）が必要であり、その接続は困難である。この問題を解決するための一つの方法として自己形成光導波路による接続方法が提案されている。
【０００５】
自己形成光導波路による接続方法について図１を参照しつつ説明する。まず、コア層１０３の周囲にクラッド層１０１を備えた光ファイバ１００の一方側の端部であって自己形成光導波路を形成させたい側の端部近傍に光硬化性樹脂１１０を充填する（図１（ａ））。そして、光ファイバ１００の反対側の端部から光を入射し、入射した光が光硬化性樹脂１１０内を透過して基板２００上に配置されたＶＣＳＥＬ１４０の開口部１４１に至るように照射する。これにより、光が照射された部分の屈折率が上がると共に硬化する（図１（ｂ））。そして、未硬化の光硬化性樹脂を除去することにより光ファイバ１００の端部に自己形成光導波路１２０を形成することができる（例えば、特開２００３−１３１０６３号公報、特開２００３−１３１０６４号公報（特許文献１、２））。このようにして既設の光導波路を伝搬する光によって自己形成光導波路を形成させれば、既設の光導波路や光学素子と自己形成光導波路の接続が容易となる。
【０００６】
一方、他の自己形成光導波路製造方法の一つに、フォトマスク転写法がある。フォトマスクとはクロムなどの光を遮蔽する膜に光を透過させるために複数箇所の開口部を設けたものであり、自己形成光導波路形成における「型」ともいえる。フォトマスク転写法による自己形成光導波路の形成手順は、図２に示すように、まず配置されたフォトマスク１３０の下部に光硬化性樹脂１１０を充填する(図２(ａ))。そして、フォトマスク１３０の上部から光を照射することにより、光はフォトマスク１３０に複数設けられた開口部１３１を通過して光硬化性樹脂１１０に照射される。照射された光は光硬化性樹脂１１０内を透過し、透過した部分の光硬化性樹脂１１０の屈折率が上がると同時に硬化する(図２(ｂ))。そして、フォトマスク１３０を取り除き、未硬化の光硬化性樹脂１１０を除去することによって自己形成光導波路１２０を形成することが出来る（例えば、特開２００６−０７８６０６号公報（特許文献３））。
【０００７】
フォトマスク転写法を用いることにより、１回のプロセスで複数のチャネルの自己形成光導波路を一括転写によって形成することができ、また、自己形成光導波路の高さ（長さ）は、例えば、スペーサを用いること等により適宜調整することが出来る。また、開口部の形状を変化させることにより、様々な形状の自己形成光導波路を形成することができる。そのため、フォトマスク転写法は光配線の多層化に容易に対応することができる。
【０００８】
上述したように、自己形成光導波路は光接続が必要とされる様々な場面での利用範囲が広く、その多様化にも容易に対応することができるという利点を有している。
しかし、自己形成光導波路を含む一般的な光導波路の製造方法においては、光の照射によってコアとなった部分以外の未硬化の光硬化性樹脂は一旦除去し、新たに性質の異なる別の光硬化性樹脂をコアの周囲に充填し、再度光を照射することによってコアの周囲に屈折率の異なるクラッドを形成するか（例えば、特開２００５−３４７４４１号公報（特許文献４））、あるいは、光硬化性樹脂を熱硬化の機能を持たせることで未硬化の光硬化性樹脂を加熱によって硬化させることによってクラッドを形成する（例えば、特開２００４−１０２２２０号公報（特許文献５）というものが通常であった。
一方、高屈折率成分と低屈折率成分の屈折率の異なる２種類の混合液に波長の異なる２種類の光を照射することによって自己形成光導波路を製造する技術や光硬化樹脂に光増感剤を混合することにより光増感剤の存在下において光を照射して自己形成光導波路を製造する技術も提案されている（例えば、非特許文献１、特許文献６、７）。
さらに増感剤を混合した光硬化性樹脂を硬化させた場合、増感剤の吸光ピーク波長より、若干短波長側では、その樹脂の屈折率は低くなり、かつ若干長波長側では逆に高くなるという特性を利用して光導波路を作製する方法も提案されている。しかし、現在その吸光ピーク波長はグリーン波長より短く、応用が限定され、実用的でないという問題がある。さらに吸光波長に近い波長の導波光にのみに有効であるあるため、光吸収損失が大きくなるという問題がある。（特許文献８）
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１３１０６３号公報
【特許文献２】特開２００３−１３１０６４号公報
【特許文献３】特開２００６−０７８６０６号公報
【特許文献４】特開２００５−３４７４４１号公報
【特許文献５】特開２００４−１０２２２０号公報
【特許文献６】特開２０００−３４７０４３公報
【特許文献７】特開２００３−２９４９６８公報
【特許文献８】特開２００４−２１２７７５公報
【非特許文献１】社団法人電子情報通信学会 信学技報（TECHNIACL REPORT OF IEICE.）OME2001-80,OPE2001-69(2001-10) 「自己形成光導波路における屈折率分布と光伝送特性」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、光硬化性樹脂に対して光を照射することによってコアを形成した後、未硬化の光硬化性樹脂を取り除き、再度別の光硬化性樹脂をコアの周囲に充填し、しかる後光を照射して硬化させてクラッドを形成するという一連の工程は手間がかかり、簡略化したいという要望があった。また、屈折率の異なる２種類の光硬化性樹脂からなる混合液に波長の異なる２種類の光を照射するという作業も面倒であり、光増感剤の含有量や照射する光の波長により屈折率の変化が左右されることから工程がさらに簡略化できれば好都合である。
また、熱硬化性の機能も併せ持った未硬化の光硬化性樹脂を加熱することでクラッドを形成する方法においても光照射の設備と加熱のための設備の両方が必要となるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、光導波路の製造において、きわめて簡単に製造することが可能な自己形成光導波路の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、光硬化性樹脂へ照射する光のエネルギ量を照射すべき部位によって差を設けることにより光硬化樹脂の硬化に伴う屈折率の変化に相違を生じさせ、それによってコア部とクラッド部を形成することを特徴とする自己形成光導波路の製造方法を提供する。光硬化樹脂は照射する光のエネルギによって硬化すると共に屈折率が上昇する。そこで、コア部になるべき部分により多くの光のエネルギを与え、それ以外の部分にはそれよりも少ない光のエネルギを与えることで屈折率に相違を生じさせ、それによってコア部とクラッド部をそれぞれ形成するものである。照射する光のエネルギ量は照射時間の長短、光の照射強度等によって調整することができる。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、未硬化の光硬化性樹脂のうちコア部を形成すべき所定部分に光を照射してその部分の屈折率を上昇させることによりコア部となるべき部分を形成するコア部予備形成工程と、そして、屈折率が上昇したコア部となるべき部分を含む光硬化性樹脂に光を照射することによりコア部となるべき部分の屈折率をさらに上昇させてコア部を形成すると共に、それ以外の部分の屈折率を上昇させてクラッド部を形成するコア部・クラッド部形成工程とを含み構成されてなることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、未硬化の光硬化性樹脂に光を照射して屈折率を上昇させ、クラッド部を形成するクラッド形成工程と、そして、屈折率が上昇した光硬化性樹脂のうちコア部を形成すべき所定部分に光を照射してその部分の屈折率をさらに上昇させることによりコア部を形成するコア部形成工程とを含み構成されてなることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、未硬化の光硬化性樹脂に、異なる方向から同時に光を照射することにより屈折率を上昇させ、それによってコア部とクラッド部を同時に形成することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の自己形成光導波路の製造方法において、光硬化性樹脂のコア部となるべき部分又はコア部を形成すべき所定部分への光の照射は、開口部を有するフォトマスク又は光ファイバを介して行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る自己形成光導波路の製造方法によれば、光硬化樹脂に照射する光のエネルギ量に相違を設けることで屈折率の相違を生じさせることとしたので、異なる波長の光を照射したり、光増感剤の含有量や波長に制限されることなくきわめて簡単にコア部とクラッド部を形成することができるという効果がある。
【００１８】
また、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法によれば、光硬化性樹脂の塗布は１回で済み、未硬化の光硬化性樹脂を洗い流して他の光硬化性樹脂を再度塗布するという手間がなく、また、加熱処理を行う必要もないため加熱設備も不要であり、自己形成光導波路の製造が極めて簡単かつ僅かの設備で行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る自己形成光導波路の製造方法について図面を参照しつつ以下詳細に説明する。図３は本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第一の実施形態におけるフローチャート、図４及び図５は各工程における概略説明図である。
【００２０】
まず初めに、図４（ａ）に示すように、光デバイス、例えば、ＶＣＳＥＬ１４０が実装された基板２０上に光硬化性樹脂１０を塗布する（ステップＳ１）。光硬化性樹脂１０は、光を照射することによって硬化し、それに伴って屈折率が高くなる性質を備えた樹脂である。光硬化性樹脂１０の一例としては、例えば、紫外光を照射することによって硬化する紫外光硬化樹脂があり、具体的には、日本化薬株式会社（東京都千代田区）のＤＶＤ００３等のアクリル系樹脂がある。他には、光硬化性樹脂１０に特定の波長の光を吸収する色素を混合させ、その色素が最も吸収する波長の光を照射することによって硬化させ屈折率を上昇させるようにした色素混合樹脂がある。色素混合樹脂の一例としては、例えば波長５３２ｎｍのグリーンレーザ照射によって硬化する色素混合樹脂があり、この場合、照射する光は、色素混合樹脂が紫外光（１０−４００ｎｍ）以外で最も良く吸収する波長の光を照射することによって光硬化性樹脂１０を硬化させる。尚、光硬化性樹脂１０はこれらのものに限定されるものではなく、光硬化の性質を備えた樹脂であれば利用可能である。
【００２１】
次に、基板２０上に塗布された光硬化性樹脂１０の上部側にフォトマスク３０を配置する（ステップＳ２）。フォトマスク３０の配置は、塗布された光硬化性樹脂１０の周囲を囲む所定の位置に好ましくは４箇所にスペーサ１５を基板２０上に配置し、そのスペーサ１５の上にフォトマスク３０を配置する。これにより光硬化性樹脂１０はフォトマスク３０と基板２０との間に挟み込まれた状態となる。フォトマスク３０は、光を通過させる開口部（アパーチャ）３１が設けられた平板上の部材であり、開口部３１からは光が通過するようになっているが、図４（ｂ）に示すように、開口部３１以外の部分は金属によりマスクされており、光の透過を阻止するようになっている。従って、光は開口部３１だけを通過して光硬化性樹脂１０に対して照射される。図示されたフォトマスク３０には３つ開口部３１が設けられているが、その数は３つに限らず任意に設けることができる。このようにして、フォトマスク３０の上部側から光を照射すると照射された光は開口部３１部分のみを通過し、それ以外の光はフォトマスク３０によって遮光される。尚、スペーサ１５の高さ、すなわち、基板２０とフォトマスク３０との間の高さは０．１〜２０．０ｍｍ、開口部３１の直径は５０〜１００μｍのサイズであると自己形成光導波路の形成効率が良い。
【００２２】
次に、図４（ｂ）に示すように、フォトマスク３０の上部側から光を照射する。照射する光は光硬化性樹脂１０との組み合わせにより適宜選択されるものであり、例えば、光硬化性樹脂１０が紫外光によって硬化する性質のものである場合には紫外光を照射し、波長５３２ｎｍのグリーンレーザ照射によって硬化する色素混合樹脂の場合には、上述のように、この色素混合樹脂が紫外光以外で最も良く吸収する波長の光を照射する。尚、図示された実施形態においては光硬化性樹脂１０が紫外光硬化樹脂で、照射する光が紫外光５として説明する。
【００２３】
フォトマスク３０の上部側から紫外光５を照射すると、紫外光５はフォトマスク３０の開口部３１のみを通過し開口部３１の真下に位置する光硬化性樹脂１０内を透過して基板２０上に載置されたＶＣＳＥＬ１４０の開口部１４１に達する。これにより、図４（ｃ）に示すように、紫外光５が透過した部分が硬化してコア部１１が予備形成される(ステップ３)。
【００２４】
紫外光５の照射強度に関しては、使用する光硬化性樹脂１０の性質にもよるが、上述のＤＶＤ００３を使用して約２５０ｍＷ/ｃｍ２の強度の紫外光を約２．２秒照射したところ、開口部３１の直径が約５０μｍ、基板側の直径が約５２μｍ、長さが約４００μｍの自己形成光導波路を形成することができた。
【００２５】
次に、図５（ａ）に示すように、基板２０上の光硬化性樹脂１０に対して横方向（基板２０と略平行な方向）から紫外光５を照射し、光硬化性樹脂１０のほぼ全体にわたって硬化させる。これにより、未硬化であった光硬化性樹脂１０も硬化して未硬化の部分の光硬化性樹脂１０の屈折率が高くなる。一方、予備形成されたコア部１１も基板２０の横方向から照射される紫外光５によってさらに屈折率が高くなる。これにより屈折率の高いコア部１１が形成されると共に、その周囲にそれよりも屈折率の低いクラッド部１２（図５（ｂ）参照）が形成されて光導波路構造が形成される。ここで、図７は、紫外光５の照射エネルギ量と屈折率との関係を示したグラフである。コア部１１はフォトマスク３０の開口部３１からと基板２０の横方向からの紫外光５の照射により屈折率が次第に高くなっていく。尚、所定の数値に達した後は屈折率は変化しない。一方、クラッド部１２は、当初はフォトマスク３０により遮光されているので屈折率の変化はなく、その後、基板２０の横方向からの紫外光５の照射によって屈折率が次第に上昇していく状態を示している。そして、コア部１１の屈折率がほぼ上昇した時点（図７における点線で示した時点）で紫外光５の照射を終了することが好ましい。
【００２６】
ここで、本実施形態では紫外光５を横方向から照射することによって光硬化性樹脂１０全体に紫外光５を照射しているが、照射は１箇所ではなく複数箇所から行うこともできる。また、フォトマスク３０を除去した後で、光硬化性樹脂１０の上部側から紫外光５を照射することにより光硬化性樹脂１０全体に紫外光５を照射することもできる。この場合、紫外光５の発光器は少なくとも１つあればよいことになる。尚、光硬化性樹脂１０からのフォトマスク３０の剥離性を良くするために予め光硬化性樹脂１０と接する側のフォトマスク３０の表面に離型材を塗布しておくとフォトマスク３０をスムーズに取り外すことができる。
【００２７】
上述したような製造工程に沿って製造された自己形成光導波路は光硬化性樹脂１０を硬化させる性質を有する光が侵入すると光硬化性樹脂１０の硬化がさらに進行するおそれがあり、そうなるとコア部１１とクラッド部１２との屈折率のバランスが変化し、初期の性能を維持できなくなることが考えられる。そのため、図６に示すように上記のようにして形成された自己形成光導波路の周囲に光硬化性樹脂１０を硬化させるような機能を有する光（例えば、紫外光５）が入り込まないようにその周囲の遮光を行う（ステップＳ５）。遮光は、例えば、遮光手段として、紫外光５が通過しないようなコーティングがなされたケース７内に収容する。これにより、コア部１１及びクラッド部１２の外部からの光による性状の変化を防止することができる。
【００２８】
次に、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第二の実施形態について説明する。図８は本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第二の実施形態におけるフローチャート、図９及び図１０は各工程における概略説明図である。尚、第二の実施形態において第一の実施形態と同じ部材には同じ符号を付しその説明は省略する。
【００２９】
初めに、図９（ａ）に示すように、光デバイス、例えば、ＶＣＳＥＬ１４０が実装された基板２０上に光硬化性樹脂１０を塗布し（ステップＳ１１）、基板２０上に配置したスペーサ１５の上にフォトマスク３０を配置（図９（ｂ））する（ステップＳ１２）。フォトマスク３０は、第一の実施形態のものと同様のものであり、その配置は光硬化性樹脂１０の周囲を囲む基板２０上の所定位置に好ましくは４箇所に配置したスペーサ１５の上に配置して行う。そして、基板２０上の光硬化性樹脂１０に対して横方向（基板２０と略平行な方向）から紫外光５を照射し（図９（ｃ））、基板２０上に塗布された光硬化性樹脂１０を半硬化させて屈折率を上昇させてクラッド部１２を形成する（ステップＳ１３）。次に、フォトマスク３０の上部側から紫外光５を照射（図１０（ａ））し、開口部３１を通過してクラッド部１２内を透過した紫外光５によってコア部１１を形成する（図１０（ｂ））(ステップＳ１４)。最後に、第一の実施形態と同様に、自己形成光導波路の周囲を遮光する（ステップＳ１５）。尚、上述のように横と上の２方向からの紫外光５照射に替え、フォトマスク３０を配置せずに上方から光硬化性樹脂１０に紫外光５を照射して先ず全体を適度に硬化させ、次に同マスクを配して今一度上方から同光を照射し、コア部１１とクラッド部１２を形成することもできる。
【００３０】
次に、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第三の実施形態について説明する。図１１は本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第三の実施形態におけるフローチャート、図１２及び図１３は各工程における概略説明図である。尚、第三の実施形態において第一又は第二の実施形態と同じ部材には同じ符号を付しその説明は省略する。
【００３１】
初めに、図１２（ａ）に示すように、光デバイス、例えば、ＶＣＳＥＬ１４０が実装された基板２０上に光硬化性樹脂１０を塗布する（ステップＳ２１）。そして、基板２０上に塗布された光硬化性樹脂１０の上部側に光コネクタ４１に保持された光ファイバ４０を配置させる（ステップＳ２２）。光ファイバ４０の配置は、例えば、基板２０に掛止部２１を設け、この掛止部２１に光コネクタ４１の掛止爪１７を掛止させることにより行うことができる。すなわち、図１２（ｂ）に示すように、光ファイバ４０を保持した光コネクタ４１の掛止爪１７を基板２０に設けられた掛止部２１に掛止させることにより両者を嵌合させ、これにより光ファイバ４０を所定位置に配置させる。図示された光コネクタ４１には３つの光ファイバ４０が接続されているが、その数は特に限定されるものではなく、３つに限らず任意に設けることができる。そして、このようにして配置した光ファイバ４０に紫外光５を導入すると（図１２（ｃ））紫外光５は光ファイバ４０の先端から出射され、光硬化性樹脂内部を透過し、透過した部分の屈折率が上昇して半硬化し、コア部１１が予備形成される（ステップＳ２３）。
【００３２】
次に、図１３（ａ）に示すように、基板２０上の光硬化性樹脂１０に対して横方向（基板２０と略平行な方向）から紫外光５を照射し、光硬化性樹脂１０のほぼ全体にわたって硬化させ屈折率を上昇させる。尚、図１３（ａ）において側面側は掛止部２１によって紫外光５の照射が遮られているように見えるが、掛止部２１には紫外光５が照射可能な図示しない開口部が形成されており、紫外光５の照射は何ら阻害されないようになっている。これにより、未硬化であった光硬化性樹脂１０も半硬化し、未硬化の部分の光硬化性樹脂１０の屈折率が高くなる。一方、予備形成されたコア部１１は照射された紫外光５によって硬化してさらに屈折率が高くなる。これにより屈折率の高いコア部１１が形成されると共にその周囲にそれよりも屈折率の低いクラッド部１２（図１３（ｂ）参照）が形成されて光導波路構造が形成される。最後に、第一の実施形態と同様に、自己形成光導波路の周囲を遮光する（ステップＳ２５）。
【００３３】
次に、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第四の実施形態について説明する。図１４は本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第四の実施形態におけるフローチャート、図１５及び図１６は各工程における概略説明図である。尚、第四の実施形態において第一から第三の実施形態と同じ部材には同じ符号を付しその説明は省略する。
【００３４】
初めに、図１５（ａ）に示すように、光デバイス、例えば、ＶＣＳＥＬ１４０が実装された基板２０上に光硬化性樹脂１０を塗布する（ステップＳ３１）。そして、塗布された光硬化性樹脂１０の上部側に光ファイバ４０を保持した光コネクタ４１を配置する（ステップＳ３２）。光コネクタ４１は、第二の実施形態のものと同様のものであり、基板２０に設けられた掛止部２１に光コネクタの掛止爪１７を掛止させることにより両者を嵌合させ、これによって光ファイバ４０を所定位置へ配置する（図１５（ｂ）参照）。そして、基板２０上の光硬化性樹脂１０に対して横方向（基板２０と略平行な方向）から紫外光５を照射し（図１５（ｃ））、基板２０上に塗布された光硬化性樹脂１０を半硬化させて屈折率を上昇させ、クラッド部１２を形成する（ステップＳ３３）。そして、光ファイバ４０を介して紫外光５を照射（図１６（ａ））し、コア部１１を形成する（図１６（ｂ））(ステップＳ３４)。最後に、第一の実施形態と同様に、自己形成光導波路の周囲を遮光する（ステップＳ３５）。
尚、第二の実施形態の場合のように、横と上の２方向からの紫外光５照射に替え、フォトマスク３０を配置せずに上方から光硬化性樹脂１０に紫外光５を照射して先ず全体を適度に硬化させ、次に同マスクを配して今一度上方から同光を照射し、コア部１１とクラッド部１２を形成することもできる。
【００３５】
次に、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第五の実施形態について説明する。図１７は本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第五の実施形態におけるフローチャート、図１８は各工程における概略説明図である。尚、第五の実施形態において第一から第四の実施形態と同じ部材には同じ符号を付しその説明は省略する。
【００３６】
初めに、図１８（ａ）に示すように、光デバイス、例えば、ＶＣＳＥＬ１４０が実装された基板２０上に光硬化性樹脂１０を塗布する（ステップＳ４１）。そして、基板２０上に塗布された光硬化性樹脂１０の上部側にフォトマスク３０を配置する（ステップＳ４２）。次に、紫外光５を異なる方向から同時に照射する。すなわち、図１８（ｂ）に示すように、フォトマスク３０の上部側及び光硬化性樹脂１０に対して横方向（基板２０と略平行な方向）から紫外光５を同時に照射する。フォトマスク３０の上部側から照射された紫外光５はフォトマスク３０の開口部３１を通過して開口部３１の真下に位置する光硬化性樹脂１０内を透過して基板２０上に載置されたＶＣＳＥＬ１４０の開口部１４１に達する。一方、基板２０の横方向から同時に照射された紫外光５によって光硬化性樹脂１０の略全体が硬化して屈折率が上昇する。このとき、横方向から照射された紫外光５はフォトマスク３０の開口部３１を介して光硬化性樹脂１０内に照射された部分（コア部分）にも照射されるのでこの部分に照射される光のエネルギ量は他の部分よりも相対的に多くなるので、より屈折率が高くなる。これにより相対的に屈折率の高いコア部１１が形成されると共に、その周囲にそれよりも屈折率の低いクラッド部１２（図１８（ｃ）参照）が形成されて光導波路構造が形成される。最後に、他の実施形態と同様に、自己形成光導波路の周囲を遮光する（ステップＳ４５）。
【００３７】
上述したように、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法によれば、コア部１１を形成した後の未硬化の光硬化性樹脂１０を除去することなくそのまま利用してクラッド部１２を形成するようにしたので光硬化性樹脂の塗布は１回で済み、未硬化の光硬化性樹脂を洗い流して他の光構成樹脂を再度塗布するという手間がなく、また、加熱処理を行う必要もないため加熱設備も不要であり、自己形成光導波路の製造が極めて簡単かつ僅かの設備で行うことができる。
また、コア部１１の形成に際して、第三又は第四の実施形態のように光ファイバ４０を介して紫外光５を導入してコア部１１を形成するようにすれば、煩わしい光ファイバ４０との調芯作業行うことなく光接続を完了させることができる。
さらに、第五の実施形態のように、一回の紫外光５の照射によってコア部とクラッド部を形成させることで簡単且つ短時間に自己形成光導波路の製造を行うことができる。
【００３８】
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】(ａ)、(ｂ)は公知の自己形成光導波路の製造を示す説明図である。
【図２】(ａ)、(ｂ)は公知のフォトマスク転写法による自己形成光導波路の製造を示す説明図である。
【図３】本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第一の実施形態におけるフローチャートである。
【図４】(ａ)〜(ｃ)は、第一の実施形態の自己形成光導波路の製造方法の各工程における概略説明図である。
【図５】(ａ)、(ｂ)は、第一の実施形態の自己形成光導波路の製造方法の各工程における概略説明図である。
【図６】遮光されたケース内に収容された自己形成光導波路の概要を示す斜視図である。
【図７】紫外光の露光量と屈折率との関係を示したグラフである。
【図８】本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第二の実施形態におけるフローチャートである。
【図９】(ａ)〜(ｃ)は、第二の実施形態の自己形成光導波路の製造方法のの各工程における概略説明図である。
【図１０】(ａ)、(ｂ)は、第二の実施形態の自己形成光導波路の製造方法の各工程における概略説明図である。
【図１１】本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第三の実施形態におけるフローチャートである。
【図１２】(ａ)〜(ｃ)は、第三の実施形態の自己形成光導波路の製造方法のの各工程における概略説明図である。
【図１３】(ａ)、(ｂ)は、第三の実施形態の自己形成光導波路の製造方法の各工程における概略説明図である。
【図１４】本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第四の実施形態におけるフローチャートである。
【図１５】(ａ)〜(ｃ)は、第四の実施形態の自己形成光導波路の製造方法のの各工程における概略説明図である。
【図１６】(ａ)、(ｂ)は、第四の実施形態の自己形成光導波路の製造方法の各工程における概略説明図である。
【図１７】本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第五の実施形態におけるフローチャートである。
【図１８】(ａ)〜(ｃ)は、第五実施形態の自己形成光導波路の製造方法のの各工程における概略説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
５ 紫外光
７ ケース
１０ 光硬化性樹脂
１１ コア部
１２ クラッド部
１５ スペーサ
１７ 掛止爪
２０ 基板
２１ 掛止部
３０ フォトマスク
３１ 開口部
４０ 光ファイバ
４１ 光コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己形成光導波路の製造方法に関し、さらに詳しくは、ＶＣＳＥＬ（面発光レーザ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）やＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）等の光デバイスに光接続手段である自己形成光導波路を形成する自己形成光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信技術の急速な発展によりネットワークでやり取りされる通信トラフィックは増大の一途を辿っている。それに伴い、コンピュータをはじめとする情報処理装置に搭載されている半導体素子の集積度も飛躍的に上昇している。そのため、これらの半導体素子を実装し、情報処理装置を構成する電子回路基板内の配線本数も半導体の集積度上昇に比例し増加している。しかし、従来の電気配線では、配線の高密度化が進むとクロストークや輻射等のボトルネックが浮き彫りになっていた。
【０００３】
このような電気配線における問題を解決する手段として、光信号を用いる光配線技術の導入がある。光信号は相互干渉が非常に少なく、配線密度が上がっても配線同士の干渉によるノイズが少ないため、高品質で大容量の情報伝送に適している。基板内における配線は、基板上に実装したＶＣＳＥＬ等の光源（発光素子）と、ＰＤなどの光検出器（受光素子）、光伝達手段である光導波路からなる。光源から出射した光信号は光導波路を伝わって伝送され光検出器に達する。
【０００４】
しかし、電気配線と光配線では多くの相違点がある。例えば、素子と配線を接続する作業において、電気配線ならばはんだ等を用いて結合させれば簡単に接続が完了するが、光配線では光学素子と光導波路、または光導波路同士の接続の際には非常に精密な位置合わせ（調芯）が必要であり、その接続は困難である。この問題を解決するための一つの方法として自己形成光導波路による接続方法が提案されている。
【０００５】
自己形成光導波路による接続方法について図１を参照しつつ説明する。まず、コア層１０３の周囲にクラッド層１０１を備えた光ファイバ１００の一方側の端部であって自己形成光導波路を形成させたい側の端部近傍に光硬化性樹脂１１０を充填する（図１（ａ））。そして、光ファイバ１００の反対側の端部から光を入射し、入射した光が光硬化性樹脂１１０内を透過して基板２００上に配置されたＶＣＳＥＬ１４０の開口部１４１に至るように照射する。これにより、光が照射された部分の屈折率が上がると共に硬化する（図１（ｂ））。そして、未硬化の光硬化性樹脂を除去することにより光ファイバ１００の端部に自己形成光導波路１２０を形成することができる（例えば、特開２００３−１３１０６３号公報、特開２００３−１３１０６４号公報（特許文献１、２））。このようにして既設の光導波路を伝搬する光によって自己形成光導波路を形成させれば、既設の光導波路や光学素子と自己形成光導波路の接続が容易となる。
【０００６】
一方、他の自己形成光導波路製造方法の一つに、フォトマスク転写法がある。フォトマスクとはクロムなどの光を遮蔽する膜に光を透過させるために複数箇所の開口部を設けたものであり、自己形成光導波路形成における「型」ともいえる。フォトマスク転写法による自己形成光導波路の形成手順は、図２に示すように、まず配置されたフォトマスク１３０の下部に光硬化性樹脂１１０を充填する(図２(ａ))。そして、フォトマスク１３０の上部から光を照射することにより、光はフォトマスク１３０に複数設けられた開口部１３１を通過して光硬化性樹脂１１０に照射される。照射された光は光硬化性樹脂１１０内を透過し、透過した部分の光硬化性樹脂１１０の屈折率が上がると同時に硬化する(図２(ｂ))。そして、フォトマスク１３０を取り除き、未硬化の光硬化性樹脂１１０を除去することによって自己形成光導波路１２０を形成することが出来る（例えば、特開２００６−０７８６０６号公報（特許文献３））。
【０００７】
フォトマスク転写法を用いることにより、１回のプロセスで複数のチャネルの自己形成光導波路を一括転写によって形成することができ、また、自己形成光導波路の高さ（長さ）は、例えば、スペーサを用いること等により適宜調整することが出来る。また、開口部の形状を変化させることにより、様々な形状の自己形成光導波路を形成することができる。そのため、フォトマスク転写法は光配線の多層化に容易に対応することができる。
【０００８】
上述したように、自己形成光導波路は光接続が必要とされる様々な場面での利用範囲が広く、その多様化にも容易に対応することができるという利点を有している。
しかし、自己形成光導波路を含む一般的な光導波路の製造方法においては、光の照射によってコアとなった部分以外の未硬化の光硬化性樹脂は一旦除去し、新たに性質の異なる別の光硬化性樹脂をコアの周囲に充填し、再度光を照射することによってコアの周囲に屈折率の異なるクラッドを形成するか（例えば、特開２００５−３４７４４１号公報（特許文献４））、あるいは、光硬化性樹脂を熱硬化の機能を持たせることで未硬化の光硬化性樹脂を加熱によって硬化させることによってクラッドを形成する（例えば、特開２００４−１０２２２０号公報（特許文献５）というものが通常であった。
一方、高屈折率成分と低屈折率成分の屈折率の異なる２種類の混合液に波長の異なる２種類の光を照射することによって自己形成光導波路を製造する技術や光硬化樹脂に光増感剤を混合することにより光増感剤の存在下において光を照射して自己形成光導波路を製造する技術も提案されている（例えば、非特許文献１、特許文献６、７）。
さらに増感剤を混合した光硬化性樹脂を硬化させた場合、増感剤の吸光ピーク波長より、若干短波長側では、その樹脂の屈折率は低くなり、かつ若干長波長側では逆に高くなるという特性を利用して光導波路を作製する方法も提案されている。しかし、現在その吸光ピーク波長はグリーン波長より短く、応用が限定され、実用的でないという問題がある。さらに吸光波長に近い波長の導波光にのみに有効であるあるため、光吸収損失が大きくなるという問題がある。（特許文献８）
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１３１０６３号公報
【特許文献２】特開２００３−１３１０６４号公報
【特許文献３】特開２００６−０７８６０６号公報
【特許文献４】特開２００５−３４７４４１号公報
【特許文献５】特開２００４−１０２２２０号公報
【特許文献６】特開２０００−３４７０４３公報
【特許文献７】特開２００３−２９４９６８公報
【特許文献８】特開２００４−２１２７７５公報
【非特許文献１】社団法人電子情報通信学会 信学技報（TECHNIACL REPORT OF IEICE.）OME2001-80,OPE2001-69(2001-10) 「自己形成光導波路における屈折率分布と光伝送特性」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、光硬化性樹脂に対して光を照射することによってコアを形成した後、未硬化の光硬化性樹脂を取り除き、再度別の光硬化性樹脂をコアの周囲に充填し、しかる後光を照射して硬化させてクラッドを形成するという一連の工程は手間がかかり、簡略化したいという要望があった。また、屈折率の異なる２種類の光硬化性樹脂からなる混合液に波長の異なる２種類の光を照射するという作業も面倒であり、光増感剤の含有量や照射する光の波長により屈折率の変化が左右されることから工程がさらに簡略化できれば好都合である。
また、熱硬化性の機能も併せ持った未硬化の光硬化性樹脂を加熱することでクラッドを形成する方法においても光照射の設備と加熱のための設備の両方が必要となるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、光導波路の製造において、きわめて簡単に製造することが可能な自己形成光導波路の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、光硬化性樹脂へ照射する光のエネルギ量を照射すべき部位によって差を設けることにより光硬化樹脂の硬化に伴う屈折率の変化に相違を生じさせ、それによってコア部とクラッド部を形成することを特徴とする自己形成光導波路の製造方法を提供する。光硬化樹脂は照射する光のエネルギによって硬化すると共に屈折率が上昇する。そこで、コア部になるべき部分により多くの光のエネルギを与え、それ以外の部分にはそれよりも少ない光のエネルギを与えることで屈折率に相違を生じさせ、それによってコア部とクラッド部をそれぞれ形成するものである。照射する光のエネルギ量は照射時間の長短、光の照射強度等によって調整することができる。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、未硬化の光硬化性樹脂のうちコア部を形成すべき所定部分に光を照射してその部分の屈折率を上昇させることによりコア部となるべき部分を形成するコア部予備形成工程と、そして、屈折率が上昇したコア部となるべき部分を含む光硬化性樹脂に光を照射することによりコア部となるべき部分の屈折率をさらに上昇させてコア部を形成すると共に、それ以外の部分の屈折率を上昇させてクラッド部を形成するコア部・クラッド部形成工程とを含み構成されてなることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、未硬化の光硬化性樹脂に光を照射して屈折率を上昇させ、クラッド部を形成するクラッド形成工程と、そして、屈折率が上昇した光硬化性樹脂のうちコア部を形成すべき所定部分に光を照射してその部分の屈折率をさらに上昇させることによりコア部を形成するコア部形成工程とを含み構成されてなることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、未硬化の光硬化性樹脂に、異なる方向から同時に光を照射することにより屈折率を上昇させ、それによってコア部とクラッド部を同時に形成することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の自己形成光導波路の製造方法において、光硬化性樹脂のコア部となるべき部分又はコア部を形成すべき所定部分への光の照射は、開口部を有するフォトマスク又は光ファイバを介して行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る自己形成光導波路の製造方法によれば、光硬化樹脂に照射する光のエネルギ量に相違を設けることで屈折率の相違を生じさせることとしたので、異なる波長の光を照射したり、光増感剤の含有量や波長に制限されることなくきわめて簡単にコア部とクラッド部を形成することができるという効果がある。
【００１８】
また、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法によれば、光硬化性樹脂の塗布は１回で済み、未硬化の光硬化性樹脂を洗い流して他の光硬化性樹脂を再度塗布するという手間がなく、また、加熱処理を行う必要もないため加熱設備も不要であり、自己形成光導波路の製造が極めて簡単かつ僅かの設備で行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る自己形成光導波路の製造方法について図面を参照しつつ以下詳細に説明する。図３は本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第一の実施形態におけるフローチャート、図４及び図５は各工程における概略説明図である。
【００２０】
まず初めに、図４（ａ）に示すように、光デバイス、例えば、ＶＣＳＥＬ１４０が実装された基板２０上に光硬化性樹脂１０を塗布する（ステップＳ１）。光硬化性樹脂１０は、光を照射することによって硬化し、それに伴って屈折率が高くなる性質を備えた樹脂である。光硬化性樹脂１０の一例としては、例えば、紫外光を照射することによって硬化する紫外光硬化樹脂があり、具体的には、日本化薬株式会社（東京都千代田区）のＤＶＤ００３等のアクリル系樹脂がある。他には、光硬化性樹脂１０に特定の波長の光を吸収する色素を混合させ、その色素が最も吸収する波長の光を照射することによって硬化させ屈折率を上昇させるようにした色素混合樹脂がある。色素混合樹脂の一例としては、例えば波長５３２ｎｍのグリーンレーザ照射によって硬化する色素混合樹脂があり、この場合、照射する光は、色素混合樹脂が紫外光（１０−４００ｎｍ）以外で最も良く吸収する波長の光を照射することによって光硬化性樹脂１０を硬化させる。尚、光硬化性樹脂１０はこれらのものに限定されるものではなく、光硬化の性質を備えた樹脂であれば利用可能である。
【００２１】
次に、基板２０上に塗布された光硬化性樹脂１０の上部側にフォトマスク３０を配置する（ステップＳ２）。フォトマスク３０の配置は、塗布された光硬化性樹脂１０の周囲を囲む所定の位置に好ましくは４箇所にスペーサ１５を基板２０上に配置し、そのスペーサ１５の上にフォトマスク３０を配置する。これにより光硬化性樹脂１０はフォトマスク３０と基板２０との間に挟み込まれた状態となる。フォトマスク３０は、光を通過させる開口部（アパーチャ）３１が設けられた平板上の部材であり、開口部３１からは光が通過するようになっているが、図４（ｂ）に示すように、開口部３１以外の部分は金属によりマスクされており、光の透過を阻止するようになっている。従って、光は開口部３１だけを通過して光硬化性樹脂１０に対して照射される。図示されたフォトマスク３０には３つ開口部３１が設けられているが、その数は３つに限らず任意に設けることができる。このようにして、フォトマスク３０の上部側から光を照射すると照射された光は開口部３１部分のみを通過し、それ以外の光はフォトマスク３０によって遮光される。尚、スペーサ１５の高さ、すなわち、基板２０とフォトマスク３０との間の高さは０．１〜２０．０ｍｍ、開口部３１の直径は５０〜１００μｍのサイズであると自己形成光導波路の形成効率が良い。
【００２２】
次に、図４（ｂ）に示すように、フォトマスク３０の上部側から光を照射する。照射する光は光硬化性樹脂１０との組み合わせにより適宜選択されるものであり、例えば、光硬化性樹脂１０が紫外光によって硬化する性質のものである場合には紫外光を照射し、波長５３２ｎｍのグリーンレーザ照射によって硬化する色素混合樹脂の場合には、上述のように、この色素混合樹脂が紫外光以外で最も良く吸収する波長の光を照射する。尚、図示された実施形態においては光硬化性樹脂１０が紫外光硬化樹脂で、照射する光が紫外光５として説明する。
【００２３】
フォトマスク３０の上部側から紫外光５を照射すると、紫外光５はフォトマスク３０の開口部３１のみを通過し開口部３１の真下に位置する光硬化性樹脂１０内を透過して基板２０上に載置されたＶＣＳＥＬ１４０の開口部１４１に達する。これにより、図４（ｃ）に示すように、紫外光５が透過した部分が硬化してコア部１１が予備形成される(ステップ３)。
【００２４】
紫外光５の照射強度に関しては、使用する光硬化性樹脂１０の性質にもよるが、上述のＤＶＤ００３を使用して約２５０ｍＷ/ｃｍ２の強度の紫外光を約２．２秒照射したところ、開口部３１の直径が約５０μｍ、基板側の直径が約５２μｍ、長さが約４００μｍの自己形成光導波路を形成することができた。
【００２５】
次に、図５（ａ）に示すように、基板２０上の光硬化性樹脂１０に対して横方向（基板２０と略平行な方向）から紫外光５を照射し、光硬化性樹脂１０のほぼ全体にわたって硬化させる。これにより、未硬化であった光硬化性樹脂１０も硬化して未硬化の部分の光硬化性樹脂１０の屈折率が高くなる。一方、予備形成されたコア部１１も基板２０の横方向から照射される紫外光５によってさらに屈折率が高くなる。これにより屈折率の高いコア部１１が形成されると共に、その周囲にそれよりも屈折率の低いクラッド部１２（図５（ｂ）参照）が形成されて光導波路構造が形成される。ここで、図７は、紫外光５の照射エネルギ量と屈折率との関係を示したグラフである。コア部１１はフォトマスク３０の開口部３１からと基板２０の横方向からの紫外光５の照射により屈折率が次第に高くなっていく。尚、所定の数値に達した後は屈折率は変化しない。一方、クラッド部１２は、当初はフォトマスク３０により遮光されているので屈折率の変化はなく、その後、基板２０の横方向からの紫外光５の照射によって屈折率が次第に上昇していく状態を示している。そして、コア部１１の屈折率がほぼ上昇した時点（図７における点線で示した時点）で紫外光５の照射を終了することが好ましい。
【００２６】
ここで、本実施形態では紫外光５を横方向から照射することによって光硬化性樹脂１０全体に紫外光５を照射しているが、照射は１箇所ではなく複数箇所から行うこともできる。また、フォトマスク３０を除去した後で、光硬化性樹脂１０の上部側から紫外光５を照射することにより光硬化性樹脂１０全体に紫外光５を照射することもできる。この場合、紫外光５の発光器は少なくとも１つあればよいことになる。尚、光硬化性樹脂１０からのフォトマスク３０の剥離性を良くするために予め光硬化性樹脂１０と接する側のフォトマスク３０の表面に離型材を塗布しておくとフォトマスク３０をスムーズに取り外すことができる。
【００２７】
上述したような製造工程に沿って製造された自己形成光導波路は光硬化性樹脂１０を硬化させる性質を有する光が侵入すると光硬化性樹脂１０の硬化がさらに進行するおそれがあり、そうなるとコア部１１とクラッド部１２との屈折率のバランスが変化し、初期の性能を維持できなくなることが考えられる。そのため、図６に示すように上記のようにして形成された自己形成光導波路の周囲に光硬化性樹脂１０を硬化させるような機能を有する光（例えば、紫外光５）が入り込まないようにその周囲の遮光を行う（ステップＳ５）。遮光は、例えば、遮光手段として、紫外光５が通過しないようなコーティングがなされたケース７内に収容する。これにより、コア部１１及びクラッド部１２の外部からの光による性状の変化を防止することができる。
【００２８】
次に、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第二の実施形態について説明する。図８は本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第二の実施形態におけるフローチャート、図９及び図１０は各工程における概略説明図である。尚、第二の実施形態において第一の実施形態と同じ部材には同じ符号を付しその説明は省略する。
【００２９】
初めに、図９（ａ）に示すように、光デバイス、例えば、ＶＣＳＥＬ１４０が実装された基板２０上に光硬化性樹脂１０を塗布し（ステップＳ１１）、基板２０上に配置したスペーサ１５の上にフォトマスク３０を配置（図９（ｂ））する（ステップＳ１２）。フォトマスク３０は、第一の実施形態のものと同様のものであり、その配置は光硬化性樹脂１０の周囲を囲む基板２０上の所定位置に好ましくは４箇所に配置したスペーサ１５の上に配置して行う。そして、基板２０上の光硬化性樹脂１０に対して横方向（基板２０と略平行な方向）から紫外光５を照射し（図９（ｃ））、基板２０上に塗布された光硬化性樹脂１０を半硬化させて屈折率を上昇させてクラッド部１２を形成する（ステップＳ１３）。次に、フォトマスク３０の上部側から紫外光５を照射（図１０（ａ））し、開口部３１を通過してクラッド部１２内を透過した紫外光５によってコア部１１を形成する（図１０（ｂ））(ステップＳ１４)。最後に、第一の実施形態と同様に、自己形成光導波路の周囲を遮光する（ステップＳ１５）。尚、上述のように横と上の２方向からの紫外光５照射に替え、フォトマスク３０を配置せずに上方から光硬化性樹脂１０に紫外光５を照射して先ず全体を適度に硬化させ、次に同マスクを配して今一度上方から同光を照射し、コア部１１とクラッド部１２を形成することもできる。
【００３０】
次に、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第三の実施形態について説明する。図１１は本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第三の実施形態におけるフローチャート、図１２及び図１３は各工程における概略説明図である。尚、第三の実施形態において第一又は第二の実施形態と同じ部材には同じ符号を付しその説明は省略する。
【００３１】
初めに、図１２（ａ）に示すように、光デバイス、例えば、ＶＣＳＥＬ１４０が実装された基板２０上に光硬化性樹脂１０を塗布する（ステップＳ２１）。そして、基板２０上に塗布された光硬化性樹脂１０の上部側に光コネクタ４１に保持された光ファイバ４０を配置させる（ステップＳ２２）。光ファイバ４０の配置は、例えば、基板２０に掛止部２１を設け、この掛止部２１に光コネクタ４１の掛止爪１７を掛止させることにより行うことができる。すなわち、図１２（ｂ）に示すように、光ファイバ４０を保持した光コネクタ４１の掛止爪１７を基板２０に設けられた掛止部２１に掛止させることにより両者を嵌合させ、これにより光ファイバ４０を所定位置に配置させる。図示された光コネクタ４１には３つの光ファイバ４０が接続されているが、その数は特に限定されるものではなく、３つに限らず任意に設けることができる。そして、このようにして配置した光ファイバ４０に紫外光５を導入すると（図１２（ｃ））紫外光５は光ファイバ４０の先端から出射され、光硬化性樹脂内部を透過し、透過した部分の屈折率が上昇して半硬化し、コア部１１が予備形成される（ステップＳ２３）。
【００３２】
次に、図１３（ａ）に示すように、基板２０上の光硬化性樹脂１０に対して横方向（基板２０と略平行な方向）から紫外光５を照射し、光硬化性樹脂１０のほぼ全体にわたって硬化させ屈折率を上昇させる。尚、図１３（ａ）において側面側は掛止部２１によって紫外光５の照射が遮られているように見えるが、掛止部２１には紫外光５が照射可能な図示しない開口部が形成されており、紫外光５の照射は何ら阻害されないようになっている。これにより、未硬化であった光硬化性樹脂１０も半硬化し、未硬化の部分の光硬化性樹脂１０の屈折率が高くなる。一方、予備形成されたコア部１１は照射された紫外光５によって硬化してさらに屈折率が高くなる。これにより屈折率の高いコア部１１が形成されると共にその周囲にそれよりも屈折率の低いクラッド部１２（図１３（ｂ）参照）が形成されて光導波路構造が形成される。最後に、第一の実施形態と同様に、自己形成光導波路の周囲を遮光する（ステップＳ２５）。
【００３３】
次に、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第四の実施形態について説明する。図１４は本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第四の実施形態におけるフローチャート、図１５及び図１６は各工程における概略説明図である。尚、第四の実施形態において第一から第三の実施形態と同じ部材には同じ符号を付しその説明は省略する。
【００３４】
初めに、図１５（ａ）に示すように、光デバイス、例えば、ＶＣＳＥＬ１４０が実装された基板２０上に光硬化性樹脂１０を塗布する（ステップＳ３１）。そして、塗布された光硬化性樹脂１０の上部側に光ファイバ４０を保持した光コネクタ４１を配置する（ステップＳ３２）。光コネクタ４１は、第二の実施形態のものと同様のものであり、基板２０に設けられた掛止部２１に光コネクタの掛止爪１７を掛止させることにより両者を嵌合させ、これによって光ファイバ４０を所定位置へ配置する（図１５（ｂ）参照）。そして、基板２０上の光硬化性樹脂１０に対して横方向（基板２０と略平行な方向）から紫外光５を照射し（図１５（ｃ））、基板２０上に塗布された光硬化性樹脂１０を半硬化させて屈折率を上昇させ、クラッド部１２を形成する（ステップＳ３３）。そして、光ファイバ４０を介して紫外光５を照射（図１６（ａ））し、コア部１１を形成する（図１６（ｂ））(ステップＳ３４)。最後に、第一の実施形態と同様に、自己形成光導波路の周囲を遮光する（ステップＳ３５）。
尚、第二の実施形態の場合のように、横と上の２方向からの紫外光５照射に替え、フォトマスク３０を配置せずに上方から光硬化性樹脂１０に紫外光５を照射して先ず全体を適度に硬化させ、次に同マスクを配して今一度上方から同光を照射し、コア部１１とクラッド部１２を形成することもできる。
【００３５】
次に、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第五の実施形態について説明する。図１７は本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第五の実施形態におけるフローチャート、図１８は各工程における概略説明図である。尚、第五の実施形態において第一から第四の実施形態と同じ部材には同じ符号を付しその説明は省略する。
【００３６】
初めに、図１８（ａ）に示すように、光デバイス、例えば、ＶＣＳＥＬ１４０が実装された基板２０上に光硬化性樹脂１０を塗布する（ステップＳ４１）。そして、基板２０上に塗布された光硬化性樹脂１０の上部側にフォトマスク３０を配置する（ステップＳ４２）。次に、紫外光５を異なる方向から同時に照射する。すなわち、図１８（ｂ）に示すように、フォトマスク３０の上部側及び光硬化性樹脂１０に対して横方向（基板２０と略平行な方向）から紫外光５を同時に照射する。フォトマスク３０の上部側から照射された紫外光５はフォトマスク３０の開口部３１を通過して開口部３１の真下に位置する光硬化性樹脂１０内を透過して基板２０上に載置されたＶＣＳＥＬ１４０の開口部１４１に達する。一方、基板２０の横方向から同時に照射された紫外光５によって光硬化性樹脂１０の略全体が硬化して屈折率が上昇する。このとき、横方向から照射された紫外光５はフォトマスク３０の開口部３１を介して光硬化性樹脂１０内に照射された部分（コア部分）にも照射されるのでこの部分に照射される光のエネルギ量は他の部分よりも相対的に多くなるので、より屈折率が高くなる。これにより相対的に屈折率の高いコア部１１が形成されると共に、その周囲にそれよりも屈折率の低いクラッド部１２（図１８（ｃ）参照）が形成されて光導波路構造が形成される。最後に、他の実施形態と同様に、自己形成光導波路の周囲を遮光する（ステップＳ４５）。
【００３７】
上述したように、本発明に係る自己形成光導波路の製造方法によれば、コア部１１を形成した後の未硬化の光硬化性樹脂１０を除去することなくそのまま利用してクラッド部１２を形成するようにしたので光硬化性樹脂の塗布は１回で済み、未硬化の光硬化性樹脂を洗い流して他の光構成樹脂を再度塗布するという手間がなく、また、加熱処理を行う必要もないため加熱設備も不要であり、自己形成光導波路の製造が極めて簡単かつ僅かの設備で行うことができる。
また、コア部１１の形成に際して、第三又は第四の実施形態のように光ファイバ４０を介して紫外光５を導入してコア部１１を形成するようにすれば、煩わしい光ファイバ４０との調芯作業行うことなく光接続を完了させることができる。
さらに、第五の実施形態のように、一回の紫外光５の照射によってコア部とクラッド部を形成させることで簡単且つ短時間に自己形成光導波路の製造を行うことができる。
【００３８】
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】(ａ)、(ｂ)は公知の自己形成光導波路の製造を示す説明図である。
【図２】(ａ)、(ｂ)は公知のフォトマスク転写法による自己形成光導波路の製造を示す説明図である。
【図３】本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第一の実施形態におけるフローチャートである。
【図４】(ａ)〜(ｃ)は、第一の実施形態の自己形成光導波路の製造方法の各工程における概略説明図である。
【図５】(ａ)、(ｂ)は、第一の実施形態の自己形成光導波路の製造方法の各工程における概略説明図である。
【図６】遮光されたケース内に収容された自己形成光導波路の概要を示す斜視図である。
【図７】紫外光の露光量と屈折率との関係を示したグラフである。
【図８】本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第二の実施形態におけるフローチャートである。
【図９】(ａ)〜(ｃ)は、第二の実施形態の自己形成光導波路の製造方法のの各工程における概略説明図である。
【図１０】(ａ)、(ｂ)は、第二の実施形態の自己形成光導波路の製造方法の各工程における概略説明図である。
【図１１】本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第三の実施形態におけるフローチャートである。
【図１２】(ａ)〜(ｃ)は、第三の実施形態の自己形成光導波路の製造方法のの各工程における概略説明図である。
【図１３】(ａ)、(ｂ)は、第三の実施形態の自己形成光導波路の製造方法の各工程における概略説明図である。
【図１４】本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第四の実施形態におけるフローチャートである。
【図１５】(ａ)〜(ｃ)は、第四の実施形態の自己形成光導波路の製造方法のの各工程における概略説明図である。
【図１６】(ａ)、(ｂ)は、第四の実施形態の自己形成光導波路の製造方法の各工程における概略説明図である。
【図１７】本発明に係る自己形成光導波路の製造方法の第五の実施形態におけるフローチャートである。
【図１８】(ａ)〜(ｃ)は、第五実施形態の自己形成光導波路の製造方法のの各工程における概略説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
５ 紫外光
７ ケース
１０ 光硬化性樹脂
１１ コア部
１２ クラッド部
１５ スペーサ
１７ 掛止爪
２０ 基板
２１ 掛止部
３０ フォトマスク
３１ 開口部
４０ 光ファイバ
４１ 光コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化性樹脂へ照射する光のエネルギ量を照射すべき部位によって差を設けることにより前記光硬化性樹脂の硬化に伴う屈折率の変化に相違を生じさせ、それによってコア部とクラッド部を形成することを特徴とする自己形成光導波路の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、
未硬化の前記光硬化性樹脂のうちコア部を形成すべき所定部分に光を照射してその部分の屈折率を上昇させることによりコア部となるべき部分を形成するコア部予備形成工程と、そして、
屈折率が上昇したコア部となるべき部分を含む前記光硬化性樹脂に光を照射することによりコア部となるべき部分の屈折率をさらに上昇させてコア部を形成すると共に、それ以外の部分の屈折率を上昇させてクラッド部を形成するコア部・クラッド部形成工程と、
を含み構成されてなることを特徴とする自己形成光導波路の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、
未硬化の前記光硬化性樹脂に光を照射して屈折率を上昇させ、クラッド部を形成するクラッド形成工程と、そして、
屈折率が上昇した前記光硬化性樹脂のうちコア部を形成すべき所定部分に光を照射してその部分の屈折率をさらに上昇させることによりコア部を形成するコア部形成工程と、
を含み構成されてなることを特徴とする自己形成光導波路の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、
未硬化の前記光硬化性樹脂に、異なる方向から同時に光を照射することにより屈折率を上昇させ、それによってコア部とクラッド部を同時に形成することを特徴とする自己形成光導波路の製造方法。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか１項に記載の自己形成光導波路の製造方法において、
前記光硬化性樹脂の前記コア部となるべき部分又は前記コア部を形成すべき所定部分への光の照射は、開口部を有するフォトマスク又は光ファイバを介して行われることを特徴とする自己形成光導波路の製造方法。
【請求項１】
光硬化性樹脂へ照射する光のエネルギ量を照射すべき部位によって差を設けることにより前記光硬化性樹脂の硬化に伴う屈折率の変化に相違を生じさせ、それによってコア部とクラッド部を形成することを特徴とする自己形成光導波路の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、
未硬化の前記光硬化性樹脂のうちコア部を形成すべき所定部分に光を照射してその部分の屈折率を上昇させることによりコア部となるべき部分を形成するコア部予備形成工程と、そして、
屈折率が上昇したコア部となるべき部分を含む前記光硬化性樹脂に光を照射することによりコア部となるべき部分の屈折率をさらに上昇させてコア部を形成すると共に、それ以外の部分の屈折率を上昇させてクラッド部を形成するコア部・クラッド部形成工程と、
を含み構成されてなることを特徴とする自己形成光導波路の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、
未硬化の前記光硬化性樹脂に光を照射して屈折率を上昇させ、クラッド部を形成するクラッド形成工程と、そして、
屈折率が上昇した前記光硬化性樹脂のうちコア部を形成すべき所定部分に光を照射してその部分の屈折率をさらに上昇させることによりコア部を形成するコア部形成工程と、
を含み構成されてなることを特徴とする自己形成光導波路の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法において、
未硬化の前記光硬化性樹脂に、異なる方向から同時に光を照射することにより屈折率を上昇させ、それによってコア部とクラッド部を同時に形成することを特徴とする自己形成光導波路の製造方法。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか１項に記載の自己形成光導波路の製造方法において、
前記光硬化性樹脂の前記コア部となるべき部分又は前記コア部を形成すべき所定部分への光の照射は、開口部を有するフォトマスク又は光ファイバを介して行われることを特徴とする自己形成光導波路の製造方法。
【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２００９−１５２１４（Ｐ２００９−１５２１４Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７９５０４（Ｐ２００７−１７９５０４）
【出願日】平成１９年７月９日（２００７．７．９）
【出願人】（０００１２５３６９）学校法人東海大学 (352)
【出願人】（０００２０５１２２）大宏電機株式会社 (78)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月９日（２００７．７．９）
【出願人】（０００１２５３６９）学校法人東海大学 (352)
【出願人】（０００２０５１２２）大宏電機株式会社 (78)
【Ｆターム（参考）】
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