JP2002148187A - 光導波路型ｓｐｒ現象計測チップ、その製造方法およびｓｐｒ現象計測方法 - Google Patents
光導波路型ｓｐｒ現象計測チップ、その製造方法およびｓｐｒ現象計測方法Info
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- JP2002148187A JP2002148187A JP2000339895A JP2000339895A JP2002148187A JP 2002148187 A JP2002148187 A JP 2002148187A JP 2000339895 A JP2000339895 A JP 2000339895A JP 2000339895 A JP2000339895 A JP 2000339895A JP 2002148187 A JP2002148187 A JP 2002148187A
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- thin film
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N21/552—Attenuated total reflection
- G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】汎用性・生産性の高い光導波路作製技術を用い
て、小型で交換の便利なＳＰＲ現象計測チップ及びその
製造方法、さらにはＳＰＲ現象計測方法を提供する。 【解決手段】光導波路と、前記コア９に少なくとも一部
が直接接触し、かつ表面プラズモン共鳴現象を起こす金
属薄膜６とを備えた光導波路型ＳＰＲ現象計測チップで
あって、前記コアを伝播する光を計測することによって
表面プラズモン共鳴現象を測定される試料が前記金属薄
膜に接触するように設けたＳＰＲ現象計測装置およびそ
の製造方法、さらにはＳＰＲ現象計測方法を特徴とす
る。 【効果】小型で交換に便利であり、かつ複数箇所の同時
測定可能なセンサや複数の試料を検出できる多チャンネ
ルセンサなど、様々な機能を容易に付加することができ
る光導波路型ＳＰＲ現象計測チップを提供できる。
て、小型で交換の便利なＳＰＲ現象計測チップ及びその
製造方法、さらにはＳＰＲ現象計測方法を提供する。 【解決手段】光導波路と、前記コア９に少なくとも一部
が直接接触し、かつ表面プラズモン共鳴現象を起こす金
属薄膜６とを備えた光導波路型ＳＰＲ現象計測チップで
あって、前記コアを伝播する光を計測することによって
表面プラズモン共鳴現象を測定される試料が前記金属薄
膜に接触するように設けたＳＰＲ現象計測装置およびそ
の製造方法、さらにはＳＰＲ現象計測方法を特徴とす
る。 【効果】小型で交換に便利であり、かつ複数箇所の同時
測定可能なセンサや複数の試料を検出できる多チャンネ
ルセンサなど、様々な機能を容易に付加することができ
る光導波路型ＳＰＲ現象計測チップを提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光導波路型ＳＰＲ現象計
測チップ、その製造方法及びＳＰＲ現象計測方法、さら
に詳細には光学系を用いて金属薄膜上の屈折率を測定す
ることにより、特定物質の定量・定性を行うことができ
る表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）現象測定において光を
計測表面に導光できる光導波路型ＳＰＲ現象計測チップ
及びその製造方法、さらには前記ＳＰＲ現象計測チップ
を使用したＳＰＲ現象計測方法に関する。
測チップ、その製造方法及びＳＰＲ現象計測方法、さら
に詳細には光学系を用いて金属薄膜上の屈折率を測定す
ることにより、特定物質の定量・定性を行うことができ
る表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）現象測定において光を
計測表面に導光できる光導波路型ＳＰＲ現象計測チップ
及びその製造方法、さらには前記ＳＰＲ現象計測チップ
を使用したＳＰＲ現象計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来化学プロセス計測、環境計測や臨床
検査等で呈色反応や免疫反応を利用した測定が行われて
いる。しかしこの測定方法では被測定物を抽出する必要
があるほか、煩雑な操作や標識物質を必要とするなどの
問題があり、標識物質を必要とすることなく、高感度で
被測定物中の化学物質の定性・定量測定の可能なセンサ
として光励起表面プラズモン共鳴現象を利用したセンサ
が提案・実用化されている。以下表面プラズモン共鳴
（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｓｍｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃ
ｅ）をＳＰＲと略して用いる。
検査等で呈色反応や免疫反応を利用した測定が行われて
いる。しかしこの測定方法では被測定物を抽出する必要
があるほか、煩雑な操作や標識物質を必要とするなどの
問題があり、標識物質を必要とすることなく、高感度で
被測定物中の化学物質の定性・定量測定の可能なセンサ
として光励起表面プラズモン共鳴現象を利用したセンサ
が提案・実用化されている。以下表面プラズモン共鳴
（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｓｍｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃ
ｅ）をＳＰＲと略して用いる。
【０００３】ＳＰＲ現象測定装置は図２２に示すよう
に、光源１から発した光をｐ偏光光のみを通す偏光板２
を通しレンズ３である入射角範囲を持たせて高屈折率プ
リズム４に入射させ、被測定物６に接したセンサ膜を有
した金属薄膜５を照射し、金属薄膜からの反射光の強度
変化を、プリズム４を通して光電子検出器７で検出する
システムが一般的である。
に、光源１から発した光をｐ偏光光のみを通す偏光板２
を通しレンズ３である入射角範囲を持たせて高屈折率プ
リズム４に入射させ、被測定物６に接したセンサ膜を有
した金属薄膜５を照射し、金属薄膜からの反射光の強度
変化を、プリズム４を通して光電子検出器７で検出する
システムが一般的である。
【０００４】光源１から発した光は、プリズムと金属の
界面でエバネッセント波となり、その波数は次式により
求められる。
界面でエバネッセント波となり、その波数は次式により
求められる。
【０００５】ｋev＝ｋpｎpｓｉｎθ ここで、ｋpは入射光の波数、ｎpはプリズムの屈折率、
θは入射角である。
θは入射角である。
【０００６】一方、金属薄膜表面では、表面プラズモン
波が生じ、その波数は次式により求められる。
波が生じ、その波数は次式により求められる。
【０００７】 ｋsp＝（Ｃ／ω）・√（εｎ2／（ε＋ｎ2）） ここで、Ｃは光速、ωは角振動数、εは金属薄膜の誘電
率、ｎは被測定物の屈折率である。
率、ｎは被測定物の屈折率である。
【０００８】この、エバネッセント波と表面プラズモン
波の波数が一致する入射角θもしくは入射光の波数の
時、エバネッセント波は表面プラズモンの励起に使わ
れ、反射光として観測される光量が減少する。
波の波数が一致する入射角θもしくは入射光の波数の
時、エバネッセント波は表面プラズモンの励起に使わ
れ、反射光として観測される光量が減少する。
【０００９】図２２では、光源１から放射された光はレ
ンズ３を通して常にある入射角度範囲を持った光を入射
するようになっており、さらに広範囲の入射角の光を入
射できるように、光源１と光電子検出器７は一定の反射
角を保ちながら駆動できるタイプが多い（図２２矢印参
照）。
ンズ３を通して常にある入射角度範囲を持った光を入射
するようになっており、さらに広範囲の入射角の光を入
射できるように、光源１と光電子検出器７は一定の反射
角を保ちながら駆動できるタイプが多い（図２２矢印参
照）。
【００１０】もしくは、図２３に示すように入射光の角
度は一定とし、入射光の波数が可変であるタイプ、ある
いは反射光を分光できるタイプもある。図２３におい
て、符号は図１と同じものを示す。
度は一定とし、入射光の波数が可変であるタイプ、ある
いは反射光を分光できるタイプもある。図２３におい
て、符号は図１と同じものを示す。
【００１１】ＳＰＲ現象はプリズム・金属薄膜に接した
被測定物の屈折率に依存するために、例えば試料を水と
して、図２２のような構成のＳＰＲ測定装置で測定した
場合、図２４に示すようにある一定の角度で極小を持つ
曲線として検出することができ、被測定物６の濃度変化
による屈折率変化等を測定するばかりか、金属薄膜５上
に抗体などを固定化することにより、抗原と結合した抗
体の屈折率変化を測定することにより、特定物質の定量
を行うことができる。
被測定物の屈折率に依存するために、例えば試料を水と
して、図２２のような構成のＳＰＲ測定装置で測定した
場合、図２４に示すようにある一定の角度で極小を持つ
曲線として検出することができ、被測定物６の濃度変化
による屈折率変化等を測定するばかりか、金属薄膜５上
に抗体などを固定化することにより、抗原と結合した抗
体の屈折率変化を測定することにより、特定物質の定量
を行うことができる。
【００１２】近年、ＳＰＲ現象測定装置は小型化への要
求が高まってきている。しかし、図２２のような機器構
成では可動部分を有することによって装置が大きくなっ
てしまい、また、計測部分おもに金属薄膜５の交換がと
ても不便であるという欠点があった。
求が高まってきている。しかし、図２２のような機器構
成では可動部分を有することによって装置が大きくなっ
てしまい、また、計測部分おもに金属薄膜５の交換がと
ても不便であるという欠点があった。
【００１３】そこで、ビアコア（Ｂｉａｃｏｒｅ）社か
らファイバ型のＳＰＲ現象測定装置（製品名Ｂｉａｃｏ
ｒｅ Ｐｒｏｂｅ）、テキサスインスツルメント（Ｔｅ
ｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）社からエポキシ樹脂中
に光源、光電子検出器、偏光板、金属薄膜を配した小型
のＳＰＲ現象測定装置（製品名Ｓｐｒｅｅｔａ）が販売
されている。また、その他様々な小型ＳＰＲ現象測定装
置が提案されている。
らファイバ型のＳＰＲ現象測定装置（製品名Ｂｉａｃｏ
ｒｅ Ｐｒｏｂｅ）、テキサスインスツルメント（Ｔｅ
ｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）社からエポキシ樹脂中
に光源、光電子検出器、偏光板、金属薄膜を配した小型
のＳＰＲ現象測定装置（製品名Ｓｐｒｅｅｔａ）が販売
されている。また、その他様々な小型ＳＰＲ現象測定装
置が提案されている。
【００１４】しかし、ファイバ型のものはその端面に計
測のための金属薄膜を形成しているものが多く、加工が
困難で、ファイバ１本に付き一つの計測表面しか持つこ
とができない。また、端面の反射光を取り出すためのス
プリッターやカプラなどの光部品が必要となる。エポキ
シ樹脂などにすべての光学系を配したタイプのものは、
すべての光学部品を精度よく配置しなければならず、し
かも、金属薄膜の交換の利便性を失っている。
測のための金属薄膜を形成しているものが多く、加工が
困難で、ファイバ１本に付き一つの計測表面しか持つこ
とができない。また、端面の反射光を取り出すためのス
プリッターやカプラなどの光部品が必要となる。エポキ
シ樹脂などにすべての光学系を配したタイプのものは、
すべての光学部品を精度よく配置しなければならず、し
かも、金属薄膜の交換の利便性を失っている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状を鑑みてなされたものであり、その目的は、汎用性・
生産性の高い光導波路作製技術を用いて、小型で交換の
便利なＳＰＲ現象計測チップ及びその製造方法、さらに
はＳＰＲ現象計測方法を提供することである。
状を鑑みてなされたものであり、その目的は、汎用性・
生産性の高い光導波路作製技術を用いて、小型で交換の
便利なＳＰＲ現象計測チップ及びその製造方法、さらに
はＳＰＲ現象計測方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明による光導波路型ＳＰＲ現象計測チップは、
コアと前記コアの周囲に設けられたクラッドとを備え、
前記コアは前記クラッドより高い屈折率を有し、前記コ
アに入射した光を閉じ込めて伝播する光導波路と、前記
コアに少なくとも一部が直接接触し、かつ表面プラズモ
ン共鳴現象を起こす金属薄膜とを備えた光導波路型ＳＰ
Ｒ現象計測チップであって、前記コアを伝播する光を計
測することによって表面プラズモン共鳴現象が測定され
る試料が前記金属薄膜に接触するように設けられること
を特徴とする。
め、本発明による光導波路型ＳＰＲ現象計測チップは、
コアと前記コアの周囲に設けられたクラッドとを備え、
前記コアは前記クラッドより高い屈折率を有し、前記コ
アに入射した光を閉じ込めて伝播する光導波路と、前記
コアに少なくとも一部が直接接触し、かつ表面プラズモ
ン共鳴現象を起こす金属薄膜とを備えた光導波路型ＳＰ
Ｒ現象計測チップであって、前記コアを伝播する光を計
測することによって表面プラズモン共鳴現象が測定され
る試料が前記金属薄膜に接触するように設けられること
を特徴とする。
【００１７】また、本発明による光導波路型ＳＰＲ現象
計測チップの製造方法は、透明なクラッド基板に、コア
を形成するための所望の形状を持つ溝を形成し、その溝
にクラッド材基板よりも屈折率の高いコアを形成し、そ
の上に、表面プラズモン共鳴現象を起こす金属薄膜を形
成し、金属薄膜部分を除いた部分に、コアよりも屈折率
の低いオーバークラッドを形成することを特徴とする。
計測チップの製造方法は、透明なクラッド基板に、コア
を形成するための所望の形状を持つ溝を形成し、その溝
にクラッド材基板よりも屈折率の高いコアを形成し、そ
の上に、表面プラズモン共鳴現象を起こす金属薄膜を形
成し、金属薄膜部分を除いた部分に、コアよりも屈折率
の低いオーバークラッドを形成することを特徴とする。
【００１８】本発明による第二の光導波路型ＳＰＲ現象
計測チップの製造方法は、透明なクラッド基板の上に、
所望の形状を持つ、クラッドよりも屈折率の高いコアを
形成し、そのコアの高さと同じになるようにクラッド形
成し、その上に、表面プラズモン共鳴現象を起こす金属
薄膜を形成し、金属薄膜部分を除いた部分に、コアより
も屈折率の低いオーバークラッドを形成することを特徴
とする。
計測チップの製造方法は、透明なクラッド基板の上に、
所望の形状を持つ、クラッドよりも屈折率の高いコアを
形成し、そのコアの高さと同じになるようにクラッド形
成し、その上に、表面プラズモン共鳴現象を起こす金属
薄膜を形成し、金属薄膜部分を除いた部分に、コアより
も屈折率の低いオーバークラッドを形成することを特徴
とする。
【００１９】本発明による第三の光導波路型ＳＰＲ現象
計測チップの製造方法は、光学平面を有する基板上に溶
解が容易な犠牲層を形成し、その上に、所望の形状を持
つ、クラッドよりも屈折率の高いコアを形成し、その上
に、コアよりも厚くクラッドを形成し、犠牲層を溶解す
る溶解液中に浸漬し、犠牲層を溶解し、光学平面を有す
る基板を取り外し、コアが露出している面の上に、表面
プラズモン共鳴現象を起こす金属薄膜を形成し、金属薄
膜部分を除いた部分に、コアよりも屈折率の低いオーバ
ークラッドを形成することを特徴とする。
計測チップの製造方法は、光学平面を有する基板上に溶
解が容易な犠牲層を形成し、その上に、所望の形状を持
つ、クラッドよりも屈折率の高いコアを形成し、その上
に、コアよりも厚くクラッドを形成し、犠牲層を溶解す
る溶解液中に浸漬し、犠牲層を溶解し、光学平面を有す
る基板を取り外し、コアが露出している面の上に、表面
プラズモン共鳴現象を起こす金属薄膜を形成し、金属薄
膜部分を除いた部分に、コアよりも屈折率の低いオーバ
ークラッドを形成することを特徴とする。
【００２０】本発明の特徴は、ＳＰＲ現象計測チップに
光導波路を適応した点にある。光導波路作製技術を用い
れば、導波路コアを一つのチップ上に多数作製したり、
途中で分岐するなど、様々な機能を持たせることがで
き、それらのＳＰＲ現象計測チップを安価で多量に作製
することが可能である。
光導波路を適応した点にある。光導波路作製技術を用い
れば、導波路コアを一つのチップ上に多数作製したり、
途中で分岐するなど、様々な機能を持たせることがで
き、それらのＳＰＲ現象計測チップを安価で多量に作製
することが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明によるＳＰＲ現象測定の原
理は図２３の形式の応用であり、プリズムの代わりに光
導波路を使用し、スペクトルを計測するものである。
理は図２３の形式の応用であり、プリズムの代わりに光
導波路を使用し、スペクトルを計測するものである。
【００２２】光導波路を用いたＳＰＲ現象計測チップの
概略図を図１に示す。光導波路は直線の導波路のコア９
と、前記コア９の周りに、前記コア９よりも屈折率の低
いクラッド８及びオーバークラッド１０を設けた構造に
なっている。コア９の一部には表面プラズモン共鳴現象
を起こす金属薄膜５が直接に接する形で形成されてお
り、この部分が計測表面となる。入射光１１はコア９に
入射され、計測表面上の試料６とＳＰＲ現象が生じ、出
射光１２として出射される。出射された光の光量変化
や、スペクトル変化を計測することにより、ＳＰＲ現象
を観察することができる。
概略図を図１に示す。光導波路は直線の導波路のコア９
と、前記コア９の周りに、前記コア９よりも屈折率の低
いクラッド８及びオーバークラッド１０を設けた構造に
なっている。コア９の一部には表面プラズモン共鳴現象
を起こす金属薄膜５が直接に接する形で形成されてお
り、この部分が計測表面となる。入射光１１はコア９に
入射され、計測表面上の試料６とＳＰＲ現象が生じ、出
射光１２として出射される。出射された光の光量変化
や、スペクトル変化を計測することにより、ＳＰＲ現象
を観察することができる。
【００２３】図１のようなＳＰＲ現象計測チップを作製
する場合、図２（ａ）に示すようにクラッド８にコアを
形成するための溝１３を作製し、その溝１３にコア９を
形成し（図２（ｂ））、その上に表面プラズモン共鳴現
象を起こす金属薄膜５を形成する（図２（ｃ））。金属
薄膜５はコア９を少なくとも一部に形成していればよ
く、クラッド８全体に形成してもよい。この段階でもＳ
ＰＲ現象の計測は行えるが、試料を乗せるための窪みを
オーバークラッド１０で作製した方が望ましい（図２
（ｄ））。
する場合、図２（ａ）に示すようにクラッド８にコアを
形成するための溝１３を作製し、その溝１３にコア９を
形成し（図２（ｂ））、その上に表面プラズモン共鳴現
象を起こす金属薄膜５を形成する（図２（ｃ））。金属
薄膜５はコア９を少なくとも一部に形成していればよ
く、クラッド８全体に形成してもよい。この段階でもＳ
ＰＲ現象の計測は行えるが、試料を乗せるための窪みを
オーバークラッド１０で作製した方が望ましい（図２
（ｄ））。
【００２４】また、図３に示すように、クラッド８の上
に、コア９を形成する（図３（ａ））。その後、コア９
と同じ高さまでクラッド８を形成する（図３（ｂ））。
その後、金属薄膜５を形成し（図３（ｃ））、試料を乗
せるための窪みを作製する。
に、コア９を形成する（図３（ａ））。その後、コア９
と同じ高さまでクラッド８を形成する（図３（ｂ））。
その後、金属薄膜５を形成し（図３（ｃ））、試料を乗
せるための窪みを作製する。
【００２５】さらに、図４のように、平滑な基板１４の
上に１μｍ程度のクロム膜（犠牲層）１５を形成し（図
４（ａ））、その上にコア９を形成する（図４
（ｂ））。その上に、クラッド８を形成し（図４
（ｃ））、クロム膜（犠牲層）１５を溶かして基板１４
を剥離する（図４（ｄ））。その上にオーバークラッド
１０を計測領域を除いて形成し、金属薄膜５を形成する
ことによっても作製できる。
上に１μｍ程度のクロム膜（犠牲層）１５を形成し（図
４（ａ））、その上にコア９を形成する（図４
（ｂ））。その上に、クラッド８を形成し（図４
（ｃ））、クロム膜（犠牲層）１５を溶かして基板１４
を剥離する（図４（ｄ））。その上にオーバークラッド
１０を計測領域を除いて形成し、金属薄膜５を形成する
ことによっても作製できる。
【００２６】所望の形状のコアまたはクラッドを得る方
法は、（１）コアまたはクラッドを形成した後に、ダイ
シングソーやドリルなどによって切削する方法、（２）
コアまたはクラッドを形成した後に、レジストを塗布
し、所望の部分のみレジストを硬化させ、未硬化部分を
除去し、コア、クラッドのエッチングを行うことによっ
て、レジストの無い部分を除去する方法、（３）コアま
たはクラッドに感光性物質を利用し、材料を基板に塗布
あるいは液だめに入れ、マスクを通してあるいは直接に
光を照射し、照射していない部分を溶媒で除去する方法
が挙げられる。
法は、（１）コアまたはクラッドを形成した後に、ダイ
シングソーやドリルなどによって切削する方法、（２）
コアまたはクラッドを形成した後に、レジストを塗布
し、所望の部分のみレジストを硬化させ、未硬化部分を
除去し、コア、クラッドのエッチングを行うことによっ
て、レジストの無い部分を除去する方法、（３）コアま
たはクラッドに感光性物質を利用し、材料を基板に塗布
あるいは液だめに入れ、マスクを通してあるいは直接に
光を照射し、照射していない部分を溶媒で除去する方法
が挙げられる。
【００２７】上記（３）の方法における、感光性物質は
感光性のポリイミド系、エポキシ系、アクリル系、シリ
コーン系オリゴマあるいはモノマである。
感光性のポリイミド系、エポキシ系、アクリル系、シリ
コーン系オリゴマあるいはモノマである。
【００２８】上述のポリイミド系感光性物質としては、
たとえば、下記の構造式１で表されるポリイミド系オリ
ゴマあるいはモノマを例として挙げることができる。
たとえば、下記の構造式１で表されるポリイミド系オリ
ゴマあるいはモノマを例として挙げることができる。
【００２９】構造式１
【化６】 （式中、Ｒ1はビスアルキル−あるいはビスパーフルオ
ロアルキル−ベンゼン、Ｒ2はアルキル、アルキルフェ
ニレン、パーフルオロフェニレン基、Ｒ3はアルキル基
あるいはフルオロアルキル基である。） また、上述のポリイミド系感光性物質としては、たとえ
ば、下記の構造式２で表されるエポキシ系オリゴマある
いはモノマを例として挙げることができる。
ロアルキル−ベンゼン、Ｒ2はアルキル、アルキルフェ
ニレン、パーフルオロフェニレン基、Ｒ3はアルキル基
あるいはフルオロアルキル基である。） また、上述のポリイミド系感光性物質としては、たとえ
ば、下記の構造式２で表されるエポキシ系オリゴマある
いはモノマを例として挙げることができる。
【００３０】構造式２
【化７】 （式中、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アルキル基、アルコシ基またトリフ
ルオロメチル基を示し、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は連結基、Ｙは
エポキシ基あるいは
原子、アルキル基、アルキル基、アルコシ基またトリフ
ルオロメチル基を示し、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は連結基、Ｙは
エポキシ基あるいは
【００３１】
【化８】 を表す） さらに、上述のアクリル系感光性物質としては、たとえ
ば、下記の構造式３で表されるアクリル系オリゴマある
いはモノマを例として挙げることができる。
ば、下記の構造式３で表されるアクリル系オリゴマある
いはモノマを例として挙げることができる。
【００３２】構造式３
【化９】 （式中、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アルキル基、アルコシ基またトリフ
ルオロメチル基を示し、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は連結基、Ｙは
アクリル基あるいはメタアクリル基を示す。
原子、アルキル基、アルキル基、アルコシ基またトリフ
ルオロメチル基を示し、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は連結基、Ｙは
アクリル基あるいはメタアクリル基を示す。
【００３３】さらに、上述のシリコーン系感光性物質と
しては、たとえば、下記の構造式４で表されるシリコー
ン系オリゴマあるいはモノマを例として挙げることがで
きる。
しては、たとえば、下記の構造式４で表されるシリコー
ン系オリゴマあるいはモノマを例として挙げることがで
きる。
【００３４】構造式４
【化１０】 （式中、Ｘは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、ア
ルキル基、アルコキシ基を表し、ｍは１〜４の整数を表
す。ｘ、ｙは各ユニットの存在割合を示し、ｘ、ｙとも
にゼロであることは無い。Ｒ1、Ｒ2は、メチル基、エチ
ル基、イソプロピル基を表し、Ｒ1とＲ2が相等しくても
良い。） これら本発明の感光性オリゴマあるいはモノマ材料の高
分子化は、構造式で表される成分中に含まれるエポキシ
基は水酸基などの反応基間の光による結合によって架橋
することで行われる。架橋反応を効率良く十分に起こさ
せるためには光重合開始剤を添加することが望ましい。
光重合開始剤としては、スルフォニウム塩、オスミウム
塩などの光カチオン重合開始剤が代表的なものとして挙
げられる。
ルキル基、アルコキシ基を表し、ｍは１〜４の整数を表
す。ｘ、ｙは各ユニットの存在割合を示し、ｘ、ｙとも
にゼロであることは無い。Ｒ1、Ｒ2は、メチル基、エチ
ル基、イソプロピル基を表し、Ｒ1とＲ2が相等しくても
良い。） これら本発明の感光性オリゴマあるいはモノマ材料の高
分子化は、構造式で表される成分中に含まれるエポキシ
基は水酸基などの反応基間の光による結合によって架橋
することで行われる。架橋反応を効率良く十分に起こさ
せるためには光重合開始剤を添加することが望ましい。
光重合開始剤としては、スルフォニウム塩、オスミウム
塩などの光カチオン重合開始剤が代表的なものとして挙
げられる。
【００３５】また、本発明のシリコーン系感光性材料の
高分子化は感光剤とオリゴマ及びモノマの反応による場
合も含まれる。感光剤としてはアジドピレンなどのアジ
ド化合物、４，４−ジアジドベンザルアセトン、２，６
−ジ−（４’−アジドベンザル）シクロヘキサノン、
２，６−ジ−（４’−アジドベンザル）−４−メチルシ
クロヘキサノンなどのビスアジド化合物、ジアゾ化合物
が代表的なものである。
高分子化は感光剤とオリゴマ及びモノマの反応による場
合も含まれる。感光剤としてはアジドピレンなどのアジ
ド化合物、４，４−ジアジドベンザルアセトン、２，６
−ジ−（４’−アジドベンザル）シクロヘキサノン、
２，６−ジ−（４’−アジドベンザル）−４−メチルシ
クロヘキサノンなどのビスアジド化合物、ジアゾ化合物
が代表的なものである。
【００３６】また本発明のアクリル系感光性材料の高分
子化は感光剤とオリゴマ及びモノマの反応による。感光
剤としてはジフェニルトリケトンベンゾイン、ベンゾイ
ンメチルエーテル、ベンゾフェノン、アセトフェノン、
ジアセチル等のカルボニル化合物や過酸化ベンゾイル等
の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合
物、アジドピレン等のアジド化合物、４，４’−ジアジ
ドベンザルアセトン、２，６−ジ−（４’−アジドベン
ザル）シクロヘキサノン、２，６−ジ−（４’−アジド
ベンザル）−４−メチルシクロヘキサノン等のビスアジ
ド化合物、ジアゾ化合物が代表的なものである。
子化は感光剤とオリゴマ及びモノマの反応による。感光
剤としてはジフェニルトリケトンベンゾイン、ベンゾイ
ンメチルエーテル、ベンゾフェノン、アセトフェノン、
ジアセチル等のカルボニル化合物や過酸化ベンゾイル等
の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合
物、アジドピレン等のアジド化合物、４，４’−ジアジ
ドベンザルアセトン、２，６−ジ−（４’−アジドベン
ザル）シクロヘキサノン、２，６−ジ−（４’−アジド
ベンザル）−４−メチルシクロヘキサノン等のビスアジ
ド化合物、ジアゾ化合物が代表的なものである。
【００３７】光導波路のコアの形状は、マスクのパター
ンを変えることによって様々に変えることが可能であ
る。
ンを変えることによって様々に変えることが可能であ
る。
【００３８】図５に示すように、単なる直線のコア９の
ような形状はもちろん、図６のように、Ｕ字型に曲げた
コアを形成することができる。また、図７に示すよう
に、コア９がクラッド８の右端まで形成してあり、その
コア９に接する形で金属薄膜５を形成してもよい。
ような形状はもちろん、図６のように、Ｕ字型に曲げた
コアを形成することができる。また、図７に示すよう
に、コア９がクラッド８の右端まで形成してあり、その
コア９に接する形で金属薄膜５を形成してもよい。
【００３９】以下、図５、図６中の１６の領域（破線で
示す）は金属薄膜を想定しているが、説明のために透明
に表記している。また、その金属薄膜１６はコア９に接
していればよく、特に形状や大きさを限定しているもの
ではない。また、図５以降、オーバークラッド１０を省
略して表記しているものは、コアの形状をわかりやすく
するためである。
示す）は金属薄膜を想定しているが、説明のために透明
に表記している。また、その金属薄膜１６はコア９に接
していればよく、特に形状や大きさを限定しているもの
ではない。また、図５以降、オーバークラッド１０を省
略して表記しているものは、コアの形状をわかりやすく
するためである。
【００４０】後述するＳＰＲ現象計測チップと光源・光
検出器とを接続する場合、図５では入射光１１と出射光
１２の２ケ所において接続しなければならないのに対し
て、図６、図７に示すようなコアの形状である場合、光
の入出力に光ファイバと光ファイバアレイを用いること
によって、光接続が１ケ所でできるという利点がある。
検出器とを接続する場合、図５では入射光１１と出射光
１２の２ケ所において接続しなければならないのに対し
て、図６、図７に示すようなコアの形状である場合、光
の入出力に光ファイバと光ファイバアレイを用いること
によって、光接続が１ケ所でできるという利点がある。
【００４１】図８のように多数のコアを形成することも
できる。それぞれのコア９上に形成してある金属薄膜１
６ａ、１６ｂ、１６ｃ上に、それぞれ、ある特定の物質
Ａ、Ｂ、Ｃに反応して金属薄膜１６ａ、１６ｂ、１６ｃ
上の屈折率を変化させるセンサ膜をそれぞれ固定化すれ
ば、試料中に物質Ａが含まれていれば金属薄膜１６ａ上
に生じるＳＰＲ現象に変化が生じる。このように複数の
特定物質の検出を行うことができるマルチチャンネルセ
ンサとして使用することが可能である。
できる。それぞれのコア９上に形成してある金属薄膜１
６ａ、１６ｂ、１６ｃ上に、それぞれ、ある特定の物質
Ａ、Ｂ、Ｃに反応して金属薄膜１６ａ、１６ｂ、１６ｃ
上の屈折率を変化させるセンサ膜をそれぞれ固定化すれ
ば、試料中に物質Ａが含まれていれば金属薄膜１６ａ上
に生じるＳＰＲ現象に変化が生じる。このように複数の
特定物質の検出を行うことができるマルチチャンネルセ
ンサとして使用することが可能である。
【００４２】図８に示すＳＰＲ現象計測チップでは、１
１ａ、１１ｂ、１１ｃと示すように、それぞれに光を入
射しなけれぱならないが、図９、図１０、図１１に示す
ようなＹ分岐１７、光カプラ１８、スラブ導波路１９等
の分岐構造を導波路中に形成することによって、入射光
を一つにすることができる。また、熱光学光スイッチ等
のスイッチ機能を導波路に持たせれば、任意の導波路へ
光を入射することができる。
１ａ、１１ｂ、１１ｃと示すように、それぞれに光を入
射しなけれぱならないが、図９、図１０、図１１に示す
ようなＹ分岐１７、光カプラ１８、スラブ導波路１９等
の分岐構造を導波路中に形成することによって、入射光
を一つにすることができる。また、熱光学光スイッチ等
のスイッチ機能を導波路に持たせれば、任意の導波路へ
光を入射することができる。
【００４３】図１０に示す光カプラ１８は、コア９の近
寄った部分で光の結合が生じ、１１ｄ、１１ｅのいずれ
かに入射された光が１２ｄ、１２ｅにわかれて出射され
る。分岐した後に、金属薄膜１６を配することによって
２ケ所でのＳＰＲ共鳴現象の計測が可能となる。光カプ
ラとＹ分岐導波路を多段に重ねることによって、より多
くの分岐をさせることが可能であるが、図１１に示すス
ラブ導波路１９では、１度に２つ以上の分岐をさせるこ
とが出来、より多くの個所（多チャンネル）でのＳＰＲ
共鳴現象を計測するのに向いている。
寄った部分で光の結合が生じ、１１ｄ、１１ｅのいずれ
かに入射された光が１２ｄ、１２ｅにわかれて出射され
る。分岐した後に、金属薄膜１６を配することによって
２ケ所でのＳＰＲ共鳴現象の計測が可能となる。光カプ
ラとＹ分岐導波路を多段に重ねることによって、より多
くの分岐をさせることが可能であるが、図１１に示すス
ラブ導波路１９では、１度に２つ以上の分岐をさせるこ
とが出来、より多くの個所（多チャンネル）でのＳＰＲ
共鳴現象を計測するのに向いている。
【００４４】多チャンネル計測の方法としては、図１２
に示すように、複数本のコア９が例えば４５°の角度で
側面に向いており、側面に接した部分にはＳＰＲ現象を
起こす金属薄膜５を有する光導波路が考えられる。コア
の側面への角度は光が全反射する角度で、図１２中の矢
印のように光電子検出器で検出されればよく、もとのコ
アを逆方向へ進まなければよい。
に示すように、複数本のコア９が例えば４５°の角度で
側面に向いており、側面に接した部分にはＳＰＲ現象を
起こす金属薄膜５を有する光導波路が考えられる。コア
の側面への角度は光が全反射する角度で、図１２中の矢
印のように光電子検出器で検出されればよく、もとのコ
アを逆方向へ進まなければよい。
【００４５】コア１１に入射された光は、伝播し、金属
薄膜５でＳＰＲ現象を起こし、矢印のように反射した光
をＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄ
ｅｔｅｃｔｏｒ：半導体光位置検出器）、ラインセンサ
２０などで検出すれば、ＳＰＲ現象を多チャンネルで観
察できる。また、図１２の導波路を上下方向に重ねれば
より多数のチャンネルでの計測が可能で、面領域での観
察が可能である。
薄膜５でＳＰＲ現象を起こし、矢印のように反射した光
をＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄ
ｅｔｅｃｔｏｒ：半導体光位置検出器）、ラインセンサ
２０などで検出すれば、ＳＰＲ現象を多チャンネルで観
察できる。また、図１２の導波路を上下方向に重ねれば
より多数のチャンネルでの計測が可能で、面領域での観
察が可能である。
【００４６】また、図１３に示すように、側面で反射し
た光が伝送するコアを形成する方法も考えられる。
た光が伝送するコアを形成する方法も考えられる。
【００４７】さらに、より微小な領域での計測ができる
ように、図１４に示すように、２本のコア９を有する光
導波路を光が矢印のように反射するように先端を４５°
の角度で尖鋭化し、その表面には金属薄膜５を形成して
ある形状も考えられる。入射光１１はコア９を伝播し、
金属薄膜５にてＳＰＲ現象を起こしつつ２回反射し、出
射光１２として取り出すことができる。
ように、図１４に示すように、２本のコア９を有する光
導波路を光が矢印のように反射するように先端を４５°
の角度で尖鋭化し、その表面には金属薄膜５を形成して
ある形状も考えられる。入射光１１はコア９を伝播し、
金属薄膜５にてＳＰＲ現象を起こしつつ２回反射し、出
射光１２として取り出すことができる。
【００４８】同様な方法として、図１５に示すように、
２本のコアを有する光導波路の先端にプリズム２１を固
定し、表面に金属薄膜５を形成する。入射光１１はコア
９を伝播し、プリズム２１上の金属薄膜でＳＰＲ現象を
起こしつつ２回反射し、出射光１２として取り出すこと
ができる。２回反射させるうち、一方は完全な反射を起
こさせるためのミラー面としてもよい。
２本のコアを有する光導波路の先端にプリズム２１を固
定し、表面に金属薄膜５を形成する。入射光１１はコア
９を伝播し、プリズム２１上の金属薄膜でＳＰＲ現象を
起こしつつ２回反射し、出射光１２として取り出すこと
ができる。２回反射させるうち、一方は完全な反射を起
こさせるためのミラー面としてもよい。
【００４９】図１４のような形状のＳＰＲ現象計測チッ
プは、図１６ａ〜図１６ｅに示す手順で作製することが
可能である。図１６ａのようなクラッド８中にコア９を
埋設した光導波路を作製する。光導波路を図１６ｂのよ
うに、先端が４５°の角度で鋭くなっているブレード２
２でカットする。すると、図１６ｃに示すように、先端
が４５°で尖鋭化されている導波路が２つできる。その
２つの導波路を図１６ｄのように貼り合わせ、図１６ｅ
のように、精鋭化されている表面に金属薄膜５を形成す
れば作製することができる。
プは、図１６ａ〜図１６ｅに示す手順で作製することが
可能である。図１６ａのようなクラッド８中にコア９を
埋設した光導波路を作製する。光導波路を図１６ｂのよ
うに、先端が４５°の角度で鋭くなっているブレード２
２でカットする。すると、図１６ｃに示すように、先端
が４５°で尖鋭化されている導波路が２つできる。その
２つの導波路を図１６ｄのように貼り合わせ、図１６ｅ
のように、精鋭化されている表面に金属薄膜５を形成す
れば作製することができる。
【００５０】図１４のような光導波路はコア径を数μｍ
程度とすれば、数μｍ四方でのＳＰＲ計測が可能で、例
えば試料中の任意の個所に、このＳＰＲ現象計測チップ
を挿入して計測することが可能である。
程度とすれば、数μｍ四方でのＳＰＲ計測が可能で、例
えば試料中の任意の個所に、このＳＰＲ現象計測チップ
を挿入して計測することが可能である。
【００５１】ＳＰＲ現象計測チップを使用した測定方法
としては、入射光として単色光源を用いれば、出射光は
光検出器で受光光量を検出し、その変化から試料の変化
を類推することができる。入射光として波数可変（波長
可変）の光源を用いれば、出射光を光検出器で測定し、
図２４の横軸を波数（波長）としたスペクトル曲線を得
ることができる。これは、入射光として白色光源などの
広波長光源を用い、出射光を分光器で測定しても同じ曲
線が得られる。
としては、入射光として単色光源を用いれば、出射光は
光検出器で受光光量を検出し、その変化から試料の変化
を類推することができる。入射光として波数可変（波長
可変）の光源を用いれば、出射光を光検出器で測定し、
図２４の横軸を波数（波長）としたスペクトル曲線を得
ることができる。これは、入射光として白色光源などの
広波長光源を用い、出射光を分光器で測定しても同じ曲
線が得られる。
【００５２】ＳＰＲ現象計測チップと光源・光検出器の
接続は、図１７のように、光ファイバ２４をスプライス
もしくはアレイ等の固定具２３で固定し、光導波路部分
と接着する方法が考えられる。図１７の応用として、光
導波路作製の時に光ファイバを挿入固定するための溝を
作製してしまい、適当な段階で、ファイバを溝に固定す
るという方法もある。
接続は、図１７のように、光ファイバ２４をスプライス
もしくはアレイ等の固定具２３で固定し、光導波路部分
と接着する方法が考えられる。図１７の応用として、光
導波路作製の時に光ファイバを挿入固定するための溝を
作製してしまい、適当な段階で、ファイバを溝に固定す
るという方法もある。
【００５３】いずれの場合も、従来の光通信用の光導波
路作製技術及び光導波路−光ファイバ接続技術を応用で
きる。また、この接続には、出射側のコア径を、入射側
のコア径よりも小さくし、結合を簡便にすることができ
る。図１７のタイプのものは光ファイバコネクタ２５で
光源・光検出器と簡単に接続ができることから、ＳＰＲ
現象計測チップの交換も簡便で、光源・受光器の選択も
自由に変えることができる。また、損失の低い光ファイ
バを用いているのでＳＰＲ現象計測チップは真空装置の
ように挿入が困難な場合や防爆の必要がある場合など、
遠隔地に複数設置しておき、測定を手元で行うことも可
能である。
路作製技術及び光導波路−光ファイバ接続技術を応用で
きる。また、この接続には、出射側のコア径を、入射側
のコア径よりも小さくし、結合を簡便にすることができ
る。図１７のタイプのものは光ファイバコネクタ２５で
光源・光検出器と簡単に接続ができることから、ＳＰＲ
現象計測チップの交換も簡便で、光源・受光器の選択も
自由に変えることができる。また、損失の低い光ファイ
バを用いているのでＳＰＲ現象計測チップは真空装置の
ように挿入が困難な場合や防爆の必要がある場合など、
遠隔地に複数設置しておき、測定を手元で行うことも可
能である。
【００５４】効果的にＳＰＲ現象を起こさせるために
は、ｐ偏光光を入射する必要があり、次の３つの方法が
考えられる。（１）図１７における光ファイバ２４を偏
波保持ファイバとする方法、（２）光導波路途中にコア
に重直に溝を切り、その溝に偏光板を固定する方法、
（３）図１の光導波路の入射端もしくは出射端に偏光板
を貼り付ける方法がある。さらに、光導波路作製技術を
用いれば、図１８のように、測定表面上に試料の流路２
６を形成することも可能である。
は、ｐ偏光光を入射する必要があり、次の３つの方法が
考えられる。（１）図１７における光ファイバ２４を偏
波保持ファイバとする方法、（２）光導波路途中にコア
に重直に溝を切り、その溝に偏光板を固定する方法、
（３）図１の光導波路の入射端もしくは出射端に偏光板
を貼り付ける方法がある。さらに、光導波路作製技術を
用いれば、図１８のように、測定表面上に試料の流路２
６を形成することも可能である。
【００５５】図２（ｄ）のオーバークラッド１０の形状
を試料が流れることのできる形状にし、その上に天板２
８を貼り付け、試料の出入口となる試料を流すための配
管であるキャピラリー２７等を取り付ければＳＰＲ現象
を計測するためのチップとフローセルを一体化すること
ができる。なお、図１８で天板２８はわかりやすいよう
に透明に記載してあるが、透明でなくともよい。
を試料が流れることのできる形状にし、その上に天板２
８を貼り付け、試料の出入口となる試料を流すための配
管であるキャピラリー２７等を取り付ければＳＰＲ現象
を計測するためのチップとフローセルを一体化すること
ができる。なお、図１８で天板２８はわかりやすいよう
に透明に記載してあるが、透明でなくともよい。
【００５６】なお、表面プラズモン共鳴現象を起こす金
属薄膜としては、従来この種のＳＰＲ現象計測装置に使
用される金属薄膜を有効に使用できる。この金属薄膜
は、好ましくは４０〜５２ｎｍであるのがよい。この範
囲を外れると、表面プラズモン共鳴現象を反射光を使っ
て検出するのが困難になると言う欠点を生じるからであ
る。
属薄膜としては、従来この種のＳＰＲ現象計測装置に使
用される金属薄膜を有効に使用できる。この金属薄膜
は、好ましくは４０〜５２ｎｍであるのがよい。この範
囲を外れると、表面プラズモン共鳴現象を反射光を使っ
て検出するのが困難になると言う欠点を生じるからであ
る。
【００５７】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【００５８】
【実施例１】直径１０ｃｍ、厚さ１ｍｍの透明なガラス
ウェハ基板上に高分子クラッド材をスピンコート法で塗
布し、加熱して硬化させ、４００μｍのクラッド層を作
製する。次にダイシングソーで幅２００μｍ深さ２００
μｍの直線の溝を作製し、その溝に高分子コア材を流し
入れ、加熱して硬化させる。
ウェハ基板上に高分子クラッド材をスピンコート法で塗
布し、加熱して硬化させ、４００μｍのクラッド層を作
製する。次にダイシングソーで幅２００μｍ深さ２００
μｍの直線の溝を作製し、その溝に高分子コア材を流し
入れ、加熱して硬化させる。
【００５９】その後、表面を研磨して、平滑な表面と
し、その上にスパッタ法によりチタンを数十Å形成し、
さらにその上にスパッタ法により金を形成し、合わせて
５００Åの金属薄膜を形成する。金属薄膜の上にはＵＶ
硬化型高分子クラッド材を塗布し、マスクを用いて必要
部分を硬化させ、試料のための簡易なセルを作製する。
し、その上にスパッタ法によりチタンを数十Å形成し、
さらにその上にスパッタ法により金を形成し、合わせて
５００Åの金属薄膜を形成する。金属薄膜の上にはＵＶ
硬化型高分子クラッド材を塗布し、マスクを用いて必要
部分を硬化させ、試料のための簡易なセルを作製する。
【００６０】このままでは金属薄膜上に不純物がついて
いる可能性があるので、反応性イオンエッチング法（Ｒ
ｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：以下ＲＩＥ
法とする）で軽くドライエッチングを行い、不純物を取
り除いたほうがよい。
いる可能性があるので、反応性イオンエッチング法（Ｒ
ｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：以下ＲＩＥ
法とする）で軽くドライエッチングを行い、不純物を取
り除いたほうがよい。
【００６１】以上の方法により、図１のような導波路コ
アが直線形状で、断面形状が２００×２００μｍであ
り、コアの上に金属薄膜を有し、試料のためのセルを有
したＳＰＲ現象計測チップを作製することができる。
アが直線形状で、断面形状が２００×２００μｍであ
り、コアの上に金属薄膜を有し、試料のためのセルを有
したＳＰＲ現象計測チップを作製することができる。
【００６２】この直線導波路コアを、ひとつのチップ上
に多数作製すれば簡単に多チャンネル計測のできる、図
８〜１２のようなＳＰＲ現象計測チップを作製すること
ができる。
に多数作製すれば簡単に多チャンネル計測のできる、図
８〜１２のようなＳＰＲ現象計測チップを作製すること
ができる。
【００６３】このＳＰＲ現象計測チップを光学接続する
ために光ファイバを使用する手法は以下のようになる。
ガラスブロックにＶ字の溝を切り、溝にクラッド径２５
０μｍ、コア径２００μｍの光ファイバを埋め込み、そ
の上からガラス板で挟み込みＵＶ接着剤で固定する。光
ファイバを固定したガラスブロックのＳＰＲ現象計測チ
ップと接続する面を光学研磨し、ＳＰＲ現象計測チップ
側も光学研磨する。光ファイバを固定したガラスブロッ
クとＳＰＲ現象計測チップは、光通信用導波路の光ファ
イバアレイとの接続装置を用いて簡単に接続することが
できる。
ために光ファイバを使用する手法は以下のようになる。
ガラスブロックにＶ字の溝を切り、溝にクラッド径２５
０μｍ、コア径２００μｍの光ファイバを埋め込み、そ
の上からガラス板で挟み込みＵＶ接着剤で固定する。光
ファイバを固定したガラスブロックのＳＰＲ現象計測チ
ップと接続する面を光学研磨し、ＳＰＲ現象計測チップ
側も光学研磨する。光ファイバを固定したガラスブロッ
クとＳＰＲ現象計測チップは、光通信用導波路の光ファ
イバアレイとの接続装置を用いて簡単に接続することが
できる。
【００６４】図８のような多数のコアを持つＳＰＲ現象
計測チップにおいても、Ｖ字型の溝を複数作製し、その
溝と溝のピッチを、導波路のコア間のピッチと同じに
し、接続装置を用いて接続することが簡単にできる。
計測チップにおいても、Ｖ字型の溝を複数作製し、その
溝と溝のピッチを、導波路のコア間のピッチと同じに
し、接続装置を用いて接続することが簡単にできる。
【００６５】光の入射側、出射側に接続した光ファイバ
にはコネクタを作製すれば、光源、分光器への接続が非
常に容易になり、また、光源、分光器の種類を換えなが
ら測定することも可能である。
にはコネクタを作製すれば、光源、分光器への接続が非
常に容易になり、また、光源、分光器の種類を換えなが
ら測定することも可能である。
【００６６】
【実施例２】直径１０ｃｍ、厚さ１ｍｍの透明のガラス
ウェハ基板上に、前記構造式２のエポキシ系オリゴマ材
料で屈折率１．５１８５（波長６３３ｎｍ）となる膜厚
４０μｍのクラッド材料を塗布した。紫外線露光、硬化
後この上に同じエポキシ系材料で屈折率１．５３９４
（波長６３３ｎｍ）の導波路コア材料を塗布、幅６２．
５μｍのＵ字パターンマスクを通して紫外線照射し、露
光後現像により露光硬化した部分以外を溶解除去し、Ｕ
字形状のコアを形成した。この上に前クラッド材と同様
の材料を４０μｍ塗布、静置後、コアの一部を露出させ
るパターンマスクを通して紫外線照射し、硬化、未硬化
部分を溶解、除去した。
ウェハ基板上に、前記構造式２のエポキシ系オリゴマ材
料で屈折率１．５１８５（波長６３３ｎｍ）となる膜厚
４０μｍのクラッド材料を塗布した。紫外線露光、硬化
後この上に同じエポキシ系材料で屈折率１．５３９４
（波長６３３ｎｍ）の導波路コア材料を塗布、幅６２．
５μｍのＵ字パターンマスクを通して紫外線照射し、露
光後現像により露光硬化した部分以外を溶解除去し、Ｕ
字形状のコアを形成した。この上に前クラッド材と同様
の材料を４０μｍ塗布、静置後、コアの一部を露出させ
るパターンマスクを通して紫外線照射し、硬化、未硬化
部分を溶解、除去した。
【００６７】以上の方法により、図６のような導波路コ
アがＵ字形状で、コアの断面形状が１０×１０μｍであ
り、コアの上に金属薄膜を有したＳＰＲ現象計測チップ
を作製することが可能である。
アがＵ字形状で、コアの断面形状が１０×１０μｍであ
り、コアの上に金属薄膜を有したＳＰＲ現象計測チップ
を作製することが可能である。
【００６８】また、Ｕ字形状のコアを作製した後、クラ
ッド層を５０μｍ作製する。その後、Ｕ字形状のコアの
側面をダイシングソーでカットし、コアの側面に直接接
する形で金属薄膜を形成すれば、図７のような導波路コ
アがＵ字形状で、コアの断面形状が５０×５０μｍであ
り、コアの側面に金属薄膜を有したＳＰＲ現象計測チッ
プを作製することができる。
ッド層を５０μｍ作製する。その後、Ｕ字形状のコアの
側面をダイシングソーでカットし、コアの側面に直接接
する形で金属薄膜を形成すれば、図７のような導波路コ
アがＵ字形状で、コアの断面形状が５０×５０μｍであ
り、コアの側面に金属薄膜を有したＳＰＲ現象計測チッ
プを作製することができる。
【００６９】これら、Ｕ字形状の導波路コアを持つＳＰ
Ｒ現象計測チップは光ファイバとの接続は１回で済むと
いう利点がある。ガラスブロックにＶ字型の溝を２本形
成し、この溝に光ファイバを埋め込み、ガラス板で挟み
込みＵＶ接着剤で固定する。この時、２本の溝の幅は、
Ｕ字形状の光ファイバの入射側と出射側の間の距離と同
じにする。この、２本の光ファイバを固定したガラスブ
ロックを前述の接続装置でＳＰＲ現象計測チップと接続
する。
Ｒ現象計測チップは光ファイバとの接続は１回で済むと
いう利点がある。ガラスブロックにＶ字型の溝を２本形
成し、この溝に光ファイバを埋め込み、ガラス板で挟み
込みＵＶ接着剤で固定する。この時、２本の溝の幅は、
Ｕ字形状の光ファイバの入射側と出射側の間の距離と同
じにする。この、２本の光ファイバを固定したガラスブ
ロックを前述の接続装置でＳＰＲ現象計測チップと接続
する。
【００７０】
【実施例３】シリコンの基板上にクロムを１μｍ程度ス
パッタし、高分子クラッド材をスピンコート法で塗布
し、加熱して、クラッド層を５０μｍ形成する。その
後、ＵＶ感光性コア材として、以下に示す構造式を有す
る液状のエポキシオリゴマと光重合開始剤２ｗｔ％を調
整した溶液を準備した。
パッタし、高分子クラッド材をスピンコート法で塗布
し、加熱して、クラッド層を５０μｍ形成する。その
後、ＵＶ感光性コア材として、以下に示す構造式を有す
る液状のエポキシオリゴマと光重合開始剤２ｗｔ％を調
整した溶液を準備した。
【００７１】
【化１１】
【００７２】ＵＶ感光性コア材を同様にスピンコート法
で塗布し、所望の形状のコアが作製できるようにパター
ンのついたマスクを通してＵＶ光を照射し、硬化させ
る。コアの高さは１０μｍとする。未硬化部分は溶剤で
除去し、その後、高分子クラッド材をコアの上５０μｍ
の厚さになるように塗布、加熱し、硬化する。
で塗布し、所望の形状のコアが作製できるようにパター
ンのついたマスクを通してＵＶ光を照射し、硬化させ
る。コアの高さは１０μｍとする。未硬化部分は溶剤で
除去し、その後、高分子クラッド材をコアの上５０μｍ
の厚さになるように塗布、加熱し、硬化する。
【００７３】そして、ダイシングソーの歯の形状が４５
°になっているもので、導波路コアと垂直の方向へ、シ
リコン基板までカットする。カット後、基板全体をクロ
ム溶解溶液中に浸し、クロムを溶かし、高分子導波路部
分をシリコン基板から剥離する。すると、先端を４５°
にカットした導波路が２枚できるので、その２枚を貼り
合わせ、カットした表面に金属薄膜をスパッタする。
°になっているもので、導波路コアと垂直の方向へ、シ
リコン基板までカットする。カット後、基板全体をクロ
ム溶解溶液中に浸し、クロムを溶かし、高分子導波路部
分をシリコン基板から剥離する。すると、先端を４５°
にカットした導波路が２枚できるので、その２枚を貼り
合わせ、カットした表面に金属薄膜をスパッタする。
【００７４】以上の方法により、図１３のような２本の
導波路を有し、先端を４５°に尖鋭化し、金属薄膜を形
成したＳＰＲ現象計測チッブを作製することが可能であ
る。
導波路を有し、先端を４５°に尖鋭化し、金属薄膜を形
成したＳＰＲ現象計測チッブを作製することが可能であ
る。
【００７５】
【実施例４】ガラスの基板上に、高分子クラッド材をス
ピンコート法で塗布し、加熱して、クラッド層を５０μ
ｍ形成する。その後、ＵＶ感光性コア材として、以下に
示す構造式で表されるイミドポリゴマと光重合開始剤２
ｗｔ％を調整した溶液を準備した。
ピンコート法で塗布し、加熱して、クラッド層を５０μ
ｍ形成する。その後、ＵＶ感光性コア材として、以下に
示す構造式で表されるイミドポリゴマと光重合開始剤２
ｗｔ％を調整した溶液を準備した。
【００７６】
【化１２】
【００７７】ＵＶ感光性コア材を同様にスピンコート法
で塗布し、所望の形状のコアが作製できるようにパター
ンのついたマスクを通してＵＶ光を照射し、硬化させ
る。コアの高さは１０μｍとする。未硬化部分は溶剤で
除去し、その後、高分子クラッド材をコアの上５０μｍ
の厚さになるように塗布、加熱し、硬化する。次に、ダ
イシングソーを用いて、コアと４５°の角度で切断し、
切断面は光学研磨し、金属薄膜を形成する。
で塗布し、所望の形状のコアが作製できるようにパター
ンのついたマスクを通してＵＶ光を照射し、硬化させ
る。コアの高さは１０μｍとする。未硬化部分は溶剤で
除去し、その後、高分子クラッド材をコアの上５０μｍ
の厚さになるように塗布、加熱し、硬化する。次に、ダ
イシングソーを用いて、コアと４５°の角度で切断し、
切断面は光学研磨し、金属薄膜を形成する。
【００７８】なお、４５度の入射角度で金属薄膜に入射
されて光は、反射してクラッドを伝播するため、反射し
た先には光検出器を置く必要があるが、反射方向にもコ
アを作製することによって、反射光を光ファイバで取り
出すこともできる。
されて光は、反射してクラッドを伝播するため、反射し
た先には光検出器を置く必要があるが、反射方向にもコ
アを作製することによって、反射光を光ファイバで取り
出すこともできる。
【００７９】以上の方法により、４５°の角度で切断さ
れた導波路端面の、金属薄膜で反射した光を計測するタ
イプのＳＰＲ現象計測チップを作製することが可能であ
る。
れた導波路端面の、金属薄膜で反射した光を計測するタ
イプのＳＰＲ現象計測チップを作製することが可能であ
る。
【００８０】このタイプの導波路コアを多数並べて作製
すると、図８のようなマルチチャンネルのＳＰＲ現象計
測チップが作製でき、さらにこの導波路を何枚も重ねれ
ば面方向のマルチチャンネル化が可能である。
すると、図８のようなマルチチャンネルのＳＰＲ現象計
測チップが作製でき、さらにこの導波路を何枚も重ねれ
ば面方向のマルチチャンネル化が可能である。
【００８１】
【実施例５】実施例１と同じ方法で金属薄膜まで形成し
た後、ＵＶ感光性クラッド材として、以下の構造式で表
されるアクリルオリゴマを光重合開始剤２ｗｔ％を調整
した溶液を準備した。
た後、ＵＶ感光性クラッド材として、以下の構造式で表
されるアクリルオリゴマを光重合開始剤２ｗｔ％を調整
した溶液を準備した。
【００８２】
【化１３】
【００８３】ＵＶ硬化性高分子クラッドをスピンコート
法で塗布し、流路を作製できるようなパターンのマスク
を用いて、ＵＶを照射する。もちろん流路部分はＳＰＲ
現象計測領域に重なっている。未硬化部分を溶剤で除去
した後に、流路の入口、出口にキャピラリーを取りつ
け、ＵＶ接着剤で固定する。その後、チップ全体を天板
で蓋をする。
法で塗布し、流路を作製できるようなパターンのマスク
を用いて、ＵＶを照射する。もちろん流路部分はＳＰＲ
現象計測領域に重なっている。未硬化部分を溶剤で除去
した後に、流路の入口、出口にキャピラリーを取りつ
け、ＵＶ接着剤で固定する。その後、チップ全体を天板
で蓋をする。
【００８４】以上の方法により、図１８のようなフロー
セルが一体化されたＳＰＲ現象計測チップを作製するこ
とが可能である。
セルが一体化されたＳＰＲ現象計測チップを作製するこ
とが可能である。
【００８５】
【実施例６】ガラス基板上にＣｒを１μｍほどスパッタ
法により形成し、その上にコアとなるＵＶ硬化性高分子
材料を厚さ６２．５μｍとなるように、塗布し、マスク
を通してＵＶ光を照射し、コアの部分のみ硬化させる。
法により形成し、その上にコアとなるＵＶ硬化性高分子
材料を厚さ６２．５μｍとなるように、塗布し、マスク
を通してＵＶ光を照射し、コアの部分のみ硬化させる。
【００８６】未硬化部分は有機溶剤で除去し、その上に
クラッドとなる高分子材料を塗布し硬化させる。その上
に、ガラス基板を貼り付け、Ｃｒを溶解する溶剤に浸漬
し、最初のガラス基板を剥離する。
クラッドとなる高分子材料を塗布し硬化させる。その上
に、ガラス基板を貼り付け、Ｃｒを溶解する溶剤に浸漬
し、最初のガラス基板を剥離する。
【００８７】剥離した面は平滑な面となっており、研磨
などの特別な手法を必要としない。その剥離した面にＵ
Ｖ硬化性のオーバークラッドを塗布し、計測表面を除い
て、硬化させ、その上に接着性を高めるＴｉを５０Å、
Ａｕを４５０Å、スパッタ法により形成する。
などの特別な手法を必要としない。その剥離した面にＵ
Ｖ硬化性のオーバークラッドを塗布し、計測表面を除い
て、硬化させ、その上に接着性を高めるＴｉを５０Å、
Ａｕを４５０Å、スパッタ法により形成する。
【００８８】作製した光導波路型ＳＰＲ現象計測チップ
の概略図を図１９に示す。図中、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。光導波路のコア９はひとつのＳＰＲ現象計測チップ
に４本作製し、コアは断面形状が６２．５×６２．５μ
ｍとし、直線形状とした。そして、ＳＰＲ現象計測チッ
プへの光の入出力には６２．５μｍコア、１２５μｍ外
径の光ファイバ３０を用いた。オーバークラッド１０は
図中斜線の部分には形成せず、その部分では光導波路の
コア９と金属薄膜５が直接接しており、ＳＰＲ現象を引
き起こす配置となっている。
の概略図を図１９に示す。図中、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。光導波路のコア９はひとつのＳＰＲ現象計測チップ
に４本作製し、コアは断面形状が６２．５×６２．５μ
ｍとし、直線形状とした。そして、ＳＰＲ現象計測チッ
プへの光の入出力には６２．５μｍコア、１２５μｍ外
径の光ファイバ３０を用いた。オーバークラッド１０は
図中斜線の部分には形成せず、その部分では光導波路の
コア９と金属薄膜５が直接接しており、ＳＰＲ現象を引
き起こす配置となっている。
【００８９】光ファイバをハロゲンランプ、分光器へ接
続し、実際に測定した結果を図２０、図２１に示す。
続し、実際に測定した結果を図２０、図２１に示す。
【００９０】図２０では、試料無しの（空気を試料とし
た）場合のスペクトルと、計測領域に水を滴下した場合
のスペクトルを示している。水を滴下することによりＳ
ＰＲ現象が生じ、透過率が減少していることがわかる。
また、図２１には試料を水（ａで示す）、１ｗｔ％ＫＣ
ｌ（ｂで示す）、１０ｗｔ％ＫＣｌ溶液（ｃで示す）と
して測定を行った。各溶液の屈折率の違いからスペクト
ルに変化が現れていることがわかり、ＳＰＲ現象測定に
十分な性能を発揮していることがわかる。
た）場合のスペクトルと、計測領域に水を滴下した場合
のスペクトルを示している。水を滴下することによりＳ
ＰＲ現象が生じ、透過率が減少していることがわかる。
また、図２１には試料を水（ａで示す）、１ｗｔ％ＫＣ
ｌ（ｂで示す）、１０ｗｔ％ＫＣｌ溶液（ｃで示す）と
して測定を行った。各溶液の屈折率の違いからスペクト
ルに変化が現れていることがわかり、ＳＰＲ現象測定に
十分な性能を発揮していることがわかる。
【００９１】
【実施例７】実施例８と同様な方法により、ＵＶ硬化性
高分子材料として以下の構造式で表されるアクリルオリ
ゴマと光重合開始剤２ｗｔ％を調整した溶液を用い、光
導波路型ＳＰＲ現象計測チップを作製した。
高分子材料として以下の構造式で表されるアクリルオリ
ゴマと光重合開始剤２ｗｔ％を調整した溶液を用い、光
導波路型ＳＰＲ現象計測チップを作製した。
【００９２】
【化１４】
【００９３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
汎用性・生産性の高い光導波路作製技術を用いて製造す
るため、小型で交換に便利であり、かつ複数箇所の同時
測定可能なセンサや複数の試料を検出できる多チャンネ
ルセンサなど、様々な機能を容易に付加することができ
る光導波路型ＳＰＲ現象計測チップを提供できる。ま
た、光導波路型ＳＰＲ現象計測チップの製造方法によれ
ば、光導波路のコアを一つのチップ上に多数作製した
り、途中で分岐するなど、様々な機能を持たせることが
でき、それらのＳＰＲ現象計測チップを安価で多量に作
製することが可能である。
汎用性・生産性の高い光導波路作製技術を用いて製造す
るため、小型で交換に便利であり、かつ複数箇所の同時
測定可能なセンサや複数の試料を検出できる多チャンネ
ルセンサなど、様々な機能を容易に付加することができ
る光導波路型ＳＰＲ現象計測チップを提供できる。ま
た、光導波路型ＳＰＲ現象計測チップの製造方法によれ
ば、光導波路のコアを一つのチップ上に多数作製した
り、途中で分岐するなど、様々な機能を持たせることが
でき、それらのＳＰＲ現象計測チップを安価で多量に作
製することが可能である。
【図１】本発明による光導波路型ＳＰＲ現象計測チップ
の一態様の斜視図。
の一態様の斜視図。
【図２】光導波路型ＳＰＲ現象計測チップの製造方法の
説明図。
説明図。
【図３】光導波路型ＳＰＲ現象計測チップの製造方法の
説明図。
説明図。
【図４】光導波路型ＳＰＲ現象計測チップの製造方法の
説明図。
説明図。
【図５】直線コア形状の光導波路型ＳＰＲ現象計測チッ
プの概略図。
プの概略図。
【図６】Ｕ字コア形状の光導波路型ＳＰＲ現象計測チッ
プの概略図。
プの概略図。
【図７】Ｕ字コア形状（側面計測表面）の光導波路型Ｓ
ＰＲ現象計測チップの概略図。
ＰＲ現象計測チップの概略図。
【図８】複数コアを有する光導波路型ＳＰＲ現象計測チ
ップの概略図。
ップの概略図。
【図９】Ｙ分岐を有する光導波路型ＳＰＲ現象計測チッ
プの概略図。
プの概略図。
【図１０】光カプラを有する光導波路型ＳＰＲ現象計測
チップの概略図。
チップの概略図。
【図１１】スラブ導波路を有する光導波路型ＳＰＲ現象
計測チップの概略図。
計測チップの概略図。
【図１２】マルチチャンネル光導波路型ＳＰＲ現象計測
チップの概略図。
チップの概略図。
【図１３】側面反射型光導波路型ＳＰＲ現象計測チップ
の概略図。
の概略図。
【図１４】光導波路の先端を計測表面とした光導波路型
ＳＰＲ計測現象チップの概略図。
ＳＰＲ計測現象チップの概略図。
【図１５】光導波路とプリズムを組合せた光導波路型Ｓ
ＰＲ計測現象チップの概略図。
ＰＲ計測現象チップの概略図。
【図１６ａ】図１４の光導波路型計測チップの製造方法
の説明図。
の説明図。
【図１６ｂ】図１４の光導波路型計測チップの製造方法
の説明図。
の説明図。
【図１６ｃ】図１４の光導波路型計測チップの製造方法
の説明図。
の説明図。
【図１６ｄ】図１４の光導波路型計測チップの製造方法
の説明図。
の説明図。
【図１６ｅ】図１４の光導波路型計測チップの製造方法
の説明図。
の説明図。
【図１７】光ファイバスプライス、光ファイバアレイに
より光ファイバと接続した光導波路型ＳＰＲ現象計測チ
ップの斜視図。
より光ファイバと接続した光導波路型ＳＰＲ現象計測チ
ップの斜視図。
【図１８】金属薄膜上に流路を形成した光導波路型ＳＰ
Ｒ現象計測チップの斜視図。
Ｒ現象計測チップの斜視図。
【図１９】実施例８により作製した光導波路型ＳＰＲ現
象計測チップの概略図。
象計測チップの概略図。
【図２０】実施例８による測定結果を示す図。
【図２１】実施例８による測定結果を示す図。
【図２２】従来の入射角計測タイプにおけるＳＰＲ現象
測定装置の概略図。
測定装置の概略図。
【図２３】従来のスペクトル計測タイプにおけるＳＰＲ
現象測定装置の概略図。
現象測定装置の概略図。
【図２４】図２２で構成される装置を用いてＳＰＲ現象
を計測した結果を示す図。
を計測した結果を示す図。
１ 光源 ２ 偏光板（偏光子） ３ レンズ ４ 高屈折率プリズム ５ 金属薄膜 ６ 試料（被測定物） ７ 光電子検出器 ８ クラッド ９ 導波路コア １０ オーバークラッド １１ 入射光 １２ 出射光 １３ 溝 １４ 光学平面を有する基板 １５ １μｍ程度のクロム膜（犠牲層） １６ 透明に表記の金属薄膜 １７ Ｙ分岐 １８ カプラ １９ スラブ導波路 ２０ ＰＳＤ ２１ プリズム ２２ ブレード ２３ 光ファイバスプライス（光ファイバアレイ） ２４ 光フアイバ ２５ 光ファイバコネクタ ２６ 計測表面上に配した流路 ２７ キャピラリー（試料を流すための配管） ２８ 天板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 弦 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 堀内 勉 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 飛田 達也 東京都新宿区西新宿二丁目１番１号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 (72)発明者 田部井 久男 東京都新宿区西新宿二丁目１番１号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 (72)発明者 今村 三郎 東京都新宿区西新宿二丁目１番１号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA05 EE02 EE05 EE12 GG00 JJ12 JJ17 JJ19 JJ22 KK01 KK04 2H047 KA03 KA12 KA15 KB04 LA12 NA01 QA05 RA01
Claims (24)
- 【請求項１】 コアと前記コアの周囲に設けられたクラ
ッドとを備え、前記コアは前記クラッドより高い屈折率
を有し、前記コアに入射した光を閉じ込めて伝播する光
導波路と、前記コアに少なくとも一部が直接接触し、か
つ表面プラズモン共鳴現象を起こす金属薄膜とを備えた
光導波路型ＳＰＲ現象計測チップであって、前記コアを
伝播する光を計測することによって表面プラズモン共鳴
現象を測定される試料が前記金属薄膜に接触するように
設けられることを特徴とする光導波路型ＳＰＲ現象計測
チップ。 - 【請求項２】 前記光導波路のコアは複数であり、前記
コアのそれぞれに少なくとも一部が接触するようにそれ
ぞれ金属薄膜を設けたことを特徴とする請求項１に記載
の光導波路型ＳＰＲ現象計測チップ。 - 【請求項３】 前記光導波路のコアは分岐構造を有し、
前記分岐構造によって、出射側のコアは複数本になると
ともに、分岐したコアに少なくとも一部が接触するよう
に金属薄膜を形成したことを特徴とする請求項１に記載
の光導波路型ＳＰＲ現象計測チップ。 - 【請求項４】 分岐構造が、Ｙ分岐、光カプラ、スラブ
導波路のいずれかあるいは組み合わせであることを特徴
とする請求項３に記載の光導波路型ＳＰＲ現象計測チッ
プ。 - 【請求項５】 分岐構造が、スイッチ機能を持つことを
特徴とする請求項３に記載の光導波路型ＳＰＲ現象計測
チップ。 - 【請求項６】 光導波路のコアの一方の端面に入射され
た光を逆方向へ反射する機能を有する表面プラズモン共
鳴現象を起こす金属薄膜を設けるか、あるいは入射され
光を逆方向へ反射する機能を有する前記端面までのコア
上に表面プラズモン共鳴現象を起こす金属薄膜を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路型ＳＰＲ現
象計測チップ。 - 【請求項７】 前記光導波路は、前記光導波路に垂直に
形成された前記金属薄膜に、ある入射角で向かう、光を
入射するコアと、前記光を入射するコアと接続し、かつ
前記金属薄膜で反射された表面プラズモン共鳴現象の影
響を受けた光を伝播し、出射するコアとを有することを
特徴とする請求項１に記載の光導波路型ＳＰＲ現象計測
チップ。 - 【請求項８】 前記光導波路は２本の平行に並んだコア
を有し、前記光導波路の先端は傾斜した４５°の角度で
尖鋭化してあり、尖鋭化した表面に金属薄膜が形成さ
れ、一方のコアに光を入射すると、尖鋭化した表面で光
が反射し、他方のコアから表面プラズモン共鳴現象の影
響を受けた反射光が出射されるようにしたことを特徴と
する請求項１に記載の光導波路型ＳＰＲ現象計測チッ
プ。 - 【請求項９】 前記光導波路は２本の光導波路コアを有
し、前記光導波路の先端にプリズムが固定してあり、前
記プリズムの表面に金属薄膜が形成され、一方のコアに
光を入射すると、他方のコアから表面プラズモン共鳴現
象の影響を受けた反射光が出射されるようにしたことを
特徴とする請求項１に記載の光導波路型ＳＰＲ現象計測
チップ。 - 【請求項１０】 前記光導波路は光の伝播方向における
金属薄膜の上流のコア部分に溝が形成され、前記溝に偏
光板を組み込むことによって、もしくは前記コアの入射
端面または出射端面に偏光板を貼り付けることによっ
て、ｐ偏光光を計測することのできるようにしたことを
特徴とする請求項１に記載の光導波路型ＳＰＲ現象計測
チップ。 - 【請求項１１】 前記光導波路は光を入射側のコアと光
を出射する出射側のコアとを有し、その断面寸法は、入
射側のコアの方が大きいことを特徴とする請求項１に記
載の光導波路型ＳＰＲ現象計測チップ。 - 【請求項１２】 金属薄膜上に試料が流れるように流路
が形成してあることを特徴とする請求項１に記載の光導
波路型ＳＰＲ現象計測チップ。 - 【請求項１３】 透明なクラッド基板にコアを形成する
ための所望の形状を持つ溝を形成する工程、その溝にク
ラッド材基板よりも屈折率の高いコアを形成する工程、
形成されたコア上に、表面プラズモン共鳴現象を起こす
金属薄膜を形成し、前記金属薄膜部分を除いた部分に、
前記コアよりも屈折率の低いオーバークラッドを形成す
る工程を含むことを特徴とする光導波路型ＳＰＲ現象計
測チップの製造方法。 - 【請求項１４】 透明なクラッド基板の上に、所望の形
状を持つ、クラッドよりも屈折率の高いコアを形成する
工程、そのコアの高さと同じになるようにクラッドを形
成する工程、前記コアの上に、表面プラズモン共鳴現象
を起こす金属薄膜を形成し、金属薄膜部分を除いた部分
に、コアよりも屈折率の低いオーバークラッドを形成す
る工程を含むことを特徴とする光導波路型ＳＰＲ現象計
測チップの製造方法。 - 【請求項１５】 光学平面を有する基板上に溶解が容易
な金属犠牲層を形成する工程、前記金属犠牲層上に、所
望の形状を持つ、クラッドよりも屈折率の高いコアを形
成する工程、前記コアの上に、コアよりも厚くクラッド
を形成する工程、前記犠牲層を溶解する溶解液中に浸漬
し、犠牲層を溶解し、光学平面を有する基板を取り外す
工程、コアが露出している面の上に、表面プラズモン共
鳴現象を起こす金属薄膜を形成する工程、前記金属薄膜
部分を除いた部分に、コアよりも屈折率の低いオーバー
クラッドを形成する工程を含むことを特徴とする光導波
路型ＳＰＲ現象計測チップの製造方法。 - 【請求項１６】 コアまたはクラッドを形成した後に、
切削により所望の形状のコアまたはクラッドを作製する
ことを特徴とする請求項１３から１５に記載のいずれか
の光導波路型ＳＰＲ現象計測チップ。 - 【請求項１７】 コアまたはクラッドを形成した後に、
レジストを塗布し、マスクを通してあるいは直接かつ選
択された部分に光を照射してレジストを硬化させ、未硬
化部分は溶剤で除去した後、エッチングによりレジスト
のない部分のコアまたはクラッドを除去することによ
り、所望の形状のコアまたはクラッドを作製することを
特徴とする請求項１３から１５に記載のいずれかの光導
波路型ＳＰＲ現象計測チップの製造方法。 - 【請求項１８】 コア、クラッドを形成する材料が透明
な感光性物質であり、前記材料を基板上に塗布した後、
マスクを通してあるいは直接かつ選択された部分に光を
照射して潜像パターンを形成し、場合により以上の操作
を繰り返した後、未照射部分を溶剤で除去することによ
り、所望の形状のコアまたはクラッドを作製することを
特徴とする請求項１３から１５に記載のいずれかの光導
波路型ＳＰＲ現象計測チップの製造方法。 - 【請求項１９】 前記透明の感光性物質が感光性のポリ
イミド系、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系のう
ちのいずれかのオリゴマあるいはモノマであることを特
徴とする請求項１８に記載の光導波路型ＳＰＲ現象計測
チップの製造方法。 - 【請求項２０】 前記透明の感光性物質が化学構造式 【化１】 （式中、Ｒ1はビスアルキル−あるいはビスパーフルオ
ロアルキル−ベンゼン、Ｒ2はアルキル、アルキルフェ
ニレン、パーフルオロフェニレン基、Ｒ3はアルキル基
あるいはフルオロアルキル基である。）で表されるポリ
イミド系オリゴマあるいはモノマであることを特徴とす
る請求項１９記載の光導波路型ＳＰＲ現象計測チップの
製造方法。 - 【請求項２１】 前記透明の感光性物質が化学構造式 【化２】 （式中、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アルキル基、アルコシ基またトリフ
ルオロメチル基を示し、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は連結基、Ｙは
エポキシ基あるいは 【化３】 を示す。）で表されるエポキシ系オリゴマあるいはモノ
マであることを特徴とする請求項１９記載の光導波路型
ＳＰＲ現象計測チップの製造方法。 - 【請求項２２】 前記透明の感光性物質が化学構造式 【化４】 （式中、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アルキル基、アルコシ基またトリフ
ルオロメチル基を示し、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は連結基、Ｙは
アクリル基あるいはメタアクリル基を示す。）で表され
るアクリル系オリゴマあるいはモノマであることを特徴
とする請求項１９記載の光導波路型ＳＰＲ現象計測チッ
プの製造方法。 - 【請求項２３】 前記透明の感光性物質が化学構造式 【化５】 （式中、Ｘは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、ア
ルキル基、アルコキシ基を表し、ｍは１〜４の整数を表
す。ｘ、ｙは各ユニットの存在割合を示し、ｘ、ｙとも
にゼロであることは無い。Ｒ1、Ｒ2は、メチル基、エチ
ル基、イソプロピル基を表し、Ｒ1とＲ2が相等しくても
良い。）であるシリコーン系オリゴマあるいはモノマで
あることを特徴とする請求項１９記載の光導波路型ＳＰ
Ｒ現象計測チップの製造方法。 - 【請求項２４】 コアと前記コアの周囲に設けられたク
ラッドとを備え、前記コアは前記クラッドより高い屈折
率を有し、前記コアに入射した光を閉じ込めて伝播する
ようになっている光導波路と、前記コアに少なくとも一
部が直接接触する表面プラズモン共鳴現象を起こす金属
薄膜とを備えた光導波路型ＳＰＲ現象計測チップの前記
金属薄膜に接触するように試料を設け、前記コアより光
を入射し、前記コアを伝播した光を計測することによ
り、前記金属薄膜に接した試料の屈折率の影響を受けた
表面プラズモン共鳴現象を測定することを特徴とするＳ
ＰＲ現象計測方法。
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