JP2009223184A - Optical waveguide structure and method of manufacturing the same, and optical module - Google Patents
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Abstract
【課題】曲面上に光導波路(曲線導波路)を有する小型の光導波路構造体の信頼性を高める。
【解決手段】光導波路構造体8を、曲面2上に形成された溝3を有するクラッド構造体1と、溝3に形成された導波路コア4と、導波路コア4を覆うクラッドフィルム5と、クラッドフィルム5の表面に形成された応力緩和層6とを備えるものとする。
【選択図】図1The reliability of a small-sized optical waveguide structure having an optical waveguide (curved waveguide) on a curved surface is improved.
An optical waveguide structure includes a clad structure having a groove formed on a curved surface, a waveguide core formed in the groove, and a clad film covering the waveguide core. The stress relaxation layer 6 formed on the surface of the clad film 5 is provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、例えば光通信などに用いる光導波路構造体の製造方法に関し、例えばレーザダイオードなどの光素子と例えば光ファイバなどの伝送媒体とを結合するのに好適の光導波路構造体及びその製造方法、光モジュールに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide structure used for optical communication, for example, and more particularly to an optical waveguide structure suitable for coupling an optical element such as a laser diode and a transmission medium such as an optical fiber. The present invention relates to an optical module.
近年、例えば面発光レーザやフォトダイオード(フォトディテクタ)などの面型光素子を備える多チャンネル光トランシーバ(例えば波長多重多チャンネル光トランシーバ)の開発が進められている。
例えば多チャンネル光トランシーバなどの光モジュールにおいて、面発光レーザやフォトダイオードなどの面型光素子を使用する場合、面型光素子の光入射面又は光出射面は実装基板に対して平行になるため、実装基板に対して垂直に光を入射又は出射させることになる。
In recent years, development of multi-channel optical transceivers (for example, wavelength division multi-channel optical transceivers) including surface optical elements such as surface-emitting lasers and photodiodes (photo detectors) has been underway.
For example, when using a surface optical element such as a surface emitting laser or a photodiode in an optical module such as a multi-channel optical transceiver, the light incident surface or light exit surface of the surface optical element is parallel to the mounting substrate. Then, light is incident or emitted perpendicularly to the mounting substrate.
一方、このような光モジュールにおいては、小型化、薄型化を図ることが必要である。
小型化、薄型化を図るためには、光ファイバ(光ファイバアレイ)を実装基板に対して平行に配置するのが望ましい。この場合、光ファイバの端面と面型光素子の光入射面又は光出射面とは略直角の位置関係になる。
このため、基板上に実装された面型光素子の光入射面又は光出射面に対して垂直に入射又は出射する光の経路(光路)を略90度曲げて、光ファイバと面型光素子とを光学的に接続することが必要になる。
On the other hand, it is necessary to reduce the size and thickness of such an optical module.
In order to reduce the size and thickness, it is desirable to arrange the optical fiber (optical fiber array) in parallel with the mounting substrate. In this case, the end face of the optical fiber and the light incident surface or light emitting surface of the surface optical element are in a substantially right-angle positional relationship.
For this reason, an optical fiber and a planar optical element are bent by approximately 90 degrees in the path (optical path) of light incident or emitted perpendicular to the light incident surface or the light emitting surface of the planar optical element mounted on the substrate. Need to be optically connected.
そこで、例えば光トランシーバなどの装置内の狭いスペースで光の経路を急峻に曲げるために、略直角の曲面上に光導波路(曲線導波路)を有する光導波路構造体を用い、面型光素子に対して入射又は出射する光を、曲面に沿って導いて、光ファイバアレイに結合させる技術がある。
このような光導波路構造体は、曲面上に液状コア材料を滴下し、その上にフィルムを貼り付け、シリコンゴムのような柔らかい素材を用いて一定の圧力で押さえ付けることによって液状コア材料を薄く延ばし、紫外線照射によって硬化させることによって製造される。
In such an optical waveguide structure, a liquid core material is dropped on a curved surface, a film is pasted thereon, and the liquid core material is thinned by pressing with a constant pressure using a soft material such as silicon rubber. Produced by stretching and curing by UV irradiation.
ところで、上述のような光導波路構造体において、曲面上に貼り付けられるフィルムは、最終製品としての光導波路構造体のクラッド部を構成する。このため、フィルムには、(1)屈折率が導波路コアとなる液状コア材料よりも少し(例えば1%)低いこと、(2)使用波長の光に対して透明であること、(3)所定の曲率に容易に曲げることができ、かつ、十分な曲げ強度を有することなどが要求される。 By the way, in the above optical waveguide structure, the film affixed on the curved surface constitutes a clad portion of the optical waveguide structure as a final product. For this reason, the film has (1) a refractive index slightly lower (for example, 1%) than the liquid core material used as the waveguide core, (2) it is transparent to light of the wavelength used, (3) It is required to be easily bent to a predetermined curvature and to have sufficient bending strength.
しかしながら、このような要求を満たすフィルムは極めて限定されている。特に、全体の小型化のために曲げ半径を小さくするのには限界がある。
例えば、ポリオレフィン系樹脂で厚さ50μmのフィルムを形成し、曲率半径が例えば約1mmになるように曲げる場合、その内周/外周には破断応力と同等の大きな圧縮応力/引張応力がかかり、クラックが発生することが懸念される。特に、クラックは一旦発生すると時間とともに成長していき、場合によってはコア部分にまで到達してしまい、この結果、損失が増大してしまう場合がある。
However, the films that satisfy such requirements are extremely limited. In particular, there is a limit to reducing the bend radius for overall miniaturization.
For example, when a film having a thickness of 50 μm is formed of a polyolefin-based resin and bent so that the radius of curvature is, for example, about 1 mm, a large compressive stress / tensile stress equivalent to the breaking stress is applied to the inner periphery / outer periphery, and crack There is a concern that this will occur. In particular, once a crack occurs, it grows with time, and in some cases reaches the core portion, resulting in an increase in loss.
そこで、曲面上に光導波路(曲線導波路)を有する小型の光導波路構造体の信頼性を高めたい。 Therefore, it is desired to improve the reliability of a small optical waveguide structure having an optical waveguide (curved waveguide) on a curved surface.
このため、光導波路構造体は、曲面上に形成された溝を有するクラッド構造体と、溝に形成された導波路コアと、導波路コアを覆うクラッドフィルムと、クラッドフィルムの表面に形成された応力緩和層とを備えることを要件とする。
光モジュールは、上記の光導波路構造体を備えることを要件とする。
光導波路構造体の製造方法は、曲面上に溝を有するクラッド構造体の溝にコア材料を充填するとともに、溝をクラッドフィルムで覆い、クラッドフィルムの表面に応力緩和層を形成することを要件とする。
For this reason, the optical waveguide structure was formed on the surface of the clad film having the groove formed on the curved surface, the waveguide core formed in the groove, the clad film covering the waveguide core, and the clad film. It is a requirement to provide a stress relaxation layer.
An optical module is required to include the optical waveguide structure described above.
The optical waveguide structure manufacturing method is required to fill a groove of a clad structure having a groove on a curved surface with a core material, cover the groove with a clad film, and form a stress relaxation layer on the surface of the clad film. To do.
したがって、光導波路構造体及びその製造方法、光モジュールによれば、曲面上に光導波路(曲線導波路)を有する小型の光導波路構造体の信頼性を高めることができるという利点がある。 Therefore, according to the optical waveguide structure, the manufacturing method thereof, and the optical module, there is an advantage that the reliability of the small-sized optical waveguide structure having the optical waveguide (curved waveguide) on the curved surface can be improved.
以下、図面により、本実施形態にかかる光導波路構造体及びその製造方法、光モジュールについて、図1を参照しながら説明する。
まず、本光導波路構造体は、曲線状の導波路コア内を光が伝播するように形成された曲線光導波路部品(例えばポリマ光導波路)であって、図1に示すように、曲面2上に形成された複数の溝3を有するクラッド構造体(下部クラッド)1と、各溝3に形成された導波路コア4と、複数の導波路コア4を覆うクラッドフィルム(上部クラッド)5と、クラッドフィルム5の表面に形成された応力緩和層(カバー樹脂層)6とを備える。
Hereinafter, an optical waveguide structure, a manufacturing method thereof, and an optical module according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, the present optical waveguide structure is a curved optical waveguide component (for example, a polymer optical waveguide) formed so that light propagates in a curved waveguide core, and as shown in FIG. A clad structure (lower clad) 1 having a plurality of
ここで、クラッド構造体1は、図1に示すように、構造体表面の曲面2上に、曲面2の一端から他端まで延びる溝(導波路用溝;細溝)3を有する曲面構造体である。ここでは、クラッド構造体1は、透明なクラッド材料からなる透明部材によって形成された透明構造体であって、屈折率n1を有する。例えばオレフィン系ポリマ(例えばポリオレフィン)を用いたモールド成型体(樹脂成型体)である。
Here, the
導波路コア4は、図1,図2に示すように、クラッド構造体1の曲面表層部に形成された溝3を透明なコア材料で埋め込むことによって形成されている。このため、導波路コア4は、クラッド構造体1の曲面2に沿って曲線状に形成されており、柱状になっている。この導波路コア4は、クラッド構造体1の屈折率n1よりも大きい屈折率n2を有する(n2>n1)。
As shown in FIGS. 1 and 2, the waveguide core 4 is formed by embedding the
なお、後述するように、本実施形態では、導波路コア4を、液状コア材料(液状接着剤)を塗布し、硬化させて形成しているため、硬化後の屈折率がn2になる材料(屈折率がn2の透明固体)を用いる。
クラッドフィルム5は、図1,図2に示すように、クラッド構造体1の曲面2上の溝3に形成された導波路コア4を覆うようにラミネートされている。このクラッドフィルム5は、導波路コア4の屈折率n2よりも小さい屈折率n3を有する(n3<n2)。
As will be described later, in the present embodiment, the waveguide core 4 is formed by applying a liquid core material (liquid adhesive) and curing it, so that the refractive index after curing is n2 ( A transparent solid having a refractive index of n2).
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ところで、クラッドフィルム5は、屈折率が導波路コア4よりも少し低く、導波路コア4内を伝播する光に対して透明で、屈折率が一定になるように形成すると、延性や柔軟性が十分でないものとなりやすく、クラックが発生しやすい。また、一旦クラックが発生すると、応力集中でクラックは徐々に成長してしまい、導波路コア4に到達してしまうと、光の損失につながる。
By the way, if the
このため、本実施形態では、図1,図2に示すように、クラッドフィルム5に生じた応力を緩和するための応力緩和層6を設けている。
この応力緩和層6を設けることで、クラッドフィルム5にクラックが発生しにくくなり、また、万一、製造過程でクラックが発生しても、その後、クラックが成長しにくくなる。これにより、クラックに起因して経時的に損失が増大してしまうのを防止することができる。
For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, a stress relaxation layer 6 for relaxing stress generated in the
By providing the stress relaxation layer 6, it is difficult for cracks to occur in the
ここでは、後述するように、応力緩和層6は、クラッドフィルム5の表面に透明な液状樹脂材料(液状接着剤)を塗布し、硬化させることによって形成された樹脂層である。このように、導波路コア4内を伝播する光に対して透明な樹脂材料を用いることで、導波路コア4内を伝播する光に影響を与えないようにすることができる。なお、応力緩和層6が導波路コア4内を伝播する光にそれほど影響を与えないのであれば、透明材料によって形成しなくても良い。
Here, as will be described later, the stress relaxation layer 6 is a resin layer formed by applying a transparent liquid resin material (liquid adhesive) to the surface of the
この応力緩和層6を形成する前にクラッドフィルム5の表面にクラックが発生している場合には、応力緩和層6としての樹脂層は、クラッドフィルム5の表面に生じたクラックが埋め込まれるように形成される。ここでは、楔状のクラックに入り込むように液状樹脂材料が塗布され、一体固化される。この場合、応力緩和層6としての樹脂層は、クラッドフィルム5の表面に生じたクラックを埋めることができる程度の厚さ(例えばクラッドフィルム5と同等の厚さ)に形成すれば良い。これにより、接着剤として機能する樹脂層6によって密着固定され、クラックが成長しにくくなる。
When cracks are generated on the surface of the
このように、クラックが成長する前の初期段階で表面を接着剤として機能する樹脂層6で固めてしまうことで、クラックが時間とともに成長し、場合によってはコア部分にまで到達してしまい、損失が増大してしまうのを未然に防ぐことができる。
なお、応力緩和層6としての樹脂層は、クラッドフィルム5の表面のクラックが生じた部分のみを覆うように形成しても良いが、その後にクラックが発生する可能性を考慮すると、クラックが生じているか否かにかかわらず、クラッドフィルム5の表面全面に形成するのが好ましい。これにより、クラックが発生しにくくなり、クラックの発生を未然に防止することができる。
In this way, the crack grows with time by solidifying the surface with the resin layer 6 functioning as an adhesive in the initial stage before the crack grows, and sometimes reaches the core part, resulting in loss. Can be prevented in advance.
The resin layer as the stress relaxation layer 6 may be formed so as to cover only the cracked portion of the surface of the
ところで、外部から導波路コアに光を入射させる場合、その位置あわせにある程度の誤差は避けられないため、図3に示すように、その一部が導波路コアの周囲に漏れ出してしまう。このうち、クラッドフィルム側に漏れ出した光は、クラッドフィルムの表面が平滑であるため、この表面(即ち、空気との界面)で反射され、導波路コア方向へ広がりながら戻ってきてしまう。そして、クラッド構造体の曲面上には複数の導波路コアが隣接して形成されているため、その一部が隣接する導波路コア内に入ってしまい、クロストーク(クロストークノイズ)が生じてしまう。 By the way, when light is incident on the waveguide core from the outside, a certain amount of error is unavoidable in the alignment, and a part thereof leaks out around the waveguide core as shown in FIG. Among these, the light leaked to the clad film side is reflected by this surface (that is, the interface with air) because the surface of the clad film is smooth, and returns while spreading toward the waveguide core. Since a plurality of waveguide cores are formed adjacent to each other on the curved surface of the cladding structure, some of them enter the adjacent waveguide cores, and crosstalk (crosstalk noise) occurs. End up.
そこで、本実施形態では、応力緩和層6の屈折率n4を、クラッドフィルム5の屈折率n3よりも大きくしている(n4>n3)。
例えば、応力緩和層6を、導波路コア4と同一の材料によって形成すれば良い。この場合、応力緩和層6の屈折率n4は、導波路コア4の屈折率n2と同一になる(n2-=n4)。これにより、応力緩和層6を形成するために、別に材料を用意しなくても良いという利点がある。
Therefore, in the present embodiment, the refractive index n4 of the stress relaxation layer 6 is set larger than the refractive index n3 of the cladding film 5 (n4> n3).
For example, the stress relaxation layer 6 may be formed of the same material as the waveguide core 4. In this case, the refractive index n4 of the stress relaxation layer 6 is the same as the refractive index n2 of the waveguide core 4 (n2− = n4). Thereby, there is an advantage that it is not necessary to prepare a separate material in order to form the stress relaxation layer 6.
なお、後述するように、本実施形態では、応力緩和層6としての樹脂層を、液状樹脂材料を塗布し、硬化させて形成しているため、硬化後の屈折率がn4になる材料を用いる。また、応力緩和層6は、クラッドフィルム5よりも大きい屈折率を有するものであれば良く、例えば、導波路コア4と異なる材料によって形成しても良いし、導波路コア4と異なる屈折率を有していても良い。
As will be described later, in this embodiment, since the resin layer as the stress relaxation layer 6 is formed by applying a liquid resin material and curing it, a material whose refractive index after curing is n4 is used. . Further, the stress relaxation layer 6 may be any layer having a refractive index larger than that of the
このため、図2に示すように、導波路コア4からの漏れ光が、応力緩和層6の表面(即ち、空気との界面)で反射したとしても、応力緩和層6内に閉じ込められて終端まで伝播されることになる。また、応力緩和層6としての樹脂層の表面はフィルムのように平滑ではないため、外部に散乱放射されることになる。
これにより、一の導波路コア4からの漏れ光が隣接する他の導波路コア4へ戻ってきて、クロストークが生じてしまうのを防止することができる。この結果、クラックに起因する損失の増大を防ぐとともに、隣接チャンネル間のクロストークを低減し、クロストーク性能を改善することができ、信頼性を高めることができる。
For this reason, as shown in FIG. 2, even if the leakage light from the waveguide core 4 is reflected by the surface of the stress relaxation layer 6 (that is, the interface with air), it is confined in the stress relaxation layer 6 and terminated. Will be propagated. Moreover, since the surface of the resin layer as the stress relaxation layer 6 is not as smooth as a film, it is scattered and radiated to the outside.
As a result, it is possible to prevent leakage light from one waveguide core 4 from returning to another adjacent waveguide core 4 and causing crosstalk. As a result, increase in loss due to cracks can be prevented, crosstalk between adjacent channels can be reduced, crosstalk performance can be improved, and reliability can be increased.
また、クロストーク性能の改善を考慮しなくても良いのであれば、応力緩和層6は、クラッドフィルム5と同一の屈折率を有するものであっても良い。この場合も、クラックに起因する損失の増大を防ぎ、信頼性を高めることができる。
次に、本実施形態にかかる光導波路構造体の製造方法について、図4(A)〜(G)を参照しながら説明する。
Further, the stress relaxation layer 6 may have the same refractive index as that of the
Next, a method for manufacturing the optical waveguide structure according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
本光導波路構造体の製造方法は、図4(A)〜(G)に示すような各工程を含む。
まず、図4(A)に示すように、構造体表面の曲面2上に、曲面2の一端から他端まで延びる溝(導波路用溝;細溝)3を有する曲面構造体(クラッド構造体;透明構造体)1を、例えばオレフィン系ポリマ(ポリオレフィン;透明なクラッド材料からなる透明部材)を用い、モールド成型によって作製する。つまり、予め曲面2上に溝3が形成されている曲面構造体(モールド母材;モールド光導波路)1を作製する。
The manufacturing method of this optical waveguide structure includes each process as shown in FIGS.
First, as shown in FIG. 4A, a curved structure (clad structure) having a groove (waveguide groove; narrow groove) 3 extending from one end to the other end of the
次に、図4(B)に示すように、ディスペンサ(定量ディスペンサ;液体コア材料滴下装置)によって、曲面構造体1の溝3の一端側又は他端側の溝3を含む曲面2上に所定量の液状コア材料(導波路コア液;透明ポリマ液;透明液体;透明接着剤)4を滴下する。
次いで、図4(C)に示すように、液状コア材料4が滴下された側から反対側へ向けて、クラッドフィルム(例えばオレフィン系フィルム)5を徐々に押し付けて覆っていきながら(即ち、クラッドフィルム5をラミネートしていきながら)、溝3に液状コア材料4を充填していく。
Next, as shown in FIG. 4B, a dispenser (quantitative dispenser; liquid core material dropping device) is placed on the
Next, as shown in FIG. 4C, the clad film (for example, olefin film) 5 is gradually pressed and covered from the side where the liquid core material 4 is dropped toward the opposite side (that is, the clad). While laminating the film 5), the
次に、図4(D)に示すように、クラッドフィルム5によって覆われた状態で(即ち、クラッドフィルム5を曲面2上に押し付けたままの状態で)、例えば紫外線を照射して液状コア材料(例えばUVエポキシ樹脂;紫外線硬化性樹脂材料;光硬化性樹脂材料)4を硬化(ここでは半硬化;仮硬化)させる。
なお、本実施形態では、この段階で液状コア材料4を半硬化状態に留めておくため、その後、応力緩和層(カバー樹脂層)6を形成するカバー樹脂液を硬化させる工程において、カバー樹脂液6を硬化させるのと同時に液状コア材料4を完全に、或いは、略完全に硬化させることになる。なお、本明細書では、以下、このように、完全に、或いは、略完全に硬化させることを「本硬化」という。
Next, as shown in FIG. 4D, the liquid core material is irradiated with, for example, ultraviolet rays while being covered with the clad film 5 (that is, with the
In this embodiment, since the liquid core material 4 is kept in a semi-cured state at this stage, the cover resin liquid is then used in the step of curing the cover resin liquid for forming the stress relaxation layer (cover resin layer) 6. At the same time as 6 is cured, the liquid core material 4 is completely or substantially completely cured. In the present specification, hereinafter, such complete or almost complete curing is referred to as “main curing”.
ここでは、透明曲面構造体1の裏面側から曲面構造体1を通して例えば紫外線を照射して液状コア材料4を硬化(ここでは半硬化)させるようにしている。なお、クラッドフィルム5として透明フィルムを用いる場合、表面側からクラッドフィルム5を通して例えば紫外線を照射して液状コア材料4を硬化(ここでは半硬化)させるようにしても良い。
なお、ここでは、液状コア材料4は、この段階では半硬化させるようにしているが、これに限られるものではなく、この段階で本硬化させるようにしても良い。
Here, the liquid core material 4 is cured (semi-cured in this case) by irradiating, for example, ultraviolet rays from the back surface side of the transparent
Here, the liquid core material 4 is semi-cured at this stage, but the present invention is not limited to this, and it may be fully cured at this stage.
このようにして液状コア材料4を硬化(ここでは半硬化)させた後、図4(E)に示すように、クラッドフィルム5の表面が覆われるようにカバー樹脂液(液状樹脂材料;透明液体;熱硬化性樹脂材料)6を塗布(上塗り)する。例えば、カバー樹脂液6は、硬化後の屈折率n4がクラッドフィルム5の屈折率n3よりも大きくなるものを用いれば良い(n4>n3)。例えば液状コア材料4と同じ透明ポリマ液を用いることができる。
After the liquid core material 4 is cured (semi-cured here) in this way, as shown in FIG. 4E, the cover resin liquid (liquid resin material; transparent liquid) is coated so that the surface of the
その後、図4(F)に示すように、例えば熱を加えてカバー樹脂液6を硬化させる。本実施形態では、これと同時に液状コア材料4が本硬化することになる。これにより、クラッドフィルム5の表面を覆うようにカバー樹脂層(応力緩和層)6が形成されるとともに、導波路コア4が形成される。
このようにして、曲面2上に複数のチャネル状の光導波路(曲線導波路;光路)7を備える光導波路構造体8を製造する。なお、光導波路構造体8は、ポリマを主材料とするポリマ光導波路であり、光導波路部材ともいう。
Thereafter, as shown in FIG. 4F, for example, heat is applied to cure the cover resin liquid 6. In the present embodiment, the liquid core material 4 is fully cured simultaneously with this. Thereby, the cover resin layer (stress relaxation layer) 6 is formed so as to cover the surface of the
In this manner, an
したがって、本実施形態にかかる光導波路構造体及びその製造方法によれば、曲率半径の小さい曲面に光導波路(曲線導波路)7を有する小型の光導波路構造体8の信頼性を高めることができるという利点がある。また、このような光導波路構造体8のクロストーク性能を改善することができるという利点もある。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
Therefore, according to the optical waveguide structure and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the reliability of the small-sized
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
また、上述の実施形態では、液体コア材料4として、例えばUVエポキシ樹脂材料などの紫外線硬化性樹脂材料を用い、紫外線を照射して硬化させるようにしているが、これに限られるものではなく、例えば、液体コア材料として光硬化性樹脂材料を用い、光を照射して硬化させるようにしても良い。また、液体コア材料として熱硬化性樹脂材料を用い、熱を加えて硬化させるようにしても良い。 Further, in the above-described embodiment, as the liquid core material 4, for example, an ultraviolet curable resin material such as a UV epoxy resin material is used and cured by irradiating with ultraviolet rays, but is not limited thereto. For example, a photocurable resin material may be used as the liquid core material and cured by irradiation with light. Further, a thermosetting resin material may be used as the liquid core material and cured by applying heat.
また、上述の実施形態では、応力緩和層6を形成する液状樹脂材料として熱硬化性樹脂材料を用い、熱を加えて硬化させるようにしているが、これに限られるものではなく、例えば紫外線硬化性樹脂材料などの光硬化性樹脂材料を用い、光を照射して硬化させるようにしても良い。
なお、このようにして作製される光導波路構造体8は、例えば、入力された電気信号を光信号に変換し、アレイ状の光ファイバを介して送信する機能(光送信機)と、光ファイバアレイを介して入力された光信号を電気信号に変換して受信する機能(光受信機)とを備える多チャンネル光トランシーバ(光モジュール)に用いられる。
Further, in the above-described embodiment, a thermosetting resin material is used as the liquid resin material for forming the stress relaxation layer 6 and is cured by applying heat. However, the present invention is not limited to this. A photocurable resin material such as a curable resin material may be used and cured by irradiation with light.
The
この場合、多チャンネル光トランシーバは、例えば図5に示すように、プリント基板(回路基板)30と、表面に入射面を有する複数の面型受光素子からなる面型受光素子アレイ31と、表面に出射面を有する複数の面型発光素子からなる面型発光素子アレイ32と、ドライバIC35と、レシーバIC36と、複数の曲線導波路7を備える光導波路構造体8とを備えるものとして構成される。なお、送信側4チャンネル、受信側4チャンネルの光トランシーバを例に挙げている。
In this case, as shown in FIG. 5, for example, the multi-channel optical transceiver includes a printed circuit board (circuit board) 30, a surface light receiving element array 31 composed of a plurality of surface light receiving elements having an incident surface on the surface, and a surface. The light emitting device includes a surface light emitting element array 32 including a plurality of surface light emitting elements having an emission surface, a driver IC 35, a receiver IC 36, and an
なお、ここでは、面型受光素子は、フォトダイオード(フォトディテクタ;PD;Photo detector)であり、面型受光素子アレイ31はPDアレイチップである。また、面型発光素子は、面発光レーザ[VCSEL(Vertical-Cavity Surface−Emitting Laser)]であり、面型発光素子アレイ32はVCSELアレイチップある。
そして、光導波路構造体8は、その一の端面を介してプリント基板30上に実装され、この一の端面には、面型受光素子アレイ31及び面型発光素子アレイ32が例えばレンズなどを介して光学的に接続され、この一の端面に直交する他の端面には、複数の光ファイバからなる光ファイバアレイ33が光学的に接続される。なお、ここでは、光ファイバアレイ33はリボンファイバである。また、ここでは、光コネクタ34付きの光ファイバアレイ33を用いている。
Here, the surface light receiving element is a photodiode (PD; Photo detector), and the surface light receiving element array 31 is a PD array chip. The surface light emitting element is a surface emitting laser (VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)), and the surface light emitting element array 32 is a VCSEL array chip.
The
また、プリント基板30は、装置側電気コネクタを介して外部装置と電気的に接続されており、電気信号が入力又は出力(電気I/O)されるようになっている。
なお、ここでは、上述の光導波路構造体8を備える光モジュールとして、光送信機と光受信機とを備える光トランシーバを例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、例えば、上述の光導波路構造体8を備える光送信機、あるいは、上述の光導波路構造体8を備える光受信機として構成することもできる。
The printed circuit board 30 is electrically connected to an external device via a device-side electrical connector, and an electrical signal is input or output (electrical I / O).
Here, as an optical module including the
以下、実施例によって更に詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
本実施例では、上述の実施形態で説明した製造方法(プロセスフロー)によって、曲面上に光導波路を有する光導波路構造体(ポリマ光導波路)のサンプルを作製し、表面に発生したクラックを、従来の製造方法によって作製したサンプルと比較した。
Hereinafter, it demonstrates still in detail according to an Example. However, the present invention is not limited to the following examples.
In this example, a sample of an optical waveguide structure (polymer optical waveguide) having an optical waveguide on a curved surface is produced by the manufacturing method (process flow) described in the above embodiment, and cracks generated on the surface are conventionally treated. It compared with the sample produced by the manufacturing method.
本実施例では、透明曲面構造体1を射出成型(モールド成型)によって作製して用いた。つまり、曲率半径2.0mmの曲面(1/4円弧)を凸面とし、この凸面を構成する曲面2に沿って縦0.05mm×横0.05mmの形状を有する8本の溝(導波路溝)3が平行に形成されたモールド成型体を曲面構造体1として用いた。材料はポリオレフィンを用いた。波長850nmでの屈折率は1.5であった。
In this example, the transparent
充填用のコア液(ポリマ液)4には、硬化後の屈折率が1.6となる紫外線硬化型エポキシ樹脂を用いた。
コア液4が充填された溝(導波路溝)3の上部を覆うクラッドフィルム5には、ポリオレフィン製で厚さ0.05mmのフィルム(透明フィルム;オレフィンフィルム)を用いた。
For the core liquid (polymer liquid) 4 for filling, an ultraviolet curable epoxy resin having a refractive index after curing of 1.6 was used.
A film (transparent film; olefin film) made of polyolefin and having a thickness of 0.05 mm was used for the
コア液4の硬化後、クラッドフィルム5の表面に塗布されるカバー樹脂液6には、硬化後の屈折率が1.5となるエポキシ樹脂を用いた。
これらを用いて、以下のようにして光導波路構造体8のサンプルを作製した。
まず、透明曲面構造体1の曲面2上の溝部分に、定量ディスペンサによって例えば0.1ccのコア液4を滴下した。
An epoxy resin having a refractive index after curing of 1.5 was used for the cover resin liquid 6 applied to the surface of the
Using these, a sample of the
First, for example, 0.1 cc of the core liquid 4 was dropped into the groove portion on the
次に、その表面にクラッドフィルム5を押し当てながら、溝3にコア液4を完全に充填し、同時に溝3以外の部分のコア液4を排除した。
この状態でコア液4に紫外線を照射して半硬化させた。なお、ここではコア液4を半硬化させるに留めているが、この段階で本硬化させても良い。
続いて、クラッドフィルム5の表面上にディスペンサによってカバー樹脂液6を塗布し、スピンコータを用いて薄く延ばしてカバー樹脂液6をコーティングした。なお、カバー樹脂液6の厚さは均一である必要はないが、これを硬化させて形成される応力緩和層6からの応力を低減するために、できるだけ薄いのが望ましい。
Next, the core liquid 4 was completely filled in the
In this state, the core liquid 4 was irradiated with ultraviolet rays and semi-cured. Although the core liquid 4 is semi-cured here, it may be cured at this stage.
Subsequently, the cover resin liquid 6 was applied onto the surface of the
そして、これをオーブンに入れて120℃で60分にわたって加熱してカバー樹脂液6を硬化させるとともに、コア液4を本硬化させた。これにより、カバー樹脂層(応力緩和層)6が形成されるとともに、導波路コア4が形成される。
一方、比較例として、従来の製造方法によって作製したサンプルも用意した。つまり、コア液を半硬化させた後、カバー樹脂液を塗布せずに(即ち、応力緩和層を形成せずに)、そのままオーブンに投入して120℃で60分にわたって加熱してコア液を本硬化させて作製したサンプルを用意した。
And this was put into oven and heated at 120 degreeC over 60 minutes, the cover resin liquid 6 was hardened, and the core liquid 4 was fully hardened. Thereby, the cover resin layer (stress relaxation layer) 6 and the waveguide core 4 are formed.
On the other hand, a sample produced by a conventional manufacturing method was also prepared as a comparative example. That is, after semi-curing the core liquid, without applying the cover resin liquid (that is, without forming the stress relaxation layer), the core liquid is put into an oven as it is and heated at 120 ° C. for 60 minutes to remove the core liquid. A sample prepared by full curing was prepared.
このようにして得られたサンプルの表面を観察し、コア4の上部のクラッド6でのクラックの有無を評価した。
従来の製造方法によって作製したサンプルでは、20サンプル中、14個にクラックが観察されたのに対し、本製造方法によって作製したサンプルでは、クラックの発生は確認されず、20サンプル中、0個であった。
The surface of the sample thus obtained was observed, and the presence or absence of cracks in the clad 6 on the top of the core 4 was evaluated.
In the sample prepared by the conventional manufacturing method, cracks were observed in 14 out of 20 samples, whereas in the sample manufactured by this manufacturing method, the occurrence of cracks was not confirmed, and 0 out of 20 samples. there were.
次に、8本の導波路コア4のうちの1本に、直径φ50μmのマルチモードファイバを介して、波長850nmの光を入射させ、反対側の終端で、他の導波路コア4から出射される光の強度(隣接チャンネルへの漏れ光の強度)を測定した。
この結果、従来の製造方法によって作製したサンプルでは、他の導波路コア4からの出射光量(漏れ光の出射光量)は、入射光量の−20〜−25dBのレンジにあったが、本製造方法によって作製したサンプルでは、−30〜−35dBのレンジになっており、ノイズ(クロストークノイズ)を低減できることが確認できた。
Next, light having a wavelength of 850 nm is incident on one of the eight waveguide cores 4 through a multimode fiber having a diameter of 50 μm, and is emitted from the other waveguide core 4 at the opposite end. The intensity of light (the intensity of light leaking to the adjacent channel) was measured.
As a result, in the sample manufactured by the conventional manufacturing method, the amount of light emitted from the other waveguide core 4 (the amount of light emitted from the leaked light) was in the range of −20 to −25 dB of the amount of incident light. In the sample produced by the above, the range is −30 to −35 dB, and it was confirmed that noise (crosstalk noise) can be reduced.
以下、上述の実施形態に関し、更に、付記を開示する。
(付記1)
曲面上に形成された溝を有するクラッド構造体と、
前記溝に形成された導波路コアと、
前記導波路コアを覆うクラッドフィルムと、
前記クラッドフィルムの表面に形成された応力緩和層とを備えることを特徴とする光導波路構造体。
Hereinafter, additional notes will be disclosed regarding the above-described embodiment.
(Appendix 1)
A clad structure having a groove formed on a curved surface;
A waveguide core formed in the groove;
A clad film covering the waveguide core;
An optical waveguide structure comprising: a stress relaxation layer formed on a surface of the clad film.
(付記2)
前記応力緩和層は、前記クラッドフィルムの表面に塗布された樹脂層であることを特徴とする、付記1記載の光導波路構造体。
(付記3)
前記応力緩和層は、前記クラッドフィルムよりも大きい屈折率を有することを特徴とする、付記1又は2記載の光導波路構造体。
(Appendix 2)
The optical waveguide structure according to
(Appendix 3)
The optical waveguide structure according to
(付記4)
前記応力緩和層は、前記クラッドフィルムの表面に生じたクラックが埋め込まれるように形成されていることを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項に記載の光導波路構造体。
(付記5)
前記応力緩和層は、前記導波路コアと同一の材料によって形成されていることを特徴とする、付記1〜4のいずれか1項に記載の光導波路構造体。
(Appendix 4)
4. The optical waveguide structure according to any one of
(Appendix 5)
The optical waveguide structure according to any one of
(付記6)
付記1〜5のいずれか1項に記載の光導波路構造体を備えることを特徴とする光モジュール。
(付記7)
曲面上に溝を有するクラッド構造体の前記溝にコア材料を充填するとともに、前記溝をクラッドフィルムで覆い、
前記クラッドフィルムの表面に応力緩和層を形成することを特徴とする光導波路構造体の製造方法。
(Appendix 6)
An optical module comprising the optical waveguide structure according to any one of
(Appendix 7)
Filling the groove of the clad structure having a groove on the curved surface with a core material, covering the groove with a clad film,
A method for producing an optical waveguide structure, comprising forming a stress relaxation layer on a surface of the clad film.
(付記8)
前記クラッドフィルムの表面に液状樹脂材料を塗布し、硬化させて、前記応力緩和層を形成することを特徴とする、付記7記載の光導波路構造体の製造方法。
(付記9)
前記溝に液状コア材料を充填するとともに、前記溝をクラッドフィルムで覆い、
前記クラッドフィルムで覆われた状態で前記液状コア材料を硬化させることを特徴とする、付記7又は8記載の光導波路構造体の製造方法。
(Appendix 8)
8. The method of manufacturing an optical waveguide structure according to
(Appendix 9)
Filling the groove with a liquid core material and covering the groove with a clad film,
The method for manufacturing an optical waveguide structure according to
(付記10)
前記溝に液状コア材料を充填するとともに、前記溝をクラッドフィルムで覆い、
前記クラッドフィルムで覆われた状態で前記液状コア材料を仮硬化させ、
前記クラッドフィルムの表面に液状樹脂材料を塗布し、
前記液状樹脂材料を硬化させて前記応力緩和層を形成するとともに前記液状コア材料を本硬化させることを特徴とする、付記7記載の光導波路構造体の製造方法。
(Appendix 10)
Filling the groove with a liquid core material and covering the groove with a clad film,
Temporarily curing the liquid core material in a state covered with the clad film,
Applying a liquid resin material to the surface of the clad film,
8. The method for manufacturing an optical waveguide structure according to
1 曲面構造体(クラッド構造体)
2 曲面(凸面)
3 溝(導波路用溝)
4 液状コア材料(導波路コア)
5 クラッドフィルム
6 応力緩和層(カバー樹脂液)
7 光導波路(曲線導波路)
8 光導波路構造体(ポリマ光導波路)
30 プリント基板(回路基板)
31 面型受光素子アレイ(PDアレイチップ)
32 面型発光素子アレイ(VCSELアレイチップ)
33 光ファイバアレイ(リボンファイバ)
34 光コネクタ
35 ドライバIC
36 レシーバIC
1 Curved structure (clad structure)
2 Curved surface (convex surface)
3 grooves (grooves for waveguides)
4 Liquid core material (waveguide core)
5 Clad film 6 Stress relaxation layer (cover resin liquid)
7 Optical waveguide (curved waveguide)
8 Optical waveguide structure (polymer optical waveguide)
30 Printed circuit board (circuit board)
31 Surface light receiving element array (PD array chip)
32 Planar light emitting device array (VCSEL array chip)
33 Optical fiber array (ribbon fiber)
34 Optical connector 35 Driver IC
36 Receiver IC
Claims (5)
前記溝に形成された導波路コアと、
前記導波路コアを覆うクラッドフィルムと、
前記クラッドフィルムの表面に形成された応力緩和層とを備えることを特徴とする光導波路構造体。 A clad structure having a groove formed on a curved surface;
A waveguide core formed in the groove;
A clad film covering the waveguide core;
An optical waveguide structure comprising: a stress relaxation layer formed on a surface of the clad film.
前記クラッドフィルムの表面に応力緩和層を形成することを特徴とする光導波路構造体の製造方法。 Filling the groove of the clad structure having a groove on the curved surface with a core material, covering the groove with a clad film,
A method for producing an optical waveguide structure, comprising forming a stress relaxation layer on a surface of the clad film.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011145494A (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Yazaki Corp | Bending optical waveguide structure, optical transmission and reception module, and optical connector module |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05281428A (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical interconnection board and optical waveguide |
| JPH1054918A (en) * | 1996-08-12 | 1998-02-24 | Mitsubishi Chem Corp | Optical waveguide and method of manufacturing the same |
| JP2001166165A (en) * | 1999-12-08 | 2001-06-22 | Hitachi Cable Ltd | Waveguide film with adhesive sheet and mounting method thereof |
| JP2005115346A (en) * | 2003-09-17 | 2005-04-28 | Fujitsu Ltd | Optical waveguide structure and optical module |
| JP2005156882A (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Kyocera Corp | Polymer optical waveguide film |
-
2008
- 2008-03-18 JP JP2008069736A patent/JP2009223184A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05281428A (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical interconnection board and optical waveguide |
| JPH1054918A (en) * | 1996-08-12 | 1998-02-24 | Mitsubishi Chem Corp | Optical waveguide and method of manufacturing the same |
| JP2001166165A (en) * | 1999-12-08 | 2001-06-22 | Hitachi Cable Ltd | Waveguide film with adhesive sheet and mounting method thereof |
| JP2005115346A (en) * | 2003-09-17 | 2005-04-28 | Fujitsu Ltd | Optical waveguide structure and optical module |
| JP2005156882A (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Kyocera Corp | Polymer optical waveguide film |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011145494A (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Yazaki Corp | Bending optical waveguide structure, optical transmission and reception module, and optical connector module |
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