JP2015022224A - 光デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子と接続する際の位置合わせトレランスを確保し、複数の光の合波が可能で、投影像の広がりの抑制が可能な小型の光デバイスを提供する。【解決手段】第１クラッド層２上に設けられ、第１クラッド層２よりも高屈折率であり、光入射部７から光出射部８への光伝搬方向に向かう垂直断面積が徐々に小さくなる光伝搬部３と、光出射部８の光伝搬方向後方に設けられ、光出射部８からの光を略平行光化する又は集光するレンズ４とを備える光デバイス。【選択図】図１

Description

本発明は光デバイス及びその製造方法に関する。

情報容量の増大に伴い、幹線及びアクセス系といった通信分野のみならず、ルータ及びサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。特に、ルータ及びサーバ装置内のボード間、又はボード内の短距離信号伝送に光を用いるための光伝送路としては、光ファイバに比べて配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路を用いることが望ましく、中でも、加工性及び経済性に優れたポリマー材料を用いた光導波路が有望である。

光導波路としては、まず、基板上に下部クラッド層を硬化形成した後に、下部クラッド層上にコアパターンを形成し、下部クラッド及びコアパターン上に上部クラッド層を積層した光導波路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
光導波路は、光学製品のデバイスとして用いられる際、光ファイバ、フォトダイオード、及びレーザーダイオード等の他の光学素子と接続して用いられる。光導波路が光学素子と接続する際の位置合わせトレランスを確保するという観点から、入出力部のコア厚を厚くし、かつ光導波路の省スペースのために伝搬部の屈曲性を向上させるという観点から、一部のコア厚を薄くしたテーパ形状の伝搬部を有する光導波路が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

コアの径の変換を利用する光デバイスとして、光ファイバ及びフォトダイオード等の複数の光源から出射される光を合波して高出力、高輝度な合波光を得るための光合波装置があり、その構造について様々な提案がなされている。
光合波装置としては、例えば、複数の光源から出射された光を第１ファイバ合波器において合波して第１の合波光を形成する複数のファイバ合波光源ユニットからマルチモード光ファイバによって第１の合波光を導波させ、第２ファイバ合波器においてさらに合波して第２の合波光を形成する光合波装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、光合波装置として、２以上の異なる波長を有する光を合波し、光出射部側のコア表面において、各波長の光の強度分布を均一である合波光を得ることができる光導波路を備えた波長多重光合波装置があり、その構造について様々な提案がなされている。
波長多重光合波装置としては、例えば、光入射部側から入射される２以上の異なる波長を有する光を合波し、光出射部側へ伝搬するコアを備え、そのコアは、光入射部側から光出射部側に向けて横幅が狭くなるテーパ形状を少なくとも含むテーパ形状コアを有する光導波路を備えた波長多重光合波装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開２０１２−１５５０３５号公報 国際公開第２００７／０２６６０１号 特開２００７−４１３４２号公報 特開２０１１−２３２６７４号公報

しかしながら、特許文献２に記載の伝搬部にテーパを設けた光デバイスでは、光の幅が狭くなるテーパ形状コア中で、厚さ方向に反射を繰り返す光の反射角が徐々に大きくなることにより、出射部から出射された光は大きく広がってしまう。このため、クラッドとコアの屈折率差の大きい受光素子で受光する必要があり、出射部と受光素子との距離を小さくする必要があった。

また、複数の光源から出射される光を合波する光合波装置として、例えば、医療用内視鏡、ピコプロジェクタ(小型の映像投影装置)、電脳眼鏡（眼鏡のグラス部分に画像を投影する装置）等に用いられるような、小型、かつ複数の光（異なる波長の光を含む）を合波して出射する照明装置では、出射光が照らした被照射部において、それぞれの波長の光の強度分布にムラがなく、いずれの波長の光においても分布形状が等しくなることが求められる。換言すると、波長多重合波器の光出射部側のコア表面において、各波長の光の強度分布が均一であることが求められる。

特許文献３に記載の光合波装置では、光の強度分布の均一性については触れられておらず、また、小型化の手段についても開示されていない。特許文献３の光合波装置で、光の強度分布を均一化するには、光伝搬路を長くせざるを得ず、装置全体を大型化してしまう。

特許文献４に記載の波長多重光合波装置では、出射側のコア表面において、各波長の光の強度分布を均一である合波光を得ることができるが、上記と同様の理由により、投影された光は、テーパ同一平面（横）では大きく広がってしまう懸念もある。

本発明は、これら課題を解決するためなされたもので、光学素子と接続する際の位置合わせトレランスを確保し、複数の光の合波が可能で、投影像の広がりの抑制が可能な小型の光デバイスを提供することを目的とする。

本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意研究した結果、クラッド層に埋設され、クラッド層よりも高屈折率な光伝搬部を有し、光伝搬部の光信号伝搬方向の光軸に対する垂直断面積が、光伝搬方向に向かって徐々に小さくなるテーパ部を有する光伝搬部であって、光伝搬方向にレンズを有する光デバイスとすることで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見にもとづいて完成したものである。

すなわち、本発明は、
（１）第１クラッド層上に設けられ、前記第１クラッド層よりも高屈折率であり、光入射部から光出射部への光伝搬方向に向かう垂直断面積が小さくなる光伝搬部と、前記光出射部の光伝搬方向後方に設けられ、前記光出射部からの光を略平行光化する又は集光するレンズとを備える光デバイス、
（２）前記光伝搬部の上方からの平面形状がテーパ形状である（１）に記載の光デバイス、
（３）前記光伝搬部の厚さが一定である（１）又は（２）に記載の光デバイス、
（４）前記光伝搬部を覆うように設けられ、前記光伝搬部よりも低屈折率な第２クラッド層をさらに備える（１）〜（３）のいずれかに記載の光デバイス、
（５）前記レンズの曲面部の少なくとも一部が、前記第２クラッド層から露出している（４）に記載の光デバイス、
（６）前記レンズが、前記光伝搬部又は／及び前記第２クラッド層と同一材料からなる（４）又は（５）のいずれかに記載の光デバイス、
（７）前記レンズが円柱レンズである（１）〜（６）のいずれかに記載の光デバイス、
（８）前記第１クラッド層及び前記レンズの曲面部の少なくとも一部が、同一表面に設けられた基板を備える（１）〜（７）のいずれかに記載の光デバイス、
（９）前記光入射部から入射される光が、２つ以上の発光素子からの光である（１）〜（８）のいずれかに記載の光デバイス、
（１０）前記レンズの光伝搬部方向後方に、前記レンズを保護する保護部材を備える（１）〜（９）に記載の光デバイス、
（１１）前記保護部材が、前記レンズから出射された光を受光する光学素子の位置合わせをするための光学素子搭載溝を備える（１０）に記載の光デバイス、
（１２）第１クラッド層上に光伝搬部形成用樹脂を積層する工程Ａと、前記光伝搬部形成用樹脂をフォトリソグラフィー加工によって、光入射部から光出射部への光伝搬方向に向かう垂直断面積が小さくなる光伝搬部、及び前記光出射部の光伝搬方向後方にレンズを同時に形成する工程Ｂ１とを含む光デバイスの製造方法、
（１３）前記光伝搬部及び前記レンズ上に第２クラッド層形成用樹脂を積層し、前記第２クラッド層形成用樹脂をフォトリソグラフィー加工で、前記レンズの曲面部の少なくとも一部を露出させる第２クラッド層を形成する工程Ｃ１を含む（１２）に記載の光デバイスの製造方法、
（１４）第１クラッド層上に光伝搬部形成用樹脂を積層する工程Ａと、前記光伝搬部形成用樹脂をフォトリソグラフィー加工によって、光入射部から光出射部への光伝搬方向に向かう垂直断面積が小さくなる光伝搬部を形成する工程Ｂ２と、前記光伝搬部上に第２クラッド層形成用樹脂を積層し、前記第２クラッド層形成用樹脂をフォトリソグラフィー加工で、少なくとも前記光出射部の光伝搬方向後方にレンズを形成する工程Ｃ２とを含む光デバイスの製造方法、
（１５）工程Ｃ２が、フォトリソグラフィー加工で、第２クラッド層及び前記光出射部の光伝搬方向後方にレンズを形成する工程である（１４）に記載の光デバイスの製造方法、
（１６）前記工程Ａの前に、前記第１クラッド層を基板上に形成し、前記レンズの曲面形成部に該当する第１クラッド層を除去する工程Ｄを有する（１２）〜（１５）のいずれかに記載の光デバイスの製造方法、
（１７）前記工程Ｂ１又は前記工程Ｂ２において、前記レンズの光伝搬部方向後方に前記レンズを保護する保護部材を、前記光伝搬部と同時に形成する（１２）〜（１６）のいずれかに記載の光デバイスの製造方法
を提供するものである。

本発明の光デバイスは、光学素子と接続する際の位置合わせトレランスを確保し、複数の光の合波が可能で、投影像の広がりの抑制が可能な小型の光デバイスを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの一態様を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの別の一態様を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの更に別の一態様を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの製造プロセスを示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光デバイスの一態様を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光デバイスの製造プロセスを示す斜視図である。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスは、図１に示すように、第１クラッド層２上に設けられ、第１クラッド層２よりも高屈折率であり、光入射部７から光出射部８への光伝搬方向Ｄに向かう垂直断面積が徐々に小さくなる光伝搬部３と、光出射部８の光伝搬方向後方に設けられ、光出射部８からの光を略平行光化する又は集光するレンズ４とを備える。なお、図１に示す光デバイスは、光伝搬部３を覆うように設けられ、光伝搬部３よりも低屈折率な第２クラッド層６をさらに備える。以下に、本発明の光デバイスに用いられる各部材について詳細に説明する。

［第１クラッド層］
第１クラッド層２は、光伝搬部３の下方に設けられる。第１クラッド層２は、光伝搬部３よりも屈折率が低いので、光伝搬部３に入射した光を光伝搬部３の下方で吸収したり、漏れ出させたりすることなく光を伝搬させることに寄与する。
第１クラッド層２と光伝搬部３との屈折率差は、以下の式（１）で表される屈折率差が、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、０．１〜６．０％であることが好ましく、１．０〜６．０％であることがより好ましく、２．０〜６．０％であることがさらに好ましい。
（屈折率差）＝（ｎ_１ ^２−ｎ_２ ^２）^１／２／（２×ｎ_１ ^２）・・・（１）
ｎ_１；高屈折率側の層の屈折率
ｎ_２；低屈折率側の層の屈折率

第１クラッド層２の形成方法としては、特に限定はないが、ワニス状のクラッド層形成用樹脂層を塗布して第１クラッド層２とする方法、及びフィルム状のクラッド層形成用樹脂層をラミネートやプレス等を用いて被写体上に積層して第１クラッド層２とする方法等が挙げられる。
また、第１クラッド層２をパターン化する場合の方法としては、特に限定はないが、例えば、フォトリソグラフィー加工及び異方性エッチング（ドライエッチング）等を用いる手法が挙げられる。具体的な例として、感光性を有するクラッド層形成用樹脂層を積層し、露光現像することで、パターン化することができる。また別の例として、所望する箇所のみにフィルム状又はワニス状のクラッド層形成用樹脂を配することによって形成することができる。高精度な位置合わせが可能である点から、フォトリソグラフィー加工が好適に挙げられ、同様の観点から、クラッド層形成用樹脂層は、感光性の樹脂層であることが好ましい。

第１クラッド層２の厚さに関しては、特に限定するものではないが、５〜２００μｍの範囲であることが好ましい。第１クラッド層２の厚さが５μｍ以上であると、光伝搬部３の光の閉じ込め性を確保することができ、２００μｍ以下であると、樹脂層の形成性を良好に保つことができる。第１クラッド層２の厚さは、均一な厚さにする制御のしやすさの観点から、１０〜１００μｍの範囲であるとより好ましく、基板１と第１クラッド層２で段差を形成する場合のレンズ４や保護部材５の形成性及び厚さ制御の観点から、１０〜５０μｍの範囲であることがさらに好ましい。
なお、第１のクラッド層２は、単層であっても、複数層からなっていてもよく、後述する第２クラッド層６と同じ材料であっても異なる材料であってもよい。

［第２クラッド層］
本発明においては、光伝搬部３のほとんどを空気クラッドにして第２クラッド層６を設けないで実施することも可能であるが、光伝搬部３を覆うように第２クラッド層６を設けることが好ましい。第２クラッド層６は、光伝搬部３よりも屈折率が低いので、光伝搬部３に入射した光を光伝搬部３の上方及び側方で吸収したり、漏れ出させたりすることなく伝搬させることに寄与する。また、第２クラッド層６は、光伝搬部３を覆っているので、光伝搬部３を外的要因から保護することができる。
第２クラッド層６と光伝搬部３との屈折率差は、上記の式（１）で表される屈折率差が、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、０．１〜６．０％であることが好ましく、１．０〜６．０％であることがより好ましく、２．０〜６．０％であることがさらに好ましい。

第２クラッド層６の形成方法としては特に限定はないが、レンズ４の曲面部の少なくとも一部を外部に露出させる等の第２クラッド層６をパターン化する場合の方法としては、第１クラッド層２のパターン化方法と同様の方法を採用することができる。中でも高精度な位置合わせが可能である点から、フォトリソグラフィー加工が好適に挙げられ、同様の観点から、第２クラッド層も、感光性の樹脂層であることがより好ましい。

第２クラッド層６の厚さに関しては、特に限定するものではないが、光伝搬部３を覆うことができればよく、５〜２００μｍの範囲であることが好ましい。第２クラッド層６の厚さが５μｍ以上であると、光伝搬部３の光の閉じ込め性を確保することができ、２００μｍ以下であると、樹脂層の形成性を良好に保つことができる。第２クラッド層６の厚さは、フォトリソグラフィー加工性の観点から、２０〜１６０μｍの範囲であるとより好ましく、光デバイスの適度な剛性及び強度を確保する観点から、５０〜１６０μｍの範囲であることがさらに好ましい。
なお、第２のクラッド層６は、単層であっても、複数層からなっていてもよく、前述した第１クラッド層２と同じ材料であっても異なる材料であってもよい。

［光伝搬部］
光伝搬部３は、第１クラッド層２及び第２クラッド層６よりも高屈折率であり、光入射部７から光出射部８への光伝搬方向Ｄに向かう垂直断面積が小さくなる。垂直断面積は徐々に小さくなることが好ましい。光伝搬部３の上方からの平面形状としては、テーパ形状であることが好ましい。光伝搬部３に設けられたテーパ（Ｙ方向）は、光伝搬方向（Ｘ方向）に向かうに従って徐々に幅の狭まるように設けられている。
光伝搬部３は、伝搬する光の波長に対して、光の伝搬に悪影響の出ない程度の透明性を有していればよい。光伝搬部３を伝搬する光は、光軸に対する垂直断面積が大きい光入射部７から入射され、徐々に垂直断面積の小さくなるテーパ部を通過することでスポット径が縮小される。

光伝搬部３のテーパ形状は、垂直断面積が小さくなれば（好ましくは徐々に小さくなれば）特に限定するものではなく、任意の断面形状が相似になるような円錐台、楕円錐台、多角錐台等であってもよく、断面形状の任意の厚さが一定で幅のみが徐々に小さくなるような形状であってもよい。図１に示す光伝搬部３は、図中のＺ方向の厚さは一定で、Ｘ方向の幅のみが徐々に縮小するテーパ形状である。なお、ここでいう「厚さが一定」とは、光伝搬部３表面の微小な凹凸等による厚さの微小なばらつきがあってもそれを含む。
テーパ部の光伝搬方向と一方のテーパ部形成壁面のなす角度は、光の伝搬に悪影響のない範囲で適宜選択すればよく、小型化の観点から０．０２〜３．０°であることが好ましく、０．０４〜２．０°であることがより好ましく、０．０４〜１．０°であることがさらに好ましい。

光伝搬部３の厚さに関しては、特に限定するものではないが、１０〜１６０μｍの範囲であることが好ましい。光伝搬部３の厚さが１０μｍ以上であると、光デバイス形成後の受発光素子等との結合において位置合わせトレランスを拡大でき、１６０μｍ以下であると、光デバイス形成後の受発光素子等との結合において結合効率を向上できる。以上の観点から、光伝搬部３の厚さは、３０〜１５０μｍの範囲であることがさらに好ましい。また、光伝搬部３の厚さは、出力される光の広がり角が上下方向に均等に出力される観点、また出力される光の方向が光伝搬部３と略平行方向にできる観点から、厚さが一定であることが好ましい。

光伝搬部３の垂直断面積が大きい方が、光を入射する光入射部７となり、レンズ４方向の端面又はレンズ４との接続面であって、最も垂直断面積の小さい部分が光出射部８となる。
光入射部７の断面積は、光が光伝搬部３に良好に伝搬されれば特に限定するものではない。光入射部７から入射される光が、１つの発光素子（光ファイバや光導波路も含む）からの光である場合には、４００〜２５００００μｍ^２であることが好ましく、１６００〜４００００μｍ^２であることがより好ましく、１６００〜１００００μｍ^２であることがさらに好ましい。光入射部７から入射される光が、２つ以上の発光素子（光ファイバや光導波路も含む）からの光である場合には、上記の値に、発光素子数を乗じた面積であるとよい。
光出射部８の断面積は、テーパの角度が光の伝搬に悪影響を及ぼさない範囲であって、光がレンズ４に良好に伝搬され、スポット径が所望の大きさに縮小できれば特に限定するものではない。光出射部８の断面積は、以上の観点から、４００〜９００００μｍ^２であることが好ましく、１５００〜１００００μｍ^２であることが好ましく、１５００〜６０００μｍ^２であることがさらに好ましい。

光入射部７から入射される光は、レーザーダイオードから出射された光、光ファイバを透過してきた光、光導波路を透過してきた光等である。光の波長としては、特に限定はないが、紫外線、可視光線、赤外線が好適に挙げられる。可視光線の場合、例えば３８０〜４９５ｎｍの青の光と、４９５〜５７０ｎｍの緑の光と、６２０〜７５０ｎｍの赤の光をそれぞれ入射すれば白色光が出射され、それらの出力差によって色合いも任意に選択可能となる。
光導波路によって導かれた光を用いる場合には、光伝搬部３と別体の光導波路とを接合してもよく、光伝搬部３と連結したコアパターンとしてもよい。光伝搬部３と連結したコアパターンとする場合には、同一工程で光伝搬部３とコアパターンとを一括形成すると、光伝搬部３とコアパターンとの位置ずれを抑制できるため好ましい。

［レンズ］
レンズ４は、光の反射角（広がり角）を低減できる形状（本発明での略平行光化）あるいは任意の位置に集光可能な形成であればよい。レンズ４としては、コリメートレンズ及び集光レンズ等が好適に用いられる。レンズ４の形状に関しては、特に限定はなく、球面レンズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズ、半円柱レンズ等が好適に挙げられる。図１に示すレンズ４は、光伝搬方向Ｄ（Ｘ方向）に凸の曲面部を有する半円柱レンズである。また、レンズ４は、図２に示すような円柱レンズとすることもできる。なお、本発明では、半円柱レンズも広義に円柱レンズとする。

レンズ４の曲面部とレンズ４形成面との角度は、略垂直であることが好ましい。図１に示すように、光伝搬部３に設けられたテーパ（Ｙ方向）が、光伝搬方向（Ｘ方向）に向かうにしたがって徐々に幅の狭まるように設けられていると、光出射面８から出射した光は、Ｚ方向よりもＹ方向に拡大投影されるため、レンズ４の曲面部とレンズ４形成面との角度が略垂直であると、Ｙ方向の拡大投影を効率的に抑制できるため好ましい。レンズ４の曲面部とレンズ４形成面との角度は、光の伝搬に悪影響がない範囲で、傾いていても湾曲していてもよく、８０〜１００°の範囲であることが好ましく、８５〜９５°の範囲であることがより好ましく、８７〜９３°の範囲であることがさらに好ましい。
レンズ４のうち、少なくとも略平行光化又は集光に寄与する曲面部が第２クラッド層６から外部に露出していることが好ましい。曲面部が露出していることにより、曲面部の界面がレンズ４と、空気層との界面となり、屈折率差を大きくすることが可能となるため、効率的に略平行光化又は集光することができる。

レンズ４の径（幅）は、光伝搬部３の光出射部８以上であれば、光がレンズ４に効率的に伝搬できるため好ましい。また、レンズ４の径（幅）が光出射部８よりも大きいと、フォトリソグラフィー加工におけるミスレジストレーション等のレンズ４の形成性に問題があって、レンズ４の裾野が所望する形状にならなかった場合にも、性能の劣化がないレンズ４を得られるため好ましい。上記の観点から、レンズの径（幅）は、光出射部８よりも５μｍ以上広いことが好ましく、１０μｍ以上広いことがより好ましく、２０μｍ以上広いことがさらに好ましい。

レンズ４は、光伝搬部３と同一材料からなる形態であってもよい。レンズ４が光伝搬部３と同一材料で形成することによって、レンズ４を透過する際の光の透過損失が抑えられると共に、光伝搬部３と同一工程で形成することができるため、光伝搬部３とレンズ４との高い位置合わせ精度が得られる。

レンズ４は、図１及び図２に示すように、基板１上に設けることが好ましい。基板１上にレンズ４を設けることで、光伝搬部３から出射された光のうち、Ｚ軸のマイナス方向に広がった光が基板１及び第１クラッド層２に入り込むことなく、レンズ４まで伝搬することができるため、良好な投影面を得られる効果がある。図１におけるレンズ４の厚さは、（光伝搬部３の厚さ）＋（第１クラッド層２の厚さ）となる。

レンズ４は、図３に示すように、第１クラッド層２上に設けてもよい。第１クラッド層２上にレンズ４を設けることで、第１クラッド層２のパターン加工が不要となる利点、また、第１クラッド層２とレンズ４との界面反射を利用した低光損失の効果がある。図３におけるレンズ４の厚さは、光伝搬部３の厚さと同じ厚さとなる。

レンズ４の曲率は、略平行光化又は集光可能であれば特に限定はない。レンズ４の曲率半径は、小型かつ効率的に略平行光化又は集光するという観点から、３０〜２０００μｍであることが好ましく、５０〜１０００μｍであることがより好ましく、７０〜２００μｍであることがさらに好ましい。

［保護部材］
第１の実施の形態に係る光デバイスは、レンズ４の光伝搬部方向後方に、レンズ４を保護する保護部材５を設けることが好ましい。保護部材５を設けることにより、異物の付着等によるレンズ４の表面の汚染や、傷等の発生を抑制することができる。
保護部材５の材料としては、伝搬する光の波長に対して、光の伝搬に悪影響の出ない程度の透明性を有していれば特に限定はないが、光伝搬部３と同一材料から形成すると透明性の懸念がないため好ましい。なお、第２クラッド層４が透明性を有している場合には、保護部材５の材料は、第２クラッド層４と同一材料であってもよい。
また、保護部材５には、図１に示すように、レンズ４から出射された光を受光する光ファイバ及びフォトダイオード等の光学素子１０の位置合わせをするための光学素子搭載溝９が形成されていることが好ましい。保護部材５に光学素子搭載溝９が形成されていることによって、光学素子１０と光伝搬部３との高い位置合わせ精度が得られ、レンズ４から出射された光を容易に光学素子１０に導入することができ、かつ光学素子１０を設置する際のレンズ４との一定の距離を確保することができる。この場合には、保護部材５の材料を光伝搬部３と同一材料にすることによって、光伝搬部３及び保護部材５を同時に形成することも可能となり、光学素子１０と光伝搬部３とのさらに高い位置合わせ精度を得ることができる。

［基板］
第１の実施の形態に係る光デバイスは、基板１を有することによって、光導波路に強靱性・剛性・フレキシブル性を付与する効果、光導波路の破断を抑制する効果がある。また、図１及び図２のようにレンズ４を形成するための土台や、保護部材５を形成するための土台として用いることができる。基板１が不要の場合には、少なくとも第１クラッド層２を形成した後で、第１クラッド層２及びレンズ４等から剥離除去してもよい。
上記の観点から、第１の実施の形態に係る光デバイスに用い得る基板１の材質としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、上記各基板上に樹脂層を有する樹脂層付き基板、上記各基板上に金属層を有する金属層付き基板、ＦＲ−４基板、電気配線板等が挙げられる。
なお、基板１と、第１クラッド層２、レンズ４、及び保護部材５との接着性がない場合、又は接着性が弱い場合には、基板１表面に接着層を設けた接着層付き基板であってもよく、基板１の表面に粗化処理や、カップリング処理を施した基板を用いてもよい。

光デバイスに剛性を付与したい場合には、基板１として剛性及び強靱性のある基板１を用いることが好ましく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、上記各基板上に樹脂層を有する樹脂層付き基板、上記各基板上に金属層を有する金属層付き基板、ＦＲ−４基板、電気配線板等が好適である。
このときの基板１の厚さは、特に限定はないが、基板１としての強度及び剛性が得られ、かつ低背な光デバイスが得られるという観点から、４０〜２０００μｍの範囲であることが好ましく、５０〜１０００μｍの範囲であることがより好ましい。

光デバイスに柔軟性を付与したい場合には、基板１として柔軟性及び強靭性のある基板１を用いることが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等が好適である。
このときの基板１の厚さは、特に限定はないが、基板１としての強度及びフレキシブル性が得られ、かつ低背な光デバイスが得られるという観点から、５〜２００μｍの範囲であることが好ましく、１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。

第１の実施の形態に係る光デバイスによれば、出射光のスポット径を小さくし、スポット径の縮小に伴って増大した反射角（広がり角）光をレンズ４によって略平行光化又は集光することによって、投影像の広がりを抑制することができる。

［光デバイスの製造方法］
第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法は、工程Ａ、工程Ｂ１、及び工程Ｃ１を含む。以下に、第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法について図２を用いて詳細に説明する。

［工程Ａ］
工程Ａとして、図４（ａ）に示すように、第１クラッド層２上に光伝搬部形成用樹脂３０を積層する。このとき、基板１上の第１クラッド層２がパターン化されている場合には、第１クラッド層２が積層されていない基板１上にも光伝搬部形成用樹脂３０が積層する。
光伝搬部形成用樹脂３０の積層方法としては特に限定はないが、例えば、第１クラッド層２上へワニス状の光伝搬部形成用樹脂組成物を塗布して積層する方法が挙げられる。ワニス状の樹脂組成物の塗布方法としては、スピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコータ、グラビアコーター等を用いることによってできる。ワニスは、あらかじめ溶媒等で希釈した後に上記の方法等で塗布し、溶媒を乾燥して形成してもよい。
別の方法としては、あらかじめフィルム状に塗工した光伝搬部形成用樹脂フィルムを第１クラッド層２上へ積層する方法が挙げられる。樹脂フィルムの積層方法としては、ロールラミネータ、真空ロールラミネータ、平板ラミネータ、真空平板ラミネータ、常圧プレス、真空プレス等を用いて適宜圧力や温度等を加えることによって第１クラッド層２上に積層することができる。

［工程Ｂ１］
工程Ｂ１として、図４（ｂ）に示すように、光伝搬部形成用樹脂３０をフォトリソグラフィー加工によって、光入射部７から光出射部８への光伝搬方向に向かう垂直断面積が小さくなる光伝搬部３、及び光出射部８の光伝搬方向後方にレンズ４を同時に形成する。垂直断面積は徐々に小さくなることが好ましい。
光伝搬部３とレンズ４とを同一材料から形成することができるため、レンズ４にも伝搬する光の波長に対する透明性が付与される。さらに、光伝搬部３及びレンズ４を同一工程で形成することによって、光伝搬部３とレンズ４との高い位置精度を得ることができる。
フォトリソグラフィー加工の方法としては特に限定はなく、工程Ａで形成した光伝搬部形成用樹脂層の上に、所望する光伝搬部３及びレンズ４の形状のマスクレジストを形成し、エッチングにより、光伝搬部３及びレンズ４を形成した後に、マスクレジストを除去する方法が挙げられる。別の方法としては、感光性の光伝搬部形成用樹脂層を用いて、光伝搬部３及びレンズ４の形状が描画された石英マスクやフィルムマスクを介し、マスク越しに樹脂を硬化し得る活性光線を光伝搬部形成用樹脂層に照射した後に、エッチングによって、光伝搬部３及びレンズ４を形成する方法が挙げられる。エッチングの方法としては、ドライエッチングでもウェットエッチングのどちらも採用することができる。ウェットエッチングによってエッチングする場合、未硬化の光伝搬部形成用樹脂を除去し得る各種溶剤や各種アルカリ水溶液、それらの混合溶液を用いることが好ましい。

工程Ｂ１において、さらにレンズ４（レンズ４形成予定箇所を含む）の光伝搬部方向後方に、レンズ４を保護する保護部材５を形成することが好ましい。
保護部材５を光伝搬部形成用樹脂層から形成することによって、保護部材５に伝搬する光の波長に対する透明性を付与することができる。さらに、保護部材５を光伝搬部３及びレンズ４と同一工程で形成することによって、光伝搬部３とレンズ４との高い位置精度を得ることができる。
保護部材５には、光ファイバ等の光学素子を固定するための光学素子搭載溝９を形成することができる。保護部材５に光学素子搭載溝９を形成する場合には、少なくとも光ファイバの先端、光ファイバの側面を固定するための部位を形成することが好ましい。
保護部材５を形成する方法としては、上述した光伝搬部３及び／又はレンズ４の形成方法と同様の方法で形成できる。

［工程Ｃ１］
工程Ｃ１として、図４（ｃ）に示すように、光伝搬部３及びレンズ４上に第２クラッド層形成用樹脂（図示せず）を積層し、第２クラッド層形成用樹脂をフォトリソグラフィー加工で、レンズ４の曲面部の少なくとも一部を露出させる第２クラッド層６を形成する。
フォトリソグラフィー加工の方法としては特に限定はなく、第２クラッド層形成用樹脂層の上に、所望する第２クラッド層６の形状のマスクレジストを形成し、エッチングにより、レンズ４の曲面部の少なくとも一部を開口し、かつ光伝搬部３を覆う第２クラッド層６を形成した後に、マスクレジストを除去する方法が挙げられる。別の方法としては、感光性の第２クラッド層形成用樹脂層を用いて、第２クラッド層６の形状が描画された石英マスクやフィルムマスクを介し、マスク越しに樹脂を硬化し得る活性光線を第２クラッド層形成用樹脂層に照射した後に、エッチングによって、パターン化された第２クラッド層を形成する方法が挙げられる。エッチングの方法としては、ドライエッチングでもウェットエッチングのどちらも採用することができるが、レンズ４を傷つけずに形成しやすいという観点から、ウェットエッチングで行うことが好ましい。ウェットエッチングによってエッチングする場合、未硬化の光伝搬部形成用樹脂を除去し得る各種溶剤や各種アルカリ水溶液、それらの混合溶液を用いることが好ましい。

［工程Ｄ］
工程Ａの前に、基板１上に第１クラッド層２を形成し、レンズ４の曲面形成部に該当する第１クラッド層２を除去する工程Ｄを有してもよい。レンズ４の曲面形成部に該当する第１クラッド層２を除去することにより、レンズ４の厚さを確保することができる。
第１クラッド層２の除去方法としては、特に限定はないが、上述した光伝搬部３の形成方法と同様の方法を採用することができる。特にフォトリソグラフィー加工を用いると、光伝搬部３、レンズ４、保護部材５等との高い位置合わせ精度が得られるため好ましい。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る光デバイスは、図５に示すように、第１の実施の形態に係る光デバイスと比して、第２クラッド層６を用いてレンズ４としている点が異なる。第２の実施の形態について以下詳述するが、第１の実施の形態に係る記載と実質的に同様である箇所の記載については、重複した記載となるので省略する。

レンズ４は、図５に示すように、第２クラッド層６と一体であり、クラッド層６と同一材料により形成されている。レンズ４が第２クラッド層６と同一材料であることにより、光伝搬部３よりも屈折率の低いレンズ４を形成することができるため、レンズ４と外部の屈折率差を小さくできる。このため、レンズ４から外部へ出射される際の光の反射損失を低減できる効果がある。
また、図５におけるレンズ４の厚さは、（第２クラッド層６の厚さ）＋（第１クラッド層２の厚さ）となる。つまり、第２クラッド層６をレンズ４とすることで、光出射部８から出射された光のうち、Ｚ軸のプラス方向及びマイナス方向に広がった光も効率的にＹ方向の略平行光化又は集光することができる。

［光デバイスの製造方法］
第２の実施の形態に係る光デバイスの製造方法は、工程Ａ、工程Ｂ２、及び工程Ｃ２を含む。以下に、第２の実施の形態に係る光デバイスの製造方法について図６を用いて詳細に説明する。

［工程Ａ］
工程Ａとして、図６（ａ）に示すように、第１クラッド層２上に光伝搬部形成用樹脂３０を積層する。このとき、基板１上の第１クラッド層２がパターン化されている場合には、第１クラッド層２が積層されていない基板１上にも光伝搬部形成用樹脂３０が積層する。

［工程Ｂ２］
工程Ｂ２として、図６（ｂ）に示すように、光伝搬部形成用樹脂３０をフォトリソグラフィー加工によって、光入射部７から光出射部８への光伝搬方向に向かう垂直断面積が（好ましくは徐々に）小さくなる光伝搬部３を形成する。
工程Ｂ２は、光伝搬部３を形成する工程であり、レンズ４は後の工程で形成するため、レンズ４を形成しないこと以外は、上述した工程Ｂ１と同様の方法で形成できる。

［工程Ｃ２］
工程Ｃ２として、図６（ｃ）に示すように、光伝搬部３上に第２クラッド層形成用樹脂（図示せず）を積層し、第２クラッド層形成用樹脂をフォトリソグラフィー加工で、少なくとも光出射部８の光伝搬方向後方にレンズ４を形成する。レンズ４と共に第２クラッド層を形成することが好ましい。
工程Ｃ２は、第２クラッド層６にレンズ４を形成すること以外は、上述した工程Ｃ１と同様の方法で形成できる。

［工程Ｄ］
工程Ａの前に、基板１上に第１クラッド層２を形成し、レンズ４の曲面形成部に該当する第１クラッド層２を除去する工程Ｄを有してもよい。レンズ４の曲面形成部に該当する第１クラッド層２を除去することにより、レンズ４の厚さを確保することができる。

このように形成された本発明の第２の実施の形態に係る光デバイスでも、第１の実施の形態に係る光デバイスと同様の効果を得ることができる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
（実施例１）
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
＜（Ａ）（メタ）アクリルポリマー（ベースポリマー）の作製＞
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量して移し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部、及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌した。更に９５℃で１時間撹拌を続けて、（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの溶液（固形分４５質量％）を得た。

＜重量平均分子量の測定＞
（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（東ソー株式会社製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．９×１０^４であった。なお、カラムは日立化成株式会社製「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」、「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
＜酸価の測定＞
（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価は（Ａ）（メタ）アクリルポリマー溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。

＜クラッド層形成用樹脂ワニスの調合＞
ベースポリマーとして、（Ａ）（メタ）アクリルポリマー溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業株式会社製「Ｕ−２００ＡＸ」）３３質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業株式会社製「ＵＡ−４２００」）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（住化バイエルウレタン株式会社製「スミジュールＢＬ３１７５」）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（チバ・ジャパン株式会社製「イルガキュア２９５９」）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・ジャパン株式会社製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を攪拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（アドバンテック東洋株式会社製「ＰＦ０２０」）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。

［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスを、支持フィルムであるＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製「コスモシャインＡ４１００」、厚さ５０μｍ）の非処理面上に、塗工機（株式会社ヒラノテクシード製「マルチコーターＴＭ−ＭＣ」）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスＡ３１」、厚さ２５μｍ）を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。
このとき、クラッド層形成用樹脂ワニスより形成される樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能である。
硬化後のクラッド層の屈折率は１．４９６であった。

［光伝搬部形成用樹脂フィルムの作製］
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（東都化成株式会社製「フェノトートＹＰ−７０」）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（新中村化学工業株式会社製「Ａ−ＢＰＥＦ」）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（新中村化学工業株式会社製「ＥＡ−１０２０」）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（チバ・ジャパン株式会社製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（チバ・ジャパン株式会社製「イルガキュア２９５９」）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上述のクラッド層形成用樹脂ワニスの調合と同様の方法及び条件で光伝搬部形成用樹脂ワニスを調合した。その後、上記と同様の方法及び条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られた光伝搬部形成用樹脂ワニスを、支持フィルムであるＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製「コスモシャインＡ１５１７」、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスＡ３１」、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、光伝搬部形成用樹脂フィルムを得た。
このとき、光伝搬部形成用樹脂ワニスより形成される樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能である。
硬化後の光伝搬部の屈折率は１．５７７であった。

［図１の光デバイスの作製例］
＜第１クラッド層の形成＞
基板１として１００ｍｍ×１００ｍｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン株式会社製ポリイミド「カプトンＥＮ」、厚さ；２５μｍ）を用い、一方の面に、上記で得られた厚さ１５μｍの第１クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製「ＭＶＬＰ−５００」）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度９０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製「ＥＸＭ−１１７２」）を用いて、開口部（２ｍｍ×１２ｍｍ×２箇所）を有するネガ型フォトマスクを介して、第１クラッド層形成用樹脂フィルムの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３５０ｍＪ／ｃｍ^２で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて、未硬化の第１クラッド層形成用樹脂を除去し、次いで水洗浄を行い、さらに上記紫外線露光機を用いて３．０Ｊ／ｃｍ^２照射し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、パターン化した第１クラッド層２を形成した（図４（ａ）参照）。

＜光伝搬部の形成＞
次いで、上記で形成した第１クラッド層２形成面側から、上記で得られた厚さ６５μｍの光伝搬部形成用樹脂フィルムを、保護フィルムを剥離した後に、ロールラミネータ（日立化成テクノプラント株式会社製「ＨＬＭ−１５００」）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件をラミネートし、次いで上記の真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製「ＭＶＬＰ−５００」）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着した。

続いて、光入射部７の幅が１００μｍ、光出射部８（レンズ４との接合点）の幅が５０μｍ、光伝搬部３の長さが１０ｍｍ、レンズ径が７５μｍ、レンズ曲率半径が６０μｍ、レンズ４との間隙が４０μｍで、光学素子搭載溝９までのＸ方向の幅が５０μｍ、光学素子搭載溝９の幅が１２７μｍの溝が形成できるネガ型フォトマスクを光伝搬部３が第１クラッド層２上に、レンズ４及び保護部材５が基板１上になるように位置合わせをし、支持フィルム側から上記紫外線露光機を用いて、紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．８Ｊ／ｃｍ^２で照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、支持フィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いてエッチングした。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、光伝搬部３、レンズ４、光学素子搭載溝９付きの保護部材５をそれぞれ形成した。光伝搬部３の第１クラッド層２上の厚さが５０μｍ、レンズ４及び保護部材５の基板１表面からの厚さは６５μｍであった（図４（ｂ）参照）。

＜第２クラッド層の形成＞
得られた光伝搬部３上から、上記で得られた厚さ８０μｍの第２クラッド層形成用樹脂フィルムを、保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製「ＭＶＬＰ−５００」）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。
続いて、第１クラッド層２を形成した際に用いたネガ型フォトマスクの開口部を第１クラッド層２と位置合わせし、上記紫外線露光機を用いて、第２クラッド層形成用樹脂フィルムの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３５０ｍＪ／ｃｍ^２で照射し、その後、支持フィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて、レンズ４、保護部材５近傍の未硬化の第２クラッド層形成用樹脂層をエッチング除去し、次いで水洗浄を行い、さらに上記紫外線露光機を用いて３．０Ｊ／ｃｍ^２照射し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化した。第２クラッド層の基板１表面からの厚さは８０μｍ上であった（図４（ｃ）参照）。

＜外形加工＞
得られた光デバイスの光入射部７を図１中Ｙ方向に、ダイシングソー（株式会社ディスコ社製「ＤＡＣ５５２」）を用いて基板１を切断すると共に、端面を平滑化した。
さらに、光学素子搭載溝９が０．５ｍｍになるように上記ダイシングソーを用いて切断した。

［光デバイスの評価］
得られた光デバイスの光学素子搭載溝９にコア直径６２．５μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバ（光学素子）１０を搭載し、入射側からコア直径５０μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバを用いて、８５０ｎｍの赤外光を入射した。
光伝搬損失は１．９ｄＢであり、光入射部７側の光ファイバをＹ方向に１０μｍ移動させたところ２．０ｄＢ（Δ＋０．１ｄＢ）であった。

（実施例２）
実施例１において、光入射部７の幅が３１０μｍ、光出射部８（レンズ４との接合点）の幅が９０μｍ、光伝搬部３の長さが１０ｍｍ、レンズ径が１００μｍ、レンズ曲率半径が６０μｍに変更し、保護部材５を形成しなかった以外は同様の方法で光デバイスを作製した。

［光デバイスの評価］
得られた光デバイスの光入射部７にコア直径５０μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバを３本Ｙ方向に配列させ、中央に４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。
レンズ４から５ｃｍ先に投影した像は白色であり、色むらも少なく良好であった。

（実施例３）
実施例１において、光入射部７の幅が３１０μｍ、光出射部８（レンズ４との接合点）の幅が９０μｍ、光伝搬部３の長さが１０ｍｍ、円柱レンズの直径が１２０μｍ、円柱レンズの曲率半径が６０μｍ、保護部材５を形成しなかった以外は同様の方法で光デバイスを作製した（図２参照）。

［光デバイスの評価］
得られた光デバイスの光入射部７にコア直径５０μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバを３本Ｙ方向に配列させ、中央に４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。
レンズ４から５ｃｍ先に投影した像は白色であり、色むらも少なく良好であった。

（実施例４）
実施例２の光伝搬部３と同一形状で、保護部材５のみが実施例１と同様のネガ型フォトマスクを用い、実施例１と同様の工程で、第１クラッド層２をパターン化せず、外形加工時に、保護部材５が図２中Ｘ方向の幅が５０μｍになるようにした以外は同様の方法で光デバイスを作製した（図３参照）。

［光デバイスの評価］
得られた光デバイスの光入射部７にコア直径５０μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバを３本Ｙ方向に配列させ、中央に４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。
レンズ４から５ｃｍ先に投影した像は白色であり、色むらも少なく良好であったが、図中Ｚ方向−方向の第１クラッド層２の陰影が映り込んでいた。

（実施例５）
実施例２において、レンズ４を形成しないネガ型フォトマスクを用いて光伝搬部３及び保護部材５を形成し（図６（ｂ）参照）、第２クラッド層６形成工程において、レンズ径が７５μｍ、レンズ曲率半径が６０μｍのレンズ４を形成し得るネガ型フォトマスクを用いて第２クラッド層６とレンズ４を同時に形成した（図６（ｃ）参照）。それ以外は同様の方法で光デバイスを作製した（図５参照）。

［光デバイスの評価］
得られた光デバイスの光学素子搭載溝９に直径１２５μｍ、長さ５ｃｍで円柱のガラス棒状のロットファイバ（光学素子）１０を搭載し、光入射部７にコア直径５０μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバを３本Ｙ方向に配列させ、中央に４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。
ロットファイバ（光学素子）１０の端部から１ｃｍ先に投影した像は白色であり、色むらも少なく良好であった。

（比較例１）
実施例１において、レンズ４を形成しなかった以外は同様の方法で光デバイスを作製した。

［光デバイスの評価］
得られた光デバイスの光学素子搭載溝９にコア直径６２．５μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバ（光学素子）１０を搭載し、入射側からコア直径５０μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバを用いて、８５０ｎｍの赤外光を入射した。
光伝搬損失は２．４ｄＢであり、光入射部７側の光ファイバをＹ方向に１０μｍ移動させたところ２．７ｄＢ（Δ＋０．３ｄＢ）であった。

（比較例２）
実施例１において、略直方体の第２クラッド層６中にレンズ４を形成した以外は同様の方法で光デバイスを作製した。

［光デバイスの評価］
得られた光デバイスの光学素子搭載溝９にコア直径６２．５μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバ１０を搭載し、入射側からコア直径５０μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバを用いて、８５０ｎｍの赤外光を入射した。
光伝搬損失は２．３ｄＢであり、光入射部７側の光ファイバをＹ方向に１０μｍ移動させたところ２．５ｄＢ（Δ＋０．２ｄＢ）であった。

（比較例３）
実施例２において、レンズ４を形成しなかった以外は同様の方法で光デバイスを作製した。

［光デバイスの評価］
得られた光デバイスの光入射部７にコア直径５０μｍ、クラッド直径１２５μｍの光ファイバを３本Ｙ方向に配列させ、中央に４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。
レンズ４から５ｃｍ先に投影した像は干渉縞があらわれ、色むらも大きかった。

本発明の光デバイスは、光学素子と接続する際の位置合わせトレランスを確保し、複数の光の合波が可能で、投影像の広がりの抑制が可能な小型の光デバイスであり、したがって光信号伝搬効率に優れているため、各種光学装置、照明、内視鏡、映像投影用光源、光インターコネクション等の幅広い分野に適用可能である。

１…基板
２…第１クラッド層
３…光伝搬部
４…レンズ
５…保護部材
６…第２クラッド層
７…光入射部
８…光出射部
９…光学素子搭載溝
１０…光学素子
３０…光伝搬部形成用樹脂

Claims (17)

1. 第１クラッド層上に設けられ、前記第１クラッド層よりも高屈折率であり、光入射部から光出射部への光伝搬方向に向かう垂直断面積が小さくなる光伝搬部と、
   前記光出射部の光伝搬方向後方に設けられ、前記光出射部からの光を略平行光化する又は集光するレンズ
   とを備える光デバイス。
2. 前記光伝搬部の上方からの平面形状がテーパ形状である請求項１に記載の光デバイス。
3. 前記光伝搬部の厚さが一定である請求項１又は２に記載の光デバイス。
4. 前記光伝搬部を覆うように設けられ、前記光伝搬部よりも低屈折率な第２クラッド層をさらに備える請求項１〜３のいずれかに記載の光デバイス。
5. 前記レンズの曲面部の少なくとも一部が、前記第２クラッド層から露出している請求項４に記載の光デバイス。
6. 前記レンズが、前記光伝搬部又は／及び前記第２クラッド層と同一材料からなる請求項４又は５に記載の光デバイス。
7. 前記レンズが円柱レンズである請求項１〜６のいずれかに記載の光デバイス。
8. 前記第１クラッド層及び前記レンズの曲面部の少なくとも一部が、同一表面に設けられた基板を備える請求項１〜７のいずれかに記載の光デバイス。
9. 前記光入射部から入射される光が、２つ以上の発光素子からの光である請求項１〜８のいずれかに記載の光デバイス。
10. 前記レンズの光伝搬部方向後方に、前記レンズを保護する保護部材を備える請求項１〜９のいずれかに記載の光デバイス。
11. 前記保護部材が、前記レンズから出射された光を受光する光学素子の位置合わせをするための光学素子搭載溝を備える請求項１０に記載の光デバイス。
12. 第１クラッド層上に光伝搬部形成用樹脂を積層する工程Ａと、
    前記光伝搬部形成用樹脂をフォトリソグラフィー加工によって、光入射部から光出射部への光伝搬方向に向かう垂直断面積が小さくなる光伝搬部、及び前記光出射部の光伝搬方向後方にレンズを同時に形成する工程Ｂ１
    とを含む光デバイスの製造方法。
13. 、
    前記光伝搬部及び前記レンズ上に第２クラッド層形成用樹脂を積層し、前記第２クラッド層形成用樹脂をフォトリソグラフィー加工で、前記レンズの曲面部の少なくとも一部を露出させる第２クラッド層を形成する工程Ｃ１を含む請求項１２に記載の光デバイスの製造方法。
14. 第１クラッド層上に光伝搬部形成用樹脂を積層する工程Ａと、
    前記光伝搬部形成用樹脂をフォトリソグラフィー加工によって、光入射部から光出射部への光伝搬方向に向かう垂直断面積が小さくなる光伝搬部を形成する工程Ｂ２と、
    前記光伝搬部上に第２クラッド層形成用樹脂を積層し、前記第２クラッド層形成用樹脂をフォトリソグラフィー加工で、少なくとも前記光出射部の光伝搬方向後方にレンズを形成する工程Ｃ２
    とを含む光デバイスの製造方法。
15. 工程Ｃ２が、フォトリソグラフィー加工で、第２クラッド層及び前記光出射部の光伝搬方向後方にレンズを形成する工程である請求項１４記載の光デバイスの製造方法。
16. 前記工程Ａの前に、前記第１クラッド層を基板上に形成し、前記レンズの曲面形成部に該当する第１クラッド層を除去する工程Ｄを有する請求項１２〜１５のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。
17. 前記工程Ｂ１又は前記工程Ｂ２において、前記レンズの光伝搬部方向後方に前記レンズを保護する保護部材を、前記光伝搬部と同時に形成する請求項１２〜１６のいずれかに記載の光デバイスの製造方法。