(57)【要約】【課題】交差部における光損失や光搬送波の混信を抑制し、高品質の光通信が可能な交差導波路、および光損失を抑制し、高品質の光通信が可能な光導波路を提供すること。【解決手段】交差導波路１０は、第１のコア部１４１と、第１のコア部１４１を覆う側面クラッド部１５とを備える第１の光導波路１と、第２のコア部１４２と、第２のコア部１４２を覆う側面クラッド部１５とを備える第２の光導波路２とを有し、各コア部１４１、１４２同士が交わるように第１の光導波路１と第２の光導波路２とが交差してなる導波路であって、導波路の交差部１４３よりも第１の光導波路１の入射側部分において、第１のコア部１４１の幅が、第１の光導波路１中の光の伝搬方向に進むにつれて徐々に拡大するように、第１のコア部１４１と側面クラッド部１５との境界面と第２のコア部１４２と側面クラッド部１５との境界面との交差部近傍がテーパー状になっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコア部と、該第１のコア部を囲むように設けられたクラッド部とを備える第１の光導波路と、第２のコア部と、該第２のコア部を囲むように設けられたクラッド部とを備える第２の光導波路とが、前記第１のコア部と前記第２のコア部とが同一の平面上で交わるよう配置された交差導波路であって、
前記第１の光導波路と前記第２の光導波路との交差点よりも前記第１の光導波路の光の入射側に位置する入射側部分から前記交差点に向けて、前記平面上で見たときの前記第１のコア部の幅が徐々に拡大するようなテーパー状をなす部分を有していることを特徴とする交差導波路。
【請求項２】
前記入射側部分において、前記テーパー状をなす部分の、前記第１のコア部の光軸に対するテーパー角度は、前記第１の光導波路中を伝搬する光の伝搬角度より小さい請求項１に記載の交差導波路。
【請求項３】
前記入射側部分において、前記テーパー状をなす部分の、前記第１のコア部の光軸に沿う長さは、前記第１のコア部の最狭部の幅の５倍以上である請求項１または２に記載の交差導波路。
【請求項４】
前記入射側部分において、前記テーパー状をなす部分は、該部分で前記第１の光導波路を伝搬する光を反射することにより、該光の伝搬モードを、より低次側に変更する機能を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の交差導波路。
【請求項５】
前記第１の光導波路と前記第２の光導波路との交差点から、該交差点よりも前記第１の光導波路の光の出射側に位置する出射側部分に向けて、前記平面上で見たときの前記第１のコア部の幅が徐々に縮小するようなテーパー状をなす部分を有している請求項１ないし４のいずれかに記載の交差導波路。
【請求項６】
前記出射側部分において、前記テーパー状をなす部分の、前記第１のコア部の光軸に対するテーパー角度は、前記第１の光導波路の臨界角から、前記第１の光導波路中の光の伝搬角度を除した角度よりも小さい請求項５に記載の交差導波路。
【請求項７】
前記出射側部分において、前記テーパー状をなす部分の、前記第１のコア部の光軸に対するテーパー角度は、前記第１のコア部の幅の縮小率が０．５〜４０％になるような角度になっている請求項５または６に記載の交差導波路。
【請求項８】
前記出射側部分において、前記テーパー状をなす部分の、前記第１のコア部の光軸に沿う長さは、前記第１のコア部の最狭部の幅の５倍以上である請求項５ないし７のいずれかに記載の交差導波路。
【請求項９】
前記第１の光導波路と前記第２の光導波路との交差点近傍の前記第２のコア部内に、前記第２のコア部を横切るように設けられ、前記第２のコア部より屈折率の低い帯状クラッド部を有する請求項１ないし８のいずれかに記載の交差導波路。
【請求項１０】
前記第１の光導波路は、マルチモードに対応したものである請求項１ないし９のいずれかに記載の交差導波路。
【請求項１１】
コア部と、該コア部を囲むように設けられたクラッド部とを備える光導波路であって、
前記コア部の途中または光の入射側端部近傍に設けられ、当該光導波路の光の入射側から出射側に向かって前記コア部の径が徐々に拡大するようなテーパー状をなす拡径部分を有していることを特徴とする光導波路。
【請求項１２】
さらに、前記拡径部分より出射側の、前記コア部の途中または光の出射側端部近傍に設けられ、当該光導波路の光の入射側から出射側に向かって前記コア部の径が徐々に縮小するようなテーパー状をなす縮径部分を有している請求項１１に記載の光導波路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交差導波路および光導波路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光搬送波を使用してデータを移送する光通信がますます重要になっている。このような光通信において、光搬送波を一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が使用されている。
【０００３】
この光導波路は、例えば、長尺状のコア部と、このコア部の側面を囲うように設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光搬送波の光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。
【０００４】
このような光導波路は、一般に配線基板の表面上に配設されている。また、この配線基板上には、発光素子や受光素子が搭載されており、発光素子から出射された光信号は、光導波路を伝搬して受光素子により受信される。
【０００５】
ところが、配線基板上の光導波路の配設密度が向上するにつれて、光導波路を交差させる必要性が生じる。この場合、製造容易性および配線基板の薄型化の観点から、光導波路の交差は、立体交差でなく、それぞれのコア部同士が交わるようにして同一平面上での交差が一般的である。
【０００６】
例えば、特許文献１には、２本の光導波路をＸ字状に交差してなる交差導波路構造が開示されている。
【０００７】
しかしながら、光導波路同士を単に交差させただけでは、交差部における光損失が大きくなったり、交差部において光搬送波の混信が生じたりして、光通信の品質が低下することが問題となっている。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２３００１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、交差部における光損失や光搬送波の混信を抑制し、高品質の光通信が可能な交差導波路、および光損失を抑制し、高品質の光通信が可能な光導波路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１）  第１のコア部と、該第１のコア部を囲むように設けられたクラッド部とを備える第１の光導波路と、第２のコア部と、該第２のコア部を囲むように設けられたクラッド部とを備える第２の光導波路とが、前記第１のコア部と前記第２のコア部とが同一の平面上で交わるよう配置された交差導波路であって、
前記第１の光導波路と前記第２の光導波路との交差点よりも前記第１の光導波路の光の入射側に位置する入射側部分から前記交差点に向けて、前記平面上で見たときの前記第１のコア部の幅が徐々に拡大するようなテーパー状をなす部分を有していることを特徴とする交差導波路。
【００１１】
（２）  前記入射側部分において、前記テーパー状をなす部分の、前記第１のコア部の光軸に対するテーパー角度は、前記第１の光導波路中を伝搬する光の伝搬角度より小さい上記（１）に記載の交差導波路。
【００１２】
（３）  前記入射側部分において、前記テーパー状をなす部分の、前記第１のコア部の光軸に沿う長さは、前記第１のコア部の最狭部の幅の５倍以上である上記（１）または（２）に記載の交差導波路。
【００１３】
（４）  前記入射側部分において、前記テーパー状をなす部分は、該部分で前記第１の光導波路を伝搬する光を反射することにより、該光の伝搬モードを、より低次側に変更する機能を有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の交差導波路。
【００１４】
（５）  前記第１の光導波路と前記第２の光導波路との交差点から、該交差点よりも前記第１の光導波路の光の出射側に位置する出射側部分に向けて、前記平面上で見たときの前記第１のコア部の幅が徐々に縮小するようなテーパー状をなす部分を有している上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の交差導波路。
【００１５】
（６）  前記出射側部分において、前記テーパー状をなす部分の、前記第１のコア部の光軸に対するテーパー角度は、前記第１の光導波路の臨界角から、前記第１の光導波路中の光の伝搬角度を除した角度よりも小さい上記（５）に記載の交差導波路。
【００１６】
（７）  前記出射側部分において、前記テーパー状をなす部分の、前記第１のコア部の光軸に対するテーパー角度は、前記第１のコア部の幅の縮小率が０．５〜４０％になるような角度になっている上記（５）または（６）に記載の交差導波路。
【００１７】
（８）  前記出射側部分において、前記テーパー状をなす部分の、前記第１のコア部の光軸に沿う長さは、前記第１のコア部の最狭部の幅の５倍以上である上記（５）ないし（７）のいずれかに記載の交差導波路。
【００１８】
（９）  前記第１の光導波路と前記第２の光導波路との交差点近傍の前記第２のコア部内に、前記第２のコア部を横切るように設けられ、前記第２のコア部より屈折率の低い帯状クラッド部を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の交差導波路。
【００１９】
（１０）  前記第１の光導波路は、マルチモードに対応したものである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の交差導波路。
【００２０】
（１１）  コア部と、該コア部を囲むように設けられたクラッド部とを備える光導波路であって、
前記コア部の途中または光の入射側端部近傍に設けられ、当該光導波路の光の入射側から出射側に向かって前記コア部の径が徐々に拡大するようなテーパー状をなす拡径部分を有していることを特徴とする光導波路。
【００２１】
（１２）  さらに、前記拡径部分より出射側の、前記コア部の途中または光の出射側端部近傍に設けられ、当該光導波路の光の入射側から出射側に向かって前記コア部の径が徐々に縮小するようなテーパー状をなす縮径部分を有している上記（１１）に記載の光導波路。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、２本の光導波路が交差しており、交差部近傍においてコア部とクラッド部との境界面の一部にテーパー部が形成されていることにより、光導波路を伝搬する光が、交差する他の光導波路との交差部近傍において外部に漏れ出たり、他の光導波路に混信したりするのが抑制され、高品質の光通信が可能な交差導波路を提供することができる。
【００２３】
また、光導波路の交差部より入射端側において、テーパー部のテーパー角度を、コア部を伝搬する光の伝搬角度より小さくすることにより、テーパー部は、高次モードの光を反射し、より低次の光に確実に変換することができる。これにより、高次モードの光がより低次のモードに変換されることにより、光路長が短くなり、全反射回数が少なくなることで損失特性を向上することができるという利点と、信号光の伝搬速度が安定するのでモード分散による伝送特性の劣化が抑えられる利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の交差導波路および光導波路について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の交差導波路の実施形態を示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図、図２は、図１に示す交差導波路のコア層のみを示す平面図、図３は、図２に示すコア層を伝搬する光の伝搬経路の一例を示す図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」という。また、図１は、層の厚さ方向（図１の上下方向）が誇張して描かれている。
【００２６】
図１に示す交差導波路１０は、図１において下側からクラッド層（クラッド部）１１、コア層１３およびクラッド層（クラッド部）１２をこの順に積層してなるものであり、コア層１３には、互いに交差する２本のコア部（第１のコア部１４１と第２のコア部１４２）と、これらのコア部１４１、１４２に隣接する側面クラッド部１５とが形成されている。
【００２７】
図１に示す交差導波路１０は、第１のコア部１４１の入射端１４１ａに入射された光を、第１のコア部１４１とクラッド部１６（各クラッド層１１、１２および側面クラッド部１５）との界面で次々と全反射させ、出射端側に（図１に示す矢印の方向に）伝搬することにより、第１のコア部１４１の出射端１４１ｂから取り出すことができる。そして、出射端１４１ｂで受光した光の明滅パターンに基づいて光通信を行うことができる。
【００２８】
また、第２のコア部１４２も、第１のコア部１４１と同様、第２のコア部１４２の入射端１４２ａに入射された光を、第２のコア部１４２とクラッド部１６との界面で次々と全反射させ、出射端側に（図１に示す矢印の方向に）伝搬することにより、第２のコア部１４２の出射端１４２ｂから取り出すことができる。これにより、第２のコア部１４２では、第１のコア部１４１を伝搬する光信号とは独立して光信号を伝搬し、光通信を行うことができる。
【００２９】
すなわち、交差導波路１０は、第１のコア部１４１とそれを囲うように設けられたクラッド部１６とで構成される第１の光導波路１と、この第１の光導波路１と同一の平面上で交差し、第２のコア部１４２とそれを囲うように設けられたクラッド部１６とで構成される第２の光導波路２とを備えるものである。
【００３０】
各コア部１４１、１４２とクラッド部１６との界面でそれぞれ全反射を生じさせるためには、界面に屈折率差が存在する必要がある。各コア部１４１、１４２の屈折率は、クラッド部１６の屈折率より高ければよく、その差は特に限定されないものの、０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。なお、屈折率差の上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは２．０％程度とされる。屈折率差が前記下限値未満であると光を伝搬する効果が低下する場合があり、また、前記上限値を超えても、光の伝搬効果のそれ以上の増大は期待できない。
【００３１】
なお、前記屈折率差とは、各コア部１４１、１４２の屈折率をＡ、クラッド部１６の屈折率をＢとしたとき、次式で表わされる。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００
【００３２】
また、図１に示す構成では、第１のコア部１４１および第２のコア部１４２は、平面視で互いに軸線（光軸）が直交しており、各コア部１４１、１４２の重複部分が交差部１４３（交差点）を形成している。
【００３３】
ここで、第１のコア部１４１とクラッド部１６との境界面のうち、交差部１４３より第１のコア部１４１の入射端１４１ａ側に位置するものを境界面１７１ａとし、出射端１４１ｂ側に位置するものを境界面１７１ｂとする。
【００３４】
また、第２のコア部１４２とクラッド部１６との境界面のうち、交差部１４３より第２のコア部１４２の入射端１４２ａ側に位置するものを境界面１７２ａとし、出射端１４２ｂ側に位置するものを境界面１７２ｂとする。
【００３５】
図１に示す交差導波路１０では、交差部１４３近傍において、各境界面１７１ａ、１７１ｂがテーパー状になっている。
【００３６】
具体的には、第１のコア部１４１の幅（前記平面で見たときの幅）は、図２に示すように、入射端１４１ａ付近ではＷ１であるが、交差部１４３近傍では光の伝搬方向に進むにつれて徐々に拡大している。また、境界面１７１ａが境界面１７２ａおよび境界面１７２ｂと交わる位置では、第１のコア部１４１の幅はＷ２まで広がっている。そして、境界面１７１ａは、その一部に、第１のコア部１４１の軸線Ｍ（光軸）に対して図２に示すテーパー角度θ１で傾斜したテーパー面１８０ａ（テーパー状をなす部分）を有している。
【００３７】
また、交差部１４３より出射端１４１ｂ側では、第１のコア部１４１の幅は、境界面１７１ｂが境界面１７２ａおよび境界面１７２ｂと交わる位置ではＷ３であるが、光の伝搬方向に進むにつれて徐々に縮小している。また、出射端１４１ｂ付近ではＷ４まで縮小している。そして、境界面１７１ｂは、その一部に、第１のコア部１４１の軸線Ｍに対して図２に示すテーパー角度θ２で傾斜したテーパー面１８０ｂ（テーパー状をなす部分）を有している。
【００３８】
また、第１のコア部１４１および第２のコア部１４２は、それぞれ、その横断面形状が正方形または矩形（長方形）のような四角形をなしている。
【００３９】
第１のコア部１４１および第２のコア部１４２の幅（Ｗ１〜Ｗ４）および高さは、特に限定されないが、それぞれ、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。
【００４０】
また、図１に示す交差導波路１０は、第２のコア部１４２の交差部１４３近傍のうち、第２のコア部１４２の入射端１４２ａ側に、第２のコア部１４２を横切るように設けられた、平面視で帯状をなす混信防止クラッド（帯状クラッド部）１９２ａを有している。さらに、第２のコア部１４２の交差部１４３近傍のうち、第２のコア部１４２の出射端１４２ｂ側には、第２のコア部１４２を横切るように設けられた、平面視で帯状をなす混信防止クラッド（帯状クラッド部）１９２ｂを有している。
【００４１】
これらの帯状をなす混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂは、それぞれの軸線が、第１のコア部１４１の軸線に対して平行になるよう設けられている。そして、これらの混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂは、それぞれの屈折率が前記第２のコア部１４２の屈折率よりも小さいものである。これにより、各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂは、第１のコア部１４１を伝搬する光が、第２のコア部１４２に向かったとしても、図３に一点鎖線の矢印で示すように、その光を全反射して、第２のコア部１４２に侵入するのを防止することができる。一方、第２のコア部１４２を伝搬する光は、各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂに対して小さい入射角で入射するため、全反射されることなく透過する。すなわち、各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂは、不本意にも第２のコア部１４２に侵入した侵入光が、第２のコア部１４２を伝搬する光にとってのノイズ光になってしまうのを防止する機能を有するものである。
【００４２】
なお、各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂの屈折率は、第１のコア部１４１を伝搬する光を全反射し得る程度に第２のコア部１４２の屈折率より小さければよいが、その屈折率差は、０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。なお、屈折率差の上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。
【００４３】
また、帯状をなす各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂの幅Ｗ５は、好ましくは１０μｍ以下程度、より好ましくは５μｍ程度以下、さらに好ましくは１〜２μｍ程度とされる。各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂの幅Ｗ５を前記範囲内とすることにより、各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂは、第２のコア部１４２中における光の伝搬を著しく阻害することなく、第１のコア部１４１を伝搬する光が第２のコア部１４２中に混信するのを確実に防止し得るものとなる。
【００４４】
上述したように、各コア部１４１、１４２は、クラッド部１６および各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂに比べて屈折率が高くなっているが、各コア部１４１、１４２、クラッド部１６および各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂの各構成材料は、それぞれ上記の屈折率差が生じる材料であれば特に限定されない。本実施形態では、各コア部１４１、１４２、側面クラッド部１５および各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂは同一の材料（コア層１３）で構成されており、各コア部１４１、１４２、側面クラッド部１５および各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂのそれぞれの間における屈折率差は、材料の化学構造の差異により発現している。
【００４５】
コア層１３の構成材料には、各コア部１４１、１４２を伝搬する光に対して実質的に透明な材料であればいかなる材料をも用いることができるが、具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等を用いることができる。
【００４６】
このうち、本実施形態のように化学構造の差異により屈折率差を発現させるためには、紫外線、電子線のような活性エネルギー線の照射により（あるいはさらに加熱することにより）屈折率が変化する材料であるのが好ましい。
【００４７】
このような材料としては、例えば、活性エネルギー線の照射や加熱により、少なくとも一部の結合が切断したり、少なくとも一部の官能基が脱離する等して、化学構造が変化し得る材料が挙げられる。
【００４８】
具体的には、ポリシラン（例：ポリメチルフェニルシラン）、ポリシラザン（例：ペルヒドロポリシラザン）等のシラン系樹脂の他、前述したような構造変化を伴う材料のベースとなる樹脂としては、分子の側鎖または末端に官能基を有する以下の（１）〜（６）のような樹脂が挙げられる。（１）ノルボルネン型モノマーを付加（共）重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加（共）重合体、（２）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、（３）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体、（４）ノルボルネン型モノマーの開環（共）重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（５）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（６）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂等のノルボルネン系樹脂、その他、光硬化反応性モノマーを重合することにより得られるアクリル系樹脂、エポキシ樹脂。
【００４９】
なお、これらの中でも特にノルボルネン系樹脂が好ましい。これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。
【００５０】
一方、クラッド層１１および１２は、それぞれ、各コア部１４１、１４２の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものである。このような構成により、各コア部１４１、１４２は、その外周をクラッド部１６に囲まれた導光路として機能する。
【００５１】
クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さ（各コア部１４１、１４２の平均高さ）の０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．３〜１．２５倍程度であるのがより好ましく、具体的には、クラッド層１１、１２の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜３０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、交差導波路１０が不要に大型化（厚膜化）するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。
【００５２】
また、クラッド層１１および１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特にノルボルネン系ポリマーが好ましい。
【００５３】
なお、本実施形態では、コア層１３の構成材料と、クラッド層１１、１２の構成材料との間で、両者の間の屈折率差を考慮して適宜異なる材料を選択して使用することが可能である。したがって、コア層１３とクラッド層１１、１２との境界において光を確実に全反射させるため、十分な屈折率差が生じるように材料を選択すればよい。これにより、交差導波路１０の厚さ方向において十分な屈折率差が得られ、各コア部１４１、１４２からクラッド層１１、１２に光が漏れ出るのを抑制することができる。その結果、各コア部１４１、１４２を伝搬する光の減衰を抑制することができる。
【００５４】
また、光の減衰を抑制する観点からは、コア層１３とクラッド層１１、１２との間の密着性が高いことが好ましい。したがって、クラッド層１１、１２の構成材料は、コア層１３の構成材料よりも屈折率が低く、かつコア層１３の構成材料と密着性が高いという条件を満たすものであれば、いかなる材料であってもよい。
【００５５】
例えば、比較的低い屈折率を有するノルボルネン系ポリマーとしては、末端にエポキシ構造を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。かかるノルボルネン系ポリマーは、特に低い屈折率を有するとともに、密着性が良好である。
【００５６】
また、ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高いため、かかるノルボルネン系ポリマーを用いることにより、交差導波路１０に高いフレキシビリティ（可撓性）を付与することができる。
【００５７】
アルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアルキル基としては、例えば、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられるが、ヘキシル基が特に好ましい。なお、これらのアルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。
【００５８】
ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系ポリマー全体の屈折率が上昇するのを防止することができる。また、ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を有するノルボルネン系ポリマーは、前述したような波長領域（特に、８５０ｎｍ付近の波長領域）の光に対する透過率が優れることから好ましい。
【００５９】
なお、クラッド層１１、側面クラッド部１５およびクラッド層１２の構成材料は、それぞれ、同一（同種）のものでも異なるものでもよいが、これらは、屈折率が近似しているものであるのが好ましい。
【００６０】
このような本発明の交差導波路１０は、各コア部１４１、１４２の材料の光学特性等によっても若干異なり、特に限定されないが、例えば、６００〜１５５０ｎｍ程度の波長領域の光を使用したデータ通信において好適に使用される。
【００６１】
ここで、従来の交差導波路について説明する。
図１２は、従来の交差導波路を示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図、図１３は、図１２に示すコア層を伝搬する光の伝搬経路の一例を示す図である。なお、以下の説明では、図１２中の上側を「上」、下側を「下」という。また、図１２は、層の厚さ方向（図１２の上下方向）が誇張して描かれている。
【００６２】
図１２に示す交差導波路９０は、第１のコア部とクラッド部との境界面の形状、および、第２のコア部とクラッド部との境界面の形状が異なること以外は、図１に示す交差導波路１０と同様である。
【００６３】
図１２に示すコア層９３には、互いに交差する２本のコア部（第１のコア部９４１と第２のコア部９４２）と、これらのコア部９４１、９４２に隣接する側面クラッド部９５とが形成されている。
【００６４】
そして、第１のコア部９４１および第２のコア部９４２は、平面視で互いに軸線が直交しており、各コア部９４１、９４２の重複部分が交差部９４３を形成している。
【００６５】
ここで、図１２に示す交差導波路９０では、第１のコア部９４１と側面クラッド部９５との境界面９７１が、第２のコア部９４２と側面クラッド部９５との境界面９７２と直交している。
【００６６】
ところで、一般にマルチモードに対応した光導波路に入射された光は、コア部中に複数の光路が存在する。複数の光路は、互いに伝搬角度が異なっており、伝搬角度が相対的に小さい光を低次モード、伝搬角度が相対的に大きい光のモードを高次モードという。
【００６７】
このうち、高次モードの光が、境界面９７１の交差部９４３近傍の部分で反射されると、その反射光は、図１３に破線の矢印で示すように、第２のコア部９４２に入射するとともに、一部は側面クラッド部９５に漏れ出る。このような高次モードの光は、伝搬角度が大きいので、交差部９４３において相対的に高い確率で第２のコア部９４２側に入射してしまい、第２のコア部９４２を伝搬する光にとってのノイズ光になってしまう。このため、交差部９４３において高次モードの信号光の混信や減衰を招いてしまうことが以前から問題となっていた。
【００６８】
また、低次モードの光であったとしても、図１３に一点鎖線の矢印で示すように、境界面９７２のうち、交差部９４３近傍の部分に、第１のコア部９４１を伝搬する信号光が当たると、境界面９７２の法線に対して小さな入射角で光が当たることになるため、その光は境界面９７２で全反射されることなく、第１のコア部９４１から側面クラッド部９５に漏れ出てしまう。低次モードの光において、このような漏出が生じる確率は高次モードの光に比べて相対的に低いものの、やはり交差部９４３における信号光の減衰が問題となっていた。
【００６９】
そこで、本発明では、前述したように、交差部１４３近傍において、各境界面１７１ａ、１７１ｂの一部をテーパー状にすることとした（図２および図３参照）。すなわち、境界面１７１ａは、その一部に前述したテーパー面１８０ａを有し、境界面１７１ｂは、その一部に前述したテーパー面１８０ｂを有するものである。これにより、テーパー面１８０ａで反射された高次モードの光は、図３に破線の矢印で示すように、第１のコア部１４１における伝搬角度がより小さくなり、より低次モードの光に変換されることとなる。その結果、高次モードの光は、第２のコア部１４２に混信したり、側面クラッド部１５に漏出したりすることなく交差部１４３を通過する。さらに、高次モードの光がより低次のモードに変換される、換言すれば、伝搬モード（横モード）をより低次側に変換することにより、光路長が短くなり、全反射回数が少なくなるので損失特性を向上することができるという利点と、信号光の伝搬速度が安定するのでモード分散による伝送特性の劣化が抑えられる利点もある。
【００７０】
また、伝搬角度によっては、図３に実線の矢印で示すように、信号光がテーパー面１８０ａで反射された後、交差部１４３を通過して、テーパー面１８０ｂで再度反射される。その結果、信号光は、第２のコア部１４２に混信したり、側面クラッド部１５に漏出したりすることなく、交差部１４３を通過する。
【００７１】
このように本発明にかかる交差導波路１０によれば、従来であれば光損失や混信等の原因となっていた交差部１４３近傍で反射した光を、信号光として出射端１４１ｂまで確実に伝搬することができる。すなわち、交差部１４３における信号光の混信や減衰を抑制することができる。その結果、交差導波路１０は、高品質の光通信が可能なものとなる。
【００７２】
ここで、テーパー面１８０ａの、第１のコア部１４１の軸線Ｍに対する角度（テーパー角度θ１）は、第１のコア部１４１を伝搬する光の伝搬角度に応じて適宜設定される。
【００７３】
具体的には、テーパー角度θ１は、第１のコア部１４１の高次モードの伝搬角度より小さい角度に設定される。これにより、テーパー面１８０ａは、高次モードの光を受けて反射することができるようになるので、前述したように高次モードの光を低次モードの光に確実に変換し得るものとなる。なお、仮に、テーパー角度θ１が高次モードの伝搬角度より大きい場合には、テーパー面１８０ａに光が当たらないので、光を反射することができない。
【００７４】
また、第１のコア部１４１における高次モードの伝搬角度は、第１のコア部１４１の開口数（ＮＡ）と受光面形状、光源の開口数と出射面形状（直径）、第１のコア部１４１とクラッド部１６との屈折率差等の因子に応じて変わるものの、一例としては５〜１５°程度である。
【００７５】
なお、テーパー角度θ１の具体的角度の一例としては７．１１°以下とされる。一方、θ１の下限値は特に設定されなくてもよいが、一例として０．１°程度とされる。
【００７６】
また、テーパー面１８０ａの第１のコア部１４１の軸線Ｍ（光軸）に沿う長さ（図２に示す長さＬ１）は、交差部１４３における混信や光損失の抑制という観点からは長い方が好ましいが、一方、長すぎると高次モードの割合が増加する、デバイス全体が大きくなり過ぎる等の問題も発生する。このため、長さＬ１は、第１のコア部１４１の最狭部の幅の１〜２０倍程度であるのが好ましく、７〜１５倍程度であるのがより好ましい。
【００７７】
また、第１のコア部１４１の幅は、前述したように、入射端１４１ａ付近ではＷ１であるが、交差部１４３近傍では光の伝搬方向に進むにつれて徐々に拡大し、テーパー面１８０ａの交差部１４３側の端部ではＷ２まで拡大している。すなわち、テーパー面１８０ａは、第１のコア部１４１の幅がＷ１からＷ２まで拡大するように傾斜している。
【００７８】
この場合、第１のコア部１４１の幅の拡大率、すなわち、Ｗ２に対する（Ｗ２−Ｗ１）の割合は、テーパー面１８０ａのテーパー角度θ１と長さＬ１とに基づいて導かれるが、一例として０．５〜４０％程度であるのが好ましく、１０〜３０％程度であるのがより好ましい。
【００７９】
一方、テーパー面１８０ｂの、第１のコア部１４１の軸線Ｍに対する角度（テーパー角度θ２）は、第１のコア部１４１を伝搬する光の伝搬角度と、第１のコア部１４１の屈折率およびクラッド部１６の屈折率に基づいて算出される全反射の臨界角とに応じて適宜設定される。
【００８０】
具体的には、テーパー角度θ２は、第１のコア部１４１の臨界角から、第１のコア部１４１の伝搬角度を除した角度よりも小さい角度に設定される。これにより、テーパー面１８０ｂは、第１のコア部１４１を伝搬する光を確実に全反射することができる。その結果、テーパー面１８０ｂは、従来はクラッド部に漏れ出ていた光を反射することによって、信号光の強度低下を抑制することができる。
【００８１】
また、テーパー面１８０ｂの第１のコア部１４１の軸線Ｍに沿う長さ（図２に示す長さＬ２）は、交差部１４３における混信や光損失の抑制という観点からは長い方が好ましいが、一方、テーパー面１８０ａと同様、長すぎると高次モードの割合が増加する、デバイス全体が大きくなり過ぎる等の問題が発生する。このため、長さＬ２は、第１のコア部１４１の最狭部の幅の１〜２０倍程度であるのが好ましく、７〜１５倍程度であるのがより好ましい。
【００８２】
なお、テーパー角度θ２の具体的角度の一例としては２°以下とされる。一方、θ２の下限値は特に設定されなくてもよいが、一例として０．１°程度とされる。
【００８３】
また、第１のコア部１４１の幅は、前述したように、境界面１７１ｂが境界面１７２ａおよび境界面１７２ｂと交わる位置ではＷ３であるが、光の伝搬方向に進むにつれて徐々に縮小し、テーパー面１８０ｂの出射側の端部ではＷ４まで縮小している。すなわち、テーパー面１８０ｂは、第１のコア部１４１の幅がＷ３からＷ４まで減少するように傾斜している。
【００８４】
この場合、第１のコア部１４１の幅の縮小率、すなわち、Ｗ３に対する（Ｗ３−Ｗ４）の割合は、０．５〜４０％程度であるのが好ましく、１０〜３０％程度であるのがより好ましい。幅の縮小率を前記範囲内とすることにより、縮小率が急すぎてテーパー面１８０ｂから高次モードの光がクラッド部に漏れ出てしまうのを抑制しつつ、第１のコア部１４１の幅が適度に縮小されることになるので、第１のコア部１４１を伝搬する光のうち、高次モードの割合が増加するのを抑制することができる。
【００８５】
なお、第２のコア部１４２の幅Ｗ６は、特に限定されないが、交差部１４３における第１のコア部１４１から第２のコア部１４２への混信や光損失の抑制という観点からは幅Ｗ６はできるだけ狭い方が好ましいが、第２の光導波路２の接続性との関係からは、第１のコア部１４１の最狭部の幅Ｗ１の５０〜１５０％程度であるのが好ましく、８０〜１２０％程度であるのがより好ましい。
【００８６】
また、交差導波路１０の交差部１４３には、必要に応じて、ミラー等の分岐素子の他、合波素子、分光素子、変調素子、スイッチング素子等の各種素子が設けられていてもよい。
【００８７】
また、各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂは、必要に応じて設ければよく、省略することもできる。
【００８８】
ここで、図９に、図２に示す交差導波路の他の構成例を示す。
図９に示す交差導波路は、各テーパー面１８０ａ、１８０ｂの形状が異なること以外は、図２に示す交差導波路１０と同様である。すなわち、図９に示す各角部１８０ａ１、１８０ａ２、１８０ａ３は、それぞれ、図２に示すような角を面取りした平面状のテーパー面１８０ａとは異なる形状であるが、テーパー面１８０ａと同様の機能を有するものである。
【００８９】
図９（ａ）に示す角部１８０ａ１は、第１のコア部１４１の内側に突出するように湾曲している。
【００９０】
また、図９（ｂ）に示す角部１８０ａ２は、第１のコア部１４１の外側に突出するように湾曲している。
【００９１】
さらに、図９（ｃ）に示す角部１８０ａ３は、テーパー状になっており、かつそのテーパー角度が段階的に変化するよう構成されている。
【００９２】
このような各角部１８０ａ１、１８０ａ２、１８０ａ３を備える交差導波路は、それぞれ、前述した図２に示す交差導波路１０と同様の作用・効果を奏する。
【００９３】
また、図１０には、図２に示す交差導波路のさらに別の構成例を示す。
図１０に示す交差導波路は、コア層１３において、第１のコア部１４１の交差部１４３近傍にも、第２のコア部１４２に設けられた混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂと同様の機能を有する混信防止クラッド１９１ａ、１９１ｂを有している以外は、図２に示す交差導波路１０と同様である。
【００９４】
すなわち、図１０に示す交差導波路は、コア層１３中に、第１のコア部１４１の交差部１４３近傍のうち、第１のコア部１４１の入射端１４１ａ側に、第１のコア部１４１を横切るように設けられた、平面視で帯状をなす混信防止クラッド（帯状クラッド部）１９１ａを有している。また、第１のコア部１４１の交差部１４３近傍のうち、第１のコア部１４１の出射端１４１ｂ側には、第１のコア部１４１を横切るように設けられた、平面視で帯状をなす混信防止クラッド（帯状クラッド部）１９１ｂを有している。
【００９５】
これらの帯状をなす混信防止クラッド１９１ａ、１９１ｂは、それぞれの軸線が、第２のコア部１４２の軸線に対して平行になるよう設けられている。そして、これらの混信防止クラッド１９１ａ、１９１ｂは、それぞれの屈折率が前記第１のコア部１４１の屈折率よりも小さいものである。これにより、各混信防止クラッド１９１ａ、１９１ｂは、第２のコア部１４２を伝搬する光が、交差部１４３において第１のコア部１４１に向かったとしても、前記各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂと同様に、その光を全反射して、第１のコア部１４１に侵入するのを防止することができる。一方、第１のコア部１４１を伝搬する光は、各混信防止クラッド１９１ａ、１９１ｂに対して小さい入射角で入射するため、全反射されることなく透過する。すなわち、各混信防止クラッド１９１ａ、１９１ｂは、不本意にも第１のコア部１４１に侵入した侵入光が、第１のコア部１４１を伝搬する光にとってのノイズ光になってしまうのを防止する機能を有するものである。
【００９６】
以上のことから、図１０に示す交差導波路は、第１のコア部１４１と第２のコア部１４２の双方に、混信防止クラッドを有していることから、相互の混信をより確実に防止することができる。
【００９７】
なお、各混信防止クラッド１９１ａ、１９１ｂの屈折率は、第２のコア部１４２を伝搬する光を全反射し得る程度に第１のコア部１４１の屈折率より小さければよいが、その屈折率差は、０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。なお、屈折率差の上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。
【００９８】
また、帯状をなす各混信防止クラッド１９１ａ、１９１ｂの幅は、前記各混信防止クラッド１９２ａ、１９２ｂの幅と同様に設定される。
【００９９】
次に、交差導波路１０の製造方法の一例について説明する。
交差導波路１０は、クラッド層１１と、コア層１３と、クラッド層１２とをそれぞれ作製し、これらを積層することにより製造される。
【０１００】
このような製造方法では、互いに屈折率の異なる部位が物理的かつ光学的に接するように作製する必要がある。具体的には、第１のコア部１４１および第２のコア部１４２に対して、側面クラッド部１５や各クラッド層１１、１２が隙間を介することなく、確実に密着するように形成する必要がある。
【０１０１】
コア層１３の具体的な製造方法としては、同一層（コア層１３）内に、各コア部１４１、１４２と、側面クラッド部１５を形成し得る方法であれば特に限定されず、例えば、フォトブリーチング法、フォトリソグラフィ法、直接露光法、ナノインプリンティング法、モノマーディフュージョン法等が挙げられる。
【０１０２】
ここでは、代表として、モノマーディフュージョン法を含む交差導波路１０の製造方法について説明する。
【０１０３】
図４〜図８は、それぞれ、図１に示す交差導波路１０の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。なお、図５、６、８は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【０１０４】
［１］  まず、支持基板１６１上に、層１１０を形成する（図４参照）。
層１１０は、コア層形成用材料（ワニス）１００を塗布し硬化（固化）させる方法により形成される。
【０１０５】
具体的には、層１１０は、支持基板１６１上にコア層形成用材料１００を塗布して液状被膜を形成した後、この支持基板１６１を換気されたレベルテーブルに置いて、液状被膜表面の不均一な部分を水平化するとともに、溶媒を蒸発（脱溶媒）することにより形成する。
【０１０６】
層１１０を塗布法で形成する場合、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【０１０７】
支持基板１６１には、例えば、シリコン基板、二酸化ケイ素基板、ガラス基板、石英基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が用いられる。
【０１０８】
コア層形成用材料１００は、ポリマー１１５と、添加剤１２０（少なくともモノマーおよび触媒を含む）とで構成される現像性材料を含有し、活性放射線の照射および加熱により、ポリマー１１５中において、モノマーの反応が生じる材料である。
【０１０９】
そして、得られた層１１０中では、ポリマー（マトリックス）１１５は、いずれも、実質的に一様かつランダムに分配され、添加剤１２０は、ポリマー１１５内に実質的に一様かつランダムに分散されている。これにより、層１１０中には、添加剤１２０が実質的に一様かつ任意に分散されている。
【０１１０】
このような層１１０の平均厚さは、形成すべきコア層１３の厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。
【０１１１】
ポリマー１１５には、透明性が十分に高く（無色透明であり）、かつ、後述するモノマーと相溶性を有するもの、さらに、その中で後述するようにモノマーが反応（重合反応や架橋反応）可能であり、モノマーが重合した後においても、十分な透明性を有するものが好適に用いられる。
【０１１２】
ここで、「相溶性を有する」とは、モノマーが少なくとも混和して、コア層形成用材料１００中や層１１０中においてポリマー１１５と相分離を起こさないことを言う。
このようなポリマー１１５としては、前述したコア層１３の構成材料が挙げられる。
【０１１３】
なお、ポリマー１１５としてノルボルネン系ポリマーを用いた場合、このポリマーが高い疎水性を有するため、吸水による寸法変化等を生じ難いコア層１３を得ることができる。
【０１１４】
また、ノルボルネン系ポリマーとしては、単独の繰り返し単位を有するもの（ホモポリマー）、２つ以上のノルボルネン系繰り返し単位を有するもの（コポリマー）のいずれであってもよい。
【０１１５】
このうち、コポリマーの一例としては、下記式（１）で表わされる繰り返し単位を有する化合物が好適に用いられる。
【０１１６】
【化１】
2010156869.tif 000003
［式中、ｍは、１〜４の整数を表し、ｎは、１〜９の整数を表す。］
【０１１７】
なお、コポリマーの種類としては、上記式（１）の２つの単位が任意の順序（ランダム）に並んだもの、交互に並んだもの、各単位がそれぞれ固まって（ブロック状に）並んだもの等のいずれの形態をとるものであってもよい。
【０１１８】
ここで、ポリマー１１５として上記ノルボルネン系ポリマーを用いた場合、添加剤１２０の一例として、ノルボルネン系モノマー、助触媒（第１の物質）および触媒前駆体（第２の物質）を含むものが好ましく選択される。
【０１１９】
ノルボルネン系モノマーは、後述する活性放射線に照射により、活性放射線の照射領域において反応して反応物を形成し、この反応物の存在により、層１１０において照射領域と、活性放射線の未照射領域とにおいて、屈折率差を生じさせ得るような化合物である。
【０１２０】
この反応物としては、ノルボルネン系モノマーがポリマー（マトリックス）１１５中で重合して形成されたポリマー（重合体）、ポリマー１１５同士を架橋する架橋構造、および、ポリマー１１５に重合してポリマー１１５から分岐した分岐構造（ブランチポリマーや側鎖（ペンダントグループ））のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０１２１】
ここで、層１１０において、照射領域の屈折率が高くなることが望まれる場合には、比較的低い屈折率を有するポリマー１１５と、このポリマー１１５に対して高い屈折率を有するノルボルネン系モノマーとが組み合わせて使用され、照射領域の屈折率が低くなることが望まれる場合には、比較的高い屈折率を有するポリマー１１５と、このポリマー１１５に対して低い屈折率を有するノルボルネン系モノマーとが組み合わせて使用される。
【０１２２】
なお、屈折率が「高い」または「低い」とは、屈折率の絶対値を意味するものではなく、ある材料同士の相対的な関係を意味する。
【０１２３】
そして、ノルボルネン系モノマーの反応（反応物の生成）により、層１１０において照射領域の屈折率が低下する場合、当該部分が側面クラッド部１５となり、照射領域の屈折率が上昇する場合、当該部分が各コア部１４１、１４２となる。
【０１２４】
触媒前駆体（第２の物質）は、前記のモノマーの反応（重合反応、架橋反応等）を開始させ得る物質であり、後述する活性放射線の照射により活性化した助触媒（第１の物質）の作用により、活性化温度が変化する物質である。
【０１２５】
この触媒前駆体（プロカタリスト：ｐｒｏｃａｔａｌｙｓｔ）としては、活性放射線の照射に伴って活性化温度が変化（上昇または低下）するものであれば、いかなる化合物を用いてもよいが、特に、活性放射線の照射に伴って活性化温度が低下するものが好ましい。これにより、比較的低温による加熱処理でコア層１３（交差導波路１０）を形成することができ、他の層に不要な熱が加わって、交差導波路１０の特性（光伝送性能）が低下するのを防止することができる。
【０１２６】
このような触媒前駆体としては、下記式（Ｉａ）および（Ｉｂ）で表わされる化合物の少なくとも一方を含む（主とする）ものが好適に用いられる。
【０１２７】
（Ｅ（Ｒ）３）２Ｐｄ（Ｑ）２                              ・・・（Ｉａ）
［（Ｅ（Ｒ）３）ａＰｄ（Ｑ）（ＬＢ）ｂ］ｐ［ＷＣＡ］ｒ     ・・・（Ｉｂ）
［式Ｉａ、Ｉｂ中、それぞれ、Ｅ（Ｒ）３は、第１５族の中性電子ドナー配位子を表し、Ｅは、周期律表の第１５族から選択される元素を表し、Ｒは、水素原子（またはその同位体の１つ）または炭化水素基を含む部位を表し、Ｑは、カルボキシレート、チオカルボキシレートおよびジチオカルボキシレートから選択されるアニオン配位子を表す。また、式Ｉｂ中、ＬＢは、ルイス塩基を表し、ＷＣＡは、弱配位アニオンを表し、ａは、１〜３の整数を表し、ｂは、０〜２の整数を表し、ａとｂとの合計は、１〜３であり、ｐおよびｒは、パラジウムカチオンと弱配位アニオンとの電荷のバランスをとる数を表す。］
【０１２８】
式Ｉａに従う典型的な触媒前駆体としては、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（ｉ−Ｐｒ）３）２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（Ｃｙ）３）２、Ｐｄ（Ｏ２ＣＣＭｅ３）２（Ｐ（Ｃｙ）３）２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（Ｃｐ）３）２、Ｐｄ（Ｏ２ＣＣＦ３）２（Ｐ（Ｃｙ）３）２、Ｐｄ（Ｏ２ＣＣ６Ｈ５）３（Ｐ（Ｃｙ）３）２が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。ここで、Ｃｐは、シクロペンチル（ｃｙｃｌｏｐｅｎｔｙｌ）基を表し、Ｃｙは、シクロヘキシル基を表す。
【０１２９】
また、式Ｉｂで表される触媒前駆体としては、ｐおよびｒが、それぞれ１および２の整数から選択される化合物が好ましい。
【０１３０】
このような式Ｉｂに従う典型的な触媒前駆体としては、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（Ｃｙ）３）２が挙げられる。ここで、Ｃｙは、シクロヘキシル基を表し、Ａｃは、アセチル基を表す。
【０１３１】
これらの触媒前駆体は、モノマーを効率よく反応（ノルボルネン系モノマーの場合、付加重合反応によって効率よく重合反応や架橋反応等）することができる。
【０１３２】
助触媒（第１の物質）は、活性放射線の照射によって活性化して、前記の触媒前駆体（プロカタリスト）の活性化温度（モノマーに反応を生じさせる温度）を変化させ得る物質である。
【０１３３】
この助触媒（コカタリスト：ｃｏｃａｔａｌｙｓｔ）としては、活性放射線の照射により、その分子構造が変化（反応または分解）して活性化する化合物であれば、いかなるものでも用いることができるが、特定波長の活性放射線の照射によって分解し、プロトンや他の陽イオン等のカチオンと、触媒前駆体の脱離基に置換し得る弱配位アニオン（ＷＣＡ）とを発生する化合物（光開始剤）を含む（主とする）ものが好適に用いられる。
【０１３４】
弱配位アニオンとしては、例えば、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ酸イオン（ＦＡＢＡ−）、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン（ＳｂＦ６−）等が挙げられる。
【０１３５】
この助触媒（光酸発生剤または光塩基発生剤）としては、例えば、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ酸塩やヘキサフルオロアンチモン酸塩の他、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ガリウム酸塩、アルミン酸塩類、アンチモン酸塩類、他のホウ酸塩類、ガリウム酸塩類、カルボラン類、ハロカルボラン類等が挙げられる。
【０１３６】
また、コア層形成用材料（ワニス）１００中には、必要に応じて、増感剤を添加するようにしてもよい。
【０１３７】
さらに、コア層形成用材料１００中には、酸化防止剤を添加することができる。これにより、望ましくないフリーラジカルの発生や、ポリマー１１５の自然酸化を防止することができる。その結果、得られたコア層１３（交差導波路１０）の特性の向上を図ることができる。
以上のようなコア層形成用材料１００を用いて層１１０が形成される。
【０１３８】
このとき、層１１０は、第１の屈折率を有している。この第１の屈折率は、層１１０中に一様に分散（分布）するポリマー１１５およびモノマーの作用による。
【０１３９】
また、以上の添加剤１２０の説明では、モノマーがノルボルネン系モノマーの場合を例に説明したが、これ以外のモノマーとしては、重合可能な部位を有する化合物であればよく、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、エポキシ系モノマー、スチレン系モノマー等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１４０】
なお、添加剤１２０中の触媒は、モノマーの種類に応じて適宜選択すればよく、例えば、アクリル酸系モノマーやエポキシ系モノマーの場合には、触媒前駆体（第２の物質）の添加を省略することができる。
【０１４１】
［２］  次に、開口（窓）１３５１が形成されたマスク（マスキング）１３５を用意し、このマスク１３５を介して、層１１０に対して活性放射線（活性エネルギー光線）１３０を照射する（図５参照）。
【０１４２】
以下では、モノマーとして、ポリマー１１５より低い屈折率を有するものを用い、コア層形成用材料１００は、活性放射線１３０の照射に伴って照射領域１２５の屈折率が低下する場合を一例に説明する。
【０１４３】
すなわち、ここで示す例では、活性放射線１３０の照射領域１２５がコア層１３中の側面クラッド部１５となる。
【０１４４】
したがって、ここで示す例では、マスク１３５には、形成すべき側面クラッド部１５のパターンと等価な開口（窓）１３５１が形成される。この開口１３５１は、照射する活性放射線１３０が透過する透過部を形成するものである。
【０１４５】
マスク１３５は、予め形成（別途形成）されたもの（例えばプレート状のもの）でも、層１１０上に例えば気相成膜法や塗布法により形成されたものでもよい。
【０１４６】
用いる活性放射線１３０は、助触媒に対して、光化学的な反応（変化）を生じさせ得るものであればよく、例えば、可視光、紫外光、赤外光、レーザ光の他、電子線やＸ線等を用いることもできる。
【０１４７】
マスク１３５を介して、活性放射線１３０を層１１０に照射すると、活性放射線１３０が照射された照射領域１２５内に存在する助触媒（第１の物質：コカタリスト）は、活性放射線１３０の作用により反応（結合）または分解して、カチオン（プロトンまたは他の陽イオン）と、弱配位アニオン（ＷＣＡ）とを遊離（発生）する。
【０１４８】
そして、これらのカチオンや弱配位アニオンは、照射領域１２５内に存在する触媒前駆体（第２の物質：プロカタリスト）の分子構造に変化（分解）を生じさせ、これを活性潜在状態（潜在的活性状態）に変化させる。
【０１４９】
なお、活性放射線１３０として、レーザ光のように指向性の高い光を用いる場合には、マスク１３５の使用を省略してもよい。
【０１５０】
［３］  次に、層１１０に対して加熱処理（第１の加熱処理）を施す。
これにより、照射領域１２５内では、活性潜在状態の触媒前駆体が活性化して（活性状態となって）、モノマーの反応（重合反応や架橋反応）が生じる。
【０１５１】
そして、モノマーの反応が進行すると、照射領域１２５内におけるモノマー濃度が徐々に低下する。これにより、照射領域１２５と未照射領域１４０との間には、モノマー濃度に差が生じ、これを解消すべく、未照射領域１４０からモノマーが拡散（モノマーディフュージョン）して照射領域１２５に集まってくる。
【０１５２】
その結果、照射領域１２５では、モノマーやその反応物（重合体、架橋構造や分岐構造）が増加し、当該領域の屈折率にモノマー由来の構造が大きく影響を及ぼすようになり、第１の屈折率より低い第２の屈折率へと低下する。なお、モノマーの重合体としては、主に付加（共）重合体が生成する。
【０１５３】
一方、未照射領域１４０では、当該領域から照射領域１２５にモノマーが拡散することにより、モノマー量が減少するため、当該領域の屈折率にポリマー１１５の影響が大きく現れるようになり、第１の屈折率より高い第３の屈折率へと上昇する。
【０１５４】
このようにして、照射領域１２５と未照射領域１４０との間に屈折率差（第２の屈折率＜第３の屈折率）が生じて、各コア部１４１、１４２（未照射領域１４０）と側面クラッド部（照射領域１２５）とが形成される（図６参照）。
【０１５５】
［４］  次に、層１１０に対して第２の加熱処理を施す。
これにより、未照射領域１４０および／または照射領域１２５に残存する触媒前駆体を、直接または助触媒の活性化を伴って、活性化させる（活性状態とする）ことにより、各領域１２５、１４０に残存するモノマーを反応させる。
【０１５６】
このように、各領域１２５、１４０に残存するモノマーを反応させることにより、得られる各コア部１４１、１４２および側面クラッド部１５の安定化を図ることができる。
【０１５７】
［５］  次に、層１１０に対して第３の加熱処理を施す。
これにより、得られるコア層１３に生じる内部応力の低減や、各コア部１４１、１４２および側面クラッド部１５の更なる安定化を図ることができる。
【０１５８】
以上の工程を経て、コア層１３が得られる。
なお、例えば、第２の加熱処理や第３の加熱処理を施す前の状態で、各コア部１４１、１４２および側面クラッド部１５との間に十分な屈折率差が得られている場合等には、本工程［５］や前記工程［４］を省略してもよい。
【０１５９】
［６］  次に、支持基板１６２上に、クラッド層１１（１２）を形成する（図７参照）。
【０１６０】
クラッド層１１（１２）の形成方法としては、クラッド材を含むワニス（クラッド層形成用材料）を塗布し硬化（固化）させる方法、硬化性を有するモノマー組成物を塗布し硬化（固化）させる方法等、いかなる方法でもよい。
【０１６１】
クラッド層１１（１２）を塗布法で形成する場合、例えば、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられる。
【０１６２】
支持基板１６２には、支持基板１６１と同様のものを用いることができる。
以上のようにして、支持基板１６２上に、クラッド層１１（１２）が形成される。
【０１６３】
［７］  次に、支持基板１６１からコア層１３を剥離し、このコア層１３を、クラッド層１１が形成された支持基板１６２と、クラッド層１２が形成された支持基板１６２とで挟持する（図８参照）。
【０１６４】
そして、クラッド層１２が形成された支持基板１６２の上面側から加圧し、クラッド層１１、１２とコア層１３とを圧着する。
これにより、クラッド層１１、１２とコア層１３とが接合、一体化される。
【０１６５】
また、この圧着作業は、加熱下で行われるのが好ましい。加熱温度は、クラッド層１１、１２やコア層１３の構成材料等により適宜決定されるが、通常は、８０〜２００℃程度が好ましく、１２０〜１８０℃程度がより好ましい。
【０１６６】
次いで、クラッド層１１、１２から、それぞれ、支持基板１６２を剥離、除去する。これにより、交差導波路１０（本発明の交差導波路）が得られる。
【０１６７】
以上のような方法によれば、各コア部１４１、１４２と側面クラッド部１５とを同一の製造工程において同時に形成することができる。
【０１６８】
また、このようにして形成された各コア部１４１、１４２と側面クラッド部１５とは、同種の材料で構成されたものとなる。このため、両者は熱膨張率が等しくなり、互いに異なる材料で構成された場合に比べ、温度変化に伴う交差導波路１０の変形や層間剥離等の不具合を低減することができる。
【０１６９】
以上、モノマーディフュージョン法による交差導波路１０の製造方法について説明したが、前述したように、交差導波路１０の製造方法には、前述したようなその他の方法を用いることもできる。
【０１７０】
このうち、フォトブリーチング法では、例えば、活性放射線の照射により活性化する離脱剤（物質）と、主鎖と該主鎖から分岐し、活性化した離脱剤の作用により、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る離脱性基（離脱性ペンダントグループ）とを有するポリマーを含有するコア層形成用材料を用いる。このコア層形成用材料は、層状に成膜された後、この層の一部に紫外線等の活性放射線を照射することにより、離脱性基が離脱（切断）され、その領域の屈折率が変化（上昇または低下）する。例えば、離脱性基の離脱に伴って屈折率が低下するものとすると、活性放射線の照射領域が側面クラッド部１５となり、それ以外の領域が各コア部１４１、１４２となる。このようにしてコア層１３を形成した後、前述したようにして、コア層１３の両面にクラッド層１１、１２を接合する。
【０１７１】
一方、フォトリソグラフィ法は、例えば、高屈折率のコア部形成用材料の層をクラッド層１１上に成膜し、さらにこの層上に各コア部１４１、１４２に対応する形状のレジスト膜をフォトリソグラフィ技術により形成する。そして、このレジスト膜をマスクとして、コア部形成用材料の層をエッチングする。これにより各コア部１４１、１４２が得られる。その後、各コア部１４１、１４２を覆うようにして、相対的に低屈折率のクラッド部形成用材料を成膜することにより、各コア部１４１、１４２以外の領域をクラッド部形成用材料が充填し、側面クラッド部１５が得られる。また、さらに、これら（各コア部１４１、１４２および側面クラッド部１５）を覆うようにクラッド部形成用材料が供給されることにより、クラッド層１２が得られる。
【０１７２】
ここで、前述したような交差導波路１０が備えるテーパー状をなす部分（各テーパー面１８０ａ、１８０ｂ）を、交差部を有しない光導波路に適用した場合でも、光損失の抑制、伝送特性の向上等の効果が期待できる。
【０１７３】
図１１は、本発明の光導波路の実施形態を示す平面図である。図１１に示す光導波路２０は、図２に示す交差導波路１０において第２の光導波路２を省略し、テーパー状をなす部分（各テーパー面１８０ａ、１８０ｂ）を備える第１の光導波路１のみを残存させたものと等価である。
【０１７４】
すなわち、図１１に示す光導波路２０は、クラッド層１１、コア層２３およびクラッド層１２をこの順に積層してなるものであるが、図１１には、コア層２３の平面図を示し、各クラッド層１１、１２の図示は省略している。そして、コア層２３中には、コア部２４と側面クラッド部２５とが形成されている。これらのコア部２４および側面クラッド部２５は、それぞれ、図２に示す交差導波路１０におけるコア部１４および側面クラッド部１５に対応するものである。
【０１７５】
そして、図１１に示す光導波路２０は、光の伝搬方向に進むにつれて徐々に拡径する拡径部分２８０ａ（テーパー状をなす拡径部分）を有している。一方、拡径部分２８０ａより出射端側には、光の伝搬方向に進むにつれて徐々に縮径する縮径部分２８０ｂ（テーパー状をなす縮径部分）を有している。これらの拡径部分２８０ａおよび縮径部分２８０ｂは、それぞれ、交差導波路１０におけるテーパー面１８０ａおよびテーパー面１８０ｂに対応するものであり、各テーパー面１８０ａ、１８０ｂと同等の作用・効果を奏する。なお、拡径部分２８０ａにおけるテーパー角度、長さ等のパラメータや、縮径部分２８０ａにおけるテーパー角度、長さ等のパラメータは、前述した各テーパー面１８０ａ、１８０ｂのパラメータに準ずる。
【０１７６】
このような光導波路２０によれば、従来であれば光損失の原因となっていた高次モードの光を、拡径部分２８０ａによって低次モードの光に変換することで、光路長を短縮して全反射回数を減少させ、損失特性を向上するとともに、信号光の伝搬速度を安定させてモード分散による伝搬特性の劣化を抑制することができる。これにより、光導波路２０は、高品質の光通信が可能なものとなる。
【０１７７】
一方、縮径部分２８０ｂを備えることにより、光導波路２０は、出射端におけるコア部２４の径が大きくなり過ぎるのを抑制することができるので、高次モードの割合の増加やデバイスの大型化を抑制するとともに、集光性が向上し、受光素子における受光効率を高めることができる。これにより、高品質の光通信が可能でかつ小型化を可能にする光導波路２０が得られる。
【０１７８】
なお、このような光導波路２０の平面視形状は、特に限定されず、直線状、湾曲状、屈曲状等の形状であってもよい。また、光導波路２０の途中に分岐部を備えていてもよい。
【０１７９】
また、拡径部分２８０ａおよび縮径部分２８０ｂは、１本の光導波路２０上に複数個設けるようにすれば、光の伝搬モード（横モード）の低次側への変換を、より効率的に行うことができる。この場合、各拡径部分２８０ａおよび各縮径部分２８０ｂを、交互に等間隔で設けるようにすれば、光導波路２０の長さによらず、伝送特性の向上が安定的に図られる。
【０１８０】
また、図１１に示す拡径部分２８０ａは、コア部１４の途中に設けられているが、コア部１４の入射側端部（図１１の左側端部）近傍に設けられていてもよい。さらに、図１２に示す縮径部分２８０ｂも、コア部１４の途中に設けられているが、コア部１４の出射側端部（図１１の右側端部）近傍に設けられていてもよい。
【０１８１】
以上、本発明の交差導波路および光導波路を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができ、また、任意の構成が付加されていてもよい。
【０１８２】
また、本発明の交差導波路および光導波路は、シングルチャンネルでもマルチチャンネルでもよい。
【０１８３】
ところで、このような本発明の交差導波路および光導波路は、例えば光通信用の光配線に用いることができる。
【０１８４】
また、本発明の交差導波路および光導波路を備えた光配線は、既存の電気配線とともに基板上に混載されることにより、いわゆる「光・電気混載基板」を構成することができる。かかる光・電気混載基板では、例えば、光配線で伝送された光信号を、光デバイスにおいて電気信号に変換し、電気配線に伝達する。これにより、光配線の部分で、従来の電気配線よりも高速かつ大容量の情報伝送を可能にする。したがって、例えばＣＰＵやＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間をつなぐバス等に、この光・電気混載基板を適用することにより、システム全体の性能を高めるとともに、電磁ノイズの発生を抑制することができる。また、交差部での光信号の混信や減衰を抑制することができるので、より高速で高効率の光・電気混載基板が得られる。
【０１８５】
なお、かかる光・電気混載基板は、例えば、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等、大容量のデータを高速に伝送する電子機器類に搭載することが考えられる。このように光・電気混載基板を備えた電子機器は、内部の情報処理速度に優れた高い性能を発揮し得るものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明の交差導波路の実施形態を示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図である。
【図２】図１に示す交差導波路のコア層のみを示す平面図である。
【図３】図２に示すコア層を伝搬する光の伝搬経路の一例を示す図である。
【図４】図１に示す交差導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。
【図５】図１に示す交差導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。
【図６】図１に示す交差導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。
【図７】図１に示す交差導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。
【図８】図１に示す交差導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。
【図９】図２に示す実施形態の他の構成例を示す図である。
【図１０】図２に示す交差導波路のさらに別の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の光導波路の実施形態を示す平面図である。
【図１２】従来の交差導波路を示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図である。
【図１３】図１２に示すコア層を伝搬する光の伝搬経路の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１８７】
１                                      第１の光導波路
２                                      第２の光導波路
１０                                    交差導波路
１１、１２                              クラッド層
１３                                    コア層
１４１                                  第１のコア部
１４１ａ                                入射側端部
１４１ｂ                                出射側端部
１４２                                  第２のコア部
１４２ａ                                入射側端部
１４２ｂ                                出射側端部
１４３                                  交差部
１５                                    側面クラッド部
１６                                    クラッド部
１７１ａ、１７１ｂ、１７２ａ、１７２ｂ  境界面
１８０ａ、１８０ｂ                      テーパー面
１８０ａ１、１８０ａ２、１８０ａ３        角部
１９１ａ、１９１ｂ、１９２ａ、１９２ｂ  混信防止クラッド
１００                                  コア層形成用材料（ワニス）
１１０                                  層
１１５                                  ポリマー
１２０                                  添加剤
１２５                                  照射領域
１３０                                  活性放射線（活性エネルギー光線）
１３５                                  マスク
１３５１                                開口（窓）
１４０                                  未照射領域
１６１、１６２                          支持基板
２０                                    光導波路
２３                                    コア層
２４                                    コア部
２５                                    側面クラッド部
２８０ａ                                拡径部分
２８０ｂ                                縮径部分
９０                                    交差導波路
９３                                    コア層
９４１                                  第１のコア部
９４２                                  第２のコア部
９４３                                  交差部
９５                                    側面クラッド部
９７１、９７２                          境界面
【図１】
2010156869.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010156869.tif 000011
【図９】
2010156869.tif 000012
【図１０】
2010156869.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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