(57)【要約】【課題】導波路の導波損失を低減可能な光導波路、光導波路の作製方法、および、導波路作製用の金型を提供すること。【解決手段】クラッドと一心または多心の導波路コアとを備える光導波路であって、前記一心または多心の導波路コアの両外側に、ダミーコアを設けた光導波路。その作成方法は、導波路コア形状に対応したコア金型パターンが形成されダミーコア形状に対応したダミー金型パターンが前記コア金型パターンの両外側に形成された金型を用意し、前記クラッド上に、流動性を有し、硬化することにより前記コアとなるコア材料を付与し、前記金型に形成された前記コア金型パターンおよびダミー金型パターンを前記コア材料に転写し、該コア材料を硬化して、導波路コアおよびダミーコアを形成する。また、金型は、前記導波路コア形状に対応したコア金型パターンが形成され、ダミーコア形状に対応したダミー金型パターンが前記コア金型パターンの両外側に形成される主面を有する基板を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッドと一心または多心の導波路コアとを備える光導波路であって、前記一心または多心の導波路コアの両外側に、ダミーコアを設けたことを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記ダミーコアは、矩形またはスラブ状であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
クラッドと一心または多心の導波路コアとを備える光導波路の作製方法であって、
前記導波路コア形状に対応したコア金型パターンが形成され、ダミーコア形状に対応したダミー金型パターンが前記コア金型パターンの両外側に形成された金型を用意する用意工程と、
前記クラッド上に、流動性を有し、硬化することにより前記コアとなるコア材料を付与する付与工程と、
前記金型に形成された前記コア金型パターンおよびダミー金型パターンを前記コア材料に転写し、該コア材料を硬化して、導波路コアおよびダミーコアを形成するコア形成工程と
を含むことを特徴とする光導波路の作製方法。
【請求項４】
前記金型は、可撓性を有する金型であり、
前記用意工程では、可撓性を有さない第２の金型を用いて、前記可撓性を有する金型を作成することを特徴とする請求項３に記載の光導波路の作製方法。
【請求項５】
前記コア形成工程の後に、
導波路コアおよびダミーコアが形成されたコア形成面にクラッド材を付与し、該クラッド材を硬化して、上部クラッド層を形成する上部クラッド層形成工程を含むこと特徴とする請求項４に記載の光導波路の作製方法。
【請求項６】
スピンコート法によりクラッド材を付与することを特徴とする請求項５に記載の光導波路の作製方法。
【請求項７】
ラミネート押し出し法によってクラッド材を付与することを特徴とする請求項５に記載の光導波路の作製方法。
【請求項８】
クラッド上に、一心または多心の導波路コアが形成され、前記導波路コアの両外側にダミーコアが形成される光導波路を作製するための金型であって、
前記導波路コア形状に対応したコア金型パターンが形成され、ダミーコア形状に対応したダミー金型パターンが前記コア金型パターンの両外側に形成される主面を有する基板を備えることを特徴とする金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路、光導波路の作製方法、導波路作製用の金型に関し、より詳細には、転写によって作製される光導波路、光導波路の作製方法、ならびに転写を行うための金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化から、大容量の情報を高速に伝送できる通信システムが望まれており、そのような通信システムとして光通信システムの開発がさかんに行われている。このようなシステムとして、波長分割多重（ＷＤＭ）システム等、様々な光通信システムが開発されており、導波路は、光通信システムにおいて非常に重要な構成要素である。近年では、その柔軟性や強靭性から、高分子導波路を用いた導波路が注目されている。非特許文献１では、インプリント工程と印刷工程とを行って高分子導波路を作製している。
【０００３】
図１は、従来の高分子導波路の作製方法を示す図である（非特許文献１）。まず図１（ａ）に示すように、基板１上に下部クラッド層２を塗布する。次いで、基板１上に塗布された下部クラッド層２に対して、凹凸パターン化された凸部４および凹部５を有する金型３をプレスして、上記凹凸パターンを下部クラッド層２の表面に転写する（図１（ｂ））。このようにしてインプリント工程が行われ下部クラッド層２に凸部７および凹部８が形成される（図１（ｃ））。その後、下部クラッド層２に形成された凹部８内にコア９を充填する充填工程を行う（図１（ｄ））。この工程は、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、インクジェット、ディスペンサ塗布等によって行われる。このようにして（発明者の文章で問題ないのでは）、下部クラッド層２上にコア９が形成される。
【０００４】
上記のインプリント工程にて用いられる金型３に凹部５を形成する際には、物理エッチングを用いることが多い。例えば、金型用のガラス板上に設けられた感光性樹脂層に、リソグラフィ法、電子ビーム描画法、レーザビーム描画法などによって微細パターンの潜像を形成した後、現像して感光性樹脂の微細パターンを形成し、電鋳処理を施す（非特許文献２）。また、エンドミル等により金型表面を切削することによって凹凸パターンを形成することもある。
【０００５】
このように、従来では、導波路作製法において用いられる金型（原版）の凹凸パターンは、物理エッチングや切削加工により形成されていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】杉原興浩  他５名、「成形加工法を用いた大口径高分子光導波路作製」、信学技報、ＯＭＥ２００３−８３、ｐ．１７−２１、２００３年。
【０００７】
【非特許文献２】佐野彰彦  他２名、「複製ポリマ光導波路「ＳＰＩＣＡ」」、信学技報、ＯＭＥ２００３−８２、ｐ．１３−１６、２００３年。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のような、転写を用いて導波路を作製する方法は、フォトリソグラフィを用いた作製方法に比べて、コアをクラッド上に形成する際にコアパターン形成のための現像作業が不要となるので効率良く製造を行うことができ、またレジスト材が不要となることからコストダウンにも繋がり、有力な高分子導波路の作製方法である。しかし、この転写を用いた方法であっても、作製された導波路を高品質なものとするには、まだ改善しなければならない課題が残されている。
【０００９】
作製された高分子導波路をより良好なものにするためには、導波損失を低減することが望ましい。導波路の導波損失は、材料そのものの吸収や散乱、コア・クラッド界面の凹凸による散乱、およびコアの周りのクラッドが薄い場合に起こる伝搬光のクラッドへの染み出し、転写したコアの側面に残るコア樹脂の残留物への伝搬光の漏れに起因する。図１（ｄ）に示したコア９の充填工程では、凸部７上にコア９の残留物が残ってしまう。その結果、伝搬光がその残留物にもれ、損失増加を引き起こしてしまう。このように、クラッドに金型パターンを転写する方法は、作製した導波路が低損失性を有さない点で問題がある。
【００１０】
この問題を回避するための方法として、コアに金型パターンを転写する方法がある。この方法では、平板状のクラッド層上にコア樹脂を形成し、未硬化のコア樹脂に金型を押し付けて、不要な部分のコア樹脂を外に押し出した後、必要な部分のコア樹脂を紫外線硬化させる。図２は、この方法により作製された光導波路の一例を示す図である。図２に示すように、クラッド層１３１上に凸部状にコア部分１２１が形成される。この方法では、金型に形成した導波路パターンが疎の部分、具体的にはアレイ導波路のうちの最も端側のコアの外側では、ソフトスタンパに対して単位面積あたりの圧力がかかりにくく、かつ不要なコア樹脂量も非常に多くなることから、残留物としてのコア樹脂１２６、１２７がクラッド上に残りやすい（図２（ａ））。この残留物としてのコア樹脂１２６、１２７が導波路の損失を増加させる原因となる。
【００１１】
導波路を曲げた場合に発生する曲げ損失は、コア・クラッドの屈折率差、およびコアの上下・左右を覆うクラッドの膜厚に大きく依存する。一般的な導波路では、コアパターンに多くの曲げを含んでいる。また、フレキシブルなフィルム導波路ではフィルムを屈曲させ、曲げ導波路として用いるのが常識的な使い方である。よって、導波路設計により決まるコア・クラッドの屈折率差を任意の値とした場合、コアの上下・左右を覆うクラッドの膜厚を均一および所定の膜厚に制御することで曲げ損失を小さくでき、トータルとしての導波損失の低減に繋がる。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、導波路の導波損失を低減可能な光導波路、光導波路の作製方法、および、導波路作製用の金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１記載の発明は、クラッドと一心または多心の導波路コアとを備える光導波路であって、上記一心または多心の導波路コアの両外側に、ダミーコアを設けたことを特徴とする光導波路である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光導波路において、上記ダミーコアは、矩形またはスラブ状であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、クラッドと一心または多心の導波路コアとを備える光導波路の作製方法であって、上記導波路コア形状に対応したコア金型パターンが形成されダミーコア形状に対応したダミー金型パターンが上記コア金型パターンの両外側に形成された金型を用意する用意工程と、上記クラッド上に、流動性を有し、硬化することにより上記コアとなるコア材料を付与する付与工程と、上記金型に形成された上記コア金型パターンおよびダミー金型パターンを上記コア材料に転写し、該コア材料を硬化して、導波路コアおよびダミーコアを形成するコア形成工程とを含むことを特徴とする光導波路の作製方法である。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の光導波路の作製方法において、上記金型は、可撓性を有する金型であり、上記用意工程では、可撓性を有さない第２の金型を用いて、上記可撓性を有する金型を作成することを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の光導波路の作製方法において、上記コア形成工程の後に、導波路コアおよびダミーコアが形成されたコア形成面にクラッド材を付与し、該クラッド材を硬化して、上部クラッド層を形成する上部クラッド層形成工程を含むこと特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の光導波路の作製方法において、スピンコート法によりクラッド材を付与することを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項５に記載の光導波路の作製方法において、ラミネート押し出し法によってクラッド材を付与することを特徴とする。
【００２０】
請求項８記載の発明は、クラッド上に、一心または多心の導波路コアが形成され、上記導波路コアの両外側にダミーコアが形成される光導波路を作製するための金型であって、上記導波路コア形状に対応したコア金型パターンが形成され、ダミーコア形状に対応したダミー金型パターンが上記コア金型パターンの両外側に形成される主面を有する基板を備えることを特徴とする金型である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光導波路を構成する導波路コアの両外側にダミーのコアを配置しているので、コアの上下・左右を覆うクラッドの膜厚を均一かつ所定の膜厚に制御できるため、曲げ損失を小さくでき、導波損失の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）から（ｄ）は、従来の従来の高分子導波路の作製方法を示す図である。
【図２】従来の高分子導波路の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る、高分子導波路の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る、押し出しラミネートによりコアを形成する様子を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る、金型の作製工程を説明するための模式図である。
【図６】（ａ）から（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る、ソフトスタンパの作製工程を説明する図である。
【図７】（ａ）から（ｆ）は、本発明の一実施形態に係る、高分子導波路の作製方法を説明するための図である。
【図８】（ａ）から（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る、上部クラッド層を形成する他の方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態は、光導波路の導波路コアの両外側にダミーコアを設けたことを特徴とするものである。
【００２４】
フレキシブルなフィルム導波路ではフィルムを屈曲させ、曲げ導波路として用いるのが普通である。よって、導波路設計により決まるコア・クラッドの屈折率差を任意の値とした場合、コアの上下・左右を覆うクラッドの膜厚を均一および所定の膜厚に制御することで曲げ損失を小さくできる。コア周りのクラッドを均一な状態に保つことにより、伝搬光のクラッドへの染み出しも防ぐことができる。また、コアパターン転写の際、金型に形成した導波路パターンが疎の部分、具体的にはアレイ導波路の最も外側のコアの外側には、図２（ａ）に示したように、ソフトスタンパに対して単位面積あたりの圧力がかかりにくく、コア樹脂の一部が残留しやすい。実際に用いるコアの周りに、この様なコア樹脂を残留させないようにすることで、伝搬損失を小さくできる。
【００２５】
図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係る、光導波路の断面図である。図３（ａ）において、下部クラッド層３１と上部クラッド層２８の間には、複数の導波路コアから成るアレイ導波路２１と、ダミーコア２４、２５が形成されている。ダミーコア２４、２５は、
アレイ導波路２１の最も端側（外側）の導波路コア２２、２３の外側に形成されている。ダミーコア２４、２５は、導波路コア２１と同じ方向に延在されている。
【００２６】
ここで、導波路コアとは、導波路として使用されるべく、導波路としてあらかじめ決められた制約に基づいて形成されたコアである。また、ダミーコアとは、導波路として使用されないため、上記導波路コアとは異なる形状を備えるコアである。
【００２７】
このように、ダミーコア２４、２５をアレイ導波路２１の両外側に設けることにより、コア樹脂残留物２６、２７が、最も外側の導波路コア２２、２３の近傍には形成されることがなく、コア樹脂残留物２６、２７はダミーコア２４、２５の外側に形成される。したがって、本実施の形態の場合は、最も外側の導波路コア２２、２３に対してコア樹脂残留物２６、２７が悪影響を及ぼすことが無く、導波損失を低減できる。本実施形態では、ダミーコア２４、２５を矩形の断面をもつものとしているが、このダミーコア２４、２５はスラブ状（平板状）のコア、あるいはコア層がパターン化されず導波路のサイドエッジまで残ったままのものであっても良いことは言うまでも無い。
【００２８】
これに対し、従来の導波路は、図２（ａ）に示すように、アレイ導波路１２１の最も端側の導波路コア１２２、１２３の外側にダミーコアが存在しないため、コア樹脂残留物１２６、１２７は、これら最も外側の導波路コア１２２、１２３の近傍に残っている。したがって、従来の導波路では、最も外側の導波路のコアの導波損失は大きくなる。
【００２９】
図３（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る、光導波路の断面図である。この光導波路は、例えばクラッドフィルムを用いて上部クラッド層２８を形成した場合の例である。図３（ｂ）においても、アレイ導波路２１の最も端側の導波路コア２２、２３の外側にダミーコア２４、２５が形成されている。上部クラッド層２８をクラッドフィルムを用いて形成した場合は、光導波路の両端部においてクラッドフィルムが垂れ下がるため、光導波路の両端部においてクラッド厚が減少しているが、アレイ導波路２１の両外側にダミーコア２４、２５を設けることにより、アレイ導波路２１部分の上部クラッド層２８は均一かつ所定の膜厚に形成されることとなり、導波損失を低減できる。
【００３０】
図２（ｂ）は、クラッドフィルムを用いて上部クラッド層１２８を形成した場合の従来の導波路を示すものである。従来の導波路では、アレイ導波路１２１の最も端側の導波路コア１２２、１２３の外側にダミーコアが存在しないため、最も外側の導波路コア１２２、１２３の外側の上部クラッド層１２８の膜厚は、不均一かつ厚みが薄い。したがって、従来技術の場合は、最も端側の導波路のコアの導波損失は大きくなる。
【００３１】
なお、図３（ａ）と図３（ｂ）の両方の特徴をあわせもつ一実施形態、すなわち、最も外側の導波路コア２２、２３の外側にコア樹脂残留物２６、２７が形成されかつ光導波路の両端部においてクラッド厚が減少する一実施形態であっても良いことは言うまでも無い。
【００３２】
（第１の実施形態）  
本実施形態では、導波路コアに対応したコアパターンの両外側にダミーコアに対応したダミーパターンが形成された金型を作製し、金型作製工程にて作製された金型を用いて、可撓性を有する金型（以下、ソフトスタンパとも呼ぶ）を作製し、該ソフトスタンパを用いて押し出しラミネートにより高分子導波路を作製している。
【００３３】
なお、本明細書において、「可撓性を有する金型（ソフトスタンパ）」とは、当接した、ローラ等の押し出し手段の移動に伴ってたわむ樹脂を指す。このソフトスタンパの材料としては、硬化前では流動性を有し、光や熱等によって硬化し、該硬化後に可撓性を有する（たわむ）材料となるものを用いる。本実施形態では、可撓性を有する金型（ソフトスタンパ）として、シクロオレフィン系ポリマ；、ポリメチルメタクリレートを初めとしたポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミド、エポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂；、エポキシ樹脂を初めとした熱硬化性樹脂；、アクリル、エポキシ樹脂を紫外線硬化性にした樹脂；、シリコン樹脂；、フッ素樹脂などを用いることができる。
【００３４】
図４は、本実施形態に係る、押し出しラミネートによりコアを形成する様子を示す図である。図４において、クラッドフィルム３１上の全面にはコア材３２が形成されている。このコア材３２は、クラッドフィルム３１上に直接付与してもいいし、ソフトスタンパ３３上に付与したものを転写することにより間接的に付与してもよい。上記コア材３２の付与は、コア材３２の滴下であっても良いし、スプレーによる吹き付けであっても良い。また、ローラなどによる塗布であっても良い。
【００３５】
なお、図４では、コア材３２をクラッドフィルム３１の全面に配置しているが、これに限らない。本実施形態では、後述するローラなどの押し出し手段による押し出しの開始地点（押し出し手段の移動開始位置）にコア材３２が少なくとも配置されていれば、全面にコア材３２を配置しなくても良い。
【００３６】
なお、上記コア材は、液体状の材料であっても良いし、ゲル状の材料であっても良い。すなわち、押し出しが可能な程度の流動性を少なくとも有し、光や熱などによって硬化し、該硬化後に高分子導波路のコアとして機能する材料であればいずれの材料もコア材として用いることができる。例えばコア材として、紫外線硬化型エポキシ樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ポリイミド、シリコン樹脂、アクリル樹脂・エポキシ樹脂を紫外線硬化にした樹脂、ポリシラン、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリアミドなどを用いることができる。
【００３７】
図４において、ソフトスタンパ３３は、一方の面に凸部３４および凹部３５を有する。ソフトスタンパ３３の凸部３４および凹部３５を、コア材３２を介してクラッドフィルム３１と貼り合わせる。
【００３８】
なお、本明細書において、「凸部」とは、ある面に形成された突起状のものを含む。また、ある面に形成された凹部以外の領域も含む。すなわち、ある面に凹部が形成されると、凹部から見るとそれ以外の領域は突起したものと見ることができるからである。
【００３９】
同様に本明細書において、「凹部」とは、ある面に形成された窪み状のものを含む。また、ある面に形成された凸部以外の領域も含む。すなわち、ある面に凸部が形成されると、凸部から見るとそれ以外の領域は窪んだものと見ることができるからである。
【００４０】
次いで、ソフトスタンパ３３の一方端において、ローラ３６をソフトスタンパ３３の凹凸が形成されている面と対向する面に押し当てる。次いで、上記一方端から他方端に向かって（図中の矢印方向）、ソフトスタンパ３３に対して面ではなく線で圧力印加するように、所定の圧力をかけながら、ソフトスタンパ３３との相対速度が０となるように、ローラ３６を転がして、押し出しラミネートを行う。
【００４１】
このローラ３６の移動に伴って、ローラ３６の移動開始位置から順に、凸部３４がローラ３６の移動方向に向かってコア材３２を押し出してクラッドフィルム３１と接触することになる。一方、凹部３５については、ソフトスタンパ３３をクラッドフィルム４１に張り合わせた際に凹部３５にコア材３２が充填されている場合はその状態が維持され、充填されてない場合であっても、上記凸部による押し出しにより、各凹部３５にはコア材３２が充填される。このようにして、凹部に充填されたコア材３７が形成される。
【００４２】
このようにローラ３６を他方端まで転がして、凹部３５とクラッドフィルム３１との間の領域にコア材３７を残した状態でソフトスタンパ３３とクラッドフィルム３１とを貼り合わせて、ソフトスタンパ３３の凹凸を、コア材３２に転写する。そして、ローラ３６を他方端まで転がすと、各凸部３４にて押し出された余分なコア材は他方端から外へと押し出され、各凹部３５とクラッドフィルム３１との間の空間には、コア材３７が残ることになる。
【００４３】
本実施形態では、上述のように可撓性を有するソフトスタンパ３３を用いて押し出しラミネートを行うので、凸部３４の表面やクラッドフィルム３１の表面が粗くても、押し出されるコア材は、ローラ３６の移動方向に向かって、凸部３４およびクラッドフィルム４１の表面に沿ってローラ３６の移動による押し出し力により移動するので、残渣として残るコア材の量を低減することができる。すなわち、残渣が残ったとしても、用いる光の波長と同程度かそれ以下のスケールにまでその量を低減することができる。よって、ソフトスタンパおよびクラッドの面精度の要求値を低くすることが可能となり、作製コストや作製時間を低減することができる。
【００４４】
本明細書において、「押し出しラミネート」とは、ソフトスタンパやソフトスタンパのベースとなる樹脂フィルムなどの可撓性を有する第１の材料と任意の第２の材料とを貼り合わせながら、第１の材料および第２の材料のいずれか一方が有する凹部および／または凸部を、線で圧力を印加しながら他方の材料に転写する工程である。なお、転写元と転写先との凹凸の形状は反転した関係である。すなわち、第１の材料の一方から他方に向かってローラ等の押し出し手段により圧力を印加しながら移動させることによって、第１の材料を第２の材料に張り合わせながら、余分な材料を除去することを目的とした工程である。
【００４５】
上述の押し出しラミネートは、上述のようにコアを作製する際に用いることもできるし、後述のように、ソフトスタンパを作製する際に用いることもできる。コアを作製する際には、第１の材料は、ソフトスタンパとなり第２の材料はクラッドとなり、ソフトスタンパを作製する際には、第１の材料は、樹脂フィルムとなり第２の材料は原版である金型である。
【００４６】
上述のように、コアを作製する場合は、押し出しラミネートでは、ソフトスタンパが有する凹部にコア材を充填させ、それ以外のコア材を押し出すための工程であって、ソフトスタンパの一端から所定の方向に向かってローラ等の押し出し手段を移動させることによって、ソフトスタンパをクラッドに張り合わせながら、余分なコア材を押し出す。すなわち、この場合の押し出しラミネートは、ソフトスタンパをクラッドに恒久的に接着することが目的ではなく、高分子導波路のコアを形成するために、余分なコア材を除去することを目的とした工程である。
【００４７】
また、押し出しラミネート後において、クラッドと凸部との界面において、コア材が完全には押し出されず残渣としてコア材が残る場合があるが、本実施形態では、上述のようにローラ等の押し出し手段の移動によって余分なコア材が押し出されるので、残ってしまったコア材の量を、用いる光の波長程度またはそれ以下のスケールに抑えることができる。
【００４８】
また、本実施形態のように、高分子導波路作製用のソフトスタンパに対する金型として
ソフトスタンパを用いると、切り貼りを容易に行うことができるので、大面積化を低コス
トで容易に行うことができる。
【００４９】
次に高導波路の作製方法の各工程について説明する。
【００５０】
金型作製工程  
図５は、本実施形態に係る、金型の作製工程を説明するための模式図である。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、金型の基体となるシリコン基板４１を用意する。次いで、シリコン基板４１の一面（主面）に対して、エンドミル４２の該先端部を押し当て、エンドミル４２の先端部を回転させながら矢印方向に移動させる。このエンドミル４２の移動により、該エンドミル４２の移動方向に沿ってシリコン基板４１が削られる。この切削を複数回行うことで、シリコン基板４１に複数本の凹部４３が溝状に形成された金型４４が作製される（図５（ｂ））。
【００５２】
また、本実施形態では、図５（ｂ）に示す凹凸形状を有する金型４４から転写により作製したソフトスタンパの凹凸形状をさらに転写して導波路を作製するので、図５（ｂ）に示す金型４４の凸部４５の形状が導波路コアの形状として転写されることとなる。したがって、金型４４の凸部４５の形状は、導波路コアとして要求される形状に設計される。また、金型４４の最も端側の凹部４３の外側の領域４６がダミーコアとして転写されることとなる。すなわち、エンドミルでの切削部が導波路のコアになるのではなく、コア側面のクラッドとなるので、ダミーコア部を作製するためのシリコン基板上への切削は不要であり、経済的にも有利である。
【００５３】
本実施形態では、凹部４３を形成するために、エンドミル４２を用いているが、凹部４３を形成する方法はこれに限定されない。金型の一面に断面形状が凹型の溝を直線パターンや所定のパターンで切削することができる手段であればいずれの手段を用いても良い。例えば、厚さが薄い（形成すべきコアの幅程度の厚さ）グラインダや、ダイシングソーを用いても良い。
【００５４】
また、本実施形態では、金型の基体にシリコン基板を用いているが、金型の基体として用いることができるものはこれに限定されない。切削により溝が作製できる基体であれば何を用いても良い。例えば、樹脂やプラスチックの板やフィルム、セラミック板、ガラス板、任意の板状に作製したポリマフィルムを用いても良い。
【００５５】
ソフトスタンパ作製工程  
図６は、本実施形態に係る、ソフトスタンパの作製工程を説明する図である。
【００５６】
まず、上記金型作製工程で作製した金型（図６（ａ））を用意し、つぎに、図６（ｂ）に示すように、上記金型５１の凹部５２、凹部５３ａ、５３ｂが形成されている面にシクロオレフィン樹脂５４（メシチレン８０％溶液）を滴下し、スピンコートにてシクロオレフィン樹脂５４を金型５１の加工表面全体に広げる。このようにして、金型５１の少なくとも一部に、シクロオレフィン樹脂を付与する。
【００５７】
つぎに、図６（ｃ）に示すように、ラミネータを用い、シクロオレフィンフィルム５５（ソフトスタンパの基体となるベースフィルム）を金型５１のシクロオレフィン樹脂５４塗布面に密着させていく。金型５１のシクロオレフィン樹脂５４塗布面で凹部５２、凹部５３ａ、５３ｂの外側の部分にシクロオレフィンフィルム５５の片端が接触するようにし、フィルムの他方は反らせた状態にしておく。金型５１とシクロオレフィンフィルム５５が接触している部分からラミネータのローラ５６を押し当て、ローラを転がしつつ強い力（１０ｋｇ/ｃｍ）で押し付ける事で、金型５１の凹部５２内および凹部５３ａ、５３ｂ内にシクロオレフィン樹脂５４を押し込み、かつ余分なシクロオレフィン樹脂および凹部５２内および凹部５ａ、５３ｂの空気を押し出しつつ密着させて、押し出しラミネートを行う。
【００５８】
すなわち、シクロオレフィンフィルム５５において、シクロオレフィン樹脂５４と接する面に円筒形のローラ５６を押し当てる。このとき、ローラ５６が押し当てられた面と対向する面（ローラの移動開始位置）にシクロオレフィン樹脂５４が配置されていることは言うまでも無い。次いで、シクロオレフィンフィルム５５の、一方端から他方端に向かって、ローラ接触線のシクロオレフィンフィルム５５との相対速度が０となるように、ローラ５６を転がしつつ、１０ｋｇ／ｃｍの圧力で押し付ける。このようにして押し出しラミネートを行うことによって、上記ローラの移動と共に余分なシクロオレフィン樹脂５４が押し出される。このようにして、金型５１が有する凹部５２および凹部５３ａ、５３ｂの形状がシクロオレフィン樹脂５４に転写される。
【００５９】
なお、本実施形態では、シクロオレフィン樹脂５４を金型５１の凹部５２が形成された面（加工表面）の全面に配置しているが、少なくともローラの移動開始位置にシクロオレフィン樹脂５４を配置していれば良い。なお、このとき、ローラ５６が他方端まで移動した後に、凹部５２にシクロオレフィン樹脂５４が十分に充填されるような量のシクロオレフィン樹脂を移動開始位置に付与することは言うまでも無い。
【００６０】
つぎに、図６（ｄ）に示すように押し出しラミネートを行った金型５１をホットプレート上に配置して、シクロオレフィン樹脂５４を加熱硬化する。次いで、金型５１からシクロオレフィンフィルム５５を剥離する。このようにして、金型５１の凹部５２、凹部５３ａ、５３ｂが反転した形状を持つ硬化したシクロオレフィン樹脂（凸部５７、凸部５８ａおよび５８ｂ）が付いたシクロオレフィンシートが作製される。これがソフトスタンパ５９である。
【００６１】
高分子導波路作製工程
（コア材の付与）
図７は、本実施形態に係る、高分子導波路の作製方法を説明するための図である。  
図７（ａ）に示すように、クラッドフィルム基板６１上に、コア材としての紫外線硬化型エポキシ樹脂６２を滴下する。次いで、紫外線硬化型エポキシ樹脂６２をクラッドフィルム基板６１の全面に広げるようにクラッドフィルム基板６１を傾ける。このクラッドフィルム基板６１の傾けにより、クラッドフィルム基板６１全面に紫外線硬化型エポキシ樹脂６２が配置される。
【００６２】
なお、上記クラッド材は、液体状の材料であっても良いし、ゲル状の材料であっても良い。本発明で重要なことは、後述する押し出しラミネートの際に、クラッドフィルム基板上に存在するコア材が押し出されることである。よって、この押し出しが可能な程度の流動性を少なくとも有し、光や熱などによって硬化し、該硬化後に高分子導波路のコアとして機能する材料であればいずれの材料もコア材として用いることができる。
【００６３】
本実施形態では、コア材として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ポリイミド、シリコン樹脂、アクリル樹脂・エポキシ樹脂を紫外線硬化性にした樹脂、ポリシラン、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリアミドなどを用いることができる。なお、上記コア材は、クラッド材よりも屈折率が大きくなるように設定されていることは言うまでも無い。
【００６４】
（コア形成）
図７（ｂ）に示すように、ラミネータを用いて、ソフトスタンパ５９をクラッドフィルム基板６１上の紫外線硬化型エポキシ樹脂６２（コア材）塗布面に密着させていく。ソフトスタンパ５９の凹凸がある部分の外側部分の片端がクラッドフィルム基板６１の紫外線硬化型エポキシ樹脂６２塗布面に当たるようにし、他端は反らせた状態にしておく。ガラス基板６１とソフトスタンパ５９が当たっている部分のソフトスタンパ５９側からラミネータのローラ６３を押し当て、ローラ６３を転がしつつ強い力で押し付ける事で、ソフトスタンパ５９の凸部５８ａ、凸部５７、および凸部５８ｂとの間の領域内に紫外線硬化型エポキシ樹脂６２を押し込み、かつ余分な紫外線硬化型エポキシ樹脂６２および上記領域内の空気を押し出しつつ密着させて、押し出しラミネートを行う。
【００６５】
つぎに、図７（ｃ）に示すように、ソフトスタンパ５９側から紫外光を照射した後、加熱処理を行って紫外線硬化型エポキシ樹脂を完全に硬化させる。次いで、クラッドフィルム基板６１からソフトスタンパ５９を剥離する。ソフトスタンパ５９の凹凸（凸部５７、凸部５８ａおよび５８ｂ）が反転した形状を持つ硬化したエポキシ樹脂が形成される。この硬化したエポキシ樹脂がコア６４とダミーコア６５ａ、６５ｂとなる。
【００６６】
（上部クラッド層形成）
つぎに、図７（ｄ）に示すように、導波路コア６４とダミーコア６５ａ、６５ｂ上にクラッド材としての紫外線硬化型エポキシ樹脂６６をスピンコートする。次いで、紫外線を照射し、加熱処理を行って紫外線硬化型エポキシ樹脂を完全に硬化させる。このようにして、上部クラッド層を設けて、導波路コア６４とダミーコア６５ａ、６５ｂが形成された埋め込み型高分子導波路を作製することができる。
【００６７】
本実施形態では、金型５１に基づいて、押し出しラミネートによりソフトスタンパ５９（一次ソフトスタンパ）を作製している。これと同様の方法を用いれば、一次ソフトスタンパに基づいて二次ソフトスタンパ、すなわち、（Ｎ−１）次ソフトスタンパ（Ｎ：２以上の整数）に基づいてＮ次ソフトスタンパを作製することが可能である。
【００６８】
（第２の実施形態）  
第１の実施形態ではスピンコートによって上部クラッド層を形成していたが、第２の実施形態では、クラッドフィルムを用いて上部クラッド層を形成する。
【００６９】
高分子導波路作製工程  
図８は、本実施形態に係る、高分子導波路の作製方法を説明するための図である。まず、第１の実施形態と同様の方法で、クラッドフィルム基板６１上に導波路コア６４とダミーコア６５ａ、６５ｂとを形成する（図８（ａ））。
【００７０】
（上部クラッド層形成）
つぎに、図８（ｂ）に示すように、クラッドフィルム基板６１上に形成した導波路コア６４とダミーコア６５ａ、６５ｂとの上に、クラッド材としての紫外線硬化型エポキシ樹脂７１を滴下する。次いで、紫外線硬化型エポキシ樹脂７１を全面に広げるようにクラッドフィルム基板６１を傾ける。この傾けにより、クラッドフィルム基板６１全面に紫外線硬化型エポキシ樹脂７１が配置される。
【００７１】
つぎに、図８（ｃ）に示すように、ラミネータを用いて、クラッドフィルム基板６１上の紫外線硬化型エポキシ樹脂７１（クラッド材）塗布面にクラッドフィルム７２を密着させていく。クラッドフィルム７２の一端側が、クラッドフィルム基板６１の紫外線硬化型エポキシ樹脂７１塗布面に当接するようにし、クラッドフィルム７２の他端側は反らせた状態にしておく。ラミネータのローラ７３を、クラッドフィルム７２とエポキシ樹脂７１が当接している一端側で上方から強い力で押し付け、ローラ７３を他端側に転動させていく。ローラによる押し付けにより、クラッドフィルム６１上の複数の導波路コア６４、ダミーコア６５ａ、６５ｂ間の領域内に紫外線硬化型エポキシ樹脂７１が押し込まれつつ密着され、かつ余分な紫外線硬化型エポキシ樹脂および上記領域内の空気が押し出される、押し出しラミネートが実行される。次いで、紫外線を照射することによって、導波路コア６４とダミーコア６５ａ、６５ｂとの間に存在する紫外線硬化型エポキシ樹脂７１を硬化し、高分子導波路が作製される。
【００７２】
このように、クラッドフィルム７２を用いて上部クラッド層を形成する場合、クラッドフィルム基板６１上にコアを凸部として形成するので、最も外側となるダミーコア６５ａ、６５ｂの外側には凸型構造が無い。したがって、図３（ｂ）によって説明したように、本実施形態の場合、クラッドフィルム７２は、ダミーコア６５ａ、６５ｂの外側で下方に垂れてしまい、その領域でのクラッド厚は不均一になるが、導波路コア６４の部分のクラッド厚は一定のままである。
【００７３】
以上の実施形態では、ソフトスタンパを用いてコアを形成する場合を例に挙げて説明したが、コアの形成方法は、これに限らず、図５に示した可撓性を有さない金型４４を用いて導波路コアおよびダミーコアを形成してもよい。この場合、金型４４の凹部４３がコアの形状を決定することになる。
【００７４】
また、上記実施の形態では、多心の導波路コアを有する光導波路について説明したが、本発明は、一心の光導波路に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１  基板
２  下部クラッド
３  金型
４  凸部
５  凹部
７  凸部
８  凹部
９  コア
２１  アレイ導波路
２２、２３  最も端側の導波路コア
２４、２５  ダミーコア
２６、２７  コア樹脂残留物
２８  クラッド  
３１  クラッドフィルム
３２  コア材
３３  ソフトスタンパ
３４  凸部
３５  凹部
３６  ローラ
３７  コア材
４１  シリコン基板
４２  エンドミル
４３  凹部
４４  金型
４５  凸部
４６  凹部の外側の領域
５１  金型
５２  凹部
５３ａ、５３ｂ  凹部
５４  シクロオレフィン樹脂
５５  シクロオレフィンフィルム
５６  ローラ
５７  凸部
５８ａ、５８ｂ  凸部
５９  ソフトスタンパ
６１  クラッドフィルム基板
６２、６６  紫外線硬化型エポキシ樹脂
６３  ローラ
６４  導波路コア
６５ａ、６５ｂ  ダミーコア
７１  紫外線硬化型エポキシ樹脂
７２  クラッドフィルム
７３  ローラ
１２１  アレイ導波路
１２２、１２３  導波路コア
１２６、１２７  コア樹脂残留物
１２８  上部クラッド層
１３１  クラッド層
【図１】
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【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】
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