(57)【要約】【課題】衝撃や熱による膨張・収縮等の影響をうけにくく、安定した光路変換性能を長期にわたり発揮することのできる、信頼性の高い光導波路と、光導波路の外表面に傷を付けることなく、その内側にあるコア層の任意の位置に光路変換構造を形成することにより、上記信頼性の高い光導波路を効率的に製造することのできる光導波路の製造方法を提供する。【解決手段】光路となるコア層１と、このコア層１を挟持・被包する２つのクラッド層２，２’とを備える光導波路において、上記いずれかのクラッド層２または２’を通して照射された複数回のレーザ光により、その内部のコア層１の所定領域に、当該コア層の光軸Ｌ方向に対して所要の角度α傾斜した仮想面Ｐ−Ｐ’に沿って所定の間隔で縦横に並ぶ光路変換用の空隙Ｃ，Ｃ，・・・からなる光路変換構造を、クラッド層２，２’を傷付けることなく、選択的に形成する。【選択図】図１
2010102107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路となるコア層と、このコア層を挟持・被包する２つのクラッド層とを備える光導波路において、上記いずれかのクラッド層を通して照射された複数回のレーザ光により、上記コア層の所定領域に、当該コア層の光軸方向に対して所要の角度傾斜した仮想面に沿って所定の間隔で縦横に並ぶ複数の光路変換用の空隙が、選択的に形成されていることを特徴とする光導波路。
【請求項２】
上記各空隙は隣接する空隙と連通しておらず、その各空隙の大きさが直径５〜２０μｍであり、これら隣接する各空隙の間隔が１〜２０μｍである請求項１記載の光導波路。
【請求項３】
上記レーザ光の光源が、パルス幅５０００ｐｓ以下のピコ秒パルスレーザまたはフェムト秒パルスレーザである請求項１または２記載の光導波路。
【請求項４】
光路となるコア層と、このコア層を挟持・被包する２つのクラッド層とからなり、上記コア層の所定の領域に、当該コア層に入射する光を所定の角度に反射する光路変換構造を備える光導波路を製造する方法であって、上記コア層と各クラッド層からなる被加工物をステージ上に載置し、パルスレーザにより所定の深さにレーザ光を集光照射することにより、上記コア層の所望の部位に１つの独立した空隙を形成した後、上記ステージまたは上記レーザ光の焦点を、所定の方向に所定量相対移動させ、新たなレーザパルスにより、上記空隙に連通しない別の空隙を形成するとともに、これらレーザパルスの照射とステージの相対移動とを繰り返し、上記コア層の所定領域に、当該コア層の光軸方向に対して所要の角度傾斜した仮想面に沿って所定の間隔で縦横に並ぶ多数の空隙からなる光路変換構造を、上記クラッド層を傷つけることなく、選択的に形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項５】
上記パルスレーザのレーザ光が、波長：３００〜２５００ｎｍ、パルス幅：５０００ｐｓ以下、パルスエネルギー：１００ｎ〜１ｍＪ／パルス、フルエンス：０．０１〜１Ｊ／ｃｍ2である請求項４記載の光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアを通過する光の光軸上に光路変換機構を有する光導波路およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光導波路は、光導波路デバイス，光集積回路，光配線基板等の光デバイスに組み込まれており、光通信，光情報処理や、その他一般光学の分野で広く用いられている。また、上記光デバイスでは、例えば、発光素子からの光信号を、光導波路を介して受光素子に伝達させるために、光導波路の端部やその所定領域において、光路を９０°変換することが行われる場合がある。
【０００３】
すなわち、図３のように、光導波路における光軸（光路）Ｌ方向（図示ｘ方向）の一端面や所定の領域を、光導波路の光軸に対して４５°傾斜した傾斜面Ｍ，Ｍ’（マイクロミラー）に形成することにより、発光素子等からの光信号を、その傾斜面Ｍ，Ｍ’で反射させて、光路を９０°変換する。なお、図３において、符号１はコア層、２は第１（アンダー）クラッド層、２’は第２（オーバー）クラッド層、Ｂは切削加工用のブレードである。また、このような光路変換機構を有する光導波路は、「光変換素子」として光電気混載基板等に用いられている。
【０００４】
上記光導波路の傾斜面（マイクロミラー）の形成方法としては、ダイヤモンドブレードを用いたダイシングにより光導波路の一部または一端面を、４５°に切削または切断加工する方法や、レーザにより切断等する方法、反応性イオンエッチングにより作製する方法等が採用されている（例えば、特許文献１〜３等を参照。）。
【０００５】
なかでも、刃先に傾斜角を有する薄いダイヤモンドブレードを回転させ、このブレードＢを光導波路に対して垂直に当てて加工する方法（ダイシング法：図３参照）は、適当なブレードＢを選定することにより、平滑性に優れる鏡面（ミラー）を容易に形成できることから、広く用いられている（特許文献４，５を参照）。
【特許文献１】特開平１０−３００９６１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５０１９号公報
【特許文献３】特開２００６−２５１２１９号公報
【特許文献４】特開２００６−２０１３７２号公報
【特許文献５】特開２００７−１０８２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、以上のようなダイシングにより光路変換用のマイクロミラーＭ，Ｍ’を形成する方法は、光路に対して充分な大きさ（直径）を有する円板状ブレードＢ用いて加工するため、互いに平行かつ近接して配置された複数の光導波路を備える場合は、加工対象の光導波路に隣接する光導波路まで切削されてしまい、各光路の長手方向におけるそれぞれ異なる位置にマイクロミラーＭ，Ｍ’を形成することができないという問題があった。
【０００７】
また、Ｖ字状の溝を切削（または切断）することで、切削箇所（マイクロミラー部位）からクラックが発生し、衝撃や熱による膨張・収縮等により拡大して、最悪の場合、光導波路全体に亀裂や断裂が生じたり、この光導波路が配設された回路基板等を損なう可能性もある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、衝撃や熱による膨張・収縮等の影響をうけにくく、安定した光路変換性能を長期にわたり発揮することのできる、信頼性の高い光導波路と、光導波路の外表面に傷を付けることなく、その内側にあるコア層の任意の位置に光路変換構造を形成することにより、上記信頼性の高い光導波路を効率的に製造することのできる光導波路の製造方法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明は、光路となるコア層と、このコア層を挟持・被包する２つのクラッド層とを備える光導波路において、上記いずれかのクラッド層を通して照射された複数回のレーザ光により、上記コア層の所定領域に、当該コア層の光軸方向に対して所要の角度傾斜した仮想面に沿って所定の間隔で縦横に並ぶ複数の光路変換用の空隙が、選択的に形成されている光導波路を第１の要旨とする。
【００１０】
また、本発明は、光路となるコア層と、このコア層を挟持・被包する２つのクラッド層とからなり、上記コア層の所定の領域に、当該コア層に入射する光を所定の角度に反射する光路変換構造を備える光導波路を製造する方法であって、上記コア層と各クラッド層からなる被加工物をステージ上に載置し、パルスレーザにより所定の深さにレーザ光を集光照射することにより、上記コア層の所望の部位に１つの独立した空隙を形成した後、上記ステージまたは上記レーザ光の焦点を、所定の方向に所定量相対移動させ、新たなレーザパルスにより、上記空隙に連通しない別の空隙を形成するとともに、これらレーザパルスの照射とステージの相対移動とを繰り返し、上記コア層の所定領域に、当該コア層の光軸方向に対して所要の角度傾斜した仮想面に沿って所定の間隔で縦横に並ぶ多数の空隙からなる光路変換構造を、上記クラッド層を傷つけることなく、選択的に形成する光導波路の製造方法を第２の要旨とする。
【００１１】
すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ね、その結果、ピコ秒（ｐｓ）あるいはフェムト秒（ｆｓ）単位の超短パルス光を発振することのできるパルスレーザを用いることにより、コア層を被覆するクラッド層を傷付けることなく、内部のコア層にのみ、互いに独立した微小な「空隙」を整然と並べて形成することが可能で、これらの空隙で構成されたマトリクスによって、コア層内部を通過する光を効率良く反射させることができることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の光導波路は、２つのクラッド層に挟持・被包されるコア層の所定領域に、クラッド層を通して照射されたレーザ光により、当該コア層の光軸方向に対して所要の角度傾斜した仮想面に沿って所定の間隔で縦横に並ぶ複数の空隙が形成されているため、これら空隙のマトリクスが、上記仮想面に沿って形成されたマイクロミラーのように機能し、コア層を通過する光の光路を任意の方向に変換（反射）することができる。また、この空隙による光路変換構造は、従来のダイシングによるマイクロミラーの形成のような位置的制約がなく、クラックの発生・成長点となる切削角も生じない。さらに、この光導波路は、クラッド層の外表面に傷等が付くことがなく、上記空隙も、大気に暴露されない状態で安定して保存される。したがって、本発明の光導波路は、外部からの衝撃や温度変化，埃・塵芥等の影響を受けにくく、長期間にわたり安定した光路変換性能を発揮することが可能となる。
【００１３】
特に、上記各空隙が隣接する空隙と連通しておらず、その各空隙の大きさが直径５〜２０μｍで、かつ、これら隣接する各空隙の間隔が１〜２０μｍである場合には、コア層を通過する光の光路を効率良く変換（反射）することができ、好適である。
【００１４】
また、上記レーザ光の光源としては、パルス幅５０００ｐｓ以下のピコ秒パルスレーザまたはフェムト秒パルスレーザが好ましい。これらのパルスレーザにより、上記空隙を選択的、かつ、効率的に形成することができる。
【００１５】
つぎに、本発明の光導波路を製造する方法は、上記コア層と各クラッド層からなる被加工物をステージ上に載置し、パルスレーザにより所定の深さにレーザ光を集光照射して、上記コア層の所望の部位に１つの独立した空隙を形成した後、上記ステージまたは上記レーザ光の焦点を、所定の方向に所定量相対移動させ、新たなレーザパルスにより、上記空隙に連通しない別の空隙を形成するとともに、これらレーザパルスの照射とステージの相対移動とを繰り返して、上記コア層の所定領域に、当該コア層の光軸方向に対して所要の角度傾斜した仮想面に沿って所定の間隔で縦横に並ぶ多数の空隙からなる光路変換構造を形成する。
【００１６】
このため、互いに平行かつ近接して配置された複数の光導波路を備える場合でも、加工対象の光導波路に隣接する、加工対象以外の光導波路に影響を及ぼすことなく、各光路の長手方向における自由な位置に光路変換構造を形成することができる。さらに、上記製造方法によれば、クラッド層の外表面に傷等を付けることなく、これら空隙も大気に暴露されないことから、ダイシング法のようなクラックの発生や成長がなく、光導波路に亀裂や断裂が生じたり、この光導波路が配設された回路基板等を損なったりする恐れもない。したがって、本発明の光導波路の製造方法によれば、長寿命でかつ信頼性の高い光導波路を製造することができる。
【００１７】
また、上記光導波路の製造方法は、砥石の交換等がなく、メンテナンスが容易で、非接触加工のため、不確定要素が少なく、加工のサイクルタイム（インターバル）も短い。したがって、本発明の光導波路の製造方法によれば、製品の歩留まり向上と相俟って、上記光路変換構造を有する光導波路を効率的に製造することができる。
【００１８】
特に、上記パルスレーザのレーザ光として、波長：３００〜２５００ｎｍ、パルス幅：５０００ｐｓ以下、パルスエネルギー：１００ｎ〜１ｍＪ／パルス、フルエンス：０．０１〜１Ｊ／ｃｍ2のレーザパルスを用いた場合、前述の直径５〜２０μｍでかつそれらの間隔が１〜２０μｍの空隙を、１パルスで効率良く作成することができ、好適である。
【００１９】
すなわち、本発明では、クラッド層覆われたコア層を、クラッド層を通して照射したレーザ光により選択的に加工する方法を採用しているため、使用するパルスレーザとしては、多光子吸収過程を経由するｆフェムト（１０-15）秒レーザやｐピコ（１０-12）秒レーザのような超短パルスレーザを用いることが好ましい。
【００２０】
また、使用するレーザの波長としては、クラッド層の光吸収が少ない３００〜２５００ｎｍが好ましく、この範囲の波長であれば、単光子吸収によってクラッド層が加工される（傷付く）恐れが少ない。
【００２１】
さらに、使用するレーザのパルス幅は、上述の多光子吸収過程を経由する確率が高い５０００ｐｓ（ピコ秒）以下であればよく、好ましくは１０００ｐｓ以下、より好ましくは１００ｐｓ（ピコ秒）以下のパルス幅のレーザ光を用いるのが望ましい。なお、下限の制限はない。
【００２２】
また、使用するレーザのパルスエネルギーおよびフルエンスは、コア層の材料物性に対して適宜最適化されれば良いが、パルスエネルギーの好ましい範囲は、１パルス当たり１００ｎＪ〜１ｍＪである。なお、パルスエネルギーが１００ｎＪ／パルス未満では、コア層を充分に加工するのが難しくなり、逆に、１ｍＪ／パルスを超えれば、アブレーションが起こって高精度に空隙を形成しにくくなる傾向がある。
【００２３】
同様に、レーザのフルエンスの好ましい範囲は０．０１〜１Ｊ／ｃｍ2であり、０．０１Ｊ／ｃｍ2未満では、コア層を充分に加工するのが難しくなる傾向にあり、また、フルエンスが１Ｊ／ｃｍ2を超えれば、アブレーションが起こって高精度に空隙を形成しにくくなる傾向がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。
【００２５】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態における光導波路の構造を説明する模式図である。なお、コア層１の端部（図示省略）から入射した光の光路（光軸Ｌ）に沿った光導波路の長手方向をｘ方向、この光軸Ｌに直交する光導波路の幅方向をｙ方向、光軸Ｌに直交する光導波路の厚み方向をｚ方向、として説明する。また、光導波路を構成するコア層およびクラッド層は、その厚みを強調して描いている。
【００２６】
本実施形態における光導波路も、基本的な構成は従来の光導波路と同様であり、光路となるコア層１と、このコア層１を上下方向（図示ｚ方向）から挟持・被包する２つのクラッド層２，２’とから構成されている。また、この光導波路のコア層１の一部領域には、いずれかのクラッド層２，２’を通して照射された複数回のレーザ光（パルスレーザ）により、多数の光路変換用の空隙Ｃ，Ｃ，・・・・が選択的に形成されている。
【００２７】
これらの空隙Ｃ，Ｃ，・・・・は、各空隙Ｃの大きさが直径５〜２０μｍ、隣接する各空隙Ｃの間隔が１〜２０μｍに形成されており、コア層１の光軸Ｌに対して角度α（本実施形態においては４５°）傾斜する仮想面Ｐ−Ｐ’に沿って縦横に並ぶマトリクス状に形成されている。
【００２８】
ここで、コア層１の光軸Ｌの一方方向から、例えば発光素子等からの光信号が入射した場合、上記仮想面Ｐ−Ｐ’に沿ってマトリクス状に並んだ個々の空隙Ｃが、コア層１を通過する光を角度αでそれぞれ反射することから、これら空隙Ｃからなる仮想面Ｐ−Ｐ’が１枚のマイクロミラーのように機能し、上記光の光路（光軸）を変換することができる。
【００２９】
また、上記実施形態における各空隙Ｃは、クラッド層２，２’を傷付けず、その内部のコア層１部位にのみに選択的に形成されていることから、大気に暴露されない状態で安定して保存される。したがって、本実施形態の光導波路における光路変換構造は、外部からの衝撃や温度変化，埃・塵芥等の影響を受けにくく、長期間にわたり安定した光路変換性能を発揮することができる。
【００３０】
なお、本実施形態で用いる光導波路としては、パルスレーザによる加工の容易なポリマー系光導波路が好ましい。クラッド層２，２’の形成材料としては、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，光重合性樹脂，感光性樹脂等があげられる。なかでも、透明性，耐熱性，耐湿性の観点からエポキシ樹脂が好ましく、特に、フルオレイン系エポキシ樹脂と脂環式エポキシ樹脂の混合樹脂がより好ましい。また、コア層１の形成材料としては、通常、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂またはアクリル樹脂等からなる光重合性樹脂があげられ、なかでも、透明性，耐熱性，耐湿性の全てを満足する観点から、フルオレイン系エポキシ樹脂とオキセタン化合物の混合樹脂を好適に用いることができる。
【００３１】
つぎに、上記光導波路を製造する装置および方法について説明する。
図２は、本実施形態のコア層１に上記空隙Ｃからなる光路変換構造を形成するための装置の概略構成図である。なお、図において、符号ＬＯはレーザ発振器、ＡＴはアッテネータ（出力調整器）、ＭＳはメカニカルシャッタ、ＯＬは対物レンズ、ＳＴはＸＹステージ、ＷＰはワークピース（被加工物）、Ｍ１〜Ｍ３は全反射ミラー、を示す。
【００３２】
また、上記ステージＳＴは、図示ｘｙの平面２方向に独立してその位置を精密に制御可能なステージ（加工台）であり、レーザ加工装置は、集光用対物レンズＯＬをｚ方向に上下させることにより、ステージＳＴ上のワークピースＷＰに対するレーザビームの焦点距離を調整することができるように構成されている。
【００３３】
なお、ワークピースＷＰとレーザビーム焦点の相対移動（加工の位置決め）は、上記のように、ｘｙの平面２方向に独立して制御可能な精密ステージＳＴ（加工台）と、上下（ｚ方向）に照射深度を変更することのできるレーザ装置とを組み合わせて用いる方法の他、互いに直交するｘｙｚの３方向に独立して制御可能な精密ステージ（加工台）を用いてワークピースを移動させる方法、あるいは、ワークピースを固定して、ガルバノスキャナ（ガルバノミラー）を有するレーザ装置によりレーザ光を走査照射する方法によっても、行なうことができる。
【００３４】
コア層１に空隙Ｃからなる光路変換構造を形成する工程は、まず、上記コア層１と各クラッド層２，２’からなるワークピースＷＰを、一方のクラッド層（この場合は第２クラッド層２’）を上に向けてステージＳＴ上に載置し、固定具等を用いてそのステージＳＴ上での位置を固定する。
【００３５】
つぎに、出力調整用アッテネータＡＴ，照射パルス数制御用メカニカルシャッタＭＳおよび集光用対物レンズＯＬ（倍率１０倍）を通じたレーザビームの集光焦点が、上記コア層１の所定部分に合うように調整した後、レーザ発振器ＬＯによりレーザパルスを発振させ、その１パルスをコア層１に照射し、１つの「空隙」を形成する。なお、レーザ発振器ＬＯから発振されるレーザパルスは、パルス幅５０００ｐｓ以下のピコ秒パルスまたはフェムト秒パルスである。
【００３６】
そして、上記１つの「空隙」形成後、ステージＳＴを図示ｙ方向に所定量移動させ、上記１パルスの発振による空隙の形成と、ステージＳＴの移動とを、コア層１の幅（ｙ方向長さ）分繰り返し、ｙ方向に沿って１列の空隙（この場合はクラッド層２’に最も近い、再上段の列）を形成する。
【００３７】
その後、ステージＳＴをｘ方向に所定量移動させ、レーザビームの集光焦点をｚ方向に所定量移動させた後、上記と同様に、１パルスのレーザ照射とステージＳＴのｙ方向への移動とを繰り返し、ｙ方向に沿った別の１列の空隙を形成する。
【００３８】
このようにして、ｙ方向に沿った１列の空隙を、ｘ方向およびｙ方向に少しずつずらしながら形成し、最終的に、図１（ｂ）のような「仮想面Ｐ−Ｐ’に沿ってマトリクス状に並んだ空隙Ｃの集合体」を、コア層１の任意の位置に、選択的に形成することができる。
【００３９】
以上のように、上記光導波路の製造方法は、クラッド層２，２’に傷等を付けることなく、コア層１のみに選択的に、これら空隙Ｃを形成することができる。また、これらの空隙Ｃは大気に暴露されず、従来のダイシング法のようなクラックの発生や成長がないことから、光導波路に亀裂や断裂が生じたり、この光導波路が配設された回路基板等を損なったりする恐れもない。したがって、本実施形態の光導波路の製造方法によれば、長寿命でかつ信頼性の高い光導波路を製造することができる。
【００４０】
さらに、上記光導波路の製造方法は、従来のダイシング法のような砥石の交換等がなく、メンテナンスが容易で、非接触加工のため、不確定要素が少なく、加工のサイクルタイム（インターバル）も短い。したがって、本実施形態の光導波路の製造方法によれば、上記光路変換構造を有する光導波路を効率的に製造することができる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、光導波路のコア層１に、光軸Ｌに対して４５°傾斜する光路変換構造を形成した例を挙げたが、上記仮想面Ｐ−Ｐ’が光軸Ｌに対して傾斜する角度αは特に限定されるものではなく、例えば１０〜８０°の範囲で自由に設定することができる。
【００４２】
また、本実施形態における光導波路の製造方法によれば、互いに平行かつ近接して配置された複数の光導波路が存在する場合でも、加工対象の光導波路に隣接する、加工対象以外の光導波路に影響を及ぼすことなく、各光路の長手方向における自由な位置に光路変換構造を形成することができる。
【００４３】
つぎに、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
【実施例】
【００４４】
［光導波路フィルムの作製］
まず、レーザ光照射を行なう光導波路フィルムを以下の手順で作製した。
【００４５】
〔クラッド層の形成材料〕
成分Ａ：ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル  ３５重量部
成分Ｂ：脂環式エポキシ樹脂である３’，４’−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート（ダイセル化学社製、セロキサイド２０２１Ｐ）  ４０重量部
成分Ｃ：シクロヘキセンオキシド骨格を有する脂環式エポキシ樹脂である（３’，４’−エポキシシクロヘキサン）メチル−３’，４’−エポキシシクロヘキシル−カルボキシレート（ダイセル化学社製、セロキサイド２０８１）  ２５重量部
成分Ｄ：４，４’−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０％プロピオンカーボネート溶液（光酸発生剤）  １重量部
上記成分Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを混合することにより、アンダー（第１）クラッド層およびオーバー（第２）クラッド層の形成材料を調製した。
【００４６】
〔コア層の形成材料〕
成分Ａ：ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル  ７０重量部
成分Ｅ：１，３，３−トリス｛４−〔２−（３−オキセタニル）〕ブトキシ  フェニル｝ブタン  ３０重量部
成分Ｄ：４，４’−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０％プロピオンカーボネート溶液（光酸発生剤）  ０．５重量部
上記成分Ａ，Ｅ，Ｄを乳酸エチル２８重量部に溶解することにより、コア層の形成材料を調製した。
【００４７】
〔アンダークラッド層の作製〕
ガラス板上にＰＥＴフィルムを両面テープで貼り付け、このＰＥＴフィルム上に、上記「クラッド層の形成材料」をスピンコート法により塗布し、膜厚２５μｍの塗布層を形成した。そして、塗布層の全面に超高圧水銀灯を用いて紫外線（ｉ線：３６５ｎｍ基準で積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ2）を照射し、この塗布層を硬化させ、アンダークラッド層を得た。
【００４８】
〔コア層の作製〕
つぎに、上記アンダークラッド層の上面に、上記「コア層の形成材料」をスピンコート法により塗布し、８０℃のホットプレート上で５分間加熱することにより溶媒を揮発させ、コア層形成用の樹脂層を形成した。なお、コア層の塗布厚は、上記溶媒揮発処理を行なった後に膜厚が５０μｍとなるように調整している。ついで、所定の開口パターン（開口幅：５０μｍ、隣り合う開口との隙間：２００μｍ）を有するフォトマスクを介して、超高圧水銀灯を用いて紫外線（ｉ線：３６５ｎｍ基準で積算光量２０００ｍＪ／ｃｍ2）を照射して露光を行なった。そして、１２０℃のホットプレート上で１５分間加熱し、反応を完了させたうえで、γ−ブチロラクトンの１０重量％水溶液を用いて現像することにより、未露光部分を溶解除去し、その後、１２０℃×１５分間の加熱乾燥処理を行って、上記アンダークラッド層上のコア層（膜厚：５０μｍ）を形成した。
【００４９】
〔オーバークラッド層の作製〕
つぎに、上記アンダークラッド層上のコア層の上面に、このコア層を被覆するように、上記「クラッド層の形成材料」をスピンコート法により塗布し、膜厚約２５μｍのオーバークラッド層を塗布した。なお、このオーバークラッド層の塗布厚は、ＰＥＴフィルムを除く「光導波路フィルム」の総厚が１００μｍになるように調整されている。また、隣り合うコア層どうしの間の溝（上記未露光部分）も、上記クラッド層の形成材料で埋め込まれている。その後、上記アンダークラッド層と同様、塗布層の全面に超高圧水銀灯を用いて紫外線（ｉ線：３６５ｎｍ基準で積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ2）を照射し、この塗布層を硬化させ、２つのクラッド層の間にコア層が挟持・被包された光導波路フィルム（全厚：１００μｍ）を得た。なお、以下のレーザ加工実験には、上記ＰＥＴフィルムを剥がした状態で使用した。
【００５０】
〔レーザ加工装置〕
レーザ発振器：フェムト（１０-15）秒ｆｓパルスレーザ  （サイバーレーザー社製  最高平均出力：０．５Ｗ，繰り返し周波数：１ｋＨｚ）
【００５１】
〔レーザパルス〕
レーザ光１パルスは、波長：８００ｎｍ、パルス幅：１５０ｆｓ、パルスエネルギー：１．５ｕＪ／パルス（出力：０．００１５Ｗ）になるように調整した。
【００５２】
装置の全体構成は、上記実施形態（図２）における例と同様であり、全反射ミラーＭ１〜Ｍ３による光路により、出力調整用アッテネータＡＴ，照射パルス数制御用メカニカルシャッタＭＳおよび集光用対物レンズＯＬ（倍率１０倍）を通じたレーザビームの集光焦点が、上記光導波路フィルムのコア層の所定部分に合うように調整した。
【００５３】
また、ワークピース（被加工物）を固定するステージＳＴも、ｘｙの平面２方向に独立してその位置をμｍオーダーで制御可能なステージ（加工台）から構成されている。なお、レーザビームの焦点距離（ｚ方向）の変更は、上記集光用対物レンズＯＬの対象物に対する高さを調整することにより行なわれる。
【００５４】
〔光路変換用空隙の形成〕
まず、上記コア層と各クラッド層からなるワークピースＷＰを、一方のクラッド層（この場合はオーバークラッド層）を上に向けてステージＳＴ上に載置し、固定具等を用いてそのステージＳＴ上での位置を固定する。
【００５５】
つぎに、調整済のレーザ発振器ＬＯにより上記「レーザパルス」を発振させ、その１パルスをコア層の所定位置照射し、１つの「空隙」（平均直径：１０μｍ）を形成する。そして、上記１つの「空隙」形成後に、ステージＳＴを図示ｙ方向に５μｍ移動させ、上記１パルスの発振による空隙の形成と、ステージＳＴの移動とを、コア層の幅（ｙ方向長さ：５０μｍ）分繰り返し、ｙ方向に沿って１列の空隙（この場合はオーバークラッド層に最も近い、再上段の列）を形成した。
【００５６】
その後、ステージＳＴをｘ方向に５μｍ移動させ、レーザビームの集光焦点をｚ方向に５μｍ移動させた後、上記と同様に、１パルスのレーザ照射とステージＳＴのｙ方向への移動（５μｍ）とを繰り返し、ｙ方向に沿った別の１列の空隙を形成した。
【００５７】
このようにして、ｙ方向に沿った１列の空隙を、ｘ方向およびｙ方向に少しずつずらしながら形成し、光導波路フィルムにおける光路変換構造として、図１（ｂ）のような「光軸Ｌに対して４５°傾斜した仮想面に沿って縦横に（マトリクス状に）並んだ空隙Ｃの集合体」を、クラッド層を傷付けることなく、コア層の任意の位置に選択的に形成することができた。
【００５８】
つぎに、得られたサンプルの性能確認実験について述べる。
上記実施例にて得られた光導波路フィルムの「空隙Ｃの集合体からなる光路変換構造」部位に、オーバークラッド層を通じて上方（ｚ方向）から直角に入射する光（ＶＣＳＥＬ光源：８５０ｎｍ）を当て、この光路変換構造による９０°光路変換により、コア層に沿って当該光導波路の端部まで到達する光を、受光素子を用いて観測し、その結合損失を測定した。なお、発光素子としては、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）光源（Ｕｌｍ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ社製）を用い、マルチモードファイバを介して照射した。また、受光素子としては、フォトディテクタＰＤ（Ｒｏｉｔｈｎｅｒ  Ｌａｓｅｒ  Ｔｅｃｈｎｉｋ社製）を用いた。
【００５９】
また、結合損失（ｄＢ）は、発光素子の光量Ｉ0と、９０°光路変換後に光導波路端部から出射する光量Ｉとを上記ＰＤで測定し、予め求めた光導波路コアの伝播損失（０．１５ｄＢ／ｃｍ）を控除して計算した。
【００６０】
結果は、９０°光路変換の結合損失が約２．０ｄＢであり、従来のダイシング法による４５°マイクロミラー（結合損失：０．８ｄＢ）と比べても、実用上充分な光路変換性能を有していることが分かった。また、得られた光導波路（フィルム）は、コア層以外のクラッド層およびクラッド層の外表面に傷等の不具合がなく、上記各空隙Ｃが、コア層の中にだけ選択的に形成されていることが、顕微鏡等の光学観察により確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（ａ），（ｂ）はともに、本発明の実施形態における光導波路の光路変換構造を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態における光導波路の光路変換構造を作製する装置の構成を示す模式図である。
【図３】従来の光導波路における光路変換構造（マイクロミラー）を形成する方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  コア層
２，２’  クラッド層
Ｃ  空隙
Ｌ  光軸
Ｐ−Ｐ’  仮想平面
【図１】
2010102107.tif 000003
【図２】
2010102107.tif 000004
【図３】
2010102107.tif 000005