(57)【要約】【課題】低損失で高信頼性の光導波路を安価で簡便に量産するため、ガラス成形工法により光導波路コア部の微細パターンを形成すると共に、機械加工による後処理なしに四角い光導波路基板を提供する。【解決手段】上型と下型の一対の金型によりガラス基板１１を加熱加圧することによって、表面に光導波路のコア部用溝部１４が形成され、側面の高さ方向の一部または周方向の一部に凸部１５が形成された光導波路基板を用いて、光導波路を作製する。【選択図】  図１
2004348003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型により加熱加圧することによって、表面に光導波路のコア部用溝部が形成され、側面の一部に凸部が形成された光導波路基板。
【請求項２】
前記側面の一部とは、前記側面の高さ方向の一部である、請求項１に記載の光導波路基板。
【請求項３】
前記凸部は、前記側面のうち、裏面側に片寄って全周または全周の一部に形成された、請求項２に記載の光導波路基板。
【請求項４】
前記凸部は、前記側面のうち、表面側にも裏面側にも片寄らず中央位置に形成された、請求項２に記載の光導波路基板。
【請求項５】
前記側面の一部とは、前記側面の周方向の一部である、請求項１に記載の光導波路基板。
【請求項６】
前記周方向の一部とは、前記コア部用溝部が形成されていない側の側面である、請求項５に記載の光導波路基板。
【請求項７】
前記表面の方向から投影的に見た形状は、実質上長方形である、請求項１乃至６のいずれかに記載の光導波路基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の光導波路基板と、
前記光導波路基板の前記コア部用溝部にコア材を充填して形成させたコア部と、
前記コア部を覆っている上クラッド部とを備えた光導波路。
【請求項９】
上型と、
下型と、
前記上型と前記下型を保持するプレス機構と、
前記上型と前記下型でプレスする際に、前記上型と前記下型との間に隙間を残すよう制御する制御手段とを備えた、光導波路基板の製造装置であって、
前記上型および／または前記下型には光導波路基板用部材が入れられる凹部が形成されており、
前記上型または前記下型のいずれかに、前記光導波路基板用部材にコア部用溝部を形成させるための凸部が形成されている、光導波路基板の製造装置。
【請求項１０】
上型と、
下型と、
前記上型と前記下型を保持するプレス機構と、
前記上型と前記下型でプレスする際に、前記上型と前記下型との間に隙間を残さないよう制御する制御手段とを備えた、光導波路基板の製造装置であって、
前記上型および／または前記下型には光導波路基板用部材が入れられる凹部が形成されており、
前記上型および前記下型のいずれかに、前記光導波路基板用部材にコア部用溝部を形成させるための凸部が形成されており、
前記凹部は、前記光導波路基板用部材が入れられた際、前記コア部用溝部の入出力端部が存在しない側に余裕空間が存在するような、形状を有する、光導波路基板の製造装置。
【請求項１１】
前記凹部の、前記光導波路基板用部材が入れられた際、前記コア部用溝部の入出力端部が存在しない側の側面は、
一部に余裕空間が存在するような、形状を有する、請求項１０に記載の光導波路基板の製造装置。
【請求項１２】
上型と、
下型と、
胴型と、
前記上型と前記下型と前記胴型を保持するプレス機構とを備えた、光導波路基板の製造装置であって、
前記上型または前記下型のいずれかに、光導波路基板用部材にコア部用溝部を形成させるための凸部が形成されており、
前記胴型は、前記光導波路基板用部材が前記下型に載置された際、前記コア部用溝部の入出力端部が存在しない側に余裕空間が存在するような、形状を有する、光導波路基板の製造装置。
【請求項１３】
下型にガラス材を載置するステップと、
上型と前記下型とで前記ガラス材を挟み込んで加熱加圧し、前記上型または前記下型に形成されている凸部によって、前記ガラス材にコア部用溝部を形成させるステップとを備えた光導波路基板の製造方法であって、
前記ガラス材を、前記上型および／または前記下型に形成された凹部に入れ、前記上型と前記下型で加熱加圧して、前記上型と前記下型との間に隙間を残し、前記ガラス材が前記隙間から出ていくようにプレスする、光導波路基板の製造方法。
【請求項１４】
下型にガラス材を載置するステップと、
上型と前記下型とで前記ガラス材を挟み込んで加熱加圧し、前記上型または前記下型に形成されている凸部によって、前記ガラス材にコア部用溝部を形成させるステップとを備えた光導波路基板の製造方法であって、
前記ガラス材を、前記上型および／または前記下型に形成された凹部に入れ、前記上型と前記下型で加熱加圧して、前記上型と前記下型との間に隙間を残さず、前記コア部用溝部の入出力端部が存在しない側の余裕空間に前記ガラス材が出ていくようにプレスする、光導波路基板の製造方法。
【請求項１５】
前記上型と前記下型で加熱加圧して、前記上型と前記下型との間に隙間を残さず、プレスする際に、
前記コア部用溝部の入出力端部が存在する側の余裕空間に前記ガラス材が出ていくようにプレスする、請求項１４に記載の光導波路基板の製造方法。
【請求項１６】
下型にガラス材を載置するステップと、
上型と前記下型と胴型とで前記ガラス材を挟み込んで加熱加圧し、前記上型または前記下型に形成されている凸部によって、前記ガラス材にコア部用溝部を形成させるステップとを備えた光導波路基板の製造方法であって、
前記上型と前記下型で加熱加圧して、前記コア部用溝部の入出力端部が存在しない側の前記胴型の面に設けられた余裕空間に前記ガラス材が出ていくようにプレスする、光導波路基板の製造方法。
【請求項１７】
請求項８に記載の光導波路部品を備えた光受動部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路基板、光導波路、光導波路基板の製造装置および光導波路基板の製造方法に関するものである。例えば、光通信分野において分波器、合波器、光スイッチングなどの光受動部品などに用いられ、また、光集積回路にも適応可能な光導波路における、光導波路基板、光導波路、光導波路基板の製造装置および光導波路基板の製造方法である。
【０００２】
【従来の技術】
光通信市場の進展に伴い、光学部品には性能とコストとの両立が求められている。特に、それ自身は動作しない光受動部品、中でも光導波路は注目されており、低価格化の要望が高まっている。
【０００３】
光導波路は、高屈折率材料から成るコアの周辺を、低屈折率材料から成るクラッドで被覆したものである。図８（ａ）は、一般的な石英系シングルモード光導波路の平面図を、図８（ｂ）はその断面図（図８（ａ）のＡ−Ａ断面図）を示している。コア５１はクラッド５２よりも屈折率が高いので、特定の条件を満たす光はコアパターン内に閉じこめられて伝達される。コアを図８（ａ）のようにパターン化することにより光回路を構成できる。波長１．３〜１．５５μｍ帯においては、コアは、一般には一辺が６〜８μｍ程度の正方形の断面を有する。コア形状、およびコア表面粗さは光の伝搬性能に大きく影響する。
【０００４】
光導波路は、非常に微細で正確なパターンを必要とする。とりわけシングルモードの光導波路に関してはパターン精度スペックが厳しい。
【０００５】
そのため、光導波路の製造には、半導体プロセスに多用されているフォトリソグラフィ、ドライエッチングが用いられる。
【０００６】
以下、光通信用のシングルモード光導波路の製造プロセスについて、図を参照しながら説明する。
【０００７】
図９は、従来の石英系光導波路の一般的な製造方法を示した工程図である。まず、下部クラッド層を兼ねた石英基板６２に、火炎堆積法によりコア膜６１を形成させる（図９（ａ））。なお、石英基板６２以外の材料の基板を用いる場合には、先に下部クラッド層を火炎堆積法にて形成しておく。次に、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを用いることにより、コア膜６１を所定のパターンにパターニングする（図９（ｂ））。そして、上部クラッド層６３を火炎堆積法により形成させる（図９（ｃ））。このような方法により、低損失な光導波路が作製されてきた。
【０００８】
以上のように、従来の光導波路の製造においては、フォトリソグラフィ、ドライエッチングを用いてコアを凸状にパターニングし、２０μｍ以上の厚膜であるクラッドを形成させることが行われており、複雑で高価な多くの設備が必要なプロセスを用いているため、コスト、生産性において課題を有していた。
【０００９】
このような状況において、低コスト、高生産性を目指した様々な検討がなされている。中でも、金型を用いたガラス成形工法は、光学レンズの製造では既に実用化され、量産が容易なため盛んに検討されている。
【００１０】
例えば、特許文献１ではガラスのプレス成形によって、コア部の溝形状を有するクラッド層を形成し、溝部に第２のガラスを充填した光導波路が提案されている。
【００１１】
また、四角い光導波路基板を直接成形によって得る方法として、従来のレンズ成形において用いられている方法、例えば、特許文献２に示されている方法が考えられる。
【００１２】
特許文献２の方法では、上型にレンズ面に対応する曲面を形成させ、下型に矩形断面を持つ直線パターンを形成させ、胴型によって側面形状を形成させて、片面に凸のレンズ面、もう一方の面に矩形の断面形状を持つ回折格子からなる光学素子を製造する例が示されている。
【００１３】
【特許文献１】
特許第２８５５０９１号公報
【特許文献２】
特開平９−３０８２０号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の方法では、矩形の断面形状を持つコア用の溝形成および円筒形の金型形状については示されているものの、部品に組み込む際に望ましい形状、例えば、四角い光導波路基板の製造の詳細については言及されていない。
【００１５】
本発明の発明者による検討によれば、円筒形の金型形状から四角い光導波路基板を直接得ることは難しい。例えば、所望寸法の四角いガラス材を上下金型でプレスした場合には、矩形の断面形状を精密に転写させるためにはプレス力を上げることが必要となる。そして、プレス力を上げると、得られる光導波路基板の形状は、図１０に示すようなほぼ円板状となってしまう。図１０の実線部分は、コア用の溝を形成した面から見たプレス後のガラス材の形状を示しており、７１の点線部分は、プレス前のガラス材の形状を示している。この結果、所望のサイズの四角い光導波路基板を得るには、プレス後、さらにダイシング、切断面の研磨などの機械加工が必要であった。
【００１６】
この課題を解決するために、四角い光導波路基板を直接成形によって得る方法として特許文献２の方法を検討した。
【００１７】
しかしながら、特許文献２の方法の場合は、回折格子の幅１〜０．５ｍｍ、深さ２００〜２５０ｎｍとアスペクト比が１／５０００〜１／２０００で、ミクロン以下の凹部形状は転写することができるものの、光導波路のコア部の溝のように、８μｍ角の凹部形状は、遙かに高いアスペクト比１／１を持ち、深さも３０〜４０倍もあるために、従来のプレス力では、精密な転写を行うことができなかった。また、精密な転写を行うため、プレス力を増加させると、上下型と胴型の間隙にガラスが入り込み、ガラス成形品が金型から抜けない、または、ガラス成形品が割れる、または、得られたガラス成形品にバリがあるなどの課題が発生した。
【００１８】
このように、成形工法によってコア部に相当する矩形の断面形状を持つ溝を形成させることができるものの、実際に部品に組み込める形状の光導波路基板を作製するには、成形後、ダイシングおよび端面研磨などの機械加工工程が必要となり、低コスト化を進める上で課題となっている。
【００１９】
そこで本発明は、上記従来の課題を考慮し、成形後の機械加工工程が不要、もしくは機械加工工程を軽減できる、光導波路基板、光導波路、光導波路基板の製造装置および光導波路基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
金型により加熱加圧することによって、表面に光導波路のコア部用溝部が形成され、側面の一部に凸部が形成された光導波路基板である。
【００２１】
第２の本発明は、
前記側面の一部とは、前記側面の高さ方向の一部である、第１の本発明の光導波路基板である。
【００２２】
第３の本発明は、
前記凸部は、前記側面のうち、裏面側に片寄って全周または全周の一部に形成された、第２の本発明の光導波路基板である。
【００２３】
第４の本発明は、
前記凸部は、前記側面のうち、表面側にも裏面側にも片寄らず中央位置に形成された、第２の本発明の光導波路基板である。
【００２４】
第５の本発明は、
前記側面の一部とは、前記側面の周方向の一部である、第１の本発明の光導波路基板である。
【００２５】
第６の本発明は、
前記周方向の一部とは、前記コア部用溝部が形成されていない側の側面である、第５の本発明の光導波路基板である。
【００２６】
第７の本発明は、
前記表面の方向から投影的に見た形状は、実質上長方形である、第１乃至第６のいずれかの本発明の光導波路基板である。
【００２７】
第８の本発明は、
第１乃至第７のいずれかの本発明の光導波路基板と、
前記光導波路基板の前記コア部用溝部にコア材を充填して形成させたコア部と、
前記コア部を覆っている上クラッド部とを備えた光導波路である。
【００２８】
第９の本発明は、
上型と、
下型と、
前記上型と前記下型を保持するプレス機構と、
前記上型と前記下型でプレスする際に、前記上型と前記下型との間に隙間を残すよう制御する制御手段とを備えた、光導波路基板の製造装置であって、
前記上型および／または前記下型には光導波路基板用部材が入れられる凹部が形成されており、
前記上型または前記下型のいずれかに、前記光導波路基板用部材にコア部用溝部を形成させるための凸部が形成されている、光導波路基板の製造装置である。
【００２９】
第１０の本発明は、
上型と、
下型と、
前記上型と前記下型を保持するプレス機構と、
前記上型と前記下型でプレスする際に、前記上型と前記下型との間に隙間を残さないよう制御する制御手段とを備えた、光導波路基板の製造装置であって、
前記上型および／または前記下型には光導波路基板用部材が入れられる凹部が形成されており、
前記上型および前記下型のいずれかに、前記光導波路基板用部材にコア部用溝部を形成させるための凸部が形成されており、
前記凹部は、前記光導波路基板用部材が入れられた際、前記コア部用溝部の入出力端部が存在しない側に余裕空間が存在するような、形状を有する、光導波路基板の製造装置である。
【００３０】
第１１の本発明は、
前記凹部の、前記光導波路基板用部材が入れられた際、前記コア部用溝部の入出力端部が存在しない側の側面は、
一部に余裕空間が存在するような、形状を有する、第１０の本発明の光導波路基板の製造装置である。
【００３１】
第１２の本発明は、
上型と、
下型と、
胴型と、
前記上型と前記下型と前記胴型を保持するプレス機構とを備えた、光導波路基板の製造装置であって、
前記上型または前記下型のいずれかに、光導波路基板用部材にコア部用溝部を形成させるための凸部が形成されており、
前記胴型は、前記光導波路基板用部材が前記下型に載置された際、前記コア部用溝部の入出力端部が存在しない側に余裕空間が存在するような、形状を有する、光導波路基板の製造装置である。
【００３２】
第１３の本発明は、
下型にガラス材を載置するステップと、
上型と前記下型とで前記ガラス材を挟み込んで加熱加圧し、前記上型または前記下型に形成されている凸部によって、前記ガラス材にコア部用溝部を形成させるステップとを備えた光導波路基板の製造方法であって、
前記ガラス材を、前記上型および／または前記下型に形成された凹部に入れ、前記上型と前記下型で加熱加圧して、前記上型と前記下型との間に隙間を残し、前記ガラス材が前記隙間から出ていくようにプレスする、光導波路基板の製造方法である。
【００３３】
第１４の本発明は、
下型にガラス材を載置するステップと、
上型と前記下型とで前記ガラス材を挟み込んで加熱加圧し、前記上型または前記下型に形成されている凸部によって、前記ガラス材にコア部用溝部を形成させるステップとを備えた光導波路基板の製造方法であって、
前記ガラス材を、前記上型および／または前記下型に形成された凹部に入れ、前記上型と前記下型で加熱加圧して、前記上型と前記下型との間に隙間を残さず、前記コア部用溝部の入出力端部が存在しない側の余裕空間に前記ガラス材が出ていくようにプレスする、光導波路基板の製造方法である。
【００３４】
第１５の本発明は、
前記上型と前記下型で加熱加圧して、前記上型と前記下型との間に隙間を残さず、プレスする際に、
前記コア部用溝部の入出力端部が存在する側の余裕空間に前記ガラス材が出ていくようにプレスする、第１４の本発明の光導波路基板の製造方法である。
【００３５】
第１６の本発明は、
下型にガラス材を載置するステップと、
上型と前記下型と胴型とで前記ガラス材を挟み込んで加熱加圧し、前記上型または前記下型に形成されている凸部によって、前記ガラス材にコア部用溝部を形成させるステップとを備えた光導波路基板の製造方法であって、
前記上型と前記下型で加熱加圧して、前記コア部用溝部の入出力端部が存在しない側の前記胴型の面に設けられた余裕空間に前記ガラス材が出ていくようにプレスする、光導波路基板の製造方法である。
【００３６】
第１７の本発明は、
第８の本発明の光導波路部品を備えた光受動部品である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の光導波路基板を用いた光導波路について説明する。
【００３９】
図１は、本実施の形態１の光導波路の断面構成を示している。図１は、従来例で説明した図８（ｂ）（図８（ａ）のＡ−Ａ断面図）と同じ位置の断面を示した図である。
【００４０】
本実施の形態１の光導波路は、下クラッドとしてガラス基板１１、上クラッドとして第２のガラス基板１２、クラッドよりも大きな屈折率を有するコア材で形成されたコア１３で構成されている。ガラス基板１１の表面には、矩形の断面形状を有する溝１４が形成されている。溝１４は、光導波路のコア部に相当する微細パターンであり、本発明の光導波路のコア部用溝部としての一例である。第２のガラス基板１２は、ガラス基板１１と同等の屈折率を有している。
【００４１】
光導波路のコア１３の断面の寸法は８μｍ角である。コアとクラッドの屈折率差、すなわちガラス基板１１および第２のガラス基板１２とコア１３の比屈折率差は０．２５％である。このような本実施の形態１の光導波路は、光通信としてよく用いられる波長１．３μｍおよび１．５５μｍでシングルモードとなる。
【００４２】
下クラッドとなるガラス基板１１は、側面に自由変形部１５を有している。このガラス基板１１を、図２のプレス成形機を用いて作製した。
【００４３】
次に、本実施の形態１の光導波路基板であるガラス基板１１の作製方法について、説明する。
【００４４】
図２は、本実施の形態１の光導波路基板を作製するプレス成形機であり、本実施の形態１の光導波路基板製造装置である。図２（ａ）は、プレス成形機に成形するためのガラス材２６を載置した状態、図２（ｂ）は、プレス成形を完了した状態を示している。
【００４５】
チャンバー２９内は、上ヒータブロック２７、下ヒータブロック２８から構成される上下１対のヒータブロックを備えている。上ヒータブロック２７には、上型２１が固定されており、プレス装置３０によって上下方向に可動である。そして、図示していないマイクロゲージを用いて、上ヒータブロック２７の位置をミクロン単位まで制御できる制御手段を有している。また、下ヒータブロック２８には下型２３が設置されている。
【００４６】
上型２１の成形面は、図１に示す光導波路の溝１４に相当する、断面形状が矩形である微細パターンの凸部２２が、平坦面に形成されている。凸部２２は、本発明の、光導波路のコア部用溝部を形成させるための凸部としての一例である。
【００４７】
また、下型２３の成形面には、平坦面に凹部２５が形成されている。凹部２５は、製品となるガラス基板１１の平面形状を有し、凹部２５の深さは、製品となるガラス基板１１の厚さよりも小さい寸法を有している。
【００４８】
この下型２３の凹部２５に、成形後の四角いガラス基板１１に近似した寸法を持つ成形するためのガラス材２６を載置する。ガラス材２６は、本発明の光導波路基板用部材としての一例である。そして、上ヒータブロック２７と下ヒータブロック２８によってガラス材２６をガラス材２６の軟化点付近にまで加熱した後、上型２１を押しつけ、上型２１と下型２３との間隙２０が所定の寸法になるまでガラス材２６を加圧変形させ、成形後のガラス基板１１を得る。
【００４９】
こうして成形されて得られたガラス基板１１を図３に示す。図３（ａ）は、ガラス基板１１を溝１４が形成された面から見た平面図を示し、図３（ｂ）はその断面図（図３（ａ）のＡ−Ａ断面図）を示している。
【００５０】
図３（ａ）に示すように、ガラス基板１１の表面に微細パターンの溝１４が形成されると共に、図３（ｂ）に示すように、側面に上型２１と下型２３との間隙２０の寸法に対応する自由変形部１５が形成されている。図３（ａ）の３３は光導波路の入射部を示し、３４は光導波路の出射部を示している。
【００５１】
こうして得られたガラス基板１１は、図３（ａ）に示すように平面形状がほぼ四角い形状のものであり、光部品に組み込む際は、ダイシングなどの機械加工が必要ないものであった。
【００５２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の光導波路基板およびその製造方法について説明する。
【００５３】
図４（ａ）は、本実施の形態２の光導波路基板製造装置の上型と下型で光導波路基板を作製する部分を示している。実施の形態１の場合とは、光導波路基板製造装置の上型と下型の形状が異なっており、作製される光導波路基板の形状が異なっている。図２に示す、上ヒータブロック２７、下ヒータブロック２８、チャンバー２９、プレス装置３０の部分は図４（ａ）には記載していないが、これらの部分は図２に示した実施の形態１の光導波路基板製造装置と同様である。以下、実施の形態１と異なる点について説明する。
【００５４】
実施の形態１の光導波路基板製造装置では、図２（ａ）に示すように、成形するためのガラス材２６に嵌合する凹部２５が、下型２３のみに形成されている。これに対し、本実施の形態２の光導波路基板製造装置では、図４（ａ）に示すように、下型４２にガラス材２６に嵌合する凹部４９を設けると共に、上型４１にもガラス材２６に嵌合する凹部４８を設けている。
【００５５】
図４（ａ）は、本実施の形態２の光導波路基板製造装置で、ガラス材２６のプレス成形を完了した状態を示している。本実施の形態２の光導波路基板製造装置でガラス材２６から光導波路基板３５を作製する方法は、実施の形態１の光導波路基板製造装置で作製する方法と基本的に同様であり、異なる部分についてのみ説明する。
【００５６】
上型４１の成形面には、平坦面に凹部４８が形成されており、その凹部４８の平坦面に、光導波路のコアを形成させるための溝に相当する、断面形状が矩形である微細パターンの凸部４７が形成されている。また、下型４２の成形面には、平坦面に凹部４９が形成されている。
【００５７】
凹部４８および凹部４９は、いずれも、製品となる光導波路基板３５の平面形状を有し、凹部４８および凹部４９の深さの合計の寸法は、製品となる光導波路基板３５の厚さよりも小さい寸法である。
【００５８】
次に、本実施の形態２の光導波路基板３５の作製方法について説明する。
【００５９】
この下型の凹部４９に、四角い光導波路基板３５に近似した寸法を持つガラス材２６を載置する。そして、上ヒータブロック２７と下ヒータブロック２８によってガラス材２６を軟化点付近にまで加熱した後、上型４１を押しつけ、上型４１と下型４２との間隙４０が所定の寸法になるまでガラス材２６を加圧変形させ、光導波路基板３５を得る。
【００６０】
図４（ａ）に示すように、光導波路基板３５の表面には、凸部４７に相当する、コアを形成させるための微細パターンの溝が形成される。それと共に、側面には、上型４１と下型４２との間隙４０の寸法に対応する自由変形部４５が形成される。
【００６１】
図３（ｂ）に示すように、実施の形態１の光導波路基板製造装置で作製されたガラス基板１１に形成される自由変形部１５は、コアを形成させるための溝１４が形成される面を含む、ガラス基板１１の側面の上部に形成される。これに対して、本実施の形態２の光導波路基板製造装置で作製された光導波路基板３５に形成される自由変形部４５は、図４（ａ）に示すように、光導波路基板３５の側面の中央部に形成される。
【００６２】
従って、実施の形態１のガラス基板１１の場合には、図３（ａ）に示すように、光導波路の入射部３３および出射部３４は自由変形によって形成された曲面部に形成されることになるので、光ファイバーとの接続のために、研磨加工による仕上げが必要になる。しかし、本実施の形態２の光導波路基板３５の場合には、光導波路の入射部および出射部の形状は、上型４１に形成された凸部４７の形状で成形できるため、光ファイバーとの接続のための後処理が不要な平坦面を得ることができる。
【００６３】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３の光導波路基板およびその製造方法について説明する。
【００６４】
図４（ｂ）は、本実施の形態３の光導波路基板製造装置の上型と下型で光導波路基板を作製する部分を示している。実施の形態１の場合とは、光導波路基板製造装置の上型と下型の形状が異なっており、作製される光導波路基板の形状が異なっている。図２に示す、上ヒータブロック２７、下ヒータブロック２８、チャンバー２９、プレス装置３０の部分は図４（ｂ）には記載していないが、これらの部分は図２に示した実施の形態１の光導波路基板製造装置と同様である。以下、実施の形態１と異なる点について説明する。
【００６５】
実施の形態１の光導波路基板製造装置では、図２（ａ）に示すように、成形するためのガラス材２６に嵌合する凹部２５が、下型２３のみに形成されている。これに対し、本実施の形態３の光導波路基板製造装置では、図４（ｂ）に示すように、下型４４には凹部を設けず、上型４３にガラス材２６に嵌合する凹部３８を設けている。
【００６６】
図４（ｂ）は、本実施の形態３の光導波路基板製造装置で、ガラス材２６のプレス成形を完了した状態を示している。本実施の形態３の光導波路基板製造装置でガラス材２６から光導波路基板３６を作製する方法は、実施の形態１の光導波路基板製造装置で作製する方法と基本的に同様であり、異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
上型４３の成形面には、平坦面に凹部３８が形成されており、その凹部３８の平坦面に、光導波路のコアを形成させるための溝に相当する、断面形状が矩形である微細パターンの凸部３７が形成されている。
【００６８】
凹部３８は、製品となる光導波路基板３６の平面形状を有し、凹部３８の深さは、製品となる光導波路基板３６の厚さよりも小さい寸法である。
【００６９】
次に、本実施の形態３の光導波路基板３６の作製方法について説明する。
【００７０】
プレスする際に、上型の凹部３８に嵌合するように、四角い光導波路基板３６に近似した寸法を持つガラス材２６を下型４４の上に載置する。そして、上ヒータブロック２７と下ヒータブロック２８によってガラス材２６を軟化点付近にまで加熱した後、上型４３を押しつけ、上型４３と下型４４との間隙３９が所定の寸法になるまでガラス材２６を加圧変形させ、光導波路基板３６を得る。
【００７１】
図４（ｂ）に示すように、光導波路基板３６の表面には、凸部３７に相当する、コアを形成させるための微細パターンの溝が形成される。それと共に、側面には、上型４３と下型４４との間隙３９の寸法に対応する自由変形部４６が形成される。
【００７２】
図３（ｂ）に示すように、実施の形態１の光導波路基板製造装置で作製されたガラス基板１１に形成される自由変形部１５は、コアを形成させるための溝１４が形成される面を含む、ガラス基板１１の側面の上部に形成される。これに対して、本実施の形態３の光導波路基板製造装置で作製された光導波路基板３６に形成される自由変形部４６は、図４（ｂ）に示すように、光導波路基板３６の側面の下部に形成される。
【００７３】
従って、実施の形態２の光導波路基板３５の場合と同様に、本実施の形態３の光導波路基板３６の場合も、光導波路の入射部および出射部の形状は上型４３に形成された凸部３７の形状で成形できるため、光ファイバーとの接続のための後処理が不要な平坦面を得ることができる。
【００７４】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４の光導波路基板製造装置およびその製造方法について説明する。
【００７５】
図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態４の光導波路基板製造装置の上型と下型で光導波路基板を作製する部分を示している。実施の形態１の場合とは、光導波路基板製造装置の上型と下型の形状が異なっており、作製される光導波路基板の形状が異なっている。図２に示す、上ヒータブロック２７、下ヒータブロック２８、チャンバー２９、プレス装置３０の部分は図５（ｂ）、（ｃ）には記載していないが、これらの部分は図２に示した実施の形態１の光導波路基板製造装置と同様である。以下、実施の形態１と異なる点について説明する。
【００７６】
図５（ａ）は、プレスして光導波路基板を成形させるための材料であるガラス材１２３を下型１２２に載置させた状態を上から見た図である。図５（ｂ）は、ガラス材１２３を上型１２１と下型１２２でプレスした時の、図５（ａ）に示すＢの方向から見た側面図を示しており、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すＣの方向から見た側面図を示している。
【００７７】
図５（ａ）に示すように、下型１２２には、ガラス材１２３を入れるための凹部が形成されている。図５（ａ）の一点鎖線１２６の部分は、ガラス材１２３をプレスして成形した後に、光導波路のコア用の溝部が形成される部分を示している。図５（ａ）に示すように、ガラス材１２３を入れるための下型１２２の凹部の平面形状は、光導波路用の溝部１２６の入出射方向についてはガラス材１２３がほぼちょうど収まるサイズであり、光導波路用の溝部１２６の入出射端部では無い側面側には、余裕空間１２５が存在し、ガラス材１２３よりも大きなサイズとなっている。
【００７８】
また、上型１２１の成形面には、平坦面に凹部が形成されており、その凹部の平坦面に、光導波路のコアを形成させるための溝に相当する、断面形状が矩形である微細パターンの凸部１２８が形成されている。
【００７９】
そして、ガラス材１２３をプレスして成形する際に、上型１２１と下型１２２は隙間無く合致するようになっている。そのために、上型１２１の凹部と下型１２２の凹部の深さの合計は、作製される光導波路基板１２４の厚さと同じ寸法である。
【００８０】
次に、本実施の形態４の光導波路基板製造装置を用いた、光導波路基板の製造方法について説明する。
【００８１】
四角い光導波路基板１２４に近似した寸法を持つガラス材１２３を下型１２２の凹部に載置する。そして、上ヒータブロックと下ヒータブロックによってガラス材１２３を軟化点付近にまで加熱した後、上型１２１を押しつけ、上型１２１と下型１２２との間隙が無くなるまでガラス材１２３を加圧変形させ、光導波路基板１２４を得る。
【００８２】
こうして得られた光導波路基板１２４の断面は、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すような形状となる。
【００８３】
図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、光導波路基板１２４の表面には、凸部１２８に相当する、コアを形成させるための微細パターンの溝が形成される。
【００８４】
そして、光導波路基板１２４の光導波路のコアを形成させるための溝の入射側および出射側の側面は、図５（ｃ）のように上型１２１と下型１２２により成形されるので、後処理が不要な面となる。そして、光導波路の入射側および出射側では無い側面は、上型１２１と下型１２２とに囲まれる余裕空間１２５が存在するので、ガラス材１２３は余裕空間１２５に向けて変形し、光導波路基板１２４は、図５（ｂ）に示すような断面形状となる。
【００８５】
本実施の形態４の光導波路基板製造装置では、上型１２１と下型１２２との間に隙間を開けずに光導波路基板１２４を成形できる。従って、実施の形態１〜実施の形態３の光導波路基板製造装置のような、光導波路基板の厚さに合わせた上型１２１と下型１２２との間の隙間の制御をする必要は無い。
【００８６】
本実施の形態４の光導波路基板製造装置を用いることにより、光ファイバーとの接続態様等の、作成後の光導波路の使用状況に応じて、上型および下型の凹部の形状を合わせることで、後処理が全く不要な光導波路基板を作製することが可能となる。
【００８７】
また、光導波路の入射側および出射側の側面に、ガラス材１２３が変形できる余裕空間を設けてもよい。図５（ｄ）にその一例を示す。
【００８８】
図５（ｄ）は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示した光導波路基板製造装置とは、上型と下型の形状を変えたものである。図５（ｄ）は、図５（ｃ）に相当する断面図を示している。上型１３１及び下型１３２は、光導波路の入射側および出射側の側面にガラス材が変形できる余裕空間ができるように、２段階の凹部の形状を有している。１段目の凹部には、ガラス材が収まるようになっており、２段目の凹部は、プレスされた際にガラス材が自由変形できる余裕空間となる。上型１３１及び下型１３２の形状により、この余裕空間の位置を調整することができる。
【００８９】
なお、本実施の形態４の光導波路基板製造装置では、上型と下型共に凹部を設ける形状としたが、上型と下型のいずれか一方にのみ凹部を有する形状としてもよい。また、ガラス材が自由変形できる余裕空間を、上型と下型とで形成する空間で実現したが、上型と下型のいずれか一方にのみの形状により実現させてもよい。例えば、図５（ｅ）は、下型のみの形状で余裕空間を実現した一例の、図５（ｃ）、（ｄ）に相当する断面を示した図である。
【００９０】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５の光導波路基板製造装置およびその製造方法について説明する。
【００９１】
図６は、本実施の形態５の光導波路基板製造装置である。図６（ａ）、図６（ｂ）は、共にプレス成形を完了した状態の断面図を示している。図６（ｂ）は、光導波路基板に形成される光導波路のコアを形成させるための溝の入射側から見た断面図であり、図６（ａ）は、図６（ｂ）と９０度異なる向きから見た断面図である。
【００９２】
本実施の形態５の光導波路基板製造装置は、上型１０１、下型１０２、胴型１０３により、ガラス材から光導波路基板を作製する。上型１０１は、上ヒータブロック１０６に固定されており、下型１０２は、下ヒータブロック１０７に固定されている。上型１０１の平坦面には、光導波路のコアを形成させるための溝に相当する凸部１０８が形成されている。そして、１０４は、成形された光導波路基板である。本実施の形態５の光導波路基板製造装置は、図２に示した実施の形態１の光導波路基板製造装置と同様に、上型をプレスして光導波路基板を作製するが、図６ではプレス装置の記載は省略している。
【００９３】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、胴型１０３は、光導波路基板１０４に形成される光導波路のコアを形成させるための溝の入射側および出射側の側面の全面に接するようになっており、光導波路基板１０４の別の側面部分は、ガラス材が自由変形できるように開放された形状をしている。
【００９４】
次に、本実施の形態５の光導波路基板製造装置を用いた、光導波路基板の製造方法について説明する。
【００９５】
四角い光導波路基板１０４に近似した寸法を持つガラス材を下型１０２の上に載置する。そして、上ヒータブロック１０６と下ヒータブロック１０７によってガラス材を軟化点付近にまで加熱した後、上型１０１を押しつけ、上型１０１と下型１０２との間隙が作製する光導波路基板１０４の厚さの寸法になるまでガラス材を加圧変形させ、光導波路基板１０４を得る。
【００９６】
こうして得られた光導波路基板１０４の断面は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すような形状となる。
【００９７】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、光導波路基板１０４の表面には、凸部１０８に相当する、コアを形成させるための微細パターンの溝が形成される。
【００９８】
そして、光導波路基板１０４の光導波路のコアを形成させるための溝の入射側および出射側の側面は、胴型１０３によって成形されるので、後処理が不要な面となる。
【００９９】
図６に示した本実施の形態５の光導波路基板製造装置では、胴型１０３の形状は、光導波路のコアを形成させるための溝の入射側および出射側ではない側面を開放させた形状としたが、光導波路のコアを形成させるための溝の入射側および出射側の面全体を成形させる形状であれば、他の形状であってもよい。
【０１００】
図７に、胴型の他の形状の例を示す。これは、図６の光導波路基板製造装置に対して、胴型のみを、胴型１０３から胴型１０９に変更したものである。図７（ｂ）は、光導波路基板に形成される光導波路のコアを形成させるための溝の入射側から見た断面図であり、図７（ａ）は、図７（ｂ）と９０度異なる向きから見た断面図である。
【０１０１】
図６の場合は、胴型１０３は、光導波路のコアを形成させるための溝の入射側および出射側ではない側面を開放させた形状としたのに対し、図７の場合の胴型１０９は、光導波路のコアを形成させるための溝の入射側および出射側ではない側面の一部のみを開放させた形状としている。従って、成形される光導波路基板１１０の断面の形状は、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すような形状となる。つまり、光導波路のコアを形成させるための溝の入射側および出射側ではない側面の一部が自由変形した形状の光導波路基板１１０が得られる。
【０１０２】
実施の形態４の場合と同様に、本実施の形態５の光導波路基板製造装置を用いることにより、光ファイバーとの接続態様等の、作成後の光導波路の使用状況に応じて胴型の形状を合わせることで、後処理が全く不要な光導波路基板を作製することが可能となる。
【０１０３】
なお、各実施の形態において、自由変形部は、上下金型の間隙、成形温度、加圧力、加圧時間などの成形条件によって決めることができ、精密転写が実現できる範囲で最適化することができる。
【０１０４】
また、各実施の形態の光導波路基板製造装置においては、ガラス材表面に光導波路パターンの溝部を形成させるための凸部を上型に形成させたが、下型に凸部を形成させ、下型の凸部によってガラス材表面に光導波路パターンの溝部を形成させるようにしてもよい。
【０１０５】
また、各実施の形態の金型は、超硬合金、セラミック、ガラスなどの一般的な材料を利用することができる。また、金型の成形面には、高温での酸化防止、ガラスとの離型を行うため、貴金属合金やアモルファスカーボン、ＤＬＣなど保護膜を形成する。また、離型性を向上させるために、炭化水素系オイル、カーボンなどの離型剤を併用しても良い。
【０１０６】
金型成形面に形成する光導波路のコア部に相当する微細パターンの形成には一般的なフォトリソグラフィ、ドライエッチングなどの工程が適用できる。また、ガラス材料と嵌合させる凹部形状については、機械加工、フォトリソグラフィ、ドライエッチングなどの一般的な方法により形成できる。
【０１０７】
また、光導波路基板のガラス材としては、光学ガラスが利用できる。光学レンズ用として、屈折率が精密に制御され、ガラス成形可能な光学ガラスが市販されており、利用可能である。
【０１０８】
また、光導波路基板に形成されたコア部に相当する微細パターンの溝にコア材を充填するには、スピンコーティング法などで光導波路基板表面にコア材層を形成し、研磨法などによって、余分なコア材を取り除き、断面形状が矩形の溝部分にのみコア材を残し、コアを形成させる。
【０１０９】
コア材としては、フッ素化ポリイミド、フッ素化エポキシ樹脂、ポリシラン、ポリシロキサンなどの樹脂が適当であり、加熱または紫外線照射により硬化できるものが耐熱性、安定性の点から望ましい。
【０１１０】
コア部を形成した後、上クラッドを形成し、光導波路とする。上クラッドについては、下クラッドである光導波路基板と同じガラスを使用しても良いし、同等の屈折率を有する樹脂を用いても良い。
【０１１１】
また、本発明の光導波路は、光受動部品に用いることができる。例えば、光通信分野において分波器、合波器、光スイッチングなどに用いることができる。また、光集積回路にも適応可能である。
【０１１２】
次に、更に具体的に、本発明の光導波路基板およびそれを用いた光導波路の製造について実施例を用い説明する。
【０１１３】
【実施例】
（実施例１）
図３に示すような、光導波路用の幅８μｍ、深さ８μｍの微細パターンの溝１４を持つ光導波路基板を、図２のプレス成形機を用いて成形した。
【０１１４】
３０ｍｍ角サイズの上型２１は、成形面にフォトリソグラフィとドライエッチングによって微細加工された光導波路パターンの凸部２２を備えている。下型２３は、３０ｍｍ角サイズの中央に、１４ｍｍ×８ｍｍ角、深さ１ｍｍの形状の凹部２５を備えている。また、上型２１および下型２３は石英ガラスからなり、それぞれの表面には、ガラスとの離型および耐食性のためアモルファスカーボンの保護膜を備えている。
【０１１５】
厚さ２ｍｍの１４ｍｍ×８ｍｍ角サイズのガラス材２６（屈折率１．５８１、軟化点５２０℃の光学ガラス）を下ヒータブロック２８上に固定された下型２３の凹部２５に載置した。そして、窒素ガスをチャンバー２９内に充填した後、上ヒータブロック２７および下ヒータブロック２８に通電し、ガラス材２６の軟化点５２０℃まで加熱した。
【０１１６】
上型２１を固定した上ヒータブロック２７を下方に動かし、１０ｋｇ以下の低加重で上型２１の成形面をガラス材２６に接触させ、２分間保持した。次に、プレス装置３０によって加重を２００ｋｇまで増加させ、ガラス材２６の厚さが３００μｍ変形したところで、加重を止めた。そして、上ヒータブロック２７および下ヒータブロック２８への通電を止め、室温付近まで冷却させた後、成形されたガラス基板１１をプレス成形機から取り出した。
【０１１７】
光導波路基板として、図３に示すような、１５．５ｍｍ×９．１ｍｍ角で、厚さ１．７ｍｍの側面に自由変形部１５が形成されたほぼ長方形のガラス基板１１が得られた。
【０１１８】
取り出した成形ガラス基板１１の表面を光学顕微鏡にて観察したところ、ガラス基板１１の全面にわたって、上型２１の凸部２２の形状が正確に転写された微細パターンの溝１４が確認できた。また、表面形状測定機（ＺＹＧＯ社製  ＮＥＷ  ＶＩＥＷ  １００）で導波路パターンの溝１４の断面を観察したところ、上型２１の凸部２２のサイズが正確に転写されており、幅、深さ共に８μｍであった。
【０１１９】
本実施例１では、ガラス材２６の厚さの変形量は３００μｍとしたが、１５０μｍ以上の変形量の時には導波路パターンの精密な転写が得られたが、１５０μｍ未満の場合には、導波路パターンの溝１４の断面形状の角部は丸くなっており完全な転写は得られなかった。
【０１２０】
次に、得られたガラス基板１１の表面に、スピンコーティング法によりポリシランとポリシロキサンの混合物からなる樹脂溶液（日本ペイント（株）社製、商品名：グラシア）を塗布し、溝１４を充填する樹脂層を形成させた。１２０℃１０分の予備加熱後、２５０℃３０分と３００℃３０分の加熱処理を行い、樹脂層の屈折率を１．５８５とした。
【０１２１】
次に、酸化セリウムを研磨剤として、３分間研磨を行い、余分な樹脂を取り除き、溝１４にのみ樹脂が充填されたコア部を形成させた。
【０１２２】
上クラッドとして、下クラッドであるガラス基板１１と同じ屈折率を有するガラス基板を貼り合わせ、導波路端部の自由変形部を研磨仕上げして平坦面とし、光導波路を完成させた。この導波路を光学顕微鏡にて観察したところ、溝１４への充填不十分や接着不良による気泡の生成や異物の混入は観察されなかった。
【０１２３】
以上のようにして作製されたシングルモード光導波路にシングルモードの石英系光ファイバーを接続させた場合、波長１．３μｍにおける伝搬ロスの測定値は約０．３ｄＢ／ｃｍであり、実用上問題ないことが確認できた。
【０１２４】
なお、本実施例１では研磨法で余分な樹脂を取り除いたが、コア部を形成させる方法はこれに限定するものではない。また、本実施例１では、上クラッドとして、ガラス基板を用いたが、コア材と同種の樹脂を用い、加熱温度などにより屈折率を調節して作製しても良い。
【０１２５】
（実施例２）
実施例１では光導波路の入出射口が自由変形部に位置したが、本実施例２では、自由変形部の場所を変え、導波路の入出射口部を平坦な側面にし、研磨仕上げ無しに光ファイバーを接続できる場合の例を以下に示す。
【０１２６】
実施例１と同様にして、図２のプレス成形機を用いて、１４ｍｍ×８ｍｍ角サイズのガラス材２６（屈折率１．５８１、軟化点５２０℃の光学ガラス）に幅８μｍ、深さ８μｍの光導波路溝を形成させた。
【０１２７】
本実施例２の場合は、図４（ａ）に示す上型４１、下型４２の構成で成形を行った。３０ｍｍ角サイズの上型４１は、成形面中央に１４ｍｍ×８ｍｍ角、深さ０．３ｍｍの凹部４８を備えており、凹部４８の底面にはフォトリソグラフィとドライエッチングによって微細加工された光導波路パターンの凸部４７を備えている。また、下型４２は、３０ｍｍ角サイズの中央に、１４ｍｍ×８ｍｍ角、深さ１ｍｍの凹部４９を備えている。
【０１２８】
成形は、まず、窒素ガスをチャンバー２９内に充填した後、上ヒータブロック２７と下ヒータブロック２８に通電し、ガラス材２６の軟化点５２０℃まで加熱した。
【０１２９】
上型４１を固定した上ヒータブロック２７を下方に動かし、１０ｋｇ以下の低加重で上型４１の成形面をガラス材２６に接触させ、２分間保持した。次に、加重を２００ｋｇまで増加させ、ガラス材２６の厚さが２００μｍ変形したところで加重を止めた。そして、上ヒータブロック２７および下ヒータブロック２８への通電を止め、室温付近まで冷却させた後、成形された光導波路基板３５をプレス成形機から取り出した。１５．１ｍｍ×８．７ｍｍ角で、厚み１．８ｍｍの側面に自由変形部４５が形成されたほぼ長方形の光導波路基板３５が得られた。
【０１３０】
取り出した光導波路基板３５の表面を光学顕微鏡にて観察したところ、光導波路基板３５全面にわたって、上型４１の凸部４７の形状が正確に転写された微細パターンの溝が確認できた。また、表面形状測定機（ＺＹＧＯ社製  ＮＥＷ  ＶＩＥＷ  １００）で導波路パターンの溝の断面を観察したところ、上型４１の凸部４７の断面のサイズが正確に転写されており、幅、深さ共に８μｍであった。
【０１３１】
そして、実施例１と同様の条件でコア部を形成した。上クラッドとして、下クラッドと同じ屈折率を有するガラス基板を貼り合わせ、光導波路とした。この導波路を光学顕微鏡にて観察したところ、溝部への充填不十分や接着不良による気泡の生成や異物の混入は観察されなかった。
【０１３２】
また、作製したシングルモード光導波路にシングルモードの石英系光ファイバーを接続した場合、波長１．３μｍにおける伝搬ロスの測定値は約０．３ｄＢ／ｃｍであり、実用上問題ないことが確認された。
【０１３３】
本実施例２では、光導波路基板３５の側面の中央部に自由変形部を形成させたが、同様の方法で、側面の任意の場所に自由変形部を形成させることができる。
【０１３４】
例えば、図４（ｂ）では、上型４３は、中央に１４ｍｍ×８ｍｍ角、深さ１ｍｍの凹部３８が形成され、その凹部３８の平坦面にフォトリソグラフィ、ドライエッチングによって微細加工された光導波路パターンの凸部３７が形成されている。この上型４３と、平坦な成形面を備えた下型４４を用いてプレスすることによって、側面下部に自由変形部を有する光導波路基板３６を成形することができる。
【０１３５】
（比較例１）
実施例１と同様にして、図２のプレス成形装置を用いて、ガラス成形工法により、１４ｍｍ×８ｍｍ角で厚さ２ｍｍのサイズのガラス基板に、光導波路溝を形成させた。
【０１３６】
この場合は、上型は、直径３０ｍｍの円筒形で、成形面は、平坦面に微細加工された凸状の光導波路パターンが備えられている。また、下型は直径３０ｍｍの円筒形で、凹部のない平坦な成形面を備えている。このような金型の構成で光導波路基板の成形を行った。この本比較例１の光導波路基板の製造は、特許文献１における基板製造方法によるものである。
【０１３７】
上型を固定した上ヒータブロック２７を下方に動かし、１０ｋｇ以下の低加重で上型の成形面をガラス材２６に接触させ、２分間保持した。次に、加重を２００〜４００ｋｇとして、種々の変形量で成形を行った。
【０１３８】
成形された光導波路基板のコア部の微細パターンの溝部の断面形状を、表面形状測定機（ＺＹＧＯ社製  ＮＥＷ  ＶＩＥＷ  １００）で測定した。測定した溝部の角部分が丸くなく、上型に形成された凸状の光導波路パターンの形状が精密に転写されていたのは、ガラス材２６の厚さの変形量が１ｍｍ以上の場合であり、その時に成形されたガラス材２６の形状は図１０に示すような丸い形状であった。
【０１３９】
このように、上型、下型の成形面が共に平坦面である場合には、プレス力を上げ、ガラス材２６の厚さの変形量の大きな場合にしか光導波路パターン形状の精密な転写ができない。そして、そのようにして作製した場合には、所望の四角い光導波路基板を得るためには、さらに切断工程が必要であった。
【０１４０】
（比較例２）
図１１に、本比較例２の光導波路基板を作製した金型を示す。図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）は、各金型の上面図と側面図を示している。
【０１４１】
図１１（ａ）は、ガラス材の表面に光導波路のコア部を形成させるための光導波路パターンの溝部に相当する凸部８１を成形面に持つ上型９１である。図１１（ｂ）は、光導波路基板の側面形状を形成させる胴型である。図１１（ｃ）は、平坦な成形面を持つ下型である。本比較例２では、これらの金型を用いて光導波路基板のガラス成形を実施した。この本比較例２の光導波路基板の製造は、特許文献２における光学素子の製造方法によるものである。
【０１４２】
図１２に、本比較例２の光導波路基板作製時の光導波路基板製造装置の断面図を示す。図１２（ａ）は、ガラス材をプレスする前の断面を示し、図１２（ｂ）は、ガラス材をプレスした時の断面を示している。本比較例２の光導波路基板を作製した光導波路基板製造装置は、図２と同様に上型をプレスして光導波路基板を作製するが、図１２ではプレス装置の記載は省略している。
【０１４３】
図１２（ａ）に示すように、平坦な成形面を持つ下型９２の上に厚さ２ｍｍ、１４ｍｍ×８ｍｍ角サイズのガラス材９４を載置し、胴型９３を介して、成形面に光導波路パターンの凸部が形成されている上型９１を設置し、上ヒータブロック９６と下ヒータブロック９７によって、上型９１、下型９２、胴型９３、ガラス材９４を加熱し、成形した。
【０１４４】
加圧力を２００ｋｇにして成形した場合、図１２（ｂ）に示すように上型９１、下型９２と胴型９３との間隙９５にガラスが入り込んでしまう。そのために、ガラス成形品が金型から抜けない、または、ガラス成形品が割れる、または、得られたガラス成形品にバリがある、などの課題が発生した。
【０１４５】
また、加圧力を下げていくと、１００ｋｇでもガラス成形品が得られたが、この場合、上型９１に形成されている光導波路パターンの凸部のガラス材表面への精密な転写を得ることはできなかった。
【０１４６】
このように、従来の金型構成を用いた成形では、光導波路パターンの精密な転写を実現した光導波路基板を得ることができなかった。
【０１４７】
以上の実施例から明らかなように、本発明に従えば、バリを形成することなく、ほぼ四角形のガラス基板に高精度にコア部形成用の溝を形成させることができる。また、ダイシングおよび端面研磨などの加工工程を無くすか、または、軽減することができる。このようにして、低コストで高性能な光導波路の形成を実現できる。
【０１４８】
なお、本発明はシングルモード光導波路について最も有効であるが、マルチモード導波路についても適用できる。
【０１４９】
【発明の効果】
本発明により、成形後の機械加工工程が不要、もしくは機械加工工程を軽減できる、光導波路基板、光導波路、光導波路基板の製造装置および光導波路基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光導波路の断面図
【図２】本発明および比較例の光導波路基板製造装置の模式図
【図３】本発明の実施の形態１における光導波路基板の平面図および断面図
【図４】本発明の実施の形態２および実施の形態３の光導波路基板および金型の断面図
【図５】本発明の実施の形態４の光導波路基板および金型の平面図および断面図
【図６】本発明の実施の形態５の光導波路基板および金型の断面図
【図７】本発明の実施の形態５の光導波路基板および金型の断面図
【図８】従来の一般的なシングルモード光導波路の平面図および断面図
【図９】従来の一般的な光導波路の製造方法を示す工程図
【図１０】比較例１における光導波路基板の平面図
【図１１】比較例２における金型の平面図および側面図
【図１２】比較例２における成形機ヘッド部の模式図
【符号の説明】
１１  ガラス基板
１２  第２のガラス基板
１３  コア
１４  光導波路のコア部に相当する溝
１５、４５、４６  自由変形部
２１、４１、４３  上型
２２、４７  凸部
２３、４２、４４  下型
２５、４８、４９  凹部
２６  ガラス材
２７  上ヒータブロック
２８  下ヒータブロック
２９  チャンバー
３０  プレス装置
３３  入射部
３４  出射部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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