(57)【要約】 【課題】  光導波路同士を接着固定し、接続するための光導波路接続装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】光導波路同士のコアを調芯する手段と、一対の接続基板の一方を支持する支持体と反対側の接続基板を押圧する手段を備え、前記支持体および前記押圧手段の一方または両方が前記光硬化型接着剤を硬化する光に対して透明であり、前記光導波路と光硬化型接着剤を前記一対の基板の間にはさみ、前記一対の接続基板の各方向から前記光硬化型接着剤を硬化する光を照射する構造を備えたことを特徴とする光導波路接続装置。【選択図】      図１
2005115007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路同士のコアを調芯する手段と、一対の接続基板の一方を支持する支持体と反対側の接続基板を押圧する手段を備え、前記支持体および前記押圧手段の一方または両方が前記光硬化型接着剤を硬化する光に対して透明であり、前記光導波路と光硬化型接着剤を前記一対の接続基板の間にはさみ、前記一対の接続基板の各方向から前記光硬化型接着剤を硬化する光を照射する構造を備えたことを特徴とする光導波路接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高分子光導波路の接続装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光部品、あるいは光ファイバには、石英ガラスや多成分ガラス等の無機系の材料が広く使用されているが、最近では無機系材料に比べて加工性や価格の点で優れる高分子系の材料が開発され、光導波路用材料として注目されている。例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、あるいは、ポリスチレンのような透明性に優れた高分子をコアとし、そのコア材料よりも屈折率の低い高分子をクラッド材料としたコア−クラッド構造からなる平板型光導波路が作製されている（特開平３−１８８４０２号）。また、耐熱性の高い透明性高分子であるポリイミドを用い、低損失の平板型光導波路が実現されている（特開平２−１１０５００号）。
【０００３】
こうした光導波路の用途の一つとして、高速電気配線の代替に光配線を用いる光インターコネクションの開発が盛んになっている。光配線を用いることにより、電気配線では困難とされる長い距離での高速信号伝送が可能になるとの期待から、光導波路にたいして例えば２０ｃｍ以上の長さがしばしば要求される。これまでに、さまざまな光導波路の作製方法が考案されているが、概してスピンコートプロセスを利用する例が多く、直径１０インチなどの大きなスピンコート基板を用いると、膜厚が不均一となりやすいほか、加工精度が低下するなど、長さ２０ｃｍ以上の光導波路を作製することが非常に困難である。
【０００４】
そこで、長尺の光導波路の作製方法として、一旦作製した光導波路同士を接続することが考えられる。接続の一つの方法として、一対の基板の間に光導波路と光硬化型接着剤をはさみ、光を照射して接着固定する方法がある。ここで、照射する光は一般に紫外線が用いられる。これと類似した方法に、従来より、光ファイバアレイをガラスＶ溝基板とガラス平板の間にはさんで接着固定する技術が知られているが、光ファイバアレイが紫外線を透過するため、一方向から光照射する装置を用いても光ファイバアレイの陰にある光硬化型接着剤を硬化接着することができていた。同様の理由で、紫外線を透過しないシリコンＶ溝基板を用いても硬化接着が可能であった。
【０００５】
ところが、光導波路を形成する高分子材料の多くは紫外線を透過しないため、一方向からのみ光照射する従来装置を用いたのでは硬化接着が起こらず、光導波路裏面と接続基板が剥離してしまうなどの問題があった。また、光インターコネクションでは、部品の高密度実装の要求があり、従来の光通信用コネクタにはない肉薄の接続部が求められている。
【特許文献１】特開平３−１８８４０２号公報
【特許文献２】特開平２−１１０５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決すべく、光導波路同士を接着固定し、接続するための光導波路接続装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光導波路同士のコアを調芯する手段と、一対の接続基板の一方を支持する支持体と反対側の接続基板を押圧する手段を備え、前記支持体および前記押圧手段の一方または両方が前記光硬化型接着剤を硬化する光に対して透明であり、前記光導波路と光硬化型接着剤を前記一対の接続基板の間にはさみ、前記一対の接続基板の各方向から前記光硬化型接着剤を硬化する光を照射する構造を備えたことを特徴とする光導波路接続装置である。
【０００８】
以下、本発明の光導波路接続装置を図１に示す構造例を参照して説明する。図１において、コア調芯手段２ａと２ｂ、光照射手段３、支持体４と押圧手段５を備え、光導波路接続装置１を構成している。コア調芯手段２ａと２ｂにそれぞれ保持された光導波路８ａと８ｂは、支持体４上に載せられた接続基板６ａの上に載せられ、上から接続基板６ｂがかぶせられる。光照射手段３は例えば光ファイバ１０ａ，１０ｂで紫外線を導いて放出口３ａと３ｂから放射する照射装置であり、接続基板６ａと６ｂをその外側からそれぞれ照射するように向けられて配置される。
【０００９】
一対の接続基板６ａと６ｂは紫外線を透過する材料から成る。接続基板６ａと６ｂの一方または両方の厚みを薄くすることによって接続部全体を肉薄とすることができる。しかしながら、薄い接続基板は湾曲しやすく、接続部の形状や接続精度の点で好ましくない。湾曲を防ぐには、支持体４を平面とし、接続基板６ａの全面を支持する構造とするのが一般的であるが、ここにおいて、支持体４を、光硬化型接着剤９ａ、９ｂを硬化する紫外線に対して透明とすることによって、支持体４が紫外線を遮ることなく、接着部全面を紫外線照射することができる。また、同様の理由により、押圧手段５が、接続基板全面を平面で押圧する構造であることが必要である場合には、押圧手段５を光硬化型接着剤を硬化する紫外線に対して透明とする。押圧手段が細いなど、硬化用の紫外線の影を作らない形状であれば特に透明でなくてもよい。
【００１０】
光導波路のコア同士の調芯は、接続基板６ａの面内方向については調芯手段２ａと２ｂで調整する一方、光導波路の厚み方向については、光導波路の厚みとコア高さ位置が同一の光導波路同士を対向させ、一対の接続基板６ａと６ｂの間にはさんで押圧することにより達成される。ここにおいて、一対の接続基板ならびに光導波路の間に光硬化型接着剤９ａ，９ｂを介在させ、一対の接続基板の両方向から紫外線を照射することにより、光硬化型接着剤９ａ，９ｂが硬化し、光導波路８ａと８ｂ同士が接続基板６ａと６ｂにはさまれた形で接着固定される。
【発明の効果】
【００１１】
以上詳説したように、本発明によれば、押圧保持した状態で一対の基板の各方向から光照射を行うことができ、光導波路の両面を接続基板と接着硬化し、精度良く接続することが可能な光導波路接続装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施例１）
図２は、本発明の実施の一例である光導波路接続装置の構成を示す正面図である。光導波路接続装置５１は、５軸微動ステージ５２ａと５２ｂ、紫外線照射装置５３、支持ステージ５４と押圧ばね５５とを備え、支持ステージ５４の上方に実体顕微鏡７１が配置される。５軸微動ステージ５２ａと５２ｂのそれぞれには光導波路を保持する構造が備わっている。支持ステージ５４は、紫外線を透過するガラス製で、長さ３０ｍｍ、幅２６ｍｍ、厚さ２ｍｍであり、中央部に長さ３ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ１ｍｍの凸部５４ａを有する。凸部５４ａの上面は平面である。さらに、支持ステージ５４は、台７２の上に固定されている。台７２はアルミ製で、紫外線を遮らないように直径２５ｍｍの円形開口部７３が設けられ、支持ステージ５４を周囲で保持する。押圧ばね５５は針金を所望の形状に曲げて形成したもので、凸部５４aの中心位置において鉛直上方から力を加える。紫外線照射装置５３は、光ファイバ６０ａ，６０ｂで紫外線を導いて出射口５３ａと５３ｂから放射する装置である。出射口５３ａは支持ステージ５４の下方から凸部５４ａの方向に、出射口５３ｂは押圧ばね５５の上方から凸部５４ａの方向に向けて照射するよう配置されている。放出口５３ｂは５ｍｍの開口を有し、押圧ばね５５を形成する針金の太さを十分に細くしているため、押圧ばね５５の影ができることを防いでいる。
【００１３】
以上の光導波路接続装置で光導波路の接続を行った。長さ１０ｃｍ、幅３ｍｍ、厚み８０μｍで、コア高さ位置が同じポリイミド光導波路フィルムを二枚用意した。凸部５４ａの上には、長さ８ｍｍ、幅６ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍの紫外線を透過する平面ガラス基板５６ａを載せた。光導波路５８ａと５８ｂをそれぞれ５軸微動ステージ５２ａと５２ｂで保持し、凸部５４ａの中央位置で接続端が対向するよう平面ガラス基板５６ａの上に載せた。次に紫外線硬化型接着剤５９を塗布し、さらに上から平面ガラス基板５６ｂをかぶせた。平面ガラス基板５６ｂは紫外線を透過し、長さ６ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ１ｍｍである。紫外線硬化型接着剤は流動し、両接続基板と光導波路の隙間を満たした。次に、対向する光導波路フィルムのコアパターンを実体顕微鏡で見ながら、５軸微動ステージ５２ａと５２ｂを調整し、平面ガラス基板５６ａの面内の調芯を行った。次に平面ガラス基板５６ｂを押圧ばね５５で押圧し、その状態を保持したまま紫外線を照射した。以上の操作により、平面ガラス基板５６ａと５６ｂに光導波路５８ａと５８ｂがはさまれて接着固定された光導波路接続が得られた。光接続損失は約０．５ｄＢであった。
【００１４】
以上のようにして、本実施例に示した構成の光導波路接続装置を用いることにより、光導波路と平面ガラス基板とを剥離することなく強固に接着することができ、良好な接続を得ることができた。
【００１５】
（実施例２）
図３は、本発明の実施の一形態である光導波路接続装置の構成を示す正面図である。光導波路接続装置８１は、微動ステージ８２ａと８２ｂ、紫外線照射装置８３、支持ステージ８４と押圧手段８５とを備える。微動ステージ８２ａと８２ｂのそれぞれには光導波路を保持する構造が備わっている。支持ステージ８４は、紫外線を透過するガラス製である。さらに、支持ステージ８４は、台９２の上に固定されている。台９２は金属製で、紫外線を遮らないように開口部９３が設けられ、支持ステージ８４を保持する。押圧手段８５はコイルばねに取り付けられた可動式のガラスロッド８５ａから成り、コイルばねの作用で中心位置において鉛直上方から力を加える。ガラスロッド８５ａは紫外線を透過し、上部の構造には開口部９４が設けられている。紫外線照射装置８３は、光ファイバ９０ａ，９０ｂで紫外線を導いて出射口８３ａ、８３ｂから放射する装置である。出射口８３ａは支持ステージ８４の下方から支持ステージ８４の方向に、出射口８３ｂはガラスロッド８５ａの上方からガラスロッド８５ａを通し、支持ステージ８４の方向に向けて紫外線を照射するようそれぞれ配置される。
【００１６】
以上の光導波路接続装置で光導波路の接続を行う。光導波路の接続端は、カーポンを分散した樹脂でモールド成型され、コネクタヘッド９１ａと９１ｂを形成する。支持ステージ８４の上には、紫外線を透過する平面ガラス基板８６ａを載せる。光導波路８８ａと８８ｂをそれぞれ微動ステージ８２ａと８２ｂで保持し、支持ステージ８４の中央位置でコネクタヘッド８８ａと８８ｂとが対向するよう平面ガラス基板８６ａの上に載せる。次に紫外線硬化型接着剤８９を塗布し、さらに紫外線を透過する平面ガラス基板８６ｂを上からかぶせる。紫外線硬化型接着剤は流動し、両接続基板と光導波路の隙間を満たす。次に、対向する光導波路の一方から導波光を通し、他方の光導波路から出力される導波光が最大となるよう、微動ステージ８２ａと８２ｂを調整し、平面ガラス基板８６ａの面内の調芯を行う。次に平面ガラス基板８６ｂを押圧手段８５で押圧し、その状態を保持したまま紫外線を照射する。以上の操作により、平面ガラス基板８６ａと８６ｂにコネクタヘッド９１ａと９１ｂがはさまれて接着固定された光導波路接続が得られる。
【００１７】
以上のようにして、本実施例に示した構成の光導波路接続装置を用いれば、光導波路と平面ガラス基板とを剥離することなく強固に接着することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は高分子光導波路の接続装置に関し、特に光集積回路、光インターコネクション用光学部品、光電気混載板等の作製に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の構成を説明するための典型的な配置を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の一例である光導波路接続装置の構成を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の一例である光導波路接続装置の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１、５１、８１  光導波路接続装置
２ａ、２ｂ  コア調芯手段            ３ａ、３ｂ  光照射手段
３  光照射手段          ４  支持体      ５、８５  押圧手段
６ａ、６ｂ  接続基板
８ａ、８ｂ、５８ａ、５８ｂ、８８ａ、８８ｂ  光導波路
９、５９  紫外線硬化型接着剤        ５２ａ、５２ｂ  ５軸微動ステージ
５３、８３  紫外線照射装置          ３ａ、３ｂ、５３ａ、５３ｂ  出射口
５４、８４  支持ステージ      ５４ａ  凸部
５５  押圧ばね              ５６ａ、５６ｂ、８６ａ、８６ｂ  平面ガラス基板
７１  実体顕微鏡            ７２、９２  台
７３  円形開口部            ８２ａ、８２ｂ  微動ステージ
８５ａ  ガラスロッド        ９１ａ、９１ｂ  コネクタヘッド
９３、９４  開口部
【図１】
2005115007.tif 000003
【図２】
2005115007.tif 000004
【図３】
2005115007.tif 000005