(57)【要約】      （修正有）【課題】  光ファイバーとの光接合を容易に行うことができると共に、光損失を低減可能な光導波路及び光導波路の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の光導波路は、光導波路本体の光導波方向端面に、前記光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と該光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうる保持部材を備えている。また、本発明の光導波路の製造方法は、光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と該光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうる保持部材を、光導波路本体の光導波方向端面に設ける工程と、前記光導波路コアの端面と前記保持部材に保持された光ファイバーとを、光硬化型接着剤料により光接合する工程と、を有する。【選択図】  図５
2007086223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア形成用硬化性樹脂よりなる光導波路コアと、前記光導波路コアの周囲を取り囲み該光導波路コアより屈折率の小さいクラッド層と、を有する光導波路であって、
光導波路本体の光導波方向端面に、前記光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と該光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうる保持部材を備えることを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記保持部材は、前記光ファイバーの外周に沿って屈曲された屈曲部を有し、該屈曲部に前記光ファイバーを保持しう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】
前記屈曲部は、円弧状であることを特徴とする請求項２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記保持部材は、前記光ファイバーの外周に沿った形状の孔部を有する環状体であり、該孔部に該光ファイバーを保持しうることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項５】
前記保持部材は、光導波路本体の光導波方向端面側へ近づくほど連続的に内周径が縮まり、該保持部材の最小内周径は、前記光ファイバーの外周径より大きい請求項４に記載の光導波路。
【請求項６】
ゴム鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、光導波路コアに対応する凹部を有するゴム鋳型を準備する工程と、
前記ゴム鋳型にクラッド用基材を密着させる工程と、
前記クラッド用基材が密着された前記ゴム鋳型の凹部に光導波路コア形成用硬化性樹脂を充填する工程と、
充填された前記光導波路コア形成用硬化性樹脂を硬化させて光導波路コアを形成する工程と、
前記ゴム鋳型を前記クラッド用基材から剥離する工程と、
前記光導波路コアが形成された前記クラッド用基材上に、クラッド層を形成する工程と、
前記光導波路コアの端部を切断する工程と、
前記光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と該光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうる保持部材を、光導波路本体の光導波方向端面に設ける工程と、
前記光導波路コアの端面と前記保持部材に保持された光ファイバーとを、光硬化型接着剤料により光接合する工程と、
を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記光硬化型接着剤の硬化前の粘度が、３０ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項６に記載の光導波路の製造方法。
【請求項８】
前記光硬化型接着剤の屈折率は、前記光導波路コアの屈折率の-７％以上＋７％以下の範囲内であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光導波路の製造方法。
【請求項９】
前記光硬化型接着剤は、波長５００ｎｍ〜９００ｎｍの波長域の光に対する透過損失が１ｄＢ以下であることを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１０】
前記ゴム鋳型は、前記硬化樹脂層に前記光導波路コア形成用硬化性樹脂の進入口及び排出口を有すると共に、前記光導波路コア形成用硬化性樹脂を圧入するための注入口を備え前記硬化樹脂層を補強するための強化部材と、を有することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか１項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１１】
前記強化部材が、金属材料、セラミック材料、及びプラスチック材料のうちの何れか１つからなることを特徴とする請求項１０に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１２】
前記硬化樹脂層は、シリコーン系ゴムであることを特徴とする請求項６乃至請求項１１の何れか１項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１３】
前記ゴム鋳型のゴム鋳型形成用硬化性樹脂のシェアゴム硬度は、１０以上５０以下の範囲内であることを特徴とする請求項６乃至請求項１２の何れか１項に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、光導波路及び光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路の製造方法としては、（１）フィルムにモノマーを含浸させてコア部を選択的に露光して屈折率を変化させフィルムを貼り合わせる方法（選択重合法）、（２）コア層及びクラッド層を塗布後、反応性イオンエッチングを用いてクラッド部を形成する方法（ＲＩＥ法）、（３）高分子材料中に感光性の材料を添加した紫外線硬化樹脂を用いて、露光・現像するフォトリソグラフィー法を用いる方法（直接露光法）、（４）射出成形を利用する方法、（５）コア層及びクラッド層を塗布後、コア部を露光してコア部の屈折率を変化させる方法（フォトブリーチング法）等を応用したものが提案されている。
【０００３】
しかし、上記（１）の選択重合法はフィルムの張り合わせに問題があり、上記（２）や上記（３）の方法は、フォトリソグラフィー法を使うためコスト高になり、上記（４）の方法は、得られるコア径の精度に課題がある。また、上記（５）の方法はコア層とクラッド層との十分な屈折率差がとれないと言う問題がある。
現在、光導波路の性能的に優れた実用的な方法は、上記（２）や上記（３）の方法だけであるが前記のごときコストの問題がある。そして上記（１）から上記（５）のいずれの方法も、大面積でフレキシブルなプラスチック基材に高分子導波路を形成するのに適用しにくい。
【０００４】
また、光導波路を製造する方法として、キャピラリーとなる溝のパターンが形成されたパターン基板（クラッド）にコア用のポリマー前駆体材料を充填し、その後硬化させてコア層を作り、その上に平面基板（クラッド）を貼り合わせる方法が知られているが、この方法ではキャピラリー溝にだけでなく、パターン基板と平面基板の間にも全面的にポリマー前駆体材料が薄く充填され硬化されてコア層と同じ組成の薄い層が形成される結果、この薄い層を通って光が漏洩してしまうという問題があった。
【０００５】
この問題を解決する方法の１つとして、デビット・ハートはキャピラリーとなる溝のパターンが形成されたパターン基板と平面基板とをクランプ用治具で固着し、さらにパターン基板と平面基板との接触部分を樹脂でシールなどした後、減圧してコア用のモノマー（ジアリルイソフタレート）溶液をキャピラリーに充填して、光導波路を製造する方法を提案した（以下の特許文献１を参照）。
この方法はコア形成用樹脂材料としてポリマー前駆体材料を用いる代わりにモノマーを用いて充填材料を低粘度化し、キャピラリー内に毛細管現象を利用して充填させ、キャピラリー以外にはモノマーが充填されないようにする方法である。この方法はコア形成用材料としてモノマーを用いているため、モノマーが重合してポリマーになる際の体積収縮率が大きく、コア部分内部に空隙を生じやすく、光導波路の光透過損失が大きくなる問題がある。
また、この方法は、パターン基板と平面基板とをクランプで固着する、あるいはこれに加えさらに接触部を樹脂でシールするなど煩雑な方法であり、量産性は困難度が高い。その結果としてコスト低下を期待することはできない。クラッドとして厚さがｍｍオーダーあるいは１ｍｍ以下のフィルムを用いる光導波路の製造に適用することは不可能である。
【０００６】
また、最近、ハーバード大学のGeorge M. Whitesidesらは、ナノ構造を作る新技術として、ソフトリソグラフィーの一つとして毛細管マイクロモールドという方法を提唱している。
【０００７】
これは、フォトリソグラフィーを利用してマスター基板を作り、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の密着性と容易な剥離性を利用してマスター基板のナノ構造をＰＤＭＳのゴム鋳型に写し取り、このゴム鋳型に毛細管現象を利用して液体ポリマーを流し込んで固化させる方法である。以下の非特許文献１には詳しい解説記事が記載されている。
またはハーバード大学のGeorge M. WhitesidesのグループのKim Enochらによって毛細管マイクロモールド法に関する特許が出願されている（特許文献２参照）。
【０００８】
この特許に記載の製造方法を光導波路の製造に適用しても、光導波路のコア部は断面積が小さいので、コア部を形成するのに時間がかかり、量産に適さない。また、モノマー溶液が重合して高分子になるときに体積変化を起こしコアの形状が変化し、透過損失が大きくなるという欠点を持つ。
【０００９】
また、ＩＢＭチュリッヒ研究所のB. MichelらはＰＤＭＳを用いた高解像度のリソグラフィー技術を提案しており、この技術により数十ｎｍの解像力が得られると報告している。詳しい解説記事は、以下の非特許文献２に記載されている。このように、ＰＤＭＳを使ったソフトリソグラフィー技術や、毛細管マイクロモールド法は、ナノテクノロジーとして最近、米国を中心に注目を集めている技術である
【００１０】
しかし、前記のマイクロモールド法を用いて光導波路を作製すると、硬化時の体積収縮率を小さくする（したがって透過損失を小さくする）ことと、充填を短時間に容易に完了するために充填液体（モノマー等）の低粘度化することを両立させえない。したがって、透過損失を小さくすることを優先的に考慮すると、充填液体の粘度をある限度以下にすることができず、充填速度が遅くなり、量産製造は望めない。
【００１１】
また前記のマイクロモールド法は、基板としてガラスやシリコンウエハー基板等の平滑で剛体である基板を用いることが前提になっており、フレキシブルなフィルム基材を用いることは考慮されていない。そのため形成する導波路形状に歪を生じ、十分な光伝搬性能の導波路は作製できない。
【００１２】
これに対し、本発明者らは既に、フレキシブルなフィルム基材をクッラド基材と兼ねさせ、該フィルム基材に高分子導波路を形成する方法を提案した（特許文献３または特許文献４参照）。この光導波路の製造方法により、従来不可能であったフレキシブルな光導波路を精度よく、同種類の材料系で全デバイスが構成され、光学端面が精度の高い切断工程で得られ、低コスト化が可能となった。
【００１３】
ここで、近年、ＩＣ技術やＬＳＩ技術において、信号遅延やノイズの抑制及び集積度向上のために、金属配線に代わって機器装置間、機器装置内のボード間、チップ内において光配線を行なうことが行われている。具体的には、光導波路に光ファイバーを光接続することが行われている。このような光接続については、光の導波損失を抑制することが必要であるが、このような目的に適用可能な技術として、例えば、発光素子と受光素子の間を光導波路で接続する技術が示されている（例えば、特許文献５から特許文献７参照）。
【００１４】
前記特許文献５に記載の光配線素子は、発光素子からの光をコアに入射させるための入射側ミラーと、コアからの光を受光素子に出射させるための出射側ミラーを有し、さらに、発光素子から入射側ミラーおよび出射側ミラーから受光素子に至る光路に相当する箇所でクラッド層を凹状に形成し、発光素子からの光および出射側ミラーからの光を収束させるものである。また、前記特許文献６に記載の光配線素子は、コアの光入射端面を発光素子に向かって凸面となるように形成し、発光素子からの光を収束させて導波損失を抑えるものである。
【００１５】
さらに、前記特許文献７には、電子素子と光素子とを集積化した光電融合回路基板の上に光導波路回路が直接組み立てられた光電子集積回路が記載されている。これらの技術を用いて、光ファイバーを光導波路に光接続する方法が考えられる。
【特許文献１】特許公報３１５１３６４号明細書
【特許文献２】米国特許６３５５１９８号明細書
【特許文献３】特願２００３−５８８７１号公報
【特許文献４】特願２００３−５８８７２号公報
【特許文献５】特開２０００−３９５３０号公報
【特許文献６】特開２０００−３９５３１号公報
【特許文献７】特開２０００−２３５１２７号公報
【非特許文献１】SCIENTIFIC  AMERICAN  SEPTEMBER  2001（日経サイエンス2001年12月号）
【非特許文献２】IBM J. REV. & DEV. VOL. 45 NO. 5 SEPTEMBER 2001
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、前記特許文献５及び特許文献６に記載の技術ではその構造が複雑であるため、その作製にも非常に煩瑣な工程が必要となるという問題がある。また、上記特許文献７に記載の技術では、が、光導波路の作製はコストが高いフォトリソ法が用いられている。したがって、光電子集積回路も必然的に高価なものとなる。
【００１７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、光ファイバーとの光接合を容易に行うことができると共に、光損失を低減可能な光導波路及び光導波路の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題は、以下の光導波路及び光導波路の製造方法を提供することにより解決される。
【００１９】
すなわち、本発明の光導波路は、コア形成用硬化性樹脂よりなる光導波路コアと、前記光導波路コアの周囲を取り囲み該光導波路コアより屈折率の小さいクラッド層と、を有する光導波路であって、光導波路本体の光導波方向端面に、前記光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と該光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうる保持部材を備えることを特徴としている。
【００２０】
本発明の光導波路は、光導波方向端面に、光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と、光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、光ファイバーを保持することのできる保持部材を備えているので、光導波路コアの端面と光ファイバーの光導波方向端部とを光接合するときには、光ファイバーをこの保持部材によって保持した後に光接合すれば、簡易な構成で光導波路の光導波路コアと光ファイバーとを精度良く且つ光損失を低減しつつ容易に実行することができる。
従って、光ファイバーとの光接合を容易に行うことができると共に、光損失を低減可能な光導波路を提供することができる。
【００２１】
前記保持部材は、前記光ファイバーの外周に沿って屈曲された屈曲部を有し、該屈曲部に前記光ファイバーを保持することができる。このように、保持部材は、光ファイバーの外周に沿って屈曲された屈曲部により光ファイバーを保持するので、安定して光ファイバーを容易に保持することができる。
【００２２】
なお、前記屈曲部は、光ファイバーの外周に沿って屈曲された形状であればよく、円弧状であってもよく、また、Ｕ字状、弓形などであってもよい。
【００２３】
前記保持部材は、前記光ファイバーの外周に沿った形状の孔部を有する環状体であり、該孔部に該光ファイバーを保持することができる。このため、光ファイバーとの光接合を容易に行うことができると共に、光損失を低減可能な光導波路を提供することができる。
【００２４】
また、保持部材は、光導波路本体の光導波方向端面側へ近づくほど連続的に内周径が縮まり、該保持部材の最小内周径は、前記光ファイバーの外周径より大きいので、光ファイバーを、該光ファイバーと光導波路コアとが同軸となるように、容易に保持部材へ保持することができる。
【００２５】
なお以下の光導波路の製造方法によって、光ファイバーとの光接合を容易に行うことができると共に、光損失を低減可能な光導波路の製造方法を提供することができる。
具体的には、本発明の光導波路の製造方法は、ゴム鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、光導波路コアに対応する凹部を有するゴム鋳型を準備する工程と、前記ゴム鋳型にクラッド用基材を密着させる工程と、前記クラッド用基材が密着された前記ゴム鋳型の凹部に光導波路コア形成用硬化性樹脂を充填する工程と、充填された前記光導波路コア形成用硬化性樹脂を硬化させて光導波路コアを形成する工程と、前記ゴム鋳型を前記クラッド用基材から剥離する工程と、前記光導波路コアが形成された前記クラッド用基材上に、クラッド層を形成する工程と、前記光導波路コアの端部を切断する工程と、前記光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と該光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうる保持部材を、光導波路本体の光導波方向端面に設ける工程と、前記光導波路コアの端面と前記保持部材に保持された光ファイバーとを、光硬化型接着剤料により光接合する工程と、を有している。
【００２６】
なお、前記光硬化型接着剤の硬化前の粘度が、３０ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下である。
また、前記光硬化型接着剤の屈折率は、前記光導波路コアの屈折率の-７％以上＋７％以下の範囲内である。
【００２７】
また、前記光硬化型接着剤は、波長５００ｎｍ〜９００ｎｍの波長域の光に対する透過損失が１ｄＢ以下であることを特徴としている。
【００２８】
さらに、前記ゴム鋳型は、前記硬化樹脂層に前記光導波路コア形成用硬化性樹脂の進入口及び排出口を有すると共に、前記光導波路コア形成用硬化性樹脂を圧入するための注入口を備え前記硬化樹脂層を補強するための強化部材と、を有することを特徴としている。
【００２９】
前記強化部材は、金属材料、セラミック材料、及びプラスチック材料のうちの何れか１つからなり、前記硬化樹脂層は、シリコーン系ゴムとすることができる。また、前記ゴム鋳型のゴム鋳型形成用硬化性樹脂のシェアゴム硬度は、１０以上５０以下の範囲内である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の光導波路は、光導波路本体の光導波方向端面に、前記光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と該光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうる保持部材を備えている。また、本発明の光導波路の製造方法は、光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と該光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうる保持部材を、光導波路本体の光導波方向端面に設ける工程と、前記光導波路コアの端面と前記保持部材に保持された光ファイバーとを、光硬化型接着剤料により光接合する工程と、を有する。このため、光ファイバーとの光接合を容易に行うことができると共に、光損失を低減可能な光導波路及び光導波路の製造方法を提供することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の光導波路の製造方法は以下の工程を有することを特徴としている。
すなわち、本発明の光導波路の製造方法は、
（１）ゴム鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、光導波路コアに対応する凹部を有するゴム鋳型を準備する工程と、
（２）前記ゴム鋳型にクラッド用基材を密着させる工程と、
（３）前記クラッド用基材が密着された前記ゴム鋳型の凹部に光導波路コア形成用硬化性樹脂を充填する工程と、
（４）充填された前記光導波路コア形成用硬化性樹脂を硬化させて光導波路コアを形成する工程と、
（５）前記ゴム鋳型を前記クラッド用基材から剥離する工程と、
（６）前記光導波路コアが形成された前記クラッド用基材上に、クラッド層を形成する工程と、
（７）前記光導波路コアの端部を切断する工程と、
（８）前記光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と該光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうる保持部材を、光導波路本体の光導波方向端面に設ける工程と、
（９）前記光導波路コアの端面と前記保持部材に保持された前記光ファイバーとを、光硬化型接着剤料により光接合する工程と、を有している。
【００３２】
本発明の光導波路の製造工程について１つの態様を説明する。図１（Ａ）から図１（Ｇ）は、本発明の製造方法における各工程を表す概念図であり、図２は、ゴム鋳型をゴム鋳型より一回り大きい面積のクラッド用基材に密着させた状態（図１（Ｄ）で示される工程）を示す斜視図である。
【００３３】
図１（Ａ）は、光導波路コアに対応する凸部１２が形成された原盤１０を、凸部１２の長手方向に直角に切断した切断面を示す。
【００３４】
次に、原盤１０の凸部１２が形成された面に、ゴム鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層２０ａを形成する。図１（Ｂ）には、原盤１０に、ゴム鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層２０ａを形成したものを、凸部１２の長手方向に直角に切断した切断面を示す。
【００３５】
次に、ゴム鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層２０ａを原盤１０から剥離して型をとり（図示省略）、次いで型の両端を、前記凸部１２に対応する凹部２２が露出するように切断することにより、凹部２２に光導波路コア形成用硬化性樹脂を充填するための進入口２２ａ（図２参照）、及び前記凸部１２に対応する凹部２２から光導波路コア形成用硬化性樹脂を排出させるための排出口２２ｂ（図２参照）を切削形成して、ゴム鋳型２０を作製する（図１（Ｃ）、及び図２参照）。
【００３６】
このようにして作製したゴム鋳型２０に、導電性パターン３１が形成され、且つゴム鋳型２０より一回り大きい面積のクラッド用基材３０を密着させる（図２のＡ―Ａ切断面）。クラッド用基材３０は、詳細は後述するが、第１のクラッド層を有している。なお、クラッド用基材３０は、第１のクラッド層と一体的に設けられていてもよい。
【００３７】
次に、ゴム鋳型２０の進入口２２ａに光導波路コア形成用硬化性樹脂４０ａを数滴垂らし、毛細管現象と減圧／加圧注入法により、ゴム鋳型２０の凹部２２に該光導波路コア形成用硬化性樹脂を充填する。凹部２２の他端部にある排出口２２ｂからは光導波路コア形成用硬化性樹脂が排出される（図示省略）。図１（Ｅ）には、ゴム鋳型２０の凹部２２に光導波路コア形成用硬化性樹脂が充填されたものを凹部長手方向に直角に切断した断面図を示す。
【００３８】
次に、ゴム鋳型２０の凹部２２内の光導波路コア形成用硬化性樹脂４０ａをＵＶ光硬化させることにより、光導波路コア４０を形成する。この光導波路コア４０が形成されたゴム鋳型２０を、原盤１０から剥離する。図１（Ｆ）には、クラッド用基材３０の上に、光導波路コア４０が形成されたものを、光導波路コア長手方向に直角に切断した切断面を示す。
【００３９】
さらに、クラッド用基材３０の光導波路コア４０の形成面に、光導波路コア形成用硬化性樹脂による第２のクラッド層５０を形成することにより、本発明の光導波路６０が作製される。図１（Ｇ）には、光導波路を光導波路コア長手方向に直角に切断した切断面を示す。
【００４０】
また、図３には、光導波路コア４０が形成された第１のクラッド層によるクラッド用基材の上に、第２のクラッド層となるフィルムを接着剤により接着させる例を示した。
【００４１】
図３（Ａ）から図３（Ｆ）までは、図１（Ａ）から図１（Ｆ）で表される工程と共通であり、原盤１０からスタートして、第１のクラッド層を有する基材としてのクラッド用基材３０の上に光導波路コア４０を形成する工程までを示した。
【００４２】
図３（Ｇ）には、クラッド用基材３０の光導波路コア４０の形成面に接着剤層５４を用いて第２のクラッド層（クラッドフィルム）５２を貼り合わせる工程により得られた光導波路６０を、光導波路コア長手方向に直角に切断した切断面を示す。
【００４３】
さらに、図４に、ゴム鋳型の硬化樹脂層を補強する強化部材を設け、さらにクラッド用基材３０の光導波路コアを形成する側に導電性パターン３１を設けた例を示す。図４（Ａ）から図４（Ｆ）までは、図３（Ｂ）から図３（Ｇ）で表される工程と共通で、原盤１０からスタート（省略）して、導電性パターン３１が形成されたクラッド用基材３０の上に光導波路コアを形成する工程までを示す。図４（Ｆ）は、クラッド用基材３０の光導波路コア形成面に接着剤層５４を用いて第２のクラッド層（クラッドフィルム）５２を貼り合わせる工程により得られた光導波路６０を、光導波路コア長手方向に直角に切断した切断面を示す。また、この例では、ゴム鋳型凹部形成領域（紫外線等の照射領域）に石英板、ガラス板、硬質プラスチック板のように光透過性の天板２４ａを用いている。本発明においては、ゴムからなるゴム鋳型を用いるため、図４のように導電性パターン３１が光導波路コア４０の形成側に設けられていても、該導電性パターン３１に悪影響を与えることなく、光導波路コア４０を形成することができる。
【００４４】
次に、図５に示すように、上述のようにして形成された本発明の光導波路６０の、光導波路コア４０の端部を、光学端面にするために、ダイサー等により切断した後に、光導波路６０の光導波方向端面に、光導波路コア４０の端面と光接合される光ファイバー８２（図５（Ｃ）参照）の光導波方向端部と、光導波路コア４０の光導波方向端部と、が少なくとも同軸となるように、光ファイバー８２を保持しうる保持部材８０を、光硬化型接着剤料より接着する。
【００４５】
この保持部材８０は、上述のように、光導波路コア４０の端面と光接合される光ファイバー８２の光導波方向端部と、光導波路コア４０の光導波方向端部と、が少なくとも同軸となるように、光ファイバー８２を保持しうる形状であれば特に限定されるものではないが、光ファイバー８２の外周に沿って屈曲された屈曲部を有するものであればよい。
なお、この屈曲部は、光ファイバー８２の外周に沿った円弧状であることが好ましい。
【００４６】
具体的には、保持部材８０としては、光ファイバー８２の外周に沿った形状の孔部８１Ａ（前記屈曲部に相当）を有する環状の保持部材８０Ａ（図６（Ａ））、及び光ファイバー８２の外周に沿った形状の孔部８１Ｂを有する円錐台形状の保持部材８０Ｂ（図６（Ｂ））等が挙げられる。
【００４７】
また、保持部材８０は、環状ではなく、円弧状やＵ字状等であってもよい。具体的には、図６（Ｃ）に示すように、光ファイバー８２の外周に沿って屈曲された屈曲部が円弧状である保持部材８０Ｃ、光ファイバー８２の外周に沿った円弧状の領域を有するＵ字状の保持部材８０Ｅ（図６（Ｅ）参照）、及びＵ字状の保持部材８０Ｅの両端部の距離が除々に離間されるように設けられた形状の保持部材８０Ｆ（図６（Ｆ））などが挙げられる。
【００４８】
なお、保持部材８０は、光導波路６０に設けられたときに、保持部材８０における、光導波路６０と光硬化型接着剤（詳細後述）を介して接触する端面の面積が、該保持部材８０の該端面に対向する端面の面積より広くなるように、該保持部材８０の外壁が、該端面に垂直な方向に対して傾斜していてもよい（図６（Ｄ）保持部材８０Ｄ参照）。
このような形状とすることによって、保持部材８０の光導波路６０の接着力を向上させることができる。
【００４９】
また、保持部材８０は、光導波路６０に設けられたときに、保持部材８０における、光導波路６０と光硬化型接着剤（詳細後述）を介して接触する端面の面積が、該保持部材８０の該端面に対向する端面の面積よりも広くなるように、該保持部材８０の内壁が、該端面に垂直な方向に対して傾斜していてもよい。
【００５０】
同様に、保持部材８０は、環状に形成される場合には、光導波路６０との接合端面側へ近づくほど連続的に内周径が縮まり、該保持部材８０の最小内周径は、光ファイバー８２の外周径より大きくなるように調製するようにしてもよい。
このような形状とすることによって、光ファイバー８２を保持部材８０に保持するとともに、光導波路コア４０と光ファイバー８２とを光接合するときに、光ファイバー８２を光導波路コア４０へと容易に案内することができる。
【００５１】
図５（Ｃ）に示すように、光ファイバー８２を光導波路６０の光導波路コア４０と光接合するときには、光ファイバー８２の光導波方向端部を保持部材８０の屈曲部に保持すると共に、光ファイバー８２の光導波方向端面を光導波路コア４０の端面に接触させる。
【００５２】
さらに、保持部材８０によって保持されている光ファイバー８２と光導波路コア４０との空隙に光硬化型接着剤を挿入し、光照射することにより、光ファイバー８２と光導波路コア４０とを光接合する。
【００５３】
このように、本発明の光導波路６０では、保持部材８０を備えるので、光導波路コア４０と光ファイバー８２とを光接合するときの接合光損失が少なく、接続作業が簡便で、高価な装置が要らない光導波路６０を提供することができる。
【００５４】
以下に、本発明による光導波路の製造方法を工程順に説明する。
（１）ゴム鋳型を準備する工程
ゴム鋳型を準備する工程におけるゴム鋳型の作製は、光導波路コアに対応する凸部を形成した原盤を用いて行うのが好ましいが、これに限定されるものではない。以下では、原盤を用いる方法を説明する。
【００５５】
（原盤の作製）
光導波路コアに対応する凸部を形成した原盤の作製には、従来の方法、たとえばフォトリソグラフィー法やＲＩＥ法を特に制限なく用いることができる。また、本出願人が先に出願した電着法又は光電着法により光導波路を作製する方法（特願２００２−１０２４０号）も、原盤を作製するのに適用できる。原盤に形成される光導波路コアに対応する凸部の大きさは一般的に５μ〜５００μｍ程度、好ましくは４０μｍ〜２００μｍ程度であり、光導波路の用途等に応じて適宜決められる。例えばシングルモード用の光導波路の場合には、１０μｍ角程度の光導波路コアを、マルチモード用の光導波路の場合には、４０μｍ〜１５０μｍ角程度の光導波路コアが一般的に用いられるが、用途によっては数百μｍ程度と更に大きな光導波路コア部を持つ光導波路も利用される。
【００５６】
（ゴム鋳型の作製）
ゴム鋳型は、前記のように光硬化部分がゴム鋳型形成用ゴム層と光透過性の光導波路コア凸部に対応する類似した凹部を有する剛体基板からなる複合的な積層構造よりなり、光導波路コアに対応する凸部が形成されたゴム面に、ゴム鋳型形成用硬化性ゴム樹脂を塗布したり注入したりして、必要に応じ加熱処理等の硬化処理をして該樹脂ゴムを硬化させ、次いでその硬化ゴム層を原盤から剥離して作製される。また、ゴム鋳型には、前記凸部に対応する凹部に光導波路コア形成用硬化性樹脂を充填するための進入口、及び前記凸部に対応する凹部から前記樹脂を排出させるための排出口が形成されるが、その形成方法は特に制限はない。原盤に予め進入口や排出口に対応する凸部を設けておくこともできるが、簡便な方法としては、例えば、原盤にゴム鋳型形成用硬化性ゴム液によりゴム鋳型用ゴム層を形成した後剥離して型をとり、その後、型の両端を前記凹部が露出するように切断することにより進入口及び排出口を形成する方法が挙げられる。ゴム材は光導波路コアの成形原盤により形成されるゴム材はゴム硬度５から４０で柔らかい特性のゴム材を用いる事で、柔らかいゴム弾性により光導波路コア部形成後の剥離の成型特性を上げ、精密な光導波路コア形成能力を付与させていく。ゴム層は、高精度で、光導波路コア材の注入時の振動や圧力変化に対して成形精度を維持できるゴム厚みの適正値を選択できる。
【００５７】
また、ゴム鋳型凹部に連通する貫通孔を凹部の両端に設けることが有効である。進入口側の貫通孔は液（樹脂）溜まりとして利用でき、排出側の貫通孔は減圧吸引管をその中に挿入して凹部内部を減圧吸引装置に接続することができる。また、進入側貫通孔を光導波路コア形成用硬化性樹脂液を注入管に連結して該樹脂液を加圧注入することも可能である。貫通孔は、凹部のピッチにより、各凹部に対応してそれぞれ設けてもよく、また、各凹部に共通に連通する１つの貫通孔を設けてもよい。
【００５８】
前記硬化されたゴム層の厚さは、ゴム鋳型としての取り扱い性を考慮して適宜決められるが、一般的に全体のゴム層の厚みは５μｍ〜５ｍｍ、より好ましくは３０μｍから７００μｍが適切である。この厚みとゴム硬度(弾性)と低表面エネルギーにより、剥離時の変形剥離性を適正に出来、光硬化後に成型光導波路コアからの界面破壊を抑制させ、また光導波路コア成形時により光導波路コア表面平滑性を維持できる。平滑性（Ｒa）は、１００nm以下、より適正化を計れば４０nm以下の平滑性を達成できる。この表面平滑性の値は使用する光の波長の五分の一以下の表面粗さであれば光の漏れ光を十分抑制でき、より好ましくは光の波長の十分の一以下で有ると光の漏れ量は殆ど低減できる特性である。
【００５９】
その意味で、ゴム材のゴム硬度（ゴム弾性）、厚み、ゴム鋳型の表面エネルギー値は相互に関係があり、要求される成形精度により重要な制御特性値となっている。これらの要求事項を満足させる事により、近接に電子デバイスや電子回路があるような基板上でも、簡単に部分的に導波路を形成させる事を可能にできる作製工程になっている。
【００６０】
また、前記原盤にはあらかじめ離型剤塗布などの離型処理を行なってゴム鋳型との剥離を促進することもある。
ゴム鋳型形成用硬化性樹脂としては、その硬化物が原盤から容易に剥離できること、ゴム鋳型（繰り返し用いる）として一定以上の機械的強度・寸法安定性を有すること、凹部形状を維持する硬さ（硬度）を有すること、クラッド用基材との密着性が良好なことが好ましい。ゴム鋳型形成用硬化性樹脂には、必要に応じて各種添加剤を加えることができる。
【００６１】
ゴム鋳型形成用硬化性樹脂の未硬化状態では、原盤の表面に塗布や注型等することが可能で、また、原盤に形成された個々の光導波路コアに対応する凸部を正確に写し取らなければならないので、ある適正の粘度、たとえば、５００〜７０００ｍPa・ｓ程度を有することが好ましい。（なお、本発明において用いる「ゴム鋳型形成用硬化性樹脂」の中には、硬化後、弾性を有するゴム状体となるものも含まれる。）また、粘度調節のために溶剤を他の部材に悪影響が出ない程度に加えることもある。
【００６２】
前記ゴム鋳型形成用硬化性樹脂としては、前記のごとき剥離性、機械強度・寸法安定性、硬度、クラッド用基材との密着性の点から、シリコーンゴム（シリコーンエラストマー）又はシリコーン樹脂となる硬化性オルガノポリシロキサンが好ましく用いられる。前記硬化性オルガノポリシロキサンは、分子中にメチルシロキサン基、エチルシロキサン基、フェニルシロキサン基を含むものが好ましい。また、前記硬化性オルガノポリシロキサンは、一液型のものでも硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものでもよく、また、熱硬化型のものでも室温硬化型（例えば空気中の水分で硬化するもの）のものでもよく、更に他の硬化（紫外線硬化等）を利用するものであってもよい。
【００６３】
前記硬化性オルガノポリシロキサンとしては、硬化後ゴム状態となるものが好ましく、これには通常液状シリコーンゴム（「液状」の中にはペースト状のように粘度の高いものも含まれる）と称されているものが用いられ、硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものが好ましく、中でも付加型の液状シリコーンゴムは、表面と内部が均一にかつ短時間に硬化し、またその際副生成物が無く又は少なく、かつ離型性に優れ収縮率も小さいので好ましく用いられる。
【００６４】
前記液状シリコーンゴムの中でも特に液状ジメチルシロキサンゴムが密着性、剥離性、強度及び硬度の制御性から好ましい。また、液状ジメチルシロキサンゴムの硬化物は、一般に屈折率が１．４３程度と低いために、これから作ったゴム鋳型は、クラッド用基材から剥離させずに、そのままクラッド層として利用することができる。この場合には、ゴム鋳型と、充填した光導波路コア形成用樹脂及びクラッド用基材とが剥がれないような工夫が必要になる。
【００６５】
前記液状シリコーンゴムの粘度は、光導波路コアに対応する凸部を正確に写し取り、かつ気泡の混入を少なくして脱泡し易くする観点と、数ミリの厚さのゴム鋳型形成の点から、５００〜７０００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましく、さらには、２０００〜５０００ｍＰａ・ｓ程度のものがより好ましい。５００ｍＰａ・ｓ以下では注入効率が良過ぎ、クラッド付き基板とゴム鋳型のゴム界面の間に侵入し、形状精度の劣化が見られる事がある。また、７０００ｍＰａ・ｓ以上であると注入補助手段を尽くしても、注入速度が上がらず、型取り精度に支障をきたし、生産性が低下する。
【００６６】
さらに、ゴム鋳型の光導波路コア材に接するゴム表面の表面エネルギーは、７ｄｙｎ／ｃｍ〜３０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは１２ｄｙｎ／ｃｍ〜２１ｄｙｎ／ｃｍの範囲にあることが、基材フィルムとの密着性と光導波路コア形成用硬化性樹脂の浸透速度の点からみて好ましい。７ｄｙｎ／ｃｍ以下では光硬化光導波路コア材液体の微細口への浸透速度が遅くなり製造性に問題を生じる。３０ｄｙｎ／ｃｍ以上では硬化成形物の表面においてゴム鋳型剥離時に表面の接着によるダメージが生じ、表面平滑性の大幅な低下を生じる事がある。
【００６７】
ゴム鋳型の表面ゴム層のシェア（Ｓｈａｒｅ）ゴム硬度は、１０〜５０、好ましくは１５〜３０であることが型取り性能、凹部形状の維持、剥離性の点からみて好ましい。１０以下では、型精度が低下し、形状の再現性に問題を生じ、５０以上ではゴム鋳型からの型剥離時に適正な弾性が出ないために成形物の表面のダメージが生じる事がある。
【００６８】
ゴム鋳型のゴム層表面粗さ（Ｒａ）は、０．５μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下、より好ましくは０．０５μｍ以下にすることが、形成された光導波路コアの光導波特性において光損失を大幅に低減できる。表面粗さは、使用する光の波長の５分の1以下が必要条件であり、１０分の１以下になるとその光の光導波路コア表面粗さによる導波損失は殆ど無視できるレベルになる。
【００６９】
また、ゴム鋳型用ゴム材及び光透過性基板は、紫外光領域及び／又は可視領域において５０％／ｍｍ以上の光透過性であることが好ましい。特に３６５nm波長の光に対し５０％／ｍｍ以上の光透過性を有する事が必要である。より好ましくは８０％／ｍｍゴム鋳型のゴム材が可視領域において光透過性であることが好ましいのは、以下の（ゴム鋳型にクラッド層付基板を密着させる工程）においてゴム鋳型をクラッド用基材に密着させる際、位置決めが容易に行え、また、以下の（３）の工程において光導波路コア形成用硬化性樹脂がゴム鋳型凹部に充填される様子が観察でき、充填完了等が容易に確認しうるからである。また、ゴム鋳型が紫外領域において光透過性であることが好ましいのは、光導波路コア形成用硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いる場合に、ゴム鋳型を透して紫外線硬化を効率的に行うためであり、ゴム鋳型の、紫外光領域（３５０ｎｍ〜４００ｎｍ）における透過率が５０％以上であることが好ましい。
【００７０】
前記硬化性オルガノポリシロキサン、中でも硬化後シリコーンゴムとなる液状シリコーンゴムは、クラッド用基材との密着性と剥離性、という相反する特性に優れ、ナノ構造を写し取る能力を持ち、シリコーンゴムとクラッド用基材とを密着させると液体の進入さえ防ぐことができる。このようなシリコーンゴムを用いたゴム鋳型は高精度に原盤を写し取り、クラッド用基材に良く密着するため、ゴム鋳型とクラッド用基材の間の凹部のみに効率よく光導波路コア形成用樹脂を充填することが可能となり、さらにクラッド用基材とゴム鋳型の剥離も容易である。したがって、このゴム鋳型からは高精度に形状を維持した光導波路を、極めて簡便に作製することができる。
【００７１】
また、前記硬化樹脂層、とりわけ硬化樹脂層がゴム弾性を有する場合、硬化樹脂層の一部すなわち原盤凸部を写し取る部分以外の部分を他の剛性材料に置き換えることができ、この場合、ゴム鋳型ハンドリング性および注入時の光導波路コア材注入圧力変化の対応性が向上する。
【００７２】
（２）ゴム鋳型にクラッド用基材を密着させる工程
本発明において用いるクラッド用基材としてはガラス基材、セラミック基材、プラスチック基材等の紫外光の透過性の高い基材が制限なく用いられる。特に加工性ではプラスチック基板がよい。また屈折率が適正な基材の場合はそのままで良いが、屈折率制御を行う為には、前記基材に屈折率制御樹脂コートや複数の無機材料をＰＶＤ法で着膜したものも用いられる。
【００７３】
クラッド層の屈折率は、１．５５より小さい事が必須であり、１．５１より小さいことがより好ましい。特に、クラッド層の屈折率は、光導波路コアの屈折率より０．０１以上小さいことが必要である。これは、幹線系光ファイバーのコア材の屈折率が１.４７より大きいことに起因する。また、クラッド層の特性としては、コア接触面での平滑性において表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下であり、より好ましくは０．０７μｍ以下であると接続光損失を小さくすることが出来る。
またゴム鋳型との密着性に優れ、両者を密着させた場合、ゴム鋳型凹部以外に空隙が生じないものが好ましい。また、クラッド用基材がゴム鋳型及び／又は光導波路コアとの密着性が余り良好でない場合には、オゾン雰囲気による処理、波長３００ｎｍ以下の紫外線照射処理を行って、ゴム鋳型等との密着性を改善することが好ましい。
【００７４】
プラスチック基材の中でも、フレキシブルなフィルム基材を用いた光導波路は、カプラー、ボード間の光配線や光分波器等としても使用できる。前記フィルム基材は、作製される光導波路の用途に応じ、その屈折率、光透過性等の光学的特性、機械的強度、表面平滑性、耐熱性、ゴム鋳型との密着性、フレキシビリティー（可撓性）等を考慮して選択される。
【００７５】
前記フィルム基材の材料としては、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、脂環式アクリル樹脂、スチレン系樹脂（ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等）、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等）、脂環式オレフィン樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、含フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系樹脂、二又は三酢酸セルロース、アミド系樹脂（脂肪族、芳香族ポリアミド等）、イミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、または前記樹脂のブレンド物等が挙げられる。
前記脂環式アクリル樹脂としてはトリシクロデカン等の脂肪族環状炭化水素をエステル置換基に導入した、ＯＺ−１０００、ＯＺ−１１００（日立化成（株）製）等が用いられる。
【００７６】
また、脂環式オレフィン樹脂としては主鎖にノルボルネン構造を有するもの、及び主鎖にノルボルネン構造を有しかつ側鎖にアルキルオキシカルボニル基（アルキル基としては炭素数１から６のものやシクロアルキル基）等の極性基をもつものが挙げられる。中でも前記のごとき主鎖にノルボルネン構造を有しかつ側鎖にアルキルオキシカルボニル基等の極性基をもつ脂環式オレフィン樹脂は、低屈折率（屈折率が１．５０近辺であり、光導波路コア・クラッドの屈折率の差を確保できる）及び高い光透過性等の優れた光学的特性を有し、ゴム鋳型との密着性に優れ、さらに耐熱性に優れているので特に本発明の光導波路の作製に適している。
【００７７】
また、前記フィルム基材の厚さはフレキシビリティーと剛性や取り扱いの容易さ等を考慮して適切に選ばれ、一般的には０．０３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい。
フィルム基材表面の平滑性は、Ｒａ１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下更に好ましくは０．１μｍ以下である必要が有る。フィルム基材表面の平滑性が、Ｒａ１０μｍ以上では、形成する光導波路コア導波路の形状成形精度が低下し、光の伝播損失が大きくなるため使用が難しい。アンダーコート層を設ける場合でもフィルム基材表面の平滑性が、Ｒａ１０μｍ以上ではアンダーコート層に被膜特性や平滑性に大きな問題を生じる事が多い。
【００７８】
前記導電性パターンは、クラッド用基材の光導波路非形成部に、全面又は部分的に導電性層を塗布、ＰＶＤ法、箔の接着法により形成し、これを、常法（フォトリソ法、ドライエッチング法、レーザー加熱走査法  放電加工法等）によりパターニングする。電子回路導電性層としてはクロム、銅、アルミ、金、モリブデン、ニッケル、銀、白金、鉄、チタン、亜鉛、タングステン、鈴等の金属またはそれらの金属を含む合金等の１層又は複合薄膜層、導電性金属化合物、高分子材料にカーボンブラック等の導電性微粉末を添加した薄膜等が用いられる。特に電子回路の導電性パターンは、各電子デバイスや光制御デバイスとの電気的導通の実装を可能にする為に、ワイヤーボンデイング法やフリップチップ実装の適正がある金、銅、アルミ、モリブデン、ニッケル、及びその合金類が特に良い。
【００７９】
前記導電性層の膜厚は０．０５μｍ〜３０μｍ程度が適切である。より好ましくは０．２μｍ〜２μｍ厚が適切である。
また、導電性パターンは、クラッド用基材の光導波路コアの非形成面に設けることが好ましいく、また積層させることも可能である。
【００８０】
（３）クラッド用基材が密着された前記ゴム鋳型の凹部に光導波路コア形成用硬化性樹脂を充填する工程
ゴム鋳型凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填するには、ゴム鋳型にゴム鋳型より一回り大きいサイズのクラッドフィルムを密着させ、凹部の進入口にコア形成用硬化性樹脂を少量垂らし毛細管現象を利用して充填したり、凹部にコア形成用硬化性樹脂を加圧充填したり、凹部の排出口を減圧吸引したり、あるいは加圧充填と減圧吸引の両方を行うなどにより充填することができる。前記のごとく凹部端部に貫通孔を設けた場合は、進入側貫通孔に樹脂を溜め加圧充填したり、排出側貫通孔に減圧吸引管を挿入して減圧吸引するなどすることができる。
【００８１】
また、前記加圧充填と減圧吸引を併用する場合はこれらを同期して行うことがさらに好ましく、前記加圧充填において圧力を段階的に増加させ、前記減圧吸引において圧力を段階的に減少させることが、ゴム鋳型が安定して固定された状態で、光導波路コア形成用硬化性樹脂をより高速に注入する相反則を両立させる点からみて好ましい。
【００８２】
前記加圧充填及び／又は減圧吸引は、静圧力で行うことが好ましい。静圧力で行うことで、脈動を防止することができる。静圧力は、加圧充填及び／又は減圧吸引する装置と、進入部又は排出部との途中に空間を設けたり、加圧充填の場合は高低差を利用したりするなどして発現させることができる。
【００８３】
光導波路コア形成用硬化性樹脂としては放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂を用いることができ、中でも紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。特に、電子部品や素子、光部品や素子の混在した基板において高い温度の工程はその部品の性能劣化や耐久性に影響を与えることが多いが、この光硬化現象を用いるプロセスは、光照射と常温での注入工程だけである為に、常温または１２０℃以下の条件下で全工程特に型取り工程を行なう為に、電子回路や光回路を作製した後に、付加的にプロセスを行なってもその回路基板性能に悪影響を与えない。
【００８４】
前記光導波路コア形成用の紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が好ましく用いられる。特に、オリゴマーの混合は硬化の速度を助けたり、形状の精度向上に役に立つ。
【００８５】
また、前記紫外線硬化性樹脂としてエポキシ系、ポリイミド系、アクリル系紫外線硬化性樹脂が好ましく用いられる。
光導波路コア形成用硬化性樹脂は、ゴム鋳型とフィルム基材との間に形成された空隙（ゴム鋳型の凹部）に充填させるため、用いる光導波路コア形成用硬化性樹脂はそれが可能なように十分低粘度であることが必要である。前記硬化性樹脂の未硬化時の粘度は、５０ｍＰａ・ｓ〜２０００ｍＰａ・ｓ、望ましくは１００ｍＰａ・ｓ〜１０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは３００ｍＰａ・ｓ〜７００ｍＰａ・ｓにするのが、充填速度、光導波路コア形状の良さ及び光損失の少なさの点から好ましい。５０ｍＰａ・ｓ以下では、ゴム鋳型とクラッド層付基板の不要な隙間に入り込み、成形性や形状ばらつきを生じ特性を損ねる事があり、また２０００ｍＰａ・ｓ以上では浸透速度が極端に遅くなり、生産性が低下する。
【００８６】
また、原盤に形成された光導波路コアに対応する凸部が有する元の形状を高精度に再現するため、前記硬化性樹脂の硬化前後の体積変化が小さいことが必要である。例えば、体積が減少すると導波損失大の原因になる。したがって、前記硬化性樹脂は、体積変化ができるだけ小さいものが望ましく、１０％以下、好ましくは０．０１％〜４％の範囲にあることが望ましい。溶剤を用いて低粘度化することは、硬化前後の体積変化が大きいのでできれば避ける方が好ましい。特に、０．０１％以下もしくは体積膨張する材料系はゴム鋳型からの剥離効率が下がり、ゴム鋳型からの剥離時に表面の破断等の表面劣化が生じる為、表面の平滑性が低下し、光導波損失が上昇し、好ましくない。
【００８７】
光導波路コア形成用硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするため、前記硬化性樹脂にポリマーを添加することができる。前記ポリマーは光導波路コア形成用硬化性樹脂との相溶性を有し、かつ該樹脂の屈折率、弾性率、透過特性に悪影響を及ぼさないものが好ましい。またポリマーを添加することにより体積変化を小さくする他、粘度や硬化樹脂のガラス転移点を高度に制御できる。前記ポリマーとしては例えばアクリル系、メタクリル酸系、エポキシ系のものが用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００８８】
光導波路コア形成用硬化性樹脂の硬化物の屈折率は１．２０から１．６０の範囲、より好ましくは１．４から１．６の範囲が好ましく、硬化物の屈折率が前記範囲内に入る２種類以上の屈折率の異なる樹脂が用いられる場合も有る。
【００８９】
また、この工程において、毛細管現象による光導波路コア形成用硬化性樹脂のゴム鋳型凹部への充填を促進するために、系全体を減圧（０．１Ｐａ〜２００Ｐａ程度）することが望ましい。
また、前記充填をより促進するため、前記系の減圧に加えて、ゴム鋳型の進入口から充填する光導波路コア形成用硬化性樹脂を加熱することにより、より低粘度化することも有効な手段である。
【００９０】
（４）充填された光導波路コア形成用硬化性樹脂を硬化させて光導波路コアを形成する工程
充填した光導波路コア形成用硬化性樹脂を硬化させる。紫外線硬化性樹脂を硬化させるには、紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等が用いられる。また、熱硬化性樹脂を硬化させるには、オーブン中での加熱等の硬化を加速させる手段も有効である。前述の通り、硬化に際しての温度条件としては、常温下または１２０℃以下の常温に近い温度条件が好ましい。
【００９１】
（５）前記ゴム鋳型を前記クラッド用基材から剥離する工程
前記光導波路コア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程の後、ゴム鋳型をクラッド用基材から剥離する。また、前記（１）〜（３）の工程で用いるゴム鋳型は、屈折率等の条件を満たせばそのままクラッド層に用いることも可能で、この場合は、ゴム鋳型を剥離する必要はなくそのままクラッド層として利用する。この場合、ゴム鋳型と光導波路コア材料の接着性を向上させるためにゴム鋳型をオゾン処理することが好ましい。
【００９２】
（６）光導波路コアが形成された前記クラッド用基材上に、クラッド層を形成する工程
光導波路コアが形成されたフィルム基材の上にクラッド層を形成するが、クラッド層としてはフィルム（たとえば前記２）の工程で用いたようなクラッド用基材が同様に用いられる）や、クラッド用硬化性樹脂を塗布して硬化させた層、高分子材料の溶剤溶液を塗布して乾燥して得られる高分子膜等が挙げられる。
【００９３】
クラッド用硬化性樹脂としては紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が好ましく用いられ、例えば、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が用いられる。
【００９４】
クラッド形成用硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするために、該樹脂と相溶性を有し、また該樹脂の屈折率、弾性率、透過特性に悪影響を及ぼさないポリマー（例えばメタクリル酸系、エポキシ系）を該樹脂に添加することができる。
【００９５】
クラッド層としてフィルムを用いる場合は、接着剤を用いて貼り合わされるが、その際、接着剤の屈折率が該フィルムの屈折率と近い材料から選択することが望ましい。用いる接着剤は紫外線硬化性樹脂が好ましく用いられ、例えば、紫外線硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が用いられる。それにより屈折率のクラッド層が形成される。
【００９６】
前記紫外線硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするために、クラッド層に添加するポリマーと同様のポリマーを添加することができる。光硬化性の樹脂の方が硬化時体積変化が少ない為に、得られる精度が高いので、光硬化材料が最適である。
また、前記クラッド用基材とクラッド層との屈折率差は小さい方が好ましく、その差は０．１以内、好ましくは０．０５以内、更に好ましくは０．００１以内、最も好ましくは差がないことが光の閉じ込めの点からみて好ましい。
【００９７】
本発明の光導波路の製造方法において、特に、ゴム鋳型形成用硬化性樹脂として硬化してゴム状になる液状シリコーン樹脂、中でも液状ジメチルシロキサン液を用い、クラッド用基材として主鎖にノルボルネン構造を有しかつ側鎖にアルキルオキシカルボニル基等の極性基をもつ脂環式オレフィン樹脂を用いる組み合わせは、両者の密着性が特に高く、また、ゴム鋳型凹部構造の変形がなく、さらに凹部構造の断面積が極めて小さくても（たとえば１０μｍ×１０μｍの矩形）、素早く凹部に硬化性樹脂を充填することができる。
【００９８】
また、本発明の光導波路の製造方法においては、上記（１）に示したゴム鋳型を準備する工程において、前記硬化樹脂層を強化部材によって補強することが好ましい。また、強化部材には光導波路コア形成用硬化性樹脂を圧入するための注入口（図１０（Ａ）の仮想線で示す２４ｂ参照）が設けられている。注入口には注入管が挿入連結される。注入口は複数設け、加圧状態が各凹部の進入部（充填口）において均一になるようにすることが好ましい。さらに、ゴム鋳型内部を減圧状態にすることにより充填速度をさらに上げられるように、強化部材の注入口とは反対側（光導波路コア樹脂がゴム鋳型凹部より排出される側）に排気口（図１０（Ａ）の仮想線で示す２４ｃ参照）を設け、これに減圧脱気管を挿入連結し凹部排出側を減圧吸引することができる。排気口も複数設け、ゴム鋳型凹部の排出側において減圧状態が偏らないようにすることが好ましい。
【００９９】
前述のように充填速度を上げるため、ゴム鋳型の進入部から光導波路コア形成用硬化性樹脂を加圧充填したり、これに加えゴム鋳型凹部の排出側を減圧吸引すると、加圧又は減圧の圧力変化が起きた場合においても、強化部材を設けることにより、ゴム鋳型とクラッド用基材との間で位置ずれが生じたり、ゴム鋳型全体や部分で振動が発生してゴム鋳型が変形したり、クラッド用基材との密着性が損なわれたりするなどを防止することができ、光導波路コア形状の精度を犠牲にすることなく、充填速度を大きくすることができる。
【０１００】
強化部材を設けたゴム鋳型を用いる場合について、図を用いて説明する。図７（Ａ）は、クラッド用基材３０に強化部材２４を設けたゴム鋳型を密着させた斜視図を示す。図７（Ａ）中２４は、強化部材であり、ゴム鋳型凹部形成領域（紫外線等の照射領域）は強化部材を切り欠いた構造となっている。また、２６ａ、２６ｂは、注入管を、２８ａ、２８ｂは減圧脱気管をそれぞれ示し、９０は強化部材２４とクラッド用基材３０とがわずかでも位置ズレを起こさないようにするために、両者を固定するためのネジである。２０ａは、ゴム鋳型の硬化樹脂層であり、この部分は強化部材２４により覆われていない。
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ―Ａ断面図であり、２２はゴム鋳型凹部を示している。
【０１０１】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、図７と同様な強化部材を備えたゴム鋳型を用いる例を示し、クラッド用基材とゴム鋳型が位置づれしないように、クラッド用基材を保持する保持部（凹部）を有する保持部材９２を用いるもので、これも特にクラッド用基材としてフレキシブルフィルムを用いる場合に有効である。また、この例では、ゴム鋳型凹部形成領域（紫外線等の照射領域）に石英板、ガラス板、硬質プラスチック板のように光透過性基板２４ａを用い、事前に光導波路コアの凹部に類似の形状で光導波路コア形状より少し大きい形状の溝部分を成型し、その溝に沿って光導波路コアの原盤を用いてゴム材のゴム鋳型部分を作製している。これにより、ゴム材の欠点である弾性特性を近接して剛体の凹部により振動や変形によるゴム鋳型の不安定さを解消させることができ、高精度な成型性能を得ることができる。
【０１０２】
なお、強化部材を備えたゴム鋳型の態様としては、上記に限られるものではない。
例えば、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、保持部材９２にゴム鋳型を固定するための嵌合用溝（図示省略）を設けると共に、ゴム鋳型の強化部材に該嵌合用溝に嵌めるような形状の嵌合用部材（図示省略）を設け、嵌合用部材２９を嵌合用溝９３の中に嵌め込んで固定するようにしてもよい。
【０１０３】
前記強化部材の材料としては金属材料、セラミック材料、硬質プラスチック材料等及びそれらの複合材料で作られ、その厚さは１ｍｍ〜４０ｍｍ程度が適切である。
本発明の光導波路６０の製造方法において、前記のように充填速度を上げるため、ゴム鋳型の進入口から光導波路コア形成用硬化性樹脂を加圧充填したり、これに加えゴム鋳型凹部の排出側を減圧吸引すると、加圧又は減圧の圧力変化が起きた場合ゴム鋳型とクラッド用基材との間で位置ずれが生じたり、ゴム鋳型全体や部分で振動が発生してゴム鋳型が変形したり、クラッド用基材との密着性が損なわれるなどの虞がある。しかし、強化部材を設けることにより前記のごとき不具合がなくなり、光導波路コア形状の精度を犠牲にすることなく、充填速度を大きくすることができる。
【０１０４】
また、複数の光導波路コアをクラッド用基材上に形成する場合、前記のごとき強化部材を設けたゴム鋳型の硬化樹脂層に、圧力緩和のための空隙部を設けることが好ましい。空隙部は、ゴム鋳型の複数凹部の一方の端部における進入部（光導波路コア形成用硬化性樹脂の充填口）のすべての進入部に連通する共通の空間を意味する。また、前記の空隙に加え、ゴム鋳型の複数凹部の他端部における排出部のすべての排出部に連通する空隙部を設けることが好ましい。進入部に空隙部を設けることにより、進入部に直接注入圧力が作用せず、各進入部に対する注入圧力が緩和され均一化される。また、排出部空隙を設けることにより、吸引負圧の緩和と均一化が得られ、ゴム鋳型各凹部への樹脂の注入が均一化される。
【０１０５】
次に、作製した光導波路６０の導波路中間部に光学素子を導入する工程を、図１１及び図１２により説明する。
図１１は、光学素子の光導波路への実装例を示す概略図であり、この例では光導波路コア部６２を切断して作製された空間に面状の光学素子が底面（最も広い面）を向けて挿入される。図１１（Ａ）は作製された導波路基板（光導波路コア部６２がクラッド部６４に挟まれた状態のもの、以下同様）、図１１（Ｂ）は導波路基板６１に空間６６が作製された状態、図１１（Ｃ）は空間６６が作製された光導波路６０と剛体基板７０とを接着した状態、図１１（Ｄ）は空間６６に光学素子８０をはめ込む状態を各々示す斜視図である。
【０１０６】
また図１２は、光学素子の光導波路への他の実装例を示す概略図であり、この例では光導波路コア部６２を切断して作製された溝に板状の光学素子が側面を向けて挿入される。図１２（Ａ）は基体上に設置された導波路基板、図１２（Ｂ）は導波路基板６１に溝を作製している状態、図１２（Ｃ）は溝６８が作製された光導波路６０、図１２（Ｄ）は溝６８に光学素子８０をはめ込んだ状態を各々示す斜視図等である。
【０１０７】
なお、図１１、図１２においては、１本の光導波路コア部６２に対して光学素子８０を挿入する例を示すが、本発明においては、１つの光学素子に対して光導波路コア部が複数存在していてもよい。また、光導波路コア部の形状としては、直線状だけでなく曲線状（曲率半径が１ｍｍ以上）の光導波路コア部であってもよい。
【０１０８】
光導波路の導波路中間部に光学素子を導入する工程について説明する。
＜光学素子設置用の空間または溝を作製する工程＞
前記のようにして完成した光導波路では、クラッド用基材としてのフィルムまたは剛体基板上に導波路としての光導波路コア部が形成され、さらに光導波路コア部を覆うようにクラッド用基材上に上部クラッド層が形成されている。本工程では、この光導波路の途中に光学素子を挿入するため、光導波路コア部の導波方向の中間部に該光導波路コア部を切断するように空間または溝を作製する。
【０１０９】
ここで上記空間とは、例えば図１１（Ｄ）に示すように、面状の光学素子８０を平置きで光導波路コア部６２の中間に挿入できるようにするため、導波路基板６１の片面側から光導波路コア部６２を切断するように広い面積で作製される打ち抜き部分をいう。また、前記溝とは例えば図１２（Ｄ）に示すように、板状の光学素子をその側面を向けて光導波路コア部６２の中間に挿入できるようにするため、導波路基板６１の片面側から光導波路コア部６２を切断するように狭い面積で作製される切削部分をいう。この溝６８は、前記空間６６と異なり光導波路６０の導波方向と交わる方向の端部に達していてもよい。
【０１１０】
なお、上記空間、溝ともに、光導波路コア部６２を切断するように作製されればよく、導波路基板６１を必ずしも貫通するように作製される必要はない。ただし、後述するように、特に空間６６を形成しこの空間に面状の光学素子８０等を挿入する場合には、光導波路コア部６２と光学素子８０との位置合わせの精度を確保する観点から貫通するように作製することが好ましい。
【０１１１】
光導波路コア部６２を切断するように光導波路コア部６２の中間部空間または溝を形成するためには、打抜き法（金型抜き打ち、トムソン刃、押し切り刃等を用いる方法）や切断法（レーザー光線走査、精密針走査等による方法）、さらに切削法（ドライエッチング、湿式エッチング、機械加工等による方法）などを用いることができる。これらの中では特に、ウェハー切断用のダイサー装置を用いて切断溝を作製する方法が、端部導波路面の光学面精度が得られる（表面の粗さＲａとしては、Ｒａ＜１００ｎｍ）点から好ましい。
【０１１２】
本発明においては、前記空間６６または溝６８を設置する光学素子８０よりやや大きなサイズで作製することが好ましい。その理由は、後述するように光学素子８０を挿入した場合に、光導波路コア部６２の切断端部と光学素子光路部との間に空気層が存在すると光損失が大きくなるため、この空隙に光学接着剤を充填することが好ましいからである。
【０１１３】
具体的には、設置される光学素子８０の導波方向の長さより３μｍ〜５ｍｍ長い導波方向の長さを有する空間６６または溝６８を作製することが好ましく、２０μｍ〜１ｍｍ長い導波方向の長さを有する空間６６または溝６８を作製することがより好ましい。３μｍに満たないと光学素子８０のはめ込みが困難となるだけでなく光学接着剤の充填も困難となる場合がある。５ｍｍを超えると光学接着剤を充填しても光損失が大きくなってしまう場合がある。
【０１１４】
本発明においては、前記空間または溝を作製する工程において、図１１（Ｂ）に示すようにクラッド用基材まで貫通するように空間または溝を作製し、光学素子を挿入する前に、図１１（Ｃ）に示すように、導波路基板６１におけるクラッド用基材の光導波路コア部６２が形成された面と反対側の面に下地材として剛体基板７０を接着することが好ましい。このように下地材を設けその上に光学素子を設置することにより（図１１（Ｄ））、光導波路コア部６２と光学素子光路部との高さ方向（導波路基板の厚み方向）の位置合わせを精度よく行うことができる。
【０１１５】
前記剛体基材７０の材質は、ガラス、金属、セラミックなど特に制限されないが、その表面の算術平均粗さＲａが２０ｎｍ〜２μｍの範囲であることが好ましく、０．１〜０．５μｍの範囲であることがより好ましい。Ｒａが２μｍを超えると、下地材を設けても十分な面出しの精度が得られない場合がある。またＲａが２０ｎｍに満たない表面は実際上コスト高となり得ることが困難である。
【０１１６】
一方、図１１（Ｂ）に示すように、導波路基板６１に対してダイサーブレード６５などを用いて一定の角度θをもって溝を作製する場合には、特に導波路基板６１を構成するクラッド用基材がフィルム等の場合に導波路基板６１自体の固定・安定化のために、図１１（Ａ）に示すように、当初から導波路基板６１に支持体７５を設けてもよい。
【０１１７】
＜光学素子を挿入し位置決めする工程＞
本工程では、設置すべき光学素子を用意し、前記作製された空間または溝に対しその光学素子を挿入し位置決めを行う。本発明においては、光導波路が高分子であるため、前記空間作製時に切断された光導波路コア部の端面はそのまま接続損失の少ない光学端面とすることができる。また、通常の硬い無機材料の光導波路の場合には、挿入される光学素子も硬いものであるため挿入が困難であるが、光導波路の場合には導波路が多少弾性を有するため容易に挿入することができる。
【０１１８】
この場合、作製された空間または溝に対し光学素子を挿入した時、光学素子の光路部と切断された光導波路コア部端面との最大空隙幅が０．４ｍｍ以下となるように光学素子を位置決めすることが好ましく、０．１５ｍｍ以下となるようにすることがより好ましい。
【０１１９】
上記最大空隙幅とは、空間または溝に光学素子を設置した場合の前記光路部と光導波路コア部端面とが最も離れた位置となる長さをいう。最大空隙幅が０．４ｍｍを超えると、後述するような空隙に光学接着剤を充填しても光損失が大きくなってしまう場合がある。
なお、光導波路コア部と光学素子光路部との高さ方向のずれ幅は、光導波路コア径の±１０％以内であることが好ましい。
【０１２０】
本発明に用いられる光学素子としては、光学スイッチなどのアクティブ光学素子、光学フィルター、光学反射板、回折格子、光学レンズなどのパッシブ光学素子が挙げられるが、これらの中では、光学フィルター、光学レンズ、光学ミラー、光学スイッチ、発光素子及び受光素子のうちのいずれか１以上を用いることが好ましい。
【０１２１】
また、前記光学素子を挿入するに際し素子搭載基板を用いることが、挿入された光学素子を支持し、位置決めの精度を高くする観点から好ましい。上記素子搭載基板としては、石英基板、シリコンウエハー、高平滑フィルムなどを用いることができる。
【０１２２】
＜光学素子の光路部と光導波路コア部とを光接合する工程＞
本工程は、差込んだ光学素子の光路部と光導波路コア部とを光学的に接合する工程である。前記光接合は光学素子を挿入した状態のままでも可能であるが、位置ずれを防ぐため何らかの方法により位置決めされた光学素子を固定することが好ましい。また、光学素子を挿入したままの状態では、光学素子と光導波路コア部との空隙は空気層であるので光導波路コア部との屈折率差が大きく光損失が大きい。そこで、本発明においては、挿入し設置した光学素子の光路部と光導波路コア部との間の微小空間に、光導波路コア部との屈折率差が±０．２以内、より好ましくは±０．０５以内の屈折率を有する光学接着剤を充填することが好ましい。
【０１２３】
特に本発明においては、光導波路コアが高分子材料からなる有機系であり、通常用いられる光学接着剤も有機系であることから、両者を密着させた場合の適合性がよく屈折率差も小さくできるため、光接合させた場合の光損失を無機系の光導波路コアの場合に比べて小さくすることができる。また、有機系の方が熱による膨張・収縮特性も近いため、接合部の機械的強度を高くすることができる。
前記屈折率差は±０．１以内であることがより好ましく、±０．０３以内がさらに好ましく、±０．０１以内が特に好ましい。
【０１２４】
また、前記光学接着剤としては、光導波路コア部との屈折率差が±０．１以内であり、使用波長領域での光透過率が９０％／ｍｍ以上のものを用いることが、接合における光損失を少なくする上で最も好ましい。
【０１２５】
前記光学接着剤は、光硬化性、熱硬化性（室温硬化を含む）のいずれであってもよく、有機溶剤分散性、有機溶剤溶解性等の接着剤であって、充填後に、光照射、熱処理、乾燥等により前記充填部分を固体化させることができるものであることが好ましい。特に、硬化時室温近くで処理が行われる光硬化接着剤の使用が接合寸法精度的に有効である。これにより、光接続を可能にさせ、光学特性の損失を低減させ安定した光学性能を得ることができる。また、機械的強度も接着剤の固体化にともない発現させることができる。
【０１２６】
なお、前記光学接着剤としては、前記光導波路コア形成用硬化性樹脂と同様のエポキシ系、ポリイミド系、アクリル系の紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などが好ましく用いられる。
【０１２７】
以上述べた工程を経て、光導波路に、安価で手間を掛けず、簡易に機能性を有する光学素子を実装する事が可能となり、光モジュールや光インターコネクション、光回路ボード、メデイアコンバーター、オプトネットワークユニット等を１つの基板内に安価に提供出来るようになる。
【０１２８】
（７）前記光導波路コアの端部を切断する工程
本発明の光導波路では、光導波路の光導波路コアの光導波方向端部を切断することによって、光導波路コアの光導波方向端部に光学端面を形成する。
この光導波路コアの端部を切断する方法としては、切断法（レーザー光線走査、精密針走査等による方法）や、切削法（ドライエッチング、湿式エッチング、機械加工等による方法）などを用いることができる。これらの中では特に、ウェハー切断用のダイサー装置を用いて切断溝を作製する方法が、端部導波路面の光学面精度が得られる（表面の粗さＲａとしては、Ｒａ＜１００ｎｍ）点から好ましい。
【０１２９】
（８）光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と該光導波路コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうる保持部材を、光導波路本体の光導波方向端面に設ける工程
本発明の保持部材としては、高分子材料、セラミック材料、メタル材料等の高精度な成形加工が可能という特性を有する材料が制限無く用いられる。特に、コストと成形精度の観点から高分子材料を用いることが好ましい。
【０１３０】
保持部材を光導波路の光導波方向端面に設ける方法は、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、２液混合型接着剤、希釈溶剤型接着剤、加水反応型接着剤、ホットメルト型接着剤等を用いて、少なくとも光接合する光ファイバーの光導波方向端部と光導波路コアの光導波方向端部と同軸となるように該光ファイバーを保持することができるように、保持部材を光導波路の光導波方向端面に接着する。
【０１３１】
光接合する光ファイバーの光導波方向端部と光導波路コアの光導波方向端部と同軸となるように該光ファイバーを保持することができるように、保持部材を設けるための位置は、光学用調芯装置によって定めることができる。また、同軸となるように設置されたことを確認する方法としては、光学的伝搬評価によって精度を確認することができる。
【０１３２】
なお、本工程においてもちいられる保持部材は、該保持部材の内壁（内周）の形状が、光導波路コアと光接合すべき光ファイバーの外周に沿った形状であるものが選択される。
【０１３３】
（９）前記光導波路コアの端面と前記保持部材に保持された前記光ファイバーとを、光硬化型接着剤料により光接合する工程
本工程では、光導波路コアと光接合すべき光ファイバーを用意して、上記工程（８）によって光導波路の光導波方向端面に設けられた保持部材の屈曲部または孔部に光ファイバーを挿入する。
【０１３４】
本発明においては、上記工程（７）において光導波路コアは、光導波路コアの光導波方向端面を光学端面とするように切断されているので、上記切断工程時に切断された光導波路コアの端面は、そのまま接続損失の少ない光学端面とすることができる。
また、光導波路コアとして高分子を用いることにより、上記切断工程時に切断された光導波路コアの端面は、そのまま接続損失の少ない光学端面とすることができる。すなわち、本発明のような保持部材は、光導波路コアとして高分子を用いた高分子光導波路に用いて好適であるといえる。
【０１３５】
保持部材に光ファイバーを保持したときには、光ファイバーの光導波方向端面（コア部端面）と、光導波路の光導波路コアの光学端面との最大空隙幅が０．４ｍｍ以下となるように光ファイバーを保持部材によって保持することが好ましく、０．１５ｍｍ以下となるように保持することが更に好ましい。
【０１３６】
ここで、この最大空隙幅とは、保持部材に光ファイバーを保持したときに、光ファイバーの光導波方向端面と光導波路コアの光学端面との許容可能な最大限離れた位置となる長さを示す。この最大空隙幅が０．４ｍｍを超えると、後述するようなこの空隙に光学接着剤を充填しても、接合損失が大きなってしまう場合がある。
【０１３７】
この保持部材に保持された光ファイバーと光導波路コアの光学端面とは、この光ファイバーの光導波方向端面と、光導波路の光導波路コアの光学端面との空隙に、光導波路コアの屈折率の-７％以上＋１０％以下の範囲内の屈折率、より好ましくは、-３％以上＋５％以下、更に好ましくは、−２％以上＋３％以下の範囲内の屈折率を有する光硬化型接着剤を充填する。
【０１３８】
特に本発明においては、光導波路コアが高分子材料からなる有機系であり、通常用いられる光学接着剤も有機系であることから、両者を密着させた場合の適合性がよく屈折率差も小さくできるため、光接合させた場合の光損失を無機系の光導波路コアの場合に比べて小さくすることができる。また、有機系の方が熱による膨張・収縮特性も近いため、接合部の機械的強度を高くすることができる。
【０１３９】
このような光硬化型接着剤としては、有機溶剤分散性、有機溶剤溶解性等の接着剤であって、充填後に、光照射、熱処理、乾燥等により前記充填部分を固体化させることができるものであることが好ましい。特に、硬化時室温近くで処理が行われる光硬化型接着剤の使用が接合寸法精度的に有効である。これにより、光接続を可能にさせ、光学特性の損失を低減させ安定した光学性能を得ることができる。また、機械的強度も接着剤の固体化にともない発現させることができる。
【０１４０】
なお、前記光硬化型接着剤としては、前記光導波路コア形成用硬化性樹脂と同様のエポキシ系、ポリイミド系、アクリル系の紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などが好ましく用いられる。
前記光導波路コア形成用の紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が好ましく用いられる。特に、オリゴマーの混合は硬化の速度を助けたることができると共に、形状の精度向上に役に立つ。
【０１４１】
また、前記紫外線硬化性樹脂としてエポキシ系、ポリイミド系、アクリル系紫外線硬化性樹脂が好ましく用いられる。
この光硬化型接着剤は、光ファイバーと光導波路コアとの間に形成された空隙に充填させるため、狭間隙に挿入する事を考慮し、未硬化時の粘度が、３０ｍＰａ・ｓ〜１０００ｍＰａ・ｓ、望ましくは１００ｍＰａ・ｓ〜５００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは１５０ｍＰａ・ｓ〜３５０ｍＰａ・ｓにするのが好ましい。
３０ｍＰａ・ｓ未満では、接着間隙から接着剤が漏洩して必要部分に留まらないという問題があり、１０００ｍＰａ・ｓより大きいと、狭間隙に液の進入に多くの時間がかかるという問題がある。
【０１４２】
また、光ファイバーと光導波路コアとの間に形成された空隙に充填される光硬化型接着剤は、伝送光の伝搬損失特性の観点から、波長５００ｎｍ〜９００ｎｍの波長域の光に対する透過損失が１ｄＢ以下の特性を有するものが好ましい。このような特性を有する光硬化型接着剤としては、例えばエポキシ系ＵＶ接着剤、アクリル系ＵＶ接着剤、ポリイミド系ＵＶ接着剤、シリコーン系ＵＶ接着剤等を用いることができる。
【０１４３】
本工程においては、上述のような光硬化型接着剤を、保持部材によって保持された光ファイバーと光導波路コアとの間の空隙に充填した後に、該接着剤を硬化することにより、光ファイバーと光導波路コアとの光接合を容易に行うことができると共に、光損失を低減可能な光導波路を提供することができる。
【０１４４】
以下に実施例を示し本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【実施例１】
【０１４５】
＜ゴム鋳型の作製＞
石英基板にフォトリソ工程により、断面が正方形の紫外線硬化高分子材による凸部（幅：５０μｍ、高さ：５０μｍ、ピッチ２５０μｍ、長さ：５０ｍｍ）を５本形成し、光導波路コア原盤を作製した。
紫外線線透過する開口部が設けられ、かつ３つの注入口及び３つの排気口を有する強化部材（厚さ  １．５ｍｍのアルミニウム製）を用意し、２ｍｍ厚の石英製透過性剛体基板に、類似形状の凹部（幅：１００μｍ、高さ：１００μｍ、ピッチ５００μｍ、長さ：５０ｍｍ、５本）をフォトリソ工程とフッ酸エッチング工程により透過性剛体基板上に作製し、強化部材と一体化させた。次ぎに、この強化部材をコア原盤にかぶせた。
【０１４６】
次いで、強化部材の開口部より熱硬化性液状ジメチルシロキサンゴム（ダウコウニングアジア社製：ＳＹＬＧＡＲＤ１８４、粘度１０００ｍＰａ・ｓ）及びその硬化剤を混合したものを流し込み、１３０℃で２０分間加熱してゴム材料を硬化させた。この時のゴム材の物性は、ゴム硬度：２０、表面エネルギー：０．０００１８Ｎ／ｃｍ、平均ゴム厚：２００μｍであった。
【０１４７】
ゴム材料の硬化後、硬化ゴム、透過性剛体基板と強化部材が一体になったものを原盤から剥離し、光導波路コアに相当する凸部に対応する凹部を持ち、凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填するための進入口及び該樹脂を凹部から排出用の排出口が形成されたゴム鋳型が作製された。
【０１４８】
＜光導波路コア及びクラッド層の形成＞
前記ゴム鋳型をアートンフィルム（ＪＳＲ（株）製、屈折率１．５１）に加圧密着させた。また前記ゴム鋳型の強化部材の各注入口と各排気口に注入管と減圧脱気管を接続した。圧力調整制御機を通して加圧注入管からゴム鋳型凹部に、粘度が１１００ｍＰａ・ｓの紫外線硬化性樹脂（ＪＳＲ社製：エポキシ系ＵＶ硬化接着剤）を２０ｋＰａの加圧圧力で注入した。また、ゴム鋳型の排出口では、減圧脱気管を通し、ダイヤフラム式吸引ポンプ（最大吸引圧：−３５００ｋＰａ）を用い、静圧による−５０ｋＰａの減圧吸引を行なった。減圧吸引開始から４０秒でゴム鋳型凹部に該紫外線硬化性樹脂が充填された。
【０１４９】
次に、ゴム鋳型から加圧注入管及び減圧脱気管をはずし、ゴム鋳型の露光用開口部から光強度が５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光により１０分間照射してコア形成用硬化性樹脂を硬化させた。ゴム鋳型を剥離すると、アートンフィルム上に屈折率１．５４の光導波路コアが形成された。
【０１５０】
さらに、アートンフィルムの光導波路コア形成面に、硬化後の屈折率がアートンフィルムと同じ１．５１である紫外線硬化性樹脂（ＪＳＲ（株）製：アクリル系ＵＶ硬化型接着剤）を全面に塗布した後、光強度５０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を１０分間照射して紫外線硬化させ（硬化後の膜厚２０μｍ）た。これらの工程によって、フレキシブルな光導波路が得られた。この光導波路の平均導波損失は、０．1２ｄＢ／ｃｍであった。
【０１５１】
次に、作製した高分子導波路について、０．５ｍｍ厚のダイサーブレードを備えたダイサー装置を用いて、光導波路コアを光導波方向に対して横断する様に、光導波路の光導波路コアの長手方向に対して９０度の角度で切断し、光学端面を形成した。
【０１５２】
次に。光導波路の光導波方向の端面に、接続端面の内径が１３０μｍ且つ外径が３００μｍの円弧状の保持部材であって、該接続端面に対向する端面の内径が４００μｍ且つ外径８００μｍ、光導波方向の長さ（該接続端面と該接続端面に対向する端面との距離）が１ｍｍの保持部材を、ＵＶ硬化型エポキシ接着剤を用いて、接着した。
【０１５３】
保持部材は、該保持部材が光ファイバーを保持したときに、光ファイバーの接続端部と光導波路コアの接続端部とが同軸となるように、光ファイバーを保持可能な位置に接着される。この位置調製は、高精度光学調芯装置によりアクテイブアライメントをすることにより調製される。
【０１５４】
光導波路に設けられた保持部材に、コア径が５０μｍ、開口数ＮＡ０．２１のＧＩ型マルチモード光ファイバーを挿入し、光導波路コアの光学端面に突き当たる位置まで挿入した。
この光導波路コアの光学端面と、光ファイバーとの空隙に、０．８５μｍの波長の光線を９０％／ｍｍ透過する屈折率１．５３１、硬化前の粘度２５０Ｐａ・ｓのＵＶ硬化型光学接着剤を注入した後に、波長３６０ｎｍのＵＶ光を、アートンフィルム側から光照射し、ＵＶ硬化型光学接着剤を硬化させた。
【０１５５】
以上の工程により、保持部材によって保持された光ファイバーが光導波路コアと光接続された状態の光導波路を作製した。
この光ファイバーからこの光導波路コアへ、波長０．８５０μｍの光を導入したところ、この光導波路コアと、光ファイバーとの接続損失は、０．５２ｄＢであった。
また、保持部材の接着工程を作業開始時間とし、ファイバー設置／接合工程を作業終了時間として、接合作業に費やした時間を測定したところ、４．５分であった。
【０１５６】
また、光接続した光ファイバーに、引っ張り評価装置を用いて機械的な力を加えたところ、光ファイバーは光導波路端部に光接合されたまま離脱せず、また機械的な力として、高分子導波路は１００ｇ／ｃｍの単位幅に引っ張りストレスを掛けた結果では接合損失についても、上記と同様０．５２ｄＢで変化は無かった。
【０１５７】
［比較例１］
光導波路に保持部材を設けることなく、手動により光ファイバーと光導波路の光導波路コアとを光接続した以外は、実施例１と同様にして光導波路を作製すると共に、光ファイバーとの光接続を行った。
【０１５８】
比較例１により作製された、上記光ファイバーからこの光導波路コアへ、波長０．８５０μｍの光を導入したところ、この光導波路コアと、光ファイバーとの接続損失は、０．９６ｄＢであった。また、保持部材の接着工程を作業開始時間とし、ファイバー設置／接合工程を作業終了時間として、接合作業に費やした時間を測定したところ、１９分であった。
また、光接続した光ファイバーに、引っ張り評価装置を用いて機械的な力を加えたところ、高分子導波路は１００ｇ／ｃｍの単位幅に引っ張りストレスを掛けた結果では変形やファイバーの一部脱離が生じて、使用不可能な状態となった。
【実施例２】
【０１５９】
＜ゴム鋳型の作製＞
シリコンウエハー基板に紫外線硬化型厚膜レジスト液（マイクロケミカル（株）製、ＳＵ−８）をスピンコート法で塗布した後、８０℃加熱オーブンでプリベークし、フォトマスクを通して高圧水銀灯により露光した後、現像工程を経て、断面が正方形の微細凸部（幅：８０μｍ、高さ：８０μｍ、ピッチ：１ｍｍ、長さ：１００ｍｍ）を１０本形成し、１２０℃でポストベークした。このようにして作製した凸部の１つの端部に、それぞれモールドにより、高さ２ｍｍ、幅（凸部に直交する方向）１０ｍｍ、基板長手方向長さ２０ｍｍの、断面が長方形の圧力緩和空隙作製用凸部を形成し、そしてコア原盤とした。
【０１６０】
次に、図８（Ａ）に示すようなアルミ製の強化部材を作製し、露光用開口部は石英ガラス製とし、２ｍｍ厚のアクリル製透過性剛体基板に、前記コア原盤と同じピッチで、類似形状の凹部（幅：１５０μｍ、高さ：１５０μｍ、ピッチ１ｍｍ、長さ：１００ｍｍ、１０本）をフォトリソ工程とエッチング工程により透過性剛体基板上に作製し、強化部材と一体化させた。
【０１６１】
コア原盤をセットし、この上に熱硬化性シリコーンゴムオリゴマー（ダウコウニングアジア社製：ＳＹＬＧＡＲＤ１８４、ジメチルポリシロキサン）を、凸部の長手方向の一端が一部露出するように、かつ他端にある空隙部作製用凸部の端部までが覆われるように、塗布した。この上から前記一体化した強化部材を押圧し固定した。その後、１３５℃で１８分間加熱して硬化させ、シリコーンゴムと強化部材を一体化させた。硬化シリコーンゴム層の厚さは５ｍｍであった。
【０１６２】
次いでこれを原盤から剥離しゴム鋳型を得た。ゴム鋳型のシリコーンゴム層には、８０μｍ角の凹部と、コア形成用硬化性樹脂の進入部と排出部、空隙部とが形成された。表面ゴム層のゴム硬度は３０であった。
【０１６３】
＜光導波路コア及びクラッド層の形成＞
前記ゴム鋳型をアートンフィルム（ＪＳＲ（株）製、屈折率：１．５１、厚さ：２５０μｍ）の電子回路部分の非形成面に加圧密着させた。また、前記ゴム鋳型の強化部材の各注入口と各排気口に注入管と減圧脱気管を接続した。注入管にはコア形成用硬化性樹脂を入れた加圧タンクに接続し、さらに加圧タンクに窒素ボンベを直結させ、静圧で該樹脂を圧入できるようにした。また、減圧脱気管は、圧力制御機構と減圧タンクを介して真空ポンプに接続し、圧力調整された静圧力による減圧吸引が行なわれるようにした。
【０１６４】
次に、静圧による加圧と同期して静圧による吸引を行ないながら、ゴム鋳型凹部に、粘度が５００ｍPa・ｓの紫外線硬化性樹脂（ＪＳＲ（株）製：ＵＶ硬化型光学接着剤）を圧力減圧注入した。
【０１６５】
充填終了後、ゴム鋳型から注入管及び減圧脱気管をはずし、ゴム鋳型の石英製窓を通して光強度８０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を８分間照射してコア形成用硬化性樹脂を硬化させた。
ゴム鋳型を剥離すると、アートンフィルム上に屈折率１．５３の光導波路コアが形成された。
【０１６６】
次にアートンフィルムの光導波路コア形成面に、硬化後の屈折率が該アートンフィルムと同じ１．５１である熱硬化性樹脂（ＪＳＲ（株）製：ＵＶ硬化型光学接着剤）を全面に塗布した後、加熱硬化させ、フレキシブルな光導波路が得られた。この光導波路の平均導波損失は０．１３ｄＢ／ｃｍであった。
【０１６７】
次に、作製した高分子導波路基板に、０．５ｍｍ厚のダイサーブレードを備えたダイサー装置を用いて、光導波路コアを光導波方向に対して横断する様に、光導波路の光導波路コアの長手方向に対して９０度の角度で切断し、光学端面を形成した。
【０１６８】
次に。光導波路の光導波方向の端面に、接続端面の内径が１３０μｍ且つ外径が７５０μｍの環状の保持部材（図６（Ｂ）の保持部材８０Ｂと同一形状）であって、該接続端面に対向する端面の内径が５００μｍ且つ外径１０００μｍ、光導波方向の長さ（該接続端面と該接続端面に対向する端面との距離）が２ｍｍの保持部材を接着した。
【０１６９】
保持部材は、該保持部材が光ファイバーを保持したときに、光ファイバーの接続端部と光導波路コアの接続端部とが同軸となるように、光ファイバーを保持可能な位置に接着される。この位置調製は、自動光学調芯装置を用いたアクティブ調芯により調製される。
【０１７０】
具体的な接着方法としては、光導波路に設けられた保持部材に、コア径が５０μｍ、開口数ＮＡ０・２１のＧＩ型マルチモード光ファイバーを挿入し、光導波路コアの光学端面に突き当たる位置まで挿入した。
この光導波路コアの光学端面と、光ファイバーとの空隙に、０．８５μｍの波長の光線を９０％／ｍｍ透過する屈折率１．５２５、硬化前の粘度０．４Ｐａ・ｓのＵＶ硬化型光学接着剤を注入した後に、波長３６０ｎｍのＵＶ光を、アートンフィルム側（真上）から光照射し、ＵＶ硬化型光学接着剤を硬化させた。この作業によって、光ファイバーを光導波路コアの光学端部に固定した。
【０１７１】
以上の工程により、保持部材によって保持された光ファイバーが光導波路コアと光接続された状態の光導波路を作製した。
この光ファイバーからこの光導波路コアへ、波長０．８５０μｍの光を導入したところ、この光導波路コアと、光ファイバーとの接続損失は、０．４８ｄＢであった。
また、保持部材の接着工程を作業開始時間とし、ファイバー設置／接合工程を作業終了時間として、接合作業に費やした時間を測定したところ、３．５分であった。
【０１７２】
また、光接続した光ファイバーに、自動光学調芯装置を用いてアクティブ調芯を用いて機械的な力を加えたところ、光ファイバーは光導波路端部に光接合されたまま離脱せず、また機械的な力を加えた後の接合損失についても、上記と同様０．４８ｄＢであった。
【０１７３】
上記実施例１及び実施例２に示すように、光導波路の光導波方向端面に、光導波路コアの端面と光接合される光ファイバーの光導波方向端部と、該光導波方向コアの光導波方向端部とが少なくとも同軸となるように、該光ファイバーを保持しうるように、光ファイバーの外周に沿って屈曲された屈曲部を有する保持部材を設け、該保持部材によって保持された光ファイバーと光導波路コアとを光接合すると、比較例１に示すように、保持部材を設けずに光ファイバーと光導波路コアとを光接合した場合に比べて、光導波路コアと、光ファイバーとの接続損失を低減することができるとともに、光ファイバーとの光接合を簡易な構成で容易に行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明の光導波路の製造方法の一態様を示す概念図である。
【図２】クラッド用基材にゴム鋳型を密着させた状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の光導波路の製造方法の別の態様を示す概念図である。
【図４】本発明の光導波路の製造方法のさらに別の態様を示す概念図である。
【図５】本発明の光導波路に光ファイバーを光接合する工程を示す概念図である。
【図６】本発明の光導波路に設けられる保持部材を示す模式図である。
【図７】強化部材を備えたゴム鋳型を用いる光導波路コア材料充填工程を説明するための概念図である。
【図８】強化部材を備えたゴム鋳型を用いる他の光導波路コア材料充填工程を説明するための概念図である。
【図９】強化部材を備えたゴム鋳型を用いる他の光導波路コア材料充填工程を説明するための概念図である。
【図１０】ゴム鋳型の硬化樹脂層に応力緩和のための空隙を設けた例を示す図である。
【図１１】光学素子が設けられた光導波路の製造方法の一例を示す概念図である。
【図１２】光学素子が設けられた光導波路の他の製造方法の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１７５】
６０  光導波路
８０、８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、８０Ｅ、８０Ｆ  保持部材
【図１】
2007086223.tif 000003
【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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