(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッド材で形成されると共に上面にコア形成用の溝が設けられた基材の上面上と溝内とに液体状のコア材料を配置し、コア材料を硬化させて溝内にコアを形成し、このコア材料の硬化途中において、硬化を進行させて流動性の半硬化状態にあるコア材料の過剰分を基材の上面上から除去することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
クラッド材からなるカバー材をコア材料が配置されている基材の上面側から基材に向けて、カバー材と基材上面との間隔がコア材料を介して所定の長さとなるまで押圧することにより、基材の上面からコア材料の過剰分を除去することを特徴とする請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
クラッド材からなるカバー材を基材の上面側に配置した状態で、カバー材の上面でころ状の回転体を回転させながら移動させると共にこの回転体からカバー材に向けて押圧力をかけることにより、基材の表面からコア材料の過剰分を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路の製造方法。
【請求項４】
外周面が弾性体にて被覆された回転体を用いることを特徴とする請求項３に記載の光導波路の製造方法。
【請求項５】
基材上面に配置されたコア材料の過剰分をスキージングにより除去して基材表面におけるコア材料の厚みが所定の厚みとなるようにすることを特徴とする請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項６】
基材の上面側に対して、予めコア材料との濡れ性を向上させる表面処理を施すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項７】
コア材料との濡れ性を向上させる表面処理を、基材の溝の内面にのみに施す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】
溝内に配置されたコア材料を選択的に硬化させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項９】
コア材料として特定の電磁波の照射を受けて硬化するものを用い、パターンマスクを介してコア材料に電磁波を照射することにより溝内に配置されたコア材料に対して選択的に電磁波を照射してコア材料を硬化させることを特徴とする請求項８に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１０】
コア材料として特定の波長の光の照射を受けて硬化するものを用い、前記の特定の波長を有するレーザ光を溝内に配置されたコア材料に照射してコア材料を硬化させることを特徴とする請求項８に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１１】
コア材料として特定の電磁波の照射を受けて硬化するものを用い、溝の端部から溝内に向けて前記の特定の電磁波を照射することにより溝内のコア材料内に電磁波を導波させてコア材料を硬化させることを特徴とする請求項８に記載の光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野、光情報分野で使用される光デバイスを構成するための光導波型素子等における光導波路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、平面型光導波路のスプリッタ等の作製は、材料として、石英ガラスや誘電体結晶等を用いる場合が多く、その製法は、フォトリソグラフィ、ドライエッチングプロセスの組み合わせが中心で、プロセスが複雑で、装置コストも高価であるために、大量生産には適しない工程であり、材料コストも高価であった。
【０００３】
そこで、近年は高分子系材料を用いた光導波路の作製が注目されている。具体的な材料としてはＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やポリスチレン等のような透明性に優れた高分子材料をコア材とし、コア材よりも屈折率が低い高分子材料をクラッド材としたコア−クラッド構造の平面型光導波路（ポリマー導波路）が作製されている。
【０００４】
ポリマー導波路の作製方法としては、基材の作製にあたって、フォトレジストを用いて一枚毎に反応性イオンエッチングを行う方法や、導波路のコアパターンを表面に加工した型を用いる射出成形や、溶融状態の高分子に金型を押し当て形状を転写するホットエンボス法等といった量産性に優れた製造方法の検討がなされている。また、これらの方法で作製された基材に設けられた溝等のコア形成領域に基材よりも屈折率の高いコア樹脂を滴下し、これを硬化させてコア−クラッド構造を形成する方法も検討されている。
【０００５】
しかし、コア樹脂は硬化の際収縮するため、この方法ではコア樹脂液の滴下量制御が難しく、多すぎると図１３（ａ）に示すようにカバー材４と基材１の隙間から光が漏れ、また少なすぎるとクラッドと光が導波するコア６との間に隙間が生じ、その隙間部分で導波する光があり、その分、光の導波効率が低下してしまう（図１３（ｃ）参照）。そのため、コア樹脂の滴下、硬化というプロセスを複数回行うなどの対策が検討されている（特開２００１−２２８３５０公報参照）。しかし、この方法では複数回コア樹脂の滴下、過剰樹脂除去、樹脂硬化を複数回繰り返すこととなるため、作製に時間を要するという問題がある。
【０００６】
また、特開平８−３２７８４２号公報に開示されているように、硬化収縮の少ない材料を用いてコアを形成することも提案されているが、それでも収縮をゼロにすることは難しいものである。またこの公報には、収縮を考慮して予めコア樹脂を多く滴下し、余剰分をコア樹脂硬化後にドライエッチングや研磨等により除去する製造方法も記載されているが、コア樹脂の硬化後の除去は、コア表面の粗度が増大するため光導波性能が低下したり、工程が複雑になってしまうといった問題がある。特に、コア樹脂表面の粗度は光導波路の光学特性に大きく関与するために、本来可能な限り平滑にすることが好ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、コアとクラッドの間の空隙の発生を抑制すると共に、クラッド内にコア材からなる中間層がコア材と連続するように形成されることを抑制して、光導波性能を向上することができ、しかも簡略化された工程にて光導波路を製造することができる光導波路の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る光導波路の製造方法は、クラッド材で形成されると共に上面にコア形成用の溝２が設けられた基材１の上面上と溝２内とに液体状のコア材料３を配置し、コア材料３を硬化させて溝２内にコア６を形成し、このコア材料３の硬化途中において、硬化を進行させて流動性の半硬化状態にあるコア材料３の過剰分を基材１の上面上から除去することを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項２の発明は、請求項１において、クラッド材からなるカバー材４をコア材料３が配置されている基材１の上面側から基材１に向けて、カバー材４と基材１上面との間隔がコア材料３を介して所定の長さとなるまで押圧することにより、基材１の上面からコア材料３の過剰分を除去することを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、クラッド材からなるカバー材４を基材１の上面側に配置した状態で、カバー材４の上面でころ状の回転体７を回転させながら移動させると共にこの回転体７からカバー材４に向けて押圧力をかけることにより、基材１の表面からコア材料３の過剰分を除去することを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項４の発明は、請求項３において、外周面が弾性体８にて被覆された回転体７を用いることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項５の発明は、請求項１において、基材１上面に配置されたコア材料３の過剰分をスキージングにより除去して基材１表面におけるコア材料３の厚みが所定の厚みとなるようにすることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、基材１の上面側に対して、予めコア材料３との濡れ性を向上させる表面処理を施すことを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項７の発明は、請求項６において、コア材料３との濡れ性を向上させる表面処理を、基材１の溝２の内面にのみに施すことを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかにおいて、溝２内に配置されたコア材料３を選択的に硬化させることを特徴とするものである。
【００１６】
また請求項９の発明は、請求項８において、コア材料３として特定の電磁波Ｄの照射を受けて硬化するものを用い、パターンマスク９を介してコア材料３に電磁波Ｄを照射することにより溝２内に配置されたコア材料３に対して選択的に電磁波Ｄを照射してコア材料３を硬化させることを特徴とするものである。
【００１７】
また請求項１０の発明は、請求項８において、コア材料３として特定の波長の光の照射を受けて硬化するものを用い、前記の特定の波長を有するレーザ光ＬＳを溝２内に配置されたコア材料３に照射してコア材料３を硬化させることを特徴とするものである。
【００１８】
また請求項１１の発明は、請求項８において、コア材料３として特定の電磁波Ｄの照射を受けて硬化するものを用い、溝２の端部から溝２内に向けて前記の特定の電磁波Ｄを照射することにより溝２内のコア材料３内に電磁波Ｄを導波させてコア材料３を硬化させることを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
まず、図１〜１３に示す実施形態について説明する。
【００２４】
本実施形態における光導波路Ａの製造工程は、基材１形成工程、コア材料配置工程、半硬化工程、過剰分除去工程、本硬化工程及びカバー材接合工程で構成される。
【００２５】
基材１形成工程では、光導波路Ａのクラッド５を構成する基材１を作製する。この基材１はコア６よりも屈折率が小さい高分子材料の成形体であるクラッド材から構成されるものであり、その材質は、コア６を構成する材料（コア材）との関係で適宜選択される。
【００２６】
基材１は図示の例では平板状に形成され、上面は平坦に形成される。この基材１の上面には上方に開口するコア形成用の溝２が設けられる。
【００２７】
基材１を作製するにあたっては、例えばまず上面が平坦なクラッド材からなる基材１を金型成形等で作製し、この基材１を加熱軟化させた状態でその上面に、溝２の形状に合致する突部を設けた金型を押圧することにより溝２を基材１に転写するホットエンボス加工を行うことができる。また、液状樹脂からなるクラッド材料による射出成形等の金型成形によってクラッド材からなる基材１を作製すると共に、この金型成形において、成形用の金型に予め溝２に対応する突部を設けておき、基材１の成形と同時に溝２を形成することもできる。
【００２８】
この溝２の本数や形状は、光導波路Ａの用途に応じて適宜設計されるものであり、一本の溝２を形成しても、複数本の溝２を形成しても良く、また複数の分岐を有するスプレッド状の溝２を形成しても良い。
【００２９】
コア材料配置工程では、上記のように形成される基材１に対して液体状のコア材料３を配置する。コア材料３としては、モノマーあるいオリゴマーと、重合開始剤等との混合物から構成される光硬化性又は熱硬化性の液状樹脂を用いることができ、成形硬化することにより高分子材料の成形体であるコア材が得られるものを用いる。
【００３０】
コア材料３は、基材１の上面側に塗布するなどして配置される。このときコア材料３は基材１の溝２内にも流入させて配置する。すなわち、このときコア材料３は、溝２内に完全に充填されるために必要とされる量よりも過剰な量が基材１の上面側に配置され、これにより、コア材料３が基材１の溝２内に充填されて配置されると共に、更に溝２の上方に盛られて配置される。
【００３１】
半硬化工程では、コア材料配置工程において基材１に対して配置されたコア材料３の硬化を進行させて、完全には硬化されていない半硬化状態とする。この硬化方法は、コア材料３の種類に応じた適宜の方法が用いられるものであり、例えばコア材料３として熱硬化性の液状樹脂を用いる場合には加熱を行い、また光硬化性の液状樹脂を用いる場合はこのコア材料３を硬化させる特定波長の電磁波Ｄを照射する。
【００３２】
過剰分除去工程では、半硬化工程を経た後に、基材１の上面からコア材料３の過剰分を除去する。
【００３３】
本硬化工程では、過剰分除去工程を経た後、半硬化工程と同様の手法によりコア材料３の硬化を更に進行させてコア材料３を完全に硬化させ、コア材からなるコア６を形成する。
【００３４】
カバー材接合工程では、クラッド材から形成されるカバー材４を基材１の上面側に配置して接合し、基材１の溝２の上部開口をカバー材４にて閉塞する。カバー材４の接合を行う時期は、本硬化工程の後には限られず、上記各工程の詳細に応じて、コア材料配置工程と半硬化工程との間、半硬化工程と本硬化工程との間、あるいはこれらの工程の途中などに行う場合もある。
【００３５】
上記のクラッド材及びコア材料３の組成や、溝２の寸法（すなわち形成されるコア６の寸法）は、適宜設定されるものである。
【００３６】
その具体例を挙げると、一般的な光通信用波長帯である１．５μｍや１．３μｍの単一モード（シングルモード）の光波を導波させる場合には、例えばコア材料３として成形硬化することによりメタクリレート系樹脂（波長１３００ｎｍでの屈折率１．４８５１）からなるコア材を形成する液状樹脂を用い、また基材１及びカバー材４を構成するクラッド材としてポリメチルメタクリレート（波長１３００ｎｍでの屈折率１．４８１０）を用いることができる。このとき、基材１に形成する溝２は、幅４〜１０μｍ、深さ４〜１０μｍの、断面略正方形状に形成することが好ましいものであり、６μｍ×６μｍ程度の寸法に形成することが最適である。
【００３７】
またマルチモードの光波を導波させる場合には、例えばコア材料３として成形硬化することによりメタクリレート系樹脂（波長６５０ｎｍでの屈折率１．５６）からなるコア材を形成する液状樹脂を用い、また基材１及びカバー材４を構成するクラッド材としてポリメチルメタクリレート（波長６５０ｎｍでの屈折率１．４９１０）を用いることができる。このとき、基材１に形成する溝２は、断面略正方形状に形成することが好ましいものであり、１２０μｍ×１２０μｍ程度の寸法に形成することが最適である。
【００３８】
上記のような工程を経ることにより、溝２内に形成されたコア材からなるコア６の周囲に、基材１とカバー材４とからなるクラッド５が配置されたコア−クラッド構造を有する光導波路Ａが形成される。
【００３９】
本発明では、コア材料配置工程にて配置されたコア材料３を半硬化工程にて半硬化させた後に、過剰分除去工程でコア材料３の過剰分を除去するために、コア材料３の硬化物であるコア材を溝２内に容易に過不足なく充填することができ、光導波路Ａの光導波性能を向上することができる。
【００４０】
すなわち、半硬化工程及び本硬化工程におけるコア材料３の硬化の過程では、コア材料３の硬度と体積との経時変化は図１５に示すようなものとなり、コア材料３は硬化が進行するに従って硬化収縮により体積が減少する、いわゆるトレードオフの関係にある。ここで、コア材料３の硬化が進行していない状態では過剰分のコア材料３を除去しようとしても、それ以後に発生するコア材料３の硬化収縮が大きいために正確に過剰分を除去することが困難でコア材を溝２内に過不足なく充填することが難しくなるものであり、またコア材料３が完全に硬化してコア材が形成された後に、このコア材から過剰分を除去しようとしても、硬度の高いコア材から過剰分を除去するのは困難となり、また研磨等により過剰分を除去しようとするとコア材の外面が粗面化されて光導波性能が劣化してしまう。
【００４１】
これに対して本発明では、コア材料３の硬化反応を進行させて半硬化状態とすることによりコア材料３の硬化収縮を進行させた後に、コア材料３の過剰分を除去するようにして、コア材料３の硬化過程の途中でコア材料３の除去を行うようにしたものであり、このため、コア材料３の過剰分の除去後のコア材料３の硬化収縮が低減されることとなって、コア材を溝２内に過不足なく充填させるためのコア材料３の除去量の調整が容易となり、除去量が多すぎて図１３（ｃ）に示すように硬化収縮によって溝２内に空隙が形成されたり、また除去量が少なすぎて図１３（ａ）に示すようにクラッド５を構成する基材１とカバー材４との間に残存するコア材料３によりコア６と連続する中間層２７が形成されたりすることを防止することができる。このため、図１３（ｂ）に示すような、コア６とクラッド５の間の空隙の発生が抑制されると共に、クラッド５内にコア材からなる中間層２７がコア材と連続するように形成されることが抑制された光導波路Ａを得ることができ、光導波路Ａの光導波性能を向上することができるものである。
【００４２】
また、半硬化状態にあるコア材料３の過剰分を除去することから、コア材料３の粘性が低く流動性が確保された状態で過剰分の除去を行うことができ、この過剰分の除去が容易に行われるものであり、また過剰分が除去された後に形成されるコア材の表面が粗面となるのを抑制して、コア６における光導波性能の劣化を防止することができるものである。
【００４３】
以下に、具体的な光導波路Ａの製造工程を説明する。
【００４４】
図１に光導波路Ａの製造工程の一例を示す。
【００４５】
図１（ａ）は基材１形成工程にて得られた基材１を示すものであり、上面側には複数本（四本）の溝２が並列に形成されている。
【００４６】
図１（ｂ）はコア材料配置工程により基材１にコア材料３が配置された様子を示すものであり、塗布などにより配置されたコア材料３は、溝２内を完全に充填すると共に、基材１の上面の略全面に亘って上方に盛り上がるように配置されている。但し、コア材料３の粘度によっては、上方に盛り上がらない場合もある。
【００４７】
次いで、図１（ｃ）に示す半硬化工程において、コア材料３の硬化を進行させてコア材料３を半硬化状態とする。図示の例ではコア材料３として紫外線硬化性の液状樹脂を用いた例を示しており、基材１の下面側からコア材料３に向けて、ＵＶランプ等からの例えば出力１２５Ｗ、ピーク波長３６５ｎｍの紫外線Ｌを１０秒間程度照射することにより、コア材料３を半硬化状態とする。
【００４８】
次いで、過剰分除去工程において、図１（ｄ）に示すように、カバー材４を基材１の上方側に配置し、シリンダ機構等で駆動するプレス治具２０をカバー材４の上面に向けて駆動することにより、カバー材４を基材１に向けて押圧する。このとき基材１の表面上に配置されたコア材料３の過剰分が、基材１とカバー材４との間の隙間から外方に流出して除去される。
【００４９】
次に、図１（ｅ）に示す本硬化工程において、溝２内に配置されている半硬化状態のコア材料３に更に上記の紫外線Ｌを照射し、完全に硬化させることにより溝２内にコア６を形成する。そして、このとき同時にカバー材４とコア材料３が接着され、カバー材４と基材１とが接合される。またこの過程では、コア材料３の硬化収縮量が低減されているために、溝２内に空隙が発生することが防止され、溝２内がコア材料３によって隙間無く充填される。これにより、基材１とカバー材４とが一体となったクラッド５によってコア６が囲まれたコア−クラッド構造が形成されるものである。
【００５０】
このように形成された光導波路Ａは、優れた光導波性能を有するものであり、例えばシングルモードの光導波路Ａを形成した場合に、図１４に示すように光導波路Ａの端面に露出するコア６の端部にそれぞれ光ファイバーケーブル２６を接続して、コア６の一端側に接続された光ファイバーケーブル２６からコア６内にシングルモードの光波を送出すると共に、他端側に接続された光ファイバーケーブル２６から光波を導出するなどして、コア６内にシングルモードの光波を導波させた際における伝搬損失を、０．３ｄＢ／ｃｍ程度にまで抑制することが可能となる。
【００５１】
上記の例ではカバー材４はコア材料３を半硬化状態とした後に基材１に対して配置しているが、硬化工程の前に基材１の上面側に押圧力をかけずに配置した後、硬化工程においてコア材料３の硬化反応を進行させ、この硬化途中に基材１に向けて押圧して過剰分のコア材料３を除去するようにしてもよい。また上記の例ではコア材料３として紫外線硬化性の液状樹脂を用いた場合を挙げており、コア材料３の硬化はＵＶランプからの紫外線の照射により行っているが、コア材料３の硬化はコア材料３の種類に応じた適宜の手法が用いられる。
【００５２】
図２に、コア材除去工程におけるコア材料３の過剰分の除去方法の他例を挙げる。図示の例では、図１（ａ）〜（ｃ）に示すような工程を経て基材１に配置されたコア材料３を半硬化状態とした後、図１（ｄ）に示すものと同様にカバー材４を基材１の上面側に配置して、このカバー材４を基材１側に向けて押圧するものであるが、このとき、カバー材４は基材１との間の間隔が所定の長さとなるまで押圧し、カバー材４と基材１との間の間隔がこのような所定の長さとなったら、その状態を保持する。このとき基材１の表面上に配置されたコア材の過剰分が、基材１とカバー材４との間の隙間から外方に流出して除去されて、基材１とカバー材４との間には基材１とカバー材４との間隔に依存した所定量のコア材料３が残存する。
【００５３】
次いで、基材１に残存するコア材料３に紫外線を照射するなどして硬化反応を進行させることにより完全に硬化させて、溝２内にコア６を形成する（本硬化工程）。この過程では、コア材料３の硬化収縮によって基材１とカバー材４の間に配置されていたコア材料３が溝２内に引き込まれ、溝２内がコア材料３によって隙間無く充填されるものである。またこのように基材１の表面上のコア材料３が溝２内に侵入するに伴って、基材１とカバー材４との間の間隔が縮小して基材１とカバー材４とが密接すると共にカバー材４が溝２の上部開口を閉塞する。
【００５４】
そして、カバー材４は本硬化工程により形成されるコア材が接着層となることにより、基材１に密着・接合され、基材１とカバー材４とが一体となったクラッド５が形成される。そして溝２内に形成されたコア６は、このクラッド５によって囲まれることとなり、コア−クラッド構造が形成される。
【００５５】
このようにすると、本硬化工程においてもコア材料３はわずかに硬化収縮するものであるが、コア材を溝２内に過不足なく充填するための、コア材料３の硬化収縮に伴う不足分を、基材１とカバー材４との間に残存させることができ、溝２内における空隙の発生を更に確実に防止することができる。
【００５６】
ここで、カバー材４の押圧時のカバー材４と基材１との間の間隔は、コア材料３である液状樹脂の組成、カバー材４の配置時におけるコア材料３の硬化反応の進行度合い、雰囲気温度等に応じて適宜調整され、基材１とコア材料３との間に残存するコア材料３の量が、コア材料３の硬化収縮の際に形成されるコア材によって溝２内が完全に充填されると共に、コア材料３の硬化後に溝２の部分以外の基材１とカバー材４との間にコア材料３が残存しなくなる量となるようにする。例えば本実施形態において、溝２の深さ及び幅寸法が５〜１０μｍの範囲のときには、カバー材４と基材１との間の間隔を０．５〜５μｍの範囲とすることが好ましい。但し、コア６における光の導波を阻害しない程度であれば、基材１とカバー材４との間におけるコア６と連続するコア材料３の残存が許容されるものであり、本実施形態においては基材１とカバー材４との間にコア材料３の残存によりコア材から成る層（中間層２７）が形成されても、その厚みが１μｍ以下であれば、良好な光導波性能が得られる。
【００５７】
また、過剰分除去工程においてカバー材４に押圧力をかけることによりコア材料３の過剰分を除去するにあたっては、図３に示すように、回転体７を用いることもできる。
【００５８】
図示の例では、まず上記と同様の条件でコア材料３を半硬化状態とした後、基材１の上面側にカバー材４を配置する。
【００５９】
次いで、円柱ころ状の軸回転可能な回転体７を、その周面がカバー材４の上面と接触するようにしてカバー材４の一端縁に配置し、この回転体７にカバー材４に向かう一定の押圧力をかけながら回転させて、カバー材４の他端縁に向けて移動させる。このとき回転体７はプランジャー２２に対して軸回転自在に接続すると共にこのプランジャー２２をエアシリンダに接続し、エアシリンダを駆動することにより回転体７からカバー材４に、例えば０．１９６〜４．９ＭＰａ（２〜５０ｋｇ／ｃｍ2）の所定の押圧力がかかるようにする。
【００６０】
このとき、カバー材４には一端縁から他端縁にかけて順に一定の押圧力がかけられ、これに伴って基材１の表面上に配置されたコア材の過剰分が、基材１とカバー材４との間の隙間から絞り出されて除去される。
【００６１】
次いで、上記の場合と同様にしてコア材料３を硬化させてコア−クラッド構造を形成するものである。
【００６２】
上記の回転体７は、本実施形態では直径１０ｍｍ程度のものを用いることができるが、この回転体７の直径は、基材１、カバー材４、溝２等の寸法などに応じて、適宜設定することが可能である。
【００６３】
このようにしてコア材料３の過剰分を除去するようにすると、カバー材４の全面に亘って均一な押圧力をかけることが容易となり、コア材料３の過剰分を高精度に除去することが可能となる。すなわち、図１（ｄ）や図２に示すようにプレス治具２０を介してカバー材４を押圧する場合には、カバー材料４の上面とプレス治具２０の押圧面とが正しく平行になっていないとカバー材料４の全面に均一な押圧力をかけることが困難となり、このカバー材料４の上面とプレス治具２０の押圧面の位置関係の調整が煩雑となるが、図３に示すものではカバー材４と回転体７との間の精密な位置関係の調整を行うことなく、カバー材４の全面に亘って容易に均一な押圧力をかけることができる。このため過剰分の除去後に基材１とカバー材４との間を全面に亘って密着させ、あるいは基材１とカバー材４の間隔を全面に亘って均一なものとすることができ、基材１とカバー材４との間におけるコア材料３の残存量を高精度に制御することができるものである。
【００６４】
また、このように回転体７を用いてカバー材４に押圧力をかける場合には、図４に示すように、回転体７としてその外周面がゴム等の弾性体８で被覆されたものを用いることが好ましい。このようにすると、回転体７にてカバー材４を押圧する際に回転体７の外周とカバー材４とが密着して、カバー材４に均一な押圧力をかけることが更に容易なものとなり、また、回転体７を回転させてカバー材４上を移動させる際にはカバー材４と回転体７との間の摩擦係数が大きくなって、回転体７の外周とカバー材４との間に滑りが発生しにくくなる。このように回転体７が滑らずにカバー材４上を回転して移動すると、カバー材４に対して横向きの摩擦力がかからなくなり、カバー材４の押圧時にカバー材４が基材１に対して移動して位置ずれすることが防止される。
【００６５】
図５に、コア材料３の過剰分の除去方法の他例を挙げる。図示の例では、上記と同様の条件でコア材料３を半硬化状態とした後、基材１の上面側にスキージ２３をかけて（スキージング）、コア材料３の過剰分を除去する。このとき、基材１の上面に配置されたコア材料３を全て除去しても良いが、本硬化工程におけるコア材料３の硬化収縮に伴うコア材料３の不足分を確保して空隙の発生を確実に抑制するためには、好ましくは基材１の上面から突出するコア材料３の液面高さが２〜３μｍとなるようにコア材料３を除去する。
【００６６】
このようにスキージングによりコア材料３の過剰分を除去すると、この過剰分の除去を高精度に行うことができる。スキージ２３は、金属等からなるブレード状のものを用いることができ、特にその先端をナイフ状等の鋭利な形状とすると、コア材料３の除去量を更に高精度に制御することができる。
【００６７】
次に、図示はしていないが、基材１の上面側にカバー材４を配置し、この状態で基材１に残存するコア材料３の硬化を進行させて完全に硬化させ、溝２内にコア６を形成する。この過程では、コア材料３の硬化収縮によって基材１の表面上に配置されていたコア材料３が溝２内に引き込まれ、溝２内がコア材料３によって隙間無く充填されるものである。またこのように基材１の表面上のコア材料３が全て溝２内に侵入するに伴って、基材１とカバー材４との間の間隔が縮小して基材１とカバー材４とが密接すると共にカバー材４が溝２の上部開口を閉塞する。
【００６８】
そして、カバー材４は本硬化工程により形成されるコア材が接着層となることにより、基材１に密着・接合され、基材１とカバー材４とが一体となったクラッド５が形成される。そして溝２内に形成されたコア６は、このクラッド５によって囲まれることとなり、コア−クラッド構造が形成される。
【００６９】
上記の例においても、コア材料３の硬化はコア材料３の種類に応じた適宜の手法が用いられる。
【００７０】
また、基材１に残存させるコア材料３の基材１表面からの突出する液面の高さは、コア材料３である液状樹脂の組成、カバー材４の配置時におけるコア材料３の硬化反応の進行度合い、雰囲気温度等に応じて適宜調整され、基材１とコア材料３との間に残存するコア材料３の量が、コア材料３の硬化収縮の際に形成されるコア材によって溝２内が完全に充填されると共に、コア材料３の硬化後に溝２の部分以外の基材１とカバー材４との間にコア材料３が残存しない量となるようにする。但し、コア６における光の導波を阻害しない程度であれば、基材１とカバー材４との間におけるコア材料３の残存が許容されるものであり、本実施形態においては基材１とカバー材４との間にコア材料３の残存によりコア材から成る層（中間層２７）が形成されても、その厚みが１μｍ以下であれば、良好な光導波性能が得られる。
【００７１】
また、超音波振動を付与したりして、過剰分のコア材料３の排出を促進させることも有効な手段である。また、基材１とカバー材４との間から真空脱気によりコア材料３の排出を促進させる手段もある。
【００７２】
尚、過剰分除去工程におけるコア材料３の過剰分の除去方法は上記のようなものに限られず、他の機械的な方法を用いたり、エッチング処理を施したり、あるいは吸着材によりコア材料３を吸着したりしても良い。
【００７３】
また、カバー材接合工程における基材１とカバー材４との接合方法は本硬化工程にて形成されるコア材を接着層とするものに限られず、各工程の詳細な態様に応じた適宜の手法が用いられるものであり、例えばカバー材４に熱を付与して基材１に融着したり、熱硬化性又は光硬化性の接着剤により接着しても良い。
【００７４】
上記のような光導波路Ａの製造工程においては、コア材料配置工程に先だって、基材１のコア材料３が配置される面に、予めコア材料３との濡れ性を向上させるための表面処理を施すことが好ましい。このようにすると、コア材料配置工程においてコア材料３を基材１の上面側に配置する場合にコア材料３を基材１に対して容易に配置することができるものであり、特に溝２の内面にコア材料３が容易に流入して配置され、コア材料３が溝２内に空隙なく配置される。
【００７５】
基材１に対する表面処理としては、例えば基材１の上面及び溝２の内面にプラズマ処理を施すことができる。
【００７６】
具体的には、まず溝２が形成された基材１を真空チャンバー内に配置し、この真空チャンバー内に酸素を供給して減圧酸素雰囲気（０．１〜１０Ｐａ）とする。この状態で、真空チャンバー内に出力１００Ｗ程度でプラズマを発生させて３０秒間程度処理することにより、基材１表面に図６（ａ）に示すようにプラズマＰを作用させ、基材１表面を改質するものである。
【００７７】
表面改質処理は、上記のようなプラズマ処理に限られるものではなく、コア材料３やクラッド材料の種類に応じた、適宜の処理を行うことができる。また上記のようにプラズマ処理を行う場合には、その雰囲気、プラズマ出力等の処理条件は基材１を構成するクラッド材料の種類に応じた適宜の条件とすることができるが、プラズマ出力が高すぎると基材１表面におけるプラズマの衝突による表面粗化の度合いが大きくなりすぎて光導波路Ａの光導波特性が低下するため、このような不具合が発生しないように、適宜処理条件を調整するようにする。
【００７８】
また、このように基材１に対して表面処理を施すにあたっては、基材１の上面側において溝２の内面のみにコア材料３との濡れ性を向上させるための表面処理を施すことができる。このようにすれば、コア材料配置工程において基材１の上面側にコア材料３を配置した際に、コア材料３が溝２内に集中的に配置されて空隙の発生が更に抑制される。また、本硬化工程における硬化収縮に伴う不足分のコア材料３を基材１の上面に残存させる場合には、本硬化工程において、コア材料３との濡れ性が向上されていない基材１の上面に配置されたコア材料３が硬化収縮に伴って溝２内に容易に侵入することとなり、コア６における空隙の発生が更に抑制されると共に基材１とカバー材４との間の中間層２７の形成が更に抑制されて、更に光導波性能が向上する。
【００７９】
このように基材１の上面において溝２の内面のみに表面処理を行うにあたっては、例えば上記のようなプラズマ処理による表面処理を行う場合には、図６（ｂ）に示すように、予め基材１の上面の、溝２の形成位置を除く全面に紫外線硬化性樹脂等からなる保護マスク２４を設けておく。このようにすると、基材１の上面では溝２が形成された箇所が保護マスク２４により保護されてプラズマ処理が施されなくなり、溝２の内面のみにプラズマ処理が施される。そして、プラズマ処理の終了後、コア材料配置工程に先だって、保護マスク２４を除去しておくものである。
【００８０】
また、表面処理をレーザ光の照射により行うようにして、このレーザ光の照射を溝２の内面のみに行うようにしても良い。例えば、溝２が形成された基材１を減圧酸素雰囲気中に配置し、この状態で、ＫｒＦエキシマレーザをエネルギー密度０．５〜１０ｍＪ／ｍｍ2の条件で溝２の内面のみに照射すると、溝２の内面のみに容易に表面処理を施すことができる。
【００８１】
また、上記の場合とは逆に、基材１の上面側の、溝２の内面を除く上面に、コア材料３との濡れ性を低減させる表面処理を施すことにより、溝２の内面におけるコア材料３との濡れ性を相対的に向上させることもできる。この濡れ性を低減させる表面処理としては、例えばヘキサフロオロイオウ、テトラフルオロメタン、ヘキサフルオロエタン等のフッ素化合物を用いたプラズマ処理により、溝２がマスクにより遮蔽された状態の基材１の表面をフッ素基に置換する方法等がある。
このようにしても、上記の場合と同様に、コア６における空隙の発生を更に抑制すると共に基材１とカバー材４との間の中間層２７の形成を更に抑制し、光導波性能を更に向上することができる。
【００８２】
また、半硬化工程では、溝２内に配置されたコア材料３を選択的に硬化させることが好ましいものであり、このようにすれば、コア材料３の過剰分を除去する前にコア材料３を半硬化状態とするときに、溝２内に配置されているコア材料３を選択的に半硬化状態とすると共に、基材１の上面に配置されたコア材料３の硬化を進行させないようにすることができる。この状態でコア材料３の過剰分を除去すると、硬化が進行せずに流動性が維持されたコア材料３を除去することとなって、コア材料３の過剰分を容易に除去することができ、過剰分の除去量の制御が更に容易となり、中間層２７の形成を更に確実に抑制することができる。またコア材料３を局所的に硬化させれば良いものであるから、コア材料３を効率良く硬化させることができる。
【００８３】
コア材料３を選択的に硬化させるにあたっては、例えばコア材料３として紫外線硬化性の液状樹脂を用いる場合には、図７に示すように紫外線Ｌを基材１の上面側以外の方向、例えば側方や下方から溝２内のコア材料３に向けて照射するようにし、このとき好ましくは指向性の高い紫外線レーザを照射したり、あるいは紫外線をレンズ等で溝２内のコア材料３に集光する。このようにすれば、基材１の上面に配置されたコア材料３には紫外線が照射されず、溝２内において選択的にコア材料３が硬化される。また、このとき溝２の両端のコア材料３を先に硬化させる場合には過剰なコア材料３の排出が阻害されるので、基材１の中央部付近から端部に向けて順次コア材料３を硬化させることが望ましい。
【００８４】
また、図示の例では紫外線Ｌを基材１の側方から照射するものであるが、このとき紫外線Ｌが照射される側の基材１の側方において、基材１の上面から盛り上がったコア材料３への紫外線Ｌの照射を遮蔽するマスク材２５を配置しているものであり、このため、基材１の上面から盛り上がったコア材料３の硬化が進行することを更に確実に防止することができる。
【００８５】
また、コア材料３として、紫外線以外の電磁波Ｄの照射を受けて硬化するものを用いる場合でも、上記の場合と同様に溝２内に電磁波Ｄを集光して、コア材料３を選択的に硬化させることができる。
【００８６】
また、コア材料３として熱硬化性の液状樹脂を用いる場合には、赤外線を上記の紫外線等の場合と同様に、赤外線を基材１の上面側以外の方向、例えば側方や下方から溝２内のコア材料３に向けて照射するようにし、このとき好ましくは指向性の高い赤外線を照射したり、あるいは赤外線をレンズ等で溝２内のコア材料３に集光する。このようにすれば、基材１の上面に配置されたコア材料３には赤外線が照射されず、溝２内において選択的にコア材料３が硬化される。
【００８７】
また、上記のように紫外線や赤外線等の特定の電磁波Ｄの照射を受けて硬化するコア材料３を用いる場合に、基材１にこの特定の電磁波Ｄを吸収し、あるいは反射するパターンマスク９を設けることにより、溝２内に配置されたコア材料３に選択的に電磁波Ｄを照射することができる。このパターンマスク９の材質としては、紫外線によりコア材料３を硬化させる場合には例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等を用いることができる。
【００８８】
図８に示す例では、溝２の形成位置と合致する位置に開口を有するパターンマスク９を基材１の下面側に配置し、基材１の下面側からこのパターンマスク９を介して紫外線等の電磁波Ｄを照射するようにしている。このとき基材１を構成するクラッド材としては、この特定の電磁波Ｄが透過する材質が選択される。
【００８９】
また、特定の電磁波の照射を受けて硬化するコア材料３を用いる場合に、図９に示すように、この電磁波としてレーザ光ＬＳを照射するようにすると、レーザ光ＬＳはスポット的に特定の部位に照射することが可能であるため、溝２内に配置されたコア材料３に選択的に照射して、このコア材料３を選択的に硬化させることが可能となる。特に溝２の幅及び深さ寸法を４〜１０μｍに形成してシングルモードの光導波路Ａを形成する場合には、溝２の寸法が小さくなって上記のような手法では選択的なコア材料３の硬化が困難な場合があるが、レーザ光ＬＳを用いればコア材料３の選択的な硬化を容易に行える。
【００９０】
このようにレーザ光ＬＳを用いる場合、本実施形態のように紫外線硬化性のコア材料３を用いるときには、例えばレーザ光ＬＳとしてＡｒガスレーザ光を１ｍＷ／ｍｍ2〜１００Ｗ／ｍｍ2の範囲で照射し、二枚の駆動反射ミラーを有するガルバノスキャナを用いるなどして、レーザ光ＬＳを溝２内のコア材料３に照射すると共にその溝２内における照射位置を移動させる。このとき、必要に応じて、同一位置に複数回レーザ光ＬＳを照射する。このとき、レーザ光ＬＳのエネルギー密度が大きすぎるとコア材料３が蒸発する場合があるため、適正なエネルギー密度でレーザ光ＬＳを照射するように照射条件を適宜調整するものである。
【００９１】
また、特定の電磁波Ｄの照射を受けて硬化するコア材料３を用いる場合、図１０に示すように、紫外線等の特定の電磁波Ｄを基材１の端縁における溝２の端部から溝２内に向けて照射することにより、溝２内のコア材料３に選択的に電磁波Ｄを照射して硬化させることができる。
【００９２】
このとき基材１と基材１の溝２内に配置されているコア材料３とは、溝２の上部開口がクラッド材にて覆われていないことを除けばコア−クラッド構造を構成しており、このため電磁波は溝２内の未硬化のコア材料３内を導波して、この溝２内のコア材料３に選択的に照射されるものである。
【００９３】
このように溝２内のコア材料３に特定の電磁波Ｄを導波させる場合には、例えば基材１の端縁における溝２の端部に光ファイバーケーブルの一端を接続すると共にこの光ファイバーケーブルの他端から特定の電磁波Ｄを光ファイバーケーブル内に送出することにより、溝２内に電磁波Ｄを照射することができる。また特定の電磁波Ｄを集光レンズにて集光させて溝２の端部に照射したり、あるいはレーザ光を直接溝２の端部に照射するようにしても良い。特にレーザ光を用いると、指向性が高いことから、コア材料３を効率よく硬化して、硬化に要する時間を短縮することができる。
【００９４】
例えばコア材料３として紫外線硬化性の液状樹脂を用いる場合には、出力１ｍＷ〜１００ｍＷのアルゴンイオンレーザ等の紫外線レーザ光を、直接溝２の端部に照射するようにして、コア材料３を選択的に硬化させることができる。
【００９５】
また、上記のようにして光導波路Ａを作製するにあたっては、基材１の上面には、上記のようなコア形成用の溝２のほかに、コア材料３の収縮量調整用の溝１０を形成することが好ましい。図１１に示す例では、コア形成用の溝２として、一本の溝２から二本の溝２を分岐し、この分岐した溝２から更にそれぞれ二本の溝２を分岐して形成した１×４スプリッタの構造を有する。コア材料３の収縮量調整用の溝１０は、コア形成用の溝２の両側方のうち、隣接する溝２が形成されていない側、あるいは隣接する溝２が形成されてはいるが、溝２間の間隔が広くなっている側に設けることが好ましく、図示の例では、分岐される前の一本の溝２の両側方と、それから分岐された二本の溝２の各両側方と、更に分岐された四本の溝２のうち、両外側に形成された各溝２の更に外側とに、それぞれ収縮量調整用の溝１０が形成されている。
【００９６】
このような溝２が設けられない場合には（図１２参照）、両側方にそれぞれ隣接する溝２が形成されていると共にその間隔がある程度短い溝２では、隣合う溝２同士の間における基材１の上面に配置されたコア材料３は、硬化工程における硬化収縮時に隣り合う両方の溝２内に引き込まれ、図１２（ｂ）（ｃ）に示すように溝２の間の上面でのコア材料３の残存が防止されるものであるが、側方に隣接する溝２が形成されていないか、あるいは形成されていてもその間隔が長い場合には、図１２（ｂ）（ｄ）に示すように、その溝２の側方における基材１の上面に配置されたコア材料３は、一つの溝２にしか引き込まれず、この箇所においてカバー材４と基材１との間に中間層２７が形成されて、光導波性能が低下するおそれがあり、例えばシングルモードの光導波路Ａを形成した場合にそのシングルモードの光波の伝搬特性が劣化したり、伝搬モードの不整合により、複数のモードが発生したりして、伝搬特性に悪影響を及ぼし、伝搬損失が大きくなるなどの問題が生じる。
【００９７】
これに対して、収縮量調整用の溝１０を設けると、コア形成用の溝２と収縮量調整用の溝１０の間の上面に配置されたコア材料３は、硬化収縮時にコア形成用の溝２と収縮量調整用の溝１０とに引き込まれることとなり、図１１（ｂ）に示すように、コア形成用の側方においてカバー材４と基材１との間に中間層２７が形成されることを防止することができる。
【００９８】
隣り合う溝２同士の間隔がどの程度離れている場合に、その溝２の側方に収縮量調整用の溝２を設けるかは、使用するコア材料３の組成や、コア材料３の過剰分を除去した時点でのコア材料３の硬化度合い、コア形成用の溝２の寸法等に応じて適宜設定されるものであるが、本実施形態においては、溝２間の寸法が３００μｍ以上離れている場合にこの溝２の側方に収縮量調整用の溝１０を形成することが好ましい。また、コア形成用の溝２と、その側方に形成される収縮量調整用の溝１０との間隔も、前記のような条件に応じて適宜調整されるものであるが、本実施形態においては、コア形成用の溝２，２間の間隔を２５０μｍとしたときに、コア形成用の溝２と収縮量調整用の溝１０間の間隔を２００〜３００μｍの範囲とすることが好ましい。
【００９９】
次に、図１６〜１８に示す参考例について説明する。本参考例における光導波路Ａの製造工程は、基材１形成工程、コア材料配置工程、硬化工程及びカバー材接合工程で構成される。
【０１００】
基材１形成工程では、光導波路Ａのクラッド５を構成する基材１を作製する。この基材１はコア６よりも屈折率が小さい高分子材料の成形体であるクラッド材から構成されるものであり、その材質は、コア６を構成する材料（コア材）との関係で適宜選択される。
【０１０１】
図示の例では、基材１は平板状に形成され、上面は平坦に形成される。この基材１の上面には上方に開口するコア形成用の溝２が設けられる。
【０１０２】
基材１を作製するにあたっては、例えばまず上面が平坦なクラッド材からなる基材１を金型成形等で作製し、この基材１を加熱軟化させた状態でその上面に、溝２の形状に合致する突部を設けた金型を押圧することにより溝２を基材１に転写するホットエンボス加工を行うことができる。また、液状樹脂からなるクラッド材料による射出成形等の金型成形によってクラッド材からなる基材１を作製すると共に、この金型成形において、成形用の金型に予め溝２に対応する突部を設けておき、基材１の成形と同時に溝２を形成することもできる。
【０１０３】
この溝２の本数や形状は、光導波路Ａの用途に応じて適宜設計されるものであり、一本の溝２を形成しても、複数本の溝２を形成しても良く、また複数の分岐を有するスプレッド状の溝２を形成しても良い。
【０１０４】
コア材料配置工程では、上記のように形成される基材１に対して液体状のコア材料３を配置する。コア材料３としては、モノマーあるいオリゴマーと、重合開始剤等との混合物から構成される光硬化性又は熱硬化性の液状樹脂を用いることができ、成形硬化することにより高分子材料の成形体であるコア材が得られるものを用いる。
【０１０５】
コア材料３は、基材１の溝２内に滴下するなどして配置される。このときコア材料３は基材１の溝２内に配置し、その液面が基材１の上面と略同一高さとなるか、あるいは液面が基材１の上面よりも低くなるようにする。
【０１０６】
硬化工程では、コア材料配置工程において基材１に対して配置されたコア材料３の硬化を進行させて完全に硬化させ、溝２内にコア材からなるコア６を形成する。この硬化方法は、コア材料３の種類に応じた適宜の方法が用いられるものであり、例えばコア材料３として熱硬化性の液状樹脂を用いる場合には加熱を行い、また光硬化性の液状樹脂を用いる場合はこのコア材料３を硬化させる特定波長の電磁波を照射する。
【０１０７】
カバー材接合工程では、クラッド材から形成されるカバー材４を基材１の上面側に配置して接合し、基材１の溝２の上部開口をカバー材４にて閉塞すると共に、カバー材４をコア６に密接させる。カバー材４の接合を行う時期は、硬化工程の後には限られず、上記各工程の詳細に応じて、コア材料配置工程と硬化工程との間、あるいはこれらの工程の途中などに行う場合もある。
【０１０８】
上記のクラッド材及びコア材料３の組成や、溝２の寸法（すなわち形成されるコア６の寸法）は、適宜設定されるものである。
【０１０９】
その具体例を挙げると、一般的な光通信用波長帯である１．５μｍや１．３μｍの単一モード（シングルモード）の光波を導波させる場合には、例えばコア材料３として成形硬化することによりメタクリレート系樹脂（波長１３００ｎｍでの屈折率１．４８５１）からなるコア材を形成する液状樹脂を用い、また基材１及びカバー材４を構成するクラッド材としてポリメチルメタクリレート（波長１３００ｎｍでの屈折率１．４８１０）を用いることができる。このとき、基材１に形成する溝２は、幅４〜１２μｍ、深さ６〜１４μｍとすると共に幅寸法よりも深さ寸法が大きい断面矩形状に形成することが好ましい。
【０１１０】
また、コア材料配置工程における溝２内の配置量は、コア材料３の硬化収縮を考慮して、硬化後に得られるコア材の断面形状が所望のコア６の形状となるように、適宜調整する。特にシングルモードの光導波路Ａを形成する場合には、硬化後のコア材の断面形状が略正方形状となるようにする。
【０１１１】
上記のような工程を経ることにより、溝２内に形成されたコア材からなるコア６の周囲に、基材１とカバー材４とからなるクラッド５が配置されたコア−クラッド構造を有する光導波路Ａが形成される。
【０１１２】
本発明では、コア材料配置工程にて溝２内のみにコア材料３を配置することから、コア材料３を硬化成形して得られるコア材が溝２の外部にあふれ出すことがなくなる。またカバー材４をコア材からなるコア６に密接して配置することから、コア６とクラッド５との間に空隙が生じることを防止できる。このため、コア材料３の硬化物であるコア材を溝２内に容易に過不足なく充填することができ、光導波路Ａの光導波性能を向上することができる。
【０１１３】
以下に、具体的な光導波路Ａの製造工程を説明する。
【０１１４】
図１６に光導波路Ａの製造工程の一例を示す。
【０１１５】
図１６（ａ）は基材１形成工程にて得られた基材１を示すものであり、上面側には複数本（四本）の溝２が並列に形成されている。
【０１１６】
図１６（ｂ）はコア材料配置工程により基材１にコア材料３が配置された様子を示すものであり、図示の例では滴下などにより溝２内に配置されたコア材料３は、その液面が基材１の上面よりも低くなっている。
【０１１７】
次いで、硬化工程において、コア材料３を完全に硬化させてコア材を形成する。例えばコア材料３として紫外線硬化性の液状樹脂を用いた場合は、コア材料３に向けて、ＵＶランプ等からの例えば出力１２５Ｗ、ピーク波長３６５ｎｍの紫外線を照射することにより、コア材料３を硬化する。
【０１１８】
この硬化工程では、コア材料３の硬化収縮のために、溝２内に形成されるコア６の上面の配置位置が当初のコア材料３の液面より低くなる。
【０１１９】
次いで、図１６（ｃ）に示すように、溝２内にカバー材４を配置すると共に、このカバー材４をコア６に密接させる。カバー材４は基材１と同様のクラッド材にて形成することができ、幅寸法が溝２の幅寸法と同一又はそれよりも僅かに小さくなるような、断面略矩形状に形成される。そしてこのカバー材４を加熱して熱融着させるなどして、カバー材４と基材１とを接合する。
【０１２０】
このようにして、溝２内に形成されたコア材からなるコア６の周囲に、基材１とカバー材４とからなるクラッド５が配置されたコア−クラッド構造を有する光導波路Ａが形成され、このときコア材は溝２内に過不足なく充填されて、光導波路Ａの光導波性能が向上される。
【０１２１】
カバー材４は、このようなものに限られず、例えばカバー材４をクラッド材からなるシート状のものとして形成し、このカバー材４を基材１の上面側に、溝２内のコア６と密接するように貼着しても良いし、あるいは液状のクラッド材を溝２内に滴下して硬化成形することによりカバー材４を形成するようにしても良い。
【０１２２】
図１７に光導波路Ａの製造工程の他例を示す。
【０１２３】
図１７（ａ）は基材１形成工程にて得られた基材１を示すものであり、上面側には複数本（四本）の溝２が並列に形成されている。
【０１２４】
図１７（ｂ）はコア材料配置工程により基材１にコア材料３が配置された様子を示すものであり、図示の例では滴下などにより溝２内に配置されたコア材料３は、その液面が基材１の上面と面一となっている。
【０１２５】
次いで、図１７（ｃ）に示すように、基材１の上面にクラッド材からなる伸縮性のあるカバー材４を基材１の上面の全面に亘って溝２の開口を覆うように配置し、このカバー材４を加熱して熱融着により基材１に接合する。このときコア材料３の液面がカバー材４と密接することとなる。
【０１２６】
次いで、硬化工程において、コア材料３を完全に硬化させてコア材を形成する。例えばコア材料３として紫外線硬化性の液状樹脂を用いた場合は、コア材料３に向けて、ＵＶランプ等からの例えば出力１２５Ｗ、ピーク波長３６５ｎｍの紫外線を照射することにより、コア材料３を硬化する。
【０１２７】
この硬化工程では、コア材料３の硬化収縮のために、溝２内に形成されるコア６の上面の配置位置が当初のコア材料３の液面より低くなる。また、このコア材料３が硬化する過程では、コア材料３の硬化伸縮に伴って、コア材料３の液面と密接していたカバー材４が伸長し、カバー材４が溝２の内面とコア６の表面に沿って配置される。
【０１２８】
このようにして、図１７（ｄ）に示すように、溝２内に形成されたコア材からなるコア６の周囲に、基材１とカバー材４とからなるクラッド５が配置されたコア−クラッド構造を有する光導波路Ａが形成され、このときコア材は溝２内に過不足なく充填されて、光導波路Ａの光導波性能が向上される。
【０１２９】
上記のカバー材４は、コア材料３の硬化収縮に追随して変形することが可能な程度の伸縮性を有するものが用いられるものであり、好ましくはシート状に成形された伸縮性が向上されたものが用いられる。例えば、基材１をＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）からなるクラッド材にて形成すると共に、カバー材４を同一のクラッド材にて形成する場合には、カバー材４を数μｍ〜数十μｍの厚みを有するシート状のものとすると、硬化工程においてコア材料３の硬化収縮に容易に追随して伸長させることができる。またコア材料３を、基材１と同一の屈折率を有するエポキシ系樹脂からなるクラッド材で構成すると、厚みを２００μｍに形成しても硬化工程においてコア材料３の硬化収縮に容易に追随して伸長させることができる。このとき伸縮性のあるカバー材４として、基材１と同じ屈折率を有するモノマーを半硬化状態としたシート状のものを用いても良い。
【０１３０】
また、図１８に示す例では、図１７に示す場合と同様にして基材１形成工程、コア材料配置工程、硬化工程を順次経た後、図１８（ａ）に示すような、溝２内にコア６が形成された基材１に対して、カバー材接合工程において、液体状のクラッド材料を基材１の上面と、溝２内のコア６よりも上方とに配置した後、このクラッド材料を硬化させて、図１８（ｂ）に示すようにクラッド材からなるカバー材４を形成すると共に、このカバー材４を基材１に接合するものである。
【０１３１】
クラッド材料は、成形硬化されることにより基材１と同一の屈折率を有するクラッド材を形成する液状樹脂であり、モノマーあるいオリゴマーと、重合開始剤等との混合物から構成される光硬化性又は熱硬化性の液状樹脂を用いることができる。例えばコア材料３として成形硬化することによりメタクリレート系樹脂（波長１３００ｎｍでの屈折率１．４８５１）からなるコア材を形成する液状樹脂を用い、クラッド材としてポリメチルメタクリレート（波長１３００ｎｍでの屈折率１．４８１０）を用いる場合において、クラッド材料として、成形硬化することによりメタクリレート系樹脂（波長１３００ｎｍでの屈折率１．４８１０）からなるクラッド材を形成するものを用いることができる。
【０１３２】
クラッド材料は塗布や滴下等の手法により、基材１の上面と、溝２内とに配置するものであり、このとき溝２内ではクラッド材料がコア６の上方において隙間なく充填されるようにし、基材１の上面では全面に亘ってクラッド材料が基材１の上面から盛り上がるようにして配置される。
【０１３３】
この状態で、クラッド材料を硬化させて、クラッド材からなるカバー材４を形成する。このカバー材４は基材１及びコア６と接合された状態で形成されるものであり、溝２の開口を閉塞すると共に基材１の上面側に配置される。
【０１３４】
このようにしてカバー材４を形成する過程においては、溝２内においてクラッド材料が硬化収縮しても基材１の上面側に配置されているクラッド材料が溝２内に引き込まれることとなり、溝２内にはクラッド材が隙間なく形成されて、カバー材４とコア６との間には空隙が形成されなくなる。
【０１３５】
上記のような工程を経ることにより、溝２内に形成されたコア材からなるコア６の周囲に、基材１とカバー材４とからなるクラッド５が配置されたコア−クラッド構造を有する光導波路Ａが形成されるものであり、このときコア材は溝２内に過不足なく充填されて、光導波路Ａの光導波性能が向上される。
【０１３６】
【発明の効果】
上記のように請求項１に係る光導波路の製造方法は、クラッド材で形成されると共に上面にコア形成用の溝が設けられた基材の上面上と溝内とに液体状のコア材料を配置し、コア材料を硬化させて溝内にコアを形成し、このコア材料の硬化途中において、硬化を進行させて流動性の半硬化状態にあるコア材料の過剰分を基材の上面上から除去するため、溝内に形成されたコアの周囲に、基材からなるクラッドが配置されたコア−クラッド構造を有する光導波路を形成することができ、このときコア材料の硬化反応を進行させて半硬化状態とすることによりコア材料の硬化収縮を進行させた後に、基材の過剰分を除去するようにして、コア材料の硬化過程の途中でコア材料の除去を行うことから、コア材料の過剰分の除去後のコア材料の硬化収縮が低減されることとなって、コア材を溝内に過不足なく充填させるためのコア材料の除去量の調整が容易となり、除去量が多すぎて硬化収縮によってコアとクラッドの間に空隙が形成されたり、除去量が少なすぎてクラッドを構成する基材とカバー材との間に残存するコア材によりコアと連続する中間層が形成されたりすることを防止することができ、光導波路の光導波性能を向上することができるものである。また、半硬化状態にあるコア材料の過剰分を除去することから、コア材料の粘性が低く流動性が確保された状態で過剰分の除去を行うことができ、この過剰分の除去が容易に行われるものであり、また過剰分が除去された後に形成されるコア材の表面が粗面となるのを抑制して、コアにおける光導波性能の劣化を防止することができるものである。
【０１３７】
また請求項２の発明は、請求項１において、クラッド材からなるカバー材をコア材料が配置されている基材の上面側から基材に向けて、カバー材と基材上面との間隔がコア材料を介して所定の長さとなるまで押圧することにより、基材の上面からコア材料の過剰分を除去するため、基材とカバー材とからなるクラッドが配置されたコア−クラッド構造を有する光導波路を形成することができ、また本硬化工程においてコアを溝内に過不足なく充填するための、コア材料の硬化収縮に伴う不足分を、基材とカバー材との間に残存させることができ、コアとクラッドとの間における空隙の発生を更に確実に防止することができるものである。
【０１３８】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、クラッド材からなるカバー材を基材の上面側に配置した状態で、カバー材の上面でころ状の回転体を回転させながら移動させると共にこの回転体からカバー材に向けて押圧力をかけることにより、基材の表面からコア材料の過剰分を除去するため、基材とカバー材とからなるクラッドが配置されたコア−クラッド構造を有する光導波路を形成することができ、またカバー材と回転体との間の精密な位置関係の調整を行うことなく、カバー材の全面に亘って容易に均一な押圧力をかけることができ、コア材料の過剰分の除去後に基材とカバー材との間を全面に亘って密着させ、あるいは基材とカバー材の間隔を全面に亘って均一なものとすることができて、基材とカバー材との間におけるコア材料の残存量を高精度に制御することができるものである。
【０１３９】
また請求項４の発明は、請求項３において、外周面が弾性体にて被覆された回転体を用いるため、回転体にてカバー材を押圧する際に回転体の外周とカバー材とが密着して、カバー材に均一な押圧力をかけることが更に容易なものとなり、また、回転体の外周とカバー材との間に滑りが発生しにくくなって、カバー材に対して横向きの摩擦力がかからなくなり、カバー材の押圧時にカバー材が基材に対して移動して位置ずれが発生することを防止することができるものである。
【０１４０】
また請求項５の発明は、請求項１において、基材上面に配置されたコア材料の過剰分をスキージングにより除去して基材表面におけるコア材料の厚みが所定の厚みとなるようにするため、コア材を溝内に過不足なく充填するための、コア材料の硬化収縮に伴う不足分を、基材とカバー材との間に残存させることができ、しかもコア材料の過剰分の除去量を高精度に制御することができて、中間層の形成や空隙の発生を更に確実に防止することができるものである。
【０１４１】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、基材の上面側に対して、予めコア材料との濡れ性を向上させる表面処理を施すため、コア材料を基材の上面側に配置する場合にコア材料を基材に対して容易に配置することができ、特に溝の内面にコア材料を確実に流入させて、コア材料を溝内に空隙なく配置し、空隙のないコア−クラッド構造を形成することができるものである。
【０１４２】
また請求項７の発明は、請求項６において、コア材料との濡れ性を向上させる表面処理を、基材の溝の内面にのみに施すため、基材の上面側にコア材料を配置した際に、コア材料が溝内に容易に流入して空隙の発生が防止されて、更に光導波性能を向上することができる。
【０１４３】
また請求項８の発明は、溝内に配置されたコア材料を選択的に硬化させるため、溝内を除く基材の上面上に配置されたコア材料の硬化を進行させないようにすることができ、コア材料の過剰分を除去する際に硬化が進行していないコア材料を除去するようにすることができて、コア材料の過剰分を容易に除去することができ、過剰分の除去量の制御が更に容易となるものである。またコア材料を局所的に硬化させれば良いものであるから、コア材料を効率良く硬化させることができるものである。
【０１４４】
また請求項９の発明は、請求項８において、コア材料として特定の電磁波の照射を受けて硬化するものを用い、パターンマスクを介してコア材料に電磁波を照射することにより溝内に配置されたコア材料に対して選択的に電磁波を照射してコア材料を硬化させるため、このようにしてコア材料の選択的な硬化を確実に行うことができるものである。
【０１４５】
また請求項１０の発明は、請求項８において、コア材料として特定の波長の光の照射を受けて硬化するものを用い、前記の特定の波長を有するレーザ光を溝内に配置されたコア材料に照射してコア材料を硬化させるため、レーザ光はスポット的に特定の部位に照射することが可能であり、溝内に配置されたコア材料に選択的に照射して、このコア材料を選択的に硬化させることが可能となるものである。
【０１４９】
また請求項１１の発明は、請求項８において、コア材料として特定の電磁波の照射を受けて硬化するものを用い、溝の端部から溝内に向けて前記の特定の電磁波を照射することにより溝内のコア材料内に電磁波を導波させてコア材料を硬化させるため、基材と基材の溝内に配置されているコア材料とは、溝の上部開口がクラッド材にて覆われていないことを除けばコア−クラッド構造を構成することとなり、電磁波は溝内の未硬化のコア材料内を導波して溝内のコア材料に選択的に照射することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ断面図である。
【図２】  過剰分除去工程の他例を示す断面図である。
【図３】  同上の更に他例を示す断面図である。
【図４】  同上の更に他例を示す断面図である。
【図５】  同上の更に他例を示す断面図である。
【図６】  基材に対して表面処理を行う工程を示すものであり、（ａ）（ｂ）はそれぞれ断面図である。
【図７】  半硬化工程の一例を示す断面図である。
【図８】  同上の他例を示す断面図である。
【図９】  同上の更に他例を示す断面図である。
【図１０】  同上の更に他例を示す斜視図である。
【図１１】  （ａ）はコア形成用の溝と基材の収縮量調整用の溝とを併設した基材を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す基材を用いて作製された光導波路を示す断面図である。
【図１２】  （ａ）はコア形成用の溝を設けると共に基材の収縮量調整用の溝を形成していない基材を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す基材を用いて作製された光導波路を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）のハ部分の拡大図、（ｄ）は（ｂ）のロ部分の拡大図である。
【図１３】  （ａ）は中間層が形成された光導波路を示す断面図、（ｂ）は溝内にコアが過不足無く形成された光導波路を示す断面図、（ｃ）はコアとクラッドとの間に空隙が形成された光導波路を示す断面図である。
【図１４】  光導波路に対して光ファイバーケーブルを接続した様子を示す斜視図である。
【図１５】  基材の硬化過程における硬度と体積の経時変化を示すグラフである。
【図１６】  本発明の参考例を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ断面図である。
【図１７】  同上の更に他例を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ断面図である。
【図１８】  同上の更に他例を示すものであり、（ａ）（ｂ）はそれぞれ断面図である。
【符号の説明】
１  基材
２  溝
３  コア材料
４  カバー材
６  コア
７  回転体
８  弾性体
９  パターンマスク
１０  溝
Ｄ  電磁波
ＬＳ  レーザ光
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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