(57)【要約】【課題】複数の光路をミラーを用いて変換する多チャンネル光路変換素子において、低損失で信頼性の高い光路変換素子及び簡便な製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】複数の垂直導波路と複数の水平導波路とその交差部に形成されたミラーからなる多チャンネル光路変換素子において、透明基板に平行に溝を形成し基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板端面に溝が形成された面を突き合わせ形成される孔にコア用樹脂が充填され、垂直導波路としたことを特徴とする、多チャンネル光路変換素子の作製方法。および、同作製方法で作製された多チャンネル光路変換素子。【選択図】  図１
2009098432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の垂直導波路と複数の水平導波路とその交差部に形成されたミラーからなる多チャンネル光路変換素子において、透明基板に平行に溝を形成し基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板端面に溝が形成された面を突き合わせ形成される孔にコア用樹脂が充填され、垂直導波路としたことを特徴とする、多チャンネル光路変換素子の作製方法。
【請求項２】
透明基板に平行に溝を形成し、該溝にコア用樹脂を所望の厚さ充填しその上にクラッド用樹脂を充填し基板表面を平滑にし、基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板端面に溝が形成された面を突き合わせ接着し垂直導波路としたことを特徴とする、請求項１記載の多チャンネル光路変換素子の作製方法。
【請求項３】
透明基板に平行に溝を形成し基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板端面に溝が形成された面を突き合わせ、溝及び突き合わせ面にコア用樹脂を注入し硬化させ垂直導波路としたことを特徴とする、請求項１記載の多チャンネル光路変換素子の作製方法。
【請求項４】
透明基板に平行に溝を形成し、該溝にコア用樹脂を充填し基板表面を平滑にし、基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板端面に溝が形成された面を突き合わせ接着し垂直導波路とした請求項１記載の多チャンネル光路変換素子の作製方法。
【請求項５】
透明基板に平行に溝を形成し、基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板に前記溝と同一ピッチで溝を形成し、該透明基板端面に前記透明基板の溝の面を突き合わせ、溝及び突き合わせ面にコア用樹脂を注入硬化し垂直導波路としたことを特徴とする、請求項１記載の多チャンネル光路変換素子の作製方法。
【請求項６】
透明基板に平行に溝を形成し、該溝にコア用樹脂を充填し基板表面を平滑にし、基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板に前記溝と同一ピッチで溝を形成し、該溝にコア用樹脂を充填し基板表面を平滑にし、基板を溝と垂直にカットし、該透明基板端面に前記透明基板の溝の面を両方の溝位置が一致するように突き合わせ接着し垂直導波路としたことを特徴とする、請求項１記載の多チャンネル光路変換素子の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の垂直導波路を用い、水平導波路を多層にしたことを特徴とする、多層多チャンネル光路変換素子の作製方法。
【請求項８】
基板表面に電極及びマーカーを形成したことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の多チャンネル光路変換素子の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか1項に記載の作製方法によって作製されたことを特徴とする多チャンネル光路変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ間、ボード間の光インターコネクションの間を効率的に接続するために必要な、光回路の進行方向を変換する多チャンネル光路変換素子において、損失が少なく信頼性の高い多チャネルの光路変換素子、及びその有効な作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報量の増大、処理速度の高速化にともない、メタル配線では対応できない状況が予想され、光を用いた光インターコネクションの開発が進められている。これらの普及には低価格化と量産化が要望されており、取り扱いの容易な樹脂製光導波路がその有力な構成部材として開発されている。 導波路用の樹脂材料としては、フッ素化ポリイミド樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂等が用いられる。光インターコネクションを安価に効率よく生産するためには光インターコネクションに使われるＬＤ、ＰＤ等の半導体素子を平面実装できることが重要である。そのためには水平方向の樹脂製光導波路の光軸を急激に曲げる光路変換の技術、特に、２〜１６チャンネルなどの、複数の光信号をパラレルに送受信することが出来る様々な多チャネルの光路変換素子が必要とされている。これらの光路変換素子では損失が少なく、チャンネル間で特性の揃った、かつコア同士の位置関係が維持されていることが求められている。特にコア同士の位置関係の維持はデバイス特性に直接影響するためその精度は±２．５μｍ以下にすることが求められている。
【０００３】
既存技術では、光路変換部品として、片端に傾斜端面を有し、かつ前記傾斜端面の傾斜角及び傾斜端面における光導波路コアのサイズ、配置等が概ね等しい一対の光導波路の傾斜端面同士を対向させ、この傾斜端面における光導波路のコアが概ね一致するように前記傾斜端面同士を接続し、前記一対の光導波路が概ねＶ字型に固定され、前記Ｖ字型の光導波路の頂部を除去してコアを所定の位置まで露出させて反射面が設けられたものを所定の間隔で並列に積層し、コアより屈折率の低い物質で覆って作製する多チャネル光路変換部品が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、多チャンネルの光路変換部品として、直交する光導波路が形成された同形の基板同士を光軸が所定の相対位置をとるように貼り合わせ、その後直交する光導波路部にミラーを形成する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、光部品と光配線との光結合が良く、かつ製造が容易な構造を持つ光配線層、及びその光配線層を用いた光・電気配線基板として、支持体の上に剥離膜を形成し、剥離膜の上にコアとクラッドからなる光配線層を形成し、光配線層に垂直な孔をレーザーによって開け、孔をコア材と同じ材料で埋め、コアを作り、両コアが交差している部分にダイシングにより溝を入れてミラーを形成し、剥離液に漬け、支持体から光配線層を剥がし、所望の光配線層を作る方法が提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−１９４５４０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５５７８号公報
【特許文献３】特開２０００−３０４９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した特開２００１−１９４５４０号公報による作製方法では、傾斜面の合った導波路を作製する工程、これらを張り合わせる工程など精密な作業を必要とし工程が複雑であり、水平導波路と垂直導波路を別々に作製することで垂直導波路と水平導波路の位置ずれが起こりやすく、損失が増大する恐れがある。
【０００７】
また、特開２００３−３１５５７８号公報による作製方法では、導波路が形成された基板同士を貼り合わせる工程が精密な作業を必要とし、デバイスとして必要な±２．５μｍ以下の精度を維持することが困難であり、位置ずれが起こりやすく、チャンネル間の損失変化が増大する恐れがある。
【０００８】
さらに、特開２０００−３０４９５３号公報による作製方法では、交差構造を作製した後にダイシングにより溝を入れてミラーを形成するために、交差部の接続精度は高いものの、剥離液による剥離によって光配線基板に湾曲や変形が生じるため高い寸法精度の光配線層を得ることが難しい。
【０００９】
また、レーザーによる孔開けは使用するレーザーの種類により差があるが、時間が掛かったり、テーパーが付いたり、孔の周りに付着物が付く等の不具合がある。また、そもそも孔開け位置を１００ｍｍφ基板全面に渡り±２．５μｍの精度で制御するのは非常に困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数の垂直導波路と複数の水平導波路とその交差部に形成されたミラーからなる多チャンネル光路変換素子において、透明基板に平行に溝を形成し基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板端面に溝が形成された面を突き合わせ形成される孔にコア用樹脂が充填され、垂直導波路としたことを特徴とする、多チャンネル光路変換素子の作製方法である。
【００１１】
また、透明基板に平行に溝を形成し、該溝にコア用樹脂を所望の厚さ充填しその上にクラッド用樹脂を充填し基板表面を平滑にし、基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板端面に溝が形成された面を突き合わせ接着し垂直導波路としたことを特徴とする、上記の多チャンネル光路変換素子の作製方法である。
【００１２】
また、透明基板に平行に溝を形成し基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板端面に溝が形成された面を突き合わせ、溝及び突き合わせ面にコア用樹脂を注入し硬化させ垂直導波路としたことを特徴とする、上記の多チャンネル光路変換素子の作製方法である。
【００１３】
また、透明基板に平行に溝を形成し、該溝にコア用樹脂を充填し基板表面を平滑にし、基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板端面に溝が形成された面を突き合わせ接着し垂直導波路とした上記の多チャンネル光路変換素子の作製方法である。
【００１４】
また、透明基板に平行に溝を形成し、基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板に前記溝と同一ピッチで溝を形成し、該透明基板端面に前記透明基板の溝の面を突き合わせ、溝及び突き合わせ面にコア用樹脂を注入硬化し垂直導波路としたことを特徴とする、上記の多チャンネル光路変換素子の作製方法である。
【００１５】
また、透明基板に平行に溝を形成し、該溝にコア用樹脂を充填し基板表面を平滑にし、基板を溝と垂直にカットし、カット幅と略同じ厚みの透明基板に前記溝と同一ピッチで溝を形成し、該溝にコア用樹脂を充填し基板表面を平滑にし、基板を溝と垂直にカットし、該透明基板端面に前記透明基板の溝の面を両方の溝位置が一致するように突き合わせ接着し垂直導波路としたことを特徴とする、上記の多チャンネル光路変換素子の作製方法である。
【００１６】
さらに、上記の垂直導波路を用い、水平導波路を多層にしたことを特徴とする、多層多チャンネル光路変換素子の作製方法である。
【００１７】
さらにまた、上記の垂直導波路を用い、基板表面に電極及びマーカーを形成したことを特徴とする、上記の多チャンネル光路変換素子の作製方法である。
【００１８】
さらに、上記の作製方法によって作製されたことを特徴とする多チャンネル光路変換素子である。
【発明の効果】
【００１９】
基板に±２．５μｍの位置精度で多数個の孔を開けることは技術的に非常に難しい。ドリルによる孔開けではテーパーの少ない孔が開けられるが、多数個の孔を±２．５μｍの位置精度で開けることは非常に困難であり、また時間を要し実用的ではない。湿式エッチングではフォトリソグラフィーによりレジストパターンを高精度に形成できるため、孔位置を高精度に形成することは可能である。しかし、孔形状が半球状の孔になり真っ直ぐなアスペクト比の大きな孔を開けることは出来ない。サンドブラスト法でも同様にフォトリソグラフィーによりレジストパターンを高精度に形成できるため、孔位置を高精度に形成することは可能であるが、孔形状はテーパーが付きアスペクト比の大きな孔を開けることが出来ない。その他ドライエッチングでは孔形成時間が長くテーパーも発生する。レーザーでは孔周辺の汚れやテーパー等があり、テーパーの少ないアスペクト比の大きな形状の整った孔を開けることは非常に困難である。
【００２０】
本発明では基板に平行に溝を形成し、基板を溝と垂直に短冊状にカットし、カット幅と略同じ厚みの基板端面に溝が形成された面を突き合わすことにより、アスペクト比の大きな位置精度の高い垂直導波路用孔を形成することが出来き、垂直導波路長の長い光路変換素子が容易に作成できる。また、溝あるいは孔に樹脂を充填しコアとし、溝あるいは孔を形成した基板をクラッドとすることにより、従来のようにクラッド用の孔を基板に開け、クラッド材を充填し、該クラッドにコア用の孔を開け、該孔にコアを充填する方法に比べ工程が大幅に短くなり、作製コストが低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の水平導波路が１層の多チャンネル光路変換素子作製法の１例について詳述する。多層の多チャンネル光路変換素子についても同様な工程を用いることにより作製できる。
【００２２】
図１は本発明の多チャンネル光路変換素子作製工程を説明する図である。多チャンネル光路変換素子は以下のような工程で作製される。
【００２３】
(a)  平板状の透明基板に所定のピッチの所定の幅、深さの平行な溝をダイサーで形成する。溝の断面形状は矩形あるいは矩形に近いものが望ましいが、Ｕ字形でもよい。ピッチは２５０μｍが通常よく使用されるが、１２５μｍやその他のピッチでも良い。マルチモードの光を使用する場合は、溝の幅、深さは数十μｍである。その最適な値は入射条件や出射条件により異なる。基板としては透明製の高いガラスや樹脂が使用できる。耐熱性を要求される用途ではガラスや耐熱性に富むエポキシ樹脂等が適している。この基板を次に接着する基板厚さに略等しい幅で溝と垂直方向に完全カットする。この溝が垂直導波路用の溝になる。カット幅は次に接着する基板の厚さに等しいことが望ましいが、異なる場合は接着後表面の段差をなくすために研削研磨を行い、表面を平坦にする等の平坦化処理が損失を下げるためには必要になる。
【００２４】
(b)  カットした溝付き短冊３を示す。
【００２５】
(c)  平板状の透明基板に水平導波路用の溝をダイサーで形成する。ピッチ、溝幅、深さは垂直導波路用溝と同じである。次にこの基板を略水平導波路の長さに等しい幅で溝と垂直に完全カットする。
【００２６】
(d)  カットした短冊６を示す。
【００２７】
(e)  次に短冊３を短冊６に接着する。短冊３の溝が形成された面を短冊６の端面にそれぞれの溝位置が一致するように接着する。接着はコア充填用紫外線硬化樹脂で行い、コア充填と短冊同士の接着を同時に行うのが効率的であるが、溝をそれぞれ事前に樹脂で充填しておき、はみ出した樹脂を研削研磨で除き表面を平坦にし、両者を接着剤で接着することも可能である。接着剤は透明性が高く、基板の屈折率に近いものが好ましい。コア用樹脂はエポキシやシリコーン等の耐熱性の高い樹脂が耐熱性を要求される用途には適しているが、耐熱性をそれほど要求されない用途にはアクリル系の樹脂も使用できる。樹脂の屈折率は入射出射の接続の条件により最適屈折率が異なる。通常はクラッドとなる基板の屈折率と樹脂の屈折率から計算した開口数（ＮＡ）が０．２から０．３となる屈折率の樹脂を使用するのが好ましい。また、導波路用の細い溝に効率よく充填する場合には、充填時の樹脂粘度が０．１〜１０Ｐａ・ｓ(１〜１００ポイズ)程度であることが望ましい。短冊の接着は接着剤を用いるのが簡便であるが、熱圧着等の方法も可能である。垂直導波路用溝が形成された短冊３を水平導波路用溝が形成された短冊６に接着する方法を上に示したが、垂直導波路用溝が形成された短冊３に溝を形成していない短冊を接着し、その後ダイサーで水平導波路用溝を形成することも可能である。
【００２８】
(f)  (e)において樹脂が盛り上がっている場合は研削、研磨等により基板上面を平坦にし、この面に透明基板を接着する。接着は接着剤に依るのが簡便である。接着剤は透明性が高く、屈折率が基板の屈折率に近いものが適している。紫外線硬化接着剤が硬化時間が短く効率的であるが、光熱併用型や熱硬化型の接着剤でも良い。
【００２９】
(g)  水平導波路のクラッドを形成するため、透明基板を接着する代わりに、水平導波路用溝を深めに形成しておき、樹脂充填後所定のコア高さになるようにダイサー等で不要部分を除去し、該部に屈折率が基板に近い透明樹脂を充填しクラッドを形成しても良い。
【００３０】
(h)  次に水平導波路と垂直導波路の交差部に斜面が来るようにＶ溝を形成する。斜面に反射率の高い反射膜を形成するため、斜面の研磨や斜面へのコーティング膜塗布により表面粗さを小さくし、スパタリングや真空蒸着等により反射率の高い金属や誘電体多層膜を成膜し、ミラーを形成する。ミラー形成後Ｖ溝は樹脂等で埋める方が信頼性の点から望ましい。
【００３１】
ミラーと反対側の面にスパッタリングや真空蒸着による金属の成膜とフォトリソグラフィーによるパターニングにより電極を形成し、その上に半田バンプを形成し光素子をボンディングすることにより光素子付き光路変換素子を作製することが出来る。
【００３２】
上記の例は導波路がＬ字の例を示したが、図２に示す導波路がＵ字のものや図３に示すクランク状のものへの応用も可能である。また図４に示す水平導波路２層品の作製も可能であり、水平導波路がさらに多層のものも可能である。
【００３３】
水平導波路が多層になる光路変換素子の作製に於いては、１層目基板と２層目基板にマーカーをパターニングしておき、マーカーにより位置合わせを行い、両者を接着するとによってより高精度な位置合わせが可能となる。
【００３４】
単チャンネルの光路変換素子も多チャンネル光路変換素子の作製法と同様な方法で作製できる。
【００３５】
導波路作製方法については、溝と透明基板を突き合わせて溝及び突き合わせ面に接着剤を注入するのか、溝に樹脂を充填した後、透明基板と突き合わせ接着するのか、あるいは水平導波路用溝を作製した短冊と垂直導波路用溝を形成した短冊を突き合わせ溝と突き合わせ面に接着剤を注入し硬化させるか、垂直導波路用溝を形成した短冊と水平導波路用溝を形成していない短冊を接着した後に水平導波路用溝を形成するのか等々作製方法は色々の組合せがある。どの組合せで作製するかは作製装置、加工精度、作製時間等を考慮し適宜選択する。
【００３６】
以下、実施例により説明する。
【実施例１】
【００３７】
厚さ２．５ｍｍのホウケイ酸ガラス基板に２５０μｍピッチの深さ７０μｍ、幅４０μｍの平行な溝をダイサーで形成し、この溝に４０μｍ高さでコア用紫外線硬化樹脂を充填し硬化させた。高さを均一にするため、樹脂硬化後、ダイサーで不要部分の樹脂を除去した。次にクラッド用紫外線硬化樹脂をコアの上に充填し硬化させ、基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去した。この基板を１ｍｍ幅で溝と垂直方向にカットし垂直導波路用短冊を作製した。次に厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラス基板を短冊状にカットし、前記垂直導波路用短冊を溝が形成された面が該短冊端面に一致するようにセットし、コアより屈折率の低い紫外線硬化接着剤を接触面に注入し硬化させた。基板から盛り上がった樹脂は研削研磨で除去し垂直導波路を形成した基板を作製した。
【００３８】
次に該基板表面に垂直導波路と交差するように２５０μｍピッチ、深さ７０μｍ、幅４０μｍの溝をダイサーで形成し、この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し硬化させた。コア高さを４０μｍにするため、樹脂硬化後、ダイサーで不要部分の樹脂を除去した。次にクラッド用紫外線硬化樹脂をコアの上に充填し硬化させ、基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去した。次にクラッド用紫外線硬化樹脂をコアの上に充填し硬化させ、基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去した。
【００３９】
次に水平導波路と垂直導波路の交差部に斜面が来るように先端がＶ字状のブレードを用いてダイサーによりＶ溝を形成し、斜面に金ミラーを作製した。
【００４０】
上記方法で水平導波路長１０ｍｍ、垂直導波路長１ｍｍの４チャンネルの光路変換素子を作製した。８５０ｎｍの光源で損失を測定した。挿入損失は２ｄＢ〜４ｄＢであった。
【実施例２】
【００４１】
厚さ２．５ｍｍのホウケイ酸ガラス基板に２５０μｍピッチの７０μｍ深さ、４０μｍ幅の平行な溝をダイサーで形成し、この基板を１ｍｍ幅で溝と垂直方向にカットし垂直導波路用短冊を作製した。次に厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラス基板を短冊状にカットし、前記垂直導波路用短冊を溝が形成された面が該短冊端面に一致するようにセットし、溝及び突き合わせ面に紫外線硬化樹脂を注入し硬化させた。基板から盛り上がった樹脂は研削研磨で除去し垂直導波路を形成した基板を作製した。
【００４２】
次に貼り合わせた基板表面に垂直導波路と交差するように２５０μｍピッチ、深さ４０μｍ、幅４０μｍの溝をダイサーで形成し、この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し硬化させ水平導波路コアを形成した。基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去した。次に貼り合わせた基板と同じ平面形状の厚さ０．５ｍｍの透明基板を貼り合わせた基板の水平導波路側の面にコアより屈折率の低い紫外線硬化接着剤で接着した。
【００４３】
次に水平導波路と垂直導波路の交差部に斜面が来るように先端がＶ字状のブレードを用いてダイサーによりＶ溝を形成し、斜面に金ミラーを形成した。
【００４４】
上記方法で水平導波路長１０ｍｍ、垂直導波路長１ｍｍの４チャンネルの光路変換素子を作製した。８５０ｎｍの光源で損失を測定した。挿入損失は２ｄＢ〜４ｄＢであった。
【実施例３】
【００４５】
厚さ２．５ｍｍのホウケイ酸ガラス基板に２５０μｍピッチの深さ４０μｍ、４幅０μｍの平行な溝をダイサーで形成し、この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し硬化させた。基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去した。この基板を１ｍｍ幅で溝と垂直方向にカットし垂直導波路用短冊を作製した。
【００４６】
次に厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラス基板を短冊状にカットし、前記垂直導波路用短冊を溝が形成された面が該短冊端面に一致するようにセットし、コアより屈折率の低い紫外線硬化接着剤を接触面に注入し硬化させた。基板から盛り上がった樹脂は研削研磨で除去し垂直導波路を形成した基板を作製した。
【００４７】
次に該基板表面に垂直導波路と交差するように２５０μｍピッチ、深さ４０μｍ、幅４０μｍの溝をダイサーで形成し、この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し硬化させた。基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去した。
【００４８】
次に該基板表面に垂直導波路と交差するように２５０μｍピッチ、深さ４０μｍ、幅４０μｍの溝をダイサーで形成し、この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し硬化させた水平導波路コアを形成した。基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去した。次にこの部材と同じ平面形状の厚さ０．５ｍｍの透明基板を前記部材の水平導波路側の面にコアより屈折率の低い紫外線硬化接着剤で接着した。
次に水平導波路と垂直導波路の交差部に斜面が来るように先端がＶ字状のブレードを用いてダイサーによりＶ溝を形成し、斜面に金ミラーを作製した。
【００４９】
上記方法で水平導波路長１０ｍｍ、垂直導波路長１ｍｍの４チャンネルの光路変換素子を作製した。８５０ｎｍの光源で損失を測定した。挿入損失は３ｄＢ〜４ｄＢであった。
【実施例４】
【００５０】
厚さ２．５ｍｍのホウケイ酸ガラス基板に２５０μｍピッチの深さ４０μｍ、幅４０μｍの平行な溝をダイサーで形成し、この基板を１ｍｍ幅で溝と垂直方向にカットし垂直導波路用の溝を形成した短冊を作製した。次に厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラス基板に水平導波路用の溝を２５０μｍピッチの深さ４０μｍ、幅４０μｍの平行な溝をダイサーで形成し、この基板を１０ｍｍ幅で溝と垂直に完全カットし水平導波路用溝を形成した短冊を作製した。
【００５１】
次に垂直導波路用の溝が形成された短冊の溝側の面を水平導波路用溝が形成された短冊端面にそれぞれの溝位置が一致するようにセットし、それぞれの溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し、平板と基板の接触面に同樹脂を注入し紫外線を照射して樹脂を硬化させた。
【００５２】
その後６０℃で１時間加熱した。次に貼り合わせた基板から盛り上がった樹脂を研削研磨により除去し表面を平坦にした。
【００５３】
この面に厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラス基板を屈折率がコア樹脂より低い紫外線硬化の光学用接着剤を用いて接着した。
【００５４】
次に水平導波路と垂直導波路の交差部に斜面が来るように先端がＶ字状のブレードを用いてダイサーによりＶ溝を形成し、斜面に金ミラーを作製した。
【００５５】
上記方法で水平導波路長１０ｍｍ、垂直導波路長１ｍｍの４チャンネルの光路変換素子を作製した。８５０ｎｍの光源で損失を測定した。挿入損失は２ｄＢ〜４ｄＢであった。
【実施例５】
【００５６】
厚さ２．５ｍｍのホウケイ酸ガラス基板に２５０μｍピッチの深さ４０μｍ、幅４０μｍの平行な溝をダイサーで形成し、この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し硬化させた。基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去し、この基板を１ｍｍ幅で溝と垂直方向にカットし垂直導波路用コアを形成した短冊を作製した。
【００５７】
次に厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラス基板に水平導波路用の溝を２５０μｍピッチの深さ４０μｍ、幅４０μｍの平行な溝をダイサーで形成し、この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し硬化させた。基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去した。この基板を１０ｍｍ幅で溝と垂直方向にカットし水平導波路用のコアを形成した短冊を作製した。
【００５８】
次に垂直導波路用コアを形成した短冊のコアが形成された面を水平導波路コアを形成した短冊の端面にそれぞれの溝位置が一致するようにセットし、コア用紫外線硬化樹脂を突き当て面に注入し紫外線を照射して樹脂を硬化させた。その後６０℃で１時間加熱した。次に平板から盛り上がった樹脂を研削研磨により除去し表面を平坦にした。この面に厚さ０．５ｍｍのホウケイ酸ガラス基板を屈折率がコア樹脂より低い紫外線硬化の光学用接着剤を用いて接着した。
【００５９】
次に水平導波路と垂直導波路の交差部に斜面が来るように先端がＶ字状のブレードを用いてダイサーによりＶ溝を形成し、斜面に金ミラーを作製した。
【００６０】
上記方法で水平導波路長１０ｍｍ、垂直導波路長１ｍｍの４チャンネルの光路変換素子を作製した。８５０ｎｍの光源で損失を測定した。挿入損失は２ｄＢ〜４ｄＢであった。
【実施例６】
【００６１】
厚さ２．５ｍｍのホウケイ酸ガラス基板に２５０μｍピッチの深さ４０μｍ、幅４０μｍの平行な溝をダイサーで形成し、この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し硬化させた。基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去しこの基板を１ｍｍ幅で溝と垂直方向にカットし垂直導波路用コアを形成した短冊１を作製した。
【００６２】
次に厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラス基板に水平導波路用の溝を２５０μｍピッチの深さ４０μｍ、幅４０μｍの平行な溝をダイサーで形成し、この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し硬化させた。基板から盛り上がった部分を研削研磨で除去した。この基板を１２ｍｍ幅で溝と垂直方向にカットし水平導波路用のコアを形成した短冊２を作製した。
【００６３】
次に厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラス基板を幅１２ｍｍにダイサーで切断し短冊２を作製した。
【００６４】
短冊１の垂直導波路コアと短冊２の水平導波路用コア位置が一致し且つ垂直導波路用コア配列の向きと水平導波路用コアが垂直になるように短冊２の上に短冊１を載せ紫外線硬化接着剤を注入し、次に短冊２の水平導波路用コアのある面に紫外線硬化接着剤を塗布し、この上に短冊３の端面が短冊１の垂直導波路用コアが形成された面と一致するようにセットし突き合わせ面に紫外線硬化の光学用接着剤を注入し紫外線を照射して樹脂を硬化させその後６０℃で１時間加熱した。
【００６５】
次に水平導波路と垂直導波路の交差部に斜面が来るように先端がＶ字状のブレードを用いてダイサーによりＶ溝を形成し、斜面に金ミラーを形成した。
【００６６】
次に水平導波路の全長が１０ｍｍになるようにダイサーでカットした。
【００６７】
上記方法で水平導波路長１０ｍｍ、垂直導波路長１ｍｍの４チャンネルの光路変換素子を作製した。８５０ｎｍの光源で損失を測定した。挿入損失は２ｄＢ〜４ｄＢであった。
【実施例７】
【００６８】
厚さ２５０μｍのホウケイ酸ガラス基板に２５０μｍピッチの４０μｍ深さ、４０μｍ幅の平行な溝をダイサーで形成し、この基板を２５０μｍ幅で溝と垂直方向にカットし垂直導波路用の溝を形成した短冊１を作製した。
【００６９】
次に厚さ２５０μｍのＢＫ７ガラス基板から幅１０ｍｍの短冊２をダイサーで切り出した。
【００７０】
次に上記の短冊１と短冊２を短冊１の溝が形成された面を短冊２の端面に一致するようにセットし、溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し、短冊の突き合わせ面に樹脂を注入し紫外線を照射して樹脂を硬化させた。次に厚さ２．５ｍｍのホウケイ酸ガラス基板に２５０μｍピッチの４０μｍ深さ、４０μｍ幅の平行な溝をダイサーで形成し、この基板を２５０μｍ幅で溝と垂直方向にカットし垂直導波路用の溝を形成した短冊３を作製した。
【００７１】
次に短冊３を、短冊２の短冊１と接着した反対側の端面に、短冊２の溝と短冊３の溝が短冊長辺と垂直な線上に２５０μｍのピッチで整列するようにセットし、短冊３の溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し、短冊２と短冊３の突き合わせ面に同樹脂を注入し紫外線を照射して樹脂を硬化させた。基板から盛り上がった樹脂を研削研磨により除去し表面を平坦にした。この方法により垂直導波路を形成した基板２枚（基板１、基板２）を作製した。
【００７２】
次に基板１表面に、基板の長辺と垂直に溝と交差するように深さ４０μｍ、幅４０μｍの溝をダイサーで形成した。この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し紫外線を照射し硬化させた。盛り上がった樹脂を研削研磨により除去し表面を平坦にした。
【００７３】
次に基板２の上に基板１を溝位置が一致するようにコア用に用いた紫外線硬化接着剤で接着した。
【００７４】
次に基板２の裏面に短冊の長辺と垂直に溝と交差するように、幅４０μの溝をダイサーで形成した。溝深さは基板１の溝の中心と基板２の溝の中心間距離が０．２５ｍｍになる深さとした。この溝にコア用紫外線硬化樹脂を充填し紫外線を照射し硬化させ、コア高さが４０μｍになるように不要部分をダイサーで除去し、基板から盛り上がった樹脂は研削研磨により除去し表面を平坦にした。
【００７５】
次に基板２の溝内の隙間をコア樹脂より低い紫外線硬化接着剤で埋め、その上に幅が略１２．７５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス基板を載せ同じ接着剤を注入し一括して紫外線を照射し硬化させた。その後６０℃で１時間加熱した。
【００７６】
次に先端が９０°のＶ字ブレードを用いて、２列の垂直導波路と２層の水平導波路の交差部に４５°斜面が来るようにＶ溝を形成し、面を鏡面化したのち金をスパッタリングし反射膜を形成し、斜面に金ミラーを作製した。
【００７７】
上記方法で水平導波路長、垂直導波路長が１０ｍｍ×２３０μｍ、１０．２５ｍｍ×４８０μｍの２列×４チャンネルの光路変換素子を作製した。８５０ｎｍの光源で損失を測定した。挿入損失は２ｄＢ〜４ｄＢであった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、光通信分野における通信システムはもちろん、評価・測定など光伝送の応用分野にも利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】垂直導波路形成に溝付き短冊の貼り合わせを用いる本発明の多チャンネル光路変換素子の作製工程を説明する図である。
【図２】導波路がＵ字状の多チャンネル光路変換素子である。
【図３】導波路がクランク状の多チャンネル光路変換素子である。
【図４】水平導波路が２層の多チャンネル光路変換素子の作製工程を説明する図である。
【図５】実施例２の垂直及び水平導波路を作製する工程を示す。
【図６】実施例３の垂直及び水平導波路を作製する工程を示す。
【図７】実施例４の垂直及び水平導波路を作製する工程を示す。
【図８】実施例５の垂直及び水平導波路を作製する工程を示す。
【図９】実施例６の垂直及び水平導波路を作製する工程を示す。
【図１０】実施例７の工程を示す。
【符号の説明】
【００８０】
１  垂直導波路用溝
２、５  透明基板
３、６  透明短冊
４  水平導波路用溝
７  コア用樹脂
８    透明基板リッド
９    クラッド用樹脂
１０  反射膜
１１  Ｖ溝
１２  垂直導波路コア
１３  水平導波路コア
１４  電極
１５  短冊１
１６  短冊２
１７  短冊３
１８  基板１
１９  基板２
【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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