JP3766811B2 - Optical waveguide unit manufacturing method and optical waveguide unit molding die - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバなどに結合される光通信用の光導波路ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、光ファイバに結合される光通信用の光導波路ユニット等の光部品には、光伝送損失と伝送帯域の点からガラス系無機材料が使用されている。しかし、最近では、加工性や価格の点で無機材料よりも有利なプラスチック系材料が光導波路用材料として注目され、種々のプラスチック材や製造方法の開発が行われている。例えば、特開平8−313747号公報や特開平9−189818号公報には、光導波路用材料としてプラスチック材を用い、露光技術を利用して製作する関連技術が記載されている。また、特開昭63−139304号公報には、断面積の大きな光導波路を製造するための技術として、金型を使用する技術が記載されている。図9に、該公報記載の技術の概略を示す。同図(a)〜(e)は光導波路ユニットの製造過程であって、(a)一部が突起状になった金型1を用意する、(b)金型1の突起部1aを転写してクラッド2'に溝を形成する、(c)該溝にコア材を注入して固化し、コア3とする、(d)クラッド面とコア面とを平坦にするようにクラッド2'の表面を研削加工する、(e)加工面上に上クラッド4を接着する、を経て光導波路ユニットを製造する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のうち、露光技術を用いるものでは、溝深さを数十ミクロン以上とする断面積の大きな光導波路の形成は精度が不十分となるおそれがある。また、特開昭63−139304号公報記載のような金型を用いる技術では、金型1の突起部1aを切削加工により形成するため、該突起部1aの側面1a1(図10)の面粗さ精度を確保できなかったり、該突起部1aの側面1a2の根本部と金型平面との角1a2(図10)に丸みが付いてしまいクラッド2'の溝の開口部のダレの原因となったりする。さらに、コア材の固化収縮分の補填を目的に、クラッド2'の溝内に液状のコア材を余剰に注入した場合には、クラッド2'とコア3とを平坦にするための研削加工などの後加工が必要(上記図9(d))で、これを行うと、加工時において工具から与えられる力により、クラッド2'の溝側面とコア3との間に隙間が発生し易い。これら、突起部1aの側面1a1などの不十分な面精度や、該突起部1aの根本部の角の丸みによる溝開口部のダレや、クラッド2'の溝側面とコア3との間の隙間などはいずれも、光導波路ユニットにおける光伝送損失を増大させる要因となる。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、光導波路ユニット技術において、コアやクラッドにプラスチック材を用いた場合にも、深さ数十ミクロン以上の光導波路断面を有する光導波路ユニットを、容易かつ安価に製作でき、光伝送損失の増大も抑えられるようにすることである。そのためには、クラッドの溝形成用の型の精度を簡易構成下で確保するとともに、コアの後加工を不要にすることが必要条件となる。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、基本的には、光導波路ユニットのクラッド(第1の部材)製作用の成形型としては、板状部材の両面を複数の固定用部材(コマ)ではさみ該板状部材の一部が該固定用部材の端面から突出するようにした構成のものを用いる。クラッド(第1の部材)としては、該板状部材の突出部と該固定用部材の端面とをプラスチック材で覆い、該板状部材の突出部により該プラスチック材の表面に溝部を形成して硬化させた構成とする。さらに、第2の部材を該クラッド(第1の部材)に結合して上記溝部を覆った後、上記溝部内にコア材としての紫外線硬化樹脂等を注入し硬化させ、コア材を内蔵した光導波路ユニットの状態にする。具体的には、(1)光導波路ユニットとして、溝部(該当実施例:符号2G)を有しプラスチック材で構成された第1の部材(該当実施例:符号2)と、光透過性の材料から成り、上記第1の部材に結合されて上記溝部を覆う第2の部材(該当実施例:符号14)と、上記溝部に設けられ上記第1の部材及び上記第2の部材よりも光の屈折率が高いプラスチック材で構成されたコア(該当実施例:符号3)と、を備えて成り、上記溝部のコア中を光信号が導かれるようにした構成とする。(2)上記(1)において、上記コアを、紫外線硬化樹脂で構成する。(3)上記(1)において、上記第1の部材を、上記溝部の側面の平均面粗さが10×10-9m以下である構成とする。(4)上記(1)において、上記第2の部材を、光の屈折率が上記第1の部材と略等しいプラスチック材で構成する。(5)光導波路ユニットの製造方法として、板状部材の両面を複数の固定用部材ではさみ、該板状部材の一部が該固定用部材の端面から突出する状態にする第1のステップ(該当実施例:符号S601)と、該板状部材の突出部と該固定用部材の端面とをプラスチック材で覆い、該板状部材の突出部により該プラスチック材の表面に溝部を形成して第1の部材を構成する第2のステップ(該当実施例:符号S602)と、該第1の部材を上記板状部材及び上記固定用部材から分離する第3のステップ(該当実施例:符号S603)と、第2の部材を上記第1の部材に結合し上記溝部を覆う第4のステップ(該当実施例:符号S604)と、上記溝部内に樹脂を注入し、硬化させてコアを構成する第5のステップ(該当実施例:符号S606)とを経て光導波路ユニットを製造する。(6)光導波路ユニットの製造方法として、板状部材の両面を複数の固定用部材ではさみ、該板状部材の一部が該固定用部材の端面から突出する状態にする第1のステップ(該当実施例:符号S601)と、該板状部材の突出部と該固定用部材の端面とをプラスチック材で覆い、該板状部材の突出部により該プラスチック材の表面に溝部を形成して第1の部材を構成する第2のステップ(該当実施例:符号S602)と、該第1の部材を上記板状部材及び上記固定用部材から分離する第3のステップ(該当実施例:符号S603)と、光透過性の材料から成る第2の部材を上記第1の部材に結合し上記溝部を覆う第4のステップ(該当実施例:符号S604)と、上記溝部内に紫外線硬化樹脂を注入し、該注入した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し該樹脂を硬化させ、上記第1の部材、第2の部材よりも光の屈折率が高いコアを構成する第5のステップ(該当実施例:符号S606)と、を経て光導波路ユニットを製造する。(7)上記(5)または(6)において、上記第1のステップでは、上記固定用部材の斜面部に外力を与えて上記板状部材を固定する。(8)上記(5)または(6)において、上記第2のステップでは、上記プラスチック材を加熱し軟化させた状態で上記板状部材の突出部と上記固定用部材の端面と覆って上記溝部を形成し、該形成後、該プラスチック材を冷却して硬化させる。(9)上記(5)または(6)において、上記第4のステップでは、上記第2の部材として光の屈折率が上記第1の部材と略等しいものを用いる。(10)上記(6)において、上記第5のステップでは、上記紫外線を、上記第2の部材を介しかつ上記溝部の長手方向に対し相対移動させる状態で上記注入した紫外線硬化樹脂に照射する。(11)光導波路ユニットを製造するための光導波路ユニット成形用型として、板状部材(該当実施例:符号5、25、26)と、該板状部材の両面をはさみ、端部を所定量突出させた状態で該板状部材を固定する複数の固定用部材(該当実施例:符号6、7、27、28、29)とを備え、上記突出部で光導波路用溝部を形成可能にした構成とする。(12)上記(11)において、上記固定用部材を、それぞれが、上記板状部材に対向する面側に逃げ部(該当実施例:符号6'、7'、27'、28'、28''、29')を有し、複数個の面で該板状部材に接触する構成とする。(13)光導波路ユニットを備えた光通信機器として、該光導波路ユニットが、溝部を有しプラスチック材で構成された第1の部材と、光透過性の材料から成り上記第1の部材に結合されて上記溝部を覆う第2の部材と、上記溝部に設けられ上記第1の部材及び上記第2の部材よりも光の屈折率が高いプラスチック材で構成されたコアとを備えて成り、上記溝部のコア中を光信号が導かれるようにした構成とする。上記それぞれにおいて、上記板状部材、上記固定用部材は、それぞれ、端面を含め表面を予め高精度に加工されたものを用いる。
上記板状部材は、成形加工において、上記第1の部材の表面に上記溝部を形成する。上記第2の部材は、上記第1の部材に結合されることにより上記溝部を覆い上記コア材の注入される空間を形成するとともに、注入後のコアの研削等の後加工を不要にする。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図1〜図6は、本発明の第1の実施例の説明図である。
本実施例は、1本の直線状の光導波路を有する光導波路ユニットの例である。図1は、第1の部材としてのクラッドを製作するための成形型の構成例、図2は、図1の成形型を用いてクラッドを製作するときの成形治具の構成例、図3は、図2の治具で製作されたクラッド、図4は、該製作したクラッドの溝部内に、液状など流動性を有するコア材を注入して硬化させてコアを形成する装置の構成例、図5は、図4の装置で製作された光導波路ユニットの断面、図6は、光導波路ユニットを製作する手順例を示すフロー図である。
図1において、5は板状部材、6、7は、板状部材5の両面をはさみ固定する固定用部材としてのコマ、6'はコマ6の板状部材接触面側に設けた逃げ部、7'はコマ7の板状部材接触面側に設けた逃げ部、8は、上記コマ7に斜面部36を介して外力を与える押さえ部材、9は、上記コマ6に斜面部35を介して外力を与える外枠部材である。板状部材5及びコマ6、7は、端面を含め表面を予め高精度に加工されている。コマ6、7の板状部材5への接触面は長手方向に直線状にされている。このため、板状部材5はコマ6、7によってはさまれて固定された状態においては、該コマ6、7の端面から所定の高さで突出した該板状部材5の突出部も長手方向に直線状となる。押さえ部材8は、図において下方に移動することで、斜面部36を介しコマ7に外力を与える。外枠部材9は斜面部35を介しコマ6に外力を与える。コマ6、7はそれぞれ、隙間のない状態で板状部材5の両面に接して該板状部材5を固定する。コマ7の逃げ部7'は、押さえ部材8から与えられる外力を該逃げ部7'の両側の接触面に分配しそれぞれの接触面での板状部材5との接触の面圧を高める。同様に、コマ6の逃げ部6'は、外枠部材9から与えられる外力を該逃げ部6'の両側の接触面に分配しそれぞれの接触面での板状部材5との接触の面圧を高める。逃げ部6'、7'は、板状部材のそり等も吸収する。
【0006】
図2において、2pは、第1の部材としてのクラッドを形成するためのプラスチック材、10は下側基材、11は上側基材、12は上側基材11に設けた穴部、13はねじである。他の部分は上記図1と同様である。成形治具としては、ねじ13により、押さえ部材8を図の下方に移動させることで、コマ7に対し斜面部36を介して外力を与え、板状部材5を、コマ6、7間に所定の位置及び姿勢で固定した状態とする。かかる状態の成形治具を加熱し、所定の温度に達したら、上側基材11の穴部12内にプラスチック材2pを入れ、熱により該プラスチック材2pを軟化させ、加圧して、板状部材5の突出部とコマ6、7の端面とを該プラスチック材2pが覆うようにし、次に、冷却して該プラスチック材2pを硬化させる。硬化後、該プラスチック材2pを成形治具から取出して第1の部材としてのクラッド2とする。
【0007】
図3は、上記図2の成形治具により製作されたクラッド2の外観を示す。溝部2Gは板上部材5の突出部とコマ6、7の端面によって形成される。本実施例では、板上部材5の突出部及びコマ6、7の端面は予め高精度に加工されたものを組合わせてあるため、該溝部2Gは、溝寸法及び側面や底面の面粗さや平坦度等は所定の範囲内になっている。例えば、該溝部2Gの側面や底面の平均面粗さを10×10-9m以下とすると光伝送損失の増大を抑えられる。
【0008】
図4は、上記製作したクラッド2の溝部2G内にコア材を注入し硬化させてコアを形成する装置の構成例である。本図4は、クラッド2が装着されたときの状態を示す。図4において、3'はコア材としての液状の紫外線硬化樹脂、18は紫外線硬化樹脂3'を保持するシリンダ、14は、クラッド2に結合され溝部2Gを覆う第2の部材としての光透過性のプラスチックシート材、15は、該プラスチックシート材14を押さえるためのガラス板、16は、クラッド2が取付けられ、図の上下方向に移動するスライダ、17は、該スライダ16を支持する支持部材、20は、紫外線硬化樹脂3'を硬化させるために照射される紫外線、21は該紫外線20の光源としてのランプ、22、23は遮蔽板、24は、遮蔽板22、23間に形成されるスリット、19は、溝部2G内に注入された液状の紫外線硬化樹脂を漏れないようにする漏れ止め部材、3a'は、溝部2G内に注入された紫外線硬化樹脂のうち硬化しない状態のもの、3b'は硬化したものである。本実施例では、上記プラスチックシート材14はクラッド2と同じ材質のものとする。また、紫外線硬化樹脂は、光の屈折率が上記クラッド2や上記プラスチックシート材14よりも高いものを用いる。上記構成において、シリンダ18に圧力を付加し、クラッド2の溝部2G内に紫外線硬化樹脂3’を重力方向に注入し、注入時に、または該注入の完了後に、溝部2G内の紫外線硬化樹脂に紫外線20を、ガラス板15及びプラスチックシート材14を介して照射し、該紫外線硬化樹脂を硬化させる。このとき、紫外線20は、スリット24からクラッド2の溝部2Gに対し部分的に照射され、図の上から下へのスライダ16の移動により、紫外線20が、溝部2G内の紫外線硬化樹脂に対し、溝部2Gの下方にある部分から順次照射されるようにする。これによって、クラッド2の溝部2G内の紫外線硬化樹脂は下方側から順に硬化する。すなわち、未硬化の溝部の上端部にコア材料を補充することによって、溝部2Gの長手方向にコアが形成される。最終的に溝上端部に空隙が発生した場合にはその部分を切除してもよい。なお、スリット24は、遮蔽板22、23の相互位置をずらすことにより、その大きさを変えられる。
【0009】
図5は、図4の装置で製作された光導波路ユニットの外観図である。図5において、2は、溝部を有しプラスチック材で構成された第1の部材としてのクラッド、14は、光透過性の材料から成り、上記クラッド2に結合されて上記溝部を覆う第2の部材としてのプラスチックシート材、3は、上記クラッド2の溝部に設けられ該クラッド2及び上記プラスチックシート材14よりも光の屈折率が高い紫外線硬化樹脂で形成されたコアである。該コアは成形後の後加工は不要である。
【0010】
図6は、上記図1〜図5で説明した光導波路ユニットの製作手順を示すフロー図である。
図6において、
(1)板状部材6の両面を複数の固定用部材としてのコマ6、7ではさみ、該板状部材5の一部が該コマ6、7の端面から突出する状態にする(ステップS601)。板上部材5及びコマ6、7は、予め高精度に加工されたものを用いる。(2)成形治具における加熱、加圧等により、上記板状部材5の突出部と該コマ6、7の端面とをプラスチック材で覆い、該板状部材5の突出部により該プラスチック材の表面に溝部2Gを形成して第1の部材としてのクラッド2を構成する(ステップS602)。
(3)上記クラッド2を上記板状部材5及び上記コマ6、7から分離する(ステップS603)。
(4)光透過性の材料から成る第2の部材としてのプラスチックシート材14を上記第1の部材としてのクラッド2に結合し上記溝部2Gを覆う(ステップS604)。
(5)クラッド2にプラスチックシート材14を結合したアセンブリを、コア形成用装置のステージ(スライダ16)に取付ける(ステップS605)。
(6)上記溝部2G内に紫外線硬化樹脂を注入し、該注入した紫外線硬化樹脂に紫外線20を照射し該樹脂を硬化させ、上記クラッド2、上記プラスチックシート材14よりも光の屈折率が高いコアを構成する(ステップS606)。
(7)コア形成したものをコア形成用装置のステージ(スライダ16)から取外し、光導波路ユニットとする(ステップS607)。
【0011】
上記第1の実施例によれば、平面や端面を予め所定の精度にした板状部材5と複数のコマ6、7とを組合わせた成形型によりクラッド2を形成するため、(a)該クラッド2の溝部2Gの側面や底面の面粗さの所定の精度を容易に確保できるとともに、(b)溝部2Gの開口部のダレも抑えられる。また、コア3の成形後の加工が不要なため、(c)コア3とクラッド2の溝部2Gの内面との間に隙間が生ずることも抑えられる。また、上記図4の装置構成においては、クラッド2の溝部2G内に紫外線硬化樹脂3’を重力方向に注入して硬化させるため、該樹脂の固化収縮を重力方向すなわち溝部2Gの長手方向に発生させることができる。この点からも、コア3とクラッド2の溝部2Gの内面との間に隙間が発生するのを抑えることができる。これらの結果として、光伝送損失の増大を抑えられる。(a)に関し、表面精度は、例えば、従来技術では平均面粗さが約50×10-9mであったものを、上記第1の実施例構成では約5×10-9mにできる見通しである。また、(b)に関し、溝部2Gの開口部のダレ(丸み)は、例えば、従来技術では曲率半径が約50×10-6mであったものを、上記第1の実施例構成ではほとんど0にできる見通しである。さらに、(c)に関し、コア3とクラッド2の溝部2Gの内面との間の隙間は、例えば、従来技術では約2×10-6mであったものを、上記第1の実施例構成ではほとんど0にできる見通しである。これら(a)、(b)、(c)の改善の結果、光伝送損失は、例えば、従来技術では約1dB/10-2mであったものを、上記第1の実施例構成では約0.3dB/10-2mにできる見通しである。また、製作も容易かつ安価にできる。製品及び製作過程における部品の信頼性も高められる。
【0012】
図7、図8は、本発明の第2の実施例の説明図である。
本実施例は、1本の直線状の第1の光導波路と、該第1の光導波路から分岐した曲線条の第2の光導波路を有する光導波路ユニットの場合の例である。図7は、本実施例の光導波路ユニットの第1の部材としてのクラッドを成形するための成形型の平面構成例図、図8は、図7の構成の側面図である。
図7、図8において、25は、直線状の第1の光導波路を形成するための第1の板状部材、26は、曲線状の第2の光導波路を形成するための第2の板状部材、27、28、29は、板状部材25、26の両面をはさみ固定する固定用部材としてのコマ、27'は、コマ27の板状部材25との接触面側に設けた逃げ部、28'は、コマ28の板状部材25との接触面側に設けた逃げ部、28''は、コマ28の板状部材26との接触面側に設けた逃げ部、29'は、コマ29の板状部材26との接触面側に設けた逃げ部である。板状部材25、26及びコマ27、28、29はそれぞれ、端面を含め表面を予め高精度に加工されている。コマ27、28、29の板状部材25への接触面は長手方向に直線状にされている。このため、板状部材25はコマ27、28、29によってはさまれ押されて固定された状態においては、該コマ27、28、29の端面から所定の高さで突出した突出部も長手方向に該コマ27、28、29の接触面に沿った直線状となる。一方、コマ28、29の板状部材26への接触面は長手方向に曲線状にされている。このため、板状部材26はコマ28、29によってはさまれ押されて固定された状態においては、該コマ28、29の端面から所定の高さで突出した突出部も長手方向に該コマ28、29の曲面状接触面に沿った曲線状となる。該コマ27、28、29は、上記第1の実施例の場合と同様、外枠部材と、可動式の押さえ部材とから外力を供給されるようになっている。上記各コマコマ27、28、29の各逃げ部27'、28'、28''、29'はそれぞれ、押さえ部材と外枠から与えられる外力を該逃げ部の両側の接触面に分配しそれぞれの接触面での板状部材25、26との接触の面圧を高めるとともに、板状部材25、26それぞれのそり等も吸収する。
本第2の実施例の場合も、上記第1の実施例と同様、図2に示すような成形治具によりクラッドを製作し、図4に示すような装置によりコアを形成して光導波路ユニットを製作する。
【0013】
上記第2の実施例によれば、上記第1の実施例の場合と同様、平面や端面を予め所定の精度にした板状部材25、26と複数のコマ27、28、29とを組合わせた成形型によりクラッドを形成するため、(a)該クラッドの溝部の側面や底面の面粗さの所定の精度を容易に確保できるし、また、(b)溝部の開口部のダレも抑えられる。また、コアに対し、成形後の加工が不要なため、(c)コアとクラッドの溝部の内面との間の隙間発生も抑えられる。また、クラッドの溝部内に紫外線硬化樹脂を重力方向に注入して硬化させるようにするため、該樹脂の固化収縮を重力方向すなわち溝部の長手方向に発生させるようにでき、この点からも、コアとクラッドの溝部の内面との間に隙間を発生しにくくすることができる。これらの結果、光伝送損失の増大を抑えられる。(a)、(b)、(c)に関しての定量的な改善幅も、上記第1の実施例の場合と同様にできる。また、容易かつ安価に製作でき、かつ信頼性も高められる。
【0014】
なお、上記各実施例では、コア材として紫外線硬化樹脂を用いたが、本発明はこれに限定されない。光導波路の数や形状、コマ数なども、上記実施例の構成に限定されない。
さらに、本発明の適用範囲は、深さ数十ミクロン以上の光導波路断面を有する光導波路ユニットに限定されない。
【0015】
【発明の効果】
本発明によれば、光通信用の光導波路ユニットを容易かつ安価に製作でき、光伝送損失の増大も抑えられる。また、信頼性も高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるクラッド成形型の構成例図である。
【図2】図1の成形型を用いたクラッド成形治具の構成例図である。
【図3】図2の治具で製作したクラッドの外観図である。
【図4】本発明の第1の実施例におけるコア形成用装置の構成例図である。
【図5】図4の装置で製作された光導波路ユニットの断面図である。
【図6】本発明の第1の実施例の光導波路ユニットを製作する手順の例を示すフロー図である。
【図7】本発明の第2の実施例におけるクラッド成形型の平面構成例を示す図である。
【図8】図7のクラッド成形型の側面図である。
【図9】従来技術例を示す図である。
【図10】従来技術の課題点の説明図である。
【符号の説明】
1…金型、 2、2'…クラッド、 3…コア、 5、25、26:板状部材、 6、7、27、28、29…コマ、 6'、7'、27'、28'、28''、29'…逃げ部、 8…押さえ部材、 9…外枠部材、 14…プラスチックシート材、 15…ガラス板、 16…スライダ、 17…支持部材、 19…漏れ止め部材、 20…紫外線、 21…ランプ、 22、23…遮蔽板、 24…スリット。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical waveguide unit for optical communication coupled to an optical fiber or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, glass-based inorganic materials have been used for optical components such as an optical waveguide unit for optical communication coupled to an optical fiber in terms of optical transmission loss and transmission band. Recently, however, plastic materials that are more advantageous than inorganic materials in terms of processability and cost are attracting attention as optical waveguide materials, and various plastic materials and manufacturing methods have been developed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-313747 and 9-189818 describe related technologies that use a plastic material as an optical waveguide material and are manufactured using an exposure technique. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-139304 describes a technique using a mold as a technique for manufacturing an optical waveguide having a large cross-sectional area. FIG. 9 shows an outline of the technique described in the publication. FIGS. 4A to 4E show the manufacturing process of the optical waveguide unit, in which (a) a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Among the above-described conventional techniques, in the case of using the exposure technique, there is a risk that the formation of an optical waveguide having a large cross-sectional area with a groove depth of several tens of microns or more may have insufficient accuracy. Further, in the technique using a mold as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-139304, since the protrusion 1a of the
An object of the present invention is to provide an optical waveguide unit having an optical waveguide cross section with a depth of several tens of microns or more in the optical waveguide unit technology even when a plastic material is used for a core or a clad in the optical waveguide unit technology. It is easy to manufacture at low cost and to suppress an increase in optical transmission loss. For this purpose, it is necessary to ensure the accuracy of the mold for forming the groove of the clad with a simple configuration and to eliminate the need for post-processing of the core.
An object of the present invention is to provide a technique capable of solving such problems.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, basically, as a mold for producing a clad (first member) of an optical waveguide unit, both surfaces of a plate-like member are provided with a plurality of fixing members (coma). ), A structure in which a part of the plate-like member protrudes from the end face of the fixing member is used. As the clad (first member), the protruding portion of the plate member and the end surface of the fixing member are covered with a plastic material, and a groove is formed on the surface of the plastic material by the protruding portion of the plate member. A cured configuration is adopted. Further, after the second member is coupled to the clad (first member) and the groove portion is covered, an ultraviolet curable resin or the like as a core material is injected into the groove portion and cured, so that the optical material incorporating the core material is contained. Set to the state of the waveguide unit. Specifically, (1) a first member (corresponding example: reference numeral 2) having a groove (corresponding example: 2G) and made of a plastic material as an optical waveguide unit, and a light-transmitting material A second member (corresponding example: reference numeral 14) that is coupled to the first member and covers the groove, and is provided in the groove and emits light more than the first member and the second member. And a core (corresponding example: reference numeral 3) made of a plastic material having a high refractive index, and the optical signal is guided through the core of the groove. (2) In the above (1), the core is made of an ultraviolet curable resin. (3) In the above (1), the first member has a configuration in which the average surface roughness of the side surface of the groove is 10 × 10 −9 m or less. (4) In the above (1), the second member is made of a plastic material having a refractive index of light substantially equal to that of the first member. (5) As a method for manufacturing an optical waveguide unit, a first step is to place both sides of a plate-like member between a plurality of fixing members so that a part of the plate-like member protrudes from an end surface of the fixing member ( Corresponding Example: Reference numeral S601), the protruding portion of the plate member and the end surface of the fixing member are covered with a plastic material, and a groove portion is formed on the surface of the plastic material by the protruding portion of the plate member. A second step (corresponding example: S602) constituting one member, and a third step (corresponding example: S603) for separating the first member from the plate-like member and the fixing member. And a fourth step of connecting the second member to the first member and covering the groove portion (corresponding example: reference numeral S604), and injecting resin into the groove portion and curing the resin to form a core. Step 5 (corresponding embodiment: symbol S606) Producing an optical waveguide unit through. (6) As a method of manufacturing an optical waveguide unit, a first step of sandwiching both surfaces of a plate-like member with a plurality of fixing members and causing a part of the plate-like member to protrude from an end surface of the fixing member ( Corresponding Example: Reference numeral S601), the protruding portion of the plate member and the end surface of the fixing member are covered with a plastic material, and a groove portion is formed on the surface of the plastic material by the protruding portion of the plate member. A second step (corresponding example: S602) constituting one member, and a third step (corresponding example: S603) for separating the first member from the plate-like member and the fixing member. And a fourth step (corresponding example: reference numeral S604) for joining the second member made of a light transmissive material to the first member and covering the groove, and injecting an ultraviolet curable resin into the groove. UV light is injected into the injected UV curable resin. And curing the resin to form a core having a refractive index of light higher than that of the first member and the second member (corresponding example: reference numeral S606), and the optical waveguide unit. To manufacture. (7) In the above (5) or (6), in the first step, the plate member is fixed by applying an external force to the inclined surface of the fixing member. (8) In the above (5) or (6), in the second step, the protruding portion of the plate-like member and the end surface of the fixing member are covered with the groove portion in a state where the plastic material is heated and softened. After the formation, the plastic material is cooled and cured. (9) In the above (5) or (6), in the fourth step, the second member having a refractive index of light substantially equal to that of the first member is used. (10) In the above (6), in the fifth step, the injected ultraviolet curable resin is irradiated with the ultraviolet light being moved relative to the longitudinal direction of the groove through the second member. (11) As a mold for forming an optical waveguide unit for manufacturing an optical waveguide unit, a plate-like member (corresponding examples:
The plate-like member forms the groove on the surface of the first member in the molding process. The second member is coupled to the first member to cover the groove and form a space into which the core material is injected, and eliminates the need for post-processing such as grinding of the core after injection.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIGS. 1-6 is explanatory drawing of the 1st Example of this invention.
The present embodiment is an example of an optical waveguide unit having a single linear optical waveguide. FIG. 1 is a configuration example of a molding die for manufacturing a clad as a first member, FIG. 2 is a configuration example of a molding jig when the cladding is manufactured using the molding die of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 shows a configuration example of an apparatus for forming a core by injecting and hardening a fluid core material such as a liquid into a groove portion of the manufactured clad. 5 is a cross section of the optical waveguide unit manufactured by the apparatus of FIG. 4, and FIG. 6 is a flowchart showing an example of a procedure for manufacturing the optical waveguide unit.
In FIG. 1, 5 is a plate-like member, 6 and 7 are pieces as fixing members that sandwich and fix both sides of the plate-
[0006]
In FIG. 2, 2p is a plastic material for forming a clad as a first member, 10 is a lower substrate, 11 is an upper substrate, 12 is a hole provided in the upper substrate 11, and 13 is a screw. It is. Other parts are the same as those in FIG. As the forming jig, the pressing
[0007]
FIG. 3 shows an appearance of the clad 2 manufactured by the forming jig shown in FIG. The
[0008]
FIG. 4 is a configuration example of an apparatus for forming a core by injecting a core material into the
[0009]
FIG. 5 is an external view of an optical waveguide unit manufactured by the apparatus of FIG. In FIG. 5,
[0010]
FIG. 6 is a flowchart showing a manufacturing procedure of the optical waveguide unit described with reference to FIGS.
In FIG.
(1) The both sides of the plate-
(3) The clad 2 is separated from the plate-like member 5 and the
(4) The
(5) The assembly in which the
(6) An ultraviolet curable resin is injected into the
(7) After the core is formed, the core is removed from the stage (slider 16) of the core forming apparatus to obtain an optical waveguide unit (step S607).
[0011]
According to the first embodiment, the clad 2 is formed by the molding die in which the plate-like member 5 whose plane or end surface is previously set to a predetermined accuracy and the plurality of
[0012]
7 and 8 are explanatory diagrams of the second embodiment of the present invention.
The present embodiment is an example of an optical waveguide unit having one linear first optical waveguide and a curved second optical waveguide branched from the first optical waveguide. FIG. 7 is a plan configuration diagram of a molding die for molding a clad as a first member of the optical waveguide unit of the present embodiment, and FIG. 8 is a side view of the configuration of FIG.
7 and 8, 25 is a first plate member for forming a linear first optical waveguide, and 26 is a second plate for forming a curved second optical waveguide. 27, 28, 29 are pieces as fixing members for fixing both surfaces of the plate-
Also in the case of the second embodiment, as in the first embodiment, a clad is manufactured by a forming jig as shown in FIG. 2, and a core is formed by an apparatus as shown in FIG. Is produced.
[0013]
According to the second embodiment, as in the case of the first embodiment, the plate-
[0014]
In each of the above embodiments, an ultraviolet curable resin is used as the core material, but the present invention is not limited to this. The number and shape of the optical waveguides, the number of frames, etc. are not limited to the configuration of the above embodiment.
Furthermore, the application range of the present invention is not limited to an optical waveguide unit having an optical waveguide cross section with a depth of several tens of microns or more.
[0015]
【The invention's effect】
According to the present invention, an optical waveguide unit for optical communication can be easily and inexpensively manufactured, and an increase in optical transmission loss can be suppressed. In addition, reliability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration example diagram of a cladding mold according to a first embodiment of the present invention.
2 is a configuration example diagram of a clad forming jig using the forming die of FIG. 1;
FIG. 3 is an external view of a clad manufactured by the jig shown in FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram of a core forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of an optical waveguide unit manufactured by the apparatus of FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a procedure for manufacturing the optical waveguide unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a planar configuration of a cladding mold according to a second embodiment of the present invention.
8 is a side view of the cladding mold shown in FIG. 7. FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a conventional technique.
FIG. 10 is an explanatory diagram of problems of the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
互いに対向する一対の主面とその一端で該一対の主面に接する端面とを有する板状部材と、第1面と該第1面の一端に接する第2面とを有する複数の固定用部材とを準備し、該板状部材の該一対の主面の各々に該複数の固定用部材の該第1面を当てて該板状部材を該複数の固定用部材ではさみ且つ該板状部材の該端面と該一対の主面の該一端側にある一部分の各々を該固定用部材の該第2面から突出させて成形治具を組み立てる第1のステップと、
前記成形治具を加熱して前記クラッドを形成するためのプラスチック材を軟化させ、該プラスチック材を加圧して前記複数の固定用部材の前記第2面及び該第2面から突出した前記板状部材の前記一端を該プラスチック材で覆い、その後、該プラスチック材を硬化して該複数の固定用部材の該第2面により形成された表面に該板状部材の該一端により形成された溝部を有する該クラッドを成形する第2のステップと、
前記クラッドを前記成形治具から分離する第3のステップと、
前記クラッドの前記表面にプラスチックシート材に結合して該表面における前記溝部の第1開口を覆い、該クラッド表面と該プラスチックシート材とにより規定される該溝部の一端における第2開口を漏れ止め部材で塞ぐ第4のステップと、
前記クラッドを前記溝部の前記一端が下方に位置するように配置し、該クラッド表面と前記プラスチックシート材とにより規定される該溝部の他端における第3開口から該溝部内に樹脂を重力方向に注入して該溝部を樹脂で充填し、且つ該樹脂を該溝部の該一端から該他端に向けて順次硬化させてコアを構成する第5のステップと、
をこの順に行うことを特徴とする光導波路ユニットの製造方法。 A method of manufacturing an optical waveguide unit for optical communication in which a core is formed in a groove provided in a clad main surface ,
A plurality of fixing members having a plate-like member having a pair of main surfaces facing each other and end surfaces in contact with the pair of main surfaces at one end thereof, and a first surface and a second surface in contact with one end of the first surface The plate-like member is sandwiched between the plurality of fixing members by applying the first surfaces of the plurality of fixing members to each of the pair of main surfaces of the plate-like member. A first step of assembling a forming jig by projecting each of the end surfaces of the first and second ends of the pair of main surfaces from the second surface of the fixing member;
The plastic material for forming the clad is heated by heating the forming jig, and the plastic material is pressed to protrude the second surface of the plurality of fixing members and the plate shape protruding from the second surface. Covering the one end of the member with the plastic material, and then curing the plastic material to form a groove formed by the one end of the plate-like member on the surface formed by the second surface of the plurality of fixing members. A second step of forming the cladding having:
A third step of separating the cladding from the forming jig;
The surface of the clad is bonded to a plastic sheet material to cover the first opening of the groove portion on the surface, and the second opening at one end of the groove portion defined by the clad surface and the plastic sheet material is a leakage preventing member A fourth step of closing with
The clad is disposed so that the one end of the groove portion is located below, and resin is introduced into the groove portion from the third opening at the other end of the groove portion defined by the clad surface and the plastic sheet material in the direction of gravity. A fifth step of injecting and filling the groove with resin, and sequentially curing the resin from the one end to the other end of the groove to constitute the core;
A method for manufacturing an optical waveguide unit, wherein the steps are performed in this order .
前記樹脂として紫外線硬化樹脂を用い、
前記第5のステップにおいて、前記溝部に注入された該樹脂に紫外線を該プラスチックシート材を通して照射することにより硬化させて、前記クラッド及び該プラスチックシート材よりも光の屈折率が高い前記コアを形成する請求項1に記載の光導波路ユニットの製造方法。 The plastic sheet material is made of a light transmissive material,
Using an ultraviolet curable resin as the resin,
In the fifth step, the resin injected into the groove is cured by irradiating ultraviolet rays through the plastic sheet material to form the core having a higher refractive index of light than the clad and the plastic sheet material. The method for manufacturing an optical waveguide unit according to claim 1.
互いに対向する一対の主面とその一端で該一対の主面に接する端面とを有する板状部材と、
第1面と該第1面の一端に接する第2面とを有する複数の固定用部材と、を備え、
前記板状部材と前記複数の固定用部材とは、該板状部材の前記一対の主面の各々に該複 数の固定用部材の前記第1面を夫々当てて該板状部材を該複数の固定用部材ではさみ且つ該板状部材の該端面と該一対の主面の該一端側にある一部分の各々とを該固定用部材の該複数の固定用部材の該第2面から夫々突出させて組み立てられて、前記クラッドを成すプラスチック材が軟化され且つ加圧される加工面を該固定用部材の該第2面と該板状部材の該一端とで成し、
前記複数の固定用部材の前記第2面と、該第2面から突出する前記板状部材の前記一端を成す前記端面並びに前記主面の一部分とは、前記加工面を覆う前記プラスチック材の硬化で成形される前記クラッド主面と前記溝部との形状を決め、
前記複数の固定用部材の前記第1面の前記板状部材の前記主面に当てられる部分には逃げ部が夫々形成されていることを特徴とする光導波路ユニット成形用型。 An optical waveguide unit molding die for molding the clad main surface of an optical waveguide unit for optical communication in which an optical waveguide groove provided on the clad main surface is formed ,
A plate-shaped member having a pair of main surfaces facing each other and end surfaces in contact with the pair of main surfaces at one end thereof;
A plurality of fixing members having a first surface and a second surface in contact with one end of the first surface;
The plate-like member and the plurality of fixing members are arranged such that the first surfaces of the plurality of fixing members are respectively applied to the pair of main surfaces of the plate-like member. And the end surface of the plate-like member and each of the portions on the one end side of the pair of main surfaces protrude from the second surfaces of the plurality of fixing members of the fixing member, respectively. The plastic material constituting the cladding is softened and pressed with the second surface of the fixing member and the one end of the plate member,
The second surface of the plurality of fixing members, the end surface forming the one end of the plate-like member protruding from the second surface, and a part of the main surface are cured of the plastic material covering the processing surface Determine the shape of the cladding main surface and the groove formed in
An optical waveguide unit molding die , wherein relief portions are respectively formed in portions of the first surfaces of the plurality of fixing members that are brought into contact with the main surface of the plate-like member .
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