專(zhuān)利名稱(chēng)：光波導(dǎo)器件以及光波導(dǎo)器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光波導(dǎo)器件以及光波導(dǎo)器件的制造方法。
技術(shù)背景近年來(lái)，作為光通信用部件，利用使用了高分子樹(shù)脂材料的光波導(dǎo)器件。在光波導(dǎo)器件中，為了改變光布線(xiàn)的方向，在光波導(dǎo)的端部形成45度的傾斜 面，利用該傾斜面使光路彎曲成直角的技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。(例如，參照專(zhuān)利文 獻(xiàn)l:特開(kāi)2001-166167號(hào)公報(bào))圖7所示的是原有的光波導(dǎo)器件31的剖面圖。如圖7所示，光波導(dǎo)器件 31包括在基板32上設(shè)置的發(fā)光元件33;在基板34上設(shè)置的受光元件35;以 及引導(dǎo)光的光導(dǎo)部件36。發(fā)光元件33和光導(dǎo)部件36、受光元件35和光導(dǎo)部 件36分別由光路材料37、 38粘接。光導(dǎo)部件36從下由保護(hù)層39、包層部40、保護(hù)層41組成，在包層部40 的內(nèi)部形成有折射率比包層部40更高的芯部42。在光導(dǎo)部件36的兩端部形 成有具有45度傾斜角的鏡面43、 44。鏡面43、 44通過(guò)在刀尖具有傾斜角的 帶角度的刀片切削而形成。如圖7所示，從發(fā)光元件33發(fā)出的光被鏡面43 全反射，進(jìn)到芯部42內(nèi)。并且，被鏡面44全反射，被受光元件35接收。除了圖7所示的全反射鏡方式之外，還利用圖8所示的鏡塊方式的光路變 換。圖8中，對(duì)與圖7相同的構(gòu)成部分給與相同的符號(hào)，省略對(duì)其結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。 如圖8所示，在芯部42內(nèi)傳播的光被鏡面45反射，-故受光元件35接收。在 鏡塊方式的場(chǎng)合，為了提高反射效率，較好是在鏡面45的表面鍍上金屬。然而，在圖7中，由于從發(fā)光元件33發(fā)出的光直到到達(dá)芯部42必須通過(guò) 光路材料37、保護(hù)層39、包層部40，從而會(huì)產(chǎn)生因光擴(kuò)散或界面反射導(dǎo)致的 光損耗。同樣地，光從芯部42到受光元件35時(shí)也產(chǎn)生光損耗。此外，為了不 產(chǎn)生光損耗，需要在高度方向的高精度的位置調(diào)整。此外，由于鏡面43、 44因芯部42和空氣的折射率差而使光全反射，從而如圖9所示，光路材料37附著在鏡面43上的話(huà)，會(huì)有漏光的問(wèn)題。此外，由 于用帶角度的刀片切削來(lái)形成鏡面43、 44,易于產(chǎn)生依賴(lài)于刀片厚度的旋轉(zhuǎn) 不穩(wěn)定性，必須注意角度精度的控制。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述原有技術(shù)中的問(wèn)題而提出的，是以減小光波導(dǎo)器件中的 光損耗為課題。為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的第一方案，是一種在包層部?jī)?nèi)具有芯部、 設(shè)有向光導(dǎo)方向延伸的光導(dǎo)部件的光波導(dǎo)器件，所述芯部具有主體部和從其兩述芯部的傾斜面露出于外部。此外，較好是所述光導(dǎo)部件形成為薄膜狀。此外，較好是在所述芯部的出入光部的端部設(shè)有在光與電相互之間進(jìn)行轉(zhuǎn) 換的光電變換元件。此外，較好是在所述出入光部之中， 一方出入光部的端部設(shè)置的光電變換 元件是發(fā)光元件，在另 一方出入光部的端部設(shè)置的光電變換元件是受光元件。根據(jù)本發(fā)明的第二方案，光波導(dǎo)器件的制造方法是，形成第一包層；在所 述第一包層上形成芯部，該芯部二維狀地形成為具有主體部和從其兩端部向相 對(duì)于所述主體部大致正交的方向突出的出入光部的大致-字狀的芯部，在位于 所述主體部和出入光部的連續(xù)部的肩部形成有傾斜面；覆蓋所述芯部而形成具 有與所述第一包層相同折射率的第二包層；使所述芯部的傾斜面露出于外部。此外，較好是通過(guò)將所述第一包層以及所述第二包層在垂直于各層的方向 切斷，使所述芯部的傾斜面露出。此外，較好是通過(guò)對(duì)所述第一包層以及所述第二包層進(jìn)行蝕刻處理，使所述芯部的傾斜面露出。 發(fā)明具有如下效果。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)用傾斜面使光全反射并使光沿大致〕字狀的芯部傳播， 能夠從與光導(dǎo)方向大致正交的方向?qū)⒐庵苯訉?dǎo)入芯部，而且，能夠從與光導(dǎo)方 向大致正交的方向從芯部直接射出光。因此，由于光不通過(guò)折射率不同的部分，從而能夠回避在界面的散射或反射，能夠減少光損耗。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式中的光波導(dǎo)薄膜光纜1的立體圖。 圖2是光波導(dǎo)薄膜光纜1的剖視圖。圖3A是用于說(shuō)明形成包層9a的圖。 圖3B是用于說(shuō)明形成芯層10a的圖。 圖3C是用于說(shuō)明芯部IO的形成的圖。 圖3D是表示芯部10的形狀的圖。圖4A是用于說(shuō)明包層9b以及保護(hù)層12的形成方法的圖。圖4B是表示圖4A中的A-A剖面的圖。圖5A是包含芯部IO來(lái)矩形地切出各層的狀態(tài)的立體圖。圖5B是包含芯部IO來(lái)矩形地切出各層的狀態(tài)的俯視圖。圖6A是使鏡面18、 19露出狀態(tài)的立體圖。圖6B是使鏡面18、 19露出狀態(tài)的俯視圖。圖7是原有的光波導(dǎo)器件31的剖視圖。圖8是用于說(shuō)明鏡塊方式的光路變換的圖。圖9是用于說(shuō)明原有的光波導(dǎo)器件31中的問(wèn)題點(diǎn)的圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)iJL明。圖1A是本實(shí)施方式中的光波導(dǎo)薄膜光纜1的立體圖，圖2是光波導(dǎo)薄膜 光纜1的剖視圖。如圖1以及圖2所示，光波導(dǎo)薄膜光纜1包括在基板2 上設(shè)置的發(fā)光元件3;在基板4上設(shè)置的受光元件5;以及沿光導(dǎo)方向(圖2 中的右方向)延伸的光導(dǎo)部件6。發(fā)光元件3和光導(dǎo)部件6、受光元件5和光 導(dǎo)部件6分別由光路材料7、 8粘接。光路材料7、 8起粘接固定發(fā)光元件3 以及受光元件5和光導(dǎo)部件6的作用，具有作為使光的透過(guò)穩(wěn)定的折射介質(zhì)的 作用。光導(dǎo)部件6為薄膜狀，具有可撓性，由包層部9、在包層部9的內(nèi)部形成 的芯部IO、保護(hù)層ll、 12構(gòu)成。芯部10的折射率比包層部9的折射率更高， 也比空氣的折射率更高。因此，在芯部10的內(nèi)部傳播的光在包層部9或與空氣的界面全反射。包層部9的側(cè)面被保護(hù)層11、 12覆蓋。如圖2所示，芯部10具有在光導(dǎo)方向延伸的主體部13、從主體部13的 兩端部向大致垂直于主體部13的方向突出的入光部14以及出光部15,并形 成大致〕字狀。入光部14以及出光部15是技術(shù)范圍所述的出入光部。在位于 主體部13和入光部14的連續(xù)部的肩部16、位于主體部13和出光部15的連 續(xù)部的肩部17上分別形成有具有45度傾斜角的傾斜面即鏡面18、 19。該鏡 面18、 19中，芯部10露出于包層部9的外部，與外部的空氣"l妄觸。還有，與 光在芯部10內(nèi)傳^番的方向垂直的方向的芯部IO的剖面形成方形。在入光部14的端部設(shè)有發(fā)光元件3。發(fā)光元件3由例如面發(fā)光型半導(dǎo)體 激光器(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser)構(gòu)成，根據(jù)從外部供 給的電信號(hào)，在垂直于與光導(dǎo)部件6的接觸面的方向(圖2中的上方向)發(fā)光。在出光部15的端部i殳有受光元件5。受光元件5由例如PD (Photodiode ) 構(gòu)成，接收垂直于與光導(dǎo)部件6的接觸面的方向(圖2中的下方向)的光，并 變換成電信號(hào)。如圖2所示，從發(fā)光元件3發(fā)出的光在芯部10的入光部14內(nèi)傳播，被鏡 面18全反射。被鏡面18使光路變換了 90度的光在芯部10的主體部13內(nèi)傳 播，被鏡面19全反射。被鏡面19使光路變換了 90度的光在芯部10的出光部 15內(nèi)傳播，被受光元件5接收。其次，參照?qǐng)D3A、圖3B、圖3C、圖3D、圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、 圖6A、圖6B對(duì)光波導(dǎo)薄膜光纜1的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，如圖3A所示，在保護(hù)層11上利用旋轉(zhuǎn)成膜法等形成液狀的樹(shù)脂 薄膜，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行加熱處理，形成包層9a。保護(hù)層11由例如聚酰亞胺、PET (聚對(duì)苯二曱酸乙二酯)等樹(shù)脂薄膜構(gòu)成。包層9a由具有透光性的高分子樹(shù) 脂材料構(gòu)成，例如環(huán)氧系樹(shù)脂、丙烯系樹(shù)脂、酰亞胺系樹(shù)脂等構(gòu)成。其次，如圖3B所示，在包層9a上，利用旋轉(zhuǎn)成膜法等形成液狀的樹(shù)脂 薄膜，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行加熱處理，形成折射率比包層9a的折射率更高的芯層10a。 芯層10a由具有透光性的高分子樹(shù)脂材料構(gòu)成，例如環(huán)氧系樹(shù)脂、丙烯系樹(shù)脂、 酰亞胺系樹(shù)脂等構(gòu)成。其次，在芯層10a涂敷掩模，通過(guò)影印以及蝕刻處理，如圖3C所示，將芯部10的芯圖案形成二維狀。所謂'形成二維狀，是指形成圖3C所示的與 包含箭頭X、 Y的XY平面平行的面狀的二維圖形。即，芯部10沿包層9a的 平面形成。如圖3D所示，芯部IO是具有主體部13、入光部14以及出光部 15的大致〕字狀，在位于主體部13和入光部14的連續(xù)部的肩部16、位于主體 部13和出光部15的連續(xù)部的肩部17分別具有鏡面18、 19。其次，如圖4A所示，利用旋轉(zhuǎn)成膜法等形成液狀的樹(shù)脂薄膜，通過(guò)對(duì)其 進(jìn)行加熱處理，由具有與包層9a同樣的折射率的材料覆蓋芯部10而形成包層 9b。包層9b較好是以與包層9a同樣成分的材料形成。再有，如圖4A所示， 在包層9b上形成保護(hù)層12。保護(hù)層12由例如聚酰亞胺、PET (聚對(duì)苯二曱酸 乙二酯)等樹(shù)脂薄膜構(gòu)成。圖4B表示圖4A中的A-A剖面。圖5A以及圖5B是把圖4A所示的各層以包含芯部10的方式來(lái)矩形地切 出的狀態(tài)的立體圖以及俯視圖。再有，在圖5A以及圖5B的B-B、 C-C的位 置，通過(guò)相對(duì)于各層垂直地進(jìn)行加工，使芯部10的鏡面18、 19露出于外部。 這樣，完成了圖6A以及圖6B所示的光導(dǎo)部件6。圖6A所示的包層9a以及 包層9b相當(dāng)于圖1以及圖2所示的包層部9。作為用于使鏡面18、 19露出的加工法，可以是用切割鋸(夕、V步一)或 激光器把保護(hù)層11、包層9a、包層9b以及保護(hù)層12在垂直于各層的方向切 斷。此外，通過(guò)對(duì)保護(hù)層ll、包層9a、包層9b以及保護(hù)層12各層進(jìn)行液相 蝕刻或氣相蝕刻處理，使不要的部分溶解也可以。然后，如圖1以及圖2所示，用光路材料7、 8粘接發(fā)光元件3、受光元 件5以及光導(dǎo)部件6，完成光波導(dǎo)薄膜光纜l。如上述說(shuō)明那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使光在鏡面18、 19全反射并使 光沿大致3字狀的芯部IO傳播，能夠?qū)⒐鈴拇笾屡c光導(dǎo)方向正交的方向直接導(dǎo) 入芯部10，而且，能夠?qū)⒐鈴男静縄O向大致與光導(dǎo)方向正交的方向直接射出。 因此，由于光不通過(guò)折射率不同的部分，從而能夠避免在界面的散射或反射， 能夠減少光損耗。此外，能夠任意地設(shè)定在芯部10的入光部14以及出光部 15的長(zhǎng)度。此外，在用切割鋸切斷而使鏡面18、 19露出的場(chǎng)合，由于能夠用與光導(dǎo) 部件6的外型切斷相同的薄刃來(lái)處理，從而能夠容易地進(jìn)行高精度的加工，并且，與原來(lái)的用帶角度的刀片的加工方法相比較能夠減少刀刃更換等的作業(yè)工 時(shí)。還有，上述實(shí)施方式的記述是本發(fā)明的光波導(dǎo)器件的例子，但并不限定于 此。對(duì)于構(gòu)成光波導(dǎo)薄膜光纜1的各部分的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)在不脫離本發(fā)明的宗旨的 范圍可作適當(dāng)變更。例如，在上述實(shí)施方式中，對(duì)鏡面18、 19的角度形成45度的場(chǎng)合進(jìn)行了 說(shuō)明，但鏡面18、 19的角度并不限定于此，也可以根據(jù)發(fā)光元件3或受光元 件5的特性調(diào)整到光損耗為最小的角度。此外，在上述實(shí)施例中，大致]字狀的芯部IO形成二維狀，但并不限定于 〕字狀，也可以形成U字狀、V字狀、M字狀、N字狀等二維圖案。此外，芯圖案的形成方法并不限定于影印以及蝕刻處理，也可以用直接描 畫(huà)法。此外，在上述實(shí)施方式中，發(fā)光元件3和受光元件5分別設(shè)在不同的基板 2、 4上，但發(fā)光元件3和受光元件5也可以設(shè)在同一基板上。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性圖中符號(hào)說(shuō)明1光波導(dǎo)薄膜光纜(光波導(dǎo)器件)3發(fā)光元件4受光元件6光導(dǎo)部件7、 8光路材料9包層部9a包層(第一包層)9b包層(第二包層)10芯部10a芯層11、 12保護(hù)層13主體部14入光部(出入光部)15出光部(出入光部)16、 17肩部18、 19 4竟面(傾斜面)31光波導(dǎo)器件33發(fā)光元件35受光元件36光導(dǎo)部件37、 38光^各材^H"39保護(hù)層40包層部41保護(hù)層39芯部43、 44鏡面45鏡面
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)器件，在包層部?jī)?nèi)具有芯部，并設(shè)有向光導(dǎo)方向延伸的光導(dǎo)部件，其特征在于，所述芯部具有主體部和從其兩端部向相對(duì)于所述主體部大致正交的方向突出的出入光部并二維狀地形成為大致コ字狀，在位于所述主體部和出入光部的連續(xù)部的肩部形成有傾斜面，所述芯部的傾斜面露出于外部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)器件，其特征在于， 所述光導(dǎo)部件形成為薄膜狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)器件，其特征在于， 在所述芯部的出入光部的端部，設(shè)有在光與電相互之間進(jìn)行變換的光電變換元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光波導(dǎo)器件，其特征在于， 在所述出入光部之中，在一方出入光部的端部設(shè)置的光電變換元件是發(fā)光元件，在另 一方出入光部的端部設(shè)置的光電變換元件是受光元件。
5. —種光波導(dǎo)器件的制造方法，其特征在于， 形成第一包層，在所述第一包層上形成芯部，該芯部二維狀地形成為具有主體部和從其兩于所述主體部和出入光部的連續(xù)部的肩部形成有傾斜面，覆蓋所述芯部而形成具有與所述第一包層相同折射率的第二包層， 使所述芯部的傾斜面露出于外部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光波導(dǎo)器件的制造方法，其特征在于， 通過(guò)將所述第一包層以及所述第二包層在垂直于各層的方向切斷，使所述芯部的傾斜面露出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光波導(dǎo)器件的制造方法，其特征在于， 通過(guò)對(duì)所述第一包層以及所述第二包層進(jìn)行蝕刻處理，使所述芯部的傾斜面露出。
全文摘要
本發(fā)明涉及光波導(dǎo)器件及其制造方法。本發(fā)明目的在于減少光波導(dǎo)器件中的光損耗。光波導(dǎo)薄膜光纜(1)由發(fā)光元件(3)、受光元件(5)以及光導(dǎo)部件(6)構(gòu)成。光導(dǎo)部件(6)為薄膜狀，在包層部(9)的內(nèi)部形成有大致コ字型的芯部(10)。在位于主體部(13)和入光部(14)的連續(xù)部的肩部(16)、位于主體部(13)和出光部(15)的連續(xù)部的肩部(17)形成具有45度傾斜角的鏡面(18、19)。從發(fā)光元件(3)發(fā)出的光在芯部(10)的入光部(14)內(nèi)傳播，由鏡面(18)全反射。由鏡面(18)使光路變換了90度的光在芯部(10)的主體部(13)內(nèi)傳播，由鏡面(19)全反射。由鏡面(19)使光路變換了90度的光在芯部(10)的出光部(15)內(nèi)傳播，被受光元件(5)接收。
文檔編號(hào)G02B6/42GK101243341SQ20068002973
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2006年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者小野位 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社