专利名称：光波导器件以及光波导器件的制造方法
技术领域：
本发明涉及光波导器件以及光波导器件的制造方法。
技术背景近年来，作为光通信用部件，利用使用了高分子树脂材料的光波导器件。在光波导器件中，为了改变光布线的方向，在光波导的端部形成45度的倾斜 面，利用该倾斜面使光路弯曲成直角的技术被开发出来。(例如，参照专利文 献l:特开2001-166167号公报)图7所示的是原有的光波导器件31的剖面图。如图7所示，光波导器件 31包括在基板32上设置的发光元件33;在基板34上设置的受光元件35;以 及引导光的光导部件36。发光元件33和光导部件36、受光元件35和光导部 件36分别由光路材料37、 38粘接。光导部件36从下由保护层39、包层部40、保护层41组成，在包层部40 的内部形成有折射率比包层部40更高的芯部42。在光导部件36的两端部形 成有具有45度倾斜角的镜面43、 44。镜面43、 44通过在刀尖具有倾斜角的 带角度的刀片切削而形成。如图7所示，从发光元件33发出的光被镜面43 全反射，进到芯部42内。并且，被镜面44全反射，被受光元件35接收。除了图7所示的全反射镜方式之外，还利用图8所示的镜块方式的光路变 换。图8中，对与图7相同的构成部分给与相同的符号，省略对其结构的说明。 如图8所示，在芯部42内传播的光被镜面45反射，-故受光元件35接收。在 镜块方式的场合，为了提高反射效率，较好是在镜面45的表面镀上金属。然而，在图7中，由于从发光元件33发出的光直到到达芯部42必须通过 光路材料37、保护层39、包层部40，从而会产生因光扩散或界面反射导致的 光损耗。同样地，光从芯部42到受光元件35时也产生光损耗。此外，为了不 产生光损耗，需要在高度方向的高精度的位置调整。此外，由于镜面43、 44因芯部42和空气的折射率差而使光全反射，从而如图9所示，光路材料37附着在镜面43上的话，会有漏光的问题。此外，由 于用带角度的刀片切削来形成镜面43、 44,易于产生依赖于刀片厚度的旋转 不稳定性，必须注意角度精度的控制。 发明内容本发明是鉴于上述原有技术中的问题而提出的，是以减小光波导器件中的 光损耗为课题。为了解决上述课题，根据本发明的第一方案，是一种在包层部内具有芯部、 设有向光导方向延伸的光导部件的光波导器件，所述芯部具有主体部和从其两述芯部的倾斜面露出于外部。此外，较好是所述光导部件形成为薄膜状。此外，较好是在所述芯部的出入光部的端部设有在光与电相互之间进行转 换的光电变换元件。此外，较好是在所述出入光部之中， 一方出入光部的端部设置的光电变换 元件是发光元件，在另 一方出入光部的端部设置的光电变换元件是受光元件。根据本发明的第二方案，光波导器件的制造方法是，形成第一包层；在所 述第一包层上形成芯部，该芯部二维状地形成为具有主体部和从其两端部向相 对于所述主体部大致正交的方向突出的出入光部的大致-字状的芯部，在位于 所述主体部和出入光部的连续部的肩部形成有倾斜面；覆盖所述芯部而形成具 有与所述第一包层相同折射率的第二包层；使所述芯部的倾斜面露出于外部。此外，较好是通过将所述第一包层以及所述第二包层在垂直于各层的方向 切断，使所述芯部的倾斜面露出。此外，较好是通过对所述第一包层以及所述第二包层进行蚀刻处理，使所述芯部的倾斜面露出。 发明具有如下效果。根据本发明，通过用倾斜面使光全反射并使光沿大致〕字状的芯部传播， 能够从与光导方向大致正交的方向将光直接导入芯部，而且，能够从与光导方 向大致正交的方向从芯部直接射出光。因此，由于光不通过折射率不同的部分，从而能够回避在界面的散射或反射，能够减少光损耗。
图1是本发明的实施方式中的光波导薄膜光缆1的立体图。 图2是光波导薄膜光缆1的剖视图。图3A是用于说明形成包层9a的图。 图3B是用于说明形成芯层10a的图。 图3C是用于说明芯部IO的形成的图。 图3D是表示芯部10的形状的图。图4A是用于说明包层9b以及保护层12的形成方法的图。图4B是表示图4A中的A-A剖面的图。图5A是包含芯部IO来矩形地切出各层的状态的立体图。图5B是包含芯部IO来矩形地切出各层的状态的俯视图。图6A是使镜面18、 19露出状态的立体图。图6B是使镜面18、 19露出状态的俯视图。图7是原有的光波导器件31的剖视图。图8是用于说明镜块方式的光路变换的图。图9是用于说明原有的光波导器件31中的问题点的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细iJL明。图1A是本实施方式中的光波导薄膜光缆1的立体图，图2是光波导薄膜 光缆1的剖视图。如图1以及图2所示，光波导薄膜光缆1包括在基板2 上设置的发光元件3;在基板4上设置的受光元件5;以及沿光导方向(图2 中的右方向)延伸的光导部件6。发光元件3和光导部件6、受光元件5和光 导部件6分别由光路材料7、 8粘接。光路材料7、 8起粘接固定发光元件3 以及受光元件5和光导部件6的作用，具有作为使光的透过稳定的折射介质的 作用。光导部件6为薄膜状，具有可挠性，由包层部9、在包层部9的内部形成 的芯部IO、保护层ll、 12构成。芯部10的折射率比包层部9的折射率更高， 也比空气的折射率更高。因此，在芯部10的内部传播的光在包层部9或与空气的界面全反射。包层部9的侧面被保护层11、 12覆盖。如图2所示，芯部10具有在光导方向延伸的主体部13、从主体部13的 两端部向大致垂直于主体部13的方向突出的入光部14以及出光部15,并形 成大致〕字状。入光部14以及出光部15是技术范围所述的出入光部。在位于 主体部13和入光部14的连续部的肩部16、位于主体部13和出光部15的连 续部的肩部17上分别形成有具有45度倾斜角的倾斜面即镜面18、 19。该镜 面18、 19中，芯部10露出于包层部9的外部，与外部的空气"l妄触。还有，与 光在芯部10内传^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的端部设有发光元件3。发光元件3由例如面发光型半导体 激光器(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser)构成，根据从外部供 给的电信号，在垂直于与光导部件6的接触面的方向(图2中的上方向)发光。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 ) 构成，接收垂直于与光导部件6的接触面的方向(图2中的下方向)的光，并 变换成电信号。如图2所示，从发光元件3发出的光在芯部10的入光部14内传播，被镜 面18全反射。被镜面18使光路变换了 90度的光在芯部10的主体部13内传 播，被镜面19全反射。被镜面19使光路变换了 90度的光在芯部10的出光部 15内传播，被受光元件5接收。其次，参照图3A、图3B、图3C、图3D、图4A、图4B、图5A、图5B、 图6A、图6B对光波导薄膜光缆1的制造方法进行说明。首先，如图3A所示，在保护层11上利用旋转成膜法等形成液状的树脂 薄膜，通过对其进行加热处理，形成包层9a。保护层11由例如聚酰亚胺、PET (聚对苯二曱酸乙二酯)等树脂薄膜构成。包层9a由具有透光性的高分子树 脂材料构成，例如环氧系树脂、丙烯系树脂、酰亚胺系树脂等构成。其次，如图3B所示，在包层9a上，利用旋转成膜法等形成液状的树脂 薄膜，通过对其进行加热处理，形成折射率比包层9a的折射率更高的芯层10a。 芯层10a由具有透光性的高分子树脂材料构成，例如环氧系树脂、丙烯系树脂、 酰亚胺系树脂等构成。其次，在芯层10a涂敷掩模，通过影印以及蚀刻处理，如图3C所示，将芯部10的芯图案形成二维状。所谓'形成二维状，是指形成图3C所示的与 包含箭头X、 Y的XY平面平行的面状的二维图形。即，芯部10沿包层9a的 平面形成。如图3D所示，芯部IO是具有主体部13、入光部14以及出光部 15的大致〕字状，在位于主体部13和入光部14的连续部的肩部16、位于主体 部13和出光部15的连续部的肩部17分别具有镜面18、 19。其次，如图4A所示，利用旋转成膜法等形成液状的树脂薄膜，通过对其 进行加热处理，由具有与包层9a同样的折射率的材料覆盖芯部10而形成包层 9b。包层9b较好是以与包层9a同样成分的材料形成。再有，如图4A所示， 在包层9b上形成保护层12。保护层12由例如聚酰亚胺、PET (聚对苯二曱酸 乙二酯)等树脂薄膜构成。图4B表示图4A中的A-A剖面。图5A以及图5B是把图4A所示的各层以包含芯部10的方式来矩形地切 出的状态的立体图以及俯视图。再有，在图5A以及图5B的B-B、 C-C的位 置，通过相对于各层垂直地进行加工，使芯部10的镜面18、 19露出于外部。 这样，完成了图6A以及图6B所示的光导部件6。图6A所示的包层9a以及 包层9b相当于图1以及图2所示的包层部9。作为用于使镜面18、 19露出的加工法，可以是用切割锯(夕、V步一)或 激光器把保护层11、包层9a、包层9b以及保护层12在垂直于各层的方向切 断。此外，通过对保护层ll、包层9a、包层9b以及保护层12各层进行液相 蚀刻或气相蚀刻处理，使不要的部分溶解也可以。然后，如图1以及图2所示，用光路材料7、 8粘接发光元件3、受光元 件5以及光导部件6，完成光波导薄膜光缆l。如上述说明那样，根据本实施方式，通过使光在镜面18、 19全反射并使 光沿大致3字状的芯部IO传播，能够将光从大致与光导方向正交的方向直接导 入芯部10，而且，能够将光从芯部IO向大致与光导方向正交的方向直接射出。 因此，由于光不通过折射率不同的部分，从而能够避免在界面的散射或反射， 能够减少光损耗。此外，能够任意地设定在芯部10的入光部14以及出光部 15的长度。此外，在用切割锯切断而使镜面18、 19露出的场合，由于能够用与光导 部件6的外型切断相同的薄刃来处理，从而能够容易地进行高精度的加工，并且，与原来的用带角度的刀片的加工方法相比较能够减少刀刃更换等的作业工 时。还有，上述实施方式的记述是本发明的光波导器件的例子，但并不限定于 此。对于构成光波导薄膜光缆1的各部分的细节结构在不脱离本发明的宗旨的 范围可作适当变更。例如，在上述实施方式中，对镜面18、 19的角度形成45度的场合进行了 说明，但镜面18、 19的角度并不限定于此，也可以根据发光元件3或受光元 件5的特性调整到光损耗为最小的角度。此外，在上述实施例中，大致]字状的芯部IO形成二维状，但并不限定于 〕字状，也可以形成U字状、V字状、M字状、N字状等二维图案。此外，芯图案的形成方法并不限定于影印以及蚀刻处理，也可以用直接描 画法。此外，在上述实施方式中，发光元件3和受光元件5分别设在不同的基板 2、 4上，但发光元件3和受光元件5也可以设在同一基板上。 产业上的可利用性图中符号说明1光波导薄膜光缆(光波导器件)3发光元件4受光元件6光导部件7、 8光路材料9包层部9a包层(第一包层)9b包层(第二包层)10芯部10a芯层11、 12保护层13主体部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(倾斜面)31光波导器件33发光元件35受光元件36光导部件37、 38光^各材^H"39保护层40包层部41保护层39芯部43、 44镜面45镜面
权利要求
1.一种光波导器件，在包层部内具有芯部，并设有向光导方向延伸的光导部件，其特征在于，所述芯部具有主体部和从其两端部向相对于所述主体部大致正交的方向突出的出入光部并二维状地形成为大致コ字状，在位于所述主体部和出入光部的连续部的肩部形成有倾斜面，所述芯部的倾斜面露出于外部。
2. 根据权利要求1所述的光波导器件，其特征在于， 所述光导部件形成为薄膜状。
3. 根据权利要求1或2所述的光波导器件，其特征在于， 在所述芯部的出入光部的端部，设有在光与电相互之间进行变换的光电变换元件。
4. 根据权利要求3所述的光波导器件，其特征在于， 在所述出入光部之中，在一方出入光部的端部设置的光电变换元件是发光元件，在另 一方出入光部的端部设置的光电变换元件是受光元件。
5. —种光波导器件的制造方法，其特征在于， 形成第一包层，在所述第一包层上形成芯部，该芯部二维状地形成为具有主体部和从其两于所述主体部和出入光部的连续部的肩部形成有倾斜面，覆盖所述芯部而形成具有与所述第一包层相同折射率的第二包层， 使所述芯部的倾斜面露出于外部。
6. 根据权利要求5所述的光波导器件的制造方法，其特征在于， 通过将所述第一包层以及所述第二包层在垂直于各层的方向切断，使所述芯部的倾斜面露出。
7. 根据权利要求5所述的光波导器件的制造方法，其特征在于， 通过对所述第一包层以及所述第二包层进行蚀刻处理，使所述芯部的倾斜面露出。
全文摘要
本发明涉及光波导器件及其制造方法。本发明目的在于减少光波导器件中的光损耗。光波导薄膜光缆(1)由发光元件(3)、受光元件(5)以及光导部件(6)构成。光导部件(6)为薄膜状，在包层部(9)的内部形成有大致コ字型的芯部(10)。在位于主体部(13)和入光部(14)的连续部的肩部(16)、位于主体部(13)和出光部(15)的连续部的肩部(17)形成具有45度倾斜角的镜面(18、19)。从发光元件(3)发出的光在芯部(10)的入光部(14)内传播，由镜面(18)全反射。由镜面(18)使光路变换了90度的光在芯部(10)的主体部(13)内传播，由镜面(19)全反射。由镜面(19)使光路变换了90度的光在芯部(10)的出光部(15)内传播，被受光元件(5)接收。
文档编号G02B6/42GK101243341SQ20068002973
公开日2008年8月13日 申请日期2006年6月21日 优先权日2005年9月30日
发明者小野位 申请人:三美电机株式会社