專利名稱：光導(dǎo)波路裝置及聚合物光導(dǎo)波路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信用的光導(dǎo)波路裝置及聚合物光導(dǎo)波路。
背景技術(shù)：
在光通信用的光纜的連接部和終端部中，為了使該光纜與其他光纜或發(fā)光元件、受光元件相連接，使用光導(dǎo)波路裝置。關(guān)于這種光導(dǎo)波路裝置，近年來，隨著能快速傳輸大容量數(shù)據(jù)的光通信利用的進(jìn)步，希望獲得能更低的制造成本、且適合大批量生產(chǎn)的光導(dǎo)波路裝置。
作為能夠滿足這種要求的光導(dǎo)波路，提出了使用高分子化合物(聚合物)的聚合物光導(dǎo)波路。并且，在通過使聚合物光導(dǎo)波路和由玻璃或聚合物制造的光纖一體化來裝配光導(dǎo)波路裝置的情況下，以往主要使用高分子粘合劑，通過粘合，使聚合物光導(dǎo)波路的端面與保持光纖的光纖引導(dǎo)器相接合。
由于光纖和光纖陣列由石英玻璃制造而成，所以，粘合劑和光纖、光纖陣列之間的粘附性強(qiáng)。這是因?yàn)椴ＡУ谋砻娲嬖诤芏郞H基，由于粘合劑的親水性高，所以粘合劑附著在玻璃表面，會(huì)形成玻璃表面的OH基和氫元素的結(jié)合、或者范德華(Van der Waals)力的結(jié)合。另外，涂敷了硅烷偶聯(lián)劑之后，如果使用UV固化粘合劑等，則會(huì)引起化學(xué)結(jié)合，可以進(jìn)一步提高粘附性。另一方面，關(guān)于聚合物光導(dǎo)波路和粘合劑之間的粘附性，不能獲得像玻璃和粘合劑間那樣大的粘附性。高分子化合物通過固化，幾乎和各原子的所有結(jié)合鍵連接，所以在光導(dǎo)波路的表面上與粘合劑結(jié)合的OH基減少，使氫元素結(jié)合力、范德華力或化學(xué)結(jié)合力變?nèi)?。另外，如果以原子或分子?jí)別來觀察光導(dǎo)波路的端面，則會(huì)觀察到凹凸，并不是露出在光導(dǎo)波路端面上的所有OH基都能與粘合劑結(jié)合。因此，由粘合劑接合的聚合物光導(dǎo)波路和光纖引導(dǎo)器的粘合強(qiáng)度弱，因溫度和濕度而容易剝離，存在著粘合強(qiáng)度的可靠性差的問題。
圖1是為了提高粘合強(qiáng)度的可靠性的以往例子的概略剖面圖。在該光導(dǎo)波裝置10中，保持在光纖引導(dǎo)器11中的光纖12與光導(dǎo)波路13的芯體14光學(xué)耦合，在該狀態(tài)下，光纖引導(dǎo)器11和光導(dǎo)波路13的端面之間用粘合劑15接合。另外，光纖引導(dǎo)器11和光導(dǎo)波路13的接合面的外周部分也堆積著粘合劑15，并使其固化，防止光纖引導(dǎo)器11和光導(dǎo)波路13的接合面的剝離。另外，堆積在接合面的外周部的粘合劑15的表面用SiO2膜覆蓋，防止?jié)駳馇秩虢雍厦?專利文獻(xiàn)1)。
然而，這些方法只不過是通過防止?jié)駳獾那秩牒蛷慕雍厦娴耐庵懿糠值膭冸x來防止粘合強(qiáng)度的降低，沒有從根本上提高光導(dǎo)波路和光纖的粘合強(qiáng)度。
特開平7-27946號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開平7-28008號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠改善聚合物光導(dǎo)波路與光纖的粘合強(qiáng)度，且相對(duì)于濕度和溫度的變化，可靠性高的光導(dǎo)波路裝置。
本發(fā)明的光導(dǎo)波路裝置，由具有芯體和包層的聚合物光導(dǎo)波路和光纖組成，該光纖通過粘合劑被連接在上述光導(dǎo)波路的端面上，與上述芯體構(gòu)成光學(xué)耦合，其特征在于，在上述光導(dǎo)波路的端面和上述光纖的端面中的至少一個(gè)端面與上述粘合劑之間形成有氧化膜。
在本發(fā)明的光導(dǎo)波路裝置中，由于在光導(dǎo)波路或光纖的端面與粘合劑之間形成有氧化膜，所以，通過氧化膜，可以提高光導(dǎo)波路或光纖與粘合劑粘附性，可以增加光導(dǎo)波路和光纖的粘合強(qiáng)度。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以提供光導(dǎo)波路和光纖的粘合強(qiáng)度的可靠性高的光導(dǎo)波路裝置。另外，由于通過調(diào)整氧化膜的含氧量，可以減少水分或水蒸氣的透過率，所以，可以提供對(duì)高溫高濕環(huán)境有耐久性的光導(dǎo)波路裝置，可良好地保持光傳輸質(zhì)量。
在本發(fā)明的光導(dǎo)波路裝置的實(shí)施方式中，構(gòu)成上述氧化膜材料的組成中的氧原子數(shù)的比率小于該材料的穩(wěn)定的組成比率。在本發(fā)明中，在光導(dǎo)波路或光纖的端面與粘合劑之間形成有氧化膜，通過形成氧原子的比率比穩(wěn)定組成低的氧化膜，使氧化膜的表面層不穩(wěn)定，可以使親水基(OH基)自然成長。而且，通過使親水基在氧化層的表面成長，可以提高氧化膜和粘合劑以及光導(dǎo)波路的粘附性，從而可以提高光導(dǎo)波路和光纖的粘合強(qiáng)度。另外，當(dāng)氧化膜中的氧原子數(shù)的比率減少時(shí)，氧化膜的內(nèi)部應(yīng)力變小，因此，像光導(dǎo)波路和光纖的端面那樣，成為與氧化膜不同質(zhì)的物質(zhì)面，而且，通過切片、研磨等，即使在表面粗糙的面上形成氧化膜，也能根據(jù)伴隨著形成膜時(shí)的溫度變化的熱膨脹，防止氧化膜與光導(dǎo)波路的端面之間產(chǎn)生裂紋。因此，根據(jù)該實(shí)施方式，可以制作出對(duì)濕度和溫度變化的可靠性高的光導(dǎo)波路裝置。
尤其是，如果使用Si氧化膜作為氧化膜，使用氧原子數(shù)的比率比SiO2小的SiOx(1≤x≤1.5)所構(gòu)成的氧化膜，則可以在保證光透過率的同時(shí)大大提高粘合強(qiáng)度。
另外，在本發(fā)明的其他的實(shí)施方式中，優(yōu)選上述氧化膜的膜厚為大于等于500小于等于4000。這是因?yàn)槿绻趸さ哪ず癖?00薄，則防止水分或水蒸氣侵入到粘合部分的效果變低。另外，還因?yàn)槿绻趸さ哪ず蟊?000厚，則會(huì)使透光率降低，有可能因氧化膜的內(nèi)部應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。
另外，在本發(fā)明的其他的實(shí)施方式中，上述聚合物光導(dǎo)波路的上述芯體和上述包層可以形成在由無機(jī)質(zhì)材料構(gòu)成的基板上。通過在基板上形成芯體和包層，可以通過使用了壓模的復(fù)制法使包層簡單地成形。
本發(fā)明的聚合物光導(dǎo)波路，在由無機(jī)質(zhì)材料構(gòu)成的基板上形成有包層和芯體，其特征在于，在上述基板和上述包層的相互相對(duì)的面的至少一個(gè)面上形成有氧化膜，夾著該氧化膜，使用粘合劑接合了上述包層和上述基板。
由此，可以提高包層和基板的粘合強(qiáng)度。
另外，本發(fā)明的其他聚合物光導(dǎo)波路，具有芯體和包層，其特征在于，上述聚合物光導(dǎo)波路的表面形成有氧化膜，該氧化膜上形成有金屬膜。聚合物光導(dǎo)波路的表面事先用濺射法等PVD法和CVD法等形成氧化膜，如果在其上面形成金屬膜，則由于氧化膜的表面張力提高，可以提高金屬膜的剝離強(qiáng)度。
另外，本發(fā)明以上所說明的結(jié)構(gòu)要素，只要在條件允許的情況下，可以進(jìn)行任意組合。


圖1是以往例的概略剖面圖。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)波路裝置的立體圖。
圖3是圖2所示的光導(dǎo)波路裝置的分解立體圖。
圖4是端面上形成有氧化膜的光導(dǎo)波路的立體圖。
圖5是圖2所示的光導(dǎo)波路裝置的縱剖面圖。
圖6(a)、(b)是對(duì)SiO2和粘合劑的結(jié)合狀態(tài)進(jìn)行說明的圖。
圖7(a)、(b)是對(duì)SiOX和粘合劑的結(jié)合狀態(tài)進(jìn)行說明的圖。
圖8是表示對(duì)形成有SiO1.3和各種SiO2氧化膜的樣品中的Si-OH結(jié)合附近的IR頻譜進(jìn)行測定的結(jié)果的圖。
圖9是表示計(jì)測將端面上形成有多種硅氧化膜的樣品和端面上沒有形成氧化膜的樣品(以往例)放置在高溫高濕環(huán)境下大約200小時(shí)后的光強(qiáng)度的衰減率的結(jié)果的圖。
圖10是表示光導(dǎo)波路的不同實(shí)施方式的立體圖。
圖11是表示圖2的實(shí)施方式中的變形例的剖面圖。
圖12是表示圖2的實(shí)施方式中的其他變形例的剖面圖。
圖13(b)是表示在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中所使用的光導(dǎo)波路的剖面圖，圖13(a)是表示其制造工序的圖。
圖14(b)是表示在本發(fā)明另一實(shí)施方式中所使用的光導(dǎo)波路的剖面圖，圖14(a)是表示其制造工序的圖。
圖中21光導(dǎo)波路；22、23光纖引導(dǎo)器；24下包層；25芯體；26上包層；27氧化膜；28A帶狀芯線；28B光纖芯線；32光纖；36光纖；37粘合劑38下側(cè)基板；39上側(cè)基板；40氧化膜。
具體實(shí)施例方式
以下，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。但是，本發(fā)明并不限于以下所說明的實(shí)施方式。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)波路裝置20的立體圖。圖3是該光導(dǎo)波路裝置20的分解立體圖。光導(dǎo)波路裝置20包括單模光導(dǎo)波路21、接合在其兩側(cè)的輸入輸出端口用的光纖引導(dǎo)器22、23。光導(dǎo)波路21在折射率較高的透明樹脂所形成的下包層24的上面的一部分上形成凹槽，該凹槽內(nèi)嵌入折射率比下包層24高的透明樹脂，形成芯體25，下包層24的上面貼合著由折射率比芯體25低的透明樹脂構(gòu)成的板狀的上包層26。芯體25的兩端面在下包層24和上包層26之間，在光導(dǎo)波路21的端面露出。芯體25的寬度和高度在單模光導(dǎo)波路的情況下，為6μm左右即可。上包層26的透明樹脂和下包層24的透明樹脂雖然使用不同的樹脂也無妨，但是優(yōu)選使用相同的樹脂。
作為用于形成上下包層26、24和芯體25的樹脂優(yōu)選使用紫外線固化型的透明樹脂，但是，也可以代替它使用熱固化型的透明樹脂。另外，作為用于形成上下包層26、24和芯體25的樹脂可以使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、photo-PCB(光固化型多氯聯(lián)苯)、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、光固化型陽離子聚合起始劑、丙烯酸系樹脂(含有Si、F)、光固化型自由基聚合起始劑、氟化聚酰亞胺等(這些樹脂不限于光固化型)。作為形成下包層24的方法，優(yōu)選使用壓模的復(fù)制法，但是，也可以通過熱壓、蝕刻、注塑等來形成下包層24。
這種光導(dǎo)波路21為了提高生產(chǎn)性，在量產(chǎn)時(shí)，在玻璃晶片上一次制造多個(gè)。這樣在晶片上制作的多個(gè)光導(dǎo)波路21利用切片(dicing)法進(jìn)行斷裁，分割成各個(gè)光導(dǎo)波路21。此時(shí)，也可以通過研磨各光導(dǎo)波路21的端面，使露出芯體25的兩端面變得平滑。
然后，如圖4所示，對(duì)光導(dǎo)波路21的兩端面的整個(gè)面，使用濺射法、蒸鍍法、常溫CVD法、光CVD法等形成氧化膜27。例如，采用使用了硅的濺射法，在光導(dǎo)波路21的端面上作為氧化膜27而形成SiOX膜。此時(shí)的濺射條件為使用氬等離子體，使用在靶上具有所希望的x值的SiOX(例如，SiO1.3)。另外，到達(dá)壓力為3×10-6Torr，成膜壓力為5×10-3Torr，氬流量為20sccm，高頻輸出為0.2kW，成膜時(shí)間為2分鐘。這樣成膜的氧化膜27的膜厚為1000。
在該工序中，在濺射法、蒸鍍法等中，由于氧化膜27的分子以一定的動(dòng)能到達(dá)光導(dǎo)波路21的端面，所以能夠與光導(dǎo)波路21的端面上所表露的更多的OH基進(jìn)行離子結(jié)合或化學(xué)結(jié)合。其結(jié)果，與將粘合劑直接涂敷在光導(dǎo)波路的端面上的情況相比較，可以提高光導(dǎo)波路21和氧化膜27間的剝離強(qiáng)度。
作為氧化膜27，優(yōu)選硅氧化膜，但是，由于只要是透明的、且不使光纖和光導(dǎo)波路21的耦合效率降低即可，所以，也可以使用鋁、鎂、SiON等透明的氧化物。作為氧化膜，優(yōu)選氧原子比最穩(wěn)定的化學(xué)計(jì)量的組成低的物質(zhì)，例如在硅氧化膜的情況下，優(yōu)選氧含有量比SiO2少的SiOX(X＝1～1.5)的組成的物質(zhì)。在氧化鋁膜的情況下，優(yōu)選氧原子的比率比Al2O3小的物質(zhì)。
為了防止氧化膜27中的透光率下降以及因氧化膜27內(nèi)部應(yīng)力所導(dǎo)致的破裂的發(fā)生，氧化膜27的厚度優(yōu)選設(shè)計(jì)成小于等于4000，另外，為了防止水或水蒸氣通過氧化膜27侵入到光導(dǎo)波路2 1中，優(yōu)選確保大于等于500的厚度。另外，氧化膜27的成膜工序由于是向構(gòu)成光導(dǎo)波路21的樹脂上成膜，所以為了不使光導(dǎo)波路21劣化，必須利用200℃以下的低溫成長法，來形成氧化膜27。另外，在氧化膜27形成大于等于2000的厚度時(shí)，為了防止破裂，通過使成膜裝置的基板溫度不高于100℃，可以進(jìn)一步改善質(zhì)量。
如圖3所示，光纖引導(dǎo)器22由在上面形成多道V槽29的玻璃制或塑料制的基板30和光纖壓板31構(gòu)成。剝開帶狀芯線28A前端部的護(hù)皮，露出由芯體和包層構(gòu)成的各光纖32，把多根光纖32定位保持在基板30的各V槽29內(nèi)，將在上面涂有粘合劑的光纖壓板31蓋在其上面，用光纖壓板31壓緊各光纖32，使基板30和光纖壓板31粘合成一體。同樣，光纖引導(dǎo)器23由在上面形成一道V槽33的玻璃制或塑料制的基板34和光纖壓板35構(gòu)成。剝開光纖芯線28B前端部的護(hù)皮，露出由芯體和包層構(gòu)成的各光纖36，把該光纖36定位保持在基板34的V槽33內(nèi)，將在上面涂有粘合劑的光纖壓板35該在其上面，用光纖壓板35壓緊光纖36，使基板34和光纖壓板35粘合成一體。另外，光纖32、36可以是玻璃光纖、也可以是塑料光纖。
這樣制作各個(gè)光導(dǎo)波路21和光纖引導(dǎo)器22、23時(shí)，如圖5所示，使芯體25的中心和光纖32、36的軸心一致，通過使二者光學(xué)耦合，裝配成光導(dǎo)波路裝置20。圖5是表示通過將光纖引導(dǎo)器22、23粘合在光導(dǎo)波路21的兩端來裝配成光導(dǎo)波路裝置20的狀態(tài)的剖面圖。即，在形成于光導(dǎo)波路21的兩端面上的氧化膜27和光纖引導(dǎo)器22、23之間涂敷粘合劑37，利用粘合劑37，使光導(dǎo)波路21和光纖引導(dǎo)器22、23接合成一體。此時(shí)，為了更加提高氧化膜27和粘合劑之間的粘附性，可以在氧化膜27的表面實(shí)施底涂(primer coating)等。
如果在光導(dǎo)波路21的端面上預(yù)先形成氧化膜27，則由于氧化膜27與粘合劑37以及光導(dǎo)波路21的粘附性提高，所以，光導(dǎo)波路21和光纖引導(dǎo)器22、23的粘合強(qiáng)度也提高。但是，作為氧化膜27，如果使用像SiO2那樣穩(wěn)定組成的物質(zhì)，氧化膜27與粘合劑37以及光導(dǎo)波路21的剝離強(qiáng)度變低，不能充分提高光導(dǎo)波路21和光纖引導(dǎo)器22、23的粘合強(qiáng)度。而作為氧化膜27，如果使用像SiOX(1≤X≤1.5)那樣氧原子的組成比小的物質(zhì)，可以提高氧化膜27與粘合劑37以及光導(dǎo)波路21的剝離強(qiáng)度，從而可以充分提高光導(dǎo)波路21和光纖引導(dǎo)器22、23的粘合強(qiáng)度。
接著，對(duì)在光導(dǎo)波路21的端面設(shè)置氧原子的組成比小的氧化膜27時(shí)，粘合強(qiáng)度提高的理由進(jìn)行說明。在光導(dǎo)波路21的樹脂表面上作為氧化膜27而形成SiO2的情況下，光導(dǎo)波路21的樹脂表面的OH基和氧化膜27的OH基通過化學(xué)結(jié)合，使該樹脂和氧化膜27結(jié)合起來。但是，SiO2是穩(wěn)定的組成，由于各原子的結(jié)合飽和，所以SiO2側(cè)剩余的結(jié)合鍵少。因此，考慮到通過包含在光導(dǎo)波路21的樹脂表面的OH基中的氧原子，使SiO2和樹脂化學(xué)結(jié)合，但是，由于化學(xué)結(jié)合的結(jié)合鍵少，所以光導(dǎo)波路21和氧化膜27之間的剝離強(qiáng)度低。
同樣，如圖6(a)所示，關(guān)于使用SiO2作為氧化膜27時(shí)的粘合劑37和氧化膜27間的結(jié)合，SiO2側(cè)剩余的結(jié)合鍵少，所以，如圖6(b)所示，通過包含在粘合劑37的表面的OH基中的氧原子，使SiO2和粘合劑37的化學(xué)結(jié)合的結(jié)合鍵少。因此，粘合劑37和氧化膜27之間的剝離強(qiáng)度也低。
而在SiOX(1≤X≤1.5)的情況下，由于缺乏氧原子，所以變成不飽和結(jié)合，結(jié)合狀態(tài)不穩(wěn)定。因此，作為氧化膜27的SiOX結(jié)合空氣中的H原子，使SiOX的表面呈現(xiàn)很多的OH基。其結(jié)果，SiOX的OH基和光導(dǎo)波路21的樹脂的OH基發(fā)生如下的反應(yīng)
通過O原子進(jìn)行更多的化學(xué)結(jié)合。因此，如果使用SiOX(1≤X≤1.5)作為氧化膜27，可以提高光導(dǎo)波路21和氧化膜27之間的剝離強(qiáng)度。
使用SiOX(1≤X≤1.5)作為氧化膜27時(shí)的粘合劑37和氧化膜27之間的結(jié)合也是相同的。氧化膜27缺乏氧原子，變成不飽和結(jié)合，結(jié)合狀態(tài)變得不穩(wěn)定，因此，如圖7(a)所示，作為氧化膜27的SiOX結(jié)合空氣中的H原子，使SiOX的表面呈現(xiàn)很多的OH基。SiOX的OH基和粘合劑37的OH基發(fā)生反應(yīng)，如圖7(b)所示，通過O原子進(jìn)行更多的化學(xué)結(jié)合。因此，如果使用SiOX(1≤X≤1.5)作為氧化膜27，可以提高粘合劑37和氧化膜27之間的剝離強(qiáng)度。
因此，使用SiOX(1≤X≤1.5)作為氧化膜27時(shí)，可以提高氧化膜27和光導(dǎo)波路21之間的剝離強(qiáng)度、以及氧化膜27和粘合劑37之間的剝離強(qiáng)度，進(jìn)而，可以提高光導(dǎo)波路21和粘合劑37的粘合強(qiáng)度。
圖8是表示將SiO1.3、濺射氧化膜(SiO2)、熱氧化SiO2膜、NGS(利用CVD法制造的SiO2)作為樣品，測定Si-OH結(jié)合附近的IR頻譜強(qiáng)度的結(jié)果的圖。在該圖中，橫軸為波長，縱軸為IR頻譜強(qiáng)度，表示縱軸的值越大，OH基的數(shù)目越多，樹脂和氧化膜之間的剝離強(qiáng)度越高。從該圖可知，在SiO2中，幾乎沒有產(chǎn)生OH基，在SiO1.3中，產(chǎn)生了數(shù)倍的OH基。
另外，一般可知SiOX(1≤X≤1.5)膜比SiO2膜的內(nèi)部應(yīng)力小。例如，SiO1.3的內(nèi)部應(yīng)力約是SiO2內(nèi)部應(yīng)力的1/5。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在玻璃基板上形成聚合物導(dǎo)波路，在其上面形成由SiO2構(gòu)成的氧化膜，在其上面粘合玻璃基板的樣品中，在高溫高濕條件下保存20小時(shí)后，由SiO2組成的氧化膜完全被破壞。而在玻璃基板上形成聚合物導(dǎo)波路，在其上面形成由SiO1.3構(gòu)成的氧化膜，在其上面粘合玻璃基板的樣品中，在高溫高濕條件下保存20小時(shí)后，由SiO1.3組成的氧化膜多少產(chǎn)生了些裂紋，但是，沒有破損。因此，通過使用SiOX(1≤X≤1.5)作為氧化膜27，可以制造出即使在高溫高濕的環(huán)境下也很難劣化，且可靠性好，粘合強(qiáng)度高的光導(dǎo)波路裝置20。
接下來，在使用了在高溫高濕環(huán)境下容易改變特性的樹脂的光導(dǎo)波路21中，制作在其兩端形成有如圖9所示的硅氧化膜的樣品和沒有氧化膜的樣品，并將各樣品放置在高溫(85℃)高濕(85％RH)環(huán)境下約200小時(shí)之后，使用波長為1.31μm的光信號(hào)和波長為1.55μm的光信號(hào)，來計(jì)測放置了200小時(shí)后的信號(hào)強(qiáng)度的衰減率。該結(jié)果如圖9所示。從圖9中可知在SiO1.8、SiO2、沒有氧化膜的樣品中，無論哪一個(gè)都因劣化而顯示出很大的衰減，在SiO1.3的樣品中，衰減非常小。
接下來，使用如上述那樣制造的光導(dǎo)波路裝置20進(jìn)行破壞試驗(yàn)。將作為樣品的光導(dǎo)波路裝置20投入到PCT(壓力鍋試驗(yàn)機(jī))中，進(jìn)行破壞試驗(yàn)。其結(jié)果確認(rèn)了即使經(jīng)過了50小時(shí)以上的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，形成在光導(dǎo)波路21的端面上的氧化膜27也沒有被破壞，還能保持粘合強(qiáng)度。
另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)單模光導(dǎo)波路進(jìn)行了說明，即使對(duì)多模光導(dǎo)波路也能利用同樣的制造方法，制作相同構(gòu)造的裝置。
圖10是表示與光導(dǎo)波路21不同的實(shí)施方式的立體圖。在上述實(shí)施方式中，光導(dǎo)波路21由下包層24、芯體25、以及上包層26構(gòu)成，但是，也可以如圖10所示的光導(dǎo)波路21那樣，在由無機(jī)質(zhì)材料構(gòu)成的下側(cè)基板38和上側(cè)基板39之間夾著下包層24、芯體25、以及上包層26。作為下側(cè)基板38和上側(cè)基板39，只要使用無機(jī)質(zhì)材料、即玻璃基板即可。另外，作為玻璃基板的材料，可以使用石英、光學(xué)玻璃等。
在該實(shí)施方式中，事先在由有機(jī)材料和無機(jī)材料構(gòu)成的光導(dǎo)波路21的端面上形成氧化膜27，利用粘合劑37將形成有氧化膜27的光導(dǎo)波路21的端面和光纖引導(dǎo)器22、23粘合起來。即使在該實(shí)施方式中，在作為氧化膜27而形成SiO2膜時(shí)，如果長時(shí)間放置在高溫高濕條件下，氧化膜27也會(huì)被破壞。但是在作為氧化膜27而形成SiOX(1≤X≤1.5)膜作為氧化膜時(shí)，由于氧化膜27的內(nèi)部應(yīng)力變小，所以即使長時(shí)間放置在高溫高濕條件下，氧化膜27也不會(huì)被破壞。
圖11是表示本實(shí)施方式的變形例的剖面圖。在該變形例中，事先在光纖引導(dǎo)器22、23的接合側(cè)的端面上形成氧化膜27，利用粘合劑37將形成有氧化膜27的光導(dǎo)波路21的端面和光纖引導(dǎo)器22、23粘合起來。在本實(shí)施方式中，由于光纖引導(dǎo)器22、23由塑料形成，光纖32、36也由塑料形成，所以即使直接涂敷粘合劑，也不能獲得充分的粘合強(qiáng)度。此處，通過在其兩端面上形成氧化膜，可以改善光纖引導(dǎo)器22、23和粘合劑37的粘附性，并可提高光導(dǎo)波路21和光纖引導(dǎo)器22、23的粘合強(qiáng)度。另外，作為使粘合劑37的粘合強(qiáng)度劣化的主要原因的濕氣，有時(shí)候也能通過光纖32、36侵入到粘合劑37的部分，但通過在光纖引導(dǎo)器22、23的端面上形成氧化膜27，并利用氧化膜27封裝光纖32、36的端面，可以利用氧化膜27來遮斷濕氣。因此，濕氣很難到達(dá)氧化膜27，可以防止因濕氣導(dǎo)致的粘合強(qiáng)度的降低。
圖12是表示本實(shí)施方式的其他變形例的剖面圖。在該變形例中，在光導(dǎo)波路21的端面和光纖引導(dǎo)器22、23的端面上分別形成氧化膜27，利用粘合劑37將光導(dǎo)波路21的氧化膜27和光纖引導(dǎo)器22、23的氧化膜27粘合起來。由此，在不管光導(dǎo)波路21和光纖引導(dǎo)器22、23中的哪一個(gè)由塑料構(gòu)成的情況下，都可以改善光導(dǎo)波路21和光纖引導(dǎo)器22、23的粘附性，并可提高光導(dǎo)波路21和光纖引導(dǎo)器22、23的粘合強(qiáng)度。
圖13(b)是本發(fā)明的另一實(shí)施方式所使用的光導(dǎo)波路21的剖面圖，圖13(a)是表示其制造工序的圖。在該實(shí)施方式的光導(dǎo)波路21中，在由硅基板構(gòu)成的下側(cè)基板38的上面形成SiOX(1≤X≤2)等氧化膜40，在其上面涂敷底漆(primer)41。另一方面，在由玻璃基板構(gòu)成的上側(cè)基板39的下面形成嵌入了芯體25的上包層26。并且，如圖13(a)所示，在底漆41的上面滴下下包層用樹脂42，從上面按壓上側(cè)基板39，使下包層用樹脂42在底漆41和上包層26之間展平，通過紫外線照射等使下包層用樹脂42固化，形成下包層24。在這樣制作的圖13(b)所示的光導(dǎo)波路21中，通過設(shè)置氧化膜40，可以提高下包層24和下側(cè)基板38的粘合強(qiáng)度，即使在高溫高濕的環(huán)境下也很難在下包層24和下側(cè)基板38之間發(fā)生剝離。
圖14(b)是本發(fā)明的另一實(shí)施方式所使用的光導(dǎo)波路21的剖面圖，圖14(a)是表示其制造工序的圖。在該實(shí)施方式的光導(dǎo)波路中，首先，如圖14(a)所示，在由玻璃基板構(gòu)成的下側(cè)基板38上形成由下包層24、芯體25和上包層26構(gòu)成的導(dǎo)波路層43，然后，在導(dǎo)波路層43上形成SiOX(1≤X≤2)等氧化膜40。接著，利用濺射等，在氧化膜40上成膜出作為電機(jī)等使用的金屬膜44，得到圖14(b)所示的光導(dǎo)波路21。
在這樣制作的圖14(b)所示的光導(dǎo)波路21中，通過設(shè)置氧化膜40，可以提高導(dǎo)波路層43和金屬膜44的粘合強(qiáng)度，即使在高溫高濕的環(huán)境下金屬膜44也很難發(fā)生剝離。尤其在金屬膜44的情況下，在光導(dǎo)波路21的切片工序中，在切下的端面上，由于基板的缺失和金屬膜的翹起，很容易引起金屬膜的剝離，但是通過在氧化膜40上形成金屬膜44，可以提高切片工序中金屬膜44的剝離強(qiáng)度。另外，在使用金屬膜44作為電極的情況下，有時(shí)候也在此處連接焊接線。在該情況下，有時(shí)向金屬膜44增加剪斷應(yīng)力，但是，通過在氧化膜40上形成金屬膜44，可以使連接強(qiáng)度變?yōu)?倍以上。
另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)光導(dǎo)波路的兩側(cè)耦合了光纖的光導(dǎo)波路裝置進(jìn)行說明，但是，作為本發(fā)明的光導(dǎo)波路裝置，可以是安裝了或連接了受光元件和發(fā)光元件的收發(fā)器。另外，也可以是由聚合物光導(dǎo)波路構(gòu)成的玻璃、WDM耦合器、VOA(可變光衰減器)、光開關(guān)、多模導(dǎo)波路設(shè)備等各種形式的裝置。
權(quán)利要求
1.一種光導(dǎo)波路裝置，由具有芯體和包層的聚合物光導(dǎo)波路和光纖組成，該光纖通過粘合劑被連接在上述光導(dǎo)波路的端面上，與上述芯體構(gòu)成光學(xué)耦合，其特征在于，在上述光導(dǎo)波路的端面和上述光纖的端面中的至少一個(gè)端面與上述粘合劑之間形成有氧化膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路裝置，其特征在于，構(gòu)成上述氧化膜材料的組成中的氧原子數(shù)的比率小于該材料的穩(wěn)定的組成比率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路裝置，其特征在于，上述氧化膜的材質(zhì)是SiOx(1≤x≤1.5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路裝置，其特征在于，上述氧化膜的膜厚大于等于500且小于等于4000。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路裝置，其特征在于，上述聚合物光導(dǎo)波路的上述芯體和上述包層形成在由無機(jī)質(zhì)材料構(gòu)成的基板上。
6.一種聚合物光導(dǎo)波路，在由無機(jī)質(zhì)材料構(gòu)成的基板上形成有包層和芯體，其特征在于，在上述基板和上述包層的相互相對(duì)的面的至少一個(gè)面上形成有氧化膜，夾著該氧化膜，使用粘合劑接合了上述包層和上述基板。
7.一種聚合物光導(dǎo)波路，具有芯體和包層，其特征在于，在上述聚合物光導(dǎo)波路的表面上形成有氧化膜，該氧化膜上形成有金屬膜。
全文摘要
一種光導(dǎo)波路裝置。目的是改善聚合物光導(dǎo)波路和光纖的粘合強(qiáng)度，提高相對(duì)于濕度和溫度的變化的可靠性。本發(fā)明的光導(dǎo)波路裝置在具有下包層(24)、芯體(25)以及上包層(26)的光導(dǎo)波路(21)的端面上形成由氧化膜構(gòu)成的氧化膜(27)。并且，利用粘合劑將保持光纖(32)、(36)的光纖引導(dǎo)器(22)、(23)的端面與形成有氧化膜(27)的光導(dǎo)波路(21)的端面粘合起來。氧化膜(27)優(yōu)選由SiO
文檔編號(hào)G02B6/42GK1657986SQ200510007739
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2005年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者高橋敏幸, 安田成留, 吉武直毅, 細(xì)川速美 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社