專利名稱：光波導(dǎo)路及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在通過芯的光的光路上具有光路變換機構(gòu)的光波導(dǎo)路及其制造方法。
背景技術(shù)：
光波導(dǎo)路被裝入光波導(dǎo)路器件、光集成電路、光布線基板等的光器件中，廣泛地應(yīng) 用于光通信、光信息處理以及其它的一般光學(xué)領(lǐng)域。此外，在上述光器件中，例如，為了使來 自發(fā)光元件的光信號經(jīng)由光波導(dǎo)路傳遞到受光元件，有時在光波導(dǎo)路的端部或其它規(guī)定區(qū) 域?qū)⒐饴纷儞Q90。。 S卩，如圖3所示，通過將光波導(dǎo)路的光軸(光路)L方向(圖示x方向)的一端部 或規(guī)定區(qū)域形成為相對于光波導(dǎo)路的光軸傾斜45。的傾斜面M、M'(微反射鏡)，使來自發(fā) 光元件等的光信號在該傾斜面M、M'反射，將光路變換90。。另外，在圖3中，附圖標(biāo)記1是 芯層、2是第l(下)敷層、2'是第2(上)敷層、B是切削加工用的刀片(blade)。此外，具 有這樣的光路變換機構(gòu)的光波導(dǎo)路作為"光變換元件"用于光電混合基板等。
作為上述光波導(dǎo)路的傾斜面(微反射鏡)的形成方法，采用以下的方法使用金 剛石切割刀片(diamond dicing blade)將光波導(dǎo)路的一部分或一端面切削或切斷加工成 45°的方法、利用激光進行切斷等的方法、利用反應(yīng)性離子蝕刻進行制作的方法等(例如， 參照專利文獻1 3等)。 其中，使刀尖具有傾斜角的薄的金剛石切割刀片旋轉(zhuǎn)，使該刀片B垂直于光波導(dǎo) 路地抵接于光波導(dǎo)路并進行加工的方法(切割刀片法參照圖3)通過選定適當(dāng)?shù)牡镀珺， 能夠容易地形成平滑性優(yōu)異的鏡面(反射鏡)，因此，被廣泛地應(yīng)用(參照專利文獻4、5)。
專利文獻1 :日本特開平10-300961號公報
專利文獻2 :日本特開2005-25019號公報
專利文獻3 :日本特開2006-251219號公報
專利文獻4 :日本特開2006-201372號公報
專利文獻5 :日本特開2007-108228號公報 可是，在利用上述那樣的切割刀片法形成光波導(dǎo)路變換用的微反射鏡M、M'的方法 中，由于使用相對于光路具有足夠大小(直徑)的圓板狀刀片B進行加工，因此，在具有互 相平行且接近地配置的多個光波導(dǎo)路的情況下，會切削到與加工對象的光波導(dǎo)路相鄰的光 波導(dǎo)路，從而存在無法在各光路的長度方向上的分別不同的位置形成微反射鏡M、M'這樣的 問題。 此外，由于切削(或切斷)V字狀的槽，所以會自切削位置(微反射鏡部位)發(fā)生裂 紋，該裂紋因沖擊、熱引起的膨脹、收縮等擴大，在最壞的情況下，光波導(dǎo)路整體產(chǎn)生龜裂、 斷裂，也有可能損傷配設(shè)有該光波導(dǎo)路的電路基板等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種情況而提出的，其目的在于提供一種能夠不易受到因沖擊、熱而造成的膨脹、收縮等的影響，長期發(fā)揮穩(wěn)定的光路變換性能的、可靠度高的光波導(dǎo)路，以 及提供一種通過不損傷光波導(dǎo)路的外表面地在位于其內(nèi)側(cè)的芯層的任意位置上形成光路 變換構(gòu)造，由此能夠高效率地制造上述可靠度高的光波導(dǎo)路的光波導(dǎo)路的制造方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第l技術(shù)方案的光波導(dǎo)路包括作為光路的芯層、夾 持、覆蓋該芯層的2個敷層，其中，利用通過上述任一個敷層照射來的多次的激光，在上述 芯層的規(guī)定區(qū)域沿著相對于該芯層的光軸方向以所需要的角度傾斜的假想平面、以規(guī)定間 隔有選擇地形成有縱橫排列的多個光路變換用間隙。 此外，本發(fā)明的第2技術(shù)方案的光波導(dǎo)路的制造方法是制造由作為光路的芯層和 夾持、覆蓋該芯層的2個敷層構(gòu)成的、在上述芯層的規(guī)定區(qū)域具有以規(guī)定的角度反射入射 到上述芯層的光的光路變換構(gòu)造的光波導(dǎo)路的方法，其中，包括將由上述芯層和各敷層構(gòu) 成的被加工物載置到工作臺上的工序；通過對上述芯層照射自脈沖激光器射出并被聚光在 規(guī)定深度的激光的單脈沖，在上述芯層的希望的部位形成獨立的空隙的工序；使上述工作 臺和上述激光的焦點沿規(guī)定方向相對移動規(guī)定距離的工序；反復(fù)進行上述空隙形成工序和 上述相對移動工序，在相對于上述芯層的光軸以所需要的角度傾斜的假想平面內(nèi)以規(guī)定間 隔形成縱橫排列的多個獨立的空隙，不損傷上述敷層地在上述芯層的規(guī)定區(qū)域有選擇地形 成上述光路變換構(gòu)造的工序。 S卩，本發(fā)明人為了解決上述課題反復(fù)進行了深入地研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用能振 蕩以皮秒(ps)或飛秒(fs)為單位的超短脈沖光的脈沖激光器，能夠不損傷覆蓋芯層的敷 層地僅在內(nèi)部的芯層中整齊地排列形成相互獨立的微小的"空隙"，利用由這些空隙構(gòu)成的 矩陣能高效率地反射通過芯層內(nèi)部的光，從而完成了本發(fā)明。 如上所述，因為本發(fā)明的光波導(dǎo)路利用通過敷層而照射來的激光，在被2個敷層 夾持、覆蓋的芯層的規(guī)定區(qū)域沿著相對于該芯層的光軸方向以所需要的角度傾斜的假想平 面、以規(guī)定間隔形成有縱橫排列的多個間隙，所以這些空隙的矩陣能夠作為沿上述假想平 面形成的微反射鏡發(fā)揮功能，能夠?qū)⑼ㄟ^芯層的光的光路變換(反射)成任意的方向。此 外，利用該空隙的光路變換構(gòu)造不受以往的利用切割刀片法形成微反射鏡那樣的位置上的 制約，也不會產(chǎn)生成為裂紋產(chǎn)生、成長點的切削角。而且，該光波導(dǎo)路不損傷敷層的外表面， 上述空隙也能以不暴露于大氣中的狀態(tài)被穩(wěn)定地保存。因此，本發(fā)明的光波導(dǎo)路不易受來 自外部的沖擊、溫度變化、塵土、污垢等的影響，能夠長期地發(fā)揮穩(wěn)定的光路變換性能。
特別是在上述各空隙與相鄰的空隙不連通，該各空隙的大小為直徑5 20 ii m，且 上述相鄰的各空隙的間隔為1 20ym的情況下，優(yōu)選能夠高效率地變換通過芯層的光的 光路(高效率地反射光)。 此外，作為上述激光的光源，優(yōu)選脈沖寬度為5000ps以下的皮秒脈沖激光器或飛 秒脈沖激光器。利用上述脈沖激光器，能夠在芯層中有選擇地且高效率地形成上述空隙。
接著，制造本發(fā)明的光波導(dǎo)路的方法如下所述在工作臺上載置由上述芯層和各 敷層構(gòu)成的被加工物，利用脈沖激光器對規(guī)定的深度聚光照射激光，在上述芯層的希望部 位形成獨立的空隙。然后，使上述工作臺或上述激光的焦點沿規(guī)定方向相對移動規(guī)定量。之 后，反復(fù)進行激光脈沖的照射和工作臺的相對移動，在上述芯層的規(guī)定區(qū)域形成由沿著相 對于該芯層的光軸方向以所需要的角度傾斜的假想平面以規(guī)定的間隔縱橫排列的多個空 隙構(gòu)成的光路變換構(gòu)造。
因此，即使在具有相互平行且接近地配置的多個光波導(dǎo)路的情況下，也能夠不影 響到與加工對象的光波導(dǎo)路相鄰的、加工對象以外的光波導(dǎo)路地在各光路的長度方向上的 自由位置形成光路變換構(gòu)造。而且，采用上述制造方法，因為不損傷敷層的外表面等，這些 空隙也不會暴露于大氣中，所以不會出現(xiàn)像切割刀片法那樣的裂紋的發(fā)生、成長，也不可能 在光波導(dǎo)路上產(chǎn)生龜裂、斷裂，或損傷配設(shè)有該光波導(dǎo)路的電路基板等。因此，采用本發(fā)明 的光波導(dǎo)路的制造方法，能夠制造使用壽命長且可靠度高的光波導(dǎo)路。 此外，上述光波導(dǎo)路的制造方法不需要更換磨刀石，制造裝置的維護容易，且是非 接觸加工，因此不確定因素較少，加工的周期(間隔)也較短。因此，采用本發(fā)明的光波導(dǎo) 路的制造方法，在提高產(chǎn)品的成品率的基礎(chǔ)上，能夠高效率地制造具有上述光路變換構(gòu)造 的光波導(dǎo)路。 特別是作為上述脈沖激光器的激光，在使用波長300 2500nm、脈沖寬度 5000ps以下、脈沖能量100nJ lmj/脈沖、能量密度0. 01 lj/cm2的激光脈沖的情況 下，優(yōu)選能夠以1脈沖高效率地形成上述直徑為5 20 ii m且其間隔為1 20 ii m的空隙。
S卩，在本發(fā)明中，因為采用了利用通過敷層照射的激光來有選擇地加工被敷層 覆蓋的芯層的方法，所以作為使用的脈沖激光器，優(yōu)選使用經(jīng)過多光子吸收過程的f飛 (10—15)秒、p皮(10—12)秒的激光器那樣的超短脈沖激光器。 此外，作為使用的激光的波長，優(yōu)選敷層的光吸收較少的300 2500nm，若是該范 圍的波長，通過單光子吸收敷層被加工(損傷)的可能性較少。 而且，使用的激光的脈沖寬度最好使用經(jīng)過上述多光子吸收過程的概率較高的脈 沖寬度的激光，可以為5000ps(皮秒)以下，優(yōu)選為1000ps以下，更優(yōu)選為100ps以下。另 外，下限沒有限制。 此外，使用的激光的脈沖能量和能量密度只要能適合于芯層的材料物性即可，脈 沖能量的優(yōu)選范圍為1脈沖100nJ lmj。另外，在脈沖能量小于100nJ/脈沖時，難以充分 地加工芯層，相反地，在脈沖能量大于lmJ/脈沖時，有造成擦傷(abrasion)而難以高精度 地形成空隙的傾向。 同樣地，激光的能量密度的優(yōu)選范圍是0. 01 lj/cm2，在小于0. 01J/cm2時，有難 以充分地加工芯層的傾向，此外，在能量密度大于lj/cm2時，有造成擦傷而難以高精度地形 成空隙的傾向。


圖1的(a)、 (b)均是表示本發(fā)明的實施方式的光波導(dǎo)路的光路變換構(gòu)造的示意 圖。 圖2是表示制作本發(fā)明的實施方式的光波導(dǎo)路的光路變換構(gòu)造的裝置的構(gòu)成的 示意圖。 圖3是表示形成以往的光波導(dǎo)路的光路變換構(gòu)造(微反射鏡)的方法的示意圖。
具體實施例方式
接著，基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。 圖1的(a)、 (b)是說明本發(fā)明的實施方式的光波導(dǎo)路構(gòu)造的示意圖。另外，將沿著自芯層1的端部(省略圖示)入射來的光的光路(光軸L)的光波導(dǎo)路的長度方向作為x方向，將與該光軸L正交的光波導(dǎo)路的寬度方向作為y方向，將與該光軸L正交的光波導(dǎo)路的厚度方向作為z方向來進行說明。此外，在圖中構(gòu)成光波導(dǎo)路的芯層和敷層是被夸張其厚度地進行描畫的。 本實施方式的光波導(dǎo)路的基本構(gòu)成與以往的光波導(dǎo)路相同，由作為光路的芯層1、自上下方向(圖示z方向)夾持、覆蓋該芯層1的2個敷層2、2'構(gòu)成。此外，在該光波導(dǎo)路的芯層1的局部區(qū)域利用通過任一個敷層2、2'照射來的多次的激光(脈沖激光)有選擇地形成有多個光路變換用的空隙C、C.......。 這些空隙C、 C.......形成為如下各空隙C的大小是直徑5 20 ii m，相鄰的各
空隙C的間隔是1 20 ii m，這些空隙C、 C.......整體形成為沿著相對于芯層1的光軸L
傾斜角度a (本實施方式中為45。)的假想平面P-P'縱橫排列的矩陣狀。
在此，在自芯層1的光軸L的一方方向入射例如來自發(fā)光元件等的光信號的情況下，沿著上述假想平面P-P'排列成矩陣狀的各個空隙C以角度a分別反射通過芯層1的光，因此，由這些空隙c構(gòu)成的假想平面p-p'能夠作為一面微反射鏡發(fā)揮功能，能夠變換上述光的光路(光軸)。 此外，上述實施方式中的各空隙C不損傷敷層2、2'地僅有選擇地形成在其內(nèi)部的芯層1部位，所以以不暴露于大氣中的狀態(tài)進行穩(wěn)定地保存。因此，本實施方式的光波導(dǎo)路中的光路變換構(gòu)造不易受來自外部的沖擊、溫度變化、塵土、污垢等的影響，能夠長期地發(fā)揮穩(wěn)定的光路變換性能。 另外，作為本實施方式中所使用的光波導(dǎo)路，優(yōu)選利用脈沖激光器加工容易的聚合物系光波導(dǎo)路。作為敷層2、2'的形成材料，列舉有環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、光聚合性樹脂、感光性樹脂等。其中，從透明性、耐熱性、耐濕性方面考慮，優(yōu)選環(huán)氧樹脂，特別是更優(yōu)選含芴結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹脂和脂環(huán)式環(huán)氧樹脂的混合樹脂。此外，作為芯層1的形成材料，通常列舉有由環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂或丙烯酸樹脂等構(gòu)成的光聚合性樹脂，其中，從滿足透明性、耐熱性、耐濕性的所有方面考慮，能夠優(yōu)選使用含芴結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹脂和氧雜環(huán)丁烷化合物的混合樹脂。 接著，對制造上述光波導(dǎo)路的裝置和方法進行說明。 圖2是用于在本實施方式的芯層1中形成由上述空隙C構(gòu)成的光路變換構(gòu)造的裝置的概略構(gòu)成圖。另外，在圖中，附圖標(biāo)記L 0表示激光振蕩器、AT表示增益控制器(輸出調(diào)整器)、MS表示機械式閘門、OL表示物鏡、ST表示XY工作臺、WP表示工件(被加工物)、Ml M3表示全反射鏡。 此外，上述工作臺ST是沿圖示xy的平面2方向能獨立地精密地控制其位置的工作臺(加工臺)，使用的激光加工裝置構(gòu)成為，通過使聚光用物鏡OL沿z方向上下運動，能夠調(diào)整激光束相對于工作臺ST上的工件WP的焦點距離。 另外，工件WP和激光束焦點的相對移動(加工的定位)除了如上所述那樣地組合使用沿xy的平面2方向能獨立地控制的精密工作臺ST(加工臺)和能夠沿上下(z方向)改變照射深度的激光裝置的方法之外，還能夠利用使用沿相互正交的xyz3方向能獨立地控制的精密工作臺(加工臺)使工件移動的方法來進行，或通過固定工件，利用具有電流掃描(電流反射鏡)的激光裝置掃描、照射激光的方法來進行。
在芯層1中形成由空隙C構(gòu)成的光路變換構(gòu)造的工序如下首先，將由上述芯層1和各敷層2、2'構(gòu)成的工件WP以其一個敷層(該情況下為第2敷層2')朝上地載置在工作臺ST上，用固定工具等固定其在該工作臺ST上的位置。 接著，將通過了輸出調(diào)整用增益控制器AT、照射脈沖數(shù)控制用機械式閘門MS和聚
光用物鏡0L(倍率IO倍)的激光束的聚光焦點調(diào)整為對合上述芯層1的規(guī)定部分之后，利
用激光振蕩器LO振蕩激光脈沖，對芯層1照射該1個脈沖，形成1個"空隙"。另外，由激光
振蕩器LO振蕩的激光脈沖是脈沖寬度為5000ps以下的皮秒脈沖或飛秒脈沖。 并且，在上述1個"空隙"形成后，使工作臺ST沿圖示y方向移動規(guī)定量，以芯層1
的寬度(y方向的長度)的量反復(fù)進行利用上述1個脈沖的振蕩形成空隙和移動工作臺ST，
形成沿y方向的1列空隙(該情況下為最靠近敷層2'的最上層的列)。 之后，使工作臺ST沿x方向移動規(guī)定量，使激光束的聚光焦點沿z方向移動規(guī)定
量后，與上述相同地反復(fù)利用1個脈沖的激光照射而形成空隙和將工作臺ST向y方向移
動，形成沿y方向的另1列空隙。 這樣，分別一點一點地沿著x方向和y方向錯開地形成沿著y方向的1列空隙，最終，能夠在芯層1的任意位置上有選擇地形成如圖1的(b)所示的"沿假想平面P-P'排列成矩陣狀的空隙C的集合體"。 如上所述，上述光波導(dǎo)路的制造方法能夠不損傷敷層2、2'等地僅在芯層1中有選擇地形成這些空隙C。此外，因為這些空隙C不被暴露于大氣中，不會發(fā)生以往的切割刀片法那樣的裂紋的產(chǎn)生、成長，所以不用擔(dān)心光波導(dǎo)路會產(chǎn)生龜裂、斷裂，或損傷配設(shè)有該光波導(dǎo)路的電路基板等。因此，采用本實施方式的光波導(dǎo)路的制造方法，能夠制造使用壽命長且可靠度高的光波導(dǎo)路。 而且，上述光波導(dǎo)路的制造方法不需要如以往的切割刀片法那樣更換磨刀石，制造裝置的維護容易，且由于是非接觸加工，因此不確定因素較少，加工的周期(間隔)也較短。因此，采用本實施方式的光波導(dǎo)路的制造方法，能夠高效率地制造具有上述光路變換構(gòu)造的光波導(dǎo)路。 另外，在本實施方式中，列舉了在光波導(dǎo)路的芯層1中形成相對于光軸L傾斜45。的光路變換構(gòu)造的例子，但上述假想平面P-P'相對于光軸L傾斜的角度a沒有特別的限定，例如能夠在10 80°的范圍內(nèi)自由地設(shè)定。 此外，采用本實施方式的光波導(dǎo)路的制造方法，即使在存在互相平行且接近地配
置的多個光波導(dǎo)路的情況下，也不會影響到與加工對象的光波導(dǎo)路相鄰的、加工對象以外
的光波導(dǎo)路，能夠在各光路的長度方向上的自由位置形成光路變換構(gòu)造。 接著，說明本發(fā)明的實施例。但是，本發(fā)明并不限定于實施例。 實施例 光波導(dǎo)路薄膜的制作 首先，以下述的順序制作了利用激光照射進行加工的光波導(dǎo)路薄膜。
數(shù)層的形成材料 成分A :雙苯氧基乙醇芴縮水甘油醚、35重量份； 成分B:作為脂環(huán)式環(huán)氧樹脂的3'，4'-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧己烷羧酸酯(大賽璐化學(xué)公司制造、CELL0XIDE2021P) 、40重量份；
成分C:作為具有環(huán)氧環(huán)己烷骨格的脂環(huán)式環(huán)氧樹脂的(3'，4'-環(huán)氧環(huán)己烷)甲基-3'，4'-環(huán)氧環(huán)己基-羧酸酯(大賽璐化學(xué)公司制造、CELL0XIDE2081)、25重量份；[OOSO] 成分D :4，4'-雙[二 (13羥基乙氧基)苯基锍]苯硫醚-雙_六氟銻酸鹽的50%碳酸丙二酯溶液(光酸發(fā)生劑)1重量份， 通過混合上述成分A、B、C、D，調(diào)制了下(第1)敷層和上(第2)敷層的形成材料。
離隨成濕 成分A :雙苯氧基乙醇芴縮水甘油醚、70重量份； 成分E:l，3，3-三{4-[2-(3_氧雜環(huán)丁烷基)]丁氧基苯基} 丁烷、30重量份；
成分D :4，4'-雙[二 (13羥基乙氧基)苯基锍]苯硫醚-雙_六氟銻酸鹽的50%碳酸丙二酯溶液(光酸發(fā)生劑)0. 5重量份， 通過將上述成分A、 E、 D溶解到乳酸乙酯28重量份中，從而調(diào)制芯層的形成材料。
T",謹(jǐn)乍 在玻璃板上用雙面粘接帶粘貼PET薄膜，在該PET薄膜上利用旋涂法涂敷上述"敷層的形成材料"，形成了膜厚25ym的涂敷層。之后，用超高壓水銀燈對涂敷層的整個面照射紫外線(i線以365nm為基準(zhǔn)累計光量為1000mJ/cm"，使該涂敷層固化，獲得了下敷層。
離謹(jǐn)乍 接著，在上述下敷層上表面利用旋涂法涂敷上述"芯層的形成材料"，通過在8(TC的加熱板上加熱5分鐘，使溶劑揮發(fā)，形成了芯層形成用的樹脂層。另外，芯層用的樹脂層的涂敷厚度在進行上述溶劑揮發(fā)處理后調(diào)整為膜厚為50 ii m。接著，隔著具有規(guī)定的開口圖案(開口寬度50iim、相鄰開口之間的間隙200iim)的光掩模，用超高壓水銀燈照射紫外線(i線以365nm為基準(zhǔn)累計光量為2000mJ/cm2)，并進行了曝光。然后，在12(TC的加熱板上加熱15分鐘，使反應(yīng)結(jié)束之后，通過用Y-丁內(nèi)酯的10重量％水溶液進行顯影，溶解去除了未曝光部分。之后，通過進行了 120°C X15分鐘的加熱干燥處理，形成了上述下敷層上的芯層(膜厚50iim)。
上數(shù)層的制作 接著，在上述上敷層上的芯層的上表面覆蓋該芯層地利用旋涂法涂敷上述"敷層的形成材料"，形成了膜厚約為25ym的上敷層用的涂敷層。另外，該上敷層用的涂敷層的涂敷厚度調(diào)整為除了PET薄膜之外的"光波導(dǎo)路薄膜"的總厚度為100 ym。此外，相鄰的芯層之間的槽(上述未曝光部分)也被上述敷層的形成材料埋入。之后，與上述下敷層相同地，用超高壓水銀燈對涂敷層的整個面照射紫外線(i線以365nm為基準(zhǔn)累計光量為1000mJ/cm2)，使該涂敷層固化，獲得了在2個敷層之間夾持-覆蓋有芯層的光波導(dǎo)路薄膜(總厚度為lOOym)。另外，在以下的激光加工實驗中，在剝離了上述PET薄膜的狀態(tài)下使用。
激光加工裝置 將飛(10—15)秒f s脈沖激光器(Cyber Laser公司制，最高平均輸出功率0. 5W，重復(fù)頻率lkHz)作為激光振蕩器來使用。
激光脈沖 激光調(diào)整為波長800nm、脈沖寬度150fs以下、脈沖能量1. 5il J/脈沖(功率0. 0015W)。 裝置的整體構(gòu)成與上述實施方式(圖2)的例子相同，利用全反射鏡M 1 M3的光路，將通過了輸出調(diào)整用增益控制器AT、照射脈沖數(shù)控制用機械式閘門MS和聚光用物鏡 0L(倍率10倍)的激光束的聚光焦點調(diào)整為對合上述光波導(dǎo)路薄膜的芯層的規(guī)定部分。
此外，固定工件(被加工物)的工作臺ST也是由能夠沿xy的平面2方向獨立地 以Pm數(shù)量級控制其位置的工作臺(加工臺)構(gòu)成。另外，激光束的焦點距離(z方向)的 改變通過調(diào)整相對于上述聚光用物鏡0L的對象物的高度來進行。
雄頓 艦 首先，將由上述芯層和各敷層構(gòu)成的工件WP以其一個敷層(該情況下為上敷層)
朝上地載置在工作臺ST上，用固定工具等固定其在該工作臺ST上的位置。 接著，利用調(diào)整好的激光振蕩器LO振蕩上述"激光脈沖"，對芯層的規(guī)定位置照射
該1個脈沖，形成1個"空隙"(平均直徑lOym)。然后，形成上述1個"空隙"后，使工作
臺ST沿圖示y方向移動5iim，以芯層的寬度(y方向的長度50 y m)的量反復(fù)進行利用上
述1個脈沖的振蕩形成空隙和移動工作臺ST，形成沿y方向的另1列空隙(該情況下為最
靠近上敷層的最上層的列)。 之后，使工作臺ST沿x方向移動5 ii m，使激光束的聚光焦點沿z方向移動5 y m 后，與上述相同地反復(fù)進行利用1個脈沖的激光照射而形成空隙和將工作臺ST向y方向移 動5iim，形成沿y方向的另l列空隙。 這樣，分別一點一點地沿著x方向和y方向錯開地形成沿著y方向的1列空隙，作 為光波導(dǎo)路薄膜的光路變換構(gòu)造，能夠不損傷敷層地在芯層的任意位置上有選擇地形成如 圖1的(b)那樣的"沿相對于光軸L傾斜45°的假想平面縱橫(矩陣狀)排列的空隙C的 集合體"。 接著，以下述的方法進行了獲得的光波導(dǎo)路薄膜的性能確認(rèn)實驗。
通過上敷層自上方(z方向)垂直入射的光(VCSEL光源850nm)接觸到由上述實 施例獲得的光波導(dǎo)路薄膜的"由空隙C的集合體構(gòu)成的光路變換構(gòu)造"部位，利用該光路變 換構(gòu)造將光路變換90。，用受光元件觀察沿著芯層到達該光波導(dǎo)路的端部的光，測量了其 耦合損失。另外，作為發(fā)光元件，使用了VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 光源(Ulm Photonics公司制)，經(jīng)由多模光纖進行了照射。此外，作為受光元件，使用了光 電檢測器PD(Roithner Laser Technik公司制)。 此外，耦合損失(dB)是通過從用上述PD測量發(fā)光元件的光量10和將光路變換 90°后自光波導(dǎo)路端部射出的光量I中減去預(yù)先求得的光波導(dǎo)路芯的傳播損失(0. 15dB/ cm)而計算得出的。 結(jié)果可知，將光路變換90°的耦合損失約為2. OdB，與以往的切割刀片法的45° 的微反射鏡(耦合損失0.8dB)相比，在實用上具有充分的光路變換性能。此外，利用顯微 鏡等光學(xué)觀察確認(rèn)到，獲得的光波導(dǎo)路(薄膜)在敷層的外表面和內(nèi)部沒有損傷等問題，上 述各空隙C僅在芯層中有選擇地形成。
權(quán)利要求
一種光波導(dǎo)路，包括作為光路的芯層和夾持、覆蓋該芯層的2個敷層，其特征在于，利用通過上述任一個敷層而照射來的多次的激光，在上述芯層的規(guī)定區(qū)域沿著相對于該芯層的光軸方向以所需要的角度傾斜的假想平面、以規(guī)定間隔有選擇地形成有縱橫排列的多個光路變換用間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)路，上述各空隙與相鄰的各空隙不連通，該各空隙的大小為直徑5 20 ii m，且上述相鄰的各空隙的間隔為1 20 ii m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)路，上述激光的光源是脈沖寬度為5000ps以下的皮秒脈沖激光器或飛秒脈沖激光器。
4. 一種光波導(dǎo)路的制造方法，是制造由作為光路的芯層和夾持、覆蓋該芯層的2個敷層構(gòu)成的、且在上述芯層的規(guī)定區(qū)域具有以規(guī)定的角度反射入射到該芯層的光的光路變換構(gòu)造的光波導(dǎo)路的方法，其特征在于，包括將由上述芯層和各敷層構(gòu)成的被加工物載置到工作臺上，利用脈沖激光器對規(guī)定的深度聚光照射激光，在上述芯層的希望的部位形成l個獨立的空隙后，使上述工作臺或上述激光的焦點沿規(guī)定方向相對移動規(guī)定量，利用新的激光脈沖，在形成與上述空隙不連通的另外的空隙的同時反復(fù)進行上述激光脈沖的照射與工作臺的相對移動，在上述芯層的規(guī)定區(qū)域不損傷上述敷層地有選擇地形成光路變換構(gòu)造，該光路變換構(gòu)造由沿相對于該芯層的光軸方向以所需要的角度傾斜的假想平面、以規(guī)定間隔縱橫排列的多個空隙構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光波導(dǎo)路的制造方法，上述脈沖激光器的激光的波長300 2500nm、脈沖寬度5000ps以下、脈沖能量100nJ lmJ/脈沖、能量密度0. 01 lj/cm2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光波導(dǎo)路及其制造方法，該光波導(dǎo)路能不易受到因沖擊、熱而造成的膨脹、收縮等影響，長期發(fā)揮穩(wěn)定的光路變換性能且可靠度高，該光波導(dǎo)路的制造方法不損傷光波導(dǎo)路的外表面，并在位于其內(nèi)側(cè)的芯層的任意位置上形成光路變換構(gòu)造，由此能高效率地制造上述可靠度高的光波導(dǎo)路。該光波導(dǎo)路包括作為光路的芯層(1)和夾持-覆蓋該芯層的2個敷層(2、2’)，在其內(nèi)部的芯層的規(guī)定區(qū)域利用通過上述任一個敷層(2)或(2’)而照射來的多次激光不損傷敷層地有選擇地形成有由沿著相對于該芯層的光軸(L)方向傾斜所需要的角度α的假想平面(P-P’)、以規(guī)定間隔縱橫排列的光路變換用的空隙(C、C、......)構(gòu)成的光路變換構(gòu)造。
文檔編號G02B6/13GK101726793SQ200910173998
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者松尾直之, 程野將行 申請人:日東電工株式會社