光导波路装置及聚合物光导波路制造方法及图纸

一种光导波路装置。目的是改善聚合物光导波路和光纤的粘合强度，提高相对于湿度和温度的变化的可靠性。本发明专利技术的光导波路装置在具有下包层（２４）、芯体（２５）以及上包层（２６）的光导波路（２１）的端面上形成由氧化膜构成的氧化膜（２７）。并且，利用粘合剂将保持光纤（３２）、（３６）的光纤引导器（２２）、（２３）的端面与形成有氧化膜（２７）的光导波路（２１）的端面粘合起来。氧化膜（２７）优选由ＳｉＯ↓［Ｘ］（１≤Ｘ≤１．５）构成。氧化膜（２７）由于氧原子数的比率比稳定的组合比小，所以，表面上容易产生ＯＨ基，由于在构成光导波路（２１）的树脂与粘合剂（３７）之间通过氧原子构成化学结合，所以提高了结合强度和剥离强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信用的光导波路装置及聚合物光导波路。
技术介绍
在光通信用的光缆的连接部和终端部中，为了使该光缆与其他光缆或发光元件、受光元件相连接，使用光导波路装置。关于这种光导波路装置，近年来，随着能快速传输大容量数据的光通信利用的进步，希望获得能更低的制造成本、且适合大批量生产的光导波路装置。作为能够满足这种要求的光导波路，提出了使用高分子化合物(聚合物)的聚合物光导波路。并且，在通过使聚合物光导波路和由玻璃或聚合物制造的光纤一体化来装配光导波路装置的情况下，以往主要使用高分子粘合剂，通过粘合，使聚合物光导波路的端面与保持光纤的光纤引导器相接合。由于光纤和光纤阵列由石英玻璃制造而成，所以，粘合剂和光纤、光纤阵列之间的粘附性强。这是因为玻璃的表面存在很多OH基，由于粘合剂的亲水性高，所以粘合剂附着在玻璃表面，会形成玻璃表面的OH基和氢元素的结合、或者范德华(Van der Waals)力的结合。另外，涂敷了硅烷偶联剂之后，如果使用UV固化粘合剂等，则会引起化学结合，可以进一步提高粘附性。另一方面，关于聚合物光导波路和粘合剂之间的粘附性，不能获得像玻璃和粘合剂间那样大的粘附性。高分子化合物通过固化，几乎和各原子的所有结合键连接，所以在光导波路的表面上与粘合剂结合的OH基减少，使氢元素结合力、范德华力或化学结合力变弱。另外，如果以原子或分子级别来观察光导波路的端面，则会观察到凹凸，并不是露出在光导波路端面上的所有OH基都能与粘合剂结合。因此，由粘合剂接合的聚合物光导波路和光纤引导器的粘合强度弱，因温度和湿度而容易剥离，存在着粘合强度的可靠性差的问题。图1是为了提高粘合强度的可靠性的以往例子的概略剖面图。在该光导波装置10中，保持在光纤引导器11中的光纤12与光导波路13的芯体14光学耦合，在该状态下，光纤引导器11和光导波路13的端面之间用粘合剂15接合。另外，光纤引导器11和光导波路13的接合面的外周部分也堆积着粘合剂15，并使其固化，防止光纤引导器11和光导波路13的接合面的剥离。另外，堆积在接合面的外周部的粘合剂15的表面用SiO2膜覆盖，防止湿气侵入接合面(专利文献1)。然而，这些方法只不过是通过防止湿气的侵入和从接合面的外周部分的剥离来防止粘合强度的降低，没有从根本上提高光导波路和光纤的粘合强度。特开平7-27946号公报特开平7-28008号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够改善聚合物光导波路与光纤的粘合强度，且相对于湿度和温度的变化，可靠性高的光导波路装置。本专利技术的光导波路装置，由具有芯体和包层的聚合物光导波路和光纤组成，该光纤通过粘合剂被连接在上述光导波路的端面上，与上述芯体构成光学耦合，其特征在于，在上述光导波路的端面和上述光纤的端面中的至少一个端面与上述粘合剂之间形成有氧化膜。在本专利技术的光导波路装置中，由于在光导波路或光纤的端面与粘合剂之间形成有氧化膜，所以，通过氧化膜，可以提高光导波路或光纤与粘合剂粘附性，可以增加光导波路和光纤的粘合强度。因此，根据本专利技术，可以提供光导波路和光纤的粘合强度的可靠性高的光导波路装置。另外，由于通过调整氧化膜的含氧量，可以减少水分或水蒸气的透过率，所以，可以提供对高温高湿环境有耐久性的光导波路装置，可良好地保持光传输质量。在本专利技术的光导波路装置的实施方式中，构成上述氧化膜材料的组成中的氧原子数的比率小于该材料的稳定的组成比率。在本专利技术中，在光导波路或光纤的端面与粘合剂之间形成有氧化膜，通过形成氧原子的比率比稳定组成低的氧化膜，使氧化膜的表面层不稳定，可以使亲水基(OH基)自然成长。而且，通过使亲水基在氧化层的表面成长，可以提高氧化膜和粘合剂以及光导波路的粘附性，从而可以提高光导波路和光纤的粘合强度。另外，当氧化膜中的氧原子数的比率减少时，氧化膜的内部应力变小，因此，像光导波路和光纤的端面那样，成为与氧化膜不同质的物质面，而且，通过切片、研磨等，即使在表面粗糙的面上形成氧化膜，也能根据伴随着形成膜时的温度变化的热膨胀，防止氧化膜与光导波路的端面之间产生裂纹。因此，根据该实施方式，可以制作出对湿度和温度变化的可靠性高的光导波路装置。尤其是，如果使用Si氧化膜作为氧化膜，使用氧原子数的比率比SiO2小的SiOx(1≤x≤1.5)所构成的氧化膜，则可以在保证光透过率的同时大大提高粘合强度。另外，在本专利技术的其他的实施方式中，优选上述氧化膜的膜厚为大于等于500小于等于4000。这是因为如果氧化膜的膜厚比500薄，则防止水分或水蒸气侵入到粘合部分的效果变低。另外，还因为如果氧化膜的膜后比4000厚，则会使透光率降低，有可能因氧化膜的内部应力而产生裂纹。另外，在本专利技术的其他的实施方式中，上述聚合物光导波路的上述芯体和上述包层可以形成在由无机质材料构成的基板上。通过在基板上形成芯体和包层，可以通过使用了压模的复制法使包层简单地成形。本专利技术的聚合物光导波路，在由无机质材料构成的基板上形成有包层和芯体，其特征在于，在上述基板和上述包层的相互相对的面的至少一个面上形成有氧化膜，夹着该氧化膜，使用粘合剂接合了上述包层和上述基板。由此，可以提高包层和基板的粘合强度。另外，本专利技术的其他聚合物光导波路，具有芯体和包层，其特征在于，上述聚合物光导波路的表面形成有氧化膜，该氧化膜上形成有金属膜。聚合物光导波路的表面事先用溅射法等PVD法和CVD法等形成氧化膜，如果在其上面形成金属膜，则由于氧化膜的表面张力提高，可以提高金属膜的剥离强度。另外，本专利技术以上所说明的结构要素，只要在条件允许的情况下，可以进行任意组合。附图说明图1是以往例的概略剖面图。图2是本专利技术的一个实施方式的光导波路装置的立体图。图3是图2所示的光导波路装置的分解立体图。图4是端面上形成有氧化膜的光导波路的立体图。图5是图2所示的光导波路装置的纵剖面图。图6(a)、(b)是对SiO2和粘合剂的结合状态进行说明的图。图7(a)、(b)是对SiOX和粘合剂的结合状态进行说明的图。图8是表示对形成有SiO1.3和各种SiO2氧化膜的样品中的Si-OH结合附近的IR频谱进行测定的结果的图。图9是表示计测将端面上形成有多种硅氧化膜的样品和端面上没有形成氧化膜的样品(以往例)放置在高温高湿环境下大约200小时后的光强度的衰减率的结果的图。图10是表示光导波路的不同实施方式的立体图。图11是表示图2的实施方式中的变形例的剖面图。图12是表示图2的实施方式中的其他变形例的剖面图。图13(b)是表示在本专利技术的其他实施方式中所使用的光导波路的剖面图，图13(a)是表示其制造工序的图。图14(b)是表示在本专利技术另一实施方式中所使用的光导波路的剖面图，图14(a)是表示其制造工序的图。图中21光导波路；22、23光纤引导器；24下包层；25芯体；26上包层；27氧化膜；28A带状芯线；28B光纤芯线；32光纤；36光纤；37粘合剂38下侧基板；39上侧基板；40氧化膜。具体实施例方式以下，结合附图对本专利技术的实施方式进行详细的说明。但是，本专利技术并不限于以下所说明的实施方式。图2是本专利技术的一个实施方式的光导波路装置20的立体图。图3是该光导波路装置20的分解立体图。光导波路装置20包括单模光导波路21、接合在其两侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光导波路装置，由具有芯体和包层的聚合物光导波路和光纤组成，该光纤通过粘合剂被连接在上述光导波路的端面上，与上述芯体构成光学耦合，其特征在于，在上述光导波路的端面和上述光纤的端面中的至少一个端面与上述粘合剂之间形成有氧化膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高桥敏幸，安田成留，吉武直毅，细川速美，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]