光波导路及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种光波导路及其制造方法，该光波导路能不易受到因冲击、热而造成的膨胀、收缩等影响，长期发挥稳定的光路变换性能且可靠度高，该光波导路的制造方法不损伤光波导路的外表面，并在位于其内侧的芯层的任意位置上形成光路变换构造，由此能高效率地制造上述可靠度高的光波导路。该光波导路包括作为光路的芯层（１）和夹持－覆盖该芯层的２个敷层（２、２’），在其内部的芯层的规定区域利用通过上述任一个敷层（２）或（２’）而照射来的多次激光不损伤敷层地有选择地形成有由沿着相对于该芯层的光轴（Ｌ）方向倾斜所需要的角度α的假想平面（Ｐ－Ｐ’）、以规定间隔纵横排列的光路变换用的空隙（Ｃ、Ｃ、．．．．．．）构成的光路变换构造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在通过芯的光的光路上具有光路变换机构的。
技术介绍
光波导路被装入光波导路器件、光集成电路、光布线基板等的光器件中，广泛地应 用于光通信、光信息处理以及其它的一般光学领域。此外，在上述光器件中，例如，为了使来 自发光元件的光信号经由光波导路传递到受光元件，有时在光波导路的端部或其它规定区 域将光路变换90。。 S卩，如图3所示，通过将光波导路的光轴(光路)L方向(图示x方向)的一端部 或规定区域形成为相对于光波导路的光轴倾斜45。的倾斜面M、M'(微反射镜)，使来自发 光元件等的光信号在该倾斜面M、M'反射，将光路变换90。。另外，在图3中，附图标记1是 芯层、2是第l(下)敷层、2'是第2(上)敷层、B是切削加工用的刀片(blade)。此外，具 有这样的光路变换机构的光波导路作为光变换元件用于光电混合基板等。 作为上述光波导路的倾斜面(微反射镜)的形成方法，采用以下的方法使用金 刚石切割刀片(diamond dicing blade)将光波导路的一部分或一端面切削或切断加工成 45°的方法、利用激光进行切断等的方法、利用反应性离子蚀刻进行制作的方法等(例如， 参照专利文献1 3等)。 其中，使刀尖具有倾斜角的薄的金刚石切割刀片旋转，使该刀片B垂直于光波导 路地抵接于光波导路并进行加工的方法(切割刀片法参照图3)通过选定适当的刀片B， 能够容易地形成平滑性优异的镜面(反射镜)，因此，被广泛地应用(参照专利文献4、5)。 专利文献1 :日本特开平10-300961号公报 专利文献2 :日本特开2005-25019号公报 专利文献3 :日本特开2006-251219号公报 专利文献4 :日本特开2006-201372号公报 专利文献5 :日本特开2007-108228号公报 可是，在利用上述那样的切割刀片法形成光波导路变换用的微反射镜M、M'的方法 中，由于使用相对于光路具有足够大小(直径)的圆板状刀片B进行加工，因此，在具有互 相平行且接近地配置的多个光波导路的情况下，会切削到与加工对象的光波导路相邻的光 波导路，从而存在无法在各光路的长度方向上的分别不同的位置形成微反射镜M、M'这样的 问题。 此外，由于切削(或切断)V字状的槽，所以会自切削位置(微反射镜部位)发生裂 纹，该裂纹因冲击、热引起的膨胀、收縮等扩大，在最坏的情况下，光波导路整体产生龟裂、 断裂，也有可能损伤配设有该光波导路的电路基板等。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种情况而提出的，其目的在于提供一种能够不易受到因冲击、热而造成的膨胀、收縮等的影响，长期发挥稳定的光路变换性能的、可靠度高的光波导路，以 及提供一种通过不损伤光波导路的外表面地在位于其内侧的芯层的任意位置上形成光路 变换构造，由此能够高效率地制造上述可靠度高的光波导路的光波导路的制造方法。 为了实现上述目的，本专利技术的第l技术方案的光波导路包括作为光路的芯层、夹 持、覆盖该芯层的2个敷层，其中，利用通过上述任一个敷层照射来的多次的激光，在上述 芯层的规定区域沿着相对于该芯层的光轴方向以所需要的角度倾斜的假想平面、以规定间 隔有选择地形成有纵横排列的多个光路变换用间隙。 此外，本专利技术的第2技术方案的光波导路的制造方法是制造由作为光路的芯层和 夹持、覆盖该芯层的2个敷层构成的、在上述芯层的规定区域具有以规定的角度反射入射 到上述芯层的光的光路变换构造的光波导路的方法，其中，包括将由上述芯层和各敷层构 成的被加工物载置到工作台上的工序；通过对上述芯层照射自脉冲激光器射出并被聚光在 规定深度的激光的单脉冲，在上述芯层的希望的部位形成独立的空隙的工序；使上述工作 台和上述激光的焦点沿规定方向相对移动规定距离的工序；反复进行上述空隙形成工序和 上述相对移动工序，在相对于上述芯层的光轴以所需要的角度倾斜的假想平面内以规定间 隔形成纵横排列的多个独立的空隙，不损伤上述敷层地在上述芯层的规定区域有选择地形 成上述光路变换构造的工序。 S卩，本专利技术人为了解决上述课题反复进行了深入地研究，结果发现，通过使用能振 荡以皮秒(ps)或飞秒(fs)为单位的超短脉冲光的脉冲激光器，能够不损伤覆盖芯层的敷 层地仅在内部的芯层中整齐地排列形成相互独立的微小的空隙，利用由这些空隙构成的 矩阵能高效率地反射通过芯层内部的光，从而完成了本专利技术。 如上所述，因为本专利技术的光波导路利用通过敷层而照射来的激光，在被2个敷层 夹持、覆盖的芯层的规定区域沿着相对于该芯层的光轴方向以所需要的角度倾斜的假想平 面、以规定间隔形成有纵横排列的多个间隙，所以这些空隙的矩阵能够作为沿上述假想平 面形成的微反射镜发挥功能，能够将通过芯层的光的光路变换(反射)成任意的方向。此 外，利用该空隙的光路变换构造不受以往的利用切割刀片法形成微反射镜那样的位置上的 制约，也不会产生成为裂纹产生、成长点的切削角。而且，该光波导路不损伤敷层的外表面， 上述空隙也能以不暴露于大气中的状态被稳定地保存。因此，本专利技术的光波导路不易受来 自外部的冲击、温度变化、尘土、污垢等的影响，能够长期地发挥稳定的光路变换性能。 特别是在上述各空隙与相邻的空隙不连通，该各空隙的大小为直径5 20 ii m，且 上述相邻的各空隙的间隔为1 20ym的情况下，优选能够高效率地变换通过芯层的光的 光路(高效率地反射光)。 此外，作为上述激光的光源，优选脉冲宽度为5000ps以下的皮秒脉冲激光器或飞 秒脉冲激光器。利用上述脉冲激光器，能够在芯层中有选择地且高效率地形成上述空隙。 接着，制造本专利技术的光波导路的方法如下所述在工作台上载置由上述芯层和各 敷层构成的被加工物，利用脉冲激光器对规定的深度聚光照射激光，在上述芯层的希望部 位形成独立的空隙。然后，使上述工作台或上述激光的焦点沿规定方向相对移动规定量。之 后，反复进行激光脉冲的照射和工作台的相对移动，在上述芯层的规定区域形成由沿着相 对于该芯层的光轴方向以所需要的角度倾斜的假想平面以规定的间隔纵横排列的多个空 隙构成的光路变换构造。 因此，即使在具有相互平行且接近地配置的多个光波导路的情况下，也能够不影 响到与加工对象的光波导路相邻的、加工对象以外的光波导路地在各光路的长度方向上的 自由位置形成光路变换构造。而且，采用上述制造方法，因为不损伤敷层的外表面等，这些 空隙也不会暴露于大气中，所以不会出现像切割刀片法那样的裂纹的发生、成长，也不可能 在光波导路上产生龟裂、断裂，或损伤配设有该光波导路的电路基板等。因此，采用本专利技术 的光波导路的制造方法，能够制造使用寿命长且可靠度高的光波导路。 此外，上述光波导路的制造方法不需要更换磨刀石，制造装置的维护容易，且是非 接触加工，因此不确定因素较少，加工的周期(间隔)也较短。因此，采用本专利技术的光波导 路的制造方法，在提高产品的成品率的基础上，能够高效率地制造具有上述光路变换构造 的光波导路。 特别是作为上述脉冲激光器的激光，在使用波长300 2500nm、脉冲宽度 5000ps以下、脉冲能量100nJ lmj/脉冲、能量密度0. 01 lj/cm2的激光脉冲的情况 下，优选能够以1脉冲高效率地形成上述直径为5 20 ii m且其间隔为1 20 ii m的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波导路，包括作为光路的芯层和夹持、覆盖该芯层的２个敷层，其特征在于，利用通过上述任一个敷层而照射来的多次的激光，在上述芯层的规定区域沿着相对于该芯层的光轴方向以所需要的角度倾斜的假想平面、以规定间隔有选择地形成有纵横排列的多个光路变换用间隙。

【技术特征摘要】
JP 2008-10-23 2008-273223一种光波导路，包括作为光路的芯层和夹持、覆盖该芯层的2个敷层，其特征在于，利用通过上述任一个敷层而照射来的多次的激光，在上述芯层的规定区域沿着相对于该芯层的光轴方向以所需要的角度倾斜的假想平面、以规定间隔有选择地形成有纵横排列的多个光路变换用间隙。2. 根据权利要求1所述的光波导路，上述各空隙与相邻的各空隙不连通，该各空隙的大小为直径5 20 ii m，且上述相邻的各空隙的间隔为1 20 ii m。3. 根据权利要求1或2所述的光波导路，上述激光的光源是脉冲宽度为5000ps以下的皮秒脉冲激光器或飞秒脉冲激光器。4. 一种光波导路的制造方法，是制造由作为光路的芯层和夹持、覆盖该芯层的2个敷层构成的、且在上述芯层的规定区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：程野将行，松尾直之，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]