JPH0777637A - Optical element coupling method and refractive index image forming material - Google Patents
Optical element coupling method and refractive index image forming materialInfo
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- JPH0777637A JPH0777637A JP5223723A JP22372393A JPH0777637A JP H0777637 A JPH0777637 A JP H0777637A JP 5223723 A JP5223723 A JP 5223723A JP 22372393 A JP22372393 A JP 22372393A JP H0777637 A JPH0777637 A JP H0777637A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光学素子結合方法に関し、光学素子同士を光結
合する場合に結合効率を良くし、且つそれらの接着を容
易にすること。
【構成】接着剤を兼ねた屈折率像形成材料により2つの
光学素子の端面を間隔をおいて接続し、ついで、少なく
とも一方の光学素子を通してそれらの端面の間にある屈
折率分布形成材料に光を照射し、これにより集光性のレ
ンズ効果を有する屈折率分布を形成ことを含む。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a method for coupling optical elements, to improve the coupling efficiency in the case of optically coupling optical elements, and to facilitate their bonding. [Structure] The end faces of two optical elements are connected with a distance by a refractive index image forming material which also serves as an adhesive, and then the refractive index distribution forming material between those end faces is exposed to light through at least one optical element. And forming a refractive index profile having a condensing lens effect.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光学素子結合方法及び
屈折率像形成材料に関し、より詳しくは、光通信や光イ
ンターコネクション等において光学素子間の結合の方法
と、これに使用される結合材料に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element coupling method and a refractive index image forming material, and more specifically, to a method for coupling optical elements in optical communication, optical interconnection, etc., and the coupling used therefor. Regarding materials.
【0002】[0002]
【従来の技術】光学素子は、光インターコネクション、
光通信などの種々の光情報処理システムに使用される。
光学素子では、半導体レーザ等の光源からの光を導波路
や光ファイバを用いて伝送し、伝送された光はフォトダ
イオードなどで電気信号に復元することが行われる。2. Description of the Related Art Optical elements are used for optical interconnection,
It is used in various optical information processing systems such as optical communication.
In the optical element, light from a light source such as a semiconductor laser is transmitted using a waveguide or an optical fiber, and the transmitted light is restored to an electric signal by a photodiode or the like.
【0003】このため、発光素子又は受光素子を光ファ
イバや光導波路に結合する結合器が必要となる。これら
の結合器については、例えば次の文献などにおいて解説
されている。 1 光通信素子光学−発光・受光素子、米津宏推著、光
学図書発行 2 ISDN時代の光ファイバ技術、大久保勝彦著、理
工学社発行 3 光通信要覧、平山宏ら編集、科学新聞社発行 これらの文献によると、端面発光型半導体レーザは、発
振層が数百nm×数μm程度の矩形構造をしており、光の
放射角は垂直方向20°〜60°、水平方向5°〜20°程度
である。また、面発光型LEDは、発光領域径が30μm
〜40μmと大きく、放射角も 120°程度である。Therefore, a coupler for coupling the light emitting element or the light receiving element to an optical fiber or an optical waveguide is required. These couplers are described in, for example, the following documents. 1 Optical communication element optics-light emitting / receiving element, Hirosuke Yonezu, published optical book 2 Optical fiber technology in ISDN era, Katsuhiko Okubo, published by Science and Engineering 3 Optical communication manual, edited by Hiro et al., Published by Kagaku Shimbun According to the literature, the edge-emitting type semiconductor laser has a rectangular structure with an oscillation layer of several hundred nm × several μm, and the emission angle of light is 20 ° to 60 ° in the vertical direction and 5 ° to 20 ° in the horizontal direction. It is a degree. In addition, the surface emitting LED has a light emitting area diameter of 30 μm.
It is as large as ~ 40 μm and its emission angle is about 120 °.
【0004】これに対して、シングルモード光ファイバ
のコア径は、数μm〜10μm程度、マルチモード光フ
ァイバのコア径は数十μm程度である。従って、光半導
体素子と光ファイバを結合する場合には、結合損失を低
減するために1μmオーダの精密なアライメントが要求
される。精密なアライメントを行い、発光素子と光ファ
イバの端面同士を突き当てて直接結合する場合、例えば
端面発光型半導体レーザとシングルモード光ファイバと
の結合効率は30%となり、また、端面発光型半導体レ
ーザとマルチモード光ファイバとの結合効率は50%、
また、面発光型発光ダイオードとマルチモード光ファイ
バの結合効率は6%程度である。On the other hand, the core diameter of a single mode optical fiber is about several μm to 10 μm, and the core diameter of a multimode optical fiber is about several tens μm. Therefore, when coupling an optical semiconductor element and an optical fiber, precise alignment on the order of 1 μm is required to reduce coupling loss. When precise alignment is performed and the end faces of the light emitting element and the optical fiber are butted against each other and directly coupled, for example, the coupling efficiency between the edge emitting semiconductor laser and the single mode optical fiber is 30%, and the edge emitting semiconductor laser is also used. And the coupling efficiency of the multimode optical fiber is 50%,
The coupling efficiency between the surface emitting light emitting diode and the multimode optical fiber is about 6%.
【0005】また、端面発光型半導体レーザとシングル
モード光ファイバとの結合方式としてレーザとファイバ
の間にレンズを挿入する方式が検討されており、この場
合、結合効率は50%程度であるが、精密なアライメン
トを必要とする部品点数が増えるため、作成はますます
容易でなくなる。一方、光ファイバと導波路とを結合す
る場合には、導波路とファイバのコア径を一致させ、軸
ズレを生じさせないようにすることにより、直接結合で
56〜79%の結合効率が得られる。Further, a method of inserting a lens between the laser and the fiber has been studied as a method of coupling the edge-emitting semiconductor laser and the single mode optical fiber. In this case, the coupling efficiency is about 50%. Making it more and more difficult as the number of parts that require precise alignment increases. On the other hand, in the case of coupling the optical fiber and the waveguide, the coupling efficiency of 56 to 79% can be obtained by the direct coupling by making the core diameters of the waveguide and the fiber the same so as not to cause the axial deviation. .
【0006】しかし、その直接結合は、高効率で結合で
きる導波路と光ファイバのコア径に制限があり、1μm
オーダの精密なアライメントを必要とするために結合が
容易でないという問題がある。また、上述の直接結合や
レンズ結合に代わる方式も提案されており、特開昭55
−43538号公報,特開昭60−173508号公報
では、光を照射することで屈折率が変化する材料を使用
する方式が提案されている。However, the direct coupling is limited in the core diameter of the waveguide and the optical fiber that can be coupled with high efficiency, and is 1 μm.
There is a problem that coupling is not easy because it requires precise alignment on the order. Also, a method replacing the above-mentioned direct coupling or lens coupling has been proposed, and is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-55
In Japanese Patent Laid-Open No. 43538/1985 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-173508, a method of using a material whose refractive index changes by irradiation with light is proposed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の公報に
おいて提案された光結合器の接続方法は、光の強度に比
例して屈折率が変化する物質からなる光結合器基体に、
光を入出力すべき位置から光を入射し、前記光結合器基
体の屈折率を変化させ、自己的に光導路を形成させるよ
うにしたことを特徴とする光結合器の製造方法である。
これを使用するためには、この光結合器と結合しようと
する光ファイバなどの素子を結合するために配置、固定
が必要になる。このため例えば、光ファイバ挿入用の孔
などを設ける必要が生じる。However, the connection method of the optical coupler proposed in the former publication is such that an optical coupler base made of a substance whose refractive index changes in proportion to the intensity of light is
A method of manufacturing an optical coupler, wherein light is incident from a position where light should be input and output, the refractive index of the optical coupler base is changed, and an optical path is formed by itself.
In order to use this, it is necessary to arrange and fix the element such as an optical fiber to be coupled with this optical coupler. Therefore, for example, it becomes necessary to provide a hole for inserting an optical fiber or the like.
【0008】また、後者の公報では、相対向させた2つ
の導波路間に位相変化形感光性媒質を配置し、前記2つ
の導波路の双方から前記感光性媒質に向けて光を通すこ
とにより、前記感光性媒質を局所的に変性させて結合用
導波路を形成することを特徴とする光導波路接続方法が
提案されている。本公報は、互いに接続すべき導波路間
に感光性媒質を挟み、この中に結合用導波路を形成する
ことにより、軸ずれ損失の低減を図ることを目的として
おり、導波路間の間隔を0.1mm 以下とし、感光性媒質に
向けて通す光を紫外光とすることを好適としており、そ
の結果、回折により少し拡がりながらも、ほとんど広が
りが生じない結合用導波路が形成されるとしている。本
公報は、感光性媒質に形成される導波路と導波路のつな
がりを利用したものであり、接続しようとする導波路間
の位置ずれは、媒質に形成される導波路間でも受け継が
れており、コア径を越えるような大きな位置ずれには対
応できない。Further, in the latter publication, a phase change type photosensitive medium is arranged between two waveguides facing each other, and light is passed from both of the two waveguides toward the photosensitive medium. There has been proposed an optical waveguide connection method characterized by locally modifying the photosensitive medium to form a coupling waveguide. This publication aims to reduce the axial displacement loss by sandwiching a photosensitive medium between the waveguides to be connected to each other and forming a coupling waveguide in the waveguides. It is preferable that the thickness is 0.1 mm or less, and that the light passing toward the photosensitive medium is ultraviolet light, and as a result, a coupling waveguide is formed, which spreads slightly due to diffraction but hardly spreads. This publication uses the connection between the waveguides formed in the photosensitive medium, and the positional deviation between the waveguides to be connected is inherited between the waveguides formed in the medium. However, it is not possible to cope with a large displacement that exceeds the core diameter.
【0009】一方、その光結合器として使用可能な材料
としては、次のようなものがある。例えば、先の前者公
報では、カルコゲナイド系のアモルファス半導体,ある
いは光重合性単量体を含んだ高分子材料が用いられると
記載されており、後者公報では、デュポン社のフォトポ
リマ,コダック社のKPR(商標名)フォトレジスト、
オプチコン・ケミカル社のU.V.57(商標名)など
が知られていると記載されている。On the other hand, the following materials can be used as the optical coupler. For example, the former publication describes that a chalcogenide-based amorphous semiconductor or a polymer material containing a photopolymerizable monomer is used, and the latter publication describes a photopolymer of DuPont and KPR of Kodak. (Trade name) photoresist,
U.S.A. of Opticon Chemical Co. V. 57 (trade name) and the like are described as being known.
【0010】また、光を照射することで屈折率が変化す
る屈折率像形成材料としては、次のものがある。例え
ば、特開平2−3081号公報に記載されているような
熱可塑性重合体とエチレン系不飽和単量体と重合開始剤
とからなる材料がある。また、特開平2─3082号公
報に記載されているような、ポリビニルアセテート、ポ
リビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリビニ
ルホルマール等のセグメントを主要部として含むインタ
ーポリマー、或いは、それらのセグメントの混合物より
なる群から選ばれたポリマー性バインダと、エチレン性
不飽和モノマと、光開始剤からなる材料がある。また、
特開平3─50588号公報に記載されているような、
溶剤可溶性のフッ素含有ポリマ性バインダと、エチレン
性不飽和モノマと、光重合開始剤からなる材料がある。
さらに、特開平3─36582号公報に記載されている
ような、アリルジグリコールカーボネートと、2,2-ビス
(3,5-ジブロモ-4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)
フェニル)プロパンと、光重合開始剤からなる材料等が
提案されている。Further, there are the following refractive index image forming materials whose refractive index is changed by irradiating light. For example, there is a material composed of a thermoplastic polymer, an ethylenically unsaturated monomer and a polymerization initiator as described in JP-A-2-3081. Further, as described in JP-A-2-3082, an interpolymer containing a segment such as polyvinyl acetate, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, and polyvinyl formal as a main part, or a group consisting of a mixture of these segments. There is a material consisting of a selected polymeric binder, an ethylenically unsaturated monomer and a photoinitiator. Also,
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-50588,
There is a material composed of a solvent-soluble fluorine-containing polymeric binder, an ethylenically unsaturated monomer, and a photopolymerization initiator.
Further, as described in JP-A-3-36582, allyl diglycol carbonate and 2,2-bis (3,5-dibromo-4- (2-methacryloyloxyethoxy))
Materials such as phenyl) propane and a photopolymerization initiator have been proposed.
【0011】しかし、これらの材料は、バインダとして
熱可塑性樹脂やメタクリロイル系重合物等を使用してい
るために耐熱性が低い。本発明はこのような問題に鑑み
てなされたものであって、光学素子同士を光結合する場
合に結合効率が良く、且つそれらの接着が容易な光学素
子結合方法を提供するとともに、耐熱性の良い光学素子
結合材料を提供することを目的とする。However, these materials have low heat resistance because they use a thermoplastic resin or a methacryloyl polymer as a binder. The present invention has been made in view of such a problem, provides a good coupling efficiency in the case of optically coupling optical elements, and provides an optical element coupling method in which they are easily adhered, and has heat resistance. An object is to provide a good optical element bonding material.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図1に
例示するように、2つの光学素子3,4のそれぞれの端
面を間隔をおいて固定する工程と、光学素子用の接着剤
としての機能を有し、且つ特定波長帯の光の強度により
屈折率が高くなる屈折率像形成材料5を2つの前記光学
素子3,4の前記端面の間に供給する工程と、2つの前
記光学素子3,4の少なくとも一方の前記端面から前記
屈折率像形成材料5に前記特性波長帯の光を照射して集
光性のレンズ効果を有する屈折率分布6を形成する工程
とを有する光学素子結合方法によって達成する。The above-mentioned problems are solved by the steps of fixing the end faces of the two optical elements 3 and 4 with a space therebetween as shown in FIG. 1, and as an adhesive for the optical elements. And a step of supplying the refractive index image forming material 5 having the above function and having a high refractive index depending on the intensity of light in a specific wavelength band between the end surfaces of the two optical elements 3 and 4. Irradiating the refractive index image forming material 5 with light in the characteristic wavelength band from at least one of the end faces of the elements 3 and 4 to form a refractive index distribution 6 having a condensing lens effect. Achieved by combining method.
【0013】または、図7に例示するように、光学素子
用の接着剤としての機能を有し、且つ特定波長帯の光の
強度により屈折率が高くなる屈折率像形成材料5を支持
体1の上に供給する工程と、屈折率像形成材料5を介し
て互いの端面を対向させて2つの光学素子3,4を前記
支持体1の上に載置する工程と、2つの前記光学素子
3,4の少なくとも一方の端面から前記屈折率像形成材
料5に前記特性波長帯の光を照射して集光性のレンズ効
果を有する屈折率分布6を形成する工程とを有する光学
素子結合方法によって達成する。Alternatively, as illustrated in FIG. 7, the support 1 is a refractive index image forming material 5 having a function as an adhesive for an optical element and having a high refractive index depending on the intensity of light in a specific wavelength band. And the step of placing the two optical elements 3 and 4 on the support 1 with their end faces facing each other with the refractive index image forming material 5 interposed therebetween, and the two optical elements. Irradiating the refractive index image forming material 5 with light in the characteristic wavelength band from at least one of the end faces 3 and 4 to form a refractive index distribution 6 having a condensing lens effect. To achieve by.
【0014】または、図8に例示するように、光学素子
用の接着剤としての機能を有し、且つ特定波長帯の光の
強度により屈折率が高くなる屈折率像形成材料5を、支
持体11の上の第一の光学素子3の端面に付着させた状
態にする工程と、前記第一の光学素子3の前記端面に対
向する第二の光学素子4の端面と前記第一の光学素子3
の前記端面のうち少なくとも一方から前記特定波長帯の
光を照射して集光性のレンズ効果を有する屈折率分布6
Bを形成する工程とを有することを特徴とする光学素子
結合方法により達成する。Alternatively, as illustrated in FIG. 8, a support is provided with a refractive index image forming material 5 having a function as an adhesive for an optical element and having a high refractive index due to the intensity of light in a specific wavelength band. A step of adhering to the end surface of the first optical element 3 above 11, and an end surface of the second optical element 4 facing the end surface of the first optical element 3 and the first optical element. Three
A refractive index distribution 6 having a condensing lens effect by irradiating light of the specific wavelength band from at least one of the end faces of
And a step of forming B.
【0015】または、特定波長帯の光を照射することに
より屈折率分布を生じる材料であって、エポキシ基を有
する脂環式化合物又は鎖式化合物と、芳香族環又はハロ
ゲンを含有するエチレン不飽和化合物と、多官能アクリ
レート又は多官能メタクリレートと、光重合開始剤とを
含むことを特徴とする屈折率像形成材料によって達成す
る。Alternatively, a material which exhibits a refractive index distribution upon irradiation with light of a specific wavelength band, which is an alicyclic compound or chain compound having an epoxy group, and an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or halogen. It is achieved by a refractive index image forming material comprising a compound, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and a photopolymerization initiator.
【0016】または、特定波長帯の光を照射することに
より屈折率分布を生じる材料であって、有機変成シリコ
ンと、芳香族環又はハロゲンを含有するエチレン不飽和
化合物と、多官能アクリレート又は多官能メタクリレー
トと、光重合開始剤を含むことを特徴とする屈折率像形
成材料により達成する。または、前記有機変成シリコン
は、アクリル変成シリコン、メタクリル変成シリコン又
はエポキシ変成シリコンのいずれかであることを特徴と
する屈折率像形成材料により達成する。Alternatively, it is a material that produces a refractive index distribution by irradiating with light of a specific wavelength band, which is an organically modified silicon, an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional acrylate. It is achieved by a refractive index image forming material characterized by containing a methacrylate and a photopolymerization initiator. Alternatively, the organic modified silicon is achieved by a refractive index image forming material characterized by being any of acrylic modified silicon, methacrylic modified silicon, and epoxy modified silicon.
【0017】または、特定波長帯の光を照射することに
より屈折率分布を生じる材料であって、シリコンを含有
するエチレン不飽和化合物と、一般式がR1CH=CHCOOR
2(R1は、CH3 、H のいずれかで、R2は、炭素数1〜4
の鎖式化合物又は脂環式化合物基である)で示されるエ
チレン不飽和化合物と、熱重合開始剤とを溶媒に溶解
し、これを加熱攪拌して共重合物溶液を作製するととも
に、該共重合物溶液を室温まで放冷した後に、芳香族環
又はハロゲンを含有するエチレン不飽和化合物と、多官
能アクリレート又は多官能メタクリレートと、光重合開
始剤を該共重合物溶液に添加することにより形成される
ことを特徴とする屈折率像形成材料によって達成する。Alternatively, a material which produces a refractive index distribution by irradiating light of a specific wavelength band, and an ethylenically unsaturated compound containing silicon, and a general formula of R 1 CH = CHCOOR
2 (R 1 is either CH 3 or H, and R 2 has 1 to 4 carbon atoms.
Is a chain compound or an alicyclic compound group) and a thermal polymerization initiator are dissolved in a solvent, and this is heated and stirred to prepare a copolymer solution, and Formed by adding an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen, a polyfunctional acrylate or polyfunctional methacrylate, and a photopolymerization initiator to the copolymer solution after allowing the polymer solution to cool to room temperature. Is achieved by a refractive index image forming material.
【0018】または、特定波長帯の光を照射することに
より屈折率分布を生じる材料であって、シリコンを含有
するエチレン不飽和化合物と、一般式がR1CH=CHCOOR
2(R1は、CH3 、H のいずれかで、R2は、炭素数1〜4
の鎖式化合物又は脂環式化合物基である)で示されるエ
チレン不飽和化合物と、多官能アクリレート又は多官能
メタクリレートと、熱重合開始剤とを溶媒に溶解し、こ
れを加熱攪拌して共重合物溶液を作製するとともに、該
共重合物溶液を室温まで放冷した後に、芳香族環又はハ
ロゲンを含有するエチレン不飽和化合物と、多官能アク
リレート又は多官能メタクリレートと、光重合開始剤を
その共重合物溶液に添加することにより作製されること
を特徴とする屈折率像形成材料により達成する。Alternatively, a material which produces a refractive index distribution by irradiating with light of a specific wavelength band, and an ethylenically unsaturated compound containing silicon and a general formula of R 1 CH = CHCOOR
2 (R 1 is either CH 3 or H, and R 2 has 1 to 4 carbon atoms.
Of a chain compound or an alicyclic compound group), a polyfunctional acrylate or polyfunctional methacrylate, and a thermal polymerization initiator are dissolved in a solvent, and the resulting mixture is heated and stirred to perform copolymerization. A copolymer solution is prepared, the copolymer solution is allowed to cool to room temperature, and then an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and a photopolymerization initiator are added. It is achieved by a refractive index image forming material characterized by being made by adding it to a polymer solution.
【0019】または、特定波長帯の光を照射することに
より屈折率分布を生じる材料であって、末端に水素基を
有するアクリレート又はメタクリレートをその構造単位
中に含む熱硬化性共重合体と、芳香族環又はハロゲンを
含有するエチレン不飽和化合物ー、多官能アクリレート
又は多官能メタクリレートと、光重合開始剤とからなる
ことを特徴とする屈折率像形成材料により達成する。Alternatively, a thermosetting copolymer containing a acrylate or methacrylate having a hydrogen group at the terminal in its structural unit, which is a material which produces a refractive index distribution by irradiating with light of a specific wavelength band, It is achieved by a refractive index image-forming material comprising an ethylenically unsaturated compound containing a group ring or halogen, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and a photopolymerization initiator.
【0020】または、前記熱硬化性共重合体は、クロロ
トリフロロエチレンと、ビニルトリメチルアセテート
と、末端に水酸基を有するアクリレート又はメタクリレ
ートをその構造単位中に含む物質とを有することを特徴
とする屈折率像形成材料により達成する。または、前記
芳香族環又はハロゲンを含有するエチレン不飽和化合物
は、アリルカルバゾール、メタクリロイルオキシエチル
カルバゾール、アクリロイルエチルオキシカルバール、
ビニルカルバゾール、ビニルナフタレン、ナフチルアク
リレート、トリブロモフェニルアクリレート、ジブロモ
フェニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート
のいずれか1つ、又はそのうちのいずれかの混合物であ
ることを特徴とする屈折率像形成材料により達成する。Alternatively, the thermosetting copolymer has chlorotrifluoroethylene, vinyltrimethylacetate, and a substance containing a hydroxyl group-terminated acrylate or methacrylate in its structural unit. Achieved by a rate imaging material. Alternatively, the ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or halogen is allylcarbazole, methacryloyloxyethylcarbazole, acryloylethyloxycarbal,
It is achieved by a refractive index image forming material characterized by being any one of vinylcarbazole, vinylnaphthalene, naphthyl acrylate, tribromophenyl acrylate, dibromophenyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, or a mixture of any thereof.
【0021】または、前記屈折率像形成材料を、互いに
対向する2つの光学素子の端面の間に挟む工程と、少な
くとも一方の前記光学素子の端面から前記屈折率像形成
材料に特定波長帯の光を照射して集光性のレンズ効果を
有する屈折率分布を形成する工程とを有することを特徴
とする光学素子結合方法により達成する。または、前記
光学素子は、光ファイバ、導波路、半導体レーザ、発光
ダイオード、フォトダイオード、半導体光増幅器のうち
のいずれかであることを特徴とする光学素子結合方法に
より達成する。Alternatively, the step of sandwiching the refractive index image forming material between the end surfaces of two optical elements facing each other, and the light of a specific wavelength band from the end surface of at least one of the optical elements to the refractive index image forming material. And forming a refractive index distribution having a condensing lens effect. Alternatively, the optical element is any one of an optical fiber, a waveguide, a semiconductor laser, a light emitting diode, a photodiode, and a semiconductor optical amplifier.
【0022】または、光照射又は加熱によって前記屈折
率像形成材料を硬化させる工程を有することを特徴とす
る光学素子結合方法により達成する。または、結合する
前記光学素子間の間隔を、0.1mm以上とすることを特
徴とする光学素子結合方法により達成する。Alternatively, it is achieved by an optical element coupling method characterized by including a step of curing the refractive index image forming material by light irradiation or heating. Alternatively, it is achieved by an optical element coupling method characterized in that the distance between the coupled optical elements is 0.1 mm or more.
【0023】[0023]
【作 用】本発明によれば、接着剤を兼ねた屈折率像形
成材料により2つの光学素子の端面を間隔をおいて接続
し、ついで、少なくとも一方の光学素子を通してそれら
の端面の間にある屈折率分布形成材料に光を照射し、こ
れにより集光性のレンズ効果を有する屈折率分布を形成
する。[Operation] According to the present invention, the end faces of two optical elements are connected at a distance by a refractive index image forming material that also serves as an adhesive, and then the end faces of at least one of the optical elements are provided between them. The refractive index distribution forming material is irradiated with light to form a refractive index distribution having a condensing lens effect.
【0024】この集光性の屈折率分布を形成するために
は、特開昭60−173508号公報で導波路を形成す
るために好適としている条件と相反する条件が必要であ
り、光学素子間の距離は0.1mm以上とすることが必要
となる。また、屈折率分布を形成するための光も、光学
素子から出射後のビームの拡がりを大きくするために、
長波長光を使用することが望ましい。しかしこの波長
は、材料の感光波長域などの特性によっても制限される
ため、光学素子間の距離を大きくすることが簡便であ
る。In order to form this light-collecting refractive index distribution, it is necessary to have a condition that is contrary to the condition suitable for forming a waveguide in Japanese Patent Laid-Open No. 173508/1985. The distance must be 0.1 mm or more. In addition, the light for forming the refractive index distribution also has a large divergence of the beam after being emitted from the optical element,
It is desirable to use long wavelength light. However, since this wavelength is also limited by the characteristics such as the photosensitive wavelength range of the material, it is easy to increase the distance between the optical elements.
【0025】このため、屈折率分布形成材料によって光
学素子同士の結合効率が良くなり、それらの位置合わせ
の際に高い精度が要求されなくなり、歩留りが向上す
る。しかも、結合しようとする光学素子を固定し、屈折
率分布形成材料を供給した後に、この光学素子からの光
を使用して屈折率分布を形成しているので、光学素子の
固定された位置に合わせてセルフアライメントに屈折率
分布が形成されるため、ラフなアライメントで光学素子
を固定することができ、さらに特開昭55−43538
号公報で提案している光ファイバ挿入用の穴のような、
結合しようとする素子を配置,固定するたの配慮は無用
となる。Therefore, the refractive index distribution forming material improves the coupling efficiency of the optical elements to each other, the high precision is not required for their alignment, and the yield is improved. Moreover, since the optical element to be combined is fixed and the refractive index distribution forming material is supplied, the refractive index distribution is formed using the light from this optical element, so that the optical element is fixed at the fixed position. In addition, since the refractive index distribution is formed by self-alignment, the optical element can be fixed by rough alignment, and further, JP-A-55-43538.
Such as the hole for inserting the optical fiber proposed in the publication,
There is no need to consider the arrangement and fixing of the elements to be combined.
【0026】また、上記した屈折率像形成材料を採用す
ると、特定波長の光の照射によってモノマーを重合させ
モノマー密度が大きくなるので、光強度の大きさに従っ
た高屈折率のレンズ効果を有する屈折率分布が形成され
る。なお、その屈折率像形成材料により光学素子を結合
し、光学素子からの光照射によってそのレンズ効果を有
する屈折率分布を形成した後に、光照射、加熱処理を行
うと、未反応モノマーが反応して結合効率が安定化す
る。Further, when the above-mentioned refractive index image forming material is adopted, the monomer is polymerized by irradiation of light of a specific wavelength to increase the monomer density, so that a lens effect of high refractive index according to the magnitude of light intensity is obtained. A refractive index profile is formed. In addition, when an optical element is combined with the refractive index image forming material and a refractive index distribution having the lens effect is formed by light irradiation from the optical element, and then light irradiation and heat treatment are performed, unreacted monomers react with each other. And the coupling efficiency is stabilized.
【0027】一方、本発明により示した物質を光学素子
結合材料に使用した場合には、耐熱性が良い。On the other hand, when the substance according to the present invention is used as the optical element bonding material, it has good heat resistance.
【0028】[0028]
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 (a)本発明の第1実施例の説明 図1は、本発明の第1実施例の光学素子結合方法を示す
断面図である。まず、図1(a) に示すように、支持基板
1のV溝2に2本の光ファイバ3,4を載置し、その端
面同士の間隔を開けて対向させて固定する。この時、フ
ァイバ端面間の距離は、0.1mm以上とする。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (A) Description of the First Embodiment of the Present Invention FIG. 1 is a sectional view showing the optical element coupling method of the first embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1 (a), two optical fibers 3 and 4 are placed in the V groove 2 of the supporting substrate 1, and the end faces of the two optical fibers 3 and 4 are fixed with facing each other with a space therebetween. At this time, the distance between the fiber end faces is 0.1 mm or more.
【0029】次に、屈折率が特定波長の光の照射によっ
て高屈折率化する屈折率像形成材料を溶媒に溶解したも
のを、図1(b) に示すように2つの光ファイバ3,4の
端面の隙間とその周辺に滴下する。これを数時間放置
し、乾燥させる。その屈折率像形成材料としては、例え
ば、エポキシ基を有する脂環式化合物又は鎖式化合物
と、芳香族環又はハロゲンを含有するエチレン不飽和化
合物と、多官能アクリレート又は多官能メタクリレート
と、光重合開始剤とを含むものがある。その他の材料
は、後の実施例で説明する。Next, as shown in FIG. 1 (b), two optical fibers 3 and 4 are prepared by dissolving a refractive index image forming material whose refractive index is increased by irradiation with light having a specific wavelength into a solvent. Drip into the gap on the end face and around it. It is left to dry for several hours. As the refractive index image forming material, for example, an alicyclic compound or a chain compound having an epoxy group, an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and photopolymerization Some include an initiator. Other materials will be described later in Examples.
【0030】この後に、屈折率像形成材料5に向けて光
ファイバ3,4の少なくとも一方から光を照射する。こ
の光の波長は、光の広がりを大きくするために長波長で
あることが望ましいが、具体的には屈折率像形成材料5
の感光波長域を考慮して選択する。高屈折率像が形成さ
れるのは、光照射部分で高屈折率である光重合モノマの
重合が開始し、これによりモノマの密度が増えて、モノ
マ密度の低くなった光未照射部との間に屈折率差が生じ
るからであると考えられている。その屈折率像形成材料
5を構成する屈折率像形成材料については、後の実施例
でその具体例を説明する。Thereafter, the refractive index image forming material 5 is irradiated with light from at least one of the optical fibers 3 and 4. The wavelength of this light is preferably a long wavelength in order to increase the spread of the light, but specifically, the refractive index image forming material 5 is used.
Select in consideration of the photosensitive wavelength range of. The high-refractive index image is formed because the polymerization of the photopolymerized monomer having a high refractive index is started in the light-irradiated portion, and the density of the monomer is increased by this, and the unirradiated portion where the monomer density is low It is believed that there is a difference in refractive index between them. Specific examples of the refractive index image forming material forming the refractive index image forming material 5 will be described in the following examples.
【0031】これにより、屈折率像形成材料5には、光
ファイバ3,4から出射された光の強度分布に基づいた
高屈折率像6が形成される。具体的には、図1(c) に示
すように、一方の光ファイバ3から光が出射される場合
には、そのコアから径が広がるようなホーン型の高屈折
率像6が形成される。また、光ファイバ3,4の双方か
ら光が出る場合には、図2に示すように中央部が最も広
がっている形状、例えば断面菱形の高屈折率像6aが形
成される。As a result, a high refractive index image 6 based on the intensity distribution of the light emitted from the optical fibers 3 and 4 is formed on the refractive index image forming material 5. Specifically, as shown in FIG. 1 (c), when light is emitted from one of the optical fibers 3, a horn type high refractive index image 6 whose diameter spreads from the core is formed. . When light is emitted from both the optical fibers 3 and 4, a high-refractive-index image 6a having a most central portion, for example, a rhombic cross section, is formed as shown in FIG.
【0032】この後に、必要に応じて、紫外線などの光
照射、或いは加熱により未反応モノマーを反応させて屈
折率像形成材料5を安定化するとともに、その材料5を
硬化する。また、光照射によれば、屈折率像形成材料5
内に残留した感光色素を破壊することができ、光透過性
を増すことができる。以上の工程により、光ファイバ
3,4同士は光結合され、かつ、支持基板1に接着固定
される。Thereafter, if necessary, the unreacted monomer is reacted by irradiation with light such as ultraviolet rays or heating to stabilize the refractive index image forming material 5, and at the same time, the material 5 is cured. Further, according to the light irradiation, the refractive index image forming material 5
The photosensitive dye remaining inside can be destroyed and the light transmittance can be increased. Through the above steps, the optical fibers 3 and 4 are optically coupled to each other and are fixed to the supporting substrate 1 by adhesion.
【0033】そして、2つの光ファイバ3,4の端面の
間に存在する屈折率像形成材料5内でホーン型の高屈折
率像6が形成されている場合には、その高屈折率像6の
最も広い端部に接する一方の光ファイバ4からその内部
に信号用の光を照射すると、その光は、高屈折率像6の
レンズ効果によりその最も狭い部分に集光して他方の光
ファイバ3のコアに入射することになる。一般的に、信
号用の光は、半導体レーザなどの赤外光が用いられ、赤
外光に感光する材料は少ないので、屈折率像6を形成す
るための光とは波長が異なる場合が多い。When a horn type high refractive index image 6 is formed in the refractive index image forming material 5 existing between the end faces of the two optical fibers 3 and 4, the high refractive index image 6 is formed. When the signal light is applied to the inside from one optical fiber 4 which is in contact with the widest end of the optical fiber, the light is condensed in the narrowest part by the lens effect of the high refractive index image 6 and the other optical fiber It will be incident on the core of No. 3. In general, infrared light such as a semiconductor laser is used as the signal light, and there are few materials that are sensitive to the infrared light, so that the wavelength is often different from the light for forming the refractive index image 6. .
【0034】この結果、光ファイバ3,4の位置合わせ
精度が緩やかであっても、屈折率像6の収光機能によっ
て高い結合効率が得られることになる。なお、光ファイ
バ3,4の端部間の間隔を広げて、結合器長を長くする
ことにより、高いアイソレーション性を持たせることが
できる。次に、フーリエ変換を用いた二次元導波路解析
法(電子通信学会論文;J66-C,10(1983)732)を用いて解
析した結果を以下に示す。As a result, even if the alignment accuracy of the optical fibers 3 and 4 is moderate, a high coupling efficiency can be obtained by the light collecting function of the refractive index image 6. By increasing the distance between the ends of the optical fibers 3 and 4 and increasing the length of the coupler, high isolation can be provided. Next, the results of analysis using the two-dimensional waveguide analysis method using Fourier transform (The Institute of Electronics and Communication Engineers paper; J66-C, 10 (1983) 732) are shown below.
【0035】屈折率像形成材料5内では光照射強度分布
に対応した屈折率分布が形成されると仮定すると、一方
の光コアから高屈折率像形成用の光を照射した後には、
図3に示すような屈折率分布が形成される。この解析例
では、光ファイバのコア径が10μm、コア間距離が1
000μm、コア層間の光軸ズレが0μm、コア層の屈
折率1.60、クラッドの屈折率1.58、材料に照射
する光の波長が488nm、屈折率像形成後の材料の周囲
の屈折率1.58、材料の高屈折率像とその周囲との屈
折率差0.01と仮定している。Assuming that the refractive index distribution corresponding to the light irradiation intensity distribution is formed in the refractive index image forming material 5, after irradiation with light for high refractive index image formation from one optical core,
A refractive index distribution as shown in FIG. 3 is formed. In this analysis example, the optical fiber has a core diameter of 10 μm and an inter-core distance of 1
000 μm, optical axis deviation between core layers is 0 μm, refractive index of core layer is 1.60, refractive index of clad is 1.58, wavelength of light irradiating material is 488 nm, refractive index around material after refractive index image formation It is assumed that the refractive index difference between the high refractive index image of the material is 1.58 and its surroundings is 0.01.
【0036】このような屈折率分布を有する屈折率像形
成材料に、一方の光ファイバ3のコアから波長1.3μ
mの光を照射すると、光伝搬パターンは図4に示すよう
になり、光は高屈折率像によって他方の光ファイバ4の
コアに集光する。屈折率像形成材料5による光吸収や散
乱による光損失を除外すると、理論上90%以上の結合
効率が得られる。The refractive index image-forming material having such a refractive index distribution has a wavelength of 1.3 μm from the core of one optical fiber 3.
When light of m is irradiated, the light propagation pattern becomes as shown in FIG. 4, and the light is focused on the core of the other optical fiber 4 by the high refractive index image. If the light loss due to the light absorption and the scattering by the refractive index image forming material 5 is excluded, theoretically a coupling efficiency of 90% or more is obtained.
【0037】ところで、光ファイバ、半導体レーザ、光
導波路、光増幅素子等の光学素子同士を結合する場合
に、上記した方法によれば初期の光軸ズレや角度ズレに
対して許容幅は大きくなる。例えば、コア層同士の光軸
が10μmずれている場合に、一方の光コアから高屈折
率像形成用の光を照射した後には、屈折率分布は図5に
示すようになる。この例では、2つの光ファイバ3,4
のコア層間の距離が1000μmであり、それぞれのコ
ア径が10μm、コア層の屈折率が1.60、クラッド
の屈折率が1.58であり、屈折率像形成材料に照射す
る光の波長が1.3μm、屈折率像形成後の材料の周囲
の屈折率が1.58、材料の高屈折率像とその周囲との
屈折率差0.01と仮定している。By the way, in the case of coupling optical elements such as an optical fiber, a semiconductor laser, an optical waveguide, and an optical amplifying element, according to the above-mentioned method, the permissible width becomes large with respect to the initial optical axis deviation and angular deviation. . For example, when the optical axes of the core layers are deviated from each other by 10 μm, the refractive index distribution becomes as shown in FIG. 5 after irradiation of light for forming a high refractive index image from one optical core. In this example, two optical fibers 3,4
The core layer has a distance of 1000 μm, the core diameter is 10 μm, the core layer has a refractive index of 1.60, and the clad has a refractive index of 1.58. It is assumed that the refractive index around the material is 1.3 μm, the refractive index around the material is 1.58, and the refractive index difference between the high refractive index image of the material and its surroundings is 0.01.
【0038】光軸ズレが10μmの場合にも、材料によ
る光損失を除いた結合効率は、理論上50%以上とな
る。以上のように形成された光学素子間のアライメント
に対する許容誤差は大きくなる。なお、光ファイバと半
導体レーザを光結合する場合には、図6(a) に示すよう
に、支持基板7の上に光ファイバ3と半導体レーザ8を
載せ、その間に屈折率像形成材料5を供給する。その後
に、その屈折率像形成材料5を乾燥して光ファイバ3と
半導体レーザ8を接着状態にしてから、光ファイバ3か
ら高屈折率像形成用の光を導入して屈折率像形成材料5
にホーン型の高屈折率像6を形成する。これにより、半
導体レーザ8の端面から出た光は、高屈折率像6により
収光されて光ファイバ3のコアに入射することになる。 (b)本発明の第2実施例の説明 上記した実施例では、2つの光学素子の端部を対向させ
た後に、その間隙とその周辺に屈折率像形成材料を供給
したが、予めその屈折率像形成材料を厚く供給した支持
基板の上に2つの光学素子をおいてそれらの素子を結合
することもできる。Even when the optical axis shift is 10 μm, the coupling efficiency excluding the optical loss due to the material is theoretically 50% or more. The tolerance for alignment between the optical elements formed as described above becomes large. When the optical fiber and the semiconductor laser are optically coupled, as shown in FIG. 6 (a), the optical fiber 3 and the semiconductor laser 8 are placed on the support substrate 7, and the refractive index image forming material 5 is placed between them. Supply. After that, the refractive index image forming material 5 is dried to bond the optical fiber 3 and the semiconductor laser 8 to each other, and then light for high refractive index image forming is introduced from the optical fiber 3 to form the refractive index image forming material 5.
A horn type high refractive index image 6 is formed on the surface. As a result, the light emitted from the end face of the semiconductor laser 8 is collected by the high refractive index image 6 and enters the core of the optical fiber 3. (B) Description of Second Embodiment of the Invention In the above-mentioned embodiment, after the end portions of the two optical elements are opposed to each other, the refractive index image forming material is supplied to the gap and its periphery. It is also possible to place two optical elements on a support substrate which is thickly provided with the rate-imaging material and to combine the elements.
【0039】次に、その実施例を図7に基づいて説明す
る。まず、図7(a) に示すように、溶剤を溶かした屈折
率像形成材料5を支持基板1のV溝2に滴下した後に、
図7(b) に示すように、その屈折率像形成材料5を端面
で挟むようにして2つの光ファイバ3,4をV溝2に載
置する。次に、屈折率像形成材料5を数時間放置して乾
燥した後に、図7(c) に示すように、少なくとも一方の
光ファイバ3のコアから高屈折率像形成用の光を導入し
て屈折率像形成材料5に光を照射し、これにより第1実
施例で説明した高反射率部6を形成する。Next, the embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 7A, after the refractive index image forming material 5 in which a solvent is dissolved is dropped into the V groove 2 of the supporting substrate 1,
As shown in FIG. 7B, the two optical fibers 3 and 4 are placed in the V groove 2 so that the refractive index image forming material 5 is sandwiched by the end faces. Next, after leaving the refractive index image forming material 5 for several hours to dry, as shown in FIG. 7 (c), light for forming a high refractive index image is introduced from at least one core of the optical fiber 3. The refractive index image forming material 5 is irradiated with light to form the high reflectance portion 6 described in the first embodiment.
【0040】この後に、必要に応じて、第1実施例と同
様に、紫外線などの光照射、或いは加熱により屈折率像
形成材料を硬化する。このようにして接続された光ファ
イバ3,4は、第1実施例と同様に、屈折率像形成材料
5によって支持基板1に接着固定されるとともに、その
内部に形成された高屈折率像6によって光の発散が抑制
されて図7(d) に示すように一方の光ファイバ4から他
方の光ファイバ3へと光を伝播することになる。 (c)本発明の第3実施例の説明 上記した2つの実施例では、2つの光学素子端面の間と
その周辺に屈折率像形成材料を供給してその材料の中に
光を通過させるようにしたが、発光素子から出射した光
を空間を通して光ファイバや受光素子に入射させたり、
或いは、空間中を伝搬する光を受光素子により受光する
こともある。Thereafter, if necessary, the refractive index image forming material is cured by irradiation with light such as ultraviolet rays or heating, as in the first embodiment. The optical fibers 3 and 4 thus connected are bonded and fixed to the supporting substrate 1 by the refractive index image forming material 5 as in the first embodiment, and the high refractive index image 6 formed therein is formed. This suppresses the divergence of light and propagates the light from one optical fiber 4 to the other optical fiber 3 as shown in FIG. 7 (d). (C) Description of Third Embodiment of the Invention In the above two embodiments, a refractive index image forming material is provided between and around the two optical element end faces to allow light to pass through the material. However, the light emitted from the light emitting element is made to enter the optical fiber or the light receiving element through the space,
Alternatively, light propagating in space may be received by a light receiving element.
【0041】次に、空間中に伝搬する光を送受光する場
合の光結合について説明する。まず、図8(a) に示すよ
うに、第1の光ファイバ3の光入出力部に屈折率像形成
材料5を塗布し、これを乾燥して支持基板11に固定す
る。そして、その光ファイバ3から屈折率像形成材料5
に屈折率変更用の光を出力し、図8(b) に示すように、
光照射強度分布によって空間側が広くなるホーン型の高
屈折率像6Bを形成する。この後に、必要に応じて、紫
外線などの光照射、或いは加熱により屈折率像形成材料
を硬化する。Next, optical coupling when transmitting and receiving light propagating in space will be described. First, as shown in FIG. 8A, the refractive index image forming material 5 is applied to the light input / output portion of the first optical fiber 3, and this is dried and fixed to the support substrate 11. Then, from the optical fiber 3 to the refractive index image forming material 5
The light for changing the refractive index is output to, and as shown in Fig. 8 (b),
A horn-type high-refractive-index image 6B is formed in which the space side is widened by the light irradiation intensity distribution. After that, if necessary, the refractive index image forming material is cured by irradiation with light such as ultraviolet rays or heating.
【0042】なお、図8(d) に示すように、2つの光フ
ァイバ3,4の両方から光を照射して中央が最も広い高
屈折率像6Cを形成してもよい。次に、図8(c) に示す
ように、第2の光ファイバ4の端面を高屈折率像6Bに
向けて配置すると、そこから放射される光は高屈折率像
6Bにより光が集められて第1の光ファイバ3のコアに
入射する。この場合、第2の光ファイバ4の位置決め
は、高精度を要求されない。As shown in FIG. 8 (d), light may be emitted from both of the two optical fibers 3 and 4 to form a high refractive index image 6C having the widest center. Next, as shown in FIG. 8 (c), when the end surface of the second optical fiber 4 is arranged so as to face the high refractive index image 6B, the light emitted from the second optical fiber 4 is collected by the high refractive index image 6B. And enters the core of the first optical fiber 3. In this case, the positioning of the second optical fiber 4 does not require high accuracy.
【0043】次に、半導体レーザと光ファイバとを空間
を介して光結合する場合について図6(b) に基づいて説
明する。最初に光ファイバ3を支持基板9に載せその先
端に屈折率像形成材料5を供給した後に、その光ファイ
バ3を通して屈折率像形成材料5に光を照射すると、光
の照射強度分布によって空間側が広くなるホーン型の高
屈折率像6Bが屈折率像形成材料5に形成される。そし
て、その高屈折率像6Bに対向させて半導体レーザ8か
ら光を出射させると、その光は高屈折率像6Bにより集
束されて光ファイバ3に入射することになる。Next, the case where the semiconductor laser and the optical fiber are optically coupled with each other through a space will be described with reference to FIG. 6 (b). After the optical fiber 3 is first placed on the support substrate 9 and the refractive index image forming material 5 is supplied to the tip thereof, when the refractive index image forming material 5 is irradiated with light through the optical fiber 3, the space side is moved by the irradiation intensity distribution of the light. A horn-shaped high-refractive-index image 6B that widens is formed on the refractive-index image forming material 5. When light is emitted from the semiconductor laser 8 so as to face the high refractive index image 6B, the light is focused by the high refractive index image 6B and enters the optical fiber 3.
【0044】このように、離れた位置に固定された光学
素子同士の光の入射、出射や、空間光ビームを光−電気
変換素子に入射させる場合に有効になる。なお、本実施
例の上記説明では、光学素子を支持基板に載せた後に、
屈折率像形成材料を少なくともその先端部分に供給する
ようにしたが、屈折率像形成材料を支持基板の上に供給
してから光学素子を支持基板の上に載置してもよい。 (d)本発明の第4実施例の説明 上記した実施例では接続される2つの光学素子として、
光ファイバを例にあげたが、光ファイバ、導波路、半導
体レーザ、半導体光増幅器、導波型フォトダイオード、
端面発光型発光素子のうち同じ光学素子或いは異なる光
学素子を結合する場合にも上記したような結合方法を用
いてもよい。As described above, the present invention is effective when light enters and exits between optical elements fixed at distant positions or when a spatial light beam is entered into an optical-electrical conversion element. In the above description of the present embodiment, after mounting the optical element on the support substrate,
Although the refractive index image forming material is supplied to at least the tip portion thereof, the refractive index image forming material may be supplied to the supporting substrate before the optical element is mounted on the supporting substrate. (D) Description of Fourth Embodiment of the Present Invention In the above embodiment, two optical elements to be connected are:
Although the optical fiber is taken as an example, the optical fiber, the waveguide, the semiconductor laser, the semiconductor optical amplifier, the waveguide photodiode,
The same coupling method as described above may be used when coupling the same optical element or different optical elements among the edge emitting type light emitting elements.
【0045】2つの光学素子の端面の間とその周辺に供
給された屈折率像形成材料に高屈折率像を形成する際の
光照射方向としては、例えば、光ファイバと導波路を結
合する場合にはいずれか一方又は双方から光を照射す
る。また、光ファイバ又は導波路とフォトダイオードと
を結合する場合には、光ファイバ又は導波路からのみ光
を照射してコーン型の高屈折率像を形成することにな
る。これによれば、高屈折率像による光集束性はなくな
るが、発散性の光を伝搬させる場合に、そのコーン型の
高屈折率像により自己集束的に発散の抑えられた伝搬ビ
ームパターンとなり、光−電気変換素子の受光部に入射
する光強度を向上させることができる。The direction of light irradiation when forming a high refractive index image on the refractive index image forming material supplied between the end faces of two optical elements and the periphery thereof is, for example, when an optical fiber and a waveguide are coupled. The light is irradiated to either one or both. Further, when the optical fiber or the waveguide and the photodiode are coupled to each other, light is emitted only from the optical fiber or the waveguide to form a cone type high refractive index image. According to this, the light converging property due to the high refractive index image disappears, but when propagating divergent light, it becomes a propagation beam pattern in which divergence is suppressed by self-focusing due to the cone type high refractive index image, It is possible to improve the intensity of light incident on the light receiving portion of the photoelectric conversion element.
【0046】例えば図6(c) に示すように、受光面が直
径50μmのフォトダイオード13を固定し、その受光
面に1mmの間隙を設けて光ファイバ3の端面を対向さ
せ、その状態を保持しながらその間隙とその周辺に屈折
率像形成材料5を供給する。そして、その光ファイバ3
から波長488nmの光を導入し、この光を屈折率像形成
材料5に照射して高屈折率像6Dを形成した。そして、
材料に最大で0.01の屈折率差を形成した場合に、ほ
ぼ100%の光が受光面に集まることがわかった。これ
に対して、上気した屈折率像形成材料に屈折率分布を形
成しないときには、フォトダイオードの受光面に入射す
る光は約47%となった。 (e)本発明の第5実施例の説明 この実施例では、屈折率像形成材料に高屈折率像を形成
した場合としない場合の実験結果を述べる。For example, as shown in FIG. 6 (c), a photodiode 13 having a light-receiving surface of 50 μm in diameter is fixed, and the light-receiving surface is provided with a gap of 1 mm so that the end faces of the optical fibers 3 are opposed to each other and the state is maintained. Meanwhile, the refractive index image forming material 5 is supplied to the gap and its periphery. And the optical fiber 3
Light having a wavelength of 488 nm was introduced from the above, and this light was irradiated to the refractive index image forming material 5 to form a high refractive index image 6D. And
It was found that almost 100% of the light is focused on the light receiving surface when the material has a refractive index difference of 0.01 at the maximum. On the other hand, when the refractive index distribution was not formed in the above refractive index image forming material, the light incident on the light receiving surface of the photodiode was about 47%. (E) Description of Fifth Embodiment of the Invention In this embodiment, experimental results will be described with and without forming a high refractive index image on the refractive index image forming material.
【0047】図9(a) に示すように、直径145μmの
横溝21が付いているガラス筒20を支持基板22に取
付けた後に、クラッドの径が125μm、コアの径が1
0μmの第一及び第二の光ファイバ23,24をガラス
筒20の両端から挿入した。そのガラス筒20内では、
2つの光ファイバ23,24の端面を横溝21の両側に
位置させるとともに、その間隔を400μmとした。こ
の状態で、それらの光ファイバ23,24を接着剤26
により支持基板22に固定した。As shown in FIG. 9 (a), after the glass tube 20 with the lateral groove 21 having a diameter of 145 μm was attached to the supporting substrate 22, the diameter of the clad was 125 μm and the diameter of the core was 1 μm.
The first and second optical fibers 23 and 24 of 0 μm were inserted from both ends of the glass tube 20. In the glass tube 20,
The end faces of the two optical fibers 23 and 24 were located on both sides of the lateral groove 21, and the distance between them was 400 μm. In this state, the optical fibers 23 and 24 are attached to the adhesive 26
It was fixed to the support substrate 22 by.
【0048】次に、表1に示した屈折率像形成材料25
をガラス筒20の横溝21に滴下し、図9(b) に示すよ
うに光ファイバ23,24の間に充填し、放置乾燥し
た。Next, the refractive index image forming material 25 shown in Table 1
Was dropped into the lateral groove 21 of the glass tube 20, filled between the optical fibers 23 and 24 as shown in FIG. 9 (b), and left to dry.
【0049】[0049]
【表1】 [Table 1]
【0050】第二の光ファイバ24を図示しない光強度
測定器に接続し、次に、レーザフォーカシングホルダ
(不図示)を用いて第一の光ファイバ23に波長63
2.8nmのHe-Ne レーザ光を導入したところ、第二の光
ファイバ24を通して光強度測定器に入射した光の強度
は410nWであった。また、図示しない別の光ファイバ
だけを通してHe-Ne レーザ光を光強度測定器に入射した
場合のその光強度は43μWであった。The second optical fiber 24 is connected to a light intensity measuring device (not shown), and then a laser focusing holder (not shown) is used to add a wavelength 63 to the first optical fiber 23.
When He-Ne laser light of 2.8 nm was introduced, the intensity of light incident on the optical intensity measuring instrument through the second optical fiber 24 was 410 nW. In addition, when the He—Ne laser light was incident on the light intensity measuring device only through another optical fiber (not shown), the light intensity was 43 μW.
【0051】これらの光強度測定器の測定値は、約1分
間測定したときの上限値と下限値の平均である(以下、
同じ)。次に、第二の光ファイバ24を光強度測定器か
ら取り外し、レーザフォーカシングホルダを用いてその
光ファイバ24を通して波長488nmのアルゴンレーザ
光を屈折率像形成材料25に約50分間照射した。その
光強度を1000nWとした。これにより、図9(c) に示
すように、屈折率像形成材料25に高屈折率像26が形
成される。The measured value of these light intensity measuring devices is the average of the upper limit value and the lower limit value when measured for about 1 minute (hereinafter,
the same). Next, the second optical fiber 24 was removed from the light intensity measuring device, and the refractive index image forming material 25 was irradiated with the argon laser light having a wavelength of 488 nm for about 50 minutes through the optical fiber 24 using the laser focusing holder. The light intensity was set to 1000 nW. As a result, a high refractive index image 26 is formed on the refractive index image forming material 25, as shown in FIG. 9 (c).
【0052】この後に、第二の光ファイバ24を光強度
測定器に接続し、図9(d) に示すように、第一の光ファ
イバ23を通して再び波長632.8nmの光を第二の光
ファイバ24に導入すると、その光強度測定器は678
0nWの値を示した。従って、アルゴンレーザ光を照射す
ることにより、屈折率像形成材料25には高屈折率像2
6が形成されたことが確認される。After this, the second optical fiber 24 is connected to a light intensity measuring device, and as shown in FIG. 9 (d), the second optical fiber 23 again passes light having a wavelength of 632.8 nm through the first optical fiber 23. When it is introduced into the fiber 24, its light intensity measuring device is 678
A value of 0 nW was shown. Therefore, by irradiating with the argon laser beam, the high refractive index image 2 is formed on the refractive index image forming material 25.
It is confirmed that 6 was formed.
【0053】これにより第一の光ファイバ23から第二
の光ファイバ24に伝搬したレーザ光の強度は約16倍
に増加し、高屈折率像形成の効果を確認できた。光結合
効率は16%程度と算出される。なお、表1に示した屈
折率像形成材料は、第1〜第4実施例にも適用されるも
のであり、アルゴンレーザ光が照射された部分はモノマ
ーが重合し、その強度分布に応じてモノマー密度が大き
くなって屈折率が高くなる。また、その屈折率像形成材
料は接着剤としても機能する。 (f)本発明の第6実施例の説明 第5実施例と同様な方法で、第一及び第二の光ファイバ
23,24をガラス筒20内に設置、固定した。As a result, the intensity of the laser light propagated from the first optical fiber 23 to the second optical fiber 24 was increased by about 16 times, and the effect of forming a high refractive index image was confirmed. The optical coupling efficiency is calculated to be about 16%. Note that the refractive index image forming materials shown in Table 1 are also applied to the first to fourth examples, in which the portion irradiated with the argon laser light is polymerized with the monomer and the intensity distribution thereof is changed. The monomer density increases and the refractive index increases. The refractive index image forming material also functions as an adhesive. (F) Description of the sixth embodiment of the present invention The first and second optical fibers 23 and 24 were installed and fixed in the glass tube 20 by the same method as in the fifth embodiment.
【0054】次に、ガラス筒20を支持している支持基
板22を加熱台(不図示)に載置して、第5実施例と同
様に屈折率像形成材料25を2つの光ファイバ23,2
4の端面の間に充填し、温度60°で加熱乾燥した。次
に、第二の光ファイバ24を光強度測定器に接続し、レ
ーザフォーカシングホルダを用いてHe-Ne レーザ光を第
一の光ファイバ23、屈折率像形成材料25を通して第
二の光ファイバ24に導入したところ、光強度測定器は
110nWの光強度を示した。Next, the supporting substrate 22 supporting the glass tube 20 is placed on a heating table (not shown), and the refractive index image forming material 25 is put into the two optical fibers 23, as in the fifth embodiment. Two
It was filled between the end faces of No. 4 and heated and dried at a temperature of 60 °. Next, the second optical fiber 24 is connected to a light intensity measuring device, and the He-Ne laser light is passed through the first optical fiber 23 and the refractive index image forming material 25 using the laser focusing holder to the second optical fiber 24. Introduced into, the light intensity meter showed a light intensity of 110 nW.
【0055】この後に、第二の光ファイバ24に波長4
88nmのレーザ光を導入し、屈折率像形成材料25に3
0分間照射した。この後に、0.5℃/分の温度低下速
度で冷却した。そして、第二の光ファイバ24を光強度
測定器に接続し、第一の光ファイバ23に再びHe-Ne レ
ーザ光を導入して第二の光ファイバ24を通過した光の
強度を測定したところ5520nWあった。After this, the wavelength of 4
By introducing a laser beam of 88 nm, the refractive index image forming material 25 is
Irradiate for 0 minutes. After this, cooling was performed at a temperature decrease rate of 0.5 ° C./min. Then, the second optical fiber 24 was connected to a light intensity measuring device, He-Ne laser light was introduced into the first optical fiber 23 again, and the intensity of the light passing through the second optical fiber 24 was measured. There was 5520 nW.
【0056】したがって、屈折率像形成材料25を加熱
乾燥した後に、その材料にアルゴンレーザ光を照射する
ことにより高屈折率像を形成し、これにより、第一の光
ファイバ23から第二の光ファイバ24に入射するHe-N
e レーザ光の強度は約50倍に増加し、高屈折率像形成
の効果を確認できた。光結合効率は13%程度と算出さ
れる。Therefore, after heating and drying the refractive index image forming material 25, the material is irradiated with an argon laser beam to form a high refractive index image, whereby the first optical fiber 23 and the second optical fiber 23 are irradiated. He-N incident on fiber 24
The intensity of the e-laser light was increased about 50 times, and the effect of high refractive index image formation was confirmed. The optical coupling efficiency is calculated to be about 13%.
【0057】以上のことから、屈折率像形成材料25に
高屈折率像26を形成する前に60℃程度の加熱処理を
行っても、悪影響はないことがわかった。 (g)本発明の第7実施例の説明 第5実施例で説明した、第一及び第二の光ファイバ2
3,24のクラッドとコアの径を相違させ、かつ、屈折
率像形成材料25を変えたところ次のような結果が得ら
れた。From the above, it was found that the heat treatment at about 60 ° C. before forming the high refractive index image 26 on the refractive index image forming material 25 has no adverse effect. (G) Description of the seventh embodiment of the present invention The first and second optical fibers 2 described in the fifth embodiment.
When the diameters of the clad and the core of 3, 24 were made different and the refractive index image forming material 25 was changed, the following results were obtained.
【0058】例えば、第一の光ファイバ23のクラッド
の径を125μm、コアの径を10μmとし、また、第
二の光ファイバ24のクラッドの径を125μm、コア
の径を50μmとした。For example, the clad diameter of the first optical fiber 23 is 125 μm, the core diameter is 10 μm, and the clad diameter of the second optical fiber 24 is 125 μm and the core diameter is 50 μm.
【0059】[0059]
【表2】 [Table 2]
【0060】そして、光強度測定器に第一の光ファイバ
23を接続し、第二の光ファイバ24に波長632.8
nmの光を入射したときの光強度測定器の光強度は55nW
であった。次に、第一の光ファイバ23を光強度測定器
から外し、紫外線を第一の光ファイバ23に導入し、2
つの光ファイバ23,24間にある屈折率像形成材料2
5に30分間照射した。Then, the first optical fiber 23 is connected to the light intensity measuring device, and the wavelength 632.8 is connected to the second optical fiber 24.
The light intensity of the light intensity measuring instrument when entering the light of nm is 55 nW
Met. Next, the first optical fiber 23 is removed from the light intensity measuring device, ultraviolet rays are introduced into the first optical fiber 23, and 2
Refractive index imaging material 2 between two optical fibers 23, 24
Irradiate 5 to 30 minutes.
【0061】その後に、第二の光ファイバ24を光強度
測定器に再び接続して第一の光ファイバ23、高屈折率
像26を通して波長632.8nmの光を導入したときの
光強度測定器の光強度は1730nWとなり、紫外線照射
前に比べて2つの光ファイバ23,24を伝搬する光強
度は約31倍に増加した。なお、表2に示した屈折率像
形成材料は、第1〜第4実施例にも適用されるものであ
り、アルゴンレーザ光が照射された部分はモノマーが重
合し、その強度分布に応じてモノマー密度が大きくなっ
て屈折率が高くなる。また、その屈折率像形成材料は接
着剤としても機能する。 (h)本発明の第8実施例の説明 本実施例の屈折率像形成材料は、次のようにして調合さ
れる。After that, the second optical fiber 24 is connected again to the light intensity measuring instrument, and the light intensity measuring instrument when the light of wavelength 632.8 nm is introduced through the first optical fiber 23 and the high refractive index image 26. The light intensity of 1730 nW was 1,730 nW, and the light intensity propagating through the two optical fibers 23 and 24 was increased by about 31 times as compared with that before the ultraviolet irradiation. Note that the refractive index image forming materials shown in Table 2 are also applied to the first to fourth examples, and the monomer is polymerized in the portion irradiated with the argon laser light, and the intensity distribution is changed according to the intensity distribution. The monomer density increases and the refractive index increases. The refractive index image forming material also functions as an adhesive. (H) Description of Eighth Embodiment of the Invention The refractive index image forming material of this embodiment is prepared as follows.
【0062】まず、7.2gのジオキサン内に、アクリ
ル変成シリコーンワニスKR9706を1.6g、メチルメ
タクリレートを0.8g、グリシジルメタクリレートを
0.3g、アゾビスイソブチロニトリルを0.04g溶
解し、これを70℃で1時間加熱攪拌した。そして、こ
れを室温まで放冷した後に、その中に、トリメチロール
プロパントリアクリレートとネオぺンチルグリコールジ
アクリレートを各々40μlずつ滴下し、ついでこれら
を攪拌した後、さらに70℃で1時間加熱攪拌した。First, 1.6 g of acrylic modified silicone varnish KR9706, 0.8 g of methyl methacrylate, 0.3 g of glycidyl methacrylate and 0.04 g of azobisisobutyronitrile were dissolved in 7.2 g of dioxane. This was heated and stirred at 70 ° C. for 1 hour. Then, after allowing it to cool to room temperature, 40 μl each of trimethylolpropane triacrylate and neopentyl glycol diacrylate were dropped into it, and after stirring them, they were further heated and stirred at 70 ° C. for 1 hour. did.
【0063】次に、それらを室温まで放冷した後に、そ
の中に、テトラヒドロフランを1.0g、アリルカルバ
ゾールを0.66g、N−ビニルカルバゾールを0.6
6g、トリメチロールプロパントリアクリレートを0.
66g、ビイミダゾール(B1225,東京化成)を0.04
g、メチルトリアゾールチオールを0.04g及びシク
ロペンタノン色素(NKX1460,日本感光色素)を添加し
た。Then, after allowing them to cool to room temperature, 1.0 g of tetrahydrofuran, 0.66 g of allylcarbazole, and 0.6 g of N-vinylcarbazole were added to them.
6 g, trimethylol propane triacrylate to 0.
66 g, 0.04 of biimidazole (B1225, Tokyo Kasei)
g, 0.04 g of methyltriazolethiol and a cyclopentanone dye (NKX1460, Nihon Sensitive Dye) were added.
【0064】これにより、屈折率像形成材料の作製が終
わる。この後に、第7実施例に用いたと同じ第一及び第
二の光ファイバ23,24をガラス筒20に入れた。そ
して、2つの光ファイバ23,24の間に何も充填しな
い状態で、第一の光ファイバ23を光強度測定器(不図
示)に接続するとともに、第二の光ファイバ24に波長
632.8nmの光を導入したところ、光強度測定器は8
μWの光強度を示した。This completes the production of the refractive index image forming material. After this, the same first and second optical fibers 23 and 24 used in the seventh embodiment were put into the glass tube 20. The first optical fiber 23 is connected to a light intensity measuring device (not shown) in a state where nothing is filled between the two optical fibers 23 and 24, and the second optical fiber 24 has a wavelength of 632.8 nm. When the light of
It showed a light intensity of μW.
【0065】一方、別の光ファイバを通して波長63
2.8nmの光を光強度測定器に入力したところ、60μ
Wの光強度を示した。次に、上記した屈折率像形成材料
25をガラス筒20の横溝21内に滴下し、2つの光フ
ァイバ23,24の間にその材料25を充填し、この状
態を14時間放置し、乾燥した。On the other hand, a wavelength of 63 is transmitted through another optical fiber.
When 2.8 nm light was input to the light intensity measuring device, it was 60μ
The light intensity of W is shown. Next, the above-mentioned refractive index image forming material 25 was dropped into the lateral groove 21 of the glass tube 20, the material 25 was filled between the two optical fibers 23 and 24, and this state was left for 14 hours and dried. .
【0066】そして、第一の光ファイバ23を光強度測
定器に接続し、第二の光ファイバ24に波長632.8
nmの光を導入したところ、光強度測定器は9μWの光強
度を示した。次に、第二の光ファイバ24を通してアル
ゴンレーザ光を屈折率像形成材料25に80分間照射し
た。これにより、高屈折率像26が形成される。Then, the first optical fiber 23 is connected to a light intensity measuring device, and the second optical fiber 24 has a wavelength of 632.8.
When light of nm wavelength was introduced, the light intensity measuring device showed a light intensity of 9 μW. Next, the refractive index image forming material 25 was irradiated with the argon laser light through the second optical fiber 24 for 80 minutes. Thereby, the high refractive index image 26 is formed.
【0067】この後に、別の光ファイバを用いて波長4
88nmの光を光強度測定器に接続した時の光強度は40
nWであった。光強度測定器に第一の光ファイバ23を接
続し、第二の光ファイバ24に632.8nmの光を導入
したときの光強度測定器の光強度は30μWであった。
その結合効率は50%と算出される。 (i)本発明の第9実施例の説明 本実施例の屈折率像形成材料は、次のようにして調合さ
れる。After this, another optical fiber is used to set the wavelength 4
The light intensity when connecting 88nm light to the light intensity measuring device is 40
It was nW. When the first optical fiber 23 was connected to the light intensity measuring instrument and the light of 632.8 nm was introduced into the second optical fiber 24, the light intensity of the light intensity measuring instrument was 30 μW.
Its binding efficiency is calculated to be 50%. (I) Description of Ninth Embodiment of the Invention The refractive index image forming material of this embodiment is prepared as follows.
【0068】まず、7.2gのジオキサンに、アクリル
変性シリコーンワニスKR9706を1.6g、メチル
メタクリレートを0.8g、グリシジルメタクリレート
を0.4g、アゾビスイソブチロニトルを0.04g溶
解し、これを70℃で2時間加熱攪拌した。次に、これ
を室温まで放冷した後に、この中にアリルカルバゾール
を0.66g、N−ビニルカルバゾールを0.66g、
トリメチロールプロパントリアクリレートを0.66
g、ビイミダゾールを0.04g、メチルトリアゾール
チオールを0.04g、およびシクロペンタノン色素を
0.0004g添加し、攪拌した。これにより、屈折率
像形成材料の作製が終わる。First, 1.6 g of acrylic modified silicone varnish KR9706, 0.8 g of methyl methacrylate, 0.4 g of glycidyl methacrylate and 0.04 g of azobisisobutyronitol were dissolved in 7.2 g of dioxane. Was heated and stirred at 70 ° C. for 2 hours. Next, after allowing this to cool to room temperature, 0.66 g of allylcarbazole and 0.66 g of N-vinylcarbazole were added.
Trimethylolpropane triacrylate 0.66
g, 0.04 g of biimidazole, 0.04 g of methyltriazolethiol, and 0.0004 g of cyclopentanone dye were added and stirred. This completes the production of the refractive index image forming material.
【0069】この材料を用い、第8実施例の波長63
2.8nmの光に代えて、波長1.3μmの光を用いて実
験した。まず、第8実施例に用いたと同じ第一及び第二
の光ファイバ23,24をガラス筒20に入れた。次
に、第8実施例に示した屈折率像形成材料25をガラス
筒の横溝に滴下し、その中の2つの光ファイバ23,2
4の間にその材料25を充填し、この状態を17時間放
置し、乾燥した。Using this material, the wavelength 63 of the eighth embodiment was used.
The experiment was performed using light having a wavelength of 1.3 μm instead of the light having 2.8 nm. First, the same first and second optical fibers 23 and 24 as those used in the eighth embodiment were put in the glass tube 20. Next, the refractive index image forming material 25 shown in the eighth embodiment is dropped into the lateral groove of the glass tube, and the two optical fibers 23, 2 therein are dropped.
The material 25 was filled in during 4 and left in this state for 17 hours to dry.
【0070】そして、第一の光ファイバ23を光強度測
定器(不図示)に接続し、第二の光ファイバ24に波長
1.3μmの光を導入したところ、光強度測定器は50
μWの光強度を示した。なお、別な1本の光ファイバ
(不図示)を通して同じ波長の光を光強度測定器に入力
したところ、180μWの光強度を示した。Then, the first optical fiber 23 was connected to a light intensity measuring device (not shown), and light having a wavelength of 1.3 μm was introduced into the second optical fiber 24.
It showed a light intensity of μW. When light of the same wavelength was input to the light intensity measuring device through another optical fiber (not shown), a light intensity of 180 μW was shown.
【0071】次に、第二の光ファイバ24を通してアル
ゴンレーザ光を屈折率像形成材料25に80分間照射し
て、高屈折率像26を形成した。この後に、光強度測定
器に第一の光ファイバ23を接続し、第二の光ファイバ
24に再び1.3μmの光を導入したときの光強度測定
器の光強度は170μWであった。Then, the high refractive index image 26 was formed by irradiating the refractive index image forming material 25 with the argon laser light through the second optical fiber 24 for 80 minutes. After that, the first optical fiber 23 was connected to the light intensity measuring instrument, and the light intensity of the light intensity measuring instrument when the light of 1.3 μm was introduced into the second optical fiber 24 was 170 μW.
【0072】ところで、この屈折率像形成材料25をそ
のまま放置すると、時間の経過とともにその中の未反応
のモノマーが重合するので、光強度は低下するので、安
定性に欠ける。そこで、上記した高屈折率像26を形成
し、光強度測定後に、紫外線を外部から160分照射し
さらに、照射開始から10分後に全体を40℃で加熱し
た。この後に、第一の光ファイバ23、高屈折率像2
6、第二の光ファイバ24を通した光の強度を測定した
ところ、約100μWなった。By the way, if the refractive index image forming material 25 is left as it is, unreacted monomers therein are polymerized with the lapse of time, so that the light intensity is lowered and the stability is lacking. Therefore, after forming the above-described high refractive index image 26 and measuring the light intensity, ultraviolet rays were externally irradiated for 160 minutes, and further 10 minutes after the irradiation was started, the whole was heated at 40 ° C. After this, the first optical fiber 23, the high refractive index image 2
6. When the intensity of the light passing through the second optical fiber 24 was measured, it was about 100 μW.
【0073】これを17時間放置して、再びその光虚度
を測定したところ、その値は殆ど変化しないことがわか
り、紫外線照射及び加熱によって光強度の低下はみられ
ず、安定していることがわかった。 (j)本発明の第10実施例の説明 本実施例の屈折率像形成材料は、次のようにして調合さ
れる。When this was allowed to stand for 17 hours and the optical imaginary degree was measured again, it was found that the value hardly changed, and it was found that the light intensity did not decrease due to ultraviolet irradiation and heating and was stable. all right. (J) Description of Tenth Embodiment of the Invention The refractive index image forming material of this embodiment is prepared as follows.
【0074】まず、4.0gのジオキサンに、シリコン
含有モノマ(V4800 、チッソ)を0.1g、メチルメタ
クリレートを0.35g、トリフロロメチルメタクリレ
ートを0.35g、グリシジルメタクリレートを0.1
g、アゾビスイソブチロニトリルを0.02gを溶解
し、これを70℃で1時間加熱攪拌した。そして、これ
を室温まで放冷した後に、その中に、トリメチロールプ
ロパントリアクリレートとネオペンチルグリコールジア
クリレートを40μlずつ滴下し、ついでこれらを攪拌
した後、さらに70℃で6時間加熱攪拌した。First, in 4.0 g of dioxane, 0.1 g of silicon-containing monomer (V4800, Chisso), 0.35 g of methyl methacrylate, 0.35 g of trifluoromethyl methacrylate and 0.15 of glycidyl methacrylate.
g, 0.02 g of azobisisobutyronitrile was dissolved, and this was heated and stirred at 70 ° C. for 1 hour. Then, after allowing this to cool to room temperature, 40 μl each of trimethylolpropane triacrylate and neopentyl glycol diacrylate were dropped therein, and after stirring them, they were further heated and stirred at 70 ° C. for 6 hours.
【0075】次に、室温まで放冷した後に、テトラヒド
ロフランを1.0g、アリルカルバゾールを0.25
g、N−ビニルカルバゾールを0.25g、メタクリロ
キシエチルオキシカルバゾールを0.25g、トリメチ
ロールプロパントリアクリレートを0.25g、ビイミ
ダゾール(B1225,東京化成工業株式会社)を0.04
g、メチルトリアゾールチオールを0.04g、及びシ
クロペンタノン色素(NKX1460 、日本感光色素)を添加
した。Next, after allowing to cool to room temperature, 1.0 g of tetrahydrofuran and 0.25 of allylcarbazole are added.
g, N-vinylcarbazole 0.25g, methacryloxyethyloxycarbazole 0.25g, trimethylolpropane triacrylate 0.25g, and biimidazole (B1225, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 0.04g.
g, 0.04 g of methyltriazolethiol, and a cyclopentanone dye (NKX1460, Japan Sensitive Dye).
【0076】これにより、屈折率像形成材料の作製が終
わる。次に、図10(a) に示すように、最大幅が300
μmのV溝31を有する30×30×5mmの大きさの第
1のガラス板30を用いて、その一方の端面に厚さ0.
2mmの第2のガラス板32の一面を接着した。そして、
一端にコネクタが接続された光ファイバ33の他端とそ
の近傍を裸にして第1のガラス板30のV溝31に嵌
め、その他端が第2のガラス板32から1mm離れるよう
に固定した。This completes the production of the refractive index image forming material. Next, as shown in FIG. 10 (a), the maximum width is 300
A first glass plate 30 having a size of 30 × 30 × 5 mm having a V groove 31 of μm was used, and one end face had a thickness of 0.
One surface of the 2 mm second glass plate 32 was bonded. And
The other end of the optical fiber 33 having the connector connected to one end and the vicinity thereof were left bare and fitted into the V groove 31 of the first glass plate 30, and the other end was fixed so as to be 1 mm away from the second glass plate 32.
【0077】次に、図10(b) に示すように、半導体レ
ーザ34を微動ステージ37に設置し、その光出力部分
を第2のガラス板32を介して光ファイバ33の端面と
対向させた。さらに、光ファイバ33の一端のFCコネ
クタを光強度測定器(不図示)に接続した。その半導体
レーザ34に40mAの電流を流して発振させ、光を放出
させたところ、光強度測定器の光強度は15nWであっ
た。Next, as shown in FIG. 10 (b), the semiconductor laser 34 is set on the fine movement stage 37, and its light output portion is opposed to the end face of the optical fiber 33 via the second glass plate 32. . Further, the FC connector at one end of the optical fiber 33 was connected to a light intensity measuring device (not shown). When a current of 40 mA was made to oscillate in the semiconductor laser 34 to cause it to emit light, the light intensity of the light intensity measuring device was 15 nW.
【0078】次に、図10(c) に示すように、上記した
屈折率像形成材料35を光ファイバ33の端面と第2の
ガラス板32の間に滴下し、これを乾燥した。そして、
光ファイバ33を通して波長515nmのアルゴンレーザ
光を屈折率像形成材料35に150分間照射した。これ
によりホーン型の高屈折率像36が形成される。その後
に、再び半導体レーザ34を発光させたところ、光強度
測定器の光強度は190nWと上昇した。Next, as shown in FIG. 10 (c), the above-described refractive index image forming material 35 was dropped between the end face of the optical fiber 33 and the second glass plate 32 and dried. And
The refractive index image forming material 35 was irradiated with the argon laser light having a wavelength of 515 nm through the optical fiber 33 for 150 minutes. As a result, a horn type high refractive index image 36 is formed. After that, when the semiconductor laser 34 was made to emit light again, the light intensity of the light intensity measuring device rose to 190 nW.
【0079】なお、本実施例の屈折率像形成材料は、第
1〜第4実施例にも適用されるものであり、アルゴンレ
ーザ光が照射された部分はモノマーが重合し、その強度
分布に応じてモノマー密度が大きくなって屈折率が高く
なる。また、その屈折率像形成材料は接着剤としても機
能する。 (k)本発明の第11実施例の説明 上記した屈折率像形成材料は、上述の集光性のレンズ効
果を有する屈折率像だけでなく、可干渉性の光で干渉露
光することにより形成される干渉縞像を屈折率像として
形成することもできる。以下に、干渉縞像から屈折率像
を形成し、ホログラムを作成した時の、特性について説
明する。The refractive index image forming material of this embodiment is also applied to the first to fourth embodiments, and the monomer is polymerized in the portion irradiated with the argon laser beam, and the intensity distribution is changed. Accordingly, the monomer density increases and the refractive index increases. The refractive index image forming material also functions as an adhesive. (K) Description of the eleventh embodiment of the present invention The above-described refractive index image forming material is formed not only by the above-described refractive index image having a condensing lens effect but also by interference exposure with coherent light. The formed interference fringe image can be formed as a refractive index image. The characteristics when a refractive index image is formed from an interference fringe image to create a hologram will be described below.
【0080】まず、70×70mmのガラス基板に表3の屈折
率像形成材料をドクターブレードで塗布し、窒素ボック
ス内で1時間、次いで70℃のオーブンで10分間乾燥し、
これを感光板として使用する。First, a refractive index image-forming material shown in Table 3 was coated on a 70 × 70 mm glass substrate with a doctor blade and dried in a nitrogen box for 1 hour and then in an oven at 70 ° C. for 10 minutes.
This is used as a photosensitive plate.
【0081】[0081]
【表3】 [Table 3]
【0082】この感光板に、アルゴンレーザ 488 nm 光
を用いて空間周波数2500本/nm 、縞の倒れ角0度の透過
型ホログラム像を露光した。露光強度は2 mW/cm2 と
し、露光時間は200 秒とした。露光後の感光膜をHe-Ne
レーザ光を用いて回折効率(ηs:s偏光再生時の回折効
率、ηp:p偏光再生時の回折効率)を測定した結果、η
s=55%、ηp=80%であった。A transparent hologram image having a spatial frequency of 2500 lines / nm and an inclination angle of 0 degree was exposed on the photosensitive plate by using an argon laser of 488 nm. The exposure intensity was 2 mW / cm 2 , and the exposure time was 200 seconds. After exposing the photosensitive film to He-Ne
As a result of measuring the diffraction efficiency (ηs: diffraction efficiency during s-polarized light reproduction, ηp: diffraction efficiency during p-polarized light reproduction) using laser light, η
s = 55% and ηp = 80%.
【0083】次に、その透過型ホログラムを、80℃のオ
ーブンで1時間加熱した。再度回折効率を測定した結
果、ηs=19%、ηp=74%であった。膜厚は23μm であっ
た。膜厚は、触針式膜圧計(アルファステップ、テンコ
ール社)で測定した。 (l)本発明の第12実施例の説明 本実施例でもホログラム像について説明する。Next, the transmission hologram was heated in an oven at 80 ° C. for 1 hour. As a result of measuring the diffraction efficiency again, ηs = 19% and ηp = 74%. The film thickness was 23 μm. The film thickness was measured with a stylus membrane pressure gauge (Alphastep, Tencor). (L) Description of the twelfth embodiment of the present invention In this embodiment, a hologram image will be described.
【0084】まず、70×70mmのガラス基板に表4の屈折
率像形成材料をドクターブレードで塗布し、窒素ボック
ス内で1時間、次いで70℃のオーブンで10分間乾燥し、
これを感光板として使用する。First, a 70 × 70 mm glass substrate was coated with the refractive index image-forming material shown in Table 4 by a doctor blade and dried in a nitrogen box for 1 hour and then in an oven at 70 ° C. for 10 minutes,
This is used as a photosensitive plate.
【0085】[0085]
【表4】 [Table 4]
【0086】この感光板に、アルゴンレーザ光 488 nm
光を用い、入射角45度のミラー反射型ホログラム像を露
光した。露光強度は1 mW/cm2 とし、露光時間は400 秒
とした。露光後、瞬間分光測光器(MCPD-100、大塚電
子)を用いて、垂直入射で透過スペクトルを測定した。
その結果、波長540 nm近辺に回折に起因した透過率減少
領域の認められるスペクトルが得られた。回折効率は48
%、回折波長幅は9nmであった。Argon laser light 488 nm was applied to the photosensitive plate.
A mirror reflection hologram image with an incident angle of 45 degrees was exposed using light. The exposure intensity was 1 mW / cm 2 , and the exposure time was 400 seconds. After exposure, the transmission spectrum was measured at normal incidence using an instantaneous spectrophotometer (MCPD-100, Otsuka Electronics).
As a result, a spectrum in which a transmittance-decreasing region due to diffraction was observed near the wavelength of 540 nm was obtained. Diffraction efficiency is 48
%, The diffraction wavelength width was 9 nm.
【0087】次に、その反射型ホログラムを80℃のオー
ブンで1時間加熱した。次いで、実施例12と同様に透過
スペクトルを測定し、回折効率と回折波長幅を算出した
結果、回折効率は69%、回折波長幅は28nm、膜厚は26μ
m であった。 (m)本発明の第13実施例の説明 本実施例でもホログラム像について説明する。Next, the reflection hologram was heated in an oven at 80 ° C. for 1 hour. Then, the transmission spectrum was measured in the same manner as in Example 12, and as a result of calculating the diffraction efficiency and the diffraction wavelength width, the diffraction efficiency was 69%, the diffraction wavelength width was 28 nm, and the film thickness was 26 μm.
It was m. (M) Description of Thirteenth Embodiment of the Present Invention In this embodiment, a hologram image will be described.
【0088】まず、70×70mmのガラス基板に表5の屈折
率像形成材料をドクターブレードで塗布し、窒素ボック
ス内で1時間、次いで70℃のオーブンで10分間乾燥し、
これを感光板として使用する。First, a refractive index image-forming material shown in Table 5 was coated on a 70 × 70 mm glass substrate with a doctor blade and dried in a nitrogen box for 1 hour and then in an oven at 70 ° C. for 10 minutes.
This is used as a photosensitive plate.
【0089】[0089]
【表5】 [Table 5]
【0090】この感光板を第11実施例と同様にして、
透過型ホログラムを露光した。回折効率を測定した結
果、ηs=75%、ηp=49% であった。次に、その透過型
ホログラムを80℃のオーブンで1時間加熱した。再度回
折効率を測定した結果、ηs=82%、ηp=87% であっ
た。膜厚は31μm であった。さらに、表5に示すアクリ
ル変成シリコーンをエポキシ変成シリコーン(SR2115、
東レダウコーニング)に代え、さらに硬化剤(SR2115K
、東レダウコーニング)0.05 gを加えて溶液を作製
し、同様にホログラムを作製した結果、回折効率はηs=
78%、ηp=70% となった。 (n)本発明の第14実施例の説明 本実施例でもホログラム像について説明する。This photosensitive plate was prepared in the same manner as in the eleventh embodiment.
The transmission hologram was exposed. As a result of measuring the diffraction efficiency, ηs = 75% and ηp = 49%. Next, the transmission hologram was heated in an oven at 80 ° C. for 1 hour. As a result of measuring the diffraction efficiency again, ηs = 82% and ηp = 87%. The film thickness was 31 μm. Furthermore, the acrylic modified silicones shown in Table 5 are replaced with epoxy modified silicones (SR2115,
Instead of Toray Dow Corning), a curing agent (SR2115K
, Toray Dow Corning) 0.05 g was added to prepare a solution, and a hologram was prepared in the same manner. As a result, the diffraction efficiency was ηs =
It was 78% and ηp = 70%. (N) Description of Fourteenth Embodiment of the Present Invention In this embodiment, a hologram image will be described.
【0091】まず、第13実施例で用いた屈折率像形成
材料を同様にして塗布し、感光板を作製した。その感光
板にアルゴンレーザ488 nm光を用い、入射角が30度−60
度の反射型ホログラム作製光学系を用いて反射型ホログ
ラムを露光した。そして、第11実施例と同様にして透
過スペクトルを測定し、特性を調べた結果、回折効率は
32%、回折波長幅は約9 nmであった。First, the refractive index image forming material used in Example 13 was applied in the same manner to manufacture a photosensitive plate. Argon laser 488 nm light was used for the photosensitive plate, and the incident angle was 30 degrees −60.
The reflection hologram was exposed using a reflection hologram production optical system. Then, the transmission spectrum was measured in the same manner as in the eleventh embodiment, and the characteristics were examined.
32%, the diffraction wavelength width was about 9 nm.
【0092】次に、その反射型ホログラムを、80℃のオ
ーブンで1時間加熱した。再度スペクトルを測定し、特
性を調べた結果、回折効率は42%、回折波長幅約は14nm
であった。 (o)本発明の第15実施例の説明 本実施例でもホログラム像について説明する。Next, the reflection hologram was heated in an oven at 80 ° C. for 1 hour. As a result of measuring the spectrum again and examining the characteristics, the diffraction efficiency is 42% and the diffraction wavelength width is about 14 nm.
Met. (O) Description of the fifteenth embodiment of the present invention In this embodiment, a hologram image will be described.
【0093】まず、第7実施例で作製した屈折率像形成
材料を、70×70mmのガラス基板にドクターブレードで塗
布し、窒素ボックス内で1時間、次いで70℃のオーブン
で10分間乾燥した。この感光板にアルゴンレーザ488 nm
光を用い、入射角が30度−60度の反射型ホログラム作成
光学系を用いて反射型ホログラムを露光した。First, the refractive index image forming material prepared in Example 7 was applied to a 70 × 70 mm glass substrate with a doctor blade and dried in a nitrogen box for 1 hour and then in an oven at 70 ° C. for 10 minutes. Argon laser 488 nm on this photosensitive plate
The reflection hologram was exposed using light and a reflection hologram creating optical system with an incident angle of 30 ° to 60 °.
【0094】第11実施例と同様にして透過スペクトル
を測定し、特性を調べた結果、回折効率は41%、回折波
長幅は約9 nmであった。 (p)本発明の第16実施例の説明 次に、屈折率像形成材料について説明する。 まず、その屈折率像形成材料は次の物質により構成さ
れる。As a result of measuring the transmission spectrum and examining the characteristics in the same manner as in Example 11, the diffraction efficiency was 41% and the diffraction wavelength width was about 9 nm. (P) Description of Sixteenth Embodiment of the Present Invention Next, a refractive index image forming material will be described. First, the refractive index image forming material is composed of the following substances.
【0095】第1の屈折率像形成材料は、エポキシ基を
有する脂環式化合物又は鎖式化合物と、芳香族環又はハ
ロゲンを含有するエチレン不飽和化合物と、多官能アク
リレート又は多官能メタクリレートと、光重合開始剤を
有している。第2の屈折率像形成材料は、有機変成シリ
コンと、芳香族環又はハロゲンを含有するエチレン不飽
和化合物と、多官能アクリレート又は多官能メタクリレ
ートと、光重合開始剤を有している。その有機変成シリ
コンは、例えば、アクリル変成シリコン、メタクリル変
成シリコン又はエポキシ変成シリコンのいずれかであ
る。The first refractive index image forming material is an alicyclic compound or chain compound having an epoxy group, an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, It has a photopolymerization initiator. The second refractive index image forming material has an organic modified silicon, an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and a photopolymerization initiator. The organic modified silicon is, for example, either acrylic modified silicon, methacrylic modified silicon, or epoxy modified silicon.
【0096】第3の屈折率像形成材料は次のような方法
により形成されたものである。まず、シリコンを含有す
るエチレン不飽和化合物と、一般式がR1CH=CHCOOR2で示
されるエチレン不飽和化合物と、熱重合開始剤とを溶媒
に溶解し、これを加熱攪拌して共重合物溶液を作製す
る。次に、その共重合物溶液を室温まで放冷した後に、
芳香族環又はハロゲンを含有するエチレン不飽和化合物
と、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートと、
光重合開始剤をその共重合物溶液に添加すると、これに
より屈折率像形成材料は完成する。ただし、一般式にお
けるR1は、CH3 又はH であり、R2は、炭素数1〜4の鎖
式化合物又は脂環式化合物基である(以下、同じ)。The third refractive index image forming material is formed by the following method. First, an ethylenically unsaturated compound containing silicon, an ethylenically unsaturated compound represented by the general formula R 1 CH = CHCOOR 2 , and a thermal polymerization initiator are dissolved in a solvent, and this is heated and stirred to obtain a copolymer. Make a solution. Next, after allowing the copolymer solution to cool to room temperature,
An ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate,
Addition of a photoinitiator to the copolymer solution completes the refractive index imaging element. However, R 1 in the general formula is CH 3 or H, and R 2 is a chain compound or alicyclic compound group having 1 to 4 carbon atoms (hereinafter the same).
【0097】第4の屈折率像形成材料は次のような方法
により形成されたものである。まず、シリコンを含有す
るエチレン不飽和化合物と、一般式がR1CH=CHCOOR2で示
されるエチレン不飽和化合物と、多官能アクリレート又
は多官能メタクリレートと、熱重合開始剤を溶媒に溶解
し、これを加熱攪拌して共重合物溶液を作製する。次
に、その共重合物溶液を室温まで放冷した後に、芳香族
環又はハロゲンを含有するエチレン不飽和化合物と、多
官能アクリレート又は多官能メタクリレートと、光重合
開始剤をその共重合物溶液に添加すると、これにより屈
折率像形成材料は完成する。The fourth refractive index image forming material is formed by the following method. First, an ethylenically unsaturated compound containing silicon, an ethylenically unsaturated compound represented by the general formula R 1 CH = CHCOOR 2 , polyfunctional acrylate or polyfunctional methacrylate, and a thermal polymerization initiator is dissolved in a solvent, Is heated and stirred to prepare a copolymer solution. Next, after allowing the copolymer solution to cool to room temperature, an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and a photopolymerization initiator to the copolymer solution. Upon addition, this completes the refractive index imaging element.
【0098】第5の第2の屈折率像形成材料は、末端に
水素基を有するアクリレート又はメタクリレートをその
構造単位中に含む熱硬化性共重合体と、芳香族環又はハ
ロゲンを含有するエチレン不飽和化合物と、多官能アク
リレート又は多官能メタクリレートと、光重合開始剤か
らなる。その熱硬化性共重合体は、例えば、クロロトリ
フロロエチレン、ビニルトリメチルアセテート、及び末
端に水酸基を有するアクリレート又はメタクリレートを
その構造単位中に含む物質である。The fifth and fifth refractive index image-forming materials are a thermosetting copolymer containing an acrylate or methacrylate having a hydrogen group at the terminal in its structural unit, and an ethylene ring containing an aromatic ring or halogen. It is composed of a saturated compound, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and a photopolymerization initiator. The thermosetting copolymer is, for example, a substance containing chlorotrifluoroethylene, vinyltrimethylacetate, and an acrylate or methacrylate having a hydroxyl group at the terminal in its structural unit.
【0099】ところで、上記した屈折率像形成材料にお
いて、芳香族環又はハロゲンを含有するエチレン不飽和
化合物は、例えば、アリルカルバゾール、メタクリロイ
ルオキシエチルカルバゾール、アクリロイルエチルオキ
シカルバール、ビニルカルバゾール、ビニルナフタレ
ン、ナフチルアクリレート、トリブロモフェニルアクリ
レート、ジブロモフェニルアクリレート、フェノキシエ
チルアクリレートのいずれか1つ、又はそれらの化合物
のいずれかの混合物である。In the above refractive index image forming material, the ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or halogen is, for example, allylcarbazole, methacryloyloxyethylcarbazole, acryloylethyloxycarbal, vinylcarbazole, vinylnaphthalene, It is any one of naphthyl acrylate, tribromophenyl acrylate, dibromophenyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, or a mixture of any of these compounds.
【0100】次に、屈折率像形成材料の具体例をあげ
る。屈折率像形成材料のバインダとして、脂環式または
鎖式エポキシ、有機変成シリコーン、末端に水酸基を有
するエチレン不飽和化合物をその構成単位中に有する共
重合物、またはシリコンを含有するエチレン不飽和化合
物をその構成単位中に有する共重合物を用いる。これら
のバインダは反応基を有しており、加熱または光反射す
ることで反応させることができ、優れた耐久性を得るこ
とができる。Next, specific examples of the refractive index image forming material will be given. As a binder for the refractive index image forming material, an alicyclic or chain epoxy, an organically modified silicone, a copolymer having an ethylenically unsaturated compound having a hydroxyl group at its terminal in its constituent unit, or an ethylenically unsaturated compound containing silicon A copolymer having ## STR3 ## in its constituent unit is used. These binders have a reactive group and can be reacted by heating or by reflecting light, and excellent durability can be obtained.
【0101】脂環式または鎖式エポキシとしては、3,4-
エポキシシクロヘキシルメチル-3,4- エポキシシクロヘ
キサンカルボキシレート、ERL-4299(UCC製) 、ERL-4092
(UCC製) 、EHPE-3150(ダイセル・ユーシービー株式会
社)、エポライト4000、エポライト100MF 、エポライト
80MF、エポライト1600、エポライト1500NP、エポライト
400P、エポライト400E、エポライト M-1230(共栄社油脂
化学工業株式会社) 、および上記化合物の混合物または
共重合物が使用できる。Examples of the alicyclic or chain type epoxy include 3,4-
Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, ERL-4299 (UCC), ERL-4092
(Manufactured by UCC), EHPE-3150 (Daicel UCB), Epolite 4000, Epolite 100MF, Epolite
80MF, Epolite 1600, Epolite 1500NP, Epolite
400P, Epolite 400E, Epolite M-1230 (Kyoeisha Oil and Fat Chemical Co., Ltd.), and a mixture or copolymer of the above compounds can be used.
【0102】有機変成シリコーンとしては、アクリル変
成シリコーン、メタクリル変成シリコーン、またはエポ
キシ変成シリコーンが使用できる。また、シリコンを含
有するエチレン不飽和化合物と、エチレン不飽和化合物
を溶媒中で加熱して部分的に共重合させた、共重合物を
バインダとすることもできる。共重合させるモノマとし
て多官能アクリレート、または多官能メタクリレートを
添加しても良い。シリコンを含有するエチレン不飽和化
合物としては、3−アクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキ
シ)シラン、アクリロキシプロピルメチルビス(トリメ
チルシロキシ)シラン、アクリル変成シリコーン、メタ
クリル変成シリコーン等、およびこれらの混合物が使用
できる。エチレン不飽和化合物は、メタルメタクリレー
ト、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、
イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレー
ト、イソブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレ
ート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート等
およびこれらの混合物を使用できる。As the organic modified silicone, acrylic modified silicone, methacrylic modified silicone, or epoxy modified silicone can be used. Further, a copolymer obtained by heating an ethylenically unsaturated compound containing silicon and an ethylenically unsaturated compound in a solvent to partially copolymerize them can be used as a binder. A polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate may be added as a monomer to be copolymerized. As the ethylenically unsaturated compound containing silicon, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltris (trimethylsiloxy) silane, acryloxypropylmethylbis (trimethylsiloxy) silane, Acrylic modified silicone, methacrylic modified silicone, etc., and mixtures thereof can be used. Ethylenically unsaturated compounds include metal methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate,
Isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate and the like and mixtures thereof can be used.
【0103】光反応性の単量体としては、多官能アクリ
レートまたは多官能メタクリレートと、芳香族環または
ハロゲンを含有するエチレン不飽和単量体からなる混合
物を用いる。芳香族環またはハロゲンを含有するエチレ
ン不飽和単量体は、高屈折率を有し、光照射により、光
照射部で重合、高密度化することにより、光照射部の屈
折率を未照射部に比べ向上させる。多官能アクリレート
または多官能メタクリレートは、光反応性を向上させ、
重合物を3次元架橋化させることで、耐久性を向上させ
る。芳香族環またはハロゲンを含有するエチレン不飽和
単量体としては、アリルカルバゾール、メタクリロイル
オキシエチルカルバゾール、アクリロイルエチルオキシ
カルバゾール、ビニルカルバゾール、ビニルベンジルカ
ルバゾール、ビニルオキシエチルカルバゾール、ビニル
ナフタレン、ナフチルアクリレート、トリブロモフェニ
ルアクリレート、ジブロモフェニルアクリレート、フェ
ノキシエチルアクリレート、フルオレンヒドロキシアク
リレート、2、2’−(2−ヒドロキシエチルメタクリ
レート)(2、3−ジヒドロキシプロピルメタクリレー
ト)ジフェネート、2、2’−(2−ヒドロキシエチル
メタクリレート)ハイドロゲンジフェネート、および上
記化合物の混合物を使用できる。As the photoreactive monomer, a mixture of a polyfunctional acrylate or polyfunctional methacrylate and an ethylenically unsaturated monomer containing an aromatic ring or halogen is used. An ethylenically unsaturated monomer containing an aromatic ring or a halogen has a high refractive index, and by irradiation with light, the refractive index of the irradiated portion is polymerized and densified to increase the refractive index of the irradiated portion. Improve compared to. The polyfunctional acrylate or polyfunctional methacrylate improves photoreactivity,
Durability is improved by three-dimensionally crosslinking the polymer. Examples of ethylenically unsaturated monomers containing an aromatic ring or halogen include allylcarbazole, methacryloyloxyethylcarbazole, acryloylethyloxycarbazole, vinylcarbazole, vinylbenzylcarbazole, vinyloxyethylcarbazole, vinylnaphthalene, naphthyl acrylate, tribromo. Phenyl acrylate, dibromophenyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, fluorene hydroxy acrylate, 2,2 '-(2-hydroxyethyl methacrylate) (2,3-dihydroxypropyl methacrylate) diphenate, 2,2'-(2-hydroxyethyl methacrylate) Hydrogen diphenate and mixtures of the above compounds can be used.
【0104】多官能アクリレートまたは多官能メタクリ
レートとしては、トリメチロールプロパントリアクリレ
ート、ネオペイチルグリコールジアクリレート、ペンタ
エリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトー
ルテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリメ
タクリレート、および上記化合物の混合物が使用でき
る。As the polyfunctional acrylate or polyfunctional methacrylate, trimethylolpropane triacrylate, neopaytyl glycol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, and a mixture of the above compounds can be used.
【0105】光重合開始剤としては、2,4,6-トリメチル
ベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ベンジ
ル、ベンゾインイソプロピルエテール、BTTB(3,
3',4,4'-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベン
ゾフェノン、過酸化ベンゾイル、ジ(t- ブチルパーオキ
シ)イソフタレート等の有機過酸化物、ベンゾイミダゾ
ール、2-(o- クロロフェニル)4, 5-ジフェニルイミダゾ
ール2量体等のイミダゾール類と、2-メルカプトベンゾ
チアゾール、P-ジエチルアミノベンゾフェノン、1H-1,
2,4- トリアゾール-3- チオール、4-メチル-4H-1,2,4-
トリアゾール-3- チオール等の化合物から選ばれた組み
合わせの混合物、または、ピレン−シクロペンタジエニ
ル−鉄−ヘキサフルオロアンチモン酸塩等の鉄−アーレ
ン錯体、屈折率像を形成する光の波長に応じて、さらに
は増感色素として、4-( ジシアノメチレン)-2-メチル-6
-(P-ジメチルアミノスチリル)-4H- ピラン、3,3'- カル
ボニルビス(7- ジエチルアミノクマリン) 、2,5-ビス(4
- ジエチルアミノベンジリデン)シクロペンタノン、2,
6-ビス(4- ジメチルアミノベンジリデン)シクロヘキサ
ノン等を使用しても良い。As the photopolymerization initiator, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, benzyl, benzoinisopropyl ether, BTTB (3,
Organic peroxides such as 3 ', 4,4'-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, benzoyl peroxide, di (t-butylperoxy) isophthalate, benzimidazole, 2- (o-chlorophenyl) Imidazoles such as 4,5-diphenylimidazole dimer, 2-mercaptobenzothiazole, P-diethylaminobenzophenone, 1H-1,
2,4-triazole-3-thiol, 4-methyl-4H-1,2,4-
Mixtures of combinations selected from compounds such as triazole-3-thiol, or iron-arene complexes such as pyrene-cyclopentadienyl-iron-hexafluoroantimonate, depending on the wavelength of light forming a refractive index image As a sensitizing dye, 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6
-(P-dimethylaminostyryl) -4H-pyran, 3,3'-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 2,5-bis (4
-Diethylaminobenzylidene) cyclopentanone, 2,
6-bis (4-dimethylaminobenzylidene) cyclohexanone or the like may be used.
【0106】また、熱硬化性の非光反応成分を熱硬化さ
せるために、熱硬化剤を用いても良い。例えば、エポキ
シ基を含有するバインダを用いる場合の熱硬化剤として
は、ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテト
ラミン、トリ(メチルアミノ)ヘキサン、ジエチルアミ
ノプロピルアミン、メンセンジアミン、イソフォロンジ
アミンなどのアミノ酸、メチルテトラヒドロ無水フタル
酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸などの酸無水物
系、2-エチル-4- メチルイミダゾール、2-フェニルイミ
ダゾールなどのイミダゾール類などが、水酸基を有する
バインダを用いる場合の熱硬化剤としては、コロネート
EH(日本ポリウレタン) 、コロネート2092(日本ポリウ
レタン) 、デュラネートTHA-100(旭化成) 、デュラネー
トTPA-100(旭化成) 、スミジュールN3500(住友バイエル
ウレタン) 、タケネートD-170N(武田薬品)などのイソ
シアネート系硬化剤や、ニカラックMW030(三和ケミカ
ル) 、ニカラックMX-40(三和ケミカル) 、サイメル325
(三井東圧化学株式会社)などのメラミン系硬化剤があ
る。A thermosetting agent may be used to thermoset the thermosetting non-photoreactive component. For example, as a thermosetting agent when using a binder containing an epoxy group, hexamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tri (methylamino) hexane, diethylaminopropylamine, menthenediamine, isophorone Amino acids such as diamines, acid anhydrides such as methyltetrahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride, imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole and 2-phenylimidazole, etc., use a binder having a hydroxyl group. Coronate as the heat curing agent in the case
EH (Nippon Polyurethane), Coronate 2092 (Nippon Polyurethane), Duranate THA-100 (Asahi Kasei), Duranate TPA-100 (Asahi Kasei), Sumijour N3500 (Sumitomo Bayer Urethane), Takenate D-170N (Takeda Chemicals) Hardener, Nikarac MW030 (Sanwa Chemical), Nikarac MX-40 (Sanwa Chemical), Cymel 325
(Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) and other melamine-based curing agents.
【0107】これらの材料は、必要に応じ溶媒に溶媒し
溶液として調整される。溶媒としては、テトラヒドロフ
ラン、テトラヒドロピラン、アセトン、メタノール、ジ
アセトンアルコール、ジクロロメタン、ジクロロエタ
ン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジオキサン、トルエン、
などから使用する材料を溶解する溶媒が選ばれる。調整
された溶液は、注入、滴下、スピンコート、ナイフコー
ティング、ディッピング、スクリーン印刷等の方法によ
って充填または設置する。溶液に溶媒を含む場合は、放
置、加熱、減圧等の方法で溶媒を除去する。These materials are prepared as a solution by dissolving them in a solvent if necessary. As the solvent, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, acetone, methanol, diacetone alcohol, dichloromethane, dichloroethane, ethyl acetate, butyl acetate, dioxane, toluene,
The solvent that dissolves the material used is selected from the following. The prepared solution is filled or set by a method such as pouring, dropping, spin coating, knife coating, dipping and screen printing. When the solution contains a solvent, the solvent is removed by a method such as standing, heating, and reduced pressure.
【0108】屈折率分布は、材料に光を照射することで
形成される。作成する屈折率分布に応じ、一光束露光、
多光束露光、干渉露光などの光照射方法を用いる。光源
は、材料に添加した光重合開始剤や増感剤の感光波長域
に応じて、紫外光、可視光、赤外光から選択して使用す
る。干渉露光する場合には、可干渉性の光源を使用す
る。The refractive index distribution is formed by irradiating the material with light. Depending on the refractive index distribution to be created, single-beam exposure,
Light irradiation methods such as multi-beam exposure and interference exposure are used. The light source is used by selecting from ultraviolet light, visible light, and infrared light according to the photosensitive wavelength range of the photopolymerization initiator or sensitizer added to the material. When performing interference exposure, a coherent light source is used.
【0109】屈折率分布を形成する際に、上記光照射行
程に加えて、40〜140 ℃で加熱しても良く、さらに材料
全体に光を照射しても良い。これらの工程によって、未
反応のモノマを反応させて硬化させることができ、ま
た、未反応の光重合開始剤や増感剤を破壊することもで
きる。以上のように本発明の屈折率像形成材料は、バイ
ンダとして、脂環式又は鎖式エポキシ、アクリル変性シ
リコーン、メタクリル変性シリコーン、エポキシ変性シ
リコーン、末端に水酸基を有するエチレン不飽和化合物
をその構成単位中に有する共重合物など、反応性を有す
る化合物を使用するので、加熱又は光照射して架橋又は
重合させることができ、優れた耐久性を得ることができ
る。 (q)本発明の第17実施例の説明 上記した各実施例における屈折率像形成材料は、溶媒に
溶解された後に、この溶液を、注入法、点滴法、スピン
コート法、ナイフコーティング法、又はディッピング法
のいずれかによって光学素子などに供給される。In forming the refractive index distribution, in addition to the above-mentioned light irradiation step, heating may be carried out at 40 to 140 ° C., and the entire material may be irradiated with light. Through these steps, unreacted monomers can be reacted and cured, and unreacted photopolymerization initiators and sensitizers can be destroyed. As described above, the refractive index image-forming material of the present invention comprises, as a binder, an alicyclic or chain-type epoxy, acryl-modified silicone, methacryl-modified silicone, epoxy-modified silicone, and ethylenically unsaturated compound having a hydroxyl group at its terminal as a constituent unit. Since a reactive compound such as a copolymer contained therein is used, it can be crosslinked or polymerized by heating or light irradiation, and excellent durability can be obtained. (Q) Description of the seventeenth embodiment of the present invention The refractive index image forming material in each of the above-described embodiments is dissolved in a solvent, and then this solution is injected, drip method, spin coating method, knife coating method, Alternatively, it is supplied to an optical element or the like by either a dipping method.
【0110】また、その方法により供給された屈折率像
形成材料は、溶媒を除去した後に、高屈折率像を形成す
るための波長の光がその一部に照射される。そして、高
屈折率像が形成される前又は後には、少なくとも40℃
〜140℃の加熱、紫外線照射のいずれかが施される。Further, the refractive index image forming material supplied by the method is irradiated with a part of the light having a wavelength for forming a high refractive index image after removing the solvent. And, at least 40 ° C. before or after the high refractive index image is formed.
Either heating at ˜140 ° C. or UV irradiation is applied.
【0111】[0111]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、光学
素子の端面の間隔を開けて対向させて固定し、この光学
素子間に屈折率像形成材料を供給し、次いで、少なくと
も一方の光学素子から光を通して材料に光を照射し、こ
れにより、集光性のレンズ効果を有する屈折率分布を形
成している。このように、セルフアライメント方式で光
学素子間を光結合するため、最初に光学素子を固定する
時の位置合わせのトレランスが大きく、高い精度が要求
されなくなり、結合が容易になる。また、形成された屈
折率分布によって光を集光するもので、光学素子間の結
合効率が良くなる。As described above, according to the present invention, the end faces of the optical element are fixed so as to face each other with a space therebetween, the refractive index image forming material is supplied between the optical elements, and then at least one of the optical elements is provided. The material is irradiated with light through the light from the optical element, whereby a refractive index distribution having a condensing lens effect is formed. Since the optical elements are optically coupled by the self-alignment method as described above, the tolerance of alignment when initially fixing the optical elements is large, high accuracy is not required, and the coupling is facilitated. Further, since the light is condensed by the formed refractive index distribution, the coupling efficiency between the optical elements is improved.
【0112】また、上記した屈折率像形成材料は、光を
照射するだけで、屈折率分布を形成することができ、さ
らに反応性を有する化合物をバインダとして使用してい
るので、バインダ化合物を硬化処理し、耐久性を向上さ
せることができる。これらの結合方法および屈折率像形
成材料を使用することにより、光学素子をラフなアライ
メントで高効率に結合することができる。Further, the above-mentioned refractive index image forming material can form a refractive index distribution only by irradiating light, and since the compound having reactivity is used as the binder, the binder compound is cured. Can be treated to improve durability. By using these bonding methods and the refractive index image forming material, the optical elements can be bonded with high efficiency with rough alignment.
【図1】本発明の第1実施例に係る光学素子結合方法を
示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an optical element coupling method according to a first exemplary embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施例に係る光学素子結合方法の
別の形態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another mode of the optical element coupling method according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1実施例により結合された光学素子
間の屈折率分布図である。FIG. 3 is a refractive index distribution diagram between optical elements coupled according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1実施例により結合された光軸ズレ
のある光学素子間の屈折率分布図である。FIG. 4 is a refractive index distribution diagram between optical elements having optical axis shifts, which are combined according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1実施例により結合された光学素子
間の屈折率分布図である。FIG. 5 is a refractive index distribution diagram between optical elements coupled according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1、第3及び第4実施例に係る光学
素子の結合状態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a combined state of the optical elements according to the first, third and fourth examples of the present invention.
【図7】本発明の第2実施例に係る光学素子の結合方法
を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method for assembling an optical element according to a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3実施例に係る光学素子の結合方法
を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a method of coupling optical elements according to the third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第5〜第9実施例に係る光学素子結合
方法を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing an optical element coupling method according to fifth to ninth embodiments of the present invention.
【図10】本発明の第10実施例に係る光学素子結合方
法を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing an optical element coupling method according to a tenth embodiment of the present invention.
1、9、11 支持基板(支持体) 2 V溝 3、4、23、24 光ファイバ(光学素子) 5、25、35 屈折率像形成材料(光学素子結合材
料) 6、6A、6B、26 高屈折率像 7 基板 8 半導体レーザ 20 ガラス筒 21 横溝 22 支持基板 30、32 ガラス板 31 V溝 33 光ファイバ 34 半導体レーザ 37 微動ステージ1, 9, 11 Support substrate (support) 2 V groove 3, 4, 23, 24 Optical fiber (optical element) 5, 25, 35 Refractive index image forming material (optical element coupling material) 6, 6A, 6B, 26 High refractive index image 7 Substrate 8 Semiconductor laser 20 Glass tube 21 Horizontal groove 22 Support substrate 30, 32 Glass plate 31 V groove 33 Optical fiber 34 Semiconductor laser 37 Fine movement stage
フロントページの続き (72)発明者 吉村 徹三 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 米田 泰博 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内Front page continuation (72) Inventor Tetsuzo Yoshimura 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited
Claims (15)
面を間隔をおいて固定する工程と、 光学素子用の接着剤としての機能を有し、且つ特定波長
帯の光の強度により屈折率分布を生じる屈折率像形成材
料(5)を2つの前記光学素子(3,4)の前記端面の
間に供給する工程と、 2つの前記光学素子(3,4)の少なくとも一方の前記
端面から前記屈折率像形成材料(5)に前記特性波長帯
の光を照射して集光性のレンズ効果を有する屈折率分布
(6)を形成する工程とを有する光学素子結合方法。1. A step of fixing the respective end faces of two optical elements (3, 4) with a space therebetween, and having a function as an adhesive agent for the optical elements and depending on the intensity of light in a specific wavelength band. Supplying a refractive index image forming material (5) which produces a refractive index distribution between the end faces of the two optical elements (3, 4), and at least one of the two optical elements (3, 4). Irradiating the refractive index image forming material (5) with light in the characteristic wavelength band from an end face to form a refractive index distribution (6) having a condensing lens effect.
且つ特定波長帯の光の強度により屈折率が高くなる屈折
率像形成材料(5)を支持体(1)の上に供給する工程
と、 屈折率像形成材料(5)を介して互いの端面を対向させ
て2つの光学素子(3,4)を前記支持体(1)の上に
載置する工程と、 2つの前記光学素子(3,4)の少なくとも一方の端面
から前記屈折率像形成材料(5)に前記特性波長帯の光
を照射して集光性のレンズ効果を有する屈折率分布
(6)を形成する工程とを有する光学素子結合方法。2. Having a function as an adhesive for an optical element,
And a step of supplying a refractive index image forming material (5) having a high refractive index due to the intensity of light in a specific wavelength band onto the support (1), and an end face of each other through the refractive index image forming material (5) And placing two optical elements (3, 4) on the support (1) so that they face each other; and forming the refractive index image from at least one end surface of the two optical elements (3, 4). Irradiating the material (5) with light in the characteristic wavelength band to form a refractive index distribution (6) having a condensing lens effect, thereby forming an optical element coupling method.
且つ特定波長帯の光の強度により屈折率が高くなる屈折
率像形成材料(5)を、支持体(11)の上の第一の光
学素子(3)の端面に付着させた状態にする工程と、 前記第一の光学素子(3)の前記端面に対向する第二の
光学素子(4)の端面と前記第一の光学素子(3)の前
記端面のうち少なくとも一方から前記特定波長帯の光を
照射して集光性のレンズ効果を有する屈折率分布(6
B)を形成する工程とを有することを特徴とする光学素
子結合方法。3. Having a function as an adhesive for an optical element,
And a step of bringing a refractive index image forming material (5) having a high refractive index depending on the intensity of light in a specific wavelength band, onto the end face of the first optical element (3) on the support (11). And at least one of the end surface of the second optical element (4) facing the end surface of the first optical element (3) and the end surface of the first optical element (3) has the specific wavelength band A refractive index distribution (6
B) is formed, The optical element coupling method characterized by the above-mentioned.
率分布を生じる材料であって、エポキシ基を有する脂環
式化合物又は鎖式化合物と、芳香族環又はハロゲンを含
有するエチレン不飽和化合物と、多官能アクリレート又
は多官能メタクリレートと、光重合開始剤とを含むこと
を特徴とする屈折率像形成材料。4. A material which produces a refractive index distribution upon irradiation with light of a specific wavelength band, which is an alicyclic compound having an epoxy group or a chain compound, and an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or halogen. A refractive index image-forming material comprising a compound, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and a photopolymerization initiator.
率分布を生じる材料であって、有機変成シリコンと、芳
香族環又はハロゲンを含有するエチレン不飽和化合物
と、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートと、
光重合開始剤を含むことを特徴とする屈折率像形成材
料。5. A material which produces a refractive index distribution by irradiating light of a specific wavelength band, which comprises an organically modified silicon, an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional compound. With methacrylate,
A refractive index image-forming material comprising a photopolymerization initiator.
リコン、メタクリル変成シリコン又はエポキシ変成シリ
コンのいずれかであることを特徴とする請求項5記載の
屈折率像形成材料。6. The refractive index image forming material according to claim 5, wherein the organic modified silicon is any one of acrylic modified silicon, methacrylic modified silicon, and epoxy modified silicon.
率分布を生じる材料であって、シリコンを含有するエチ
レン不飽和化合物と、一般式がR1CH=CHCOOR2(R1は、CH
3 、H のいずれかで、R2は、炭素数1〜4の鎖式化合物
又は脂環式化合物基である)で示されるエチレン不飽和
化合物と、熱重合開始剤とを溶媒に溶解し、これを加熱
攪拌して共重合物溶液を作製するとともに、該共重合物
溶液を室温まで放冷した後に、芳香族環又はハロゲンを
含有するエチレン不飽和化合物と、多官能アクリレート
又は多官能メタクリレートと、光重合開始剤を該共重合
物溶液に添加することにより形成されることを特徴とす
る屈折率像形成材料。7. A material which produces a refractive index distribution by irradiating light of a specific wavelength band, wherein an ethylenically unsaturated compound containing silicon and a general formula R 1 CH = CHCOOR 2 (R 1 is CH
3 or H, R 2 is a chain compound having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic compound group), an ethylenically unsaturated compound represented by the formula, and a thermal polymerization initiator are dissolved in a solvent, This is heated and stirred to prepare a copolymer solution, and after the copolymer solution is allowed to cool to room temperature, an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen, and a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate. And a refractive index image forming material formed by adding a photopolymerization initiator to the copolymer solution.
率分布を生じる材料であって、シリコンを含有するエチ
レン不飽和化合物と、一般式がR1CH=CHCOOR2(R1は、CH
3 、H のいずれかで、R2は、炭素数1〜4の鎖式化合物
又は脂環式化合物基である)で示されるエチレン不飽和
化合物と、多官能アクリレート又は多官能メタクリレー
トと、熱重合開始剤とを溶媒に溶解し、これを加熱攪拌
して共重合物溶液を作製するとともに、該共重合物溶液
を室温まで放冷した後に、芳香族環又はハロゲンを含有
するエチレン不飽和化合物と、多官能アクリレート又は
多官能メタクリレートと、光重合開始剤をその共重合物
溶液に添加することにより作製されることを特徴とする
屈折率像形成材料。8. A material which produces a refractive index distribution when irradiated with light of a specific wavelength band, wherein an ethylenically unsaturated compound containing silicon and a general formula R 1 CH = CHCOOR 2 (R 1 is CH
3 or H, R 2 is a chain compound or alicyclic compound group having 1 to 4 carbon atoms), an ethylenically unsaturated compound, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and thermal polymerization An initiator and a solvent are dissolved in the solvent, and the solution is heated and stirred to prepare a copolymer solution, and the copolymer solution is allowed to cool to room temperature, and then an ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or a halogen is added. , A polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and a refractive index image-forming material produced by adding a photopolymerization initiator to a copolymer solution thereof.
率分布を生じる材料であって、末端に水素基を有するア
クリレート又はメタクリレートをその構造単位中に含む
熱硬化性共重合体と、芳香族環又はハロゲンを含有する
エチレン不飽和化合物ー、多官能アクリレート又は多官
能メタクリレートと、光重合開始剤とからなることを特
徴とする屈折率像形成材料。9. A thermosetting copolymer containing a acrylate or methacrylate having a hydrogen group at its terminal in its structural unit, which is a material which produces a refractive index distribution by irradiating light of a specific wavelength band. A refractive index image forming material comprising an ethylenically unsaturated compound containing a group ring or halogen, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and a photopolymerization initiator.
ロロエチレンと、ビニルトリメチルアセテートと、末端
に水酸基を有するアクリレート又はメタクリレートをそ
の構造単位中に含む物質とを有することを特徴とする請
求項9記載の屈折率像形成材料。10. The thermosetting copolymer comprises chlorotrifluoroethylene, vinyl trimethylacetate, and a substance containing a hydroxyl group-terminated acrylate or methacrylate in its structural unit. Item 9. The refractive index image forming material according to item 9.
チレン不飽和化合物は、アリルカルバゾール、メタクリ
ロイルオキシエチルカルバゾール、アクリロイルエチル
オキシカルバール、ビニルカルバゾール、ビニルナフタ
レン、ナフチルアクリレート、トリブロモフェニルアク
リレート、ジブロモフェニルアクリレート、フェノキシ
エチルアクリレートのいずれか1つ、又はそのうちのい
ずれかの混合物であることを特徴とする請求項4、5、
7、8又は9記載の屈折率像形成材料。11. The ethylenically unsaturated compound containing an aromatic ring or halogen is allylcarbazole, methacryloyloxyethylcarbazole, acryloylethyloxycarbal, vinylcarbazole, vinylnaphthalene, naphthylacrylate, tribromophenylacrylate, dibromophenyl. 6. Any one of acrylate and phenoxyethyl acrylate, or a mixture of any one of them, 6.
Refractive index image forming material according to 7, 8 or 9.
は11記載の屈折率像形成材料を、互いに対向する2つ
の光学素子の端面の間に挟む工程と、少なくとも一方の
前記光学素子の端面から前記屈折率像形成材料に特定波
長帯の光を照射して集光性のレンズ効果を有する屈折率
分布を形成する工程とを有することを特徴とする光学素
子結合方法。12. A step of sandwiching the refractive index image forming material according to claim 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 between the end faces of two optical elements facing each other, and at least one of A step of irradiating the refractive index image forming material with light of a specific wavelength band from an end face of the optical element to form a refractive index distribution having a condensing lens effect.
半導体レーザ、発光ダイオード、フォトダイオード、半
導体光増幅器のうちのいずれかであることを特徴とする
請求項1、2、3又は12記載の光学素子結合方法。13. The optical element comprises an optical fiber, a waveguide,
13. The optical element coupling method according to claim 1, wherein the optical element coupling method is any one of a semiconductor laser, a light emitting diode, a photodiode, and a semiconductor optical amplifier.
成材料を硬化させる工程を有することを特徴とする請求
項1、2、3又は12記載の光学素子結合方法。14. The optical element coupling method according to claim 1, further comprising the step of curing the refractive index image forming material by light irradiation or heating.
1mm以上とすることを特徴とする請求項1、2、3、1
2、13又は14記載の光学素子結合方法。15. The distance between the coupled optical elements is set to 0.
It is 1 mm or more, Claims 1, 2, 3, 1
The optical element coupling method according to 2, 13, or 14.
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