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公開番号2024130033
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023039514
出願日2023-03-14
発明の名称自己形成光導波路の製造方法
出願人国立大学法人宇都宮大学,Orbray株式会社
代理人弁理士法人特許事務所サイクス
主分類G02B 6/138 20060101AFI20240920BHJP(光学)
要約【課題】シリコン導波路と光ファイバとの接続を可能にする自己形成光導波路の製造方法を提供すること。
【解決手段】シリコン導波路内に設けられた回折格子結合器と回折格子結合器から出射する光の回折方向に配置された光ファイバとの間に光硬化性樹脂が配置された構造体を作製することを含み、光硬化性樹脂は、コア部形成用樹脂と、クラッド部形成用樹脂とを含み、光ファイバ側及びシリコン導波路側のそれぞれからコア部形成用樹脂のみの重合が可能な強度の光を光硬化性樹脂に入射させる双方向光照射により、光硬化性樹脂内に光導波路のコア部を形成すること、及び光導波路のクラッド部を形成することにより、光硬化性樹脂内に光導波路を形成すること、を更に含み、双方向光照射は、光ファイバのコアから光硬化性樹脂に光を入射させ且つシリコン導波路内を伝搬した光を回折格子結合器を介して光硬化性樹脂に入射させることである、自己形成光導波路の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シリコン導波路内に設けられた回折格子結合器と該回折格子結合器から出射する光の回折方向に配置された光ファイバとの間に光硬化性樹脂が配置された構造体を作製すること、
を含み、
前記光ファイバは、クラッドと１本以上のコアとを有し、
前記光硬化性樹脂は、所定の波長帯域の光が入射されて重合及び硬化して屈折率ｎａを有するコア部形成用樹脂と、前記コア部形成用樹脂に入射する光の強度以上の光が入射されて重合及び硬化し、硬化後の屈折率ｎｂが前記ｎｂ＜前記ｎａであるクラッド部形成用樹脂とを含み、
前記光ファイバ側及び前記シリコン導波路側のそれぞれから前記コア部形成用樹脂のみの前記重合が可能な強度の光を前記光硬化性樹脂に入射させる双方向光照射によって、前記コア部形成用樹脂の前記重合及び前記硬化を発生させて前記光硬化性樹脂内に光導波路のコア部を形成すること、及び
前記光導波路のクラッド部を形成することによって、前記光硬化性樹脂内に前記光導波路を形成すること、
を更に含み、
前記双方向光照射は、前記光ファイバの前記コアから前記光硬化性樹脂に光を入射させ且つ前記シリコン導波路内を伝搬した光を前記回折格子結合器を介して前記光硬化性樹脂に入射させることである、自己形成光導波路の製造方法。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記構造体の作製を、前記シリコン導波路上に前記光硬化性樹脂を配置し、該光硬化性樹脂上に前記光ファイバを配置することによって行う、請求項１に記載の自己形成光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記シリコン導波路は、ｎ本（ｎは２以上の整数）のシリコン導波路チャネルを有し、
前記構造体において、前記ｎ本のシリコン導波路チャネルのそれぞれに設けられた回折格子結合器から出射する光の回折方向に、クラッドと１本のコアとを有する前記ｎ本の光ファイバのそれぞれの前記コアが配置されている、請求項１又は２に記載の自己形成光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記シリコン導波路は、ｎ本（ｎは２以上の整数）のシリコン導波路チャネルを有し、
前記構造体において、前記ｎ本のシリコン導波路チャネルのそれぞれに設けられた回折格子結合器から出射する光の回折方向に、クラッドと前記ｎ本のコアとを有する光ファイバの前記ｎ本のコアのそれぞれが配置されている、請求項１又は２に記載の自己形成光導波路の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己形成光導波路の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、光硬化性樹脂を利用して自己形成光導波路を製造することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１８６２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
データセンタ内の情報処理量増大に対応するために、サーバには高速化及び省電力化が求められている。そのために、サーバ内に光回路を実装させる取り組みが進められている。
【０００５】
サーバ内に光回路を実装させるための光配線の更なる小型化及び高密度化を実現するために、シリコン導波路等の高集積光導波路素子の導入が検討されている。
【０００６】
通常、シリコン導波路は、光ファイバと光学的に接続される。光学的な接続方法としては、シリコン導波路内を伝搬した光を、シリコン導波路内に作製された回折格子結合器を経由してシリコン導波路の面外に配置された光ファイバのコアに入射させる方法が、現在主流である。この接続方法によってシリコン導波路と光ファイバを接続する場合、手作業又は高精度な調芯設備によって高精度に位置合わせしなければ、光の損失が大きくなってしまう。しかし、手作業又は高精度な調芯設備による接続には、多くの時間又は多大なコストを要する。
【０００７】
これに対し、シリコン導波路と光ファイバとを自己形成光導波路によって接続できれば、シリコン導波路と光ファイバとを高精度に位置合わせすることを要さずに、シリコン導波路内を伝搬した光を、自己形成光導波路を介して光ファイバのコアに入射させることができ、これにより光の損失を低減できると考えられる。
【０００８】
以上に鑑み、本発明の一態様は、シリコン導波路と光ファイバとの接続を可能にする自己形成光導波路の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、以下の通りである。
［１］シリコン導波路内に設けられた回折格子結合器とこの回折格子結合器から出射する光の回折方向に配置された光ファイバとの間に光硬化性樹脂が配置された構造体を作製すること、
を含み、
上記光ファイバは、クラッドと１本以上のコアとを有し、
上記光硬化性樹脂は、所定の波長帯域の光が入射されて重合及び硬化して屈折率ｎａを有するコア部形成用樹脂と、上記コア部形成用樹脂に入射する光の強度以上の光が入射されて重合及び硬化し、硬化後の屈折率ｎｂが上記ｎｂ＜上記ｎａであるクラッド部形成用樹脂とを含み、
上記光ファイバ側及び上記シリコン導波路側のそれぞれから上記コア部形成用樹脂のみの上記重合が可能な強度の光を上記光硬化性樹脂に入射させる双方向光照射によって、上記コア部形成用樹脂の上記重合及び上記硬化を発生させて上記光硬化性樹脂内に光導波路のコア部を形成すること、及び
上記光導波路のクラッド部を形成することによって、上記光硬化性樹脂内に上記光導波路を形成すること、
を更に含み、
上記双方向光照射は、上記光ファイバの上記コアから上記光硬化性樹脂に光を入射させ且つ上記シリコン導波路内を伝搬した光を上記回折格子結合器を介して上記光硬化性樹脂に入射させることである、自己形成光導波路の製造方法。
［２］上記構造体の作製を、上記シリコン導波路上に上記光硬化性樹脂を配置し、この光硬化性樹脂上に上記光ファイバを配置することによって行う、［１］に記載の自己形成光導波路の製造方法。
［３］上記シリコン導波路は、ｎ本（ｎは２以上の整数）のシリコン導波路チャネルを有し、
上記構造体において、上記ｎ本のシリコン導波路チャネルのそれぞれに設けられた回折格子結合器から出射する光の回折方向に、クラッドと１本のコアとを有する上記ｎ本の光ファイバのそれぞれの上記コアが配置されている、［１］又は［２］に記載の自己形成光導波路の製造方法。
［４］上記シリコン導波路は、ｎ本（ｎは２以上の整数）のシリコン導波路チャネルを有し、
上記構造体において、上記ｎ本のシリコン導波路チャネルのそれぞれに設けられた回折格子結合器から出射する光の回折方向に、クラッドと上記ｎ本のコアとを有する光ファイバの上記ｎ本のコアのそれぞれが配置されている、［１］又は［２］に記載の自己形成光導波路の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
上記自己形成光導波路の製造方法によれば、シリコン導波路と光ファイバとを高精度に位置合わせすることを要さずにシリコン導波路と光ファイバとの自動光接続を実現可能とする自己形成光導波路を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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