2015 Fiscal Year Research-status Report
光硬化樹脂の応用による光配線を実現するための接続技術と光デバイスの研究
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15K06034
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
藤川 知栄美 東海大学, 工学部, 准教授 (70319375)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光硬化性樹脂 / V溝 / 自己形成光導波路 / 光配線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【はじめに】光配線の実現に必要な光固有の実装技術として端末モジュールとファイバ接続の課題がある．本研究では，光硬化樹脂を用いた自己形成光導波路による光接続技術の確立をはかり，これらの技術によって，アライメントフリーで高効率な光実装技術の普及に貢献することを目的としている．
【光配線板一体型V溝の作製】V溝は，複数の光ファイバを同一方向・等間隔に高精度に配列するためのデバイスである．一般にV溝にはシリコン基板が用いられ，近年は，ガラス基板をモールドによって形成したものや，高分子材料をフォトリソグラフィとウェットエッチングあるいはドライエッチングにより加工したものが報告されているが，いずれもプロセスが複雑であるため，高価であることが課題である．そこで，我々が提唱している「マスク転写式自己形成法」を用いて，作製プロセスを極端に簡易化したV溝基板作製法を提案した．シリコンフォトニクスの光モジュールでは基板上に垂直光接続導波路を作製し，その周囲をクラッドで覆う必要がある．光硬化性樹脂を用いることにより，V溝作製と同時にクラッド部の作製が可能であり，さらに，光配線との結合がアライメントフリーで実現できる．周期的に矩形開口部を設けたフォトマスクに対し，ある角度で交差するように2方向から紫外光照射を行うことによりV溝を作製した．作製されるV溝傾斜面の角度は，フォトマスク上に設置するプリズムの頂角および紫外光の波長，光硬化性樹脂およびフォトマスク基板の屈折率等を用いて制御可能であり，ピッチ250μm，高さ240μmの，光配線一体型V溝へ適用するために必要な高さを有するV溝を作製した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初，作製されたV溝の内部には上面と下面の内部に，試料によって異なる形状の構造が確認されていたが，光源およびプリズムの位置合わせ，光硬化性樹脂の種類を検討し，その構造は確認されていない．交付申請書において，量産化に対して期待できると記載したが，量産化に関する具体的な検討まで至らなかった．現状，V溝を構成する傾斜面の角度において理論値と実測値の差異が大きく，さらなる検討が必要である．これまで，デジタルマイクロスコープによる形状評価のみを行っていたが，電子顕微鏡による計測環境を整えたこと，および紫外線光源の照射光学系を制御することでさらなる形状制御が期待される．
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| Strategy for Future Research Activity |
提案するフォトマスク転写法では，フォトマスクを通過した紫外光が500μm程度の距離を光が伝搬しながら樹脂の屈折率を変化させコア部分を形成する．とくに，使用する紫外光および光硬化性樹脂において，フォトマスク通過後の紫外光の回折による影響と，紫外光が屈折率を変化させながら樹脂中を伝搬することと，実際に作製されるデバイス形状にはどちらがより影響を及ぼすか，評価・検討を行う．すでに確立されているシミュレーション手法を用いるが，実験とシミュレーションを同時並行で進めることにより，リアルタイムで，どの作製パラメータが実際に形成されるデバイスの形状に大きく影響を及ぼすのか，の知見を得る予定である．
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| Causes of Carryover |
平成27年度中に，光デバイス作製実験装置の試料固定部を設計し発注する予定であったが，設計途中に予想外の課題を多く発見し，装置全体として新規に設計することが必要と判断したため，物品費について次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
光デバイス作製実験装置において，作製試料の保持部に温度調節機能を付加するための物品購入に使用する予定である．
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Research Products
(4 results)
