JPH0792326A - 光波長板とその製造方法及びこれを用いた導波型光デバイス - Google Patents
光波長板とその製造方法及びこれを用いた導波型光デバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造と加工が容易で、耐熱性、耐湿性、柔軟
性、機械的強度に優れ、しかも膜厚の薄い光波長板とそ
れを組込んだ高性能の導波型光デバイスを提供する。 【構成】 ポリイミドにより構成される光波長板。その
製造方法としては、（Ａ）ポリアミド酸のフィルムを一
軸延伸と熱イミド化を同時又は順次行う方法、（Ｂ）ポ
リイミド膜を、３００℃で熱処理、又は同時に一軸延伸
する方法がある。前記光波長板の用途としては、各種構
造の導波型光デバイス、偏波ビームスプリッター、サー
キュレータがある。 【効果】 主に光導波回路の低価格化と作製プロセスの
効率化に寄与する。
性、機械的強度に優れ、しかも膜厚の薄い光波長板とそ
れを組込んだ高性能の導波型光デバイスを提供する。 【構成】 ポリイミドにより構成される光波長板。その
製造方法としては、（Ａ）ポリアミド酸のフィルムを一
軸延伸と熱イミド化を同時又は順次行う方法、（Ｂ）ポ
リイミド膜を、３００℃で熱処理、又は同時に一軸延伸
する方法がある。前記光波長板の用途としては、各種構
造の導波型光デバイス、偏波ビームスプリッター、サー
キュレータがある。 【効果】 主に光導波回路の低価格化と作製プロセスの
効率化に寄与する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光波長板とその製造方法
及びこれを用いた導波型光デバイスに関し、特に加工
性、耐熱性、経済性に優れ、光導波回路等に組込んで使
用した場合に過剰損失の小さなプラスチック系の光波長
板とその製造方法及びこれを組込んだ導波型光デバイス
に関する。
及びこれを用いた導波型光デバイスに関し、特に加工
性、耐熱性、経済性に優れ、光導波回路等に組込んで使
用した場合に過剰損失の小さなプラスチック系の光波長
板とその製造方法及びこれを組込んだ導波型光デバイス
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報通信の容量拡大と通信コスト
の低減化のために、光通信システムの高度化が望まれて
いる。そのための方法としては、光波長多重方式や光ク
ロスコネクト方式が挙げられる。これらのシステムにお
いて、その長距離伝送の部分では従来から用いられてき
た光ファイバや、近年研究開発が盛んな光ファイバアン
プが使われ、またノードの部分では、光信号を光のまま
処理する光導波回路が用いられようとしている。これら
の新しいシステムは、既に実験室レベルでの動作確認が
行われ、今後の実用化に向けて研究開発が着実に進めら
れている。その中で、石英系の光導波路を用いた光導波
回路は、光損失が少なく実用的な光受動部品として期待
されているが、その実用化に当っての最大の問題として
光導波回路の偏波依存性が指摘されている。これは石英
系の光導波路を用いて光導波回路を作製した場合に、光
導波路の複屈折に起因した信号品質の低下（水平偏波成
分と垂直偏波成分との位相ずれ）として現われてくる。
この原因は、石英系の光導波路を作製する際に１０００
℃を超える高温を使用するためであり、基板であるシリ
コンと石英導波路の熱膨張率差により生じた残留応力に
起因している。この複屈折を排除するため、光導波路の
上面に非晶質シリコンを装荷し残留応力とは逆方向の応
力を生じさせることによって、複屈折を補償する方法が
知られているが、導波路の作製プロセスとは異なる新た
な工程が必要になること、偏波依存性の解消に十分な再
現性が得られないことなど問題点もある。一方、高橋ら
はアレイ型光導波路グレーティングによる波長多重器に
おいて、光路の丁度中間地点に水晶からなる１／２波長
板を挿入することにより、光信号の出射端での水平偏波
成分と垂直偏波成分の位相ずれを補償する方法を開発し
た〔高橋浩ほか、オプティックス レターズ（Opt. Let
t.) 、第１７巻、第７号、第４９９〜５０１頁（１９９
２）〕。ここで水平偏波成分とは光導波路基板に対して
水平方向の電界を持つ導波光の成分、垂直偏波成分とは
基板に対して垂直方向の電界を持つ導波光の成分を示し
ている。また、高橋らは特開平４−２４１３０４号公報
において、この方法がマッハツェンダ干渉計、導波型リ
ング共振器、導波型方向性結合器、導波型位相変調器の
偏波依存性解消にも有効であることを明らかにしてい
る。光波長板の挿入による方法は応力付与膜の装荷に比
べて技術的に容易であり再現性も高いため、光導波回路
の偏波依存性解消に極めて有効である。しかし光波長板
とそれを挿入するために形成した溝の部分では、導波光
が閉じ込められずに放射してしまうため、信号強度が減
衰しその損失が４ｄＢにも上るという問題があった。こ
こで示した導波型光デバイスにおける偏波依存性の問題
は、石英系光導波路に限ったものではなく、ニオブ酸リ
チウムや酸化チタンのような無機材料、ポリカーボネー
ト、ポリイミド、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂のよう
な有機高分子材料を用いた光導波路においても、それら
の複屈折性から問題となる。現在、一般に市販されてい
る光波長板は、水晶に代表される無機化合物の単結晶を
その複屈折に応じた厚さに研磨することにより作製され
ている。単一基板上に作製される導波型光デバイスは、
それ自体が１つの部品として使用されるにとどまらず、
他の光導波回路や電気回路と共に同一基板上に組合せ
「光電子混載実装配線板」として使用される。これらの
複合光部品の作製工程には約２６０℃のハンダ工程や一
時的に３００℃を超える工程が存在するため、使用され
るすべての材料に３５０℃程度の耐熱性が要求されてい
る。無機単結晶材料は耐熱性、耐湿性、精密加工性に優
れ、安定した光学特性を示すことから、上記の複合光部
品に組込んだ場合も、その高信頼性に寄与することがで
きる。但し、１／２波長板あるいは１／４波長板を作製
するためには厚さを数十μｍに精密に研磨する必要があ
ることから、大量生産ができず高価である。
の低減化のために、光通信システムの高度化が望まれて
いる。そのための方法としては、光波長多重方式や光ク
ロスコネクト方式が挙げられる。これらのシステムにお
いて、その長距離伝送の部分では従来から用いられてき
た光ファイバや、近年研究開発が盛んな光ファイバアン
プが使われ、またノードの部分では、光信号を光のまま
処理する光導波回路が用いられようとしている。これら
の新しいシステムは、既に実験室レベルでの動作確認が
行われ、今後の実用化に向けて研究開発が着実に進めら
れている。その中で、石英系の光導波路を用いた光導波
回路は、光損失が少なく実用的な光受動部品として期待
されているが、その実用化に当っての最大の問題として
光導波回路の偏波依存性が指摘されている。これは石英
系の光導波路を用いて光導波回路を作製した場合に、光
導波路の複屈折に起因した信号品質の低下（水平偏波成
分と垂直偏波成分との位相ずれ）として現われてくる。
この原因は、石英系の光導波路を作製する際に１０００
℃を超える高温を使用するためであり、基板であるシリ
コンと石英導波路の熱膨張率差により生じた残留応力に
起因している。この複屈折を排除するため、光導波路の
上面に非晶質シリコンを装荷し残留応力とは逆方向の応
力を生じさせることによって、複屈折を補償する方法が
知られているが、導波路の作製プロセスとは異なる新た
な工程が必要になること、偏波依存性の解消に十分な再
現性が得られないことなど問題点もある。一方、高橋ら
はアレイ型光導波路グレーティングによる波長多重器に
おいて、光路の丁度中間地点に水晶からなる１／２波長
板を挿入することにより、光信号の出射端での水平偏波
成分と垂直偏波成分の位相ずれを補償する方法を開発し
た〔高橋浩ほか、オプティックス レターズ（Opt. Let
t.) 、第１７巻、第７号、第４９９〜５０１頁（１９９
２）〕。ここで水平偏波成分とは光導波路基板に対して
水平方向の電界を持つ導波光の成分、垂直偏波成分とは
基板に対して垂直方向の電界を持つ導波光の成分を示し
ている。また、高橋らは特開平４−２４１３０４号公報
において、この方法がマッハツェンダ干渉計、導波型リ
ング共振器、導波型方向性結合器、導波型位相変調器の
偏波依存性解消にも有効であることを明らかにしてい
る。光波長板の挿入による方法は応力付与膜の装荷に比
べて技術的に容易であり再現性も高いため、光導波回路
の偏波依存性解消に極めて有効である。しかし光波長板
とそれを挿入するために形成した溝の部分では、導波光
が閉じ込められずに放射してしまうため、信号強度が減
衰しその損失が４ｄＢにも上るという問題があった。こ
こで示した導波型光デバイスにおける偏波依存性の問題
は、石英系光導波路に限ったものではなく、ニオブ酸リ
チウムや酸化チタンのような無機材料、ポリカーボネー
ト、ポリイミド、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂のよう
な有機高分子材料を用いた光導波路においても、それら
の複屈折性から問題となる。現在、一般に市販されてい
る光波長板は、水晶に代表される無機化合物の単結晶を
その複屈折に応じた厚さに研磨することにより作製され
ている。単一基板上に作製される導波型光デバイスは、
それ自体が１つの部品として使用されるにとどまらず、
他の光導波回路や電気回路と共に同一基板上に組合せ
「光電子混載実装配線板」として使用される。これらの
複合光部品の作製工程には約２６０℃のハンダ工程や一
時的に３００℃を超える工程が存在するため、使用され
るすべての材料に３５０℃程度の耐熱性が要求されてい
る。無機単結晶材料は耐熱性、耐湿性、精密加工性に優
れ、安定した光学特性を示すことから、上記の複合光部
品に組込んだ場合も、その高信頼性に寄与することがで
きる。但し、１／２波長板あるいは１／４波長板を作製
するためには厚さを数十μｍに精密に研磨する必要があ
ることから、大量生産ができず高価である。
【０００３】光波長板を組込んだ導波型光デバイスを実
用性の高いものとするために最も重要なことは、波長板
挿入に伴う過剰損失を０．５ｄＢ以下（光量の減少１０
％以下）に抑えることである。図１に、光導波路に波長
板を挿入した場合の、端面から放射される光線をガウス
ビームと仮定して行った過剰損失のシミュレーション結
果を示す。光波長板の膜厚を２０μｍ以下にした場合
に、過剰損失が０．３ｄＢ以下に抑えられることがわか
る。しかし、実際には波長板端面でのフレネル反射や散
乱により０．１〜０．２ｄＢ程度の損失が不可避である
ため、波長板挿入に伴う過剰損失を０．５ｄＢ以下に抑
えるためには、光波長板の膜厚は２０μｍ以下でなくて
はならない。ここで、現在長距離の光通信伝送に用いら
れている波長（１．３μｍ、１．５５μｍ）の１／２波
長板を２０μｍ以下の膜厚で作製するためには、最低で
も０．０３を超える面内複屈折を光波長板の材料が有す
る必要がある。水晶の１／２波長板が上述のように大き
な過剰損失を引き起こすのは、その厚さが９１μｍと厚
いためである。これは水晶の複屈折が波長１．３μｍに
おいて０．００８５と小さいことに起因している。複屈
折の大きな材料を用いることにより薄い光波長板の作製
が可能となり、結果として過剰損失の低減が可能とな
る。複屈折の大きな無機単結晶材料として水晶以外に、
方解石や酸化チタンが知られており、そのどちらもが水
晶を超える複屈折を持つ。しかし、方解石は原石が高価
であり、また複屈折が１．３μｍで０．１６と大きいた
め１／２波長板の厚さは４μｍと非常に薄い。方解石は
硬度が低いため（モース硬度：２）、このような厚さに
加工することは非常に困難である。たとえ加工できたと
しても取扱いに細心の注意を要する。一方、酸化チタン
は屈折率が２．６２〜２．９０と石英や他の光導波路材
料から大きく離れているため、光導波路に挿入した場合
に端面でのフレネル反射による損失が大きく、波長板を
薄くすることの効果が少ない。以上の理由から方解石、
酸化チタンどちらの材料も光導波回路に挿入する目的に
は適さない。
用性の高いものとするために最も重要なことは、波長板
挿入に伴う過剰損失を０．５ｄＢ以下（光量の減少１０
％以下）に抑えることである。図１に、光導波路に波長
板を挿入した場合の、端面から放射される光線をガウス
ビームと仮定して行った過剰損失のシミュレーション結
果を示す。光波長板の膜厚を２０μｍ以下にした場合
に、過剰損失が０．３ｄＢ以下に抑えられることがわか
る。しかし、実際には波長板端面でのフレネル反射や散
乱により０．１〜０．２ｄＢ程度の損失が不可避である
ため、波長板挿入に伴う過剰損失を０．５ｄＢ以下に抑
えるためには、光波長板の膜厚は２０μｍ以下でなくて
はならない。ここで、現在長距離の光通信伝送に用いら
れている波長（１．３μｍ、１．５５μｍ）の１／２波
長板を２０μｍ以下の膜厚で作製するためには、最低で
も０．０３を超える面内複屈折を光波長板の材料が有す
る必要がある。水晶の１／２波長板が上述のように大き
な過剰損失を引き起こすのは、その厚さが９１μｍと厚
いためである。これは水晶の複屈折が波長１．３μｍに
おいて０．００８５と小さいことに起因している。複屈
折の大きな材料を用いることにより薄い光波長板の作製
が可能となり、結果として過剰損失の低減が可能とな
る。複屈折の大きな無機単結晶材料として水晶以外に、
方解石や酸化チタンが知られており、そのどちらもが水
晶を超える複屈折を持つ。しかし、方解石は原石が高価
であり、また複屈折が１．３μｍで０．１６と大きいた
め１／２波長板の厚さは４μｍと非常に薄い。方解石は
硬度が低いため（モース硬度：２）、このような厚さに
加工することは非常に困難である。たとえ加工できたと
しても取扱いに細心の注意を要する。一方、酸化チタン
は屈折率が２．６２〜２．９０と石英や他の光導波路材
料から大きく離れているため、光導波路に挿入した場合
に端面でのフレネル反射による損失が大きく、波長板を
薄くすることの効果が少ない。以上の理由から方解石、
酸化チタンどちらの材料も光導波回路に挿入する目的に
は適さない。
【０００４】一方、非晶性の高分子であるポリカーボネ
ートやポリビニルアルコールのフィルムに延伸処理を施
すことにより面内に複屈折を生じさせることが可能であ
り、実際これらの高分子を用いた液晶ディスプレィ用の
大型位相差板が作製されている。また、ポリスチレン、
セルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、
アクリル系重合体、ポリアミド、ポリエステル、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体ケン化物などからなる位相差板
も知られている。しかし、ポリビニルアルコール系、セ
ルロース誘導体系のものは耐湿性に、ポリプロピレン系
のものは強じん性に劣り、アクリル系のものはフィルム
状態における機械的強度が低いために延伸処理が難し
く、ポリカーボネート系のものは耐薬品性に劣るなどの
問題を有している。また、ポリ塩化ビニル系、ポリスチ
レン系のものは耐熱性が特に低く、本発明の目的用途に
不適である。比較的高い耐熱性を持つとされるポリアミ
ド系、ポリエステル系においても、導波型光デバイスに
必要とされる３００℃以上の耐熱性を持つものは存在し
ない。また、これらの有機高分子材料により作製された
波長板は、その軟化点（ガラス転移点）以下であっても
分子運動の活発化によって複屈折が低下し、波長板とし
ての特性が大幅に低下するという問題点を有している。
結果として、これまでに知られている有機高分子系の材
料では、光導波路に組込んで使用することのできる光波
長板の作製は困難である。
ートやポリビニルアルコールのフィルムに延伸処理を施
すことにより面内に複屈折を生じさせることが可能であ
り、実際これらの高分子を用いた液晶ディスプレィ用の
大型位相差板が作製されている。また、ポリスチレン、
セルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、
アクリル系重合体、ポリアミド、ポリエステル、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体ケン化物などからなる位相差板
も知られている。しかし、ポリビニルアルコール系、セ
ルロース誘導体系のものは耐湿性に、ポリプロピレン系
のものは強じん性に劣り、アクリル系のものはフィルム
状態における機械的強度が低いために延伸処理が難し
く、ポリカーボネート系のものは耐薬品性に劣るなどの
問題を有している。また、ポリ塩化ビニル系、ポリスチ
レン系のものは耐熱性が特に低く、本発明の目的用途に
不適である。比較的高い耐熱性を持つとされるポリアミ
ド系、ポリエステル系においても、導波型光デバイスに
必要とされる３００℃以上の耐熱性を持つものは存在し
ない。また、これらの有機高分子材料により作製された
波長板は、その軟化点（ガラス転移点）以下であっても
分子運動の活発化によって複屈折が低下し、波長板とし
ての特性が大幅に低下するという問題点を有している。
結果として、これまでに知られている有機高分子系の材
料では、光導波路に組込んで使用することのできる光波
長板の作製は困難である。
【０００５】本発明者らは既存のプラスチック光学材料
に耐熱性と耐湿性が不足しているとの観点から、これま
で光導波路に適用可能なポリイミド光学材料の開発を進
めてきた。既に特開平３−７２５２８号公報、及びマク
ロモレキュール誌〔(Macromolecules)、Ｔ．松浦ほか、
第２４巻、第５００１〜５頁（１９９１）及びＴ．松浦
ほか、第２５巻、第３５４０〜５頁（１９９２）〕にお
いて、２，２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，
４′−ジアミノビフェニルをジアミン成分として各種の
フッ素化ポリイミドを合成したところ、３００℃以上の
耐熱性と０．７％以下の低い吸水率を持ち、しかも光透
過性に優れたポリイミドフィルムが得られることを報告
している。また、特開平４−９８０７号公報において
は、該ジアミンと２種類のテトラカルボン酸二無水物を
用いて合成したポリイミドをコア及びクラッドに用いる
ことにより、良好な光導波路が形成できることを報告し
ている。更には、特開平５−１１４８号公報において、
光通信波長域（波長１．０〜１．７μｍ）の全域で光の
吸収ピークを持たず、フッ素化ポリイミドと同等の耐熱
性と低吸水性をもつ全フッ素化ポリイミドを報告してい
る。これにより、従来分子構造に固有の吸収ピークがあ
るため耐熱性プラスチック材料の使用が困難であった波
長帯においても、損失の非常に小さなプラスチック光学
材料を提供することが可能となった。加えてポリイミド
は柔軟性を持つため加工や取扱いが容易なばかりでな
く、他の有機高分子材料に比べて強じん性に優れるとい
う長所も有している。
に耐熱性と耐湿性が不足しているとの観点から、これま
で光導波路に適用可能なポリイミド光学材料の開発を進
めてきた。既に特開平３−７２５２８号公報、及びマク
ロモレキュール誌〔(Macromolecules)、Ｔ．松浦ほか、
第２４巻、第５００１〜５頁（１９９１）及びＴ．松浦
ほか、第２５巻、第３５４０〜５頁（１９９２）〕にお
いて、２，２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，
４′−ジアミノビフェニルをジアミン成分として各種の
フッ素化ポリイミドを合成したところ、３００℃以上の
耐熱性と０．７％以下の低い吸水率を持ち、しかも光透
過性に優れたポリイミドフィルムが得られることを報告
している。また、特開平４−９８０７号公報において
は、該ジアミンと２種類のテトラカルボン酸二無水物を
用いて合成したポリイミドをコア及びクラッドに用いる
ことにより、良好な光導波路が形成できることを報告し
ている。更には、特開平５−１１４８号公報において、
光通信波長域（波長１．０〜１．７μｍ）の全域で光の
吸収ピークを持たず、フッ素化ポリイミドと同等の耐熱
性と低吸水性をもつ全フッ素化ポリイミドを報告してい
る。これにより、従来分子構造に固有の吸収ピークがあ
るため耐熱性プラスチック材料の使用が困難であった波
長帯においても、損失の非常に小さなプラスチック光学
材料を提供することが可能となった。加えてポリイミド
は柔軟性を持つため加工や取扱いが容易なばかりでな
く、他の有機高分子材料に比べて強じん性に優れるとい
う長所も有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、無機
単結晶材料を用いた光波長板については、導波型光デバ
イスに組込んで使用するのに適当な複屈折を持つ材料が
無いこと、及び材料の加工のしにくさと高価格の点で、
またプラスチック材料を用いた光波長板については、材
料の耐熱性、耐湿性、機械的強度と面内複屈折の安定性
の点で問題があった。結果として、光導波回路に組込ん
で十分な光透過性があり、耐熱性、耐湿性、加工性、機
械的強度を合せ持つと共に、その厚さが２０μｍ以下で
ある光波長板は知られていなかった。本発明はこれらの
問題点を解決し、製造と加工が容易で、耐熱性、耐湿
性、柔軟性、機械的強度に優れ、しかも膜厚の薄い光波
長板とそれを組込んだ高性能の導波型光デバイスを提供
することを目的としている。
単結晶材料を用いた光波長板については、導波型光デバ
イスに組込んで使用するのに適当な複屈折を持つ材料が
無いこと、及び材料の加工のしにくさと高価格の点で、
またプラスチック材料を用いた光波長板については、材
料の耐熱性、耐湿性、機械的強度と面内複屈折の安定性
の点で問題があった。結果として、光導波回路に組込ん
で十分な光透過性があり、耐熱性、耐湿性、加工性、機
械的強度を合せ持つと共に、その厚さが２０μｍ以下で
ある光波長板は知られていなかった。本発明はこれらの
問題点を解決し、製造と加工が容易で、耐熱性、耐湿
性、柔軟性、機械的強度に優れ、しかも膜厚の薄い光波
長板とそれを組込んだ高性能の導波型光デバイスを提供
することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は光波長板と、その製造方法及びこれを用いた導波
型光デバイスに関する発明であって、その第１はポリイ
ミドにより構成されることを特徴としている。本発明の
第２は、テトラカルボン酸又はその誘導体とジアミンか
ら合成されるポリアミド酸のフィルムを一軸延伸した
後、金属枠等で固定した状態で熱イミド化することを特
徴としている。本発明の第３は、本発明の第２と同様に
作製されるポリアミド酸のフィルムを、一軸方向に延伸
しながら熱イミド化することを特徴としている。本発明
の第４は、本発明の第２と同様に作製されるポリアミド
酸のフィルムを、一軸方向のみを固定した状態で熱イミ
ド化することを特徴としている。本発明の第５は、本発
明の第２と同様に作製されるポリアミド酸の溶液を、面
内に熱膨張率異方性を有する基板に塗布し、それを熱イ
ミド化することを特徴としている。
発明は光波長板と、その製造方法及びこれを用いた導波
型光デバイスに関する発明であって、その第１はポリイ
ミドにより構成されることを特徴としている。本発明の
第２は、テトラカルボン酸又はその誘導体とジアミンか
ら合成されるポリアミド酸のフィルムを一軸延伸した
後、金属枠等で固定した状態で熱イミド化することを特
徴としている。本発明の第３は、本発明の第２と同様に
作製されるポリアミド酸のフィルムを、一軸方向に延伸
しながら熱イミド化することを特徴としている。本発明
の第４は、本発明の第２と同様に作製されるポリアミド
酸のフィルムを、一軸方向のみを固定した状態で熱イミ
ド化することを特徴としている。本発明の第５は、本発
明の第２と同様に作製されるポリアミド酸の溶液を、面
内に熱膨張率異方性を有する基板に塗布し、それを熱イ
ミド化することを特徴としている。
【０００８】本発明の第６は、本発明の第２から第５の
方法によって作製されるポリイミド膜を、３００℃以上
の高温下において一軸方向に延伸することを、そして本
発明の第７は、同じく本発明の第２から第５の方法によ
って作製されたポリイミド膜を、３００℃以上の高温下
において熱処理することを特徴としている。本発明の第
８は、基板上に作製された光導波路とポリイミド光波長
板から構成される導波型光デバイスに関する発明であっ
て、本発明の第１に示した光波長板が光導波路の長手方
向に対して垂直あるいは傾斜した状態で該導波路に挿入
されていることを特徴としている。本発明の第９は、基
板上に作製された光導波路と光導波路の光路の中間点に
置かれた偏波変換器から構成される各種の導波型光デバ
イスに関する発明であって、ポリイミド光波長板からな
る偏波変換器により、導波光に含まれる水平偏波（ＴＥ
光）を垂直偏波（ＴＭ光）に、また垂直偏波（ＴＭ光）
を水平偏波（ＴＥ光）に変換することにより導波型光デ
バイスとしての偏波に対する依存性を無くすことを特徴
としている。光路の中間点に１／２波長板を挿入し水平
偏波と垂直偏波を入れ換えることによって偏波無依存化
を達成する点は、前述の特開平４−２４１３０４号と原
理的に同じであるが、本発明では特に膜厚が２０μｍ以
下のポリイミド光波長板を新たに発明し、これを導波型
光デバイスに適用することによって、光波長板の挿入に
伴う過剰損失を大幅に低減したことに本発明の改良点が
ある。本発明の第１０は、基板上に作製された光導波路
とポリイミド光波長板から構成される新しい型の偏波ビ
ームスプリッターに関する発明であって、光導波路に挿
入される波長板が１／４波長板であり、しかもその光学
主軸が導波路基板に対して垂直あるいは平行に挿入され
ていることを特徴としている。この発明の動作原理は実
施例において詳しく述べるが、１／４波長板は偏波変換
器としてではなく、導波光の水平偏波に対して垂直偏波
よりも１／４波長長いあるいは短い光路長を感じさせる
目的に使われている。
方法によって作製されるポリイミド膜を、３００℃以上
の高温下において一軸方向に延伸することを、そして本
発明の第７は、同じく本発明の第２から第５の方法によ
って作製されたポリイミド膜を、３００℃以上の高温下
において熱処理することを特徴としている。本発明の第
８は、基板上に作製された光導波路とポリイミド光波長
板から構成される導波型光デバイスに関する発明であっ
て、本発明の第１に示した光波長板が光導波路の長手方
向に対して垂直あるいは傾斜した状態で該導波路に挿入
されていることを特徴としている。本発明の第９は、基
板上に作製された光導波路と光導波路の光路の中間点に
置かれた偏波変換器から構成される各種の導波型光デバ
イスに関する発明であって、ポリイミド光波長板からな
る偏波変換器により、導波光に含まれる水平偏波（ＴＥ
光）を垂直偏波（ＴＭ光）に、また垂直偏波（ＴＭ光）
を水平偏波（ＴＥ光）に変換することにより導波型光デ
バイスとしての偏波に対する依存性を無くすことを特徴
としている。光路の中間点に１／２波長板を挿入し水平
偏波と垂直偏波を入れ換えることによって偏波無依存化
を達成する点は、前述の特開平４−２４１３０４号と原
理的に同じであるが、本発明では特に膜厚が２０μｍ以
下のポリイミド光波長板を新たに発明し、これを導波型
光デバイスに適用することによって、光波長板の挿入に
伴う過剰損失を大幅に低減したことに本発明の改良点が
ある。本発明の第１０は、基板上に作製された光導波路
とポリイミド光波長板から構成される新しい型の偏波ビ
ームスプリッターに関する発明であって、光導波路に挿
入される波長板が１／４波長板であり、しかもその光学
主軸が導波路基板に対して垂直あるいは平行に挿入され
ていることを特徴としている。この発明の動作原理は実
施例において詳しく述べるが、１／４波長板は偏波変換
器としてではなく、導波光の水平偏波に対して垂直偏波
よりも１／４波長長いあるいは短い光路長を感じさせる
目的に使われている。
【０００９】本発明の第１１は、基板上に作製された磁
性導波路と非磁性導波路及びポリイミド光波長板から構
成される新しい型のサーキュレータに関する発明であっ
て、光導波路に挿入される波長板が１／２波長板であ
り、しかもその光学主軸が導波路基板に対して２２．５
度あるいは６７．５度の角度をなすように挿入されてい
ることを特徴としている。この発明の動作原理も実施例
において詳しく述べるが、１／２波長板は導波光の偏波
方向を４５度あるいは１３５度回転させる目的に使われ
ている。本発明の第１２は、基板上に作製された光導波
路とポリイミド光波長板から構成される導波型光デバイ
スに関する発明であって、発明の第１に示した光波長板
が光導波路の長手方向に対して垂直あるいは傾斜した状
態で該導波路の端面に密着されてなり、しかもその端面
に密着しない側には反射コートが施されてなり、光波長
板に基づく効果と光の反射を１つのデバイスで行うこと
を特徴としている。最後に本発明の第１３は、本発明の
第８から第１２に示した各種の導波型光デバイスが同一
基板上に複数個形成され、それらが光導波路を介して結
合されていることを特徴としている。
性導波路と非磁性導波路及びポリイミド光波長板から構
成される新しい型のサーキュレータに関する発明であっ
て、光導波路に挿入される波長板が１／２波長板であ
り、しかもその光学主軸が導波路基板に対して２２．５
度あるいは６７．５度の角度をなすように挿入されてい
ることを特徴としている。この発明の動作原理も実施例
において詳しく述べるが、１／２波長板は導波光の偏波
方向を４５度あるいは１３５度回転させる目的に使われ
ている。本発明の第１２は、基板上に作製された光導波
路とポリイミド光波長板から構成される導波型光デバイ
スに関する発明であって、発明の第１に示した光波長板
が光導波路の長手方向に対して垂直あるいは傾斜した状
態で該導波路の端面に密着されてなり、しかもその端面
に密着しない側には反射コートが施されてなり、光波長
板に基づく効果と光の反射を１つのデバイスで行うこと
を特徴としている。最後に本発明の第１３は、本発明の
第８から第１２に示した各種の導波型光デバイスが同一
基板上に複数個形成され、それらが光導波路を介して結
合されていることを特徴としている。
【００１０】ポリイミド膜の面内方向に複屈折を発現さ
せる方法については、中川幸一（Ｋ．Nakagawa) 、ジャ
ーナル オブ アプライド ポリマー サイエンス
（Ｊ．Appl. Polymer Sci.) 、第４１巻、第２０４９〜
５８頁（１９９０）に示されている。これは、ピロメリ
ット酸二無水物と４，４′−ジアミノジフェニルエーテ
ルから合成されるポリアミド酸のフィルムに引張り応力
をかけながら１６０℃まで熱イミド化し、その後更に３
５０℃まで熱処理するもので、最大で８３％の延伸が可
能であり、３０％以上の延伸処理を施した場合に約０．
１８（波長０．６３３μｍ）と大きな面内複屈折をもつ
ポリイミドフィルムが得られている。しかし、ポリイミ
ドを光波長板に適用するために必要な複屈折と膜厚の制
御方法については述べられていない。一方、津田らは特
開平４−２４０４２０号公報において、液晶パネルに光
学位相差を有する有機高分子層が積層された構造を持つ
液晶表示装置を明らかにしている。その中で光学位相差
を有する有機高分子層として、ポリスチレン、ポリカー
ボネートの薄膜と並んで、基板上に製膜しラビング処理
を施したポリイミド薄膜が好適であると述べられてい
る。但し、この方法は高分子薄膜に生じさせる光学位相
差が０．０１μｍ程度と非常に小さいことを特徴として
おり、このように小さな複屈折では本発明が目的とする
厚さ２０μｍ以下の光波長板を作製することは不可能で
ある。
せる方法については、中川幸一（Ｋ．Nakagawa) 、ジャ
ーナル オブ アプライド ポリマー サイエンス
（Ｊ．Appl. Polymer Sci.) 、第４１巻、第２０４９〜
５８頁（１９９０）に示されている。これは、ピロメリ
ット酸二無水物と４，４′−ジアミノジフェニルエーテ
ルから合成されるポリアミド酸のフィルムに引張り応力
をかけながら１６０℃まで熱イミド化し、その後更に３
５０℃まで熱処理するもので、最大で８３％の延伸が可
能であり、３０％以上の延伸処理を施した場合に約０．
１８（波長０．６３３μｍ）と大きな面内複屈折をもつ
ポリイミドフィルムが得られている。しかし、ポリイミ
ドを光波長板に適用するために必要な複屈折と膜厚の制
御方法については述べられていない。一方、津田らは特
開平４−２４０４２０号公報において、液晶パネルに光
学位相差を有する有機高分子層が積層された構造を持つ
液晶表示装置を明らかにしている。その中で光学位相差
を有する有機高分子層として、ポリスチレン、ポリカー
ボネートの薄膜と並んで、基板上に製膜しラビング処理
を施したポリイミド薄膜が好適であると述べられてい
る。但し、この方法は高分子薄膜に生じさせる光学位相
差が０．０１μｍ程度と非常に小さいことを特徴として
おり、このように小さな複屈折では本発明が目的とする
厚さ２０μｍ以下の光波長板を作製することは不可能で
ある。
【００１１】そこで本発明者らは、テトラカルボン酸の
誘導体の１つである各種の酸二無水物と各種のジアミン
の組合せから作製されるポリアミド酸及びポリイミドの
フィルムに対して、種々の方法により一軸方向の延伸処
理を試みたところ、そのすべての場合においてフィルム
面内に屈折率の異方性（複屈折）が現れることを見出
し、その後、面内の複屈折と熱イミド化後の膜厚を制御
する方法について検討を行った結果、本発明にかかる光
波長板とその製造方法を完成するに至った。次いで、前
記の方法において得られた各種の光波長板を、基板上に
作製された１本あるいは２本以上の複屈折性を有する光
導波路から構成される導波型光デバイスに組込むことに
より、本発明にかかる導波型光デバイスを完成するに至
った。
誘導体の１つである各種の酸二無水物と各種のジアミン
の組合せから作製されるポリアミド酸及びポリイミドの
フィルムに対して、種々の方法により一軸方向の延伸処
理を試みたところ、そのすべての場合においてフィルム
面内に屈折率の異方性（複屈折）が現れることを見出
し、その後、面内の複屈折と熱イミド化後の膜厚を制御
する方法について検討を行った結果、本発明にかかる光
波長板とその製造方法を完成するに至った。次いで、前
記の方法において得られた各種の光波長板を、基板上に
作製された１本あるいは２本以上の複屈折性を有する光
導波路から構成される導波型光デバイスに組込むことに
より、本発明にかかる導波型光デバイスを完成するに至
った。
【００１２】以下、本発明の実施の態様を列挙する。 （１）本発明の第１〜１３のいずれかの発明において、
ポリイミドを、膜厚が２０μｍ以下のポリイミド膜によ
り構成する。 （２）光波長板を光導波回路に用いる。 （３）第８の発明におけるデバイスが偏波変換器であ
り、かつ波長板が１／２波長板であり、しかも該１／２
波長板の光学主軸が導波路基板に対して４５度の角度を
なすように、前記光導波路に挿入されている。 （４）前記導波型光デバイスが、導波路基板上に配置さ
れた、２本の入力導波路、該入力導波路と接続された第
１の方向性結合器、２本の出力導波路、該出力導波路と
接続された第２の方向性結合器、そして該２つの方向性
結合器を接続する第１の導波路と第２の導波路から構成
されるマッハツェンダー干渉計であり、該第１の導波路
及び第２の導波路のそれぞれの光路の中間点に偏波変換
器が配置されている。 （５）前記導波型光デバイスが、導波路基板上に配置さ
れた、複数の入出力用導波路及び該入出力導波路と結合
した環状導波路から構成されるリング共振器であり、水
平偏波及び垂直偏波のいずれの入力光に対しても環状導
波路の光路長が等しくなるように、該環状導波路上に１
個あるいは２個以上の偏波変換器が配置されている。 （６）前記導波型光デバイスが、導波路基板上に順次配
置された、１つあるいは複数の入出導波路、第１のスラ
ブ導波路（入力側）、アレイ導波路、第２のスラブ導波
路（出力側）、そして複数の出力導波路により構成され
る、アレイ導波路型回折格子を用いた導波型光合分波器
であり、該アレイ導波路を構成する複数のチャンネル導
波路の各中間点に偏波変換器が配置されている。 （７）前記導波型光デバイスが、導波路基板上に作製さ
れた方向性結合器であり、該方向性結合器の中間点に偏
波変換器が配置されている。 （８）前記導波型光デバイスが、電気光学効果を有する
導波路、該導波路近傍に配置された電極から構成される
光位相変調器であり、該導波路の途中に偏波変換器が１
個あるいは２個以上配置されている。 （９）第１２の発明における導波型光デバイスが１本若
しくは２本以上の光導波路により構成される偏波変換器
であり、本発明の第１の発明の光波長板であって屈折率
の面内異方性と厚さの積が該導波路を伝播する光の波長
の１／４に設定されている１／４波長板が、該１／４波
長板の光学主軸が導波路基板に対して４５度の角度をな
すように、前記光導波路の端面に密着している。
ポリイミドを、膜厚が２０μｍ以下のポリイミド膜によ
り構成する。 （２）光波長板を光導波回路に用いる。 （３）第８の発明におけるデバイスが偏波変換器であ
り、かつ波長板が１／２波長板であり、しかも該１／２
波長板の光学主軸が導波路基板に対して４５度の角度を
なすように、前記光導波路に挿入されている。 （４）前記導波型光デバイスが、導波路基板上に配置さ
れた、２本の入力導波路、該入力導波路と接続された第
１の方向性結合器、２本の出力導波路、該出力導波路と
接続された第２の方向性結合器、そして該２つの方向性
結合器を接続する第１の導波路と第２の導波路から構成
されるマッハツェンダー干渉計であり、該第１の導波路
及び第２の導波路のそれぞれの光路の中間点に偏波変換
器が配置されている。 （５）前記導波型光デバイスが、導波路基板上に配置さ
れた、複数の入出力用導波路及び該入出力導波路と結合
した環状導波路から構成されるリング共振器であり、水
平偏波及び垂直偏波のいずれの入力光に対しても環状導
波路の光路長が等しくなるように、該環状導波路上に１
個あるいは２個以上の偏波変換器が配置されている。 （６）前記導波型光デバイスが、導波路基板上に順次配
置された、１つあるいは複数の入出導波路、第１のスラ
ブ導波路（入力側）、アレイ導波路、第２のスラブ導波
路（出力側）、そして複数の出力導波路により構成され
る、アレイ導波路型回折格子を用いた導波型光合分波器
であり、該アレイ導波路を構成する複数のチャンネル導
波路の各中間点に偏波変換器が配置されている。 （７）前記導波型光デバイスが、導波路基板上に作製さ
れた方向性結合器であり、該方向性結合器の中間点に偏
波変換器が配置されている。 （８）前記導波型光デバイスが、電気光学効果を有する
導波路、該導波路近傍に配置された電極から構成される
光位相変調器であり、該導波路の途中に偏波変換器が１
個あるいは２個以上配置されている。 （９）第１２の発明における導波型光デバイスが１本若
しくは２本以上の光導波路により構成される偏波変換器
であり、本発明の第１の発明の光波長板であって屈折率
の面内異方性と厚さの積が該導波路を伝播する光の波長
の１／４に設定されている１／４波長板が、該１／４波
長板の光学主軸が導波路基板に対して４５度の角度をな
すように、前記光導波路の端面に密着している。
【００１３】以下、本発明について、更に詳細に説明す
る。図２はポリイミドの屈折率異方性を表わす屈折率楕
円体に対する配向処理の効果を説明する図である。ポリ
イミドフィルムは基板上に作製されているものとする。
図２（ａ）は配向処理を施していない場合のポリイミド
の屈折率楕円体、同（ｂ）は配向処理を施した場合のポ
リイミドの屈折率楕円体を表わしている。配向処理を施
さない場合、フィルムの面内方向と面に垂直な方向には
屈折率異方性（複屈折）が見られるが、面内方向には屈
折率の異方性は観測されない（ｎTE1＝ｎTE2 ）。しか
し延伸処理を施した後には、分子鎖が延伸方向に配向す
るため、面内方向と面に垂直な方向だけでなく、面内方
向にも複屈折が見られるようになる（ｎTE1 ≠
ｎTE2 ）。面内複屈折（Δｎ；ｎTE1 −ｎTE2 ）に膜厚
（ｄ）を乗じた値（リターデーション）が光線波長の１
／２や１／４に合致した場合は、それらのフィルムをそ
れぞれ１／２波長板、１／４波長板として使用すること
ができ、また面内の複屈折と膜厚を制御することによっ
て更に高次の波長板とすることもできる。
る。図２はポリイミドの屈折率異方性を表わす屈折率楕
円体に対する配向処理の効果を説明する図である。ポリ
イミドフィルムは基板上に作製されているものとする。
図２（ａ）は配向処理を施していない場合のポリイミド
の屈折率楕円体、同（ｂ）は配向処理を施した場合のポ
リイミドの屈折率楕円体を表わしている。配向処理を施
さない場合、フィルムの面内方向と面に垂直な方向には
屈折率異方性（複屈折）が見られるが、面内方向には屈
折率の異方性は観測されない（ｎTE1＝ｎTE2 ）。しか
し延伸処理を施した後には、分子鎖が延伸方向に配向す
るため、面内方向と面に垂直な方向だけでなく、面内方
向にも複屈折が見られるようになる（ｎTE1 ≠
ｎTE2 ）。面内複屈折（Δｎ；ｎTE1 −ｎTE2 ）に膜厚
（ｄ）を乗じた値（リターデーション）が光線波長の１
／２や１／４に合致した場合は、それらのフィルムをそ
れぞれ１／２波長板、１／４波長板として使用すること
ができ、また面内の複屈折と膜厚を制御することによっ
て更に高次の波長板とすることもできる。
【００１４】本発明に用いるテトラカルボン酸及びその
誘導体としての酸無水物、酸塩化物、エステル化物等と
しては、例えば以下のようなものが挙げられる。ここで
はテトラカルボン酸としての名称を示す。
誘導体としての酸無水物、酸塩化物、エステル化物等と
しては、例えば以下のようなものが挙げられる。ここで
はテトラカルボン酸としての名称を示す。
【００１５】ピロメリット酸、トリフルオロメチルピロ
メリット酸、ペンタフルオロエチルピロメリット酸、ビ
ス｛３，５−ジ（トリフルオロメチル）フェノキシ｝ピ
ロメリット酸、２，３，３′，４′−ビフェニルテトラ
カルボン酸、３，３′，４，４′−テトラカルボキシジ
フェニルエーテル、２，３′，３，４′−テトラカルボ
キシジフェニルエーテル、３，３′，４，４′−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸、２，３，６，７−テトラカ
ルボキシナフタレン、１，４，５，７−テトラカルボキ
シナフタレン、１，４，５，６−テトラカルボキシナフ
タレン、３，３′，４，４′−テトラカルボキシジフェ
ニルメタン、３，３′，４，４′−テトラカルボキシジ
フェニルスルホン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキ
シフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，４−ジカル
ボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、５，５′−
ビス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−テ
トラカルボキシビフェニル、２，２′，５，５′−テト
ラキス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−
テトラカルボキシビフェニル、５，５′−ビス（トリフ
ルオロメチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキ
シジフェニルエーテル、５，５′−ビス（トリフルオロ
メチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキシベン
ゾフェノン、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキ
シフェノキシ｝ベンゼン、ビス｛（トリフルオロメチ
ル）ジカルボキシフェノキシ｝（トリフルオロメチル）
ベンゼン、ビス（ジカルボキシフェノキシ）（トリフル
オロメチル）ベンゼン、ビス（ジカルボキシフェノキ
シ）ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、ビス（ジカ
ルボキシフェノキシ）テトラキス（トリフルオロメチ
ル）ベンゼン、３，４，９，１０−テトラカルボキシペ
リレン、２，２−ビス｛４−（３，４−ジカルボキシフ
ェノキシ）フェニル｝プロパン、ブタンテトラカルボン
酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、２，２−ビス
｛４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル｝
ヘキサフルオロプロパン、ビス｛（トリフルオロメチ
ル）ジカルボキシフェノキシ｝ビフェニル、ビス｛（ト
リフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝ビス（ト
リフルオロメチル）ビフェニル、ビス｛（トリフルオロ
メチル）ジカルボキシフェノキシ｝ジフェニルエーテ
ル、ビス（ジカルボキシフェノキシ）ビス（トリフルオ
ロメチル）ビフェニル、ビス（３，４−ジカルボキシフ
ェニル）ジメチルシラン、１，３−ビス（３，４−ジカ
ルボキシフェニル）テトラメチルジシロキサン、１，４
−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキ
シ）テトラフルオロベンゼン、１，４−ビス（３，４−
ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）オクタフルオロ
ビフェニル、１，４−ジフルオロピロメリット酸、１−
トリフルオロメチル−４−フルオロピロメリット酸、
１，４−ジ（トリフルオロメチル）ピロメリット酸、１
−ペンタフルオロエチル−４−フルオロピロメリット
酸、１−ペンタフルオロエチル−４−トリフルオロメチ
ルピロメリット酸、１，４−ジ（ペンタフルオロエチ
ル）ピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェニル−４
−フルオロピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェニ
ル−４−トリフルオロメチルピロメリット酸、１−ペン
タフルオロフェニル−４−ペンタフルオロエチルピロメ
リット酸、１，４−ジ（ペンタフルオロフェニル）ピロ
メリット酸、１−トリフルオロメトキシ−４−フルオロ
ピロメリット酸、１−トリフルオロメトキシ−４−トリ
フルオロメチルピロメリット酸、１−トリフルオロメト
キシ−４−ペンタフルオロエチルピロメリット酸、１−
トリフルオロメトキシ−４−ペンタフルオロフェニルピ
ロメリット酸、１，４−ジ（トリフルオロメトキシ）ピ
ロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４−フル
オロピロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４
−トリフルオロメチルピロメリット酸、１−ペンタフル
オロエトキシ−４−ペンタフルオロエチルピロメリット
酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４−ペンタフルオロ
フェニルピロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ
−４−トリフルオロメトキシピロメリット酸、１，４−
ジ（ペンタフルオロエトキシ）ピロメリット酸、１−ペ
ンタフルオロフェノキシ−４−フルオロピロメリット
酸、１−ペンタフルオロフェノキシ−４−トリフルオロ
メチルピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェノキシ
−４−ペンタフルオロエチルピロメリット酸、１−ペン
タフルオロフェノキシ−４−ペンタフルオロフェニルピ
ロメリット酸、１−ペンタフルオロフェノキシ−４−ト
リフルオロメトキシピロメリット酸、１−ペンタフルオ
ロフェノキシ−４−ペンタフルオロエトキシピロメリッ
ト酸、１，４−ジ（ペンタフルオロフェノキシ）ピロメ
リット酸、ヘキサフルオロ−３，３′，４，４′−ビフ
ェニルテトラカルボン酸、ヘキサフルオロ−３，３′，
４，４′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、ヘキ
サフルオロ−３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸、ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオ
ロフェニル）スルホン、ビス（３，４−ジカルボキシト
リフルオロフェニル）スルフィド、ビス（３，４−ジカ
ルボキシトリフルオロフェニル）ジフルオロメタン、
１，２−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェ
ニル）テトラフルオロエタン、２，２−ビス（３，４−
ジカルボキシトリフルオロフェニル）ヘキサフルオロプ
ロパン、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフル
オロフェニル）テトラフルオロベンゼン、３，４−ジカ
ルボキシトリフルオロフェニル−３′，４′−ジカルボ
キシトリフルオロフェノキシ−ジフルオロメタン、ビス
（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）ジフ
ルオロメタン、１，２−ビス（３，４−ジカルボキシト
リフルオロフェノキシ）テトラフルオロエタン、２，２
−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキ
シ）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（３，４−
ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラフルオロ
ベンゼン、２，３，６，７−テトラカルボキシ−テトラ
フルオロナフタレン、２，３，６，７−テトラカルボキ
シ−ヘキサフルオロアントラセン、２，３，６，７−テ
トラカルボキシ−ヘキサフルオロフェナントレン、２，
３，６，７−テトラカルボキシ−テトラフルオロビフェ
ニレン、２，３，７，８−テトラカルボキシ−テトラフ
ルオロジベンゾフラン、２，３，６，７−テトラカルボ
キシ−テトラフルオロアントラキノン、２，３，６，７
−テトラカルボキシ−ペンタフルオロアントロン、２，
３，７，８−テトラカルボキシ−テトラフルオロフェノ
キサチイン、２，３，７，８−テトラカルボキシ−テト
ラフルオロチアントレン、２，３，７，８−テトラカル
ボキシ−テトラフルオロジベンゾ〔ｂ，ｅ〕１，４ジオ
キサン等である。
メリット酸、ペンタフルオロエチルピロメリット酸、ビ
ス｛３，５−ジ（トリフルオロメチル）フェノキシ｝ピ
ロメリット酸、２，３，３′，４′−ビフェニルテトラ
カルボン酸、３，３′，４，４′−テトラカルボキシジ
フェニルエーテル、２，３′，３，４′−テトラカルボ
キシジフェニルエーテル、３，３′，４，４′−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸、２，３，６，７−テトラカ
ルボキシナフタレン、１，４，５，７−テトラカルボキ
シナフタレン、１，４，５，６−テトラカルボキシナフ
タレン、３，３′，４，４′−テトラカルボキシジフェ
ニルメタン、３，３′，４，４′−テトラカルボキシジ
フェニルスルホン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキ
シフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，４−ジカル
ボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、５，５′−
ビス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−テ
トラカルボキシビフェニル、２，２′，５，５′−テト
ラキス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−
テトラカルボキシビフェニル、５，５′−ビス（トリフ
ルオロメチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキ
シジフェニルエーテル、５，５′−ビス（トリフルオロ
メチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキシベン
ゾフェノン、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキ
シフェノキシ｝ベンゼン、ビス｛（トリフルオロメチ
ル）ジカルボキシフェノキシ｝（トリフルオロメチル）
ベンゼン、ビス（ジカルボキシフェノキシ）（トリフル
オロメチル）ベンゼン、ビス（ジカルボキシフェノキ
シ）ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、ビス（ジカ
ルボキシフェノキシ）テトラキス（トリフルオロメチ
ル）ベンゼン、３，４，９，１０−テトラカルボキシペ
リレン、２，２−ビス｛４−（３，４−ジカルボキシフ
ェノキシ）フェニル｝プロパン、ブタンテトラカルボン
酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、２，２−ビス
｛４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル｝
ヘキサフルオロプロパン、ビス｛（トリフルオロメチ
ル）ジカルボキシフェノキシ｝ビフェニル、ビス｛（ト
リフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝ビス（ト
リフルオロメチル）ビフェニル、ビス｛（トリフルオロ
メチル）ジカルボキシフェノキシ｝ジフェニルエーテ
ル、ビス（ジカルボキシフェノキシ）ビス（トリフルオ
ロメチル）ビフェニル、ビス（３，４−ジカルボキシフ
ェニル）ジメチルシラン、１，３−ビス（３，４−ジカ
ルボキシフェニル）テトラメチルジシロキサン、１，４
−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキ
シ）テトラフルオロベンゼン、１，４−ビス（３，４−
ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）オクタフルオロ
ビフェニル、１，４−ジフルオロピロメリット酸、１−
トリフルオロメチル−４−フルオロピロメリット酸、
１，４−ジ（トリフルオロメチル）ピロメリット酸、１
−ペンタフルオロエチル−４−フルオロピロメリット
酸、１−ペンタフルオロエチル−４−トリフルオロメチ
ルピロメリット酸、１，４−ジ（ペンタフルオロエチ
ル）ピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェニル−４
−フルオロピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェニ
ル−４−トリフルオロメチルピロメリット酸、１−ペン
タフルオロフェニル−４−ペンタフルオロエチルピロメ
リット酸、１，４−ジ（ペンタフルオロフェニル）ピロ
メリット酸、１−トリフルオロメトキシ−４−フルオロ
ピロメリット酸、１−トリフルオロメトキシ−４−トリ
フルオロメチルピロメリット酸、１−トリフルオロメト
キシ−４−ペンタフルオロエチルピロメリット酸、１−
トリフルオロメトキシ−４−ペンタフルオロフェニルピ
ロメリット酸、１，４−ジ（トリフルオロメトキシ）ピ
ロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４−フル
オロピロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４
−トリフルオロメチルピロメリット酸、１−ペンタフル
オロエトキシ−４−ペンタフルオロエチルピロメリット
酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４−ペンタフルオロ
フェニルピロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ
−４−トリフルオロメトキシピロメリット酸、１，４−
ジ（ペンタフルオロエトキシ）ピロメリット酸、１−ペ
ンタフルオロフェノキシ−４−フルオロピロメリット
酸、１−ペンタフルオロフェノキシ−４−トリフルオロ
メチルピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェノキシ
−４−ペンタフルオロエチルピロメリット酸、１−ペン
タフルオロフェノキシ−４−ペンタフルオロフェニルピ
ロメリット酸、１−ペンタフルオロフェノキシ−４−ト
リフルオロメトキシピロメリット酸、１−ペンタフルオ
ロフェノキシ−４−ペンタフルオロエトキシピロメリッ
ト酸、１，４−ジ（ペンタフルオロフェノキシ）ピロメ
リット酸、ヘキサフルオロ−３，３′，４，４′−ビフ
ェニルテトラカルボン酸、ヘキサフルオロ−３，３′，
４，４′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、ヘキ
サフルオロ−３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸、ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオ
ロフェニル）スルホン、ビス（３，４−ジカルボキシト
リフルオロフェニル）スルフィド、ビス（３，４−ジカ
ルボキシトリフルオロフェニル）ジフルオロメタン、
１，２−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェ
ニル）テトラフルオロエタン、２，２−ビス（３，４−
ジカルボキシトリフルオロフェニル）ヘキサフルオロプ
ロパン、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフル
オロフェニル）テトラフルオロベンゼン、３，４−ジカ
ルボキシトリフルオロフェニル−３′，４′−ジカルボ
キシトリフルオロフェノキシ−ジフルオロメタン、ビス
（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）ジフ
ルオロメタン、１，２−ビス（３，４−ジカルボキシト
リフルオロフェノキシ）テトラフルオロエタン、２，２
−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキ
シ）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（３，４−
ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラフルオロ
ベンゼン、２，３，６，７−テトラカルボキシ−テトラ
フルオロナフタレン、２，３，６，７−テトラカルボキ
シ−ヘキサフルオロアントラセン、２，３，６，７−テ
トラカルボキシ−ヘキサフルオロフェナントレン、２，
３，６，７−テトラカルボキシ−テトラフルオロビフェ
ニレン、２，３，７，８−テトラカルボキシ−テトラフ
ルオロジベンゾフラン、２，３，６，７−テトラカルボ
キシ−テトラフルオロアントラキノン、２，３，６，７
−テトラカルボキシ−ペンタフルオロアントロン、２，
３，７，８−テトラカルボキシ−テトラフルオロフェノ
キサチイン、２，３，７，８−テトラカルボキシ−テト
ラフルオロチアントレン、２，３，７，８−テトラカル
ボキシ−テトラフルオロジベンゾ〔ｂ，ｅ〕１，４ジオ
キサン等である。
【００１６】また、本発明に用いるジアミンとしては、
例えば以下のようなものが挙げられ。ｍ−フェニレンジ
アミン、２，４−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノ
キシレン、２，４−ジアミノデュレン、４−（１Ｈ，１
Ｈ，１１Ｈ−エイコサフルオロウンデカノキシ）−１，
３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ−パーフルオ
ロ−１−ブタノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４
−（１Ｈ，１Ｈ−パーフルオロ−１−ヘプタノキシ）−
１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ−パーフ
ルオロ−１−オクタノキシ）−１，３−ジアミノベンゼ
ン、４−ペンタフルオロフェノキシ−１，３−ジアミノ
ベンゼン、４−（２，３，５，６−テトラフルオロフェ
ノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（４−フル
オロフェノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−
（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロ−１−ヘキサ
ノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１
Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロ−１−ドデカノキシ）−
１，３−ジアミノベンゼン、ｐ−フェニレンジアミン、
２，５−ジアミノトルエン、２，３，５，６−テトラメ
チル−ｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジアミノベン
ゾトリフルオライド、ビス（トリフルオロメチル）フェ
ニレンジアミン、ジアミノテトラ（トリフルオロメチ
ル）ベンゼン、ジアミノ（ペンタフルオロエチル）ベン
ゼン、２，５−ジアミノ（パーフルオロヘキシル）ベン
ゼン、２，５−ジアミノ（パーフルオロブチル）ベンゼ
ン、ベンジジン、２，２′−ジメチルベンジジン、３，
３′−ジメチルベンジジン、３，３′−ジメトキシベン
ジジン、２，２′−ジメトキシベンジジン、３，３′，
５，５′−テトラメチルベンジジン、３，３′−ジアセ
チルベンジジン、２，２′−ビス（トリフルオロメチ
ル）−４，４′−ジアミノビフェニル、３，３′−ビス
（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノビフェニ
ル、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′
−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノジフ
ェニルスルホン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）
プロパン、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジ
フェニルエーテル、３，３′−ジメチル−４，４′−ジ
アミノジフェニルメタン、１，２−ビス（アニリノ）エ
タン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）ヘキサフル
オロプロパン、１，３−ビス（アニリノ）ヘキサフルオ
ロプロパン、１，４−ビス（アニリノ）オクタフルオロ
ブタン、１，５−ビス（アニリノ）デカフルオロペンタ
ン、１，７−ビス（アニリノ）テトラデカフルオロヘプ
タン、２，２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，
４′−ジアミノジフェニルエーテル、３，３′−ビス
（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノジフェニ
ルエーテル、３，３′，５，５′−テトラキス（トリフ
ルオロメチル）−４，４′−ジアミノジフェニルエーテ
ル、３，３′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′
−ジアミノベンゾフェノン、４，４″−ジアミノ−ｐ−
テルフェニル、１，４−ビス（ｐ−アミノフェニル）ベ
ンゼン、ｐ−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチ
ルフェノキシ）ベンゼン、ビス（アミノフェノキシ）ビ
ス（トリフルオロメチル）ベンゼン、ビス（アミノフェ
ノキシ）テトラキス（トリフルオロメチル）ベンゼン、
４，４″′−ジアミノ−ｐ−クォーターフェニル、４，
４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，
２−ビス｛４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル｝プ
ロパン、４，４′−ビス（３−アミノフェノキシフェニ
ル）ジフェニルスルホン、２，２−ビス｛４−（４−ア
ミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、
２，２−ビス｛４−（３−アミノフェノキシ）フェニ
ル｝ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス｛４−（２
−アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパ
ン、２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）−
３，５−ジメチルフェニル｝ヘキサフルオロプロパン、
２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）−３，５
−ジトリフルオロメチルフェニル｝ヘキサフルオロプロ
パン、４，４′−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロ
メチルフェノキシ）ビフェニル、４，４′−ビス（４−
アミノ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）ビフェニ
ル、４，４′−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメ
チルフェノキシ）ジフェニルスルホン、４，４′−ビス
（３−アミノ−５−トリフルオロメチルフェノキシ）ジ
フェニルスルホン、２，２−ビス｛４−（４−アミノ−
３−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル｝ヘキサ
フルオロプロパン、ビス｛（トリフルオロメチル）アミ
ノフェノキシ｝ビフェニル、ビス〔｛（トリフルオロメ
チル）アミノフェノキシ｝フェニル〕ヘキサフルオロプ
ロパン、ジアミノアントラキノン、１，５−ジアミノナ
フタレン、２，６−ジアミノナフタレン、ビス〔｛２−
（アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロイソプ
ロピル〕ベンゼン、ビス（２，３，５，６−テトラフル
オロ−４−アミノフェニル）エーテル、ビス（２，３，
５，６−テトラフルオロ−４−アミノフェニル）スルフ
ィド、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチ
ルジシロキサン、１，４−ビス（３−アミノプロピルジ
メチルシリル）ベンゼン、ビス（４−アミノフェニル）
ジエチルシラン、テトラフルオロ−１，２−フェニレン
ジアミン、テトラフルオロ−１，３−フェニレンジアミ
ン、テトラフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、ヘ
キサフルオロ−１，５−ジアミノナフタレン、ヘキサフ
ルオロ−２，６−ジアミノナフタレン、３−トリフルオ
ロメチル−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミ
ン、４−トリフルオロメチル−トリフルオロ−１，２−
フェニレンジアミン、２−トリフルオロメチル−トリフ
ルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４−トリフルオ
ロメチル−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミ
ン、５−トリフルオロメチル−トリフルオロ−１，３−
フェニレンジアミン、２−トリフルオロメチル−トリフ
ルオロ−１，４−フェニレンジアミン、３，４−ビス
（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，２−フェニ
レンジアミン、３，５−ビス（トリフルオロメチル）−
ジフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、２，４−ビ
ス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，３−フェ
ニレンジアミン、４，５−ビス（トリフルオロメチル）
−ジフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４，６−
ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，３−フ
ェニレンジアミン、２，３−ビス（トリフルオロメチ
ル）−ジフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、２，
５−ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，４
−フェニレンジアミン、３，４，５−トリス（トリフル
オロメチル）−フルオロ−１，２−フェニレンジアミ
ン、３，４，６−トリス（トリフルオロメチル）−フル
オロ−１，２−フェニレンジアミン、２，４，５−トリ
ス（トリフルオロメチル）−フルオロ−１，３−フェニ
レンジアミン、２，４，６−トリス（トリフルオロメチ
ル）−フルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４，
５，６−トリス（トリフルオロメチル）−フルオロ−
１，３−フェニレンジアミン、テトラキス（トリフルオ
ロメチル）−１，２−フェニレンジアミン、テトラキス
（トリフルオロメチル）−１，３−フェニレンジアミ
ン、テトラキス（トリフルオロメチル）−１，４−フェ
ニレンジアミン、３−ペンタフルオロエチル−トリフル
オロ−１，２−フェニレンジアミン、４−ペンタフルオ
ロエチル−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミ
ン、２−ペンタフルオロエチル−トリフルオロ−１，３
−フェニレンジアミン、４−ペンタフルオロエチル−ト
リフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、５−ペンタ
フルオロエチル−トリフルオロ−１，３−フェニレンジ
アミン、２−ペンタフルオロエチル−トリフルオロ−
１，４−フェニレンジアミン、３−トリフルオロメトキ
シ−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、４−
トリフルオロメトキシ−トリフルオロ−１，２−フェニ
レンジアミン、２−トリフルオロメトキシ−トリフルオ
ロ−１，３−フェニレンジアミン、４−トリフルオロメ
トキシ−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、
５−トリフルオロメトキシ−トリフルオロ−１，３−フ
ェニレンジアミン、２−トリフルオロメトキシ−トリフ
ルオロ−１，４−フェニレンジアミン、３，３′−ジア
ミノ−オクタフルオロビフェニル、３，４′−ジアミノ
−オクタフルオロビフェニル、４，４′−ジアミノ−オ
クタフルオロビフェニル、２，２′−ビス（トリフルオ
ロメチル）−４，４′−ジアミノヘキサフルオロビフェ
ニル、３，３′−ビス（トリフルオロメチル）−４，
４′−ジアミノヘキサフルオロビフェニル、ビス（３−
アミノ−テトラフルオロフェニル）エーテル、３，４′
−ジアミノ−オクタフルオロジフェニルエーテル、ビス
（４−アミノ−テトラフルオロフェニル）エーテル、
３，３′−ジアミノ−オクタフルオロベンゾフェノン、
３，４′−ジアミノ−オクタフルオロベンゾフェノン、
４，４′−ジアミノ−オクタフルオロベンゾフェノン、
ビス（３−アミノ−テトラフルオロフェニル）スルホ
ン、３，４′−ジアミノ−オクタフルオロジフェニルス
ルホン、ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェニル）
スルホン、ビス（３−アミノ−テトラフルオロフェニ
ル）スルフィド、３，４′−ジアミノ−オクタフルオロ
ジフェニルスルフィド、ビス（４−アミノ−テトラフル
オロフェニル）スルフィド、ビス（４−アミノテトラフ
ルオロフェニル）ジフルオロメタン、１，２−ビス（４
−アミノテトラフルオロフェニル）テトラフルオロエタ
ン、２，２−ビス（４−アミノテトラフルオロフェニ
ル）ヘキサフルオロプロパン、４，４″−ジアミノ−ド
デカフルオロ−ｐ−テルフェニル、４−アミノ−テトラ
フルオロフェノキシ−４′−アミノ−テトラフルオロフ
ェニル−ジフルオロメタン、ビス（４−アミノ−テトラ
フルオロフェノキシ）−ジフルオロメタン、１，２−ビ
ス（４−アミノ−テトラフルオロフェノキシ）−テトラ
フルオロエタン、２，２−ビス（４−アミノ−テトラフ
ルオロフェノキシ）−ヘキサフルオロプロパン、１，４
−ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェノキシ）−テ
トラフルオロベンゼン、２，６−ジアミノ−ヘキサフル
オロナフタレン、２，６−ジアミノ−オクタフルオロア
ントラセン、２，７−ジアミノ−オクタフルオロフェナ
ントレン、２，６−ジアミノ−ヘキサフルオロビフェニ
レン、２，７−ジアミノ−ヘキサフルオロジベンゾフラ
ン、２，６−ジアミノ−ヘキサフルオロアントラキノ
ン、２，６−ジアミノ−オクタフルオロアントロン、
２，７−ジアミノ−ヘキサフルオロフェノキサチイン、
２，７−ジアミノ−ヘキサフルオロチアントレン、２，
７−ジアミノ−テトラフルオロジベンゾ〔ｂ，ｅ〕１，
４ジオキサンなどである。
例えば以下のようなものが挙げられ。ｍ−フェニレンジ
アミン、２，４−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノ
キシレン、２，４−ジアミノデュレン、４−（１Ｈ，１
Ｈ，１１Ｈ−エイコサフルオロウンデカノキシ）−１，
３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ−パーフルオ
ロ−１−ブタノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４
−（１Ｈ，１Ｈ−パーフルオロ−１−ヘプタノキシ）−
１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ−パーフ
ルオロ−１−オクタノキシ）−１，３−ジアミノベンゼ
ン、４−ペンタフルオロフェノキシ−１，３−ジアミノ
ベンゼン、４−（２，３，５，６−テトラフルオロフェ
ノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（４−フル
オロフェノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−
（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロ−１−ヘキサ
ノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１
Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロ−１−ドデカノキシ）−
１，３−ジアミノベンゼン、ｐ−フェニレンジアミン、
２，５−ジアミノトルエン、２，３，５，６−テトラメ
チル−ｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジアミノベン
ゾトリフルオライド、ビス（トリフルオロメチル）フェ
ニレンジアミン、ジアミノテトラ（トリフルオロメチ
ル）ベンゼン、ジアミノ（ペンタフルオロエチル）ベン
ゼン、２，５−ジアミノ（パーフルオロヘキシル）ベン
ゼン、２，５−ジアミノ（パーフルオロブチル）ベンゼ
ン、ベンジジン、２，２′−ジメチルベンジジン、３，
３′−ジメチルベンジジン、３，３′−ジメトキシベン
ジジン、２，２′−ジメトキシベンジジン、３，３′，
５，５′−テトラメチルベンジジン、３，３′−ジアセ
チルベンジジン、２，２′−ビス（トリフルオロメチ
ル）−４，４′−ジアミノビフェニル、３，３′−ビス
（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノビフェニ
ル、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′
−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノジフ
ェニルスルホン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）
プロパン、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジ
フェニルエーテル、３，３′−ジメチル−４，４′−ジ
アミノジフェニルメタン、１，２−ビス（アニリノ）エ
タン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）ヘキサフル
オロプロパン、１，３−ビス（アニリノ）ヘキサフルオ
ロプロパン、１，４−ビス（アニリノ）オクタフルオロ
ブタン、１，５−ビス（アニリノ）デカフルオロペンタ
ン、１，７−ビス（アニリノ）テトラデカフルオロヘプ
タン、２，２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，
４′−ジアミノジフェニルエーテル、３，３′−ビス
（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノジフェニ
ルエーテル、３，３′，５，５′−テトラキス（トリフ
ルオロメチル）−４，４′−ジアミノジフェニルエーテ
ル、３，３′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′
−ジアミノベンゾフェノン、４，４″−ジアミノ−ｐ−
テルフェニル、１，４−ビス（ｐ−アミノフェニル）ベ
ンゼン、ｐ−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチ
ルフェノキシ）ベンゼン、ビス（アミノフェノキシ）ビ
ス（トリフルオロメチル）ベンゼン、ビス（アミノフェ
ノキシ）テトラキス（トリフルオロメチル）ベンゼン、
４，４″′−ジアミノ−ｐ−クォーターフェニル、４，
４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，
２−ビス｛４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル｝プ
ロパン、４，４′−ビス（３−アミノフェノキシフェニ
ル）ジフェニルスルホン、２，２−ビス｛４−（４−ア
ミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、
２，２−ビス｛４−（３−アミノフェノキシ）フェニ
ル｝ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス｛４−（２
−アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパ
ン、２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）−
３，５−ジメチルフェニル｝ヘキサフルオロプロパン、
２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）−３，５
−ジトリフルオロメチルフェニル｝ヘキサフルオロプロ
パン、４，４′−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロ
メチルフェノキシ）ビフェニル、４，４′−ビス（４−
アミノ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）ビフェニ
ル、４，４′−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメ
チルフェノキシ）ジフェニルスルホン、４，４′−ビス
（３−アミノ−５−トリフルオロメチルフェノキシ）ジ
フェニルスルホン、２，２−ビス｛４−（４−アミノ−
３−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル｝ヘキサ
フルオロプロパン、ビス｛（トリフルオロメチル）アミ
ノフェノキシ｝ビフェニル、ビス〔｛（トリフルオロメ
チル）アミノフェノキシ｝フェニル〕ヘキサフルオロプ
ロパン、ジアミノアントラキノン、１，５−ジアミノナ
フタレン、２，６−ジアミノナフタレン、ビス〔｛２−
（アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロイソプ
ロピル〕ベンゼン、ビス（２，３，５，６−テトラフル
オロ−４−アミノフェニル）エーテル、ビス（２，３，
５，６−テトラフルオロ−４−アミノフェニル）スルフ
ィド、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチ
ルジシロキサン、１，４−ビス（３−アミノプロピルジ
メチルシリル）ベンゼン、ビス（４−アミノフェニル）
ジエチルシラン、テトラフルオロ−１，２−フェニレン
ジアミン、テトラフルオロ−１，３−フェニレンジアミ
ン、テトラフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、ヘ
キサフルオロ−１，５−ジアミノナフタレン、ヘキサフ
ルオロ−２，６−ジアミノナフタレン、３−トリフルオ
ロメチル−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミ
ン、４−トリフルオロメチル−トリフルオロ−１，２−
フェニレンジアミン、２−トリフルオロメチル−トリフ
ルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４−トリフルオ
ロメチル−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミ
ン、５−トリフルオロメチル−トリフルオロ−１，３−
フェニレンジアミン、２−トリフルオロメチル−トリフ
ルオロ−１，４−フェニレンジアミン、３，４−ビス
（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，２−フェニ
レンジアミン、３，５−ビス（トリフルオロメチル）−
ジフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、２，４−ビ
ス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，３−フェ
ニレンジアミン、４，５−ビス（トリフルオロメチル）
−ジフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４，６−
ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，３−フ
ェニレンジアミン、２，３−ビス（トリフルオロメチ
ル）−ジフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、２，
５−ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，４
−フェニレンジアミン、３，４，５−トリス（トリフル
オロメチル）−フルオロ−１，２−フェニレンジアミ
ン、３，４，６−トリス（トリフルオロメチル）−フル
オロ−１，２−フェニレンジアミン、２，４，５−トリ
ス（トリフルオロメチル）−フルオロ−１，３−フェニ
レンジアミン、２，４，６−トリス（トリフルオロメチ
ル）−フルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４，
５，６−トリス（トリフルオロメチル）−フルオロ−
１，３−フェニレンジアミン、テトラキス（トリフルオ
ロメチル）−１，２−フェニレンジアミン、テトラキス
（トリフルオロメチル）−１，３−フェニレンジアミ
ン、テトラキス（トリフルオロメチル）−１，４−フェ
ニレンジアミン、３−ペンタフルオロエチル−トリフル
オロ−１，２−フェニレンジアミン、４−ペンタフルオ
ロエチル−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミ
ン、２−ペンタフルオロエチル−トリフルオロ−１，３
−フェニレンジアミン、４−ペンタフルオロエチル−ト
リフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、５−ペンタ
フルオロエチル−トリフルオロ−１，３−フェニレンジ
アミン、２−ペンタフルオロエチル−トリフルオロ−
１，４−フェニレンジアミン、３−トリフルオロメトキ
シ−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、４−
トリフルオロメトキシ−トリフルオロ−１，２−フェニ
レンジアミン、２−トリフルオロメトキシ−トリフルオ
ロ−１，３−フェニレンジアミン、４−トリフルオロメ
トキシ−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、
５−トリフルオロメトキシ−トリフルオロ−１，３−フ
ェニレンジアミン、２−トリフルオロメトキシ−トリフ
ルオロ−１，４−フェニレンジアミン、３，３′−ジア
ミノ−オクタフルオロビフェニル、３，４′−ジアミノ
−オクタフルオロビフェニル、４，４′−ジアミノ−オ
クタフルオロビフェニル、２，２′−ビス（トリフルオ
ロメチル）−４，４′−ジアミノヘキサフルオロビフェ
ニル、３，３′−ビス（トリフルオロメチル）−４，
４′−ジアミノヘキサフルオロビフェニル、ビス（３−
アミノ−テトラフルオロフェニル）エーテル、３，４′
−ジアミノ−オクタフルオロジフェニルエーテル、ビス
（４−アミノ−テトラフルオロフェニル）エーテル、
３，３′−ジアミノ−オクタフルオロベンゾフェノン、
３，４′−ジアミノ−オクタフルオロベンゾフェノン、
４，４′−ジアミノ−オクタフルオロベンゾフェノン、
ビス（３−アミノ−テトラフルオロフェニル）スルホ
ン、３，４′−ジアミノ−オクタフルオロジフェニルス
ルホン、ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェニル）
スルホン、ビス（３−アミノ−テトラフルオロフェニ
ル）スルフィド、３，４′−ジアミノ−オクタフルオロ
ジフェニルスルフィド、ビス（４−アミノ−テトラフル
オロフェニル）スルフィド、ビス（４−アミノテトラフ
ルオロフェニル）ジフルオロメタン、１，２−ビス（４
−アミノテトラフルオロフェニル）テトラフルオロエタ
ン、２，２−ビス（４−アミノテトラフルオロフェニ
ル）ヘキサフルオロプロパン、４，４″−ジアミノ−ド
デカフルオロ−ｐ−テルフェニル、４−アミノ−テトラ
フルオロフェノキシ−４′−アミノ−テトラフルオロフ
ェニル−ジフルオロメタン、ビス（４−アミノ−テトラ
フルオロフェノキシ）−ジフルオロメタン、１，２−ビ
ス（４−アミノ−テトラフルオロフェノキシ）−テトラ
フルオロエタン、２，２−ビス（４−アミノ−テトラフ
ルオロフェノキシ）−ヘキサフルオロプロパン、１，４
−ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェノキシ）−テ
トラフルオロベンゼン、２，６−ジアミノ−ヘキサフル
オロナフタレン、２，６−ジアミノ−オクタフルオロア
ントラセン、２，７−ジアミノ−オクタフルオロフェナ
ントレン、２，６−ジアミノ−ヘキサフルオロビフェニ
レン、２，７−ジアミノ−ヘキサフルオロジベンゾフラ
ン、２，６−ジアミノ−ヘキサフルオロアントラキノ
ン、２，６−ジアミノ−オクタフルオロアントロン、
２，７−ジアミノ−ヘキサフルオロフェノキサチイン、
２，７−ジアミノ−ヘキサフルオロチアントレン、２，
７−ジアミノ−テトラフルオロジベンゾ〔ｂ，ｅ〕１，
４ジオキサンなどである。
【００１７】中でも、膜厚２０μｍ以下のポリイミド光
波長板の実現に必要な０．０３を超える複屈折を、実用
的な延伸倍率の延伸処理によって発現させるためには、
テトラカルボン酸又はその誘導体とジアミンのいずれ
か、又はその双方が、主鎖骨格に回転可能な結合を持た
ないか、あるいは回転可能な結合を１つだけもつ直線性
の高い構造であることが好ましい。例えば、ジアミンの
主鎖骨格に回転可能な結合が２つ以上含まれる場合（エ
ーテル基、チオエーテル基、メチレン基、スルホン基、
カルボニル基、イソプロピリデン基、ヘキサフルオロイ
ソプロピリデン基などが含まれる場合を指す）、テトラ
カルボン酸としては、主鎖骨格が１つのベンゼン環から
なるピロメリット酸やそのベンゼン環に結合する２つの
水素が他の有機置換基あるいはハロゲンに置換された誘
導体、あるいは主鎖骨格がビフェニル構造である２，
３，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸や、その
ベンゼン環に結合する４つの水素が他の有機置換基ある
いはハロゲンに置換された誘導体を用いることが好まし
い。また、酸無水物の主鎖骨格に回転可能な結合が２つ
以上含まれる場合、ジアミンとしては、主鎖骨格が１つ
のベンゼン環からなるジアミノベンゼンやそのベンゼン
環に結合する４つの水素が他の有機置換基あるいはハロ
ゲンに置換された誘導体、あるいは主鎖骨格がビフェニ
ル構造であり、しかもそのベンゼン環に結合する水素の
一部若しくは全部が他の有機置換基あるいはハロゲンに
置換された誘導体が好ましい。但し、実施例にも示すよ
うに、ビフェニル構造を主鎖骨格に持つジアミンを用い
ても、酸無水物の主鎖骨格が非常に柔軟な場合には、
０．０３を超える複屈折を発現させることができない場
合がある。したがって、テトラカルボン酸又はその誘導
体とジアミンの双方が、その主鎖骨格に回転可能な結合
を持たないか、あるいは回転可能な結合を１つだけもつ
直線性の高い構造であることが、更に好ましい。加え
て、空気中の水分の吸収に伴う近赤外光の透過性低下を
防ぐと共に、光透過性の高い領域を可視域の低波長側へ
広げるためには、原料であるテトラカルボン酸又はその
誘導体とジアミンのいずれか、又はその双方にフッ素原
子が結合したものを用いることが好ましい。特に実施例
において明らかにするように、ジアミンとして２，２′
−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノビ
フェニルを用いた場合には、大きな面内複屈折、高い光
透過性、低い吸水率を持ったポリイミドフィルムを得る
ことができる。また、光通信波長を含む近赤外光に対す
る吸収損失を限界にまで低減した光波長板を作製するた
めには、原料としてテトラカルボン酸又はその誘導体と
ジアミンのいずれか、又はその双方がアミノ基を除いて
すべてフッ素化されたものを用いることが好ましい。
波長板の実現に必要な０．０３を超える複屈折を、実用
的な延伸倍率の延伸処理によって発現させるためには、
テトラカルボン酸又はその誘導体とジアミンのいずれ
か、又はその双方が、主鎖骨格に回転可能な結合を持た
ないか、あるいは回転可能な結合を１つだけもつ直線性
の高い構造であることが好ましい。例えば、ジアミンの
主鎖骨格に回転可能な結合が２つ以上含まれる場合（エ
ーテル基、チオエーテル基、メチレン基、スルホン基、
カルボニル基、イソプロピリデン基、ヘキサフルオロイ
ソプロピリデン基などが含まれる場合を指す）、テトラ
カルボン酸としては、主鎖骨格が１つのベンゼン環から
なるピロメリット酸やそのベンゼン環に結合する２つの
水素が他の有機置換基あるいはハロゲンに置換された誘
導体、あるいは主鎖骨格がビフェニル構造である２，
３，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸や、その
ベンゼン環に結合する４つの水素が他の有機置換基ある
いはハロゲンに置換された誘導体を用いることが好まし
い。また、酸無水物の主鎖骨格に回転可能な結合が２つ
以上含まれる場合、ジアミンとしては、主鎖骨格が１つ
のベンゼン環からなるジアミノベンゼンやそのベンゼン
環に結合する４つの水素が他の有機置換基あるいはハロ
ゲンに置換された誘導体、あるいは主鎖骨格がビフェニ
ル構造であり、しかもそのベンゼン環に結合する水素の
一部若しくは全部が他の有機置換基あるいはハロゲンに
置換された誘導体が好ましい。但し、実施例にも示すよ
うに、ビフェニル構造を主鎖骨格に持つジアミンを用い
ても、酸無水物の主鎖骨格が非常に柔軟な場合には、
０．０３を超える複屈折を発現させることができない場
合がある。したがって、テトラカルボン酸又はその誘導
体とジアミンの双方が、その主鎖骨格に回転可能な結合
を持たないか、あるいは回転可能な結合を１つだけもつ
直線性の高い構造であることが、更に好ましい。加え
て、空気中の水分の吸収に伴う近赤外光の透過性低下を
防ぐと共に、光透過性の高い領域を可視域の低波長側へ
広げるためには、原料であるテトラカルボン酸又はその
誘導体とジアミンのいずれか、又はその双方にフッ素原
子が結合したものを用いることが好ましい。特に実施例
において明らかにするように、ジアミンとして２，２′
−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノビ
フェニルを用いた場合には、大きな面内複屈折、高い光
透過性、低い吸水率を持ったポリイミドフィルムを得る
ことができる。また、光通信波長を含む近赤外光に対す
る吸収損失を限界にまで低減した光波長板を作製するた
めには、原料としてテトラカルボン酸又はその誘導体と
ジアミンのいずれか、又はその双方がアミノ基を除いて
すべてフッ素化されたものを用いることが好ましい。
【００１８】上記のテトラカルボン酸又はその誘導体と
ジアミンを反応させることによりポリアミド酸の溶液あ
るいはフィルムを製造する。ポリアミド酸の製造方法
は、通常のポリアミド酸の製造条件と同じでよく、一般
的にはテトラカルボン酸の二無水物を等モルのジアミン
とＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセ
トアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの極性有
機溶媒中で反応させるが、これらを真空中、気相あるい
は無溶媒高圧下において反応させることも可能である。
本発明においては、テトラカルボン酸又はその誘導体及
びジアミンとも単一化合物で用いるばかりではなく、複
数のジアミン、テトラカルボン酸又はその誘導体を混合
して用いることが可能である。その場合は、複数又は単
一のジアミンのモル数の合計と複数又は単一のテトラカ
ルボン酸又はその誘導体のモル数の合計が等しいか又は
ほぼ等しくなるようにする。次いで得られたポリアミド
酸のイミド化によるポリイミドの合成については、熱イ
ミド化を始めとした通常のポリイミドの合成法が使用で
きる。加えて本発明においては、単一のポリアミド酸の
イミド化のほか、複数のポリアミド酸を混合した状態で
イミド化を行い、ポリイミドの混合体を得ることも可能
である。
ジアミンを反応させることによりポリアミド酸の溶液あ
るいはフィルムを製造する。ポリアミド酸の製造方法
は、通常のポリアミド酸の製造条件と同じでよく、一般
的にはテトラカルボン酸の二無水物を等モルのジアミン
とＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセ
トアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの極性有
機溶媒中で反応させるが、これらを真空中、気相あるい
は無溶媒高圧下において反応させることも可能である。
本発明においては、テトラカルボン酸又はその誘導体及
びジアミンとも単一化合物で用いるばかりではなく、複
数のジアミン、テトラカルボン酸又はその誘導体を混合
して用いることが可能である。その場合は、複数又は単
一のジアミンのモル数の合計と複数又は単一のテトラカ
ルボン酸又はその誘導体のモル数の合計が等しいか又は
ほぼ等しくなるようにする。次いで得られたポリアミド
酸のイミド化によるポリイミドの合成については、熱イ
ミド化を始めとした通常のポリイミドの合成法が使用で
きる。加えて本発明においては、単一のポリアミド酸の
イミド化のほか、複数のポリアミド酸を混合した状態で
イミド化を行い、ポリイミドの混合体を得ることも可能
である。
【００１９】フィルム面内に複屈折性のあるポリイミド
の製造方法としては、フィルムを一軸方向に延伸する処
理と熱イミド化処理を、あるい程度に溶媒を含んだポリ
アミド酸フィルムに対して、同時にあるいは連続的に行
うことが有効である。具体的には：ポリアミド酸フィル
ムを一軸延伸した後、金属枠等で一軸あるいは二軸方向
を固定した状態で熱イミド化する方法、ポリアミド酸フ
ィルムに一軸方向の引張り応力をかけたまま熱イミドを
行うことにより、延伸とイミド化を同時に行う方法、ポ
リアミド酸フィルムを一軸方向のみ金属枠等で固定して
熱イミドを行うことにより、その過程で起こるイミド化
によるフィルム収縮と溶媒の蒸発を利用して延伸とイミ
ド化を同時に行う方法、ポリアミド酸の溶液を面内に熱
膨張率異方性を有する基板に塗布し、そのまま熱イミド
化することにより、その過程で起こる基板の熱膨張の異
方性を利用して延伸とイミド化を行う方法、が有効であ
ることが、本発明の実施例から明らかとなっている。
の製造方法としては、フィルムを一軸方向に延伸する処
理と熱イミド化処理を、あるい程度に溶媒を含んだポリ
アミド酸フィルムに対して、同時にあるいは連続的に行
うことが有効である。具体的には：ポリアミド酸フィル
ムを一軸延伸した後、金属枠等で一軸あるいは二軸方向
を固定した状態で熱イミド化する方法、ポリアミド酸フ
ィルムに一軸方向の引張り応力をかけたまま熱イミドを
行うことにより、延伸とイミド化を同時に行う方法、ポ
リアミド酸フィルムを一軸方向のみ金属枠等で固定して
熱イミドを行うことにより、その過程で起こるイミド化
によるフィルム収縮と溶媒の蒸発を利用して延伸とイミ
ド化を同時に行う方法、ポリアミド酸の溶液を面内に熱
膨張率異方性を有する基板に塗布し、そのまま熱イミド
化することにより、その過程で起こる基板の熱膨張の異
方性を利用して延伸とイミド化を行う方法、が有効であ
ることが、本発明の実施例から明らかとなっている。
【００２０】ここで、延伸処理を熱イミド化処理と同時
に行うことは、大きな面内複屈折を得るために有効であ
るが、既にイミド化が終了した面内複屈折を持たないポ
リイミドフィルムに対して延伸処理を施すことは、得ら
れる面内複屈折が前記の方法に比べて小さいことから有
効でない。しかし、イミド化が終了しておりしかも目的
の値に近いリターデーションをもつポリイミドフィルム
に対しては、３００℃以上の高温下で再度延伸処理を施
すことは、リターデーションの調整方法として有効であ
る。また同様のポリイミドフィルムに対して、３００℃
以上の高温下、応力をかけない状態で熱処理を施すこと
も、リターデーションの更に精密な調整方法として有効
である。これは剛直な構造を持つポリイミドが高温下で
自発的に配向し、複屈折が増大する現象を利用してい
る。なお、これらの方法を用いる場合には、該ポリイミ
ドフィルムのリターデーションを外部からモニターしな
がら、その延伸条件や温度条件を調節することが好まし
い。
に行うことは、大きな面内複屈折を得るために有効であ
るが、既にイミド化が終了した面内複屈折を持たないポ
リイミドフィルムに対して延伸処理を施すことは、得ら
れる面内複屈折が前記の方法に比べて小さいことから有
効でない。しかし、イミド化が終了しておりしかも目的
の値に近いリターデーションをもつポリイミドフィルム
に対しては、３００℃以上の高温下で再度延伸処理を施
すことは、リターデーションの調整方法として有効であ
る。また同様のポリイミドフィルムに対して、３００℃
以上の高温下、応力をかけない状態で熱処理を施すこと
も、リターデーションの更に精密な調整方法として有効
である。これは剛直な構造を持つポリイミドが高温下で
自発的に配向し、複屈折が増大する現象を利用してい
る。なお、これらの方法を用いる場合には、該ポリイミ
ドフィルムのリターデーションを外部からモニターしな
がら、その延伸条件や温度条件を調節することが好まし
い。
【００２１】ポリアミド膜フィルムの室温付近における
一軸延伸の方法としては、ポリアミド酸溶液を基板に塗
布し、溶媒をある程度乾燥させた後に、フィルムを基板
からはく離して延伸を行う方法のほかに、延伸が容易な
高分子（例えばポリビニルアルコールやポリカーボネー
トなど）のフィルム上にポリアミド酸溶液を塗布し、溶
媒をある程度乾燥させた後で、ポリアミド酸を基板ごと
延伸しその後にはく離する方法や、基板からはく離した
ポリアミド酸のフィルムを良溶媒と貧溶媒からなる混合
溶媒に浸漬し、膨潤がある程度進んだ後で延伸する方法
を用いることができる。室温付近におけるポリアミド酸
の一軸延伸あるいは高温におけるポリイミドフィルムの
一軸延伸についてはこれら以外の方法も考えられ、ポリ
アミド酸あるいはポリイミドの分子鎖が結果として一軸
方向に配向していれば、どのような方法も使用すること
が原理的に可能である。例えば、ポリアミド酸の溶液を
耐熱性プラスチックや金属の基板に塗布し、溶媒をある
程度乾燥させたのちに基板ごと曲げて応力をかけ延伸さ
せたまま熱イミド化する方法や、ロール延伸機、テンタ
ー延伸機等を用いた通常の延伸操作も有効と推定され
る。
一軸延伸の方法としては、ポリアミド酸溶液を基板に塗
布し、溶媒をある程度乾燥させた後に、フィルムを基板
からはく離して延伸を行う方法のほかに、延伸が容易な
高分子（例えばポリビニルアルコールやポリカーボネー
トなど）のフィルム上にポリアミド酸溶液を塗布し、溶
媒をある程度乾燥させた後で、ポリアミド酸を基板ごと
延伸しその後にはく離する方法や、基板からはく離した
ポリアミド酸のフィルムを良溶媒と貧溶媒からなる混合
溶媒に浸漬し、膨潤がある程度進んだ後で延伸する方法
を用いることができる。室温付近におけるポリアミド酸
の一軸延伸あるいは高温におけるポリイミドフィルムの
一軸延伸についてはこれら以外の方法も考えられ、ポリ
アミド酸あるいはポリイミドの分子鎖が結果として一軸
方向に配向していれば、どのような方法も使用すること
が原理的に可能である。例えば、ポリアミド酸の溶液を
耐熱性プラスチックや金属の基板に塗布し、溶媒をある
程度乾燥させたのちに基板ごと曲げて応力をかけ延伸さ
せたまま熱イミド化する方法や、ロール延伸機、テンタ
ー延伸機等を用いた通常の延伸操作も有効と推定され
る。
【００２２】面内に熱膨張率の異方性を有する基板とし
ては、実施例に示すように方解石が有効であるが、その
ほかにも無機材料では水晶、ニオブ酸リチウム、タンタ
ル酸リチウム、酸化チタンのような端結晶材料、金属材
料では一軸方向にガラス繊維などを埋め込んだ繊維強化
メタル（ＦＲＭ）、有機材料では液晶性ポリエステルや
液晶性ポリアリレート、一軸方向にガラス繊維などを埋
込んだ繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などが有効と推
定される。また、電圧を加えることにより一方向に伸縮
する圧電材料や、熱を加えることにより一方向に伸縮す
る焦電材料も基板として有効と推定される。
ては、実施例に示すように方解石が有効であるが、その
ほかにも無機材料では水晶、ニオブ酸リチウム、タンタ
ル酸リチウム、酸化チタンのような端結晶材料、金属材
料では一軸方向にガラス繊維などを埋め込んだ繊維強化
メタル（ＦＲＭ）、有機材料では液晶性ポリエステルや
液晶性ポリアリレート、一軸方向にガラス繊維などを埋
込んだ繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などが有効と推
定される。また、電圧を加えることにより一方向に伸縮
する圧電材料や、熱を加えることにより一方向に伸縮す
る焦電材料も基板として有効と推定される。
【００２３】ポリイミドを用いた光波長板を得るために
は、通常そのリターデーションを導波光波長の１／２や
１／４に合せる必要があるため、面内複屈折の制御と共
にフィルムの膜厚制御が重要となる。ポリイミドの膜厚
制御は、一般にその前駆体であるポリアミド酸溶液のス
ピンコート条件を最適化することによって行われるが、
更に高精度の膜厚制御が求められるものについては、設
計値よりもやや厚めに作製した延伸ポリイミドフィルム
を、反応性イオンエッチングやＵＶアッシャー、酸素ア
ッシャー等を用いて所定の膜厚まで削っていくことによ
り作製が可能である。なお、本発明にかかるポリイミド
系光波長板は、光導波路あるいは導波型光デバイスの光
路途中に挿入することを主な目的として作製したもので
あるが、従来の光波長板としてもそのまま使用すること
ができる。また、リターデーションを導波光の波長の１
／２や１／４ではなく、任意の値に調整した光位相差板
として使用することもできる。加えて、ポリイミドは３
００℃以上の耐熱性を有するため、スパッタや蒸着によ
りその表面に金属、半導体、誘電体などの薄膜あるいは
多層膜を形成することが可能であり、これらを反射膜や
特定の波長の光を遮断するフィルターとして使用するこ
ともできる。
は、通常そのリターデーションを導波光波長の１／２や
１／４に合せる必要があるため、面内複屈折の制御と共
にフィルムの膜厚制御が重要となる。ポリイミドの膜厚
制御は、一般にその前駆体であるポリアミド酸溶液のス
ピンコート条件を最適化することによって行われるが、
更に高精度の膜厚制御が求められるものについては、設
計値よりもやや厚めに作製した延伸ポリイミドフィルム
を、反応性イオンエッチングやＵＶアッシャー、酸素ア
ッシャー等を用いて所定の膜厚まで削っていくことによ
り作製が可能である。なお、本発明にかかるポリイミド
系光波長板は、光導波路あるいは導波型光デバイスの光
路途中に挿入することを主な目的として作製したもので
あるが、従来の光波長板としてもそのまま使用すること
ができる。また、リターデーションを導波光の波長の１
／２や１／４ではなく、任意の値に調整した光位相差板
として使用することもできる。加えて、ポリイミドは３
００℃以上の耐熱性を有するため、スパッタや蒸着によ
りその表面に金属、半導体、誘電体などの薄膜あるいは
多層膜を形成することが可能であり、これらを反射膜や
特定の波長の光を遮断するフィルターとして使用するこ
ともできる。
【００２４】
【実施例】以下、いくつかの実施例を用いて本発明を更
に詳しく説明する。なお種々のポリイミドの組合せによ
り、また延伸方法の部分的な変更により数限りない本発
明の光波長板が得られることは明らかであり、本発明は
これらの実施例のみに限定されるものではない。
に詳しく説明する。なお種々のポリイミドの組合せによ
り、また延伸方法の部分的な変更により数限りない本発
明の光波長板が得られることは明らかであり、本発明は
これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００２５】ポリイミドフィルムの面内方向の複屈折
（Δｎ）は、ＴＥ偏光を延伸方向に入射した場合に得ら
れる屈折率（ｎTE1 ）とＴＥ偏光を延伸方向に垂直な方
向に入射した場合に得られる屈折率（ｎTE2 ）の差をと
ることにより求めた。屈折率は（株）メトリコン社のプ
リズムカプラー（ＰＣ−２０００型）を用い、室温２３
℃、波長１．５５μｍで測定した。またポリイミドフィ
ルムの膜厚（ｄ）は、膜厚が２０μｍ以下の場合は上記
のプリズムカプラーで、それ以上の場合はピーコック社
製のダイアルゲージで測定した。光波長板としての機能
発現に必要なリターデーション（Δｎ×ｄ）は、上記の
方法で求めたΔｎとｄを乗ずることで計算可能である
が、より直接的には、「セナルモン法」、「光干渉
法」、「回転検光子法」、「位相変調法」、「平行ニコ
ル回転法」などの方法により求めることができる。実施
例においては、光源として波長１．５５μｍのレーザー
ダイオードを、偏光子として２つのグラントムソンプリ
ズムを用い、「平行ニコル回転法」によりリターデーシ
ョンを測定した。なお、実施例で用いたポリイミドの中
で、ジアミンとして２，２′−ビス（トリフルオロメチ
ル）−４，４′−ジアミノビフェニルを用いたフッ素化
ポリイミドが、３００℃を超える耐熱性と０．７％以下
の吸水率を持つことは、特開平３−７２５２８号公報、
及びマクロモレキュール誌〔Ｔ．松浦ほか、第２４巻、
第５００１〜５頁（１９９１）及びＴ．松浦ほか、第２
５巻、第３５４０〜５頁（１９９２）〕で明らかにした
とおりである。
（Δｎ）は、ＴＥ偏光を延伸方向に入射した場合に得ら
れる屈折率（ｎTE1 ）とＴＥ偏光を延伸方向に垂直な方
向に入射した場合に得られる屈折率（ｎTE2 ）の差をと
ることにより求めた。屈折率は（株）メトリコン社のプ
リズムカプラー（ＰＣ−２０００型）を用い、室温２３
℃、波長１．５５μｍで測定した。またポリイミドフィ
ルムの膜厚（ｄ）は、膜厚が２０μｍ以下の場合は上記
のプリズムカプラーで、それ以上の場合はピーコック社
製のダイアルゲージで測定した。光波長板としての機能
発現に必要なリターデーション（Δｎ×ｄ）は、上記の
方法で求めたΔｎとｄを乗ずることで計算可能である
が、より直接的には、「セナルモン法」、「光干渉
法」、「回転検光子法」、「位相変調法」、「平行ニコ
ル回転法」などの方法により求めることができる。実施
例においては、光源として波長１．５５μｍのレーザー
ダイオードを、偏光子として２つのグラントムソンプリ
ズムを用い、「平行ニコル回転法」によりリターデーシ
ョンを測定した。なお、実施例で用いたポリイミドの中
で、ジアミンとして２，２′−ビス（トリフルオロメチ
ル）−４，４′−ジアミノビフェニルを用いたフッ素化
ポリイミドが、３００℃を超える耐熱性と０．７％以下
の吸水率を持つことは、特開平３−７２５２８号公報、
及びマクロモレキュール誌〔Ｔ．松浦ほか、第２４巻、
第５００１〜５頁（１９９１）及びＴ．松浦ほか、第２
５巻、第３５４０〜５頁（１９９２）〕で明らかにした
とおりである。
【００２６】実施例１ 直径４インチのシリコンウェハに、以下の構造式（化
１）で示されるピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）：
１）で示されるピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）：
【００２７】
【化１】
【００２８】と、以下の構造式（化２）で示される２，
２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミ
ノビフェニル（ＴＦＤＢ）：
２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミ
ノビフェニル（ＴＦＤＢ）：
【００２９】
【化２】
【００３０】から合成されたポリアミド酸のＮ，Ｎ−ジ
メチルアセトアミド溶液をスピンコート法により塗布し
た。この塗膜に７０℃、１時間の熱処理をしてはく離で
きる程度に溶媒を蒸発させた。はく離したフィルムを縦
６ｃｍ、横３ｃｍの短冊状に切り出し、引張り試験機
（インストロン）にかけて室温状態のまま一軸延伸を行
った結果、１０％の伸びが観測された。これを長方形の
金属枠に固定し、最高温度３５０℃で１時間熱イミド化
を行った。得られたフィルムのΔｎは０．１４５であっ
た。このポリイミドのΔｎが変化しないとして、これを
波長１．５５μｍの１／２波長板として使用するために
は、膜厚が５．３μｍである必要がある。そこでポリア
ミド酸溶液のスピンコートの条件を、延伸イミド化後の
膜厚が５．３μｍとなるように変え、上記と同様の延伸
処理（伸び１０％）と熱処理を再度行った結果、Δｎ×
ｄ＝０．７７５のポリイミドフィルムが得られた。そこ
でこのフィルムの延伸軸に対して偏波面が４５度傾くよ
うに波長１．５５μｍの直線偏光を入射したところ、透
過後の偏波面が９０度回転したことから、このフィルム
が１／２波長板として使用できることが明らかとなっ
た。また、石英系の埋め込み型光導波路に幅２０μｍ、
深さ１５０μｍの溝を導波路の長手方向に対して直角に
切っておき、このポリイミドフィルムの延伸軸が導波路
基板に対して４５度の角度をなすように該フィルムを切
断して溝に挿入し、過剰損失を測定したところ０．３ｄ
Ｂであった。
メチルアセトアミド溶液をスピンコート法により塗布し
た。この塗膜に７０℃、１時間の熱処理をしてはく離で
きる程度に溶媒を蒸発させた。はく離したフィルムを縦
６ｃｍ、横３ｃｍの短冊状に切り出し、引張り試験機
（インストロン）にかけて室温状態のまま一軸延伸を行
った結果、１０％の伸びが観測された。これを長方形の
金属枠に固定し、最高温度３５０℃で１時間熱イミド化
を行った。得られたフィルムのΔｎは０．１４５であっ
た。このポリイミドのΔｎが変化しないとして、これを
波長１．５５μｍの１／２波長板として使用するために
は、膜厚が５．３μｍである必要がある。そこでポリア
ミド酸溶液のスピンコートの条件を、延伸イミド化後の
膜厚が５．３μｍとなるように変え、上記と同様の延伸
処理（伸び１０％）と熱処理を再度行った結果、Δｎ×
ｄ＝０．７７５のポリイミドフィルムが得られた。そこ
でこのフィルムの延伸軸に対して偏波面が４５度傾くよ
うに波長１．５５μｍの直線偏光を入射したところ、透
過後の偏波面が９０度回転したことから、このフィルム
が１／２波長板として使用できることが明らかとなっ
た。また、石英系の埋め込み型光導波路に幅２０μｍ、
深さ１５０μｍの溝を導波路の長手方向に対して直角に
切っておき、このポリイミドフィルムの延伸軸が導波路
基板に対して４５度の角度をなすように該フィルムを切
断して溝に挿入し、過剰損失を測定したところ０．３ｄ
Ｂであった。
【００３１】実施例２ 実施例１と同様の方法で作製したポリアミド酸のはく離
フィルムを、縦６ｃｍ、横３ｃｍの短冊状に切り出し、
その一端を上方として金属枠に固定すると共に、それに
対向する他端を２つの金属片で挟んで１２０ｇのおもり
をつけ、吊り下げることにより引張り応力をかけた。こ
れをこの状態のまま窒素雰囲気の加熱炉に入れ、昇温速
度４℃／分で最高温度３５０℃まで昇温し、その後３５
０℃で１時間保持することにより熱イミド化を行った。
得られたフィルムのΔｎは０．０３７であった。このポ
リイミドのΔｎが変化しないとして、これを波長１．５
５μｍの１／４波長板として使用するためには、膜厚が
１０．５μｍである必要がある。そこでポリアミド酸溶
液のスピンコートの条件を、熱イミド化後の膜厚が１
０．５μｍとなるように変え、また、フィルムにかかる
単位断面積当りの応力が同じになるようにおもりの重量
を変えて上記の処理を再度繰り返した結果、Δｎ×ｄ＝
０．３８８のポリイミドフィルムが得られた。このよう
にして得られたフィルムの延伸軸に対して偏波面が４５
度傾くように波長１．５５μｍの直線偏光を入射したと
ころ、透過後の光が円偏光となったことから、このフィ
ルムが１／４波長板として使用できることが明らかとな
った。実施例１と同様の方法で、光導波路への挿入に伴
う過剰損失を測定したところ、０．３ｄＢであった。
フィルムを、縦６ｃｍ、横３ｃｍの短冊状に切り出し、
その一端を上方として金属枠に固定すると共に、それに
対向する他端を２つの金属片で挟んで１２０ｇのおもり
をつけ、吊り下げることにより引張り応力をかけた。こ
れをこの状態のまま窒素雰囲気の加熱炉に入れ、昇温速
度４℃／分で最高温度３５０℃まで昇温し、その後３５
０℃で１時間保持することにより熱イミド化を行った。
得られたフィルムのΔｎは０．０３７であった。このポ
リイミドのΔｎが変化しないとして、これを波長１．５
５μｍの１／４波長板として使用するためには、膜厚が
１０．５μｍである必要がある。そこでポリアミド酸溶
液のスピンコートの条件を、熱イミド化後の膜厚が１
０．５μｍとなるように変え、また、フィルムにかかる
単位断面積当りの応力が同じになるようにおもりの重量
を変えて上記の処理を再度繰り返した結果、Δｎ×ｄ＝
０．３８８のポリイミドフィルムが得られた。このよう
にして得られたフィルムの延伸軸に対して偏波面が４５
度傾くように波長１．５５μｍの直線偏光を入射したと
ころ、透過後の光が円偏光となったことから、このフィ
ルムが１／４波長板として使用できることが明らかとな
った。実施例１と同様の方法で、光導波路への挿入に伴
う過剰損失を測定したところ、０．３ｄＢであった。
【００３２】実施例３ 実施例２に示した光波長板の製造方法において、おもり
の重量、昇温速度、最高温度がポリイミドのΔｎに及ぼ
す効果を明らかにするために以下のような検討を行っ
た。まず、昇温速度を４℃／分、最高速度を３５０℃に
固定して、おもりの重量を３０ｇから２４０ｇまで変化
させた。図３は、ポリアミド酸フィルムに吊り下げるお
もりの重量と得られる面内複屈折の関係を表わす図であ
り、横軸はおもりの重量（ｇ）、縦軸は面内複屈折Δｎ
を表わす。図３に示すように、ポリイミドのΔｎはおも
りの重量と線形の関係にあり、０．０１７から０．０７
０の範囲で制御可能である。次に、おもりの重さを１２
０ｇ、最高温度を３５０℃に固定して、昇温速度を４℃
／分から４０℃／分まで変化させた。図４は、熱イミド
化における昇温速度と得られる面内複屈折の関係を表わ
す図であり、横軸は昇温速度（℃／分）、縦軸は面内複
屈折Δｎを表わす。図４に示すように、ポリイミドのΔ
ｎは昇温速度と線形の関係にあり、０．０３７から０．
０６３の範囲で制御可能である。最後に、おもりの重さ
を１２０ｇ、昇温速度を４℃／分に固定して、最終温度
を３５０℃／分から４５０℃／分まで変化させた。図５
は、熱イミド化における最高温度と得られる面内複屈折
の関係を表わす図であり、横軸は最高温度（℃）、縦軸
は面内複屈折（Δｎ）を表わす。図５に示すように、ポ
リイミドのΔｎは最終温度と線形の関係にあり、０．０
３７から０．１８９の範囲で制御可能である。これらの
結果から明らかなように、ポリイミドフィルムのリター
デーションは、Δｎを制御することによって制御可能で
ある。図３に見るように、おもりの重量を変化させる方
法は、実現が容易でありかつΔｎの精密制御が可能であ
る。変化させることのできるΔｎの範囲も、膜厚が１０
〜２０μｍの光波長板を作製する目的には十分である。
昇温速度を変化させる方法も、図４に見るように変化さ
せることのできるΔｎの範囲がやや狭いものの、制御性
に優れる。最高温度を変化させる方法は、図５に見るよ
うに他の２つの方法に比べるとΔｎの精密制御性にやや
劣るものの、変化させることのできるΔｎの範囲が非常
に広く、１０μｍ以下の膜厚の波長板を作製するのに適
している。最高温度４５０℃の条件下では、波長１．３
０μｍの１／２波長板を３．４μｍまで薄くすることが
できる。
の重量、昇温速度、最高温度がポリイミドのΔｎに及ぼ
す効果を明らかにするために以下のような検討を行っ
た。まず、昇温速度を４℃／分、最高速度を３５０℃に
固定して、おもりの重量を３０ｇから２４０ｇまで変化
させた。図３は、ポリアミド酸フィルムに吊り下げるお
もりの重量と得られる面内複屈折の関係を表わす図であ
り、横軸はおもりの重量（ｇ）、縦軸は面内複屈折Δｎ
を表わす。図３に示すように、ポリイミドのΔｎはおも
りの重量と線形の関係にあり、０．０１７から０．０７
０の範囲で制御可能である。次に、おもりの重さを１２
０ｇ、最高温度を３５０℃に固定して、昇温速度を４℃
／分から４０℃／分まで変化させた。図４は、熱イミド
化における昇温速度と得られる面内複屈折の関係を表わ
す図であり、横軸は昇温速度（℃／分）、縦軸は面内複
屈折Δｎを表わす。図４に示すように、ポリイミドのΔ
ｎは昇温速度と線形の関係にあり、０．０３７から０．
０６３の範囲で制御可能である。最後に、おもりの重さ
を１２０ｇ、昇温速度を４℃／分に固定して、最終温度
を３５０℃／分から４５０℃／分まで変化させた。図５
は、熱イミド化における最高温度と得られる面内複屈折
の関係を表わす図であり、横軸は最高温度（℃）、縦軸
は面内複屈折（Δｎ）を表わす。図５に示すように、ポ
リイミドのΔｎは最終温度と線形の関係にあり、０．０
３７から０．１８９の範囲で制御可能である。これらの
結果から明らかなように、ポリイミドフィルムのリター
デーションは、Δｎを制御することによって制御可能で
ある。図３に見るように、おもりの重量を変化させる方
法は、実現が容易でありかつΔｎの精密制御が可能であ
る。変化させることのできるΔｎの範囲も、膜厚が１０
〜２０μｍの光波長板を作製する目的には十分である。
昇温速度を変化させる方法も、図４に見るように変化さ
せることのできるΔｎの範囲がやや狭いものの、制御性
に優れる。最高温度を変化させる方法は、図５に見るよ
うに他の２つの方法に比べるとΔｎの精密制御性にやや
劣るものの、変化させることのできるΔｎの範囲が非常
に広く、１０μｍ以下の膜厚の波長板を作製するのに適
している。最高温度４５０℃の条件下では、波長１．３
０μｍの１／２波長板を３．４μｍまで薄くすることが
できる。
【００３３】実施例４ 実施例２に示した光波長板の製造方法において、ポリイ
ミドの分子構造と得られるΔｎを明らかにするために以
下のような検討を行った。実施例２で用いたＰＭＤＡと
ＴＦＤＢから合成されたポリアミド酸（ＰＭＤＡ／ＴＦ
ＤＢ）に加え、ＰＭＤＡと以下の構造式（化３）で示さ
れる４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤ
Ａ）：
ミドの分子構造と得られるΔｎを明らかにするために以
下のような検討を行った。実施例２で用いたＰＭＤＡと
ＴＦＤＢから合成されたポリアミド酸（ＰＭＤＡ／ＴＦ
ＤＢ）に加え、ＰＭＤＡと以下の構造式（化３）で示さ
れる４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤ
Ａ）：
【００３４】
【化３】
【００３５】から合成されたポリアミド酸（ＰＭＤＡ／
ＯＤＡ）、以下の構造式（化４）で示される３，３′，
４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
（ＢＴＤＡ）：
ＯＤＡ）、以下の構造式（化４）で示される３，３′，
４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
（ＢＴＤＡ）：
【００３６】
【化４】
【００３７】とＯＤＡから合成されたポリアミド酸（Ｂ
ＴＤＡ／ＯＤＡ）、以下の構造式（化５）で示される
２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサ
フルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）：
ＴＤＡ／ＯＤＡ）、以下の構造式（化５）で示される
２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサ
フルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）：
【００３８】
【化５】 とＴＦＤＢから合成されたポリアミド酸（６ＦＤＡ／Ｔ
ＦＤＢ）、そしてＰＭＤＡと６ＦＤＡの当モル混合物と
ＴＦＤＢから合成されたポリアミド酸（ＰＭ６Ｆ／ＴＦ
ＤＢ）の膜厚２５μｍのフィルムを用意し、実施例３と
同様に、おもりの重さを１２０ｇ、昇温速度を４℃／分
に固定して、最終温度を３５０℃／分から４５０℃／分
まで変化させた。得られたポリイミドのΔｎをフィルム
の熱イミド化過程における最大の伸びに対してプロット
したのが図６である。すなわち図６は、熱イミド化にお
けるポリイミドフィルムの最大の伸び（％、横軸）と得
られる面内複屈折Δｎ（縦軸）の関係を表わす図であ
る。図６に示ように、ＰＭＤＡ／ＴＦＤＢは伸びが３０
％を超えた状態でもΔｎが単調に増加するのに対し、Ｐ
ＭＤＡ／ＯＤＡは伸びが３０％を超えるとΔｎに飽和の
傾向が現われる。これはＰＭＤＡ／ＴＦＤＢが直線状の
剛直な構造であるのに対し、ＰＭＤＡ／ＯＤＡにはエー
テル結合があり、すべての分子鎖が延伸方向に配向する
ことができないためと推定される。この２つのポリイミ
ドは１０％程度の延伸によって０．０３を超えるΔｎが
発現するため、膜厚２０μｍ以下のポリイミド光波長板
の材料として用いることができる。一方、ジアミンが剛
直なＴＦＤＢであっても、酸無水物が６ＦＤＡの場合
は、６ＦＤＡの主鎖骨格が非常に柔軟なために、０．０
３を超える複屈折を発現させることができない。６ＦＤ
ＡがΔｎの発現を阻害する効果は大きく、ＰＭ６Ｆ／Ｔ
ＦＤＢはＰＭＤＡと６ＦＤＡが等量含まれているにもか
かわらず、伸びに対するΔｎの増加はＰＭＤＡ／ＴＦＤ
Ｂよりも６ＦＤＡ／ＴＦＤＢに近い。酸無水物とジアミ
ンの両方に回転可能な結合が２つずつ含まれるＢＴＤＡ
／ＯＤＡの場合も、０．０３を超える複屈折を発現させ
ることができない。伸びが２０％を超える状態でΔｎが
低下しているのは、このポリイミドがガラス転移点以上
に熱せられたために、延伸によって形成された分子鎖の
配向が緩和したためと推定される。
ＦＤＢ）、そしてＰＭＤＡと６ＦＤＡの当モル混合物と
ＴＦＤＢから合成されたポリアミド酸（ＰＭ６Ｆ／ＴＦ
ＤＢ）の膜厚２５μｍのフィルムを用意し、実施例３と
同様に、おもりの重さを１２０ｇ、昇温速度を４℃／分
に固定して、最終温度を３５０℃／分から４５０℃／分
まで変化させた。得られたポリイミドのΔｎをフィルム
の熱イミド化過程における最大の伸びに対してプロット
したのが図６である。すなわち図６は、熱イミド化にお
けるポリイミドフィルムの最大の伸び（％、横軸）と得
られる面内複屈折Δｎ（縦軸）の関係を表わす図であ
る。図６に示ように、ＰＭＤＡ／ＴＦＤＢは伸びが３０
％を超えた状態でもΔｎが単調に増加するのに対し、Ｐ
ＭＤＡ／ＯＤＡは伸びが３０％を超えるとΔｎに飽和の
傾向が現われる。これはＰＭＤＡ／ＴＦＤＢが直線状の
剛直な構造であるのに対し、ＰＭＤＡ／ＯＤＡにはエー
テル結合があり、すべての分子鎖が延伸方向に配向する
ことができないためと推定される。この２つのポリイミ
ドは１０％程度の延伸によって０．０３を超えるΔｎが
発現するため、膜厚２０μｍ以下のポリイミド光波長板
の材料として用いることができる。一方、ジアミンが剛
直なＴＦＤＢであっても、酸無水物が６ＦＤＡの場合
は、６ＦＤＡの主鎖骨格が非常に柔軟なために、０．０
３を超える複屈折を発現させることができない。６ＦＤ
ＡがΔｎの発現を阻害する効果は大きく、ＰＭ６Ｆ／Ｔ
ＦＤＢはＰＭＤＡと６ＦＤＡが等量含まれているにもか
かわらず、伸びに対するΔｎの増加はＰＭＤＡ／ＴＦＤ
Ｂよりも６ＦＤＡ／ＴＦＤＢに近い。酸無水物とジアミ
ンの両方に回転可能な結合が２つずつ含まれるＢＴＤＡ
／ＯＤＡの場合も、０．０３を超える複屈折を発現させ
ることができない。伸びが２０％を超える状態でΔｎが
低下しているのは、このポリイミドがガラス転移点以上
に熱せられたために、延伸によって形成された分子鎖の
配向が緩和したためと推定される。
【００３９】上記の方法で作製した厚さ１５μｍのＰＭ
ＤＡ／ＴＦＤＢとＰＭＤＡ／ＯＤＡのポリイミドフィル
ムについて測定した光透過性とリターデーションの波長
依存性を図７と図８に示す。図７及び図８において横軸
は波長（μｍ）、縦軸は光透過性（％）又は１．５５μ
ｍで規格化したリターデーションを表わす。光透過性の
波長依存性には膜厚との干渉縞が見える。波長１．５５
μｍにおけるΔｎはどちらも約０．０５であり、リター
デーションは１．５５μｍでの値に規格化してある。ど
ちらのポリイミドも光通信波長域のほぼ全域で９５％以
上の光透過性と十分なリターデーションを持つことがわ
かる。特に分子構造にフッ素を含むＰＭＤＡ／ＴＦＤＢ
（図７）は、光透過性が急減する吸収端の波長が、フッ
素を含まないＰＭＤＡ／ＯＤＡ（図８）に比べて約０．
０６μｍ低波長にあり、またリターデーションが急減す
る波長や約０．１μｍ低波長側にあるため、波長板ある
いは位相差板として使用できる波長域がその分広くなっ
ている。
ＤＡ／ＴＦＤＢとＰＭＤＡ／ＯＤＡのポリイミドフィル
ムについて測定した光透過性とリターデーションの波長
依存性を図７と図８に示す。図７及び図８において横軸
は波長（μｍ）、縦軸は光透過性（％）又は１．５５μ
ｍで規格化したリターデーションを表わす。光透過性の
波長依存性には膜厚との干渉縞が見える。波長１．５５
μｍにおけるΔｎはどちらも約０．０５であり、リター
デーションは１．５５μｍでの値に規格化してある。ど
ちらのポリイミドも光通信波長域のほぼ全域で９５％以
上の光透過性と十分なリターデーションを持つことがわ
かる。特に分子構造にフッ素を含むＰＭＤＡ／ＴＦＤＢ
（図７）は、光透過性が急減する吸収端の波長が、フッ
素を含まないＰＭＤＡ／ＯＤＡ（図８）に比べて約０．
０６μｍ低波長にあり、またリターデーションが急減す
る波長や約０．１μｍ低波長側にあるため、波長板ある
いは位相差板として使用できる波長域がその分広くなっ
ている。
【００４０】実施例５ 実施例１と同様の方法で作製したポリアミド酸のはく離
フィルムを、縦６ｃｍ、横３ｃｍの短冊状に切り出し、
長方形の金属枠に一軸方向だけを固定し、最高温度３５
０℃で熱イミド化を行った。得られたフィルムのΔｎは
０．０５３であった。ポリアミド酸溶液のスピンコート
条件を変化させた場合のポリイミドフィルムの膜厚及び
リターデーションを図９に示す。図９において、横軸は
スピンコート回転数（ｒｐｍ）、縦軸はリターデーショ
ン（μｍ）を表わす。図９のように、リターデーション
とスピンコート回転数は線形の関係にあり、ポリイミド
のリターデーションはスピンコート回転数を変化させる
ことによって高い精度で制御することができる。また、
膜厚に比例してリターデーションが増加することから、
膜厚が変化した場合でも常に一定のΔｎが発現している
ことがわかる。図９から読み取れるように、波長１．５
５μｍの１／２波長板を作製するためには、膜厚が１
４．５μｍである必要がある。そこでポリアミド酸溶液
のスピンコート回転数を５７０ｒｐｍとして、上記の処
理を再度繰り返した。こうして得られたポリイミドフィ
ルムの延伸軸に対して偏波面が４５度傾くように波長
１．５５μｍの直線偏光を入射したところ、透過後の偏
波面が９０度回転したことから、このフィルムが１／２
波長板として使用できることが明らかとなった。実施例
１と同様の方法で、光導波路への挿入に伴う過剰損失を
測定したところ、０．３ｄＢであった。
フィルムを、縦６ｃｍ、横３ｃｍの短冊状に切り出し、
長方形の金属枠に一軸方向だけを固定し、最高温度３５
０℃で熱イミド化を行った。得られたフィルムのΔｎは
０．０５３であった。ポリアミド酸溶液のスピンコート
条件を変化させた場合のポリイミドフィルムの膜厚及び
リターデーションを図９に示す。図９において、横軸は
スピンコート回転数（ｒｐｍ）、縦軸はリターデーショ
ン（μｍ）を表わす。図９のように、リターデーション
とスピンコート回転数は線形の関係にあり、ポリイミド
のリターデーションはスピンコート回転数を変化させる
ことによって高い精度で制御することができる。また、
膜厚に比例してリターデーションが増加することから、
膜厚が変化した場合でも常に一定のΔｎが発現している
ことがわかる。図９から読み取れるように、波長１．５
５μｍの１／２波長板を作製するためには、膜厚が１
４．５μｍである必要がある。そこでポリアミド酸溶液
のスピンコート回転数を５７０ｒｐｍとして、上記の処
理を再度繰り返した。こうして得られたポリイミドフィ
ルムの延伸軸に対して偏波面が４５度傾くように波長
１．５５μｍの直線偏光を入射したところ、透過後の偏
波面が９０度回転したことから、このフィルムが１／２
波長板として使用できることが明らかとなった。実施例
１と同様の方法で、光導波路への挿入に伴う過剰損失を
測定したところ、０．３ｄＢであった。
【００４１】実施例６ 実施例１と同様の方法で作製したポリアミド酸の溶液
を、縦横の長さが５ｃｍ、厚さ３ｍｍ、結晶ｃ軸が面内
に出ている方解石基板上に塗布し、最高温度３５０℃で
熱イミド化を行った。得られたフィルムのΔｎは０．０
３１であった。このポリイミドフィルムを波長１．５５
μｍの１／４波長板として使用するためには、膜厚が１
２．５μｍである必要がある。そこでポリアミド酸溶液
のスピンコートの条件を、熱イミド化後の膜厚が１２．
５μｍとなるように変えて、上記の処理を再度繰り返し
た。このようにして得られたフィルムの延伸軸に対して
偏波面が４５度傾くように波長１．５５μｍの直線偏光
を入射したところ、透過後の光が円偏光となったことか
ら、このフィルムが１／４波長板として使用できること
が明らかとなった。実施例１と同様の方法で、光導波路
への挿入に伴う過剰損失を測定したところ、０．３ｄＢ
であった。
を、縦横の長さが５ｃｍ、厚さ３ｍｍ、結晶ｃ軸が面内
に出ている方解石基板上に塗布し、最高温度３５０℃で
熱イミド化を行った。得られたフィルムのΔｎは０．０
３１であった。このポリイミドフィルムを波長１．５５
μｍの１／４波長板として使用するためには、膜厚が１
２．５μｍである必要がある。そこでポリアミド酸溶液
のスピンコートの条件を、熱イミド化後の膜厚が１２．
５μｍとなるように変えて、上記の処理を再度繰り返し
た。このようにして得られたフィルムの延伸軸に対して
偏波面が４５度傾くように波長１．５５μｍの直線偏光
を入射したところ、透過後の光が円偏光となったことか
ら、このフィルムが１／４波長板として使用できること
が明らかとなった。実施例１と同様の方法で、光導波路
への挿入に伴う過剰損失を測定したところ、０．３ｄＢ
であった。
【００４２】実施例７ 実施例１と同様の方法で作製したポリアミド酸の溶液
を、溶液流延法の連続製膜装置にかけ、ポリカーボネー
トの支持フィルム上に流延し、７０℃の乾燥層を通し
て、幅５０ｃｍ、厚さ２５μｍのフィルムとした。その
後、ポリアミド酸のフィルムを支持フィルムからはく離
し、５０ｃｍ幅の左右をチャックで固定して、１３０℃
の低温槽と３５０℃の高温槽を通過させた。得られたフ
ィルムは５０ｃｍ幅の方向に延伸されており、中央部の
厚さは１４μｍで、０．０４５のΔｎを示した。このポ
リイミドは波長１．５５μｍの１／２波長板として使用
するためには、Δｎが０．０５５である必要がある。そ
こで、このポリイミドの延伸方向を長手方向として縦６
ｃｍ、横３ｃｍの短冊状に切り出し、その一端を上方と
して金属枠に固定すると共に、それに対向する他端を金
属枠で挟んで１２０ｇのおもりをつけ、吊り下げること
により引張り応力をかけた。これをこの状態のまま窒素
雰囲気の加熱炉に入れ、昇温速度４℃／分で昇温した。
加熱炉の左右には直径５ｃｍの石英窓が取り付けられ、
それを通して１．５５μｍのレーザー光がポリイミドフ
ィルムを貫通する構造となっている。加熱炉の左右に置
かれたリターデーション測定系により、熱処理中のポリ
イミドのその場測定が可能である。雰囲気の温度が３５
０℃を超えたところからリターデーションが増加し始
め、３６５℃でリターデーションが０．７７５となっ
た。加熱を打ち切り、室温まで自然冷却した後、再度Δ
ｎを測定したところリターデーションの変化は１％以内
であった。こうして得られたポリイミドフィルムの延伸
軸に対して偏波面が４５度傾くように波長１．５５μｍ
の直線偏光を入射したところ、透過後の偏波面が９０度
回転したことから、このフィルムが１／２波長板として
使用できることが明らかとなった。実施例１と同様の方
法で、光導波路への挿入に伴う過剰損失を測定したとこ
ろ、０．３ｄＢであった。
を、溶液流延法の連続製膜装置にかけ、ポリカーボネー
トの支持フィルム上に流延し、７０℃の乾燥層を通し
て、幅５０ｃｍ、厚さ２５μｍのフィルムとした。その
後、ポリアミド酸のフィルムを支持フィルムからはく離
し、５０ｃｍ幅の左右をチャックで固定して、１３０℃
の低温槽と３５０℃の高温槽を通過させた。得られたフ
ィルムは５０ｃｍ幅の方向に延伸されており、中央部の
厚さは１４μｍで、０．０４５のΔｎを示した。このポ
リイミドは波長１．５５μｍの１／２波長板として使用
するためには、Δｎが０．０５５である必要がある。そ
こで、このポリイミドの延伸方向を長手方向として縦６
ｃｍ、横３ｃｍの短冊状に切り出し、その一端を上方と
して金属枠に固定すると共に、それに対向する他端を金
属枠で挟んで１２０ｇのおもりをつけ、吊り下げること
により引張り応力をかけた。これをこの状態のまま窒素
雰囲気の加熱炉に入れ、昇温速度４℃／分で昇温した。
加熱炉の左右には直径５ｃｍの石英窓が取り付けられ、
それを通して１．５５μｍのレーザー光がポリイミドフ
ィルムを貫通する構造となっている。加熱炉の左右に置
かれたリターデーション測定系により、熱処理中のポリ
イミドのその場測定が可能である。雰囲気の温度が３５
０℃を超えたところからリターデーションが増加し始
め、３６５℃でリターデーションが０．７７５となっ
た。加熱を打ち切り、室温まで自然冷却した後、再度Δ
ｎを測定したところリターデーションの変化は１％以内
であった。こうして得られたポリイミドフィルムの延伸
軸に対して偏波面が４５度傾くように波長１．５５μｍ
の直線偏光を入射したところ、透過後の偏波面が９０度
回転したことから、このフィルムが１／２波長板として
使用できることが明らかとなった。実施例１と同様の方
法で、光導波路への挿入に伴う過剰損失を測定したとこ
ろ、０．３ｄＢであった。
【００４３】実施例８ 実施例７と同様の方法で作製した厚さ１４μｍ、Δｎが
０．０４５のポリイミドの延伸方向を長手方向として縦
６ｃｍ、横３ｃｍの短冊状に切り出し、長方形の金属枠
に延伸軸方向の両端を固定した。これをこの状態のまま
窒素雰囲気の加熱炉に入れ、昇温速度４℃／分で昇温し
た。雰囲気の温度が３５０℃を超えたところからリター
デーションが増加し始め、４００℃でリターデーション
が０．７７５となった。加熱を打ち切り、室温まで自然
冷却した後、再度Δｎを測定したところリターデーショ
ンの変化は１％以内であった。こうして得られたポリイ
ミドフィルムの延伸軸に対して偏波面が４５度傾くよう
に波長１．５５μｍの直線偏光を入射したところ、透過
後の偏波面が９０度回転したことから、このフィルムが
１／２波長板として使用できることが明らかとなった。
実施例１と同様の方法で、光導波路への挿入に伴う過剰
損失を測定したところ、０．３ｄＢであった。
０．０４５のポリイミドの延伸方向を長手方向として縦
６ｃｍ、横３ｃｍの短冊状に切り出し、長方形の金属枠
に延伸軸方向の両端を固定した。これをこの状態のまま
窒素雰囲気の加熱炉に入れ、昇温速度４℃／分で昇温し
た。雰囲気の温度が３５０℃を超えたところからリター
デーションが増加し始め、４００℃でリターデーション
が０．７７５となった。加熱を打ち切り、室温まで自然
冷却した後、再度Δｎを測定したところリターデーショ
ンの変化は１％以内であった。こうして得られたポリイ
ミドフィルムの延伸軸に対して偏波面が４５度傾くよう
に波長１．５５μｍの直線偏光を入射したところ、透過
後の偏波面が９０度回転したことから、このフィルムが
１／２波長板として使用できることが明らかとなった。
実施例１と同様の方法で、光導波路への挿入に伴う過剰
損失を測定したところ、０．３ｄＢであった。
【００４４】実施例９ 図１０は本発明の第９の実施例を示す図で、厚さ１ｍｍ
のシリコン基板上に作製された１本のシングルモード導
波路から構成される偏波変換器である。すなわち図１０
は、本発明によるポリイミド１／２波長板を用いた偏波
変換器を示す模式図であり、符号１は入力導波路、２は
出力導波路、３はポリイミド１／２波長板、４は溝、５
はシリコン基板を意味する。導波路は火炎堆積法と反応
性イオンエッチングにより作製された石英系の導波路で
あり、その断面はシリコン基板上に堆積された厚さ６０
μｍのクラッディング層のほぼ中央に、寸法７μｍ×７
μｍのコアが埋設された構造となっている。クラッディ
ッグとコアの比屈折率差は０．７５％である。光路の途
中には幅２０μｍ、深さ１５０μｍの溝が設けられてい
る。溝の作製には、エッチングなどの化学的な加工とダ
イシングソーなどの機械的な加工のいずれを用いてもよ
いが、本実施例では１５μｍ厚の歯（ブレード）を用い
てダンシングソーで加工した。溝の中には、実施例５で
作製され、その光学主軸が基板と４５度の角度をなすよ
うに切断された厚さ１４．５μｍのポリイミド１／２波
長板が挿入されている。この偏波変換器の入力導波路に
偏波保存のシングルモード光ファイバを接続し、導波路
基板に対して水平方向の電界をもつ偏光（水平偏波）を
入射したところ、出力導波路からは導波路基板に対して
垂直方向の電界をもつ偏光（垂直偏波）が出射された。
また同様に、垂直偏波を入射したところ、出力導波路か
らは水平偏波が出射された。水平偏波を垂直偏波に、ま
た垂直偏波を水平偏波に変換する効率を示す偏波変換度
を測定したところ、３０ｄＢであった。また、溝を加工
しポリイミド波長板を挿入したことに伴う過剰損失は
０．３ｄＢであった。
のシリコン基板上に作製された１本のシングルモード導
波路から構成される偏波変換器である。すなわち図１０
は、本発明によるポリイミド１／２波長板を用いた偏波
変換器を示す模式図であり、符号１は入力導波路、２は
出力導波路、３はポリイミド１／２波長板、４は溝、５
はシリコン基板を意味する。導波路は火炎堆積法と反応
性イオンエッチングにより作製された石英系の導波路で
あり、その断面はシリコン基板上に堆積された厚さ６０
μｍのクラッディング層のほぼ中央に、寸法７μｍ×７
μｍのコアが埋設された構造となっている。クラッディ
ッグとコアの比屈折率差は０．７５％である。光路の途
中には幅２０μｍ、深さ１５０μｍの溝が設けられてい
る。溝の作製には、エッチングなどの化学的な加工とダ
イシングソーなどの機械的な加工のいずれを用いてもよ
いが、本実施例では１５μｍ厚の歯（ブレード）を用い
てダンシングソーで加工した。溝の中には、実施例５で
作製され、その光学主軸が基板と４５度の角度をなすよ
うに切断された厚さ１４．５μｍのポリイミド１／２波
長板が挿入されている。この偏波変換器の入力導波路に
偏波保存のシングルモード光ファイバを接続し、導波路
基板に対して水平方向の電界をもつ偏光（水平偏波）を
入射したところ、出力導波路からは導波路基板に対して
垂直方向の電界をもつ偏光（垂直偏波）が出射された。
また同様に、垂直偏波を入射したところ、出力導波路か
らは水平偏波が出射された。水平偏波を垂直偏波に、ま
た垂直偏波を水平偏波に変換する効率を示す偏波変換度
を測定したところ、３０ｄＢであった。また、溝を加工
しポリイミド波長板を挿入したことに伴う過剰損失は
０．３ｄＢであった。
【００４５】実施例１０ 図１１は本発明の第１０の実施例を示す図で、本発明の
偏波変換器を、２本のシングルモード導波路から構成さ
れるマッハツェンダー干渉計を用いた導波型光波長合分
波器に適用したものである。すなわち図１１は、本発明
によるマッハツェンダー干渉計を用いた偏波無依存の導
波型光合分波器を示す模式図である。図１１において、
符号３〜５は図１０と同義であり、６は第１の入力導波
路、７は第２の入力導波路、８は第１の出力導波路、９
は第２の出力導波路、１０は第１の方向性結合器、１１
は第１の光路、１２は第２の光路、１３は第２の方向性
結合器を意味する。２本の導波路は、第１の入力導波
路、第２の入力導波路、第１の方向性結合器、第２の方
向性結合器、第１の光路、第２の光路、第１の出力導波
路、第２の出力導波路を構成している。第１及び第２の
方向性結合器の分岐比は共に５０％であり、第１及び第
２の光路はその長さがΔＬだけ異なっている。第１の光
路と第２の光路の中間点には溝が設けられ、ポリイミド
１／２波長板が挿入されている。本実施例で用いている
導波路の寸法、作製条件、伝搬特性、溝と波長板の形
状、波長板の特性等は実施例９と同じである。ポリイミ
ド光波長板は偏波変換器として作用し、第１及び第２の
光路を伝搬してきた導波光の水平偏波を垂直偏波に、ま
た垂直偏波を水平偏波に変換する。第１の入力導波路に
は光ファイバが接続される。なお、第２の入力導波路に
光ファイバを接続した場合には、以下の記述において第
１の出力と第２の出力が入れ替わるだけで、本実施例の
導波型光合分波器の動作には影響を及ぼさない。第１の
入力導波路からの導波光は第１の方向性結合器でそのパ
ワーが等分され、第１と第２の光路を独立に伝搬し、第
２の方向性結合器で再び合流した後、第１と第２の出力
導波路から取り出される。まずポリイミド光波長板によ
る偏波変換器が無い場合を考えてみると、シリコン基板
上に作製された石英系導波路は複屈折性を有するため、
水平偏波に対する屈折率と垂直偏波に対する屈折率が異
なり、結果として第１の光路と第２の光路の光路長差
が、水平偏波が入射した場合と垂直偏波を入射した場合
とで異なる。このため光波長合分波器としての特性が偏
波依存性を持つ。ここで光路長とは、光が導波する距離
に屈折率を乗じた値であり、光の進行に伴う位相の遅れ
と比例関係にある。これに対して図１１に示すように偏
波変換器が第１の光路と第２の光路の中間点にある場
合、それらの光路長差は水平偏波と垂直偏波で等しくな
る。なぜならば水平偏波で入射した光は光路の前半は水
平偏波としての屈折率を感じるが、後半は垂直偏波とし
ての屈折率を感じ、従って合計の光路長はそれらの屈折
率の平均と物理的な長さの積となる。一方、垂直偏波で
入射した光の光路長も、同様に水平偏波の屈折率と垂直
偏波の屈折率の平均と物理的な長さの積となる。その結
果として、本実施例の波長合分波器としての特性は偏波
無依存になる。
偏波変換器を、２本のシングルモード導波路から構成さ
れるマッハツェンダー干渉計を用いた導波型光波長合分
波器に適用したものである。すなわち図１１は、本発明
によるマッハツェンダー干渉計を用いた偏波無依存の導
波型光合分波器を示す模式図である。図１１において、
符号３〜５は図１０と同義であり、６は第１の入力導波
路、７は第２の入力導波路、８は第１の出力導波路、９
は第２の出力導波路、１０は第１の方向性結合器、１１
は第１の光路、１２は第２の光路、１３は第２の方向性
結合器を意味する。２本の導波路は、第１の入力導波
路、第２の入力導波路、第１の方向性結合器、第２の方
向性結合器、第１の光路、第２の光路、第１の出力導波
路、第２の出力導波路を構成している。第１及び第２の
方向性結合器の分岐比は共に５０％であり、第１及び第
２の光路はその長さがΔＬだけ異なっている。第１の光
路と第２の光路の中間点には溝が設けられ、ポリイミド
１／２波長板が挿入されている。本実施例で用いている
導波路の寸法、作製条件、伝搬特性、溝と波長板の形
状、波長板の特性等は実施例９と同じである。ポリイミ
ド光波長板は偏波変換器として作用し、第１及び第２の
光路を伝搬してきた導波光の水平偏波を垂直偏波に、ま
た垂直偏波を水平偏波に変換する。第１の入力導波路に
は光ファイバが接続される。なお、第２の入力導波路に
光ファイバを接続した場合には、以下の記述において第
１の出力と第２の出力が入れ替わるだけで、本実施例の
導波型光合分波器の動作には影響を及ぼさない。第１の
入力導波路からの導波光は第１の方向性結合器でそのパ
ワーが等分され、第１と第２の光路を独立に伝搬し、第
２の方向性結合器で再び合流した後、第１と第２の出力
導波路から取り出される。まずポリイミド光波長板によ
る偏波変換器が無い場合を考えてみると、シリコン基板
上に作製された石英系導波路は複屈折性を有するため、
水平偏波に対する屈折率と垂直偏波に対する屈折率が異
なり、結果として第１の光路と第２の光路の光路長差
が、水平偏波が入射した場合と垂直偏波を入射した場合
とで異なる。このため光波長合分波器としての特性が偏
波依存性を持つ。ここで光路長とは、光が導波する距離
に屈折率を乗じた値であり、光の進行に伴う位相の遅れ
と比例関係にある。これに対して図１１に示すように偏
波変換器が第１の光路と第２の光路の中間点にある場
合、それらの光路長差は水平偏波と垂直偏波で等しくな
る。なぜならば水平偏波で入射した光は光路の前半は水
平偏波としての屈折率を感じるが、後半は垂直偏波とし
ての屈折率を感じ、従って合計の光路長はそれらの屈折
率の平均と物理的な長さの積となる。一方、垂直偏波で
入射した光の光路長も、同様に水平偏波の屈折率と垂直
偏波の屈折率の平均と物理的な長さの積となる。その結
果として、本実施例の波長合分波器としての特性は偏波
無依存になる。
【００４６】図１２は、図１１の導波型光合分波器の分
波特性を示す図であり、横軸は信号光波長、縦軸は透過
光強度を表わす。図中の曲線はそれぞれポリイミド光波
長板を用いた偏波変換器がある場合（実線）、従来の水
晶光波長板を用いた偏波変換器がある場合（１点鎖線）
及び偏波変換器がない場合（点線）の波長合分波特性を
示す。ここでは入力光として水平偏波と垂直偏波を等し
い光量で第１の入力導波路から入射し、第１の出力導波
路からの出力を測定した。水平偏波と垂直偏波はそれぞ
れ正弦波で表わされる透過特性を示すが、偏波変換器が
無い場合は、その波長特性が水平偏波と垂直偏波とで異
なっているため、その和で表わされる全体の波長特性は
消光比の悪いものとなる。ここで消光比とは、光が最も
強く出力される波長における出力と最も弱く出力される
波長における出力との比を指している。水晶の光波長板
を用いた偏波変換器がある場合には、水平偏波と垂直偏
波でその波長特性が一致するため消光比は高くなる。し
かしながら水晶波長板が厚いために、過剰損失が４ｄＢ
と大きくなってしまう。一方、ポリイミド光波長板を用
いた偏波変換器がある場合には、偏波依存性が解消さ
れ、高い消光比が得られると共に過剰損失も０．３ｄＢ
と大幅に低くなっている。
波特性を示す図であり、横軸は信号光波長、縦軸は透過
光強度を表わす。図中の曲線はそれぞれポリイミド光波
長板を用いた偏波変換器がある場合（実線）、従来の水
晶光波長板を用いた偏波変換器がある場合（１点鎖線）
及び偏波変換器がない場合（点線）の波長合分波特性を
示す。ここでは入力光として水平偏波と垂直偏波を等し
い光量で第１の入力導波路から入射し、第１の出力導波
路からの出力を測定した。水平偏波と垂直偏波はそれぞ
れ正弦波で表わされる透過特性を示すが、偏波変換器が
無い場合は、その波長特性が水平偏波と垂直偏波とで異
なっているため、その和で表わされる全体の波長特性は
消光比の悪いものとなる。ここで消光比とは、光が最も
強く出力される波長における出力と最も弱く出力される
波長における出力との比を指している。水晶の光波長板
を用いた偏波変換器がある場合には、水平偏波と垂直偏
波でその波長特性が一致するため消光比は高くなる。し
かしながら水晶波長板が厚いために、過剰損失が４ｄＢ
と大きくなってしまう。一方、ポリイミド光波長板を用
いた偏波変換器がある場合には、偏波依存性が解消さ
れ、高い消光比が得られると共に過剰損失も０．３ｄＢ
と大幅に低くなっている。
【００４７】実施例１１ 図１３は第１１の実施例を示す図であり、本発明の偏波
変換器を導波型リング共振器に適用したものである。す
なわち図１３は、本発明による偏波無依存の導波型リン
グ共振器を示す模式図であり、符号１〜５は図１０と同
義、１０及び１３は図１１と同義、１４は入力ファイ
バ、１５はリング導波路、１６は出力ファイバを意味す
る。シリコン基板上には入力導波路、リング導波路、出
力導波路が配置され、入力導波路とリング導波路は第１
の方向性結合器、出力導波路とリング導波路は第２の方
向性結合器により結合されている。また、リング導波路
の２ヵ所には溝が設けられ、ポリイミド１／２波長板が
挿入されている。本実施例で用いている導波路の寸
法、、作製条件、伝搬特性、溝と波長板の形状、波長板
の特性等は実施例９と同じである。この原理も実施例１
０と同じで、光波長板が無い場合は導波路の複屈折のた
めにリング共振器一周の光路長が水平偏波と垂直偏波で
異なる。これを補償するために１／２波長板を挿入して
偏波変換器として機能させることによってその偏波依存
性を解消した。図１４（ａ）に本実施例としてのポリイ
ミド光波長板を挿入したときのリング共振器の波長特性
を示す。比較のため光波長板がない場合のリング共振器
の波長特性は図１４（ｂ）に示す。図１４において、横
軸は波長、縦軸は透過光強度（任意単位）を表わす。ポ
リイミド光波長板を用いた偏波変換器の使用により、水
晶波長板を用いた偏波変換器の場合に比べて１／１０以
下の低い損失得られた。なお、本実施例においては、ポ
リイミド光波長板は２ヵ所に挿入されているが本発明は
これに限定されるものではなく、偶数個であれば同様の
効果が得られることは明白である。また、１あるいは３
など奇数個の場合には、偏波依存性解消の効果はそのま
まで共振長が２倍になる。すなわち、リング導波路の長
さを１／２にすることができ、小型化が可能となること
を付記しておく。
変換器を導波型リング共振器に適用したものである。す
なわち図１３は、本発明による偏波無依存の導波型リン
グ共振器を示す模式図であり、符号１〜５は図１０と同
義、１０及び１３は図１１と同義、１４は入力ファイ
バ、１５はリング導波路、１６は出力ファイバを意味す
る。シリコン基板上には入力導波路、リング導波路、出
力導波路が配置され、入力導波路とリング導波路は第１
の方向性結合器、出力導波路とリング導波路は第２の方
向性結合器により結合されている。また、リング導波路
の２ヵ所には溝が設けられ、ポリイミド１／２波長板が
挿入されている。本実施例で用いている導波路の寸
法、、作製条件、伝搬特性、溝と波長板の形状、波長板
の特性等は実施例９と同じである。この原理も実施例１
０と同じで、光波長板が無い場合は導波路の複屈折のた
めにリング共振器一周の光路長が水平偏波と垂直偏波で
異なる。これを補償するために１／２波長板を挿入して
偏波変換器として機能させることによってその偏波依存
性を解消した。図１４（ａ）に本実施例としてのポリイ
ミド光波長板を挿入したときのリング共振器の波長特性
を示す。比較のため光波長板がない場合のリング共振器
の波長特性は図１４（ｂ）に示す。図１４において、横
軸は波長、縦軸は透過光強度（任意単位）を表わす。ポ
リイミド光波長板を用いた偏波変換器の使用により、水
晶波長板を用いた偏波変換器の場合に比べて１／１０以
下の低い損失得られた。なお、本実施例においては、ポ
リイミド光波長板は２ヵ所に挿入されているが本発明は
これに限定されるものではなく、偶数個であれば同様の
効果が得られることは明白である。また、１あるいは３
など奇数個の場合には、偏波依存性解消の効果はそのま
まで共振長が２倍になる。すなわち、リング導波路の長
さを１／２にすることができ、小型化が可能となること
を付記しておく。
【００４８】実施例１２ 図１５は本発明の第１２の実施例を示す図であり、本発
明の偏波変換器をアレイ導波路型回折格子を用いた光合
分波器に適用したものである。すなわち図１５は、本発
明によるアレイ導波路回折格子を用いた偏波無依存の導
波型光合分波器を示す模式図であり、符号１〜５は図１
０と同義であり、１７は第１のスラブ導波路、１８は第
２のスラブ導波路、１９はチャンネル導波路、２０はア
レイ導波路を意味する。シリコン基板上には入力導波
路、第１のスラブ導波路、アレイ導波路、第２のスラブ
導波路、複数の出力導波路が順次接続されている。２つ
のスラブ導波路はそれぞれ入力導波路あるいは出力導波
路端を曲率中心とする扇型である。アレイ導波路は長さ
がΔＬずつ異なる複数のチャンネル導波路から構成され
ている。溝が作製され、その中にはポリイミド１／２波
長板が挿入されている。本実施例で用いている導波路の
寸法、作製条件、伝搬特性、溝と波長板の形状、波長板
の特性等は実施例９と同じである。１／２波長板は各チ
ャンネル導波路の中間点に配置される必要があり、ここ
では各チャンネル導波路の中間点が１直線上に並ぶよう
に、アレイ導波路を左右対称に設計し、溝が連続した１
つの直線になるようにしてある。このとき１／２波長板
は、アレイ導波路を構成するすべてのチャンネル導波路
を横切る長さを持つもの１枚で十分である。設計によっ
ては左右対称でない場合もありうるが、その時には溝が
一直線上にないため、チャンネル導波路の数の１／２波
長板を挿入する必要があり、作業量が増加するので好ま
しくない。アレイ導波路回折格子に本発明の偏波変換器
を適用したときの偏波依存性解消の効果は実施例９のマ
ッハツェンダー干渉計の場合と同様である。図１６は、
図１５の導波型光合分波器の分波特性を示す図であり、
横軸は信号光波長、縦軸は損失を表わす。図中の曲線は
それぞれポリイミド光波長板を用いた偏波変換器がある
場合（実線）、従来の水晶波長板を用いた偏波変換器が
ある場合（１点鎖線）及び偏波変換器がない場合（点
線）の波長合分波特性を示す。ポリイミド光波長板を用
いた偏波変換器を使用した場合、偏波依存性が解消され
ると共に、損失が０．３ｄＢと大幅に低くなっている。
明の偏波変換器をアレイ導波路型回折格子を用いた光合
分波器に適用したものである。すなわち図１５は、本発
明によるアレイ導波路回折格子を用いた偏波無依存の導
波型光合分波器を示す模式図であり、符号１〜５は図１
０と同義であり、１７は第１のスラブ導波路、１８は第
２のスラブ導波路、１９はチャンネル導波路、２０はア
レイ導波路を意味する。シリコン基板上には入力導波
路、第１のスラブ導波路、アレイ導波路、第２のスラブ
導波路、複数の出力導波路が順次接続されている。２つ
のスラブ導波路はそれぞれ入力導波路あるいは出力導波
路端を曲率中心とする扇型である。アレイ導波路は長さ
がΔＬずつ異なる複数のチャンネル導波路から構成され
ている。溝が作製され、その中にはポリイミド１／２波
長板が挿入されている。本実施例で用いている導波路の
寸法、作製条件、伝搬特性、溝と波長板の形状、波長板
の特性等は実施例９と同じである。１／２波長板は各チ
ャンネル導波路の中間点に配置される必要があり、ここ
では各チャンネル導波路の中間点が１直線上に並ぶよう
に、アレイ導波路を左右対称に設計し、溝が連続した１
つの直線になるようにしてある。このとき１／２波長板
は、アレイ導波路を構成するすべてのチャンネル導波路
を横切る長さを持つもの１枚で十分である。設計によっ
ては左右対称でない場合もありうるが、その時には溝が
一直線上にないため、チャンネル導波路の数の１／２波
長板を挿入する必要があり、作業量が増加するので好ま
しくない。アレイ導波路回折格子に本発明の偏波変換器
を適用したときの偏波依存性解消の効果は実施例９のマ
ッハツェンダー干渉計の場合と同様である。図１６は、
図１５の導波型光合分波器の分波特性を示す図であり、
横軸は信号光波長、縦軸は損失を表わす。図中の曲線は
それぞれポリイミド光波長板を用いた偏波変換器がある
場合（実線）、従来の水晶波長板を用いた偏波変換器が
ある場合（１点鎖線）及び偏波変換器がない場合（点
線）の波長合分波特性を示す。ポリイミド光波長板を用
いた偏波変換器を使用した場合、偏波依存性が解消され
ると共に、損失が０．３ｄＢと大幅に低くなっている。
【００４９】実施例１３ 図１７は第１３の実施例を示す図であり、本発明の偏波
変換器を方向結合器に適用したものである。すなわち図
１７は、本発明による偏波無依存の導波型方向性結合器
を示す模式図であり、符号３〜９は図１１と同義、２１
は方向性結合器を意味する。シリコン基板上には第１の
入力導波路、第２の入力導波路、方向性結合器、第１の
出力導波路、第２の出力導波路が作製され、更に方向性
結合器の中間点には溝が設けられ、その中にポリイミド
１／２波長板が挿入されている。本実施例で用いている
導波路の寸法、作製条件、伝搬特性、溝と波長板の形
状、波長板の特性等は実施例９と同じである。方向性結
合器の長さＬは完全結合長の半分で、このデバイスが３
ｄＢカプラ（分岐比１対１）として動作するように設計
されているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、様々な分岐比を有する方向性結合器に適用できる。
方向性結合器における２つの伝搬モード（偶モードと奇
モード）の実効屈折率をそれぞれｎe 、ｎo として、水
平偏波に（ＴＥ）、垂直偏波に（ＴＭ）の添え字を付け
る。第１の入力導波路から伝搬してきた光により方向性
結合器の左端では偶モードと奇モードが励振される。途
中で水平偏波と垂直偏波が交換されるので、偶モードと
奇モードの光路長の差は以下のようになる。水平偏波の
入力に対して、
変換器を方向結合器に適用したものである。すなわち図
１７は、本発明による偏波無依存の導波型方向性結合器
を示す模式図であり、符号３〜９は図１１と同義、２１
は方向性結合器を意味する。シリコン基板上には第１の
入力導波路、第２の入力導波路、方向性結合器、第１の
出力導波路、第２の出力導波路が作製され、更に方向性
結合器の中間点には溝が設けられ、その中にポリイミド
１／２波長板が挿入されている。本実施例で用いている
導波路の寸法、作製条件、伝搬特性、溝と波長板の形
状、波長板の特性等は実施例９と同じである。方向性結
合器の長さＬは完全結合長の半分で、このデバイスが３
ｄＢカプラ（分岐比１対１）として動作するように設計
されているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、様々な分岐比を有する方向性結合器に適用できる。
方向性結合器における２つの伝搬モード（偶モードと奇
モード）の実効屈折率をそれぞれｎe 、ｎo として、水
平偏波に（ＴＥ）、垂直偏波に（ＴＭ）の添え字を付け
る。第１の入力導波路から伝搬してきた光により方向性
結合器の左端では偶モードと奇モードが励振される。途
中で水平偏波と垂直偏波が交換されるので、偶モードと
奇モードの光路長の差は以下のようになる。水平偏波の
入力に対して、
【００５０】
【数１】〔ｎe(TE) Ｌ／２＋ｎe(TM) Ｌ／２〕−〔ｎ
o(TE) Ｌ／２＋ｎo(TM) Ｌ／２〕
o(TE) Ｌ／２＋ｎo(TM) Ｌ／２〕
【００５１】垂直偏波の入力に対して、
【００５２】
【数２】〔ｎe(TM) Ｌ／２＋ｎe(TE) Ｌ／２〕−〔ｎ
o(TM) Ｌ／２＋ｎo(TE) Ｌ／２〕
o(TM) Ｌ／２＋ｎo(TE) Ｌ／２〕
【００５３】であり、両者の値は一致する。したがっ
て、方向性結合器としての分岐比に偏波依存性はない。
方向性結合器の長さＬは式（数１）及び式（数２）の値
が波長の１／４になるように設定されているので、等分
（１対１）分配された光が第１及び第２の出力導波路か
ら取り出される。もちろん、本発明は分岐比が１対１の
ものに限定されるものではなく、様々な分岐比のものに
適用できることは明らかである。本実施例の方向性結合
器にポリイミド光波長板を用いた偏波変換器を使用した
場合、分岐比に偏波依存性は見られず、過剰損失は０．
３ｄＢであった。
て、方向性結合器としての分岐比に偏波依存性はない。
方向性結合器の長さＬは式（数１）及び式（数２）の値
が波長の１／４になるように設定されているので、等分
（１対１）分配された光が第１及び第２の出力導波路か
ら取り出される。もちろん、本発明は分岐比が１対１の
ものに限定されるものではなく、様々な分岐比のものに
適用できることは明らかである。本実施例の方向性結合
器にポリイミド光波長板を用いた偏波変換器を使用した
場合、分岐比に偏波依存性は見られず、過剰損失は０．
３ｄＢであった。
【００５４】実施例１４ 図１８は第１４の実施例を示す図であり、本発明の偏波
変換器を位相変調器に適用したものである。すなわち図
１８は、本発明による偏波無依存の導波型位相変調器を
示す模式図であり、符号３及び４は図１０と同義であ
り、２２は＋電極、２３は−電極、２４はＬｉＮｂＯ3
基板、２５はＴｉ拡散導波路を意味する。鏡面研磨を行
ったニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）基板にチタン
（Ｔｉ）膜を堆積し、パターニングした後、１０００度
程度に高温雰囲気でＴｉを熱拡散させ光導波路を作製し
た。更に金（Ａｕ）電極を導波路近傍に作製することに
より位相変調器を作製した。図に示す＋電極と−電極の
間に電圧を印加すると電気光学効果によって導波路の屈
折率が変化する。しかし電気光学効果がもたらす屈折率
の変化は偏波依存性を持つため、光の受ける位相変化量
も水平偏波と垂直偏波で異なることになる。そこで、位
相変調器の中央に溝を作製し、その中にポリイミド１／
２波長板を挿入した。偏波変換器としてのポリイミド１
／２波長板を、その光学主軸が導波路基板と４５度の角
度をなすように挿入することによって、偏波無依存の位
相変調器を実現した。本実施例で用いている溝と波長板
の形状、波長板の特性等は実施例９と同じである。ポリ
イミド光波長板を用いた偏波変換器を使用することによ
る過剰損失は２．０ｄＢであった。ＬｉＮｂＯ3 基板は
石英に比べて脆性が大きく、精密な溝加工は困難であ
る。過剰損失がこのように大きくなったのは、溝の加工
精度の不十分であることによると推定される。
変換器を位相変調器に適用したものである。すなわち図
１８は、本発明による偏波無依存の導波型位相変調器を
示す模式図であり、符号３及び４は図１０と同義であ
り、２２は＋電極、２３は−電極、２４はＬｉＮｂＯ3
基板、２５はＴｉ拡散導波路を意味する。鏡面研磨を行
ったニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）基板にチタン
（Ｔｉ）膜を堆積し、パターニングした後、１０００度
程度に高温雰囲気でＴｉを熱拡散させ光導波路を作製し
た。更に金（Ａｕ）電極を導波路近傍に作製することに
より位相変調器を作製した。図に示す＋電極と−電極の
間に電圧を印加すると電気光学効果によって導波路の屈
折率が変化する。しかし電気光学効果がもたらす屈折率
の変化は偏波依存性を持つため、光の受ける位相変化量
も水平偏波と垂直偏波で異なることになる。そこで、位
相変調器の中央に溝を作製し、その中にポリイミド１／
２波長板を挿入した。偏波変換器としてのポリイミド１
／２波長板を、その光学主軸が導波路基板と４５度の角
度をなすように挿入することによって、偏波無依存の位
相変調器を実現した。本実施例で用いている溝と波長板
の形状、波長板の特性等は実施例９と同じである。ポリ
イミド光波長板を用いた偏波変換器を使用することによ
る過剰損失は２．０ｄＢであった。ＬｉＮｂＯ3 基板は
石英に比べて脆性が大きく、精密な溝加工は困難であ
る。過剰損失がこのように大きくなったのは、溝の加工
精度の不十分であることによると推定される。
【００５５】実施例１５ 図１９は第１５の実施例を示す図であり、本発明の偏波
変換器を偏波ビームスプリッターに適用したものであ
る。すなわち、図１９は、本発明による偏波無依存の導
波型偏波ビームスプリッタを示す模式図であり、符号４
〜１３は図１１と同義であり、３６はポリイミド１／４
波長板を意味する。この導波型光デバイスは実施例１０
に示したものと類似しているが、その第１の光路と第２
の光路の光路長差が使用波長の１／４波長（λ／４）で
あること、光路に挿入するポリイミド光波長板が１／２
波長板ではなく１／４波長板であること、そして光波長
板の主軸の角度が４５度でないことが異なる。第１の光
路に挿入した光波長板はその光学主軸が導波路基板と垂
直になっており、それゆえ偏波モード間の結合は無い
が、垂直偏波が水平偏波に比べて相対的に１／４波長長
い光路長を感じる。一方、第２の光路については１／４
波長板の光学主軸を導波路基板に対して並行に挿入して
いるため水平偏波が垂直偏波に比べて相対的に１／４波
長長い光路長を感じる。また元々の回路設計で第２の光
路が第１の光路よりも１／４波長長くなっているために
各モードの光路長は以下に羅列するようになる。 第１の光路の垂直偏波 α＋λ／４ 第１の光路の水平偏波 α 第２の光路の垂直偏波 α＋λ／４ 第２の光路の水平偏波 α＋λ／４＋λ／４ よって垂直偏波は２つのアーム導波路の光路長差がない
ために第１の入力導波路から入射するとクロスポートで
ある第２の出力導波路から出力される。一方、水平偏波
はアーム導波路の光路長差が１／２波長あるために、第
１の入力導波路から入射するとスルーポートである第１
の出力導波路から出力される。すなわち、この回路は偏
波ビームスプリッタとして機能することになる。本実施
例で用いている導波路の寸法、作製条件、伝搬特性、溝
と波長板の形状等は実施例９と同じである。ポリイミド
１／４波長板は実施例２で作製したものを用いた。第１
の入力導波路から垂直偏波を入射したところ、出射光は
クロスポートである第２の出力導波路から出力され、一
方、第１の入力導波路から水平偏波を入射したところ、
出射光はスルーポートである第１の出力導波路から出力
された。ポリイミド光波長板を用いた偏波変換器を使用
することによる過剰損失は０．３ｄＢであった。
変換器を偏波ビームスプリッターに適用したものであ
る。すなわち、図１９は、本発明による偏波無依存の導
波型偏波ビームスプリッタを示す模式図であり、符号４
〜１３は図１１と同義であり、３６はポリイミド１／４
波長板を意味する。この導波型光デバイスは実施例１０
に示したものと類似しているが、その第１の光路と第２
の光路の光路長差が使用波長の１／４波長（λ／４）で
あること、光路に挿入するポリイミド光波長板が１／２
波長板ではなく１／４波長板であること、そして光波長
板の主軸の角度が４５度でないことが異なる。第１の光
路に挿入した光波長板はその光学主軸が導波路基板と垂
直になっており、それゆえ偏波モード間の結合は無い
が、垂直偏波が水平偏波に比べて相対的に１／４波長長
い光路長を感じる。一方、第２の光路については１／４
波長板の光学主軸を導波路基板に対して並行に挿入して
いるため水平偏波が垂直偏波に比べて相対的に１／４波
長長い光路長を感じる。また元々の回路設計で第２の光
路が第１の光路よりも１／４波長長くなっているために
各モードの光路長は以下に羅列するようになる。 第１の光路の垂直偏波 α＋λ／４ 第１の光路の水平偏波 α 第２の光路の垂直偏波 α＋λ／４ 第２の光路の水平偏波 α＋λ／４＋λ／４ よって垂直偏波は２つのアーム導波路の光路長差がない
ために第１の入力導波路から入射するとクロスポートで
ある第２の出力導波路から出力される。一方、水平偏波
はアーム導波路の光路長差が１／２波長あるために、第
１の入力導波路から入射するとスルーポートである第１
の出力導波路から出力される。すなわち、この回路は偏
波ビームスプリッタとして機能することになる。本実施
例で用いている導波路の寸法、作製条件、伝搬特性、溝
と波長板の形状等は実施例９と同じである。ポリイミド
１／４波長板は実施例２で作製したものを用いた。第１
の入力導波路から垂直偏波を入射したところ、出射光は
クロスポートである第２の出力導波路から出力され、一
方、第１の入力導波路から水平偏波を入射したところ、
出射光はスルーポートである第１の出力導波路から出力
された。ポリイミド光波長板を用いた偏波変換器を使用
することによる過剰損失は０．３ｄＢであった。
【００５６】なお、本実施例では１／４波長板を２枚用
いる方法を示したが、一枚の１／２波長板を、その光学
主軸が導波路基板に水平あるいは垂直になるように挿入
し、熱光学位相シフタなどの位相制御器を合せて用いる
ことによって、偏波ビームスプリッタを実現すことも可
能である。これを図２０に示す。すなわち、図２０は、
本発明による偏波無依存の熱光学位相シフタを用いた導
波型偏波ビームスプリッタを示す模式図であり、符号３
〜１３は図１１と同義、２６は熱光学位相シフタを意味
する。熱光学位相シフタとは導波路表面に薄膜ヒータを
設け、これを加熱することによって導波路温度を制御
し、熱光学効果を利用して光の位相を制御するものであ
る。
いる方法を示したが、一枚の１／２波長板を、その光学
主軸が導波路基板に水平あるいは垂直になるように挿入
し、熱光学位相シフタなどの位相制御器を合せて用いる
ことによって、偏波ビームスプリッタを実現すことも可
能である。これを図２０に示す。すなわち、図２０は、
本発明による偏波無依存の熱光学位相シフタを用いた導
波型偏波ビームスプリッタを示す模式図であり、符号３
〜１３は図１１と同義、２６は熱光学位相シフタを意味
する。熱光学位相シフタとは導波路表面に薄膜ヒータを
設け、これを加熱することによって導波路温度を制御
し、熱光学効果を利用して光の位相を制御するものであ
る。
【００５７】実施例１６ 図２１は第１６の実施例を示す図である。すなわち図２
１は、本発明による偏波ビームスプリッタと磁性導波路
を用いた偏波無依存の光サーキュレータを示す模式図で
あり、符号３、４及び６〜９は図１１と同義、２７は第
１の偏波ビームスプリッタ、２８は第１の偏波ビームス
プリッタの第１の出力導波路、２９は第１の偏波ビーム
スプリッタの第２の出力導波路、３０は磁性導波路、３
１は磁性導波路からなる非相反素子、３２は第２の偏波
ビームスプリッタ、３３は第２の偏波ビームスプリッタ
の第１の入力導波路、３４は第２の偏波ビームスプリッ
タの第２の入力導波路を意味する。この導波型光デバイ
スは実施例１４で示した偏波ビームスプリッタと磁性導
波路、及び本発明のポリイミド光波長板とから構成され
る。
１は、本発明による偏波ビームスプリッタと磁性導波路
を用いた偏波無依存の光サーキュレータを示す模式図で
あり、符号３、４及び６〜９は図１１と同義、２７は第
１の偏波ビームスプリッタ、２８は第１の偏波ビームス
プリッタの第１の出力導波路、２９は第１の偏波ビーム
スプリッタの第２の出力導波路、３０は磁性導波路、３
１は磁性導波路からなる非相反素子、３２は第２の偏波
ビームスプリッタ、３３は第２の偏波ビームスプリッタ
の第１の入力導波路、３４は第２の偏波ビームスプリッ
タの第２の入力導波路を意味する。この導波型光デバイ
スは実施例１４で示した偏波ビームスプリッタと磁性導
波路、及び本発明のポリイミド光波長板とから構成され
る。
【００５８】その動作原理をまず第１の入力導波路から
光を入射した場合について述べる。第１の入力導波路か
ら入射された光は第１の偏波ビームスプリッタによっ
て、垂直偏波はクロスポートである第１の偏波ビームス
プリッタの第２の出力導波路へ、また水平偏波はスルー
ポートである第１の偏波ビームスプリッタの第１の出力
導波路へ透過する。各々の光は磁性導波路中でファラデ
ー回転を受けて偏波面が４５度回転するよう設計されて
いる。更にポリイミド１／２波長板がその主軸を導波路
基板に対して２２．５度傾けて配置してあるために、透
過光の偏波面は更に４５度回転する。その結果、第１の
偏波ビームスプリッタの第１の出力導波路から出力され
た水平偏波は垂直偏波に変換され第２の偏波ビームスプ
リッタの第１の入力導波路に、一方、第１の偏波ビーム
スプリッタの第２の出力導波路から出力された垂直偏波
は水平偏波に変換され第２の偏波ビームスプリッタの第
２の入力導波路に入射される。その後第２の偏波ビーム
スプリッタで垂直偏波はクロスポートへ、水平偏波はス
ルーポートへ透過するため、２つの偏波は合波されて第
２の出力導波路から出力される。結局、第１の入力導波
路から入射した光はその偏波状態に依存せず第２の出力
導波路から出力され、同様に第２の入力導波路から入射
された光は第１の出力導波路から出力される。次に入射
ポートを反対にして、第２の出力導波路から光を入射し
た場合を考える。第２の偏波ビームスプリッタにより垂
直偏波はクロスポートである第２の偏波ビームスプリッ
タの第１の入力導波路へ、一方、水平偏波はスルーポー
トである第２の偏波ビームスプリッタの第２の入力導波
路へ透過する。その後各々の光がポリイミド１／２波長
板で偏波面が４５度回転する。ここまでは相反素子の原
理からリバーシブルな動作であるが、磁性導波路は非相
反素子であるため、図２１で光が左から右へ光が透過す
る場合と反対に右から左へ光が透過する場合とでは偏波
面の回転方向が反対になる。このため第２の偏波ビーム
スプリッタの第１の入力導波路から入射した垂直偏波は
垂直偏波のまま第１の偏波ビームスプリッタの第１の出
力導波路に透過され、第２の偏波ビームスプリッタの第
２の入力導波路から入射した水平偏波は水平偏波のまま
第１の偏波ビームスプリッタの第２の出力導波路に透過
する。これらの光は第１の偏波ビームスプリッタで合波
されて第２の入力導波路から出力される。同様に第１の
出力導波路から入射された光はその偏波状態に依存せ
ず、第１の入力導波路から出力される。すなわち、この
導波型光デバイスは偏波無依存のサーキュレータとして
機能することになる。また、このデバイスは第１の入力
導波路から光を入射させ、第２の出力導波路から光を取
り出すことによって、偏波無依存の導波路型アイソレー
タとして機能することも付記しておく。本実施例で用い
ている導波路の寸法、作製条件、伝搬特性、溝と波長板
の形状、波長板の特性等は実施例９と同じである。導波
回路の設計どおり、第１の入力導波路から入射した光は
その偏波状態に依存せず第２の出力導波路から出力さ
れ、また、第２の入力導波路から入射された光は第１の
出力導波路から出力された。一方、第１の出力導波路か
ら入射した光はその偏波状態に依存せず第１の入力導波
路から出力され、また第２の出力導波路から入射された
光は第２の入力導波路から出力された。ポリイミド光波
長板を用いた偏波変換器を使用することによる合計の過
剰損失は０．９ｄＢであった。
光を入射した場合について述べる。第１の入力導波路か
ら入射された光は第１の偏波ビームスプリッタによっ
て、垂直偏波はクロスポートである第１の偏波ビームス
プリッタの第２の出力導波路へ、また水平偏波はスルー
ポートである第１の偏波ビームスプリッタの第１の出力
導波路へ透過する。各々の光は磁性導波路中でファラデ
ー回転を受けて偏波面が４５度回転するよう設計されて
いる。更にポリイミド１／２波長板がその主軸を導波路
基板に対して２２．５度傾けて配置してあるために、透
過光の偏波面は更に４５度回転する。その結果、第１の
偏波ビームスプリッタの第１の出力導波路から出力され
た水平偏波は垂直偏波に変換され第２の偏波ビームスプ
リッタの第１の入力導波路に、一方、第１の偏波ビーム
スプリッタの第２の出力導波路から出力された垂直偏波
は水平偏波に変換され第２の偏波ビームスプリッタの第
２の入力導波路に入射される。その後第２の偏波ビーム
スプリッタで垂直偏波はクロスポートへ、水平偏波はス
ルーポートへ透過するため、２つの偏波は合波されて第
２の出力導波路から出力される。結局、第１の入力導波
路から入射した光はその偏波状態に依存せず第２の出力
導波路から出力され、同様に第２の入力導波路から入射
された光は第１の出力導波路から出力される。次に入射
ポートを反対にして、第２の出力導波路から光を入射し
た場合を考える。第２の偏波ビームスプリッタにより垂
直偏波はクロスポートである第２の偏波ビームスプリッ
タの第１の入力導波路へ、一方、水平偏波はスルーポー
トである第２の偏波ビームスプリッタの第２の入力導波
路へ透過する。その後各々の光がポリイミド１／２波長
板で偏波面が４５度回転する。ここまでは相反素子の原
理からリバーシブルな動作であるが、磁性導波路は非相
反素子であるため、図２１で光が左から右へ光が透過す
る場合と反対に右から左へ光が透過する場合とでは偏波
面の回転方向が反対になる。このため第２の偏波ビーム
スプリッタの第１の入力導波路から入射した垂直偏波は
垂直偏波のまま第１の偏波ビームスプリッタの第１の出
力導波路に透過され、第２の偏波ビームスプリッタの第
２の入力導波路から入射した水平偏波は水平偏波のまま
第１の偏波ビームスプリッタの第２の出力導波路に透過
する。これらの光は第１の偏波ビームスプリッタで合波
されて第２の入力導波路から出力される。同様に第１の
出力導波路から入射された光はその偏波状態に依存せ
ず、第１の入力導波路から出力される。すなわち、この
導波型光デバイスは偏波無依存のサーキュレータとして
機能することになる。また、このデバイスは第１の入力
導波路から光を入射させ、第２の出力導波路から光を取
り出すことによって、偏波無依存の導波路型アイソレー
タとして機能することも付記しておく。本実施例で用い
ている導波路の寸法、作製条件、伝搬特性、溝と波長板
の形状、波長板の特性等は実施例９と同じである。導波
回路の設計どおり、第１の入力導波路から入射した光は
その偏波状態に依存せず第２の出力導波路から出力さ
れ、また、第２の入力導波路から入射された光は第１の
出力導波路から出力された。一方、第１の出力導波路か
ら入射した光はその偏波状態に依存せず第１の入力導波
路から出力され、また第２の出力導波路から入射された
光は第２の入力導波路から出力された。ポリイミド光波
長板を用いた偏波変換器を使用することによる合計の過
剰損失は０．９ｄＢであった。
【００５９】実施例１７ 図２２は第１７の実施例を説明するための図である。す
なわち図２２は、本発明によるポリイミド１／４波長板
と反射層を用いた偏波変換器を示す模式図であり、符号
１、２及び５は図１０と同義、３５は誘電体多層膜、３
６はポリイミド１／４波長板を意味する。本導波型光デ
バイスの原理は実施例９の偏波変換器と同じであるが、
その偏波変換をポリイミド１／４波長板と反射膜を用い
て行う点が異なっている。導波路端面に配置されたポリ
イミド１／４波長板はその光学主軸が導波路基板に対し
て４５度の角度をなすように接着されており、また光波
長板の導波路に接する面と対向する面には導波光を反射
させるための反射コートが施されている。本実施例では
誘電体多層膜を利用した反射コートを行ったが、これは
金属反射膜を利用することも可能である。本実施例で用
いている導波路の寸法、作製条件、伝搬特性等は実施例
９と同じである。入力導波路から入射した光はポリイミ
ド１／４波長板を透過し、誘電多層膜で反射された後、
再び１／４波長板を透過して出力導波路へ出射する。結
果として１／４波長板を２度透過するため、１／２波長
板を透過したのと同じ効果が得られることになる。この
偏波変換器の入力導波路に偏波保存のシングルモード光
ファイバを接続し、導波路基板に対して水平方向の電界
をもつ偏光（水平偏波）を入射したところ、出力導波路
からは導波路基板に対して垂直方向の電界をもつ偏光
（垂直偏波）が出射された。また同様に、垂直偏波を入
射したところ、出力導波路からは水平偏波が出射され
た。水平偏波を垂直偏波に、また垂直偏波を水平偏波に
変換する効率を示す偏波変換度を測定したところ、３０
ｄＢであった。本実施例の長所は、導波回路中に光波長
板を挿入するための溝の作製が必要ないことである。実
施例１４で示したように、ＬｉＮｂＯ3 などの基板は脆
性が大きく精密な溝加工が困難である。本実施例の方法
はこのような基板に作製された導波型光デバイスへの適
用が有効と考えられる。なお、本実施例では入力導波路
と出力導波路は別々のものを用いたが、入力導波路、出
力導波路として同一の導波路を用いることも可能である
ことを付記しておく。
なわち図２２は、本発明によるポリイミド１／４波長板
と反射層を用いた偏波変換器を示す模式図であり、符号
１、２及び５は図１０と同義、３５は誘電体多層膜、３
６はポリイミド１／４波長板を意味する。本導波型光デ
バイスの原理は実施例９の偏波変換器と同じであるが、
その偏波変換をポリイミド１／４波長板と反射膜を用い
て行う点が異なっている。導波路端面に配置されたポリ
イミド１／４波長板はその光学主軸が導波路基板に対し
て４５度の角度をなすように接着されており、また光波
長板の導波路に接する面と対向する面には導波光を反射
させるための反射コートが施されている。本実施例では
誘電体多層膜を利用した反射コートを行ったが、これは
金属反射膜を利用することも可能である。本実施例で用
いている導波路の寸法、作製条件、伝搬特性等は実施例
９と同じである。入力導波路から入射した光はポリイミ
ド１／４波長板を透過し、誘電多層膜で反射された後、
再び１／４波長板を透過して出力導波路へ出射する。結
果として１／４波長板を２度透過するため、１／２波長
板を透過したのと同じ効果が得られることになる。この
偏波変換器の入力導波路に偏波保存のシングルモード光
ファイバを接続し、導波路基板に対して水平方向の電界
をもつ偏光（水平偏波）を入射したところ、出力導波路
からは導波路基板に対して垂直方向の電界をもつ偏光
（垂直偏波）が出射された。また同様に、垂直偏波を入
射したところ、出力導波路からは水平偏波が出射され
た。水平偏波を垂直偏波に、また垂直偏波を水平偏波に
変換する効率を示す偏波変換度を測定したところ、３０
ｄＢであった。本実施例の長所は、導波回路中に光波長
板を挿入するための溝の作製が必要ないことである。実
施例１４で示したように、ＬｉＮｂＯ3 などの基板は脆
性が大きく精密な溝加工が困難である。本実施例の方法
はこのような基板に作製された導波型光デバイスへの適
用が有効と考えられる。なお、本実施例では入力導波路
と出力導波路は別々のものを用いたが、入力導波路、出
力導波路として同一の導波路を用いることも可能である
ことを付記しておく。
【００６０】比較例１ 石英系の埋め込み型光導波路に幅１００μｍ、深さ１０
０μｍの溝を導波路方向に対して直角に切っておき、水
晶からなる波長１．５５μｍの１／２波長板（厚さ９１
μｍ）を、その光学主軸が導波路基板に対して４５度の
角度をなすように切断し、溝に挿入後、過剰損失を測定
したところ、４ｄＢであった。
０μｍの溝を導波路方向に対して直角に切っておき、水
晶からなる波長１．５５μｍの１／２波長板（厚さ９１
μｍ）を、その光学主軸が導波路基板に対して４５度の
角度をなすように切断し、溝に挿入後、過剰損失を測定
したところ、４ｄＢであった。
【００６１】比較例２ 直径４インチのシリコンウェハに、実施例１において作
製したポリアミド酸の溶液をスピンコート法により塗布
し、最高温度３５０℃で熱イミド化を行った。このフィ
ルムを基板からはく離し、短冊状に切り出して、引張り
試験機（インストロン）にかけ、室温状態のまま一軸延
伸を行ったが、約１％伸びたところで破断した。得られ
たフィルムの膜厚は１０．１μｍ、Δｎは０．０００８
であった。このポリイミドフィルムを波長１．５５μｍ
の１／２波長板として使用するためには約１ｍｍの膜厚
とする必要があり、挿入損失は４ｄＢ以上と試算される
ため、光波長板としての使用は不可能であることが判明
した。
製したポリアミド酸の溶液をスピンコート法により塗布
し、最高温度３５０℃で熱イミド化を行った。このフィ
ルムを基板からはく離し、短冊状に切り出して、引張り
試験機（インストロン）にかけ、室温状態のまま一軸延
伸を行ったが、約１％伸びたところで破断した。得られ
たフィルムの膜厚は１０．１μｍ、Δｎは０．０００８
であった。このポリイミドフィルムを波長１．５５μｍ
の１／２波長板として使用するためには約１ｍｍの膜厚
とする必要があり、挿入損失は４ｄＢ以上と試算される
ため、光波長板としての使用は不可能であることが判明
した。
【００６２】
【発明の効果】本発明によれば、従来の無機単結晶材料
に代って、製造が容易で柔軟性があり、水晶を用いた光
波長板に比べて膜厚が薄いため挿入損失が少なく、しか
も３００℃以上の高い耐熱性を持った光波長板を提供す
ることができ、主に導波型光デバイスの高性能化、低価
格化と作製プロセスの効率化といった点に寄与すること
ができる。また実施例に示したように様々な光導波回路
に光波長板を挿入することによってその機能、性能を向
上させることができるばかりでなく、新しい型の導波型
光デバイスの作製にも寄与することができる。
に代って、製造が容易で柔軟性があり、水晶を用いた光
波長板に比べて膜厚が薄いため挿入損失が少なく、しか
も３００℃以上の高い耐熱性を持った光波長板を提供す
ることができ、主に導波型光デバイスの高性能化、低価
格化と作製プロセスの効率化といった点に寄与すること
ができる。また実施例に示したように様々な光導波回路
に光波長板を挿入することによってその機能、性能を向
上させることができるばかりでなく、新しい型の導波型
光デバイスの作製にも寄与することができる。
【図１】光導波路に波長板を挿入した場合の、波長板の
厚さに対する過剰損失の依存性を示す図。
厚さに対する過剰損失の依存性を示す図。
【図２】ポリイミドフィルムの屈折率異方性を表わす屈
折率楕円体に対する配向処理の効果を説明する図。
折率楕円体に対する配向処理の効果を説明する図。
【図３】ポリアミド酸フィルムに吊り下げるおもりの重
量と得られる面内複屈折の関係を表わす図。
量と得られる面内複屈折の関係を表わす図。
【図４】熱イミド化における昇温速度と得られる面内複
屈折の関係を表わす図。
屈折の関係を表わす図。
【図５】熱イミド化における最高温度と得られる面内複
屈折の関係を表わす図。
屈折の関係を表わす図。
【図６】熱イミド化におけるポリイミドフィルムの最大
の伸びと得られる面内複屈折の関係を表わす図。
の伸びと得られる面内複屈折の関係を表わす図。
【図７】面内複屈折を有するＰＭＤＡ／ＴＦＤＢフィル
ムの、光透過性とリターデーションの波長依存性を表わ
す図。
ムの、光透過性とリターデーションの波長依存性を表わ
す図。
【図８】面内複屈折を有するＰＭＤＡ／ＯＤＡフィルム
の、光透過性とリターデーションの波長依存性を表わす
図。
の、光透過性とリターデーションの波長依存性を表わす
図。
【図９】ポリアミド酸溶液のスピンコート回転数とポリ
イミドフィルムのリターデーションの関係を表わす図。
イミドフィルムのリターデーションの関係を表わす図。
【図１０】本発明によるポリイミド１／２波長板を用い
た偏波変換器を示す模式図。
た偏波変換器を示す模式図。
【図１１】本発明によるマッハツェンダー干渉計を用い
た偏波無依存の導波型光合分波器を示す模式図。
た偏波無依存の導波型光合分波器を示す模式図。
【図１２】図１１の導波型光合分波器の分波特性を示す
図。
図。
【図１３】本発明による偏波無依存の導波型リング共振
器を示す模式図。
器を示す模式図。
【図１４】図１３の導波型リング共振器の特性を示す
図。
図。
【図１５】本発明によるアレイ導波路回折格子を用いた
偏波無依存の導波型光合分波器を示す模式図。
偏波無依存の導波型光合分波器を示す模式図。
【図１６】図１５の導波型光合分波器の分波特性を示す
図。
図。
【図１７】本発明による偏波無依存の導波型方向性結合
器を示す模式図。
器を示す模式図。
【図１８】本発明による偏波無依存の導波型位相変調器
を示す模式図。
を示す模式図。
【図１９】本発明による偏波無依存の導波型偏波ビーム
スプリッタを示す模式図。
スプリッタを示す模式図。
【図２０】本発明による偏波無依存の熱光学位相シフタ
を用いた導波型偏波ビームスプリッタを示す模式図。
を用いた導波型偏波ビームスプリッタを示す模式図。
【図２１】本発明による偏波ビームスプリッタと磁性導
波路を用いた偏波無依存の光サーキュレータを示す模式
図。
波路を用いた偏波無依存の光サーキュレータを示す模式
図。
【図２２】本発明によるポリイミド１／４波長板と反射
層を用いた偏波変換器を示す模式図。
層を用いた偏波変換器を示す模式図。
１：入力導波路、２：出力導波路、３：ポリイミド１／
２波長板、４：溝、５：シリコン基板、６：第１の入力
導波路、７：第２の入力導波路、８：第１の出力導波
路、９：第２の出力導波路、１０：第１の方向性結合
器、１１：第１の光路、１２：第２の光路、１３：第２
の方向性結合器、１４：入力ファイバ、１５：リング導
波路、１６：出力ファイバ、１７：第１のスラブ導波
路、１８：第２のスラブ導波路、１９：チャンネル導波
路、２０：アレイ導波路、２１：方向性結合器、２２：
＋電極、２３：−電極、２４：ＬｉＮｂＯ3 基板、２
５：Ｔｉ拡散導波路、２６：熱光学位相シフタ、２７：
第１の偏波ビームスプリッタ、２８：第１の偏波ビーム
スプリッタの第１の出力導波路、２９：第１の偏波ビー
ムスプリッタの第２の出力導波路、３０：磁性導波路、
３１：磁性導波路からなる非相反素子、３２：第２の偏
波ビームスプリッタ、３３：第２の偏波ビームスプリッ
タの第１の入力導波路、３４：第２の偏波ビームスプリ
ッタの第２の入力導波路、３５：誘電体多層膜、３６：
ポリイミド１／４波長板
２波長板、４：溝、５：シリコン基板、６：第１の入力
導波路、７：第２の入力導波路、８：第１の出力導波
路、９：第２の出力導波路、１０：第１の方向性結合
器、１１：第１の光路、１２：第２の光路、１３：第２
の方向性結合器、１４：入力ファイバ、１５：リング導
波路、１６：出力ファイバ、１７：第１のスラブ導波
路、１８：第２のスラブ導波路、１９：チャンネル導波
路、２０：アレイ導波路、２１：方向性結合器、２２：
＋電極、２３：−電極、２４：ＬｉＮｂＯ3 基板、２
５：Ｔｉ拡散導波路、２６：熱光学位相シフタ、２７：
第１の偏波ビームスプリッタ、２８：第１の偏波ビーム
スプリッタの第１の出力導波路、２９：第１の偏波ビー
ムスプリッタの第２の出力導波路、３０：磁性導波路、
３１：磁性導波路からなる非相反素子、３２：第２の偏
波ビームスプリッタ、３３：第２の偏波ビームスプリッ
タの第１の入力導波路、３４：第２の偏波ビームスプリ
ッタの第２の入力導波路、３５：誘電体多層膜、３６：
ポリイミド１／４波長板
Claims (25)
- 【請求項１】 ポリイミドにより構成されることを特徴
とする光波長板。 - 【請求項２】 膜厚が２０μｍ以下のポリイミド膜によ
り構成されることを特徴とする請求項１に記載の光波長
板。 - 【請求項３】 光導波回路に用いる光波長板であって、
膜厚が２０μｍ以下のポリイミド膜により構成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光波長板。 - 【請求項４】 テトラカルボン酸又はその誘導体とジア
ミンから合成されるポリアミド酸のフィルムを一軸延伸
した後、金属枠等で固定した状態で熱イミド化すること
を特徴とする光波長板の製造方法。 - 【請求項５】 膜厚が２０μｍ以下のポリイミド膜によ
り構成される請求項４に記載の光波長板の製造方法。 - 【請求項６】 テトラカルボン酸又はその誘導体とジア
ミンから合成されるポリアミド酸のフィルムを、一軸方
向に延伸しながら熱イミド化することを特徴とする光波
長板の製造方法。 - 【請求項７】 膜厚が２０μｍ以下のポリイミド膜によ
り構成される請求項６に記載の光波長板の製造方法。 - 【請求項８】 テトラカルボン酸又はその誘導体とジア
ミンから合成されるポリアミド酸のフィルムを、一軸方
向のみを固定した状態で熱イミド化することを特徴とす
る光波長板の製造方法。 - 【請求項９】 膜厚が２０μｍ以下のポリイミド膜によ
り構成される請求項８に記載の光波長板の製造方法。 - 【請求項１０】 テトラカルボン酸又はその誘導体とジ
アミンから合成されるポリアミド酸の溶液を、面内に熱
膨張率異方性を有する基板に塗布し、それを熱イミド化
することを特徴とする光波長板の製造方法。 - 【請求項１１】 膜厚が２０μｍ以下のポリイミド膜に
より構成される請求項１１に記載の光波長板の製造方
法。 - 【請求項１２】 請求項４〜１１のいずれかに記載の光
波長板の製造方法によって作製されたポリイミド膜を、
３００℃以上の高温下において、一軸方向に延伸するこ
とを特徴とするポリイミド膜により構成される光波長板
の製造方法。 - 【請求項１３】 請求項４〜１１のいずれかに記載の光
波長板の製造方法によって作製されたポリイミド膜を、
３００℃以上の高温下において熱処理することを特徴と
するポリイミド膜により構成される光波長板の製造方
法。 - 【請求項１４】 基板上に作製された光導波路により構
成される導波型光デバイスにおいて、請求項１又は２に
記載の光波長板が、光導波路の長手方向に対して垂直あ
るいは傾斜した状態で該導波路に挿入されていることを
特徴とする導波型光デバイス。 - 【請求項１５】 前記導波型光デバイスが１本の光導波
路により構成される偏波変換器であり、請求項１又は２
に記載の光波長板であって屈折率の面内異方性と厚さの
積が該導波路を伝播する光の波長の１／２に設定されて
いる１／２波長板が、該１／２波長板の光学主軸が導波
路基板に対して４５度の角度をなすように、前記光導波
路に挿入されていることを特徴とする請求項１４に記載
の導波型光デバイス。 - 【請求項１６】 前記導波型光デバイスが、導波路基板
上に配置された、２本の入力導波路、該入力導波路と接
続された第１の方向性結合器、２本の出力導波路、該出
力導波路と接続された第２の方向性結合器、そして該２
つの方向性結合器を接続する第１の導波路と第２の導波
路から構成されるマッハツェンダー干渉計であり、該第
１の導波路及び第２の導波路のそれぞれの光路の中間点
に請求項１５に記載の偏波変換器が配置されていること
を特徴とする請求項１４に記載の導波型光デバイス。 - 【請求項１７】 前記導波型光デバイスが、導波路基板
上に配置された、複数の入出力用導波路及び該入出力導
波路と結合した環状導波路から構成されるリング共振器
であり、水平偏波及び垂直偏波のいずれの入力光に対し
ても環状導波路の光路長が等しくなるように、該環状導
波路上に１個あるいは２個以上の請求項１５に記載の偏
波変換器が配置されていることを特徴とする請求項１４
に記載の導波型光デバイス。 - 【請求項１８】 前記導波型光デバイスが、導波路基板
上に順次配置された、１つあるいは複数の入出導波路、
第１のスラブ導波路（入力側）、アレイ導波路、第２の
スラブ導波路（出力側）、そして複数の出力導波路によ
り構成される、アレイ導波路型回折格子を用いた導波型
光合分波器であり、該アレイ導波路を構成する複数のチ
ャンネル導波路の各中間点に請求項１５に記載の偏波変
換器が配置されていることを特徴とする請求項１４に記
載の導波型光デバイス。 - 【請求項１９】 前記導波型光デバイスが、導波路基板
上に作製された方向性結合器であり、該方向性結合器の
中間点に請求項１５に記載の偏波変換器が配置されてい
ることを特徴とする請求項１４に記載の導波型光デバイ
ス。 - 【請求項２０】 前記導波型光デバイスが、電気光学効
果を有する導波路、該導波路近傍に配置された電極から
構成される光位相変調器であり、該導波路の途中に請求
項１５に記載の偏波変換器が１個あるいは２個以上配置
されていることを特徴とする請求項１４に記載の導波型
光デバイス。 - 【請求項２１】 前記導波型光デバイスが、導波路基板
上に配置された、２本の入力導波路、該入力導波路と接
続された第１の方向性結合器、２本の出力導波路、該出
力導波路と接続された第２の方向性結合器、該２つの方
向性結合器を接続する第１の導波路と該第２の導波路か
ら構成されるマッハツェンダー干渉計であり、該第１の
導波路と第２の導波路には導波光波長の１／４の光路長
差があり、該第１の導波路及び該第２の導波路の光路中
には、請求項１又は２に記載の光波長板であって屈折率
の面内異方性と厚さの積が該導波路を伝播する光の波長
の１／４に設定されている１／４波長板が、該１／４波
長板の光学主軸が導波路基板に対してそれぞれ垂直及び
水平に挿入されていることを特徴とする請求項１４に記
載の導波型光デバイス。 - 【請求項２２】 前記導波型光デバイスが、非磁性導波
路により構成された第１の２×２偏波ビームスプリッ
タ、磁性導波路からなる２本の非相反素子、第２の２×
２偏波ビームスプリッタから構成されており、該２本の
非相反素子と該第２の２×２偏波ビームスプリッタの間
に、前記１／２波長板が、該１／２波長板の光学主軸が
導波路基板に対して２２．５度あるいは６７．５度の角
度をなすように挿入されていることを特徴とする請求項
１４に記載の導波型光デバイス。 - 【請求項２３】 基板上に作製された光導波路により構
成される導波型光デバイスにおいて、請求項１又は２に
記載の光波長板が、光導波路の長手方向に対して垂直あ
るいは傾斜した状態で該導波路の端面に密着されてな
り、前記光波長板の該導波路端面に対向する面に導波光
を反射する反射コートが施されてなることを特徴とする
導波型光デバイス。 - 【請求項２４】 前記導波型光デバイスが１本若しくは
２本以上の光導波路により構成される偏波変換器であ
り、請求項１又は２に記載の光波長板であって屈折率の
面内異方性と厚さの積が該導波路を伝播する光の波長の
１／４に設定されている１／４波長板が、該１／４波長
板の光学主軸が導波路基板に対して４５度の角度をなす
ように、前記光導波路の端面に密着していることを特徴
とする請求項２３に記載の導波型光デバイス。 - 【請求項２５】 請求項１４〜２４のいずれかに記載の
導波型光デバイスが、同一基板上に複数個形成され、光
導波路を介して結合されてなることを特徴とする導波型
光デバイス。
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