JP3207145B2 - クラッド光ファイバ - Google Patents
クラッド光ファイバInfo
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
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- Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフッ化ウレタンアク
リレートに基づく低屈折率光硬化性材料に関する。
リレートに基づく低屈折率光硬化性材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】大抵の光ファイバは、ドープされている
か又はされていないガラスクラッドにより包囲された、
ドープされているか又はされていないガラスからなる
が、シリコン系ガラスの代わりに、クラッドとしてポリ
マーを使用すると都合のよいことがある。高分子材料は
柔軟であり、そのため、ファイバが曲げられても、簡単
には壊れない。
か又はされていないガラスクラッドにより包囲された、
ドープされているか又はされていないガラスからなる
が、シリコン系ガラスの代わりに、クラッドとしてポリ
マーを使用すると都合のよいことがある。高分子材料は
柔軟であり、そのため、ファイバが曲げられても、簡単
には壊れない。
【０００３】更に、ポリマーの屈折率はフッ素又はホウ
素がドープされたシリカにより得られる屈折率よりも低
くすることができる。この低屈折率は開口数を大きくす
る。従って、これにより、入射光の入射角を大きくする
ことができる。米国特許第４５１１２０９号明細書及び
欧州特許第０３３３４６４Ｂ１号明細書は、光ファイバ
のクラッドとして使用するのに適したポリマー組成物を
開示している。
素がドープされたシリカにより得られる屈折率よりも低
くすることができる。この低屈折率は開口数を大きくす
る。従って、これにより、入射光の入射角を大きくする
ことができる。米国特許第４５１１２０９号明細書及び
欧州特許第０３３３４６４Ｂ１号明細書は、光ファイバ
のクラッドとして使用するのに適したポリマー組成物を
開示している。
【０００４】低屈折率被覆を必要とするその他のデバイ
スは、米国特許出願第０８／５６１６８２号明細書及び
米国特許第４８１５０７９号明細書に開示されているよ
うな、光ファイバレーザ及び増幅器（クラッドポンピン
グレーザ）などである。これらのデバイスは、ドープさ
れたガラスコア、ドープされた又はされていないガラス
クラッド及び外側のポリマークラッドからなる。
スは、米国特許出願第０８／５６１６８２号明細書及び
米国特許第４８１５０７９号明細書に開示されているよ
うな、光ファイバレーザ及び増幅器（クラッドポンピン
グレーザ）などである。これらのデバイスは、ドープさ
れたガラスコア、ドープされた又はされていないガラス
クラッド及び外側のポリマークラッドからなる。
【０００５】コアは内側（ガラス）クラッドにより導波
されるレーザによりポンピングされる。外側（ポリマ
ー）クラッドの屈折率はかなり低いので、内側／外側ク
ラッドを併用すると、導波路として機能することができ
る。開口数及びこのデバイスの出力は、内側及び外側ク
ラッドの屈折率の差の関数である。従って、最も低い屈
折率を有するポリマークラッドが望ましい。
されるレーザによりポンピングされる。外側（ポリマ
ー）クラッドの屈折率はかなり低いので、内側／外側ク
ラッドを併用すると、導波路として機能することができ
る。開口数及びこのデバイスの出力は、内側及び外側ク
ラッドの屈折率の差の関数である。従って、最も低い屈
折率を有するポリマークラッドが望ましい。
【０００６】ガラスファイバをポリマーで被覆するのに
現在使用されている方法は、紫外線（ＵＶ）硬化性組成
物をダイにより塗布することからなる。アクリレート官
能基を有する組成物が最も広範に使用されている塗料で
ある。なぜなら、この組成物は硬化速度が非常に速く、
合成が容易であるばかり、市販されいるので簡単に入手
できるからである。
現在使用されている方法は、紫外線（ＵＶ）硬化性組成
物をダイにより塗布することからなる。アクリレート官
能基を有する組成物が最も広範に使用されている塗料で
ある。なぜなら、この組成物は硬化速度が非常に速く、
合成が容易であるばかり、市販されいるので簡単に入手
できるからである。
【０００７】前記の用途に必要な低屈折率を得るため
に、フッ化塗料を使用することが必要である。しかし、
市販のフッ化アクリレートの粘度は、標準的な「ダイ・
コーティング(die-coating)」用途には低すぎる。この
問題を解決する一つの方法が米国特許第５０２４５０７
号明細書に記載されている。この方法は、ＵＶ硬化性塗
料において、「粘度変性剤」としてフッ化ポリマーを使
用することからなる。
に、フッ化塗料を使用することが必要である。しかし、
市販のフッ化アクリレートの粘度は、標準的な「ダイ・
コーティング(die-coating)」用途には低すぎる。この
問題を解決する一つの方法が米国特許第５０２４５０７
号明細書に記載されている。この方法は、ＵＶ硬化性塗
料において、「粘度変性剤」としてフッ化ポリマーを使
用することからなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、光ファイバを被覆するのに好適な粘度を有し、硬化
状態における靱性のような優れた機械的特性を有する、
簡単に合成可能な低屈折率光硬化性組成物を提供するこ
とである。
は、光ファイバを被覆するのに好適な粘度を有し、硬化
状態における靱性のような優れた機械的特性を有する、
簡単に合成可能な低屈折率光硬化性組成物を提供するこ
とである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する手段
として、本発明は光硬化性塗料であり、光導波路用のク
ラッドとして使用するのに適した、低屈折率を有する組
成物を提供する。本発明の塗料はウレタン結合を介して
（メタ）アクリレート基が末端に結合されたフッ化主鎖
を基材とする。フッ化主鎖は低屈折率をもたらし、一
方、ウレタン結合からの水素結合は液体塗料に高粘度と
硬化被膜に機械的強度の両方を付与する。
として、本発明は光硬化性塗料であり、光導波路用のク
ラッドとして使用するのに適した、低屈折率を有する組
成物を提供する。本発明の塗料はウレタン結合を介して
（メタ）アクリレート基が末端に結合されたフッ化主鎖
を基材とする。フッ化主鎖は低屈折率をもたらし、一
方、ウレタン結合からの水素結合は液体塗料に高粘度と
硬化被膜に機械的強度の両方を付与する。
【００１０】本発明の塗料組成は、場合により、約７０
wt％以下のフッ化（メタ）アクリレートモノマーと、約
５０wt％以下の二官能性又は多官能性（メタ）アクリレ
ート（フッ化成分を含有していても、又はしていなくて
もよい）とからなる。更に、塗料配合は、０．１〜８％
の範囲内の光開始剤を含有し、また、酸化防止剤及び定
着剤のようなその他の添加剤を含有することもできる。
本発明の塗料は約１．３７〜１．４１の範囲内の屈折率
を有する。
wt％以下のフッ化（メタ）アクリレートモノマーと、約
５０wt％以下の二官能性又は多官能性（メタ）アクリレ
ート（フッ化成分を含有していても、又はしていなくて
もよい）とからなる。更に、塗料配合は、０．１〜８％
の範囲内の光開始剤を含有し、また、酸化防止剤及び定
着剤のようなその他の添加剤を含有することもできる。
本発明の塗料は約１．３７〜１．４１の範囲内の屈折率
を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】更に詳細には、本発明は、下記の
化６１の一般式で示されるオリゴマーを主成分とする組
成物からなる。
化６１の一般式で示されるオリゴマーを主成分とする組
成物からなる。
【００１２】
【化６１】 ｛式中、Ｘ及びＹはそれぞれ独立して、下記の化６２又
は化６３
は化６３
【化６２】
【化６３】 （式中、ｖは１〜１０の整数であり、ｒは１〜１０の整
数であり、１≦ｔ≦３であり、Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7及び
Ｒ8はそれぞれ独立して、水素、メチル、エチル又はプ
ロピルである）で示される基であり、Ｒ1及びＲ3はそれ
ぞれ独立して、場合により芳香環のような基により置換
されていることもある、炭素原子を４〜２０個有する直
鎖、分枝鎖又は環状アルキレン基であるか、又はＲ1及
びＲ3はそれぞれ独立して、場合により置換されている
こともある、アリーレン基であり、Ｒ2は、フッ素含有
率が約２５wt％〜約７０wt％の範囲内であるフッ化炭素
系鎖である｝
数であり、１≦ｔ≦３であり、Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7及び
Ｒ8はそれぞれ独立して、水素、メチル、エチル又はプ
ロピルである）で示される基であり、Ｒ1及びＲ3はそれ
ぞれ独立して、場合により芳香環のような基により置換
されていることもある、炭素原子を４〜２０個有する直
鎖、分枝鎖又は環状アルキレン基であるか、又はＲ1及
びＲ3はそれぞれ独立して、場合により置換されている
こともある、アリーレン基であり、Ｒ2は、フッ素含有
率が約２５wt％〜約７０wt％の範囲内であるフッ化炭素
系鎖である｝
【００１３】好適なＲ2は例えば、
【化６４】 、
【化６５】 、
【化６６】 、
【化６７】 、
【化６８】 及び
【化６９】 （式中、３≦ｉ≦２０であり、０≦ｎ≦５であり、０．
２≦ｐ／ｑ≦５であり、ｐ及びｑの実際の数は、Ｒ2の
分子量が５００〜１００００の範囲内となるような数で
あるり、反復フッ化エーテル基はランダムな繰返単位又
はブロック的な繰返単位のどちらでもよい）などであ
る。
２≦ｐ／ｑ≦５であり、ｐ及びｑの実際の数は、Ｒ2の
分子量が５００〜１００００の範囲内となるような数で
あるり、反復フッ化エーテル基はランダムな繰返単位又
はブロック的な繰返単位のどちらでもよい）などであ
る。
【００１４】好ましい実施態様では、Ｘ及びＹの両方と
も、
も、
【化７０】 であり、Ｒ1及びＲ3はイソホロン残基であり、Ｒ2の分
子量は１３００〜３３００の範囲内であり、ｎの平均値
は１〜３の範囲内であり、０．８≦ｐ／ｑ≦１．２５で
ある。
子量は１３００〜３３００の範囲内であり、ｎの平均値
は１〜３の範囲内であり、０．８≦ｐ／ｑ≦１．２５で
ある。
【００１５】前記のオリゴマーの合成は下記の化７１で
示される一連の反応式により示すことができる。
示される一連の反応式により示すことができる。
【化７１】
【００１６】光ファイバの被覆用の好ましい材料は、室
温（２３℃）で０．１％／分の歪速度で測定して、少な
くとも約１２ＭＰａの弾性率を有する材料である。更に
一層好ましい実施態様では、光ファイバの被覆用に使用
される材料は、室温（２３℃）で０．１％／分の歪速度
で測定して、少なくとも約３０ＭＰａよりも大きな弾性
率を有する材料である。
温（２３℃）で０．１％／分の歪速度で測定して、少な
くとも約１２ＭＰａの弾性率を有する材料である。更に
一層好ましい実施態様では、光ファイバの被覆用に使用
される材料は、室温（２３℃）で０．１％／分の歪速度
で測定して、少なくとも約３０ＭＰａよりも大きな弾性
率を有する材料である。
【００１７】弾性率の値は測定用歪速度に左右される。
測定用歪速度が１００％／分である場合、前記の弾性率
の値はそれぞれ、５３ＭＰａ及び１２０ＭＰａに変化す
る。特にことわらない限り、この明細書における弾性率
は０．１％／分の歪速度で測定した値である。
測定用歪速度が１００％／分である場合、前記の弾性率
の値はそれぞれ、５３ＭＰａ及び１２０ＭＰａに変化す
る。特にことわらない限り、この明細書における弾性率
は０．１％／分の歪速度で測定した値である。
【００１８】（０．１％／分の歪速度において）１２Ｍ
Ｐａ未満の弾性率を有する材料は光ファイバを被覆する
ために使用できるが、所望のレベルの取扱適性を与える
ために、この被覆光ファイバの表面に一層強靭な材料を
引き続き塗布しなければならない。
Ｐａ未満の弾性率を有する材料は光ファイバを被覆する
ために使用できるが、所望のレベルの取扱適性を与える
ために、この被覆光ファイバの表面に一層強靭な材料を
引き続き塗布しなければならない。
【００１９】ウレタン主鎖のフッ化ジオールは例えば、
【化７２】
【化７３】 及び
【化７４】 であり、４官能性ジオールの具体例は、
【化７５】 である。
【００２０】前記の一般式で示されるウレタンオリゴマ
ーは単独で使用することもできるし、あるいは場合によ
り、フッ化（メタ）アクリレートモノマー又はモノマー
混合物７０wt％以下、好ましくは３５wt％以下及び二官
能性又は多官能性（メタ）アクリレート（場合によりフ
ッ化されている）５０wt％以下、好ましくは３５wt％以
下と混合して使用することもできる。
ーは単独で使用することもできるし、あるいは場合によ
り、フッ化（メタ）アクリレートモノマー又はモノマー
混合物７０wt％以下、好ましくは３５wt％以下及び二官
能性又は多官能性（メタ）アクリレート（場合によりフ
ッ化されている）５０wt％以下、好ましくは３５wt％以
下と混合して使用することもできる。
【００２１】使用可能な添加剤は例えば、1H,1H,7H-ド
デカ-フルオロヘプチルアクリレート(DFHA)、ペルフル
オロ−シクロヘキシルメチルアクリレート(PFCHMA)、オ
クタフルオロヘキサンジオールジアクリレート(OFHDDA)
などである。
デカ-フルオロヘプチルアクリレート(DFHA)、ペルフル
オロ−シクロヘキシルメチルアクリレート(PFCHMA)、オ
クタフルオロヘキサンジオールジアクリレート(OFHDDA)
などである。
【００２２】単官能性フッ化（メタ）アクリレートは例
えば、２−（Ｎ−ブチルペルフルオロオクタンスルホン
アミド）エチルアクリレート、２−（Ｎ−ブチルペルフ
ルオロオクタンスルホンアミド）エチルメタクリレー
ト、２−（Ｎ−エチルペルフルオロオクタンスルホンア
ミド）エチルアクリレート、２−（Ｎ−エチルペルフル
オロオクタンスルホンアミド）エチルメタクリレート、
１，１−ジヒドロヘプタフルオロブチルアクリレート、
１，１−ジヒドロヘプタフルオロブチルメタクリレー
ト、１，１−ジヒドロペルフルオロオクチルアクリレー
ト、１，１−ジヒドロペルフルオロオクチルメタクリレ
ート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチルアク
リレート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチル
メタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ−エイコサフルオ
ロウンデシルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ−エイ
コサフルオロウンデシルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，
２Ｈ，２Ｈ−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ヘプタデカフルオロデシルメ
タクリレート、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロ
ノニルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフ
ルオロノニルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オク
タフルオロペンチルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−
オクタフルオロペンチルメタクリレート、ペルフルオロ
ヘプトキシポリ（プロピルオキシ）アクリレート、ペル
フルオロヘプトキシポリ（プロピルオキシ）メタクリレ
ート、
えば、２−（Ｎ−ブチルペルフルオロオクタンスルホン
アミド）エチルアクリレート、２−（Ｎ−ブチルペルフ
ルオロオクタンスルホンアミド）エチルメタクリレー
ト、２−（Ｎ−エチルペルフルオロオクタンスルホンア
ミド）エチルアクリレート、２−（Ｎ−エチルペルフル
オロオクタンスルホンアミド）エチルメタクリレート、
１，１−ジヒドロヘプタフルオロブチルアクリレート、
１，１−ジヒドロヘプタフルオロブチルメタクリレー
ト、１，１−ジヒドロペルフルオロオクチルアクリレー
ト、１，１−ジヒドロペルフルオロオクチルメタクリレ
ート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチルアク
リレート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチル
メタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ−エイコサフルオ
ロウンデシルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ−エイ
コサフルオロウンデシルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，
２Ｈ，２Ｈ−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ヘプタデカフルオロデシルメ
タクリレート、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロ
ノニルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフ
ルオロノニルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オク
タフルオロペンチルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−
オクタフルオロペンチルメタクリレート、ペルフルオロ
ヘプトキシポリ（プロピルオキシ）アクリレート、ペル
フルオロヘプトキシポリ（プロピルオキシ）メタクリレ
ート、
【化７６】 、
【化７７】 、
【化７８】 、ペルフルオロシクロヘキシルメチルアクリレート、及
びペルフルオロシクロヘキシルメチルメタクリレートな
どである。
びペルフルオロシクロヘキシルメチルメタクリレートな
どである。
【００２３】ヒドロキシ官能基を有するアクリレートは
例えば、
例えば、
【化７９】 、
【化８０】 、
【化８１】 、
【化８２】 、
【化８３】 、
【化８４】 及び
【化８５】 などである。
【００２４】二官能性アクリレートは例えば、2,2,3,3,
4,4,5,5- オクタフルオロヘキサンジオール-1,6-ジアク
リレート、ペルフルオロシクロヘキシル−１，４−ジメ
チルジアクリレート、ポリペルフルオロエチレングリコ
ールジアクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロ
−１，４−ブタンジオールジアクリレート、ヘキサフル
オロペンタンジイル−１−５ビス（アクリレート）、ヘ
キサフルオロビスフェノールＡジアクリレート、
4,4,5,5- オクタフルオロヘキサンジオール-1,6-ジアク
リレート、ペルフルオロシクロヘキシル−１，４−ジメ
チルジアクリレート、ポリペルフルオロエチレングリコ
ールジアクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロ
−１，４−ブタンジオールジアクリレート、ヘキサフル
オロペンタンジイル−１−５ビス（アクリレート）、ヘ
キサフルオロビスフェノールＡジアクリレート、
【化８６】 及び
【化８７】 などである。
【００２５】本発明の好ましい実施態様の塗料組成物
は、光硬化性又は電子ビーム硬化性であり、２３℃で約
１０００〜１０００００ｃＰの範囲内の粘度を有し、硬
化材料の屈折率は（６３３ｎｍ及び２３℃の条件下で）
１．３９０未満であり、ガラス転移温度は３０℃よりも
高く、２３℃における弾性率は、（０．１％／分の歪速
度で測定して）３０ＭＰａよりも大きいか、又は（１０
０％／分の歪速度で測定して）１２０ＭＰａよりも大き
く、破断点伸びは２０％よりも大きく、引張強さは（１
００％／分において）８ＭＰａよりも大きい。硬化材料
は、ウレタン基含有（メタ）アクリレート３０〜１００
wt％、好ましくは６５〜９５wt％、フッ化（メタ）アク
リレートモノマー又はモノマー混合物約７０wt％以下、
好ましくは３５wt％以下と、場合によってはフッ化され
ている、二官能性又は多官能性（メタ）アクリレート又
はこれらの混合物約５０wt％以下、好ましくは３５wt％
以下からなる混合物を用いる。
は、光硬化性又は電子ビーム硬化性であり、２３℃で約
１０００〜１０００００ｃＰの範囲内の粘度を有し、硬
化材料の屈折率は（６３３ｎｍ及び２３℃の条件下で）
１．３９０未満であり、ガラス転移温度は３０℃よりも
高く、２３℃における弾性率は、（０．１％／分の歪速
度で測定して）３０ＭＰａよりも大きいか、又は（１０
０％／分の歪速度で測定して）１２０ＭＰａよりも大き
く、破断点伸びは２０％よりも大きく、引張強さは（１
００％／分において）８ＭＰａよりも大きい。硬化材料
は、ウレタン基含有（メタ）アクリレート３０〜１００
wt％、好ましくは６５〜９５wt％、フッ化（メタ）アク
リレートモノマー又はモノマー混合物約７０wt％以下、
好ましくは３５wt％以下と、場合によってはフッ化され
ている、二官能性又は多官能性（メタ）アクリレート又
はこれらの混合物約５０wt％以下、好ましくは３５wt％
以下からなる混合物を用いる。
【００２６】本発明の好ましい塗料は前記の全ての特性
により区別される。通常、硬質な被膜は前記の伸び率要
件を満たさず、低粘度を有する傾向がある。更に、この
ような被膜は脆い傾向がある。所望の粘度特性を有する
従来の被膜は非常に硬質であるとは限らない。
により区別される。通常、硬質な被膜は前記の伸び率要
件を満たさず、低粘度を有する傾向がある。更に、この
ような被膜は脆い傾向がある。所望の粘度特性を有する
従来の被膜は非常に硬質であるとは限らない。
【００２７】本発明の好ましい被膜は前記の要件を全て
満たす。光硬化性、粘度及び屈折率は絶対必要な特性で
ある。本発明の被膜がファイバ上の唯一の高分子被膜で
あるためには、この被膜は前記のガラス転移温度、弾性
率、破断点伸び及び引張強さなどの特性を満たさなけれ
ばならない。後者の４種類の特性が満たされない場合、
ポリマークラッドファイバは別の保護用ポリマー層を上
塗りすることができる。
満たす。光硬化性、粘度及び屈折率は絶対必要な特性で
ある。本発明の被膜がファイバ上の唯一の高分子被膜で
あるためには、この被膜は前記のガラス転移温度、弾性
率、破断点伸び及び引張強さなどの特性を満たさなけれ
ばならない。後者の４種類の特性が満たされない場合、
ポリマークラッドファイバは別の保護用ポリマー層を上
塗りすることができる。
【００２８】本発明は更に、高出力ファイバレーザとし
てのクラッドポンピングレーザを提供する。これは、ポ
ンピングエネルギーを受け、コア／クラッド境界面を通
してデバイスの長さに沿った活性コアにポンピングエネ
ルギーを移すためのマルチモード（ポンピング）クラッ
ドに依拠する。エネルギーは、低屈折率の第２のクラッ
ドにより、ポンピングクラッド内に誘導される。この形
状は、ファイバ増幅器及びファイバレーザなどで有用で
ある。
てのクラッドポンピングレーザを提供する。これは、ポ
ンピングエネルギーを受け、コア／クラッド境界面を通
してデバイスの長さに沿った活性コアにポンピングエネ
ルギーを移すためのマルチモード（ポンピング）クラッ
ドに依拠する。エネルギーは、低屈折率の第２のクラッ
ドにより、ポンピングクラッド内に誘導される。この形
状は、ファイバ増幅器及びファイバレーザなどで有用で
ある。
【００２９】形状の構造は、マルチモードポンピングク
ラッド内の中央に配置された単一モードコアからなる。
ポンピングクラッドは、第２のクラッドと境界面を形成
する。第３のクラッドは第２のクラッドと殆ど円環形の
境界面を形成する。好ましい、３層クラッド構造は、シ
リカ系ガラスコア、ポンピングクラッド及び第２のクラ
ッドと、これらを全て被包する有機高分子材料の第３の
クラッドとからなる。
ラッド内の中央に配置された単一モードコアからなる。
ポンピングクラッドは、第２のクラッドと境界面を形成
する。第３のクラッドは第２のクラッドと殆ど円環形の
境界面を形成する。好ましい、３層クラッド構造は、シ
リカ系ガラスコア、ポンピングクラッド及び第２のクラ
ッドと、これらを全て被包する有機高分子材料の第３の
クラッドとからなる。
【００３０】２層クラッド構造も可能である。これは、
コアと第１のクラッド（これらは両方とも一般的に、シ
リカ系ガラスからなる）と、外側の高分子クラッドとか
らなる。外側クラッドと内側の第１の無機ガラス構造ク
ラッドとの間に境界面が形成される。
コアと第１のクラッド（これらは両方とも一般的に、シ
リカ系ガラスからなる）と、外側の高分子クラッドとか
らなる。外側クラッドと内側の第１の無機ガラス構造ク
ラッドとの間に境界面が形成される。
【００３１】これらの構造は、ポンピングクラッド内に
エネルギーを閉じ込めるためのものである。この機能
は、２つの境界面を形成する本発明のウレタンアクリレ
ートのような高分子クラッドと共に第２のガラスクラッ
ド層により果たされる。本発明の２つの高分子クラッド
層は、ポンピングクラッドよりも低い屈折率を有し、こ
の屈折率は外側の層ほど低い。
エネルギーを閉じ込めるためのものである。この機能
は、２つの境界面を形成する本発明のウレタンアクリレ
ートのような高分子クラッドと共に第２のガラスクラッ
ド層により果たされる。本発明の２つの高分子クラッド
層は、ポンピングクラッドよりも低い屈折率を有し、こ
の屈折率は外側の層ほど低い。
【００３２】ガラス／ポリマー境界面は動作上の利点を
もたらす。この屈折率差は、少量のドーパント含量の点
でのみ異なるシリカ系組成物間で可能な屈折率差よりも
遥かに大きい。フッ化ウレタン類からなる本発明の被膜
は、これらの構造で特に有用である屈折率を有する。
もたらす。この屈折率差は、少量のドーパント含量の点
でのみ異なるシリカ系組成物間で可能な屈折率差よりも
遥かに大きい。フッ化ウレタン類からなる本発明の被膜
は、これらの構造で特に有用である屈折率を有する。
【００３３】特にことわらない限り、「クラッド」とい
う用語は、（低屈折率）ガイド層を意味するために使用
されており、下部の材料の屈折率よりも高い屈折率を有
する保護被膜を含むものではない。
う用語は、（低屈折率）ガイド層を意味するために使用
されており、下部の材料の屈折率よりも高い屈折率を有
する保護被膜を含むものではない。
【００３４】クラッドポンピングレーザの効果的な動作
は集束領域に左右される。２層又は３層クラッド構造の
いずれの場合も、外側クラッドが誘導エネルギーを受け
て、これをポンピングクラッドに移す機能を果たし、外
側クラッドは集束領域の一部である。高められたエネル
ギーの移転はポンピングクラッドによる。従って、外側
クラッドの厚さを最小にし、ポンピングクラッドの厚さ
をその他の条件に比例して最大にする。
は集束領域に左右される。２層又は３層クラッド構造の
いずれの場合も、外側クラッドが誘導エネルギーを受け
て、これをポンピングクラッドに移す機能を果たし、外
側クラッドは集束領域の一部である。高められたエネル
ギーの移転はポンピングクラッドによる。従って、外側
クラッドの厚さを最小にし、ポンピングクラッドの厚さ
をその他の条件に比例して最大にする。
【００３５】本発明で有用なジイソシアネートは、トリ
メチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチ
レンジイソシアネート、１，２−プロピレンジイソシア
ネート、２，３−ブチレンジイソシアネート、１，３−
ブチレンジイソシアネート、２，４，４−又は２，２，
４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ドデ
カメチレンジイソシアネート、１，８−ジイソシアナト
オクタン及び２，６−ジイソシアナトメチルカプロエー
ト、シクロアルキレンジイソシアネート（例えば、１，
３−シクロペンタンジイソシアネート、１，４−シクロ
ヘキサンジイソシアネート、１，３−シクロヘキサンジ
イソシアネート）、イソホロンジイソシアネート、
メチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチ
レンジイソシアネート、１，２−プロピレンジイソシア
ネート、２，３−ブチレンジイソシアネート、１，３−
ブチレンジイソシアネート、２，４，４−又は２，２，
４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ドデ
カメチレンジイソシアネート、１，８−ジイソシアナト
オクタン及び２，６−ジイソシアナトメチルカプロエー
ト、シクロアルキレンジイソシアネート（例えば、１，
３−シクロペンタンジイソシアネート、１，４−シクロ
ヘキサンジイソシアネート、１，３−シクロヘキサンジ
イソシアネート）、イソホロンジイソシアネート、
【化８８】 、
【化８９】 、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシ
クロヘキシルイソシアネート、４，４’−メチレンビス
（シクロヘキシルイソシアネート）、メチル−２，４−
シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シ
クロヘキサンジイソシアネート、１，２−ビス（イソシ
アナトメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（イソシ
アナトメチル）シクロヘキサン、１，３−ビス（イソシ
アナトメチル）シクロヘキサン、トランスシクロヘキサ
ン−１，４−ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネー
ト（例えば、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フ
ェニレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルジイソ
シアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、
４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−
又は２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’−ト
ルイジンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネ
ート、１，３−ビス（１−イソシアナト−１−メチルエ
チル）ベンゼン及び４，４’−ジフェニルエーテルジイ
ソシアネートなど）及び、芳香脂肪族ジイソシアネート
（例えば、ω，ω’−ジイソシアナト−１，３−ジメチ
ルベンゼン、ω，ω’−ジイソシアナト−１，４−ジメ
チルベンゼン、ω，ω’−ジイソシアナト−１，４−ジ
エチルベンゼン、α，α，α’，α’−テトラメチル−
ｍ−キシリレンジイソシアネート及びα，α，α’，
α’−テトラメチル−ｐ−キシリレンジイソシアネート
など）などである。ポリイソシアネートは単独でも、あ
るいはこれらを２種類以上混合して使用することもでき
る。
クロヘキシルイソシアネート、４，４’−メチレンビス
（シクロヘキシルイソシアネート）、メチル−２，４−
シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シ
クロヘキサンジイソシアネート、１，２−ビス（イソシ
アナトメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（イソシ
アナトメチル）シクロヘキサン、１，３−ビス（イソシ
アナトメチル）シクロヘキサン、トランスシクロヘキサ
ン−１，４−ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネー
ト（例えば、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フ
ェニレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルジイソ
シアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、
４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−
又は２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’−ト
ルイジンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネ
ート、１，３−ビス（１−イソシアナト−１−メチルエ
チル）ベンゼン及び４，４’−ジフェニルエーテルジイ
ソシアネートなど）及び、芳香脂肪族ジイソシアネート
（例えば、ω，ω’−ジイソシアナト−１，３−ジメチ
ルベンゼン、ω，ω’−ジイソシアナト−１，４−ジメ
チルベンゼン、ω，ω’−ジイソシアナト−１，４−ジ
エチルベンゼン、α，α，α’，α’−テトラメチル−
ｍ−キシリレンジイソシアネート及びα，α，α’，
α’−テトラメチル−ｐ−キシリレンジイソシアネート
など）などである。ポリイソシアネートは単独でも、あ
るいはこれらを２種類以上混合して使用することもでき
る。
【００３６】本発明のウレタン類を生成するために、必
要に応じて、溶剤を使用することもできる。溶剤を使用
する場合、前記のジイソシアネートに対して不活性な溶
剤を使用することが好ましい。
要に応じて、溶剤を使用することもできる。溶剤を使用
する場合、前記のジイソシアネートに対して不活性な溶
剤を使用することが好ましい。
【００３７】使用可能な溶剤は例えば、酢酸エチル、酢
酸ブチル、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミ
ド、１，１，２−トリクロロトリフルオロエタン及びテ
トラヒドロフランなどである。
酸ブチル、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミ
ド、１，１，２−トリクロロトリフルオロエタン及びテ
トラヒドロフランなどである。
【００３８】ウレタン生成反応を促進するために、必要
に応じて、触媒を使用することができる。
に応じて、触媒を使用することができる。
【００３９】触媒は例えば、オクチル酸錫又はジラウリ
ン酸ジブチル錫のような有機錫化合物若しくはＮ−メチ
ルモルホリン又はトリエチルアミンのような第３アミン
などである。
ン酸ジブチル錫のような有機錫化合物若しくはＮ−メチ
ルモルホリン又はトリエチルアミンのような第３アミン
などである。
【００４０】本発明の組成物は、輻射線又は加熱手段に
より硬化させることができる。輻射線硬化は電子ビーム
又は電離線若しくは化学ビーム（例えば、紫外線）の粒
子輻射線により実施できる。光重合は、光開始剤の存在
下で好ましい硬化手段である。
より硬化させることができる。輻射線硬化は電子ビーム
又は電離線若しくは化学ビーム（例えば、紫外線）の粒
子輻射線により実施できる。光重合は、光開始剤の存在
下で好ましい硬化手段である。
【００４１】光重合開始剤は例えば、
【化９０】 （式中、ＲはＣ4Ｈ9又はイソ−Ｃ4Ｈ8である）、
【化９１】 、
【化９２】 、
【化９３】 、
【化９４】 、
【化９５】 、
【化９６】 、
【化９７】 、
【化９８】 、
【化９９】 、
【化１００】 、
【化１０１】 、
【化１０２】 、
【化１０３】 、
【化１０４】 、
【化１０５】 、
【化１０６】 、
【化１０７】 、
【化１０８】 、
【化１０９】 、
【化１１０】 、
【化１１１】 、
【化１１２】 、Trigonal 121(Azo社から市販されている）、Darocure
1664(E. Merck社から市販されている）、Ultracure DR
X (Sherwin-Williams社から市販されている）及びTBA
(BASF社から市販されている）などである。
1664(E. Merck社から市販されている）、Ultracure DR
X (Sherwin-Williams社から市販されている）及びTBA
(BASF社から市販されている）などである。
【００４２】本発明はクラッドを有するファイバ構造を
含む。このようなファイバ構造の一例として、二層クラ
ッド構造（図２）と、別の例として三層クラッド構造
（図１）が挙げられる。
含む。このようなファイバ構造の一例として、二層クラ
ッド構造（図２）と、別の例として三層クラッド構造
（図１）が挙げられる。
【００４３】三層クラッド構造は、マルチモードポンピ
ングクラッド１１内の中央部に配置された単一モードコ
ア１０からなる。ポンピングクラッドは、第２のクラッ
ド１３と境界面１２を形成する。第３のクラッド１４は
第２のクラッド１３と殆ど円環形の境界面１５を形成す
る。
ングクラッド１１内の中央部に配置された単一モードコ
ア１０からなる。ポンピングクラッドは、第２のクラッ
ド１３と境界面１２を形成する。第３のクラッド１４は
第２のクラッド１３と殆ど円環形の境界面１５を形成す
る。
【００４４】三層クラッド構造は、シリカ系ガラスクラ
ッド、ポンピングクラッド及び第２のクラッド（これは
本発明の組成物から形成できる）から構成され、これら
は全て、有機高分子被覆により被包されている。
ッド、ポンピングクラッド及び第２のクラッド（これは
本発明の組成物から形成できる）から構成され、これら
は全て、有機高分子被覆により被包されている。
【００４５】図２の二層クラッド構造はコア２０と、第
１のクラッド２１（これらは両方とも一般的に、シリカ
系ガラスから形成されている）と、最後の高分子クラッ
ド２２とからなる。高分子クラッド２２は第１の無機ガ
ラスクラッド２１との間で境界面２３を形成する。図１
の構造は図２の動作特性を保持するが、層剥離が容易で
ある。
１のクラッド２１（これらは両方とも一般的に、シリカ
系ガラスから形成されている）と、最後の高分子クラッ
ド２２とからなる。高分子クラッド２２は第１の無機ガ
ラスクラッド２１との間で境界面２３を形成する。図１
の構造は図２の動作特性を保持するが、層剥離が容易で
ある。
【００４６】平滑な特徴のない円環状境界面も使用でき
る。しかし、有形境界面の場合、非交差モードパスの可
能性が減少される。多角形状境界面の形成は、米国特許
出願第号０８／５６１６８２明細書に記載されているよ
うな溶融処理法により促進される。
る。しかし、有形境界面の場合、非交差モードパスの可
能性が減少される。多角形状境界面の形成は、米国特許
出願第号０８／５６１６８２明細書に記載されているよ
うな溶融処理法により促進される。
【００４７】図１及び図２に示された構造は、ポンピン
グクラッド内にエネルギーを閉じ込めるためのものであ
る。図１において、この機能は、境界面１５と共に第２
のクラッド層１３により果たされる。クラッド１３の屈
折率は、ポンピングクラッド１１の屈折率よりも低い。
グクラッド内にエネルギーを閉じ込めるためのものであ
る。図１において、この機能は、境界面１５と共に第２
のクラッド層１３により果たされる。クラッド１３の屈
折率は、ポンピングクラッド１１の屈折率よりも低い。
【００４８】ガラス／ポリマー境界面は動作上の利点を
もたらす。この屈折率差は、少量のドーパント含量の点
でのみ異なるシリカ系組成物間で可能な屈折率差よりも
遥かに大きい。この明細書に記載されたようなフッ化ポ
リマーはこれらの構造体で使用される。
もたらす。この屈折率差は、少量のドーパント含量の点
でのみ異なるシリカ系組成物間で可能な屈折率差よりも
遥かに大きい。この明細書に記載されたようなフッ化ポ
リマーはこれらの構造体で使用される。
【００４９】クラッドポンピングレーザの効果的な動作
は集束領域に左右される。２層クラッド構造の場合、外
側クラッドが誘導エネルギーを受けて、これをポンピン
グクラッドに移す機能を果たし、外側クラッドは集束領
域の一部である。
は集束領域に左右される。２層クラッド構造の場合、外
側クラッドが誘導エネルギーを受けて、これをポンピン
グクラッドに移す機能を果たし、外側クラッドは集束領
域の一部である。
【００５０】好ましい構造例は、伝送ファイバの平滑な
特徴のない表面の外面と似たような外面を有する。ポン
ピングクラッド（すなわち、第２のクラッド）を包囲す
るクラッドは、ポンピングクラッドの外面の波状起伏に
合わせるのに十分な厚さを有することが望ましい。
特徴のない表面の外面と似たような外面を有する。ポン
ピングクラッド（すなわち、第２のクラッド）を包囲す
るクラッドは、ポンピングクラッドの外面の波状起伏に
合わせるのに十分な厚さを有することが望ましい。
【００５１】この目的を達成するために、第２のクラッ
ドは、このクラッドの半径方向に測定された最小厚さと
最大厚さとの差よりも若干大きな厚さを有しなければな
らない。本発明のポンピングクラッドはガイド機能の他
に、保護機能も果たす。
ドは、このクラッドの半径方向に測定された最小厚さと
最大厚さとの差よりも若干大きな厚さを有しなければな
らない。本発明のポンピングクラッドはガイド機能の他
に、保護機能も果たす。
【００５２】合わせられたガラスクラッドの大きな総断
面積は集束効率にとって常に望ましい。通常の単一モー
ドコアの場合、及び常用の直径１２５〜１５０μｍの通
信ファイバの総断面積の場合、断面積のクラッド／コア
比は一般的に、１００〜３００の範囲内である。通常、
極限基準のスプライシングは同じサイズ不整合により殆
ど損なわれない。クラッドポンピング構造は、スプライ
シングされるべきファイバの構造の二重である。
面積は集束効率にとって常に望ましい。通常の単一モー
ドコアの場合、及び常用の直径１２５〜１５０μｍの通
信ファイバの総断面積の場合、断面積のクラッド／コア
比は一般的に、１００〜３００の範囲内である。通常、
極限基準のスプライシングは同じサイズ不整合により殆
ど損なわれない。クラッドポンピング構造は、スプライ
シングされるべきファイバの構造の二重である。
【００５３】図４は米国特許第５２６８９７８号明細書
に記載されたものであるが、好ましいトラフ含有構造に
置き換えられており、ダイオードアレイを結合するため
の装置を示す。三層クラッドポンピング構造４０は３層
のクラッドを有し、コア４１、ポンピングクラッド４
２、第２のクラッド４３及び第３のクラッド４４から構
成されている。
に記載されたものであるが、好ましいトラフ含有構造に
置き換えられており、ダイオードアレイを結合するため
の装置を示す。三層クラッドポンピング構造４０は３層
のクラッドを有し、コア４１、ポンピングクラッド４
２、第２のクラッド４３及び第３のクラッド４４から構
成されている。
【００５４】ポンピング構造４０のエネルギー源は、適
当な包封材４７内の４個のダイオード４６からなるダイ
オードアレイ４５である。ダイオード輻射線はコーン４
８として図示されており、シリンドリカルレンズ４９に
より集束される。集束された輻射線５０はガイド５１に
入射される。ガイド５１は束にされており、放射輻射線
のコーン５２を生成する。このコーン５２はコンベック
スレンズ５３により合焦され、クラッドポンピング構造
４０に配向されるビーム５４を生成する。
当な包封材４７内の４個のダイオード４６からなるダイ
オードアレイ４５である。ダイオード輻射線はコーン４
８として図示されており、シリンドリカルレンズ４９に
より集束される。集束された輻射線５０はガイド５１に
入射される。ガイド５１は束にされており、放射輻射線
のコーン５２を生成する。このコーン５２はコンベック
スレンズ５３により合焦され、クラッドポンピング構造
４０に配向されるビーム５４を生成する。
【００５５】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
する。
【００５６】実施例１ ＢＨＴ（重合抑制剤）０．５４ｇを、乾燥空気でパージ
しながら、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）８
７．３ｍｌに溶解させた。数分後、ジラウリン酸ジブチ
ル錫（ＤＢＴＤＬ）（触媒）０．２６ｍｌを添加した。
この混合物を５０℃にまで加熱した。乾燥空気雰囲気下
で一定に撹拌しながら、フォンブリンフルオロリンク−
Ｅ(Ausimont社製）をゆっくりと添加した。
しながら、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）８
７．３ｍｌに溶解させた。数分後、ジラウリン酸ジブチ
ル錫（ＤＢＴＤＬ）（触媒）０．２６ｍｌを添加した。
この混合物を５０℃にまで加熱した。乾燥空気雰囲気下
で一定に撹拌しながら、フォンブリンフルオロリンク−
Ｅ(Ausimont社製）をゆっくりと添加した。
【００５７】フォンブリンフルオロリンク−Ｅは下記の
化１１３の構造式で示される。
化１１３の構造式で示される。
【化１１３】 （式中、Ｎは〜１．５であり、０．８≦ｐ／ｑ≦１．２
５であり、分子量は約２１００である。）
５であり、分子量は約２１００である。）
【００５８】反応混合物の温度は７０℃にまで上昇し
た。２時間後、ヒドロキシエチルアクリレート４９．２
ｍｌを添加した。１６時間、反応を続行させた。反応の
完了は、２２７０ｃｍ-1におけるＮＣＯ赤外吸収スペク
トルピーク波長の消失により確認した。
た。２時間後、ヒドロキシエチルアクリレート４９．２
ｍｌを添加した。１６時間、反応を続行させた。反応の
完了は、２２７０ｃｍ-1におけるＮＣＯ赤外吸収スペク
トルピーク波長の消失により確認した。
【００５９】実施例１に説明されたように合成されたオ
リゴマーは非常に高粘度である。これは室温で殆ど固体
である。この粘度は温度の上昇につれて低下する。従っ
て、この物質を光ファイバ用塗料として使用するのに適
する粘度は、この塗料を５０〜８０℃にまで加熱するこ
とにより得られる。
リゴマーは非常に高粘度である。これは室温で殆ど固体
である。この粘度は温度の上昇につれて低下する。従っ
て、この物質を光ファイバ用塗料として使用するのに適
する粘度は、この塗料を５０〜８０℃にまで加熱するこ
とにより得られる。
【００６０】適正な粘度を得る別のやり方は、このオリ
ゴマーに低粘度モノマーを混合することである。使用さ
れるモノマーが二官能性である場合、硬化後に高弾性率
の物質が得られる。他方、単官能性モノマーを使用する
と、低弾性率のゴム様の被膜が得られる。硬化オリゴマ
ーの屈折率は、室温及び６３３ｎｍの条件下で、約１．
３８である。この屈折率は、添加されるモノマーの屈折
率の応じて僅かに上下する。
ゴマーに低粘度モノマーを混合することである。使用さ
れるモノマーが二官能性である場合、硬化後に高弾性率
の物質が得られる。他方、単官能性モノマーを使用する
と、低弾性率のゴム様の被膜が得られる。硬化オリゴマ
ーの屈折率は、室温及び６３３ｎｍの条件下で、約１．
３８である。この屈折率は、添加されるモノマーの屈折
率の応じて僅かに上下する。
【００６１】この被膜のガラスへの接着力を高めるため
に、米国特許出願第０８／７７４５６３号明細書に記載
されているように、アルコキシシラン官能基をオリゴマ
ー内に組込むことができる。従って、特定割合のオリゴ
マー分子は、一方の端部に（メタ）アクリレートを有
し、他方の端部にアルコキシシランを有する両官能性分
子からなる。これらの両官能性分子は、被膜ポリマー網
状組織をガラス基板に結合させるカップリング剤として
作用する。
に、米国特許出願第０８／７７４５６３号明細書に記載
されているように、アルコキシシラン官能基をオリゴマ
ー内に組込むことができる。従って、特定割合のオリゴ
マー分子は、一方の端部に（メタ）アクリレートを有
し、他方の端部にアルコキシシランを有する両官能性分
子からなる。これらの両官能性分子は、被膜ポリマー網
状組織をガラス基板に結合させるカップリング剤として
作用する。
【００６２】以下の実施例において、アルコキシシラン
カップリング剤を含有するオリゴマーの合成、異なるモ
ノマー及び異なる組成の粘度、弾性率及び屈折率に対す
る作用について具体的に説明する。
カップリング剤を含有するオリゴマーの合成、異なるモ
ノマー及び異なる組成の粘度、弾性率及び屈折率に対す
る作用について具体的に説明する。
【００６３】実施例２ ＢＨＴ（重合抑制剤）０．５４ｇを、乾燥空気でパージ
しながら、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）８
７．３ｍｌに溶解させた。数分後、ジラウリン酸ジブチ
ル錫（ＤＢＴＤＬ）（触媒）０．２６ｍｌを添加した。
この混合物を５０℃にまで加熱した。
しながら、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）８
７．３ｍｌに溶解させた。数分後、ジラウリン酸ジブチ
ル錫（ＤＢＴＤＬ）（触媒）０．２６ｍｌを添加した。
この混合物を５０℃にまで加熱した。
【００６４】乾燥空気雰囲気下で一定に撹拌しながら、
フォンブリンフルオロリンク−Ｅ(Ausimont社製）をゆ
っくりと添加した。反応混合物の温度は７０℃にまで上
昇した。２時間後、アミノプロピルトリメトキシシラン
７．２ｍｌを添加した。この添加量は利用可能なイソシ
アネート反応基の１０％に相当する。アミノ基はイソシ
アネート基と反応し、尿素結合を生成する。
フォンブリンフルオロリンク−Ｅ(Ausimont社製）をゆ
っくりと添加した。反応混合物の温度は７０℃にまで上
昇した。２時間後、アミノプロピルトリメトキシシラン
７．２ｍｌを添加した。この添加量は利用可能なイソシ
アネート反応基の１０％に相当する。アミノ基はイソシ
アネート基と反応し、尿素結合を生成する。
【００６５】１６時間、反応を続行させた。その後、ヒ
ドロキシエチルアクリレート４４．３ｍｌを添加した。
反応を更に７時間続行させた。反応の完了は、２２７０
ｃｍ-1におけるＮＣＯ赤外吸収スペクトルピーク波長の
消失により確認した。生成物は、ジアクリレート化オリ
ゴマー約８１％と、両官能性（アクリレート−アルコキ
シシラン）オリゴマー約１８％とからなる。
ドロキシエチルアクリレート４４．３ｍｌを添加した。
反応を更に７時間続行させた。反応の完了は、２２７０
ｃｍ-1におけるＮＣＯ赤外吸収スペクトルピーク波長の
消失により確認した。生成物は、ジアクリレート化オリ
ゴマー約８１％と、両官能性（アクリレート−アルコキ
シシラン）オリゴマー約１８％とからなる。
【００６６】実施例３ 実施例２で得られた生成物を１％Darocur 1173 及び異
なる量の、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチル
アクリレート(DFHA)、ペルフルオロシクロヘキシルメチ
ルアクリレート(PFCHMMA)、オクタフルオロヘキサンジ
オールジアクリレート(OFHDDA)、エイコサフルオロウン
デシルアクリレート(EFUA)又は２−Ｎ−ブチルペルフル
オロオクタンスルホンアミド）エチルアクリレート(FX-
189)(3M社製）と混合した。これらの組成物から得られ
たＵＶ硬化被膜の弾性率と屈折率を下記の表１に示す。
弾性率と屈折率は何れも２３℃で測定した。
なる量の、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチル
アクリレート(DFHA)、ペルフルオロシクロヘキシルメチ
ルアクリレート(PFCHMMA)、オクタフルオロヘキサンジ
オールジアクリレート(OFHDDA)、エイコサフルオロウン
デシルアクリレート(EFUA)又は２−Ｎ−ブチルペルフル
オロオクタンスルホンアミド）エチルアクリレート(FX-
189)(3M社製）と混合した。これらの組成物から得られ
たＵＶ硬化被膜の弾性率と屈折率を下記の表１に示す。
弾性率と屈折率は何れも２３℃で測定した。
【００６７】
【表１】
【００６８】表１の結果は、ＯＦＤＤＡのような二官能
性モノマーを使用することにより弾性率を著しく改善で
きることを示している。しかし、このモノマーを使用す
ると、屈折率が若干高くなる。一方、フッ化化合物（例
えば、ＤＦＨＡ）を高い割合で使用すると、低屈折率を
得ることができるが、弾性率は低下する。これは、この
モノマーの使用により架橋密度が低下するためである。
性モノマーを使用することにより弾性率を著しく改善で
きることを示している。しかし、このモノマーを使用す
ると、屈折率が若干高くなる。一方、フッ化化合物（例
えば、ＤＦＨＡ）を高い割合で使用すると、低屈折率を
得ることができるが、弾性率は低下する。これは、この
モノマーの使用により架橋密度が低下するためである。
【００６９】実施例４ 実施例２のオリゴマーに様々な量のＤＦＨＡを配合し
た。この配合物の室温における粘度を下記の表２に示
す。粘度は２０ｒｐｍでブルックフィールド粘度計によ
り測定した。
た。この配合物の室温における粘度を下記の表２に示
す。粘度は２０ｒｐｍでブルックフィールド粘度計によ
り測定した。
【００７０】
【表２】 表２：様々なオリゴマー／モノマー配合物の室温のける粘度 ＤＦＨＡ配合量（wt％） 粘 度 （ｃＰ） １４．４ ５１０００ ２２．４ １２３００ ２３．９ ８０００ ２５．０ ６９００ ３０．０ ４３００
【００７１】実施例２に記載されたアルコキシシランを
使用しなければ、硬化被膜の弾性率は若干高い。なぜな
ら、高架橋密度が得られるからである。
使用しなければ、硬化被膜の弾性率は若干高い。なぜな
ら、高架橋密度が得られるからである。
【００７２】実施例５ 実施例１のオリゴマーに、１wt％Darocur 1173と１４wt
％オクタフルオロヘキサンジオールジアクリレート(OFH
DDA)を配合した。硬化被膜の２３℃における弾性率は約
８０〜１２０ＭＰａである。屈折率は１．３８８であ
る。被膜の弾性率を高める別の方法は、オリゴマーの末
端に多官能性アクリレートを結合させることである。こ
の方法を下記の実施例で説明する。
％オクタフルオロヘキサンジオールジアクリレート(OFH
DDA)を配合した。硬化被膜の２３℃における弾性率は約
８０〜１２０ＭＰａである。屈折率は１．３８８であ
る。被膜の弾性率を高める別の方法は、オリゴマーの末
端に多官能性アクリレートを結合させることである。こ
の方法を下記の実施例で説明する。
【００７３】実施例６ ０．０２７ｇのＢＨＴを４．３６ｍｌのＩＰＤＩに溶解
させた。この混合物を乾燥空気の下で５０℃にまで加熱
した。ジラウリン酸ジブチル錫を０．０２ｇ添加し、そ
の後、フォンブリンフルオロリンク−Ｅ１２．５ｍｌを
徐々に添加した。温度が９０℃にまで上昇した。この温
度を２．５時間維持した。
させた。この混合物を乾燥空気の下で５０℃にまで加熱
した。ジラウリン酸ジブチル錫を０．０２ｇ添加し、そ
の後、フォンブリンフルオロリンク−Ｅ１２．５ｍｌを
徐々に添加した。温度が９０℃にまで上昇した。この温
度を２．５時間維持した。
【００７４】その後、ペンタエリスリトールトリアクリ
レート（ＰＥＴＡ）２．６ｍｌを徐々に添加し、１時間
反応させた。その後、ヒドロキシエチルアクリレート
１．２３ｍｌを添加し、９５℃で１．５時間反応させ
た。次いで、この反応混合物を７０℃にまで冷却し、一
晩かけて反応を終了させた。得られたオリゴマーは、そ
の鎖の末端の約半分に単官能性アクリレートが結合して
おり、残りの半分には三官能性アクリレートが結合して
いた。
レート（ＰＥＴＡ）２．６ｍｌを徐々に添加し、１時間
反応させた。その後、ヒドロキシエチルアクリレート
１．２３ｍｌを添加し、９５℃で１．５時間反応させ
た。次いで、この反応混合物を７０℃にまで冷却し、一
晩かけて反応を終了させた。得られたオリゴマーは、そ
の鎖の末端の約半分に単官能性アクリレートが結合して
おり、残りの半分には三官能性アクリレートが結合して
いた。
【００７５】実施例７ 実施例６のオリゴマーを１wt％Darocur 1173と混合し、
ＵＶ硬化させた。得られた被膜の２３℃における弾性率
は４５ＭＰａであり、屈折率は１．３９であった。
ＵＶ硬化させた。得られた被膜の２３℃における弾性率
は４５ＭＰａであり、屈折率は１．３９であった。
【００７６】実施例８ 実施例５の塗料をガラスファイバに塗布し、ＵＶ硬化さ
せた。数百メートルの長さのファイバを線引きした。得
られたファイバは硬質で強靭な被膜を有していた。この
プラスチッククラッドファイバは導波路として機能す
る。ＨｅＮｅレーザをこのファイバ内に発射しても、散
乱は殆ど認められなかった。
せた。数百メートルの長さのファイバを線引きした。得
られたファイバは硬質で強靭な被膜を有していた。この
プラスチッククラッドファイバは導波路として機能す
る。ＨｅＮｅレーザをこのファイバ内に発射しても、散
乱は殆ど認められなかった。
【００７７】本発明は、ガラスファイバに適正な機械的
保護を与えるための硬質で強靭な低屈折率被膜を開発し
た。被膜の弾性率を高めるための一つの方法は架橋密度
を高めることである。前記に示されるように、これは二
官能性アクリレート（例えば、オクタフルオロヘキサン
ジオールジアクリレート，ＯＦＨＤＤＡ）又は多官能性
アクリレートを添加することにより実施できる。
保護を与えるための硬質で強靭な低屈折率被膜を開発し
た。被膜の弾性率を高めるための一つの方法は架橋密度
を高めることである。前記に示されるように、これは二
官能性アクリレート（例えば、オクタフルオロヘキサン
ジオールジアクリレート，ＯＦＨＤＤＡ）又は多官能性
アクリレートを添加することにより実施できる。
【００７８】ＯＦＨＤＤＡ（高架橋密度）の他に、低屈
折率を維持するために、極めて低屈折率モノマー（例え
ば、ペンタデカフルオロヘプチルメチルアクリレート，
ＰＤＦＨＭＡ）を添加することもできる。しかし、この
モノマーは弾性率に対して有害である。従って、弾性率
と屈折率との間で絶妙なバランスをとらなければならな
い。
折率を維持するために、極めて低屈折率モノマー（例え
ば、ペンタデカフルオロヘプチルメチルアクリレート，
ＰＤＦＨＭＡ）を添加することもできる。しかし、この
モノマーは弾性率に対して有害である。従って、弾性率
と屈折率との間で絶妙なバランスをとらなければならな
い。
【００７９】ＯＦＨＤＤＡの他に、極めて低屈折率の二
官能性アクリレートを添加することもできる。例えば、
弾性率を殆ど損なうことなく、ＯＦＨＤＤＡ含有塗料の
屈折率を低下させるために、ジアクリル化ペルフルオロ
エーテル（例えば、３Ｍ社から市販されているＬ−９３
６７）を添加できる。しかし、これらの塗料は若干濁り
を帯びている。これらの塗料を用いた硬化被膜の弾性率
及び屈折率を下記の表３に示す。基本的組成は、実施例
１のオリゴマーと１wt％のDarocur 1173からなる。
官能性アクリレートを添加することもできる。例えば、
弾性率を殆ど損なうことなく、ＯＦＨＤＤＡ含有塗料の
屈折率を低下させるために、ジアクリル化ペルフルオロ
エーテル（例えば、３Ｍ社から市販されているＬ−９３
６７）を添加できる。しかし、これらの塗料は若干濁り
を帯びている。これらの塗料を用いた硬化被膜の弾性率
及び屈折率を下記の表３に示す。基本的組成は、実施例
１のオリゴマーと１wt％のDarocur 1173からなる。
【００８０】
【表３】
【００８１】屈折率を高めることなく、弾性率だけを高
める別の方法は、ガラス転移温度を高めることのできる
成分を添加することである。この成分は低屈折率を有し
ていなければならず、しかも、（メタ）アクリレート網
状結合と反応可能でなければならない。
める別の方法は、ガラス転移温度を高めることのできる
成分を添加することである。この成分は低屈折率を有し
ていなければならず、しかも、（メタ）アクリレート網
状結合と反応可能でなければならない。
【００８２】好適な物質は、（メタ）アクリレート官能
基を有する高度にフッ化された硬質分子である。分子の
剛性は一般的に、４〜８員環の炭素環の存在又は二環式
あるいは多環式構造により得られる。環は脂環式又は芳
香環式の何れでもよいが、芳香環式の方が好ましい。な
ぜなら、屈折率が低いからである。更に、メタクリレー
ト官能基はアクリレート官能基よりも一層高い剛性を与
える。
基を有する高度にフッ化された硬質分子である。分子の
剛性は一般的に、４〜８員環の炭素環の存在又は二環式
あるいは多環式構造により得られる。環は脂環式又は芳
香環式の何れでもよいが、芳香環式の方が好ましい。な
ぜなら、屈折率が低いからである。更に、メタクリレー
ト官能基はアクリレート官能基よりも一層高い剛性を与
える。
【００８３】硬質（単官能性）（メタ）アクリレートは
例えば、ペルフルオロシクロヘキシルメチルメタクリレ
ート、ペンタフルオロベンジル（メタ）アクリレート、
ペンタフルオロフェニル（メタ）アクリレート、ペルフ
ルオロノルボニルメチル（メタ）アクリレート、1H-ペ
ルフルオロイソボルニル（メタ）アクリレート、
例えば、ペルフルオロシクロヘキシルメチルメタクリレ
ート、ペンタフルオロベンジル（メタ）アクリレート、
ペンタフルオロフェニル（メタ）アクリレート、ペルフ
ルオロノルボニルメチル（メタ）アクリレート、1H-ペ
ルフルオロイソボルニル（メタ）アクリレート、
【化１１４】 、
【化１１５】 、
【化１１６】 、
【化１１７】 、
【化１１８】 又は
【化１１９】 などである。
【００８４】本発明において、好ましい化合物はペルフ
ルオロシクロヘキシルメチルメタクリレートである。ホ
モ重合すると、この物質は１００℃以上のガラス転移温
度を有する。従って、この物質をウレタン−アクリレー
ト塗料と共重合させると、塗料全体のガラス転移温度が
上昇する。
ルオロシクロヘキシルメチルメタクリレートである。ホ
モ重合すると、この物質は１００℃以上のガラス転移温
度を有する。従って、この物質をウレタン−アクリレー
ト塗料と共重合させると、塗料全体のガラス転移温度が
上昇する。
【００８５】ガラス転移温度が室温以上の値にまで上昇
すると、室温における弾性率の著しい増大を得ることが
できる。また一方では、この物質は単官能性なので、架
橋密度が低い。従って、この物質を多量に添加すべきで
はない。更に、メタクリレートはアクリレートよりも反
応速度が遅い。従って、硬化速度が問題であれば、メタ
クリレート濃度をあまり高くすべきではない。
すると、室温における弾性率の著しい増大を得ることが
できる。また一方では、この物質は単官能性なので、架
橋密度が低い。従って、この物質を多量に添加すべきで
はない。更に、メタクリレートはアクリレートよりも反
応速度が遅い。従って、硬化速度が問題であれば、メタ
クリレート濃度をあまり高くすべきではない。
【００８６】実施例９ 前記の実施例１で述べたように合成されたオリゴマー
を、下記の表４に示されるような様々な量の2,2,3,3,4,
4,5,5- オクタフルオロ-1,6-ヘキサンジオールジアクリ
レート(OFHDDA)及びペルフルオロシクロヘキシルメチル
アクリレート(PFCHMMA)と混合した。各塗料にDarocur 1
173を１wt％添加し、これらの塗料をＵＶ硬化させ、平
坦な矩形被膜を生成した。これら被膜の、室温及び６３
３ｎｍにおける屈折率と弾性率を下記の表４に示す。
を、下記の表４に示されるような様々な量の2,2,3,3,4,
4,5,5- オクタフルオロ-1,6-ヘキサンジオールジアクリ
レート(OFHDDA)及びペルフルオロシクロヘキシルメチル
アクリレート(PFCHMMA)と混合した。各塗料にDarocur 1
173を１wt％添加し、これらの塗料をＵＶ硬化させ、平
坦な矩形被膜を生成した。これら被膜の、室温及び６３
３ｎｍにおける屈折率と弾性率を下記の表４に示す。
【００８７】
【表４】
【００８８】塗料Ａ及びＢにおいて、ＰＦＣＨＭＭＡの
濃度の増大に応じて、弾性率も上昇する。その理由は、
この分子が塗料全体のガラス転移温度を上昇させるから
である。しかし、ＰＦＣＨＭＭＡの濃度が更に増大する
と（塗料Ｃ及びＤ）、架橋密度が低くなるために、弾性
率も低くなる。
濃度の増大に応じて、弾性率も上昇する。その理由は、
この分子が塗料全体のガラス転移温度を上昇させるから
である。しかし、ＰＦＣＨＭＭＡの濃度が更に増大する
と（塗料Ｃ及びＤ）、架橋密度が低くなるために、弾性
率も低くなる。
【００８９】屈折率を過剰に高めること無く、弾性率を
高めるために、ＰＦＣＨＭＭＡとＯＦＨＤＤＡ（二官能
性）を併用することができる。ＰＦＣＨＭＭＡは高ガラ
ス転移温度に寄与し、ＯＦＨＤＤＡは架橋密度を高め
る。
高めるために、ＰＦＣＨＭＭＡとＯＦＨＤＤＡ（二官能
性）を併用することができる。ＰＦＣＨＭＭＡは高ガラ
ス転移温度に寄与し、ＯＦＨＤＤＡは架橋密度を高め
る。
【００９０】塗料Ｅのガラス転移温度を、差動走査熱量
計で測定した。比熱が、ガラス状態における値とゴム状
態における値との間の中間点に達するときの温度と定義
されるガラス転移温度は５７℃と測定された。この物質
の高室温弾性率は室温よりも高いガラス転移温度の結果
である。
計で測定した。比熱が、ガラス状態における値とゴム状
態における値との間の中間点に達するときの温度と定義
されるガラス転移温度は５７℃と測定された。この物質
の高室温弾性率は室温よりも高いガラス転移温度の結果
である。
【００９１】塗料Ｅは下記の物理的性質を有する。 a)液体状態において、 粘度：５８０００ｃＰ（但し、２３℃における値）、 b)硬化状態において、 屈折率：１．３８６（但し、６３３ｎｍ及び２３℃にお
ける値）、 ガラス転移温度：５７℃、 ２３℃、歪速度０．１％／分における弾性率：７５ＭＰ
ａ、 ２３℃、歪速度１００％／分における弾性率：２９２Ｍ
Ｐａ、 破断点伸び：３０％、 歪速度１００％／分における引張強さ：１２．８ＭＰａ
ける値）、 ガラス転移温度：５７℃、 ２３℃、歪速度０．１％／分における弾性率：７５ＭＰ
ａ、 ２３℃、歪速度１００％／分における弾性率：２９２Ｍ
Ｐａ、 破断点伸び：３０％、 歪速度１００％／分における引張強さ：１２．８ＭＰａ
【００９２】実施例１０ シリカファイバを数キロメートル線引きし、実施例９に
述べた塗料Ｅを塗布した。ガラスの直径は１２５μｍで
あった。被覆ファイバの直径は２５０μｍであった。こ
のポリマークラッドファイバの光減衰率は、８００ｎｍ
において５ｄＢ／ｋｍ未満であった。
述べた塗料Ｅを塗布した。ガラスの直径は１２５μｍで
あった。被覆ファイバの直径は２５０μｍであった。こ
のポリマークラッドファイバの光減衰率は、８００ｎｍ
において５ｄＢ／ｋｍ未満であった。
【００９３】実施例１１ 塗料Ｅを用いて、光ファイバ数キロメートルを線引きし
た。ファイバの構造は、イッテルビウムがドープされた
シリカコア（直径６μｍ）、“星形”形状（米国特許出
願第０８／５６１６８２号明細書に記載されている）で
平均直径が１３０μｍのシリカクラッド及び外径が２５
０μｍの硬化ポリマー外側クラッド（塗料Ｅからなる）
とから構成されていた。
た。ファイバの構造は、イッテルビウムがドープされた
シリカコア（直径６μｍ）、“星形”形状（米国特許出
願第０８／５６１６８２号明細書に記載されている）で
平均直径が１３０μｍのシリカクラッド及び外径が２５
０μｍの硬化ポリマー外側クラッド（塗料Ｅからなる）
とから構成されていた。
【００９４】この２層クラッドファイバ（図２参照）は
非常に堅牢で取扱性に優れていた。クラッドポンピング
ファイバレーザをこのレーザを用いて作製した。このフ
ァイバのうち数十メートルを、一方の端部を高反射鏡と
し、他方の端部を出力カプラとするようにスプライシン
グすることによりレーザに作製した。１．２Ｗレーザダ
イオードの出力に対して高反射鏡をスプライシングした
（図５参照）。
非常に堅牢で取扱性に優れていた。クラッドポンピング
ファイバレーザをこのレーザを用いて作製した。このフ
ァイバのうち数十メートルを、一方の端部を高反射鏡と
し、他方の端部を出力カプラとするようにスプライシン
グすることによりレーザに作製した。１．２Ｗレーザダ
イオードの出力に対して高反射鏡をスプライシングした
（図５参照）。
【００９５】このデバイスは非常に良好に動作し、勾配
効率６３．５％を示した。（勾配効率の定義は、ポンピ
ング輻射線を吸収し、活性物質、特に、ファイバコア内
の活性物質により有用なレーザ光に変換することができ
る効率のことである。）図６は、９１５ｎｍにおける入
射ポンピング出力の関数としての、１０６０ｎｍにおけ
るファイバレーザの出力を示す。
効率６３．５％を示した。（勾配効率の定義は、ポンピ
ング輻射線を吸収し、活性物質、特に、ファイバコア内
の活性物質により有用なレーザ光に変換することができ
る効率のことである。）図６は、９１５ｎｍにおける入
射ポンピング出力の関数としての、１０６０ｎｍにおけ
るファイバレーザの出力を示す。
【００９６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フッ化ウレタンアクリレートに基づく低屈折率光硬化性
材料が得られる。本発明の低屈折率光硬化性材料は光フ
ァイバを被覆するのに好適な粘度を有し、硬化状態にお
ける靱性のような優れた機械的特性を有するばかりか、
簡単に合成することができる。
フッ化ウレタンアクリレートに基づく低屈折率光硬化性
材料が得られる。本発明の低屈折率光硬化性材料は光フ
ァイバを被覆するのに好適な粘度を有し、硬化状態にお
ける靱性のような優れた機械的特性を有するばかりか、
簡単に合成することができる。
【００９７】本発明の光硬化性塗料は低屈折率を有する
ので、光導波路用のクラッドとして使用するのに適す
る。本発明の塗料はウレタン結合を介して（メタ）アク
リレート基が末端に結合されたフッ化主鎖を基材とす
る。フッ化主鎖は低屈折率をもたらし、一方、ウレタン
結合からの水素結合は液体塗料に高粘度と硬化被膜に機
械的強度の両方を付与する。
ので、光導波路用のクラッドとして使用するのに適す
る。本発明の塗料はウレタン結合を介して（メタ）アク
リレート基が末端に結合されたフッ化主鎖を基材とす
る。フッ化主鎖は低屈折率をもたらし、一方、ウレタン
結合からの水素結合は液体塗料に高粘度と硬化被膜に機
械的強度の両方を付与する。
【図１】図１は好ましい三層クラッド構造を示す断面図
である。
である。
【図２】図２は二層クラッド構造を示す断面図である。
【図３】図３は成形加工中のクラッドポンピングデバイ
スの一例の概要斜視図である。
スの一例の概要斜視図である。
【図４】図４はダイオードアレイに結合されたクラッド
ポンピング構造体の一例を示す部分概要斜視図である。
ポンピング構造体の一例を示す部分概要斜視図である。
【図５】図５は本発明によるファイバを用いてクラッド
ポンピングレーザを構成する際の模式的構成図である。
ポンピングレーザを構成する際の模式的構成図である。
【図６】図６は９１５ｎｍにおける入射ポンピング出力
の関数としての、１０６０ｎｍにおけるファイバレーザ
の出力を示す特性図である。
の関数としての、１０６０ｎｍにおけるファイバレーザ
の出力を示す特性図である。
１０ コア １１ ポンピングクラッド １２ 境界面 １３ 第２のクラッド １４ 第３のクラッド １５ 境界面 ２０ コア ２１ 第１のクラッド ２２ 第２のクラッド ２３ 境界面 ４０ 三層クラッドポンピング構造 ４１ コア ４２ ポンピングクラッド ４３ 第２のクラッド ４４ 第３のクラッド ４５ ダイオードアレイ ４６ ダイオード ４７ 包封材 ４８ コーン ４９ シリンドリカルレンズ ５０ 輻射線 ５１ ガイド ５２ コーン ５３ コンベックスレンズ ５４ ビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊ ｅｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (56)参考文献 特開 平６−40748（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−185010（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−3011（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−197730（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−510316（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00 - 6/54 C08F 220/00 - 222/40
Claims (28)
- 【請求項１】 コアと、該コアの屈折率よりも小さな屈
折率を有する材料からなるクラッドとからなり、 前記クラッドは、末端にウレタン基を介して（メタ）ア
クリレート基が結合されたペルフルオロポリエーテル又
はペルフルオロ炭化水素主鎖からなる硬化材料から形成
されており、 前記硬化材料は(1)ウレタン基含有（メタ）アクリレー
ト、(2)（メタ）アクリレート官能基を有するフッ素化
硬質分子、(3)二官能又は多官能（メタ）アクリレート
及び(4)光開始剤からなる混合物から生成することがで
き、 前記（メタ）アクリレート官能基を有するフッ素化硬質
分子は、 ペルフルオロシクロヘキシルメチルメタクリレート、 ペンタフルオロベンジル（メタ）アクリレート、 ペンタフルオロフェニル（メタ）アクリレート、 ペルフルオロノルボニルメチル（メタ）アクリレート、 1H-ペルフルオロイソボルニル（メタ）アクリレート、 【化２３】 、 【化２４】 、 【化２５】 、 【化２６】 、 【化２７】 又は 【化２８】 であることを特徴とするクラッド光ファイバ。 - 【請求項２】 前記硬化材料は反復エーテル基を有する
フッ化ジオールから得られる請求項１のクラッド光ファ
イバ。 - 【請求項３】 前記硬化材料は、フッ化ジオールと、ジ
イソシアネートと、ヒドロキシ基含有モノ、ジ又はポリ
（メタ）アクリレートとの反応により得られる請求項２
のクラッド光ファイバ。 - 【請求項４】 前記硬化材料は、ウレタン基含有（メ
タ）アクリレートと光開始剤との混合物から得られる請
求項１のクラッド光ファイバ。 - 【請求項５】 前記硬化材料は、ウレタン基含有（メ
タ）アクリレート３０〜１００wt％、フッ化（メタ）ア
クリレートモノマー又はモノマー混合物約７０wt％以下
と、場合によってはフッ化されている、二官能性又は多
官能性（メタ）アクリレート又はこれらの混合物約５０
wt％以下からなる混合物から得られる請求項４のクラッ
ド光ファイバ。 - 【請求項６】 前記硬化材料は、下記の化１ 【化１】 ｛式中、Ｘ及びＹはそれぞれ独立して、下記の化２又は
化３ 【化２】 【化３】 （式中、ｖは１〜１０の整数であり、ｒは１〜１０の整
数であり、１≦ｔ≦３であり、Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7及び
Ｒ8はそれぞれ独立して、水素、メチル、エチル又はプ
ロピルである）で示される基であり、 Ｒ1及びＲ3はそれぞれ独立して、場合により芳香環のよ
うな基により置換されていることもある、炭素原子を４
〜２０個有する直鎖、分枝鎖又は環状アルキレン基であ
るか、又はＲ1及びＲ3はそれぞれ独立して、場合により
置換されていることもある、アリーレン基であり、 Ｒ2は、フッ素含有率が約２５wt％〜約７０wt％の範囲
内であるフッ化炭素系鎖である｝で示されるオリゴマー
から得られる請求項１のクラッド光ファイバ。 - 【請求項７】 前記Ｒ2は、 【化４】 、 【化５】 、 【化６】 、 【化７】 、 【化８】 又は 【化９】 （式中、３≦ｉ≦２０であり、０≦ｎ≦５であり、０．
２≦ｐ／ｑ≦５であり、ｐ及びｑの実際の数は、Ｒ2の
分子量が５００〜１００００の範囲内となるような数で
ある）で示される何れかの構造を有するフッ化エーテル
であり、反復フッ化エーテル基はランダムな繰返単位又
はブロック的な繰返単位のどちらでもよい請求項６のク
ラッド光ファイバ。 - 【請求項８】 前記Ｘ及びＹは両方とも 【化１０】 であり、Ｒ1及びＲ3はイソホロン残基であり、Ｒ2の分
子量は１３００〜３３００の範囲内であり、ｎの平均値
は１〜３の範囲内であり、０．８≦ｐ／ｑ≦１．２５で
ある請求項６のクラッド光ファイバ。 - 【請求項９】 前記硬化材料は、 【化１１】 、 【化１２】 、 【化１３】 、 【化１４】 又は 【化１５】 のうちの何れかのフッ化ジオールから生成される請求項
６のクラッド光ファイバ。 - 【請求項１０】 前記ヒドロキシル基含有（メタ）アク
リレートは、 【化１６】 、 【化１７】 、 【化１８】 、 【化１９】 、 【化２０】 、 【化２１】 又は 【化２２】 の何れかである請求項６のクラッド光ファイバ。 - 【請求項１１】 前記フッ化（メタ）アクリレートモノ
マーは（メタ）アクリレート官能基を有するフッ化硬質
分子である請求項５のクラッド光ファイバ。 - 【請求項１２】 前記二官能性（メタ）アクリレート
は、 2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロヘキサンジオール-1,6
-ジアクリレート、 ペルフルオロシクロヘキシル-1,4- ジメチルジアクリレ
ート、 ポリペルフルオロエチレングリコールジアクリレート、 2,2,3,3-テトラフルオロ-1,4-ブタンジオールジアクリ
レート、 ヘキサフルオロペンタンジイル-1-5ビス（アクリレー
ト）、 ヘキサフルオロビスフェノールＡジアクリレート、 【化２９】 又は 【化３０】 である請求項５又は１１いずれかのクラッド光ファイ
バ。 - 【請求項１３】 主鎖の末端の５０％以下にアルコキシ
シラン基が結合しており、残りの主鎖末端には（メタ）
アクリレート基が結合している請求項１のクラッド光フ
ァイバ。 - 【請求項１４】 前記クラッドファイバは、主鎖の末端
にウレタン基を介して（メタ）アクリレート基が結合さ
れたペルフルオロポリエーテル又はペルフルオロ炭化水
素と光重合開始剤とからなる層で光ファイバを被覆し、
そして、光ファイバの該層を硬化させることにより形成
される請求項１のクラッド光ファイバ。 - 【請求項１５】 前記層は、該層に輻射線を照射するこ
とにより硬化される請求項１５のクラッド光ファイバ。 - 【請求項１６】 クラッド光ファイバの製造に用いる組
成物であり、 該組成物は、光ファイバのコアの屈折率よりも小さな屈
折率を有し、 該組成物は、末端にウレタン基を介して（メタ）アクリ
レート基が結合されたペルフルオロポリエーテル又はペ
ルフルオロ炭化水素主鎖と光重合開始剤とを有し、 前記硬化材料は(1)ウレタン基含有（メタ）アクリレー
ト、(2)（メタ）アクリレート官能基を有するフッ素化
硬質分子、(3)二官能又は多官能（メタ）アクリレート
及び(4)光開始剤からなる混合物から生成することがで
き、 前記（メタ）アクリレート官能基を有するフッ素化硬質
分子は、 ペルフルオロシクロヘキシルメチルメタクリレート、 ペンタフルオロベンジル（メタ）アクリレート、 ペンタフルオロフェニル（メタ）アクリレート、 ペルフルオロノルボニルメチル（メタ）アクリレート、 1H-ペルフルオロイソボルニル（メタ）アクリレート、 【化２３】 、 【化２４】 、 【化２５】 、 【化２６】 、 【化２７】 又は 【化２８】 である、 ことを特徴とする組成物。 - 【請求項１７】 前記硬化材料は反復エーテル基を有す
るフッ化ジオールから得られる請求項１６の組成物。 - 【請求項１８】 前記硬化材料は、フッ化ジオールと、
ジイソシアネートと、ヒドロキシ含有モノ、ジ又はポリ
（メタ）アクリレートとの反応により得られる請求項１
７の組成物。 - 【請求項１９】 前記組成物は、ウレタン基含有（メ
タ）アクリレート３０〜１００wt％、フッ化（メタ）ア
クリレートモノマー又はモノマー混合物約７０wt％以下
と、場合によってはフッ化されている、二官能性又は多
官能性（メタ）アクリレート又はこれらの混合物約５０
wt％以下からなる請求項１６の組成物。 - 【請求項２０】 前記組成物は、下記の化３３ 【化３３】 ｛式中、Ｘ及びＹはそれぞれ独立して、下記の化３４又
は化３５ 【化３４】 【化３５】 （式中、ｖは１〜１０の整数であり、ｒは１〜１０の整
数であり、１≦ｔ≦３であり、Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7及び
Ｒ8はそれぞれ独立して、水素、メチル、エチル又はプ
ロピルである）で示される基であり、 Ｒ1及びＲ3はそれぞれ独立して、場合により芳香環のよ
うな基により置換されていることもある、炭素原子を４
〜２０個有する直鎖、分枝鎖又は環状アルキレン基であ
るか、又はＲ1及びＲ3はそれぞれ独立して、場合により
置換されていることもある、アリーレン基であり、 Ｒ2は、フッ素含有率が約２５wt％〜約７０wt％の範囲
内であるフッ化炭素系鎖である｝で示されるオリゴマー
から得られる請求項１６の組成物。 - 【請求項２１】 前記Ｒ2は、 【化３６】 、 【化３７】 、 【化３８】 、 【化３９】 、 【化４０】 又は 【化４１】 （式中、３≦ｉ≦２０であり、０≦ｎ≦５であり、０．
２≦ｐ／ｑ≦５であり、ｐ及びｑの実際の数は、Ｒ2の
分子量が５００〜１００００の範囲内となるような数で
ある）で示される何れかの構造を有するフッ化エーテル
であり、前記反復フッ化エーテル基はランダムな繰返単
位又はブロック的な繰返単位のどちらでもよい請求項２
０の組成物。 - 【請求項２２】 前記Ｘ及びＹは両方とも 【化４２】 であり、Ｒ1及びＲ3はイソホロン残基であり、Ｒ2の分
子量は１３００〜３３００の範囲内であり、ｎの平均値
は１〜３の範囲内であり、０．８≦ｐ／ｑ≦１．２５で
ある請求項２０の組成物。 - 【請求項２３】 前記組成物は、 【化４３】 、 【化４４】 、 【化４５】 、 【化４６】 又は 【化４７】 のうちの何れかのフッ化ジオールから生成される請求項
２０の組成物。 - 【請求項２４】 前記（メタ）アクリレートは、 【化４８】 、 【化４９】 、 【化５０】 、 【化５１】 、 【化５２】 、 【化５３】 又は 【化５４】 の何れかのヒドロキシル基含有化合物である請求項２０
の組成物。 - 【請求項２５】 前記（メタ）アクリレートモノマーは
（メタ）アクリレート官能基を有するフッ化硬質分子で
ある請求項１９の組成物。 - 【請求項２６】 クラッド光ファイバの製造に用いる組
成物であり、該組成物はファイバの屈折率よりも小さな
屈折率を有し、該組成物は光硬化性又は電子ビーム硬化
性であり、２３℃で約１０００〜１０００００ｃＰの範
囲内の粘度を有し、硬化材料の屈折率は（６３３ｎｍ及
び２３℃の条件下で）１．３９０未満であり、ガラス転
移温度は３０℃よりも高く、２３℃における弾性率は、
（０．１％／分の歪速度で測定して）３０ＭＰａよりも
大きいか、又は（１００％／分の歪速度で測定して）１
２０ＭＰａよりも大きく、破断点伸びは２０％よりも大
きく、引張強さは（１００％／分において）８ＭＰａよ
りも大きいことを特徴とする組成物。 - 【請求項２７】 ガラスのコアと、請求項２６の組成物
から形成されたクラッドとからなるクラッド光ファイ
バ。 - 【請求項２８】 第１の波長の電磁波エネルギーを伝送
するためのサイズと透明性を有するコアを含むファイバ
からなる装置であり、該コアはポンピングエネルギーを
受け、このエネルギーをコアに転送するための接触ポン
ピングクラッド内に包含されており、このポンピングク
ラッドは外被となる第２のクラッドと境界面を形成する
前記装置において、 前記第２のクラッドは請求項１６乃至２６いずれかの組
成物から得られることを特徴とする装置。
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