JP6076786B2 - Sprセンサセルおよびsprセンサ - Google Patents
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Description
好ましい実施形態において、上記屈折率勾配層の厚みが、1μm〜30μmである。
好ましい実施形態において、上記屈折率勾配層における屈折率変化(ΔN=Nmax−Nmin:ただし、Nmaxは屈折率勾配層における最大屈折率を表し、Nminは屈折率勾配層における最小屈折率を表す)が、0.001〜0.035である。
好ましい実施形態において、上記屈折率勾配層の厚み(Tb(μm))と屈折率変化(ΔN=Nmax−Nmin:ただし、Nmaxは屈折率勾配層における最大屈折率を表し、Nminは屈折率勾配層における最小屈折率を表す)とが、0.5×10−3≦ΔN/Tb≦20.0×10−3の関係を満たす。
好ましい実施形態において、上記屈折率均一層の屈折率(NCO)が、1.34≦NCO≦1.43の関係を満たす。
本発明の別の局面によれば、SPRセンサが提供される。このSPRセンサは、上記のSPRセンサセルを備える。
図1は、本発明の好ましい実施形態によるSPRセンサセルを説明する概略斜視図である。図2は、図1に示すSPRセンサセルの概略断面図である。なお、以下のSPRセンサセルの説明において方向に言及するときは、図面の紙面上側を上側とし、図面の紙面下側を下側とする。
本発明のSPRセンサセルは、任意の適切な方法により製造され得る。以下に、図4を参照しながら本発明のSPRセンサセルの製造方法の一例を説明する。
図6は、本発明の好ましい実施形態によるSPRセンサを説明する概略断面図である。SPRセンサ200は、SPRセンサセル100と光源110と光計測器120とを備える。SPRセンサセル100は、上記A項およびB項で説明した本発明のSPRセンサである。
屈折率は、シリコンウェハの上に10μm厚の膜を形成し、プリズムカプラ式屈折率測定装置を用いて波長830nmで測定した。
勾配を有する屈折率変化は、溝尻光学工業所社製の屈折率分布測定装置を用いて測定した。具体的には、光導波路の長さが100μmとなるようにダイサー(DISCO社製)で切削した測定試料(厚み:約50μm、幅:200mm)をスライドガラス上に設置し、その断面を測定した。切削断面の表面粗さによる測定誤差を軽減するため、純水を試料に滴下し、その上部にカバーガラスを設置して平滑になるようにして、干渉縞の測定を行った。屈折率を測定する解析分解能は0.214×0.214μmであった。測定された光の干渉縞のシフト量から測定領域の屈折率分布を得ることができる。
ビームパターン計測システム(シナジーオプトシステムズ社製、M−Scope type L)を用いてコア層中の光強度分布を測定した。具体的には、ハロゲン光源(オーシャンオプティクス社製、商品名「HL−2000−HP」、白色光)からの光をグレーテッド型のマルチモードファイバ(φ50μm)を介してSPRセンサセルのコア層の入射側端面に導入し、コア層の出射側に接続したビームパターン計測システムによって、コア層中の光強度分布を測定した。次いで、該光強度分布の測定値に基づいて、屈折率勾配層の厚みを算出した。
図5に示すような方法でアンダークラッド層に埋設されたコア層(屈折率均一層)を有する光導波路フィルムを作製した。具体的には、表面に幅50μmおよび厚み(深さ)50μmのコア層形成用の凹部が形成された鋳型(長さ200mm、幅200mm)の該表面に屈折率均一層形成材料を滴下した。該鋳型の表面に片面をコロナ処理したポリプロピレン(PP)フィルム(厚み:40μm)のコロナ処理面の片端を当接させ、他端は反らせた状態とした。この状態で、鋳型とPPフィルムとの当接部位にPPフィルム側からローラを押し当てながら他端側に向かってローラを回転させて両者を貼り合わせた。これにより、鋳型の凹部内に屈折率均一層形成材料を充填し、余分な屈折率均一層形成材料を押し出した。次いで、得られた積層体に対し、PPフィルム側から紫外線を照射し、屈折率均一層形成材料を完全に硬化させて屈折率均一層(屈折率:1.384)を形成した。なお、屈折率均一層形成材料は、フッ素系UV硬化型樹脂(DIC社製、商品名「OP38Z」)60重量部とフッ素系UV硬化型樹脂(DIC社製、商品名「OP40Z」)40重量部とを攪拌溶解させて調製した。次いで、鋳型からPPフィルムを剥離して、該フィルム上に厚み50μm、幅50μmの略角柱形状の屈折率均一層を転写した。
高屈折率材料として2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(屈折率:1.411)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
高屈折率材料として2−フェノキシエチルメタクリレート(屈折率:1.512)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
高屈折率材料として2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(屈折率:1.411)を用いたことおよび浸透時間を3分としたこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
高屈折率材料として2−フェノキシエチルメタクリレート(屈折率:1.512)を用いたことおよび浸透時間を3分としたこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
浸透時間を3分としたこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
浸透時間を5分としたこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
浸透時間を10分としたこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
高屈折率材料の塗布、除去および紫外線硬化を行わなかったこと(結果として、屈折率勾配層を形成しなかったこと)以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1から明らかなように、実施例のSPRセンサセルは、比較例のSPRセンサセルに比べてピーク強度変化が大きく、感度に優れることがわかる。
11 アンダークラッド層
12 コア層
12a 屈折率均一層
12b 屈折率勾配層
13 保護層
14 金属層
15 オーバークラッド層
20 サンプル配置部
100 SPRセンサセル
110 光源
120 光計測器
200 SPRセンサ
Claims (6)
- アンダークラッド層と、少なくとも一部が該アンダークラッド層に隣接するように設けられたコア層と、該コア層を被覆する金属層とを有するSPRセンサであって、
該コア層が、屈折率均一層と屈折率勾配層とを含み、
該屈折率勾配層が、該屈折率均一層と該金属層との間に配置されており、
該屈折率勾配層の屈折率が、該屈折率均一層の屈折率以上であり、その厚み方向において、該屈折率均一層側表面から該金属層側に向かって連続的に増大している、
SPRセンサセル。 - 前記屈折率勾配層の厚みが、1μm〜30μmである、請求項1に記載のSPRセンサセル。
- 前記屈折率勾配層における屈折率変化(ΔN=Nmax−Nmin:ただし、Nmaxは屈折率勾配層における最大屈折率を表し、Nminは屈折率勾配層における最小屈折率を表す)が、0.001〜0.035である、請求項1または2に記載のSPRセンサセル。
- 前記屈折率勾配層の厚み(Tb(μm))と屈折率変化(ΔN=Nmax−Nmin:ただし、Nmaxは屈折率勾配層における最大屈折率を表し、Nminは屈折率勾配層における最小屈折率を表す)とが、0.5×10−3≦ΔN/Tb≦20.0×10−3の関係を満たす、請求項1から3のいずれかに記載のSPRセンサセル。
- 前記屈折率均一層の屈折率(NCO)が、1.34≦NCO≦1.43の関係を満たす、請求項1から4のいずれかに記載のSPRセンサセル。
- 請求項1から5のいずれかに記載のSPRセンサセルを備える、SPRセンサ。
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