JPH0588026A - 希土類金属錯体を含む光導波路 - Google Patents
希土類金属錯体を含む光導波路Info
- Publication number
- JPH0588026A JPH0588026A JP3246245A JP24624591A JPH0588026A JP H0588026 A JPH0588026 A JP H0588026A JP 3246245 A JP3246245 A JP 3246245A JP 24624591 A JP24624591 A JP 24624591A JP H0588026 A JPH0588026 A JP H0588026A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rare earth
- alkyl group
- earth metal
- phenyl group
- optical waveguide
- Prior art date
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- Pending
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 可視光域から近赤外光域にわたり低損失で、
発光や増幅作用を示す希土類金属錯体を含む光導波路を
提供することを目的とする。 【構成】 本発明の光導波路はコア部がポリマからなる
コア部と、該コア部を囲みコア部より低い屈折率を有す
るポリマからなるクラッド部とを有する光導波路におい
て、前記コア部は下記一般式(I) 【化10】 (ただし、R1 およびR2 はそれぞれCn Y2n+1(Yは
水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは5以下の正の
整数)で表されるアルキル基,重水素化アルキル基ある
いはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5 で表わされる
フェニル基,重水素化フェニル基またはハロゲン化フェ
ニル基であり、MはEr,PrおよびNdからなる群か
ら選ばれた希土類金属原子である。)で表わされる希土
類金属錯体を含むことを特徴とする。
発光や増幅作用を示す希土類金属錯体を含む光導波路を
提供することを目的とする。 【構成】 本発明の光導波路はコア部がポリマからなる
コア部と、該コア部を囲みコア部より低い屈折率を有す
るポリマからなるクラッド部とを有する光導波路におい
て、前記コア部は下記一般式(I) 【化10】 (ただし、R1 およびR2 はそれぞれCn Y2n+1(Yは
水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは5以下の正の
整数)で表されるアルキル基,重水素化アルキル基ある
いはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5 で表わされる
フェニル基,重水素化フェニル基またはハロゲン化フェ
ニル基であり、MはEr,PrおよびNdからなる群か
ら選ばれた希土類金属原子である。)で表わされる希土
類金属錯体を含むことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光集積回路用導波路やプ
ラスチック光ファイバなどの光学材料として使用可能な
希土類金属錯体を含む光導波路に関するものである。
ラスチック光ファイバなどの光学材料として使用可能な
希土類金属錯体を含む光導波路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光学部品や光ファイバの基材としては光
伝送損失が小さく、伝送帯域が広いことから一般に石英
ガラスや多成分ガラス等の無機系のものが使用されてい
る。これらの光ファイバや光導波路に希土類元素を添加
することにより、レーザや増幅作用などの機能化を図る
試みがなされている(例えば日比野らによる1989年
度電子情報通信学会予稿集4−293参照)。充分な効
果を引き出すためには光部品あるいはファイバに高濃度
の希土類元素を均一に添加する必要がある。ファイバの
場合、希土類元素を含む部分を長くすることにより濃度
を高められるため、増幅作用が大きく、一部実用化され
ているものがある。しかし、光導波路の場合、希土類元
素を高濃度にしかも均一には添加できず、充分な効果を
あげていない。これを解決できる方法としてゾルーゲル
法が提案されている(星野らによる1991年度電子情
報通信学会予稿集4−232,D.J.DIgiova
nniら、OFC’91WA2)。金属アルコキシドと
希土類元素の塩化物を原料とし、均質な溶液中で加水分
解,重縮合反応を起こさせるものである。この方法をも
ちいれば高濃度にしかも均一に希土類元素を含む石英膜
を作製できる。しかし、クラッキングや基板からの剥離
のため厚い膜は形成できない。
伝送損失が小さく、伝送帯域が広いことから一般に石英
ガラスや多成分ガラス等の無機系のものが使用されてい
る。これらの光ファイバや光導波路に希土類元素を添加
することにより、レーザや増幅作用などの機能化を図る
試みがなされている(例えば日比野らによる1989年
度電子情報通信学会予稿集4−293参照)。充分な効
果を引き出すためには光部品あるいはファイバに高濃度
の希土類元素を均一に添加する必要がある。ファイバの
場合、希土類元素を含む部分を長くすることにより濃度
を高められるため、増幅作用が大きく、一部実用化され
ているものがある。しかし、光導波路の場合、希土類元
素を高濃度にしかも均一には添加できず、充分な効果を
あげていない。これを解決できる方法としてゾルーゲル
法が提案されている(星野らによる1991年度電子情
報通信学会予稿集4−232,D.J.DIgiova
nniら、OFC’91WA2)。金属アルコキシドと
希土類元素の塩化物を原料とし、均質な溶液中で加水分
解,重縮合反応を起こさせるものである。この方法をも
ちいれば高濃度にしかも均一に希土類元素を含む石英膜
を作製できる。しかし、クラッキングや基板からの剥離
のため厚い膜は形成できない。
【0003】ガラス系の他に、プラスチックを基材とす
る光学材料も開発されている。これらのプラスチック光
学材料は、無機系に比べ加工性が良く、取扱易い等の特
徴を持つことから注目されている。しかしこれらのプラ
スチック光部品は、無機系に比べて内部を伝達する光の
減衰度合が大きい、すなわち損失が大きいという欠点が
ある。またポリマに希土類元素を導入するには有機金属
あるいは有機キレートの形にしてから混入する必要があ
る。しかし希土類の有機金属はプラスチックと相溶性が
悪く、また酸化されやすい欠点があった。
る光学材料も開発されている。これらのプラスチック光
学材料は、無機系に比べ加工性が良く、取扱易い等の特
徴を持つことから注目されている。しかしこれらのプラ
スチック光部品は、無機系に比べて内部を伝達する光の
減衰度合が大きい、すなわち損失が大きいという欠点が
ある。またポリマに希土類元素を導入するには有機金属
あるいは有機キレートの形にしてから混入する必要があ
る。しかし希土類の有機金属はプラスチックと相溶性が
悪く、また酸化されやすい欠点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは可
視光域から近赤外光域にわたり低損失で、発光や増幅作
用を示す希土類金属錯体を含む光導波路を提供すること
にある。
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは可
視光域から近赤外光域にわたり低損失で、発光や増幅作
用を示す希土類金属錯体を含む光導波路を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ポリマからなるコア部と、該コア部を囲
みコア部より低い屈折率を有するポリマからなるクラッ
ド部とを有する光導波路において、前記コア部は下記一
般式(I)
に、本発明は、ポリマからなるコア部と、該コア部を囲
みコア部より低い屈折率を有するポリマからなるクラッ
ド部とを有する光導波路において、前記コア部は下記一
般式(I)
【0006】
【化6】
【0007】(ただし、R1 およびR2 はそれぞれCn
Y2n+1(Yは水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは
5以下の正の整数)で表されるアルキル基,重水素化ア
ルキル基あるいはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5
で表わされるフェニル基,重水素化フェニル基またはハ
ロゲン化フェニル基であり、MはEr,PrおよびNd
からなる群から選ばれた希土類金属原子である。)で表
わされる希土類金属錯体を含むことを特徴とする。
Y2n+1(Yは水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは
5以下の正の整数)で表されるアルキル基,重水素化ア
ルキル基あるいはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5
で表わされるフェニル基,重水素化フェニル基またはハ
ロゲン化フェニル基であり、MはEr,PrおよびNd
からなる群から選ばれた希土類金属原子である。)で表
わされる希土類金属錯体を含むことを特徴とする。
【0008】これら錯体を含む媒体として適当なものと
して下記一般式(II)で表わされるポリアクリレー
ト,一般式(III)および(IV)で表わされるポリ
シロキサンを用いるものである。
して下記一般式(II)で表わされるポリアクリレー
ト,一般式(III)および(IV)で表わされるポリ
シロキサンを用いるものである。
【0009】
【化7】
【0010】ただし、X1 およびX2 はそれぞれ重水素
あるいはハロゲンであり、R1 は重水素,CD3 あるい
はハロゲンのいずれかであり、R2 はCn Y2n+1(Yは
ハロゲン、nは5以下の正の整数)で表わされるハロゲ
ン化アルキル基である。
あるいはハロゲンであり、R1 は重水素,CD3 あるい
はハロゲンのいずれかであり、R2 はCn Y2n+1(Yは
ハロゲン、nは5以下の正の整数)で表わされるハロゲ
ン化アルキル基である。
【0011】
【化8】
【0012】ただし、R1 およびR2 はそれぞれCn Y
2n+1(Yは水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは5
以下の正の整数)で表わされるアルキル基,重水素化ア
ルキル基あるいはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5
で表わされるフェニル基,重水素化フェニル基またはハ
ロゲン化フェニル基である。
2n+1(Yは水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは5
以下の正の整数)で表わされるアルキル基,重水素化ア
ルキル基あるいはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5
で表わされるフェニル基,重水素化フェニル基またはハ
ロゲン化フェニル基である。
【0013】
【化9】
【0014】ただし、R1 およびR2 はそれぞれCn Y
2n+1(Yは水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは5
以下の正の整数)で表わされるアルキル基,重水素化ア
ルキル基あるいはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5
で表わされるフェニル基,重水素化フェニル基またはハ
ロゲン化フェニル基である。
2n+1(Yは水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは5
以下の正の整数)で表わされるアルキル基,重水素化ア
ルキル基あるいはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5
で表わされるフェニル基,重水素化フェニル基またはハ
ロゲン化フェニル基である。
【0015】
【作用】先に述べたように従来の希土類金属の錯体や有
機金属は限られた有機溶媒にしか溶けず、しかも非常に
酸化され易く、沈殿が生じるなど保存安定性や均一性に
問題があった。しかし本発明の希土類金属錯体は多くの
有機溶媒に溶解可能であり、また酸化も起こりにくく、
導波路に均一に分散することができる。
機金属は限られた有機溶媒にしか溶けず、しかも非常に
酸化され易く、沈殿が生じるなど保存安定性や均一性に
問題があった。しかし本発明の希土類金属錯体は多くの
有機溶媒に溶解可能であり、また酸化も起こりにくく、
導波路に均一に分散することができる。
【0016】本発明者らは先に上記一般式(II),
(III)および(IV)で示したポリアクリレート,
ポリシロキサンが容易に屈折率を制御でき、しかも吸湿
に伴うOH振動吸収の影響が少ないものであり、プラス
チック光導波路として優れていることを見いだした(特
開平3−188402号および特願平2−282023
号参照)。
(III)および(IV)で示したポリアクリレート,
ポリシロキサンが容易に屈折率を制御でき、しかも吸湿
に伴うOH振動吸収の影響が少ないものであり、プラス
チック光導波路として優れていることを見いだした(特
開平3−188402号および特願平2−282023
号参照)。
【0017】本発明はこれらを媒体として希土類元素が
高濃度でしかも均一に入ったポリマを得、それを使用し
て発光,増幅作用を起こすことのできる導波路とするこ
とを本質としている。すなわち、従来は希土類元素を溶
かす有機溶媒が少なく、高濃度,均一に混ぜることはで
きなかったが、本発明によりそれが解決できる。またこ
のプラスチック光導波路を基板上に形成する場合、基板
はシリコン基板,ガラス基板のように硬い基板ばかりで
なくプラスチック基板などフレキシブルなものが使用可
能である。
高濃度でしかも均一に入ったポリマを得、それを使用し
て発光,増幅作用を起こすことのできる導波路とするこ
とを本質としている。すなわち、従来は希土類元素を溶
かす有機溶媒が少なく、高濃度,均一に混ぜることはで
きなかったが、本発明によりそれが解決できる。またこ
のプラスチック光導波路を基板上に形成する場合、基板
はシリコン基板,ガラス基板のように硬い基板ばかりで
なくプラスチック基板などフレキシブルなものが使用可
能である。
【0018】本発明におけるポリマの製造法は、一般の
ポリメタクリレートやポリシロキサンなどの製造法と同
様である。またシロキサンポリマの分子量は膜を形成し
たときのクラッキングを避けるため10万以上が望まし
い。
ポリメタクリレートやポリシロキサンなどの製造法と同
様である。またシロキサンポリマの分子量は膜を形成し
たときのクラッキングを避けるため10万以上が望まし
い。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0020】[実施例1]ジクロロフェニルシランとト
リクロロフェニルシランの共重合体(共重合比1/9)
にNdのアセチルアセトン錯体を分散させたものをコア
成分とし、ポリフェニルシルセスキオキサンをクラッド
成分とする導波路を作製した。すなわち、まず、共重合
体と1wt%のNd−アセチルアセトン錯体とをメチル
イソブチルケトンに溶かし溶液とした。次に、クラッド
成分ポリマをプラスチック基板あるいは処理したシリコ
ン基板上に約15μmの厚さに塗布した。ベーク,乾燥
処理後クラッド成分ポリマ上にコア成分ポリマを約8μ
mの厚さに塗布した。次に、ホトリソグラフィ,ドライ
エッチングによりコア成分ポリマを長さ50mm,幅8
μm,高さ8μmの直線矩形パターンに加工した。加工
後、クラッド成分をコア成分ポリマ上に塗布し導波路を
得た。導波路の両端面に誘電体ミラーを蒸着し、Ar+
レーザ,励起色素レーザやTi:Al2 O3 CWレーザ
光を導波路の一端から照射した。誘電体ミラーを用いて
出射光を励起光とレーザ光に分離し、レーザ光強度を測
定した。1.05および1.31μmでの利得はそれぞ
れ7dBおよび2dBであった。
リクロロフェニルシランの共重合体(共重合比1/9)
にNdのアセチルアセトン錯体を分散させたものをコア
成分とし、ポリフェニルシルセスキオキサンをクラッド
成分とする導波路を作製した。すなわち、まず、共重合
体と1wt%のNd−アセチルアセトン錯体とをメチル
イソブチルケトンに溶かし溶液とした。次に、クラッド
成分ポリマをプラスチック基板あるいは処理したシリコ
ン基板上に約15μmの厚さに塗布した。ベーク,乾燥
処理後クラッド成分ポリマ上にコア成分ポリマを約8μ
mの厚さに塗布した。次に、ホトリソグラフィ,ドライ
エッチングによりコア成分ポリマを長さ50mm,幅8
μm,高さ8μmの直線矩形パターンに加工した。加工
後、クラッド成分をコア成分ポリマ上に塗布し導波路を
得た。導波路の両端面に誘電体ミラーを蒸着し、Ar+
レーザ,励起色素レーザやTi:Al2 O3 CWレーザ
光を導波路の一端から照射した。誘電体ミラーを用いて
出射光を励起光とレーザ光に分離し、レーザ光強度を測
定した。1.05および1.31μmでの利得はそれぞ
れ7dBおよび2dBであった。
【0021】[実施例2]重水素化ジクロロフェニルシ
ランと重水素化トリクロロフェニルシランの共重合体
(共重合比1/9)にErのジピバロイルメタン錯体を
分散させたものをコア成分,重水素化ポリフェニルシル
セスキオキサンをクラッド成分とする導波路を作製し
た。
ランと重水素化トリクロロフェニルシランの共重合体
(共重合比1/9)にErのジピバロイルメタン錯体を
分散させたものをコア成分,重水素化ポリフェニルシル
セスキオキサンをクラッド成分とする導波路を作製し
た。
【0022】共重合体と1wt%のEr−アセチルアセ
トン錯体とをメチルイソブチルケトンに溶かし溶液とし
た。以下、実施例1と同様にして得られた導波路のレー
ザ光強度を測定した。1.55μmでの利得は8dBで
あった。
トン錯体とをメチルイソブチルケトンに溶かし溶液とし
た。以下、実施例1と同様にして得られた導波路のレー
ザ光強度を測定した。1.55μmでの利得は8dBで
あった。
【0023】[実施例3]ヘプタフルオロイソプロピル
メタクリレート−d5とパーデュ−テロメチルメタクリ
レートの共重合体(共重合比5/5)重水素化ポリメチ
ルメタクリレートにPrのジピバロイルメタン錯体を分
散させたものをコア成分,ヘプタフルオロイソプロピル
メタクリレート−d5とパーデュ−テロメチルメタクリ
レートの共重合体(共重合比6/4)をクラッド成分と
する導波路を作製した。
メタクリレート−d5とパーデュ−テロメチルメタクリ
レートの共重合体(共重合比5/5)重水素化ポリメチ
ルメタクリレートにPrのジピバロイルメタン錯体を分
散させたものをコア成分,ヘプタフルオロイソプロピル
メタクリレート−d5とパーデュ−テロメチルメタクリ
レートの共重合体(共重合比6/4)をクラッド成分と
する導波路を作製した。
【0024】共重合比5/5の共重合体と1wt%のP
rのジピバロイルメタン錯体とをメチルイソブチルケト
ンに溶かし溶液とした。以下、実施例1と同様にして得
られた導波路のレーザ光強度を測定した。1.31μm
での利得は9dBであった。
rのジピバロイルメタン錯体とをメチルイソブチルケト
ンに溶かし溶液とした。以下、実施例1と同様にして得
られた導波路のレーザ光強度を測定した。1.31μm
での利得は9dBであった。
【0025】[実施例4−7]ポリマをコア成分とし、
実施例1,2および3と同じように導波路を作製した。
それぞれ光利得を調べ、表1に示す値を得た。
実施例1,2および3と同じように導波路を作製した。
それぞれ光利得を調べ、表1に示す値を得た。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光導波路
は従来のものに比べ、可視〜近赤外光域において優れた
光伝送特性を有するとともに、高い利得でレーザ発振が
可能である。そのため導波形レーザや増幅素子のような
能動型回路要素として使用できる。すなわち、これらの
光学材料を使って作製した光部品により、応用範囲の広
い光信号伝送システムを構成できる利点がある。
は従来のものに比べ、可視〜近赤外光域において優れた
光伝送特性を有するとともに、高い利得でレーザ発振が
可能である。そのため導波形レーザや増幅素子のような
能動型回路要素として使用できる。すなわち、これらの
光学材料を使って作製した光部品により、応用範囲の広
い光信号伝送システムを構成できる利点がある。
Claims (5)
- 【請求項1】 ポリマからなるコア部と、該コア部を囲
みコア部より低い屈折率を有するポリマからなるクラッ
ド部とを有する光導波路において、前記コア部は下記一
般式(I) 【化1】 (ただし、R1 およびR2 はそれぞれCn Y2n+1(Yは
水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは5以下の正の
整数)で表されるアルキル基,重水素化アルキル基ある
いはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5 で表わされる
フェニル基,重水素化フェニル基またはハロゲン化フェ
ニル基であり、MはEr,PrおよびNdからなる群か
ら選ばれた希土類金属原子である。)で表わされる希土
類金属錯体を含むことを特徴とする光導波路。 - 【請求項2】 前記コア部の希土類金属錯体は下記一般
式(II) 【化2】 (ただし、X1 およびX2 はそれぞれ重水素あるいはハ
ロゲンであり、R1 は重水素,CD3 あるいはハロゲン
のいずれかであり、R2 はCn Y2n+1(Yはハロゲン、
nは5以下の正の整数)で表わされるハロゲン化アルキ
ル基である。)で表わされる化学構造を繰り返し単位と
して有するポリアクリレート中に含まれていることを特
徴とする請求項1記載の光導波路。 - 【請求項3】 前記コア部の希土類金属錯体は下記一般
式(III) 【化3】 (ただし、R1 およびR2 はそれぞれCn Y2n+1(Yは
水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは5以下の正の
整数)で表わされるアルキル基,重水素化アルキル基あ
るいはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5 で表わされ
るフェニル基,重水素化フェニル基またはハロゲン化フ
ェニル基である。)で表わされる化学構造を繰り返し単
位として有するポリシロキサン中に含まれていることを
特徴とする請求項1記載の光導波路。 - 【請求項4】 前記コア部の希土類金属錯体は下記一般
式(IV) 【化4】 (ただし、R1 およびR2 はそれぞれCn Y2n+1(Yは
水素,重水素あるいはハロゲン原子、nは5以下の正の
整数)で表わされるアルキル基,重水素化アルキル基あ
るいはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5 で表わされ
るフェニル基,重水素化フェニル基またはハロゲン化フ
ェニル基である。)で表わされる化学構造を繰り返し単
位として有するポリシロキサン中に含まれていることを
特徴とする請求項1記載の光導波路。 - 【請求項5】 前記コア部の希土類金属錯体は下記一般
式(III)および(IV)で表わされる化学構造を繰
り返し単位として有するシロキサンの共重合体中に含ま
れていることを特徴とする請求項1記載の光導波路: 【化5】 ただし、R1 およびR2 はそれぞれCn Y2n+1(Yは水
素,重水素あるいはハロゲン原子、nは5以下の正の整
数)で表わされるアルキル基,重水素化アルキル基ある
いはハロゲン化アルキル基またはC6 Y5 で表わされる
フェニル基,重水素化フェニル基またはハロゲン化フェ
ニル基である。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3246245A JPH0588026A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 希土類金属錯体を含む光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3246245A JPH0588026A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 希土類金属錯体を含む光導波路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0588026A true JPH0588026A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17145668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3246245A Pending JPH0588026A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 希土類金属錯体を含む光導波路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0588026A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1072905A1 (en) * | 1999-07-22 | 2001-01-31 | Yasuhiro Koike | Refractive index distribution type light transmitting device |
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WO2004092235A1 (ja) * | 2003-04-11 | 2004-10-28 | Daikin Industries, Ltd. | 環状エーテル共重合体、コーティング用樹脂組成物、光デバイス、光デバイス製造方法 |
WO2005092977A1 (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-06 | Daikin Industries, Ltd. | 含フッ素アクリレート系重合体を含んでなる光機能性光学材料 |
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