JPH09235322A - 光学材料及びそれを用いた光導波路 - Google Patents
光学材料及びそれを用いた光導波路Info
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- JPH09235322A JPH09235322A JP8063853A JP6385396A JPH09235322A JP H09235322 A JPH09235322 A JP H09235322A JP 8063853 A JP8063853 A JP 8063853A JP 6385396 A JP6385396 A JP 6385396A JP H09235322 A JPH09235322 A JP H09235322A
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- polymer
- optical
- waveguide
- deuterium
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- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可視光〜近赤外光域にわたり低損失であり、
吸湿に伴うOH振動吸収の影響の少なくしかも耐熱性に
優れるプラスチック光学材料を提供し、更にその材料を
用いた光導波路を提供する。 【解決手段】 一般式:−〔−C(X、X)−C(Y、
COOA)−〕n −〔−C(X1 、X1 )−C(Y1 、
COOR)−〕m −〔X、X1 =H又はD、Y、Y1 =
CH3 又はCD3 、A:アダマンチル基又はそのD置換
された基、R:−CF(CF3)2 、−CF(CF2 C
l)(CF3 )、又は−CF(CF2 Cl)2 、n+m
=1を満足する正の値〕で表される繰り返し単位を有す
るポリマーからなる光学材料。該材料を用いた光導波
路。
吸湿に伴うOH振動吸収の影響の少なくしかも耐熱性に
優れるプラスチック光学材料を提供し、更にその材料を
用いた光導波路を提供する。 【解決手段】 一般式:−〔−C(X、X)−C(Y、
COOA)−〕n −〔−C(X1 、X1 )−C(Y1 、
COOR)−〕m −〔X、X1 =H又はD、Y、Y1 =
CH3 又はCD3 、A:アダマンチル基又はそのD置換
された基、R:−CF(CF3)2 、−CF(CF2 C
l)(CF3 )、又は−CF(CF2 Cl)2 、n+m
=1を満足する正の値〕で表される繰り返し単位を有す
るポリマーからなる光学材料。該材料を用いた光導波
路。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】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材料として使用可能な
光学材料、及びその光導波路に関する。
やプラスチック光ファイバなどの材料として使用可能な
光学材料、及びその光導波路に関する。
【0002】
【従来の技術】光学部品や光ファイバの基材としては光
伝送損失が少なく、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。一方、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。例えば光ファイバにおいてはポリメチル
メタクリレート(PMMA)あるいはポリスチレンのよ
うな透明性に優れたプラスチックを芯(コア)とし、そ
の芯成分よりも屈折率の低いプラスチックを鞘(クラッ
ド)成分とした同芯のコア−クラッド構造からなるもの
が知られている。プラスチックの光伝送損失の最も大き
な要因はプラスチックを構成する炭素−水素間の赤外振
動吸収の高調波である。そこで、この炭素−水素結合に
起因する高調波を小さくまた長波長シフトさせるため
に、プラスチック構造中の水素をフッ素等のハロゲンや
重水素に置換することが提案されている。例えばフッ素
に置換したプラスチックとしては、エステル側鎖の水素
の一部をフッ素置換した下記式(化2)で表されるポリ
メタクリレート:
伝送損失が少なく、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。一方、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。例えば光ファイバにおいてはポリメチル
メタクリレート(PMMA)あるいはポリスチレンのよ
うな透明性に優れたプラスチックを芯(コア)とし、そ
の芯成分よりも屈折率の低いプラスチックを鞘(クラッ
ド)成分とした同芯のコア−クラッド構造からなるもの
が知られている。プラスチックの光伝送損失の最も大き
な要因はプラスチックを構成する炭素−水素間の赤外振
動吸収の高調波である。そこで、この炭素−水素結合に
起因する高調波を小さくまた長波長シフトさせるため
に、プラスチック構造中の水素をフッ素等のハロゲンや
重水素に置換することが提案されている。例えばフッ素
に置換したプラスチックとしては、エステル側鎖の水素
の一部をフッ素置換した下記式(化2)で表されるポリ
メタクリレート:
【0003】
【化2】
【0004】がPMMAより低損失となることが示され
た〔例えば戒能俊邦、高分子論文集、第42巻、第25
7〜264頁(1985)、高分子学会参照〕。エステ
ル側鎖の水素をすべて重水素置換あるいはフッ素置換す
ることは低損失化に有用と考えられる。しかしながら、
重水素置換は水素交換反応が起こりやすい。また、フッ
素置換をすべて行うと材料安定性、密着性等に不都合が
生じる。特にコア材料として用いられる下記式(化3)
で表される重水素化ポリメチルメタクリレート:
た〔例えば戒能俊邦、高分子論文集、第42巻、第25
7〜264頁(1985)、高分子学会参照〕。エステ
ル側鎖の水素をすべて重水素置換あるいはフッ素置換す
ることは低損失化に有用と考えられる。しかしながら、
重水素置換は水素交換反応が起こりやすい。また、フッ
素置換をすべて行うと材料安定性、密着性等に不都合が
生じる。特にコア材料として用いられる下記式(化3)
で表される重水素化ポリメチルメタクリレート:
【0005】
【化3】
【0006】はポリメチルメタクリレートに比べると低
損失化が図れるが、小さいながらもC−D結合に起因す
る高調波吸収があり、1300〜1600nm付近の光
源を用いる光集積回路の場合、損失が無視できない。更
にポリスチレン等に比べ吸湿性が高く、2%程度の飽和
吸湿率を持つ。したがって湿度が高い環境では、水のO
Hの振動吸収が光損失に影響を与える。OH振動吸収の
高調波によって、特に近赤外域の光伝送損失は低下する
〔例えば戒能俊邦、ポリマー プリプリンツ,ジャパン
(Polymer preprints, Japan) 、第32巻、第4号、第
2525頁(1983)参照〕。すなわち、使用環境条
件の湿度変化により光伝送損失が変動するといった問題
があった。更にこれらのモノマーと上記エステル側鎖の
水素の一部をフッ素置換したポリメタクリレートを組合
せた材料もあるが、ガラス転移点が100℃付近と低く
耐熱性に問題があった。
損失化が図れるが、小さいながらもC−D結合に起因す
る高調波吸収があり、1300〜1600nm付近の光
源を用いる光集積回路の場合、損失が無視できない。更
にポリスチレン等に比べ吸湿性が高く、2%程度の飽和
吸湿率を持つ。したがって湿度が高い環境では、水のO
Hの振動吸収が光損失に影響を与える。OH振動吸収の
高調波によって、特に近赤外域の光伝送損失は低下する
〔例えば戒能俊邦、ポリマー プリプリンツ,ジャパン
(Polymer preprints, Japan) 、第32巻、第4号、第
2525頁(1983)参照〕。すなわち、使用環境条
件の湿度変化により光伝送損失が変動するといった問題
があった。更にこれらのモノマーと上記エステル側鎖の
水素の一部をフッ素置換したポリメタクリレートを組合
せた材料もあるが、ガラス転移点が100℃付近と低く
耐熱性に問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状にかんがみてなされたものであり、その目的は可視光
〜近赤外光域にわたり低損失であり、吸湿に伴うOH振
動吸収の影響の少なくしかも耐熱性に優れるプラスチッ
ク光学材料を実現し、更にその材料を用いた光導波路を
提供することにある。
状にかんがみてなされたものであり、その目的は可視光
〜近赤外光域にわたり低損失であり、吸湿に伴うOH振
動吸収の影響の少なくしかも耐熱性に優れるプラスチッ
ク光学材料を実現し、更にその材料を用いた光導波路を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明の第1の発明は光学材料に関する発明であって、下
記の構造式(化1):
発明の第1の発明は光学材料に関する発明であって、下
記の構造式(化1):
【0009】
【化1】
【0010】〔ただし、Dを重水素として、上記X及び
X1 は水素あるいは重水素、Y及びY1 はCH3 あるい
はCD3 、Aはアダマンチル基あるいは重水素置換され
たアダマンチル基、Rは−CF(CF3 )2 、−CF
(CF2 Cl)(CF3 )、又は−CF(CF2 Cl)
2 よりなり、n及びmはn+m=1を満足する正の値を
示す〕で表される繰り返し単位を有するポリマーからな
ることを特徴とする。また、本発明の第2の発明は光導
波路に関する発明であって、コア及び該コアを囲み、該
コアよりも屈折率の低いクラッドを少なくとも含む光導
波路において、前記コア又は前記クラッドに上記本発明
の第1の発明の光学材料を用いたことを特徴とする。
X1 は水素あるいは重水素、Y及びY1 はCH3 あるい
はCD3 、Aはアダマンチル基あるいは重水素置換され
たアダマンチル基、Rは−CF(CF3 )2 、−CF
(CF2 Cl)(CF3 )、又は−CF(CF2 Cl)
2 よりなり、n及びmはn+m=1を満足する正の値を
示す〕で表される繰り返し単位を有するポリマーからな
ることを特徴とする。また、本発明の第2の発明は光導
波路に関する発明であって、コア及び該コアを囲み、該
コアよりも屈折率の低いクラッドを少なくとも含む光導
波路において、前記コア又は前記クラッドに上記本発明
の第1の発明の光学材料を用いたことを特徴とする。
【0011】本発明における光学材料は前記一般式(化
1)で示される繰り返し単位を有するポリマーを用いる
ことを本質とする。ポリメタクリレートのエステル側鎖
の水素をハロゲン化することによりC−Hに起因する高
調波吸収を小さく、かつ長波長シフトさせることにより
低損失の光学材料を得ることができる。また、側鎖にア
ダマンチル基を付加したメタクリレートモノマーを共重
合することにより、Tgを高くすることができ、耐熱性
を付与し、温度安定性を改善することが可能である。更
にエステル側鎖のハロゲン化、エステル側鎖の脂環基付
加によりポリマーの吸湿性は大幅に低下するため、本発
明は極めて安定した光特性を維持しうるという特徴があ
る。
1)で示される繰り返し単位を有するポリマーを用いる
ことを本質とする。ポリメタクリレートのエステル側鎖
の水素をハロゲン化することによりC−Hに起因する高
調波吸収を小さく、かつ長波長シフトさせることにより
低損失の光学材料を得ることができる。また、側鎖にア
ダマンチル基を付加したメタクリレートモノマーを共重
合することにより、Tgを高くすることができ、耐熱性
を付与し、温度安定性を改善することが可能である。更
にエステル側鎖のハロゲン化、エステル側鎖の脂環基付
加によりポリマーの吸湿性は大幅に低下するため、本発
明は極めて安定した光特性を維持しうるという特徴があ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明におけるポリマーの製造法は一般的なビニル
モノマーのラジカル重合法、例えば塊状重合、溶液重
合、懸濁重合、及び乳化重合が挙げられるが、高純度の
重合体を得るためには塊状重合法が好ましい。重合開始
剤としては通常のものを使用でき、具体例としては、例
えばジ−tert−ブチルペルオキシド、ジクミルペル
オキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、tert
−ブチルペルベンゾエート、メチルイソブチルケトンペ
ルオキシド、ラウロイルペルオキシド、シクロヘキシル
ペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジtert
ブチルペルオキシヘキサン、tert−ブチルペルオク
タノエート、tert−ブチルペルイソブチレート、t
ert−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート等
の有機過酸化物や、メチル2,2′−アゾビスイソブチ
レート、1,1′−アゾビスシクロヘキサンカルボニト
リル、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メト
キシバレロニトリル、2−カルバモイル−アゾビスイソ
ブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2,4−ジブチ
ルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニ
トリル(AIBN)等のアゾ化合物が挙げられる。また
高分子転換率を高め、加工しやすい形状とするために分
子量を適当に制御する必要があるが、通常重合度調整剤
として使用するアルキルメルカプタンを使用できる。
る。本発明におけるポリマーの製造法は一般的なビニル
モノマーのラジカル重合法、例えば塊状重合、溶液重
合、懸濁重合、及び乳化重合が挙げられるが、高純度の
重合体を得るためには塊状重合法が好ましい。重合開始
剤としては通常のものを使用でき、具体例としては、例
えばジ−tert−ブチルペルオキシド、ジクミルペル
オキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、tert
−ブチルペルベンゾエート、メチルイソブチルケトンペ
ルオキシド、ラウロイルペルオキシド、シクロヘキシル
ペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジtert
ブチルペルオキシヘキサン、tert−ブチルペルオク
タノエート、tert−ブチルペルイソブチレート、t
ert−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート等
の有機過酸化物や、メチル2,2′−アゾビスイソブチ
レート、1,1′−アゾビスシクロヘキサンカルボニト
リル、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メト
キシバレロニトリル、2−カルバモイル−アゾビスイソ
ブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2,4−ジブチ
ルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニ
トリル(AIBN)等のアゾ化合物が挙げられる。また
高分子転換率を高め、加工しやすい形状とするために分
子量を適当に制御する必要があるが、通常重合度調整剤
として使用するアルキルメルカプタンを使用できる。
【0013】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
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。例えば、下記各実施例においては直線導波路、光
ファイバへの適用例についてのみ記載しているが、曲線
導波路、方向性結合器、マッハツエンダー干渉型導波路
も同様に実現できるのはいうまでもない。
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。例えば、下記各実施例においては直線導波路、光
ファイバへの適用例についてのみ記載しているが、曲線
導波路、方向性結合器、マッハツエンダー干渉型導波路
も同様に実現できるのはいうまでもない。
【0014】実施例1 モノマー製造は以下により合成した。 1)ヘプタフルオロイソプロピルメタクリレート−d5
(FMAI)の合成 脱水した7.3gのフッ化カリウムを100mlの脱水
アセトンと共にフラスコ中に入れる。これに21gのヘ
キサフルオロアセトンを滴下し、付加生成物をつくる。
次に溶液を45℃に冷却し、デューテロメタクリルクロ
ライド−d5の13gを滴下する。液温は5〜10℃に
保って1.5時間反応させる。反応後、液を150ml
の氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し15gの粗製
物を得た。これを蒸留して沸点101〜101.5℃の
生成物を得た。得たモノマーの屈折率nD 25は1.32
であった。赤外線吸収スペクトルにおいて1600cm
-1にC=C、1800cm-1付近にC=O、C−Fの伸
縮振動、また2100cm-1付近にC−Dの伸縮振動が
見られる。プロトンNMRで残存水素が0.1%以下で
あることを確かめた。
(FMAI)の合成 脱水した7.3gのフッ化カリウムを100mlの脱水
アセトンと共にフラスコ中に入れる。これに21gのヘ
キサフルオロアセトンを滴下し、付加生成物をつくる。
次に溶液を45℃に冷却し、デューテロメタクリルクロ
ライド−d5の13gを滴下する。液温は5〜10℃に
保って1.5時間反応させる。反応後、液を150ml
の氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し15gの粗製
物を得た。これを蒸留して沸点101〜101.5℃の
生成物を得た。得たモノマーの屈折率nD 25は1.32
であった。赤外線吸収スペクトルにおいて1600cm
-1にC=C、1800cm-1付近にC=O、C−Fの伸
縮振動、また2100cm-1付近にC−Dの伸縮振動が
見られる。プロトンNMRで残存水素が0.1%以下で
あることを確かめた。
【0015】2)アダマンチルメタクリレート−d5
(ADl)の合成 1−アダマンタノール50g、トリエチルアミン70m
lを溶かしたジクロロメタン1リットル溶液にメタクリ
ルクロライド−d5を46ml滴下する。液温は5〜1
0℃に保って1.5時間反応させる。反応後、液を15
0mlの氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し15g
の粗製物を得た。これを蒸留して生成物を得た。赤外線
吸収スペクトルにおいて1600cm-1にC=C、18
00cm-1付近にC=O、また2100cm-1付近にC
−Dの伸縮振動が見られた。
(ADl)の合成 1−アダマンタノール50g、トリエチルアミン70m
lを溶かしたジクロロメタン1リットル溶液にメタクリ
ルクロライド−d5を46ml滴下する。液温は5〜1
0℃に保って1.5時間反応させる。反応後、液を15
0mlの氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し15g
の粗製物を得た。これを蒸留して生成物を得た。赤外線
吸収スペクトルにおいて1600cm-1にC=C、18
00cm-1付近にC=O、また2100cm-1付近にC
−Dの伸縮振動が見られた。
【0016】3)d化アダマンチルメタクリレート−d
5(DADl)の合成 1−d化アダマンタノール50g、トリエチルアミン7
0mlを溶かしたジクロロメタン1リットル溶液にメタ
クリルクロライド−d5を46ml滴下する。液温は5
〜10℃に保って1.5時間反応させる。反応後、液を
150mlの氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し1
5gの粗製物を得た。これを蒸留して生成物を得た。赤
外線吸収スペクトルにおいて1600cm-1にC=C、
1800cm-1付近にC=O、また2100cm-1付近
にC−Dの伸縮振動が見られた。その他のモノマーにつ
いても同様な反応で得ることができる。
5(DADl)の合成 1−d化アダマンタノール50g、トリエチルアミン7
0mlを溶かしたジクロロメタン1リットル溶液にメタ
クリルクロライド−d5を46ml滴下する。液温は5
〜10℃に保って1.5時間反応させる。反応後、液を
150mlの氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し1
5gの粗製物を得た。これを蒸留して生成物を得た。赤
外線吸収スペクトルにおいて1600cm-1にC=C、
1800cm-1付近にC=O、また2100cm-1付近
にC−Dの伸縮振動が見られた。その他のモノマーにつ
いても同様な反応で得ることができる。
【0017】4)ポリマー製造例1 上記により合成したモノマーFMAlとADlを等モ
ル、トルエン溶液に溶かし、重合開始剤としてAIBN
1mモル/リットル添加し、重合させた。次に反応液
を100mlのメタノールに注ぎ込み重合体を得た。更
に1,1,2,2−テトラクロロエタンに溶解し、メタ
ノールで再沈殿することによりポリマーの精製を行っ
た。赤外線吸収スペクトルにおいて1600cm-1にあ
ったモノマーのC=C吸収が消失し、1800cm-1付
近にC=O、C−Fの伸縮振動、ポリマーの屈折率はn
D 25=1.45であった。また、重合体の分子量はMw
=3×104 であった。
ル、トルエン溶液に溶かし、重合開始剤としてAIBN
1mモル/リットル添加し、重合させた。次に反応液
を100mlのメタノールに注ぎ込み重合体を得た。更
に1,1,2,2−テトラクロロエタンに溶解し、メタ
ノールで再沈殿することによりポリマーの精製を行っ
た。赤外線吸収スペクトルにおいて1600cm-1にあ
ったモノマーのC=C吸収が消失し、1800cm-1付
近にC=O、C−Fの伸縮振動、ポリマーの屈折率はn
D 25=1.45であった。また、重合体の分子量はMw
=3×104 であった。
【0018】5)ポリマー製造例2 上記により合成したモノマーFMAlとDADlを等モ
ル、トルエン溶液に溶かし、重合開始剤としてAIBN
1mモル/リットル添加し、重合させた。次に反応液
を100mlのメタノールに注ぎ込み重合体を得た。更
に1,1,2,2−テトラクロロエタンに溶解し、メタ
ノールで再沈殿することによりポリマーの精製を行っ
た。赤外線吸収スペクトルにおいて1600cm-1にあ
ったモノマーのC=C吸収が消失し、1800cm-1付
近にC=O、C−Fの伸縮振動、ポリマーの屈折率はn
D 25=1.45であった。また、重合体の分子量はMw
=4×104 であった。上記ポリマー製造例1、2と同
様にして、作製したポリマーの特性を表1にまとめて記
した。
ル、トルエン溶液に溶かし、重合開始剤としてAIBN
1mモル/リットル添加し、重合させた。次に反応液
を100mlのメタノールに注ぎ込み重合体を得た。更
に1,1,2,2−テトラクロロエタンに溶解し、メタ
ノールで再沈殿することによりポリマーの精製を行っ
た。赤外線吸収スペクトルにおいて1600cm-1にあ
ったモノマーのC=C吸収が消失し、1800cm-1付
近にC=O、C−Fの伸縮振動、ポリマーの屈折率はn
D 25=1.45であった。また、重合体の分子量はMw
=4×104 であった。上記ポリマー製造例1、2と同
様にして、作製したポリマーの特性を表1にまとめて記
した。
【0019】
【表1】
【0020】実施例2 ポリマー製造例1で得た重合体をプレスにより棒状と
し、両端を光学研磨し分光器で近赤外〜可視光域での吸
収を測定した。その結果660、850、1300、及
び1550nmにおける光学損失は0.1dB/cm、
0.08dB/cm、0.1dB/cm、0.25dB
/cmであり、極めて高い透光性を示した。同様にして
他のポリマーについても吸収を測定した。表1にその結
果をまとめた。
し、両端を光学研磨し分光器で近赤外〜可視光域での吸
収を測定した。その結果660、850、1300、及
び1550nmにおける光学損失は0.1dB/cm、
0.08dB/cm、0.1dB/cm、0.25dB
/cmであり、極めて高い透光性を示した。同様にして
他のポリマーについても吸収を測定した。表1にその結
果をまとめた。
【0021】図1に試料番号5のnの割合を変化させて
得られたポリマーの屈折率を示す。すなわち、図1にお
いて縦軸は屈折率(波長1.3μm)、横軸は、一般式
(化1)におけるnの値を示す。ただし、nはn+m=
1を満たしており、屈折率の測定波長は1.3μmであ
る。
得られたポリマーの屈折率を示す。すなわち、図1にお
いて縦軸は屈折率(波長1.3μm)、横軸は、一般式
(化1)におけるnの値を示す。ただし、nはn+m=
1を満たしており、屈折率の測定波長は1.3μmであ
る。
【0022】図1からわかるように、nの割合を適当に
選択することにより1.36から1.51の範囲で屈折
率を任意に選択することが可能である。このことから、
光通信システムでよく用いられる石英系光ファイバ、石
英系光導波路部品(石英の屈折率1.45)、あるい
は、プラスチック光ファイバ(PMMAプラスチック光
ファイバの屈折率1.48)との屈折率整合も容易に行
え、光接続の際に問題となる屈折率不整合による反射損
失を低減することが容易である。また、番号5のサンプ
ル(3mm厚)を23℃24時間水に浸漬させ吸水率を
測定したところ0.1wt%の増加が認められた。この
値は通常よく光学材料として用いられるPMMAの吸水
率(約2wt%)に比較すると1桁以上低い値であっ
た。また、Tgについてはnが増加するにつれ高温とな
り、70℃から220℃まで変化する。石英系光導波路
部品(石英の屈折率1.45)の屈折率に合せた材料で
は170℃以上の高いTgを示すことがわかった。得ら
れたポリマーの光導波路適用例について以下に記す。
選択することにより1.36から1.51の範囲で屈折
率を任意に選択することが可能である。このことから、
光通信システムでよく用いられる石英系光ファイバ、石
英系光導波路部品(石英の屈折率1.45)、あるい
は、プラスチック光ファイバ(PMMAプラスチック光
ファイバの屈折率1.48)との屈折率整合も容易に行
え、光接続の際に問題となる屈折率不整合による反射損
失を低減することが容易である。また、番号5のサンプ
ル(3mm厚)を23℃24時間水に浸漬させ吸水率を
測定したところ0.1wt%の増加が認められた。この
値は通常よく光学材料として用いられるPMMAの吸水
率(約2wt%)に比較すると1桁以上低い値であっ
た。また、Tgについてはnが増加するにつれ高温とな
り、70℃から220℃まで変化する。石英系光導波路
部品(石英の屈折率1.45)の屈折率に合せた材料で
は170℃以上の高いTgを示すことがわかった。得ら
れたポリマーの光導波路適用例について以下に記す。
【0023】実施例3 ポリマー製造例1で得たポリマーをコア成分、同様な方
法で作製したポリマー(n=0.4、m=0.6)をク
ラッド成分とする導波路を作製した。この2種のポリマ
ーをそれぞれテトラクロロエタンに20wt%溶かし溶
液とした。まずクラッド成分ポリマーをシリコン基板上
に約20μmの厚さに塗布した。ベーク、乾燥処理後ク
ラッド成分ポリマー上にコア成分ポリマーを約8μm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ーを長さ50mm、幅8μ
m、高さ8μmの直線矩形パタンに加工した。加工後ク
ラッド成分をコア成分ポリマー上に塗布し導波路を得
た。波長850nmの光を導波路の一端から照射し、他
端から出てくる光量を測定することにより導波路の損失
を計算した。この導波路の損失は0.1dB/cmであ
った。
法で作製したポリマー(n=0.4、m=0.6)をク
ラッド成分とする導波路を作製した。この2種のポリマ
ーをそれぞれテトラクロロエタンに20wt%溶かし溶
液とした。まずクラッド成分ポリマーをシリコン基板上
に約20μmの厚さに塗布した。ベーク、乾燥処理後ク
ラッド成分ポリマー上にコア成分ポリマーを約8μm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ーを長さ50mm、幅8μ
m、高さ8μmの直線矩形パタンに加工した。加工後ク
ラッド成分をコア成分ポリマー上に塗布し導波路を得
た。波長850nmの光を導波路の一端から照射し、他
端から出てくる光量を測定することにより導波路の損失
を計算した。この導波路の損失は0.1dB/cmであ
った。
【0024】実施例4 コア成分としてポリマー製造例1で得たポリマーをまた
クラッド成分として同様な方法で作製したポリマー(n
=0.3、m=0.7)を用いて光ファイバを作製し
た。コア成分重合体を加熱しつつ押出機にてファイバ化
し、これを溶融化したクラッド成分重合体中に通すこと
によりコーティングを行った。この工程を経てコア直径
0.75mmクラッド膜厚0.05mmの光ファイバを
得た。このファイバは波長650nmで80dB/k
m、850nmで50dB/km以下の低損失窓が観察
された。このプラスチック光ファイバを75℃、90%
RHの条件下で2昼夜静置してから取出し、光伝送特性
を測定した。吸湿に基づく損失増は850nmで50d
B/km以下であった。同じ条件下でパーデューテロポ
リメチルメタクリレートの吸湿に基づく損失増は300
0dB/km以上であり大幅に改善された。
クラッド成分として同様な方法で作製したポリマー(n
=0.3、m=0.7)を用いて光ファイバを作製し
た。コア成分重合体を加熱しつつ押出機にてファイバ化
し、これを溶融化したクラッド成分重合体中に通すこと
によりコーティングを行った。この工程を経てコア直径
0.75mmクラッド膜厚0.05mmの光ファイバを
得た。このファイバは波長650nmで80dB/k
m、850nmで50dB/km以下の低損失窓が観察
された。このプラスチック光ファイバを75℃、90%
RHの条件下で2昼夜静置してから取出し、光伝送特性
を測定した。吸湿に基づく損失増は850nmで50d
B/km以下であった。同じ条件下でパーデューテロポ
リメチルメタクリレートの吸湿に基づく損失増は300
0dB/km以上であり大幅に改善された。
【0025】実施例5 実施例3と同様にして得られた直線導波路を120℃の
環境下で5000時間放置した後、波長850nmの光
を導波路の一端から照射し、他端から出てくる光量を測
定することにより導波路の損失を計算した。この導波路
の損失は0.1dB/cmであり、室温保存の導波路と
同様な損失を示し、100℃の高温環境にも耐えられる
ことがわかった。
環境下で5000時間放置した後、波長850nmの光
を導波路の一端から照射し、他端から出てくる光量を測
定することにより導波路の損失を計算した。この導波路
の損失は0.1dB/cmであり、室温保存の導波路と
同様な損失を示し、100℃の高温環境にも耐えられる
ことがわかった。
【0026】実施例6 実施例3と同様にして得られた直線導波路を75℃、9
0%RHの高温高湿環境下で5000時間放置した後、
波長850nmの光を導波路の一端から照射し、他端か
ら出てくる光量を測定することにより導波路の損失を計
算した。この導波路の損失は0.1dB/cmであり、
室温保存の導波路と同様な損失を示し、高温高湿環境に
も耐えられることがわかった。
0%RHの高温高湿環境下で5000時間放置した後、
波長850nmの光を導波路の一端から照射し、他端か
ら出てくる光量を測定することにより導波路の損失を計
算した。この導波路の損失は0.1dB/cmであり、
室温保存の導波路と同様な損失を示し、高温高湿環境に
も耐えられることがわかった。
【0027】実施例7 コア成分としてポリマー製造例1で得たポリマーを、ま
たクラッド成分として同様な方法で作製したポリマー
(n=0.3、m=0.7)を用いて成形加工による光
導波路を作製した。コア成分重合体を加熱しつつ押出機
にてファイバ化し、これを溶融化したクラッド成分重合
体中に通すことによりコーティングを行った。この工程
を経てコア1(直径0.75mm)クラッド2(厚さ
0.25mm)の直方体形の光導波路を得た(図2)。
この導波路は波長650nmで0.08dB/cm、8
50nmで0.05dB/cm以下の低損失窓が観察さ
れた。この光導波路を75℃、90%RHの条件下で2
昼夜静置してから取出し、光伝送特性を測定した。吸湿
に基づく損失増は850nmで0.01dB/cm以下
であった。同じ条件下でパーデューテロポリメチルメタ
クリレートの吸湿に基づく損失増は0.5dB/cm以
上であり大幅に改善された。
たクラッド成分として同様な方法で作製したポリマー
(n=0.3、m=0.7)を用いて成形加工による光
導波路を作製した。コア成分重合体を加熱しつつ押出機
にてファイバ化し、これを溶融化したクラッド成分重合
体中に通すことによりコーティングを行った。この工程
を経てコア1(直径0.75mm)クラッド2(厚さ
0.25mm)の直方体形の光導波路を得た(図2)。
この導波路は波長650nmで0.08dB/cm、8
50nmで0.05dB/cm以下の低損失窓が観察さ
れた。この光導波路を75℃、90%RHの条件下で2
昼夜静置してから取出し、光伝送特性を測定した。吸湿
に基づく損失増は850nmで0.01dB/cm以下
であった。同じ条件下でパーデューテロポリメチルメタ
クリレートの吸湿に基づく損失増は0.5dB/cm以
上であり大幅に改善された。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるプラ
スチック光学材料は、従来のものに比べ、可視〜近赤外
光域において極めて優れた光伝送特性を有すると共に、
高温多湿条件下にさらされても損失増が著しく少ない。
そのため、可視光域あるいは近赤外光域用光源を用いる
光集積回路用材料や数100mの距離間の光信号伝送媒
体として安定して使用しうるという利点がある。また従
来光ファイバ通信に用いられている650〜1600n
mの波長域において低損失であり多成分系ガラス及び石
英系光ファイバと光/電気、電気/光交換なしに接続使
用でき、更に屈折率を整合させた材料も容易にできるの
で光接続を低損失で行うことができる。すなわち、これ
らの光学材料を使って作製した光導波路により、経済性
に優れたローカルエリアネットワークなどの光信号伝送
システムを構成できる利点がある。
スチック光学材料は、従来のものに比べ、可視〜近赤外
光域において極めて優れた光伝送特性を有すると共に、
高温多湿条件下にさらされても損失増が著しく少ない。
そのため、可視光域あるいは近赤外光域用光源を用いる
光集積回路用材料や数100mの距離間の光信号伝送媒
体として安定して使用しうるという利点がある。また従
来光ファイバ通信に用いられている650〜1600n
mの波長域において低損失であり多成分系ガラス及び石
英系光ファイバと光/電気、電気/光交換なしに接続使
用でき、更に屈折率を整合させた材料も容易にできるの
で光接続を低損失で行うことができる。すなわち、これ
らの光学材料を使って作製した光導波路により、経済性
に優れたローカルエリアネットワークなどの光信号伝送
システムを構成できる利点がある。
【図1】アダマンタンMAの割合と屈折率の関係を示す
図である。
図である。
【図2】成形加工による光導波路の1例の構造を示す模
式図である。
式図である。
1:コア、2:クラッド
Claims (2)
- 【請求項1】 下記の構造式(化1): 【化1】 〔ただし、Dを重水素として、上記X及びX1 は水素あ
るいは重水素、Y及びY1 はCH3 あるいはCD3 、A
はアダマンチル基あるいは重水素置換されたアダマンチ
ル基、Rは−CF(CF3 )2 、−CF(CF2 Cl)
(CF3 )、又は−CF(CF2 Cl)2 よりなり、n
及びmはn+m=1を満足する正の値を示す〕で表され
る繰り返し単位を有するポリマーからなることを特徴と
する光学材料。 - 【請求項2】 コア及び該コアを囲み、該コアよりも屈
折率の低いクラッドを少なくとも含む光導波路におい
て、前記コア又は前記クラッドに請求項1に記載の光学
材料を用いたことを特徴とする光導波路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8063853A JPH09235322A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 光学材料及びそれを用いた光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8063853A JPH09235322A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 光学材料及びそれを用いた光導波路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09235322A true JPH09235322A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=13241319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8063853A Pending JPH09235322A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 光学材料及びそれを用いた光導波路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09235322A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002073255A1 (fr) * | 2001-03-08 | 2002-09-19 | Daikin Industries, Ltd. | Materiau contenant du fluor pour guide d'ondes optique |
WO2005010060A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Heavy-hydrogenated (meth)acrylates, process for producing them, polymers thereof and optical members |
WO2005010061A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Heavy-hydrogenated norbornyl (meth)acrylates, process for producing them, polymers thereof and optical members |
WO2005088372A1 (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Jsr Corporation | 光導波路形成用感光性組成物および光導波路 |
JP2013035994A (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 脂環式構造及びペルフルオロシクロブチルエーテル構造を有する共重合体 |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP8063853A patent/JPH09235322A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002073255A1 (fr) * | 2001-03-08 | 2002-09-19 | Daikin Industries, Ltd. | Materiau contenant du fluor pour guide d'ondes optique |
US6901205B2 (en) | 2001-03-08 | 2005-05-31 | Daikin Industries, Ltd. | Fluorine-containing material for optical waveguide |
US7106940B2 (en) | 2001-03-08 | 2006-09-12 | Daikin Industries, Ltd. | Fluorine-containing material for optical waveguide |
WO2005010060A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Heavy-hydrogenated (meth)acrylates, process for producing them, polymers thereof and optical members |
WO2005010061A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Heavy-hydrogenated norbornyl (meth)acrylates, process for producing them, polymers thereof and optical members |
KR100846652B1 (ko) * | 2003-07-24 | 2008-07-16 | 후지필름 홀딩스 가부시끼가이샤 | 중-수소화된 (메트)아크릴레이트, 그 제조 방법, 그 중합체및 광학 부재 |
CN100462378C (zh) * | 2003-07-24 | 2009-02-18 | 富士胶片株式会社 | 重氢化(甲基)丙烯酸酯、其制备方法、其聚合物以及光学元件 |
US7495122B2 (en) | 2003-07-24 | 2009-02-24 | Wako Pure Chemical Industries | Heavy-hydrogenated norbornyl (meth)acrylates, process for producing them, polymers thereof and optical members |
WO2005088372A1 (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Jsr Corporation | 光導波路形成用感光性組成物および光導波路 |
JP2013035994A (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 脂環式構造及びペルフルオロシクロブチルエーテル構造を有する共重合体 |
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