JP2018124514A - Optical waveguide and method for producing the same, reactor, preform for optical waveguide, and hollow pipe for optical waveguide - Google Patents

Optical waveguide and method for producing the same, reactor, preform for optical waveguide, and hollow pipe for optical waveguide Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide that prevents a photocatalyst particle from peeling off.SOLUTION: An optical waveguide 10 has a core 11, a polymeric cladding 12 that covers the core, and a plurality of photocatalyst particles 15 added to the cladding. Some of the plurality of photocatalysts are partially exposed from an exterior wall face 12S of the cladding.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光導波路及びその製造方法、リアクター、光導波路用プリフォーム、光導波路用中空管に関する。   The present invention relates to an optical waveguide, a manufacturing method thereof, a reactor, a preform for an optical waveguide, and a hollow tube for an optical waveguide.

酸化チタン等の光触媒は、その強い酸化力により表面の付着物を分解することができるため、例えば、窓ガラス等の直接の光励起が可能な（直接紫外光の照射が受けられる）対象物の表面にコーティングした構成で使用される。   Since photocatalysts such as titanium oxide can decompose surface deposits by their strong oxidizing power, for example, the surface of an object that can be directly photoexcited (directly irradiated with ultraviolet light) such as a window glass. Used in a coated configuration.

一方、懸濁液の深部や湾曲した配管内部等、直接的に光を照射できない箇所において光触媒の洗浄及び殺菌作用を発揮させることを目的とし、光ファイバーの外壁面（側面）に光触媒粒子を塗布し、光ファイバーの外壁面からの漏光により光触媒粒子を光励起する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）   On the other hand, photocatalyst particles are applied to the outer wall surface (side surface) of the optical fiber for the purpose of demonstrating the photocatalytic cleaning and sterilizing action in places where light cannot be directly irradiated, such as the deep part of the suspension or the inside of a curved pipe. A technique for photoexciting photocatalyst particles by light leakage from the outer wall surface of an optical fiber has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開２００５−３４９３７３号公報JP 2005-349373 A

しかしながら、上記の技術では、石英により光ファイバーを形成し、石英からなる光ファイバーの外壁面に酸化チタン等の光触媒粒子を事後的に塗布しているため、光触媒粒子の剥離が懸念される。   However, in the above technique, since an optical fiber is formed of quartz and photocatalyst particles such as titanium oxide are applied afterwards to the outer wall surface of the optical fiber made of quartz, there is a concern that the photocatalyst particles are peeled off.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、光触媒粒子が剥離し難い光導波路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an optical waveguide in which photocatalyst particles are difficult to peel off.

本光導波路は、コアと、前記コアの周囲を覆う、ポリマー製のクラッドと、前記クラッドに添加された複数の光触媒粒子と、を有し、複数の前記光触媒粒子の一部が前記クラッドの外壁面から部分的に露出していることを要件とする。   The optical waveguide has a core, a polymer clad covering the periphery of the core, and a plurality of photocatalyst particles added to the clad, and a part of the plurality of photocatalyst particles is outside the clad. It must be partly exposed from the wall.

開示の技術によれば、光触媒粒子が剥離し難い光導波路を提供できる。   According to the disclosed technology, it is possible to provide an optical waveguide in which photocatalyst particles are difficult to peel off.

第１の実施の形態に係る光ファイバーを例示す斜視図である。It is a perspective view which illustrates the optical fiber which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る光ファイバーのクラッド外壁面近傍を例示する部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which illustrates the clad outer wall surface neighborhood of the optical fiber concerning a 1st embodiment. 第１の実施の形態に係る光ファイバーの半径方向の屈折率分布を例示する図である。It is a figure which illustrates the refractive index distribution of the radial direction of the optical fiber which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る光ファイバーの製造工程を例示する図（その１）である。FIG. 3 is a diagram (part 1) illustrating a manufacturing process of an optical fiber according to the first embodiment; 第１の実施の形態に係る光ファイバーの製造工程を例示する図（その２）である。FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating the manufacturing process of the optical fiber according to the first embodiment; 第１の実施の形態に係る光ファイバーを用いたリアクターを例示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the reactor using the optical fiber which concerns on 1st Embodiment. 従来の光ファイバーのクラッド外壁面近傍を例示する部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which illustrates the cladding outer wall surface vicinity of the conventional optical fiber. 第２の実施の形態に係る光ファイバーを例示す斜視図である。It is a perspective view which illustrates the optical fiber which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施の形態に係る光ファイバーを例示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical fiber which concerns on 2nd Embodiment.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

〈第１の実施の形態〉
第１の実施の形態では、本発明に係る光導波路の一例として、光ファイバーを示す。 <First Embodiment>
In the first embodiment, an optical fiber is shown as an example of an optical waveguide according to the present invention.

［光ファイバー］
図１は、第１の実施の形態に係る光ファイバーを例示す斜視図である。図２は、第１の実施の形態に係る光ファイバーのクラッド外壁面近傍を例示する部分拡大断面図であり、光ファイバーを長手方向に垂直な平面で切断した断面の一部を示している。 [Optical fiber]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of an optical fiber according to the first embodiment. FIG. 2 is a partial enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of the cladding outer wall surface of the optical fiber according to the first embodiment, and shows a part of a cross section obtained by cutting the optical fiber along a plane perpendicular to the longitudinal direction.

図１及び図２を参照するに、光ファイバー１０は、コア１１と、コア１１の周囲を覆うクラッド１２とを備えている。コア１１及びクラッド１２の材料としては、例えば、ポリマー（アクリル系樹脂、フッ素系樹脂等）を用いることができる。光ファイバー１０の直径（クラッド１２の外径）は、例えば、０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ程度とすることができる。コア１１の直径は、例えば、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とすることができる。なお、光ファイバー１０の直径が０．３ｍｍ以上であれば現在の技術で加工が可能であり、光ファイバー１０の直径が２．０ｍｍ以下であれば柔軟性が確保できる。   With reference to FIGS. 1 and 2, the optical fiber 10 includes a core 11 and a clad 12 covering the periphery of the core 11. As a material of the core 11 and the clad 12, for example, a polymer (acrylic resin, fluorine resin, or the like) can be used. The diameter of the optical fiber 10 (the outer diameter of the clad 12) can be, for example, about 0.3 mm to 2.0 mm. The diameter of the core 11 can be, for example, about 0.1 mm to 1.0 mm. In addition, if the diameter of the optical fiber 10 is 0.3 mm or more, it can be processed with the current technology, and if the diameter of the optical fiber 10 is 2.0 mm or less, flexibility can be secured.

クラッド１２には、複数の光触媒粒子１５が添加されている。光触媒粒子１５は、クラッド１２の内壁面側（コア１１との界面側）から外壁面１２ｓ側に近づくにつれ、濃度が上昇するように添加されている。これにより、クラッド１２の内壁面側から外壁面１２ｓ側に向かって（クラッド１２の半径方向に）屈折率が高くなる屈折率分布を持たせることができる。光触媒粒子１５は、例えば、クラッド１２の内壁面側から外壁面１２ｓ側に近づくにつれ、連続的に濃度が上昇するように添加することができる。   A plurality of photocatalyst particles 15 are added to the clad 12. The photocatalyst particles 15 are added so that the concentration increases as it approaches the outer wall surface 12 s side from the inner wall surface side (the interface side with the core 11) of the clad 12. Thereby, a refractive index distribution in which the refractive index increases from the inner wall surface side of the clad 12 toward the outer wall surface 12s (in the radial direction of the clad 12) can be provided. For example, the photocatalyst particles 15 can be added so that the concentration continuously increases from the inner wall surface side of the clad 12 toward the outer wall surface 12s side.

複数の光触媒粒子１５の一部がクラッド１２の外壁面１２ｓから部分的に露出（又は突出）している。   Some of the plurality of photocatalyst particles 15 are partially exposed (or protruded) from the outer wall surface 12 s of the cladding 12.

ところで、光ファイバー１０の品質のバラツキ（例えば、コア１１を完全な真円にすることはできない）や光ファイバー１０の曲げ等により、伝搬モードが光ファイバー１０の長さあたり頻繁に変化する。このような原因により、コア１１を伝播する光の一部がコア１１とクラッド１２との界面に供給され、この光がクラッド１２へ漏出する。   By the way, the propagation mode frequently changes per length of the optical fiber 10 due to variations in the quality of the optical fiber 10 (for example, the core 11 cannot be made into a perfect circle), bending of the optical fiber 10, and the like. For this reason, part of the light propagating through the core 11 is supplied to the interface between the core 11 and the clad 12, and this light leaks to the clad 12.

コア１１を伝播する光の一部がクラッド１２に漏出すると、クラッド１２の内壁面側から外壁面１２ｓ側に向かって屈折率が高くなる屈折率分布により、クラッド１２への漏光はクラッド１２の外壁面１２ｓへ向けて導光される。クラッド１２の外壁面１２ｓへ向けて導光されたクラッド１２への漏光は、クラッド１２の外壁面１２ｓから露出する光触媒粒子１５に達し、光触媒粒子１５を励起することができる。   When a part of the light propagating through the core 11 leaks to the clad 12, the light leakage to the clad 12 is outside the clad 12 due to the refractive index distribution in which the refractive index increases from the inner wall surface side to the outer wall surface 12 s side. Light is guided toward the wall surface 12s. Light leakage to the clad 12 guided toward the outer wall surface 12s of the clad 12 reaches the photocatalyst particles 15 exposed from the outer wall surface 12s of the clad 12, and can excite the photocatalyst particles 15.

光触媒粒子１５は、強い酸化力を有しており、光（例えば、紫外光）を照射することにより励起されて表面の付着物を分解する機能を有している。すなわち、光触媒粒子１５に励起光を照射すると、表面から電子が飛び出して正孔が形成され、光触媒粒子１５はプラスの電荷を帯びる。正孔は強い酸化力を持つため、光触媒粒子１５の表面に付着した付着物（有機物等）から電子を奪う。電子を奪われた付着物は結合を分断され、二酸化炭素や水等となる。   The photocatalyst particles 15 have a strong oxidizing power, and have a function of decomposing surface deposits by being excited by irradiation with light (for example, ultraviolet light). That is, when the photocatalyst particles 15 are irradiated with excitation light, electrons are ejected from the surface to form holes, and the photocatalyst particles 15 have a positive charge. Since holes have a strong oxidizing power, they take electrons from the deposits (organic matter etc.) adhering to the surface of the photocatalyst particles 15. The deposit from which the electrons have been deprived breaks the bond and becomes carbon dioxide, water, or the like.

従って、クラッド１２内の漏光により光触媒粒子１５が励起されると、光触媒粒子１５は表面の付着物を分解し、洗浄及び殺菌することができる。光触媒粒子１５としては、例えば、酸化チタン、酸化タングステン、酸化亜鉛等を用いることができるが、高い光触媒機能を有する酸化チタンを用いることが好ましい。光触媒粒子１５としてアナターゼ型の酸化チタン粒子を用いる場合には、粒径が数十ｎｍ以上のものを、なるべく凝集を解いた状態でポリマーに分散させることが好ましい。   Therefore, when the photocatalyst particles 15 are excited by light leakage in the clad 12, the photocatalyst particles 15 can decompose and sterilize surface deposits. For example, titanium oxide, tungsten oxide, zinc oxide or the like can be used as the photocatalyst particles 15, but it is preferable to use titanium oxide having a high photocatalytic function. When anatase-type titanium oxide particles are used as the photocatalyst particles 15, it is preferable to disperse particles having a particle size of several tens of nanometers or more in the polymer in a state where aggregation is as much as possible.

なお、光触媒粒子１５の屈折率は一般にポリマーの屈折率よりも高いため、光ファイバー１０における屈折率の大小関係は、クラッド１２（光触媒粒子１５添加前）＜コア１１＜光触媒粒子１５となっている。   In addition, since the refractive index of the photocatalyst particle 15 is generally higher than the refractive index of the polymer, the magnitude relationship of the refractive index in the optical fiber 10 is clad 12 (before the addition of the photocatalyst particle 15) <core 11 <photocatalyst particle 15.

光触媒粒子１５はクラッド１２の内壁面側から外壁面１２ｓ側に近づくにつれ、濃度が上昇するようにクラッド１２に分布しているため、コア１１及びクラッド１２（光触媒粒子１５添加後）の半径方向の屈折率分布は、例えば、図３に示すようになる。   Since the photocatalyst particles 15 are distributed in the clad 12 so that the concentration thereof increases from the inner wall surface side to the outer wall surface 12s side of the clad 12, the radial direction of the core 11 and the clad 12 (after addition of the photocatalyst particles 15) is increased. The refractive index distribution is as shown in FIG. 3, for example.

図３において、光ファイバー１０が導波路として機能するためには、クラッド１２の内壁面側（コア１１側）の屈折率は、コア１１の屈折率よりも低くなければならない。一方、図３において、クラッド１２の外壁面側の屈折率はコア１１の屈折率よりも高くなっているが、これは一例であり、クラッド１２の外壁面側の屈折率とコア１１の屈折率との関係は任意に設定して構わない。   In FIG. 3, in order for the optical fiber 10 to function as a waveguide, the refractive index on the inner wall surface side (core 11 side) of the cladding 12 must be lower than the refractive index of the core 11. On the other hand, in FIG. 3, the refractive index on the outer wall surface side of the clad 12 is higher than the refractive index of the core 11, but this is an example, and the refractive index on the outer wall surface side of the clad 12 and the refractive index of the core 11. The relationship between and may be set arbitrarily.

［光ファイバーの製造方法］
図４及び図５は、第１の実施の形態に係る光ファイバーの製造工程を例示する図である。まず、モノマー１２０Ａに重合開始剤及び連鎖移動剤を混合し、クラッド１２の原料母材にあたるモノマー１２０Ａの溶液を調製する。モノマー１２０Ａとしては、例えば、メタクリル酸メチル、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、アモルファスフッ素系モノマー等を用いることができる。重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル等を用いることができる。連鎖移動剤としては、例えば、ｎ-ブチルメルカプタンやｎ-ラウリルメルカプタン等を用いることができる。 [Optical fiber manufacturing method]
4 and 5 are diagrams illustrating an optical fiber manufacturing process according to the first embodiment. First, a polymerization initiator and a chain transfer agent are mixed with the monomer 120A to prepare a solution of the monomer 120A corresponding to the raw material base material of the clad 12. As the monomer 120A, for example, methyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, amorphous fluorine-based monomer, or the like can be used. As the polymerization initiator, for example, benzoyl peroxide can be used. As the chain transfer agent, for example, n-butyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, or the like can be used.

なお、モノマーは、プラスチックの前駆体の液体又は気体のことであり、光ファイバーの原料となるモノマーの場合、一般的に常温で液体である。又、重合開始剤及び連鎖移動剤は、分子量の制御を目的として添加するもので、重合温度や熱延伸条件等を考慮して好適なものを選定し、重合前のモノマーの溶液に分散させる。重合開始剤及び連鎖移動剤は一般的に粉体や液体であり、分散させる量はモノマー全体からすると微量である。   The monomer is a liquid or gas of a plastic precursor, and in the case of a monomer that is a raw material for an optical fiber, it is generally a liquid at normal temperature. The polymerization initiator and the chain transfer agent are added for the purpose of controlling the molecular weight, and suitable ones are selected in consideration of the polymerization temperature and hot stretching conditions, and dispersed in the monomer solution before polymerization. The polymerization initiator and the chain transfer agent are generally powder or liquid, and the amount to be dispersed is a very small amount from the whole monomer.

モノマー１２０Ａの溶液を調製後、図４（ａ）に示すように、上端側が開放されたガラス等からなる円筒状の容器２００を準備し、容器２００を洗浄後、容器２００内にモノマー１２０Ａの溶液を適量注入し、更にモノマー１２０Ａに光触媒粒子１５を添加する。具体的には、以下の第１段階及び第２段階を実行する。なお、容器２００の大きさは、必要に応じて適宜決定できるが、例えば、直径が数ｃｍ、長さが数十ｃｍ程度とすることができる。   After preparing the solution of the monomer 120A, as shown in FIG. 4A, a cylindrical container 200 made of glass or the like whose upper end is opened is prepared, and after the container 200 is washed, the solution of the monomer 120A is placed in the container 200. Is injected, and the photocatalyst particles 15 are added to the monomer 120A. Specifically, the following first stage and second stage are executed. In addition, although the magnitude | size of the container 200 can be suitably determined as needed, for example, the diameter can be several centimeters and the length can be about several tens of centimeters.

第一段階としては、後工程で作製される中空管１２０を試験管のように一方の端部が閉じている形状にするため、容器２００を略垂直に立てた状態で少量のモノマー１２０Ａの溶液を容器２００に充填し、加熱して重合させ、中空管１２０の底部を作製する。   As a first step, in order to make the hollow tube 120 produced in the post-process into a shape in which one end is closed like a test tube, a small amount of the monomer 120A is placed in a state where the container 200 is set up substantially vertically. The solution is filled in the container 200 and polymerized by heating to produce the bottom of the hollow tube 120.

その後、第２段階としては、中空管１２０の底部が作製された容器２００を略垂直に立てた状態で、モノマー１２０Ａの溶液を容器２００に更に充填し、モノマー１２０Ａの溶液に光触媒粒子１５を添加する。この時点で、容器２００内には、モノマー１２０Ａ、重合開始剤、連鎖移動剤、及び光触媒粒子１５が混合した溶液ができる。   Thereafter, as a second stage, in a state where the container 200 in which the bottom of the hollow tube 120 is formed is set substantially vertically, the container 200 is further filled with the monomer 120A solution, and the photocatalyst particles 15 are added to the monomer 120A solution. Added. At this point, a solution in which the monomer 120A, the polymerization initiator, the chain transfer agent, and the photocatalyst particles 15 are mixed is formed in the container 200.

なお、光触媒粒子１５としては、例えば、酸化チタン等を用いることができる。又、光触媒粒子１５の濃度は、必要に応じて適宜調整できるが、例えば、モノマー１２０Ａの全重量に対して０．０５重量％程度とすることができる。   For example, titanium oxide can be used as the photocatalyst particles 15. Further, the concentration of the photocatalyst particles 15 can be adjusted as necessary, but can be, for example, about 0.05% by weight with respect to the total weight of the monomer 120A.

次に、容器２００の入り口をゴム栓などで封止し、熱重合を進める。熱重合時に与える熱量は、選定した重合開始剤や連鎖移動剤の種類や添加量に応じて適宜調整できるが、例えば、７０〜９０℃程度とすることが一般的である。熱重合時の加熱方法についても、適宜選択できるが、例えば、容器２００全体を湯浴や油浴内に浸して行うことができる。   Next, the entrance of the container 200 is sealed with a rubber stopper or the like, and thermal polymerization proceeds. The amount of heat applied at the time of thermal polymerization can be appropriately adjusted according to the type and addition amount of the selected polymerization initiator and chain transfer agent, but is generally about 70 to 90 ° C., for example. The heating method at the time of thermal polymerization can also be selected as appropriate. For example, the entire container 200 can be immersed in a hot water bath or an oil bath.

図４（ａ）の状態で熱重合を進めると、モノマー１２０Ａの転化率が徐々に高くなるので、モノマー１２０Ａが所定の転化率になるまで待機する。なお、転化率とは、容器２００内に注入したモノマー１２０Ａのうち、ポリマーに転化したモノマーの割合であり、モノマー１２０Ａの転化率が高くなるほど、モノマー１２０Ａの粘度が高くなる。例えば、容器２００内に注入した重合系全体のうち、モノマー１２０Ａの重量比が５％程度になったときに、次の工程に移行することができる。   When the thermal polymerization is advanced in the state of FIG. 4A, the conversion rate of the monomer 120A gradually increases, so that the system waits until the monomer 120A reaches a predetermined conversion rate. The conversion rate is the proportion of the monomer 120A injected into the container 200 and converted to a polymer. The higher the conversion rate of the monomer 120A, the higher the viscosity of the monomer 120A. For example, when the weight ratio of the monomer 120A is about 5% in the entire polymerization system injected into the container 200, the process can proceed to the next step.

次に、モノマー１２０Ａが所定の転化率になった後（すなわち、モノマー１２０Ａが所定の粘度になった後）、図４（ｂ）に示すように、７０℃程度の加熱環境下で容器２００の中心軸Ｏを中心として容器２００を矢印方向に回転させる。容器２００の回転は、例えば、容器２００の中心軸Ｏとモータ（図示せず）の軸とが一直線上になるように、ゴム等からなるスペーサ（図示せず）を介して容器２００をモータと連結し、モータを回転させることで実現できる。なお、回転は湯浴や油浴内で行うことが困難であるため、７０℃程度の空気環境に容器２００を回転駆動可能な装置ごと入れて行うことが好ましい。   Next, after the monomer 120A has a predetermined conversion rate (that is, after the monomer 120A has a predetermined viscosity), as shown in FIG. 4B, the container 200 is heated in a heating environment of about 70 ° C. The container 200 is rotated in the direction of the arrow about the central axis O. For example, the container 200 is rotated with a motor via a spacer (not shown) made of rubber or the like so that the central axis O of the container 200 and the axis of a motor (not shown) are aligned. It can be realized by connecting and rotating the motor. In addition, since it is difficult to perform rotation in a hot water bath or an oil bath, it is preferable to perform the rotation by putting the container 200 in an air environment of about 70 ° C. together with the device that can be rotationally driven.

回転の遠心力によって、モノマー１２０Ａは容器２００の内壁面側に集まりながら徐々に重合してポリマーとなり、中心部に円柱状の空洞１２０ｘを有するポリマー製の中空管１２０が形成される。なお、中空管１２０は、光ファイバー１０のクラッド１２となる部分である。   Due to the centrifugal force of rotation, the monomer 120A is gradually polymerized while gathering on the inner wall surface side of the container 200 to form a polymer, and a polymer hollow tube 120 having a cylindrical cavity 120x at the center is formed. The hollow tube 120 is a portion that becomes the clad 12 of the optical fiber 10.

又、回転の遠心力によって光触媒粒子１５が容器２００の内壁面側に向かって移動するため、光触媒粒子１５は、中空管１２０の内壁面側から外壁面側に近づくにつれ、濃度が上昇するように分布する。光触媒粒子１５は、例えば、中空管１２０の内壁面側から外壁面側に近づくにつれ、連続的に濃度が上昇するように添加される。中空管１２０に添加された光触媒粒子１５の一部は、中空管１２０の外壁面から露出する。但し、この工程で光触媒粒子１５を中空管１２０の外壁面から十分に露出することができない場合には、後述の線引き工程において露出させてもよい。   Further, since the photocatalyst particles 15 move toward the inner wall surface side of the container 200 by the centrifugal force of rotation, the concentration of the photocatalyst particles 15 increases as it approaches the outer wall surface side from the inner wall surface side of the hollow tube 120. Distributed. For example, the photocatalyst particles 15 are added so that the concentration continuously increases from the inner wall surface side of the hollow tube 120 toward the outer wall surface side. A part of the photocatalyst particles 15 added to the hollow tube 120 is exposed from the outer wall surface of the hollow tube 120. However, when the photocatalyst particles 15 cannot be sufficiently exposed from the outer wall surface of the hollow tube 120 in this step, they may be exposed in a drawing step described later.

その後、中空管１２０を容器２００から取り出す。なお、中空管１２０には底面が形成されているため、容器２００から取り出した後でも、空洞１２０ｘにモノマー等を注入することが可能である。   Thereafter, the hollow tube 120 is taken out from the container 200. Since the hollow tube 120 has a bottom surface, it is possible to inject a monomer or the like into the cavity 120x even after taking out from the container 200.

次に、図５（ａ）に示すように、例えば界面ゲル重合法を用いて、中空管１２０の空洞１２０ｘを充填するようにポリマー製の柱体１１０を形成し、柱体１１０及び中空管１２０を備えたプリフォーム１００を完成させる。なお、柱体１１０は、光ファイバー１０のコア１１となる部分である。   Next, as shown in FIG. 5A, a polymer column 110 is formed so as to fill the cavity 120x of the hollow tube 120 by using, for example, an interfacial gel polymerization method. The preform 100 with the tube 120 is completed. The column body 110 is a portion that becomes the core 11 of the optical fiber 10.

具体的には、まず、コア１１の原料母材にあたる液状のモノマーに重合開始剤及び連鎖移動剤を混合した溶液を調製する。コア１１の原料母材にあたるモノマーとしては、例えば、メタクリル酸メチル、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、アモルファスフッ素系モノマー等を用いることができる。重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル等を用いることができる。連鎖移動剤としては、例えば、ｎ-ブチルメルカプタンやｎ-ラウリルメルカプタン等を用いることができる。   Specifically, first, a solution in which a polymerization monomer and a chain transfer agent are mixed with a liquid monomer corresponding to the raw material base material of the core 11 is prepared. As a monomer corresponding to the raw material base material of the core 11, for example, methyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, amorphous fluorine-based monomer, or the like can be used. As the polymerization initiator, for example, benzoyl peroxide can be used. As the chain transfer agent, for example, n-butyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, or the like can be used.

次に、中空管１２０の空洞１２０ｘに、コア１１の原料母材にあたる液状のモノマーを注入し、中空管１２０の周辺より加熱を行って重合反応を起こさせる。重合反応の初期段階で中空管１２０の内壁面との界面に膨潤相が形成され、膨潤相内でゲル効果が誘発されて中空管１２０の内壁面側からポリマーが析出を開始する。   Next, a liquid monomer corresponding to the raw material base material of the core 11 is injected into the cavity 120x of the hollow tube 120 and heated from the periphery of the hollow tube 120 to cause a polymerization reaction. In the initial stage of the polymerization reaction, a swelling phase is formed at the interface with the inner wall surface of the hollow tube 120, a gel effect is induced in the swelling phase, and the polymer starts to precipitate from the inner wall surface side of the hollow tube 120.

重合反応の進行に伴い、ポリマーが空洞１２０ｘの中心側に向けて順次形成される。重合反応が終了すると、中空管１２０を充填するポリマー製の略円柱状の柱体１１０が形成され、プリフォーム１００が完成する。   As the polymerization reaction proceeds, polymers are sequentially formed toward the center of the cavity 120x. When the polymerization reaction is completed, a substantially columnar column 110 made of polymer filling the hollow tube 120 is formed, and the preform 100 is completed.

次に、図５（ｂ）に示すように、プリフォーム１００を線引き（熱延伸）して光ファイバー１０を作製する。具体的には、加熱炉等によりプリフォーム１００を３００℃程度に加熱し軟化させる。そして、線引装置等を用いてプリフォーム１００を細く長く引き伸ばす。これにより、プリフォーム１００内に作られた屈折率分布を維持した状態で、光ファイバー１０を作製することができる。この工程により、中空管１２０の外壁面から露出する光触媒粒子１５の表面積が増加する。   Next, as shown in FIG. 5B, the preform 100 is drawn (heat-stretched) to produce the optical fiber 10. Specifically, the preform 100 is heated to about 300 ° C. and softened by a heating furnace or the like. Then, the preform 100 is stretched thin and long using a drawing device or the like. Thereby, the optical fiber 10 can be produced in a state where the refractive index distribution created in the preform 100 is maintained. By this step, the surface area of the photocatalyst particles 15 exposed from the outer wall surface of the hollow tube 120 is increased.

［リアクター］
図６は、第１の実施の形態に係る光ファイバーを用いたリアクターを例示す模式図である。図６を参照するに、リアクター１は、光ファイバー１０と、光源２０と、結合光学系３０とを有している。 [reactor]
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a reactor using the optical fiber according to the first embodiment. Referring to FIG. 6, the reactor 1 includes an optical fiber 10, a light source 20, and a coupling optical system 30.

光源２０は、光ファイバー１０のコア１１に入射し、光ファイバー１０に添加された光触媒粒子１５を励起される光を発する任意の光源を用いることができる。光源２０は、光ファイバー１０に添加された光触媒粒子１５を直接励起される励起光を発する光源でもよいし、後述の第２の実施の形態に示すように、蛍光色素等を励起して光触媒粒子１５の励起光を発生される光源であってもよい。   As the light source 20, any light source that emits light that is incident on the core 11 of the optical fiber 10 and that excites the photocatalyst particles 15 added to the optical fiber 10 can be used. The light source 20 may be a light source that emits excitation light that directly excites the photocatalyst particles 15 added to the optical fiber 10, or, as shown in a second embodiment described later, excites a fluorescent dye or the like to photocatalyst particles 15 It may be a light source that generates the excitation light.

光触媒粒子１５として例えば酸化チタンを用いる場合には、紫外光により励起できるため、光源２０としては、例えば、紫外光を出射可能なレーザやＬＥＤ（Light Emitting Diode）、紫外線ランプ等を用いることができる。或いは、光源２０として、蛍光色素等を励起して光触媒粒子１５の励起光となる紫外光を発生されるレーザやＬＥＤ等（紫外光よりも短波長の光を出射可能な光源）を用いることができる。   When titanium oxide is used as the photocatalyst particles 15, for example, it can be excited by ultraviolet light, and as the light source 20, for example, a laser capable of emitting ultraviolet light, an LED (Light Emitting Diode), an ultraviolet lamp, or the like can be used. . Alternatively, as the light source 20, a laser, LED, or the like (a light source capable of emitting light having a shorter wavelength than the ultraviolet light) that excites a fluorescent dye or the like to generate ultraviolet light that serves as excitation light for the photocatalyst particles 15 is used. it can.

結合光学系３０は、光源２０の出射光を効率よく光ファイバー１０のコア１１の端部に入射させる機能を有している。結合光学系３０としては、例えば、コリメータレンズや集光レンズ等を用いることができる。結合光学系３０は、複数の光学素子を組み合わせた構成であってもよい。   The coupling optical system 30 has a function of causing the light emitted from the light source 20 to efficiently enter the end of the core 11 of the optical fiber 10. As the coupling optical system 30, for example, a collimator lens, a condenser lens, or the like can be used. The coupling optical system 30 may be configured by combining a plurality of optical elements.

但し、光源２０や結合光学系３０は、必要に応じて設ければよく、例えば、太陽光を光源として用い、光ファイバー１０単体で、或いは光ファイバー１０と結合光学系３０で、リアクターとして機能させることも可能である。   However, the light source 20 and the coupling optical system 30 may be provided as necessary. For example, sunlight may be used as a light source, and the optical fiber 10 alone or the optical fiber 10 and the coupling optical system 30 may function as a reactor. Is possible.

リアクター１は、光ファイバー１０を遮光部に挿入して使用することができる。例えば、リアクター１の光ファイバー１０を懸濁液の深部や湾曲した配管内部等の遮光部に挿入し、光源２０を点灯する。光源２０からの出射光は、結合光学系３０を介して光ファイバー１０のコア１１の端部に入射しコア１１内を伝播するが、コア１１を伝播する光の一部はクラッド１２に漏出する。   The reactor 1 can be used by inserting the optical fiber 10 into the light shielding portion. For example, the optical fiber 10 of the reactor 1 is inserted into a light shielding part such as a deep part of a suspension or a curved pipe, and the light source 20 is turned on. Light emitted from the light source 20 enters the end of the core 11 of the optical fiber 10 via the coupling optical system 30 and propagates through the core 11, but part of the light propagating through the core 11 leaks into the cladding 12.

クラッド１２に漏出した光は、クラッド１２の半径方向に分布する高屈折率の光触媒粒子１５によりクラッド１２の外壁面１２ｓへ向けて導光され、クラッド１２の外壁面１２ｓから露出する光触媒粒子１５に達し、光触媒粒子１５を励起する。クラッド１２の外壁面１２ｓから露出する光触媒粒子１５が励起されることにより、光ファイバー１０の周囲の洗浄及び殺菌を行うことができる。   The light leaked to the clad 12 is guided toward the outer wall surface 12 s of the clad 12 by the high refractive index photocatalyst particles 15 distributed in the radial direction of the clad 12 and is exposed to the photocatalyst particles 15 exposed from the outer wall surface 12 s of the clad 12. The photocatalyst particles 15 are excited. When the photocatalyst particles 15 exposed from the outer wall surface 12s of the cladding 12 are excited, the surroundings of the optical fiber 10 can be cleaned and sterilized.

このように、リアクター１は、懸濁液の深部や湾曲した配管内部等の直接的に光を照射できない遮光部に光ファイバー１０を挿入し、光触媒粒子１５を励起させることができるため、遮光部内の洗浄及び殺菌を行うことができる。   As described above, the reactor 1 can excite the photocatalyst particles 15 by inserting the optical fiber 10 into a light shielding part that cannot directly irradiate light, such as a deep part of a suspension or inside a curved pipe. Cleaning and sterilization can be performed.

ここで、図７を参照しながら、光ファイバー１０の奏する効果について説明する。図７は、光触媒粒子を備えた従来の光ファイバーのクラッド外壁面近傍を例示する部分拡大断面図であり、光ファイバーを長手方向に垂直な平面で切断した断面の一部を示している。   Here, the effect produced by the optical fiber 10 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of a cladding outer wall surface of a conventional optical fiber provided with photocatalyst particles, and shows a part of a cross section obtained by cutting the optical fiber along a plane perpendicular to the longitudinal direction.

図７に示す従来の光ファイバーは、クラッド１２の材料として石英を用いている。そして、石英からなるクラッド１２の外壁面１２ｓの外側に光触媒粒子１５を塗布している。なお、クラッド１２内には、光触媒粒子１５は添加されていない。   The conventional optical fiber shown in FIG. 7 uses quartz as the material of the clad 12. The photocatalyst particles 15 are applied to the outside of the outer wall surface 12s of the clad 12 made of quartz. Note that the photocatalyst particles 15 are not added in the cladding 12.

そのため、各々の光触媒粒子１５はクラッド１２に埋め込まれた部分がなく、全体がクラッド１２から露出している。この構造では、クラッド１２の外壁面１２ｓに塗布できる光触媒粒子１５の密度や光ファイバーの構造の設計自由度に限界がある上、光触媒粒子１５が剥離し易いという問題がある。   Therefore, each photocatalyst particle 15 does not have a portion embedded in the clad 12, and is entirely exposed from the clad 12. This structure has a problem that the density of the photocatalyst particles 15 that can be applied to the outer wall surface 12s of the clad 12 and the design freedom of the structure of the optical fiber are limited, and the photocatalyst particles 15 are easily peeled off.

なお、従来の光ファイバーにおいて、コア１１の外壁面に光触媒粒子１５を塗布する場合もあるが、この場合にもクラッド１２の外壁面１２ｓに光触媒粒子１５を塗布する場合と同様の問題が生じる。   In the conventional optical fiber, the photocatalyst particles 15 may be applied to the outer wall surface of the core 11, but in this case as well, the same problem as when the photocatalyst particles 15 are applied to the outer wall surface 12 s of the clad 12 occurs.

これに対して、本実施の形態に係る光ファイバー１０では、図２に示したように、クラッド１２の外壁面１２ｓの近傍の光触媒粒子１５は、クラッド１２の外壁面１２ｓから部分的に露出又は突出し、一部がクラッド１２に埋め込まれて強固に固定された状態である。従って、従来の光ファイバーに比べて、クラッド１２の外壁面１２ｓから光触媒粒子１５を剥離し難くすることができる。   On the other hand, in the optical fiber 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the photocatalyst particles 15 in the vicinity of the outer wall surface 12 s of the cladding 12 are partially exposed or protruded from the outer wall surface 12 s of the cladding 12. In this state, a part is embedded in the clad 12 and firmly fixed. Therefore, it is possible to make it difficult to peel the photocatalyst particles 15 from the outer wall surface 12s of the clad 12 as compared with the conventional optical fiber.

又、低弾性の石英とは異なり、ポリマーからなる光ファイバー１０は高弾性であるため、光ファイバーが折れて刺さる等の懸念も石英より少なく、生体内の殺菌及び洗浄へ応用することもできる。すなわち、光ファイバー１０は、懸濁液の深部や湾曲した配管内部等の直接的に光を照射できない遮光部のみでなく、生体内の遮光部（例えば、肛門、血管、食道等の生体内の細い部分）の殺菌及び洗浄を行うことができる。   Further, unlike the low-elasticity quartz, the optical fiber 10 made of a polymer has high elasticity, so there is less concern that the optical fiber is broken and pierced than quartz, and it can be applied to sterilization and washing in vivo. That is, the optical fiber 10 is not only a light shielding part that cannot directly irradiate light, such as a deep part of a suspension or the inside of a curved pipe, but also a light shielding part (for example, an anus, blood vessel, esophagus, etc.) Part) can be sterilized and washed.

又、光触媒粒子を備えた従来の光ファイバーでは、クラッド１２の外壁面１２ｓに光触媒粒子１５を塗布する工程が追加となるため、製造コストの上昇に繋がる。一方、光ファイバー１０では、容器２００内にクラッド１２の原料母材にあたる液状のモノマー１２０Ａを注入する際にモノマー１２０Ａに光触媒粒子１５を添加するだけで、実質的な工程追加が不要であるため、製造コストが上昇することもない。   Moreover, in the conventional optical fiber provided with photocatalyst particles, a process for applying the photocatalyst particles 15 to the outer wall surface 12s of the clad 12 is added, leading to an increase in manufacturing cost. On the other hand, the optical fiber 10 is manufactured by adding the photocatalyst particles 15 to the monomer 120A when the liquid monomer 120A corresponding to the raw material of the clad 12 is injected into the container 200. Costs will not increase.

なお、石英を用いた光ファイバーでは、線引きの際に２０００℃程度に加熱する必要がある。しかし、酸化チタン等の光触媒粒子を２０００℃程度に加熱すると光触媒粒子としての作用が低下するため、石英を用いた光ファイバーの製造工程では、本発明のように線引き前に光触媒粒子を添加しておくことは困難である。そのため、石英を用いた光ファイバーの製造工程では、必然的に、線引き後の光ファイバーのクラッドの外壁面に光触媒粒子を塗布する工程が必要となる。   Note that an optical fiber using quartz needs to be heated to about 2000 ° C. when drawing. However, when photocatalyst particles such as titanium oxide are heated to about 2000 ° C., the action as photocatalyst particles is reduced. Therefore, in the optical fiber manufacturing process using quartz, photocatalyst particles are added before drawing as in the present invention. It is difficult. Therefore, in the optical fiber manufacturing process using quartz, a process of applying photocatalyst particles to the outer wall surface of the clad of the optical fiber after drawing is inevitably required.

光ファイバー１０では３００℃程度で線引きできるため、線引き工程により酸化チタン等の光触媒粒子の作用が低下することはない。酸化チタンを例にすると、９００℃付近で相転移が起き、光触媒としての活性が低下する。   Since the optical fiber 10 can be drawn at about 300 ° C., the action of the photocatalyst particles such as titanium oxide is not lowered by the drawing process. Taking titanium oxide as an example, phase transition occurs near 900 ° C., and the activity as a photocatalyst decreases.

なお、光ファイバー１０は、単体で上市されてもよいし、光源２０等と組み合わせてリアクター１として上市されてもよい。又、中空管１２０として上市されてもよいし、プリフォーム１００として上市されてもよい。中空管１２０やプリフォーム１００として上市された場合には、中空管１２０やプリフォーム１００の入手者がコア１１の原料母材にあたる液状のモノマーの注入や線引きの工程を実行し、光ファイバー１０を完成させることができる。   The optical fiber 10 may be marketed as a single unit, or may be marketed as the reactor 1 in combination with the light source 20 or the like. Moreover, it may be marketed as the hollow tube 120 or may be marketed as the preform 100. When the hollow tube 120 or the preform 100 is put on the market, a person who obtains the hollow tube 120 or the preform 100 executes a process of injecting or drawing a liquid monomer corresponding to the raw material of the core 11, and the optical fiber 10. Can be completed.

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、本発明に係る光導波路の他の例として、コアに蛍光色素が分散された光ファイバーを示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。 <Second Embodiment>
In the second embodiment, an optical fiber in which a fluorescent dye is dispersed in a core is shown as another example of the optical waveguide according to the present invention. In the second embodiment, description of the same components as those of the already described embodiments may be omitted.

図８は、第２の実施の形態に係る光ファイバーを例示す斜視図である。図９は、第２の実施の形態に係る光ファイバーを例示す断面図であり、光ファイバーを中心軸を通る長手方向に平行な平面で切断した断面を示している。   FIG. 8 is a perspective view illustrating an example of an optical fiber according to the second embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an optical fiber according to the second embodiment, and shows a cross section of the optical fiber taken along a plane parallel to the longitudinal direction passing through the central axis.

図８及び図９に示す光ファイバー１０Ａは、コア１１に蛍光色素１９が分散されている点が、光ファイバー１０（図１等参照）と相違する。蛍光色素１９は、例えば、図５（ａ）に示す工程において、中空管１２０の中心部の円柱状の空洞に、コア１１の原料母材にあたる液状のモノマーを注入する際に、液状のモノマーに添加することができる。   The optical fiber 10A shown in FIGS. 8 and 9 is different from the optical fiber 10 (see FIG. 1 and the like) in that the fluorescent dye 19 is dispersed in the core 11. For example, in the step shown in FIG. 5A, the fluorescent dye 19 is a liquid monomer when a liquid monomer corresponding to a raw material base material of the core 11 is injected into a cylindrical cavity at the center of the hollow tube 120. Can be added.

蛍光色素１９は、コア１１に照射された励起光を吸収して励起光よりも長波長の光を発光する。蛍光色素１９としては、量子発光効率が高く、耐熱性が高く、経年退色しにくく、母材への相溶性が高いものを用いることが望ましい。蛍光色素１９としては、例えば、シアニン誘導体、フタロシアニン誘導体、ローダミン誘導体、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、フルオレセイン誘導体、ピラン誘導体、半導体ドット蛍光体、希土類蛍光体等を用いることができる。   The fluorescent dye 19 absorbs the excitation light irradiated on the core 11 and emits light having a longer wavelength than the excitation light. As the fluorescent dye 19, it is desirable to use a fluorescent dye that has high quantum emission efficiency, high heat resistance, does not easily fade over time, and has high compatibility with a base material. As the fluorescent dye 19, for example, cyanine derivatives, phthalocyanine derivatives, rhodamine derivatives, perylene derivatives, coumarin derivatives, fluorescein derivatives, pyran derivatives, semiconductor dot phosphors, rare earth phosphors, and the like can be used.

ここで、半導体ドット蛍光体とは、ＧａＡｓ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＣｕＩｎＳ／ＺｎＳ等を原料とする直径が数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の粒子である。又、希土類蛍光体とは、一般的に白色ＬＥＤに使用されるＥｕ２＋、Ｃｅ３＋、Ｍｇ４＋等の発光イオンを有する蛍光体である。 Here, the semiconductor dot phosphor is a particle having a diameter of about several nanometers to several tens of nanometers using GaAs, CdSe, InP, CuInS / ZnS or the like as a raw material. The rare earth phosphor is a phosphor having light emitting ions such as Eu 2+ , Ce 3+ , and Mg 4+ that are generally used for white LEDs.

コア１１に入射する波長λ１の光は、蛍光色素１９により吸収され、異なる波長λ２の光に変換されて放出される。この時、波長λ２の光は指向性を失うため、波長λ２の光の一部はクラッド１２に漏出する。 The light having the wavelength λ 1 incident on the core 11 is absorbed by the fluorescent dye 19, converted into light having a different wavelength λ 2 and emitted. At this time, light of the wavelength lambda 2 is to lose directivity, the part of the wavelength lambda 2 of the light leaking into the cladding 12.

クラッド１２に漏出した波長λ２の光の全部又は一部はクラッド１２の外壁面１２ｓから露出する光触媒粒子１５に達し、光触媒粒子１５を励起する。クラッド１２の外壁面１２ｓから露出する光触媒粒子１５が励起されることにより、第１の実施の形態と同様に光ファイバー１０Ａの周囲の洗浄及び殺菌を行うことができる。なお、波長λ２の光は、光触媒粒子１５を励起できる波長領域（光触媒粒子１５が酸化チタンであれば紫外光）でなければならない。 All or part of the light having the wavelength λ 2 leaked to the clad 12 reaches the photocatalyst particles 15 exposed from the outer wall surface 12s of the clad 12, and excites the photocatalyst particles 15. By exciting the photocatalyst particles 15 exposed from the outer wall surface 12s of the clad 12, it is possible to clean and sterilize the periphery of the optical fiber 10A as in the first embodiment. The light having the wavelength λ 2 must be in a wavelength region that can excite the photocatalyst particles 15 (ultraviolet light if the photocatalyst particles 15 are titanium oxide).

このように、コア１１に蛍光色素１９を分散させて、光触媒粒子１５を励起する光を積極的にクラッド１２に漏出させてもよい。なお、クラッド１２に漏出した波長λ２の光は指向性を失っているため、波長λ２の光の全部又は一部は必然的にクラッド１２の外壁面１２ｓから露出する光触媒粒子１５に達する。そのため、光ファイバー１０Ａでは、必ずしも、光触媒粒子１５をクラッド１２の内壁面側から外壁面１２ｓ側に近づくにつれ濃度が上昇するように分布させなくてもよい。 As described above, the fluorescent dye 19 may be dispersed in the core 11 to positively leak the light that excites the photocatalyst particles 15 into the clad 12. Since the light having the wavelength λ 2 leaked to the cladding 12 has lost its directivity, all or part of the light having the wavelength λ 2 inevitably reaches the photocatalyst particles 15 exposed from the outer wall surface 12 s of the cladding 12. Therefore, in the optical fiber 10A, it is not always necessary to distribute the photocatalyst particles 15 such that the concentration increases as the clad 12 approaches the outer wall surface 12s from the inner wall surface side.

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiment has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and replacements are made to the above-described embodiment without departing from the scope described in the claims. Can be added.

例えば、本発明に係る光導波路は、必ずしも光ファイバーとする必要はなく、コアとクラッドとを有する任意の形状の導波路構造を用いることができる。例えば、光ファイバーのようなファイバー型光導波路に代えて、スラブ型光導波路を用いてもよい。   For example, the optical waveguide according to the present invention does not necessarily have to be an optical fiber, and an arbitrary-shaped waveguide structure having a core and a clad can be used. For example, a slab type optical waveguide may be used instead of a fiber type optical waveguide such as an optical fiber.

又、コアの材料は固体ではなく液体であっても構わない。この場合、コアの材料としては、例えば、イマージョンオイル等を用いることができる。   The material of the core may be liquid instead of solid. In this case, for example, immersion oil or the like can be used as the core material.

１ リアクター
１０、１０Ａ 光ファイバー
１１ コア
１２ クラッド
１２ｓ クラッドの外壁面
１５ 光触媒粒子
１９ 蛍光色素
２０ 光源
３０ 結合光学系
１００ プリフォーム
１１０ 柱体
１２０ 中空管
１２０Ａ モノマー
１２０ｘ 空洞
２００ 容器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor 10, 10A Optical fiber 11 Core 12 Cladding 12s Outer wall surface of clad 15 Photocatalyst particle 19 Fluorescent dye 20 Light source 30 Coupling optical system 100 Preform 110 Column 120 Hollow tube 120A Monomer 120x Cavity 200 Container

Claims (10)

コアと、
前記コアの周囲を覆う、ポリマー製のクラッドと、
前記クラッドに添加された複数の光触媒粒子と、を有し、
複数の前記光触媒粒子の一部が前記クラッドの外壁面から部分的に露出している光導波路。 The core,
A polymer cladding covering the periphery of the core;
A plurality of photocatalytic particles added to the cladding,
An optical waveguide in which some of the plurality of photocatalytic particles are partially exposed from the outer wall surface of the cladding. 前記光触媒粒子は、前記クラッドの内壁面側から外壁面側に近づくにつれ、濃度が上昇するように添加されている請求項１に記載の光導波路。   The optical waveguide according to claim 1, wherein the photocatalyst particles are added so that the concentration increases as the clad particle approaches the outer wall surface side from the inner wall surface side of the clad. 前記光触媒粒子は、前記クラッドの内壁面側から外壁面側に近づくにつれ、連続的に濃度が上昇するように添加されている請求項２に記載の光導波路。   The optical waveguide according to claim 2, wherein the photocatalyst particles are added so that the concentration continuously increases from the inner wall surface side to the outer wall surface side of the clad. 前記コアには、前記コアを伝播する光に励起されて前記光触媒粒子の励起光を発する蛍光色素が分散されている請求項１乃至３の何れか一項に記載の光導波路。   The optical waveguide according to any one of claims 1 to 3, wherein a fluorescent dye that is excited by light propagating through the core and emits excitation light of the photocatalyst particles is dispersed in the core. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の光導波路と、
光源からの光を前記コアに入射させる結合光学系と、を有するリアクター。 An optical waveguide according to any one of claims 1 to 4,
And a coupling optical system for allowing light from a light source to enter the core. 光導波路のコアとなる柱体と、
前記柱体の周囲を覆う、前記光導波路のクラッドとなるポリマー製の中空管と、
前記中空管に添加された複数の光触媒粒子と、を有し、
複数の前記光触媒粒子の一部が前記中空管の外壁面から部分的に露出している光導波路用プリフォーム。 A column that becomes the core of the optical waveguide;
A hollow tube made of a polymer that covers the periphery of the column and becomes a clad of the optical waveguide;
A plurality of photocatalyst particles added to the hollow tube,
An optical waveguide preform in which some of the plurality of photocatalyst particles are partially exposed from an outer wall surface of the hollow tube. 光導波路のクラッドとなるポリマー製の光導波路用中空管であって、
複数の光触媒粒子が添加されており、
複数の前記光触媒粒子の一部が外壁面から部分的に露出している光導波路用中空管。 It is a hollow tube for optical waveguide made of polymer that becomes the cladding of the optical waveguide,
A plurality of photocatalytic particles are added,
A hollow tube for an optical waveguide, wherein some of the plurality of photocatalyst particles are partially exposed from an outer wall surface. 円筒状の容器内にクラッドの原料母材にあたる液状のモノマーを注入し、前記モノマーに光触媒粒子を添加する工程と、
前記容器の中心軸を中心として前記容器を回転させながら前記モノマーを重合し、中心部に空洞を有するポリマー製の中空管を形成する工程と、
前記空洞を充填するようにコアの原料母材にあたる液状のモノマーを注入し、前記モノマーを重合してポリマー製の柱体を形成し、前記柱体及び前記中空管を備えたプリフォームを作製する工程と、
前記プリフォームを線引きして光導波路を作製する工程と、を有し、
前記中空管を形成する工程、前記プリフォームを線引きする工程の少なくとも一方において、複数の前記光触媒粒子の一部が前記中空管の外壁面から部分的に露出する光導波路の製造方法。 Injecting a liquid monomer corresponding to the raw material of the clad into a cylindrical container, and adding photocatalyst particles to the monomer;
Polymerizing the monomer while rotating the container about the central axis of the container, and forming a hollow tube made of a polymer having a cavity at the center;
A liquid monomer corresponding to the core material of the core is injected so as to fill the cavity, the monomer is polymerized to form a polymer column, and a preform including the column and the hollow tube is manufactured. And a process of
And drawing the preform to produce an optical waveguide,
A method for producing an optical waveguide, wherein at least one of the step of forming the hollow tube and the step of drawing the preform, a part of the plurality of photocatalyst particles is partially exposed from an outer wall surface of the hollow tube. 前記中空管を形成する工程では、前記モノマーが所定の転化率になった後に回転を開始する請求項８に記載の光導波路の製造方法。   The method for producing an optical waveguide according to claim 8, wherein in the step of forming the hollow tube, the rotation is started after the monomer reaches a predetermined conversion rate. 前記中空管を形成する工程では、回転の遠心力によって前記光触媒粒子が前記中空管の内壁面側から外壁面側に近づくにつれ、濃度が上昇するように分布する請求項８又は９に記載の光導波路の製造方法。   The step of forming the hollow tube is distributed such that the concentration increases as the photocatalytic particles approach from the inner wall surface side to the outer wall surface side of the hollow tube by a centrifugal force of rotation. Manufacturing method of the optical waveguide.
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