JPH02187704A - プラスチック螢光ファイバ - Google Patents
プラスチック螢光ファイバInfo
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（概 要〕
プラスチック蛍光ファイバに関し、
光源として高輝度で安価なｌ、ＥＩＪやＬｌ）の使用を
可能にする目的で、 可視から近赤外領域の光を吸収し、吸収波長より長波長
光を放出する有機蛍光色素を、光ファイバのコア層やク
ラッド層などに含有させ、波長変換機能を重畳させて発
光素子や半導体レーザなどの赤外光をも伝送可能とし、
近赤外領域で使用する光フアイバセンサや簡易構成の光
変調器などへの応用として、その光信号を伝送・検出す
ることや信号処理の可能な構成とした。
可能にする目的で、 可視から近赤外領域の光を吸収し、吸収波長より長波長
光を放出する有機蛍光色素を、光ファイバのコア層やク
ラッド層などに含有させ、波長変換機能を重畳させて発
光素子や半導体レーザなどの赤外光をも伝送可能とし、
近赤外領域で使用する光フアイバセンサや簡易構成の光
変調器などへの応用として、その光信号を伝送・検出す
ることや信号処理の可能な構成とした。
本発明はプラスチック蛍光ファイバに関するものであり
、特に近赤外から長波長領域で使用されている高輝度で
安価なＬ Ｅ ＤやＬＤ発光素子を励起光源として利用
できるファイバに関する。本発明のプラスチック光ファ
イバは、ごれらの発光Ｊる近赤外光を端面のみならず側
面からも入射、伝送することができるためファイバセン
サや、簡易構成のファイバ型光源や、光変調器に応用可
能である。
、特に近赤外から長波長領域で使用されている高輝度で
安価なＬ Ｅ ＤやＬＤ発光素子を励起光源として利用
できるファイバに関する。本発明のプラスチック光ファ
イバは、ごれらの発光Ｊる近赤外光を端面のみならず側
面からも入射、伝送することができるためファイバセン
サや、簡易構成のファイバ型光源や、光変調器に応用可
能である。
〔従来の技術］
従来、無機蛍光体や有機蛍光色素を使用したブラスチッ
ク蛍光ファイバは、主として原子物理分野での放射線シ
ンナレーション用や装飾用のデイスプレィなどに使用さ
れてきた。
ク蛍光ファイバは、主として原子物理分野での放射線シ
ンナレーション用や装飾用のデイスプレィなどに使用さ
れてきた。
これらの蛍光物質は、その化学構造より紫外からｉｊＪ
視域での光にのめ感応し蛍光を発するものであり、これ
らを使用した蛍光ファイバもその利用波長域は紫外から
可視域に限られたものである。
視域での光にのめ感応し蛍光を発するものであり、これ
らを使用した蛍光ファイバもその利用波長域は紫外から
可視域に限られたものである。
例えば、プラスチック光ファイバに無機蛍光活性体（Ｚ
ｎＯ，Ｂｅｄ、 ＭｎＯ，ＳｉＯのをトープして、ＬＥ
ＴＩ発光素子の波長（（１，６６ｔｔｍ）の近辺で出射
スペクトルを変化させ、光変調器などに応用を図ったも
のがある （特開昭６ｌ−１６２００９）。
ｎＯ，Ｂｅｄ、 ＭｎＯ，ＳｉＯのをトープして、ＬＥ
ＴＩ発光素子の波長（（１，６６ｔｔｍ）の近辺で出射
スペクトルを変化させ、光変調器などに応用を図ったも
のがある （特開昭６ｌ−１６２００９）。
また、紫外線伝送用光ンアイハの入射側に、無機結晶シ
ンチレータ、または有機結晶シンチレータを設は紫外線
の伝送距離を実用的にすることを図ったものがある （
特開昭６２−１５５０２）。
ンチレータ、または有機結晶シンチレータを設は紫外線
の伝送距離を実用的にすることを図ったものがある （
特開昭６２−１５５０２）。
また、プラスチック蛍光ファイバで、紫外域に吸収があ
り可視域に吸収がないユウロピウムまたはテルビウムも
しくはその両方に配位した含フツ素β−ジケトン・アル
キルリン酸エステル共同配位子錯体を含有させたもので
、紫外−可視変換機能を用い応用を図ったものがある（
特開昭６３−５６６１０）。
り可視域に吸収がないユウロピウムまたはテルビウムも
しくはその両方に配位した含フツ素β−ジケトン・アル
キルリン酸エステル共同配位子錯体を含有させたもので
、紫外−可視変換機能を用い応用を図ったものがある（
特開昭６３−５６６１０）。
さらに、プラスチックファイバでクラット層の外層に光
反射層を設は発光効率の増大とシンーエーレタの添加量
を少量化して減衰距離を長くしようとしたもの（特開昭
６３−１２９３０４）などがある。
反射層を設は発光効率の増大とシンーエーレタの添加量
を少量化して減衰距離を長くしようとしたもの（特開昭
６３−１２９３０４）などがある。
従来の蛍光ファイバは３５０〜６００ｎｍ程度の波１４
に蛍光を発するオキサゾールやヘンズオキサヅール誘導
体などを蛍光色素として用いているため、その利用波長
域も３５０〜６００ｎｍ程度にかぎられている。第５図
（ｂ）は代表的なオキサゾール誘導体系色素の有機溶媒
中での蛍光ピーク波長を示している。吸収波長はこれら
より短波長側にある。
に蛍光を発するオキサゾールやヘンズオキサヅール誘導
体などを蛍光色素として用いているため、その利用波長
域も３５０〜６００ｎｍ程度にかぎられている。第５図
（ｂ）は代表的なオキサゾール誘導体系色素の有機溶媒
中での蛍光ピーク波長を示している。吸収波長はこれら
より短波長側にある。
したがって、波長域６５０〜９００ｎｍに発光波長をも
つＬＥＤやＬＤを励起光源として用いるごよができない
という問題点があった。
つＬＥＤやＬＤを励起光源として用いるごよができない
という問題点があった。
本発明は上記問題点に鑑み創出されたもので、プラスチ
ックファイバに可視波長から近赤外波長光を吸収し吸収
波長より長波長光を放出する有機蛍光色素を含有させる
ことにより、可視から近赤外域波長の半導体光源などの
光をファイバの側面から入射させても伝送することがで
き、その伝送距離が実用的であるプラスチック蛍光ファ
イバを提供することを目的とする。
ックファイバに可視波長から近赤外波長光を吸収し吸収
波長より長波長光を放出する有機蛍光色素を含有させる
ことにより、可視から近赤外域波長の半導体光源などの
光をファイバの側面から入射させても伝送することがで
き、その伝送距離が実用的であるプラスチック蛍光ファ
イバを提供することを目的とする。
上記問題点は、プラスチック蛍光ファイバを構成するフ
ァイバ構成層に可視波長から近赤外波長光を吸収し吸収
波長より長波長光を放出する有機蛍光色素を含有させる
ことにより解決される。
ァイバ構成層に可視波長から近赤外波長光を吸収し吸収
波長より長波長光を放出する有機蛍光色素を含有させる
ことにより解決される。
特に、蛍光色素としてシアニン系を用いるコトにより、
近赤外光に対して実用的な光伝送距離の実現を図ったも
のである。第５図（ａ）にシアニン系、オキザジン系各
色素の有機溶媒中での蛍光ピーク波長を示す。
近赤外光に対して実用的な光伝送距離の実現を図ったも
のである。第５図（ａ）にシアニン系、オキザジン系各
色素の有機溶媒中での蛍光ピーク波長を示す。
本発明による有機蛍光色素を含有したプラスチックファ
イバにより、可視光から近赤外光にがりて入射した光を
長波長側に波長変換して伝送することができるため、近
赤外光を伝送し７て照射することやファイバへの近赤外
領域の入射光を測定することなどが可能となる。
イバにより、可視光から近赤外光にがりて入射した光を
長波長側に波長変換して伝送することができるため、近
赤外光を伝送し７て照射することやファイバへの近赤外
領域の入射光を測定することなどが可能となる。
以下添付図により本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明のプラスチック蛍光ファイバの構成を説
明する図である。本実施例ではコア材ｌとしてポリカー
ボネート樹脂を使用し、コア材１はＰＭＭＡとポリフッ
化ビニリデンのポリマーブレンドよりなるクラツド材２
で被覆されている。
明する図である。本実施例ではコア材ｌとしてポリカー
ボネート樹脂を使用し、コア材１はＰＭＭＡとポリフッ
化ビニリデンのポリマーブレンドよりなるクラツド材２
で被覆されている。
コア材１のポリカーボネート樹脂中には、シアニン系有
機蛍光色素ノＨＩ Ｄ Ｃ（１，３，３，ｌ’ 、３’
、３Ｈｅｘａｍｅ ｔｈｙ Ｉ ｉ ｎｄｏｄ １ｃ
ａｒｂｏｃｙａｎ １ｎｅ）を０．０２重量％ドープし
である。このファイバはペレット状のポリカーボネート
樹脂にＨＩＤＣを前記の割合で混入し、クラシト材とと
もに溶融複合紡糸により作成した。
機蛍光色素ノＨＩ Ｄ Ｃ（１，３，３，ｌ’ 、３’
、３Ｈｅｘａｍｅ ｔｈｙ Ｉ ｉ ｎｄｏｄ １ｃ
ａｒｂｏｃｙａｎ １ｎｅ）を０．０２重量％ドープし
である。このファイバはペレット状のポリカーボネート
樹脂にＨＩＤＣを前記の割合で混入し、クラシト材とと
もに溶融複合紡糸により作成した。
シアニン系有機蛍光色素ＨＩＤＣの化学構造式％式％
得られたファイバは、側面からの入射光を長波長の光に
変換し、端面より出射する特性を有するが、その説明図
を第２図に示す。入射光（λＩ）がファイバの側面から
入射し、蛍光体（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎ−ｓｅ）を励起
して発生する、入射光より長い波長光（λ２）のうち、
屈折率ｎ１のコア１と屈折率ｎ２のクラッド２との境界
面で、臨界角（θＣ）より大きな全反射条件を満足する
光がファイバ内を伝播する。
変換し、端面より出射する特性を有するが、その説明図
を第２図に示す。入射光（λＩ）がファイバの側面から
入射し、蛍光体（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎ−ｓｅ）を励起
して発生する、入射光より長い波長光（λ２）のうち、
屈折率ｎ１のコア１と屈折率ｎ２のクラッド２との境界
面で、臨界角（θＣ）より大きな全反射条件を満足する
光がファイバ内を伝播する。
第３図は、この蛍光ファイバの側面から、第４図に示す
ような光源（ハロゲン−タングステンランプ）で照射励
起した場合、ファイバ端面で得られる出力光のスペクト
ルを示す図である。６８０ｎｍ〜７００ ｎｍに発光の
中心がある。
ような光源（ハロゲン−タングステンランプ）で照射励
起した場合、ファイバ端面で得られる出力光のスペクト
ルを示す図である。６８０ｎｍ〜７００ ｎｍに発光の
中心がある。
ファイバ中にトープする有機蛍光色素として、第５図（
ａ）に示したオキサジン系の色素を用いても赤外光側で
のシフトスペクトルを得ることができる。その他フタロ
シアニン系の顔料を用いても同様の特性を得ることがで
きる。
ａ）に示したオキサジン系の色素を用いても赤外光側で
のシフトスペクトルを得ることができる。その他フタロ
シアニン系の顔料を用いても同様の特性を得ることがで
きる。
ファイバ材料としては、例えばスチレン樹脂やアクリル
樹脂など一般に用いられているプラスチックファイバを
使用することができる。
樹脂など一般に用いられているプラスチックファイバを
使用することができる。
また、プラスチックファイバへの有機蛍光色素のトープ
は、プラスチックファイバの鎖状分子構造の各周期的単
位に所定量の有機色素を化学的に結合させることによっ
ても可能であり、ドーピング量の均一化や経時変化に対
して安定な構造配置が可能である。
は、プラスチックファイバの鎖状分子構造の各周期的単
位に所定量の有機色素を化学的に結合させることによっ
ても可能であり、ドーピング量の均一化や経時変化に対
して安定な構造配置が可能である。
また、本実施例ではコア中に有機蛍光色素をドープした
が、クラッド側、またはコアとクラッドとの間に有機蛍
光色素をドープする層を構成しても本発明の目的は達成
される。
が、クラッド側、またはコアとクラッドとの間に有機蛍
光色素をドープする層を構成しても本発明の目的は達成
される。
試作した蛍光ファイバの特性を表１に示す。
本発明の蛍光ファイバは、コアあるいはクラッド中に６
５０〜９００ ｎｍの光に応答し、蛍光を表１ 蛍光フ
ァイバの特性 発する蛍光色素を含有しているため、高輝度で安価な６
６０ｎｍ、７８０ｎｍ、８５０ｎｍ近傍のＬＥＤ発光素
子を励起光源として使用できる。
５０〜９００ ｎｍの光に応答し、蛍光を表１ 蛍光フ
ァイバの特性 発する蛍光色素を含有しているため、高輝度で安価な６
６０ｎｍ、７８０ｎｍ、８５０ｎｍ近傍のＬＥＤ発光素
子を励起光源として使用できる。
また、近赤外領域の光を伝送１出射するごとができ、フ
ァイバセンサや簡易構成の光変調器に応用可能である。
ァイバセンサや簡易構成の光変調器に応用可能である。
第１図は、本発明のプラスチック蛍光ファイバの構成例
を示す図であり、 第２図は、蛍光ファイバに入射した光の伝播の様子を説
明する図である。 第３図は、試作した本発明の蛍光ファイバの端面からの
出射光スペクトルを示しており、第４図に、励起光源と
して使用したハロゲン−タングステンランプのスペクト
ルを示す。 第５図（ａ）はオキサゾール誘導体系の、！５図（ｂ）
はシアニン系とオキサジン系の、各蛍光色素の有機溶媒
中での蛍光ピーク波長を示す。 図において、 １：コア、 ２：クラッド を示す。 代理人ブ、゛理士 井 桁 貞 − （°ρＶ） ）Ｈμキχ坩 躬淀偲 ↑
を示す図であり、 第２図は、蛍光ファイバに入射した光の伝播の様子を説
明する図である。 第３図は、試作した本発明の蛍光ファイバの端面からの
出射光スペクトルを示しており、第４図に、励起光源と
して使用したハロゲン−タングステンランプのスペクト
ルを示す。 第５図（ａ）はオキサゾール誘導体系の、！５図（ｂ）
はシアニン系とオキサジン系の、各蛍光色素の有機溶媒
中での蛍光ピーク波長を示す。 図において、 １：コア、 ２：クラッド を示す。 代理人ブ、゛理士 井 桁 貞 − （°ρＶ） ）Ｈμキχ坩 躬淀偲 ↑
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）少なくとも可視から近赤域の光波長（６５０〜９０
０ｎｍ）を吸収し、吸収波長より長波長の光を放出する
有機蛍光色素を光ファイバの構成層中に含有させたこと
を特徴とするプラスチック蛍光ファイバ。 ２）有機蛍光色素のシアニン系色素を光ファイバの構成
層の少なくとも一層に含有させたことを特徴とするプラ
スチック蛍光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1008108A JPH02187704A (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | プラスチック螢光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1008108A JPH02187704A (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | プラスチック螢光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187704A true JPH02187704A (ja) | 1990-07-23 |
Family
ID=11684100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1008108A Pending JPH02187704A (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | プラスチック螢光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02187704A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0378708A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-03 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 新規な光ファイバ及びその使用方法 |
| EP0883195A1 (en) * | 1997-06-03 | 1998-12-09 | BARR & STROUD LIMITED | Head tracking system comprising LED with fluorescent coating |
| JP2002082171A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-22 | Toshiba Corp | 放射線検出器およびこれを用いたｘ線診断装置 |
| JP2009535081A (ja) * | 2006-04-26 | 2009-10-01 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 改良された変換要素を備える導光装置 |
| JP2009230059A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Ryoichi Furukouchi | 集光体および集光装置 |
| JP2018124514A (ja) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | 国立大学法人電気通信大学 | 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 |
-
1989
- 1989-01-17 JP JP1008108A patent/JPH02187704A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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