JPH04346322A - 導波路型変調器及びその製造方法 - Google Patents
導波路型変調器及びその製造方法Info
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- JPH04346322A JPH04346322A JP12003391A JP12003391A JPH04346322A JP H04346322 A JPH04346322 A JP H04346322A JP 12003391 A JP12003391 A JP 12003391A JP 12003391 A JP12003391 A JP 12003391A JP H04346322 A JPH04346322 A JP H04346322A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光導波路材料として有機
材料を用い、変調用材料として非線形有機材料を用いて
なる導波路型変調器に関する。
材料を用い、変調用材料として非線形有機材料を用いて
なる導波路型変調器に関する。
【０００２】
【従来の技術】非線形光学現象とは、物質にあたる光波
が非常に強くなり（例えばレーザー光）、電界が大きく
なると物質の分極と電界との関係から次の（１）式で示
されるように、 Ｐ＝χ（１） Ｅ＋χ（２） ＥＥ＋χ（３） ＥＥＥ
＋・・・ （１） 〔但し、Ｐは分極率、Ｅは電界、χ（ｎ（ｎ＝１，２，
３・・・）は非線形感受率である〕電界Ｅの２次以上の
成分を無視できなくなり、通常の光学現象における分極
と電界との関係を表す下記（２）式 Ｐ＝χ（１） Ｅ （２）とは異な
ってくることを意味する。このように非線形光学現象は
２次以上の項によって生ずるものであり、第２次項の効
果を利用した第２高調波発生（ＳＨＧ）の応用が代表的
なものである。このような非線形光学効果を有する非線
形材料としては、従来、ＫＨ２ ＰＯ４ （ＫＤＰ），
ＮＨ４ Ｈ２ ＰＯ４ （ＡＤＰ），ＬｉＮｂＯ３ 等
の中心対称性のない無機結晶が用いられてきた。また、
最近、有機結晶にもＬｉＮｂＯ３ 等に比較して大きな
非線形性を有する化合物が発見されている。代表的なも
のとしては２−メチル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）
、メタ−ニトロ−アニリン（ｍ−ＮＡ）、ウレア等があ
る。
が非常に強くなり（例えばレーザー光）、電界が大きく
なると物質の分極と電界との関係から次の（１）式で示
されるように、 Ｐ＝χ（１） Ｅ＋χ（２） ＥＥ＋χ（３） ＥＥＥ
＋・・・ （１） 〔但し、Ｐは分極率、Ｅは電界、χ（ｎ（ｎ＝１，２，
３・・・）は非線形感受率である〕電界Ｅの２次以上の
成分を無視できなくなり、通常の光学現象における分極
と電界との関係を表す下記（２）式 Ｐ＝χ（１） Ｅ （２）とは異な
ってくることを意味する。このように非線形光学現象は
２次以上の項によって生ずるものであり、第２次項の効
果を利用した第２高調波発生（ＳＨＧ）の応用が代表的
なものである。このような非線形光学効果を有する非線
形材料としては、従来、ＫＨ２ ＰＯ４ （ＫＤＰ），
ＮＨ４ Ｈ２ ＰＯ４ （ＡＤＰ），ＬｉＮｂＯ３ 等
の中心対称性のない無機結晶が用いられてきた。また、
最近、有機結晶にもＬｉＮｂＯ３ 等に比較して大きな
非線形性を有する化合物が発見されている。代表的なも
のとしては２−メチル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）
、メタ−ニトロ−アニリン（ｍ−ＮＡ）、ウレア等があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、非線形光学現
象については物質にあてる光波のエネルギー密度が大き
いことが必要であり、光波のエネルギー密度を高めるの
一つの手段として、非線形光学素子を導波膜化すること
は重要である。しかし、一般にこの種の材料は先にも挙
げたように結晶であり、薄膜化して導波形の非線形光学
素子を作製することは困難である。無機結晶の場合は、
ＬｉＮｂＯ３ 等で導波膜化、三次元導波路化に成功し
ているが、この加工工程は複雑であり、素子が非常に高
価なものになる欠点があった。本発明の目的は、これら
の欠点を除去し、大きな非線形光学現象を示す化合物を
用いた変換効率の高い導波路型変調器を提供することに
ある。
象については物質にあてる光波のエネルギー密度が大き
いことが必要であり、光波のエネルギー密度を高めるの
一つの手段として、非線形光学素子を導波膜化すること
は重要である。しかし、一般にこの種の材料は先にも挙
げたように結晶であり、薄膜化して導波形の非線形光学
素子を作製することは困難である。無機結晶の場合は、
ＬｉＮｂＯ３ 等で導波膜化、三次元導波路化に成功し
ているが、この加工工程は複雑であり、素子が非常に高
価なものになる欠点があった。本発明の目的は、これら
の欠点を除去し、大きな非線形光学現象を示す化合物を
用いた変換効率の高い導波路型変調器を提供することに
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するために鋭意検討、研究を重ねた結果、側鎖組み
込み型非線形材料を導波路にはさみ込むことにより、変
換効率が高く、なおかつ経時的に変換効率が低下しない
導波路型波長変換素子を実現することに成功した。すな
わち本発明は、導波路のコア−クラッド構造として、部
分的に屈折率が異なる有機高分子体を用いてなる導波路
型変調器において、互いに異なる導波路を積層した層間
に非線形光学効果を示す材料を含有してなる層が設けら
れてなることを特徴とする導波路型変調器を提供する。 本発明の導波路型変調器は、屈折率が異なる部分を有す
る有機高分子体がコア−クラッド構造を形成する導波路
の互いに異なるものを積層した層間に、光学的に透明な
高分子化合物中に非線形効果を示す低分子化合物を添加
してなる混合物を配置して加熱と共に配向させることに
より非線形光学効果を示す低分子化合物を高分子化合物
中に組み込むことを特徴とする方法により製造できる。 本発明において特に好ましい実施態様として、有機高分
子中に、該有機高分子とは屈折率が異なる有機モノマー
及び光重合開始剤とを添加した後、部分的に紫外線を照
射して該有機モノマーを重合させることによりコア−ク
ラッド構造を形成して導波路とすることが挙げられる。
解決するために鋭意検討、研究を重ねた結果、側鎖組み
込み型非線形材料を導波路にはさみ込むことにより、変
換効率が高く、なおかつ経時的に変換効率が低下しない
導波路型波長変換素子を実現することに成功した。すな
わち本発明は、導波路のコア−クラッド構造として、部
分的に屈折率が異なる有機高分子体を用いてなる導波路
型変調器において、互いに異なる導波路を積層した層間
に非線形光学効果を示す材料を含有してなる層が設けら
れてなることを特徴とする導波路型変調器を提供する。 本発明の導波路型変調器は、屈折率が異なる部分を有す
る有機高分子体がコア−クラッド構造を形成する導波路
の互いに異なるものを積層した層間に、光学的に透明な
高分子化合物中に非線形効果を示す低分子化合物を添加
してなる混合物を配置して加熱と共に配向させることに
より非線形光学効果を示す低分子化合物を高分子化合物
中に組み込むことを特徴とする方法により製造できる。 本発明において特に好ましい実施態様として、有機高分
子中に、該有機高分子とは屈折率が異なる有機モノマー
及び光重合開始剤とを添加した後、部分的に紫外線を照
射して該有機モノマーを重合させることによりコア−ク
ラッド構造を形成して導波路とすることが挙げられる。
【０００５】本発明は、■ 互いに異なる有機材料か
らなる導波路を積層し、その層の間に非線形光学効果を
示す材料をドープして導波路型変調器として用いること
、■ 非線形光学効果を示す材料は、低分子化合物を
高分子化合物にドープしておき、これを加熱しながら配
向することにより該低分子化合物と高分子化合物との間
に化学結合を形成して組み込んだものである、の■、■
を特徴としている。
らなる導波路を積層し、その層の間に非線形光学効果を
示す材料をドープして導波路型変調器として用いること
、■ 非線形光学効果を示す材料は、低分子化合物を
高分子化合物にドープしておき、これを加熱しながら配
向することにより該低分子化合物と高分子化合物との間
に化学結合を形成して組み込んだものである、の■、■
を特徴としている。
【０００６】
【作用】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する
。図１〜図１０は本発明による薄膜状のドープ型変調器
の一例の作成工程を示すものである。１はインジウム−
スズ−オキサイド（以下、ＩＴＯと略す）蒸着基板、２
は光硬化型樹脂からなるクラッド材（以下光硬化型クラ
ッド材）であって、図１の工程では紫外線照射によって
クラッド材を硬化させる。図２の工程ではクラッドの上
に高屈折率モノマー含有の光及び／又は熱硬化型樹脂３
をコートして導波路部分に紫外線を照射する。樹脂３１
が光硬化により高屈折率モノマーを取り込みコア部分
５１ が作成される。４はフォトマスクである。図３の
工程では、加熱により未露光領域を硬化させ、高屈折率
モノマーを除去してクラッド部分６１ を作成する。樹
脂３が熱硬化により硬化し、高屈折率モノマーを含有し
ていない部分、つまりクラッドが形成される。図４の工
程ではクラッド部分６の上に非線形材料含有高分子７を
コートする。図５〜図８までは、図１〜図３までの工程
を繰り返すことによって、コア−クラッド構造（５２
および６２ ）を有する導波路を作成する。図９および
図１０は配向手法を示したもので、それぞれ対向電極型
配向、コロナ−ポーリング型配向を示す。このとき、同
時に加熱することにより、非線形材料と高分子材料を反
応させ、側鎖組み込み型非線形材料とする。図１０のコ
ロナ−ポーリング手法では、棒状電極を用いたが、電極
の形状はこれに限定されるものではなく、例えば針状電
極（図示せず）を用いてもよい。
。図１〜図１０は本発明による薄膜状のドープ型変調器
の一例の作成工程を示すものである。１はインジウム−
スズ−オキサイド（以下、ＩＴＯと略す）蒸着基板、２
は光硬化型樹脂からなるクラッド材（以下光硬化型クラ
ッド材）であって、図１の工程では紫外線照射によって
クラッド材を硬化させる。図２の工程ではクラッドの上
に高屈折率モノマー含有の光及び／又は熱硬化型樹脂３
をコートして導波路部分に紫外線を照射する。樹脂３１
が光硬化により高屈折率モノマーを取り込みコア部分
５１ が作成される。４はフォトマスクである。図３の
工程では、加熱により未露光領域を硬化させ、高屈折率
モノマーを除去してクラッド部分６１ を作成する。樹
脂３が熱硬化により硬化し、高屈折率モノマーを含有し
ていない部分、つまりクラッドが形成される。図４の工
程ではクラッド部分６の上に非線形材料含有高分子７を
コートする。図５〜図８までは、図１〜図３までの工程
を繰り返すことによって、コア−クラッド構造（５２
および６２ ）を有する導波路を作成する。図９および
図１０は配向手法を示したもので、それぞれ対向電極型
配向、コロナ−ポーリング型配向を示す。このとき、同
時に加熱することにより、非線形材料と高分子材料を反
応させ、側鎖組み込み型非線形材料とする。図１０のコ
ロナ−ポーリング手法では、棒状電極を用いたが、電極
の形状はこれに限定されるものではなく、例えば針状電
極（図示せず）を用いてもよい。
【０００７】本発明に用いる光硬化型クラッド材２とし
ては、屈折率の低いものが望ましく、例えばシリコーン
（メタ）アクリレート、フッ化（メタ）アクリレート、
ラダー型シリコーン化合物等を挙げることができる。ま
た、本発明に用いる高屈折率モノマーとしては、スチレ
ン、ベンシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレ
ート等を挙げることができる。
ては、屈折率の低いものが望ましく、例えばシリコーン
（メタ）アクリレート、フッ化（メタ）アクリレート、
ラダー型シリコーン化合物等を挙げることができる。ま
た、本発明に用いる高屈折率モノマーとしては、スチレ
ン、ベンシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレ
ート等を挙げることができる。
【０００８】本発明の導波部分の非線形材料を構成する
ためのホスト材単量体としては、重合体成分分子中にビ
ニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基
等の重合性不飽和結合及び非線形材料（ゲスト材）と反
応する官能基（例えばエポキシ基、イソシアネート基等
）を有するものが望ましく、例えば以下の化合物 （１
）〜（１２）を挙げることができる。化合物（１）
ためのホスト材単量体としては、重合体成分分子中にビ
ニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基
等の重合性不飽和結合及び非線形材料（ゲスト材）と反
応する官能基（例えばエポキシ基、イソシアネート基等
）を有するものが望ましく、例えば以下の化合物 （１
）〜（１２）を挙げることができる。化合物（１）
【化
１】 化合物（２）
１】 化合物（２）
【化２】
化合物（３）
【化３】
化合物（４）
【化４】
化合物（５）
【化５】
化合物（６）
【化６】
化合物（７）
【化７】
化合物（８）
【化８】
化合物（９）
【化９】
化合物（１０）
【化１０】
化合物（１１）
【化１１】
化合物（１２）
【化１２】
【０００９】本発明の該ホスト材として上記の単量体の
他に、アクリル酸、メタクリル酸などの重合性二重結合
を持つ単量体を併用することも可能である。
他に、アクリル酸、メタクリル酸などの重合性二重結合
を持つ単量体を併用することも可能である。
【００１０】本発明に用いるゲスト材の非線形光学効果
を有する有機材料としては、エポキシ基及び／またはイ
ソシアネート基と化学結合するものが望ましく、以下の
ものを挙げることができる。 ・４−ヒドロキシメチル（メチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン（化合物（１３）という） ・４−ヒドロキシエチル（メチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（メチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（メチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（メチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（メチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシメチル（エチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン（化合物（１４）という） ・４−ヒドロキシエチル（エチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（エチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（エチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（エチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（エチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシメチル（プロピル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシエチル（プロピル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（プロピル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（プロピル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（プロピル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（プロピル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシメチル（ブチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシエチル（ブチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（ブチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（ブチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（ブチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（ブチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシメチル（ペンチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシエチル（ペンチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（ペンチル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（ペンチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（ペンチル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（ペンチル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシメチル（ヘキシル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシエチル（ヘキシル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（ヘキシル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（ヘキシル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（ヘキシル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（ヘキシル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕エタノール（ｒｅｄ１と略称する、
化合物 （１５） ） ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕エタノール（化合物 （１６） と
いう）・２−〔プロピル〔４−〔（４−ニトロフェニル
）アゾ〕フェニル〕アミノ〕エタノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕エタノール ・２−〔ペンチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ
〕フェニル〕アミノ〕エタノール ・２−〔ヘキシル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ
〕フェニル〕アミノ〕エタノール ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔（４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕メタノール ・２−〔（４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔（４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔（４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔（４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔プロピル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔プロピル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔プロピル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔プロピル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔プロピル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔ペンチル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔ペンチル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔ペンチル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔ペンチル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔ペンチル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔ヘキシル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔ヘキシル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔ヘキシル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔ヘキシル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔ヘキシル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノール等である。
を有する有機材料としては、エポキシ基及び／またはイ
ソシアネート基と化学結合するものが望ましく、以下の
ものを挙げることができる。 ・４−ヒドロキシメチル（メチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン（化合物（１３）という） ・４−ヒドロキシエチル（メチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（メチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（メチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（メチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（メチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシメチル（エチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン（化合物（１４）という） ・４−ヒドロキシエチル（エチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（エチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（エチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（エチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（エチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシメチル（プロピル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシエチル（プロピル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（プロピル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（プロピル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（プロピル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（プロピル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシメチル（ブチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシエチル（ブチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（ブチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（ブチル）アミノ−４′−ニト
ロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（ブチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（ブチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシメチル（ペンチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシエチル（ペンチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（ペンチル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（ペンチル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（ペンチル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（ペンチル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシメチル（ヘキシル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシエチル（ヘキシル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシプロピル（ヘキシル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシブチル（ヘキシル）アミノ−４′−ニ
トロスチルベン ・４−ヒドロキシペンチル（ヘキシル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・４−ヒドロキシヘキシル（ヘキシル）アミノ−４′−
ニトロスチルベン ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕エタノール（ｒｅｄ１と略称する、
化合物 （１５） ） ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕エタノール（化合物 （１６） と
いう）・２−〔プロピル〔４−〔（４−ニトロフェニル
）アゾ〕フェニル〕アミノ〕エタノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕エタノール ・２−〔ペンチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ
〕フェニル〕アミノ〕エタノール ・２−〔ヘキシル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ
〕フェニル〕アミノ〕エタノール ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔エチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔（４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕メタノール ・２−〔（４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔（４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔（４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔（４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔メチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔プロピル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔プロピル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔プロピル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔プロピル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔プロピル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔ブチル〔４−〔（４−ニトロフェニル）アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔ペンチル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔ペンチル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔ペンチル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔ペンチル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔ペンチル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノール ・２−〔ヘキシル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノール ・２−〔ヘキシル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパノール ・２−〔ヘキシル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ブタノール ・２−〔ヘキシル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール ・２−〔ヘキシル ４− （４−ニトロフェニル）ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノール等である。
【００１１】本発明の導波路型波長変換素子は、その形
状、使用されている材料、製造方法の特徴から次のよう
な利点を有する。 （１）導波路型であるため、ファイバ型よりも膜厚を制
御しやすい。 （２）電場配向手法により配向させるため、非線形材料
の結晶性にとらわれることなく配向させることができる
。 （３）非線形材料を配向させながら高分子化合物の側鎖
に組み込む反応をさせるため、添加量を多くすることが
できるので、配向する分子の割合が多くなり、なおかつ
組込まれている（化学結合している）ので配向緩和を起
こし難い。 従って、本発明の導波路型変調器は優れた変調特性を長
時間維持することが可能である。
状、使用されている材料、製造方法の特徴から次のよう
な利点を有する。 （１）導波路型であるため、ファイバ型よりも膜厚を制
御しやすい。 （２）電場配向手法により配向させるため、非線形材料
の結晶性にとらわれることなく配向させることができる
。 （３）非線形材料を配向させながら高分子化合物の側鎖
に組み込む反応をさせるため、添加量を多くすることが
できるので、配向する分子の割合が多くなり、なおかつ
組込まれている（化学結合している）ので配向緩和を起
こし難い。 従って、本発明の導波路型変調器は優れた変調特性を長
時間維持することが可能である。
【００１２】
【実施例】以下に実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。 実施例１ 光硬化型クラッド材としてシリコーンアクリレート樹脂
を用いて、ＩＴＯ蒸着ガラスの上にスピンコートし、約
１０μｍ厚みのクラッド層を形成した。その上に、スチ
レン含有の光及び熱硬化型樹脂をスピンコートし、フォ
トマスクを用いてコア部分を硬化させた後、１５０℃に
加熱してクラッド部分を硬化させた。次に化合物（１）
と、化合物（１３）〜化合物（１６）のうちのいずれ
かとを溶媒に溶解させた非線形高分子材料をクラッドと
の屈折率差Δｎ＝２％となるように混合させ、スピンコ
ートし、乾燥させた。その後、更に同様の手法で前記の
ものとは異なるコア及びクラッドを形成し、導波路型変
調器を作成した。最後に、変調器上部にＩＴＯ蒸着ガラ
スをセットして１０万ｖ／ｃｍの電圧を印加し、１５０
℃に加熱しながら配向させた。このとき非線形材料（ゲ
スト材）のホスト材に対する溶解度は３０重量％以上で
あった（実施例Ｎｏ． １−１〜１−８）。
るが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。 実施例１ 光硬化型クラッド材としてシリコーンアクリレート樹脂
を用いて、ＩＴＯ蒸着ガラスの上にスピンコートし、約
１０μｍ厚みのクラッド層を形成した。その上に、スチ
レン含有の光及び熱硬化型樹脂をスピンコートし、フォ
トマスクを用いてコア部分を硬化させた後、１５０℃に
加熱してクラッド部分を硬化させた。次に化合物（１）
と、化合物（１３）〜化合物（１６）のうちのいずれ
かとを溶媒に溶解させた非線形高分子材料をクラッドと
の屈折率差Δｎ＝２％となるように混合させ、スピンコ
ートし、乾燥させた。その後、更に同様の手法で前記の
ものとは異なるコア及びクラッドを形成し、導波路型変
調器を作成した。最後に、変調器上部にＩＴＯ蒸着ガラ
スをセットして１０万ｖ／ｃｍの電圧を印加し、１５０
℃に加熱しながら配向させた。このとき非線形材料（ゲ
スト材）のホスト材に対する溶解度は３０重量％以上で
あった（実施例Ｎｏ． １−１〜１−８）。
【００１３】以上で得られた導波路（実施例Ｎｏ． １
−１〜１−８）について、以下の方法に従って変調特性
を評価した。 変調特性評価法：１．３μｍのＬＤ（レーザーダイオー
ド）を光源として用い、ＩＴＯ基板の間に３Ｖの電圧を
オン、オフし、２つの導波路から得られた光をパワーメ
ーターで測定し、その比を百分率で求めた。以下の表１
に用いたクラッド材料、高屈折率モノマー、非線形高分
子材料（ホスト及びゲスト）、分岐比の変化、１ケ月後
の変化を示す。
−１〜１−８）について、以下の方法に従って変調特性
を評価した。 変調特性評価法：１．３μｍのＬＤ（レーザーダイオー
ド）を光源として用い、ＩＴＯ基板の間に３Ｖの電圧を
オン、オフし、２つの導波路から得られた光をパワーメ
ーターで測定し、その比を百分率で求めた。以下の表１
に用いたクラッド材料、高屈折率モノマー、非線形高分
子材料（ホスト及びゲスト）、分岐比の変化、１ケ月後
の変化を示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】比較例１
実施例１と同様の導波路型変調器において、ホスト材と
してメタクリル酸メチルのポリマーを用い、ゲスト材と
して実施例１で用いた非線形材料〔化合物（１３），（
１４），（１５），（１６） 〕を用いて溶媒に溶解し
、ディッピング法によりコア−クラッド部分の間にはさ
み込み、次いでホスト材のガラス転移点以上の温度で電
圧を印加し配向させた。その後、電圧を印加した状態で
降温させることにより導波路型波長変換素子を得た。こ
のとき、非線形材料（ゲスト材）のホスト材に対する溶
解度は最大でも１０重量％程度であり、変換効率は悪く
、経時的に低下することがあった（比較例 Ｎｏ．１−
１〜１−４）。
してメタクリル酸メチルのポリマーを用い、ゲスト材と
して実施例１で用いた非線形材料〔化合物（１３），（
１４），（１５），（１６） 〕を用いて溶媒に溶解し
、ディッピング法によりコア−クラッド部分の間にはさ
み込み、次いでホスト材のガラス転移点以上の温度で電
圧を印加し配向させた。その後、電圧を印加した状態で
降温させることにより導波路型波長変換素子を得た。こ
のとき、非線形材料（ゲスト材）のホスト材に対する溶
解度は最大でも１０重量％程度であり、変換効率は悪く
、経時的に低下することがあった（比較例 Ｎｏ．１−
１〜１−４）。
【００１６】比較例２
比較例１のメタクリル酸メチルの代わりに２−エチルヘ
キシルアクリレートを用いて、比較例１と同様にディッ
ピング法によりコア−クラッド部分の間にはさみ込み、
次いでホスト材のガラス転移点以上の温度で電圧を印加
し、配向させた。その後、電圧を印加した状態で降温さ
せることにより、導波路型波長変換素子を得た。このと
き非線形材料（ゲスト材）のホスト材に対する溶解度は
最大でも１０重量％程度であり、変換効率は悪く、経時
的に低下することがあった（比較例 Ｎｏ．２−１〜２
−４）。
キシルアクリレートを用いて、比較例１と同様にディッ
ピング法によりコア−クラッド部分の間にはさみ込み、
次いでホスト材のガラス転移点以上の温度で電圧を印加
し、配向させた。その後、電圧を印加した状態で降温さ
せることにより、導波路型波長変換素子を得た。このと
き非線形材料（ゲスト材）のホスト材に対する溶解度は
最大でも１０重量％程度であり、変換効率は悪く、経時
的に低下することがあった（比較例 Ｎｏ．２−１〜２
−４）。
【００１７】以上の比較例１及び比較例２のクラッド材
、ホスト材、ゲスト材、変換効率、１ケ月後の変換効率
（初期値を１００とする）を下記表２にまとめて示す。
、ホスト材、ゲスト材、変換効率、１ケ月後の変換効率
（初期値を１００とする）を下記表２にまとめて示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】
【発明の効果】本発明の導波路型波長変換素子は非線形
材料を高分子化合物中にドープし、加熱・配向させなが
ら非線形材料を高分子化合物と反応させることにより側
鎖に組み込む方法でコアを作成するので、非線形材料（
ゲスト材）のコア中の含有量を増大できる。従って、大
きな変換効率を得ることが可能である。また、本発明素
子は変換効率の経時的変化も少ない。
材料を高分子化合物中にドープし、加熱・配向させなが
ら非線形材料を高分子化合物と反応させることにより側
鎖に組み込む方法でコアを作成するので、非線形材料（
ゲスト材）のコア中の含有量を増大できる。従って、大
きな変換効率を得ることが可能である。また、本発明素
子は変換効率の経時的変化も少ない。
【図１】本発明の導波路型波長変換素子を、対向電極型
配向方法により製造する１実施態様を示す模式図であっ
て、基板１の上にクラッド材を配置し紫外線照射する工
程を示す。
配向方法により製造する１実施態様を示す模式図であっ
て、基板１の上にクラッド材を配置し紫外線照射する工
程を示す。
【図２】図１に示した工程の次工程を示す模式図であっ
て、クラッド２の上に高屈折率モノマー含有樹脂３を配
置し、フォトマスクして紫外線照射することによりコア
５を形成する工程を示す。
て、クラッド２の上に高屈折率モノマー含有樹脂３を配
置し、フォトマスクして紫外線照射することによりコア
５を形成する工程を示す。
【図３】図２に示した工程の次工程を示す模式図であっ
て、加熱により未露光領域を硬化させクラッド６を作成
する工程を示す。
て、加熱により未露光領域を硬化させクラッド６を作成
する工程を示す。
【図４】図３に示した工程の次工程を示す模式図であっ
て、コア５及びクラッド６の上に非線形高分子材料含有
高分子をコートする工程を示す。
て、コア５及びクラッド６の上に非線形高分子材料含有
高分子をコートする工程を示す。
【図５】図４に示した工程の次工程を示す模式図であっ
て、非線形高分子材料含有層の上に高屈折率モノマー含
有樹脂３を配置する工程を示す。
て、非線形高分子材料含有層の上に高屈折率モノマー含
有樹脂３を配置する工程を示す。
【図６】図５に示した工程の次工程でコアを形成する工
程の模式図であって、図２と同様の操作を示す。
程の模式図であって、図２と同様の操作を示す。
【図７】図６に示した工程の次工程でクラッドを形成す
る工程の模式図であって、図３と同様の操作を示す。
る工程の模式図であって、図３と同様の操作を示す。
【図８】図７に示した工程の次工程を示す模式図であっ
て、上部のクラッド２を作成する工程を示す。
て、上部のクラッド２を作成する工程を示す。
【図９】図８に示した工程の次工程を示す模式図であっ
て、上部クラッド２の上に上部基板１を配置し、対向電
極型配向をしながら加熱する工程を示す。
て、上部クラッド２の上に上部基板１を配置し、対向電
極型配向をしながら加熱する工程を示す。
【図１０】本発明の別の実施態様としてコロナポーリン
グ型配向を利用する例の模式図である。
グ型配向を利用する例の模式図である。
１ ＩＴＯ蒸着基板
２ 光硬化型クラッド材
３１ 高屈折率モノマー含有樹脂
３２ 高屈折率モノマー含有樹脂
４ フォトマスク
５１ コア部分（３の樹脂が光硬化より高屈折率モ
ノマーを取り込んだ部分） ５２ コア部分 ６１ クラッド部分（３の樹脂が熱硬化により硬化
し、高屈折率モノマーを含有していない部分）６２
クラッド部分 ７ 非線形高分子材料 ８ 直流電源 ９ 棒状電極
ノマーを取り込んだ部分） ５２ コア部分 ６１ クラッド部分（３の樹脂が熱硬化により硬化
し、高屈折率モノマーを含有していない部分）６２
クラッド部分 ７ 非線形高分子材料 ８ 直流電源 ９ 棒状電極
Claims (3)
- 【請求項１】 導波路のコア−クラッド構造として、
部分的に屈折率が異なる有機高分子体を用いてなる導波
路型変調器において、互いに異なる導波路を積層した層
間に非線形光学効果を示す材料を含有してなる層が設け
られてなることを特徴とする導波路型変調器。 - 【請求項２】 屈折率が異なる部分を有する有機高分
子体がコア−クラッド構造を形成する導波路の互いに異
なるものを積層した層間に、光学的に透明な高分子化合
物中に非線形効果を示す低分子化合物を添加してなる混
合物を配置して加熱と共に配向させることにより非線形
光学効果を示す低分子化合物を高分子化合物中に組み込
むことを特徴とする導波路型変調器の製造方法。 - 【請求項３】 前記導波路が、有機高分子中に、該有
機高分子とは屈折率が異なる有機モノマー及び光重合開
始剤とを添加した後、部分的に紫外線を照射して該有機
モノマーを重合させることによりコア−クラッド構造を
形成したものである請求項２記載の導波路型変調器の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12003391A JPH04346322A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 導波路型変調器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12003391A JPH04346322A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 導波路型変調器及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04346322A true JPH04346322A (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=14776245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12003391A Pending JPH04346322A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 導波路型変調器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04346322A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010210830A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 導波路素子およびその作製方法 |
| US8349119B2 (en) | 2007-09-07 | 2013-01-08 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Method and apparatus for laminating ultraviolet curing type waveguide material |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP12003391A patent/JPH04346322A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8349119B2 (en) | 2007-09-07 | 2013-01-08 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Method and apparatus for laminating ultraviolet curing type waveguide material |
| JP2010210830A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 導波路素子およびその作製方法 |
| US8107778B2 (en) | 2009-03-09 | 2012-01-31 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Waveguide element and method of production thereof |
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