JPH05173210A - 周波数変換素子及びその製造方法 - Google Patents
周波数変換素子及びその製造方法Info
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- JPH05173210A JPH05173210A JP3341143A JP34114391A JPH05173210A JP H05173210 A JPH05173210 A JP H05173210A JP 3341143 A JP3341143 A JP 3341143A JP 34114391 A JP34114391 A JP 34114391A JP H05173210 A JPH05173210 A JP H05173210A
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D7/00—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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- B29D11/00663—Production of light guides
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
- G02F1/383—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure of the optical fibre type
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F2202/02—Materials and properties organic material
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- Optics & Photonics (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コアとクラッド間に不純物の混入がなく、し
かもボイドの発生がない高品質のファイバー型の周波数
変換素子を提供する。 【構成】 有機非線形光学材料から成るコアと、有機高
分子材料から成るクラッドより構成されるファイバー型
周波数変換素子。有機非線形光学材料の融点は好ましく
は70〜200℃である。有機高分子材料は、非線形光学材
料の融点よりも好ましくは少なくとも20℃高い。 【効果】 クラッド−コア間の熱膨張率の差から生ずる
亀裂、劈開、クラック等が発生しないファイバー型周波
数変換素子が得られる。
かもボイドの発生がない高品質のファイバー型の周波数
変換素子を提供する。 【構成】 有機非線形光学材料から成るコアと、有機高
分子材料から成るクラッドより構成されるファイバー型
周波数変換素子。有機非線形光学材料の融点は好ましく
は70〜200℃である。有機高分子材料は、非線形光学材
料の融点よりも好ましくは少なくとも20℃高い。 【効果】 クラッド−コア間の熱膨張率の差から生ずる
亀裂、劈開、クラック等が発生しないファイバー型周波
数変換素子が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光を利用する
情報処理分野や計測制御分野等において使用する周波数
変換素子に関するものである。
情報処理分野や計測制御分野等において使用する周波数
変換素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、非線形光学効果を有する材料及び
非線形光学効果を利用したデバイスに関する研究が盛ん
に進められている。
非線形光学効果を利用したデバイスに関する研究が盛ん
に進められている。
【０００３】非線形光学効果とは、結晶内部にかかる電
場によって誘起される分極が、２次以上の項を有するこ
とによって生じる非線形性に伴って発現する光学的効果
である。かかる２次の非線形光学効果には、例えば第二
高調波発生（ＳＨＧ）や光整流等がある。これら２次の
非線形光学効果は、周波数変換素子、光変調素子等の非
線形光学素子としてオプトエレクトロニクスを利用した
情報処理分野や計測制御分野等への応用が可能である。
場によって誘起される分極が、２次以上の項を有するこ
とによって生じる非線形性に伴って発現する光学的効果
である。かかる２次の非線形光学効果には、例えば第二
高調波発生（ＳＨＧ）や光整流等がある。これら２次の
非線形光学効果は、周波数変換素子、光変調素子等の非
線形光学素子としてオプトエレクトロニクスを利用した
情報処理分野や計測制御分野等への応用が可能である。
【０００４】例えば、ＳＨＧ素子は非線形光学材料を使
用して構成され、角周波数ωの基本波によって材料内部
に生じた非線形分極から角周波数２ωの第二高調波を発
生するものである。ＳＨＧ素子には、大別してバルク状
の非線形光学結晶を使用するバルク型と、導波路を有す
る導波路型とがある。近年、光源としてレーザーダイオ
ード光が多用されていることや、高効率の第二高調波を
発生せしめることを考慮すると、上記二種類のＳＨＧ素
子のうち、導波路型のＳＨＧ素子を使用することが有利
である。
用して構成され、角周波数ωの基本波によって材料内部
に生じた非線形分極から角周波数２ωの第二高調波を発
生するものである。ＳＨＧ素子には、大別してバルク状
の非線形光学結晶を使用するバルク型と、導波路を有す
る導波路型とがある。近年、光源としてレーザーダイオ
ード光が多用されていることや、高効率の第二高調波を
発生せしめることを考慮すると、上記二種類のＳＨＧ素
子のうち、導波路型のＳＨＧ素子を使用することが有利
である。
【０００５】更に、導波路型には、非線形光学材料から
成る基板上にリッジを形成したリッジ型、適当なクラッ
ド材の中に非線形光学材料から成るコアを配したファイ
バー型等の種類がある。このうちファイバー型は、小型
化に適することや、得られる第二高調波のビーム形状の
対称性が高い等の利点を有している。
成る基板上にリッジを形成したリッジ型、適当なクラッ
ド材の中に非線形光学材料から成るコアを配したファイ
バー型等の種類がある。このうちファイバー型は、小型
化に適することや、得られる第二高調波のビーム形状の
対称性が高い等の利点を有している。
【０００６】そして、ファイバー型のＳＨＧ素子として
は、非線形光学効果を示す非線形光学（ＮＬＯ）材料、
例えばＫＤＰ（ＫＨ２ＰＯ４）やＬｉＮｂＯ３等の無機
材料をコアとし、ガラスをクラッドとしたファイバー型
波長変換素子が知られている。このようなファイバー型
波長変換素子は、例えば特開昭63−185838号公報等に開
示されている。
は、非線形光学効果を示す非線形光学（ＮＬＯ）材料、
例えばＫＤＰ（ＫＨ２ＰＯ４）やＬｉＮｂＯ３等の無機
材料をコアとし、ガラスをクラッドとしたファイバー型
波長変換素子が知られている。このようなファイバー型
波長変換素子は、例えば特開昭63−185838号公報等に開
示されている。
【０００７】近年では、高い非線形光学超分極率を有す
る有機材料をファイバー型波長変換素子のコアとして利
用して、レーザーダイオード光を周波数変換するための
研究が盛んである。
る有機材料をファイバー型波長変換素子のコアとして利
用して、レーザーダイオード光を周波数変換するための
研究が盛んである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、有機材料より
成るコアとガラスより成るクラッドから、高品質のファ
イバー型のＳＨＧ素子を連続的に製造することは困難で
あった。特に、コアとクラッド間に不純物が混入した
り、ボイドが発生することをを防止することが困難であ
った。
成るコアとガラスより成るクラッドから、高品質のファ
イバー型のＳＨＧ素子を連続的に製造することは困難で
あった。特に、コアとクラッド間に不純物が混入した
り、ボイドが発生することをを防止することが困難であ
った。
【０００９】上記従来技術の欠点に鑑み、本発明はその
ような欠点のない、新規なファイバー型の周波数変換素
子及びその製造方法を提供することを目的とする。
ような欠点のない、新規なファイバー型の周波数変換素
子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明においては周波数変換素子として、チェレンコフ
放射型ＳＨＧ素子を使用する。
本発明においては周波数変換素子として、チェレンコフ
放射型ＳＨＧ素子を使用する。
【００１１】チェレンコフ放射型ＳＨＧ素子は、他の種
類のＳＨＧ素子に比して以下の点において有利である。
類のＳＨＧ素子に比して以下の点において有利である。
【００１２】（１） 基本波光と高調波光の位相が整合
する必要がないため、導波路の設計が比較的容易であ
る。
する必要がないため、導波路の設計が比較的容易であ
る。
【００１３】（２） チェレンコフ放射型ＳＨＧ素子で
使用されるＳＨＧ材料は、他の導波路構造とは異なり、
高調波に対して透明性を有する必要はなく、また基本波
出力密度は相互作用長より高く維持され得る。
使用されるＳＨＧ材料は、他の導波路構造とは異なり、
高調波に対して透明性を有する必要はなく、また基本波
出力密度は相互作用長より高く維持され得る。
【００１４】（３） バルク位相整合に寄与できない非
線形光学係数の対角テンソル成分と共に、ＳＨＧ材料の
最大非線形光学係数を、導波路中で効率よく周波数変換
に利用し得る。
線形光学係数の対角テンソル成分と共に、ＳＨＧ材料の
最大非線形光学係数を、導波路中で効率よく周波数変換
に利用し得る。
【００１５】（４） 典型的なチェレンコフ放射型ＳＨ
Ｇ素子の設計では、ＳＨＧ材料をクラッドで保護するこ
とが必要である。有機材料は機械的強度に乏しいが、こ
のような設計によりある程度の機械的な保護がなされ
る。
Ｇ素子の設計では、ＳＨＧ材料をクラッドで保護するこ
とが必要である。有機材料は機械的強度に乏しいが、こ
のような設計によりある程度の機械的な保護がなされ
る。
【００１６】以下、本発明の周波数変換素子について詳
述する。
述する。
【００１７】上述のように、本発明の周波数変換素子
は、有機ＮＬＯ材料から成るコアと、それを取り囲む有
機高分子材料から成るクラッドより構成されるファイバ
ー型の素子である。クラッドである有機高分子材料は、
コアである有機ＮＬＯ材料と同程度の熱膨張率を有する
ので、製造後に冷却する際に生ずる結晶化の過程で、ク
ラッドとしてガラス毛細管を使用するときにしばしば観
察されるカタストロフ応力の蓄積が、観察されないとい
う利点がある。
は、有機ＮＬＯ材料から成るコアと、それを取り囲む有
機高分子材料から成るクラッドより構成されるファイバ
ー型の素子である。クラッドである有機高分子材料は、
コアである有機ＮＬＯ材料と同程度の熱膨張率を有する
ので、製造後に冷却する際に生ずる結晶化の過程で、ク
ラッドとしてガラス毛細管を使用するときにしばしば観
察されるカタストロフ応力の蓄積が、観察されないとい
う利点がある。
【００１８】クラッドにガラス毛細管を使用する従来の
ファイバー型ＳＨＧ素子では、ガラスの化学的構造をど
のように設計しても、ガラスと有機ＮＬＯ材料との間で
は、分子間相互作用を生ぜしめて有機ＮＬＯ分子の配向
性を理想的なものにすることは不可能であった。しか
し、クラッドとしてガラスの代わりに有機高分子材料を
使用することで、有機ＮＬＯ材料の結晶性を制御し得る
ことが、本発明の発明者によって見い出された。つま
り、有機高分子材料自体が有する多様な化学的特性や表
面の化学修飾によって、有機高分子材料(クラッド)と有
機ＮＬＯ材料(コア)の分子間相互作用を最大限に活用す
るのである。そのような相互作用には、例えば水素結
合、ファン・デル・ワールス力又は双極子相互作用等が
ある。その結果、コア中の有機ＮＬＯ分子の配向性を理
想的なものにし、チェレンコフ放射型の第二高調波発生
の効率を最大限に向上せしめることができるのである。
これは、有機ＮＬＯ分子の結晶性、つまり分子の充填
(パッキング)状態が第二高調波発生の効率にとって最も
重要な要因であるという事実に基づくものである。
ファイバー型ＳＨＧ素子では、ガラスの化学的構造をど
のように設計しても、ガラスと有機ＮＬＯ材料との間で
は、分子間相互作用を生ぜしめて有機ＮＬＯ分子の配向
性を理想的なものにすることは不可能であった。しか
し、クラッドとしてガラスの代わりに有機高分子材料を
使用することで、有機ＮＬＯ材料の結晶性を制御し得る
ことが、本発明の発明者によって見い出された。つま
り、有機高分子材料自体が有する多様な化学的特性や表
面の化学修飾によって、有機高分子材料(クラッド)と有
機ＮＬＯ材料(コア)の分子間相互作用を最大限に活用す
るのである。そのような相互作用には、例えば水素結
合、ファン・デル・ワールス力又は双極子相互作用等が
ある。その結果、コア中の有機ＮＬＯ分子の配向性を理
想的なものにし、チェレンコフ放射型の第二高調波発生
の効率を最大限に向上せしめることができるのである。
これは、有機ＮＬＯ分子の結晶性、つまり分子の充填
(パッキング)状態が第二高調波発生の効率にとって最も
重要な要因であるという事実に基づくものである。
【００１９】このように、コアである有機ＮＬＯ材料と
クラッドである有機高分子材料を適切に選択することに
より、有機高分子材料が有機ＮＬＯ材料の結晶化の晶癖
に及ぼす影響を利用して、ファイバー中の非線形光学軸
がチェレンコフ型ＳＨＧ素子にとって最適な配向をとる
ようにすることができる。
クラッドである有機高分子材料を適切に選択することに
より、有機高分子材料が有機ＮＬＯ材料の結晶化の晶癖
に及ぼす影響を利用して、ファイバー中の非線形光学軸
がチェレンコフ型ＳＨＧ素子にとって最適な配向をとる
ようにすることができる。
【００２０】また、コアの周囲をクラッドで覆うことに
よってファイバーに機械的強度及びガラスに比して大き
な柔軟性を付与することができる。更に、有機物質を使
用することで、ガラスに比べてファイバーを軽量化し得
るという利点もある。
よってファイバーに機械的強度及びガラスに比して大き
な柔軟性を付与することができる。更に、有機物質を使
用することで、ガラスに比べてファイバーを軽量化し得
るという利点もある。
【００２１】本発明の周波数変換素子においては、コア
である有機ＮＬＯ材料は、クラッドである有機高分子材
料よりも大きな屈折率を有するものである。また、後述
するように、本発明の周波数変換素子は二成分系紡糸工
程によって製造されるので、実質的に無限長さのフィラ
メントとして得られる。
である有機ＮＬＯ材料は、クラッドである有機高分子材
料よりも大きな屈折率を有するものである。また、後述
するように、本発明の周波数変換素子は二成分系紡糸工
程によって製造されるので、実質的に無限長さのフィラ
メントとして得られる。
【００２２】本発明においては、コア材料３として種々
の物質を使用することができる。上述の如く、コア材料
３は有機ＮＬＯ材料から成る。本発明においては、有機
ＮＬＯ材料として、その製造時(つまり、後述のように
溶融紡糸時)には流動体であり、室温冷却時には結晶化
する物質を使用する。本発明の好ましい態様では、有機
ＮＬＯ材料は、温度７０〜２００℃の融点を有する。そ
のような有機ＮＬＯ材料として使用可能な物質には、例
えば２−メチル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）、３−
ニトロアニリン（ｍ−ＮＡ）、３，５−ジニトロベンゼ
ン、２−ブロモ−４−ニトロアニリン、３−メチル−４
−ニトロピリジン−Ｎ−オキシド（ＰＯＭ）、２−ジメ
チルアミノ−５−ニトロアセトアニリド（ＤＡＮ）、２
−メトキシ−５−ニトロフェノール（ＭＮＰ）又は３，
５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール
（ＤＭＮＰ）等がある。本発明の特に好ましい態様にお
いては、コア材料３として、２−メチル−４−ニトロア
ニリンを使用する。
の物質を使用することができる。上述の如く、コア材料
３は有機ＮＬＯ材料から成る。本発明においては、有機
ＮＬＯ材料として、その製造時(つまり、後述のように
溶融紡糸時)には流動体であり、室温冷却時には結晶化
する物質を使用する。本発明の好ましい態様では、有機
ＮＬＯ材料は、温度７０〜２００℃の融点を有する。そ
のような有機ＮＬＯ材料として使用可能な物質には、例
えば２−メチル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）、３−
ニトロアニリン（ｍ−ＮＡ）、３，５−ジニトロベンゼ
ン、２−ブロモ−４−ニトロアニリン、３−メチル−４
−ニトロピリジン−Ｎ−オキシド（ＰＯＭ）、２−ジメ
チルアミノ−５−ニトロアセトアニリド（ＤＡＮ）、２
−メトキシ−５−ニトロフェノール（ＭＮＰ）又は３，
５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール
（ＤＭＮＰ）等がある。本発明の特に好ましい態様にお
いては、コア材料３として、２−メチル−４−ニトロア
ニリンを使用する。
【００２３】一方、本発明においてクラッド材料１とし
て用いられる有機高分子材料としては種々の材料が使用
可能である。但し、クラッド材料１として用いられる有
機高分子材料は、コア材料３となる有機ＮＬＯ材料より
も高い融点を有することが好ましい。本発明の好ましい
態様では、クラッド材料１は、コア材料３よりも少なく
とも２０℃高い融点を有する。しかし、クラッド材料１
の融点がコア材料の融点よりもあまりに高いと、以下に
述べる紡糸温度を非常に高く設定する必要が生じ、その
結果コア材料３の安定性が損なわれるおそれがる。それ
ゆえ、クラッド材料１の融点は、コア材料３が熱的に安
定に存在する温度範囲であることが望ましい。本発明の
別の好ましい態様では、クラッド１材料として、ポリ
（エチレンテトラフルオロエチレン）、ポリカーボネー
ト、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン又はポ
リアクリレート等を使用することができる。本発明の特
に好ましい態様においては、クラッド材料１としてポリ
（エチレンテトラフルオロエチレン）を使用する。
て用いられる有機高分子材料としては種々の材料が使用
可能である。但し、クラッド材料１として用いられる有
機高分子材料は、コア材料３となる有機ＮＬＯ材料より
も高い融点を有することが好ましい。本発明の好ましい
態様では、クラッド材料１は、コア材料３よりも少なく
とも２０℃高い融点を有する。しかし、クラッド材料１
の融点がコア材料の融点よりもあまりに高いと、以下に
述べる紡糸温度を非常に高く設定する必要が生じ、その
結果コア材料３の安定性が損なわれるおそれがる。それ
ゆえ、クラッド材料１の融点は、コア材料３が熱的に安
定に存在する温度範囲であることが望ましい。本発明の
別の好ましい態様では、クラッド１材料として、ポリ
（エチレンテトラフルオロエチレン）、ポリカーボネー
ト、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン又はポ
リアクリレート等を使用することができる。本発明の特
に好ましい態様においては、クラッド材料１としてポリ
（エチレンテトラフルオロエチレン）を使用する。
【００２４】次に、本発明の周波数変換素子の製造方法
について説明する。本発明の製造方法においては、二成
分系クラッド／コア紡糸方法を用いる。この方法は、し
ばしば混合蒸気発生に使用されるパイプ・イン・パイプ
法と呼ばれるものに類似する方法である。
について説明する。本発明の製造方法においては、二成
分系クラッド／コア紡糸方法を用いる。この方法は、し
ばしば混合蒸気発生に使用されるパイプ・イン・パイプ
法と呼ばれるものに類似する方法である。
【００２５】このパイプ・イン・パイプ法に従えば、本
発明の周波数変換素子を連続的に製造でき、しかもクラ
ッドとコアの双方を同時に一工程で製造できるので、製
造工程が簡素化され時間的、コスト的に有利である。ま
た、溶融したＮＬＯ材料をガラス毛細管に真空充填して
周波数変換素子を製造する従来の方法に比して、コア中
のボイドの発生や不純物の混入が生じないので、質的に
も優れた周波数変換素子が得られる。
発明の周波数変換素子を連続的に製造でき、しかもクラ
ッドとコアの双方を同時に一工程で製造できるので、製
造工程が簡素化され時間的、コスト的に有利である。ま
た、溶融したＮＬＯ材料をガラス毛細管に真空充填して
周波数変換素子を製造する従来の方法に比して、コア中
のボイドの発生や不純物の混入が生じないので、質的に
も優れた周波数変換素子が得られる。
【００２６】図１にパイプ・イン・パイプ二成分系紡糸
装置を示す。クラッド材料１となる有機高分子材料を溶
融状態でクラッドインレット２から流入せしめる。一
方、コア材料３となる有機ＮＬＯ材料もまた、溶融状態
でコアインレイット４から流入せしめる。両材料は、紡
糸装置に流入する前に、それぞれ異なる押出機によって
加熱、混練される。使用する押出機の種類には特に制限
はなく、通常使用されているような一軸又は二軸スクリ
ューを備えた押出機等を使用することができる。
装置を示す。クラッド材料１となる有機高分子材料を溶
融状態でクラッドインレット２から流入せしめる。一
方、コア材料３となる有機ＮＬＯ材料もまた、溶融状態
でコアインレイット４から流入せしめる。両材料は、紡
糸装置に流入する前に、それぞれ異なる押出機によって
加熱、混練される。使用する押出機の種類には特に制限
はなく、通常使用されているような一軸又は二軸スクリ
ューを備えた押出機等を使用することができる。
【００２７】溶融状態にある両材料はオリフィス５の位
置で出会うことになるが、両者は互いに混合することな
く、溶融したコア材料３(有機ＮＬＯ材料)の押出流の周
囲を、溶融したクラッド材料１(有機高分子材料)の押出
流で同心円状に覆った状態、つまりクラッド／コア構造
を維持した状態で紡糸装置中を移動する。そして紡糸口
金６より紡出される。紡出した溶融ファイバーは、適当
な流体中、例えば空気や水中を走行して冷却された後
に、巻取り機によって巻取られる。流体中での冷却距離
は、紡糸条件によって適宜選択することができる。ま
た、紡出ファイバーを空気中にて冷却する場合には、必
要であれば、走行ファイバーの側面にチムニーを設け、
ファイバーの走行方向に対して直角の方向から低温の冷
却風をあてて、紡出ファイバーを強制冷却することもで
きる。
置で出会うことになるが、両者は互いに混合することな
く、溶融したコア材料３(有機ＮＬＯ材料)の押出流の周
囲を、溶融したクラッド材料１(有機高分子材料)の押出
流で同心円状に覆った状態、つまりクラッド／コア構造
を維持した状態で紡糸装置中を移動する。そして紡糸口
金６より紡出される。紡出した溶融ファイバーは、適当
な流体中、例えば空気や水中を走行して冷却された後
に、巻取り機によって巻取られる。流体中での冷却距離
は、紡糸条件によって適宜選択することができる。ま
た、紡出ファイバーを空気中にて冷却する場合には、必
要であれば、走行ファイバーの側面にチムニーを設け、
ファイバーの走行方向に対して直角の方向から低温の冷
却風をあてて、紡出ファイバーを強制冷却することもで
きる。
【００２８】この間にファイバーを構成する両材料(つ
まり、有機ＮＬＯ材料及び有機高分子材料)は数百倍の
延伸を受けるが、フィラメントのクラッド／コア構造が
完全に維持され得るか否かは、両材料の性質及びクラッ
ド／コア界面での両材料の安定性に依存する。
まり、有機ＮＬＯ材料及び有機高分子材料)は数百倍の
延伸を受けるが、フィラメントのクラッド／コア構造が
完全に維持され得るか否かは、両材料の性質及びクラッ
ド／コア界面での両材料の安定性に依存する。
【００２９】コア材料３の結晶化の度合いは、両材料の
押出機における吐出量、紡糸されたファイバーの巻取り
速度及びファイバーの延伸率を変化させることによって
調節することができる。つまり、これらの条件を適宜調
節することによって、非散乱性の単一ドメインを有する
有機ＮＬＯコアを形成することができる。
押出機における吐出量、紡糸されたファイバーの巻取り
速度及びファイバーの延伸率を変化させることによって
調節することができる。つまり、これらの条件を適宜調
節することによって、非散乱性の単一ドメインを有する
有機ＮＬＯコアを形成することができる。
【００３０】紡糸条件を適宜選択することによって、繊
維径を広い範囲で調節することができる。本発明の好ま
しい態様においては、紡糸されたファイバーは、コアの
直径が２〜２０μｍであり、クラッドの厚みが５〜５０
μｍである。本発明の特に好ましい態様においては、紡
糸されたファイバーのコアの直径は５μｍであり、クラ
ッドの厚みは２０μｍである。
維径を広い範囲で調節することができる。本発明の好ま
しい態様においては、紡糸されたファイバーは、コアの
直径が２〜２０μｍであり、クラッドの厚みが５〜５０
μｍである。本発明の特に好ましい態様においては、紡
糸されたファイバーのコアの直径は５μｍであり、クラ
ッドの厚みは２０μｍである。
【００３１】なお、図１には、単一の紡糸口を有する紡
糸装置のみを示してあるが、必要に応じて複数の紡糸口
を備えた紡糸装置を使用し、ファイバーをマルチフィラ
メントとして紡糸することは一向に差し支えない。
糸装置のみを示してあるが、必要に応じて複数の紡糸口
を備えた紡糸装置を使用し、ファイバーをマルチフィラ
メントとして紡糸することは一向に差し支えない。
【００３２】また必要であれば付加的に、紡糸後に、伝
搬する光が散乱することを防止するために、コアの有機
ＮＬＯ材料を光学的に高品質にするための後処理を行う
こともできる。つまり、コアの融点より高い温度に保っ
た炉内にファイバーを入れて、コアを溶融させた後、フ
ァイバーを徐々に炉外へ出し、ファイバーの出た部分で
溶融したコアを結晶化させることにより、結晶を成長さ
せるのである。
搬する光が散乱することを防止するために、コアの有機
ＮＬＯ材料を光学的に高品質にするための後処理を行う
こともできる。つまり、コアの融点より高い温度に保っ
た炉内にファイバーを入れて、コアを溶融させた後、フ
ァイバーを徐々に炉外へ出し、ファイバーの出た部分で
溶融したコアを結晶化させることにより、結晶を成長さ
せるのである。
【００３３】後処理では、紡糸後のファイバーをまっす
ぐに保持した状態で、ゾーン溶融リファイニング操作を
行う。この操作は、まっすぐに保持した高温のゾーンを
ゆっくりと移動させるものである。移動速度は、使用す
る有機ＮＬＯ材料の種類により異なるが、一般に１mm／
時間〜100mm／時間であることが好ましい。高温ゾーン
の温度は、有機ＮＬＯ材料の融点より高く、且つ有機高
分子材料の融点よりも低いことが好ましい。高温ゾーン
の温度と有機ＮＬＯ材料の融点との差は使用する有機Ｎ
ＬＯ材料の種類によって異なるが、通常高温ゾーンの温
度はコア材料３の融点よりも１〜10℃高い。
ぐに保持した状態で、ゾーン溶融リファイニング操作を
行う。この操作は、まっすぐに保持した高温のゾーンを
ゆっくりと移動させるものである。移動速度は、使用す
る有機ＮＬＯ材料の種類により異なるが、一般に１mm／
時間〜100mm／時間であることが好ましい。高温ゾーン
の温度は、有機ＮＬＯ材料の融点より高く、且つ有機高
分子材料の融点よりも低いことが好ましい。高温ゾーン
の温度と有機ＮＬＯ材料の融点との差は使用する有機Ｎ
ＬＯ材料の種類によって異なるが、通常高温ゾーンの温
度はコア材料３の融点よりも１〜10℃高い。
【００３４】このようにして、一段又は数段の高温ゾー
ン中に、紡糸後の二成分系ファイバーをゆっくり移動さ
せることによって、有機ＮＬＯ分子の結晶を光学的に高
品質なモノドメインと成すことができる。
ン中に、紡糸後の二成分系ファイバーをゆっくり移動さ
せることによって、有機ＮＬＯ分子の結晶を光学的に高
品質なモノドメインと成すことができる。
【００３５】以下、実施例を用いて本発明の周波数変換
素子の製造方法を、更に詳細に説明する。
素子の製造方法を、更に詳細に説明する。
【００３６】
【実施例】図１に示すパイプ・イン・パイプ二成分系紡
糸装置を使用して、ファイバー型の周波数変換素子を製
造した。クラッド材料１として、ポリ（エチレンテトラ
フルオロエチレン）を使用し、一方、コア材料３とし
て、２−メチル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）を使用
した。
糸装置を使用して、ファイバー型の周波数変換素子を製
造した。クラッド材料１として、ポリ（エチレンテトラ
フルオロエチレン）を使用し、一方、コア材料３とし
て、２−メチル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）を使用
した。
【００３７】押出機にて、窒素雰囲気下200℃で加熱、
混練して、溶融せしめたポリ（エチレンテトラフルオロ
エチレン）を紡糸装置のクラッドインレット２に流入せ
しめた。これと同時に、別の押出機にて、窒素雰囲気下
200℃で加熱、混練して、溶融せしめたＭＮＡを紡糸装
置のコアインレイット４に流入せしめた。
混練して、溶融せしめたポリ（エチレンテトラフルオロ
エチレン）を紡糸装置のクラッドインレット２に流入せ
しめた。これと同時に、別の押出機にて、窒素雰囲気下
200℃で加熱、混練して、溶融せしめたＭＮＡを紡糸装
置のコアインレイット４に流入せしめた。
【００３８】紡糸口金から押し出された溶融ファイバー
は、クラッド／コアの形態を維持したまま室温の空気中
を走行して冷却・固化された後に、トラバース装置を備
えた巻取り機によって巻き取られた。このようにして、
得られた周波数変換素子用のファイバーのコアの直径は
５μｍであり、クラッドの厚みは２０μｍであった。ま
た、このファイバーのクラッドとコアの界面には、ボイ
ドの発生は全く認められなかった。
は、クラッド／コアの形態を維持したまま室温の空気中
を走行して冷却・固化された後に、トラバース装置を備
えた巻取り機によって巻き取られた。このようにして、
得られた周波数変換素子用のファイバーのコアの直径は
５μｍであり、クラッドの厚みは２０μｍであった。ま
た、このファイバーのクラッドとコアの界面には、ボイ
ドの発生は全く認められなかった。
【００３９】
【発明の効果】以上の通り、本発明のファイバー型周波
数変換素子は、クラッド及びコアが共に有機物質から成
り、熱膨張率の差が小さいので、クラッド−コア間の熱
膨張率の差から生ずる亀裂、劈開、クラック等が発生し
ないものとなる。
数変換素子は、クラッド及びコアが共に有機物質から成
り、熱膨張率の差が小さいので、クラッド−コア間の熱
膨張率の差から生ずる亀裂、劈開、クラック等が発生し
ないものとなる。
【図１】パイプ・イン・パイプ二成分系紡糸装置を表す
図である。
図である。
１ クラッド材料 ２ クラッド材料インレット ３ コア材料 ４ コア材料インレット ５ オリフィス ６ 紡糸口金
Claims (6)
- 【請求項１】 有機非線形光学材料から成るコアと、有
機高分子材料から成るクラッドより構成されるファイバ
ー型周波数変換素子。 - 【請求項２】 有機非線形光学材料の融点が70〜200℃
である、請求項１に記載の周波数変換素子。 - 【請求項３】 有機高分子材料が、非線形光学材料の融
点よりも少なくとも20℃高い融点を有する請求項１に記
載の周波数変換素子。 - 【請求項４】 有機非線形光学材料から成るコアと、有
機高分子材料から成るクラッドより構成されるファイバ
ー型周波数変換素子の製造方法であって、 溶融した有機非線形光学材料の押出流の周囲を、溶融し
た有機高分子材料の押出流で同心円状に覆い、有機非線
形光学材料と有機高分子材料を紡糸口金から同時に紡出
することから成る前記方法。 - 【請求項５】 紡糸後に、ファイバーのゾーン溶融リフ
ァイニングを行うことから更に成る、請求項４に記載の
方法。 - 【請求項６】 高温ゾーンの温度が、有機非線形光学材
料の融点よりも１〜10℃高いものである、請求項５に記
載の方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341143A JPH05173210A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 周波数変換素子及びその製造方法 |
| KR1019920025259A KR930015302A (ko) | 1991-12-24 | 1992-12-23 | 주파수 변환장치 및 그 제조공정 |
| CA002086216A CA2086216A1 (en) | 1991-12-24 | 1992-12-23 | Frequency conversion device and process for producing the same |
| CN92114856A CN1074044A (zh) | 1991-12-24 | 1992-12-23 | 频率转换装置及其制造方法 |
| EP92121960A EP0548980A1 (en) | 1991-12-24 | 1992-12-23 | Frequency conversion device and process for producing the same |
| AU30390/92A AU3039092A (en) | 1991-12-24 | 1992-12-23 | Frequency conversion device and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341143A JPH05173210A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 周波数変換素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05173210A true JPH05173210A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18343658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341143A Pending JPH05173210A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 周波数変換素子及びその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0548980A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05173210A (ja) |
| KR (1) | KR930015302A (ja) |
| CN (1) | CN1074044A (ja) |
| AU (1) | AU3039092A (ja) |
| CA (1) | CA2086216A1 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989003054A1 (en) * | 1987-09-18 | 1989-04-06 | David S Soane | Field-assisted fiber spinning for the preparation of optical fibers having non-linear optical activity |
| US5076658A (en) * | 1990-04-30 | 1991-12-31 | Unisys Corporation | Non-linear optical polymeric fiber waveguides |
| FR2666046B1 (fr) * | 1990-08-24 | 1994-07-08 | France Telecom | Procede de fabrication de composants electrooptiques dans des guides d'onde optique cylindriques monomodes en polymere. |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP3341143A patent/JPH05173210A/ja active Pending
-
1992
- 1992-12-23 KR KR1019920025259A patent/KR930015302A/ko not_active Application Discontinuation
- 1992-12-23 AU AU30390/92A patent/AU3039092A/en not_active Abandoned
- 1992-12-23 EP EP92121960A patent/EP0548980A1/en not_active Withdrawn
- 1992-12-23 CN CN92114856A patent/CN1074044A/zh active Pending
- 1992-12-23 CA CA002086216A patent/CA2086216A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0548980A1 (en) | 1993-06-30 |
| KR930015302A (ko) | 1993-07-24 |
| AU3039092A (en) | 1993-07-01 |
| CA2086216A1 (en) | 1993-06-25 |
| CN1074044A (zh) | 1993-07-07 |
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