JPH053561B2 - - Google Patents
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は近赤外域における透明性に優れた近赤
外光透過材料に関するものである。
外光透過材料に関するものである。
更に詳しくは近赤外域の特定波長における材料
固有の吸収損失を少くすることにより、1μｍ以
上の波長での光の透過率を高めたマイクロレンズ
等の微小光学部品に、適したエポキシ樹脂組成物
よりなる近赤外光透過材料に関する。
固有の吸収損失を少くすることにより、1μｍ以
上の波長での光の透過率を高めたマイクロレンズ
等の微小光学部品に、適したエポキシ樹脂組成物
よりなる近赤外光透過材料に関する。
［従来技術］
近年進展する情報化社会に向けて光フアイバー
を用いた光通信システムの開発が急ピツチで進ん
でいる。
を用いた光通信システムの開発が急ピツチで進ん
でいる。
現在の光通信システムの中心は、光フアイバー
を伝送路とし、0.8μｍ以上の近赤外光を伝送光と
する近赤外光通信システムであり、これ等に使用
される材料は、石英ガラス等の種々のガラス、ニ
オブ酸リチウム等の電気光学結晶である。
を伝送路とし、0.8μｍ以上の近赤外光を伝送光と
する近赤外光通信システムであり、これ等に使用
される材料は、石英ガラス等の種々のガラス、ニ
オブ酸リチウム等の電気光学結晶である。
昨今のエレクトロニクス分野に見る広範な有機
材料の使用に比して、光通信分野における有機材
料な使用は極めて少なく、これは近赤外域におけ
る有機材料のデータが殆んどなく、採否の指標に
とまどうことが大きいためである。
材料の使用に比して、光通信分野における有機材
料な使用は極めて少なく、これは近赤外域におけ
る有機材料のデータが殆んどなく、採否の指標に
とまどうことが大きいためである。
［発明の目的］
本発明は近赤外域での有機材料の光学特性を検
討していく中で、光通信に使用される、あるいは
使用が予想される波長域での光透過率の優れた材
料を得んと研究した結果本発明に至つたものであ
る。
討していく中で、光通信に使用される、あるいは
使用が予想される波長域での光透過率の優れた材
料を得んと研究した結果本発明に至つたものであ
る。
［発明の構成］
光通信に使用される光の波長は石英光フアイバ
ーの損失特性と半導体レーザによつてきまる。
ーの損失特性と半導体レーザによつてきまる。
現在光通信に使用される波長帯は、光フアイバ
ーの損失が比較的少ない0.8〜0.9μｍ、1dB／Km以
下という低損失域である1.1〜1.35μｍ、0.2dB／
Km以下の超低損失域である1.55μｍの三つの波長
帯である。
ーの損失が比較的少ない0.8〜0.9μｍ、1dB／Km以
下という低損失域である1.1〜1.35μｍ、0.2dB／
Km以下の超低損失域である1.55μｍの三つの波長
帯である。
この三つの波長帯域における種々の有機材料の
損失スペクトルを検討したところ、将来最も多用
される1.2μｍを中心とする波長域に大きな吸収ピ
ークを認めた。
損失スペクトルを検討したところ、将来最も多用
される1.2μｍを中心とする波長域に大きな吸収ピ
ークを認めた。
解析の結果これは飽和炭素−炭素結合の炭素に
結合する水素、即ちメチル基（−CH3）、メチレ
ン基（＞CH2）等のＣ−Ｈ伸縮振動の高次高調波
によるものと判明した。
結合する水素、即ちメチル基（−CH3）、メチレ
ン基（＞CH2）等のＣ−Ｈ伸縮振動の高次高調波
によるものと判明した。
飽和炭化水素のＣ−Ｈ伸縮振動による吸収は
3.37〜3.5μｍに表われ、一方芳香族等の不飽和炭
化水素のＣ−Ｈ伸縮振動による吸収は3.3μｍ以
下、例えばベンゼンでは3.25〜3.28μｍに表われ
る。
3.37〜3.5μｍに表われ、一方芳香族等の不飽和炭
化水素のＣ−Ｈ伸縮振動による吸収は3.3μｍ以
下、例えばベンゼンでは3.25〜3.28μｍに表われ
る。
これらの３次高調波は非調和性のため計算値よ
り若干ずれた波長域に表われるが、前者は1.17〜
1.18μｍ、後者は1.12〜1.14μｍ付近となる。
り若干ずれた波長域に表われるが、前者は1.17〜
1.18μｍ、後者は1.12〜1.14μｍ付近となる。
今、可視域で最も透明性が優れ広く使われてい
るポリメタクリル酸メチル（PMMA）について
1.2μｍ域の吸収を見ると1.175μｍに吸収極大を持
つピークが認められ、ピークの裾は1.2μｍに及
ぶ。
るポリメタクリル酸メチル（PMMA）について
1.2μｍ域の吸収を見ると1.175μｍに吸収極大を持
つピークが認められ、ピークの裾は1.2μｍに及
ぶ。
半導体レーザのスペクトル半値巾を予裕を持つ
て20nｍと見込むと、1.175μｍの吸収ピークは極
めて有害である。
て20nｍと見込むと、1.175μｍの吸収ピークは極
めて有害である。
また光学部品の挿入損失の内訳を考えると、材
料による吸収損失、散乱損失と接続面でのフレネ
ル反射損失がある。
料による吸収損失、散乱損失と接続面でのフレネ
ル反射損失がある。
散乱損失は伝送光を1μｍ以上の近赤外光に限
つて考えればフイルタによる過が可能な材料で
あれば、0.5μｍ以上の挟雑物はかなり除き得る
し、レイリー散乱は波長の４乗分の１に比例する
ため、大きな損失要因となり得ない。
つて考えればフイルタによる過が可能な材料で
あれば、0.5μｍ以上の挟雑物はかなり除き得る
し、レイリー散乱は波長の４乗分の１に比例する
ため、大きな損失要因となり得ない。
またフレネル反射損失も界面が平滑で、かつ光
軸が面に垂直であれば屈折率の差が大きくても
高々0.1dB程度でありこれも大きな散乱損失とな
り得ない。
軸が面に垂直であれば屈折率の差が大きくても
高々0.1dB程度でありこれも大きな散乱損失とな
り得ない。
しかるに、材料固有の吸収損失はランベルトー
ベール（Lambert−Beer）の法則から光路長に
比例し、吸収のある波長域の透過率は低くなり、
光学部品の設計に大きな支障をきたす。
ベール（Lambert−Beer）の法則から光路長に
比例し、吸収のある波長域の透過率は低くなり、
光学部品の設計に大きな支障をきたす。
以上述べてきたように、透過率の改良された材
料を得んとすれば材料固有の吸収損失を低減する
ことが第一である。
料を得んとすれば材料固有の吸収損失を低減する
ことが第一である。
ここにおいて本発明は近赤外域、特に1.2μｍ帯
における透過率の優れた材料を提供し、近赤外光
通信に好適な光学部品を得る具体的方法を示した
ものである。
における透過率の優れた材料を提供し、近赤外光
通信に好適な光学部品を得る具体的方法を示した
ものである。
本発明は官能基濃度（mol／）で表わされた
脂肪族および／または脂環式炭素−炭素飽和結合
の炭素原子に結合する水素官能基濃度が60mol／
以下であることを特徴とする近赤外光の透過率
に優れた近赤外光透過材料に関するものである。
脂肪族および／または脂環式炭素−炭素飽和結合
の炭素原子に結合する水素官能基濃度が60mol／
以下であることを特徴とする近赤外光の透過率
に優れた近赤外光透過材料に関するものである。
本発明に用いられる近赤外光透過材料は脂肪族
や脂環式のCH結合の水素濃度、即ちメチル基
（−CH3）やメチレン基（＞CH2）等の水素濃度
が60mol／以下である有機材料、とりわけプラ
スチツク材料である。
や脂環式のCH結合の水素濃度、即ちメチル基
（−CH3）やメチレン基（＞CH2）等の水素濃度
が60mol／以下である有機材料、とりわけプラ
スチツク材料である。
ここでいう水素官能基濃度は次式(1)により求め
た。
た。
水素官能基濃度＝CH3基、CH2基等の水素原子
数／分子量（またはモノマ単位の分子量）×密度（ｇ／
cm3）×1000…(1) (1)式で表わされる水素官能基濃度は60mol／
以下であることが必要であり、これを越えると
1.17〜1.18μｍの吸収損失が大きくなり、光通信
用の光学部品としての設計の自由度に欠け使用に
耐えない。
数／分子量（またはモノマ単位の分子量）×密度（ｇ／
cm3）×1000…(1) (1)式で表わされる水素官能基濃度は60mol／
以下であることが必要であり、これを越えると
1.17〜1.18μｍの吸収損失が大きくなり、光通信
用の光学部品としての設計の自由度に欠け使用に
耐えない。
この様な有機材料としては芳香環を主とする構
造を持つプラスチツクが好適であり、またフツ素
や塩素のハロゲン元素や重水素でメチル基、メチ
レン基、メチン基の水素を置換した形の構造を持
つプラスチツクが好適である。
造を持つプラスチツクが好適であり、またフツ素
や塩素のハロゲン元素や重水素でメチル基、メチ
レン基、メチン基の水素を置換した形の構造を持
つプラスチツクが好適である。
ここでフツ素以外のハロゲン元素が含まれると
屈折率が高くなり、ガラス光フアイバーとの接続
においてフレネル反射損失が大きくなる懸念があ
る。
屈折率が高くなり、ガラス光フアイバーとの接続
においてフレネル反射損失が大きくなる懸念があ
る。
しかし、今透過光パワーPtの入射光パワーPi
に対する割合いは式(2)で表わされる。
に対する割合いは式(2)で表わされる。
（ここにφ1は入射角、n1、n2は媒質の屈折率であ
る。） ここでn1に石英の屈折率1.46、n2に有機材料の
屈折率を高めに見積つて1.7としてもフレネル反
射損失（−10logPt／Pi）は多少の軸のずれを考
慮しても0.025dB（0.58％）程度である。
る。） ここでn1に石英の屈折率1.46、n2に有機材料の
屈折率を高めに見積つて1.7としてもフレネル反
射損失（−10logPt／Pi）は多少の軸のずれを考
慮しても0.025dB（0.58％）程度である。
材料固有の吸収損失に比べれば微々たる数値で
ある。
ある。
芳香環を主構造とするプラスチツクとしては、
ビスフエノールＡポリカーボネート、ポリサルホ
ン、ポリエーテルエーテルケトン等の所謂エンジ
ニアリングプラスチツクがあり、またビスフエノ
ールＡ骨格等の芳香族系のエポキシ樹脂がある。
ビスフエノールＡポリカーボネート、ポリサルホ
ン、ポリエーテルエーテルケトン等の所謂エンジ
ニアリングプラスチツクがあり、またビスフエノ
ールＡ骨格等の芳香族系のエポキシ樹脂がある。
エポキシ樹脂は前述のエンジニアリングプラス
チツクに比べて以下の特徴を持つ。
チツクに比べて以下の特徴を持つ。
エポキシ樹脂を選ぶことにより、常温で低粘度
の液状組成物が得られる。
の液状組成物が得られる。
主剤であるエポキシ樹脂と硬化剤との組合せに
より種々のバリエーシヨンが得られ、(1)式で表わ
される水素官能基濃度をいろいろに調整可能であ
る。
より種々のバリエーシヨンが得られ、(1)式で表わ
される水素官能基濃度をいろいろに調整可能であ
る。
硬化剤に酸無水物を選べば、加温状態での精製
過も可能である。
過も可能である。
又硬化剤の耐熱性も十分に高いものが得られる
等々本発明の目的に非常に有用な材料である。
等々本発明の目的に非常に有用な材料である。
エポキシ樹脂組成物では、エポキシ樹脂として
ビスフエノールＡジグリシジルエーテル、ビスフ
エノールＦジグリシジルエーテル、テトラブロモ
ビスフエノールＡジグリシジルエーテル、ヘキサ
フルオロビスフエノールＡジグリシジルエーテル
等、硬化剤としてｍ−キシレンジアミン、無水ナ
ジツク酸（５−ノルボルネン−２・３ジカルボン
酸無水物）、無水クロレンド酸（１、４、５、６、
７、７−ヘキサクロロ−５−ノルボルネン−２、
３ジカルボン酸無水物）等が好適である。
ビスフエノールＡジグリシジルエーテル、ビスフ
エノールＦジグリシジルエーテル、テトラブロモ
ビスフエノールＡジグリシジルエーテル、ヘキサ
フルオロビスフエノールＡジグリシジルエーテル
等、硬化剤としてｍ−キシレンジアミン、無水ナ
ジツク酸（５−ノルボルネン−２・３ジカルボン
酸無水物）、無水クロレンド酸（１、４、５、６、
７、７−ヘキサクロロ−５−ノルボルネン−２、
３ジカルボン酸無水物）等が好適である。
これらの配合物は未硬化の状態では液状でフイ
ルタ過によりμｍオーダ以上の塵埃等の挟雑物
を除くことができ、散乱損矢を低く押えることが
できる。
ルタ過によりμｍオーダ以上の塵埃等の挟雑物
を除くことができ、散乱損矢を低く押えることが
できる。
このため芳香環から成る熱可塑性プラスチツク
が極めて高融点であることと比べて、エポキシ樹
脂は近赤外光透過材料用樹脂として一段と優れて
いる。
が極めて高融点であることと比べて、エポキシ樹
脂は近赤外光透過材料用樹脂として一段と優れて
いる。
ハロゲンで置換されたハロゲノカーボン化合物
を用いる場合、フツ素以外のハロゲンにおいて
は、そのハロゲン濃度が20mol／以下であるこ
とが好ましい。
を用いる場合、フツ素以外のハロゲンにおいて
は、そのハロゲン濃度が20mol／以下であるこ
とが好ましい。
ハロゲン濃度が20mol／以上であれば熱や光
に対する安定性が著しく損なわれるためである。
に対する安定性が著しく損なわれるためである。
［発明の効果］
以上述べた近赤外光透過材料を用い本発明の方
法に従うと、1.17〜1.18μｍのＣ−Ｈ伸縮振動に
よる吸収ピークが減衰し、1.20μｍ帯への裾ひき
が無くなる、あるいは1.13〜1.14μｍのピークが
増えるが全体として吸収ピークが低くなり近赤外
光の透過率が著しく改良される。
法に従うと、1.17〜1.18μｍのＣ−Ｈ伸縮振動に
よる吸収ピークが減衰し、1.20μｍ帯への裾ひき
が無くなる、あるいは1.13〜1.14μｍのピークが
増えるが全体として吸収ピークが低くなり近赤外
光の透過率が著しく改良される。
［実施例］
以下本発明を実施例により詳しく説明する。
透過率は日本光学(株)製モノクロメータG250と
ジルコ(株)製PbS検出器によつて測定した。
ジルコ(株)製PbS検出器によつて測定した。
実施例
ビスフエノールＡジグリシジルエーテル（商品
名エポミツクＲ−140、三井石油化学工業(株)製）
と無水メチルナジツク酸（メチル−５−ノルボル
ネン−２、３−ジカルボン酸無水物）と無水クロ
レンド酸（１、４、５、６、７、７−ヘキサクロ
ロ−５−ノルボルネン−２、３−ジカルボン酸無
水物）とからなるエポキシ樹脂組成物を80℃に加
温下、平均孔径0.47μｍのテトロン製メンブラン
フイルタにより加圧過後、２枚のガラス板の間
に注型し、厚み1.5mmの板を得た。
名エポミツクＲ−140、三井石油化学工業(株)製）
と無水メチルナジツク酸（メチル−５−ノルボル
ネン−２、３−ジカルボン酸無水物）と無水クロ
レンド酸（１、４、５、６、７、７−ヘキサクロ
ロ−５−ノルボルネン−２、３−ジカルボン酸無
水物）とからなるエポキシ樹脂組成物を80℃に加
温下、平均孔径0.47μｍのテトロン製メンブラン
フイルタにより加圧過後、２枚のガラス板の間
に注型し、厚み1.5mmの板を得た。
この組成物に含まれる飽和炭素−炭素結合の炭
素に結合する水素官能基濃度は51mol／であ
り、ハロゲン（塩素）濃度は4mol／であつた。
素に結合する水素官能基濃度は51mol／であ
り、ハロゲン（塩素）濃度は4mol／であつた。
尚水素官能基濃度は、次のようにして算出され
る。
る。
ビスフエノールＡグリシジルエーテルの構造式
は次の通りであり、 エポキシ当量190（ｎ＝0.14になる）、密度1.17の
ものを100重量部、 無水メチルナジツク酸 を55重量部、 無水クロレンド酸 を30重量部の割合で配合した水素官能基濃度は、
ビスフエノールＡグリシジルエーテルの分とし
て、 16＋0.14×12／340＋0.14×282 ×1.17×1000×100／100＋55＋30≒29.4 無水メチルナジツク酸の分として 10／178×1.23×100055／100＋55＋30≒20.5 無水クロレンド酸の分として ２／371×1.73×100030／100＋55＋30≒1.5 全体では、水素官能基濃度＝29.4＋20.5＋1.5≒
51となる。
は次の通りであり、 エポキシ当量190（ｎ＝0.14になる）、密度1.17の
ものを100重量部、 無水メチルナジツク酸 を55重量部、 無水クロレンド酸 を30重量部の割合で配合した水素官能基濃度は、
ビスフエノールＡグリシジルエーテルの分とし
て、 16＋0.14×12／340＋0.14×282 ×1.17×1000×100／100＋55＋30≒29.4 無水メチルナジツク酸の分として 10／178×1.23×100055／100＋55＋30≒20.5 無水クロレンド酸の分として ２／371×1.73×100030／100＋55＋30≒1.5 全体では、水素官能基濃度＝29.4＋20.5＋1.5≒
51となる。
透過率測定の結果を第１図と第１表に示す。
比較例 １
脂環式エポキシ樹脂（商品名セロキサイト
＃2021、ダイセル化学工業(株)製）と無水メチルナ
ジツク酸とからなるエポキシ樹脂組成物実施例１
と同様にして厚み1.5mmの板を得た。
＃2021、ダイセル化学工業(株)製）と無水メチルナ
ジツク酸とからなるエポキシ樹脂組成物実施例１
と同様にして厚み1.5mmの板を得た。
この組成物に含まれる飽和炭素−炭素結合の炭
素に結合する水素官能基濃度は85mol／であつ
た。
素に結合する水素官能基濃度は85mol／であつ
た。
透過率測定の結果を第２図と第１表に示す。
比較例 ２
ポリメタクリル酸メチル（PMMA）（パラペツ
トＴ−10−10協和ガス化学工業(株)製）を射出成形
により厚み1.5mmの板を得た。
トＴ−10−10協和ガス化学工業(株)製）を射出成形
により厚み1.5mmの板を得た。
このポリメタクリル酸メチル（PMMA）中に
含まれる飽和炭素−炭素結合の炭素に結合する水
素官能基濃度は95mol／であつた。
含まれる飽和炭素−炭素結合の炭素に結合する水
素官能基濃度は95mol／であつた。
ポリメタクリル酸メチル
モノマー単位分子量＝99
モノマー単位中の水素原子数＝８
水素官能基濃度＝CH3基、CH2基等の水素原子数
／分子量（またはモノマー単位の分子量）×密度（ｇ／
cm3）×1000 ＝８／99×1.18×1000≒95（mo
l／） 透過率測定結果を第３図と第１表に示す。
／分子量（またはモノマー単位の分子量）×密度（ｇ／
cm3）×1000 ＝８／99×1.18×1000≒95（mo
l／） 透過率測定結果を第３図と第１表に示す。
第１図は実施例のサンプルの1.1〜1.3μｍでの
損失スペクトル、第２図は比較例１のサンプルの
1.1〜1.3μｍでの損失スペクトル、第３図は比較
例２の1.1〜1.3μｍでの損失スペクトルである。
損失スペクトル、第２図は比較例１のサンプルの
1.1〜1.3μｍでの損失スペクトル、第３図は比較
例２の1.1〜1.3μｍでの損失スペクトルである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ビスフエノールＡジグリシジルエーテル、ビ
スフエノールＦジグリシジルエーテル、テトラブ
ロモビスフエノールＡジグリシジルエーテル、ヘ
キサフルオロビスフエノールＡジグリシジルエー
テルの群より選ばれたエポキシ樹脂と、ｍ−キシ
レンジアミン、無水ナジツク酸、無水メチルナジ
ツク酸、無水クロレンド酸の群より選ばれた硬化
剤とからなるエポキシ樹脂組成物であつて、下記
式で定義される水素官能基濃度（mol／）で表
される脂肪族および／または脂環式炭素−炭素飽
和結合の炭素原子に結合する水素濃度が60mol／
以下であることを特徴とする近赤外光透過材
料。 水素官能基濃度＝CH3基、CH2基等の水素原子数
／分子量（またはモノマー単位の分子量）×密度（ｇ／
cm3）×1000 （単位：mol／）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59238250A JPS61117501A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 近赤外光透過材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59238250A JPS61117501A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 近赤外光透過材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117501A JPS61117501A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH053561B2 true JPH053561B2 (ja) | 1993-01-18 |
Family
ID=17027378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59238250A Granted JPS61117501A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 近赤外光透過材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61117501A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0373901A (ja) * | 1989-08-16 | 1991-03-28 | Tokuyama Soda Co Ltd | 光学式測定装置の窓材 |
| DE19829282B4 (de) * | 1998-06-30 | 2004-07-08 | Siemens Ag | Optische Vorrichtung und Verwendung der optischen Vorrichtung mit einem Epoxidharz, dessen Transmission stabilsiert ist, derartiges Epoxidharz und Verfahren zur Herstellung des Epoxidharzes |
| US6470131B1 (en) | 2000-11-03 | 2002-10-22 | Corning Incorporated | Highly-halogenated low optical loss polymer |
| WO2023276622A1 (ja) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光導波路用樹脂組成物、並びに、それを用いたドライフィルム及び光導波路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59199713A (ja) * | 1983-04-27 | 1984-11-12 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂硬化物の屈折率調整方法 |
-
1984
- 1984-11-14 JP JP59238250A patent/JPS61117501A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59199713A (ja) * | 1983-04-27 | 1984-11-12 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂硬化物の屈折率調整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61117501A (ja) | 1986-06-04 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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