JPH09235322A - 光学材料及びそれを用いた光導波路 - Google Patents
光学材料及びそれを用いた光導波路Info
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- JPH09235322A JPH09235322A JP8063853A JP6385396A JPH09235322A JP H09235322 A JPH09235322 A JP H09235322A JP 8063853 A JP8063853 A JP 8063853A JP 6385396 A JP6385396 A JP 6385396A JP H09235322 A JPH09235322 A JP H09235322A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可視光〜近赤外光域にわたり低損失であり、
吸湿に伴うＯＨ振動吸収の影響の少なくしかも耐熱性に
優れるプラスチック光学材料を提供し、更にその材料を
用いた光導波路を提供する。 【解決手段】 一般式：−〔−Ｃ（Ｘ、Ｘ）−Ｃ（Ｙ、
ＣＯＯＡ）−〕n −〔−Ｃ（Ｘ1 、Ｘ1 ）−Ｃ（Ｙ1 、
ＣＯＯＲ）−〕m −〔Ｘ、Ｘ1 ＝Ｈ又はＤ、Ｙ、Ｙ1 ＝
ＣＨ3 又はＣＤ3 、Ａ：アダマンチル基又はそのＤ置換
された基、Ｒ：−ＣＦ（ＣＦ3)2 、−ＣＦ（ＣＦ2 Ｃ
ｌ）（ＣＦ3 ）、又は−ＣＦ（ＣＦ2 Ｃｌ）2 、ｎ＋ｍ
＝１を満足する正の値〕で表される繰り返し単位を有す
るポリマーからなる光学材料。該材料を用いた光導波
路。
吸湿に伴うＯＨ振動吸収の影響の少なくしかも耐熱性に
優れるプラスチック光学材料を提供し、更にその材料を
用いた光導波路を提供する。 【解決手段】 一般式：−〔−Ｃ（Ｘ、Ｘ）−Ｃ（Ｙ、
ＣＯＯＡ）−〕n −〔−Ｃ（Ｘ1 、Ｘ1 ）−Ｃ（Ｙ1 、
ＣＯＯＲ）−〕m −〔Ｘ、Ｘ1 ＝Ｈ又はＤ、Ｙ、Ｙ1 ＝
ＣＨ3 又はＣＤ3 、Ａ：アダマンチル基又はそのＤ置換
された基、Ｒ：−ＣＦ（ＣＦ3)2 、−ＣＦ（ＣＦ2 Ｃ
ｌ）（ＣＦ3 ）、又は−ＣＦ（ＣＦ2 Ｃｌ）2 、ｎ＋ｍ
＝１を満足する正の値〕で表される繰り返し単位を有す
るポリマーからなる光学材料。該材料を用いた光導波
路。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光集積回路用導波路
やプラスチック光ファイバなどの材料として使用可能な
光学材料、及びその光導波路に関する。
やプラスチック光ファイバなどの材料として使用可能な
光学材料、及びその光導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学部品や光ファイバの基材としては光
伝送損失が少なく、伝送帯域が広いことから一般に石英
ガラスや多成分ガラス等の無機系のものが使用されてい
る。一方、プラスチックを基材とする光学材料も開発さ
れている。これらのプラスチック光学材料は、無機系に
比べ加工性が良く、取扱易い等の特徴を持つことから注
目されている。例えば光ファイバにおいてはポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）あるいはポリスチレンのよ
うな透明性に優れたプラスチックを芯（コア）とし、そ
の芯成分よりも屈折率の低いプラスチックを鞘（クラッ
ド）成分とした同芯のコア−クラッド構造からなるもの
が知られている。プラスチックの光伝送損失の最も大き
な要因はプラスチックを構成する炭素−水素間の赤外振
動吸収の高調波である。そこで、この炭素−水素結合に
起因する高調波を小さくまた長波長シフトさせるため
に、プラスチック構造中の水素をフッ素等のハロゲンや
重水素に置換することが提案されている。例えばフッ素
に置換したプラスチックとしては、エステル側鎖の水素
の一部をフッ素置換した下記式（化２）で表されるポリ
メタクリレート：
伝送損失が少なく、伝送帯域が広いことから一般に石英
ガラスや多成分ガラス等の無機系のものが使用されてい
る。一方、プラスチックを基材とする光学材料も開発さ
れている。これらのプラスチック光学材料は、無機系に
比べ加工性が良く、取扱易い等の特徴を持つことから注
目されている。例えば光ファイバにおいてはポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）あるいはポリスチレンのよ
うな透明性に優れたプラスチックを芯（コア）とし、そ
の芯成分よりも屈折率の低いプラスチックを鞘（クラッ
ド）成分とした同芯のコア−クラッド構造からなるもの
が知られている。プラスチックの光伝送損失の最も大き
な要因はプラスチックを構成する炭素−水素間の赤外振
動吸収の高調波である。そこで、この炭素−水素結合に
起因する高調波を小さくまた長波長シフトさせるため
に、プラスチック構造中の水素をフッ素等のハロゲンや
重水素に置換することが提案されている。例えばフッ素
に置換したプラスチックとしては、エステル側鎖の水素
の一部をフッ素置換した下記式（化２）で表されるポリ
メタクリレート：
【０００３】
【化２】
【０００４】がＰＭＭＡより低損失となることが示され
た〔例えば戒能俊邦、高分子論文集、第４２巻、第２５
７〜２６４頁（１９８５）、高分子学会参照〕。エステ
ル側鎖の水素をすべて重水素置換あるいはフッ素置換す
ることは低損失化に有用と考えられる。しかしながら、
重水素置換は水素交換反応が起こりやすい。また、フッ
素置換をすべて行うと材料安定性、密着性等に不都合が
生じる。特にコア材料として用いられる下記式（化３）
で表される重水素化ポリメチルメタクリレート：
た〔例えば戒能俊邦、高分子論文集、第４２巻、第２５
７〜２６４頁（１９８５）、高分子学会参照〕。エステ
ル側鎖の水素をすべて重水素置換あるいはフッ素置換す
ることは低損失化に有用と考えられる。しかしながら、
重水素置換は水素交換反応が起こりやすい。また、フッ
素置換をすべて行うと材料安定性、密着性等に不都合が
生じる。特にコア材料として用いられる下記式（化３）
で表される重水素化ポリメチルメタクリレート：
【０００５】
【化３】
【０００６】はポリメチルメタクリレートに比べると低
損失化が図れるが、小さいながらもＣ−Ｄ結合に起因す
る高調波吸収があり、１３００〜１６００ｎｍ付近の光
源を用いる光集積回路の場合、損失が無視できない。更
にポリスチレン等に比べ吸湿性が高く、２％程度の飽和
吸湿率を持つ。したがって湿度が高い環境では、水のＯ
Ｈの振動吸収が光損失に影響を与える。ＯＨ振動吸収の
高調波によって、特に近赤外域の光伝送損失は低下する
〔例えば戒能俊邦、ポリマー プリプリンツ，ジャパン
（Polymer preprints, Japan) 、第３２巻、第４号、第
２５２５頁（１９８３）参照〕。すなわち、使用環境条
件の湿度変化により光伝送損失が変動するといった問題
があった。更にこれらのモノマーと上記エステル側鎖の
水素の一部をフッ素置換したポリメタクリレートを組合
せた材料もあるが、ガラス転移点が１００℃付近と低く
耐熱性に問題があった。
損失化が図れるが、小さいながらもＣ−Ｄ結合に起因す
る高調波吸収があり、１３００〜１６００ｎｍ付近の光
源を用いる光集積回路の場合、損失が無視できない。更
にポリスチレン等に比べ吸湿性が高く、２％程度の飽和
吸湿率を持つ。したがって湿度が高い環境では、水のＯ
Ｈの振動吸収が光損失に影響を与える。ＯＨ振動吸収の
高調波によって、特に近赤外域の光伝送損失は低下する
〔例えば戒能俊邦、ポリマー プリプリンツ，ジャパン
（Polymer preprints, Japan) 、第３２巻、第４号、第
２５２５頁（１９８３）参照〕。すなわち、使用環境条
件の湿度変化により光伝送損失が変動するといった問題
があった。更にこれらのモノマーと上記エステル側鎖の
水素の一部をフッ素置換したポリメタクリレートを組合
せた材料もあるが、ガラス転移点が１００℃付近と低く
耐熱性に問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状にかんがみてなされたものであり、その目的は可視光
〜近赤外光域にわたり低損失であり、吸湿に伴うＯＨ振
動吸収の影響の少なくしかも耐熱性に優れるプラスチッ
ク光学材料を実現し、更にその材料を用いた光導波路を
提供することにある。
状にかんがみてなされたものであり、その目的は可視光
〜近赤外光域にわたり低損失であり、吸湿に伴うＯＨ振
動吸収の影響の少なくしかも耐熱性に優れるプラスチッ
ク光学材料を実現し、更にその材料を用いた光導波路を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明の第１の発明は光学材料に関する発明であって、下
記の構造式（化１）：
発明の第１の発明は光学材料に関する発明であって、下
記の構造式（化１）：
【０００９】
【化１】
【００１０】〔ただし、Ｄを重水素として、上記Ｘ及び
Ｘ1 は水素あるいは重水素、Ｙ及びＹ1 はＣＨ3 あるい
はＣＤ3 、Ａはアダマンチル基あるいは重水素置換され
たアダマンチル基、Ｒは−ＣＦ（ＣＦ3 ）2 、−ＣＦ
（ＣＦ2 Ｃｌ）（ＣＦ3 ）、又は−ＣＦ（ＣＦ2 Ｃｌ）
2 よりなり、ｎ及びｍはｎ＋ｍ＝１を満足する正の値を
示す〕で表される繰り返し単位を有するポリマーからな
ることを特徴とする。また、本発明の第２の発明は光導
波路に関する発明であって、コア及び該コアを囲み、該
コアよりも屈折率の低いクラッドを少なくとも含む光導
波路において、前記コア又は前記クラッドに上記本発明
の第１の発明の光学材料を用いたことを特徴とする。
Ｘ1 は水素あるいは重水素、Ｙ及びＹ1 はＣＨ3 あるい
はＣＤ3 、Ａはアダマンチル基あるいは重水素置換され
たアダマンチル基、Ｒは−ＣＦ（ＣＦ3 ）2 、−ＣＦ
（ＣＦ2 Ｃｌ）（ＣＦ3 ）、又は−ＣＦ（ＣＦ2 Ｃｌ）
2 よりなり、ｎ及びｍはｎ＋ｍ＝１を満足する正の値を
示す〕で表される繰り返し単位を有するポリマーからな
ることを特徴とする。また、本発明の第２の発明は光導
波路に関する発明であって、コア及び該コアを囲み、該
コアよりも屈折率の低いクラッドを少なくとも含む光導
波路において、前記コア又は前記クラッドに上記本発明
の第１の発明の光学材料を用いたことを特徴とする。
【００１１】本発明における光学材料は前記一般式（化
１）で示される繰り返し単位を有するポリマーを用いる
ことを本質とする。ポリメタクリレートのエステル側鎖
の水素をハロゲン化することによりＣ−Ｈに起因する高
調波吸収を小さく、かつ長波長シフトさせることにより
低損失の光学材料を得ることができる。また、側鎖にア
ダマンチル基を付加したメタクリレートモノマーを共重
合することにより、Ｔｇを高くすることができ、耐熱性
を付与し、温度安定性を改善することが可能である。更
にエステル側鎖のハロゲン化、エステル側鎖の脂環基付
加によりポリマーの吸湿性は大幅に低下するため、本発
明は極めて安定した光特性を維持しうるという特徴があ
る。
１）で示される繰り返し単位を有するポリマーを用いる
ことを本質とする。ポリメタクリレートのエステル側鎖
の水素をハロゲン化することによりＣ−Ｈに起因する高
調波吸収を小さく、かつ長波長シフトさせることにより
低損失の光学材料を得ることができる。また、側鎖にア
ダマンチル基を付加したメタクリレートモノマーを共重
合することにより、Ｔｇを高くすることができ、耐熱性
を付与し、温度安定性を改善することが可能である。更
にエステル側鎖のハロゲン化、エステル側鎖の脂環基付
加によりポリマーの吸湿性は大幅に低下するため、本発
明は極めて安定した光特性を維持しうるという特徴があ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明におけるポリマーの製造法は一般的なビニル
モノマーのラジカル重合法、例えば塊状重合、溶液重
合、懸濁重合、及び乳化重合が挙げられるが、高純度の
重合体を得るためには塊状重合法が好ましい。重合開始
剤としては通常のものを使用でき、具体例としては、例
えばジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペル
オキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ｔｅｒｔ
−ブチルペルベンゾエート、メチルイソブチルケトンペ
ルオキシド、ラウロイルペルオキシド、シクロヘキシル
ペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジｔｅｒｔ
ブチルペルオキシヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオク
タノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルイソブチレート、ｔ
ｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート等
の有機過酸化物や、メチル２，２′−アゾビスイソブチ
レート、１，１′−アゾビスシクロヘキサンカルボニト
リル、２−フェニルアゾ−２，４−ジメチル−４−メト
キシバレロニトリル、２−カルバモイル−アゾビスイソ
ブチロニトリル、２，２′−アゾビス（２，４−ジブチ
ルバレロニトリル）、２，２′−アゾビスイソブチロニ
トリル（ＡＩＢＮ）等のアゾ化合物が挙げられる。また
高分子転換率を高め、加工しやすい形状とするために分
子量を適当に制御する必要があるが、通常重合度調整剤
として使用するアルキルメルカプタンを使用できる。
る。本発明におけるポリマーの製造法は一般的なビニル
モノマーのラジカル重合法、例えば塊状重合、溶液重
合、懸濁重合、及び乳化重合が挙げられるが、高純度の
重合体を得るためには塊状重合法が好ましい。重合開始
剤としては通常のものを使用でき、具体例としては、例
えばジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペル
オキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ｔｅｒｔ
−ブチルペルベンゾエート、メチルイソブチルケトンペ
ルオキシド、ラウロイルペルオキシド、シクロヘキシル
ペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジｔｅｒｔ
ブチルペルオキシヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオク
タノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルイソブチレート、ｔ
ｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート等
の有機過酸化物や、メチル２，２′−アゾビスイソブチ
レート、１，１′−アゾビスシクロヘキサンカルボニト
リル、２−フェニルアゾ−２，４−ジメチル−４−メト
キシバレロニトリル、２−カルバモイル−アゾビスイソ
ブチロニトリル、２，２′−アゾビス（２，４−ジブチ
ルバレロニトリル）、２，２′−アゾビスイソブチロニ
トリル（ＡＩＢＮ）等のアゾ化合物が挙げられる。また
高分子転換率を高め、加工しやすい形状とするために分
子量を適当に制御する必要があるが、通常重合度調整剤
として使用するアルキルメルカプタンを使用できる。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。例えば、下記各実施例においては直線導波路、光
ファイバへの適用例についてのみ記載しているが、曲線
導波路、方向性結合器、マッハツエンダー干渉型導波路
も同様に実現できるのはいうまでもない。
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。例えば、下記各実施例においては直線導波路、光
ファイバへの適用例についてのみ記載しているが、曲線
導波路、方向性結合器、マッハツエンダー干渉型導波路
も同様に実現できるのはいうまでもない。
【００１４】実施例１ モノマー製造は以下により合成した。 １）ヘプタフルオロイソプロピルメタクリレート−ｄ５
（ＦＭＡＩ）の合成 脱水した７．３ｇのフッ化カリウムを１００ｍｌの脱水
アセトンと共にフラスコ中に入れる。これに２１ｇのヘ
キサフルオロアセトンを滴下し、付加生成物をつくる。
次に溶液を４５℃に冷却し、デューテロメタクリルクロ
ライド−ｄ５の１３ｇを滴下する。液温は５〜１０℃に
保って１．５時間反応させる。反応後、液を１５０ｍｌ
の氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し１５ｇの粗製
物を得た。これを蒸留して沸点１０１〜１０１．５℃の
生成物を得た。得たモノマーの屈折率ｎD 25は１．３２
であった。赤外線吸収スペクトルにおいて１６００ｃｍ
-1にＣ＝Ｃ、１８００ｃｍ-1付近にＣ＝Ｏ、Ｃ−Ｆの伸
縮振動、また２１００ｃｍ-1付近にＣ−Ｄの伸縮振動が
見られる。プロトンＮＭＲで残存水素が０．１％以下で
あることを確かめた。
（ＦＭＡＩ）の合成 脱水した７．３ｇのフッ化カリウムを１００ｍｌの脱水
アセトンと共にフラスコ中に入れる。これに２１ｇのヘ
キサフルオロアセトンを滴下し、付加生成物をつくる。
次に溶液を４５℃に冷却し、デューテロメタクリルクロ
ライド−ｄ５の１３ｇを滴下する。液温は５〜１０℃に
保って１．５時間反応させる。反応後、液を１５０ｍｌ
の氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し１５ｇの粗製
物を得た。これを蒸留して沸点１０１〜１０１．５℃の
生成物を得た。得たモノマーの屈折率ｎD 25は１．３２
であった。赤外線吸収スペクトルにおいて１６００ｃｍ
-1にＣ＝Ｃ、１８００ｃｍ-1付近にＣ＝Ｏ、Ｃ−Ｆの伸
縮振動、また２１００ｃｍ-1付近にＣ−Ｄの伸縮振動が
見られる。プロトンＮＭＲで残存水素が０．１％以下で
あることを確かめた。
【００１５】２）アダマンチルメタクリレート−ｄ５
（ＡＤｌ）の合成 １−アダマンタノール５０ｇ、トリエチルアミン７０ｍ
ｌを溶かしたジクロロメタン１リットル溶液にメタクリ
ルクロライド−ｄ５を４６ｍｌ滴下する。液温は５〜１
０℃に保って１．５時間反応させる。反応後、液を１５
０ｍｌの氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し１５ｇ
の粗製物を得た。これを蒸留して生成物を得た。赤外線
吸収スペクトルにおいて１６００ｃｍ-1にＣ＝Ｃ、１８
００ｃｍ-1付近にＣ＝Ｏ、また２１００ｃｍ-1付近にＣ
−Ｄの伸縮振動が見られた。
（ＡＤｌ）の合成 １−アダマンタノール５０ｇ、トリエチルアミン７０ｍ
ｌを溶かしたジクロロメタン１リットル溶液にメタクリ
ルクロライド−ｄ５を４６ｍｌ滴下する。液温は５〜１
０℃に保って１．５時間反応させる。反応後、液を１５
０ｍｌの氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し１５ｇ
の粗製物を得た。これを蒸留して生成物を得た。赤外線
吸収スペクトルにおいて１６００ｃｍ-1にＣ＝Ｃ、１８
００ｃｍ-1付近にＣ＝Ｏ、また２１００ｃｍ-1付近にＣ
−Ｄの伸縮振動が見られた。
【００１６】３）ｄ化アダマンチルメタクリレート−ｄ
５（ＤＡＤｌ）の合成 １−ｄ化アダマンタノール５０ｇ、トリエチルアミン７
０ｍｌを溶かしたジクロロメタン１リットル溶液にメタ
クリルクロライド−ｄ５を４６ｍｌ滴下する。液温は５
〜１０℃に保って１．５時間反応させる。反応後、液を
１５０ｍｌの氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し１
５ｇの粗製物を得た。これを蒸留して生成物を得た。赤
外線吸収スペクトルにおいて１６００ｃｍ-1にＣ＝Ｃ、
１８００ｃｍ-1付近にＣ＝Ｏ、また２１００ｃｍ-1付近
にＣ−Ｄの伸縮振動が見られた。その他のモノマーにつ
いても同様な反応で得ることができる。
５（ＤＡＤｌ）の合成 １−ｄ化アダマンタノール５０ｇ、トリエチルアミン７
０ｍｌを溶かしたジクロロメタン１リットル溶液にメタ
クリルクロライド−ｄ５を４６ｍｌ滴下する。液温は５
〜１０℃に保って１．５時間反応させる。反応後、液を
１５０ｍｌの氷水に注ぎ、下層に分離した液を水洗し１
５ｇの粗製物を得た。これを蒸留して生成物を得た。赤
外線吸収スペクトルにおいて１６００ｃｍ-1にＣ＝Ｃ、
１８００ｃｍ-1付近にＣ＝Ｏ、また２１００ｃｍ-1付近
にＣ−Ｄの伸縮振動が見られた。その他のモノマーにつ
いても同様な反応で得ることができる。
【００１７】４）ポリマー製造例１ 上記により合成したモノマーＦＭＡｌとＡＤｌを等モ
ル、トルエン溶液に溶かし、重合開始剤としてＡＩＢＮ
１ｍモル／リットル添加し、重合させた。次に反応液
を１００ｍｌのメタノールに注ぎ込み重合体を得た。更
に１，１，２，２−テトラクロロエタンに溶解し、メタ
ノールで再沈殿することによりポリマーの精製を行っ
た。赤外線吸収スペクトルにおいて１６００ｃｍ-1にあ
ったモノマーのＣ＝Ｃ吸収が消失し、１８００ｃｍ-1付
近にＣ＝Ｏ、Ｃ−Ｆの伸縮振動、ポリマーの屈折率はｎ
D 25＝１．４５であった。また、重合体の分子量はＭｗ
＝３×１０4 であった。
ル、トルエン溶液に溶かし、重合開始剤としてＡＩＢＮ
１ｍモル／リットル添加し、重合させた。次に反応液
を１００ｍｌのメタノールに注ぎ込み重合体を得た。更
に１，１，２，２−テトラクロロエタンに溶解し、メタ
ノールで再沈殿することによりポリマーの精製を行っ
た。赤外線吸収スペクトルにおいて１６００ｃｍ-1にあ
ったモノマーのＣ＝Ｃ吸収が消失し、１８００ｃｍ-1付
近にＣ＝Ｏ、Ｃ−Ｆの伸縮振動、ポリマーの屈折率はｎ
D 25＝１．４５であった。また、重合体の分子量はＭｗ
＝３×１０4 であった。
【００１８】５）ポリマー製造例２ 上記により合成したモノマーＦＭＡｌとＤＡＤｌを等モ
ル、トルエン溶液に溶かし、重合開始剤としてＡＩＢＮ
１ｍモル／リットル添加し、重合させた。次に反応液
を１００ｍｌのメタノールに注ぎ込み重合体を得た。更
に１，１，２，２−テトラクロロエタンに溶解し、メタ
ノールで再沈殿することによりポリマーの精製を行っ
た。赤外線吸収スペクトルにおいて１６００ｃｍ-1にあ
ったモノマーのＣ＝Ｃ吸収が消失し、１８００ｃｍ-1付
近にＣ＝Ｏ、Ｃ−Ｆの伸縮振動、ポリマーの屈折率はｎ
D 25＝１．４５であった。また、重合体の分子量はＭｗ
＝４×１０4 であった。上記ポリマー製造例１、２と同
様にして、作製したポリマーの特性を表１にまとめて記
した。
ル、トルエン溶液に溶かし、重合開始剤としてＡＩＢＮ
１ｍモル／リットル添加し、重合させた。次に反応液
を１００ｍｌのメタノールに注ぎ込み重合体を得た。更
に１，１，２，２−テトラクロロエタンに溶解し、メタ
ノールで再沈殿することによりポリマーの精製を行っ
た。赤外線吸収スペクトルにおいて１６００ｃｍ-1にあ
ったモノマーのＣ＝Ｃ吸収が消失し、１８００ｃｍ-1付
近にＣ＝Ｏ、Ｃ−Ｆの伸縮振動、ポリマーの屈折率はｎ
D 25＝１．４５であった。また、重合体の分子量はＭｗ
＝４×１０4 であった。上記ポリマー製造例１、２と同
様にして、作製したポリマーの特性を表１にまとめて記
した。
【００１９】
【表１】
【００２０】実施例２ ポリマー製造例１で得た重合体をプレスにより棒状と
し、両端を光学研磨し分光器で近赤外〜可視光域での吸
収を測定した。その結果６６０、８５０、１３００、及
び１５５０ｎｍにおける光学損失は０．１ｄＢ／ｃｍ、
０．０８ｄＢ／ｃｍ、０．１ｄＢ／ｃｍ、０．２５ｄＢ
／ｃｍであり、極めて高い透光性を示した。同様にして
他のポリマーについても吸収を測定した。表１にその結
果をまとめた。
し、両端を光学研磨し分光器で近赤外〜可視光域での吸
収を測定した。その結果６６０、８５０、１３００、及
び１５５０ｎｍにおける光学損失は０．１ｄＢ／ｃｍ、
０．０８ｄＢ／ｃｍ、０．１ｄＢ／ｃｍ、０．２５ｄＢ
／ｃｍであり、極めて高い透光性を示した。同様にして
他のポリマーについても吸収を測定した。表１にその結
果をまとめた。
【００２１】図１に試料番号５のｎの割合を変化させて
得られたポリマーの屈折率を示す。すなわち、図１にお
いて縦軸は屈折率（波長１．３μｍ）、横軸は、一般式
（化１）におけるｎの値を示す。ただし、ｎはｎ＋ｍ＝
１を満たしており、屈折率の測定波長は１．３μｍであ
る。
得られたポリマーの屈折率を示す。すなわち、図１にお
いて縦軸は屈折率（波長１．３μｍ）、横軸は、一般式
（化１）におけるｎの値を示す。ただし、ｎはｎ＋ｍ＝
１を満たしており、屈折率の測定波長は１．３μｍであ
る。
【００２２】図１からわかるように、ｎの割合を適当に
選択することにより１．３６から１．５１の範囲で屈折
率を任意に選択することが可能である。このことから、
光通信システムでよく用いられる石英系光ファイバ、石
英系光導波路部品（石英の屈折率１．４５）、あるい
は、プラスチック光ファイバ（ＰＭＭＡプラスチック光
ファイバの屈折率１．４８）との屈折率整合も容易に行
え、光接続の際に問題となる屈折率不整合による反射損
失を低減することが容易である。また、番号５のサンプ
ル（３ｍｍ厚）を２３℃２４時間水に浸漬させ吸水率を
測定したところ０．１ｗｔ％の増加が認められた。この
値は通常よく光学材料として用いられるＰＭＭＡの吸水
率（約２ｗｔ％）に比較すると１桁以上低い値であっ
た。また、Ｔｇについてはｎが増加するにつれ高温とな
り、７０℃から２２０℃まで変化する。石英系光導波路
部品（石英の屈折率１．４５）の屈折率に合せた材料で
は１７０℃以上の高いＴｇを示すことがわかった。得ら
れたポリマーの光導波路適用例について以下に記す。
選択することにより１．３６から１．５１の範囲で屈折
率を任意に選択することが可能である。このことから、
光通信システムでよく用いられる石英系光ファイバ、石
英系光導波路部品（石英の屈折率１．４５）、あるい
は、プラスチック光ファイバ（ＰＭＭＡプラスチック光
ファイバの屈折率１．４８）との屈折率整合も容易に行
え、光接続の際に問題となる屈折率不整合による反射損
失を低減することが容易である。また、番号５のサンプ
ル（３ｍｍ厚）を２３℃２４時間水に浸漬させ吸水率を
測定したところ０．１ｗｔ％の増加が認められた。この
値は通常よく光学材料として用いられるＰＭＭＡの吸水
率（約２ｗｔ％）に比較すると１桁以上低い値であっ
た。また、Ｔｇについてはｎが増加するにつれ高温とな
り、７０℃から２２０℃まで変化する。石英系光導波路
部品（石英の屈折率１．４５）の屈折率に合せた材料で
は１７０℃以上の高いＴｇを示すことがわかった。得ら
れたポリマーの光導波路適用例について以下に記す。
【００２３】実施例３ ポリマー製造例１で得たポリマーをコア成分、同様な方
法で作製したポリマー（ｎ＝０．４、ｍ＝０．６）をク
ラッド成分とする導波路を作製した。この２種のポリマ
ーをそれぞれテトラクロロエタンに２０ｗｔ％溶かし溶
液とした。まずクラッド成分ポリマーをシリコン基板上
に約２０μｍの厚さに塗布した。ベーク、乾燥処理後ク
ラッド成分ポリマー上にコア成分ポリマーを約８μｍの
厚さに塗布した。次にホトリソグラフィ、ドライエッチ
ングによりコア成分ポリマーを長さ５０ｍｍ、幅８μ
ｍ、高さ８μｍの直線矩形パタンに加工した。加工後ク
ラッド成分をコア成分ポリマー上に塗布し導波路を得
た。波長８５０ｎｍの光を導波路の一端から照射し、他
端から出てくる光量を測定することにより導波路の損失
を計算した。この導波路の損失は０．１ｄＢ／ｃｍであ
った。
法で作製したポリマー（ｎ＝０．４、ｍ＝０．６）をク
ラッド成分とする導波路を作製した。この２種のポリマ
ーをそれぞれテトラクロロエタンに２０ｗｔ％溶かし溶
液とした。まずクラッド成分ポリマーをシリコン基板上
に約２０μｍの厚さに塗布した。ベーク、乾燥処理後ク
ラッド成分ポリマー上にコア成分ポリマーを約８μｍの
厚さに塗布した。次にホトリソグラフィ、ドライエッチ
ングによりコア成分ポリマーを長さ５０ｍｍ、幅８μ
ｍ、高さ８μｍの直線矩形パタンに加工した。加工後ク
ラッド成分をコア成分ポリマー上に塗布し導波路を得
た。波長８５０ｎｍの光を導波路の一端から照射し、他
端から出てくる光量を測定することにより導波路の損失
を計算した。この導波路の損失は０．１ｄＢ／ｃｍであ
った。
【００２４】実施例４ コア成分としてポリマー製造例１で得たポリマーをまた
クラッド成分として同様な方法で作製したポリマー（ｎ
＝０．３、ｍ＝０．７）を用いて光ファイバを作製し
た。コア成分重合体を加熱しつつ押出機にてファイバ化
し、これを溶融化したクラッド成分重合体中に通すこと
によりコーティングを行った。この工程を経てコア直径
０．７５ｍｍクラッド膜厚０．０５ｍｍの光ファイバを
得た。このファイバは波長６５０ｎｍで８０ｄＢ／ｋ
ｍ、８５０ｎｍで５０ｄＢ／ｋｍ以下の低損失窓が観察
された。このプラスチック光ファイバを７５℃、９０％
ＲＨの条件下で２昼夜静置してから取出し、光伝送特性
を測定した。吸湿に基づく損失増は８５０ｎｍで５０ｄ
Ｂ／ｋｍ以下であった。同じ条件下でパーデューテロポ
リメチルメタクリレートの吸湿に基づく損失増は３００
０ｄＢ／ｋｍ以上であり大幅に改善された。
クラッド成分として同様な方法で作製したポリマー（ｎ
＝０．３、ｍ＝０．７）を用いて光ファイバを作製し
た。コア成分重合体を加熱しつつ押出機にてファイバ化
し、これを溶融化したクラッド成分重合体中に通すこと
によりコーティングを行った。この工程を経てコア直径
０．７５ｍｍクラッド膜厚０．０５ｍｍの光ファイバを
得た。このファイバは波長６５０ｎｍで８０ｄＢ／ｋ
ｍ、８５０ｎｍで５０ｄＢ／ｋｍ以下の低損失窓が観察
された。このプラスチック光ファイバを７５℃、９０％
ＲＨの条件下で２昼夜静置してから取出し、光伝送特性
を測定した。吸湿に基づく損失増は８５０ｎｍで５０ｄ
Ｂ／ｋｍ以下であった。同じ条件下でパーデューテロポ
リメチルメタクリレートの吸湿に基づく損失増は３００
０ｄＢ／ｋｍ以上であり大幅に改善された。
【００２５】実施例５ 実施例３と同様にして得られた直線導波路を１２０℃の
環境下で５０００時間放置した後、波長８５０ｎｍの光
を導波路の一端から照射し、他端から出てくる光量を測
定することにより導波路の損失を計算した。この導波路
の損失は０．１ｄＢ／ｃｍであり、室温保存の導波路と
同様な損失を示し、１００℃の高温環境にも耐えられる
ことがわかった。
環境下で５０００時間放置した後、波長８５０ｎｍの光
を導波路の一端から照射し、他端から出てくる光量を測
定することにより導波路の損失を計算した。この導波路
の損失は０．１ｄＢ／ｃｍであり、室温保存の導波路と
同様な損失を示し、１００℃の高温環境にも耐えられる
ことがわかった。
【００２６】実施例６ 実施例３と同様にして得られた直線導波路を７５℃、９
０％ＲＨの高温高湿環境下で５０００時間放置した後、
波長８５０ｎｍの光を導波路の一端から照射し、他端か
ら出てくる光量を測定することにより導波路の損失を計
算した。この導波路の損失は０．１ｄＢ／ｃｍであり、
室温保存の導波路と同様な損失を示し、高温高湿環境に
も耐えられることがわかった。
０％ＲＨの高温高湿環境下で５０００時間放置した後、
波長８５０ｎｍの光を導波路の一端から照射し、他端か
ら出てくる光量を測定することにより導波路の損失を計
算した。この導波路の損失は０．１ｄＢ／ｃｍであり、
室温保存の導波路と同様な損失を示し、高温高湿環境に
も耐えられることがわかった。
【００２７】実施例７ コア成分としてポリマー製造例１で得たポリマーを、ま
たクラッド成分として同様な方法で作製したポリマー
（ｎ＝０．３、ｍ＝０．７）を用いて成形加工による光
導波路を作製した。コア成分重合体を加熱しつつ押出機
にてファイバ化し、これを溶融化したクラッド成分重合
体中に通すことによりコーティングを行った。この工程
を経てコア１（直径０．７５ｍｍ）クラッド２（厚さ
０．２５ｍｍ）の直方体形の光導波路を得た（図２）。
この導波路は波長６５０ｎｍで０．０８ｄＢ／ｃｍ、８
５０ｎｍで０．０５ｄＢ／ｃｍ以下の低損失窓が観察さ
れた。この光導波路を７５℃、９０％ＲＨの条件下で２
昼夜静置してから取出し、光伝送特性を測定した。吸湿
に基づく損失増は８５０ｎｍで０．０１ｄＢ／ｃｍ以下
であった。同じ条件下でパーデューテロポリメチルメタ
クリレートの吸湿に基づく損失増は０．５ｄＢ／ｃｍ以
上であり大幅に改善された。
たクラッド成分として同様な方法で作製したポリマー
（ｎ＝０．３、ｍ＝０．７）を用いて成形加工による光
導波路を作製した。コア成分重合体を加熱しつつ押出機
にてファイバ化し、これを溶融化したクラッド成分重合
体中に通すことによりコーティングを行った。この工程
を経てコア１（直径０．７５ｍｍ）クラッド２（厚さ
０．２５ｍｍ）の直方体形の光導波路を得た（図２）。
この導波路は波長６５０ｎｍで０．０８ｄＢ／ｃｍ、８
５０ｎｍで０．０５ｄＢ／ｃｍ以下の低損失窓が観察さ
れた。この光導波路を７５℃、９０％ＲＨの条件下で２
昼夜静置してから取出し、光伝送特性を測定した。吸湿
に基づく損失増は８５０ｎｍで０．０１ｄＢ／ｃｍ以下
であった。同じ条件下でパーデューテロポリメチルメタ
クリレートの吸湿に基づく損失増は０．５ｄＢ／ｃｍ以
上であり大幅に改善された。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるプラ
スチック光学材料は、従来のものに比べ、可視〜近赤外
光域において極めて優れた光伝送特性を有すると共に、
高温多湿条件下にさらされても損失増が著しく少ない。
そのため、可視光域あるいは近赤外光域用光源を用いる
光集積回路用材料や数１００ｍの距離間の光信号伝送媒
体として安定して使用しうるという利点がある。また従
来光ファイバ通信に用いられている６５０〜１６００ｎ
ｍの波長域において低損失であり多成分系ガラス及び石
英系光ファイバと光／電気、電気／光交換なしに接続使
用でき、更に屈折率を整合させた材料も容易にできるの
で光接続を低損失で行うことができる。すなわち、これ
らの光学材料を使って作製した光導波路により、経済性
に優れたローカルエリアネットワークなどの光信号伝送
システムを構成できる利点がある。
スチック光学材料は、従来のものに比べ、可視〜近赤外
光域において極めて優れた光伝送特性を有すると共に、
高温多湿条件下にさらされても損失増が著しく少ない。
そのため、可視光域あるいは近赤外光域用光源を用いる
光集積回路用材料や数１００ｍの距離間の光信号伝送媒
体として安定して使用しうるという利点がある。また従
来光ファイバ通信に用いられている６５０〜１６００ｎ
ｍの波長域において低損失であり多成分系ガラス及び石
英系光ファイバと光／電気、電気／光交換なしに接続使
用でき、更に屈折率を整合させた材料も容易にできるの
で光接続を低損失で行うことができる。すなわち、これ
らの光学材料を使って作製した光導波路により、経済性
に優れたローカルエリアネットワークなどの光信号伝送
システムを構成できる利点がある。
【図１】アダマンタンＭＡの割合と屈折率の関係を示す
図である。
図である。
【図２】成形加工による光導波路の１例の構造を示す模
式図である。
式図である。
１：コア、２：クラッド
Claims (2)
- 【請求項１】 下記の構造式（化１）： 【化１】 〔ただし、Ｄを重水素として、上記Ｘ及びＸ1 は水素あ
るいは重水素、Ｙ及びＹ1 はＣＨ3 あるいはＣＤ3 、Ａ
はアダマンチル基あるいは重水素置換されたアダマンチ
ル基、Ｒは−ＣＦ（ＣＦ3 ）2 、−ＣＦ（ＣＦ2 Ｃｌ）
（ＣＦ3 ）、又は−ＣＦ（ＣＦ2 Ｃｌ）2 よりなり、ｎ
及びｍはｎ＋ｍ＝１を満足する正の値を示す〕で表され
る繰り返し単位を有するポリマーからなることを特徴と
する光学材料。 - 【請求項２】 コア及び該コアを囲み、該コアよりも屈
折率の低いクラッドを少なくとも含む光導波路におい
て、前記コア又は前記クラッドに請求項１に記載の光学
材料を用いたことを特徴とする光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063853A JPH09235322A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 光学材料及びそれを用いた光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063853A JPH09235322A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 光学材料及びそれを用いた光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09235322A true JPH09235322A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=13241319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8063853A Pending JPH09235322A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 光学材料及びそれを用いた光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09235322A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073255A1 (fr) * | 2001-03-08 | 2002-09-19 | Daikin Industries, Ltd. | Materiau contenant du fluor pour guide d'ondes optique |
| WO2005010060A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Heavy-hydrogenated (meth)acrylates, process for producing them, polymers thereof and optical members |
| WO2005010061A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Heavy-hydrogenated norbornyl (meth)acrylates, process for producing them, polymers thereof and optical members |
| WO2005088372A1 (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Jsr Corporation | 光導波路形成用感光性組成物および光導波路 |
| JP2013035994A (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 脂環式構造及びペルフルオロシクロブチルエーテル構造を有する共重合体 |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP8063853A patent/JPH09235322A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073255A1 (fr) * | 2001-03-08 | 2002-09-19 | Daikin Industries, Ltd. | Materiau contenant du fluor pour guide d'ondes optique |
| US6901205B2 (en) | 2001-03-08 | 2005-05-31 | Daikin Industries, Ltd. | Fluorine-containing material for optical waveguide |
| US7106940B2 (en) | 2001-03-08 | 2006-09-12 | Daikin Industries, Ltd. | Fluorine-containing material for optical waveguide |
| WO2005010060A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Heavy-hydrogenated (meth)acrylates, process for producing them, polymers thereof and optical members |
| WO2005010061A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Heavy-hydrogenated norbornyl (meth)acrylates, process for producing them, polymers thereof and optical members |
| KR100846652B1 (ko) * | 2003-07-24 | 2008-07-16 | 후지필름 홀딩스 가부시끼가이샤 | 중-수소화된 (메트)아크릴레이트, 그 제조 방법, 그 중합체및 광학 부재 |
| CN100462378C (zh) * | 2003-07-24 | 2009-02-18 | 富士胶片株式会社 | 重氢化(甲基)丙烯酸酯、其制备方法、其聚合物以及光学元件 |
| US7495122B2 (en) | 2003-07-24 | 2009-02-24 | Wako Pure Chemical Industries | Heavy-hydrogenated norbornyl (meth)acrylates, process for producing them, polymers thereof and optical members |
| WO2005088372A1 (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Jsr Corporation | 光導波路形成用感光性組成物および光導波路 |
| JP2013035994A (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 脂環式構造及びペルフルオロシクロブチルエーテル構造を有する共重合体 |
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