TWI420167B - 耐衝擊之光學波導及其製造方法 - Google Patents

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TWI420167B
TWI420167B TW096100713A TW96100713A TWI420167B TW I420167 B TWI420167 B TW I420167B TW 096100713 A TW096100713 A TW 096100713A TW 96100713 A TW96100713 A TW 96100713A TW I420167 B TWI420167 B TW I420167B
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Kai Su
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Description

耐衝擊之光學波導及其製造方法
本發明係關於耐衝擊光學波導及其高效製造方法。
吾人已知包含波導之感測器，其中該波導包含各由彈性材料製成的一核心及一包層。此感測器可包括各自連接至該光學波導之末端的發光構件及光接收構件。該核心或該包層或該兩者可為透明的，且該核心之折射率稍大於該包層。該核心及該包層皆可由合成橡膠或凝膠製成。
例如在美國專利第4,529,789號中揭示了用於製備波導之組合物。然而，對於某些應用，此組合物將固化而形成一折射率及耐衝擊性皆不足之凝膠。此組合物中存在之樹脂亦會引起對光學波導應用不利之混濁性。
現有波導通常係藉由首先製造一核心並隨後用一包層材料塗覆該核心來製備。此類方法包括：擠壓一高黏度透明組合物通過噴嘴，固化該組合物以形成該核心，將一液體包層材料塗覆至該核心之外部周邊，及隨後固化該包層材料。由此類波導製成之感測器之缺陷在於，需要額外連接器以附著感測器之部件，諸如將輻射源及偵測器附著至波導末端處。此將增加製造感測器之製程步驟及成本。
待解決問題
本發明之一目標係藉由一種高效之製造方法提供一包含一種耐衝擊波導之感測器。
本發明藉由提供一種包含一繞核心之包層的耐衝擊波導來解決以上問題。在一用以製備該核心之可固化聚矽氧組合物中併入一補強填料，藉此為該核心賦予耐衝擊性。一種製造該波導之方法包含將該可固化聚矽氧組合物注入一包含導管之包層中，及隨後將該可固化聚矽氧組合物予以固化。
除非另外說明，否則所有數量、比率及百分比皆以重量計。冠詞"一"、"該"及"該等"各意指一或多個。
波導
波導包含一被一包層圍繞之核心。該核心為折射率高於該包層之聚矽氧彈性體。該核心折射率與該包層折射率之差可基於波導之最終用途來選定。例如在某些應用中，該差可在0.005至0.55之間，或者在0.1至0.3之間。此範圍可能需要有所差異，例如，當需要相對較小之彎曲半徑時，例如波導須在小面積中彎曲至90°角或更高時。或者，當波導將用於遠距離數位資料傳輸應用時，可能需要較小折射率差，諸如在0.005至0.04之間。
核心
核心可藉由將一可固化聚矽氧組合物注入該包層、隨後固化該組合物來加以製備。核心之折射率可在1.43至1.59之間，或者在1.46至1.54之間。一適當組合物包含：(I)平均每個分子具有至少兩個反應性不飽和有機基團之聚有機矽氧烷，(II)平均每個分子具有至少兩個矽鍵結氫原子之固化劑，(III)氫化矽烷化觸媒，及(IV)補強填料。
組份(I)聚有機矽氧烷
該組合物中之組份(I)為平均每個分子具有至少兩個不飽和有機基團之聚有機矽氧烷，其能經歷氫化矽烷化反應。組份(I)可為均聚物或共聚物。組份(I)可具有直鏈狀、分支鏈狀或環狀結構。組份(I)中每個分子之反應性不飽和有機基團可位於末端位置、旁側位置或既位於末端位置亦位於旁側位置。組份(I)之折射率可在1.38至1.59之間。組合物中組份(I)之量為100重量份。組份(I)可包含矽氧烷單元，其包括(但不限於)R2 R1 2 SiO1/2 、R1 3 SiO1/2 、R2 R1 SiO2/2 、R1 2 SiO2/2 ，及R1 SiO3/2 單元。在前述化學式中，每一R1 單獨為一單價有機基團。適當單價有機基團包括(但不限於)：烷基，諸如甲基、乙基、丙基及丁基；烯基，諸如乙烯基、烯丙基及丁烯基；炔基，諸如乙炔基及丙炔基；芳族基，諸如苯基、苯乙烯基、甲苯基、二甲苯基及苯甲基。然而，至少5%或者至少50%的R1 為芳族基。為芳族基之R1 基團之量可在10%至90%之間。為芳族基之R1 基團之準確量將取決於各種因素包括所選填料。一般而言，存在更多芳族基時，折射率增加。每一R2 單獨為一不飽和單價有機基團。R2 之實例有烯基諸如乙烯基、烯丙基及丁烯基，及炔基諸如乙炔基及丙炔基。組份(I)可包含以下化學式之聚二有機基矽氧烷：(A)R1 3 SiO(R1 2 SiO)α (R1 R2 SiO)β SiR1 3 ，(B)R1 2 R2 SiO(R1 2 SiO)α (R1 R2 SiO)β SiR1 2 R2 ，或(C)二者之組合。
在該等化學式中，R1 及R2 如上所述，α之平均值在0至20,000之間，且β之平均值在2至20,000之間。
組份(I)可包含聚二有機基矽氧烷，諸如二甲基乙烯基矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/甲基苯基矽氧烷)；二甲基乙烯基矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/二苯基矽氧烷)；苯基、甲基、乙烯基－矽烷氧基封端之聚二甲基矽氧烷；及其組合。
組份(I)可為單個聚二有機基矽氧烷，或包含兩個或兩個以上聚二有機基矽氧烷之組合，其中該等聚二有機基矽氧烷在以下屬性之至少一個上不同：結構、黏度、平均分子量、矽氧烷單元及次序。此項技術中已知製備適合用作組份(I)之聚二有機基矽氧烷之方法，諸如相應有機鹵化矽烷之水解及縮合或環狀聚二有機基矽氧烷之平衡化。
組份(II)固化劑
組份(II)可為平均每個分子具有至少兩個矽鍵結氫原子之聚有機氫矽氧烷。組份(II)可為均聚物或共聚物。組份(II)可具有直鏈狀、分支鏈狀或環狀結構。組份(II)中之矽鍵結氫原子可位於末端位置、旁側位置或既位於末端位置亦位於旁側位置。組合物中組份(II)之量足以固化組合物。組份(II)之量足以在組份(I)中為每個反應性不飽和有機基團提供0.5至2個矽鍵結氫原子(SiH/不飽和基團比率)。或者，SiH/不飽和基團比可在1.0至1.8之間。
組份(II)可包含矽氧烷單元，包括(但不限於)HR3 2 SiO1/2 、R3 3 SiO1/2 、HR3 SiO2/2 、R3 2 SiO2/2 ，及HSiO3/2 單元。在前述化學式中，每一R3 係單獨選自無脂肪族不飽和之單價有機基團。
組份(II)可包括一為以下化學式之化合物：(a)R3 3 SiO(R3 2 SiO)γ (R3 HSiO)δ SiR3 3 ，或(b)R3 2 HSiO(R3 2 SiO)γ (R3 HSiO)δ SiR3 2 H，(c)二者之組合。
在該等化學式中，γ之平均值在0至20,000之間，且δ之平均值在2至20,000之間。每一R3 單獨為一無脂肪族不飽和之單價有機基團。適當之無脂肪族不飽和之單價有機基團包括：烷基，諸如甲基、乙基、丙基及丁基；芳族基，諸如苯基、苯乙烯基、甲苯基、二甲苯基及苯甲基。至少5%或者至少50%的R3 為芳族基。為芳族基之R3 基團之量可在10%至90%之間。為芳族基之R3 基團之準確量將取決於各種因素包括所選填料。
組份(II)之實例有二甲基氫矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/甲基苯基矽氧烷)；二甲基氫矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/二苯基矽氧烷)；二甲基氫矽烷氧基封端之聚(甲基氫矽氧烷/甲基苯基矽氧烷)矽氧烷；三甲基矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/甲基氫矽氧烷/甲基苯基矽氧烷)；苯基、甲基、乙烯基－矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/甲基氫矽氧烷)；及其組合。
組份(II)可為兩個或兩個以上在以下屬性中至少一個上有不同之有機氫聚矽氧烷的組合：結構、平均分子量、黏度、矽氧烷單元及次序。本技術中已熟知製備適合用作組份(II)之直鏈狀、分支鏈狀及環狀有機氫聚矽氧烷的方法，諸如有機鹵化矽烷之水解及縮合。
組份(III)氫化矽烷化觸媒
適當之氫化矽烷化觸媒在本技術中已知且有市售。氫化矽烷化的加入量足以催化組合物之固化反應。組份(III)之量基於組合物之重量可為鉑族金屬的0.1至1000 ppm或者為鉑族金屬的10至100 ppm。氫化矽烷化觸媒可包含一選自以下各物之鉑族金屬：銠、釕、鈀、鋨或銥金屬或其有機金屬化合物，或其一組合。氫化矽烷化觸媒之實例有諸如氯鉑酸、六水合氯鉑酸、二氯化鉑，及該等化合物與低分子量有機聚矽氧烷之錯合物，或微囊封於一矩陣或核殼結構中之鉑化合物。鉑與低分子量有機聚矽氧烷之錯合物包括與鉑之1,3－二乙烯基－1,1,3,3－四甲基二矽氧烷錯合物。該等錯合物可微囊封於一樹脂矩陣中。
例如美國專利3,159,601、3,220,972、3,296,291、3,419,593、3,516,946、3,814,730、3,989,668、4,784,879、5,036,117及5,175,325及EP 0 347 895 B中描述了適當之氫化矽烷化觸媒。此項技術中已知微囊封之氫化矽烷化觸媒及其製備方法，其例示於美國專利第4,766,176號及其中之引述、及美國專利第5,017,654號中。
組份(IV)補強填料
組份(IV)為一補強填料。加入組合物之組份(IV)之量取決於所選填料之類型，然而基於組合物之重量，組份(IV)可以0.01%至65%之量添加至組合物。適當之補強填料包括二氧化矽(諸如煙霧狀二氧化矽或矽膠)；二氧化鈦、矽金屬、鋁或其組合。適當之補強填料在本技術中已知且有市售，諸如Massachusetts州Cabot Corporation出售之名為CAB－O－SIL之煙霧狀二氧化矽。所選填料取決於各種因素，包括波導將傳輸之輻射之波長及填料之屬性。舉例而言，當填料之粒度大於待傳輸輻射波長之10%時，則填料及聚二有機基矽氧烷之選擇應使其折射率相匹配。"匹配"意謂填料之折射率與聚二有機基矽氧烷之折射率的值足夠接近，以致所得波導之光損失足夠低以便於波導出口處一偵測器偵測輻射。例如，在組份(I)與(IV)之間的折射率匹配在1%以內的情況下，可製備2 m至10 m長之波導具有每公分0.5分貝(dB/cm)或更低之損失。當填料之粒度充分小於待傳輸輻射波長之10%時，不一定要匹配組份(I)與(IV)之折射率來減少光損失。或者，填料可具有小於或等於待經由波導傳輸之輻射之波長之10%的粒度，且填料可具有一填料折射率，聚二有機基矽氧烷可具有聚二有機基矽氧烷折射率，且該填料折射率可匹配該聚二有機基矽氧烷折射率。熟習此項技術者應能判定組份(I)與(IV)之折射率應何時相匹配且無不當實驗。
視情況可用一處理劑對填料進行表面處理。處理劑及處理方法為本技術中已知，例如見美國專利6,169,142(col.4,line 42至col.5,line 2)。可在組合填料與組合物其他諸組份之前用處理劑處理填料，或可就地處理填料。
處理劑可為具有以下化學式之烷氧基矽烷：R4 ε Si(OR5 )(4－ε) ，其中ε為1、2或3；或者ε為3。R4 為單價有機基團，其實例有1至50個碳原子、或8至30個碳原子或8至18個碳原子之單價烴基。R4 之實例有諸如己基、辛基、十二基、十四基、十六基及十八基之烷基；及諸如苯甲基、苯基及苯乙基之芳族基。R4 可為飽和或不飽和、分支或未分支、及未取代。R4 可為飽和、未分支且未取代。
R5 為1至4個碳原子之未取代飽和烴基。處理劑之實例有己基三甲氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、十二基三甲氧基矽烷、十四基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯乙基三甲氧基矽烷、十八基三甲氧基矽烷、十八基三乙氧基矽烷，及其組合物。
烷氧基－官能寡聚矽氧烷亦可用作處理劑。烷氧基－官能寡聚矽氧烷及其製備方法為本技術中已知，例如見EP 1 101 167 A2。例如，適當烷氧基－官能寡聚矽氧烷之化學式包括(R6 O)υ Si(OSiR7 2 R8 )4－υ 。在此化學式中，υ為1、2或3，或者υ為。每個R6 可為一烷基。每個R7 可單獨選自具有1至10個碳原子之飽和及不飽和單價烴基。每個R8 可為至少具有11個碳原子之飽和或不飽和單價烴基。
矽氮類亦可用作處理劑。例如，可使用六甲基二矽氮烷。
可選組份(V)硬化改質劑
組份(V)為一可加至組合物之可選硬化改質劑。添加組份(V)可延長組合物之存放期或工作期或二者兼有。添加組份(V)可升高組合物之固化溫度。適當之硬化改質劑為本技術中已知且有市售。
組份(V)之實例有諸如甲基丁炔醇、乙炔基環己醇、二甲基己炔醇之炔醇及其組合；諸如甲基乙烯基環矽氧烷之環烷基矽氧烷，實例有1,3,5,7－四甲基－1,3,5,7－四乙烯基環四矽氧烷、1,3,5,7－四甲基－1,3,5,7－四己烯基環四矽氧烷及其組合；諸如3－甲基－3－戊烯－1－炔、3,5－二甲基－3－戊烯－1－炔之烯－炔化合物；諸如苯幷三唑之三唑；磷化氫；硫醇；肼；諸如四甲基乙二胺、反丁烯二酸二烷基酯、反丁烯二酸二烴基酯、反丁烯二酸二烷氧基烷基酯、順丁烯二酸酯之胺及其組合。適當之硬化改質劑由(例如)美國專利3,445,420；3,989,667；4,584,361及5,036,117揭示。
加至組合物之組份(V)的量取決於所用之特定硬化改質劑、組份(III)之性質及量，及組份(II)之組合。然而，組份(V)之量基於組合物之重量可為0.001%至10%。
包層
適當之包層為本技術中已知且有市售。例如，美國密西根州密德蘭市之Dow Corning Corporation出售之SILASTIC牌導管適合用作包層。使用SILASTIC導管時，包層折射率小於1.45，或者在1.40至1.42之間。可塗覆於該包層內部之適當塗料組合物為本技術中已知且有市售。例如，自Dow Corning Corporation可購之SYLGARD184適合用作塗料組合物。儘管不應受理論所限，該塗層仍被認為改良了波導之損失特徵。
感測器
上述波導具有一入口及一出口。本發明之感測器包含該波導及一位於波導入口處之輻射源、或一位於波導出口處之偵測器或二者兼有。或者，該感測器可包含一位於波導入口處之輻射發射及偵測裝置及一位於波導出口處之反射器(諸如一鏡)。該輻射源可為(例如)一LED裝置。該偵測器可為(例如)一光電二極體或光電晶體。
製造方法
本發明進一步關於一種製備上述波導及感測器之方法。該方法包含：(1)將一可固化矽組合物注入一具有一入口及一出口之包層中，(2)在步驟(1)之後固化該組合物以形成一核心，從而形成一具有一入口及一出口之波導。該方法視情況可進一步包含在步驟(2)之前將一輻射源在波導入口處插入組合物中。該方法視情況可進一步包含在步驟(2)之前將一偵測器在波導出口處插入組合物中。
該方法視情況可進一步包含在步驟(1)之前將一塗料組合物塗覆至包層之內側並固化該塗料組合物以形成一固化塗層。
可藉由(例如)於100℃至200℃或者150℃至200℃溫度下加熱30分鐘至2個小時，來執行步驟(2)及該塗覆塗料組合物之可選步驟。此可提供降低介面粗糙度從而減少光損失的益處。
本發明之方法可提供以下益處：輻射源及偵測器之插入將使其不再需要經由複合光學透鏡配置將光耦合至波導中。
使用方法
本發明之感測器可用作汽車或醫療應用中的壓力感測器或光導。發射器為LED時，感測器可用於光之準直。汽車應用包括防衝撞感測器、車輛安全地帶感測器、頂篷防夾感測器、電子滑動門、及車窗、行人衝撞程度減輕機制及乘客座位偵測。儘管不應受理論所限，本發明之光學感測器仍被認為具有較機電感測器(例如壓電)而言更高的精確度、更快的回應時間及更高的可靠性。
實例
此等實例意欲向熟習此項技術者說明本發明，而不應理解為限制申請專利範圍中所陳述之本發明之範疇。
實例1
核心組合物係藉由混合60克(g)基料、115 g二甲基乙烯基矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/苯基甲基矽氧烷)、3.9 g交聯劑、2.4 g增鏈劑、0.013 g觸媒及0.03 g Surfynol(表面活性劑)61而加以製備。基料包含32%經六甲基二矽氮烷處理之煙霧狀二氧化矽及68%折射率在1.465至1.475之間、黏度在25℃下介於1425至2600 cSt之間，及乙烯基含量在0.67至0.78%之間的苯基，甲基，乙烯基矽烷氧基封端之聚(雙甲基矽氧烷/苯基甲基矽氧烷)。交聯劑為Si－H含量在0.71%至0.85%之間、黏度為5 cSt(mm2 /s)之三甲基矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/甲基氫矽氧烷)。增鏈劑為來自Gelest,Inc.之二甲基氫矽烷氧基封端之聚二甲基矽氧烷。觸媒為含有0.8%鉑及四甲基二乙烯基矽氧烷之混合物。Surfynol 61為來自Nissan Chemical Industry Co.,Ltd之3,5－二甲基－1－己炔－3－醇。
該混合物最初於室溫下真空中(<20 Torr)進行除氣。接著用所得之經除氣混合物填充一注射器。該注射器用以將該經除氣混合物注入0.5米(m)長之Dow Corning Corporation製造之SILASTICLaboratory Tubing(實驗室導管)。將來自Fiber Optic Products,Inc.之3毫米(mm)直徑之LED發射器推入入口。將所得物品置於烘箱中並於150℃下加熱1小時(h)。所得波導具有每公分0.375分貝(dB/cm)之損失。用鎚反覆擊打波導時未發現斷裂。
圖1展示一根據實例1之波導。該波導包含SILASTIC包層101及一聚矽氧彈性體核心102，後者如上所述藉由固化組合物而製備。
實例2
核心組合物係藉由混合60 g基料、115 g二甲基乙烯基矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/苯基甲基矽氧烷)、3.9 g交聯劑、2.4 g增鏈劑、0.013 g觸媒及0.03 g Surfynol 61而加以製備。基料、交聯劑、增鏈劑、觸媒及Surfynol同實例1。
該混合物最初於室溫下真空中(<20 Torr)進行除氣。接著用所得之經除氣混合物填充一注射器。該注射器用以將該經除氣混合物注入0.5米(m)長之Dow Corning Corporation製造之SILASTICLaboratory Tubing(實驗室導管)。將所得物品置於烘箱中並於150℃下加熱1小時(h)以製備一波導。將該波導取出烘箱並冷卻至室溫。用一刮刀將該核心自末端移除至0.5公分(cm)。用若干滴如上製備之未固化混合物填充導管。再次於真空下對該物品進行排氣。再次用未固化混合物填充導管之末端。將來自Fiber Optic Products,Inc.之3 mm LED光源推入導管。將所得物品置於烘箱中並加熱30分鐘。此將LED固定於所得感測器中。
使用回切法量測光損失，其中每次切割後使導管末端重新對準為接近一Si光電二極體感測器。資料編匯於以下表1中。
圖2為輸出功率(於導管末端處量測)相對導管長度之顯示預期指數依賴關係之半對數曲線。實例2之損失為L ＝0.38 dB/cm。
實例3
用一核心組合物填充36－cm長之Dow Corning Corporation製造之SILASTICLaboratory Tubing(1/4" ID,3/8" OD)。核心組合物係藉由混合60克(g)基料、115 g二甲基乙烯基矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/苯基甲基矽氧烷)、3.9 g交聯劑、2.4 g增鏈劑、0.013 g觸媒及0.03 g Surfynol 61而加以製備。基料、交聯劑、增鏈劑、觸媒及Surfynol同實例1。該混合物最初於室溫下真空中(<20 Torr)進行除氣。接著用該材料填充一注射器並用該注射器將其推入導管。將3 mm之LED光發射器及偵測器(來自Radio Shack)推入導管之每一端。將導管置於烘箱中並於150℃下加熱1 h。
在向導管施加可變壓縮的狀況下評估導管感測器之回應。將一3/8"直徑之桿以90°角橫過感測器導管。對該金屬桿施加壓力，並量測偵測器之輸出功率，作為相對導管感測器所在之平坦表面之壓縮距離的函數。結果顯示於表2中且繪製於圖3中。
表中最後三個資料點顯示在移除壓縮後仍存在較小暫時性之導管變形(未繪出)。
圖4顯示一根據圖3之感測器。該感測器包括一波導404，其包括一核心402及一包層407。該感測器進一步包括一在波導404之入口403處插入核心402中之輻射源(LED發射器)401、及一位於波導404之出口406處之輻射偵測器405。
實例4
在此實例中，用SYLGARD塗覆Dow Corning Corporation製造之SILASTICLaboratory Tubing，以降低介面粗糙度從而改良損失特徵。將12 g SYLGARD184注入一3 m長之導管。將該導管一端懸於頂蓬並用SYLGARD184沖刷導管之內側。於室溫下固化所得塗層歷時24小時(h)。將該導管切至2.5 m長度，繼而用一混合物加以填充，其中該混合物係藉由混合60 g基料、115 g二甲基乙烯基矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/苯基甲基矽氧烷)、3.9 g交聯劑、2.4 g增鏈劑、0.013 g觸媒及0.03 g Surfynol 61而加以製備。基料、交聯劑、增鏈劑、觸媒及Surfynol同實例1。將填充所得之導管置於一150℃烘箱中並加熱1 h。使用回切法量測之固化光導之光損失為0.211 dB/cm。用鎚反覆擊打波導時未發現斷裂。
根據實例4之波導之一橫截面展示於圖5中。該波導包含SILASTIC包層501、該包層內之一固化SYLGARD184塗層502，及一如上所述藉由固化組合物而製備之聚矽氧彈性體核心503。
比較性實例1
製備一無補強填料之可固化組合物，其含有11份的三(二甲基乙烯基矽烷氧)甲基矽烷、68份的苯基，甲基，乙烯基矽烷氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/苯基甲基矽氧烷)、21份的二甲基氫矽烷氧基封端之苯基倍半氧矽烷樹脂、小於1份的1,3－二乙烯基－1,1,3,3－四甲基二矽氧烷與鉑之錯合物、0.06份的四甲基二乙烯基二矽氧烷及0.30份的二甲基－1－己炔－3－醇。該組合物最初於室溫下真空中(<20 TORR)進行除氣。接著用經除氣之組合物填充0.5 m長之Dow Corning Corporation製造之SILASTICLaboratory Tubing。將填充所得之導管置於一150℃烘箱中並加熱1 h以形成一波導。使用回切法量測之光損失為0.314 dB/cm。當使用鎚擊打波導時，核心斷裂且碎開。此比較性實例顯示填料對於波導之耐衝擊性的重要性，且樹脂不能為此組合物賦予所需程度的耐衝擊性。
工業應用
本發明之波導及感測器可為有利的，在於核心與包層之間無需底塗劑或黏著劑。此使其製備方法與於核心與包層之間塗覆了底塗劑或黏著劑相比更有效。此外，可根據本發明製備2至10米長之光學波導。本發明之光學波導之低損失將允許製備此等長度之光學波導。波導損失可小於0.5 dB/cm或者在0.2至0.5 dB/cm之間。使填料與聚二有機基矽氧烷之折射率相匹配(當填料之粒度超過待傳輸輻射波長之10%時)及降低介面粗糙度可減少光損失。
101．．．包層
102．．．核心
401．．．輻射源
402．．．核心
403．．．波導入口
404．．．波導
405．．．輻射偵測器
406．．．波導出口
407．．．包層
501．．．包層
502．．．塗層
503．．．核心
圖1為根據實例1之波導之一橫截面。
圖2為顯示經波導傳輸之光功率作為波導長度之函數的圖。
圖3為顯示對壓縮狀況下波導變形之回應的圖。
圖4為根據實例3之感測器之一橫截面。
圖5為根據實例4之波導之一橫截面。
101．．．包層
102．．．核心

Claims (11)

  1. 一種光學波導，其包含：(A)一具有一核心折射率之核心，及(B)一圍繞該核心之包層，其中該包層具有小於該核心折射率之包層折射率；其中該核心包含一可固化聚矽氧組合物之反應產物，該可固化聚矽氧組合物包含(i)100重量份的聚二有機基矽氧烷，其每個分子平均具有至少兩個封端不飽和有機基團，(ii)一足以固化該組合物之量的固化劑，其每個分子平均具有至少兩個矽鍵結氫原子，(iii)一足以催化固化該組合物之量的氫化矽烷化觸媒，及(iv)一足以對該可固化聚矽氧組合物之固化產物賦予耐衝擊性之量的補強填料；其中該光學波導具有0.5dB/cm或更小的損失。
  2. 一種製造如請求項1之光學波導之方法，其包含：(I)將一可固化聚矽氧組合物注入一具有一入口及一出口之包層中，及(II)隨後固化該組合物以形成該核心，藉此形成具有一入口及一出口之光學波導，其中該可固化聚矽氧組合物係如請求項1中所定義者。
  3. 如請求項2之方法，其中該光學波導具有2cm至10m範圍之長度。
  4. 如請求項2之方法，其中該填料具有之粒度大於待經由該波導傳輸之輻射之波長之10%，且該填料具有一填料折射率，該聚二有機基矽氧烷具有一聚二有機基矽氧烷折射率，且該填料折射率匹配該聚二有機基矽氧烷折射率。
  5. 如請求項2之方法，其中該填料具有之粒度小於或等於待經由該波導傳輸之輻射之波長之10%。
  6. 如請求項2之方法，其中該填料具有之粒度小於或等於待經由該波導傳輸之輻射之波長之10%，且該填料具有一填料折射率，該聚二有機基矽氧烷具有一聚二有機基矽氧烷折射率，且該填料折射率匹配該聚二有機基矽氧烷折射率。
  7. 如請求項2之方法，其進一步包含在步驟(I)之後及步驟(II)之前將一輻射發射器在該入口處插入該組合物中。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包含：在步驟(I)之後及步驟(III)之前將一偵測器在該包層之該出口處插入該組合物中。
  9. 如請求項7或8之方法，其中該發射器為發光二極體裝置。
  10. 如請求項8之方法，其中該偵測器為光電二極體或光電晶體。
  11. 一種感測器，其包含如請求項2至10中任一項之方法製備的光學波導。
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