(57)【要約】  本方法は、−  流体ガイド形成組成物（３０）を、光源（１２）および光ファイバー（１４）と接触した状態で置くステップと、−  光学ガイドの中央領域を硬化するために、光源（１２）および／または光ファイバー（１４）からガイド形成組成物（３０）に第１光を注入するステップと、−  第２光開始剤系によって開始される光重合により、光学ガイドの周辺領域を硬化するために、ガイド形成組成物（３０）を第２光で照射するステップとを含む。第１ピーク波長と第２ピーク波長との差は、１００ｎｍより大きい
2019504347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性発光を生じる光源（１２）と光ファイバー（１４）との間に自己整列光学ガイド（１０）を作るための方法であって、
−  前記光源（１２）および前記光ファイバー（１４）を向かい合うように配置し、かつそれらの間に中間スペース（４６）を画定するステップと、
−  前記中間スペース（４６）において、流体ガイド形成組成物（３０）を、前記光源（１２）および前記光ファイバー（１４）と接触した状態で置くステップであって、前記ガイド形成組成物（３０）が、少なくとも第１モノマーと、第１光を照射されると少なくとも前記第１モノマーの重合を活性化することができる第１光開始剤系とを含む、ステップと、
−  前記第１光開始剤系によって開始される光重合により、前記光学ガイド（１０）の中央領域（２２）を硬化するために、前記光源（１２）および／または前記光ファイバー（１４）から前記ガイド形成組成物（３０）に第１光を注入するステップであって、前記中央領域（２２）が前記光源（１２）と前記光ファイバー（１４）とを接続する、ステップと
を含む方法において、
前記第１光が第１ピーク波長を有し、前記ガイド形成組成物（３０）が第２光開始剤系を含み、前記第２光開始剤系が、第２ピーク波長を有する第２光を照射されると活性化されることができ、
前記方法が、前記第２光開始剤系によって開始される光重合により、前記光学ガイド（１０）の周辺領域（２４）を硬化するために、前記ガイド形成組成物（３０）を前記第２光で照射するステップを含み、
前記第１ピーク波長と前記第２ピーク波長との差が１００ｎｍより大きいことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１光が少なくとも６５０ｎｍのピーク波長を有し、前記第２光が厳密に６５０ｎｍ未満のピーク波長を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１光が、７００ｎｍ〜１６００ｎｍに含まれるピーク波長を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１光が、７００ｎｍ〜９００ｎｍに含まれる、有利には８００ｎｍに近いかまたは等しいピーク波長を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１光が、１２００ｎｍ〜１４００ｎｍに含まれる、有利には１３００ｎｍに近いかまたは等しいピーク波長を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第２光が、４５０ｎｍ未満のピーク波長を有する、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１モノマーがアクリレートモノマーである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ガイド形成組成物（３０）が、前記第１アクリレートモノマーと異なる第２アクリレートモノマーを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１および前記第２アクリレートモノマーの一方がジアクリレートであり、前記第１および前記第２アクリレートモノマーの他方がトリアクリレートであり、前記第１アクリレートモノマーが有利にはエポキシビスフェノールＡジアクリレートオリゴマーを含み、および前記第２アクリレートモノマーが有利には分岐トリアクリレートを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１および前記第２アクリレートモノマーの両方がジアクリレートであり、前記第１アクリレートモノマーが有利にはエポキシビスフェノールＡジアクリレートであり、および前記第２アクリレートモノマーが有利にはトリプロピレングリコールジアクリレートである、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記中央領域（２２）および前記周辺領域（２４）の硬化後の、前記中央領域（２２）における前記光学ガイド（１０）の軸に沿った光学指数と、前記周辺領域（２４）における前記光学ガイド（１０）の周辺部での光学指数との差が５×１０−４より大きい、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１光開始剤系が少なくとも光増感剤と開始剤とを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１光の前記注入が、前記光源（１２）および前記光ファイバー（１４）を通じて同時に行われる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記光源（１２）を通じて注入された前記第１光の光パワー密度が、前記光ファイバー（１４）を通じて注入された前記第１光のパワーと２０％超だけ異なる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ガイド形成組成物（３０）に注入された前記第１光の前記光パワー密度が１００Ｗ／ｃｍ２〜１０ＫＷ／ｃｍ２である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記光源（１２）が、ＶＣＳＥＬおよび追加的な光ファイバーの中から選択される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記光ファイバー（１４）が単一モード光ファイバーである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも前記第１光の前記注入後、前記光学ガイド（１０）が可撓性であり、前記方法が、前記光源（１２）に接続された前記光学ガイド（１０）の第１端部と、前記光ファイバー（１４）に接続された前記光学ガイド（１０）の第２端部との間に屈曲部を形成するために、前記光学ガイド（１０）を曲げるステップを含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
光源（１２）と光ファイバー（１４）との間に自己整列光学ガイド（１０）を作るためのキットであって、
−  光源（１２）および光学ガイド（１０）であって、向かい合うように配置され、かつそれらの間に中間スペース（４６）を画定することを意図された光源（１２）および光学ガイド（１０）と、
−  前記光源（１２）および前記光ファイバー（１４）と接触した状態で置かれることを意図された流体ガイド形成組成物（３０）であって、少なくとも第１モノマーと、第１光を照射されると前記第１モノマーの光重合を活性化することができる第１光開始剤系とを含む、流体ガイド形成組成物（３０）と
を含み、
−  前記第１光開始剤系によって開始される光重合により、前記光学ガイド（１０）の中央領域（２２）を硬化するために、前記光源（１２）が第１光を前記ガイド形成組成物（３０）に注入することができる、キットにおいて、
前記第１光が第１ピーク波長を有し、前記ガイド形成組成物（３０）が第２光開始剤系を含み、前記第２光開始剤系が、ピーク波長を有する第２光を照射されると活性化されることができ、
前記キットが、前記第２光開始剤系によって開始される光重合により、前記光学ガイド（１０）の周辺領域（２４）を硬化するために、前記ガイド形成組成物（３０）を照射することができる第２光源（４４）を含み、
前記第１ピーク波長と前記第２ピーク波長との差が１００ｎｍより大きいことを特徴とするキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指向性発光を生じる光源と光ファイバーとの間に自己整列光学ガイドを作るための方法であって、
−  光源および光ファイバーを向かい合うように配置し、かつそれらの間に中間スペースを画定するステップと、
−  中間スペースにおいて、流体ガイド形成組成物を、光源および光ファイバーと接触した状態で置くステップであって、ガイド形成組成物が、少なくとも第１モノマーと、第１光を照射されると少なくとも第１モノマーの重合を活性化することができる第１光開始剤系とを含む、ステップと、
−  第１光開始剤系によって開始される光重合により、光学ガイドの中央領域を硬化するために、光源および／または光ファイバーからガイド形成組成物に第１光を注入するステップであって、中央領域が光源と光ファイバーとを接続する、ステップと
を含む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような方法は、指向性のある光を放出する光源を光ファイバーと高効率で接続することに向けられたものである。光ファイバーは、単一モードファイバーまたはマルチモードファイバーのいずれかである。
【０００３】
光源は、特に垂直共振器面発光レーザー（Ｖｅｒｔｉｃａｌ−Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）、すなわちＶＣＳＥＬである。
【０００４】
指向性のあるビームを放出する光学レーザー源は、過去数年でかなりの発展を遂げている。これらの光学コヒーレント源には、特に発光ダイオードよりも多くの利点がある。ＶＣＳＥＬは、それらの全て垂直な形状が製造コストを低く保つことを理由として、まとめて製造するのが極めて容易である。それらは、半導体製造に組み込むのが容易である。
【０００５】
そのようなコンポーネントはまた、極めて信頼性があるとともに、極めて長い寿命を有する。追加的に、それらは低いしきい値電流で作動し、高品質な光学ビームを送達しつつ低いパワー消費をもたらす。
【０００６】
ＶＣＳＥＬなどの光源は、多数の遠隔用途のために光ファイバーに結合されなければならない。光源と光ファイバーとの間の結合は決定的に重要なステップであり、良質な結合を伴って達成するのは極めて難しい。十分なパワー伝達を得るには、ＶＣＳＥＬにより放出されたビームを光ファイバーのコアと極めて厳密に整列させることが必要である。整列は得るのが極めて難しく、コストがかかり得る。また、この結合を、経時的に維持するのは難しい。
【０００７】
整列が完璧ではない場合、伝達されるパワーはより低くなり、光源は、光パワーの損失を補償するためにより高い励起レベルで使用されなければならない。これはまた、ビーム光学特性に影響を及ぼし得る。
【０００８】
そのような問題を緩和するために、ＫＡＧＡＭＩ  ｅｔ  ａｌ．ｉｎ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌｕｍｅ７９，ｎ°８，Ａｕｇｕｓｔ  ２０，２００１の論文は、光源と光ファイバーとの間での光学ガイドの形成を開示する。このガイドは、異なる光学指数を有する２つの非相溶樹脂でできている。ＫＡＧＡＭＩにより報告されたとおり、樹脂の重合中にミクロ相分離が生じ、これは、接続がなされるときに材料における光学的損失を誘導する。この方法は、マルチモードファイバーを光源と接続することのみ可能である。さらに、両方の樹脂は、ＵＶまたは可視フィールドにおいて重合される。
【０００９】
国際公開第２０１２／０１０７７６号パンフレットは、ファイバー間にガイドを作り出すことにより光ファイバーを結合する方法を開示する。この方法は、中間スペースに第１樹脂を置くことと、第１樹脂の重合を行うこととを含む。
【００１０】
次いで、重合コアの周りで重合されることになる第２樹脂を置く前に、残っている樹脂が除去される。このような方法は、第２樹脂の重合が実施され得る前に第１樹脂が除去されなければならないことから、作業が面倒である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０１０７７６号
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｋａｇａｍｉ  ｅｔ  ａｌ．ｉｎ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌｕｍｅ７９，ｎ°８，Ａｕｇｕｓｔ  ２０，２００１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の１つの目的は、指向性発光を有する光源と光ファイバーとの間の極めて単純で信頼性がありかつ有効な接続を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的のために、本発明は、上で開示された方法において、
−  第１光が第１ピーク波長を有し、ガイド形成組成物が第２光開始剤系を含み、第２光開始剤系が、第２ピーク波長を有する第２光を照射されると活性化されることができ、
本方法が、第２光開始剤系によって開始される光重合により、光学ガイドの周辺領域を硬化するために、ガイド形成組成物を第２光で照射するステップを含み、
第１ピーク波長と第２ピーク波長との差が１００ｎｍより大きいことを特徴とする方法に関する。
【００１５】
本発明による方法は、以下の特徴の１つまたは複数を単独でまたは任意の技術的組合せにより含み得る：
−  第１光が少なくとも６５０ｎｍのピーク波長を有し、第２光が厳密に６５０ｎｍ未満のピーク波長を有し、
−  第１光が、７００ｎｍ〜１６００ｎｍに含まれるピーク波長を有し、
−  第１光が、７００ｎｍ〜９００ｎｍに含まれる、有利には８００ｎｍに近いかまたは等しいピーク波長を有し、
−  第１光が、１２００ｎｍ〜１４００ｎｍに含まれる、有利には１３００ｎｍに近いかまたは等しいピーク波長を有し、
−  第２光が、４５０ｎｍ未満のピーク波長を有し、
−  第１モノマーがアクリレートモノマーであり、
−  ガイド形成組成物が、第１アクリレートモノマーと異なる第２アクリレートモノマーを含み、
−  第１および第２アクリレートモノマーの一方がジアクリレートであり、第１および第２アクリレートモノマーの他方がトリアクリレートであり、第１アクリレートモノマーが有利にはエポキシビスフェノールＡジアクリレートオリゴマーを含み、および第２アクリレートモノマーが有利には分岐トリアクリレートを含む。
−  第１および第２アクリレートモノマーの両方がジアクリレートであり、第１アクリレートモノマーが有利にはエポキシビスフェノールＡジアクリレートであり、および第２アクリレートモノマーが有利にはトリプロピレングリコールジアクリレートであり、
−  中央領域および周辺領域の硬化後の、中央領域における光学ガイドの軸に沿った光学指数と、周辺領域における光学ガイドの周辺部での光学指数との差が５×１０−４より大きく、
−  第１光開始剤系が少なくとも光増感剤と開始剤とを含み、
−  第１光の注入が、光源および光ファイバーを通じて同時に行われ、
−  光源を通じて注入された第１光の光パワー密度が、光ファイバーを通じて注入された第１光のパワーと２０％超だけ異なり、
−  ガイド形成組成物に注入された第１光の光パワー密度が１００Ｗ／ｃｍ２〜１０ＫＷ／ｃｍ２であり、
−  光源が、ＶＣＳＥＬおよび追加的な光ファイバーの中から選択され、
−  光ファイバーが単一モード光ファイバーであり、
−  少なくとも第１光の注入後、光学ガイドが可撓性であり、方法が、光源に接続された光学ガイドの第１端部と、光ファイバーに接続された光学ガイドの第２端部との間に屈曲部を形成するために、光学ガイドを曲げるステップを含む。
【００１６】
方法はまた、光源と光ファイバーとの間に自己整列光学ガイドを作るためのキットであって、
−  光源および光学ガイドであって、向かい合うように配置され、かつそれらの間に中間スペースを画定することを意図された光源および光学ガイドと、
−  光源および光ファイバーと接触した状態で置かれることを意図された流体ガイド形成組成物であって、少なくとも第１モノマーと、第１光を照射されると第１モノマーの光重合を活性化することができる第１光開始剤系とを含む、流体ガイド形成組成物と
を含み、
−  第１光開始剤系によって開始される光重合により、光学ガイドの中央領域を硬化するために、光源が第１光をガイド形成組成物に注入することができる、キットにおいて、
第１光が第１ピーク波長を有し、ガイド形成組成物が第２光開始剤系を含み、第２光開始剤系が、ピーク波長を有する第２光を照射されると活性化されることができ、
キットが、第２光開始剤系によって開始される光重合により、光学ガイドの周辺領域を硬化するために、ガイド形成組成物を照射することができる第２光源を含み、
第１ピーク波長と第２ピーク波長との差が１００ｎｍより大きいことを特徴とするキットを含む。
【００１７】
本発明は、添付図面を参照した専ら例としての以下の説明を読むことにより、より良好に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による方法で作られた、光源と光ファイバーとの間の第１光学ガイドの概略図である。
【図２】本発明による方法を実施するのに必要なキットの概略図である。
【図３】本発明による方法の連続ステップを示す。
【図４】本発明による方法の連続ステップを示す。
【図５】本発明による方法の連続ステップを示す。
【図６】本発明による方法の連続ステップを示す。
【図７】本発明による方法の連続ステップを示す。
【図８】ガイドの屈曲前の本発明による光学ガイドの別の構成である。
【図９】ガイドの屈曲およびクラッディングの製造後の図８と同様の図である。
【図１０】ガイドの中央部の重合を示す。
【図１１】ガイドの周辺部の重合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明による自己整列光学ガイド１０を作るための方法が図１〜７に示されている。光学ガイド１０は、指向性発光を生じる光源１２と光ファイバー１４との間に延在する。
【００２０】
指向性発光を生じる光源１２は、例えばレーザー源、特に垂直共振器面発光レーザー源、すなわち「ＶＣＳＥＬ」である。
【００２１】
ＶＣＳＥＬは、レーザービーム放出が上面に垂直であるタイプの半導体レーザーダイオードである。レーザー源は、有利には、低いしきい値電流を有し、例えばＧａＡｓベースの酸化物閉じ込め型のＶＣＳＥＬについて１ｍＡ未満である。これは、有利には、円対称性を有するビームを放出する。潜在的には、ＶＣＳＥＬは、４００ナノメートル（ｎｍ）〜２６００ｎｍに含まれる発光波長を有することができるが、最良のパフォーマンスは、６５０ｎｍ〜１５５０ｎｍの範囲において得られる。
【００２２】
ＶＣＳＥＬの発光面は、１０μｍ２〜１ｍｍ２に含まれる。ＶＣＳＥＬにより放出される光パワー密度は、例えば１００Ｗ／ｃｍ２〜１０ｋＷ／ｃｍ２に含まれる。
【００２３】
光ファイバー１４は、コア１６とクラッディング１８とを含む。好ましい実施形態において、光ファイバー１４は、単一モード光ファイバーである。コア１６直径は、したがって、有利には３μｍ〜１０．５μｍに含まれる。クラッディング直径は、概して１００μｍ〜２００μｍに含まれる。
【００２４】
変形形態において、光ファイバー１４は、マルチモードファイバーである。コア直径１６は、したがって遥かにより大きく、典型的には５０μｍ〜１０００μｍに含まれ、クラッディング直径は、概して１００μｍ〜２０００μｍに含まれる。
【００２５】
図１を参照すると、光学ガイド１０は、中央領域２２を含み、中央領域２２は、周辺領域２４より高い光学指数を有する。
【００２６】
中央領域２２および周辺領域２４におけるガイド形成組成物の総硬化後の、中央領域２２におけるガイド１０の軸Ａ−Ａ’に沿った光学指数と、周辺領域２４におけるガイド１０の周辺部の光学指数との差は５×１０−４より大きい。
【００２７】
図１に示されるとおり、光学ガイド１０のコア２２は、光源１２の中央部２０を光ファイバー１４のコア１６と接続する。
【００２８】
光学ガイド１０は、構造により、光ファイバー１４の軸Ａ−Ａ’および光源１２の軸Ａ−Ａ’上に中央がある。
【００２９】
図１に示された例において、光ファイバー１４のコア１６、ガイド１０および光源１２は同軸である。それらは共通の軸Ａ−Ａ’に沿って延在する。ガイド１０は、軸Ａ−Ａ’に沿って直線的に延在する。
【００３０】
例えば、図１における一実施形態において、ガイド１０は、手動で伸縮可能ではない剛性ポリマーでできている。
【００３１】
図９に示された変形形態において、光ファイバー１４の軸Ａ−Ａ’は、光源１２の軸Ｂ−Ｂ’と、０°〜９０°、特に５°〜９０°に含まれ得る角度をなしている。コア２２は、したがって、図８に示されるとおり、クラッディング２４の重合前に曲げられる。ガイド１０は、光源１２と同軸である、光源１２に接続された端部と、光ファイバー１４と同軸である、光ファイバー１４に接続された端部とを有する。
【００３２】
この変形形態において、コア２２は、好ましくは、手動で曲げることができるエラストマー系ポリマーでできている。この特定の変形形態の製造プロセスは後に説明される。
【００３３】
ガイド１０は、光ビーム源１２により放出された光ビームのための誘導であって、そのパワーを光ファイバーに伝達するための誘導を提供することができる。これは、光ファイバー１４へ、光源１２により放出されたパワーの少なくとも３０％、特に５０％超の伝達を提供することができる。本発明により、この結果は、光源１２と光ファイバー１４との間のより大きい（例えば、「突き合わせ結合」がなされる場合よりも大きい）距離において、および／または標準的な光ファイバーであって、その寸法が光源１２の発光サイズに適合しない標準的な光ファイバーで得られ得る。
【００３４】
光源１２と光ファイバー１４との間の軸Ａ−Ａ’に沿ったガイド１０の長さは、概して５０μｍ〜１０００μｍに含まれる。これは、優先的には１００μｍ〜３００μｍに含まれる。
【００３５】
本発明による方法において、ガイド１０は、例えば図４に示された、光重合されたガイド形成組成物３０から作られる。
【００３６】
ガイド形成組成物は、少なくとも、光重合することができるモノマーと、第１ピーク波長の第１光を受けるとそのまたは各モノマーの光重合を開始することができる第１光開始剤系と、第２ピーク波長を有する第２光を照射されると活性化され得る第２光開始剤系とを含み、第１ピーク波長と第２ピーク波長との差は１００ｎｍより大きい。
【００３７】
有利には、モノマーは、少なくともアクリレートおよび／またはメタクリレートモノマーを含む。好ましくは、ガイド形成組成物は、少なくともアクリレートモノマーを含む。アクリレートモノマーの重合は、ガイド形成組成物３０の中央領域において重合反応を閉じ込めるガイド形成組成物３０の周辺部での酸素との接触で抑制され得る。重合の閉じ込めはまた、光重合中の屈折率の増加の結果である、いわゆる「自己案内」効果の結果である。
【００３８】
好ましくは、配合は、ジアクリレートモノマー、より好ましくはエポキシジアクリレートモノマー、例えばビスフェノール−Ａ−エポキシ−ジアクリレートまたはトリプロピレングリコールジアクリレートを含む。好適な化合物は、商標Ｅｂｅｃｒｙｌ（登録商標）６００で利用可能である。
【００３９】
好ましくは、モノマーは、ガイド１０と光ファイバー１４との間のインターフェイスでの反射損を制限するために、光ファイバー１４のコア１６の屈折率に適合した屈折率を提供するように選択される。モノマーはまた、ガイド１０を剛性または可撓性にするのに十分な機械的特性を提供するように選択される。
【００４０】
モノマーの重合は、重合後、ガイド１０の中央部２２と周辺部２４との間に屈折率勾配を誘導する。
【００４１】
重合前のモノマーの粘度および表面エネルギーは、自己支持可能とするのに十分な機械強度を提供しつつその分注を可能にするように選択される。
【００４２】
粘度は、例えば、標準的な円錐平板粘度計により計測されたとき、（２５℃および環境圧力で）１ｍＰａ．ｓ〜５００００ｍＰａ．ｓに含まれる。
【００４３】
特に、ガイド形成組成物３０は、以下により形成された群において選択される少なくとも架橋可能な多機能モノマーを含む：
−  好ましくは、ビニルまたは（メタ）アクリレートモノマーに基づくラジカル重合により重合可能なモノマー、カチオン重合により重合可能なモノマー、好ましくはエポキシもしくはチオール−エンに基づくアニオン重合により重合可能なモノマー、
−  光重合可能なハイブリッド材料、例えば前駆体、好ましくはシラン化合物、特に３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランまたは３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランから調製されたゾル−ゲルハイブリッド材料。
【００４４】
好ましくは、モノマーは、一−、二−、三−、四−または五官能性（メタ）アクリレートモノマー、より有利には、一−、二−、三−、四−または五官能性アクリレートである。
【００４５】
極めて有利な第１実施形態において、ガイド形成組成物３０は、２つの異なるジアクリレートモノマーの混合物を含む。より好ましくは、ガイド形成組成物３０は、ジアクリレートモノマーの混合物、例えばトリプロピレングリコールジアクリレートモノマーで希釈されたビスフェノール−Ａ−エポキシ−ジアクリレートオリゴマーを含む。好適な化合物は、商標Ｅｂｅｃｒｙｌ（登録商標）６０５で利用可能である。
【００４６】
極めて有利な第２実施形態において、ガイド形成組成物３０は、ジアクリレートモノマーおよびトリアクリレートモノマーの混合物を含む。特に、アクリレートモノマーは、エポキシジアクリレートおよびプロピレングリコールジアクリレートの混合物を含む。より好ましくは、ガイド形成組成物３０は、ジアクリレートモノマーの混合物、例えばトリプロピレングリコールジアクリレートモノマーで希釈されたビスフェノール−Ａ−エポキシ−ジアクリレートオリゴマーを含む。
【００４７】
トリアクリレートモノマーは、例えばポリオールアクリレートモノマーである。好ましくは、トリアクリレートは、ペンタエリスリトールトリアクリレートである。
【００４８】
ガイド形成組成物３０におけるジアクリレートモノマーの質量比は、好ましくは５１％〜８０％、より好ましくは６０％〜８０％に含まれる。
【００４９】
トリアクリレートモノマーの対応する質量比は、１０％〜４９％、好ましくは２０％〜４０％に含まれる。
【００５０】
第１光開始剤系は、光源１２により作られ、および／または光ファイバー１４により搬送される第１光により活性化され得る。これは、光源１２の発光に適合された吸収スペクトルを有する。
【００５１】
好ましくは、第１光開始剤系の吸収スペクトルは、５００ｎｍ〜１６００ｎｍ、およびより好ましくは７００ｎｍ〜１６００ｎｍに含まれる。このスペクトルは近赤外線範囲に位置する。
【００５２】
有利な第１実施形態において、第１光開始剤系の吸収スペクトルは、７００ｎｍ〜１０００ｎｍ、有利には７００ｎｍ〜９００ｎｍに含まれ、より有利には８００ｎｍに近いかまたは等しい。
【００５３】
有利な第２実施形態において、第１光開始剤系の吸収スペクトルは、１２００ｎｍ〜１４００ｎｍに含まれ、有利には１３００ｎｍに近いかまたは等しい。
【００５４】
有利には、第１光開始剤系は、水素引き抜きおよび／または電子伝達により機能する２つのタイプの化合物の会合を含む。少なくとも１つの化合物は開始剤であり、少なくとも別の化合物は光増感剤である。
【００５５】
光増感剤化合物は、アクリジン、好ましくはアクリフラビンまたはオレンジアクリジン、フェナジン、好ましくはサフラニンＯ、オキサジン、チアジン、好ましくはメチレンブルーまたはチオニン、キサンテン、チオキサンテン、好ましくはＹエオシン、ベンガルピンク、またはエリスロシン、ローダミン、ケトクマリン、チオキサントン、およびポリメチンにより形成された群において好ましくは選択される。
【００５６】
好ましくは、吸収が近赤外線範囲において求められる場合、光増感剤化合物は、有機色素、例えばポリメチン、特にシアニンである。シアニンは、好ましくは、ヨウ化物、過塩素酸などの様々な対イオンを有するカルボシアニン、フタロシアニン、ナフタロシアニン、およびこれらの色素からの金属錯体、例えばコバルト、アルミニウム、銅、鉄、鉛、マグネシウム、ニッケル、シリコン、錫、チタン、バナジウムまたは亜鉛金属錯体である。
【００５７】
特に、化合物は、インドトリカルボシアニン（ＨＩＴＣ）である。インドトリカルボシアニンとメチルジエタノールアミンとの組合せが好ましい。
【００５８】
ガイド形成組成物３０における光増感剤の質量含有率は、好ましくは０．０１％〜０．５％、より好ましくは０．１％〜０．５％、さらにより好ましくは０．１％〜０．３％に含まれる。ガイド形成組成物３０における開始剤の質量含有率は、好ましくは０．５％〜１０％、より好ましくは２％〜１０％、さらにより好ましくは３％〜５％に含まれる。
【００５９】
開始剤は、それが光増感剤の励起状態からの水素引き抜きおよび／または電子伝達を受けることを可能にする物理化学的特性を備えた化合物である。優先的には、開始剤は、アミンにより形成された群において選択され、アミンは、好ましくは、三級およびより好ましくはヒドロキシルアルキルアミン、特にメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、ベンジルアミン、アニリン誘導体、ならびに特にエチルパラジメチルアミノ安息香酸、Ｎ−フェニルグリシンおよび／またはアスコルビン酸である。
【００６０】
第２光開始剤系は、第１光開始剤の第１ピーク波長と異なる第２ピーク波長を有する第２光を照射されると活性化され得る。
【００６１】
第２光開始剤は、ベンゾインエーテル、好ましくは２，２ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンまたは置換アセトフェノン、例えば２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンまたは２−メチル−１−［４−（メチルチオ−フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オンの中から選択されるノリッシュＩ型光開始剤の群の間から選択される。
【００６２】
第２光開始剤は、２つの化合物での光開始剤（ノリッシュＩＩ型）であり得、エネルギー伝達により機能する光増感剤化合物は、チオキサントン、特にイソプロピルチオキサントンまたはクマリンおよびそれらの誘導体により形成された群において選択され、開始剤は、アスコルビン酸、またはアミンにより形成された群において選択され、アミンは、好ましくは三級およびより好ましくはヒドロキシルアルキルアミン、特にメチルジエタノールアミン、ベンジルアミン、アニリン誘導体、特にＮ−フェニルグリシンまたはエチルパラジメチルアミノ安息香酸である。
【００６３】
第２光開始剤は、例えばベンゾインエーテル、置換アセトフェノン、ホスフィンオキシドの誘導体、アミノアセトン、オキシスルホニルケトン、スルホニルケトン、メタロセン、およびより優先的には、ビス（η−５−２，４シクロペンタジエン−１−イル）−ビス−［２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）フェニル］チタンまたはその誘導体の１つ、およびアゾタイプ化合物、例えばアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）により形成された群において選択される。
【００６４】
特定の実施形態において、第２光開始剤は、有機リン化合物である。特に、これは、ホスフィンオキシド誘導体、例えばビス−アシルホスフィン、例えばホスフィンオキシド、フェニルビス（２、４、６−トリメチルベンゾイル）である。
【００６５】
特に、第２光開始剤系は、第１光開始剤系が第１光を照射されるときに第１光開始剤系と相互作用しない。第１光を受けたときの第２光開始剤系の活動は無視できるほどである。これは、有利には、第１光を受けたときに第２光開始剤系の分子の１０％未満が活性化されることを意味する。
【００６６】
第１ピーク波長と第２ピーク波長との差は、１００ｎｍより大きい。
【００６７】
特に、第２光開始剤系は、ＵＶまたは可視の範囲、特に２５０ｎｍ〜５００ｎｍにおいて活性化され得る。
【００６８】
例えば、第２光開始剤系は、「αおよび／またはβ切断」と呼ばれるタイプの光誘起切断の反応により直接機能する１つのタイプの化合物を含む光開始剤を少なくとも含む。
【００６９】
ガイド形成組成物３０における第２光開始剤系の質量含有率は、例えば０．１％〜５％、より好ましくは０．５％〜１．５％に含まれる。
【００７０】
およそ１３００ｎｍのピーク波長を有する第１光について、ガイド形成組成物３０の一般的な例が以下に示される。割合は重量百分率単位である：
−  モノマー：８８．５％〜９８．４９％、
−  第１光開始剤系：ＮＩＲ色素：０．０１〜０．５、開始剤：０．５〜１０％、
−  第２ＵＶ光開始剤：１％。
【００７１】
モノマーは、好ましくはＥｂｅｃｒｙｌ（登録商標）６００とＥｂｅｃｒｙｌ（登録商標）６０５との混合物であり、割合は、組成物の望ましい粘度に依存する。
【００７２】
ＮＩＲ色素は、以下の商標の中から好ましくは選択される：ＩＲ−１０４８（Ａｌｄｒｉｃｈ）、ＩＲ−１０６１（Ａｌｄｒｉｃｈ）、ＡＤＳ１０６５Ａ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ、Ｉｎｃ）、ＡＤＳ１０７５Ａ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ、Ｉｎｃ）、ＡＤＳ９２０ＭＣ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ、Ｉｎｃ）、ＩＲ  Ｄｙｅ  ９１１７（Ａｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ）、ＩＲ  Ｄｙｅ  ９５７２（Ａｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ）、ＩＲ  Ｄｙｅ１４２２（Ａｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ）、ＩＲ  Ｄｙｅ  ９１１０（Ａｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ）、ＩＲ  Ｄｙｅ  １１５１（Ａｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ）、ＩＲ  Ｄｙｅ  １１２０（Ａｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ）、ＩＲ  Ｄｙｅ  １１１７（Ａｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ）、ＩＲ  Ｄｙｅ  １１２２（Ａｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ）、Ｌｕｍｏｇｅｎ（商標登録）ＩＲ１０５０（ＢＡＳＦ）、Ｐｒｏ−Ｊｅｔ（商標）９００ＮＰ（Ｆｕｊｉｆｉｌｍ）。
【００７３】
開始剤は、好ましくはＭＤＥＡである。
【００７４】
第２光開始剤は、好ましくは、上述のとおりの２つの化合物での光開始剤（ノリッシュＩＩ型）である。
【００７５】
ガイド形成組成物３０の好ましい例は、以下のとおりである：
−  Ｅｂｅｃｒｙｌ（登録商標）６００：４７．４％、
−  Ｅｂｅｃｒｙｌ（登録商標）６０５：４７．４％、
−  ＮＩＲ色素：０．２％、
−  開始剤（ＭＤＥＡ）：４％
−  第２ＵＶ光開始剤：１％。
【００７６】
割合は、重量百分率単位である。
【００７７】
本発明による方法は、図２に示された装置において実施される。装置は、光源１２と、光ファイバー１４と、光ファイバー１４に対して光源１２を機械的に位置付けるための支持体３８とを含む。
【００７８】
装置は、優先的には、光ファイバー１４に接続されたＶＣＳＥＬと同様であり得る補助光源４０を含む。これは、ガイド形成組成物受容器４２と第２光源４４とを含む。
【００７９】
光源１２は、第１ピーク波長の第１光を生じることができる。
【００８０】
上で検討されたとおり、第１ピーク波長は、優先的には少なくとも６５０ｎｍであり、有利にはＮＩＲ範囲にある。上述のガイド形成組成物３０の好ましい例について、第１ピーク波長は、優先的には１３００ｎｍ±１０ｎｍである。
【００８１】
第１光源１２は、好ましくは、１００Ｗ／ｃｍ２〜１０ＫＷ／ｃｍ２に含まれる光密度を有する円形ビームを有する光を提供する。
【００８２】
支持体３８は、光源１２を支持する少なくとも第１支持部と、光ファイバー１４を支持する第２支持部と、第１部上に支持された光源１４を第２部により担持された光ファイバー１４に対して立体的に相対的に移動させるための位置付け装置とを含む。
【００８３】
補助光源４０は、第１光源１２と同じピーク波長の光を放出する。
【００８４】
流体形成組成物受容器４２は、流体形成組成物３０を保管することができ、かつそれを光ファイバー１４と第１光源１２との間の中間スペース４６へ送達することができる。
【００８５】
第２光源４４は、中間スペース４６に位置する流体形成組成物を照射することができる。
【００８６】
これは、好ましくはＵＶ範囲にある、上で定義された第２光を放出することができる。
【００８７】
ここで、本発明による自己整列光学ガイド１０を作るための方法が図３〜７を考慮して開示される。
【００８８】
図３に示された本方法の第１ステップにおいて、光源１２は、支持体３８の第１部に位置付けられ、光ファイバー１４は、支持体３８の第２部に位置付けられる。光源１２の軸および光ファイバー１４のコア１６の軸は、一致するように大まかに整列させられる。
【００８９】
光ファイバー１４に対する光源１２の整列の公差は、例えば０μｍ〜１０μｍに含まれる。
【００９０】
中間スペース４６であって、軸Ａ−Ａ’に沿ったその高さが好ましくは０．００５ｍｍ〜１ｍｍである中間スペース４６が、光源１２と、光ファイバー１４の、光源１２の方を向く自由端との間に設けられる。
【００９１】
特定の変形形態において、光源１２は、レーザー源に接触した状態で中間スペース４６に中間透明固体層を含む。
【００９２】
光ファイバー１４の別の端は、利用可能な場合、補助光源４０に接続される。
【００９３】
続いて、図４に示されるとおり、流体形成組成物３０が中間スペース４６において受容器４２から送達される。ここで、中間スペース４６は、組成物３０で完全に充填され、その結果、流体形成組成物３０は、光ファイバー１４の自由端を光源１２に連続的につなぐ。
【００９４】
次に、図５に示されるとおり、光源１２は、第１光を生じるため、および第１光をガイド形成組成物３０の中心領域に光源１２から光ファイバー１４に向かって注入するために作動される。有利には、補助光源４０が利用可能である場合、補助光源４０は、光ファイバー１４から光源１２に向かって第１光を注入するために同時に作動される。
【００９５】
光源４０の波長は、光源１２の波長と同じでなければならず、送達されるパワー密度は、対称的な重合動力学を保証するために、ファイバー１４の終端および光源１２の表面で同じ大きさ（すなわち２０％以内）でなければならない。
【００９６】
流体形成組成物に含まれる第１光開始剤系は、第１光により活性化される。第２光開始剤系の実質的な活性化は生じない。
【００９７】
特に、第１光開始剤系が光増感剤と開始剤とを含む場合、光増感剤は、光源１２、４０から生じた第１光を吸収するとともに一重項を作り出す。したがって、系間交差が生じ、光開始剤系に含まれる開始剤と反応する三重項を生じる。フリーラジカルが作り出され、これがモノマーと反応する。
【００９８】
図１０を参照すると、ガイド形成組成物３０において光源１２から提供された光には軸Ａ−Ａ’に沿った指向性があるため、これは、光源１２の先端と、光ファイバー１４のコア１６が終端する位置にある光ファイバー１４の端部との間に位置する疑似円筒形容積６０に含まれる。補助光源１４により放出された光は、同じ円筒形容積６０において光源１２に向かって注入される。
【００９９】
図１０に示されるとおり、モノマーの重合は、優先的には、ガイド形成組成物のための重合中央領域２２を作り出す円筒形容積６０において生じる。重合は屈折率を増大させるため、シリンダ６０は、光を閉じ込める導波路として挙動し、重合の空間的な延在を防止する。
【０１００】
第２光開始剤系は、このステップ中には実質的に活性化されないままである。
【０１０１】
重合中央領域２２は、光源１２の先端と光ファイバー１４のコア１６との間で軸Ａ−Ａ’に沿って直線的に延在する。
【０１０２】
ガイド形成組成物３０は、中央領域２２の周辺部では実質的に流体のままである。
【０１０３】
次いで、図６に示されるとおり、第２光源４４が、ガイド形成組成物３０の周辺部を、第１光と異なる第２光で照射するために作動される。第２光は、第２ピーク波長であって、第１ピーク波長とのその差が１００ｎｍより大きい第２ピーク波長を有する。好ましくは、第２光は、厳密に６５０ｎｍ未満、好ましくは４５０ｎｍ未満のピーク波長を有する。これは、好ましくはＵＶフィールドに位置する。
【０１０４】
第２光は、第２光開始剤系を活性化し、かつ周辺領域２４におけるモノマーの重合を誘導する。屈折率の勾配は、ガイド１０の中央領域２２と周辺部２４との間で軸Ａ−Ａ’に対して半径方向に作り出される。
【０１０５】
周辺部２４におけるクラッディング材料は、中央領域２２における屈折率の勾配を消すことなく重合され、ガイド１０の中心で導波路を形成する。これは、光学的結合、機械的固定を確実にし、導波路の周りに保護を作り出す。
【０１０６】
光源１２および補助光源４０による同時の照射の場合、光ファイバー１４の軸が光源１２の軸とわずかに整列していない場合でも、２つの導波路は、それぞれ光源１２および光ファイバー１４から同時に成長し、一緒に崩壊する。
【０１０７】
有利には、両方の導波路の均等な成長を保証するために、発光源１２および光ファイバー１４の端部でのパワー密度は同じ桁である。
【０１０８】
光源１２と光ファイバー１４との間に１００μｍの距離を画定する中間スペース４６との光学的接続において、光源からのパワー伝達は、光学ガイド１０が本発明により作られると、空気中での標準的な結合と比較してかつさらには単一ポリマー液滴における結合と比較して、導波路を作り出す中央領域２２の重合なしに著しく増加する。周辺領域２４の重合はまた、光学的結合１０の機械強度を増加させる。光源１２から光ファイバー１４へ伝達されるパワーは、２０％より大きくてもよく、好ましくは５０％より大きくてもよい。
【０１０９】
本発明による方法は、光ファイバー１４の軸と光源１２の軸との間の完璧な整列を必要としない。したがって、この結合は、単一モードファイバーによっても極めて容易にかつ効率的に達成され得る。
【０１１０】
光ファイバー１４および光源１２が梱包において固定されるとき、結合は梱包ステップ後にもなされ得る。
【０１１１】
本発明による方法は、ガイド１０の中心領域２２と周辺領域２４との間に極めて明らかな屈折率勾配を作り出す。ガイド１０は、光源１２と光ファイバー１４との間の幅広い距離について構築され得る。
【０１１２】
変形形態において、補助光源４０は使用されない。光は光源１２からのみ注入される。
【０１１３】
図８に示される別の変形形態において、第１光を使用する中央領域２２の重合が先に説明されたとおりに実施される。次いで、図９に示されるとおり、光ファイバー１４の軸は、中央領域２２を曲げるために光源１２の軸に対して傾けられる。光ファイバー１４は、次いで、光源１２の軸Ｂ−Ｂ’に対して傾斜しているか、または垂直な軸Ａ−Ａ’に沿って支持体２００に固定される。
【０１１４】
光はまた、中央領域２２の屈曲中に導波路を通って案内され得る。ガイド１０は、光ファイバー１４表面および光源１２表面に固定されたままである。
【０１１５】
変形形態において、光源１２は、追加的な光ファイバーを含み、接続は、光ファイバー１４と追加的な光ファイバーとの間で実施される。
【０１１６】
変形形態において、光ファイバー側１４および光源１２でのフォトニック条件は、光源１２および光ファイバー１４の各々から同じ速度のガイドの成長を得るように調整される。光源１２の発光面と光ファイバー１４の発光面とは異なることから、パワーの表面密度は適合される。特定の例において、光源１２を通じて注入された第１光の光パワー密度は、光ファイバー１４を通じて注入された第１光のパワーと２０％以下のみ異なる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2019504347.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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