(57)【要約】【課題】複数のコアを有し、コアの屈折率が中心から外周に向かって連続的に変化する、伝送損失、クロストーク及びパルス信号の広がりが小さいポリマー並列光導波路とその製造方法を提供する。【解決手段】ポリマー並列光導波路を、複数のコアと、コアの外周に設けられたクラッドを有し、コアの屈折率が、コア断面の幾何重心からコア外周に向かって連続的に低下するようにする。【選択図】図１
2008242449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアと、コアの外周に設けられたクラッドを有し、
コアの屈折率が、コア断面の幾何重心からコア外周に向かって連続的に低下するポリマー並列光導波路。
【請求項２】
コア断面が直径１５０μｍ以下の円形状であり、ピッチが２００μｍ以下である、請求項１に記載されたポリマー並列光導波路。
【請求項３】
コア断面が一辺が１５０μｍ以下の四角形状であり、ピッチが２００μｍ以下である請求項１に記載されたポリマー並列光導波路。
【請求項４】
クラッドの屈折率が、コア最外周部の屈折率より高い、請求項１〜３のいずれかに記載されたポリマー並列光導波路。
【請求項５】
波長８５０ｎｍの光の伝送損失が０．０３ｄＢ／ｃｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載されたポリマー並列光導波路。
【請求項６】
波長８５０ｎｍの光のパルス信号広がりが１５ｐｓ／ｍ以下である、請求項１〜５のいずれかに記載されたポリマー並列光導波路。
【請求項７】
長さ３０ｃｍ〜１ｍのポリマー並列光導波路の、波長８５０ｎｍの光のクロストークが−２５ｄＢ以下である、請求項１〜６のいずれかに記載されたポリマー並列光導波路。
【請求項８】
コアがポリメチルメタクリレート又は全重水素化ポリメチルメタクリレートで形成され、クラッドがポリメチルメタクリレートで形成されている、請求項１〜７のいずれかに記載されたポリマー並列光導波路。
【請求項９】
ポリマー中空管ａが押圧され、断面が非円形の中空管ｂが作製される工程（Ａ）、
モノマー混合溶液が、工程（Ａ）で使用されたポリマー中空管ａの内径より小さい内径を有するポリマー中空管ｃに注入され、重合反応が行われ、ロッドが作製される工程（Ｂ）、
工程（Ｂ）で作製された複数のロッドが、工程（Ａ）で作製された断面が非円形の中空管ｂに挿入され、次いで、モノマー混合溶液が、断面が非円形の中空管ｂとロッドの空隙に注入され、重合反応が行われ、プリフォームが作製される工程（Ｃ）、
プリフォームが延伸される工程（Ｄ）が行われる、請求項１に記載されたポリマー並列光導波路の製造方法。
【請求項１０】
ポリマー中空管ａ’が押圧され、断面が非円形の中空管ｂ’が作製される工程（Ａ’）、
工程（Ａ’）で使用されたポリマー中空管ａ’の内径より小さい内径を有する複数のポリマー中空管ｃ’が、工程（Ａ’）で作製された断面が非円形の中空管ｂ’に挿入される工程（Ｂ’）、
モノマー混合溶液が、断面が非円形の中空管ｂ’と複数のポリマー中空管ｃ’の間に形成された空隙と、複数のポリマー中空管ｃ’の中空部に注入され、重合反応が行われ、プリフォームが作製される工程（Ｃ’）、
プリフォームが延伸される工程（Ｄ’）が行われる、請求項１に記載されたポリマー並列光導波路の製造方法。
【請求項１１】
モノマー混合溶液が、棒が挿入された型内に注入され、重合反応が行われる工程（１）、
モノマー混合溶液の重合反応で得られた成形体が脱型され、棒が当該成形体から抜き取られる工程（２）、
モノマー混合溶液が、当該成形体からの棒の抜き取りにより形成された中空部に注入され、重合反応が行われ、プリフォームが作製される工程（３）、
プリフォームが延伸される工程（４）が行われる、請求項１に記載されたポリマー並列光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速処理が要求されるコンピューティングの光インターコネクションを実現するポリマー並列光導波路とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スーパーコンピュータ、高性能サーバ等の高速処理が要求されるコンピューティングの電気的通信速度は限界に達しつつある。そこで、光通信が利用される光インターコネクションが、高速処理が要求されるコンピューティングに期待されている。（１）光導波路、（２）光ファイバー、（３）空間光伝送等が、当該光インターコネクションを実現する通信メディアとして提案されている。
光導波路は、コアとクラッドの屈折率の違いを利用してコアに光を閉じこめ、光を所定の位置に導く光部品である。光導波路の材料は、石英系とポリマー系に大別される。石英系の材料が用いられた光導波路は、減衰率及び信頼性の点で、ポリマー系の材料が用いられた光導波路より優れている。しかしながら、ポリマー系の材料が用いられた光導波路は、石英系の材料が用いられた光導波路より安価であり、可撓性を有している。
【０００３】
インプリント、リソグラフィー等の半導体技術により作製され、コア断面が矩形で、屈折率がコアとクラッドの界面のみで非連続的に変化するステップインデックス（ＳＩ）型ポリマー並列光導波路が検討された（例えば、非特許文献1参照）。当該ＳＩ型ポリマー並列光導波路と光ファイバーが接続されるとき、これらのコアの形状が異なるため、接続損失が大きかった。
多色押出成形により作製され、コアの屈折率が中心から外周に向かって段階的に変化するマルチステップインデックス（ＭＩ）型ポリマー光導波路も検討された（例えば、特許文献１参照）。更に、コアの屈折率が中心から外周に向かって連続的に変化するグレーデッドインデックス（ＧＩ）型ポリマー光導波路が検討された（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。これらのポリマー光導波路のコアは１つであった。
【０００４】
光ファイバーとの接続時に接続損失が小さく、配線の高密度化を図るため、複数のコアを有し、コアの屈折率が中心から外周に向かって連続的に変化するポリマー並列光導波路が、高速処理が要求される今後のコンピューティングで期待されている。当該ポリマー並列光導波路の光伝送損失、クロストーク（一つのコアからの漏洩信号が他のコアに結合して生じる混信）及びパルス信号の広がりは小さい必要がある。
【非特許文献１】寺川裕佳里、外１名、「O plus E」、２００５年２月、Vol. 27、No. 2、p.179-184
【特許文献１】特開２００６−１４５６２３号公報
【特許文献２】特開２００６−２７６７３５号公報
【特許文献３】特開２０００−４７０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、複数のコアを有し、コアの屈折率が中心から外周に向かって連続的に変化する、伝送損失、クロストーク及びパルス信号の広がりが小さいポリマー並列光導波路とその製造方法の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発明者は、上記課題を解決するため、複数のコアを有するポリマー並列光導波路について検討し、複数のコアを有するプリフォームの延伸により、上記課題を解決するポリマー並列光導波路の製造が可能であることを見出し、半発明を完成するに至った。
本発明は、複数のコアと、コアの外周に設けられたクラッドを有し、コアの屈折率が、コア断面の幾何重心からコア外周に向かって連続的に低下するポリマー並列光導波路である。
本発明の好ましい実施態様では、上記ポリマー並列光導波路のコア断面が直径１５０μｍ以下の円形状であり、ピッチが２００μｍ以下である。
本発明の別の好ましい実施態様では、上記ポリマー並列光導波路のコア断面が一辺が１５０μｍ以下の四角形状であり、ピッチが２００μｍ以下である。
本発明の別の好ましい実施態様では、上記ポリマー並列光導波路のクラッドの屈折率が、コア最外周部の屈折率より高い。
本発明の別の好ましい実施態様では、上記ポリマー並列光導波路の波長８５０ｎｍ光の伝送損失が０．０３ｄＢ／ｃｍ以下である。
本発明の別の好ましい実施態様では、上記ポリマー並列光導波路の波長８５０ｎｍ光のパルス信号広がりが１５ｐｓ／ｍ以下である。
本発明の別の好ましい実施態様では、長さ３０ｃｍ〜１ｍの上記ポリマー並列光導波路の波長８５０ｎｍ光のクロストークが−２５ｄＢ以下である。
本発明の別の好ましい実施態様では、上記ポリマー並列光導波路のコアがポリメチルメタクリレート又は全重水素化ポリメチルメタクリレートで形成され、クラッドがポリメチルメタクリレートで形成されている。
【０００７】
本発明は、ポリマー中空管ａが押圧され、断面が非円形の中空管ｂが作製される工程（Ａ）、モノマー混合溶液が、工程（Ａ）で使用されたポリマー中空管ａの内径より小さい内径を有するポリマー中空管ｃに注入され、重合反応が行われ、ロッドが作製される工程（Ｂ）、工程（Ｂ）で作製された複数のロッドが、工程（Ａ）で作製された断面が非円形の中空管ｂに挿入され、次いで、モノマー混合溶液が、断面が非円形の中空管ｂとロッドの空隙に注入され、重合反応が行われ、プリフォームが作製される工程（Ｃ）、プリフォームが延伸される工程（Ｄ）が行われる、ポリマー並列光導波路の製造方法である。
【０００８】
本発明は、ポリマー中空管ａ’が押圧され、断面が非円形の中空管ｂ’が作製される工程（Ａ’）、工程（Ａ’）で使用されたポリマー中空管ａ’の内径より小さい内径を有する複数のポリマー中空管ｃ’が、工程（Ａ’）で作製された断面が非円形の中空管ｂ’に挿入される工程（Ｂ’）、モノマー混合溶液が、断面が非円形の中空管ｂ’と複数のポリマー中空管ｃ’の間に形成された空隙と、複数のポリマー中空管ｃ’の中空部に注入され、重合反応が行われ、プリフォームが作製される工程（Ｃ’）、プリフォームが延伸される工程（Ｄ’）が行われる、ポリマー並列光導波路の製造方法である。
【０００９】
本発明は、モノマー混合溶液が、棒が挿入された型内に注入され、重合反応が行われる工程（１）、モノマー混合溶液の重合反応で得られた成形体が脱型され、棒が当該成形体から抜き取られる工程（２）、モノマー混合溶液が、当該成形体からの棒の抜き取りにより形成された中空部に注入され、重合反応が行われ、プリフォームが作製される工程（３）、プリフォームが延伸される工程（４）が行われる、ポリマー並列光導波路の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のポリマー並列光導波路は、複数のコアを有し、高密度化されている。更に、本発明のポリマー並列光導波路の伝送損失、パルス信号広がり及びクロストークは小さく、高速処理が要求される今後のコンピューティングの光インターコネクションとして使用され得る。
本発明のポリマー並列光導波路の製造方法は、長さ数１００ｍの本発明のポリマー並列光導波路を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のポリマー並列光導波路のコアの断面形状は特定の形状に限定されない。当該コアの断面形状の具体例は、円、楕円等の円状；四角形、四角形の角が面取りされた四角形に近似した形状等の四角形状；三角形、三角形の角が面取りされた三角形に近似した形状等の三角形状である。
本発明のポリマー並列光導波路のコアの配置は特定の配置に限定されない。当該コアは規則的に配置されていても不規則に配置されていてもよい。
図１は、本発明のポリマー並列光導波路の実施態様の断面を示す模式図である。本実施態様のポリマー並列光導波路は、図１（ａ）に示されるように、横１列に並んだ複数の円形コアａと、コアの外周に設けられたクラッドｂからなる。更に、本発明のポリマー並列光導波路の円形コアａは、図１（ｂ）に示されるように、縦及び横に複数列で並んでいてもよい。
図２は、本発明のポリマー並列光導波路の別の実施態様の断面を示す模式図である。本実施態様のポリマー並列光導波路は、図２（ａ）に示されるように、横１列に並んだ複数の四角形コアａ’と、コアの外周に設けられたクラッドｂ’からなる。更に、本発明のポリマー並列光導波路の四角形コアａ’は、図２（ｂ）に示されるように、縦及び横に複数列で並んでいてもよい。
【００１２】
面発光レーザーであるVCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）が、本発明のポリマー光導波路に適用される光源となり得る。VCSELの長所は次のとおりである。
（１）へき開無しに素子検査が可能なので、作製が容易であり、作製コストが安価である。
（２）閾値電流が小さく（標準で数ｍＡ〜数ｍＡ）、省消費電力化が図れる。
（３）発振波長のスペクトル幅が非常に小さい（１ｎｍ程度）。
（４）スポット径が円形（スポット径：１５μｍ）であり、広がり角が小さいため、ファイバーや導波路とのカップリングに優れる。
（５）面発光型なので集積性に優れ（現段階の最密ピッチは２５０μｍである）、二次元の集積も可能である。
（６）発振波長は８００ 〜１０００ｎｍが主流であり、主に８５０ｎｍが使われている。
（７）販売されているVCSELは変調速度１０Ｇｂｐｓ、研究段階のVCSELは変調速度２０Ｇｂｐｓでの高速変調が可能である。
【００１３】
PIN-PD（p-intrinsic-n Photo Diode）が、高速変調に対応できる受光器として使用され得る。ＰＩＮ−ＰＤの長所は次のとおりである。
（１）市販されているPIN-PDの８５０ｎｍ帯での対応可能変調速度は１０Ｇｂｐｓ程度である。
（２）研究開発レベルのPIN-PDの８５０ｎｍ帯での対応可能変調速度は２０Ｇｂｐｓ以上である。
（３）１０Ｇｂｐｓ対応のPIN-PD（InGaAs/InP）の受光面（active area）は直径７０μｍ以下である。
（４）１０Ｇｂｐｓ対応のPIN-PD（InGaAs/InP）の応答感度は８５０ｎｍの波長に対して０．５Ａ／Ｗ程度である。
【００１４】
本発明のポリマー並列光導波路の光源として使用され得るVCSELのスポット径（１５μｍ）と、受光器として使用され得るPIN-PDの受光面直径（７０μｍ）を考慮すると、本発明のポリマー並列光導波路のコア断面に内接する円の直径は１５０μｍ以下であり、当該内接円の特に好ましい直径は１００μｍ以下であり、当該内接円の更に好ましい直径は７０μｍ以下である。本発明のポリマー並列光導波路のコアのピッチは２００μｍ以下であり、特に好ましいピッチは１４０μｍ以下であり、更に好ましいピッチは６０μｍ以下である。
【００１５】
図１（ｃ）及び図２（ｃ）に示されるように、コアの屈折率はコア断面の幾何重心からコア外周に向かって連続的に低下し、クラッドの屈折率は、コア断面の幾何重心の屈折率よりも低いが、コア外周の屈折率より高い。従って、本発明のポリマー並列光導波路断面の屈折率分布はＷ型に似ている。コア断面の幾何重心は、コア断面における最も屈折率の高い部分であり、図１（ｃ）及び図２（ｃ）におけるｒ0がコア断面の幾何重心である。コア外周は、コアの最外部であり、図１（ｃ）及び図２（ｃ）におけるｒ1がコア外周である。コアの屈折率を、コア断面の幾何重心からコア外周に向かって連続的に低下させる方法の１つは、コアを構成するポリマーへのドーパント（屈折率を変える化合物）の添加である。
【００１６】
中間部ｃ及びｃ’が、コアとクラッドとの間に設けられ得る。中間部の屈折率は、クラッドの屈折率よりも低い。通常、中間部の屈折率は、コア外周の屈折率に等しい。図１（ｃ）及び図２（ｃ）におけるｒ2が、中間部とクラッドの境界である。中間部を構成するポリマーは、コアを構成するポリマーとは異なっていても、同一であってもよい。コア及び中間部のポリマーが同一である場合、コアを構成するポリマーに配合されるドーパントとしての非重合性化合物の配合量と中間部を構成するポリマーに配合される非重合性化合物の配合量が変えられ、中間部の屈折率がクラッド部の屈折率より低くされる。中間部は存在してもしなくてもよいが、存在するほうがより好ましい。
本発明のポリマー並列光導波路のコア、中間部及びクラッドの材料、これらの屈折率は、国際公開第２００４／０２５３４０号パンフレットに記載されているプラスチック光ファイバーのコア、中間層及びクラッドの材料、これらの屈折率と同様である。
【００１７】
本発明のポリマー並列光導波路のコア、中間部層及びクラッドを構成するポリマーの具体例は、アクリル系ポリマー、ポリスチレン、ポリノルボルネン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエステル、実質的に水素原子を有しない含フッ素重合体である。特に好ましいポリマーは、ポリメチルメタクリレート、水素原子が重水素原子に全置換又は部分置換されたポリメチルメタクリレートである。ポリマーの好ましい重量平均分子量（Ｍｗ）は、４０，０００〜２００，０００であり、より好ましいＭｗは、６０，０００〜１００，０００である。分子量が小さすぎると、ポリマー並列光導波路の耐熱性が低下し、分子量が大きすぎると、ポリマー並列光導波路の形成が困難になる。重量平均分子量は、ゲルパーミエションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）のスチレン換算により求めた値である。
【００１８】
本発明のポリマー並列光導波路のコア、中間部及びクラッドを構成するポリマーが、アクリル系ポリマー、ポリスチレン、ポリノルボルネン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエステルからなる群より選択される少なくとも一種以上である場合、ドーパントの好ましい具体例は、ジフェニルスルファイド、ベンジルベンゾエート、ジフェニルスルホキシド、トリフェニルホスフェート、ジブチルフタレートおよびトリクレジルホスフェートである。特に好ましい具体例は、ジフェニルスルファイドである。これらのドーパントの濃度が高くなるにつれて、屈折率も高くなる。
【００１９】
本発明のポリマー並列光導波路のコア、中間部及びクラッドを構成するポリマーが、実質的に水素原子を有しない含フッ素重合体である場合、ドーパントの具体例は、１，３−ジブロモテトラフルオロベンゼン、１，４−ジブロモテトラフルオロベンゼン、２−ブロモテトラフルオロベンゾトリフルオライド、クロロペンタフルオロベンゼン、ブロモペンタフルオロベンゼン、ヨードペンタフルオロベンゼン、デカフルオロベンゾフェノン、パーフルオロアセトフェノン、パーフルオロビフェニル、クロロヘプタフルオロナフタレン、ブロモヘプタフルオロナフタレンである。
【００２０】
ドーパントの添加量は、ポリマーとドーパントの組み合わせによって異なる。ドーパントの添加量が多くなりすぎると、ポリマー並列光導波路の耐熱性が低下する。コアを構成するポリマー中のドーパントの好ましい濃度は、５質量％以上２０質量％以下である。
【００２１】
コアの屈折率を、コア断面の幾何重心からコア外周に向かって連続的に低下させ、コアと中間部とクラッドの屈折率を調節するには、上記されるようにポリマーにドーパントを添加する以外に、各部を屈折率が異なる２種以上のポリマーにより構成し、それらの配合比を変えてもよい。ポリマーの組み合わせの具体例は、ポリメチルメタクリレートとポリメタクリル酸ベンジルである。屈折率の異なる２種以上のポリマーにより構成されているポリマー並列光導波路は、高い耐熱性及び長期信頼性を有している。
【００２２】
本発明のポリマー並列光導波路の波長８５０ｎｍ光の伝送損失は０．０３ｄＢ／ｃｍ以下であり、当該伝送損失の好ましい範囲は０．０１ｄＢ／ｃｍ以下であり、当該伝送損失の更に好ましい範囲は０．００６ｄＢ／ｃｍ以下である。
本発明のポリマー並列光導波路の波長８５０ｎｍ光のパルス信号広がりは１５ｐｓ／ｍ以下であり、当該パルス信号広がりの好ましい範囲は１０ｐｓ／ｍ以下であり、当該パルス信号広がりの更に好ましい範囲は６ｐｓ／ｍである。
長さ３０ｃｍ〜１ｍの本発明のポリマー並列光導波路の波長８５０ｎｍ光のクロストークは−２５ｄB以下であり、当該クロストークの好ましい範囲は−３０ｄＢ以下であり、当該クロストークの更に好ましい範囲は−４０ｄＢ以下である。
【００２３】
本発明のポリマー並列光導波路の波長１０７０ｎｍ光の伝送損失は０．００７ｄＢ／ｃｍ以下である。本発明のポリマー並列光導波路の波長１０７０ｎｍ光のパルス信号広がりは１５ｐｓ／ｍ以下である。本発明のポリマー並列光導波路の波長１０７０ｎｍ光のクロストークは−２５ｄB以下である。
【００２４】
本発明のポリマー並列光導波路の製造方法は、特定の方法に限定されない。当該製造方法の具体例は、Parallel-Rod-in-Tube法（PRiT法）により作製されたプリフォーム、コア−外周部同時重合法（Sim.法）により作製されたプリフォーム又は並列注入型重合法により作製されたプリフォームが延伸される方法、溶融多色押出法（例えば、特開平８−３３４６３５号公報、国際公開第９４／０４９４９号パンフレット参照）である。
【００２５】
Parallel-Rod-in-Tube法（PRiT法）によるプリフォームの作製
以下の工程（ａ）〜（ｅ）が行われる。
（ａ）モノマー混合溶液が、中空の円筒体に注入され、円筒体が回転中に重合反応が行われ、中空管が作製される。
（ｂ）工程（ａ）で作製された中空管が押圧され、断面が長方形に近い楕円の中空管（楕円中空管）が作製される。
（ｃ）モノマー混合溶液が、断面の幾何重心から断面の外周までの長さが工程（ａ）で使用された円筒体の内径より小さい中空筒体に注入され、筒体が回転中に重合反応が行われ、中空管が作製される。
（ｄ）モノマー混合溶液が、工程（ｃ）で作製された中空管に注入され、重合反応が行われ、ロッドが作製される。
（ｅ）工程（ｄ）で作製された複数のロッドが、工程（ｂ）で作製された楕円中空管に挿入され、次いで、モノマー混合溶液が、楕円中空管とロッドの空隙に注入され、重合反応が行われ、プリフォームが作製される。
モノマーに加え、重合開始剤、連鎖移動剤及びドーパントから選択される少なくとも１種が、工程（ａ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）で使用されるモノマー混合溶液に含まれ得る。
【００２６】
本発明で用いられるモノマーの好ましい重合反応は、過酸化物、アゾ系化合物等が重合開始剤とされるラジカル重合である。重合開始剤の好ましい具体例は、約４０℃〜約１３０℃で有効にラジカルを発生するｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイルである。これらの中温開始剤が使用される重合反応の好ましい重合温度は、約４０℃〜約１２０℃である。重合反応速度は、重合温度と重合開始剤添加量との組み合わせにより調節される。反応熱や反応自体による膨脹収縮による、重合反応中若しくは反応後のポリマーへのクラック発生、並びに、反応熱によるモノマーの沸騰は防止される必要がある。中温開始剤の添加量は、約４０℃〜約１２０℃において、モノマーに対して０．００１〜１０質量％程度であり、好ましい添加量は、０．０１〜１．０質量％程度である。
【００２７】
熱エネルギーによる重合は、外部からの加熱により行われる。熱エネルギーによる重合に代えて、光エネルギーによる重合も可能である。光エネルギーによる重合の重合反応速度は、温度等の入力エネルギー量及び重合開始剤濃度との組み合わせにより調節される。
連鎖移動剤は、特定の化合物に制限されない。連鎖移動剤の具体例は、ベンゼン、イソプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素；クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化物；ｎ−ブチルメルカプタン、n−ラウリルメルカプタン等のメルカプト系化合物；メタノール等のアルコール類である。
【００２８】
工程（ａ）及び（ｃ）で使用される中空筒体の材質は、特定の物質に限定されない。中空筒体の材質の具体例はガラスである。中空筒体は、ラジカル重合反応を阻害する空気中の酸素の混入が防止されるよう、密封または窒素充填され得る。中空筒体の中空部分の断面形状は円状、四角形状、三角形状等の任意の形状に適宜設定される。
中空筒体の回転数は１０，０００ｒｐｍ以下であり、好ましい回転数は１００ｒｐｍ以上５，０００ｒｐｍ以下である。
【００２９】
コア−外周部同時重合法（Sim.法）によるプリフォームの製造
上記工程（ａ）〜（ｃ）に加え、工程（ｆ）が行われる。
（ｆ）工程（ｃ）で作製された複数の中空管が、工程（ｂ）で作製された楕円中空管に挿入され、次いで、モノマー混合溶液が、楕円中空管と工程（ｃ）で作製された複数の中空管の空隙、工程（ｃ）で作製された複数の中空管の中空部に注入され、重合反応が行われ、プリフォームが作製される。
【００３０】
Sim.法では、楕円中空管と工程（ｃ）で作製された複数の中空管の空隙における重合反応と、工程（ｃ）で作製された複数の中空管の中空部における重合反応が同時に実施される。従って、Sim.法によるプリフォームの作製時間は、PRiT法によるプリフォームの作製時間より短い。更に、Sim.法により作製されるプリフォームの熱履歴は、PRiT法により作製されるプリフォームの熱履歴より短い。
【００３１】
並列注入型重合法によるプリフォームの製造
以下の工程（１）〜（３）が行われる。
（１）モノマー混合溶液が、棒が挿入された型内に注入され、重合反応が行われる。
（２）工程（１）で得られた成形体が脱型され、棒が当該成形体から抜き取られる。その結果、長さ方向に形成された複数の中空筒部を有するプラスチック平板が成形される。
（３）モノマー混合溶液が、工程（２）で得られた成形体の中空筒部に注入され、重合反応が行われ、当該プラスチック平板の中空円筒部にコアが形成されたプリフォームが作製される。
上記棒の材質は、特定の物質に限定されない。上記棒の材質の具体例はステンレスである。上記棒の断面形状は円状、四角形状、三角形状等の任意の形状に適宜設定される。
【００３２】
プリフォームの延伸
Sim.法、PRiT法又は並列注入型重合法により作製されるプリフォームは、加熱炉の一方に入れられ、加熱炉の他方から引き抜かれて延伸され、ポリマー並列光導波路が作製される。加熱炉からの引き抜き速度が大きくされるほど、ポリマー並列光導波路のコア断面に内接する円の径及びピッチが小さくされる。
【００３３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ポリマー並列光導波路の各種物性の測定方法は以下のとおりである。
【００３４】
（１）屈折率分布の測定
ポリマー並列光導波路の断面が透過型二光束干渉顕微鏡（溝尻光学工業（株）製ＴＤシリーズ）により撮影され、ポリマー並列光導波路の屈折率分布が顕微鏡写真から算出された。
【００３５】
（２）波長８５０ｎｍ光の伝送損失の測定
５ｍのポリマー光導波路の両端面が、粒度１５μｍの研磨紙（ ３Ｍ社製ＣＧ３２）、粒度９μｍの研磨紙（３Ｍ社製ＣＲ３６）、粒度１μｍの研磨紙（3Ｍ社製ＯＲ２２）により順次研磨された。次に、図８に示される測定装置でポリマー光導波路の伝送損失が測定された。測定に用いられた光源１５は、発振波長８５０ｎｍのレーザー発振器（浜松ホトニクス（株）製M8903:PLP10-850C）である。コア径５０μｍで長さ２ｍの石英系GI-MMF（Corning社製 043268FT）が、光源からの出射光をポリマー並列光導波路のコアに結合（励振）する入射プローブ１６として使用された。コア径１００μｍで長さ１ｍの石英系GI-MMF（Fis社製 S57U7UM1FIS）が、ポリマー並列光導波路のコアからの出射光をパワーメータ１８のセンサ部へ結合する受光プローブ１７として使用された。入射プローブ１６とレーザー発振器１５のレーザーヘッド、受光プローブ１７と受光部１８であるパワーメータ（横河電機（株）製AQ-2140）のセンサ部（横河電機（株）製AQ-2741）は、いずれも図示されないＦＣコネクタにより接続された。一方、入射プローブ１６、受光プローブ１７とポリマー並列光導波路の間は，図示されないｘｙｚ軸マイクロポジショナ（駿河精機（株）製E2001A）により、最も出射光強度が大きくなるように位置決めされた。次に、５ｍのポリマー光導波路が１ｍ切断され、４ｍのポリマー光導波路の伝送損失が測定され、同様の操作が、ポリマー並列光導波路の長さが１ｍになるまで繰り返された。全てのコアの伝送損失の平均値が求められた。
【００３６】
（３）波長１０７０ｎｍ光の伝送損失の測定
９ｍのポリマー光導波路の両端面が、粒度１５μｍの研磨紙（ ３Ｍ社製ＣＧ３２）、粒度９μｍの研磨紙（３Ｍ社製ＣＲ３６）、粒度１μｍの研磨紙（3Ｍ社製ＯＲ２２）により順次研磨された。次に、図８に示される測定装置でポリマー光導波路の伝送損失が測定された。測定に用いられた光源１５は、白色光源（横河電機（株）製 AQ 4303B）である。コア径５０μｍで長さ１ｍの石英系GI-MMF（Corning社製 043268FT）が、光源からの出射光をポリマー並列光導波路のコアに結合（励振）する入射プローブ１６として使用された。コア径１００μｍで長さ１ｍの石英系GI-MMF（Fis社製 S57U7UM1FIS）が、ポリマー並列光導波路のコアからの出射光を受光部１８である光スペクトラムアナライザー（安藤電気（株）製 AQ 6315B）のセンサ部へ結合する受光プローブ１
７として使用された。入射プローブ１６と白色光源１５、受光プローブ１７と受光部１８である光スペクトラムアナライザー（安藤電気（株）製 AQ 6315B）
のセンサ部は、いずれも図示されないＦＣコネクタにより接続された。一方、入射プローブ１６、受光プローブ１７とポリマー並列光導波路の間は，図示されないｘｙｚ軸マイクロポジショナ（駿河精機（株）製E2001A）により、最も出射光強度が大きくなるように位置決めされた。次に、９ｍのポリマー光導波路が２ｍ切断され、７ｍのポリマー光導波路の伝送損失が測定され、同様の操作が、ポリマー並列光導波路の長さが１ｍになるまで繰り返された。全てのコアの伝送損失の平均値が求められた。
【００３７】
（４）パルス信号広がりの測定
パルスジェネレーター（浜松ホトニクス（株）製 PLP-C8898）が図８に示される測定装置のレーザー発振器１５（発振波長８５０ｎｍ）に接続され、光オシロスコープ（浜松ホトニクス（株）製 OPTICAL OSCILLOSCOPE C8188）が受光プローブ１７に接続された。パルスジェネレーターにより短パルス信号が形成され、レーザー発振器１５がパルス駆動され、上記されるように両端面が研磨された５ｍのポリマー光導波路を通過したOutputパルス波形が測定された。更に、入射プローブ１６と受光プローブ１７がFCコネクタアダプタを介して直接接続され、Inputパルス波形がポリマー並列光導波路を介在させない系で測定された。図９に示されるごとく、Inputパルス波形とOutputパルス波形は違っている。ポリマー並列光導波路のパルス信号広がりが、Inputパルス幅に対する５ｍ伝送後のr.m.s.幅広がりから計算された。
【００３８】
（５）クロストークの測定
コア径５０μｍの石英系GI-MMF（Corning社製 043268FT）が、図８に示される測定系の入射プローブとして使用され、コア径１００μｍで長さ１ｍの石英系GI-MMF（Fis社製 S57U7UM1FIS）が図７に示される測定系の受光プローブとして使用された。発振波長８５０ｎｍのレーザー光が入射されたコア（メインコア）から、メインコアに最近接し、レーザー光が入射されていないコア（サブコア）への遷移光強度が測定された。長さ３０ｃｍ、４０ｃｍ、６０ｃｍ、８０ｃｍ及び１００ｃｍのポリマー並列光導波路毎にクロストークが測定された。
【００３９】
ロッド挿入用中空管の作製
洗剤と超純水にて洗浄した内径３０ｍｍ（外径３２ｍｍ）、長さ６００ｍｍのガラス管が１３０℃で２４ｈ乾燥された。次に、表１に示される組成のＭＭＡモノマー混合物がフィルタ（ADVANTEC東洋社製 PTFEメンブランフィルタ DISMIC-25、ポアサイズ０．２μｍ）で濾過され、乾燥されたガラス管の中に注入された。
【００４０】
【表１】
2008242449.tif 000003
【００４１】
ＭＭＡ；三菱ガス化学（株）製メチルメタクリレートを４６〜４７℃、１００ｍｍＨｇで蒸留して得られる主留分
ＰＢＯ；日油（株）製パーブチルＯ（純度９８％、 比重０．８９７のｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート）、重合開始剤
ｎ−ＢＭ；和光純薬工業（株）製ｎ−ブチルメルカプタン（特級）、連鎖移動剤
ＭＭＡモノマー混合物が注入されたガラス管は７０℃の湯浴に入れられ、モノマーの予備重合が行われた。ゾル状態のＭＭＡモノマー混合溶液が入ったガラス管が湯浴より取り出され、図３に示されるように、その両側に近い部分がベアリング１内に固定され、さらに片端はゴムチューブ２によるスペーサーを介してモーター（ORIENTAL MOTOR社製 VEXTA FBLM440A-A）３に接続された。このモーターとガラス管一式が７０℃に設定された恒温槽内に水平に保たれるように設置され、モーターの回転数が約２０００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍに設定されて、ガラス管４が３ｈ回転された。ガラス管４内のＭＭＡが重合され、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）中空管が形成された。
【００４２】
ジメチルジクロロシラン（和光純薬工業（株）製 特級）のトルエン（和光純薬工業（株）製 特級）1 質量％溶液が９０℃に温められた。ガラス板（３００ｍｍ×４００ｍｍ×５ｍｍ）が３０分間このトルエン溶液につけこまれ、次いで乾燥させられた。上記中空管が長さ３０ｃｍに切断され、切断された中空管と２本のポリテトラフルオロエチレン製ロッド（直径１４ｍｍ)が、乾燥機中で１４０℃に温められているシラン処理されたガラス板の上に置かれ、２０分間静置された。ＰＭＭＡ中空管はガラス転移温度以上の環境で温められ、容易に変形可能となる硬度まで軟化している。別のシラン処理されたガラス板が、ＰＭＭＡ中空管５の上から乗せられ(図４（ａ））、2本のポリテトラフルオロエチレン製ロッド６にガラス板７が触れるまで手で軽く押し続けられた(図４（ｂ））。そして、重石がその上に乗せられ、更に１５分静置された後、常温まで冷却された。この工程で作製された断面が長方形に近い楕円の中空管８（以後、楕円中空管）は、内部の空隙のサイズが４０ｍｍ×９ｍｍ程度である（図４（ｃ））。楕円中空管８に８ｍｍのロッドが４本並列に挿入された際、楕円中空管８と４本のロッドの間には空隙がほとんど残らない。
【００４３】
ＰＭＭＡロッドの作製
内径３０ｍｍ、長さ６００ｍｍのガラス管に代えて、内径８ｍｍ、長さ６００ｍｍのガラス管が使用され、表１に示される組成のＭＭＡモノマー混合物に代えて、表２に示される組成のチューブ用ＭＭＡモノマー混合物が使用される以外は、上記ＰＭＭＡ中空管の作製と同じ要領でロッド用ＰＭＭＡ中空管が作製された。ロッド用ＰＭＭＡ中空管は９０℃の減圧乾燥機内に置かれ、３時間ほど静置されて加熱された。
【００４４】
【表２】
2008242449.tif 000004
【００４５】
表３に示される組成のコア用ＭＭＡモノマー混合溶液はスナップバイアルに密閉され９０℃で２０〜３０分程度加熱された。
【００４６】
【表３】
2008242449.tif 000005
【００４７】
ＰＢＤ；日油（株）製パーブチルD（純度９８%, 比重０．７９６のジ−ｔ−ブチルパーオキサイド）、重合開始剤
ｎ−ＬＭ；和光純薬工業（株）製n−ラウリルメルカプタン、連鎖移動剤
ＤＰＳ；和光純薬工業（株）製硫化ジフェニル、ドーパント
【００４８】
ロッド用ＰＭＭＡ中空管及びコア用ＭＭＡモノマー混合溶液が加温されるのは、ロッド用ＰＭＭＡ中空管の残存歪みが除去され、後の工程にてロッド用ＰＭＭＡ中空管にコア用ＭＭＡモノマー混合溶液が注入される際に、温度差によるロッド用ＰＭＭＡ中空管への亀裂発生を防止するためである。
【００４９】
コア用ＭＭＡモノマー混合溶液が、シリンジ並びにシリンジ装着用のポリテトラフルオロエチレン製メンブランフィルタ（ADVANTEC東洋社製メンブランフィルタDISMIC-25、ポアサイズ０．２μｍ）により濾過され、ロッド用ＰＭＭＡ中空管に注入された。その後、予め９０oＣに加温されたオートクレーブ（（株）栗原製作所、最高圧力１．０ＭＰａ、内寸法２００ｍｍφ×４００ｍｍＨ、ＳＵＳ３０４製）内に置かれているガラス管（内径３４ｍｍ、長さ６０ｃｍ）内のシリコーンオイルに挿入された。オートクレーブ内のロッド用ＰＭＭＡ中空管は、ロッド用ＰＭＭＡ中空管を構成しているポリマー中に吸着していると考えられる気体を排除するため、常圧下において1時間程度静置されて重合反応が行われた。その後、オートクレーブの蓋が完全に閉じられ、窒素がわずかに注入されてロッド用ＰＭＭＡ中空管内の空気（含酸素）が抜かれ、ロッド用ＰＭＭＡ中空管内の空気が窒素に置換された。この操作が４回繰り返され、ロッド用ＰＭＭＡ中空管内の酸素濃度が十分に低減された。重合中の酸素の存在は、酸化反応、重合遅延効果など重合反応に悪影響を及ぼす。さらに窒素が注入され、０．６ＭＰａ〜０．７ＭＰａとなるよう加圧され、ロッド用ＰＭＭＡ中空管が１２０℃で４８ｈ加熱され、コア部が形成された。上記のようにして、ＰＭＭＡロッドが作製された。
【００５０】
ＰＭＭＡ−ｄ8ロッドの作製
ＰＭＭＡ−ｄ8はＰＭＭＡ中の全ての水素が重水素に置換された構造をとっている。ＰＭＭＡ−ｄ８の分子振動吸収の倍音は、ＰＭＭＡの分子振動吸収の倍音に比べて長波長側にあるため、VCSELの発振波長８５０ｎｍにおけるＰＭＭＡ−ｄ8の伝送損失は、ＰＭＭＡの伝送損失に比べて非常に小さい。更に、ＰＭＭＡ−ｄ8の波長５８９ｎｍのナトリウムＤ線における屈折率は１．４８８であるのに対し、ＰＭＭＡの上記Ｄ線における屈折率は約１．４９２である。これらの特性を利用することで、ＰＭＭＡ−ｄ8ロッドから作製されるポリマー並列光導波路の伝送損失及びクロストークは小さくなり得ると予測された。そこで、ＰＭＭＡ−ｄ8を母材とするロッドが作製された。
【００５１】
表２に示されるチューブ用ＭＭＡモノマー混合物に代えて、表４に示されるチューブ用ＭＭＡ−ｄ8モノマー混合物が使用され、表３に示される組成のコア用ＭＭＡモノマー混合溶液に代えて、表５に示される組成のコア用ＭＭＡ−ｄ8モノマー混合溶液が使用されること以外は、上記ＰＭＭＡロッドの作製と同じ要領でＰＭＭＡ−ｄ8ロッドが作製された。
【００５２】
【表４】
2008242449.tif 000006
【００５３】
【表５】
2008242449.tif 000007
【００５４】
ＭＭＡ−ｄ8；和光純薬工業（株）製全重水素化メタクリル酸メチル（重水素化率９８％以上）を４６〜４７℃、１００ｍｍＨｇで蒸留して得られる主留分
【００５５】
Parallel-Rod-in-Tube法（PRiT法）によるプリフォームの製造
楕円中空管の片端がガスバーナーで加熱及び融着させられ閉管された。片端が閉管された楕円中空管が超純水で洗浄された。続いて４本のＰＭＭＡロッド又はＰＭＭＡ−ｄ8ロッドが洗剤と超純水で洗浄され、楕円中空管の中に並列に挿入され（図５（ａ））、開放部がメンブランフィルタで閉じられた。４本のロッドが挿入された楕円中空管は真空乾燥機の中に入れられ、９０℃で２４ｈ減圧乾燥された。ここで、楕円中空管に挿入されるロッドは、４本すべてがＰＭＭＡロッド又は４本すべてがＰＭＭＡ−ｄ8ロッドであり、ＰＭＭＡロッドとＰＭＭＡ−ｄ8ロッドが混在することはない。一方、表６に示される組成の空隙用ＭＭＡモノマー混合溶液又は空隙用ＭＭＡ−ｄ8モノマー混合溶液がフィルタ付きシリンジに注入され、当該シリンジは乾燥機に入れられ９０℃で１ｈ放置された。その後、空隙用ＭＭＡモノマー混合溶液又は空隙用ＭＭＡ−ｄ8モノマー混合溶液が、シリンジからフィルタを経て４本のロッドと楕円中空管の間に形成された空隙に注入された（図５（ｂ））。なお、空隙用ＭＭＡモノマー混合溶液がＰＭＭＡロッドと楕円中空管の間に形成された空隙に注入され、空隙用ＭＭＡ−ｄ８モノマー混合溶液がＰＭＭＡ−ｄ8ロッドと楕円中空管の間に形成された空隙に注入された。次いで、メンブランフィルタが楕円中空管に被せられ、楕円中空管がオートクレーブ内で１１０℃、０．７ＭＰａで３６ｈ静置された。上記のようにしてプリフォームが作製された。
なお、図５では、ロッドの断面形状は円であるが、ロッド作製用ガラス管の中空部分の断面形状が四角形状、三角形状であれば、ロッドの断面形状はそれぞれ四角形状、三角形状となる。
【００５６】
【表６】
2008242449.tif 000008
【００５７】
コア−外周部同時重合法（Sim.法）によるプリフォームの製造
４本のロッド用ＰＭＭＡ中空管が楕円中空管に並列に挿入された（図６（ａ））。次いで、ロッド用ＰＭＭＡ中空管及び楕円中空管が超純水で洗浄され、メンブランフィルタで被覆され、減圧乾燥機中で９０℃で２４ｈ乾燥された。一方、表７に示される組成のコア用ＭＭＡモノマー混合溶液、表８に示される組成の空隙用ＭＭＡモノマー混合溶液がフィルタ付きシリンジに注入され、当該シリンジは乾燥機に入れられ８０℃で１ｈ放置された。
なお、図６では、ロッドの断面形状は円であるが、ロッド作製用ガラス管の中空部分の断面形状が四角形状、三角形状であれば、ロッドの断面形状はそれぞれ四角形状、三角形状となる。
【００５８】
【表７】
2008242449.tif 000009
【００５９】
【表８】
2008242449.tif 000010
【００６０】
４本のロッド用ＰＭＭＡ中空管が挿入された楕円中空管が減圧乾燥機から取り出され、８０℃に加熱されたコア用ＭＭＡモノマー混合溶液がパスツールピペットにより４本のロッド用ＰＭＭＡ中空管に注入され、８０℃に加熱された空隙用ＭＭＡモノマー混合溶液がロッド用ＰＭＭＡ中空管と楕円中空管の間に形成された空隙に注入された（図６（ｂ））。その後、メンブランフィルタが楕円中空管に被せられた。メンブランフィルタで被覆された楕円中空管が８０℃に保たれたオートクレーブ内に入れられ、１ｈ静置された後、オートクレーブ内が窒素ガスで０．３ＭＰａまで加圧され、ＭＭＡの重合反応が２４ｈ実施された。次に、オートクレーブ内が窒素ガスで０．６ＭＰａまで加圧され、ＭＭＡの重合反応が２４ｈ実施された。上記されるようにしてプリフォームが作製された。
【００６１】
プリフォームの延伸によるポリマー並列光導波路の製造
図７は、プリフォームの延伸を模式的に示す図である。プリフォーム９が加熱炉１０（三菱レイヨンエンジニアリング（株）製）上部から垂直に降下速度Ｖ1で降下させられた。上部ヒータ１１が加熱炉１０の上部に、下部ヒータ１２が加熱炉１０の下部に設けられている。上部ヒータ１１は２５０℃、下部ヒータ１１は１３０℃に設定された。加熱炉１０で軟化されたプリフォームは、加熱炉１０の下方に設けられているドライブロール１３により引き抜き速度Ｖ2で引き抜かれ、延伸された。その結果、軟化状態のポリマー並列光導波路が加熱炉１０の下部から引き出され、ドライブロール１３に達する前に固化された。レーザースキャン１４が、加熱炉１０とドライブロール１３の間に設けられ、ポリマー並列光導波路のサイズ（幅及び厚み）が測定された。プリフォームの延伸倍率は下記式（１）で定義された。
延伸倍率＝Ｖ2／Ｖ1    （１）
【００６２】
実施例１
ロッドの材質がＰＭＭＡであるプリフォームがPRiT法により作製された。次いで、プリフォームが、降下速度Ｖ1＝１．０１ｍｍ／ｍｉｎ、引き抜き速度Ｖ2＝１．５５ｍ／ｍｉｎで延伸され、断面が表９に示される形状のポリマー並列光導波路Ｎｏ．１が作製された。そして、ポリマー並列光導波路Ｎｏ．１の屈折率分布、伝送損失及びクロストークが、下記されるように測定された。
【００６３】
ポリマー並列光導波路Ｎｏ．１のコアの屈折率は、コア断面の中心から径方向に連続的に低下し、当該コアは放物線状に近い屈折率分布を有していると確認された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．１の４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失はほとんど同じであり、４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失の平均値が表１０に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．１のパルス信号の広がりも表１０に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．１のメインコアへの入射光強度とサブコアへの遷移光強度は線形関係であった。メインコアからサブコアへの遷移光強度がクロストークとして表１１に示されている。
【００６４】
実施例２
ロッドの材質がＰＭＭＡであるプリフォームがSim.法により作製された。次いで、プリフォームが、降下速度Ｖ1＝０．８０ｍｍ／ｍｉｎ、引き抜き速度Ｖ2＝２．１０ｍ／ｍｉｎで延伸され、断面が表９に示される形状のポリマー並列光導波路Ｎｏ．２が作製された。そして、ポリマー並列光導波路Ｎｏ．２の屈折率分布、伝送損失及びクロストークが、上記されるように測定された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．２のコアの屈折率は、コア断面の中心から径方向に連続的に低下し、当該コアは放物線状に近い屈折率分布を有していると確認された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．２の４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失はほとんど同じであり、４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失の平均値が表１０に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．２のパルス信号の広がりも表１０に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．２のメインコアへの入射光強度とサブコアへの遷移光強度は線形関係であった。メインコアからサブコアへの遷移光強度がクロストークとして表１１に示されている。
【００６５】
実施例３
ロッドの材質がＰＭＭＡであるプリフォームがSim.法により作製された。次いで、プリフォームが、降下速度Ｖ1＝０．２０ｍｍ／ｍｉｎ、引き抜き速度Ｖ2＝２．０３ｍ／ｍｉｎで延伸され、断面が表９に示される形状のポリマー並列光導波路Ｎｏ．３が作製された。そして、ポリマー並列光導波路Ｎｏ．３の屈折率分布、伝送損失及びクロストークが、上記されるように測定された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．３のコアの屈折率は、コア断面の中心から径方向に連続的に低下し、当該コアは放物線状に近い屈折率分布を有していると確認された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．３の４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失はほとんど同じであり、４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失の平均値が表１０に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．３のパルス信号の広がりも表１０に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．３のメインコアへの入射光強度とサブコアへの遷移光強度は線形関係であった。メインコアからサブコアへの遷移光強度がクロストークとして表１１に示されている。
【００６６】
実施例４
ロッドの材質がＰＭＭＡ−ｄ8であるプリフォームがPRiT法により作製された。次いで、プリフォームが、降下速度Ｖ1＝１．０１ｍｍ／ｍｉｎ、引き抜き速度Ｖ2＝１．６５ｍ／ｍｉｎで延伸され、断面が表９に示される形状のポリマー並列光導波路Ｎｏ．４が作製された。そして、ポリマー並列光導波路Ｎｏ．４の屈折率分布、伝送損失及びクロストークが、上記されるように測定された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．４は、図１（ｂ）に示されるW型の屈折率分布を有していると確認された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．４の４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失はほとんど同じであり、４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失の平均値が表１０に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．４のパルス信号の広がりも表１０に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．４のメインコアへの入射光強度とサブコアへの遷移光強度は線形関係であった。メインコアからサブコアへの遷移光強度がクロストークとして表１１に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．４の４つのコアの波長１０７０ｎｍ光の伝送損失もほとんど同じであり、４つのコアの波長１０７０ｎｍ光の伝送損失の平均値は０．００７ｄＢ／ｃｍであった。
【００６７】
実施例５
ロッドの材質がＰＭＭＡ−ｄ8であるプリフォームがPRiT法により作製された。次いで、プリフォームが、降下速度Ｖ1＝０．８０ｍｍ／ｍｉｎ、引き抜き速度Ｖ2＝２．１０ｍ／ｍｉｎで延伸され、断面が表９に示される形状のポリマー並列光導波路Ｎｏ．５が作製された。そして、ポリマー並列光導波路Ｎｏ．５の屈折率分布、伝送損失及びクロストークが、上記されるように測定された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．５は、図１（ｂ）に示されるW型の屈折率分布を有していると確認された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．５の４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失はほとんど同じであり、４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失の平均値が表１０に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．５のパルス信号の広がりも表１０に示されている。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．５のメインコアへの入射光強度とサブコアへの遷移光強度は線形関係であった。メインコアからサブコアへの遷移光強度がクロストークとして表１１に示されている。
【００６８】
【表９】
2008242449.tif 000011
【００６９】
【表１０】
2008242449.tif 000012
【００７０】
【表１１】
2008242449.tif 000013
【００７１】
実施例６（並列注入型重合法によるプリフォームの製造）
クラッド部の成形
表１に示されるＭＭＡモノマー混合物に代えて、表１２に示されるＭＭＡモノマー混合物が、フィルタ（ADVANTEC東洋社製 PTFEメンブランフィルタ DISMIC-25、ポアサイズ０．２μｍ）で濾過され、次に、超純水にて洗浄された口径３０ｍｍ（外径４０ｍｍ）、高さ１４０ｍｍのガラス容器（SCHOTT DURAN社製、容量２５０ｍｌ）に注入された。
【００７２】
【表１２】
2008242449.tif 000014
【００７３】
その後、上記ＭＭＡモノマー混合物を含むガラス容器が７０℃の湯浴に入れられ、１８０分間加熱された。その結果、モノマー混合物が予備重合され、高粘度状態（ゾル状態）のＭＭＡ溶液が得られた。
一方、図１０（ａ）に示される型２０が準備された。型２０はポリテトラフルオロエチレン（DuPont社製Teflon）製であり、図１０（ｂ）に示される寸法を有している。ポリメタクリル酸メチルとの剥離性を高めるために四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）フィルム（グンゼ（株）製ＥＩＴ−Ｆタイプ型番：２．５Ｆ）が巻かれ、当該ＦＥＰフィルムの上に四フッ化エチレン−バーフロロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）フィルム（グンゼ（株）製ＥＩＴ−Ｆタイプ型番：２．５Ｐ）が巻かれたステンレス製円柱棒２２（外径２．７５ｍｍ、長さ３００ｍｍ）８本が、型２０がシラン処理されたガラス板２１で挟まれて形成された空間に挿入された。
シラン処理されたガラス板２１は、以下のようにして得られた。最初に、９０℃に加熱されたガラス板が、１質量％のジメチルジクロロシラン（和光純薬工業（株）製特級）が溶解されたトルエン（和光純薬工業（株）製特級）溶液に３０分間浸漬され、次いで乾燥された。
【００７４】
上記ゾル状態のＭＭＡ溶液が、２枚のガラス板２１で挟まれ、円柱棒２２が挿入された型２０内に注入され、次いで、型２０の上部が、フィルタ（ADVANTEC東洋社製PTFEメンブランフィルタT020A090C、ポアサイズ０．２μｍ）で閉じられ、この状態が室温（約２５℃）で保たれ、上記ＭＭＡ溶液が冷却された。その後、上記ＭＭＡ溶液を含む型２０が５５℃に加熱されたオートクレーブ（（株）栗原製作所、最高圧力１．０ＭＰａ、内寸法２００ｍｍφ×４００ｍｍＨ、ＳＵＳ３０４製）に入れられ、３０分間常圧で放置された。次に、上記オートクレーブ内の空気が窒素で置換され、窒素が上記オートクレーブ内の圧力が０．３ＭＰａになるまで充填され、上記ＭＭＡ溶液が１２時間重合された。続いて、上記オートクレーブ内の温度が７０℃にされ、重合反応が３時間行われ、更に、型２０が上記オートクレーブから取り出されて乾燥機に入れられ、重合反応が９０℃で２４時間行われた。次に、型２０が乾燥機から取り出され、型２０が室温まで冷却され、ガラス板２１が外された。その後、円柱棒２２が挿入されたままの型２０が乾燥機に入れられ、１４０℃で１５分間乾燥され、８本の円柱棒２２が得られたクラッド部から抜き取られた。その結果、８つの中空部を有するクラッド部が成形された。当該クラッド部の断面形状が図１１に示されている。成形されたクラッド部は乾燥機に入れられ、１１０℃，０．０６ＭＰａの減圧下で２４時間保管された。
なお、本実施例では円柱棒が型２０に挿入されたが、断面形状が四角形の棒が型２０に挿入される場合、断面形状が四角形の中空部を有するクラッド部が成形される。
【００７５】
コア部の形成
表３に示されるＭＭＡモノマー混合物に代えて、表１３に示されるＭＭＡモノマー混合物がスナップバイアルに密封され、次いでＭＭＡモノマー混合物を含むスナップバイアルが９０℃で２０〜３０分間加熱され、上記クラッド部と同程度の温度にされた。その後、上記加熱されたＭＭＡモノマー混合物がフィルタ（ADVANTEC東洋社製 PTFEメンブランフィルタDISMIC-25、ポアサイズ０．２μｍ）で濾過され、上記クラッド部の中空部にシリンジにて注入された。
【００７６】
【表１３】
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【００７７】
その後、上記クラッド部が、９０℃に加熱されたオートクレーブ（（株）栗原製作所、最高圧力１．０ＭＰａ、内寸法２００ｍｍφ×４００ｍｍＨ、ＳＵＳ３０４製）内に置かれたガラス管（内径１００ｍｍ、長さ１３０ｍｍ）のシリコーンオイルに挿入され、上記クラッド部を構成しているポリマーに吸着されている気体を排除するため、常圧で３０分間静置され、上記ＭＭＡモノマー混合物の重合反応が行われた。次に、上記オートクレーブ内の空気が窒素で置換され、窒素が上記オートクレーブ内の圧力が０．３ＭＰａになるまで充填され、上記ＭＭＡモノマー混合物が２４時間重合された。続いて、上記オートクレーブ内の温度が１１５℃にされ、重合反応が２４時間行われた。その結果、８つのコア部を有するプリフォームが作製された。
【００７８】
プリフォームの延伸によるポリマー並列光導波路の製造
上記加熱炉１０の上部ヒータ１１の温度が２４０℃、下部ヒータ１２の温度が１３０℃に設定され、上記プリフォームが、降下速度Ｖ1＝０．３０ｍｍ／ｍｉｎ、引き抜き速度Ｖ2＝１．２０ｍ／ｍｉｎで延伸され、断面が図１２に示される形状のポリマー並列光導波路Ｎｏ．６が作製された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．６のコアの屈折率は、コア断面の中心から径方向に連続的に低下し、当該コアは放物線状に近い屈折率分布を有していると確認された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．６の８つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失はほとんど同じであり、８つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失の平均値は０．０２８ｄＢ／ｃｍだった。長さ１ｍのポリマー並列光導波路Ｎｏ．６のクロストークは、図１３に示されるとおりであった。
【００７９】
実施例７
実施例６で使用された８本のステンレス製円柱棒２２に代えて４本の真鍮製四角棒（５ｍｍ×５ｍｍ×３００ｍｍ）が使用され、下部ヒータ１２の温度が１２０℃に設定される以外は、実施例７と同じ操作が行われ、断面が四角形状の４つのコアを有するポリマー並列光導波路Ｎｏ．７が作製された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．７のコアの屈折率は、コア断面の中心からコア外周方向に円形状に連続的に低下し、当該コアは放物線状に近い屈折率分布を有していると確認された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．７のコア断面の一辺の長さは約１１０μｍ、当該コアのピッチは１６０μｍであった。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．７は、図２（ｂ）に示されるW型の屈折率分布を有していると確認された。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．５の４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失はほとんど同じであり、４つのコアの波長８５０ｎｍ光の伝送損失の平均値は０．０２７ｄＢ／ｃｍであった。ポリマー並列光導波路Ｎｏ．７の波長８５０ｎｍ光のパルス信号の広がりは３．０ｐｓ／ｍであった。長さ１ｍのポリマー並列光導波路Ｎｏ．７の波長８５０ｎｍ光のクロストークは−３６．２ｄＢであった。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のポリマー並列光導波路は、高速処理が要求されるコンピューティングの光インターコネクションとして使用される。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】ポリマー並列光導波路の断面を示す模式図
【図２】ポリマー並列光導波路の断面を示す模式図
【図３】ガラス管内でのＭＭＡの重合を示す模式図
【図４】楕円中空管の作製を示す模式図
【図５】PRiT法によるプリフォームの製造を示す模式図
【図６】Sim.法によるプリフォームの製造を示す模式図
【図７】プリフォームの延伸を示す模式図
【図８】ポリマー並列光導波路特性の測定系を示す模式図
【図９】パルス信号の広がりを示す模式図
【図１０】並列注入型重合法で使用される型を示す模式図
【図１１】８つの中空部を有するクラッド部の断面図
【図１２】８つのコア部を有するポリマー並列光導波路の断面図
【図１３】８つのコア部を有するポリマー並列光導波路のクロストークを示す図
【符号の説明】
【００８２】
１…ベアリング、２…ゴムチューブ、３…モーター、４…ガラス管、５…ＰＭＭＡ中空管、６…ポリテトラフルオロエチレン製ロッド、７…ガラス板、８…楕円中空管、９…プリフォーム、１０…加熱炉、１１…上部ヒータ、１２…下部ヒータ、１３…ドライブロール、１４…レーザースキャン、１５…光源、１６…入射プローブ、１７…受光プローブ、１８…受光部、２０…型、２１…ガラス板、２２…棒
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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