(57)【要約】【課題】周期的利得構造を有する利得媒体を用いた、寿命の長い光増幅器の提供。【解決手段】耐光性に優れ、利得の大きいベンゾチアジアゾール誘導体を有する利得媒体に、励起光の干渉縞を照射して周期的利得構造を発現させ、これに信号光を入射して信号光を増幅させることを特徴とする、光増幅器。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記［Ｉ］式で表されるベンゾチアジアゾール誘導体を有する利得媒体に、励起光の干渉縞を照射して周期的利得構造を発現させ、これに信号光を入射して信号光を増幅させることを特徴とする、光増幅器。
【化１】
2004296529.tif 000008
（式中、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立して下記［ＩＡ］式で表される基を示す。
【化２】
2004296529.tif 000009
（式中、Ｂ１及びＢ２はそれぞれ独立して下記から選ばれる基を示し、これらはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基、ヒロドキシル基、シアノ基及びニトロ基から選ばれる置換基を有していてもよい。
【化３】
2004296529.tif 000010
Ｙ１は、直接結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯＳ−、−ＣＯＮ−又は−Ｎ＝Ｎ−を示す。
ｎは、０又は１を示す。
Ｒ１は、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数２〜２０のアルコキシアルキル基又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキルチオ基を示す。））
【請求項２】
利得媒体が導波路を形成していることを特徴とする、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
利得媒体が平面導波路を形成していることを特徴とする、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項４】
導波路のコア部分が［Ｉ］式で表されるベンゾチアジアゾール誘導体を含有する活性光線重合性組成物を重合させてなるポリマーで構成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の光増幅器。
【請求項５】
信号光の１／２波長の整数倍と利得の周期とが等しくなる波長のみを選択的に増幅することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光増幅器。
【請求項６】
Ｂ１及びＢ２が、下記から選ばれる基を示すことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光増幅器。
【化４】
2004296529.tif 000011
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベンゾチアジアゾール誘導体を含有する利得媒体を用いた光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信などの分野で、特定波長の光信号を増幅することが望まれている。
特定波長の光信号を増幅する具体的手段として、利得媒体を用いた光導波路の検討が進められてきた。例えば、周期的な光強度分布を有する利得構造（周期的利得構造）をもつ媒体を用いて、ブラッグ条件を満たす特定波長の光波を選択的に増幅する方法が報告されている（例えば、特許文献１及び２、非特許文献１参照）。非特許文献１には、周期的利得構造又は周期的な屈折率構造による方法が開示され、また特許文献２には、利得媒体の周期的利得構造の発現が簡単で、かつ高い利得が得られるものとして、媒質にローダミンＢをドープさせたものを用いた光増幅器が開示されている。しかしローダミンＢは、励起光照射により分解、劣化が起こり、増幅率の低下を起こす問題があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４８５２８号公報
【特許文献２】
特開２００２−８４０２５号公報
【非特許文献１】
Ｈ．Ｓａｔｏ  ｅｔ．ａｌ．  Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．，１９９１年，第３１巻，第２７号，ｐ．５８２２−５８２９
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、周期的利得構造を有する利得媒体を用いた、寿命の長い光増幅器を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、耐光性に優れた骨格を有し、利得の大きなベンゾチアジアゾール誘導体を用いることにより、増幅器の寿命を向上させることに成功し本発明に到達した。
すなわち本発明の要旨は、下記［Ｉ］式で表されるベンゾチアジアゾール誘導体を有する利得媒体に、励起光の干渉縞を照射して周期的利得構造を発現させ、これに信号光を入射して信号光を増幅させることを特徴とする、光増幅器に存する。
【０００６】
【化５】
2004296529.tif 000002
【０００７】
（式中、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立して下記［ＩＡ］式で表される基を示す。
【０００８】
【化６】
2004296529.tif 000003
【０００９】
（式中、Ｂ１及びＢ２はそれぞれ独立して下記から選ばれる基を示し、これらはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基、ヒロドキシル基、シアノ基及びニトロ基から選ばれる置換基を有していてもよい。
【００１０】
【化７】
2004296529.tif 000004
【００１１】
Ｙ１は、直接結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯＳ−、−ＣＯＮ−又は−Ｎ＝Ｎ−を示す。
ｎは、０又は１を示す。
Ｒ１は、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数２〜２０のアルコキシアルキル基又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキルチオ基を示す。））
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき詳細に説明する。
［Ｉ］式で表されるベンゾチアジアゾール誘導体において、Ｒ１で定義されるハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロペンチル基等が挙げられる。ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基、ジフルオロエトキシ基、トリフルオロエトキシ基、ペンタフルオロペンチルオキシ基等が挙げられる。ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数２〜２０のアルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシブチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、エトキシブチル基、トリフルオロメトキシメチル基、ペンタフルオロエトキシメチル基、パーフルオロプロポキシメチル基、パーフルオロブトキシメチル基、パーフルオロペンチルオキシエチル基、メトキシパーフルオロブチル基、エトキシパーフルオロブチル基等が挙げられる。ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、ｎ−プロピルチオ基、ｉ−プロピルチオ基、ｎ−ブチルチオ基、ｔ−ブチルチオ基、ｎ−ペンチルチオ基、ｎ−ヘキシルチオ基、ｎ−ヘプチルチオ基、ｎ−オクチルチオ基、ｎ−ノニルチオ基、トリフルオロメチルチオ基、ペンタフルオロエチルチオ基、パーフルオロプロピルチオ等が挙げられる。これらの中で、炭素数が１２以下のものが好ましく、特に好ましいのはアルキル基である。
【００１３】
Ｂ１及びＢ２はそれぞれ独立して下記から選ばれる基を示し、これらはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基、ヒロドキシル基、シアノ基及びニトロ基から選ばれる置換基を有していてもよい。
【００１４】
【化８】
2004296529.tif 000005
【００１５】
中でも好ましいのは、下記から選ばれる基である。
【００１６】
【化９】
2004296529.tif 000006
【００１７】
本発明においては、Ｂ１がチオフェニル基、Ｂ２がフェニレン基を表すベンゾチアジアゾール誘導体を用いるのがより好ましい。
Ｙ１は、直接結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯＳ−、−ＣＯＮ−又は−Ｎ＝Ｎ−を示し、好ましくは直接結合である。
【００１８】
［Ｉ］式で表されるベンゾチアジアゾール誘導体には、更に側鎖として重合可能な二重結合を有する官能基や、後述する重合性組成物との相溶性を向上させるための官能基が結合しても良い。
これらのベンゾチアジアゾール誘導体は、耐光性に優れた骨格構造を有しているので、利得媒体の寿命を長くすることができる。またこのベンゾチアジアゾール誘導体は、最大吸収波長と蛍光発光波長の差（ストークスシフト）が大きく、蛍光の再吸収が小さいので増幅率も大きくなる。また、後述する紫外線重合性モノマーなどとの相溶性にも優れており、素子化も容易である。
【００１９】
本発明においては、上記ベンゾチアジアゾール誘導体を、利得媒体に含有させる。媒体としては、励起光の干渉光（干渉縞）を照射した際に周期的利得構造を発現するものであれば特に限定されないが、ポリマーが好ましく、特に紫外線などの活性光線や熱重合性組成物から誘導されるポリマーが好ましい。特に好ましいのは、重合捜査が容易な活性光線、なかんずく紫外線重合性組成物の重合により得られるポリマーである。
【００２０】
前述のベンゾチアジアゾール誘導体は、この重合性組成物中に通常は１ｐｐｍ以上、好ましくは１０ｐｐｍ以上、より好ましくは１００ｐｐｍ以上となるように含有させる。含有量の上限は通常５０００ｐｐｍ以下、好ましくは３０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下である。
このような重合性組成物としては、多官能性（メタ）アクリレート系を主体とするものが好ましく、中でも、イオウ含有（メタ）アクリレートは、これを重合させて得られるポリマーの屈折率が大きいのでより好ましい。
【００２１】
イオウ含有（メタ）アクリレートとしては、ｐ−ビス（β−（メタ）アクリロイルオキシエチルチオ）キシレン、ｍ−ビス（β−（メタ）アクリロイルオキシエチルチオ）キシレン、α、α’−ビス（β−（メタ）アクリロイルオキシエチルチオ）−２，３，５，６−テトラクロロ−ｐ−キシレン、４，４’−ジ（β−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）ジフェニルスルフィド、４，４’−ジ（β−（メタ）アクリロイルオキシエトキシエトキシ）ジフェニルスルホン、４，４’−ジ（β−（メタ）アクリロイルオキシエチルチオ）ジフェニルスルフィド、４，４’−ジ（β−（メタ）アクリロイルオキシエチルチオ）ジフェニルスルホン、４，４’−ジ（β−（メタ）アクリロイルオキシエチルチオ）ジフェニルケトン、２，４’−ジ（β−（メタ）アクリロイルオキシエチルチオ）ジフェニルケトン、４，４’−ジ（β−（メタ）アクリロイルオキシエチルチオ）−３，３’，５，５’−テトタブロモジフェニルケトン、β，β’−ビス（ｐ−（メタ）アクリロイルオキシフェニルチオ）ジエチルエーテル、β，β’−ビス（ｐ−（メタ）アクリロイルオキシフェニルチオ）ジエチルチオエーテルなどがあげられる。中でも、チオエチルメタクリレート系（ＴＥＭＡ）が好ましい。
【００２２】
重合性組成物には、通常上記のモノマー以外に他の補助成分が含まれている。常用の補助成分としては、ラジカル重合可能な他の単量体、連鎖移動剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、染顔料、充填剤、シランカップリング剤などが挙げられる。
ラジカル重合可能な他の単量体としては、例えば、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、２，２−ビス［４−（β−メタクリロイルオキシエトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（β−メタクリロイルオキシエトキシ）シクロヘキシル］プロパン、１，４−ビス（メタクリロイルオキシメチル）シクロヘキサン、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどのメタクリレート化合物；ビス（ヒドロキシ）トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン＝ジアクリレート、ビス（ヒドロキシ）トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン＝ジメタクリレート、ビス（ヒドロキシ）トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン＝アクリレートメタクリレート、ビス（ヒドロキシ）ペンタシクロ［６．５．１．１３，６．０２，７．０９，１３］ペンタデカン＝ジアクリレート、ビス（ヒドロキシ）ペンタシクロ［６．５．１．１３，６．０２，７．０９，１３］ペンタデカン＝ジメタクリレート、ビス（ヒドロキシ）ペンタシクロ［６．５．１．１３，６．０２，７．０９，１３］ペンタデカン＝アクリレートメタクリレート等の含脂環骨格ビス（メタ）アクリレート化合物；スチレン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン、α−メチルスチレンなどのスチレン系化合物；アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのアクリル酸誘導体等が挙げられる。これらの中でも２，２−ビス［４−（β−メタクリロイルオキシエトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（β−メタクリロイルオキシエトキシ）シクロヘキシル］プロパン、１，４−ビス（メタクリロイルオキシメチル）シクロヘキサン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ビス（ヒドロキシメチル）トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン＝ジアクリレート、ビス（ヒドロキシメチル）トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン＝ジメタクリレート及びビス（ヒドロキシメチル）トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン＝アクリレートメタクリレートから選ばれる１種又は２種以上を含有させるのが好ましい。
【００２３】
重合性組成物中における、これらのラジカル重合可能な他の単量体の含有量は、通常６０重量％以下である。
連鎖移動剤としてしては、例えば、分子内に２個以上のチオール基を有する多官能メルカプタン化合物を用いることができ、これにより重合により得られるポリマーに適度な靱性を付与する事が出来る。メルカプタン化合物としては、例えばペンタエリスリトールテトラキス（β−チオプロピオネート）、ペンタエリスリトールテトラキス（β−チオグリコレート）、トリメチロールプロパントリス（β−チオプロピオネート）、トリメチロールプロパントリス（β−チオグリコレート）、ジエチレングリコールビス（β−チオプロピオネート）、ジエチレングリコールビス（β−チオグリコレート、ジペンタエリスリトールヘキサキス（β−チオプロピオネート）、ジペンタエリスリトールヘキサキス（β−チオグリコレート）等の２〜６価のチオグリコール酸エステル又はチオプロピオン酸エステル；トリス［２−（β−チオプロピオニルオキシ）エチル］トリイソシアヌレート、トリス［２−（β−チオグリコニルオキシ）エチル］トリイソシアヌレート、トリス［２−（β−チオプロピオニルオキシエトキシ）エチル］トリイソシアヌレート、トリス［２−（β−チオグリコニルオキシエトキシ）エチル］トリイソシアヌレート、トリス［２−（β−チオプロピオニルオキシ）プロピル］トリイソシアヌレート、トリス［２−（β−チオグリコニルオキシ）プロピル］トリイソシアヌレート等のω−ＳＨ基含有トリイソシアヌレート；ベンゼンジメルカプタン、キシリレンジメルカプタン、４、４’−ジメルカプトジフェニルスルフィド等のα，ω−ＳＨ基含有化合物等が挙げられる。これらの中でもペンタエリスリトールテトラキス（β−チオプロピオネート）、トリメチロールプロパントリス（β−チオプロピオネート）、トリス［２−（β−チオプロピオニルオキシエトキシ）エチル］トリイソシアヌレートなどの１種又は２種以上を用いるのが好ましい。メルカプタン化合物は、重合性組成物中に通常３０重量％以下の割合で含有させる。
【００２４】
また、シランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。中でも、γ−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）メチルジメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）メチルジエトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）トリエトキシシラン、γ−（アクリロキシプロピル）トリメトキシシラン等は分子中にメタクリルないしアクリル基を有しており、重合性組成物中の他のモノマーと共重合することができるので好ましい。シランカップリング剤は、通常重合性組成物中に５０重量％以下となるように含有させる。
【００２５】
重合性組成物は、公知の方法で重合させてポリマーとすればよい。具体的には、予め重合性組成物に加熱によりラジカルを発生する熱重合開始剤を添加しておき、加熱して重合させる方法（熱重合）、予め重合性組成物に紫外線等の活性光線によりラジカルを発生する光重合開始剤を添加しておき、活性光線を照射して重合させる方法（光重合）等を用いればよい。
【００２６】
熱重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ（２−エチルヘキサノエート）等を用いることができる。
また光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，６−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホシフィンオキシド等を用いることができる。これらの中でも、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ベンゾフェノンなどを用いるのが好ましい。
【００２７】
これらの重合開始剤は単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
光重合開始剤は、重合性組成物中に通常０．０１〜１０重量％、好ましくは０．１〜５重量％となるように含有させる。
重合に際し照射する活性光線の量は、光重合開始剤がラジカルを発生させる範囲であれば任意でよいが、通常２００〜４００ｎｍの紫外線を０．１〜２００Ｊ／ｃｍ２の範囲で照射する。活性光線を複数回に分割して照射してもよい。使用する光源としては、メタルハライドランプ、高圧水銀灯などを挙げることができる。
【００２８】
重合をすみやかに完了させる目的で、光重合と熱重合とを同時に行ってもよい。この場合には、活性光線照射と同時に重合性組成物を３０〜３００℃の範囲で加熱して硬化を行う。また光重合後に、得られた硬化物を更に加熱してもよい。
こうして得られるベンゾチアジアゾール誘導体を含有するポリマーは、これに干渉した励起光を照射することにより、周期的利得構造を発現するので、本発明に係る光増幅器の利得媒体として好適に使用することができる。利得媒体は、これを単独で使用することもできるが、この利得媒体よりも屈折率の小さい材料に、利得媒体を重ねて形成される導波路として用いるのが好ましい。導波路とすることにより、信号光を導波路内に閉じ込めることができ、また励起光の集中部分へ重畳させることができるので、利得を向上させることができる。
【００２９】
導波路の形状としては、ガラス板等の平面状の屈折率の小さな媒体の上に、コア部としてベンゾチアジアゾール誘導体を含有させたより屈折率の大きな媒体を重ねた平面導波路や、ベンゾチアジアゾール誘導体を含有させた屈折率の高い媒体を屈折率の小さな媒体の中に埋設したような導波路、光ファイバーのコア部にベンゾチアジアゾール誘導体を含有させた屈折率の高い媒体を用いたものなどが挙げられる。中でも平面導波路はガラス板の様な平面基材の上にスピンコートやディップコート等でベンゾチアジアゾール誘導体を含んだ重合性組成物を塗布して、光硬化することにより、容易に作成することができ、非常に有効である。
【００３０】
平面導波路の屈折率の小さな平面媒体としては、ガラスやポリマーフィルム等が好適に用いられる。ポリマーフィルムとしては（メタ）アクリル系ポリマーやポチエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の汎用樹脂が用いられる。これらの屈折率の小さな平面媒体と、ベンゾチアジアゾール誘導体を含有させた媒体との屈折率差は大きいほどよい。屈折率の小さな平面媒体の屈折率は１．５５以下が好ましく、ベンゾチアジアゾール誘導体を含有させたポリマーのそれは１．６以上が好ましい。ベンゾチアジアゾール誘導体を含有させたポリマーの最適膜厚は、増幅する光の波長に依存する。５８５〜５９０  ｎｍの光を用いる場合には波長と同程度の厚みが好ましい。
【００３１】
なお平面導波路としては、屈折率の小さな媒体の上にベンゾチアジアゾール誘導体を含有させたポリマーを一重に重ねた平面導波路でも、更にその上に低屈折率の媒体を重ねたものでもよい。
【００３２】
以下、図面により本発明に係る光増幅器を更に詳細に説明する。
図１に、光増幅器の１例の系統図を示す。Ｎｄ：ＹＡＧパルス・レーザ（１）の第２高調波（波長：５３２  ｎｍ、パルス幅：６  ｎｓ）をビーム・スプリッタ（６１）を通して左方から色素レーザ（ローダミンＢ）（２）に入射させ信号光（５８５〜５９０  ｎｍ）を発生させる。この信号光はミラー（６２）で折り返され、プリズム結合器（８２）を通して利得媒体（３）であるベンゾチアジアゾール誘導体を含有するポリマー導波路へ入射される。一方ビーム・スプリッタ（６１）により下方へ曲げられた光は励起光として用いられ、ビーム・エキスパンダを構成する凸レンズ（（７１）と（７２））によりビームの直径が広げられる。このビームをケスター・プリズム（８１）に入射させることにより干渉縞が形成され、これがシリンドリカル・レンズ（７３）を経て信号光路上に周期的な励起光の点の列となるよう照射される。この導波路上に形成された周期的な励起光の点と信号光が重畳するように信号光を通過させることにより、信号光は波長選択性を伴って顕著な増幅特性を示す。増幅された信号光はもう一方のプリズム結合器（８３）により導波路からフィルタ（９０）を通して外部へ取り出される。図中（４）は分光器、（５）はコンピュータをそれぞれ表す。
【００３３】
励起光の光源は特に限定されないが、媒体がチオエチルメタクリレート系のモノマーにベンゾチアジアゾール誘導体を含有させたものである場合には、励起光の波長としては５００〜６００  ｎｍであることが好ましく、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波（波長５３２ｎｍ）が好適に利用できる。また励起光は、連続光源では媒体への負荷が大きくなるため、パルス光が好ましい。
【００３４】
励起光の干渉縞をつくる方法は特に限定されないが、ケスタープリズムを利用する方法が調整しやすく特に好ましい。図２は、ケスター・プリズムを用いて干渉縞をつくる方法を示したものである。ケスター・プリズム（８１）は、同形の直角三角形を２つ合わせた断面形状を持ち、２つの直角三角形の接合面がビーム分割面（８１ｆ）となる。ビームの入射光の波面に対し角θだけ傾けてケスター・プリズム（８１）を設定すると、右側の直角三角形に入射されたビームと左側の直角三角形に入射されたビームとが角２θずれて重ね合わされる。これにより、Λ＝λｐ／ｓｉｎθ（ただしλｐは励起光の波長）となる周期Λの干渉縞が得られる。励起光波長を５３２  ｎｍとし、θを約２°に設定すると、Λ＝１５μｍの干渉縞が得られる。
【００３５】
このように、本発明に係る光増幅器は、信号光の１／２波長の整数倍と利得の周期とがほぼ等しくなる波長のみを選択的に増幅できる。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
実施例１
窒素雰囲気下、４，７−ビス（５−ブロモ−２−チエニル）−１，２，５−ベンゾチアジアゾール（１００ｍｇ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（１２．６ｍｇ）、４−トリルボロン酸（７１．２ｍｇ）のジメトキシエタン溶液（５ｍＬ）に、２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液（２．５ｍＬ）を加え、８時間還流した。反応終了後、反応混合物を氷水に注ぎ塩化メチレンで抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄し硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下に溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィーで処理し、下記化学式で表される（４，７−ビス（５−（４−トリル）−２−チエニル）−１，２，５−ベンゾチアジアゾール（６４．４ｍｇ））を得た。
【００３７】
【化１０】
2004296529.tif 000007
【００３８】
上記ベンゾチアジアゾール化合物  ２５０ｐｐｍ及び光開始剤として２，４，６−トリメチルペンソイルジフェニルホシフンオキシド（ＢＡＳＦ社製「ルシリンＴＰＯ」）０．１重量部を、４，４‘−ビス（β−メタクリロイルオキシエチルチオ）ジフェニルスルホン（成分Ａ）５０重量部と、ビス（ヒドロキシメチル）トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン＝ジメタクリレート（成分Ｂ）５０重量部に投入し均一に溶解させた。その後脱泡して重合性組成物を得た。
【００３９】
この組成物をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで２倍に希釈した。  屈折率１．５２３，厚み１ｍｍのガラス基板上に上記希釈液を滴下し、スピンコーター（１０００ｒｐｍ×１分）でスピンコートしたのち、８０℃で３分間乾燥させ溶媒を除去した。その後、酸素を遮断した反応箱の中に該サンプルを設置し、石英ガラスを通して距離４０ｃｍで上部より出力８０Ｗ／ｃｍのメタルハライドランプで５分間紫外線を照射し、硬化させて平面導波路を作製した。
【００４０】
得られた平面導波路を利得媒体として用い、図１及び図２に示すように、Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザの第２高調波（波長：５３２ｎｍ、パルス幅：６ｎｓ）を照射した。このベンゾチアジアゾール誘導体を含有させたポリマー薄膜導波路の厚みは、１．５  μｍであった。
比較例１
上記ベンゾチアジアゾール化合物の代わりにローダミンＢ２５０ｐｐｍ又は１０００ｐｐｍを用いたこと以外は実施例１記載の方法と同様にして、平面導波路を作成した。
【００４１】
実施例１及び比較例１における正味の利得係数の励起光強度への依存性、及び蛍光強度の励起光パルスショット数への依存性をそれぞれ図３、４に示す。
図３で、■は実施例１の薄膜試料について導波部位の長さＬ＝４ｍｍの条件で測定した結果である。また、▲は比較例について同様に測定した結果である。なお、正味の利得Ｇは、励起光を照射した場合における出力信号光強度Ｉｐの励起光がない場合の出力信号光強度Ｉｏに対する比として、Ｇ＝Ｉｐ／Ｉｏで定義され、さらに、これを用いて正味の利得係数γは、γ＝ｌｎＧ／Ｌ＝ｌｎ（Ｉｐ／Ｉｏ）／Ｌによって与えられる。図から、励起光強度４．０×１０−２  ｍＪ／ｍｍ２以下においては利得係数γが励起光強度に対して線形に変化し、実施例１では比較例に対して約２倍の高利得が得られている。
【００４２】
図４で、■は実施例１の薄膜試料について励起光の照射部位の長さＬ＝４ｍｍの条件で測定した結果である。また、●及び▲は比較例の場合について同様に測定した結果である。ここで、励起光パルスショット数に対する蛍光強度の依存性は、励起光による色素の光破壊の度合いを示す物理量となる。図から、励起光パルスショット数とともに蛍光強度が指数関数的に減少しており、実施例１では比較例に比べて約２倍の寿命がある。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、比較的簡単な手段で、波長選択的に光増幅することができ、長寿命である光増幅器が得られ、光通信などの分野で有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光増幅器の１例の系統図である。
【図２】ケスタープリズムによる周期的構造の発生の説明図である。
【図３】正味の利得係数の励起光強度への依存性を示す図面である。
【図４】蛍光強度の励起光パルスショット数への依存性を示す図面である。
【符号の説明】
１：Ｎｄ：ＹＡＧパルス・レーザ
２：色素レーザ（ローダミンＢ）
３：利得媒質
４：分光器
５：コンピュータ
６１：ビーム・スプリッタ
６２：ミラー
７１：凸レンズ
７２：凸レンズ
７３：シリンドリカル・レンズ
８１：ケスター・プリズム
８２：プリズム結合器
８３：プリズム結合器
９０：フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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