(57)【要約】【課題】スイッチ機能を有する光伝送媒体およびその製造方法を提供する。【解決手段】コアとクラッドから構成されコア中を光が伝搬する光伝送媒体であって、光照射により屈折率が変化する光異性化色素がクラッドに浸透分散していることを特徴とする光伝送媒体；ならびに、光伝送媒体を構成する樹脂成型物の樹脂との親和性、および昇華性または揮発性を有する光異性化色素と、前記樹脂成型物とを所定空間内に設置し、該空間内に光異性化色素を昇華または気化させて飽和状態とし、該光異性化色素を前記樹脂成型物の表面に均一に付着させ、付着した光異性化色素を前記樹脂成型物の表面から内部に浸透分散させることを特徴とする光伝送媒体の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアとクラッドから構成されコア中を光が伝搬する光伝送媒体であって、光照射により屈折率が変化する光異性化色素がクラッドに浸透分散していることを特徴とする光伝送媒体。
【請求項２】
紫外光照射によるクラッドの屈折率変化が下記式（１）をみたし、紫外光照射後にさらに可視光照射によるクラッドの屈折率変化が下記式（２）をみたすことを特徴とする請求項１に記載の光伝送媒体。
ｎ1＜ｎcore＜ｎ2    （１）
ｎ3＜ｎcore＜ｎ2    （２）
（式中、ｎcoreはコアの屈折率を示し、ｎ1は紫外光照射前のクラッドの屈折率を示し、
ｎ2は紫外光照射後のクラッドの屈折率を示し、ｎ3は紫外光照射後にさらに可視光を照射した後のクラッドの屈折率を示す。）
【請求項３】
樹脂成型物で構成され、前記光異性化色素が浸透する深さが、樹脂成型物の表面から１００ｎｍ以上であって、且つ未浸透部分が厚さ１００ｎｍ以上残る深さであることを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送媒体。
【請求項４】
光伝送媒体を構成する樹脂成型物の樹脂との親和性、および昇華性または揮発性を有する光異性化色素と、前記樹脂成型物とを所定空間内に設置し、該空間内に光異性化色素を昇華または気化させて飽和状態とし、該光異性化色素を前記樹脂成型物の表面に均一に付着させ、付着した光異性化色素を前記樹脂成型物の表面から内部に浸透分散させることを特徴とする請求項１に記載の光伝送媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路、光ファイバー等の光伝送媒体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムが高度化するに伴い、光スイッチや光変調素子は、光通信、光情報処理等に不可欠な素子となり、これらは今まで各種の原理を用いたものが多数報告されてきた。これらのスイッチや光変調素子は、一般に、熱や電気により制御する方式と、光により制御する方式とに大別される。
【０００３】
一般的な熱光学光スイッチとしては、高分子光分岐路の枝分かれ先のどちらか一方が、その上に装荷されたヒーターの点灯による屈折率低下により消光され、他方の分岐路のみに光信号が導波されるというメカニズムのスイッチが構成されている。デジタル型光スイッチの欠点は、干渉型に比べて原理的により大きな屈折率変化を必要とするため、消費電力も大きくなることである。従って、真に実用的な高分子熱光学光スイッチを提供するためには、低電力化の実現が最も重要である。高分子熱光学光スイッチは、熱光学定数がガラスよりも１桁大きいという高分子の優位性を十分に活かした光デバイスであり、光波ネットワークにおける光クロスコネクトや光アドドロップマルチプレクサ（ＡＤＭ）に使われる光パス切替スイッチの有望な候補として、各機関で活発な研究開発が進められている（非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３参照）。
【０００４】
また、特許文献１では、上部クラッドの屈折率を低くすることでコアとヒーターを接近させ低電力で動作する熱光学光スイッチを提案し、シングルモード導波条件および入出力光ファイバーとの結合損失を考慮した上で、上部クラッドの屈折率を下部クラッドのそれより０．０１〜０．０２低くし、コアの厚みを７〜８μｍとする条件が、効果的であるとしている。
【０００５】
しかしながら、前記熱光光学スイッチや電気光光学スイッチは、決めらた接合部位に、熱光光学スイッチではヒータを、電気光光学スイッチでは電極を、設置しなければならず、分岐性の自由度が消滅していた。
【０００６】
また、光ファイバーにおける光スイッチでは機械的に光路を切り替えていることが報告されているが、予め光路に煩雑な微細加工が必要である。
【０００７】
前述したように、通信システムが高度化し、さらにユビキタス化が進行すると、光導波路や光ファイバーに、分岐やスイッチ機能を付することが望ましい。
【非特許文献１】エー．ボネマン（A. Boneman）等，プロシーディング  ヨーロピアン  コンフェレンス  オン  オプティカル  コミュニケーションズ（ECOC 96），第５巻，１９９６年，ｐ．５９−６２
【非特許文献２】エヌ．ケイ（N. Kei）等，プロシーディング  ヨーロピアン  コンフェレンス  オン  オプティカル  コミュニケーションズ（ECOC 96），第２巻，１９９６年，ｐ．７１−７４
【非特許文献３】エヌ．オオバ（N. Ooba）等，プロシーディング  オブ  アメリカン  ケミカル  ソサイエティ  オブ  ポリメリック  マテリアルズ：  サイエンス  アンド  エンジニアリング（Proc. ACS PMSE），第７５巻，１９９６年，ｐ．３６２−３６３
【特許文献１】特開平７−８４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、光伝送媒体を構成する材料の加工性を損なわず、スイッチ機能を有する光伝送媒体を提供することにある。また、本発明の課題は、光伝送媒体の面積・体積の大小に関わらず、スイッチ機能を有する光伝送媒体を容易に製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、下記に示すとおりの光伝送媒体およびその製造方法を提供するものである。項１．  コアとクラッドから構成されコア中を光が伝搬する光伝送媒体であって、光照射により屈折率が変化する光異性化色素がクラッドに浸透分散していることを特徴とする光伝送媒体。
項２．  紫外光照射によるクラッドの屈折率変化が下記式（１）をみたし、紫外光照射後にさらに可視光照射によるクラッドの屈折率変化が下記式（２）をみたすことを特徴とする項１に記載の光伝送媒体。
ｎ1＜ｎcore＜ｎ2    （１）
ｎ3＜ｎcore＜ｎ2    （２）
（式中、ｎcoreはコアの屈折率を示し、ｎ1は紫外光照射前のクラッドの屈折率を示し、
ｎ2は紫外光照射後のクラッドの屈折率を示し、ｎ3は紫外光照射後にさらに可視光を照射した後のクラッドの屈折率を示す。）
項３．  樹脂成型物で構成され、前記光異性化色素が浸透する深さが、樹脂成型物の表面から１００ｎｍ以上であって、且つ未浸透部分が厚さ１００ｎｍ以上残る深さであることを特徴とする項１または２に記載の光伝送媒体。
項４．  光伝送媒体を構成する樹脂成型物の樹脂との親和性、および昇華性または揮発性を有する光異性化色素と、前記樹脂成型物とを所定空間内に設置し、該空間内に光異性化色素を昇華または気化させて飽和状態とし、該光異性化色素を前記樹脂成型物の表面に均一に付着させ、付着した光異性化色素を前記樹脂成型物の表面から内部に浸透分散させることを特徴とする項１に記載の光伝送媒体の製造方法。
【００１０】
コアとクラッドを有する光伝送媒体（例えば、光導波路）を製造する場合、光が入射し、コア内での反射を繰り返しながら進んでいくことを考慮しなければならない。入射した光はコアとクラッドの界面で反射し、光が伝搬する絶対条件はクラッドの屈折率がコアの屈折率よりも低いことである。クラッドの屈折率がコアの屈折率よりも高くなると、光はコア中を伝搬しなくなる。
【００１１】
本発明は、光異性化色素が、光照射により効率のよい光異性化反応を起こし、大きな屈折率変化をすることを見出したことに基づく。すなわち、本発明に用いられる光異性化色素は、光異性化反応によって屈折率を連続的に制御することができる。さらに、該光異性化色素は、紫外光照射によって屈折率が上昇するので、光異性化色素の屈折率変化の範囲（紫外光照射前の屈折率と紫外光照射後の屈折率の範囲）内に入る屈折率を有する樹脂組成物を適宜用い、その樹脂組成物からなる樹脂成型物に前記光異性化色素を浸透させて製造する光伝送媒体では、紫外光照射前においては、樹脂成型物における光異性化色素の未浸透部（コア）中を信号光は伝搬するが、紫外光を照射すると、導波モードが変化して光が伝搬できなくなることを見出した。この際、光異性化色素の浸透部は、クラッドとして働く。
【００１２】
本発明の光伝送媒体においては、光照射により屈折率が変化する光異性化色素がクラッドに浸透分散しており、紫外光照射によりクラッドの屈折率がコアの屈折率より高くなり、次いで、可視光照射によりクラッドの屈折率がコアの屈折率より低くなる。すなわち、紫外光照射によるクラッドの屈折率変化が上記式（１）をみたし、紫外光照射後にさらに可視光照射によるクラッドの屈折率変化が上記式（２）をみたす。
【００１３】
本発明の光伝送媒体を製造するには、光伝送媒体を構成する樹脂成型物の樹脂との親和性、および昇華性または揮発性を有する光異性化色素と、樹脂成型物とを所定空間内に設置し、その空間内に光異性化色素を昇華または気化させて飽和状態とし、光異性化色素を樹脂成型物の表面に均一に付着させ、付着した光異性化色素を樹脂成型物の表面から内部に浸透分散させればよい。
【００１４】
光伝送損失をできる限り小さくするために、樹脂成型物に光異性化色素を浸透させる深さは、樹脂成型物の表面から１００ｎｍ以上であって、且つ未浸透部分を厚さ１００ｎｍ以上残すまでの深さであることが好ましい。浸透させる深さが１００ｎｍ未満の場合、または未浸透部分の厚さが１００ｎｍ未満の場合には、光伝送媒体としての性能が低下するおそれがある。樹脂成型物の表面から光異性化色素を浸透させる深さには処理時間の点で事実上の上限があり、深さ１ｍｍを超えて浸透させることは得策でない。通常の光伝送媒体（光導波路）の「厚さ」は数μｍ〜数百μｍであることから、本発明の光伝送媒体の製造方法は、処理時間の点からも好適である。
【００１５】
本発明で用いられる樹脂成型物は任意の形態であって良く、具体的には、樹脂素材をブロック状、球状、半球状、ペレット状、円柱状、パイプ状、ロッド状、チューブ状、直方体、立方体、プリズム状、円錐、三角錐、四角錐、平板状、シート状、フィルム状、薄膜状、ガラスなどの基板上に設けられた薄膜状、ファイバー状等の形態に成型したもの、または射出成型法等の成型法によって任意の形状を賦与されたプラスチック成型物などを用いることができる。好ましくは、ファイバー状、シート状、フィルム状などである。
【００１６】
また、樹脂成型物の素材の樹脂としては、有機化合物の重合体、有機高分子化合物、プラスチック、ポリマー、オリゴマー、エラストマーを含む。具体例としては、透明な非晶質高分子、例えば、ポリスチレン、ポリ（α−メチルスチレン）、ポリビニルピリジン、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸ベンジル、ポリメタクリル酸シクロヘキシル、ポリメタクリル酸、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体などが挙げられる。また、ジアリルフタレートプレポリマー、ジアリルイソフタレートプレポリマー、エチレンジメタクリレートプレポリマーなどの熱硬化性高分子の前駆体も含まれる。さらに、有機ポリシラン、シリコーン樹脂なども挙げられる。
【００１７】
樹脂成型物に浸透分散させる光異性化色素としては、紫外光照射前の屈折率が樹脂成型物の樹脂の屈折率より低く、蒸気圧のある化合物であれば良いが、紫外光照射による屈折率変化が大きい方が好ましい。光異性化色素とは、光の作用により色の異なる２つの異性体を可逆的に生成する分子または分子集合体を含む材料を言う。この光異性化色素は、光照射により、色のみならず屈折率、誘電率、酸化／還元電位などの様々の物性が可逆的に変化することから、光機能材料としての応用が期待されている。これまでの光異性化分子、分子集合体は、いずれも媒体に溶解した状態（分子分散された状態）でしか機能を発揮できないため、固相状態で使用する場合は、高分子に分散する必要があった。本発明に用いられる光異性化色素としては、ジアリールエテン誘導体、アゾベンゼン誘導体等の有機光異性化色素が好ましい。より好ましくは、ジアリールエテン誘導体である。中でも、ジヘテロ５員環からなるヘテロアリール部を有するジヘテロアリールエテン系化合物からなる光異性化色素が好ましい。これは、ヘテロアリール部を有するジヘテロアリールエテン系化合物からなるフォトクロミックアモルファス材料が、光により効率のよいフォトクロミック反応をし、また、大きな屈折率変化（６３３ｎｍの波長でΔｎ〜０．２）をすることを見出したことに基づく。より好ましくは、該へテロ５員環がピロール環、チオフェン環、チアゾール環、オキサゾール環、セレノフェン環のいずれかであり、特に好ましくは
、該ジヘテロアリールエテン系化合物が、一般式［Ｉ］で表わされるフォトクロミックアモルファス材料に関するものである。
【００１８】
【化１】
2005092159.tif 000002
一般式［Ｉ］において、Ａは一般式［ｉ］または［ｉｉ］で表わされる置換基である。
【００１９】
【化２】
2005092159.tif 000003
一般式［ｉ］および［ｉｉ］において、Ｒ1はアルキル基、アルコキシル基、ハロゲン
原子、トリフルオロメチル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表わし、Ｒ2およびＲ3は同一または異なって、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表わす。またこのＲ2およびＲ3は、互いに結合して置換されていてもよい炭素環もしくは置換されていてもよい複素環を形成してもよい。Ｙは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−または−ＮＲ4−を表わし、Ｒ4は水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基または置換されていてもよいシクロアルキル基を表わす。
【００２０】
上記一般式［Ｉ］において、Ｂは一般式［ｉｉｉ］または［ｉｖ］で表わされる置換基である。
【００２１】
【化３】
2005092159.tif 000004
一般式［ｉｉｉ］および［ｉｖ］において、Ｒ5はアルキル基、アルコキシル基、ハロ
ゲン原子またはトリフルオルロメチル基を表わし、Ｒ6およびＲ7は同一または異なって、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基または置換されていてもよいアリール基を表わす。またこのＲ6およびＲ7は、互いに結
合して置換されていてもよい炭素環もしくは置換されていてもよい複素環を形成してもよい。Ｚは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−または−ＮＲ4−を表わし、Ｒ4は水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基または置換されていてもよいシクロアルキル基を表わす。
【００２２】
上記Ｒ1〜Ｒ7の少なくとも１つに、ｔ−ブチル基が含まれるのが好ましい。また、一般式［Ｉ］で表わされるシクロペンテン環の水素原子は、フッ素原子等のハロゲン原子で置換されていてもよい。
【００２３】
光異性化色素としては、上記のジアリールエテン誘導体のほか、アゾベンゼン誘導体などを適宜用いることができる。
【００２４】
本発明の光伝送媒体の製造方法において、所定空間内に光異性化色素を昇華または気化させて飽和状態とすることは、所定空間を光異性化色素の飽和蒸気圧状態とすることである。ここで、飽和蒸気圧とは熱力学系のある一定の温度における蒸気圧であって、物質が固体であれば、物質の固相表面で物質の蒸気圧が平衡状態にあることをいう。飽和蒸気圧は物質の量に依存せず、温度のみに依存して温度の上昇とともに単調に増加する。その変化の様子は、以下の式（３）に示すクラウジウス−クラペイロン（Clausius-Clapeyron）の式で表せる。
ΔＱ＝Ｔ（ｄｐ／ｄＴ）ΔＶ    （３）
ここで、Ｑは単位質量の物質（固体）が気体（蒸気）になるときに吸収する熱量を、ΔＶは固体から気体への相変化における単位質量あたりの体積差を、ｐは飽和蒸気圧を、Ｔは温度を表す。
【００２５】
本発明の製造方法において、所定空間内に光異性化色素を昇華または気化させて飽和状態とする前に、この光異性化色素を所定空間内に設置しておく。光異性化色素を設置するには、光異性化色素が樹脂成型物の表面に均一に付着可能なように、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の５種の様態からなる群より選択される少なくとも１つの態様で、昇華・気化源に付着または含有されているのが好ましい。
【００２６】
光異性化色素を設置した密閉式容器の内部を高速排気する場合、昇華性または揮発性を有する光異性化色素が飛散しないように工夫する必要がある。昇華性または揮発性を有する光異性化色素の粉末または液体が樹脂成型物の表面に付着すると、該光異性化色素が直接樹脂成型物中に浸透し、樹脂成型物内への光異性化色素の浸透・分散の均一性が損なわれるおそれがある。光異性化色素が飛散しないようにするためには、下記の５種の態様からなる群より選択される少なくとも１つの態様の昇華・気化源を用いるのが好ましい。
（Ａ）光異性化色素が、単独で昇華源基板または気化源基板の表面に塗工または製膜されている。
（Ｂ）光異性化色素とバインダー樹脂とが、昇華源基板または気化源基板の表面に塗工または製膜されている。
（Ｃ）光異性化色素を含浸している多孔質粒子が、昇華源基板または気化源基板の表面に塗工または製膜されている。
（Ｄ）光異性化色素を含浸している多孔質粒子とバインダー樹脂とが、昇華源基板または気化源基板の表面に塗工または製膜されている。
（Ｅ）多孔性昇華源基板または多孔性気化源基板の表面の孔に、光異性化色素が含浸されている。
【００２７】
上記（Ｂ）、（Ｄ）において塗工または製膜する際、バインダー樹脂を用いる場合には、原則として、昇華性または揮発性を有する光異性化色素とバインダー樹脂とが親和性・相溶性がなく、さらに光異性化色素を結晶または微粒子として分散させるものを選択して
用いることが望ましい。
【００２８】
本発明の製造方法においては、上記（Ａ）〜（Ｅ）のいずれかの態様で光異性化色素を付着または含有する昇華源または気化源の表面を、前記樹脂成型物表面の近傍に配置することが好ましい。ここで、「近傍」とは、前記昇華・気化源の表面と前記樹脂成型物の表面とを、接触しない限りにおいてできるだけ接近させることを意味する。例えば、昇華・気化源の表面と樹脂成型物の表面が、ともにその凹凸が１μｍ未満の平滑性があれば、平面間の距離をμｍオーダーで接近させることが好ましい。ただし、光伝送媒体（光導波路）製造時の操作の容易性を考慮すると、これを下限として、数ｍｍ〜１０ｍｍ程度まで接近させることが望ましい。
【００２９】
また、上述の屈折率変化を誘起させるため、本発明の光伝送媒体の製造方法の好ましい実施態様の１つは、樹脂成型物および光異性化色素を一端が封止され他端が開放された容器に入れ、該容器の他端開放口より容器内の圧力を、室温以上であって光異性化色素および／または樹脂成型物の樹脂の熱分解温度を超えない温度における光異性化色素の飽和蒸気圧まで減圧し、前記容器の他端開放口を封止して密閉し、密閉された容器内部を、減圧状態で光異性化色素の分圧が飽和蒸気圧に達するまで加熱し、所定の時間加熱した後に容器を徐冷するというものである。
【００３０】
なお、樹脂成型物に浸透分散される光異性化色素が室温で液体の場合には、該光異性化色素の設置場所を冷却するのが好ましく、冷却温度は光異性化色素が固化して蒸気圧を示さない温度を上限とするのが望ましい。
【００３１】
また、上述の屈折率変化を誘起するための本発明の光伝送媒体の製造方法の好ましい他の実施態様は、樹脂成型物および光異性化色素を一端が封止され他端が開放された容器に入れ、室温以上であって光異性化色素および／または樹脂成型物の樹脂の熱分解温度以下の温度まで加熱し、該温度に保ちながら、容器内の圧力を上記温度における光異性化色素の飽和蒸気圧まで減圧し、前記容器の他端開放口を封止して密閉し、所定時間加熱した後、容器を徐冷するというものである。ここで、密閉された容器内部の樹脂成型物および光異性化色素を所定時間加熱するには、室温以上であって光異性化色素および／または樹脂成型物の樹脂の熱分解温度以下の温度まで加熱するのが好ましい。また、密閉された容器内部の樹脂成型物および光異性化色素を、樹脂成型物の樹脂のガラス転移温度以上であって光異性化色素および／または樹脂成型物の樹脂の熱分解温度以下の温度まで加熱しても良い。
【００３２】
さらに、上述の屈折率変化を誘起させるための本発明の光伝送媒体の製造方法の好ましい他の実施態様は、光異性化色素および樹脂成型物を一端が封止され他端が開放された容器に入れ、光異性化色素を室温以下から液体窒素温度以上に冷却し、前記容器の他端開放口より容器内の圧力を、光異性化色素の冷却温度における飽和蒸気圧まで減圧し、前記容器の他端開放口を封止して密閉し、密閉された容器内部を、減圧下において光異性化色素の分圧が飽和蒸気圧に到達する温度まで加熱し、所定時間加熱した後、容器を徐冷するというものである。
【００３３】
なお、回路間を光信号で結ぶ場合は、集積回路と同一基板上に光導波路を製造する必要があるが、本発明は、基板上に光導波路を製造すること、すなわち基板上に製膜した高分子にも適用できる。この時の基板としては、ガラス、シリコンウェハー、クロムやニッケル等の金属をコートしたガラスが用いられる。また、光導波路のみならず、これらを用いた変調器、すなわち本発明で製造した光導波路を電極で挟んだ構造を有する光変調器も製造可能である。さらに、入射した光の偏光の回転を偏光子で強度変調する直線型の光導波路を用いた変調器や、二つの光導波路に分離し、位相差による干渉で強度変調が可能であ
るマッハ・ツェンダー型の変調器も製造できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の光伝送媒体は、それ自身がスイッチ機能を有しているので、複雑な機械的制御が不要である。
【００３５】
本発明の製造方法によれば、光伝送媒体の面積・体積の大小や表面形状などに関わらず、容易に、且つ効率良く、スイッチ機能を有する光伝送媒体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３７】
実施例１
図１に示すように、一端を閉じたガラス管１０（外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ）内に、蒸気圧を有する光異性化色素２０として１，２−ビス（２−メチル−６−ターシャリーブチルベンゾチオフェン−３−イル）パーフルオロシクロペンテン（ｎ1：１．５６３）１
００ｍｇを端部に設置した。次いで、樹脂成型物である樹脂薄膜３０としてメタクリル酸メチル−スチレン共重合体を熱プレス法で形成した樹脂プレート（ｎd：１．５７４）（
厚さ：０．６ｍｍ、幅：８ｍｍ、長さ：４０ｍｍ）を、ガラス管１０の中心部に設置した。次いで、光異性化色素２０を冷媒で冷却しながら、図２に示すように、ガラス管１０の開放端を真空排気装置５０に接続して真空排気を行った。その後、図２に示すように、真空排気装置５０に接続されたガラス管１０の開放端に近い部分を、ガラス管封管用のバーナー６０にて溶融封管し、図３に示すように、光異性化色素２０および樹脂薄膜３０をガラス封管１１に密閉した。密閉の後、冷媒を取り除き、光異性化色素２０の冷却を中止し、徐々に室温まで戻した。これを、図４に示すように、恒温槽７０の内部に置き、恒温槽７０の内部を３０分を要して１２０℃まで加熱した後、１１０℃で２時間維持した。その後、６時間を要して室温まで徐冷した。徐冷後、ガラス封管１１を切断し、光異性化色素２０が浸透・分散した樹脂薄膜３０を取り出した。
【００３８】
この光伝送媒体のコアとクラッドの屈折率を測定した結果、コアは１．５７３、クラッドは１．５６５であり、出射光量を測定した結果（入射光：白色光、０．１ｍＷ）、０．０５ｍＷであった。この光伝送媒体に紫外光（３６６ｎｍ）を照射すると、コアの屈折率は変化せずに、クラッドの屈折率が１．５９２に増大し、出射光量は０．０１ｍＷに減少した。次いで、この光伝送媒体に可視光（５５０ｎｍ）を照射すると、クラッドは初期の屈折率（１．５６５）と出射光量（０．０５ｍＷ）に戻った。また、得られた光伝送媒体の他端からＨｅ・Ｎｅレーザーの光を入射させ、光伝送損失を評価した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００３９】
比較例１
実施例１において、ジアリールエテン誘導体がメタクリル酸メチル−スチレン共重合体中に浸透することによりスイッチ機能を有する光伝送媒体が形成されたことを確認するため、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体のみを加熱処理する比較実験を以下のように行った。すなわち、図５に示すように、一端を閉じたガラス管１２（外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ）内に、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体を熱プレス法で形成した樹脂プレート３１（厚さ：１ｍｍ、幅：８ｍｍ、長さ：４０ｍｍ）のみを設置した。次いで、図６に示すように、ガラス管１２の開放端を真空排気装置５１に接続して真空排気を行った。その後、図６に示すように、真空排気装置５１に接続されたガラス管１２の開放端に近い部分を、ガラス管封管用のバーナー６１にて溶融封管し、樹脂薄膜３１をガラス封管１３に密閉した。これを、図７に示すように、恒温槽７１の内部に置き、恒温槽７１の内部
を１２０℃で２４時間維持し、その後、室温まで徐令した。徐冷後、ガラス封管１３を切断し、加熱処理した樹脂薄膜３１を取り出した。この樹脂薄膜３１にクラッドが形成されていないことを確認した。
【００４０】
比較例２
ジアリールエテン誘導体の代わりにパーフルオロオクタンを用いた以外は実施例１と同様にしてメタクリル酸メチル−スチレン共重合体の樹脂プレートを、封管、加熱および徐冷して処理した後、断面を観察した結果、クラッドの形成はみられず、得られたプレートの紫外・可視・赤外吸収スペクトルを測定した結果、パーフルオロオクタンに帰属される吸収は確認できなかった。これらの結果等から、パーフルオロオクタンはメタクリル酸メチル−スチレン共重合体と親和性がなく、そのために樹脂プレートに浸透・分散が起こらなかったと思われる。
【００４１】
以上の実施例１、比較例１および比較例２から、減圧されたガラス封管内において加熱時に光異性化色素が気化し、ガラス封管内に蒸気が充満すること、および、その蒸気を冷却せずに加熱状態を保ち、そこに光異性化色素と親和性のある樹脂膜を置くと、樹脂膜中に光異性化色素が分子分散することが解った。
【００４２】
実施例２
メタクリル酸メチル−スチレン共重合体２ｇをアセトン２００ｍｌに溶解し、この溶液をｎ−ヘキサン８００ｍｌ中へ強く撹拌しながら加えて、析出した樹脂粉末を濾別した。この樹脂粉末を高真空下（１０-4パスカル以下）で加熱乾燥し（７０℃）、残留溶媒と揮発成分を完全に除去した。この粉末１ｇを幅８ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの金型に挿入し、ほぼ金型と同型のメタクリル酸メチル−スチレン共重合体プレートを作製した。図１に示すように、一端を閉じたガラス管１０（外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ）内に、蒸気圧を有する光異性化色素２０として１，２−ビス（２−メチル−６−ターシャリーブチルベンゾチオフェン−３−イル）パーフルオロシクロペンテン（ｎ1：１．５６３）
１００ｍｇを設置し、前述のメタクリル酸メチル−スチレン共重合体プレート３０（ｎ2
：１．５７４）も設置した。図２に示すように、ガラス管１０の開放端を真空排気装置５０に接続して真空排気を行った。その後、図２に示すように、ガラス管１０の開放端に近い部分を、ガラス管封管用のバーナー６０にて溶融封管し、図３に示すように、光異性化色素２０および樹脂薄膜３０をガラス封管１１に密閉した。密閉の後、徐々に室温まで戻した。これを、図４に示すように、恒温槽７０の内部に置き、恒温槽７０の内部を３０分を要して１２０℃まで加熱した後、１２０℃で２４時間維持した。その後、６時間を要して室温まで徐冷した。徐冷後、ガラス封管１１を切断し、光異性化色素２０が浸透・分散した樹脂薄膜３０を取り出した。
【００４３】
この光伝送媒体のコアとクラッドの屈折率を測定した結果、コアは１．５７３、クラッドは１．５６５であり、出射光量を測定した結果（入射光：白色光、０．１ｍＷ）、０．０５ｍＷであった。この光伝送媒体に紫外光（３６６ｎｍ）を照射すると、コアの屈折率は変化せずに、クラッドの屈折率が１．５９２に増大し、出射光量は０．０１ｍＷに減少した。次いで、この光伝送媒体に可視光（５５０ｎｍ）を照射すると、クラッドは初期の屈折率（１．５６５）と出射光量（０．０５ｍＷ）に戻った。また、得られた光伝送媒体の他端からＨｅ・Ｎｅレーザーの光を入射させ、光伝送損失を評価した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００４４】
実施例３
図１に示すように、一端を閉じたガラス管１０（外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ）内に、蒸気圧を有する光異性化色素２０として１，２−ビス（２−メチル−６−ターシャリーブチルベンゾチオフェン−３−イル）パーフルオロシクロペンテン（ｎ1：１．５６３）１
００ｍｇを端部に設置した。次いで、樹脂成型物である樹脂薄膜３０としてメタクリル酸メチル−スチレン共重合体を熱プレス法で形成した樹脂プレート（ｎd：１．５７３）（
厚さ：０．５ｍｍ、幅：８ｍｍ、長さ：４０ｍｍ）を、ガラス管１０の中心部に設置した。次いで、図２に示すように、ガラス管１０の開放端を真空排気装置５０に接続して真空排気を行った。その後、図２に示すように、ガラス管１０の開放端に近い部分を、ガラス管封管用のバーナー６０にて溶融封管し、図３に示すように、光異性化色素２０および樹脂薄膜３０をガラス封管１１に密閉した。これを、図４に示すように、恒温槽７０の内部に置き、恒温槽７０の内部を１２０℃で２４時間維持した。その後、室温まで徐令した。徐冷後、ガラス封管１１を切断し、光異性化色素２０が浸透・分散した樹脂薄膜３０を取り出した。
【００４５】
この光伝送媒体のコアとクラッドの屈折率を測定した結果、コアは１．５７３、クラッドは１．５６５であり、出射光量を測定した結果（入射光：白色光、０．１ｍＷ）、０．０５ｍＷであった。この光伝送媒体に紫外光（３６６ｎｍ）を照射すると、コアの屈折率は変化せずに、クラッドの屈折率が１．５９２に増大し、出射光量は０．０１ｍＷに減少した。次いで、この光伝送媒体に可視光（５５０ｎｍ）を照射すると、クラッドは初期の屈折率（１．５６５）と出射光量（０．０５ｍＷ）に戻った。また、得られた光伝送媒体の他端からＨｅ・Ｎｅレーザーの光を入射させ、光伝送損失を評価した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００４６】
実施例４
図８は、本実施例で用いられる光導波路製造装置の概略構成を示す断面図である。樹脂成型物として、押出成型法で形成した樹脂ロッド３００を用いた。一方、１，２−ビス（２−メチル−６−ターシャリーブチルベンゾチオフェン−３−イル）パーフルオロシクロペンテンを多孔質スポンジにしみ込ませ、気化源２４０（ウレタンスポンジ、厚さ５ｍｍ、横１０ｍｍ、縦４００ｍｍ）を作製した。樹脂ロッド３００は密閉式容器１１０に設置され、気化源２４０は別の密閉式容器１２０に設置されている。２つの密閉式容器１１０，１２０は、配管とバルブ１９５によって接続されている。樹脂ロッド３００が設置されている密閉式容器１１０の外壁は、ステンレスまたはアルミニウムからなり、基板の出し入れのために上下分割可能な構造（図示せず）とする。密閉式容器１１０の内部１００は、真空バルブ１９０および真空配管系１３０を経由して、真空排気系１５０に接続されている。室温下において密閉式容器１１０内部の圧力が１０-4パスカル以下になるまで排気を行った後、真空バルブ１９０を閉じる。これによって密閉式容器１１０は密閉される。加熱手段として用いられるヒーターである気化源基板ヒーター４１０、樹脂ロッドヒーター４００および真空バルブヒーター７９０は、例えば、真空仕様のシーズ電気発熱線を埋め込んだアルミニウムからなるものを用いることができる。伝熱性の高い材質からなるヒーターを隙間なく設置することで、密閉式容器１１０の内部１００および真空バルブ１９０の部分を均一に加熱することができる。
【００４７】
密閉式容器１１０の内部１００を減圧にし、上記加熱手段によって加熱を行い、全体が設定温度（樹脂ロッド３００にメタクリル酸メチル−スチレン共重合体を用いた場合は１２０℃）になるように温度制御を行った。また、気化源２４０を密閉してある密閉式容器１２０も同様に加熱し、樹脂ロッド３００が設置してある密閉式容器１１０の設定温度よりも高温（例えば１２５℃）となるように加熱した。その後、２つの密閉式容器１１０，１２０の間にあるバルブ１９５を開け、２４時間設定温度で保持した。その後、密閉式容器１１０，１２０の内部温度を２５℃まで徐々に低下させた。次いで、密閉式容器内部１００を大気圧に戻し、樹脂ロッド３００を取り出した。
【００４８】
得られた光伝送媒体のコアとクラッドの屈折率を測定した結果、コアは１．５７３、クラッドは１．５６２であり、出射光量を測定した結果（入射光：白色光、０．１ｍＷ）、
０．０５ｍＷであった。この光伝送媒体に紫外光（３６６ｎｍ）を照射すると、コアの屈折率は変化せずに、クラッドの屈折率が１．５９５に増大し、出射光量は０．０１ｍＷに減少した。次いで、この光伝送媒体に可視光（５５０ｎｍ）を照射すると、クラッドは初期の屈折率（１．５６２）と出射光量（０．０５ｍＷ）に戻った。また、得られた光伝送媒体の他端からＨｅ・Ｎｅレーザーの光を入射させ、光伝送損失を評価した結果、０．３２ｄＢ／ｃｍであった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例１〜３における光伝送媒体製造の一段階（真空引きまで）を示す概略断面図である。
【図２】実施例１〜３における光伝送媒体製造の一段階（封管まで）を示す概略断面図である。
【図３】実施例１〜３における光伝送媒体製造の一段階（封管後）を示す概略断面図である。
【図４】実施例１〜３における光伝送媒体製造の一段階（加熱時）を示す概略断面図である。
【図５】比較例１における光伝送媒体製造の一段階（真空引きまで）を示す概略断面図である。
【図６】比較例１における光伝送媒体製造の一段階（封管まで）を示す概略断面図である。
【図７】比較例１における光伝送媒体製造の一段階（加熱時）を示す概略断面図である。
【図８】実施例４における光導波路製造装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，１２  一端を閉じたガラス管
１１，１３  ガラス封管
２０  光異性化色素
３０，３１  樹脂プレート（樹脂薄膜）
５０，５１  真空排気装置
６０，６１  ガラス管封管用バーナー
７０，７１  恒温槽
１００  密閉式容器内部
１１０  密閉式容器（樹脂ロッドを設置）
１２０  密閉式容器（気化源を設置）
１３０  真空配管系
１５０  真空排気系
１９０  真空バルブ
１９５  バルブ
２４０  気化源
３００  樹脂ロッド
４００  樹脂ロッドヒーター
４１０  気化源基板ヒーター
７９０  真空バルブヒーター
【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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