(57)【要約】  長方形断面の一つの角の曲率半径が100マイクロメートルより小さい、長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバー（１）。
2018521340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバー（１）であって、前記長方形断面の一つの角の曲率半径が100マイクロメートルより小さい、光ファイバー（１）。
【請求項２】
前記長方形断面の一つの角の前記曲率半径は前記長方形断面の平均幅の１／４より小さいおよび／または前記長方形断面の平均厚さの１／２より小さい、請求項１に記載の光ファイバー（１）。
【請求項３】
前記感光性ガラスは感光性でありまた光書き込み可能である、請求項１または２に記載の光ファイバー（１）。
【請求項４】
前記感光性ガラスは、リン酸塩、テルル、カルコゲニド、ホウ酸塩およびシリカでできている各ガラスからなる群から選択される、請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバー（１）。
【請求項５】
前記感光性ガラスは、リン酸塩でできているガラスである、請求項１から４のいずれか１項記載の光ファイバー（１）。
【請求項６】
前記感光性ガラスは銀でドープしたガラスである、請求項１から５のいずれか１項に記載の光ファイバー（１）。
【請求項７】
前記長方形断面は、孔が組織化されたコアおよび／または集合体を少なくとも一つ含んだ被覆を形成する、請求項１から６のいずれか１項に記載の光ファイバー（１）。
【請求項８】
前記長方形断面は100から400マイクロメートルの平均幅および／または50から200マイクロメートルの平均厚さを有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の光ファイバー（１）。
【請求項９】
長方形断面を有する感光性ガラスでできているプリフォーム（２）を準備するステップと断面形状が相似形を保ったまま前記プリフォーム（２）を線引きするステップを含む、前記長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバー（１）の製造方法。
【請求項１０】
前記プリフォーム（２）の前記相似延伸は前記プリフォームを加熱（４）し、前記加熱したプリフォーム（２）に機械的張力（４’）をかけるステップを含む、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記プリフォーム（２）の前記加熱温度は500℃から800℃である、請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記プリフォーム（２）の下降速度は0.3mm/分から0.7mm/分である、請求項１０または請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記加熱したプリフォーム（２）の前記張力は2.10-2ニュートンから40.10-2ニュートンである、請求項９から１２のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記プリフォーム（２）を研磨し、前記研磨したプリフォームを断面形状が相似形を保ったまま線引きすることをさらに含む、請求項９から１３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１５】
前記プリフォーム（２）に少なくとも一つの孔を貫通させることおよび／または前記プリフォーム（２）に貫通させた少なくとも一つの孔に円筒管またはガラス管を挿入することをさらに含む、請求項９から１４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光ファイバー（１）または請求項９から１５のいずれか１項に記載の方法によって得た光ファイバー（１）を、光書き込み、線量測定、フォトニクス、ブラッグ格子の生成および線形および／または非線形光学に使用する方法。
【請求項１７】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光ファイバー（１）または請求項９から１５のいずれか１項に記載の方法によって得た光ファイバー（１）を含む光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性ガラスでできている光ファイバーリボンおよび、感光性ガラスでできている光ファイバーリボンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
健康、エネルギー、機密保持、防衛または電気通信分野においてフォトニクスが利用され始めたことによって、材料のナノ／マイクロ−／ミリメートル単位の構造化という点で、新しい技術的挑戦が生じている。フォトニック構造および／またはハイブリッド構造の延伸によって、革新的な機能を有する複合システムを多重スケールで構造化することが可能になる。
【０００３】
従来技術では、光増感を応用するための、リン酸銀からできている大型ガラスなどの大型ガラスの製造および利用が教示されている。繊維形状に関し、既知の光学ガラス繊維の形状は、表面エネルギーを最小化にするべく長い間円筒形に制限されていた。
【０００４】
従来技術では、線量測定での平坦な光ガラスファイバーの利用も教示されている。また従来技術では、このような平坦なガラスでできた光ファイバーの製造方法の技術も教示されている。この既知の方法は、加熱の際に真空源を利用することでガラス内の穴または空気をつぶすことと、シリカ製のガラスのプリフォームを中空管形状に線引きすることから成っている。一般に、この既知の方法によれば平坦なガラス製光ファイバーは、中空管形状のガラスのプリフォームを平たくすることで卵型形状にして得られる。このためこの方法は、卵型形状の平坦なガラス製光ファイバーの製造に特に適している。この従来技術は、例えば、国際公開第2015/037981号パンフレットに報告されているように具体的に説明されている。
【０００５】
上記にもかかわらず平坦なガラスでできた光ファイバーは、光増感での利用そして、とりわけ光書き込みへの利用は引き続き難しい。具体的に、既知の平坦なガラスでできた光ファイバーは（ｉ）吸引による製造方法と関連してできる非常に湾曲した端部および（ｉｉ）平坦なガラス内に保護層を形成するなど、ガラス表面の状態の汚染および／または劣化を起こし得る内部の空気穴などの欠点を有している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書の一つの主題は、上記の欠点を是正し、感光性ガラス製光ファイバーリボンを、とりわけフォトニクスや線量測定における利用、ブラッグ格子の生成、および／または、必要に応じてナノメータ構造の、必要に応じてハイブリッド構造の、必要に応じて非線形および／またはプラズモン効果を有した、光ファイバー上に線、曲線または管等のパターンを直接レーザーで書き込みすることなどの光書き込みにおける利用、を提供することである。本明細書のもう一つの主題は、感光性ガラスでできた、任意の長さ、幅および厚さを有し、柔軟性のある光ファイバーリボンを取得可能にする簡単で、迅速で、またより安価な方法を提供することである。
【０００７】
第一の態様によれば本記述は、長方形断面の一つの角の曲率半径が１から１００μｍである、長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバーに関する。
【０００８】
このように説明した光ファイバーは、光増感における利用そして、とりわけ光書き込みにおける利用を可能にする。具体的に、このように説明した光ファイバーは平坦な面を含んでいる。このため、光ファイバーはかなり湾曲した端部は有していない。加えてこのように説明した光ファイバーは、ガラスの汚染、酸化または結晶化を起こし得る組成や内部の空気穴に目立ったばらつきを有しない。
【０００９】
一つの実施形態によれば、長方形断面の一つの角の曲率半径は１から５０マイクロメートルである。一つの好適な実施例によれば、長方形断面の一つの角の曲率半径は１から３０マイクロメートルである。一つの好適な実施例によれば、長方形断面の一つの角の曲率半径は１から２０マイクロメートルである。一つの好適な実施例によれば、長方形断面の一つの角の曲率半径は１から１０マイクロメートルである。
【００１０】
一つの実施形態によれば、長方形断面の一つの角の曲率半径は長方形断面の平均幅の１／４より小さいおよび／または長方形断面の平均厚さの１／２より小さい。一つの実施例によれば、長方形断面の一つの角の曲率半径は長方形断面の平均幅の１／８より小さいおよび／または長方形断面の平均厚さの１／４より小さい。一つの実施例によれば、長方形断面の一つの角の曲率半径は長方形断面の平均幅の１／１２より小さいおよび／または長方形断面の平均厚さの１／６より小さい。一つの実施例によれば、長方形断面の一つの角の曲率半径は長方形断面の平均幅の１／１６より小さいおよび／または長方形断面の平均厚さの１／８より小さい。
【００１１】
一つの実施形態によれば、長方形断面を有する感光性ガラスの光ファイバーはその中に保護層が無い。
【００１２】
一つの実施形態によれば、感光性ガラスは感光性であり、かつ光書き込み可能である。実際に、このように説明した光ファイバーによって、１００ｎｍより低くなり得る空間分解能を有する２または３次元発光構造の製造が可能になる。発光とは別に、第三高調波および第二高調波が発生したという信号が、書き込み構造の端部で観察できる。
【００１３】
一つの実施形態によれば、感光性ガラスは、リン酸塩、テルル、カルコゲニド、ホウ酸塩およびシリカの各ガラスからなる群から選択される。
【００１４】
一つの好適な実施形態によれば、感光性ガラスは、リン酸塩でできているガラスである。一つの実施形態によれば、感光性ガラスはリン酸亜鉛製ガラスである。一つの実施形態によれば、感光性ガラスはリン酸亜鉛ナトリウムでできたガラスである。一つの実施形態によれば、感光性ガラスはフルオロリン酸塩でできたガラスである。リン酸塩でできたガラスはシリカよりはるかに低いガラス遷移温度（Tg silica: 1200℃に対してTg: 200-400℃）および線引き温度（Tfiber silica: 2000℃に対してTfiber: 500-600℃）を有するのが有利な点である。
【００１５】
一つの実施形態によれば、感光性ガラスは、必要に応じて内的または外的に、ドープしたガラスである。一つの好適な実施形態によれば、感光性ガラスは内的にドープしたガラスである。一つの実施形態によれば、感光性ガラスは銀、ゲルマニウムまたはボロンでドープしたガラスである。一つの好適な実施形態によれば、感光性ガラスは、とりわけ均質に、かつ分散させて銀ドープしたガラスであり、ここで銀は感光性ガラスの光書き込みを可能にするドープ剤の一例である。
【００１６】
このように説明した光ファイバーによって、凝集体（つまり、塊）を形成することなく多数の銀イオンをドープすることができるようになるため、ゲルマニウム（内因性感光）または水素の帯電（外因性感光）でのドープは特に必要がない。
【００１７】
一つの実施形態によれば、長方形断面は、孔が（必要に応じて円筒形状に）組織化されたコアおよび／または集合体を少なくとも一つ含んだ被覆を形成する。一つの好適な実施例によれば、コアはガラス製コアである。一つの好適な実施例によれば、コアはドープした感光性ガラスである。
【００１８】
一つの実施形態によれば、長方形断面は100から400マイクロメートルである平均幅および／または50から200マイクロメートルである平均厚さを有する。一つの実施形態によれば、長方形断面は150から300マイクロメートルである平均幅および／または75から150マイクロメートルである平均厚さを有する。
【００１９】
第二の態様によれば本記述は、長方形断面を有する感光性ガラスでできているプリフォームを準備するステップとプリフォームを断面形状が相似形を保ったまま線引きするステップを含む、長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバーの製造方法に関する。
【００２０】
このように説明した方法によって、簡単に、迅速に、またより安価に第一の態様による長方形断面を有する感光性ガラス製光ファイバーを得ることができる。さらにこの方法は、（プリフォームを）事前に線引きするか、（ファイバーの線引き中に）合わせるか、または（ファイバーを）事後に線引きするか、にかかわらず光ファイバーの製造工程のあらゆる段階でのレーザー彫刻に適している。
【００２１】
一つの実施形態によれば、プリフォームを断面形状が相似形を保ったまま線引きすることはプリフォームを加熱することと加熱したプリフォームに機械的張力をかけるステップを含んでいる。
【００２２】
一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は200から2100℃である。
【００２３】
一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は500から800℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は600から750℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は650から730℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は680から720℃である。これらの実施形態は、とりわけリン酸塩でできているガラス製プリフォームを断面形状が相似形を保ったまま線引きすることに適している。
【００２４】
一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は400から700℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は500から650℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は550から630℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は580から620℃である。これらの実施形態は、とりわけテルリウムでできているガラス製プリフォームを断面形状が相似形を保ったまま線引きすることに適している。
【００２５】
一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は200から500℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は300から450℃である。一つの実施例によれば、プリフォームの加熱温度は350から430℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は380から420℃である。これらの実施形態は、とりわけカルコゲニドでできているガラス製プリフォームを断面形状が相似形を保ったまま線引きすることに適している。
【００２６】
一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は800から1100℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は900から1050℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は950から1030℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は980から1020℃である。これらの実施形態は、とりわけホウ酸塩でできているガラス製プリフォームを断面形状が相似形を保ったまま線引きすることに適している。
【００２７】
一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は1800から2100℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は1900から2050℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は1950から2030℃である。一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は1980から2020℃である。これらの実施形態は、とりわけシリカでできているガラス製プリフォームを断面形状が相似形を保ったまま線引きすることに適している。
【００２８】
一つの好適な実施形態によれば、プリフォームの降下速度は0.3から0.7 mm/分である。一つの好適な実施形態によれば、プリフォームの降下速度は0.4から0.6 mm/分である。一つの好適な実施形態によれば、プリフォームの降下速度は0.45から0.55 mm/分である。
【００２９】
一つの実施形態によれば、加熱したプリフォームの張力は2.10-2から40.10-2ニュートンである。一つの好適な実施形態によれば、加熱したプリフォームの張力は10.10-2から30.10-2ニュートンである。一つの好適な実施形態によれば、加熱したプリフォームの張力は15.10-2から25.10-2ニュートンである。
【００３０】
一つの実施形態によれば、プリフォームの加熱温度は500から800℃であって、プリフォームの降下速度は0.3から0.7 mm/分であって、そして加熱したプリフォームの張力は2.10-2から40.10-2ニュートンである。
【００３１】
一つの実施形態によれば、本方法はプリフォームの研磨および研磨したプリフォームを断面形状が相似形を保ったまま線引きすることをさらに含んでいる。一つの実施形態によれば、研磨は5μmより小さい平均粒径を有する研磨されたプリフォームが得られるまで行われる。このように説明した光ファイバーによって、光ファイバーの表面における欠陥の除去が可能になり、また高品質レーザー彫刻をも可能になる。
【００３２】
一つの実施形態によれば、本方法はプリフォームに少なくとも一つの孔を貫通させることを含んでいる。一つの実施形態によれば、本方法はプリフォームに貫通させた少なくとも一つの孔の中に円筒管またはガラス管を挿入することをさらに含んでいる。
【００３３】
一つの実施形態によれば、断面形状が相似形を保ったまま線引きすることは不活性または酸化的気体の中で、必要に応じて大気圧の下で、行われる。一つの実施形態によれば、断面形状が相似形を保ったまま線引きすることは酸素またはヘリウムの流れの中で行われる。
【００３４】
第三の態様によれば本記述は、レーザー光書き込み、フォトニクス、線量測定、ブラッグ格子の生成および線形および／または非線形光学において使用するために、第一の態様による光ファイバーまたは第二の態様による方法で得た光ファイバーを利用することに関する。
【００３５】
第四の態様によれば本記述は、第一の態様による光ファイバーまたは第二の態様による方法で得た光ファイバーを含んだ光学装置に関する。
【００３６】
一つの実施形態によれば、光学装置は線量測定ファイバー、および光遠隔通信システム、ファイバーレーザーまたは狭帯域センサーの光キャビティを形成している鏡、レーザーダイオードおよびファイバーセンサーからなる群から選択される。
【００３７】
一つの実施形態によれば、線量測定ファイバーは発光ファイバーである。一つの実施形態によれば、光学装置は線量測定ファイバーの二次元グリルである。一つの実施形態によれば、光学装置はブラッグ格子に基づいた光学装置である。
【００３８】
一つの実施形態によれば、光遠隔通信システムは波長選択可能フィルター、マルチプレクサーまたはデマルチプレクサーである。
一つの実施形態によれば、フィルタセンサーは化学物質、機械的応力、振動、加速度または温度の検出器である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバー、長方形断面を有する感光性ガラス製プリフォーム、および断面形状が相似形を保ったまま線引きした後の長方形断面を有する感光性ガラス製プリフォームの一つの実施形態による斜視図を模式的に示した図である。
【図２】図２は、一つの実施形態による長方形断面を有する感光性ガラス製光ファイバーの断面図を示した図である。
【図３】図３は、一つの実施形態によるプリフォームの断面形状が相似形を保ったまま線引きすることを模式的に示した図である。
【図４】図４は、一つの実施形態による長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバー上の光書き込み領域の紫外線照射時の上面図の画像を示した図である。
【図５】図５は、一つの実施形態による長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバー上の光書き込み領域の紫外線照射時の上面図の画像を示した図である。
【図６】図６は、図５の長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバー上におけるマイクロ伝送測定値を示した図である。
【図７】図７は、長方形断面が、コアを含んだ被覆を形成する一つの実施形態における、その長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバーの断面図を模式的に示した図である。
【図８】図８は、長方形断面が、複数の孔を含んだ被覆を形成する一つの実施形態における、その長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバーの断面図を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本明細書内における意味として、「光ファイバーリボン」は長方形断面を有する光ファイバーを表し；「長方形断面」はその各角度が85°から95°である四辺形断面を表し；「感光性」はエネルギー粒子（光子、電子、ガンマ線、Ｘ線等）を受け取ることによって少なくともその特性の一つを変更するためのガラスの能力を表し；長方形断面の「幅」および「厚さ」はそれぞれ長方形断面の最も長い二辺の長さと最も短い二辺の長さを表す。
【００４１】
第１の態様による長方形断面を有する感光性ガラス製光ファイバー１の一例を、図１に模式的に示す。光ファイバー１は、光ファイバー１の製造方法で使用する長方形断面を有する感光性ガラスでできているプリフォーム２と、同じ製造方法によって製造できる長方形断面を有する感光性ガラスでできているキャピラリー３とともに示されている。図２は、長方形断面を有する感光性ガラス製光ファイバー１の一例の、断面の走査電子顕微鏡法（SEM）による画像を示す。この光ファイバー１は、長方形断面の一つの角の曲率半径が1から100マイクロメートルであるという特徴を有している。この光ファイバーリボン１は、長方形断面を有する感光性ガラスでできているプリフォーム２を、断面形状が相似形を保ったまま線引きすることにより得ることができるという特徴も有している。実際、長方形断面を有する感光性ガラスでできているプリフォーム２を、断面形状が相似形を保ったまま線引きする際に、プリフォーム２の太さを相似的にキャピラリー３および／または対象光ファイバーリボン１の太さにまで減少させることができる。
【００４２】
図３は、第二の態様による長方形断面を有する感光性ガラスでできている光ファイバー１の製造方法の一例を模式的に示している。本方法は、長方形断面を有する感光性ガラス製プリフォーム２を準備すること、特にプリフォーム２を加熱４することによって、プリフォーム２を断面形状が相似形を保ったまま線引きすること、及びこのように加熱したプリフォーム２に機械的張力４’をかけることを含んでいる。例えば、プリフォーム２は幅10mm、厚さ5mmおよび長さ80mmであってもよい。その後プリフォーム２を熱的に縮小させて、１１１１１第一の態様による数十メートルの機械的に柔軟な光ファイバー１にする。
【００４３】
例として、銀をドープした感光性リン酸塩ガラスでできている光ファイバーリボン１を製造した。熱機械的および化学的安定性、優れた光学特性（例えば、赤外部における伝達、蛍光性、非線形性）、および非線形光学発光パターンのフェムト秒レーザーにより、特に銀イオンを均質に分散させてドープすることにより、直接的になされた構造化に好適な素地の形成能力のために、リン酸塩ガラスプリフォーム２を選択した。例えば、高繰り返し率フェムト秒レーザーと銀イオンの相互作用によって、局所的に分散し、蛍光特性および二次非線形光学特性を有する銀凝集体が形成されうる。
【００４４】
＜プリフォームの準備＞
例として選択した感光性ガラスは、銀をドープしたリン酸亜鉛ナトリウム（組成：40P2O5-55ZnO-1Ga2O3-2Na2O-2Ag2O (mol%)°; Tg= 385°C [± 2°C]°; ρ = 3,30 [± 0.01 g.cm-3]°; n (639 nm) = 1,57 [± 0.01]以下にて PZG-2N2Aと称する）のガラスである。このガラスは、（260nm辺りのAg+イオン吸収帯にリンクした）280nmのバンドギャップ波長を有する。このガラスを260nmで励起すると、素地内に一様な状態に分布したAg+イオンは、365nm辺りにほぼ集中した固有の蛍光発光を引き起こす。溶融状態を急速に冷却する標準的な技術によってこのガラスを合成した。具体的に、好ましくは高い純度を有する、原料粉（ZnO, Ga2O3, NaPO3, AgNO3, Na2O）の重量を計測してプラチナ製の坩堝内で混合する。この混合物を、温度が1100℃に達するまで１℃／分の速度で加熱し、その後、温度を12時間1100℃に維持する。溶融している塊を凍らせ、PZG-2N2Aの感光性ガラスを得るために、この液体混合物を銅皿に流し込む。その後好ましくはTg -10 ℃、具体的に375℃に予熱した銅または真ちゅうの型または皿の中へ流し込むことにより、長方形断面を有する感光性ガラスのプリフォーム２の形で、感光性ガラスを型作る。その後その全体を12時間Tg -40 ℃の温度で再加熱する。
【００４５】
＜プリフォームの線引き＞
各例において、プリフォーム保持器、環状電気炉、直径調整器、張力調整器および収集ドラムを含んだ光ファイバーを実現するために特化した高さ３メートルの線引き用タワーを利用して、断面形状が相似形を保ったまま線引きされる。長方形断面を有する感光性ガラスでできているプリフォーム２をゆっくり炉内に導入し、Ag+イオンの減少、分散、および凝集を最小限にするために必要に応じて酸素または気体ヘリウムの連続した流れの中で（この例では１分当たり0.5リットル）、約700℃に達するまで、温度を次第に（特に、１分当たり10℃の割合で）上昇させる。目標の太さの光ファイバーリボン１を製造す流ため、プリフォーム保持器の動きおよび収集ドラムの回転速度を、好ましくはリアルタイムで、制御する。各例において、プリフォームの降下速度は0.5 mm/分であり、張力は10gである。この処理を受けて、長方形断面が75マイクロメートルから250マイクロメートルにわたる平均幅を有する、数十メートルの感光性ガラス製ファイバーリボン１が製造される。
【００４６】
光ファイバーリボン１の長さと幅との比はプリフォームを製造する際に適宜選択できる。光ファイバーリボン１の平均長さと平均幅は、プリフォーム２をその断面形状が相似形を保ったまま線引きする各段階で、例えば線引きする際にプリフォームに与えた張力の関数として、適宜選択できる。平均寸法は、直径調整器を用い、線引きした後またはリアルタイムで計算できる。
【００４７】
＜光ファイバーリボンの物理的特性＞
好都合にも、光ファイバーリボン１の形成処理の間、プリフォーム２は発光特性を保持している。さらに、感光性ガラスでできている光ファイバーリボン１の平面形状は、とりわけガラス素地内での銀凝集体の形成のおかげで、ファイバーの表面上またはファイバー内で（例えば、表面の50マイクロメートル下で）、ナノメートル単位の、（例えば、管、線、螺旋などの）複雑で多様な発光パターンのレーザー彫刻に適している。
【００４８】
好都合にも、感光性ガラスでできている光ファイバーリボン１内では不均一性または内包物の兆候は観察されなかった。そのために感光性ガラス製光ファイバーリボン１に近赤外部の光透過性があることが、1064nmと1550nmにおいてファイバーの損失を調べることによって確認された。
【００４９】
2018521340.tif 000003
【００５０】
＜レーザー彫刻＞
フェムト秒レーザーの高強度および短パルスによって、非線形型相互作用により波長の順序で光を空間的に分解することができる材料内でエネルギーの非熱的付与が可能になる。感光性ガラス、とりわけリン酸塩でできている感光性ガラスは、ルミネセンスの局所性質または非線形光学の彫刻に優れた材料であることがわかった。実際のところ、本記述の光ファイバーリボン１のレーザー彫刻は、導波ファイバーの直接彫刻や非線形および／またはプラズモン効果を有するナノ構造の直接彫刻などの多数の応用例につながる。
【００５１】
レーザー彫刻の処理は、電子トラップAg0の形成と、その後のAgmx+（m: 原子の数, m <20; x: 電離度）の凝集体の安定化につながる多光子吸収として記述することができる。各例において、屈折率の変更閾値より低い放射照度で赤外部で照射するフェムト秒レーザーを使用することでナノ構造が得られる。レーザーの繰り返し率を高めることによって、累積的影響によって局所温度の上昇及びイオンや原子の拡散が引き起こされ、したがってレーザー材料が相互作用する領域周辺でのルミネセンスの凝集体の形成につながる（各例において：405nmでの励起；490nmでの発光）。各構造は周囲のガラスに対して約1-5.10-3のオーダーで屈折率の変動を示す。各構造の視覚化は、ルミネセンス顕微鏡法または非線形光学画像によって容易になる。
【００５２】
図４に示すような、本記述の光ファイバーリボン１上へのレーザー彫刻の一例は、レーザー再生増幅器Ti:Sa （コヒレント（Coherent）社のRegA 9000 で最大1 W, 250 kHz, 800 nmで60 fs）を用いて光ファイバーリボン１の表面下の深さ50マイクロメートルで行った。そうして、一連の平行または垂直な線などの多様なパターン５が光ファイバーリボン１上に書き込まれた。また様々な大きさの曲がったパターンまたは管の彫刻も可能である。この例では、照射および透過光線の継続時間は、50から150 nJのエネルギーでN = 105から106 の累積を可能にする音響光学変調器で制御した。サンプルの配置および移動は高精度の三次元変換プレート（Micro-Controle社、プレートXMS-50 ステージ）で実施した。この例では、顕微鏡用対物レンズ（株式会社ミツトヨ、APO PLAN VIS, 50 X NA0,55））を用いてレーザーインパルスの焦点を合わせることによって照射を行う。この例では、サンプルの焦点でのインパルス（FHWM）の継続時間は145 fs（ガウス束）および200 fs（構造化した束）である。
【００５３】
＜微小透過＞
図５に、一つの実施例による感光性ガラスでできた光ファイバーリボン１上の光書き込み領域の、紫外線照射中の上面図の画像を示す。この例では、３つの異なる電圧（V=0.6, 0.7 および0.8 V）および２つの異なるレーザー速度（v=10 μm.s-1 および 100 μm.s-1）を関数として６つの湾曲パターン６を作成した。堆積した累積照射量が増加するとともに、レーザーで誘起した凝集体の集中および結果として生じた発光の照射も増加する。図５の光ファイバーリボン１上の微小透過測定値を図６に示す。これらの測定は、照射量に応じて構築した６つの湾曲パターン６について行った。図６の各例の微小透過スペクトルは、堆積した照射量に応じて強度が増加する、λ = 287 nm および λ = 340 nmでの２つの吸収帯を示す。これらの帯域は、Agmx+の凝集体の属性であり、銀をドープしたリン酸亜鉛ガラスについて行った先の観察と一致している。この例において示すように、本記述の光ファイバーリボン１のレーザー彫刻による構造化は、光で操作可能なアーキテクチャを複雑な手法で行うための独創的な方法を提供する。このような能力を説明するために、光ファイバーリボン１上に直接書込んだマイクロリングの形での光共振器またはマッハツェンダ型干渉計などの（図示していない）いくつかのさらなるアーキテクチャを実現した。レーザー彫刻は、とりわけ光ファイバーリボン１内に光で誘起した凝集体の熱的および光学的安定性により、好都合にも、複数要素を単一光ファイバーリボン１上で統合可能にする。応用可能な例には、特に、改良した空洞および調整可能なファイバー内光子を伴う分光法が含まれる。
【００５４】
＜線量測定＞
本記述の光ファイバーリボン１は、線量測定にも使用できる。例えば、銀イオンなどのドープ用イオンは、入射エネルギー粒子（電子、ガンマ線、陽子など）の検出を可能にするトラップの役割をすることができる。光学的に誘導した放射線ルミネセンスは、銀フルオロリン酸塩製のファイバーにおいて実証され、ここで放出された光信号は受け取った照射量に正比例していた。好都合にも本発明の光ファイバーリボン１はファイバー形状から十分に利益を享受しているアーキテクチャへのアクセスを可能にし、ファイバーはあらゆるエネルギー粒子の検出と光インパルスの移動のガイドを同時に可能にするプラットフォームとしての役割をも果たしている。本記述の光ファイバーリボン１は、重量、柔軟性、携帯性および応答時間（リアルタイムでの読み取り）、及び高度に汚染されたあるいはアクセス困難な領域での応用に重要な性質の点で多種の利益を提供する光学的に発光する、線量測定ファイバーの製造をも可能にする。加えて、半導体産業と比べて「ファイバー」技術は比較的単純で安価である。このため、過剰暴露または機械チョック（chock）によって損傷した検出器をより安価で早急に置き換えることができる。最後に、本記述の光ファイバーリボン１から始まる相互接続した線量測定ファイバーの二次元グリル（grill）の加工は、幅広で、軽くまた柔軟性のある検出器の製造に利用できる独創的な解決策を提供する。
【００５５】
＜複合材料ファイバー＞
本記述の光ファイバーリボン１は、複数の異なるガラスのアセンブリをも含むことができる。実際に、異なる特性を有するガラス同士の結合は新たな応用例（例えば、表面効果、レーザー利得またはシステムの非線形光応答を向上させるなど）への扉を開く。例えば、一つ以上のガラスコアを含んだコア被覆ファイバーのアーキテクチャおよび／または長方形断面を有する被覆に囲まれた組織的に組み合わせた円筒孔の集合体を製造できる。一例として図７および８はそれぞれ、少なくとも一つのコア（図７）及び組織的に組み合わせた孔の集合体（図８）を含んだ光ファイバーリボン１を模式的にに図示している。
【００５６】
＜ブラッグ格子＞
本記述の光ファイバーリボン１は、ブラッグ格子の生成にも使用できる。ブラッグネットワークはファイバーを構成している材料の屈折率の周期変調から成り、ここで変調は、特定波長の条件で、媒体を横切っている発光波の全反射を誘起する。ブラッグ格子は、位相マスクまたはレーザー彫刻によって形成された周期的パターンの紫外線光に暴露することによって形成される。一つの実施形態によれば、紫外線光システムの感度の増加は光ファイバー（外部、感光性ファイバー）内の水素（H2）または重水素（D）の拡散によって引き起こされ得る。もう一つの方法として、光ファイバーはプリフォーム２の製造中にドープできる。このようにしてドープした光ファイバーリボン１は、ブラッグ格子に基づいて光学装置の作成に役立ち得る。内部ファイバーは水素の帯電と関連したあらゆる問題を減らしながら、ファイバーコアのみにおける格子の刻み込みを可能にするとともに紫外線暴露時間がより短いため、外部、感光性ファイバーより好まれる。ブラッグ格子の主な用途は、光通信システム（フィルターは選択的に、そして波長、マルチプレクサー、デマルチプレクサー）およびファイバーレーザーまたは狭帯域センサーの光キャビティを形成している鏡にもある。ブラッグ格子は、ダイオードレーザーの周波数の安定化およびファイバーセンサー（化学生成物の検出、機械的応力、振動、加速度または温度の測定）の製造にも役立つ。
【００５７】
一定数の詳細で例示的な実施例を用いて説明したが、本出願明細書において説明した光ファイバーリボン１および光ファイバーリボン１の製造方法は、当業者にとって明らかとなる形で現れる異なる変形、修正および改良を含み、これらの異なる変形、修正および改良は下記の請求項に定義しているように本明細書の範囲の一部を形成することを理解されたい。
【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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【国際調査報告】
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