[发明专利]含有全氟金刚烷结构的光波导

说明书

技术领域

本发明涉及含有全氟金刚烷结构的光波导(Optical Waveguide，光導波路)，并特别涉及芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，并且光学特性优异的光波导。

背景技术

所谓光波导，是在基板上制作光路，利用折射率差异，引导直进性高的光的光信号而形成的回路，其用于光收发机、光Tap耦合器、光耦合器、光开关、VOA等，并且也称作宽带推进的关键设备。

光波导，如图1所示，由传播光线的芯树脂和覆盖芯树脂的包层树脂形成。在光波导中，需要严格控制芯树脂和包层树脂的折射率(例如专利文献1)，特别是在例如用于高速大容量通信用的单模光波导中，为了在短时间内传送多的信号，需要在单一的光程长中连续传播一个信号，因此芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，必须高0.3～0.4％左右，并且必须保持在±0.02％内的精度。在使用紫外线固化树脂，形成芯树脂和包层树脂时，通过稍微改变构成这些层的材料的配合比，进行上述微小折射率的控制。

但是，作为光波导的材料，从线膨胀率小，光损失也少的观点考虑，可以使用石英等无机材料，但由于加工难、高成本，因此近年来，多使用有机材料。

在使用有机材料的情况下，当使用氟类树脂(例如，折射率为1.42)和非氟类树脂(例如，折射率为1.52)进行物性调整时，在芯树脂中，配合较多约4～5％左右的非氟类树脂即可。在这种以少量的配合差设置折射率差时，芯树脂和包层树脂的物性，特别是折射率的温度依赖性可以极其接近，因此在作为光波导使用温度范围上限的85℃下，不会导致光学特性的降低。氟类树脂，是为了减轻因非氟类树脂的C-H键而导致的光损失，而优选使用的树脂。此外，在重视常温附近光损失的减轻时，还有仅使用氟类树脂进行物性调整的情况。另外，所谓上述光学特性，和光损失同义。

专利文献1：WO 2004/104059A1公报(国际公开日：2004年12月2日)

然而，在使用氟类树脂和非氟类树脂进行物性调整时，无法避免因非氟类树脂的C-H键而导致的光损失影响，特别是存在有在常温附近的光损失(以下称作“初期的光学特性”)大的问题。

另一方面，在重视初期光学特性的减轻，而仅使用氟类树脂进行物性调整时，存在有折射率差的温度依赖性变大这样的问题。具体来说，折射率由以下算式1表示，因此认为与树脂的密度具有很大关系，但由于密度随着温度而变化，因此实际使用中，还必须考虑算式2。

[数1]

n＝((1+2[R]/V)/(1-[R]/V))^1/2

n：折射率，[R]：分子折射，V＝M/ρ，V：分子体积，M：分子量，ρ：密度

[数2]

Δn/Δt：折射率的温度依赖性，n：折射率，α：线膨胀系数

光波导的使用温度区域，通常为-40～85℃，并且为了在该温度区域下，显示出稳定的光学特性，必须降低芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性，即各种树脂的线膨胀差。

为了确保芯树脂和包层树脂的折射率差，芯树脂相比于包层树脂，必须使氟含有率低的树脂(例如，折射率为1.42)比氟含有率高的树脂(例如，折射率为1.37)多约10％左右，特别是在使用以往主流的含有全氟烷基的氟类(甲基)丙烯酸酯，并通过全氟基的碳数或配合量进行调整时(例如，特开2000-26540号公报)，导致了包层树脂的玻璃转变温度(以下称作“Tg”)的降低，即线膨胀系数的增大，因此存在有折射率差的温度依赖性增大，并导致85℃下的光学特性降低的问题。

因此，在使用以往紫外线固化型树脂的光波导中，折射率的温度依赖性有包层树脂大，芯树脂小的倾向，并且难以兼顾初期的光学特性和在作为使用温度范围上限的85℃下的光学特性。

本发明鉴于上述问题而进行，其目的在于提供一种芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，并且在全部的使用温度区域内都表现出优异光学特性的光波导。

发明内容

本发明者，鉴于上述问题进行了积极研究，结果发现具有下述树脂固化物的光波导，可以将芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性保持为较低，并且光学特性优异，由此完成本发明。所述树脂固化物是以具有全氟金刚烷结构的含氟单体作为构成成分的树脂组合物聚合而得的

也就是说，本发明的光波导包括以具有全氟金刚烷结构的第一含氟单体作为构成成分的树脂组合物聚合而得的树脂固化物。已知具有全氟金刚烷结构的含氟单体，通过聚合，而形成耐热性优异，并且耐冲击性和表面硬度等机械强度以及光学特性优异的聚合物(例如，特开2004-123687号公报)。