專利名稱：材料制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料制造方法，所述材料制造方法中，使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)
行，使材料的分子量變化，從而制造目標(biāo)材料。
背景技術(shù)：
目前，已知有如下方法通過熱處理，使與通常的氧分子(02)相比進(jìn)一步活化了的 狀態(tài)的活化氧產(chǎn)生，并使用該活化氧使材料的特性變化(參照非專利文獻(xiàn)l)。作為這種活 化氧，有過氧化物( 02-)、羥基自由基(H0 )、單重態(tài)氧C02)。 非專利文獻(xiàn)l :社團(tuán)法人日本化學(xué)會(huì)編、"活性氧種的化學(xué)[季刊化學(xué)總論No.7]"、 初版、學(xué)會(huì)出版中心、1990年4月、p. 29-3
發(fā)明內(nèi)容
但是，在現(xiàn)有的利用熱處理的方法中，通過對特性變化處理對象的材料加熱，特性 變化處理對象以外的其它區(qū)域或其它材料也受熱，這些其它部分也發(fā)生變性，因此，難以維 持特性變化處理對象以外的其它區(qū)域或其它材料的特性。即，在現(xiàn)有的利用熱處理的方法 中，難以使用活化氧使材料的特性局部變化而制造目標(biāo)材料。 本發(fā)明的目的在于，提供一種可以使用活化氧使材料的特性局部變化的材料制造 方法。 為了解決上述的課題并達(dá)到目的，本發(fā)明的材料制造方法的特征在于，以使氧分 子透過到材料內(nèi)部的狀態(tài)或使氧分子存在于該材料表面的狀態(tài)照射至少具有能夠?qū)⒀醴?子單重態(tài)氧化的能量的光，使單重態(tài)氧產(chǎn)生，用該產(chǎn)生的單重態(tài)氧切斷所述材料中的分子 結(jié)構(gòu)的鍵，由此，使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行，使所述材料的分子量變化，制造目標(biāo)材料。
另外，本發(fā)明的材料制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，照射至少含有1270nm 附近的波長的光，使所述單重態(tài)氧產(chǎn)生。 另外，本發(fā)明的材料制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，所述目標(biāo)材料比所述材 料的分子量大。 另外，本發(fā)明的材料制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，所述目標(biāo)材料比所述材 料的分子量小。 另外，本發(fā)明的材料制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，所述材料為有機(jī)硅樹脂。 另外，本發(fā)明的材料制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，該材料制造方法中，利 用所述產(chǎn)生的單重態(tài)氧切斷所述有機(jī)硅樹脂中的甲基，由此，使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行 而玻璃化。 另外，本發(fā)明的材料制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，在照射所述至少具有能 夠?qū)⒀醴肿訂沃貞B(tài)氧化的能量的光的同時(shí)，照射具有能夠切斷所述甲基以外的基團(tuán)的能量 的光，由此，切斷所述甲基以外的基團(tuán)，在使用生成的單重態(tài)氧在切斷了所述甲基以外的基團(tuán)的位置使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行。 另外，本發(fā)明的材料制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，照射在1270nm附近具 有峰值的光，使所述單重態(tài)氧產(chǎn)生。 另外，本發(fā)明的材料制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，照射至少含有1270nm 附近的波長的激光，使所述單重態(tài)氧產(chǎn)生。 另外，本發(fā)明的材料制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，以將所述材料設(shè)置于氧 氛圍中的狀態(tài)，照射所述至少具有能夠單重態(tài)氧化氧分子的能量的光，使所述單重態(tài)氧產(chǎn) 生。 根據(jù)本發(fā)明，以使氧分子透過材料的狀態(tài)，對處理對照部分照射至少具有可以單 重態(tài)氧化氧分子的能量的光，使單重態(tài)氧產(chǎn)生，用該產(chǎn)生的單重態(tài)氧切斷材料中的分子結(jié) 構(gòu)的鍵，由此，使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行，使材料的分子量變化，制造目標(biāo)材料，因此，即 使不進(jìn)行熱處理，也可以使用活化氧使材料的特性局部變化。


圖1是表示實(shí)施方式中的制造裝置的構(gòu)成的圖。 圖2是說明氧分子的基態(tài)及激發(fā)態(tài)的圖。 圖3是說明有機(jī)硅樹脂和單重態(tài)氧的反應(yīng)的圖。 圖4是說明利用圖1的制造裝置的處理對象區(qū)域的示例的圖。 圖5是說明利用圖1的制造裝置的處理對象區(qū)域的示例的圖。 圖6是表示圖1所示的激光二極管發(fā)出的激光的強(qiáng)度的波長依賴性的圖。 圖7是表示實(shí)施方式中的制造裝置的其它構(gòu)成的圖。 圖8是表示實(shí)施方式中的制造裝置的其它構(gòu)成的主要部分的圖。 圖9是說明照射到圖8所示的處理對象物上的激光的波長的圖。 圖10是表示實(shí)施方式中的制造裝置的其它構(gòu)成的主要部分的圖。 圖11是說明照射到圖10所示的處理對象物的激光的波長的圖。 圖12是表示應(yīng)用本發(fā)明的材料制造方法的光模塊的優(yōu)選的實(shí)施方式的剖面圖。 圖13是表示圖12所示的光模塊的電路的一例的圖。 圖14是示意性地表示圖12的部分X的圖。 圖15是用于說明甲基樹脂系有機(jī)硅樹脂的變性機(jī)制的圖。 圖16是表示從圖12所示的半導(dǎo)體激光器的光射出部輸出的輸出光信號L的功率 隨著時(shí)間變化而上升的示例的圖。 圖17是表示從圖12所示的半導(dǎo)體激光器及光纖射出出射光并在光纖的光入射端
部的芯的端面之間形成光波導(dǎo)路的示例的圖。 圖18是表示圖12所示的光模塊的其它構(gòu)成的剖面圖。 圖19是本發(fā)明的其它實(shí)施方式1的光纖連接結(jié)構(gòu)的示意剖面圖。 圖20是說明圖19所示的光纖連接結(jié)構(gòu)的制造方法的一例的說明圖。 圖21是本發(fā)明的其它實(shí)施方式2的光路徑變換結(jié)構(gòu)的示意剖面圖。 圖22是說明圖21所示的光路徑變換結(jié)構(gòu)的制造方法的一例的說明圖。 圖23是表示樹脂密封了的半導(dǎo)體激光器的光發(fā)射遠(yuǎn)場圖形的半值全角(日文半值全角)e的填料添加量依賴性的圖。符號的說明1、201制造裝置2、21、22激光二極管3光纖4射出管5、205控制部6輸入部7輸出部10處理對象物215氧供給機(jī)構(gòu)216氧供給管301光模塊302主體部303套圈(ferrule)部310半導(dǎo)體激光器320透明樹脂330光纖3120第1部分(透明樹脂的變性部)3130第2部分(透明樹脂的未變性部)3200光波導(dǎo)路400光纖連接結(jié)構(gòu)401、402連接器套圈4011 4014、4021 4024光纖403波導(dǎo)膜4031 4034變性部4035未變性部404膜基材500光光路變換結(jié)構(gòu)501光纖502棱鏡503受光元件504波導(dǎo)構(gòu)件5041 、5042變性部5043未變性部505基材
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，基于附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。需要說明的是，本發(fā)明并不受該實(shí)施方式限定。在附圖的記載中，相同部分附加相同的符號。 圖1是表示本實(shí)施方式中的制造裝置的主要部分構(gòu)成的圖。如圖1所示，本實(shí)施 方式中的制造裝置1具備發(fā)出規(guī)定波段波長的激光的激光二極管2、傳送激光二極管2發(fā) 出的激光的光纖3、具有由光纖3傳送的激光的射出口的射出管4、控制制造裝置1的各構(gòu) 成部位的控制部5、從外部取得制造裝置1的處理操作所需要的各種信息或?qū)χ圃焯幚淼?指示信息等的輸入部6及輸出處理結(jié)果等各種信息的輸出部7?？刂撇?控制激光二極管 2的激光的射出或輸出。 激光二極管2發(fā)出以1270nm為峰值的激光L，激光二極管2發(fā)出的激光經(jīng)由光纖 3及射出管4照射到處理對象物10內(nèi)部的處理對象區(qū)域A。 處理對象物10為氧分子(02) 11可以透過到內(nèi)部的材料。換而言之，處理對象物 IO不是金屬板那樣的氣體不能滲透到內(nèi)部的材料，而是在骨架間具有氣體狀的氧分子至少 可以透過至處理對象區(qū)域A的程度的空間的材料，例如，在設(shè)置于大氣中時(shí)，為氣體狀的氧 分子可以透過到材料內(nèi)部的材料。 在此，氧分子通過吸收規(guī)定的能量，由基態(tài)(三重態(tài)氧3 E — (O))變成激發(fā)態(tài)的單
重態(tài)氧。具體而言，如圖2所示，氧分子為了從基態(tài)變成反鍵軌道的l個(gè)不成對電子改變
了自旋方向的1 E g+(0)的單重態(tài)氧，需要1. 63eV的能量。例如，通過對氧分子照射對應(yīng)于
1. 63eV的762nm波長的光，氧分子被激發(fā)，生成1 E g+(0)的單重態(tài)氧。 另外，氧分子為了從基態(tài)變成反鍵軌道的不成對電子進(jìn)入其它軌道并與存在于其
它軌道的不同的自旋的不成對電子成對而消除了相互的自旋的^g(0)的單重態(tài)氧，需要
0. 98eV的能量。例如，通過對氧分子照射對應(yīng)于0. 98eV的1270nm附近的波長的光，氧分子
被激發(fā)，生成^g(0)的單重態(tài)氧。而且，如以下的化學(xué)反應(yīng)式(a)所示，通過對氧分子(02)
照射1270nm波長的光，生成lg(0)的單重態(tài)氧(10》。 <formula>formula see original document page 6</formula> 該單重態(tài)氧為與通常的氧分子(02)相比進(jìn)一步活化了的富于反應(yīng)性的活化氧的 一種，可以使用作為該活化氧的一種的單重態(tài)氧使材料的特性變化。 而且，在該1 E g+(0)及1」0)的單重態(tài)氧中，1 E g+(0)的單重態(tài)氧的壽命短至 7 12秒。相對于此jAg(0)的單重態(tài)氧的壽命非常長，達(dá)數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘。即jAg(0) 的單重態(tài)氧一旦生成，則可以在長達(dá)數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘的時(shí)間之間穩(wěn)定地存在。
在本實(shí)施方式中，在作為活化氧的一種的單重態(tài)氧中，通過生成壽命非常長的 工Ag(0)的單重態(tài)氧的氧，使處理對象物10的處理對象區(qū)域A的特性變化。S卩，制造裝置l 在將處理對象物10設(shè)置于大氣中、使氧分子透過到處理對象區(qū)域A的狀態(tài)下，由激光二極 管2對該處理對象區(qū)域A照射1270nm波長的激光L?？刂撇?以激光L到達(dá)處理對象物 10的處理對象區(qū)域A的方式控制激光二極管2的輸出。而且，控制部5以僅對處理對象物 10的處理對象區(qū)域A照射激光L的方式調(diào)整激光二極管2的點(diǎn)徑。而且，即使控制部5與 激光二極管2的激光照射時(shí)間有關(guān)，也進(jìn)行控制。 其結(jié)果，透過到處理對象區(qū)域A的氧分子(02)通過吸收1270nm波長的激光L的 能量，生成工Ag(0)的單重態(tài)氧C02)12。而且，該^g(0)的單重態(tài)氧使處理對象物10的處 理對象區(qū)域A的材料的特性變化，僅使處理對象區(qū)域A變性為目標(biāo)材料。
下面對處理對象物IO和'AJO)的單重態(tài)氧的反應(yīng)進(jìn)行具體說明。首先，處理對 象物10為有機(jī)硅樹脂{(CH3)n-Si-0}m(其中，n = 2)，以氣體狀的氧分子(02)可以透過到 內(nèi)部的處理對象物為例進(jìn)行說明。如圖3(1)所示，在氧分子(02)11透過到作為處理對象的 {(CH3)n-Si-0}m材料10a內(nèi)部的狀態(tài)下，照射1270nm的激光L。通過吸收該激光L的能量， 激發(fā)氧分子(02)11，如圖3(2)所示，生成^g(0)的單重態(tài)氧CO》lla。該單重態(tài)氧CO》lla 富有反應(yīng)性，切斷有機(jī)硅樹脂KCH上-Si-Olm的側(cè)鏈中的鍵合性弱的甲基(CH3)的鍵。通過 利用該單重態(tài)氧CO》lla的側(cè)鏈切斷，生成圖3(3)例示的中間體12，同時(shí)，進(jìn)行有機(jī)硅樹脂 間的聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)，如圖3(4)所示，生成分子量比原來的有機(jī)硅樹脂KCH3)n-Si-0} m大的有機(jī)硅樹脂{(CH3)x-Si-0}Y(X = 2、Y > m)13。 下面參照以下所示的化學(xué)反應(yīng)式(b)對使用單重態(tài)氧C02)時(shí)的聚合反應(yīng)、取代反 應(yīng)進(jìn)行更詳細(xì)地說明。<formula>formula see original document page 7</formula> 通過作為處理對象的有機(jī)硅樹脂{(CH3)n-Si-0}m材料10a中的側(cè)鏈的甲基和單重 態(tài)氧C02) lla的反應(yīng)，如箭頭Yl所示，經(jīng)歷了反應(yīng)的甲基的位置被取代為CH^0H基的中間體12a后，如箭頭Y2所示，切斷CH^0H基的鍵，生成自由基化了的中間體12b、氫過氧化物 ( OH)和CH^。需要說明的是，如箭頭Y3所示，CH20除分離為C0和H2之外，通過進(jìn)一步與 02分子反應(yīng)，如箭頭Y4所示，生成HCOOH或分離為C02和H20。 其后，如箭頭Y5所示，中間體12b及氫過氧化物(*0H)通過與有機(jī)硅樹脂{(CH3) n-Si-0}m材料10a聚合，經(jīng)歷了 2種中間體12c，如箭頭Y7所示生成有機(jī)硅樹脂{(CH3) n-Si-OL材料lOa聚合而成的中間體12e。另外，如箭頭Y6所示，中間體12b及氫過氧化物 ( OH)通過與有機(jī)硅樹脂KCH3)n-Si-0L材料10a聚合，經(jīng)歷了中間體12(1及1120，如箭頭 Y7所示生成有機(jī)硅樹脂KCH》n-Si-0L材料10a聚合而成的中間體12e。需要說明的是， 該中間體12e為由原來的有機(jī)硅樹脂KCH》n-Si-OL材料10a的聚合反應(yīng)得到的中間體， 因此，與原來的有機(jī)硅樹脂KCH》n-Si-OL材料10a相比，分子量變大。
而且，通過重復(fù)中間體12e和單重態(tài)氧CO》lla的反應(yīng)，進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終，可以 生成切斷了甲基的一部分并玻璃化的中間體及如箭頭Y8所示生成切斷全部甲基并玻璃化 的氧化硅(Si02) 13a。 另外，在中間體12b及氫過氧化物( OH)相互反應(yīng)，如箭頭Y9所示生成中間體 10b后，如箭頭Y10所示，通過與單重態(tài)氧CO》lla反應(yīng)，經(jīng)歷中間體12f及1120。接著，通 過重復(fù)中間體12f和單重態(tài)氧C02)lla的反應(yīng)，進(jìn)行聚合反應(yīng)，如箭頭Yll所示，最終可以 生成玻璃化了的中間體及玻璃化了的氧化硅(Si02)13a。需要說明的是，該玻璃化了的中間 體及氧化硅(SiO》13a與原來的有機(jī)硅樹脂KCH3)n-Si-0L材料10a相比，分子量變小。而 且，由于進(jìn)行玻璃化，因此，與原來的有機(jī)硅樹脂KCH》n-Si-0L材料10a的折射率(1.40) 相比，該中間體及氧化硅(Si02) 13a的折射率升高，接近于1. 46。 這樣，通過用單重態(tài)氧C02) lla切斷有機(jī)硅樹脂KCH上-Si-OL材料10a中的甲 基，可以使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行，制造玻璃化的中間體及氧化硅。 另外，在構(gòu)成處理對象區(qū)域A的材料為具有苯基的甲基苯基樹脂時(shí)，如以下的化 學(xué)反應(yīng)式(c)所示，利用單重態(tài)氧C02)切斷比苯基鍵合性弱的甲基，在切斷位置與其它的 甲基苯基樹脂聚合并玻璃化，與原來的材料相比，分子量及折射率發(fā)生很大的變化。需要說 明的是/Ag(0)的單重態(tài)氧不具有可以切斷苯基的程度的反應(yīng)性。
<formula>formula see original document page 9</formula> 同樣地，在構(gòu)成處理對象區(qū)域A的材料為甲基樹脂時(shí)，利用單重態(tài)氧C02)切斷 甲基，在切斷位置與其它的甲基樹脂聚合并玻璃化，與原來的材料相比，分子量及折射率變 大。需要說明的是，折射率變大至1.46附近，接近于玻璃。另外，處理對象物10不僅為上 述的有機(jī)硅樹脂，還可以為PC(聚碳酸酯)、聚乙烯等樹脂。進(jìn)而，為了順利地生成單重態(tài) 氧，優(yōu)選處理對象物為氧分子及光的透過率好的材料。 這樣，在本實(shí)施方式中，在使氧分子透過到處理對象物10的處理對象區(qū)域A的狀 態(tài)下，由激光二極管2對該處理對象區(qū)域A照射1270nm波長的激光L，由此，產(chǎn)生1 A g(0) 的單重態(tài)氧。而且，在本實(shí)施方式中，通過用工AJ0)的單重態(tài)氧切斷處理對象區(qū)域A的材料中的分子結(jié)構(gòu)的鍵，可以使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行，使材料的分子量變化，制造目標(biāo)材 料。即，在本實(shí)施方式中，通過照射1270nm波長的激光L，不進(jìn)行熱處理即可以生成單重態(tài) 氧，因此，可以防止成為目前的問題的熱處理引起的特性變化處理對象以外的其它區(qū)域或 其它材料的變性。 進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，通過調(diào)整激光二極管2的輸出、輸出時(shí)間及點(diǎn)徑，可以對 處理對象物10的目標(biāo)區(qū)域照射目標(biāo)時(shí)間的激光L，因此，可以僅在照射激光L的區(qū)域產(chǎn)生單 重態(tài)氧，并僅將該區(qū)域的材料制作成目標(biāo)材料。例如，如圖4所示，通過僅對處理對象物10 內(nèi)部的區(qū)域A1照射激光L，可以以滲透于區(qū)域A1內(nèi)的氧分子(0》11為基礎(chǔ)，僅在區(qū)域A1 產(chǎn)生單重態(tài)氧，并僅將區(qū)域Al的材料改造成目標(biāo)材料，此外，如圖5所示，通過僅對處理對 象物10的表面區(qū)域A2照射激光L，可以以該表面區(qū)域A2附近的氧分子(02)11為基礎(chǔ)，僅 在表面區(qū)域A2產(chǎn)生單重態(tài)氧，并僅將表面區(qū)域A2的材料改造成目標(biāo)材料。這樣，在本實(shí)施 方式中，通過調(diào)整激光二極管2的輸出、輸出時(shí)間及點(diǎn)徑，可以使用作為活化氧的單重態(tài)氧 使材料的特性局部變化，制造目標(biāo)材料。 需要說明的是，在本實(shí)施方式中，對使用發(fā)出在1270nm具有峰值的波長的激光的 激光二極管2的情況進(jìn)行了說明，但如圖6所示，該激光二極管2發(fā)出的激光實(shí)際上具有 士10nm左右的半峰寬度。另外，根據(jù)激光二極管的不同，也有具有士30nm左右的半峰寬度 的激光。根據(jù)(^分子中的原子間距離或整體的自旋狀態(tài)jAg(0)的單重態(tài)氧化所需要的能 量以O(shè). 98eV為中心具有寬度，因此，激光具有士10nm ±30左右的半峰寬度并不妨礙氧 分子的單重態(tài)氧化的順利進(jìn)行。 另外，在本實(shí)施方式中，作為使用的光，以使用在1270nm具有峰值的波長的光的 情況為例進(jìn)行了說明，但并非必須在1270nm具有峰值，只要含有可以單重態(tài)氧化氧分子的 強(qiáng)度的1270nm附近的波長的光即可，特別優(yōu)選1268. 7nm波長的光。另外，在本實(shí)施方式中， 為了正確且有效地單重態(tài)氧化僅滲透于處理區(qū)域的氧分子，以使用光束集中到一點(diǎn)的激光 的情況為例進(jìn)行了說明，當(dāng)然，也可以使用激光以外的光。 另外，作為本實(shí)施方式的制造裝置，以將處理對象物10設(shè)置于大氣中的制造裝置 1為例進(jìn)行說明，但為了更有效地單重態(tài)氧化氧分子，如圖7所示，可以為在氧氛圍中設(shè)置 處理對象物10的制造裝置201。如圖7所示，制造裝置201具有可以在通過氧供給管216 由氧供給機(jī)構(gòu)215供給氧的容器214的氧氛圍中設(shè)置處理對象物10的構(gòu)成?？刂撇?05 控制其它的構(gòu)成部位，同時(shí)，控制氧供給機(jī)構(gòu)215中的氧供給處理。此時(shí)，與在大氣中配置 有處理對象物10的情況相比，進(jìn)一步以高的密度將氧分子(02) 11供給到處理對象物10表 面及處理對象物10內(nèi)部，因此，可以進(jìn)一步有效地生成單重態(tài)氧。 另外jAg(0)的單重態(tài)氧雖然可以進(jìn)行甲基等鍵合性低的基團(tuán)的切斷，但是，不能 進(jìn)行苯基等鍵合性高的基團(tuán)的切斷。因此，如圖8所示，也可以通過在照射單重態(tài)氧生成所 需要的1270nm的激光L的同時(shí)，照射具有可以切斷甲基以外的切斷對象的基團(tuán)的能量的波 長的激光L1，從而切斷甲基以外的切斷對象的基團(tuán)，生成的單重態(tài)氧，使用該單重態(tài)氧以在 切斷甲基以外的基團(tuán)的位置發(fā)生聚合或取代，制造目標(biāo)材料。此時(shí)，作為制造裝置1的構(gòu)成 部位，與發(fā)出1270nm的激光L的激光二極管2 —同進(jìn)一步設(shè)置發(fā)出激光Ll的激光二極管 21、傳送激光二極管21發(fā)出的激光Ll的光纖3、具有由光纖3傳送的激光的射出口的射出 管4即可。需要說明的是，如圖9所示，激光二極管21發(fā)出的激光的波長成為能量比對應(yīng)于切斷對象的基團(tuán)的鍵合性的1270nm高的短波長側(cè)的波長A 1。另外，此時(shí)，除進(jìn)一步設(shè)置發(fā) 出激光L1的激光二極管21的構(gòu)成之外，制造裝置1如圖IO所示，取代圖1的激光二極管2 而具備發(fā)出含有1270nm及波長A 1這兩個(gè)波長的激光L2的激光二極管22的情況也同樣， 可以將切斷對象的基團(tuán)切斷，使用生成的單重態(tài)氧，在切斷位置發(fā)生聚合或取代，制造目標(biāo) 材料。需要說明的是，如圖11所示，該激光L2為含有1270nm及波長A 1這兩個(gè)波長的寬 帶激光。 另外，作為本實(shí)施方式中的材料制造方法的應(yīng)用例，有通過生成單重態(tài)氧將半導(dǎo) 體膠帶的界面二氧化硅化而使粘合性降低的除掉膠帶的方法、通過生成單重態(tài)氧將不同種 材料的接合及粘接部分二氧化硅化而使表面改性的方法或使粘接界面的強(qiáng)度提高的方法。
另外，在本實(shí)施方式中，作為處理對象物10的示例，以有機(jī)硅樹脂等固體為例進(jìn) 行了說明，當(dāng)然，也可以應(yīng)用粉末狀的材料或半固相狀態(tài)的材料。另外，對于液體狀的材料 及氣體狀的材料，由于對溶解于液體中的氧分子或存在于氣體中的氧分子照射含有1270nm 波長的激光，進(jìn)行單重態(tài)氧生成，因此也可以應(yīng)用。當(dāng)然，處理對象物不僅可以為單一的材 料，也可以為多種材料。在處理對象區(qū)域涉及多種材料的情況下，對該處理對象區(qū)域照射含 有1270nm波長的激光，進(jìn)行單重態(tài)氧生成，使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行，制造目標(biāo)材料即 可。 另外，在本實(shí)施方式中，作為單重態(tài)氧C0》12，以生成^g(0)的單重態(tài)氧的情況 為例進(jìn)行了說明，當(dāng)然，并不限于該^g(0)的單重態(tài)氧。例如，在生成1 E g+(0)的單重態(tài) 氧的情況下，作為單重態(tài)氧生成裝置，為取代激光二極管2而具備可以振蕩至少含有對應(yīng) 于1. 63eV的762nm波長的激光的激光二極管的構(gòu)成即可，對氧分子振蕩該至少含有762nm 波長的激光，生成E g+(0)的單重態(tài)氧即可。另外，生成如圖2所示的^g(1)的單重態(tài)氧 的情況下，作為單重態(tài)氧生成裝置，為取代激光二極管2而具備可以振蕩至少含有1060nm 波長的激光的激光二極管的構(gòu)成即可，對氧分子振蕩該至少含有該1060nm波長的激光，生 成工Ag(1)的單重態(tài)氧即可。這樣，對應(yīng)于生成對象的單重態(tài)氧，選擇照射的激光的波長即 可。即，在本實(shí)施方式中，通過具備發(fā)出至少具有可以單重態(tài)氧化氧分子的能量的光的激光 二極管，并由該激光二極管對氧分子發(fā)出至少具有可以單重態(tài)氧化氧分子的能量的光，可 以產(chǎn)生作為生成對象的單重態(tài)氧。 進(jìn)而，對將本實(shí)施方式的材料制造方法應(yīng)用于調(diào)整由半導(dǎo)體激光器或光纖輸出的 射出光的照射條件使光照射的透明樹脂的一部分(半導(dǎo)體激光器的光射出部附近的第l部 分)明顯變性、并且該變性的透明樹脂的一部分形成用于將半導(dǎo)體激光器的射出光導(dǎo)入光 纖的光波導(dǎo)路或透鏡的情況的示例進(jìn)行說明。 圖12是表示應(yīng)用本實(shí)施方式的材料制造方法的光模塊的構(gòu)成的剖面圖。作為一 例，圖12所示的光模塊為光收發(fā)模塊，在圖12的示例中，可以發(fā)送輸出光信號L31，接收輸 入光信號L32。 圖12所示的光模塊301概略地具有主體部302和套圈部303。首先，對主體部302 的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。 圖12所示的主體部302具有基板305、半導(dǎo)體激光器310、監(jiān)視器用受光元件311、 受光部312、透明樹脂320和光纖330等。基板305例如為金屬引線框架材料，基板305配置在具有絕緣性的基礎(chǔ)構(gòu)件306上。在基板305上裝載有發(fā)光部基板307、受光的輸入光信號處理部308。發(fā)光部基板307 例如為硅基板。在發(fā)光部基板307上裝載有半導(dǎo)體激光器310和監(jiān)視器用受光元件311 ，半導(dǎo)體激
光器310和監(jiān)視器用受光元件311通過外部連接端子309與外部的電路電連接。 半導(dǎo)體激光器310可以使用例如法布里-珀羅半導(dǎo)體激光器(FPLD :Fabry-Perot
Laser Diode)、端面發(fā)光激光(Edge Emitting Laser)等激光二極管(LD)芯片，輸出例如
具有包含1270nm的1310nm波長的輸出光信號(上行信號)L31。監(jiān)視器用受光元件311監(jiān)
視半導(dǎo)體激光器310發(fā)出的輸出光信號L31的光輸出。在此，監(jiān)視器用受光元件311例如
為光二極管。 圖12所示的受光部312接收通過光纖330輸入的輸入光信號L32。在此，受光部 312例如為光二極管。在光纖330的中途配置有WDM(波分復(fù)用)濾光器321，通過光纖330 入射的輸入光信號L32被WDM濾光器321反射而進(jìn)入受光部312。 WDM濾光器321具有使 輸出光信號L31通過并選擇性地反射輸入光信號L32的功能。輸入光信號(下行信號)L32 例如具有1550nm或1490nm的波長。 圖12所示的光纖330在光模塊301內(nèi)形成光波導(dǎo)路。 光纖330的光入射端部331對應(yīng)于半導(dǎo)體激光器310的光射出部而配置。光纖 330具有覆蓋芯332和該芯332的周圍的包層333。光纖330嵌入樹脂成形體319的具有 Q型截面的溝部334內(nèi)，光纖330的光入射端部331相對于半導(dǎo)體激光器310的光射出部 高精度地定位并保持。 作為圖12所示的透明樹脂320，可以使用例如有機(jī)硅樹脂。該有機(jī)硅樹脂為以硅 氧烷鍵為骨架的高分子有機(jī)化合物(聚合物)的總稱，其無色、無臭，且為疏水性。下面，作 為透明樹脂320，以有機(jī)硅樹脂為例進(jìn)行說明。 如圖12所示，半導(dǎo)體激光器310、監(jiān)視器用受光元件311、光纖330的一部分和受
光部312通過透明樹脂320進(jìn)行密封而被保護(hù)。透明樹脂320中進(jìn)一步配置有樹脂成形體
319。主體部302的支撐物350保持光纖330的中途部分和套圈部303。接著，對套圈部303的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。套圈部303具有2個(gè)套圈341、342和套筒
343。套圈341將光纖330的另一端部336和其它連接用的光纖355的端部337直接光連接。 如圖12所示，光模塊301可以分成發(fā)光部360、光纖保持部361、輸出端部362各 區(qū)域。發(fā)光部360為含有半導(dǎo)體激光器310和監(jiān)視器用受光元件311的區(qū)域，光纖保持部 361為用透明樹脂320保持光纖330的區(qū)域。輸出端部362為含有支撐物350和套圈部303 的區(qū)域。 圖13是表示圖12所示的光模塊301的電路的一例的圖。 圖13表示光纖330、半導(dǎo)體激光器310、監(jiān)視器用受光元件311、受光部312、輸入 光信號L32的輸入光信號處理部308和激光二極管驅(qū)動(dòng)電路370。 激光二極管驅(qū)動(dòng)電路370向半導(dǎo)體激光器310供給驅(qū)動(dòng)用的電流，驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激 光器310。被驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體激光器310產(chǎn)生輸出光信號L31。產(chǎn)生的輸出光信號L31通過 光纖330被輸送到對向側(cè)。 另外，由半導(dǎo)體激光器310發(fā)出的輸出光信號L31被監(jiān)視器用受光元件311接收。
12激光二極管驅(qū)動(dòng)電路370監(jiān)視被監(jiān)視器用受光元件311接收的輸出光信號L31的光信號輸 出，由此，輸出具有一定的光信號輸出的輸出光信號L31。 另一方面，受光側(cè)的輸入光信號L32從對向側(cè)通過光纖330輸送過來并被WDM濾 光器321反射而通過帶通濾波器375后，進(jìn)入受光部312。接收的輸入光信號L32利用輸入 光信號處理部308進(jìn)行規(guī)定的處理。該帶通濾波器375使僅具有1480nm 1500nm的波長 的輸入光信號通過。 圖14是表示圖12的部分X的示意圖。部分X表示半導(dǎo)體激光器310、光纖330的 光入射端部331及透明樹脂320的一部分。半導(dǎo)體激光器310和光纖330之間用透明樹脂 320填充，半導(dǎo)體激光器310和光纖330利用透明樹脂320密封。 在圖14中，半導(dǎo)體激光器310和光纖330的光入射端部331的距離M例如為
15iim。另外，半導(dǎo)體激光器310的輸出光信號L31的光輸出例如為10mW。 在圖12所示的光模塊301中，如圖14所示，在驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器310而由半導(dǎo)體
激光器310產(chǎn)生射出光即含有1270nm波長的射出光的輸出光信號L31時(shí)，通過調(diào)整射出光
的照射條件，有效地產(chǎn)生單重態(tài)氧，使透明樹脂320的半導(dǎo)體激光器310的光射出部3100
附近的第1部分3120變性，提高有機(jī)硅樹脂的主鏈的交聯(lián)密度而使其變硬。 通過增加該第1部分3120的樹脂密度，使形成透明樹脂320的光射出部3100附
近的第1部分3120的折射率比透明樹脂320的光射出部3100附近以外的第2部分3130
的折射率高，可以形成將半導(dǎo)體激光器310的射出光導(dǎo)入光纖330的光入射端部331的光
波導(dǎo)路3200。 S卩，這是因?yàn)椋瑏碜园雽?dǎo)體激光器310的射出光的波長包含使氧處于單重激發(fā)態(tài) 的波長區(qū)域(1270nm以下的波長區(qū)域)，因此，氛圍中的氧分子利用射出光的能量進(jìn)行活 化，從三重激發(fā)態(tài)變成單重激發(fā)態(tài)，該單重激發(fā)態(tài)的單重態(tài)氧和側(cè)鏈具有甲基的甲基樹脂 系有機(jī)硅樹脂反應(yīng)。 換而言之，在有機(jī)硅樹脂中，氧活化(由三重態(tài)變成單重態(tài))，根據(jù)情況發(fā)生自由 基反應(yīng)而切斷甲基等低分子側(cè)鏈，使主鏈聚合。 具體參照圖15，對單重態(tài)氧存在下的有機(jī)硅樹脂的聚合反應(yīng)進(jìn)行說明。圖15是用 于說明甲基樹脂系有機(jī)硅樹脂的變性機(jī)制的圖。如圖15所示，在氧氛圍下，對側(cè)鏈具有甲 基的甲基樹脂系有機(jī)硅樹脂(狀態(tài)1)，從半導(dǎo)體激光器310輸出滿足1270nm以下的波長 區(qū)域的波長的射出光時(shí)，切斷甲基側(cè)鏈，與單重激發(fā)態(tài)的氧鍵合(狀態(tài)2)，使主鏈聚合(狀 態(tài)3)。其結(jié)果，第1部分3120的樹脂密度增加，使透明樹脂320的光射出部3100附近的 第1部分3120的折射率比透明樹脂320的光射出部3100附近以外的第2部分3130的折 射率高，因此，形成將半導(dǎo)體激光器310的射出光導(dǎo)入光纖330的光入射端部331的光波導(dǎo) 路3200。 在此，通過限定射出光的照射條件，可以有效地形成該光波導(dǎo)路3200。作為射出光 的照射條件，至少列舉射出光的波長、氛圍溫度及射出光的照射時(shí)間。另外，在至少含有氧 分子的氛圍下，以可以提高使氧活化的波長區(qū)域(1270nm)的強(qiáng)度的方式調(diào)整射出光的波 長及氛圍溫度。 首先，參照圖16，對圖12所示的半導(dǎo)體激光器310的射出光的波長及氛圍溫度的 關(guān)系進(jìn)行說明。
圖16是表示從半導(dǎo)體激光器310的光射出部3100輸出的輸出光信號L31的 功率隨著時(shí)間變化而上升的示例的圖。圖16表示氛圍溫度(也稱為環(huán)境溫度)為 0。C、-20。C、-4(TC的情況。 如圖16所示，氛圍溫度越下降，相對于時(shí)間，輸出光信號L31的功率越大。這是因 為，氛圍溫度為0°C時(shí)，輸出光信號L31的波長為1290nm附近，氛圍溫度為_20°C時(shí)，輸出光 信號L31的波長為1280nm附近，氛圍溫度為-4(TC時(shí)，輸出光信號L31的波長為1270nm附 近。 由半導(dǎo)體激光器310輸出的光信號L31的波長具有寬度，因此，在氛圍溫度為0°C 時(shí)，即，即使輸出光信號L31的波長為1290nm附近，也具有使氧活化的1270nm以下的波長。 但是，與氛圍溫度為_401:時(shí)相比，其分布量少，因此，透明樹脂320的第1部分3120的變性 引起的樹脂密度的增加小。因此，氛圍溫度越下降，相對于時(shí)間，輸出光信號L31的功率越 大。 另外可知，如圖16所示，根據(jù)氛圍溫度的不同，相對于時(shí)間，輸出光信號L31的功 率的變化不是一定的。因此，根據(jù)氛圍溫度調(diào)整光結(jié)合效率為最佳的射出光的照射時(shí)間、即 功率為最大的射出光的照射時(shí)間，由此，使透明樹脂320的第1部分3120的變性引起的樹 脂密度增加。 如圖12及圖14所示，半導(dǎo)體激光器310輸出具有1310nm波長的輸出光信號 L31時(shí)，通過調(diào)整射出時(shí)間、同時(shí)使氛圍溫度為低于室溫的低溫，可以使激光的峰值波長由 1310nm變化為1270nm。因此，通過在低于室溫的低溫下從半導(dǎo)體激光器310射出激光，可 以使該激光的峰值波長為1270nm，以對應(yīng)于該1270nm波長的激光的輸出光信號L31有效地 使透明樹脂320的第1部分3120變性，使樹脂密度增加。 這樣，通過從半導(dǎo)體激光器310發(fā)出含有1270nm波長的激光，半導(dǎo)體激光器310 和光纖330的光入射端部331的芯332的端面通過透明樹脂320的光波導(dǎo)路3200直接光 結(jié)合，形成用于將半導(dǎo)體激光器310的射出光導(dǎo)入光纖330的光入射端部331的光波導(dǎo)路 3200，由此，可以提高光結(jié)合效率。 S卩，通過使透明樹脂320的半導(dǎo)體激光器310的光射出部3100附近的第1部分 3120的樹脂密度增加，透明樹脂320的光射出部3100附近的第1部分3120可以稱為利用 光信號L31變性而成的透明樹脂320的變性部，同時(shí)，透明樹脂320的光射出部3100附近以 外的第2部分3130可以稱為透明樹脂320的未變性部。該變性部的光的折射率比未變性 部的光的折射率高，在該變性部和未變性部之間存在光的折射率差，因此，透明樹脂320可 以利用該折射率差在半導(dǎo)體激光器310的光射出部3100和光纖330的光入射端部331的 芯332的端面之間形成光波導(dǎo)路3200。 這樣，在透明樹脂320中，半導(dǎo)體激光器310的光射出部3100和光纖330的光入 射端部331的芯332的端面之間的變性部的第1部分3120與其以外的第2部分3130相 比，可以高折射率化，因此，通過調(diào)整從半導(dǎo)體激光器310輸出的射出光的照射條件使射出 光的峰值波長為1270nm，有效地產(chǎn)生單重態(tài)氧，進(jìn)行有機(jī)硅樹脂的聚合反應(yīng)，變性部(第1 部分3120)和未變性部(第2部分3130)的折射率差變大，可以形成透明樹脂320中的光 波導(dǎo)路3200。 例如，只要光模塊301放置的氛圍為低于室溫的低溫，就可以有效地生成單重態(tài)氧，因此，變性部(第1部分3120)和未變性部(第2部分3130)的折射率差變大，可以可 靠地形成透明樹脂320中的光波導(dǎo)路。 另外，在驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器310，從半導(dǎo)體激光器310對透明樹脂320產(chǎn)生射出光
時(shí)，通過使射出光的峰值波長為1270nm，可以有效地產(chǎn)生單重態(tài)氧，因此，可得到使透明樹
脂320變性、有機(jī)硅樹脂的主鏈的交聯(lián)密度上升并變硬的光波導(dǎo)路效果。 另外，本發(fā)明的光模塊301的透明樹脂320為容易得到且加工容易的有機(jī)硅樹脂，
因此，半導(dǎo)體激光器310和光纖330之間的密封化也可以可靠且簡便地進(jìn)行。 另外，通過使用分布反饋型半導(dǎo)體激光器(DFB-LD)作為半導(dǎo)體激光器310的LD
芯片，將由半導(dǎo)體激光器310輸出的射出光的峰值波長特定為1270nm的波長，即使在室溫
下也可以有效地產(chǎn)生單重態(tài)氧，因此，可以順利地形成透明樹脂320中的光波導(dǎo)路3200。 但是，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，可以采用各種變形例。 在上述的圖12及圖14所示的光模塊的示例中，利用含有由半導(dǎo)體激光器310輸
出的1270nm波長的射出光，產(chǎn)生單重態(tài)氧，使透明樹脂320的第1部分3120變性，在半導(dǎo)
體激光器310的光射出部3100和光纖330的光入射端部331的芯332的端面之間形成光
波導(dǎo)路3200，但如圖17所示，也可以通過利用光纖330的芯332不僅從半導(dǎo)體激光器310、
而且從光纖330側(cè)輸出含有1270nm波長的射出光，在光纖330的光入射端部331的芯332
的端面之間形成光波導(dǎo)路3200。 S卩，相對于照射時(shí)間，從半導(dǎo)體激光器310側(cè)使射出光引起的透明樹脂320的變性 部3210的邊界連續(xù)地接近光纖330的芯332的端面，同時(shí)，從光纖330側(cè)使含有1270nm波 長的射出光引起的透明樹脂320的變性部3220的邊界連續(xù)地接近半導(dǎo)體激光器310的光 射出部3100，由此，可以在短時(shí)間內(nèi)在半導(dǎo)體激光器310的光射出部3100和光纖330的光 入射端部331的芯332的端面之間形成成為光波導(dǎo)路3200的、至少含有變性部3210和變 性部3220的變性的透明樹脂320的第1部分3120。 另外，例如，圖12所示的光模塊的示例為可以進(jìn)行光信號的發(fā)送和接收的光收發(fā) 模塊，但并不限定于此，光模塊可以為能夠發(fā)送光信號的光發(fā)送模塊。 另外，圖12所示的光模塊301產(chǎn)生輸出光信號L31并通過光纖330輸出，可以接 收通過光纖330輸入的輸入光信號L32。但是，并不限定于此，如圖18所示，只要為具備半 導(dǎo)體激光器310和作為光波導(dǎo)路的光纖330A、使半導(dǎo)體激光器310和光纖330A直接光鍵 合、且半導(dǎo)體激光器310和光纖330A之間用透明樹脂320填充的構(gòu)成，本發(fā)明就可以應(yīng)用。 另外，透明樹脂320的種類并不限于有機(jī)硅，可以采用其它種類。
(其它實(shí)施方式l) 接著，對本發(fā)明的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖19是本發(fā)明的其它實(shí)施方式1的光 纖連接結(jié)構(gòu)的示意剖面圖。該光纖連接結(jié)構(gòu)400具有以連接器套圈401和連接器套圈402 隔著波導(dǎo)膜403而對置的狀態(tài)連接的結(jié)構(gòu)。在連接器套圈401、402穿透固定有分別排列成 陣列狀的4根光纖4011 4014、4021 4024。另外，連接器套圈401、402用未圖示的插 銷結(jié)構(gòu)或夾子等相互固定。在此，波導(dǎo)膜403中形成有由包含例如氧化硅的變性部4031 4034和折射率比變性部4031 4034低的包含例如有機(jī)硅樹脂的未變性部4035構(gòu)成的光 波導(dǎo)路。而且，對置配置成的光纖4011和光纖4021通過變性部4031和未變性部4035構(gòu)成 的光波導(dǎo)路光學(xué)連接。另外，其它對置的光纖之間也通過分別對應(yīng)的光波導(dǎo)路光學(xué)連接。需要說明的是，變性部4031 4034的折射率接近于1. 46，與光纖4011 4014、4021 4024 的折射率匹配，因此，可以將變性部和光纖的界面的反射抑制得極低。 在該光纖連接結(jié)構(gòu)400中，在波導(dǎo)膜403上形成光波導(dǎo)路，因此，與使用現(xiàn)有的折 射率匹配劑或折射率匹配片的情況相比，即使波導(dǎo)膜403的厚度變大，連接損失也不會(huì)增 大。進(jìn)而，由于該波導(dǎo)膜403具有柔軟性，因此，根據(jù)各光纖的端面的位置偏離等理由，即 使對置的光纖的端面間的距離偏離，波導(dǎo)膜403也可以沒有縫隙地埋在光纖的端面間。另 外，利用上述的光波導(dǎo)路的效果，即使光纖彼此之間的端面間距離變大，也可以以低連接損 失連接。例如，如果光纖的端面間的距離為1 200ym左右，則可以通過使用與該距離相 應(yīng)的厚度的波導(dǎo)膜403來填充該縫隙，同時(shí)實(shí)現(xiàn)低連接損失。另外，換而言之，對于該光纖 連接結(jié)構(gòu)400，即使各光纖的端面的加工精度變低、即端面的位置偏離或端面的研磨精度變 低，也可以實(shí)現(xiàn)低連接損失，因此為可以以低成本制造的結(jié)構(gòu)。 需要說明的是，該光纖連接結(jié)構(gòu)400例如可以如下操作來制造。圖20是說明圖19 所示的光纖連接結(jié)構(gòu)的制造方法的一例的說明圖。如圖20所示，首先，準(zhǔn)備穿透固定有光 纖4011 4014、4021 4024的連接器套圈401、402，并將它們以隔著厚度1 200 y m左 右的由有機(jī)硅樹脂構(gòu)成的膜基材404而對置的狀態(tài)連接、固定。接著，使用陣列光源等從光 纖4011 4014的各自的一端輸入含有1270nm波長的激光L41。于是，激光L41從連接于 光纖4011 4014的膜基材404的另一端射出，因此，在膜基材404內(nèi)因產(chǎn)生單重態(tài)氧而發(fā) 生聚合反應(yīng)等，從而緩慢地形成由氧化硅構(gòu)成的變性部4031 4034，形成光波導(dǎo)路。其結(jié) 果，膜基材404最終成為波導(dǎo)膜403，從而形成光纖連接結(jié)構(gòu)400。 需要說明的是，激光L41既可以從光纖4021 4024各自輸入，也可以從光纖 4011 4014和光纖4021 4024的兩側(cè)輸入。另外，波導(dǎo)膜403及膜基材404的材料不僅 可以為有機(jī)硅樹脂，而且可以為PC、聚乙烯等樹脂。
(其它實(shí)施方式2) 接著，對本發(fā)明的另外的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖21是本發(fā)明的其它實(shí)施方式2的 光路徑變換結(jié)構(gòu)的示意剖面圖。該光路徑變換結(jié)構(gòu)500具備光纖501、通過金屬蒸鍍等提高 作為反射裝置的反射面的反射率的三角棱鏡等棱鏡502、光二極管等受光元件503和波導(dǎo) 構(gòu)件504。在此，波導(dǎo)構(gòu)件504形成由包含例如氧化硅的變性部5041、5042和折射率比變性 部5041、5042低的包含例如有機(jī)硅樹脂的未變性部5043構(gòu)成的光波導(dǎo)路。變性部5041以 將從光纖501射出的光L51導(dǎo)入棱鏡502的方式配置。另外，棱鏡502以在其反射面5021 反射光L51并僅將光L51的傳送方向旋轉(zhuǎn)90度的方式配置。另外，變性部5042以將在表 面5021反射的光L51導(dǎo)入受光元件503的方式配置。即，該光路徑變換結(jié)構(gòu)500為具有僅 將從光纖501射出的光L51的光路旋轉(zhuǎn)90度的功能的結(jié)構(gòu)。需要說明的是，光L51的波長 沒有特別限定，可以設(shè)定為例如在光纖通信中最常使用的波長1310nm附近或1550nm附近 的光。 該光路徑變換結(jié)構(gòu)500例如可以如下操作來制造。圖22是說明圖21所示的光路 徑變換結(jié)構(gòu)的制造方法的一例的說明圖。如圖22所示，首先，將光纖501、棱鏡502、受光元 件503配置在規(guī)定的位置，并用由有機(jī)硅樹脂構(gòu)成的基材505填充它們之間的間隙。接著， 從光纖501的一端輸入含有1270nm波長的激光L52。于是，激光L52從連接于光纖501的 基材505的另一端射出，因此，在基材505內(nèi)因產(chǎn)生單重態(tài)氧而發(fā)生聚合反應(yīng)等。其結(jié)果，緩慢地形成由氧化硅構(gòu)成的變性部5041，在變性部5041進(jìn)一步形成直至棱鏡502后，緩慢 地形成變性部5042，形成光波導(dǎo)路。其結(jié)果，基材505最終成為波導(dǎo)構(gòu)件504，從而形成光 路徑變換結(jié)構(gòu)500。 該光路徑變換結(jié)構(gòu)500可以容易地形成，同時(shí)，即使不使用棱鏡等光學(xué)系統(tǒng)，也可 以提高光纖501和受光元件503的光結(jié)合效率，因此，可以減少構(gòu)件件數(shù)，形成小型且廉價(jià) 的結(jié)構(gòu)。需要說明的是，反射裝置并不限定于棱鏡502，也可以為金屬鏡或多層膜濾波器。 另外，光L51的旋轉(zhuǎn)角度也不限于90度，可以適當(dāng)設(shè)定。另外，基材505及波導(dǎo)構(gòu)件504的 材料不僅可以為有機(jī)硅樹脂，而且可以為PC、聚乙烯等樹脂。 需要說明的是，對于可以利用單重態(tài)氧使聚合反應(yīng)發(fā)生的樹脂，以甲基樹脂有機(jī) 硅樹脂或甲基亞苯基樹脂有機(jī)硅樹脂為例進(jìn)行了敘述，實(shí)驗(yàn)證明，通過在這些樹脂中添加 填料，可以控制交聯(lián)聚合的程度。這表明，在本發(fā)明在光波導(dǎo)路中的應(yīng)用中，可以制作最佳 的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。 下面，對與圖12同樣使用樹脂密封半導(dǎo)體激光器射出1270nm附近的激光并透過 到樹脂內(nèi)部的情況和未密封的情況的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說明。圖23是表示樹脂密封好的半導(dǎo) 體激光器的光發(fā)射遠(yuǎn)場圖形的半值全角9的填料添加量依賴性的圖。需要說明的是，橫軸 表示使來自半導(dǎo)體激光器的激光透過到樹脂內(nèi)部的時(shí)間，縱軸表示半值全角e 。另外，作為 樹脂，使用有機(jī)硅樹脂。另外，作為填料，使用納米填料。 在該示例中，未密封的半導(dǎo)體激光器的半值全角9為23° ，相對于此，為未添加
納米填料的樹脂時(shí)，來自形成于樹脂中的光波導(dǎo)路端的光發(fā)射的遠(yuǎn)場圖形的半值全角e 為5°左右。另一方面可知，在添加有1% (重量比)的納米填料的樹脂中，半值全角e穩(wěn) 定在io。，另外，在添加有5%的納米填料的樹脂中，半值全角e穩(wěn)定在15° 。 由圖23所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，通過添加某種納米填料，可以控制利用單重態(tài)氧的 聚合反應(yīng)的程度，同時(shí)，通過使重量比率增加，可以縮小聚合反應(yīng)部的折射率變化。通過這 樣調(diào)整填料的添加量，可以制作目標(biāo)光波導(dǎo)路結(jié)構(gòu)。 需要說明的是，應(yīng)用于光波導(dǎo)路時(shí)，需要透光性，因此，填料的成分優(yōu)選二氧化硅 (Si02)等，其形狀可以應(yīng)用不定形或膠態(tài)二氧化硅之類的球形二氧化硅。作為其尺寸，有數(shù) nm 數(shù)十nm的納米填料或數(shù)十P m大小的微填料。
工業(yè)利用性 本發(fā)明優(yōu)選用于使用活性氧使材料的特性局部變化而制造目標(biāo)材料的情況。
權(quán)利要求
一種材料制造方法，其特征在于，以使氧分子透過到材料內(nèi)部的狀態(tài)或使氧分子存在于該材料表面的狀態(tài)照射至少具有能夠?qū)⒀醴肿訂沃貞B(tài)氧化的能量的光，使單重態(tài)氧產(chǎn)生，用該產(chǎn)生的單重態(tài)氧切斷所述材料中的分子結(jié)構(gòu)的鍵，由此，使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行，使所述材料的分子量變化，制造目標(biāo)材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料制造方法，其特征在于，照射至少含有1270nm附近的波 長的光，使所述單重態(tài)氧產(chǎn)生。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料制造方法，其特征在于，所述目標(biāo)材料的分子量比所述材料大。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料制造方法，其特征在于，所述目標(biāo)材料的分子量比所 述材料小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的材料制造方法，其特征在于，所述材料為有機(jī)硅 樹脂。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的材料制造方法，其特征在于，該材料制造方法中，利用所述產(chǎn) 生的單重態(tài)氧切斷所述有機(jī)硅樹脂中的甲基，由此使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行而玻璃化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的材料制造方法，其特征在于，在照射所述至少具有能夠?qū)⒀?分子單重態(tài)氧化的能量的光的同時(shí)，照射具有能夠切斷所述甲基以外的基團(tuán)的能量的光， 由此，切斷所述甲基以外的基團(tuán)，在使用生成的單重態(tài)氧切斷了所述甲基以外的基團(tuán)的位 置使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2 7中任一項(xiàng)所述的材料制造方法，其特征在于，照射在1270nm附 近具有峰值的光，使所述單重態(tài)氧產(chǎn)生。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2 8中任一項(xiàng)所述的材料制造方法，其特征在于，照射至少含有 1270nm附近的波長的激光，使所述單重態(tài)氧產(chǎn)生。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的材料制造方法，其特征在于，以將所述材料設(shè) 置于氧氛圍中的狀態(tài)照射所述至少具有能夠?qū)⒀醴肿訂沃貞B(tài)氧化的能量的光，使所述單重 態(tài)氧產(chǎn)生。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，提供一種材料制造方法，其中，以使氧分子11透過到處理對象物10的狀態(tài)對處理對象區(qū)域A照射1270nm的激光L，使單重態(tài)氧產(chǎn)生，用該產(chǎn)生的單重態(tài)氧切斷處理對象區(qū)域A中的材料的分子結(jié)構(gòu)的鍵，由此使聚合反應(yīng)或取代反應(yīng)進(jìn)行，使處理對象物10的分子量變化，制造目標(biāo)材料，因此，即使不進(jìn)行熱處理也可以使用活化氧僅在處理區(qū)域A使處理對象物的特性變化。
文檔編號G02B6/122GK101796107SQ20088010582
公開日2010年8月4日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者巖瀨正幸 申請人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社