はじめに:エレクトロスピニング法は簡便にナノメートル径の高分子ファイバーが作製でき,得 られるファイバーは超高アスペクト比を有する.したがって,同ファイバーは極小の光導波路と して応用が期待される.今回我々は,エレクトロスピニング法で作製した高分子ナノファイバ ーを高分子クラッドで覆った構造を作製し,光伝播損失の評価および損失原因に関する考察を行 ったので報告する. 実験:Poly(methyl methacrylate) (PMMA)と Nile blue A perchlorate (NBA)を N,N-dimethylformamide (DMF)と chloroformの混合溶媒に溶解させ,試料溶液を調製した.PMMAの濃度は 10 wt%,NBA の濃度は PMMA の体積に対して 2×10 mol/lとした.調製した試料溶液を用いてエレクトロスピ ンニング法によりナノファイバーを作製し,Cytop クラッドで覆うことによりコア-クラッド構 造を有するフィルムを作製した.同ファイバーの平均直径は 540 nmであった.NBA による再吸 収損失の評価のために,NBAを 2×10 mol/lの濃度で DMFに溶解させた溶液を調製した. 結果:励起用レーザ光をファイバーの長軸方向にスキャンしながら照射し,導波した NBA の発光 スペクトルをファイバー端面で測定した(Fig. 1).Fig. 1 中の hの増加に伴い発光強度は指数関数的 に減少し,このフィット関数から伝播損失を評価した.5 本のファイバーの伝播損失の平均値は 波長 700 nmにおいて 170±100 dB/cmであった.この値は,大口径の PMMA系高分子光ファイバ ーの伝播損失(約 5.0×10 dB/cm)に比して 10以上高い 値であった.この高損失の原因の 1つとして,NBA によ る導波光の再吸収が考えられた.そこで,NBA 溶液の透 過率を溶液の厚さ(l)を変化させ測定し(Fig. 2),再吸収に よる損失を評価したところ 17 dB/cm であった.この値 はナノファイバー光導波路の伝播損失の 1/10 であるこ とから,主な損失は PMMA ナノファイバーそのものに 由来することが分かった.続いて,ファイバーの形状の 均一性を評価するために,長さ 600 m の区間において 直径の偏差の二乗平均平方根(Rq)を評価した.5 本のフ ァイバーの Rqの平均値は 23 nmであった.この値は熱 延伸により作製された直径 530 nm のシリカナノファイ バー(伝播損失:5.0×10 dB/cm)の Rq(=0.74 nm)に比して 30倍以上高い値であることから,形状の不均一性も損 失原因の 1つと考えられる. 謝辞:本研究の一部は,JSPS 科研費 24810013 および光 科学技術研究振興財団平成 24 年度研究助成の助成を受 けて実施された. 参考文献 [1] Y. Ishii et al Mater. Lett. 108, 270 (2013). [2] T. Ishigure et al. Appl. Opt. 33, 4261 (1994). [3] M. Sumetsky et al. Opt. Lett., 31, 2393 (2006). Fig. 1. Schematic illustration of our experimental setup.