JP3471181B2 - Light control method and optical control device - Google Patents

Light control method and optical control device

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JP3471181B2
JP3471181B2 JP30670796A JP30670796A JP3471181B2 JP 3471181 B2 JP3471181 B2 JP 3471181B2 JP 30670796 A JP30670796 A JP 30670796A JP 30670796 A JP30670796 A JP 30670796A JP 3471181 B2 JP3471181 B2 JP 3471181B2
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JP
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light
optical
control
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signal light
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一郎 上野
茂 宝田
宏光 柳本
教雄 田中
公二 辻田
Original Assignee
大日精化工業株式会社
日本ビクター株式会社
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FDEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/293Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection by another light beam, i.e. opto-optical deflection
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L51/00Solid state devices using organic materials as the active part, or using a combination of organic materials with other materials as the active part; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of such devices, or of parts thereof
    • H01L51/0032Selection of organic semiconducting materials, e.g. organic light sensitive or organic light emitting materials
    • H01L51/005Macromolecular systems with low molecular weight, e.g. cyanine dyes, coumarine dyes, tetrathiafulvalene
    • H01L51/0052Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H01L51/0053Aromatic anhydride or imide compounds, e.g. perylene tetra-carboxylic dianhydride, perylene tetracarboxylic diimide

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、例えば光通信、光情報処理などの光エレクトロニクスおよびフォトニクスの分野において有用な、光応答性組成物から成る光学素子を用いる光制御方法および光制御装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] FIELD OF THE INVENTION The present invention is, for example optical communication, useful in the field of optical electronics and photonics, such as optical information processing, optical element comprising a photoresponsive composition to an optical control method and optical control device is used. 【0002】 【従来の技術】超高速情報伝達・処理を目的として、光の多重性、高密度性に着目した光エレクトロニクスおよびフォトニクスの分野において、光学材料または光学組成物を加工して作成した光学素子に光を照射することで引き起こされる透過率や屈折率の変化を利用して、電子回路技術を用いずに、光の強度(振幅)または周波数(波長)を変調しようとする光・光制御方法の研究開発が盛んに進められている。 [0002] For the purpose of the Related Art Ultra-high-speed information transmission and processing, multiplicity of light in the field of optoelectronics and photonics focused on high density properties, optical created by processing the optical material or optical composition using a change in transmittance and refractive index caused by irradiating light to the device, without using an electronic circuit technology, the light-light control to be modulating the intensity of light (amplitude) or frequency (wavelength) research and development of methods have made great progress. また、光の特徴を活かして、 In addition, by utilizing the characteristics of the light,
並列光論理演算や画像処理を行おうとする場合、光ビーム(光線束)の断面に光強度分布変化など、何等かの変調を行うための「空間光変調器」が極めて重要であり、 If an attempt is made parallel light logical operations and image processing, the cross section of the light beam (light flux) such as the light intensity distribution changes, some kind of "spatial light modulator" to perform the modulation is extremely important,
ここへも光・光制御方法の適用が期待される。 Application of the light-light controlling method is also expected here. 【0003】光・光制御方法への応用が期待される現象としては可飽和吸収、非線形屈折、フォトリフラクティブ効果などの非線形光学効果、およびフォトクロミック現象が広く注目を集めている。 [0003] saturable absorption as a phenomenon that application to the optical-optical control method is expected, nonlinear refraction, nonlinear optical effects such as photorefractive effect, and photochromic phenomenon has attracted widespread attention. 【0004】一方、第一の波長帯域の光で励起された分子が、分子構造の変化を伴わずに、第一の波長帯域とは異なる第二の波長帯域において新たに光吸収を起こす現象も知られており、これを「励起状態吸収」または「誘導吸収」、あるいは「過渡吸収」と呼ぶことができる。 On the other hand, molecules excited by light of a first wavelength band, without a change in the molecular structure, also a phenomenon that causes a new light absorption in a different second wavelength band from the first wavelength band It is known, which can be referred to as "excited state absorption" or "induction absorption" or "transient absorption". 【0005】励起状態吸収の応用を試みた例としては、 [0005] As an example of an attempt of the application of the excited state absorption,
例えば、特開昭53−137884号公報にはポルフィリン系化合物と電子受容体を含んだ溶液または固体に対して波長の異なる少なくとも2種類の光線を照射し、この照射により一方の波長の光線が有する情報を他方の光線の波長に移すような光変換方法が開示されている。 For example, Japanese Patent Publication No. Sho 53-137884 irradiating at least two types of light beams of different wavelengths with respect inclusive solution or solid porphyrin compound and an electron acceptor, light of one wavelength has by this irradiation light conversion method such as transferring the wavelength of the other light beam is disclosed information. また、特開昭55−100503号公報および特開昭55 Further, JP 55-100503 and JP 55
−108603号公報にはポルフィリン誘導体などの有機化合物の基底状態と励起状態の間の分光スペクトルの差を利用し、励起光の時間的な変化に対応して伝搬光を選択するような機能性の液体コア型光ファイバーが開示されている。 The -108603 discloses utilizing a difference in spectrum between ground and excited states of organic compounds such as porphyrin derivatives, functional, such as to select the propagation light corresponding to temporal change of the excitation light liquid core type optical fiber is disclosed. また、特開昭63−89805号公報には光によって励起された三重項状態から更に上位の三重項状態への遷移に対応する吸収を有するポルフィリン誘導体などの有機化合物をコア中に含有しているプラスチック光ファイバーが開示されている。 Also contain organic compounds such as porphyrin derivatives having absorption corresponding to the transition to the more triplet state of the upper from the triplet state excited by light in the core in JP-A-63-89805 plastic optical fiber is disclosed. また、特開昭63− In addition, JP-A-63-
236013号公報にはクリプトシアニンなどのシアニン色素の結晶に第一の波長の光を照射して分子を光励起した後、第一の波長とは異なる第二の波長の光を前記分子に照射し、第一の波長の光による光励起状態によって第二の波長の光の透過または反射をスイッチングするような光機能素子が開示されている。 After the 236,013 discloses that photoexcited molecules is irradiated with light of a first wavelength to the crystal of the cyanine dye such as cryptocyanine dyes, irradiated with light of a different second wavelength to said molecule from the first wavelength, optical functional device is disclosed so as to switch the transmission or reflection of light of the second wavelength by excitation state by light of the first wavelength. また、特開昭64− In addition, JP-A-64
73326号公報にはポルフィリン誘導体などの光誘起電子移動物質をマトリックス材料中に分散した光変調媒体に第一および第二の波長の光を照射して、分子の励起状態と基底状態の間の吸収スペクトルの差を利用して光変調するような光信号変調媒体が開示されている。 The 73326 discloses irradiated with light of the first and second wavelength to the light modulating medium photoinduced electron transfer material dispersed in a matrix material such as porphyrin derivatives, absorption between the excited state and the ground state of the molecule optical signal modulation medium is disclosed such that an optical modulation by utilizing the difference of the spectrum. 【0006】これら従来技術で用いられている光学装置の構成としては、特開昭55−100503号公報、特開昭55−108603号公報、および特開昭63−8 [0006] These as the structure of the conventional optical used in the art devices, JP 55-100503, JP-Sho 55-108603, JP-A and JP 63-8
9805号公報には伝搬光の伝播する光ファイバーを励起光の光源(例えばフラッシュランプ)の周囲に巻きつけるような装置構成が開示されており、特開昭53−1 The 9805 discloses apparatus configuration is disclosed as wrapped around the light source of the excitation light optical fiber for propagating the propagating light (for example, a flash lamp), JP-53-1
37884号公報および特開昭64−73326号公報には光応答性光学素子内部の信号光に相当する光の伝播している部分全体に信号光の光路とは別の方向から制御光に相当する光を収束させることなくむしろ投射レンズなどの手段によって発散させて照射するような装置構成が開示されている。 The 37884 and JP 64-73326 JP corresponding to control light from a different direction than the optical path of the signal light to the entire part that propagation of light corresponding to light responsive optical element inside the signal light device configuration is disclosed as rather irradiated by divergent by means such as a projection lens without converging light. 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上のような従来技術においては、実用に足りる大きさの透過率変化または屈折率変化(光応答)を引き起こすためには非常に高密度の光パワーを必要としたり、光照射に対する応答が遅かったり、光応答材料の耐久性が低かったりするため、実用に至るものは未だ得られていないのが現状である。 However [0005] In the above-described prior art, practical use enough magnitude of the transmittance change or refractive index change (optical response) in order to cause a very high density of or require optical power, or slow response to light irradiation, to low or the durability of the photoresponsive material, which leads to practical use at present, not been obtained. 【0008】本出願人は、上記従来技術の有する課題を解消し、できる限り低い光パワーで充分な大きさおよび速度の光応答を光応答性の光学素子から引き出すような光制御方法および光制御装置に関する特許(特願平7− [0008] The present applicant has the to solve the problems of the prior art, the optical control method and optical control such as pulling out the optical response of sufficient size and velocity from photoresponsive optical element at a low optical power as possible patent relates to a device (Japanese Patent Application No. 7
25618、8−151133、8−239314)および光応答性材料に関する特許(特願平7−5841 25618,8-151133,8-239314) and patents relating responsive material (Japanese Patent Application No. 7-5841
3、7−58414)を出願した。 3,7-58414) was filed. 【0009】本発明は、上記課題を解決し、光応答を充分な大きさで再現性良く得るための光制御方法および光制御装置を提供することを目的とする。 [0009] The present invention is to solve the above problems, and an object thereof is to provide an optical control method and optical control device for obtaining good reproducibility photoresponsive with sufficient size. 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本願の請求項1記載の発明に係る光制御方法は、光応答性組成物から成る光学素子に、前記光学素子が感応する波長の制御光を照射し、制御光とは異なる波長帯域にある信号光の透過率および/または屈折率を可逆的に変化させることにより前記光学素子を透過する前記信号光の強度変調および/または光束密度変調を行う光制御方法において、前記制御光および前記信号光を各々収束させて前記光学素子へ照射し、かつ、前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点近傍の光子密度が最も高い領域が前記光学素子中において互いに重なり合うように、前記制御光および前記信号光の光路をそれぞれ配置した光制御方法であり、更に、前記光学素子が、下記の式[1 [0010] To achieve the above object, according to an aspect of the light control method according to the invention of the first aspect, the optical element comprising a photoresponsive composition, wherein the optical element irradiating the control light of a wavelength sensitive, the signal light intensity-modulated and transmitted through the optical element by reversibly changing the transmittance and / or refractive index of the signal light in different wavelength bands from the control light / or the light control method of performing light flux density modulation, and each is converged said control light and the signal light is irradiated to the optical element, and the photon density in each of the focal point of the control light and the signal light is most so as to overlap each other in a high region and the optical element, a light control method of the optical path is arranged each of said control light and said signal light, further, the optical element, the following formula [1 ]から[8]のいずれかで表されるペリ縮合多環芳香族化合物の少なくとも1種類を含有する光応答性組成物から成ることを特徴とする。 ] It is characterized in that it consists photoresponsive composition containing at least one peri fused polycyclic aromatic compound represented by any one of [8] from. 【0011】 【化9】 [0011] [Omitted] (式[1]中において、R N1およびR N2は、各々、水素原子、水酸基、アミノ基、置換アミノ基、第IV族元素(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化合物から導かれる1価の置換基を表し、R C1ないしR C4は、各々、水素原子、第IV族元素(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化合物、第V族元素(N,P,As,Sb,Bi)の化合物、第VI族元素(O,S,Se,Te,Po)の化合物、または、第VII族元素(F,Cl,Br,I)から導かれる1価の置換基を表し、これらの置換基は互いに相異なる場合、また、隣接する2個の置換基が互いに結合して環を形成する場合を含む。) 【化10】 (In the formula [1], 1 R N1 and R N2 are each hydrogen atom, a hydroxyl group, an amino group, derived from compounds of substituted amino groups, Group IV elements (C, Si, Ge, Sn , Pb) -valent substituent, to no R C1 R C4 are each a hydrogen atom, the compound of group IV elements (C, Si, Ge, Sn , Pb), group V elements (N, P, As, Sb, the compounds of Bi), group VI element (O, S, Se, Te, Po) of the compound, or represents group VII elements (F, Cl, Br, a monovalent substituent derived from I), their substituents when different phases from each other, also includes the case that binds two adjacent substituents together form a ring.) embedded image (式[2]中において、Z 1およびZ 2は、各々、2つの窒素原子と結合して縮合複素環を形成する残基を表し、 (In the formula [2], Z 1 and Z 2 are each a residue which combines with the two nitrogen atoms to form a fused heterocyclic ring,
これらの残基が置換基を有する場合を含み、R C5ないしR C8は、式[1]におけるR C1ないしR C4と同義である。 Including the case where these residues have a substituent, to no R C5 R C8 are the same meaning as to not R C1 in the formula [1] R C4. ) 【化11】 ) [Of 11] (式[3]中において、Z 3およびZ 4は、各々、式[2]におけるZ 1またはZ 2と同義であり、R C9ないしR C12は、式[1]におけるR C1ないしR C4と同義である。) 【化12】 (In the formula [3], Z 3 and Z 4 are each the same meaning as Z 1 or Z 2 in formula [2], to no R C9 R C12 is to no R C1 in the formula [1] and R C4 are synonymous.) [of 12] (式[4]中において、R N3およびR N4は、各々、式[1]におけるR N1またはR N2と同義であり、R C13ないしR C20は、式[1]におけるR C1ないしR C4と同義である。) 【化13】 (In the formula [4], R N3 and R N4 are each the same meaning as R N1 or R N2 in the formula [1], to no R C13 R C20 is a to no R C1 in the formula [1] R C4 are synonymous.) [of 13] (式[5]中において、Z 5およびZ 6は、各々、式[2]におけるZ 1またはZ 2と同義であり、R C21ないしR C28は、式[1]におけるR C1ないしR C4と同義である。) 【化14】 (In the formula [5], Z 5 and Z 6 are each the same meaning as Z 1 or Z 2 in formula [2], to no R C21 R C28 is a to no R C1 in the formula [1] R C4 are synonymous.) [of 14] (式[6]中において、Z 7およびZ 8は、各々、式[2]におけるZ 1またはZ 2と同義であり、R C29ないしRC36は、式[1]におけるR C1ないしR C4と同義である。) 【化15】 (In the formula [6], Z 7 and Z 8 are each the same meaning as Z 1 or Z 2 in formula [2], to no R C29 RC 36 is to not R C1 in the formula [1] R C4 synonymous in is.) [of 15] (式[7]中において、Z 9は、式[2]におけるZ 1またはZ 2と同義であり、R N5は、式[1]におけるR N1 (In the formula [7], Z 9 has the same meaning as Z 1 or Z 2 in formula [2], R in R N5 is of formula [1] N1
またはR N2と同義であり、R C37ないしR C40は、式[1]におけるR C1ないしR C4と同義である。 Or have the same meaning as R N2, to no R C37 R C40 has the same meaning as to not R C1 in the formula [1] R C4. ) 【化16】 ) [Of 16] (式[8]中において、Z 10は、式[2]におけるZ 1 (In the formula [8], Z 10 is, Z 1 in the formula [2]
またはZ 2と同義であり、R N6は、式[1]におけるR Or has the same meaning as Z 2, R N6 is, R in the formula [1]
N1またはR N2と同義であり、R C41ないしR C48は、式[1]におけるR C1ないしR C4と同義である。 It has the same meaning as N1 or R N2, to no R C41 R C48 has the same meaning as to not R C1 in the formula [1] R C4. )前記の式[1]ないし[8]において、第IV族元素(C,S ) In to the above formula [1] to [8], Group IV elements (C, S
i,Ge,Sn,Pb)の化合物から導かれる1価の置換基(R N1ないしR N6 、R C1ないしR C48 )の具体例は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、sec− i, Ge, Sn, examples of the monovalent substituent derived from a compound of Pb) (to to no R N1 R N6, R C1 no R C48), for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, cyclopropyl group, n- butyl group, sec-
ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ネオペンチル基、シクロヘキシル基、n Butyl group, tert- butyl group, n- pentyl group, a cyclopentyl group, a neopentyl group, a cyclohexyl radical, n
−ヘキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−オクタデシル基、ビニル基、2−プロペニル基、ベンジル基、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、2,4−ジメトキシフェニル基、ピリジル基、メトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプトキシ基、n−オクチルオキシ基、 - hexyl group, heptyl group n-, n- octyl group, isooctyl group, n- nonyl, n- decyl, n- undecyl, n- dodecyl group, n- octadecyl group, a vinyl group, a 2-propenyl group , a benzyl group, a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, 2,4-dimethoxyphenyl group, a pyridyl group, a methoxy group, an ethoxy group, n- butoxy group, n- pentoxy group, n- hexyl radical, n - heptoxy, n- octyl group,
n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、ベンジルオキシ基、フェノキシ基、アセチル基、メトキシカルボニル基、ベンゾイル基、カルボキシル基(−COOH)、カルバモイル基(−CON n- nonyloxy group, n- decyloxy group, n- undecyl group, n- dodecyloxy group, n- octadecyl group, a benzyloxy group, a phenoxy group, an acetyl group, a methoxycarbonyl group, a benzoyl group, a carboxyl group (- COOH), a carbamoyl group (-CON
2 )、シアノ基、トリメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、トリメチルシロキシ基、トリメチルゲルミル基、メチルジフェニルゲルミル基、トリメチル錫基、トリエチル鉛基などの他、芳香族炭化水素または複素環化合物から導かれる1価の基などである。 H 2), a cyano group, a trimethylsilyl group, a dimethylphenyl silyl group, a trimethylsiloxy group, trimethylgermyl group, methyl diphenyl germyl group, trimethyl tin based, other such triethyl lead-base, an aromatic hydrocarbon or heterocyclic compound , etc. monovalent group derived. これらのうち、カルボキシル基は金属塩を形成していても良く、 Of these, the carboxyl group may form a metal salt,
更に、他の金属塩と錯体を形成しても良い。 Furthermore, it may be formed of other metal salts and complexes. 【0012】前記の式[1]ないし[8]において、第V族元素(N,P,As,Sb,Bi)の化合物から導かれる1価の置換基(R C1ないしR C48 )の具体例は、 [0012] In the formulas [1] to the [8], specific examples of the Group V element (N, P, As, Sb , Bi) ( to R C1 no R C48) 1 monovalent substituent derived from a compound of It is,
例えば、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、 For example, an amino group, methylamino group, ethylamino group,
プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ベンジルアミノ基、フェニルアミノ基、4−フェニルアゾフェニルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、メチルプロピルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジベンジルアミノ基、エチルフェニルアミノ基、4−(ジメチルアミノ)ブチル基、6−(ジエチルアミノ)ヘキシルオキシ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、N−メチルアセチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、p−トルエンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基、ピリジル基、ピペリジノ基、ピペリジル基、モルホリノ基、ジフェニルフォスフィニル基、ジフェニルアルシニル基、ジフェニルスチビニル基、ジフェニルビスムチニル基などである。 Propylamino group, butylamino group, benzylamino group, phenylamino group, 4-phenyl-azo-phenylamino group, dimethylamino group, diethylamino group, methylpropylamino group, diphenylamino group, dibenzylamino group, ethylphenyl group, 4- (dimethylamino) butyl group, 6- (diethylamino) hexyl group, an acetylamino group, benzoylamino group, N- methyl acetylamino group, cyclohexylamino group, p- toluenesulfonyl amino group, benzenesulfonylamino group, a pyridyl group, piperidino group, piperidyl group, morpholino group, diphenylphosphoryl alkylsulfonyl group, diphenyl Al sheet group, diphenyl styrene vinyl groups, and the like diphenylbis- whip group. これらのうち、置換および非置換のアミノ基は酸と塩を形成していても良い。 Of these, substituted and unsubstituted amino groups may form salts with acids. 【0013】前記の式[1]ないし[8]において、第VI族元素(O,S,Se,Te,Po)の化合物から導かれる1価の置換基(R C1ないしR C48 )の具体例は、例えば、水酸基(ヒドロキシ基)、メトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプトキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n− [0013] In the formulas [1] to the [8], specific examples of the group VI element (O, S, Se, Te , Po) ( to R C1 no R C48) 1 monovalent substituent derived from a compound of is, for example, a hydroxyl group (hydroxy group), a methoxy group, an ethoxy group, n- butoxy group, n- pentoxy group, n- hexyloxy group, n- heptoxy, n- octyl group, n- nonyloxy group, n- decyloxy group, n-
ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、ベンジルオキシ基、フェノキシ基、 Undecyloxy group, n- dodecyloxy group, n- octadecyl group, a benzyloxy group, a phenoxy group,
メルカプト基、メチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基、ベンジルチオ基、2−フリル基、2−チオフェニル基、2−セレノフェニル基、2−テルロフェニル基、ベンジルスルフィニル基(C 65 CH 2 SO−)、 Mercapto group, methylthio group, ethylthio group, phenylthio group, benzylthio group, 2-furyl group, 2-thiophenyl group, 2-selenophenyl group, 2-tellurophenyl group, benzyl-sulfinyl group (C 6 H 5 CH 2 SO- ) ,
フェニルスルフォニル基(C 65 SO 2 −)、スルフェン酸基(−SOH)、スルフィン酸基(−SO 2 H)、 Phenylsulfonyl group (C 6 H 5 SO 2 - ), a sulfenic acid (-SOH), sulfinic acid group (-SO 2 H),
スルホン酸基(−SO 3 H)、セレノン酸基(−SeO 3 Sulfonic acid group (-SO 3 H), selenone group (-SeO 3
H)などである。 H), and the like. これらのうち、フェノール性水酸基や酸の残基は金属塩を形成していても良く、更に、他の金属塩と錯体を形成しても良い。 Among these, residues of phenolic hydroxyl and acid may form a metal salt, and further, may be formed of other metal salts and complexes. また、酸の残基はアミン塩またはアンモニウム塩を形成しても良い。 Further, residues of the acid may form a salt or an ammonium salt. 【0014】前記の式[1]、[4]、[7]または[8]において、1価の置換基R N1ないしR N6が置換アミノ基の場合、その具体例は、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ベンジルアミノ基、フェニルアミノ基、4−フェニルアゾフェニルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、メチルプロピルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジベンジルアミノ基、エチルフェニルアミノ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、N−メチルアセチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、p−トルエンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基、などである。 [0014] The formula [1], [4], in [7] or [8], when the monovalent substituent R N1 to R N6 is a substituted amino group, specific examples thereof, for example, methylamino group , ethylamino group, propylamino group, butylamino group, benzylamino group, phenylamino group, 4-phenyl-azo-phenylamino group, dimethylamino group, diethylamino group, methylpropylamino group, diphenylamino group, dibenzylamino group, ethylphenylamino group, acetylamino group, benzoylamino group, N- methyl acetylamino group, cyclohexylamino group, p- toluenesulfonyl amino group, benzenesulfonylamino group, and the like. 【0015】前記の式[2]、[3]、[5]ないし[8]において、残基Z 1ないしZ 10が各々、2つの窒素原子と結合して形成する縮合複素環部分構造(モイエティ)の具体例は、例えば、イミダゾール環、イミダゾリン(ジヒドロイミダゾール)環、ベンズイミダゾール環、ピリミジン環、テトラヒドロピリミジン環、ペリミジン環、などである。 [0015] The formula [2], [3], in [5] to [8], each Z 10 to no residues Z 1, fused heterocyclic partial structure formed by bonding the two nitrogen atoms (moiety specific examples of), for example, an imidazole ring, an imidazoline (dihydroimidazole) ring, a benzimidazole ring, a pyrimidine ring, a tetrahydropyrimidine ring, perimidine ring, and the like. 【0016】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御方法は、請求項1記載の光制御方法において、前記制御光および前記信号光を前記光学素子中において実質的に同一光路で伝搬させることを特徴とする。 [0016] To achieve the above object, an optical control method according to the invention of claim 1, wherein, in the light control method of claim 1 wherein, said control light and said signal light during the optical element characterized in that to substantially propagated in the same optical path. 【0017】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御方法は、請求項1または2記載の光制御方法において、前記光学素子を透過した後、発散していく信号光光線束のうち、前記強度変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出すことを特徴とする。 [0017] To achieve the above object, an optical control method according to the invention of claim 1, wherein, in the light control method according to claim 1 or 2, wherein, after passing through the optical element, diverge of the signal light ray bundles go, and wherein the retrieving and separating signal light ray bundle of the intensity modulation and / or light flux density modulation was heavily region. 【0018】この場合、通常、信号光光線束の中心部分が特に変調を受けやすいので、発散する信号光光線束を収束するために受光レンズを用いるときには信号光光線束の中心軸に受光レンズの中心軸を一致させることが好適である。 [0018] In this case, usually, since the center portion of the signal light beam flux is particularly susceptible to modulation, the light receiving lens is on the center axis of the signal light ray bundle when using a light-receiving lens for converging the signal light ray bundles emanating it is preferable to match the central axis. 【0019】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御方法は、請求項1または2記載の光制御方法において、前記光学素子を透過した後、発散していく信号光光線束を、前記信号光光線束の発散角度よりも小さい角度範囲(開口角) のレンズまた [0019] To achieve the above object, an optical control method according to the invention of claim 1, wherein, in the light control method according to claim 1 or 2, wherein, after passing through the optical element, diverge the go signal light ray bundles, lens angular range smaller than the divergence angle of the signal light beam flux (aperture angle) also
は凹面鏡で取り出すことによって、前記強度変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出すことを特徴とする。 By taking out by the concave mirror, and wherein the retrieving and separating signal light ray bundle of the intensity modulation and / or light flux density modulation was heavily region. 【0020】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御方法は、請求項1 記載の光制御方法において、前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点位置と前記光学素子との位置関係を変化させることにより、前記制御光の照射によって、前記光学素子を透過した前記信号光の見かけの強度が減少する方向の光応答と、前記信号光の見かけの強度が増大する光応答との、どちらか一方を選択して取り出すことを特徴とする。 [0020] To achieve the above object, an optical control method according to the invention of the second aspect, in the optical control method according to claim 1, each of the focal position of the control light and the signal light wherein by changing the positional relationship between the optical element, by the irradiation of the control light, and the direction of the optical response intensity of the signal light of the apparent transmitted through the optical element decreases, the strength of the apparent of the signal light and There wherein the retrieving and selecting increasing the optical response, one or the other. 【0021】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御方法は、請求項1または [0021] To achieve the above object, an optical control method according to the invention of the third aspect, claim 1 or
請求項2に記載の光制御方法において、前記光応答性組成物が液体であり、かつ、前記液状光応答性組成物を充填した光学セルを前記光学素子として用いることを特徴とする。 An optical control method according to claim 2, wherein the photoresponsive composition is liquid, and is characterized by using an optical cell filled with the liquid photoresponsive composition as said optical element. 【0022】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御方法は、請求項3に記載の光制御方法であって、前記液状光応答性組成物が揮発性溶剤を含有することを特徴とする。 [0022] To achieve the above object, an optical control method according to the invention of the fourth aspect, there is provided an optical control method according to claim 3, wherein the liquid photoresponsive composition is volatile characterized in that it contains a solvent. 【0023】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、光応答性組成物から成る光学素子に、前記光学素子が感応する波長の制御光を照射し、制御光とは異なる波長帯域にある信号光の透過率および/または屈折率を可逆的に増減させることにより前記光学素子を透過する前記信号光の強度変調および/または光束密度変調を行う光制御方法に用いられる光制御装置であって、前記制御光および前記信号光を各々収束させる収束手段を有し、収束された前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点近傍の光子密度が最も高い領域が互いに重なり合うように、前記制御光および前記信号光の光路をそれぞれ配置し、かつ、前記光学素子は、収束された前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点近傍 [0023] To achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application described in claim 5, the optical element comprising a photoresponsive composition, irradiating the control light of a wavelength which the optical element is sensitive light and performs reversibly intensity of the signal light transmitted through the optical element by increasing or decreasing the modulation and / or light flux density modulation of the transmission and / or refractive index of the signal light in different wavelength bands from the control light an optical control device used in the control method comprises a converging means for converging each of said control light and said signal light, the highest photon density in each of the focal point of the converged said control light and said signal light as regions overlap each other, the optical path of said control light and said signal light respectively arranged, and the optical element, each of the focal point of the converged said control light and said signal light 光子密度が最も高い領域が互いに重なり合う位置に配置され、更に、前記光学素子が、前記の式[1]から[8]の少なくとも1種類を含有する光応答性組成物から成ることを特徴とする。 Disposed highest region overlap each other position photon density, further, the optical element, characterized in that it consists of photoresponsive composition containing at least one [8] from the formula [1] . 【0024】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、更に、前記制御光および前記信号光が前記光学素子中において実質的に同一光路で伝搬するような光路配置を有することを特徴とする。 [0024] To achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application described in claim 5, further, a substantially propagate in the same optical path and the control light and the signal light during the optical element and having an optical path arranged such that. 【0025】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、前記光学素子を透過した後、発散していく信号光光線束のうち、前記強度変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出す手段を有することを特徴とする。 [0025] To achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 5, wherein, after passing through the pre-Symbol optical element, of the signal light ray bundle diverge, the intensity modulation and / or characterized by having a means for extracting and separating a signal light ray bundles of strongly receiving region a light flux density modulation. 【0026】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、前記強度変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出す手段として、前記光学素子へ前記信号光を収束させて入射させる際に用いた収束手段の開口数よりも小さい開口数のレンズまたは凹面鏡を用いることを特徴とする。 [0026] To achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 5 is to separate the signal light ray bundle before Symbol intensity modulation and / or light flux density modulation strongly received area as it means for taking out, characterized by using a small numerical aperture of the lens or concave mirror than the numerical aperture of the converging means used when made incident by converging the signal light to the optical element. 【0027】 【0028】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、請求項5に記載の光制御装置において、前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点位置と前記光学素子との位置関係を変化させる移動手段を有し、前記移動手段を用いることによって、前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点位置と前記光学素子との位置関係を変化させることにより、前記制御光の照射によって前記光学素子を透過した前記信号光の見かけの強度が減少する方向の光応答と、 [0027] [0028] To achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 6, in the optical control device according to claim 5, wherein each of said control light and said signal light It has a focal position of a moving means for changing the positional relationship between the optical element, by using said moving means, changing the positional relationship between each of the focal position of the control light and the signal light and the optical element by the direction of the optical response intensity of apparent of the signal light transmitted through the optical element by the irradiation of the control light is reduced,
前記信号光の見かけの強度が増大する光応答との、どちらか一方を選択して取り出すことを特徴とする。 Wherein the retrieving and selecting one of either the optical response intensity of apparent of the signal light increases. 【0029】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、請求項5または [0029] To achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application set forth in claim 7, claim 5 or
請求項6に記載の光制御装置において、前記光学素子を透過してきた信号光と制御光の混合光を、信号光と制御光とに分離する手段を有することを特徴とする。 The optical control device according to claim 6, the mixed light of the transmitted becoming the signal light control light the optical element, characterized by having means for separating the signal light and the control light. 【0030】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、請求項から [0030] To achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 8 is claim 5
求項7のいずれか1項に記載の光制御装置において、前記光応答性組成物が液体であり、かつ、前記液状の光応答性組成物を充填した光学セルを前記光学素子として用いることを特徴とする。 The optical control device according to any one of Motomeko 7, wherein the photoresponsive composition is liquid, and the use of optical cell filled with a photo-responsive composition of the liquid as the optical element and features. 【0031】また、上記目的を達成するため、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、請求項8に記載の光制御装置において、前記液状光応答性組成物が揮発性溶剤を含有することを特徴とする。 [0031] To achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 9, in the light control device according to claim 8, wherein the liquid photoresponsive composition a volatile solvent characterized in that it contains. 【0032】また、上記目的を達成するため、本願の請求項10記載の発明に係る光制御装置は、請求項から [0032] To achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 10, from the claims 5
請求項9のいずれか1項に記載の光制御装置において、 The optical control device according to any one of claims 9,
前記制御光および前記信号光を各々収束させる前記収束手段、および/または、前記光学素子中の前記光応答性組成物を透過した後、発散していく信号光光線束のうち、前記強度変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出す手段、および/または、前記光学素子中の前記光応答性組成物を透過してきた信号光と制御光の混合光を、信号光と制御光とに分離する手段が、前記光学素子に組み込まれた構造を有することを特徴とする。 Said converging means for converging each of said control light and said signal light, and / or after passing through the photo-responsive composition in the optical element, of the signal light ray bundle diverge, the intensity modulation and / or means taken by fractionating signal light ray bundles of strongly receiving region a light flux density modulation, and / or, said photoresponsive composition signal light transmitted through the the mixed light of the control light in said optical element, It means for separating the signal light and control light, characterized by having the incorporated in the optical device structure. 【0033】[光応答性組成物、信号光の波長帯域、および制御光の波長帯域の組み合わせ]本発明の光制御方法で利用される光応答性組成物、信号光の波長帯域、および制御光の波長帯域は、これらの組み合わせとして、 [0033] [photoresponsive composition, wavelength band of the signal light, and the combination of the wavelength band of the control light] photoresponsive composition utilized in the light control method of the present invention, the wavelength band of the signal light, and control light the wavelength band, as these combinations,
使用目的に応じて適切な組み合わせを選定し用いることができる。 It can be used to select an appropriate combination according to the intended use. 【0034】具体的な設定手順としては、例えば、まず、使用目的に応じて信号光の波長ないし波長帯域を決定し、これを制御するのに最適な光応答性組成物と制御光の波長の組み合わせを選定すれば良い。 [0034] As a specific configuration instructions, for example, first, to determine the wavelength or wavelength band of the signal light depending on the intended use, the wavelength of the control light and the optimal photoresponsive composition to control this the combination can be selected. または、使用目的に応じて信号光と制御光の波長の組み合わせを決定してから、この組み合わせに適した光応答性組成物を選定すれば良い。 Or, after determining the combination of the wavelength of the signal light and the control light according to the intended use, may be selected photoresponsive composition suitable for this combination. 【0035】本発明で用いられる光応答性組成物の組成、および前記光応答性組成物から成る光学素子中を伝播する信号光および制御光の光路長については、これらの組み合わせとして、光学素子を透過する制御光および信号光の透過率を基準にして設定することができる。 The composition of the photo-responsive composition used in the present invention, and the signal light and the optical path length of the control light propagating in the optical element made of a photoresponsive composition as combinations thereof, the optical element the transmittance of the control light and signal light transmitting through can be set based on the. 例えば、まず、光応答性組成物の組成のうち、少なくとも制御光あるいは信号光を吸収する成分の濃度を決定し、 For example, first, of the composition of the photoresponsive composition, to determine the concentration of components absorbing at least control light or signal light,
次いで、光学素子を透過する制御光および信号光の透過率が特定の値になるよう光学素子中を伝播する信号光および制御光の光路長を設定することができる。 Then, it is possible to set the optical path length of the signal light and the control light propagating in the optical element such that the transmittance of the control light and the signal light transmitted through the optical element becomes a specific value. または、 Or,
まず、例えば装置設計上の必要に応じて、光路長を特定の値に設定した後、光学素子を透過する制御光および信号光の透過率が特定の値になるよう光応答性組成物の組成を調整することができる。 First, for example, devices as required by the design, after setting the optical path length to a specific value, the composition of the photoresponsive composition as the transmittance of the control light and the signal light transmitted through the optical element becomes a specific value it can be adjusted. 【0036】本発明は、できる限り低い光パワーで充分な大きさおよび速度の光応答を光応答性の光学素子から引き出すような光制御方法および光制御装置を提供することを目的としているが、この目的を達成するために最適な、光学素子を透過する制御光および信号光の透過率の値は、それぞれ、次に示す通りである。 The present invention has an object to provide an optical control method and optical control devices such as pull out optical response of sufficient size and velocity from photoresponsive optical element at a low optical power as possible, the value of the transmittance of the control light and the signal light transmitted through the optimum, the optical elements in order to achieve the object, respectively, were as follows. 【0037】本発明の光制御方法および光制御装置では、光学素子を伝播する制御光の透過率が多くとも90 [0037] In the optical control method and optical control device of the present invention, most transmittance of the control light propagating optical element 90
%以下になるよう光応答性組成物中の光吸収成分の濃度および存在状態の制御、光路長の設定を行うことが推奨される。 Control of the concentration and the presence state of the light-absorbing component in% photoresponsive composition so that below, it is recommended to set the optical path length. 【0038】ここで、制御光の照射によって信号光の透過率が減少する方向の光応答を利用しようとする場合、 [0038] When the here, try to use the direction of the optical response transmittance of the signal light is reduced by the irradiation of the control light,
制御光を照射しない状態において、光学素子を伝播する信号光の透過率が少なくとも10%以上になるよう光応答性組成物中の光吸収成分の濃度および存在状態の制御、光路長の設定を行うことが推奨される。 Performed in a state where no irradiation with the control light, the control of the concentration and the presence state of the light-absorbing component photoresponsive composition as the transmittance of the signal light propagating through the optical element is at least 10% or more, the setting of the optical path length it is recommended. 【0039】[ペリ縮合多環芳香族化合物]本発明で用いられる光学素子は、前記の式[1]ないし[8]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物をマトリックス材料中に溶解または分散させた光応答性組成物から成る。 The optical element used in the peri-condensed polycyclic aromatic compound present invention, dissolving or dispersing the formula [1] to pericondensed polycyclic aromatic compound represented by [8] in a matrix material consisting photoresponsive composition is. なお、「ペリ(peri)」とは、ナフタレン骨格の1, It is to be noted that the "Perry (peri)", 1 of the naphthalene skeleton,
8−位(または4,5−位)を意味する。 It means 8-position (or 4,5-position). 【0040】前記の式[1]ないし[8]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物は、色素、蛍光色素、有機エレクトロルミネッセンス色素、あるいは有機光導電材料として公知のものを使用することができる。 The above formula [1] to pericondensed polycyclic aromatic compound represented by [8], dyes, fluorescent dyes, the use of what is known as an organic electroluminescent dye or organic photoconductive material, it can. 【0041】ペリ縮合多環芳香族化合物の具体例を化学式として図1から図30に例示する。 The illustrated from Figure 1 an example of a pericondensed polycyclic aromatic compound as a formula in Figure 30. すなわち、式[1]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物(ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸ジイミド誘導体)の具体例を図1および2に、式[2]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物(cis−ペリノン系化合物) That is, Table by formula [1] in peri fused polycyclic aromatic compound represented specific examples of (1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide derivative) 1 and 2, the formula [2] pericondensed polycyclic aromatic compounds (cis-perinone compound)
の具体例を図3ないし6に、式[3]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物(trans−ペリノン系化合物) Specific examples are 6 Figures 3, formula [3] in peri fused polycyclic aromatic compound represented (trans- perinone compound)
の具体例を図7ないし10に、式[4]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物(ペリレン−3,4,9,10− Specific examples of Figure 7 to 10, wherein [4] in peri fused polycyclic aromatic compound represented (perylene-3,4,9,10
テトラカルボン酸ジイミド誘導体)の具体例を図11ないし19に、式[5]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物の具体例を図20ないし23に、式[6]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物の具体例を図24ないし2 Specific examples of the tetracarboxylic acid diimide derivative) in 19 to 11 do not, a specific example of a pericondensed polycyclic aromatic compound represented by the formula [5] in FIG. 20 to 23, peri represented by the formula [6] It 24 no specific examples of the fused polycyclic aromatic compound 2
7に、式[7]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物の具体例を図28に、式[8]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物の具体例を図29および30に、化学式として例示する。 7, a specific example of a pericondensed polycyclic aromatic compound represented by the formula [7] in FIG. 28, a specific example of a pericondensed polycyclic aromatic compound represented by the formula [8] in FIG. 29 and 30 , exemplified as formula. 【0042】本発明では、これらのペリ縮合多環芳香族化合物を単独で、または、2種類以上を混合して使用することができる。 [0042] In the present invention, these pericondensed polycyclic aromatic compound alone or may be used as a mixture of two or more. 【0043】[光応答性組成物]本発明では、前記光応答性組成物として、使用温度領域において、固体、ガラス状態ないしゴム状態のもの、および、液体状態のものを使用することができる。 [0043] In the photoresponsive composition present invention, as the photoresponsive composition, use temperature range, a solid, as a glass state or a rubbery state, and can be used as the liquid state. 【0044】なお、本発明で用いられる光応答性組成物は、その機能に支障をきたさない範囲において、加工性を向上させたり、光学素子としての安定性・耐久性を向上させるため、副成分として公知の酸化防止剤、紫外線吸収剤、一重項酸素クエンチャ−、分散助剤などを含有しても良い。 [0044] Incidentally, photoresponsive composition used in the present invention, since the range which does not disturb the function, or to improve the processability, increase the stability and durability as an optical element, subcomponent known antioxidant, ultraviolet absorber as singlet oxygen quencher - may contain a dispersing aid. 【0045】[固体、ガラス状態ないしゴム状態の光応答性組成物]本発明では、固体、ガラス状態ないしゴム状態の光応答性組成物として、前記のペリ縮合多環芳香族化合物を、固体、ガラス状態ないしゴム状態のマトリックス材料中に溶解または分散したものを用いることができる。 [0045] [solid, photoresponsive composition of the glass state to the rubber state] In the present invention, a solid, as a photoresponsive composition of the glass state to the rubber state, the peri fused polycyclic aromatic compound, a solid, it can be used dissolved or dispersed in a matrix material of a glass state or a rubbery state. 【0046】本発明で用いることのできる固体、ガラス状態ないしゴム状態のマトリックス材料は、(1)本発明の光制御方式で用いられる光の波長領域で透過率が高いこと、(2)本発明で用いられるペリ縮合多環芳香族化合物を安定性良く溶解または分散できること、(3) The solid which can be used in the present invention, a matrix material of a glass state or a rubbery state is (1) high transmittance in the wavelength range of light used by the light control method of the present invention, (2) the present invention can be stable with good dissolving or dispersing the peri fused polycyclic aromatic compound used in, (3)
光学素子としての形態を安定性良く保つことができること、という条件を満足するものであれば任意のものを使用することができる。 It can be kept stable with good form as an optical element, as long as it satisfies the condition of being able to use any one. 【0047】無機系のマトリックス材料としては、例えば、いわゆるゾルゲル法で作成される低融点ガラス材料などを使用することができる。 [0047] As a matrix of an inorganic material, for example, it may be used, such as low melting point glass material created by the so-called sol-gel method. 【0048】また、有機系のマトリックス材料としては、種々の有機高分子材料を使用することができる。 [0048] As the matrix material of the organic, it can be used various organic polymer materials. その具体例としては、ポリスチレン、ポリ(α−メチルスチレン)、ポリインデン、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリビニルピリジン、ポリビニルホルマール、 Specific examples thereof include polystyrene, poly (alpha-methylstyrene), polyindene, poly (4-methyl-1-pentene), polyvinylpyridine, polyvinyl formal,
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、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルベンジルエーテル、ポリビニルメチルケトン、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリ(N−ビニルピロリドン)、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、ポリアクリロニトリル、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、ポリメタクリル酸アミド、ポリメタクリロニトリル、ポリアセトアルデヒド、ポリクロラール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、 Polyvinyl acetal, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl methyl ether, polyvinyl ethyl ether, polyvinyl benzyl ether, polyvinyl methyl ketone, poly (N- vinylcarbazole), poly (N- vinyl pyrrolidone), polyacrylic acid methyl, ethyl polyacrylate, polyacrylic acid, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, poly benzyl methacrylate, poly cyclohexyl methacrylate, polymethacrylic acid, poly methacrylamide, polymethacrylonitrile polyacrylonitrile, poly acetaldehyde, poly chloral, polyethylene oxide, polypropylene oxide,
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネイト類(ビスフェノール類+炭酸)、ポリ(ジエチレングリコール・ビスアリルカーボネイト)類、6−ナイロン、6,6−ナイロン、12− Polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate compounds (bisphenols + carbonate), poly (diethylene glycol bis-allyl carbonate) s, 6-nylon, 6,6-nylon, 12-
ナイロン、6,12−ナイロン、ポリアスパラギン酸エチル、ポリグルタミン酸エチル、ポリリジン、ポリプロリン、ポリ(γ−ベンジル−L−グルタメート)、メチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、アセチルセルロース、セルローストリアセテート、セルローストリブチレート、アルキド樹脂(無水フタル酸+グリセリン)、脂肪酸変性アルキド樹脂(脂肪酸+無水フタル酸+グリセリン)、不飽和ポリエステル樹脂(無水マレイン酸+無水フタル酸+プロピレングリコール)、エポキシ樹脂(ビスフェノール類+エピクロルヒドリン)、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グアナミン樹脂 Nylon, 6,12-nylon, ethyl polyaspartic acid, ethyl polyglutamic acid, polylysine, polyproline, poly (.gamma.-benzyl -L- glutamate), methyl cellulose, ethyl cellulose, benzyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, acetyl cellulose, cellulose triacetate, cellulose tributylate, alkyd resin (phthalic anhydride + glycerine), fatty acid-modified alkyd resin (fatty acid + phthalic anhydride + glycerine), unsaturated polyester resin (maleic anhydride + phthalic anhydride + propyleneglycol), epoxy resin (bisphenol + epichlorohydrin), polyurethane resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, xylene resins, toluene resins, guanamine resins どの樹脂、ポリ(フェニルメチルシラン)などの有機ポリシラン、有機ポリゲルマンおよびこれらの共重合・共重縮合体が挙げられる。 Which resin, organic polysilane such as poly (phenyl methyl silane), organic polygermane and polycondensate these copolymers, both are mentioned. また、 Also,
二硫化炭素、四フッ化炭素、エチルベンゼン、パーフルオロベンゼン、パーフルオロシクロヘキサンまたはトリメチルクロロシラン等、通常では重合性のない化合物をプラズマ重合して得た高分子化合物などを使用することができる。 Carbon disulfide, carbon tetrafluoride, ethylbenzene, perfluorobenzene, perfluoro-cyclohexane or trimethylchlorosilane, etc., in the normal or the like can be used a polymer compound having no polymerizable compound was obtained as plasma polymerization. 【0049】更に、これらの有機高分子化合物に前記ペリ縮合多環芳香族化合物の残基をモノマー単位の側鎖として、もしくは架橋基として、共重合モノマー単位として、または重合開始末端として結合させたものをマトリックス材料として使用することもできる。 [0049] Furthermore, a residue of said pericondensed polycyclic aromatic compound in the organic polymer compounds as a side chain of the monomeric unit, or as a bridging group, as copolymerized monomer units, or is bound as a polymerization initiation end it is also possible to use a thing as a matrix material. 【0050】これらのマトリックス材料中へペリ縮合多環芳香族化合物を溶解または分散させるには公知の方法を用いることができる。 [0050] may be a known method for dissolving or dispersing the peri fused polycyclic aromatic compound into these matrix material. 例えば、ペリ縮合多環芳香族化合物とマトリックス材料を共通の溶媒中へ溶解して混合した後、溶媒を蒸発させて除去する方法、ゾルゲル法で製造する無機系マトリックス材料の原料溶液へペリ縮合多環芳香族化合物を溶解または分散させてからマトリックス材料を形成する方法、有機高分子系マトリックス材料のモノマー中へ、必要に応じて溶媒を用いて、ペリ縮合多環芳香族化合物を溶解または分散させてから該モノマーを重合ないし重縮合させてマトリックス材料を形成する方法、ペリ縮合多環芳香族化合物と有機高分子系マトリックス材料を共通の溶媒中に溶解した溶液を、ペリ縮合多環芳香族化合物および熱可塑性の有機高分子系マトリックス材料の両方が不溶の溶剤中へ滴下し、生じた沈殿を濾別し乾燥してから加熱・溶融加工 For example, after mixing by dissolving pericondensed polycyclic aromatic compound and the matrix material into a common solvent, a method of removing the solvent is evaporated, peri to the raw material solution of the inorganic matrix material to produce a sol-gel method Chijimigoo a method of forming a matrix material from dissolving or dispersing the aromatic compounds, into the monomers of the organic polymer-based matrix material, using a solvent if necessary, dissolving or dispersing the peri fused polycyclic aromatic compound a method of forming a matrix material polymerization or engaged Juchijimi the monomer from the solution of peri fused polycyclic aromatic compound and an organic polymer-based matrix material in a common solvent, peri fused polycyclic aromatic compound and both thermoplastic organic polymeric matrix material is added dropwise to the solvent-insoluble, filtered and dried to heating and melt processing of the resulting precipitate る方法、化学的気相成長法、スパッタリング法などを好適に用いることができる。 That method, chemical vapor deposition, and the like can be preferably used as a sputtering method. 一般に、色素とマトリックス材料の組み合わせおよび加工方法を工夫することで、色素分子を凝集させ、「H会合体」や「J会合体」などと呼ばれる特殊な会合体を形成させることができることが知られているが、マトリックス材料中のペリ縮合多環芳香族化合物分子をこのような凝集状態もしくは会合状態を形成する条件で使用しても良い。 In general, by devising a combination and processing method of the dye and the matrix material to coagulate dye molecules, it is known that it is possible to form an "H-aggregate" and "J aggregate" such as a special aggregate called and it has but a pericondensed polycyclic aromatic compound molecules in the matrix material may be used in the conditions for forming such aggregate state or associated state. 【0051】[液状の光応答性組成物]本発明では、液状の光応答性組成物として、前記のペリ縮合多環芳香族化合物を、液状のマトリックス材料中に溶解またはコロイド分散したものを用いることができる。 [0051] In the photoresponsive composition of the liquid present invention, as photoresponsive liquid composition, use one the peri fused polycyclic aromatic compound, dissolved or colloidally dispersed in the matrix material in a liquid be able to. 【0052】本発明で用いることのできる液状のマトリックス材料は、(1)使用温度および/または圧力領域において液体であること、(2)本発明の光制御方式で用いられる光の波長領域で透過率が高いこと、(3)本発明で用いられるペリ縮合多環芳香族化合物などを安定性良く溶解またはコロイド分散できること、(4)光応答性組成物としての組成を安定性良く保つことができること、という条件を満足するものであれば任意のものを使用することができる。 [0052] The matrix material in liquid form can be used in the present invention, (1) at use temperature and / or pressure region is a liquid, (2) transmission in the wavelength range of light used by the light control method of the present invention it rate is high, (3) and pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention can be stabilized with good dissolution or colloidal dispersion, can be kept (4) stability good composition as photoresponsive composition , it is possible to use any as long as it satisfies the condition that. 【0053】無機系の液状マトリックス材料としては、 [0053] As liquid matrix of an inorganic material is
例えば、水、水ガラス(アルカリケイ酸塩の濃厚水溶液)、アンモニア水、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、塩酸、硫酸、硝酸、王水、クロルスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ポリリン酸などを使用することができる。 For example, water, (a concentrated aqueous solution of an alkali silicate) water glass, aqueous ammonia, aqueous sodium hydroxide, aqueous potassium hydroxide, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, aqua regia, chlorosulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid , it can be used and polyphosphoric acid. 【0054】また、有機系の液状マトリックス材料としては、各種有機溶剤、および、液状の有機高分子材料を使用することができる。 [0054] Further, as the liquid matrix of an organic material, various organic solvents, and can be used an organic polymer material in liquid. 【0055】揮発性の有機溶剤としては、具体的には、 [0055] Examples of volatile organic solvents, specifically,
メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n Methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n
−ブタノール、アミルアルコール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコールなどのアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸アミル、酢酸イソプロピルなどのエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、メトキシエタノール、エトキシエタノール、ブトキシエタノール、カルビトールなどのエーテル類、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1, - butanol, amyl alcohol, cyclohexanol, alcohols such as benzyl alcohol, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, and glycerin, ethyl acetate, n- butyl, amyl acetate, esters such as isopropyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone , ketones such as methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diethyl ether, dibutyl ether, methoxyethanol, ethoxyethanol, butoxyethanol, ethers such as carbitol, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,
3−ジオキソラン、などの環状エーテル類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクレン、ブロモホルム、ジブロモメタン、ジヨードメタン、などのハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、アニソール、α−クロロナフタレンなどの芳香族炭化水素類、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素類、N,N Cyclic ethers 3- dioxolane, etc., dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichlorethylene, bromoform, halogenated hydrocarbons dibromomethane, diiodomethane, such as benzene , toluene, xylene, chlorobenzene, o- dichlorobenzene, aromatic hydrocarbons such as nitrobenzene, anisole, etc. α- chloronaphthalene, n- pentane, n- hexane, n- heptane, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, N , N
−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドなどのアミド類、N−メチルピロリドンなどの環状アミド類、テトラメチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどの尿素誘導体類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、炭酸エチレン、炭酸プロピレンなどの炭酸エステル類、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類、ピリジン、キノリンなどの含窒素複素環化合物類、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエチルアミノアルコール、アニリンなどのアミン類、クロル酢酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、酢酸などの有機酸の他、ニトロメタン、二硫化炭素、スルホランなどの溶剤を用いることができる。 - dimethylformamide, N, N- dimethylacetamide, amides such as hexamethylphosphoric triamide, cyclic amides such as N- methylpyrrolidone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolidine urea such as isopropyl ketone derivatives, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, carbonate esters such as ethylene carbonate, propylene carbonate, acetonitrile, propionitrile, nitriles such as benzonitrile, pyridine, nitrogen-containing heterocyclic compounds such as quinoline, triethylamine, triethanolamine amine, diethylamino alcohols, amines such as aniline, chloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, other organic acids such as acetic acid, can be used nitromethane, carbon disulfide, a solvent such as sulfolane. 【0056】これらの溶剤は、また、複数の種類のものを混合して用いても良い。 [0056] These solvents may also be used as a mixture of those of the plurality of types. 【0057】これらの液状のマトリックス材料中へペリ縮合多環芳香族化合物を溶解またはコロイド分散させるには公知の方法を用いることができる。 [0057] may be a known method for dissolving or colloidal dispersion of these pericondensed polycyclic aromatic compound liquid into the matrix material. 例えば、ペリ縮合多環芳香族化合物を有機溶剤や水ガラスに溶解する方法、ペリ縮合多環芳香族化合物と不揮発性で液状のマトリックス材料を共通の揮発性溶媒中へ溶解して混合した後、溶媒を蒸発させて除去する方法、液状の有機高分子系マトリックス材料の原料モノマー中へ、必要に応じて溶媒を用いて、ペリ縮合多環芳香族化合物を溶解またはコロイド分散させてから該モノマーを重合ないし重縮合させて液状のマトリックス材料を形成する方法、ペリ縮合多環芳香族化合物の超微粒子を液状のマトリックス材料中で形成させる方法、化学的気相成長法、スパッタリング法、不活性ガス中蒸発法などの気相法で製造した超微粒子を、必要に応じて分散剤を用いて、液状のマトリックス材料中へ捕集する方法などを好適に用いることがで For example, after mixing by dissolving a method of dissolving the peri fused polycyclic aromatic compound in an organic solvent or water glass, the matrix material in a liquid state at pericondensed polycyclic aromatic compound and a non-volatile to a common volatile solvent, a method of removing the solvent was evaporated, the organic polymeric matrix material of the liquid into the raw material monomer in, using a solvent if necessary, the monomer from dissolved or colloidal disperse pericondensed polycyclic aromatic compound how it is engaged polymerized to Juchijimi forming the matrix material in liquid form, a method for forming ultrafine particles of pericondensed polycyclic aromatic compound in the matrix material in a liquid, chemical vapor deposition, sputtering, an inert gas ultrafine particles produced by a gas phase method such as evaporation method, a dispersing agent, if necessary, be suitably used a method of collecting liquid to the matrix material る。 That. 一般に、色素と液状のマトリックス材料の組み合わせおよび加工方法を工夫することで、色素分子を凝集させ、「H会合体」や「J会合体」などと呼ばれる特殊な会合体を形成させることができることが知られているが、液状のマトリックス材料中のペリ縮合多環芳香族化合物分子をこのような凝集状態もしくは会合状態を形成する条件で使用しても良い。 In general, by devising a combination and processing method of the matrix material of a dye and a liquid to coagulate dye molecules, that can form a special aggregate called as "H-aggregate" and "J aggregate" Although it is known, a pericondensed polycyclic aromatic compound molecules of the matrix material in a liquid may be used under the conditions for forming such aggregate state or associated state. 【0058】[光学素子]本発明において、固体、ガラス状態ないしゴム状態の光応答性組成物は、適当な形態の光学素子に加工され、使用される。 [0058] In [Optical element] The present invention, solid, photoresponsive composition of the glass state to the rubber state is processed into an optical element suitable form, it is used. その際、光学ガラス、石英ガラス、有機ガラスなどの光学材料と組み合わせて使用しても良い。 At that time, optical glass, quartz glass, may be used in combination with optical materials such as organic glass. 【0059】本発明で用いられる光学素子の形態は、本発明の光制御装置の構成に応じて、薄膜、厚膜、板状、 The form of the optical element used in the present invention, depending on the configuration of the optical control device of the present invention, thin film, thick film, plate-like,
ブロック状、円柱状、半円柱状、四角柱状、三角柱状、 Block, cylindrical, semi-cylindrical, quadrangular prism, a triangular prism,
凸レンズ状、凹レンズ状、マイクロレンズアレイ状、ファイバー状、マイクロチャンネルアレイ状、および光導波路型などの中から適宜選択することができる。 Convex lens, concave lens, a microlens array, a fiber-like, can be appropriately selected from such a microchannel array, and optical waveguide type. 本発明で用いられる光学素子の作成方法は、光学素子の形態および使用する光応答性組成物の種類に応じて任意に選定され、公知の方法を用いることができる。 The method of creating an optical element used in the present invention, optionally are selected according to the kind of photoresponsive composition form and use of the optical element may be a known method. 【0060】例えば、薄膜状の光学素子を例えば固体、 [0060] For example, thin-film optical element for example, a solid,
ガラス状態ないしゴム状態の光応答性組成物から製造する場合、ペリ縮合多環芳香族化合物および固体、ガラス状態ないしゴム状態のマトリックス材料を溶解した溶液を例えばガラス板上に塗布法、ブレードコート法、ロールコート法、スピンコート法、ディッピング法、スプレー法などの塗工法で塗工するか、あるいは、平版、凸版、凹版、孔版、スクリーン、転写などの印刷法で印刷すれば良い。 When manufacturing the photoresponsive composition of the glassy state or a rubbery state, coating methods pericondensed polycyclic aromatic compound and a solid, a solution of a matrix material of a glass state to a rubber state, for example, on a glass plate, a blade coating method , roll coating, spin coating, dipping, or coating with a coating method such as spraying method, or lithographic, letterpress, intaglio, stencil, screen, may be printed by a printing technique such as a transfer. この場合、ゾルゲル法による無機系マトリックス材料作成方法を利用することもできる。 In this case, it is also possible to use an inorganic matrix material creating by a sol-gel method. 【0061】例えば、用いる有機高分子系マトリックス材料が熱可塑性の場合、ホットプレス法(特開平4−9 [0061] For example, when the organic polymeric matrix material used is a thermoplastic, hot pressing (Patent 4-9
9609号公報)や延伸法を用いても薄膜ないし厚膜状の膜型光学素子を作成することができる。 It is used 9609 JP) and stretching method may be a thin film or thick film of the film-type optical element. 【0062】板状、ブロック状、円柱状、半円柱状、四角柱状、三角柱状、凸レンズ状、凹レンズ状、マイクロレンズアレイ状の光学素子を作成する場合は、例えば有機高分子系マトリックス材料の原料モノマーにペリ縮合多環芳香族化合物を溶解または分散させたものを用いてキャスティング法やリアクション・インジェクション・ [0062] plate, block, cylindrical, semi-cylindrical, quadrangular prism, a triangular prism shape, convex shape, concave shape, to create a micro-lens array of optical elements, for example, raw materials of an organic polymer type matrix material casting using what the peri fused polycyclic aromatic compound is dissolved or dispersed in the monomer or reaction injection
モールド法で成形することができる。 It can be molded by molding. また、熱可塑性の有機高分子系マトリックス材料を用いる場合、ペリ縮合多環芳香族化合物を溶解または分散したペレットまたは粉末を加熱溶融させてから射出成形法で加工しても良い。 In the case of using a thermoplastic organic polymeric matrix material, it may be processed by injection molding a dissolved or dispersed pellets or powder pericondensed polycyclic aromatic compound from the heated and melted. 【0063】ファイバー状の光学素子は、例えば、ガラスキャピラリー管の中に有機高分子系マトリックス材料の原料モノマーにペリ縮合多環芳香族化合物を溶解または分散させたものを流し込むか、または、毛管現象で吸い上げたものを重合させる方法、または、ペリ縮合多環芳香族化合物を溶解または分散させた熱可塑性の有機高分子系マトリックス材料の円柱、いわゆるプリフォームをガラス転移温度よりも高い温度まで加熱、糸状に延伸してから、冷却する方法などで作成することができる。 [0063] fiber-shaped optical element may, for example, pouring that the peri-condensed polycyclic aromatic compound in the raw material monomer of organic polymeric matrix material dissolved or dispersed in a glass capillary tube, or capillary action in a method of polymerizing those drawn up or heating pericondensed polycyclic aromatic compounds dissolved or thermoplastic organic polymeric matrix material having dispersed cylinder, the so-called preform to a temperature above the glass transition temperature, after stretching the filaments, it can be made of a method of cooling. 【0064】上記のようにして作成したファイバー状の光学素子を多数束ねて接着ないし融着処理してから薄片状ないし板状にスライスすることによりマイクロチャンネルアレイ型の光学素子を作成することもできる。 [0064] It is also possible to create an optical element of a microchannel array by slicing from bundled many fibers like optical element was prepared as described above by bonding or fusing process flakes or plate-like . 【0065】導波路型の光学素子は、例えば、基板上に作成した溝の中に有機高分子系マトリックス材料の原料モノマーにペリ縮合多環芳香族化合物を溶解または分散させたものを流し込んでから重合させる方法、または、 [0065] waveguide type optical device, for example, from infused with that peri fused polycyclic aromatic compound dissolved or dispersed in the raw material monomer of organic polymeric matrix material in the groove created on a substrate the method of polymerizing or,
基板上に形成した薄膜状光学素子をエッチングして「コア」パターンを形成し、次いで、ペリ縮合多環芳香族化合物を含まないマトリックス材料で「クラッド」を形成する方法によって作成することができる。 The thin film optical element formed on the substrate is etched to form a "core" pattern, can then be created by a method of forming a "cladding" in the matrix material not containing pericondensed polycyclic aromatic compound. 【0066】本発明では、前記制御光および前記信号光を収束させるための収束手段、および/または、前記光学素子中の前記光応答性組成物を透過した後、発散していく信号光光線束のうち、前記強度変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出す手段、および/または、前記光学素子中の前記光応答性組成物を透過してきた信号光と制御光の混合光を信号光と制御光とに分離する手段を、前記光学素子に組み込んだ一体構造の光学素子を用いることができる。 [0066] In the present invention, the converging means for converging said control light and said signal light, and / or, wherein after passing through said photoresponsive composition in the optical element, the signal light ray bundle diverge of, and the intensity modulation and / or light flux density modulation strongly received area unit taken out was separated signal light bundle of rays, and / or, the signal light transmitted through said photoresponsive composition in said optical element means for separating the mixed light of the control light into the signal light and the control light can be used an optical element integrated structure combining the optical element. 【0067】[光学セル]本発明において、前記光応答性組成物が液体の場合、前記液状光応答性組成物を充填した光学セルを前記光学素子として使用する。 [0067] In [optical cell present invention, the photoresponsive composition for liquid, using an optical cell filled with the liquid photoresponsive composition as said optical element. 【0068】本発明で用いられる光学セルは、液状の光応答性組成物を保持する機能、および液状の光応答性組成物に実効的に形態を付与する機能を有し、更に、収束されて照射される信号光および制御光を受光して前記光応答性組成物へ前記信号光および前記制御光を伝搬させる機能、および前記光応答性組成物を透過した後、発散していく前記信号光を伝搬させて出射する機能を有するものである。 [0068] The optical cell used in the present invention has a function of holding the photoresponsive composition of the liquid, and effectively has the function of imparting the form photoresponsive liquid composition, further, it is converged by receiving the irradiated signal light and control light function for propagating the signal light and the control light to the photoresponsive composition, and after passing through the photoresponsive composition, said signal light diverge the one having a function of emitting by propagation. 【0069】本発明で用いられる光学セルの形態は外部形態と内部形態に大別される。 [0069] form of an optical cell used in the present invention is roughly divided into an external form and an internal form. 【0070】光学セルの外部形態は、本発明の光制御装置の構成に応じて、板状、直方体状、円柱状、半円柱状、四角柱状、三角柱状、などの形状のものが用いられる。 [0070] external form of the optical cell, according to the configuration of the optical control device of the present invention, plate-like, rectangular, cylindrical, semi-cylindrical, quadrangular prism, a triangular prism shape, those shapes like. 【0071】光学セルの内部形態とは、すなわち、光応答性組成物を充填するための空洞の形態であり、液状の光応答性組成物に、実効的に形態を付与するものである。 [0071] The internal configuration of the optical cell, i.e., in the form of a cavity for filling the photoresponsive composition, the photoresponsive composition of the liquid is intended to impart effectively forms. 本発明の光制御装置の構成に応じて、光学セルの内部形態は具体的には、例えば、薄膜、厚膜、板状、直方体状、円柱状、半円柱状、四角柱状、三角柱状、凸レンズ状、凹レンズ状、などの中から適宜選択することができる。 Depending on the configuration of the optical control device of the present invention, the internal geometry specifically the optical cell, for example, thin film, thick film, plate-like, rectangular, cylindrical, semi-cylindrical, quadrangular prism, a triangular prism, a convex lens Jo, can be appropriately selected from a concave lens shape, and the like. 【0072】光学セルの構成および材質は、下記の要件を満たすものであれば任意のものを使用することができる。 [0072] configuration and material of the optical cell may use any as long as it meets the following requirements. 【0073】(1)上記のような外部形態および内部形態を使用条件において精密に維持できること。 [0073] (1) precisely can be maintained in external form and an internal form using conditions as described above. 【0074】(2)光応答性組成物に対して不活性であること。 [0074] (2) It is inert to photoresponsive composition. 【0075】(3)光応答性組成物を構成する諸成分の放散・透過・浸透による組成変化を防止できること。 [0075] (3) can be prevented composition change due to dissipation and transmission-permeation of the components constituting the photo-responsive composition. 【0076】(4)光応答性組成物が、酸素や水など使用環境に存在する化合物と反応することによって劣化することを妨げることができること。 [0076] (4) photo-responsive composition, it can prevent from being deteriorated by reacting with compounds present in such use environments oxygen or water. 【0077】なお、上記要件のうち、光応答性組成物の組成変化や劣化を防止する機能は、光学素子としての設計寿命の範囲内に限り発揮できれば良い。 [0077] Among the above requirements, the ability to prevent the composition change or deterioration of photoresponsive composition may if exerted only within the design life of the optical element. 【0078】 【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。 [0078] PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described based on the drawings. 【0079】〔実施形態1〕図31には本実施形態の光制御装置の概略構成が示されている。 [0079] The First Embodiment FIG. 31 there is shown a schematic configuration of the light control device of this embodiment. このような光学装置構成および配置は、図31に例示するように膜型光学素子8を用いる場合の他、ファイバー型光学素子(図示せず)を用いる場合、光導波路型(図示せず)、マイクロチャンネルアレイ型(図示せず)などの光学素子を用いる場合、および、液状の光応答性組成物を充填した光学セルを用いる場合(実施形態3参照)にも好適に用いることができる。 Such optical apparatus configuration and arrangement, in addition to the case of using the film type optical element 8 as illustrated in FIG. 31, when using a fiber-type optical element (not shown), an optical waveguide (not shown), when using an optical element such as a microchannel array (not shown), and can be suitably used in the case (see embodiment 3) using an optical cell filled with a photo-responsive liquid composition. 【0080】ここで、膜型光学素子8は例えば以下の手順で作成することができる。 [0080] Here, film type optical element 8 can be prepared by the following procedure for example. すなわち、下記の式[9] In other words, the following formula [9]
で表されるペリ縮合多環芳香族化合物(2,9−ジ(2,5−ジ−tert−ブチルフェニル)アントラ[2,1,9−def:6,5,10−d'e'f'] In pericondensed polycyclic aromatic compound represented by (2,9-di (2,5-di -tert- butylphenyl) anthra [2,1,9-def: 6,5,10-d'e'f ']
ジイソキノリン−1,3,8,10−テトラオン) 【化17】 Jiisokinorin -1,3,8,10- tetraone) [of 17] :13.00mgおよびポリメタクリル酸ベンジル:1 : 13.00Mg and poly benzyl methacrylate: 1
987.0mgをテトラヒドロフラン:200mlに溶解し、水:1000ml中へかき混ぜながら加えて析出した沈殿(ペリ縮合多環芳香族化合物[9]およびポリマーの混合物)を濾別し、水で洗浄してから減圧下乾燥し、粉砕した。 It was dissolved in 200 ml, water:: a 987.0mg tetrahydrofuran The precipitate was filtered off precipitated added with stirring into 1000 ml (pericondensed polycyclic aromatic compound [9] and a mixture of polymers), washed with water dried under reduced pressure, and pulverized. 得られたペリ縮合多環芳香族化合物[9]およびポリマーの混合粉末を10 -5 Pa未満の超高真空下、40℃で2日間加熱を続け、残留溶媒等の揮発成分を完全に除去して、光応答性組成物の粉末を得た。 The resulting pericondensed polycyclic aromatic compound [9] and ultra high vacuum of less than 10 -5 Pa mixed powder of the polymer, heating continued for 2 days at 40 ° C., to completely remove volatile components such as residual solvent Te to obtain a powder of photo-responsive composition. この粉末20mgをスライドガラス(25mm×7 The powder 20mg slide glass (25 mm × 7
6mm×厚さ1.150mm)およびカバーガラス(1 6 mm × thickness 1.150Mm) and the cover glass (1
8mm×18mm×厚さ0.150mm)の間に挟み、 Sandwiched between 8 mm × 18 mm × thickness 0.150 mm),
真空下150℃に加熱し、2枚のガラス板を圧着する方法(真空ホットプレス法)を用いてスライドガラス/カバーガラス間にペリ縮合多環芳香族化合物[9]/ポリマーの膜(膜厚50μm)を作成した。 It was heated in a vacuum under 0.99 ° C., 2 sheets of a method of crimping a glass plate (vacuum hot pressing method) a pericondensed polycyclic aromatic compound between glass slides / coverslip using [9] / polymer film (film thickness you create a 50μm). なお、ペリ縮合多環芳香族化合物[9]/ポリマー膜中のペリ縮合多環芳香族化合物[9]の濃度は、ペリ縮合多環芳香族[9]化合物/ポリマー混合物の密度を1.18として計算すると、1.00×10 -2 mol/lである。 The concentration of the peri fused polycyclic aromatic compound [9] / polymer film pericondensed polycyclic aromatic compound in [9], the density of the peri fused polycyclic aromatic [9] compound / polymer mixture 1.18 When calculated as a 1.00 × 10 -2 mol / l. 【0081】以上のようにして作成した膜型光学素子の透過率スペクトルを図45に示す。 [0081] The transmittance spectra of the film-type optical device produced as described above is shown in FIG. 45. この膜の透過率は制御光の波長(514.5nm)で1.8%、信号光の波長(780nm)で93%であった。 1.8% at a wavelength of the transmittance of the film is control light (514.5 nm), was 93% in the wavelength of the signal light (780 nm). 【0082】図31に概要を例示する本発明の光制御装置は、制御光の光源1、信号光の光源2、NDフィルター3、シャッター4、半透過鏡5、光混合器6、集光レンズ7、膜型光学素子8、受光レンズ9、波長選択透過フィルター20、絞り19、光検出器11および22、 [0082] The light control device of the present invention illustrating the outline in FIG. 31, the light source 1 of the control light, the light source 2 of the signal light, ND filter 3, shutter 4, half mirror 5, the optical mixer 6, a condenser lens 7, film type optical element 8, the light receiving lens 9, a wavelength selective transmission filter 20, iris 19, a photodetector 11 and 22,
およびオシロスコープ100から構成される。 And a from the oscilloscope 100. これらの光学素子ないし光学部品のうち、制御光の光源1、信号光の光源2、光混合器6、集光レンズ7、膜型光学素子8、受光レンズ9、および、波長選択透過フィルター2 Among these optical elements to the optical component, the light source 1 of the control light, the light source 2 of the signal light, the optical mixer 6, a condenser lens 7, film type optical element 8, the light receiving lens 9, and a wavelength selective transmission filter 2
0は、図31の装置構成で本発明の光制御方法を実施するために必須の装置構成要素である。 0 is an essential device components for performing the light control method of the present invention in the apparatus configuration of FIG. 31. なお、NDフィルター3、シャッター4、半透過鏡5、および絞り19は必要に応じて設けるものであり、また、光検出器11および22、およびオシロスコープ100は、本発明の光制御方法を実施するためには必要ないが光制御の動作を確認するための電子装置として、必要に応じて用いられる。 Incidentally, ND filter 3, shutter 4, semitransparent mirror 5, and the aperture 19 are those provided when necessary, also the optical detector 11 and 22, and the oscilloscope 100 performs a light control method of the present invention Although not necessary for the electronic device to check the operation of the light control, it is used as necessary. 【0083】次に、個々の構成要素の特徴ならびに動作について説明する。 Next, a description will be given features and operation of the individual components. 【0084】制御光の光源1にはレーザー装置が好適に用いられる。 [0084] laser device is preferably used as the light source 1 of the control light. その発振波長および出力は、本発明の光制御方法が対象とする信号光の波長および使用する光応答性組成物の応答特性に応じて適宜選択される。 The oscillation wavelength and output light control method of the present invention are appropriately selected according to the response characteristics of the wavelength and used to photoresponsive composition of the signal light of interest. レーザー発振の方式については特に制限はなく、発振波長帯域、 No particular limitation is imposed on the method of laser oscillation, the oscillation wavelength band,
出力、および経済性などに応じて任意の形式のものを用いることができる。 Output, and can be used in any form depending on the economy. また、レーザー光源の光を非線形光学素子によって波長変換してから使用しても良い。 It is also possible to use light of a laser light source from the wavelength conversion by the nonlinear optical element. 具体的には例えば、アルゴンガスレーザー(発振波長45 Specifically, for example, argon gas laser (oscillation wavelength 45
7.9ないし514.5nm)、ヘリウム・ネオンレーザー(633nm)などの気体レーザー、ルビーレーザーやNd:YAGレーザーなどの固体レーザー、色素レーザー、半導体レーザーなどを好適に使用することができる。 7.9 to no 514.5 nm), a gas laser such as helium-neon laser (633 nm), ruby ​​laser or Nd: solid-state laser such as YAG laser, dye laser, can be suitably used such as a semiconductor laser. 信号光の光源2にはレーザー光源からのコヒーレント光だけではなく非コヒーレント光を使用することもできる。 The light source 2 of the signal light may also be used non-coherent light not only coherent light from a laser light source. また、レーザー装置、発光ダイオード、ネオン放電管など、単色光を与える光源の他、タングステン電球、メタルハライドランプ、キセノン放電管などからの連続スペクトル光を光フィルターやモノクロメーターで波長選択して用いても良い。 The laser device, light emitting diode, a neon discharge tube, such as other light sources that provide monochromatic light, tungsten bulb, a metal halide lamp, be used to select the wavelength of the continuous spectrum light from a xenon discharge tube in the optical filter or monochromator good. 【0085】本発明の光制御方法で利用される光応答性組成物、信号光の波長帯域、および制御光の波長帯域は、これらの組み合わせとして、使用目的に応じて適切な組み合わせが選定され、用いられる。 [0085] photoresponsive compositions utilized in the light control method of the present invention, the wavelength band of the signal light, and the wavelength band of the control light, as these combinations are chosen appropriate combination depending on the intended use, used. 以下、信号光の光源2として半導体レーザー(発振波長780nm、連続発振出力6mW、ビーム整形後の直径約8mmのガウスビーム)、制御光の光源1としてアルゴンガスレーザー(発振波長514.5nm、直径1mmのガウスビーム)、および前記の光応答性組成物から成る膜型光学素子8の組み合わせを用いた場合について実施形態を説明する。 A semiconductor laser as the light source 2 of the signal light (oscillation wavelength 780 nm, continuous oscillation output 6 mW, a Gaussian beam of diameter approximately 8mm after beam shaping), an argon gas laser (oscillation wavelength 514.5 nm, diameter 1mm as the light source 1 of the control light Gaussian beam), and the embodiment will be described using a combination of film type optical element 8 consisting of the photoresponsive composition. 【0086】NDフィルター3は必ずしも必要ではないが、装置を構成する光学部品や光学素子へ必要以上に高いパワーのレーザー光が入射することを避けるため、また、本発明で用いられる光学素子の光応答性能を試験するにあたり、制御光の光強度を増減するために有用である。 [0086] While ND filter 3 is not necessarily required, because avoid laser beam with high power than necessary to optical components and optical elements constituting the apparatus is incident, also the light of the optical element used in the present invention Upon testing the response performance, it is useful to increase or decrease the light intensity of the control light. この実施形態では後者の目的で数種類のNDフィルターを交換して使用した。 In this embodiment it was used to replace several of the ND filter in the latter purpose. 【0087】シャッター4は、制御光として連続発振レーザーを用いた場合に、これをパルス状に明滅させるために用いられるものであり、本発明の光制御方法を実施する上で必須の装置構成要素ではない。 [0087] The shutter 4 is in the case of using a continuous wave laser as control light, which is intended to be used in order to blink the pulsed essential device components in the practice of light control method of the present invention is not. すなわち、制御光の光源1がパルス発振するレーザーであり、そのパルス幅および発振間隔を制御できる形式の光源である場合や、適当な手段であらかじめパルス変調されたレーザー光を光源1として用いる場合は、シャッター4を設けなくても良い。 That is, a laser light source 1 is pulsed control light, when used or when in the form of a light source capable of controlling the pulse width and oscillation interval, the laser beam that was previously pulse-modulated by suitable means as the light source 1 , it may not be provided the shutter 4. 【0088】シャッター4を使用する場合、その形式としては任意のものを使用することができ、例えば、オプティカルチョッパ、メカニカルシャッター、液晶シャッター、光カー効果シャッター、ポッケルセル、音響光学(AO)変調器などを、シャッター自体の作動速度を勘案して適時選択して使用することができる。 [0088] When using the shutter 4, as its format can be used any, e.g., an optical chopper, mechanical shutter, liquid crystal shutter, optical Kerr effect shutter, Pockels cell, acousto-optic (AO) modulator, etc. and it can be used by appropriately selected in consideration of the operating speed of the shutter itself. 【0089】半透過鏡5は、この実施形態において、本発明の光制御方法の作用を試験するにあたり、制御光の光強度を常時見積もるために用いるものであり、光分割比は任意に設定可能である。 [0089] semitransparent mirror 5, in this embodiment, when testing the effect of light control method of the present invention, which is used to estimate the intensity of the control light at all times, the light split ratio arbitrarily set it is. 【0090】光検出器11および22は、本発明の光・ [0090] photodetector 11 and 22, the light-of the present invention
光制御による光強度の変化の様子を電気的に検出して検証するため、また、本発明の光学素子の機能を試験するために用いられる。 For verifying electrically detecting a state of change in light intensity by the light control, also used to test the function of the optical element of the present invention. 光検出器11および22の形式は任意であり、検出器自体の応答速度を勘案して適時選択して使用することができ、例えば、光電子増倍管やフォトダイオード、フォトトランジスターなどを使用することができる。 The form of optical detectors 11 and 22 is arbitrary, in consideration of the response speed of the detector itself can be used by appropriately selected, for example, a photomultiplier tube or a photodiode, the use of a photo-transistor can. 【0091】前記光検出器11および22の受光信号はオシロスコープ100などの他、AD変換器とコンピューターの組み合わせ(図示せず)によってモニターすることができる。 [0091] receiving signals of the photodetector 11 and 22 other oscilloscope 100 can be monitored by a combination of the AD converter and the computer (not shown). 【0092】光混合器6は、前記光学素子中を伝播していく制御光および信号光の光路を調節するために用いるものであり、本発明の光制御方法および光制御装置を実施するにあたり重要な装置構成要素の一つである。 [0092] Light mixer 6, wherein is intended to use in optical elements in order to adjust the optical path of control light and signal light propagates, important in practicing the optical control method and optical control device of the present invention which is one of the Do apparatus components. 偏光ビームスプリッター、非偏光ビームスプリッター、またはダイクロイックミラーのいずれも使用することができ、光分割比についても任意に設定可能である。 Polarization beam splitter, none of the non-polarizing beam splitter or dichroic mirror can be used, can be arbitrarily set also light dividing ratio. 【0093】集光レンズ7は、信号光および制御光に共通の収束手段として、光路が同一になるように調節された信号光および制御光を収束させて前記光学素子へ照射するためのものであり、本発明の光制御方法および光制御装置の実施に必須な装置構成要素の一つである。 [0093] condenser lens 7, as a common converging means in the signal light and control light, used for the optical path by converging the adjusted signal light and control light so that the same irradiated to the optical element There is one of the essential equipment components in the practice of the optical control method and optical control device of the present invention. 集光レンズの焦点距離、開口数、F値、レンズ構成、レンズ表面コートなどの仕様については任意のものを適宜使用することができる。 Focal length of the condenser lens, aperture, F value, the lens configuration, the specifications such as the lens surface coating may be used as appropriate any. 【0094】この実施形態では集光レンズ7として、倍率40倍、焦点距離5mm、開口数0.65の顕微鏡用対物レンズを用いた。 [0094] As the condensing lens 7 in this embodiment, 40 × magnification, focal length 5 mm, a microscope objective lens having a numerical aperture of 0.65 was used. 【0095】受光レンズ9は、収束されて光学素子8へ照射され、透過してきた信号光および制御光を平行および/または収束ビームに戻すための手段であるが、本実施形態に示すように、前記集光レンズ7の開口数より小さい開口数のレンズを用いることによって、充分な大きさで強度変調および/または光束密度変調された信号光を再現性良く分別して取り出すことができる。 [0095] receiving lens 9 is irradiated is converged to the optical element 8, the transmitted signal light and the control light has a means for returning to the parallel and / or converging beam, as shown in this embodiment, by using a small numerical aperture of the lens than the numerical aperture of the condenser lens 7, it is possible to take out an intensity modulation and / or light flux density modulated signal light at a sufficient magnitude with good reproducibility fractionated by. 本実施形態では受光レンズ9として、例えば、倍率20倍、開口数0.4の顕微鏡レンズを用いた。 As the light receiving lens 9 in the present embodiment, for example, 20 × magnification, was used microscope lens with a numerical aperture of 0.4. すなわち、集光レンズ7の開口数より受光レンズ9の開口数を小さくすることにより、信号光の光束のうち、強度変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の光束を分別して取り出すことが可能となり、充分な大きさで変調を受けた信号光を再現性良く検出できるようになる。 That is, by decreasing the numerical aperture of the light receiving lens 9 than the numerical aperture of the focusing lens 7, of the light beam of the signal light, be extracted by fractionation the light flux strongly received area intensity modulation and / or light flux density modulation possible and becomes, so the signal light being modulated can reproducibly detected with sufficient size. もちろん、レンズ開口数が大きくても、絞り19を入れたり、光検出器22に光束の中心部分のみ入射させて実質的に開口数を小さくしても良いことはいうまでもない。 Of course, it is larger lens numerical aperture, or put a stop 19, made incident only the central portion of the light beam to the photodetector 22 substantially that may reduce the numerical aperture of course. また、後で述べるように、集光レンズ7および受光レンズ9の代わりに凹面鏡を用いることも可能である(実施形態4参照)。 Further, as described later, it is also possible to use a concave mirror in place of the condenser lens 7 and the light receiving lens 9 (see Embodiment 4). 【0096】波長選択透過フィルター20は、図31の装置構成で本発明の光制御方法を実施するために必須の装置構成要素の一つであり、前記光学素子中の同一の光路を伝播してきた信号光と制御光の混合光から信号光のみを取り出すための手段の一つとして用いられる。 [0096] Wavelength selective transmission filter 20 is one of the essential equipment components for implementing light control method of the present invention in the apparatus configuration of FIG. 31, it has propagated the same optical path in the optical element used as a means for extracting only the signal light from the mixed light of the signal light and the control light. 【0097】波長の異なる信号光と制御光とを分離するための手段としては他に、プリズム、回折格子、ダイクロイックミラーなどを使用することができる。 [0097] the other as a means to separate the different signal light wavelengths and the control light, a prism, a diffraction grating, etc. can be used a dichroic mirror. 【0098】図31の装置構成で用いられる波長選択透過フィルター20としては、制御光の波長帯域の光を完全に遮断し、一方、信号光の波長帯域の光を効率良く透過することのできるような波長選択透過フィルターであれば、公知の任意のものを使用することができる。 [0098] The wavelength selective transmission filter 20 used in the apparatus configuration of FIG. 31, the light in the wavelength band of the control light is completely blocked, whereas, as capable of efficiently transmitting light in the wavelength band of the signal light if a wavelength selective transmission filter, it is possible to use any of the known. 例えば、色素で着色したプラスチックやガラス、表面に誘電体多層蒸着膜を設けたガラスなどを用いることができる。 For example, plastic or glass colored with a dye, such as a glass having a dielectric multilayer deposition film on the surface can be used. 【0099】以上のような構成要素から成る図31の光学装置において、光源1から出射された制御光の光ビームは、透過率を加減することによって透過光強度を調節するためのNDフィルター3を通過し、次いで制御光をパルス状に明滅するためのシャッター4を通過して、半透過鏡5によって分割される。 [0099] In the optical device of FIG. 31 consisting of components as described above, the light beam of the emitted control light from the light source 1, the ND filter 3 for adjusting the transmitted light intensity by adjusting the transmittance pass, then passes through the shutter 4 for blinking control light in a pulsed manner, it is divided by the semitransparent mirror 5. 【0100】半透過鏡5によって分割された制御光の一部は光検出器11によって受光される。 [0100] Some of the divided control light by the half-transmitting mirror 5 is received by the photodetector 11. ここで、光源2 Here, the light source 2
を消灯、光源1を点灯し、シャッター4を開放した状態において光学素子8への光ビーム照射位置における光強度と光検出器11の信号強度との関係をあらかじめ測定して検量線を作成しておけば、光検出器11の信号強度から、光学素子8に入射する制御光の光強度を常時見積もることが可能になる。 The off, the light source 1 illuminates, by creating a calibration curve previously measured the relationship between the signal intensity of the light intensity and the light detector 11 in the light beam irradiation position of the optical element 8 in a state opening the shutter 4 if put, from the signal intensity of the photodetector 11, it is possible to estimate the light intensity of the control light incident on the optical element 8 at all times. この実施形態では、NDフィルター3によって、膜型光学素子8へ入射する制御光のパワーを0.5mWないし25mWの範囲で調節した。 In this embodiment, the ND filter 3, to no 0.5mW power of the control light entering the film type optical element 8 was adjusted from 25 mW. 【0101】半透過鏡5で分割・反射された制御光は、 [0102] Control light split and reflected by the semitransparent mirror 5,
光混合器6および集光レンズ7を通って、光学素子8に収束されて照射される。 Through the optical mixer 6 and a condenser lens 7 and is irradiated is converged on the optical element 8. 膜型光学素子8を通過した制御光の光ビームは、受光レンズ9を通過した後、波長選択透過フィルター20によって遮断される。 The light beam of the control light passing through the film-type optical element 8 passes through the light receiving lens 9, is blocked by the wavelength selective transmission filter 20. 【0102】光源2から出射された信号光の光ビームは、前記光混合器6によって、制御光と同一光路を伝播するよう混合され、集光レンズ7を経由して、膜型光学素子8に収束・照射され、素子を通過した光は受光レンズ9および波長選択透過フィルター20を透過した後、 [0102] Light beams emitted signal light from the light source 2, by the optical mixer 6, is mixed as to propagate the same optical path as the control light via the condenser lens 7, the film type optical element 8 converged, irradiated, the light passing through the element passes through the light receiving lens 9 and the wavelength selective transmission filter 20,
必要に応じて設けられる絞り19を通過した後、光検出器22にて受光される。 After passing through the aperture 19 which is provided if necessary, and is received by the optical detector 22. 【0103】図31の光学装置を用いて本発明の光制御方法を実施し、図32および図33に示すような光強度変化を観測した。 [0103] using the optical device of FIG. 31 performed light control method of the present invention were observed light intensity change as shown in FIGS. 32 and 33. 図32および図33において、111 In FIGS. 32 and 33, 111
は光検出器11の受光信号、222および223は光検出器22の受光信号である。 The light receiving signal of the light detector 11, 222 and 223 are received signal of the optical detector 22. 光検出器22の受光信号2 Receiving signals of the photodetector 22 2
22の得られる場合と223の得られる場合の違いは、 If obtained and the differences between the resulting of 223 of 22,
以下の通りである。 It is as follows. 【0104】図31の装置配置においては膜型光学素子8に制御光と信号光とを収束して入射させているが、収束ビーム径が最小となる位置(焦点Fc)を膜型光学素子8の集光レンズ7に近い所(光の入射側)に設定すると、前記光学素子8を透過した前記信号光の見かけの強度が減少する方向の光応答222が観察される。 [0104] Although in the apparatus arrangement of FIG. 31 is made incident to converge the control light and signal light to the film type optical element 8, converged beam diameter becomes minimum position (focus Fc) of the film type optical element 8 When set to near the condenser lens 7 (the light incident side), the direction of the optical response 222 in which the intensity of the signal light of the apparent that has passed through the optical element 8 is decreased is observed. 一方、 on the other hand
収束ビーム径が最小となる位置(焦点Fc)を膜型光学素子8の受光レンズ9に近い所(光の出射側)に設定すると、前記光学素子8を透過した前記信号光の見かけの強度が増大する方向の光応答223が観察される。 When converging beam diameter is set as close smallest position (focus Fc) to the light receiving lens 9 of the film type optical element 8 (light emitting side), intensity of apparent said signal light transmitted through the optical element 8 is direction of the optical response 223 to increase is observed. 【0105】このような光応答が生じる機構の詳細については未解明であり、現在、鋭意検討中であるが、制御光の照射により光応答性組成物の透過率や屈折率等が変化することに起因するものと推測される。 [0105] a detailed unexplained for mechanisms such photoresponse occurs, currently the intensive studies in, the transmittance and refractive index, etc. of the photo-responsive composition changed by the irradiation of the control light It is presumed to be due to. 【0106】ここで、同一の光路で収束された制御光と信号光の焦点位置と光学素子の位置関係を変化させる方法としては、例えば精密ネジによる微動機構を設けた架台、圧電素子アクチュエータを設けた架台、または超音波アクチュエータを設けた架台などの上に膜型光学素子8を取り付けて上記のように移動させる他、集光レンズ7の材質に非線形屈折率効果の大きいものを用いて制御光パルスのパワー密度を変えて焦点位置を変化させる方法、集光レンズ7の材質に熱膨張係数の大きいものを用いて加熱装置で温度を変えて焦点位置を変化させる方法などを用いることができる。 [0106] Here, the method of changing the same positional relationship between the focal position and the optical element converged control light and the signal light in the optical path, pedestal, the piezoelectric element actuator is provided having a fine adjustment mechanism for example by precision screw was gantry or super like on the acoustic frame where the actuator is provided by attaching a film-type optical element 8 other moving as described above, the control light using a larger nonlinear refractive index effects on the material of the condenser lens 7, method of changing the focal position by changing the power density of the pulse, it is possible to use a method of changing the focal position by changing the temperature in the heating apparatus with a larger thermal expansion coefficient of the material of the condenser lens 7. 【0107】図31の光学装置を用いて本発明の光制御方法を実施し、図32および図33に示すような光強度変化を観測した。 [0107] using the optical device of FIG. 31 performed light control method of the present invention were observed light intensity change as shown in FIGS. 32 and 33. その詳細は以下に述べる通りである。 The details are as described below. 【0108】まず、制御光の光ビームと信号光の光ビームとが、膜型光学素子8内部または近傍の同一領域で焦点Fcを結ぶように、それぞれの光源からの光路、光混合器6、および集光レンズ7を調節した。 [0108] First, a light beam of the control light of the light beam and the signal light, so as to connect the film type optical element 8 within or focus Fc in the same region in the vicinity of the light path from the light sources, the optical mixer 6, and it was adjusted condenser lens 7. なお、前記膜型光学素子8のカバーガラス側から信号光および制御光が入射し、スライドガラス基板側から出射するような向きに光学素子を配置した。 Incidentally, the film-type optical signal and the control from the crystal side of the optical element 8 is incident, arranged an optical element in a direction such that emitted from the slide glass substrate side. 次いで、波長選択透過フィルター20の機能を点検した。 Then, check the function of a wavelength selective transmission filter 20. すなわち、光源2を消灯した状態で、光源1を点灯し、シャッター4を開閉した場合には光検出器22に応答が全く生じないことを確認した。 That is, in a state where the light source 2 was turned off, and turning on the light source 1, it was confirmed that the response does not occur at all in the light detector 22 when opening and closing the shutter 4. 【0109】なお、収束ビーム径最小位置(焦点Fc) [0109] Incidentally, convergent beam 径最 small position (focus Fc)
と膜型光学素子8の位置関係を変化させるにあたっては、以下に示す方法を用いた。 And when changes the positional relationship between the film type optical element 8, using the method described below. すなわち、集光レンズ7 That is, the condenser lens 7
および受光レンズ9の間隔(d 78 +d 89 )を固定したまま、精密ネジによる微動機構を設けた架台に取り付けた膜型光学素子8の位置を光軸方向に移動し、膜型光学素子8と集光レンズ7の距離を変化させ、同一の光路で収束された制御光および信号光の焦点位置と膜型光学素子8との位置関係を変化させた。 And spacing of the light receiving lens 9 (d 78 + d 89) being fixed to move the position of the film type optical element 8 mounted to the frame provided with a fine adjustment mechanism by precision screw in the optical axis direction, the film type optical element 8 changing the length of the condenser lens 7, changing the positional relationship between the focal position and the film type optical element 8 of the same control light and signal light converged by the optical path. 【0110】まず前記焦点Fcを膜型光学素子8の集光レンズ7側に設置した場合について述べる。 [0110] First described case of installing the focus Fc to the condensing lens 7 side of the film type optical element 8. この場合の、制御光の波形111に対する信号光の応答波形22 In this case, the response waveform of the signal light with respect to the waveform 111 of the control light 22
2を図32に示す。 2 are shown in Figure 32. 【0111】シャッター4を閉じた状態で制御光の光源1を点灯し、次いで、時刻t 1において光源2を点灯し光学素子8へ信号光を照射すると、光検出器22の信号強度はレベルCからレベルAへ増加した。 [0111] illuminates the light source 1 of the control light in the closed state of the shutter 4, then, when the light source 2 irradiates the illuminated signal light to the optical element 8 at time t 1, the signal intensity of the photodetector 22 is level C It was increased to level a from. 【0112】時刻t 2においてシャッター4を開放し、 [0112] to open the shutter 4 at time t 2,
光学素子8内部の信号光が伝播しているのと同一の光路へ制御光を収束・照射すると光検出器22の信号強度はレベルAからレベルBへ減少した。 The same signal intensity of the converging-irradiated light detector 22 control light to the optical path and the optical element 8 inside the signal light is propagated decreased from level A to level B. すなわち、信号光の見かけの強度が減少する方向の光応答が観察された。 That is, the direction of the optical response of the apparent strength of the signal light decreases were observed. この変化の応答時間は2マイクロ秒未満であった。 The response time of this change was less than 2 microseconds. 【0113】時刻t 3においてシャッター4を閉じ、光学素子8への制御光照射を止めると光検出器22の信号強度はレベルBからレベルAへ復帰した。 [0113] closing the shutter 4 at time t 3, the signal intensity of the photodetector 22 when stopping the control light irradiation of the optical element 8 is returned from the level B to level A. この変化の応答時間は3マイクロ秒未満であった。 The response time of this change was less than 3 microseconds. 【0114】時刻t 4においてシャッター4を開放し、 [0114] to open the shutter 4 at time t 4,
次いで、時刻t 5において閉じると、光検出器22の信号強度はレベルAからレベルBへ減少し、次いでレベルAへ復帰した。 Then, closing at time t 5, the signal intensity of the photodetector 22 decreased from level A to level B, then returns to level A. 【0115】時刻t 6において光源2を消灯すると光検出器22の出力は低下し、レベルCへ戻った。 [0115] When the light source 2 is turned off the output of the photodetector 22 is decreased at time t 6, he returned to levels C. 【0116】次いで、前記焦点Fcを膜型光学素子8の受光レンズ9側に設置した場合について述べる。 [0116] Next, described when installed the focus Fc to the light receiving lens 9 side of the film type optical element 8. この場合の、制御光の波形111に対する信号光の応答波形2 In this case, the response of the signal light with respect to the waveform 111 of the control light wave 2
23を図33に示す。 23 shown in FIG. 33. 【0117】シャッター4を閉じた状態で制御光の光源1を点灯し、次いで、時刻t 1において光源2を点灯し光学素子8へ信号光を照射すると、光検出器22の信号強度はレベルCからレベルAへ増加した。 [0117] illuminates the light source 1 of the control light in the closed state of the shutter 4, then, when the light source 2 irradiates the illuminated signal light to the optical element 8 at time t 1, the signal intensity of the photodetector 22 is level C It was increased to level a from. 【0118】時刻t 2においてシャッター4を開放し、 [0118] to open the shutter 4 at time t 2,
光学素子8内部の信号光が伝播しているのと同一の光路へ制御光を収束・照射すると光検出器22の信号強度はレベルAからレベルDへ増加した。 The same signal intensity of the converging-irradiated light detector 22 control light to the optical path and the optical element 8 inside the signal light is propagated increased from level A to level D. すなわち、信号光の見かけの強度が増大する方向の光応答が観察された。 That is, the direction of the optical response of the apparent strength of the signal light increases were observed. この変化の応答時間は2マイクロ秒未満であった。 The response time of this change was less than 2 microseconds. 【0119】時刻t 3においてシャッター4を閉じ、光学素子8への制御光照射を止めると光検出器22の信号強度はレベルDからレベルAへ復帰した。 [0119] closing the shutter 4 at time t 3, the signal intensity of the photodetector 22 when stopping the control light irradiation of the optical element 8 is returned from the level D to level A. この変化の応答時間は3マイクロ秒未満であった。 The response time of this change was less than 3 microseconds. 【0120】時刻t 4においてシャッター4を開放し、 [0120] to open the shutter 4 at time t 4,
次いで、時刻t 5において閉じると、光検出器22の信号強度はレベルAからレベルDへ増加し、次いでレベルAへ復帰した。 Then, closing at time t 5, the signal intensity of the photodetector 22 increased from level A to level D, and then returns to level A. 【0121】時刻t 6において光源2を消灯すると光検出器22の出力は低下し、レベルCへ戻った。 [0121] When the light source 2 is turned off the output of the photodetector 22 is decreased at time t 6, he returned to levels C. 【0122】以上まとめると、膜型光学素子8へ、制御光を図32または図33の111に示すような波形で表される光強度の時間変化を与えて照射したところ、信号光の光強度をモニターして示す光検出器22の出力波形は図32の222または図33の223に示すように、 [0122] In summary, the film type optical element 8 was irradiated to give the time variation of the light intensity represented a control light waveform as shown in 111 of FIG. 32 or FIG. 33, the light intensity of the signal light the output waveform of the photodetector 22 shown monitored as shown in 223 of 222 or 33 in FIG. 32,
制御光の光強度の時間変化に対応して可逆的に変化した。 Changes reversibly in response to a time change in the light intensity of the control light. すなわち、制御光の光強度の増減または断続により信号光の透過を制御すること、すなわち光で光を制御すること(光・光制御)、または、光で光を変調すること(光・光変調)ができることが確認された。 That is, by controlling the transmission of signal light by increasing or decreasing or intermittent light intensity of the control light, that is, to control the light with light (light-light control), or, modulating the light by the light (the light-optical modulator ) it has been confirmed that. 【0123】なお、制御の光の断続に対応する信号光の光強度の変化の程度は、前記の光検出器22の出力レベルA、BおよびCを用いて次に定義される値 ΔT[単位%]または、A、CおよびDを用いて次に定義される値 ΔT'[単位%] 【数1】ΔT =100[(A−B)/(A−C)] ΔT'=100[(D−A)/(A−C)] によって定量的に比較することができる。 [0123] Incidentally, the degree of change in light intensity of the signal light corresponding to the intermittent control of the light output level A, defined below values ​​[Delta] T [units using the B and C of the photodetector 22 %] or, a, the following values ​​are defined using the C and D [Delta] T '[in%] [number 1] ΔT = 100 [(a-B) / (a-C)] ΔT' = 100 [( D-A) / (A-C)] makes it possible to quantitatively compare. ここで、Aは制御光を遮断した状態で信号光の光源2を点灯した場合の光検出器22の出力レベル、BおよびDは信号光と制御光を同時に照射した場合の光検出器22の出力レベル、Cは信号光の光源2を消灯した状態の光検出器22 Here, A is when the light source 2 of the signal light while shutting off the control light output level of the photodetector 22, B and D when irradiated with the signal light and the control light at the same time of the photodetector 22 output level, C is a light detector in a state of turning off the light source 2 of the signal light 22
の出力レベルである。 Which is the output level. 【0124】上の例において、制御光の入射パワーを2 [0124] In the above example, the incident power of the control light 2
0mWとし、膜型光学素子8を移動して信号光の光応答の向きと大きさを調べたところ、信号光強度が減少する向きの応答の大きさΔTの最大値は87%、見かけの信号光強度が増加する向きの応答の大きさΔT'の最大値は39%であった。 And 0 mW, were examined the direction and magnitude of the optical response of the signal light by moving the film type optical element 8, the maximum value of the magnitude ΔT response direction in which the signal light intensity decreases was 87% apparent signal the maximum value of the magnitude [Delta] T 'direction of the response light intensity increases was 39%. 【0125】上記のように収束ビーム径が最小となる位置(焦点Fc)と膜型光学素子8の位置関係を変えることによって、信号光の光応答の向きを逆転させ、信号光の見かけの強度が減少する方向、または、増加する方向の応答を得ることができる。 [0125] By changing the positional relationship between the position (focus Fc) and the film type optical element 8 the convergence beam diameter as described above is minimized by reversing the direction of the optical response of the signal light, the intensity of the signal light of the apparent There decreasing direction, or can be obtained in the direction of the response to increase. 【0126】このような光応答変化の生じる機構を調べるため、光制御を行った場合に起こる信号光ビーム断面における光強度分布の変化の測定を行った。 [0126] was measured such order to investigate the mechanism of occurrence of photoresponse changes, changes in the light intensity distribution of the signal light beam cross section that occurs when performing light control. すなわち、 That is,
図31の装置において、受光レンズ9を集光レンズ7の開口数(本実施形態の場合は0.65)よりも大きな開口数(例えば0.75)のものに変更し、絞り19を取り外し、光検出器22の代わりに光強度分布測定器(図34)を設置し、膜型光学素子8を透過した光線束のすべてを受光レンズ9で受光・収束させて前記光強度分布測定器の受光部31(有効直径4mm)へ入射させ、信号光光線束断面の光強度分布を測定した。 In the apparatus of FIG. 31, and changed to a light-receiving lens 9 numerical aperture of the condenser lens 7 large numerical aperture than (0.65 in this embodiment) (e.g. 0.75), remove the stop 19, light intensity distribution measuring instrument instead of the photodetector 22 is installed (Fig. 34), membrane-type light receiving by the light receiving and convergence of the light intensity distribution measuring instrument all light flux transmitted through the optical element 8 in the light receiving lens 9 part 31 is incident on the (effective diameter 4 mm), it was measured the light intensity distribution of the signal light ray bundle cross section. 測定結果を図35、36および37に示す。 The measurement results are shown in FIGS. 35, 36 and 37. ここで、光強度分布測定器は、図34に示すように、受光部31(有効直径4m Here, the light intensity distribution measuring apparatus, as shown in FIG. 34, the light receiving portion 31 (the effective diameter 4m
m)に対して幅1mmの第一のスリット32を設け、第一のスリットの長さ方向、すなわち図34において点X m) the first slit 32 of width 1mm provided for, the length direction of the first slit, i.e. the point X in FIG. 34
から点Yの向きに、幅25μmの第二のスリット33を一定速度で移動させて、2枚のスリットが作る1mm× In the direction of the point Y from moving the second slit 33 of width 25μm at a constant speed, 1 mm × making the two slits
25μmの長方形の窓を通過した光の強度を、前記窓の移動位置に対応させて測定する装置である。 The intensity of light passing through the window of the rectangular 25 [mu] m, a device for measuring so as to correspond to the movement position of the window. 前記窓の移動位置に対応させて光強度を測定するには、例えば、第二のスリット33の移動速度に同期させたストレージオシロスコープ上に、前記窓を通過した光を受光した検出器の出力を記録すれば良い。 To measure the light intensity in correspondence with the movement position of the window, for example, on the second storage oscilloscope synchronized with the moving speed of the slit 33, the output of the detectors receiving the light transmitted through the window it may be recorded. 図35、36および37 Figure 35, 36 and 37
は、以上のようにして、ストレージオシロスコープ上に記録された信号光の光ビーム断面についての光強度分布を示すものであり、横軸(光ビーム断面内の位置)は図34の点Xから点Yの方向の位置に対応し、縦軸は光強度を表す。 Is as described above, which shows the light intensity distribution of the light beam cross-section of the storage oscilloscope on the recorded signal light, (the position of the light beam cross-section) the horizontal axis point from a point X in FIG. 34 corresponding to the position of the Y, the vertical axis represents the light intensity. 【0127】図35は、膜型光学素子8に制御光が入射せず、信号光のみが入射した場合の前記信号光ビーム断面の光強度分布である。 [0127] Figure 35, the control light does not enter the film type optical element 8, only the signal light is a light intensity distribution of the signal light beam cross section in the case of incident. この場合の光強度分布は、中心部分の強度が強く、周辺に行くに従い強度が弱まる分布(おおむね「ガウス分布」)である。 The light intensity distribution in this case is a strong strength of the central portion, the intensity is weakened distribution as it goes around (generally "Gaussian distribution"). 【0128】図36は、収束ビーム径が最小となる位置(焦点Fc)を膜型光学素子8の集光レンズ7に近い所(光の入射側)に設定し、制御光を照射したとき見かけの信号光強度が減少する向きの光応答222が観察される条件において、制御光を照射したときの信号光ビーム断面の光強度分布である。 [0128] Figure 36 is apparent when the converging beam diameter is set to the minimum a position closer to (focus Fc) to the condensing lens 7 of the film type optical element 8 (light incidence side) was irradiated with the control light in conditions photoresponse 222 of a direction signal light intensity decreases is observed, the light intensity distribution of the signal light beam cross section at the time of irradiation with the control light. この場合の光強度分布は、中心部分の光強度が弱く、周辺で光強度が増大する分布になっている。 The light intensity distribution in this case, the light intensity of the central portion is weak and has a distribution of light intensity increases around. 信号光ビーム断面の中心部の光強度は、制御光強度および膜型光学素子8と焦点の位置関係に依存して減少し、制御光強度が増すに従い、ゼロに近づいていく。 Light intensity at the center portion of the signal light beam cross-section decreases depending on the positional relationship between the control light intensity and the film type optical element 8 and the focus, under the control light intensity is increased, and approaches zero. したがって、この場合、信号光ビームの中心部分だけを取り出して、見かけの信号光強度を測定すると、 Therefore, in this case, it takes out only the center portion of the signal light beam and measuring the signal intensity of apparent
制御光の断続に対応して、信号光の強度が減少する向きの光応答222を、充分な大きさで取り出すことができる。 In response to intermittence of the control light, the optical response 222 in the direction in which the intensity of the signal light is reduced, it is possible to extract a sufficient size. 【0129】図37は、収束ビーム径が最小となる位置(焦点Fc)を膜型光学素子8の受光レンズ9に近い所(光の出射側)に設定し、制御光を照射したとき見かけの信号光強度が増大する向きの光応答223が観察される条件において、制御光を照射したときの信号光ビーム断面の光強度分布である。 [0129] Figure 37 is set to a position where the converging beam diameter is minimized at the near (focus Fc) to the light receiving lens 9 of the film type optical element 8 (light emitting side), the apparent when irradiated with the control light in conditions where the direction of the optical response 223 which the signal light intensity increases is observed, the light intensity distribution of the signal light beam cross section at the time of irradiation with the control light. この場合は、中心部分の光強度が、制御光を照射しない場合の中心部分の光強度(図35)より強くなっている。 In this case, the light intensity of the central portion, is stronger than the light intensity at the center portion of the case is not irradiated (FIG. 35) of the control light. この場合、信号光ビーム断面の中心部の光強度は、制御光強度および膜型光学素子8を焦点位置の関係に依存するが、制御光非照射時の数倍にも達する。 In this case, the light intensity at the center portion of the signal light beam cross-section is dependent of the control light intensity and the film type optical element 8 in relation of the focal position, even up to several times during the control light not irradiated. したがって、この場合、信号光ビームの中心部分だけを取り出して、見かけの信号光強度を測定すると、制御光の断続に対応して、信号光の強度が増大する向きの光応答223を充分な大きさで取り出すことができる。 Therefore, in this case, takes out only the center portion of the signal light beam and measuring the signal light intensity apparent, corresponding to the intermittence of the control light, sufficient optical response 223 in the direction in which the intensity of the signal light increases size it can be taken out in the of. 【0130】以上の実験から、制御光の断続による信号光の光強度変調(光応答)は、信号光ビーム(光束)断面の中心部で、特に大きく起きていることが判る。 [0130] From the above experiments, the light intensity modulation of the signal light by intermittence of the control light (light response) is the central portion of the signal light beam (light beam) cross section, it can be seen that happening especially large. したがって、本発明の主旨とは逆に、受光レンズ9の開口数を集光レンズ7の開口数よりも大きくして、光学素子8 Therefore, contrary to the gist of the present invention, it is greater than the numerical aperture of the condenser lens 7 the numerical aperture of the light-receiving lens 9, the optical element 8
を透過した信号光をすべて補足し、光検出器で受光した場合、検出される光応答は、本発明の場合に比べて著しく小さくなってしまう。 The supplement all the signal light transmission, when received by the photodetector, the optical response is detected, it becomes considerably smaller than in the case of the present invention. また、光検出器に、制御光による光変調を受けた部分以外のノイズ成分が取り込まれてしまい、S/N比が著しく悪くなってしまう。 Further, the optical detector, noise components other than the portion which receives the light modulated by the control light will be captured, S / N ratio becomes remarkably worse. 【0131】〔比較例1〕前記の式[9]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物を用いずにポリメタクリル酸ベンジルのみを用いた他は実施形態1と同様にしてマトリックス材料単独の薄膜(膜厚50μm)を作成し、この薄膜について実施形態1と同様にして光応答の評価試験を行ったが、制御光(波長514.5nm)の光を断続しても信号光(波長780nm)の光強度は全く変化しなかった。 [0131] Comparative Example 1 the above formula [9] except for using only polymethacrylic acid benzyl without a pericondensed polycyclic aromatic compounds represented by the same manner as in Embodiment 1 of the matrix material alone form a thin film (film thickness 50 [mu] m), were tested to evaluate the optical response in the same manner as in embodiment 1 for the thin film, the control light (wavelength 514.5 nm) of the even signal light intermittently light (wavelength 780nm the light intensity of) there was no change. すなわち、マトリックス材料単独では光応答は全く観測されないことが確認された。 That is, in the matrix material alone was confirmed that optical response is not observed at all. したがって、実施形態1で観察された光応答は、前記光学素子中に存在する前記ペリ縮合多環芳香族化合物に起因することは明らかである。 Therefore, by photoresponsive observed in embodiment 1, it is clear that due to the peri fused polycyclic aromatic compounds present in the optical element. 【0132】〔実施形態2〕本発明の光制御方法および光制御装置において光応答を大きくするためには前記制御光および前記信号光を各々収束させて前記光学素子へ照射し、かつ、前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点の近傍の光子密度が最も高い領域が前記光学素子中において互いに重なり合うように前記制御光および前記信号光の光路をそれぞれ配置すれば良いが、そのためには信号光および制御光を実質的に同一光路で伝播させることが好ましい。 [0132] irradiated Second Embodiment are respectively converges the said control light and said signal light in order to increase the optical response in the light control method and optical control device of the present invention to the optical element, and the control Although the highest region photon density in the vicinity of the respective focal point of the light and the signal light may be respectively disposed an optical path of said control light and said signal light so as to overlap each other during the optical element, the signal light in order that and a control light substantially preferably be propagated in the same optical path. なお、前記制御光および前記信号光の電場の振幅分布がガウス分布となっているガウスビームの場合、集光レンズ7などで、開き角2θで収束させたときの焦点Fc近傍における光線束および波面30の様子を図38に示す。 In the case of a Gaussian beam amplitude distribution of the electric field of the control light and the signal light is in the Gaussian distribution, in such a condenser lens 7, light at the focal point Fc vicinity when is converged by the opening angle 2θ flux and wavefront 30 state of FIG. 38. ここで、波長λのガウスビームの直径2ω 0が最小になる位置、すなわちビームウエストの半径ω 0は次の式で表される。 Here, the position where the diameter 2 [omega 0 of the Gaussian beam is minimized in the wavelength lambda, namely the radius omega 0 of the beam waist is expressed by the following equation. 【0133】 【数2】ω 0 = λ/(π・θ) 例えば、実施形態1で用いた集光レンズ(焦点距離5m [0133] Equation 2] ω 0 = λ / (π · θ) For example, the condenser lens used in Embodiment 1 (focal length 5m
m、開口数0.65)で波長514.5nm、ビーム直径1mmの制御光を収束したときのビームウエストの半径ω 0は1.643μm、同様にして波長780nm、 m, a numerical aperture of 0.65) at a wavelength of 514.5 nm, the radius omega 0 of the beam waist when the control light was converged beam diameter 1mm are 1.643Myuemu, Similarly wavelength 780 nm,
ビーム直径8mmの信号光を収束したときのビームウエストの半径ω 0は0.368μm(ほぼ回折限界)と計算される。 Radius omega 0 of the beam waist when the converged signal light beam diameter 8mm is calculated as 0.368Myuemu (approximately diffraction limited). 【0134】図39に示すように、信号光および制御光が「実質的に同一光路」とみなすことができるのは次のような場合である: 1)制御光と信号光の光軸が互いに平行であって、制御光の光路、例えば断面L 02 (半径r 2 )の中に信号光の光路、例えば断面L +1 、L 01 、またはL -1 (半径r 1 [0134] As shown in FIG. 39, the signal light and control light can be regarded as "substantially identical light path" is the following cases: 1) the optical axis of the control light and signal light with each other a parallel, the optical path of control light, for example, an optical path of the signal light in a cross-section L 02 (radius r 2), for example, cross-sectional L +1, L 01 or L -1 (radius r 1,;
1 ≦r 2 )が重なって伝搬する場合、 2)制御光と信号光の光軸が互いに平行であって、信号光の光路、例えば断面L 02 (半径r 2 )の中に制御光の光路、例えば断面L +1 、L 01 、またはL -1 (半径r 1 When propagating r 1 ≦ r 2) is overlapped, 2) the optical axis of the control light and signal light be parallel to one another, the optical path of the signal light, the control light for example in a cross-section L 02 (radius r 2) optical path, for example, cross-sectional L +1, L 01 or L -1 (radius r 1,;
1 ≦r 2 )が重なって伝搬する場合、 3)制御光と信号光の光軸が互いに平行(光軸間の距離l +1 、l -1 、またはl +1 +l -1 )であって、制御光の光路が断面L +1 、L 01 、またはL -1のいずれか、信号光の光路も断面L +1 、L 01 、またはL -1のいずれかである場合。 r 1 ≦ r 2) If propagates overlapped, 3) the optical axis of the control light and signal light are parallel to each other (distance l +1 between the optical axes, l -1 or l +1 + l -1,) met Te, the optical path of control light section L +1, either L 01 or L -1, the optical path of the signal light is also cross L +1, if L 01, or any one of L -1. 【0135】表1のデータは、一例として、実施形態1 [0135] the data in Table 1, as an example, embodiment 1
の装置において、集光レンズ7として、開口数0.65 In the device, a condenser lens 7, aperture of 0.65
の顕微鏡用対物レンズを用い、受光レンズ9として、開口数0.4の顕微鏡用レンズを用い、収束ビーム径が最小となる位置(焦点)を膜型光学素子8の集光レンズ7 A microscope objective lens, a light receiving lens 9, a microscope lens with a numerical aperture of 0.4, a condenser lens for converging the beam diameter is minimum position (focus) of the film type optical element 8 7
に近い所(光の入射側)に設定し、前記光学素子を透過した前記信号光が減少する方向の光応答222が観察される条件下、信号光の光路を断面L 02 (直径8mm)に固定し、断面L +1 、L 01 、またはL -1 (直径1mm)の制御光の光路(光軸)を光軸間の距離l +1またはl -1として±1.2mm平行移動した場合の、信号光・光応答の大きさΔTの変化を示したものである。 Set at (the entrance side of light) is close to, the conditions in which the direction of the optical response 222 in which the signal light transmitted through the optical element decreases are observed, the optical path of the signal light to the cross section L 02 (diameter 8 mm) fixed, cross L +1, L 01 or L -1 optical path of control light (diameter 1mm) when the (optical axis) and ± 1.2 mm translation as the distance l +1 or l -1 between the optical axes, of, it shows the change in the size ΔT of the signal light and the optical response. 信号光および制御光の光軸が完全に一致している場合の光応答が最大であるが、光軸間の距離l +1またはl -1が±0.6mm Although the optical response of the case where the signal light and the control light optical axes are exactly the same is the maximum, the distance between the optical axis l +1 or l -1 is ± 0.6 mm
程度ずれても、光応答の大きさΔTは8ポイントほど変化するにすぎない。 Be shifted extent, magnitude ΔT photoresponse is only changed about 8 points. 【0136】すなわち、収束された信号光および制御光のそれぞれの焦点の近傍の光子密度が最も高い領域(ビームウエスト)が前記光学素子中において互いに重なり合うように前記制御光および前記信号光の光路がそれぞれ配置され、これらの領域の重なり合いが最大になったとき、すなわち、前記制御光および前記信号光の光軸が完全に一致したとき前記光応答は最大になること、前記制御光および前記信号光の光路が実質的に同一のとき、 [0136] That is, the optical path of the converged signal light and the photon density is highest region in the vicinity of each focus of the control light so (beam waist) overlap each other in a said optical element control light and the signal light are arranged, when the overlap of these regions is maximized, i.e., when said optical axis of said control light and said signal light is perfectly matched photoresponsive be maximized, the control light and the signal light when the optical path is substantially identical,
充分大きな光応答が得られることが判った。 Large enough optical response was found to be obtained. 【0137】 【表1】 [0137] [Table 1] 〔実施形態3〕図31に概略構成を示すような実施形態1の光制御装置において、実施形態1における膜型の光学素子8の代わりに、内部形態が薄膜型の光学セル80 Third Embodiment In the light control device of the first embodiment as shown the schematic configuration in FIG. 31, in place of the film type optical element 8 in the first embodiment, the internal form is a thin film type optical cell 80
0または810に液状の光応答性組成物を充填して用いる場合について以下に説明する。 It will be described below when used in 0 or 810 by filling a photo-responsive liquid composition. なお、図31のような光学装置構成および配置は、内部形態が薄膜型の光学セルを用いる場合の他、外部および内部形態が板状、直方体状、円柱状、半円柱状、四角柱状などの光学セルを用いる場合にも好適に用いることができる。 The optical apparatus constructed and arranged as in FIG. 31, another case where the internal form is a thin film type of optical cell, the external and internal forms plate-like, rectangular, cylindrical, semi-cylindrical, such as square pole it can be suitably used in the case of using the optical cell. 【0138】ここで、内部形態が薄膜型の光学セルは例えば以下のような構成のものである。 [0138] Here, the internal form the optical cell of a thin-film is of the following configurations, for example. (1)光学ガラスまたは石英ガラス製セル800(図40)。 (1) an optical glass or quartz glass cell 800 (FIG. 40). 【0139】(2)2枚の板ガラスをスペーサーおよびゴムパッキンを挟んで重ね合わせ、固定用の金属枠で保持した構成の組立式光学セル810(図41)。 [0139] (2) The two glass sheets superimposed across the spacer and rubber packing, the retained a metal frame for fixing prefabricated optical cell 810 (FIG. 41). 【0140】図40に示すような光学ガラスまたは石英ガラス製セル800は入射・出射面ガラス801および802、側面ガラス803および804、および、底面ガラス805によって、液状光応答性組成物充填部80 [0140] Optical glass or quartz glass cell 800 as shown in FIG. 40 is incident and emitting surfaces of glass 801 and 802, the side window 803 and 804 and, by the bottom surface glass 805, a liquid photoresponsive composition filled portion 80
8を形成したものである。 8 is obtained by forming a. ガラス材質としては石英ガラスのほか、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラスなどの光学ガラスを使用することができ、公知のガラス加工技術によって製造することができる。 As the glass material except quartz glass, can be used soda glass, optical glass, such as borosilicate glass, it can be prepared by known glass processing technology. 光学セルとしての精度を獲得するためには、ガラス加工時に、入射・出射面ガラス801および802の平面性および平行度を高度に維持する必要がある。 To acquire the accuracy of the optical cell, during glass processing, it is necessary to highly maintain the planarity and parallelism of the incident and emitting surfaces of glass 801 and 802. 液状の光応答性組成物は導入口80 Photoresponsive composition liquid inlet 80
7から導入管806を通じて充填される。 7 is filled through the introduction pipe 806 from. 導入口807 Inlet 807
に例えばポリ四フッ化エチレン製栓(図示せず)を挿入すること、あるいは、導入口807をガラス加工で封じることによって、充填した液状光応答性組成物を光学セル中に封印し、前記の光学セルの機能要件を満たすことができる。 For example polyquaternary (not shown) tetrafluoroethylene made plug insert to be a, or by seal in glass processing the inlet 807, to seal the liquid photoresponsive composition filled in the optical cell, the You can meet the functional requirements of the optical cell. 光学ガラスまたは石英ガラス製セル800 Optical glass or quartz glass cell 800
は、ガラスを腐食する溶液、例えば強アルカリ性の液体、フッ化水素酸、またはホウフッ化水素酸などを用いる場合を除き、大多数の有機および無機マトリックス材料を用いた液状光応答性組成物を充填する際に、広く使用することができる。 The filling solution to corrode the glass, for example, strong alkaline liquid, hydrofluoric acid, or unless the like fluoroboric acid, the liquid photoresponsive composition using a large number of organic and inorganic matrix materials when, it can be widely used. 特に、マトリックス材料として、 In particular, as the matrix material,
塩酸、硫酸、硝酸、王水、クロルスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、クロル酢酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、酢酸などの酸を用いる場合に有用である。 Hydrochloride is useful in the case of using sulfuric acid, nitric acid, aqua regia, chlorosulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, chloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, an acid such as acetic acid. 【0141】図40に示すガラス製光学セル800と同じような形態を、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリカーボネイトなどの透明プラスチック(有機ガラス)で製造し、光学セルとして使用することもできる。 [0141] The similar form as glass optical cell 800 shown in FIG. 40, polymethyl methacrylate, prepared in polystyrene, transparent plastic such as polycarbonate (organic glass), can also be used as an optical cell. ただし、この場合は、マトリックス材料が該プラスチックを溶解したり侵したりしないよう、材料選択・組み合わせに留意する必要がある。 However, in this case, so that the matrix material does not or invade or dissolving the plastic, it is necessary to pay attention to the material selection and combination. 【0142】図41に示すような組立式光学セル810 [0142] KD optical cell 810, as shown in FIG. 41
は、液状光応答性組成物充填部818を設けたスペーサー814を2枚の板状の入射・出射面ガラス813および815で挟み、これをゴムパッキン812および81 Sandwiches a spacer 814 in which a liquid photoresponsive composition filled portion 818 with two plate-shaped incident and emitting surfaces of glass 813 and 815, which rubber packing 812 and 81
6を介して固定枠811および817で挟み、固定ネジ穴824および825にネジ(図示せず)を用いて固定するものである。 Clamped by the fixed frame 811 and 817 via the 6, it is to fix with screws (not shown) to the fixing screw holes 824 and 825. 固定枠817に取り付けた導入管82 Introduction pipe 82 attached to the fixed frame 817
2および823は、固定枠817に設けた導入孔82 2 and 823, introduced provided in the fixed frame 817 holes 82
1、ゴムパッキン816に設けた導入孔820、次いで入射・出射面ガラス815に設けた導入孔819に通じており、これらの導入経路を通して液状の光応答性組成物を充填部818へ導入することができる。 1, rubber packing 816 introduction hole 820 provided in, then is through the introduction hole 819 provided on the incident and emitting surfaces of glass 815, introducing a photoresponsive composition liquid to the filling unit 818 through these introduction path can. 充填部81 Filling part 81
8の厚さ、すなわち、信号光および/または制御光が垂直に入射したとき光応答性組成物中を伝播する光路長は、組立時のスペーサー818の厚さによって決定される。 The thickness of 8, i.e., the optical path length for propagating the photo-responsive composition when the signal light and / or control light is incident vertically is determined by the thickness of the spacer 818 during assembly. スペーサー814、入射・出射面ガラス813および815、ゴムパッキン812および815、および、 Spacer 814, the incident and emitting surfaces of glass 813 and 815, the rubber packing 812 and 815 and,
固定枠811および817は、すべて液状の光応答性組成物に接触するので、液状のマトリックス材料の溶解性、浸透性、透過性、および/または腐食性に耐える材質である必要がある。 Fixed frame 811 and 817, since all contact with the photoresponsive composition of the liquid, the solubility of the matrix material of the liquid permeable, permeable, and / or it is necessary that the material to withstand corrosive. 具体的には、スペーサー814の材質は光学ガラス、石英ガラス、ポリ四フッ化エチレン、ブチルゴム、シリコンゴム、エチレン・プロピレンゴムなどが好ましい。 Specifically, the material of the spacer 814 is optical glass, quartz glass, polytetrafluoroethylene, butyl rubber, silicone rubber, ethylene-propylene rubber is preferred. 特に、前記光路長の精度維持と液のシール性維持を両立させるためには、ポリ四フッ化エチレンなどのフッ素系高分子材料が好適に用いられる。 In particular, in order to achieve both the sealing performance maintaining accurate maintenance and liquid of the optical path length, a fluorine-based polymer material such as polytetrafluoroethylene it is preferably used.
入射・出射面ガラス813および815としては、石英ガラスのほか、合成サファイア、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラスなどの光学ガラスを使用することができる。 The incident and emitting surfaces of glass 813 and 815, in addition to quartz glass, synthetic sapphire, soda glass, optical glass, such as borosilicate glass may be used.
また、前記マトリックス材料が無機ガラスを腐食する液体の場合、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリカーボネイトなどの有機ガラスを用いることもできる。 Also, in the case of a liquid where the matrix material is corrosive to inorganic glass, it is also possible to use polymethyl methacrylate, polystyrene, an organic glass such as polycarbonate. ゴムパッキン812および816の材質としては、 As the material of the rubber packing 812 and 816,
ブチルゴム、シリコンゴム、エチレン・プロピレンゴム、放射線照射架橋したフッ素樹脂系ゴムなどを用いることができる。 Butyl rubber, silicone rubber, ethylene-propylene rubber, such as radiation irradiation cross-linked fluororesin-based rubber can be used. 固定枠811および817はステンレス、金メッキした真鍮などの金属製のものを好適に用いることができる。 Fixed frame 811 and 817 stainless steel, can be preferably used those made of metal such as gold-plated brass. 【0143】以下、光学素子8として、液状光応答性組成物の膜厚(垂直入射した場合の光路長)が100μm [0143] Hereinafter, an optical element 8, the thickness of the liquid photoresponsive composition (optical path length in the case of vertical incidence) is 100μm
になるように調製された石英ガラス製セル800に前記の式[9]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物のジクロロメタン溶液(濃度1.00×10 -2 mol/l)を液状の光応答性組成物として充填したものを用いた場合について説明する。 Dichloromethane said formula [9] pericondensed polycyclic aromatic compound represented by a quartz glass cell 800 that is formulated to be (concentration 1.00 × 10 -2 mol / l) of the liquid light It will be described using those filled as responsive compositions. この場合の光学素子8の透過率スペクトルを図46に示す。 It shows the transmittance spectrum of the optical element 8 in this case is shown in FIG 46. この光学素子8の透過率は制御光の波長(514.5nm)で0.06%、信号光の波長(780nm)で93%であった。 0.06% at a wavelength of the transmittance of the optical element 8 is control light (514.5 nm), was 93% in the wavelength of the signal light (780 nm). 【0144】この光学素子8(薄膜型光学セル800) [0144] The optical element 8 (thin-film optical cell 800)
を実施形態1の場合と同様な光制御装置(図31)に取り付け、制御光および信号光の収束ビーム径が最小となる位置(焦点Fc)と膜型光学素子8の位置関係を変えながら、制御光の断続に対応した信号光の光応答の向きおよび大きさを実施形態1の場合と同様にして調べた。 Mounting the same light control device in the embodiment 1 (FIG. 31), while changing the convergence beam diameter becomes minimum position of the control light and signal light (focus Fc) of the positional relationship between the film type optical element 8, the photoresponse of the direction and magnitude of the signal light corresponding to the intermittence of the control light were examined similarly to the first embodiment.
すなわち、信号光の光源2として半導体レーザー(発振波長780nm、連続発振出力6mW、ビーム整形後の直径約8mmのガウスビーム)を、制御光の光源1としてアルゴンガスレーザー(発振波長514.5nm、1 That is, the semiconductor laser as the light source 2 of the signal light (oscillation wavelength 780 nm, continuous oscillation output 6 mW, a Gaussian beam of diameter approximately 8mm after beam shaping), an argon gas laser (oscillation wavelength 514.5nm as the light source 1 of the control light, 1
mmのガウスビーム)を、集光レンズ7として倍率20 mm Gaussian beam), the magnification 20 as the converging lens 7
倍、開口数0.4の顕微鏡用レンズを、受光レンズ9として倍率10倍、開口数0.3の顕微鏡用対物レンズを用い、集光レンズ7および受光レンズ9の間隔(d 78 Times, the microscope lens with a numerical aperture of 0.4, 10X magnification as the light receiving lens 9, a microscope objective lens having a numerical aperture of 0.3, the interval of the condenser lens 7 and the light receiving lens 9 (d 78 +
89 )を固定したまま、光学素子8としての光学セル8 while fixing the d 89), the optical cell 8 as an optical element 8
00と集光レンズ7の距離を変化させ、同一の光路で収束された制御光および信号光の焦点位置と薄膜型光学セル800との位置関係を変化させて実施した。 00 and varying the distance of the condenser lens 7, was carried out by changing the positional relationship between the focal position and a thin-film optical cell 800 in the same optical path converged control light and signal light. 【0145】制御光の入射パワー6mWのとき、信号光強度が減少する向きの応答の大きさΔTの最大値は91 [0145] When the incident power 6mW of the control light, the maximum value of the magnitude ΔT response orientation signal light intensity is decreased 91
%、見かけの信号光強度が増加する向きの応答の大きさΔT'の最大値は33%であった。 %, The maximum value of the magnitude ΔT response orientation signal light intensity of apparent increase 'was 33%. なお、制御光の焦点位置を光学セル内の光応答性組成物の入射側近傍に置き、制御光を1ミリ秒よりも長いパルス幅で照射した場合、制御光のパワーを10mWよりも大きくすると、制御光の焦点位置において、溶剤のジクロロメタンが沸騰を始めた。 Incidentally, place the focal position of the control light to the incident side near the photoresponsive composition within the optical cell, when irradiated with the control light at a pulse width longer than 1 millisecond, when the power of the control light is greater than 10mW in the focal position of the control light, dichloromethane solvent began to boil. 溶剤の沸騰は極めて局部的に起こるため、光学セル内部の圧力上昇は極めて軽微であった。 Since boiling of the solvent takes place very locally, the pressure rise in the optical cell was very slight. また、制御光を遮断すると、直ちに沸騰は停止した。 Furthermore, when blocking the control light, immediately boiled stopped. 【0146】〔比較例2〕従来の技術に基づく比較実験を行うため、特開昭53−137884号公報、特開昭63−231424号公報、および特開昭64−733 [0146] For comparison experiment based on Comparative Example 2 prior art, JP 53-137884, JP-Sho 63-231424, JP-A and JP 64-733
26号公報の記述に従い、図42に概要を示すような構成の装置を用い、光制御を試みた。 Accordance with the description of the 26 JP, using the apparatus constructed as outlined in Figure 42, tried to light control. すなわち、光路長1 That is, the optical path length 1
cmの石英製溶液セル27に絞り19を通した信号光の光源2からの半導体レーザー光(波長780nm)を照射し、透過した光を波長選択透過フィルター20を経由して光検出器22で受光し、一方、溶液セル27を透過する信号光の光路全体に、信号光に直交する方向から制御光を、投射レンズ26を用いて拡散させて照射した。 Irradiating a semiconductor laser beam from the light source 2 cm quartz solution cell 27 signals through the aperture 19 in beam (wavelength 780 nm), the transmitted light through the wavelength selective transmission filter 20 received by the photodetector 22 and, on the other hand, the entire optical path of the signal light transmitted through the liquid cell 27, the control light from a direction perpendicular to the signal light was irradiated by spread with a projection lens 26.
図42の装置構成において、信号光の光源1(波長51 In the apparatus arrangement of FIG. 42, the light source 1 of the signal light (wavelength 51
4.5nm)、NDフィルター3、シャッター4、半透過鏡5、および、光検出器11の役割および仕様は実施形態1または3の場合と同様である。 4.5 nm), ND filter 3, shutter 4, semitransparent mirror 5, and the role and specifications of the photodetector 11 are the same as those in the embodiment 1 or 3. なお、波長選択透過フィルター20は溶液セル27から散乱してくる制御光が光検出器22に入射するのを防ぐものであり、実施形態1または3で用いたのと同様のものを用いることができる。 Incidentally, the wavelength selective transmission filter 20 is intended to prevent the control light that scatters from the solution cell 27 is incident on the photodetector 22, be the same as used in Embodiment 1 or 3 it can. 【0147】色素としては実施形態3と同様に前記の式[9]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物を用い、ジクロロメタン溶液を溶液セル27に充填して試験した。 [0147] The use of a peri-condensed polycyclic aromatic compound represented by the formula [9] wherein the like Embodiment 3 as the dye was tested by filling a dichloromethane solution into a solution cell 27.
濃度については、光路長の相違、すなわち実施形態3の場合の光路長100μmに対して100倍の光路長1c When the concentration difference of the optical path length, that is, the optical path length of 100 times the optical path length 100μm in the case of the embodiment 3 1c
mであることを勘案し、実施形態3の場合の100分の1の濃度(1.00×10 -4 mol/l)に設定し、実効的な透過率が実施形態3の場合と同等になるよう調節した。 Considering that it is m, is set to hundredths of a concentration (1.00 × 10 -4 mol / l ) in the case of the third embodiment, the equivalent to that the effective transmittance of the third embodiment so as to adjust. 実施形態3の場合と同様に、NDフィルター3によって、光学素子(溶液セル27)へ入射する制御光のパワーを0.5mWないし25mWの範囲で調節し、制御光をシャッター4を用いて明滅させた。 As in the embodiment 3, the ND filter 3, to no 0.5mW power of the control light incident on the optical element (liquid cell 27) is adjusted within the range of 25 mW, to blink with the shutter 4 control light It was. しかしながら、制御光のパワーを最大にしても光検出器22へ入射する信号光の強度は全く変化しないという結果が得られた。 However, the result that the strength of the signal light is also the power of the control light in the maximum incident on the photodetector 22 does not change at all was obtained. すなわち、制御光のパワーを0.5mWないし25 In other words, to not 0.5mW power of the control light 25
mWの範囲で調節した限りでは、図42の装置構成・装置配置において光・光制御は実現できなかった。 As far as adjusted in the range of mW, the light-optical control in the apparatus configuration and apparatus arrangement of Figure 42 it could not be achieved. 【0148】〔実施形態4〕図43には本実施形態の光制御装置の概略構成が示されている。 [0148] The Fourth Embodiment FIG. 43 there is shown a schematic configuration of the light control device of this embodiment. このような光学装置構成および配置は、図43に例示するような膜型光学素子8の他に、ファイバー型、光導波路型、マイクロチャンネルアレイ型などの光学素子を用いる場合、および、液状の光応答性組成物を充填した光学セルを用いる場合にも好適に用いることができる。 Such optical apparatus configuration and arrangement, in addition to the film type optical element 8 as illustrated in FIG. 43, a fiber type, an optical waveguide, when using an optical element such as a microchannel array, and, liquid light It can be suitably used also in the case of using the optical cell filled with responsive compositions. 【0149】光源1および2、NDフィルター3、シャッター4、光検出器11および22、膜型光学素子8、 [0149] The light source 1 and 2, ND filter 3, shutter 4, the light detector 11 and 22, film type optical element 8,
波長選択透過フィルター20、およびオシロスコープ1 Wavelength selective transmission filter 20, and an oscilloscope 1
00については実施形態1(図31)と同様のものを同様にして用いた。 For 00 was used in a similar manner similar to the first embodiment (FIG. 31). 【0150】図43に示すような配置でダイクロイックミラー21を用いることで、制御光を分割して、その光強度を光検出器11でモニターすると同時に、制御光と信号光の光路を重ね合わせることができ、図31の配置で必要な光混合器6を省略することができる。 [0150] By using the dichroic mirror 21 in the arrangement shown in FIG. 43, by dividing the control light, and at the same time monitoring the light intensity at the photodetector 11, the superposition of the optical path of control light and signal light can be, it is possible to omit the optical mixer 6 required in the arrangement of Figure 31. ただし、 However,
図43の配置においては、ダイクロイックミラー21の波長選択透過および反射を補完するために、信号光を完全に遮断し制御光だけを透過させるような波長選択透過フィルター10を光検出器11の前に設けることが好ましい。 In the arrangement of FIG. 43, in order to complement the wavelength-selective transmission and reflection of the dichroic mirror 21, a wavelength selective transmission filter 10, such as to transmit only the control light completely blocked signal light in front of the photodetector 11 it is preferable to provide. また、信号光および/または制御光が光源1および2へ戻り、光源装置に悪影響を与えるのを避けるため、必要に応じて、光アイソレーター13および14 Also, the return signal light and / or control light to the light source 1 and 2, to avoid adversely affecting the light source device, if necessary, the optical isolator 13 and 14
を、それぞれ光源1および2の前に設けても良い。 And it may be provided in front of the light source 1 and 2, respectively. 【0151】光路を一致させた信号光および制御光を一緒に収束させて膜型光学素子8へ照射する際の光収束手段として、集光レンズ7および受光レンズ9の代わりに、図43のような配置において凹面鏡15および16 [0151] As the light converging means at the time of irradiating a signal light and control light to match the optical path is converged with the film type optical element 8, instead of the condenser lens 7 and the light receiving lens 9, as shown in FIG. 43 the concave mirror 15 and 16 in the Do arrangement
を用いることができる。 It can be used. 信号光と制御光に共通の収束手段としてレンズを用いる場合、厳密には波長によって焦点距離が異なるという問題が生じるが、凹面鏡ではその心配がない。 When using a lens as a common converging means into signal light and control light, strictly speaking problem that the focal length varies with wavelength in the results, no worry about that the concave mirror. 【0152】図43に例示するような、本発明の光制御装置において前記光学素子を透過した後、発散していく信号光光線束のうち、前記強度変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出すには、次のような方法を採用することができる。 [0152] as illustrated in FIG. 43, after having passed through the optical element in the optical control device of the present invention, in the signal light ray bundle diverge and strongly the intensity modulation and / or light flux density modulation to retrieve the separate signal light ray bundle of region, it is possible to adopt the following method. 【0153】(1)光検出器22の手前に絞り19を設ける方法。 [0153] (1) a method of providing a stop 19 in front of the photodetector 22. 【0154】(2)照射側の凹面鏡15の開口角よりも受光側の凹面鏡16の開口角を小さくする方法。 [0154] (2) a method of reducing the opening angle of the light receiving side of the concave mirror 16 than the opening angle of the irradiation-side of the concave mirror 15. 【0155】(3)照射側の凹面鏡15の開口角よりも受光側の凹面鏡16の開口角を小さくし、更に、光検出器22の手前に絞り19を設ける方法。 [0155] (3) than the opening angle of the irradiation-side of the concave mirror 15 to reduce the opening angle of the light receiving side of the concave mirror 16, further, provided with a 19 aperture in front of the photodetector 22 method. 【0156】図43に例示するような、本発明の光制御装置において必須の装置構成要素は光源1および2、ダイクロイックミラー21、波長選択透過フィルター2 [0156] as illustrated in FIG. 43, essential apparatus component in the light control device of the present invention the light source 1 and 2, the dichroic mirror 21, the wavelength selective transmission filter 2
0、凹面鏡15、16、および膜型光学素子8である。 0, concave mirrors 15 and 16, and a film type optical element 8.
なお、図43におけるダイクロイックミラー21の代わりに偏光または非偏光のビームスプリッターを用いることもできる。 It is also possible to use a beam splitter for polarizing or non-polarizing in place of the dichroic mirror 21 in FIG. 43. 【0157】本発明の光制御方法を図43に示すような装置で行う場合の手順として、まず、制御光(光源1) [0157] The light control method of the present invention as a procedure when performed in apparatus as shown in FIG. 43, first, the control light (light source 1)
と信号光(光源2)の光路が一致し、共通の焦点Fc Optical path of the signal light (light source 2) coincides with a common focal point Fc
(ビームウエスト)位置に光学素子8が配置されるよう調節を行い、次いで、ダイクロイックミラー21ならびに波長選択透過フィルター10および20の機能を点検するため、光源1と2を交互に点灯し、光源1のみ点灯(シャッター4開放)したとき光検出器22に応答がないこと、および光源2のみを点灯したとき光検出器11 Perform adjustment (beam waist) so that the optical element 8 is placed in position, then, to check the function of the dichroic mirror 21 and the wavelength selective transmission filter 10 and 20, and turns on the light source 1 and 2 alternately, the light source 1 only the lighting no response to the light detector 22 when the (shutter 4 open) and, and the light detector 11 when only the lit light sources 2
に応答がないことを確認した。 It was confirmed that there is no response to. 【0158】以下、実施形態1の場合と同様にして、前記膜型光学素子8を用いた光・光制御方法を実施し、実施形態1の場合と同等の実験結果を得た。 [0158] Hereinafter, in the same way as in the embodiment 1, was performed with light-light controlling method using the film type optical element 8, to obtain a comparable experimental results in the case of the first embodiment. 【0159】〔実施形態5〕図44には本実施形態の光制御装置の概略構成が示されている。 [0159] The Embodiment 5 FIG. 44 there is shown a schematic configuration of the light control device of this embodiment. 図31および図4 31 and 4
3に例示した装置構成では、信号光と制御光を同じ方向から光応答性光学素子へ照射させているのに比較して、 In the illustrated device structure to 3, by comparing the signal light and the control light from the same direction in which is irradiated to the photoresponsive optical element,
図44では信号光と制御光を反対方向から、光軸を一致させて同一の焦点で収束するように照射している点に特徴がある。 Figure 44 In the signal light control light in the opposite direction, is characterized in that by matching the optical axis is irradiated so as to converge at the same focus. 【0160】このような光学装置構成および配置は、図44に例示するような膜型光学素子8の他に、ファイバー型、光導波路型、マイクロチャンネルアレイ型などの光学素子を用いる場合、および、液状の光応答性組成物を充填した光学セルを用いる場合にも好適に用いることができる。 [0160] Such an optical device structure and arrangement, in addition to the film type optical element 8 as illustrated in FIG. 44, a fiber type, an optical waveguide, when using an optical element such as a microchannel array, and, It can be suitably used also in the case of using a photoresponsive composition optical cell filled with a liquid. 【0161】図44に例示する装置構成において光源1 [0161] The light source 1 in the device configuration illustrated in FIG. 44
および2、NDフィルター3、シャッター4、集光レンズ7、膜型光学素子8、波長選択透過フィルター10および20、光検出器11および22、光アイソレーター13および14、およびオシロスコープ100については実施形態1(図31)および/または実施形態4(図43)の場合と同様のものを同様にして用いることができる。 And 2, ND filter 3, shutter 4, a condenser lens 7, film type optical element 8, the wavelength selective transmission filter 10 and 20, photodetectors 11 and 22, optical isolator 13 and 14, and the oscilloscope 100 the embodiment 1 it can be used in a similar manner similar to the case of (31) and / or the fourth embodiment (FIG. 43). 【0162】図44に示すような配置で2枚のダイクロイックミラー(23および24)を用いることで、信号光と制御光を反対方向から、光軸を一致させて同一の焦点で収束するように照射することができる。 [0162] By using two dichroic mirrors arranged as shown in FIG. 44 (23 and 24), the signal light and the control light from the opposite direction, to match the optical axis so as to converge at the same focus it can be irradiated. なお、2つの集光レンズ7は、光学素子を透過してきた制御光および信号光をそれぞれ平行ビームへ戻すための受光レンズ9としての役割を兼ねている。 Incidentally, the two condenser lenses 7 also functions as a light receiving lens 9 for returning the control light and signal light transmitted through the optical element to a respective parallel beam. 【0163】図44に例示するような、本発明の光制御装置において必須の装置構成要素は光源1および2、2 [0163] as illustrated in FIG. 44, essential apparatus component in the light control device of the present invention is a light source 1 and 2,2
枚のダイクロイックミラー(23および24)、波長選択透過フィルター10および20、2つの集光レンズ7、および膜型光学素子8である。 Dichroic mirrors (23 and 24), the wavelength selective transmission filter 10 and 20, two condenser lenses 7, and a film type optical element 8. 【0164】なお、図44におけるダイクロイックミラー(23および24)の代わりに偏光または非偏光ビームスプリッターを用いることもできる。 [0164] It is also possible to use a polarizing or non-polarizing beam splitter instead of the dichroic mirror in FIG. 44 (23 and 24). 【0165】本発明の光制御方法を図44に示すような装置で行う場合の手順として、まず、制御光(光源1) [0165] The light control method of the present invention as a procedure when performed in apparatus as shown in FIG. 44, first, the control light (light source 1)
と信号光(光源2)の光路が一致し、共通の焦点位置に光学素子8が配置されるよう調節を行い、次いで、波長選択透過フィルター10および20の機能を点検するため、光源1と2を交互に点灯し、光源1のみ点灯(シャッター4開放)したとき光検出器22に応答がないこと、および光源2のみを点灯したとき光検出器11に応答がないことを確認した。 And optical path matches the signal light (light source 2), the adjusted to the optical element 8 are arranged on a common focal position, then to check the function of a wavelength selective transmission filter 10 and 20, the light source 1 and 2 It was alternately turned on, there is no response to the light detector 22 when only the light source 1 turned on (the shutter 4 open), and it was confirmed that there is no response to the light detector 11 when only the lit light source 2. 【0166】以下、実施形態1の場合と同様にして、前記膜型光学素子8を用いた光・光制御方法を実施し、実施形態1の場合と同等の実験結果を得た。 [0166] Hereinafter, in the same way as in the embodiment 1, was performed with light-light controlling method using the film type optical element 8, to obtain a comparable experimental results in the case of the first embodiment. 【0167】 【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の光制御方法および光制御装置によれば、例えば、可視領域にあるレーザー光を制御光として、近赤外線領域にある信号光を効率良く変調することが、極めて単純な光学装置によって、電子回路などを一切用いることなく、実用上充分な応答速度において実現可能になる。 [0167] [Effect of the Invention] As described above in detail, according to the optical control method and optical control device of the present invention, for example, laser light in the visible region as the control light, the signal in the near-infrared region possible to efficiently modulate the light, by a very simple optical device, without using any such electronic circuits, it is possible to realize the practically sufficient response speed. 【0168】また、本発明の光制御方法および光制御装置を用いた可視光線レーザーによる近赤外線レーザーの直接変調は、例えば、プラスチック光ファイバー中を伝搬させるのに適した可視光線レーザーによって、空気中を伝搬させるのに適した近赤外線レーザーを直接変調するような用途において極めて有用である。 [0168] In addition, direct modulation of the near infrared laser with visible light laser using the optical control method and optical control device of the present invention, for example, by visible light laser suitable to propagate through the plastic optical fiber, in air it is very useful in applications such as to modulate the near-infrared laser which is suitable for directly propagated. また、例えば光コンピューティングの分野において新しい光演算方式を開発する上で役立つと期待される。 Further, it is expected, for example, help in the development of new optical calculation method in the field of optical computing. 【0169】更に、本発明の光制御方法および光制御装置によれば、光学素子としてペリ縮合多環芳香族化合物をマトリックス材料中に溶解または分散させた光応答性組成物から成る光学素子を用いることができ、前記光学素子に用いられる材料の選択範囲を広げ、かつ光学素子への加工を容易にし、産業界への利用の道を広く拓くことができる。 [0169] Further, according to the optical control method and optical control device of the present invention, using an optical element comprising a peri-condensed polycyclic aromatic compound as an optical element from the photoresponsive composition is dissolved or dispersed in a matrix material it can broaden the selection range of the material used for the optical element, and to facilitate processing of the optical element, it is possible to open up wider road use to industry. 【0170】更に、液状の光応答性組成物を光学素子に充填して使用することにより、光学散乱を小さくすることができ、できる限り小さいパワーで大きな光応答を示す光学装置を提供することができる。 [0170] Further, by using by filling a photo-responsive liquid composition to the optical element, it is possible to reduce the optical scattering is possible to provide an optical device showing a large optical response with a small power as possible it can. また、光学素子中の光応答性組成物の交換を、簡便に実施することができる。 Furthermore, the exchange of photoresponsive composition in the optical element, can be conveniently carried. また、光応答性組成物中に照射された制御光の焦点近傍の色素が劣化しても、拡散による物質移動によって、光応答性組成物が液状でない場合に比べて長期間、 Further, even if the dye near the focus of the control light emitted in the photoresponsive composition is deteriorated, the mass transfer by diffusion, a long period of time as compared with the case photoresponsive composition is not liquid,
機能を発揮させることができる。 It is possible to perform the function. 【0171】更に、揮発性の溶剤を用いて液状光応答性組成物を作成することによって、過大パワーの制御光が入射した場合は、前記溶剤が沸騰して泡を発生し、その結果制御光を遮断し、光学素子が損傷を受けることを防ぐようにすることができる。 [0171] Furthermore, by creating the liquid photoresponsive composition with a volatile solvent, if the control light of the excessive power is incident, the bubbles generated the solvent boils, and as a result control light blocked, it is possible to prevent that the optical element is damaged. 【0172】光学素子に制御光および信号光を各々収束させる前記収束手段、および/または、光学素子中の光応答性組成物を透過した後、発散していく信号光光線束のうち、強度変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出す手段、および/または、光学素子中の前記光応答性組成物を透過してきた信号光と制御光の混合光を、信号光と制御光とに分離する手段を組み込むことによって、極めてシンプルかつコンパクトな光制御装置を提供することができる。 [0172] The converging means respectively converging the control light and signal light to the optical element, and / or passes through the photo-responsive composition in the optical element, of the signal light ray bundle diverge, intensity modulation and / or light flux density modulation strongly received area unit taken out was separated signal light bundle of rays, and / or, a mixed light of the photoresponsive composition transparent to have the signal light control light in the optical element, by incorporating means for separating the signal light and control light, it is possible to provide a very simple and compact light control device.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating the structure of the BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図2】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention; FIG. 【図3】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 3 is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図4】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention; FIG. 【図5】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 5 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図6】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 6 is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図7】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 7 is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図8】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 8 is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図9】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 9 is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図10】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention; FIG. 【図11】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 11 is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図12】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention; FIG. 【図13】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 13 is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図14】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 14 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図15】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention; FIG. 【図16】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 16 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図17】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 17 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図18】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 18 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図19】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 19 is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図20】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Is a diagram structure illustrated a pericondensed polycyclic aromatic compound used in FIG. 20 the present invention. 【図21】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 21 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図22】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 22 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図23】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 23 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図24】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in FIG. 24 the present invention. 【図25】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Is a diagram structure illustrated a pericondensed polycyclic aromatic compound used in FIG. 25 the present invention. 【図26】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 26 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図27】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 27 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図28】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Figure 28 is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図29】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 29 is a diagram illustrating the structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in the present invention. 【図30】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合物の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating a structure of a pericondensed polycyclic aromatic compound used in FIG. 30 the present invention. 【図31】 本発明を実施する際に用いられる装置構成を例示した実施形態1の構成図である。 FIG. 31 is a block diagram of a first embodiment illustrating an apparatus configuration used in practicing the present invention. 【図32】 制御光および信号光の光強度時間変化を例示した図である。 FIG. 32 is a illustrated FIG light intensity time variation of the control light and signal light. 【図33】 制御光および信号光の光強度時間変化を例示した図である。 33 is a illustrated FIG light intensity time variation of the control light and signal light. 【図34】 光強度分布測定に用いたスリットと光ビームとの関係を示す図である。 34 is a diagram showing the relationship between the slit and the light beam used in the optical intensity distribution measurement. 【図35】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した図である。 35 is a diagram showing the light intensity distribution of the beam cross-section of the signal light. 【図36】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した図である。 36 is a diagram showing the light intensity distribution of the beam cross-section of the signal light. 【図37】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した図である。 37 is a diagram showing the light intensity distribution of the beam cross-section of the signal light. 【図38】 集光レンズなどで収束されたガウスビームの焦点近傍における様子を表した模式図である。 38 is a schematic view showing a state in the vicinity of the focal point of the Gaussian beam is converged by such a condenser lens. 【図39】 制御光および信号光の光路(および光軸) [39] the optical path of control light and signal light (and the optical axis)
の関係を例示した図である。 It is illustrating a relationship of. 【図40】 光学ガラスまたは石英ガラス製光学セルを例示した模式図である。 Figure 40 is a schematic view illustrating an optical glass or quartz glass optical cell. 【図41】 組立式光学セルの構成部品を例示した模式図である。 41 is a schematic view exemplifying the components of the assembled optical cell. 【図42】 従来技術で用いられている装置構成を例示した構成図である。 FIG. 42 is a configuration diagram illustrating a to have equipment configuration used in the prior art. 【図43】 本発明を実施する際に用いられる装置構成を例示した実施形態4の構成図である。 43 is a block diagram of a fourth embodiment illustrating an apparatus configuration used in practicing the present invention. 【図44】 本発明を実施する際に用いられる装置構成を例示した実施形態5の構成図である。 FIG. 44 is a configuration diagram of a fifth embodiment illustrating a device configuration for use in practicing the present invention. 【図45】 実施形態1の膜型光学素子の透過率スペクトルである。 FIG. 45 is a transmittance spectrum of the film-type optical element of Embodiment 1. 【図46】 実施形態3の膜型光学素子(薄膜型光学セル)の透過率スペクトルである。 46 is a transmittance spectrum of the film-type optical element of Embodiment 3 (thin-film optical cell). 【符号の説明】 1 制御光の光源、2 信号光の光源、3 NDフィルター、4 シャッター、5 半透過鏡、6 光混合器、 [Reference Numerals] 1 control light source, the second signal light source, 3 ND filter, 4 a shutter, 5 semitransparent mirror, 6 an optical mixer,
7 集光レンズ、8 光応答性組成物から成る光学素子、9 受光レンズ、10 波長選択透過フィルター(信号光遮断用)、11 光検出器、13 光アイソレーター(制御光用)、14 光アイソレーター(信号光用)、15 凹面鏡、16 凹面鏡、19 絞り、20 7 a condenser lens, an optical element composed of 8 photoresponsive composition, 9 receiving lens, 10 a wavelength selective transmission filter (signal light blocking), 11 a photodetector, 13 optical isolator (control light), 14 optical isolator ( signal light), 15 a concave mirror, 16 a concave mirror, 19 aperture, 20
波長選択透過フィルター(制御光遮断用)、21 ダイクロイックミラー、22 光検出器(信号光の光強度検出用)、23 ダイクロイックミラー、24 ダイクロイックミラー、26 投射レンズ、27 石英製溶液セル(光路長1cm)、30波面、31 光強度分布測定器の受光部(有効直径4mm)、32 第一のスリット(幅1mm)、33 第二のスリット(幅25μ Wavelength selective transmission filter (cutoff control light), 21 dichroic mirror, 22 an optical detector (for light intensity detection of the signal light), 23 dichroic mirror, 24 dichroic mirror, 26 a projection lens, 27 a quartz solution cell (optical path length 1cm ), 30 wavefront, the light receiving unit 31 the light intensity distribution measuring instrument (effective diameter 4 mm), 32 first slit (width 1 mm), 33 second slit (width 25μ
m)、100 オシロスコープ、111 光検出器11 m), 100 oscilloscope 111 photodetector 11
からの信号(制御光の光強度時間変化曲線)、222および223 光検出器22からの信号(信号光の光強度時間変化曲線)、800 ガラス製光学セル、801 Signal from (the light intensity time course curve of the control light), (light intensity time course curve of the signal light) signals from 222 and 223 the photodetector 22, 800 glass optical cell, 801
入射・出射面ガラス、802 入射・出射面ガラス、8 Incident and emitting surfaces of glass, 802 incident and emitting surfaces of glass, 8
03 側面ガラス、804 側面ガラス、805 底面ガラス、806 導入管、807 導入口、808 光応答性組成物充填部、810 組立式光学セル、811 03 a side glass, 804 side glass, 805 bottom glass, 806 inlet, 807 inlet, 808 photoresponsive composition filled portion, 810 KD optical cell, 811
固定枠、812 ゴムパッキン、813 入射・出射面ガラス、814 スペーサー、815 入射・出射面ガラス(導入孔付)、816ゴムパッキン(導入孔付)、817 固定枠(導入管付)、818 光応答性組成物充填部、819 導入孔、820 導入孔、82 Fixed frame, 812 rubber packing, 813 incident and emitting surfaces of glass, 814 spacer, 815 incident and emitting surfaces of glass (with introduction holes), 816 rubber packing (with introduction holes), 817 fixed frame (with introduction pipe), 818 photoresponse sex composition filled portion, 819 introduction hole, 820 introduction hole, 82
1 導入孔、822 導入管、823 導入管、824 1 introduction hole, 822 inlet, 823 inlet, 824
固定ネジ穴、825 固定ネジ穴、A 制御光を遮断した状態で信号光の光源を点灯した場合の光検出器22 Fixing screw holes, 825 fixing screw hole, when the light source of signal light while blocking the A control light detector 22
の出力レベル、B焦点Fcが光学素子8の集光レンズ側に設定された場合で、かつ信号光の光源を点灯した状態で制御光を照射した場合の光検出器22の出力レベル、 Output level, the output level of the photodetector 22 when B focus Fc is the case is set to the condensing lens side of the optical element 8, and is irradiated with the control light while turning on the light source of signal light,
C 信号光を消灯した状態の光検出器22の出力レベル、D 焦点Fcが光学素子8の受光レンズ側に設定された場合で、かつ信号光の光源を点灯した状態で制御光を照射した場合の光検出器22の出力レベル、d 78集光レンズ7と光学素子8の距離、d 89光学素子8と受光レンズ9の距離、Fc 焦点、L 01 、L +1 、L -1およびL 02信号光または制御光の光ビーム断面、l +1およびl -1信号光または制御光の光軸の平行移動距離、r Output level of the photodetector 22 in a state of turning off the C signal light, when irradiated with the control light in a state in which D focus Fc is the case is set to the light receiving lens side of the optical element 8, and light source was on the signal light the output level of the photodetector 22, the distance d 78 converging lens 7 and the optical element 8, the distance d 89 optical element 8 and the light receiving lens 9, Fc focus, L 01, L +1, L -1 and L 02 light beam cross section of the signal light or control light, l +1 and l -1 optical signal or a translation distance of the optical axis of the control light, r
1信号光または制御光の光ビーム断面L 01 、L + 1またはL -1の半径、r 2信号光または制御光の光ビーム断面L 02の半径、t 1信号光の光源を点灯した時刻、t 2 1 signal light or control light of the light beam cross-section L 01, L + 1 or L radius -1, r 2 signal light or control light of the light beam radius of the cross section L 02, time of lighting the light source of the t 1 signal light, t 2
制御光を遮断していたシャッターを開放した時刻、t 3 Time opening the shutter that was blocking the control light, t 3
制御光をシャッターで再び遮断した時刻、t 4制御光を遮断したシャッターを開放した時刻、t 5制御光をシャッターで再び遮断した時刻、t 6 Time the control light was again blocked by the shutter, t 4 time of opening the shutter to block the control light, the time was again blocked by the shutter t 5 control light, t 6 信号光の光源を消灯した時刻、θ 集光レンズで収束させた光ビームの外周部が光軸となす角度、ω 0集光レンズで収束させたガウスビームのビームウエスト(焦点位置におけるビーム半径)。 Time was off the light source of signal light, the angle at which the outer peripheral portion makes with the optical axis of the light beam is converged by θ condenser lens, the beam waist of Gaussian beams is converged at omega 0 a condenser lens (beam radius at the focus position) .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宝田 茂 東京都足立区堀之内1丁目9番4号 大 日精化工業株式会社 東京製造事業所内(72)発明者 柳本 宏光 東京都足立区堀之内1丁目9番4号 大 日精化工業株式会社 東京製造事業所内(72)発明者 辻田 公二 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12 番地 日本ビクター株式会社内(72)発明者 上野 一郎 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12 番地 日本ビクター株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−286220(JP,A) J. ────────────────────────────────────────────────── ─── front page of the continuation (72) inventor Shigeru Takarada Adachi-ku, Tokyo Horinouchi 1 chome No. 9 No. 4 large Nissei Kogyo Co., Ltd. Tokyo manufacturing business premises (72) inventor Hiromitsu Yanagimoto Adachi-ku, Tokyo Horinouchi 1 chome 9 Ban No. 4 large Nissei Kogyo Co., Ltd. Tokyo manufacturing business premises (72) inventor Koji Tsujita Yokohama-shi, Kanagawa, Kanagawa-ku, Moriya-cho 3-chome 12 address Victor Company of Japan within Co., Ltd. (72) inventor Ichiro Ueno Yokohama-shi, Kanagawa, Kanagawa Subdivision Moriya-cho 3-chome 12 address Victor Company of Japan, Ltd. in the (56) reference Patent flat 8-286220 (JP, a) J. Phys. Phys. Chem. Chem. ,1987年, Vol. , 1987, Vol. 91,No. 91, No. 25,6373−6380 (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) G02F 1/35 G02F 1/17,1/19 CA(STN) JICSTファイル(JOIS) 25,6373-6380 (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G02F 1/35 G02F 1 / 17,1 / 19 CA (STN) JICST file (JOIS)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 光応答性組成物から成る光学素子に、前記光学素子が感応する波長の制御光を照射し、制御光とは異なる波長帯域にある信号光の透過率および/または屈折率を可逆的に変化させることにより前記光学素子を透過する前記信号光の強度変調および/または光束密度変調を行う光制御方法において、 前記制御光および前記信号光を各々収束させて前記光学素子へ照射し、かつ、前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点近傍の光子密度が最も高い領域が前記光学素子中において互いに重なり合うように、前記制御光および前記信号光の光路をそれぞれ配置した光制御方法であり、 更に、前記光学素子が、下記の式[1]から[8]のいずれかで表されるペリ縮合多環芳香族化合物の少なくとも1種類 (57) the optical element consisting Claims 1 photoresponsive composition, irradiated control light of wavelength which the optical element is sensitive, the signal light in different wavelength bands from the control light each the optical control method of performing intensity modulation and / or light flux density modulation of the signal light transmitted through the optical element, said control light and said signal light transmission and / or refractive index by reversibly changing the is converged and irradiated to the optical element, and the highest region photon density of each focal point of said control light and said signal light so as to overlap each other during the optical element, of the control light and the signal light a light control method of the optical path arranged, furthermore, at least one of the optical elements, pericondensed polycyclic aromatic compound represented by any one of [8] from the following formula [1] 含有する光応答性組成物から成り、 【化1】 Ri from photoresponsive composition containing formation, embedded image (式[1]中において、 R N1およびR N2は、各々、水素原子、水酸基、アミノ基、置換アミノ基、第IV族元素(C,Si,Ge,S (In the formula [1], R N1 and R N2 are each a hydrogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a substituted amino group, Group IV elements (C, Si, Ge, S
    n,Pb)の化合物から導かれる1価の置換基を表し、 R C1ないしR C4は、各々、水素原子、第IV族元素(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化合物、第V族元素(N,P,As,Sb,Bi)の化合物、第VI族元素(O,S,Se,Te,Po)の化合物、または、第V n, represents a monovalent substituent derived from a compound of Pb), to no R C1 R C4 are each a hydrogen atom, the compound of Group IV elements (C, Si, Ge, Sn , Pb), Group V elements (N, P, As, Sb, Bi) compounds, the compounds of the group VI element (O, S, Se, Te, Po), or the V
    II族元素(F,Cl,Br,I)から導かれる1価の置換基を表し、これらの置換基は互いに相異なる場合、 II group elements (F, Cl, Br, I) represents a monovalent substituent derived from, when the substituents of different from each other,
    また、隣接する2個の置換基が互いに結合して環を形成する場合を含む。 Also includes a case where adjacent two substituents joined together to form a ring. ) 【化2】 ) ## STR2 ## (式[2]中において、 Z 1およびZ 2は、各々、2つの窒素原子と結合して縮合複素環を形成する残基を表し、これらの残基が置換基を有する場合を含み、 R C5ないしR C8は、式[1]におけるR C1ないしR C4と同義である。) 【化3】 (In the formula [2], Z 1 and Z 2 are each bonded to two nitrogen atoms represents a residue which forms a fused heterocyclic ring, including the case where these residues have a substituent radical, R C5 to R C8 are synonymous to no R C1 in the formula [1] and R C4.) embedded image (式[3]中において、 Z 3およびZ 4は、各々、式[2]におけるZ 1またはZ 2 (In the formula [3], Z 3 and Z 4 are each, Z 1 or Z 2 in formula [2]
    と同義であり、 R C9ないしR C12は、式[1]におけるR C1ないしR C4 It has the same meaning as, to no R C9 R C12 is to no R C1 in the formula [1] R C4
    と同義である。 As synonymous. ) 【化4】 ) [Of 4] (式[4]中において、 R N3およびR N4は、各々、式[1]におけるR N1またはR N2と同義であり、 R C13ないしR C20は、式[1]におけるR C1ないしR C4 (In the formula [4], R N3 and R N4 are each the same meaning as R N1 or R N2 in the formula [1], to no R C13 R C20 is to no R C1 in the formula [1] R C4
    と同義である。 As synonymous. ) 【化5】 ) [Of 5] (式[5]中において、 Z 5およびZ 6は、各々、式[2]におけるZ 1またはZ 2 (In the formula [5], Z 5 and Z 6 are each, Z 1 or Z 2 in formula [2]
    と同義であり、 R C21ないしR C28は、式[1]におけるR C1ないしR C4 It has the same meaning as, to no R C21 R C28 is to no R C1 in the formula [1] R C4
    と同義である。 As synonymous. ) 【化6】 ) ## STR00006 ## (式[6]中において、 Z 7およびZ 8は、各々、式[2]におけるZ 1またはZ 2 (In the formula [6], Z 7 and Z 8 are each, Z 1 or Z 2 in formula [2]
    と同義であり、 R C29ないしR C36は、式[1]におけるR C1ないしR C4 It has the same meaning as, to no R C29 R C36 is to no R C1 in the formula [1] R C4
    と同義である。 As synonymous. ) 【化7】 ) [Of 7] (式[7]中において、 Z 9は、式[2]におけるZ 1またはZ 2と同義であり、 R N5は、式[1]におけるR N1またはR N2と同義であり、 R C37ないしR C40は、式[1]におけるR C1ないしR C4 (In the formula [7], Z 9 has the same meaning as Z 1 or Z 2 in formula [2], R N5 have the same meanings as R N1 or R N2 in the formula [1], to no R C37 R C40 is to no R C1 in the formula [1] R C4
    と同義である。 As synonymous. ) 【化8】 ) ## STR00008 ## (式[8]中において、 Z 10は、式[2]におけるZ 1またはZ 2と同義であり、 R N6は、式[1]におけるR N1またはR N2と同義であり、 R C41ないしR C48は、式[1]におけるR C1ないしR C4 (In the formula [8], Z 10 has the same meaning as Z 1 or Z 2 in formula [2], R N6 is synonymous with R N1 or R N2 in the formula [1], to no R C41 R C48 is to no R C1 in the formula [1] R C4
    と同義である。 As synonymous. 前記制御光および前記信号光を前記光学素子中において ) The control light and the signal light during the optical element
    実質的に同一光路で伝搬させ、 前記光学素子を透過した後、発散していく信号光光線束 Substantially to propagate in the same optical path, passes through the optical element, the signal light ray bundle diverge
    を、前記信号光光線束の発散角度よりも小さい角度範囲 And angular range smaller than the divergence angle of the signal light beam flux
    (開口角)のレンズまたは凹面鏡で取り出すことによっ Depending on taking out a lens or concave mirror (aperture angle)
    て、前記強度変調および/または光束密度変調を強く受 Te, strongly received the intensity modulation and / or light flux density modulation
    けた領域の信号光光線束を分別して取り出す ことを特徴とする光制御方法。 Light control method characterized by retrieving by separating signal light ray bundle of digit regions. 【請求項2】 請求項に記載の光制御方法において、 前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点位置と前記光学素子との位置関係を変化させることにより、前記制御光の照射によって、前記光学素子を透過した前記信号光の見かけの強度が減少する方向の光応答と、前記信号光の見かけの強度が増大する光応答との、どちらか一方を選択して取り出すことを特徴とする光制御方法。 2. A light control method according to claim 1, by changing the positional relationship between each of the focal position of the control light and the signal light and the optical element, by the irradiation of the control light, the light, wherein the direction of the optical response intensity of apparent of the signal light transmitted through the optical element decreases, the photoresponse intensity of apparent of the signal light increases, to retrieve by selecting either control method. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の光制御方法において、 前記光応答性組成物が液体であり、かつ、前記液状光応答性組成物を充填した光学セルを前記光学素子として用いることを特徴とする光制御方法。 3. A light control method according to claim 1 or claim 2, wherein the photoresponsive composition is liquid, and the optical cell as the optical element filled with the liquid photoresponsive composition light control method, which comprises using. 【請求項4】 請求項記載の光制御方法であって、 前記液状光応答性組成物が揮発性溶剤を含有することを特徴とする光制御方法。 4. A light control method according to claim 3, the light control method, characterized in that the liquid photoresponsive composition contains a volatile solvent. 【請求項5】 光応答性組成物から成る光学素子に、前記光学素子が感応する波長の制御光を照射し、制御光とは異なる波長帯域にある信号光の透過率および/または屈折率を可逆的に増減させることにより前記光学素子を透過する前記信号光の強度変調および/または光束密度変調を行う光制御方法に用いられる光制御装置であって、 前記制御光および前記信号光を各々収束させる収束手段を有し、収束された前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点近傍の光子密度が最も高い領域が互いに重なり合うように、前記制御光および前記信号光の光路をそれぞれ配置し、かつ、前記光学素子は、収束された前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点近傍の光子密度が最も高い領域が互いに重なり合う位置に配置され、 更に、前記光学 The optical element consisting of 5. A photoresponsive composition, irradiated control light of wavelength which the optical element is sensitive, the transmission and / or refractive index of the signal light in different wavelength bands from the control light an optical control device used in the optical control method of performing reversibly the signal light intensity modulation and / or light flux density modulation of that transmitted through the optical element by increasing or decreasing, respectively converging the control light and the signal light has a converging means for, as the highest region photon density of the respective focal point of converged said control light and said signal light overlap each other, the optical path of said control light and said signal light respectively arranged, and , the optical element, the highest region photon density of the respective focal point of converged said control light and said signal light is disposed in overlapping positions from each other, further, the optical 子が、前記の式[1]から[8]のいずれかで表されるペリ縮合多環芳香族化合物の少なくとも1種類を含有する光応答性組成物から成り、 更に、前記制御光および前記信号光が前記光学素子中に Child, Ri consists photoresponsive composition containing at least one peri fused polycyclic aromatic compound represented by any one of [8] from the formulas [1], further, the control light and the the signal light in the optical element
    おいて実質的に同一光路で伝搬するような光路配置を有 Oite substantially have a light path arrangement as propagates in the same optical path
    し、 前記光学素子を透過した後、発散していく信号光光線束 And, after having passed through the optical element, the signal light ray bundle diverge
    のうち、前記強度変調および/または光束密度変調を強 Of the strength of the intensity modulation and / or light flux density modulation
    く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出す手段を It means for taking out and separating a signal light ray bundle of Ku receiving region
    有し、 前記強度変調および/または光束密度変調を強く受けた A, it was strongly the intensity modulation and / or light flux density modulation
    領域の信号光光線束を分別して取り出す手段として、前 As it means for extracting and separating a signal light beam flux region, before
    記光学素子へ前記信号光を収束させて入射させる際に用 Use when causing incident is converged said signal light to serial optical element
    いた収束手段の開口数よりも小さい開口数のレンズまた There was a small numerical aperture of the lens than the numerical aperture of the converging means also
    は凹面鏡を用いる ことを特徴とする光制御装置。 Light control device which is characterized by using a concave mirror. 【請求項6】 請求項に記載の光制御装置において、 前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点位置と前記光学素子との位置関係を変化させる移動手段を有し、 前記移動手段を用いることによって、前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点位置と前記光学素子との位置関係を変化させることにより、前記制御光の照射によって前記光学素子を透過した前記信号光の見かけの強度が減少する方向の光応答と、前記信号光の見かけの強度が増大する光応答との、どちらか一方を選択して取り出すことを特徴とする光制御装置。 6. The light control device according to claim 5, comprising a moving means for changing the positional relationship between the optical element and each of the focal position of the control light and the signal light, using said moving means it by, by changing the positional relationship between each of the focal position of the control light and the signal light and the optical element, the intensity of apparent of the signal light transmitted through the optical element by the irradiation of the control light decreases direction of optical response and, in the photoresponse intensity of apparent of the signal light increases, the light control apparatus characterized by taking out by selecting either the. 【請求項7】 請求項5または請求項6に記載の光制御装置において、 前記光学素子を透過してきた信号光と制御光の混合光を、信号光と制御光とに分離する手段を有することを特徴とする光制御装置。 7. The light control device according to claim 5 or claim 6, the mixed light of the transmitted becoming the signal light control light the optical element, having a means for separating the signal light and control light light control device according to claim. 【請求項8】 請求項から請求項7のいずれか1項に From 8. claim 5 in any one of claims 7
    記載の光制御装置において、 前記光応答性組成物が液体であり、かつ、前記液状の光応答性組成物を充填した光学セルを前記光学素子として用いることを特徴とする光制御装置。 In the optical control device, wherein the photoresponsive composition is liquid, and the light control device which is characterized by using an optical cell filled with a photo-responsive composition of the liquid as the optical element. 【請求項9】 請求項記載の光制御装置において、 前記液状光応答性組成物が揮発性溶剤を含有することを特徴とする光制御装置。 In the light control apparatus according to claim 9 according to claim 8, the light control device, characterized in that the liquid photoresponsive composition contains a volatile solvent. 【請求項10】 請求項から請求項9のいずれか1項 10. any one of claims 9 claim 5
    記載の光制御装置において、 前記制御光および前記信号光を各々収束させる前記収束手段、および/または、前記光学素子中の前記光応答性組成物を透過した後、発散していく信号光光線束のうち、前記強度変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出す手段、および/または、前記光学素子中の前記光応答性組成物を透過してきた信号光と制御光の混合光を、信号光と制御光とに分離する手段が、前記光学素子に組み込まれた構造を有することを特徴とする光制御装置。 The optical control device according to the converging means for converging each of said control light and said signal light, and / or after passing through said photoresponsive composition in said optical element, the signal light rays diverge of bundle, means taken by fractionating signal light ray bundle of the intensity modulation and / or stronger received area light flux density modulation, and / or, the signal light transmitted through said photoresponsive composition in said optical element and the mixed light of the control light, means for separating the signal light and control light, the light control device characterized by having a built-in structure to the optical element.
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