JP3504075B2 - Light control method and optical control device - Google Patents

Light control method and optical control device

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JP3504075B2
JP3504075B2 JP23931396A JP23931396A JP3504075B2 JP 3504075 B2 JP3504075 B2 JP 3504075B2 JP 23931396 A JP23931396 A JP 23931396A JP 23931396 A JP23931396 A JP 23931396A JP 3504075 B2 JP3504075 B2 JP 3504075B2
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light
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optical
optical element
signal light
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JP23931396A
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一郎 上野
茂 宝田
宏光 柳本
教雄 田中
正勝 甲斐
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大日精化工業株式会社
日本ビクター株式会社
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】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] [Technical 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二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 is irradiated with at least two kinds of light 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(特願平7−25618 [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 apparatus (Japanese Patent Application No. 7-25618
号、8−151133号)および光応答性材料(特願平7−58413号、7−58414号)を提案した。 Nos, 8-151133 Patent) and responsive material (Japanese Patent Application No. 7-58413 proposed a No. 7-58414). 【0009】本発明は、上記課題を解決し、更に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, further an object 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フタロシアニン誘導体の少なくとも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 phthalocyanine derivative represented by any one of [8] from. 【0011】 【化9】 [0011] [Omitted] (式[1]中において、M 1は水素原子1個または1価の金属原子1個を表し、M 1に中性の配位子が配位する場合を含む、R 1ないしR 16は、各々、水素原子、第I (In the formula [1], M 1 represents one hydrogen atom one or a monovalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 1, to no R 1 R 16 are, are each a hydrogen atom, Part I
V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V V group elements (C, Si, Ge, Sn, Pb) of the compound, a Group V element (N, P, As, Sb, Bi) of the compound, the V
I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。 Group I element (O, S, Se, Te, Po) of the compound, or, Group VII elements (F, Cl, Br, I) represents a monovalent substituent derived from these substituents phase with each other If different, also includes the case that binds two adjacent substituents together form a ring. ) 【化10】 ) [Of 10] (式[2]中において、M 2は2価の金属原子1個を表し、M 2に中性の配位子が配位する場合を含む、R 1ないしR 16は、式[1]の場合と同義である。) 【化11】 (In the formula [2], M 2 represents one divalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 2, to no R 1 R 16 is of formula [1] If the same meanings as defined above.) [of 11] (式[3]中において、M 3は3価の金属原子1個を表し、M 3に中性の配位子が配位する場合を含む、L 1は第IV族元素(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化合物、 (In the formula [3], M 3 represents one trivalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 3, L 1 is a group IV element (C, Si, Ge, Sn, Pb) of the compound,
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価の置換基または1価の陰イオンを表し、R 1ないしR 16は、式[1]の場合と同義である。 Compounds of Group V element (N, P, As, Sb, Bi), group VI element (O, S, Se, Te, Po) of the compound, or, Group VII elements (F, Cl, Br, I It represents a monovalent substituent or a monovalent anion derived from), to no R 1 R 16 have the same meanings as in formula [1]. ) 【化12】 ) [Of 12] (式[4]中において、M 4は4価の金属原子1個を表し、L 2およびL 3は、各々、式[3]におけるL 1と同義であり、L 2およびL 3が分子内で互いに結合して環を形成する場合を含む、R 1ないしR 16は、式[1]の場合と同義である。) 【化13】 (In the formula [4], M 4 represents one tetravalent metal atom, L 2 and L 3 are each the same meaning as L 1 in formula [3], L 2 and L 3 is a molecule in including the case where bonded to each other to form a ring, to no R 1 R 16 have the same meanings as in formula [1].) embedded image (式[5]中において、M 4は4価の金属原子1個を表し、nは1以上の整数を表し、Xは、−O−または−O (In the formula [5], M 4 represents one tetravalent metal atom, n represents an integer of 1 or more, X is, -O- or -O
−R−O−で表される2価の基であり、ここで、Rは第IV族元素(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化合物から導かれる2価の基を表し、R 1ないしR 18は、式[1]におけるR 1ないしR 16と同義である。 A divalent group represented by -R-O-, wherein, R represents a divalent group derived from a compound of Group IV elements (C, Si, Ge, Sn , Pb), R 1 to R 18 are synonymous with R 16 R 1 to the formula [1]. ) 【化14】 ) [Of 14] (式[6]中において、 M 3は3価の金属原子1個を表し、M 3に中性の配位子が配位する場合を含む、Xは、 (In the formula [6], M 3 represents one trivalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 3, X is
式[5]の場合と同義であり、R 1ないしR 16 、および、R 1'ないしR 16'は、式[1]におけるR 1ないしR Has the same meaning as in formula [5], R 1 to R 16, and, 'to R 16' R 1 is R 1 through in the formula [1] R
16と同義である。 16 synonymous. ) 【化15】 ) [Of 15] (式[7]中において、 M 4は4価の金属原子1個を表し、M 4に中性の配位子が配位する場合を含む、R 1ないしR 16は、式[1]の場合と同義である。) 【化16】 (In the formula [7], M 4 represents one tetravalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 4, to no R 1 R 16 is of formula [1] If the same meanings as defined above.) [of 16] (式[8]中において、 M 4は4価の金属原子1個を表し、M 4に中性の配位子が配位する場合を含む、R 1ないしR 16 、および、R 1'ないしR 16'は、式[1]におけるR 1ないしR 16と同義である。) 前記の式[1]において、1価の金属原子(M 1 )の具体例は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムなどのアルカリ金属である。 (In the formula [8], M 4 represents one tetravalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 4, to no R 1 R 16, and, to R 1 'without R 16 'has the same meaning of R 1 through in the formula [1] and R 16.) in the formula [1], specific examples of monovalent metal atom (M 1), for example, lithium, sodium, potassium , rubidium, an alkali metal such as cesium. 【0012】前記の式[2]において、2価の金属原子(M 2 )の具体例は、例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどのアルカリ土類金属、モリブデン、タングステン、マンガン、 [0012] In the formula [2] of the divalent Specific examples of the metal atom (M 2), for example, beryllium, magnesium, calcium, strontium, alkaline earth metals such as barium, molybdenum, tungsten, manganese,
鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、銅、銀などの遷移金属、亜鉛、カドミウム、水銀、鉛などの典型金属などである。 Iron is ruthenium, osmium, cobalt, rhodium, iridium, nickel, palladium, platinum, copper, transition metals such as silver, zinc, cadmium, mercury, etc. typical metal such as lead. 【0013】前記の式[3]または[6]において、3 [0013] In the above formula [3] or [6], 3
価の金属原子(M 3 )の具体例は、例えば、スカンジウム、イットリウム、クロム、マンガン、鉄、ロジウム、 Examples of valent metal atom (M 3) is, for example, scandium, yttrium, chromium, manganese, iron, rhodium,
金などの遷移金属、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、アンチモンなどの典型金属、プラセオジウム、ネオジウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムなどのランタノイド金属などである。 Transition metals such as gold, aluminum, gallium, indium, thallium, typical metals such as antimony, praseodymium, neodymium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, etc. lanthanide metals such as ytterbium. 【0014】前記の式[4]、[5]、[7]または[8]において、4価の金属原子(M 4 )の具体例は、 [0014] The formula [4], specific examples of the [5], [7] or [8], a tetravalent metal atom (M 4) is
例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタルなどの遷移金属、ケイ素、ゲルマニウム、錫などの典型金属、ルテチウムなどのランタノイド金属、および、トリウム、プロトアクチニウム、ウランなどのアクチノイド金属である。 For example, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, transition metals such as tantalum, silicon, germanium, a typical metal such as tin, lanthanoid metals such as lutetium, and, thorium, protactinium, and actinide metals such as uranium. 【0015】前記の式[1]ないし[8]において、中性の配位子の具体例は、例えば、水、酸素分子、一酸化炭素、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ピリジン、4,4'-ビピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、モルホリンなどである。 [0015] Specific examples of the Equations [1] of the [8], the neutral ligand is, for example, water, oxygen molecules, carbon monoxide, tetrahydrofuran, acetonitrile, pyridine, 4,4'-bipyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, morpholine, and the like. 【0016】前記の式[1]ないし[8]において、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(R 1ないしR 18 、R 1 'ないしR 16 '、L 1ないしL 3 )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、t-ブチル基、n-ペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、n-ヘキシル基、n- [0016] In the formulas [1] to the [8], Group IV elements (C, Si, Ge, Sn , Pb) to a monovalent substituent (R 1 not derived from a compound of R 18, R 1 ' specific examples of through R 16 ', L 1 to L 3), for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a cyclopropyl group, n- butyl group, t- butyl group, n- pentyl group, cyclopentyl group, a cyclohexyl group, n- hexyl, n-
ヘプチル基、ネオペンチル基、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- Heptyl group, a neopentyl group, n- octyl group, isooctyl group, n- nonyl, n- decyl, n- undecyl, 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、2,4-ジメトキシフェニル基、ナフチル基、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、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、 Dodecyl group, n- octadecyl group, a vinyl group, 2-propenyl group, a benzyl group, a phenyl group, a biphenyl group, 2,4-dimethoxyphenyl group, a naphthyl 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- undecyl group,
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、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、 n- dodecyloxy group, n- octadecyl group, a benzyloxy group, a phenoxy group, an acetyl group, a methoxycarbonyl group, a trimethylsilyl group, a dimethylphenyl silyl group, a trimethylsiloxy group, trimethylgermyl group,
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である。 Methyl diphenyl germyl group, trimethyl tin based, and the like triethyl lead-base. 【0017】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 1ないしR 18 、R 1 'ないしR 16 '、L 1ないしL 3 )の具体例は、例えば、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、ジベンジルアミノ基、エチルフェニルアミノ基、4- [0017] In the formulas [1] to the [8], group V element (N, P, As, Sb , Bi) to a monovalent substituent (R 1 not derived from a compound of R 18, R 1 ' specific examples of through R 16 ', L 1 to L 3), for example, dimethylamino group, diethylamino group, methylpropylamino group, dibenzylamino group, ethylphenyl group, 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、N-メチルアセチルアミノ基、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。 (Dimethylamino) butyl group, 6- (diethylamino) hexyl group, is N- methyl acetylamino group, diphenylphosphoryl alkylsulfonyl group, diphenyl Al sheet group, diphenyl styrene vinyl groups, such as diphenyl bis whip group. 【0018】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 1ないしR 18 、R 1 'ないしR [0018] In the formulas [1] to the [8], group VI element (O, S, Se, Te , Po) to a monovalent substituent (R 1 not derived from a compound of R 18, R 1 ' to R
16 '、L 1ないしL 3 )の具体例は、例えば、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、 16 ', specific examples of from L 1 L 3), for example, hydroxy group, a methoxy group, an ethoxy group, n- butoxy group, n- pentoxy group, n- hexyloxy group, n- heptoxy, n- octyloxy 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、メルカプト基、メチルチオ基、エチルチオ基、2-フリル基、2-チオフェニル基、2-セレノフェニル基、2-テルロフェニル基などである。 n- undecyl group, n- dodecyloxy group, n- octadecyl group, a benzyloxy group, a phenoxy group, a mercapto group, methylthio group, ethylthio group, 2-furyl group, 2-thiophenyl group, 2-selenophenyl group , and the like 2-tellurophenyl group. 【0019】前記の式[3]、[4]または[8]において、1価の陰イオン(L 1 、L 2またはL 3 )の具体例は、例えば、酢酸イオン(CH 3 COO - )、クロロ酢酸イオン(ClCH 2 COO - )、トリフルオロ酢酸イオン(CF 3 COO - )、炭酸水素イオン(HOCOO - )、 [0019] The formula [3], in [4] or [8], specific examples of the monovalent anion (L 1, L 2 or L 3), for example, acetate ion (CH 3 COO -), chloroacetic acid ion (ClCH 2 COO -), trifluoroacetate ion (CF 3 COO -), bicarbonate ion (HOCOO -),
硫酸水素イオン(HSO 4 - )、p-トルエンスルホン酸イオン(CH 364 SO 3 - )、ベンゼンスルホン酸イオン(C 65 SO 3 - )、メタンスルホン酸イオン(CH Hydrogen sulfate ion (HSO 4 -), p- toluenesulfonate ion (CH 3 C 6 H 4 SO 3 -), benzenesulfonate ion (C 6 H 5 SO 3 - ), methanesulfonate ion (CH
3 SO 3 - )、トリフルオロメタンスルホン酸イオン(C 3 SO 3 -), trifluoromethanesulfonate ion (C
3 SO 3 -青酸イオン(CN - )、シアン酸イオン(OCN - )、イソシアン酸イオン(NCO - )、イソチオシアン酸イオン(NCS - )、過塩素酸イオン(Cl F 3 SO 3 -), cyanide ion (CN -), cyanate ion (OCN -), isocyanate ions (NCO -), isothiocyanate ion (NCS -), perchlorate ion (Cl
4 - )、テトラフルオロボラートイオン(BF 4 - )、ヘキサフルオロホスフォラートイオン(PF 6 - )などである。 O 4 -), tetrafluoroborate ion (BF 4 -), hexafluoro phosphonium methoxide ion (PF 6 -) and the like. 【0020】前記の式[5]または[6]において、第IV族元素(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化合物から導かれる2価の基(R)の具体例は、例えば、メチレン基、エチレン基、1,2-プロピレン基、2,3-ブチレン基、1,4-フェニレン基、ジメチルシリレン基、メチルフェニルシリレン基、ジフェニルゲルミレン基などである。 [0020] In the formula [5] or [6] above, specific examples of Group IV elements (C, Si, Ge, Sn, Pb) 2 divalent group derived from a compound of (R), for example, methylene group, ethylene group, 1,2-propylene group, 2,3-butylene group, and a 1,4-phenylene group, dimethylsilylene group, methylphenyl silylene group, diphenyl gel Mi Len group. 【0021】また、上記目的を達成するために、本願の請求項記載の発明に係る光制御方法は、 更に 、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。 Further, in order to achieve the above object, an optical control method according to the invention of the first aspect, further, substantially propagate in the same optical path the control light and the signal light during the optical element characterized in that to. 【0022】 また、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、更に、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。 [0022] In order to achieve the above object, an optical control method according to the invention of the first aspect, further, after spent permeability of the optical element, of the signal light ray bundle diverge , characterized in that retrieving the intensity modulation and / or light flux density modulation strongly received by fractionating signal light ray bundle region. 【0023】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。 [0023] 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. 【0024】 また、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、更に、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、 Further, in order to achieve the above object, an optical control method according to the invention of the first aspect, further, after spent permeability of the optical element, a signal light ray bundle diverge,
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)のレンズまたは凹面鏡で取り出すことによって、 By taking out a lens or concave mirror angular range smaller than the divergence angle of the signal light beam flux (aperture angle)
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。 Wherein the retrieving and separating signal light ray bundle of the intensity modulation and / or stronger received area light flux density modulation. 【0025】また、上記目的を達成するために、本願の請求項記載の発明に係る光制御方法は、請求項1に記<br>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。 Further, in order to achieve the above object, an optical control method according to the invention of claim 2, wherein, in the light control method of the claim 1 serial <br> mounting, said control light and said signal light of by changing the positional relationship between the respective focal position and the optical element, by the irradiation of the control light, and the direction of the optical response intensity of apparent of the signal light transmitted through the optical element decreases, the signal wherein the retrieving and selecting the optical response light intensity of apparent increases, one or the other. 【0026】また、上記目的を達成するために、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 Further, in order to achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 3, the optical element comprising a photoresponsive composition, control light having a wavelength which the optical element is sensitive irradiation is carried out 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 for use in an optical control method comprises a converging means for converging each of said control light and said signal light, the photon density in each of the vicinity of the focal point of the converged said control light and said signal light is most such high regions overlap each other, the arranged control light and the optical path of the signal light, respectively, and the optical element, each of the focus of the converged said control light and said signal light near 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、前記光学素子が、前記の式[1]から[8]のいずれかで表されるフタロシアニン誘導体の少なくとも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 overlapping region of highest photon density of each other position, further, the optical element contains at least one phthalocyanine derivative represented by any one of [8] from the formula [1] photoresponsive characterized in that it consists of sexual composition. 【0027】また、上記目的を達成するために、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。 Further, in order to achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 3, further, the substantially same optical path during the control light and the signal light is the optical element and having a light path arrangement as propagates. 【0028】 また、上記目的を達成するために、本願の請求項3記載の発明に係る光制御装置は、更に、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。 Further, in order to achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 3, further after spent permeability of the optical element, of the signal light ray bundle diverge , characterized by having a means for removing the intensity modulation and / or light flux density modulation strongly received by fractionating signal light ray bundle region. 【0029】また、上記目的を達成するために、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、 更に 、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 Further, in order to achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 3, further, a signal light ray bundle of the intensity modulation and / or light flux density modulation strongly received area as means for extracting and separating a small numerical aperture of the lens or concave than the numerical aperture of the converging means used when made incident by converging the signal light to the optical element
を用いることを特徴とする。 Characterized by using a mirror. 【0030】また、上記目的を達成するために、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、本願の請求項 Further, in order to achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 4, wherein the application of claim
記載の光制御装置において、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手段として、絞りを用いることを特徴とする。 In 3 light control device according, as a means for taking out and separating a signal light ray bundle of the intensity modulation and / or light flux density modulation was heavily region, characterized by using an aperture. 【0031】また、上記目的を達成するために、本願の請求項記載の発明に係る光制御装置は、請求項3また Further, in order to achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application described in claim 5, also claim 3
は請求項4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。 By in the light control device according to claim 4, which has 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, said by changing each of the focal position of the control light and the signal light and the positional relationship between the optical element, the direction of the light intensity of apparent of the signal light transmitted through the optical element by the irradiation of the control light is reduced response and the optical response intensity of apparent of the signal light increases, and wherein the retrieving and selecting one or the other. 【0032】 また、上記目的を達成するために、本願の請求項6記載の発明に係る光制御装置は、請求項3から請求項5のいずれか1項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。 Further, in order to achieve the above object, an optical control device according to the invention of the present application according to claim 6, in the light control device according to any one of the preceding claims 3, wherein the optical the mixed light of the signal light that has passed permeable element control light, characterized in that it comprises means for separating the signal light and the control light. [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、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。 [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 the wavelength band of the control light as these combinations can be used to select an appropriate combination according to the intended use. 【0033】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。 [0033] 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. 【0034】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 optical path length of the signal light and the control light propagating in an optical element made of said 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内、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、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。 For example, first, of the composition of the photoresponsive composition, to determine the concentration of components absorbing at least control light or signal light, then, the transmittance of the specific value of the control light and signal light transmitted through the optical element It made it possible to set the optical path length of the signal light and the control light propagating in the optical element. または、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。 Or, first, for example devices as required by the design, after setting the optical path length to a specific value, photoresponsive composition as the transmittance of the control light and the signal light transmitted through the optical element becomes a specific value it is possible to adjust the composition of the. 【0035】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. 【0036】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 [0036] 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. 【0037】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、 [0037] 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. 【0038】[フタロシアニン誘導体]本発明で用いられる光学素子は、前記の式[1]ないし[8]で表されるフタロシアニン誘導体の少なくとも1種類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。 [0038] [phthalocyanine derivatives] optical element used in the present invention, the photoresponsive composition is dissolved or dispersed in a matrix material of at least one phthalocyanine derivative represented by the formulas [1] to the [8] consisting of things. 【0039】ここで用いられるフタロシアニン誘導体としては、公知のものを使用することができる。 Examples of the phthalocyanine derivative used herein may be a known. 【0040】前記フタロシアニン誘導体の具体例を化学式として図1から図20に例示する。 [0040] illustrated in FIGS. 1 to 20 an example of the phthalocyanine derivative as a chemical formula. 【0041】本発明では、これらのフタロシアニン誘導体を単独で、または、2種類以上を混合して使用することができる。 [0041] In the present invention, these phthalocyanine derivative singly or may be used as a mixture of two or more. 【0042】[マトリックス材料]本発明で用いることのできる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、 The matrix materials which can be used in the matrix material] The present invention, (1) high transmittance in the wavelength range of light used by the light control method of the present invention,
(2)本発明で用いられるフタロシアニン誘導体を安定性良く溶解または分散できること、(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。 (2) that the phthalocyanine derivative used in the present invention can be stabilized with good dissolving or dispersing, (3) can be kept stable with good form as an optical element, using any as long as it satisfies the condition that can do. 【0043】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。 [0043] As the matrix material of the inorganic system, for example, it may be used, such as low melting point glass material created by the so-called sol-gel method. 【0044】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。 [0044] 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 などの樹脂、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。 Resins such as, an 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. 【0045】更に、これらの有機高分子化合物に前記フタロシアニン誘導体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。 [0045] Furthermore, a residue of the phthalocyanine derivative in the organic polymer compounds as a side chain of the monomeric unit, or as a bridging group, as copolymerized monomer units, or as a matrix material that is bonded as a polymerization initiation end It can also be used. 【0046】[マトリックス材料中へのフタロシアニン誘導体の溶解または分散]これらのマトリックス材料中へフタロシアニン誘導体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。 [0046] To [dissolution or dispersion of the phthalocyanine derivative in the matrix material] dissolving or dispersing the phthalocyanine derivative to these matrix material may be a known method. 例えば、フタロシアニン誘導体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フタロシアニン誘導体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、フタロシアニン誘導体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、フタロシアニン誘導体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、フタロシアニン誘導体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・溶融加工する方法などを好適に For example, after mixing by dissolving the phthalocyanine derivative and the matrix material into a common solvent, a method of removing the solvent is evaporated, and the phthalocyanine derivative dissolved or dispersed into the raw material solution of the inorganic matrix material to produce a sol-gel method method of forming a matrix material, into the monomers of the organic polymer-based matrix material, using a solvent as needed, the matrix materials polymerization or engaged Juchijimi the monomer from dissolving or dispersing the phthalocyanine derivative from how, a solution of the phthalocyanine derivative and an organic polymer-based matrix material in a common solvent, both of phthalocyanine derivatives and thermoplastic organic polymeric matrix material is added dropwise to the solvent-insoluble, the resulting precipitate such as suitably method of heating and melt processing after filtration and dried いることができる。 It is possible to have. フタロシアニン誘導体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、フタロシアニン誘導体分子を凝集させ、「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フタロシアニン誘導体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。 By devising the combination and processing method of a phthalocyanine derivative and a matrix material, to coagulate the phthalocyanine derivative molecule, it is known that it is possible to form an "H-aggregate" and "J aggregate" such as a special aggregate called and has but a phthalocyanine derivative molecules in the matrix material may be used in the conditions for forming such aggregate state or associated state. 【0047】また、これらのマトリックス材料中へ前記の種々の微粒子を分散させるには公知の方法を用いることができる。 Further, it is possible to use methods known to dispersing the various particles in these matrix materials. 例えば、前記微粒子をマトリックス材料の溶液、または、マトリックス材料の前駆体の溶液に分散した後、溶媒を除去する方法、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、前記微粒子を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、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。 For example, a solution of the particulate matrix material or, and dispersed in a solution of the precursor of the matrix material, a method of removing the solvent, the monomer of organic polymeric matrix material, using a solvent if necessary, a method of forming a polymer or Juchijimi engaged allowed by the matrix material the monomer from by dispersing the fine particles, chemical vapor deposition, and the like can be preferably used as a sputtering method. 【0048】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。 [0048] 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. 【0049】[光学素子]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、 The form of the optical element] The optical element used in the present invention, depending on the configuration of the optical control device of the present invention, a thin film,
厚膜、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、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。 Thick, plate-like, block-like, cylindrical, semi-cylindrical, quadrangular prism, a triangular prism shape, a convex lens shape, a concave lens shape, a microlens array, a fiber shape, a microchannel array, and appropriate from such optical waveguide type it can be selected. 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 may be arbitrarily selected according to the kind of photoresponsive composition form and use of the optical element may be a known method. 【0050】例えば、薄膜状の光学素子をフタロシアニン誘導体とマトリックス材料から製造する場合、フタロシアニン誘導体および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。 [0050] For example, when manufacturing thin-film optical element from a phthalocyanine derivative and a matrix material, coating method, a solution of the phthalocyanine derivative and a matrix material, such as a glass plate, a blade coating method, a roll coating method, spin coating method , 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. 【0051】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 [0051] 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. 【0052】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フタロシアニン誘導体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・モールド法で成型することができる。 [0052] 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 it can be molded by a casting method or a reaction injection-molding method using what the phthalocyanine derivative is dissolved or dispersed in the monomer. 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、フタロシアニン誘導体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 of the phthalocyanine derivative from heated and melted. 【0053】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フタロシアニン誘導体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、フタロシアニン誘導体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。 [0053] fiber-shaped optical element may, for example, pouring that the phthalocyanine derivative dissolved or dispersed in the raw material monomer of organic polymeric matrix material in a glass capillary tube, or, those sucked up by capillarity how the method polymerizing or heating cylinder of thermoplastic organic polymeric matrix material is dissolved or dispersed phthalocyanine derivative, the so-called preform to a temperature above the glass transition temperature, after stretching the filaments, cooled it can be created in such. 【0054】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。 [0054] 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 . 【0055】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フタロシアニン誘導体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、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」 The waveguide type optical device, for example, a method of polymerizing from by pouring which is dissolved or dispersed phthalocyanine derivative as a raw material monomer of organic polymeric matrix material in the groove created on the substrate or, the thin film optical element formed on the substrate by etching "core"
パターンを形成し、次いで、フタロシアニン誘導体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。 Forming a pattern, then, it can be prepared by a method of forming a "cladding" in the matrix material not containing phthalocyanine derivative. 【0056】 【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。 [0056] PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described based on the drawings. 【0057】〔実施形態1〕図21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。 [0057] The First Embodiment FIG. 21 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21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)を用いる場合にも、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. 21, in the case of using the fiber type optical element (not shown), without optical waveguide (shown ), it can be suitably used in the case of using an optical element such as a microchannel array (not shown). 【0058】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。 [0058] Here, film type optical element 8 can be prepared by the following procedure for example. すなわち、フタロシアニン誘導体として、下記の化学式の2,6,10,14-および/または2,6,10,15-および/または2,6,11,15-および/または That is, a phthalocyanine derivative, the chemical formula 2,6,10,14 and / or 2,6,10,15- and / or 2,6,11,15- and / or
2,7,10,15-テトラ(t-ブチル)オキシバナジウムフタロシアニン(4種類の置換位置異性体の混合物) 【化17】 2,7,10,15- (mixture of 4 kinds of substitution position isomers) tetra (t-butyl) oxyvanadium phthalocyanine embedded image :6.81mgおよびポリメタクリル酸ベンジル:19 : 6.81Mg and polymethacrylic acid benzyl: 19
93.2mg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(フタロシアニン誘導体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 93.2mg tetrahydrofuran precipitate precipitated added with stirring into 1000ml (a mixture of a phthalocyanine derivative and polymer) was filtered off, dried under reduced pressure was washed with water, and ground. 得られたフタロシアニン誘導体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、 The obtained phthalocyanine derivative 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 the volatile components such as residual solvents,
光応答性組成物の粉末を得た。 To obtain a powder of photo-responsive composition. この粉末20mgをスライドガラス(25mm×76mm×厚さ1.150m The powder 20mg slide glass (25 mm × 76 mm × thickness 1.150m
m)およびカバーガラス(18mm×18mm×厚さ0.150mm)の間に挟み、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/カバーガラス間にフタロシアニン誘導体/ポリマーの膜(膜厚75μm)を作成した。 m) and sandwiched between the cover glass (18 mm × 18 mm × thickness 0.150 mm), and heated in a vacuum under 0.99 ° C., slide using a method of bonding the two glass plates (vacuum hot pressing method) Glass / It created a phthalocyanine derivative / polymer film (thickness 75 [mu] m) between the cover glass. なお、フタロシアニン誘導体/ポリマー膜中のフタロシアニン誘導体濃度は、フタロシアニン誘導体/ポリマー混合物の密度を1.18として計算すると、5. Incidentally, phthalocyanine derivative concentration of phthalocyanine derivative / polymer Makuchu, calculated density of phthalocyanine derivative / polymer mixture as 1.18, 5.
0×10 -3 mol/lである。 Is 0 × 10 -3 mol / l. 【0059】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22に示す。 [0059] The transmittance spectra of the film-type optical device produced as described above is shown in FIG. 22. この膜の透過率は制御光の波長(633nm)で8.8%、信号光の波長(830nm)で84%であった。 8.8% in transmittance of the film is controlled optical wavelengths (633 nm), it was 84% ​​in the wavelength of the signal light (830 nm). 【0060】図21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、 [0060] The light control device of the present invention illustrating the outline in FIG. 21, 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21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. 21. 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. 【0061】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. 【0062】制御光の光源1にはレーザー装置が好適に用いられる。 [0062] 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、アルゴンイオンレーザー(発振波長45 Specifically, for example, an argon ion 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. 【0063】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。 [0063] 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830nm、連続発振出力5mW、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としてヘリウム・ネオンレーザー(発振波長633nm、ビーム直径2mmのガウスビーム)、および前記の光応答性組成物からなる膜型光学素子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 830 nm, continuous oscillation output 5 mW, a Gaussian beam of diameter approximately 8mm after beam shaping), helium-neon laser (oscillation wavelength 633nm as a light source 1 of the control light, beam diameter 2mm the embodiments will be described using a combination of Gaussian beams), and a said photoresponsive composition film type optical element 8. 【0064】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。 [0064] 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. 【0065】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。 [0065] 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、適当な手段で予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 of the control light is pulsed, when used or when in the form of a light source capable of controlling the pulse width and oscillation interval, the pre-pulse modulated laser beam by suitable means as the light source 1 , it may not be provided the shutter 4. 【0066】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。 [0066] 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. 【0067】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。 [0067] 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. 【0068】光検出器11および22は、本発明の光・ [0068] 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. 【0069】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。 [0069] 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). 【0070】光混合器6は、前記光学素子中を伝播して行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当たり重要な装置構成要素の一つである。 [0070] 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 carrying out 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. 【0071】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。 [0071] 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. 【0072】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。 [0072] 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. 【0073】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得ることができる。 [0073] 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 obtain an intensity modulation and / or light flux density modulated signal light at a sufficient magnitude with good reproducibility. 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言うまでもない。 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 optical detector substantially may also be reduced numerical aperture of course. また、後で述べるように、集光レンズおよび受光レンズの代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 and the light-receiving lens (see Embodiment 4). 【0074】波長選択透過フィルター20は、図21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。 [0074] 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. 21, 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. 【0075】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。 [0075] 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. 【0076】図21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。 [0076] The wavelength selective transmission filter 20 used in the apparatus configuration of FIG. 21, 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. 【0077】以上のような構成要素から成る図21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。 [0077] In the optical device of FIG. 21 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. 【0078】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。 [0078] 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. 【0079】半透過鏡5で分割・反射された制御光は、 [0079] 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. 【0080】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、 [0080] 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. 【0081】図21の光学装置を用いて光制御の実験を行い、図23および図24に示すような光強度変化を観測した。 [0081] conducted experiments the light control using the optical device of FIG. 21 were observed light intensity change as shown in FIGS. 23 and 24. 図23および図24において、111は光検出器11の受光信号、222および223は光検出器22 23 and 24, the light receiving signal of the light detector 11 is 111, 222 and 223 are optical detectors 22
の受光信号である。 Of which it is a light receiving signal. 光検出器22の受光信号222の得られる場合と223の得られる場合の違いは、以下の通りである。 Differences in the resulting the case and 223 capable of obtaining light-receiving signals 222 of the photodetector 22 is as follows. 【0082】図21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。 [0082] Although in the apparatus arrangement of FIG. 21 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 apparent of the signal light transmitted through the optical element decreases are observed. 一方、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。 On the other hand, the convergence when the beam diameter is set to the minimum a position closer to (focus Fc) to the light receiving lens 9 of the film type optical element 8 (light emitting side), intensity of the signal light of the apparent transmitted through the optical element There direction photoresponsive 223 increases is observed. 【0083】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物質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。 [0083] a detailed unexplained for mechanisms such photoresponse occurs, currently the intensive studies in, by irradiation of the control light to the transmittance and refractive index, etc. of the light-responsive substance changes it is presumed that due to. 【0084】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、例えば精密ねじ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。 [0084] 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, provided for example gantry provided with a fine adjustment mechanism by precision screw, a piezoelectric element actuator 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. 【0085】図21の光学装置を用いて光制御の実験を行い、図23および図24に示すような光強度変化を観測したが、その詳細は以下に述べる通りである。 [0085] conducted experiments the light control using the optical device of FIG. 21, it has been observed light intensity change as shown in FIGS. 23 and 24, the details of which are described below. 【0086】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。 [0086] 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. 【0087】なお、収束ビーム径最小位置(焦点Fc ) [0087] Incidentally, convergent beam 径最 small position (focus Fc)
の膜型光学素子8上での移動は、膜型光学素子8を移動させて行った。 Moved on the film type optical element 8 was performed by moving the film type optical element 8. すなわち、集光レンズ7および受光レンズ9の間隔(d 78 +d 89 )を固定したまま、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て行った。 Namely, while fixing the distance between the condenser lens 7 and the light receiving lens 9 (d 78 + d 89) , membrane type the length of the optical element 8 and the condenser lens 7 is changed, the same converged control light and signal light path It was carried out by varying the positional relationship between the focal position and the film type optical element 8 of the light. 【0088】まず前記焦点Fc を膜型光学素子8の集光レンズ側に設置した場合について述べる。 [0088] First described case of installing the focus Fc to the condensing lens side of the film type optical element 8. この場合の、 In this case,
制御光の波形111に対する信号光の応答波形222を図23に示す。 The response waveform 222 of the signal light with respect to the waveform 111 of the control light is shown in FIG. 23. 【0089】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。 [0089] 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. 【0090】時刻t 2においてシャッター4を開放し、 [0090] 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. 【0091】時刻t 3においてシャッター4を閉じ、光学素子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。 [0091] 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 returning from 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. 【0092】時刻t 4においてシャッター4を開放し、 [0092] to open the shutter 4 at time t 4,
ついで、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. 【0093】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。 [0093] 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. 【0094】ついで、前記焦点Fc を膜型光学素子8の受光レンズ側に設置した場合について述べる。 [0094] Next, described when installed the focus Fc to the light receiving lens 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
3を図24に示す。 3 are shown in Figure 24. 【0095】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。 [0095] 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. 【0096】時刻t 2においてシャッター4を開放し、 [0096] 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. 【0097】時刻t 3においてシャッター4を閉じ、光学素子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。 [0097] 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 returning from 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. 【0098】時刻t 4においてシャッター4を開放し、 [0098] to open the shutter 4 at time t 4,
ついで、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. 【0099】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。 [0099] 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. 【0100】以上まとめると、膜型光学素子8へ、制御光を図23または図24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23の222または図24の223に示すように、 [0100] In summary, the film type to the optical element 8, where the control light was irradiated to give the time variation of the light intensity represented by the waveform as shown in 111 of FIG. 23 or FIG. 24, the light intensity of the signal light the output waveform of the photodetector 22 shown monitored as shown in 223 of 222 or 24 in FIG. 23,
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. 【0101】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)] 【数2】 ΔT'=100[(D−A)/(A−C)] によって定量的に比較することができる。 [0102] 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, value [Delta] T then defined using the C and D '[in%] [number 1] ΔT = 100 [(a-B) / (a-C)] Equation 2] [Delta] T' = 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. 【0102】上の例において、制御光の入射パワーを2 [0102] 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82%、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54%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 82% apparent signal the maximum value of the magnitude [Delta] T 'direction of the response light intensity increases was 54%. 【0103】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。 [0103] 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. 【0104】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。 [0104] 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21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を設置し、膜型光学素子8を透過した光線束の全てを受光レンズ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。 The apparatus of FIG. 21, 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, established the light intensity distribution measuring instrument instead of the photodetector 22, the film-type light receiving unit 31 of all the light flux transmitted through the optical element 8 by the light-receiving-converged by the light receiving lens 9 wherein the light intensity distribution measuring instrument (effective is incident to the diameter 4 mm), was measured the light intensity distribution of the signal light ray bundle cross section. 測定結果を図28、29、 28 and 29 the measurement results,
30に示す。 30 to show. ここで、光強度分布測定器は、図25に示すように、受光部31(有効直径4mm)に対して幅1 Here, the light intensity distribution measuring apparatus, as shown in FIG. 25, a width of 1 with respect to the light receiving part 31 (effective diameter 4 mm)
mm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25において点X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×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 first slit 32 of mm is provided, the length direction of the first slit, that is, from the point X in the direction of the point Y in FIG. 25, by moving the second slit 33 of width 25μm at a constant speed, two the intensity of the light slit passes through the rectangular window of 1 mm × 25 [mu] m to make of 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3 To measure the light intensity in correspondence with the movement position of the window, for example, a second slit 3
3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。 On a storage oscilloscope synchronized with the third moving speed of the output of the detectors receiving the light transmitted through the window may be recorded. 図28〜30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25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。 Figure 28-30, 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 horizontal axis (the position of the light beam cross-section) is shown in FIG. 25 corresponding to the position of the point Y from the point X, the vertical axis represents the light intensity. 【0105】図28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。 [0105] Figure 28 is a 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"). 【0106】図29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。 [0106] Figure 29 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. 【0107】図30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。 [0107] Figure 30 is set to a position where the convergence 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28)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. 28) 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. 【0108】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。 [0108] 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全て補足し、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。 Supplemented all signal light transmitted through the, when received by the photodetector, the optical response is detected, 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. 【0109】なお、図31、32、33は、集光レンズ7の開口数を0.65、受光レンズ9の開口数を0.4 [0109] Incidentally, FIG. 31, 32, the numerical aperture of the condenser lens 7 0.65, the numerical aperture of the light receiving lens 9 0.4
にした場合の信号光ビーム断面の光強度分布である。 The light intensity distribution of the signal light beam cross section in the case of the. 図31は信号光のみが膜型光学素子8に入射した場合、図32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)に設定した場合、図33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)に設定した場合の前記信号光のそれぞれの光強度分布である。 Figure 31 If only the signal light is incident on the film type optical element 8, FIG. 32 is an incident convergent beam diameter becomes minimum position closer to (focus Fc) to the condensing lens 7 of the film type optical element 8 (light when set to the side), FIG. 33 of the signal light in the case of setting a position converging the beam diameter is minimized (closer focus Fc) to the light receiving lens 9 of the film type optical element 8 (light emitting side) a respective light intensity distribution. 【0110】〔実施形態2〕本発明の光制御光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。 [0110] [Embodiment 2] and each is converged said control light and said signal light in order to increase the optical response in the light control optical method and optical control device of the present invention is irradiated to the optical element, and wherein Although the highest region photon density in the vicinity of the respective focus of the control light and the signal light may be respectively disposed an optical path of the optical element and the control light and the signal light so as to overlap each other in a signal in order that it is preferable to substantially propagated in the same optical path the light and control light. 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26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. 26. 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. 【0111】 【数3】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 [0111] Equation 3] 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633nm、ビーム直径1 m, a numerical aperture of 0.65) at a wavelength of 633 nm, beam diameter 1
mmの制御光を収束したときのビームウエストの半径ω The radius of the beam waist at the time of the convergence of the mm control light of ω
0は2.02μm、同様にして波長830nm、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0.392μm(ほぼ回折限界)と計算される。 0 2.02Myuemu, Similarly wavelength 830 nm, the radius omega 0 of the beam waist when the converged signal light beam diameter 8mm is calculated as 0.392Myuemu (approximately diffraction limited). 【0112】図27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 [0112] As shown in FIG. 27, 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. 【0113】表1のデータは、一例として、実施形態1 [0113] 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7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 7 points. 【0114】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、 [0114] 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. 【0115】 【表1】 [0115] [Table 1] 〔実施形態3〕実施形態1におけるテトラ(t-ブチル) Tetra in Embodiment 3 Embodiment 1 (t-butyl)
オキシバナジウムフタロシアニンの代わりに、フタロシアニン誘導体として、下記の化学式の2,6,10,14-および/または2,6,10,15-および/または2,6,11,15-および/ Instead of oxyvanadium phthalocyanine, as the phthalocyanine derivative, the chemical formula 2,6,10,14 and / or 2,6,10,15- and / or 2,6,11,15- and /
または2,7,10,15-テトラ(t-ブチル)銅フタロシアニン(4種類の置換位置異性体の混合物) 【化18】 Or 2,7,10,15- tetra (t-butyl) (mixture of 4 kinds of substitution position isomers) copper phthalocyanine embedded image :6.78mgを用いた他は実施形態1に記載の方法と同様の手順によって、膜型光学素子8を作成した。 : Except for using 6.78mg is by a procedure similar to that of the method of embodiment 1, was created film type optical element 8. この膜型光学素子の透過率スペクトルを図34に示す。 It shows the transmission spectrum of the film-type optical element in FIG. 34. この膜の透過率は制御光の波長(633nm)で12%、信号光の波長(780nm)で85%であった。 12% transmittance of the film is controlled optical wavelengths (633 nm), it was 85% in the wavelength of the signal light (780 nm). 【0116】この膜型光学素子を実施形態1の場合と同様な光制御装置(図21)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。 [0116] The membrane type similar light control device in the case of an optical element according to the first embodiment attached to a (FIG. 21), the position (focus Fc) convergence beam diameter is minimized in the control light and signal light and the film type optical element while changing the 8 positional relationship, and the optical response direction and magnitude of the signal light corresponding to the intermittence of the control light examined in the same manner as in the first embodiment. ただし、信号光の光源2 However, the light source of signal light 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としてヘリウム・ネオンレーザー(発振波長633nm、ビーム直径2mmのガウスビーム)を、集光レンズ7として倍率20倍、開口数0. As a semiconductor laser (the oscillation wavelength 780 nm, continuous oscillation output 6 mW, a Gaussian beam of diameter approximately 8mm after beam shaping), helium-neon laser as the light source 1 of the control light (oscillation wavelength 633 nm, a Gaussian beam of a beam diameter 2 mm), 20 magnifications as a condenser lens 7, aperture of 0.
4の顕微鏡用レンズを、受光レンズ9として倍率10 4 of the microscope lens, magnification 10 as a light receiving lens 9
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 +d 89 )を固定したまま、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て行った。 Times, using a microscope objective lens having a numerical aperture of 0.3, while fixing the distance between the condenser lens 7 and the light receiving lens 9 (d 78 + d 89) , varies the distance of the membrane-type optical element 8 and the condenser lens 7 is allowed, were carried out by varying the positional relationship between the focal position and the film type optical element 8 of the same optical path converged control light and signal light. 【0117】制御光の入射パワー13mW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9 [0117] When the incident power 13mW of the control light, the maximum value of the magnitude ΔT response orientation signal light intensity is decreased 9
7%、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49%であった。 7%, the maximum value of the magnitude ΔT response orientation signal light intensity of apparent increase 'was 49%. 【0118】〔実施形態4〕図35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。 [0118] The Fourth Embodiment FIG. 35 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35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. 35, a fiber type, an optical waveguide type, suitably used also in the case of using an optical element such as a microchannel array can. 【0119】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、 [0119] 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21)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. 21). 【0120】図35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21の配置で必要な光混合器6を省略することができる。 [0120] By using the dichroic mirror 21 in the arrangement shown in FIG. 35, 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 21. ただし、 However,
図35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. 35, 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. 【0121】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の代りに、 [0121] 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,
図35のような配置において凹面鏡15および16を用いることができる。 It can be used concave mirrors 15 and 16 in the arrangement shown in Figure 35. 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. 【0122】図35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または反射した後、発散していく信号光光線束のうち、前記強度変調および/ [0122] as illustrated in FIG. 35, after being transmitted or reflected through the optical element in the optical control device of the present invention, in the signal light ray bundle diverge, the intensity modulation and /
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。 Or taken out by separating the signal light ray bundle of the light flux density modulation was heavily region may employ the following method. 【0123】(1)光検出器22の手前に絞り19を設ける方法。 [0123] (1) a method of providing a stop 19 in front of the photodetector 22. 【0124】(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。 [0124] (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. 【0125】(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。 [0125] (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. 【0126】図35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 [0126] as illustrated in FIG. 35, 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35におけるダイクロイックミラー21の代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. 35. 【0127】本発明の光制御方法を図35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) [0127] The light control method of the present invention as a procedure when performed in apparatus as shown in FIG. 35, 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. 【0128】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。 [0128] 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. 【0129】 【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。 [0129] [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.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] present invention. 【図2】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention; FIG. 【図3】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 3 is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図4】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention; FIG. 【図5】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 5 is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図6】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 6 is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図7】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 7 is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図8】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 8 is a diagram illustrating a structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図9】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 9 is a diagram illustrating a structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図10】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention; FIG. 【図11】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 11 is a diagram illustrating a structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図12】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention; FIG. 【図13】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 13 is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図14】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 14 is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図15】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 Is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention; FIG. 【図16】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 16 is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図17】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 17 is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図18】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 18 is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図19】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 19 is a diagram illustrating a structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図20】 本発明に用いられるフタロシアニン誘導体の構造を例示した図である。 20 is a diagram illustrating the structure of the phthalocyanine derivative used in the present invention. 【図21】 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. 21 is a block diagram of a first embodiment illustrating an apparatus configuration used in practicing the present invention. 【図22】 実施形態1の膜型光学素子の透過率スペクトルである。 22 is a transmittance spectrum of the film-type optical element of Embodiment 1. 【図23】 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。 23 is a illustrated FIG light intensity time variation of the control light and signal light. 【図24】 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。 Figure 24 is a illustrated FIG light intensity time variation of the control light and signal light. 【図25】 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。 25 is a diagram showing the relationship between the slit and the light beam used in the optical intensity distribution measurement. 【図26】 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。 26 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27】 制御光および信号光の光路(および光軸) [27] 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28】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した図である。 28 is a diagram showing the light intensity distribution of the beam cross-section of the signal light. 【図29】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した図である。 29 is a diagram showing the light intensity distribution of the beam cross-section of the signal light. 【図30】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した図である。 30 is a diagram showing the light intensity distribution of the beam cross-section of the signal light. 【図31】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した図である。 31 is a diagram showing the light intensity distribution of the beam cross-section of the signal light. 【図32】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した図である。 32 is a diagram showing the light intensity distribution of the beam cross-section of the signal light. 【図33】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した図である。 33 is a diagram showing the light intensity distribution of the beam cross-section of the signal light. 【図34】 実施形態3の膜型光学素子の透過率スペクトルである。 34 is a transmittance spectrum of the film-type optical element of Embodiment 3. 【図35】 本発明を実施する際に用いられる実施形態4の装置構成を例示した構成図である。 FIG. 35 is a block diagram illustrating a device configuration of an embodiment 4 for use in practicing the present invention. 【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 膜型光学素子、9 受光レンズ、 7 a condenser lens, 8 membrane type optical element, 9 receiving lens,
10 波長選択透過フィルター(信号光遮断用)、11 10 Wavelength selective transmission filter (signal light blocking), 11
光検出器、13 光アイソレーター(制御光用)、1 Photodetector 13 optical isolator (control light), 1
4 光アイソレーター(信号光用)、15 凹面鏡、1 4 optical isolator (signal light), 15 a concave mirror, 1
6 凹面鏡、19 絞り、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、2 6 concave mirror, 19 aperture, 20 wavelength selective transmission filter (cutoff control light), 21 dichroic mirror, 2
2 光検出器(信号光の光強度検出用)、30 波面、 2 optical detector (for light intensity detection of the signal light), 30 wavefront,
31 光強度分布測定器の受光部(有効直径4mm)、 Receiving portion of the 31 light intensity distribution measuring instrument (effective diameter 4 mm),
32 第一のスリット(幅1mm)、33 第二のスリット(幅25μm)、100 オシロスコープ、111 32 first slit (width 1 mm), 33 second slit (width 25 [mu] m), 100 oscilloscope 111
光検出器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)、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の出力レベル、B 焦点Fc が膜型光学素子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、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 が膜型光学素子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 Signal from the photodetector 11 (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, the signal light while blocking the A control light output level of the photodetector 22 when the light source, B focus Fc is irradiated with the control light in a state where the case is set to the condensing lens side of the film type optical element 8, and light source was on the signal light output level of the optical detector 22 when the output level of the photodetector 22 in a state of turning off the C signal light, when D focus Fc is set to the light receiving lens side of the film type optical element 8, and the signal light output level of the optical detector 22 when irradiated with the control light in a state where the light source is lit, d 78
集光レンズ7と膜型光学素子8の距離、d 89膜型光学素子8と受光レンズ9の距離、Fc 焦点、L 01 Length of the condenser lens 7 and the film type optical element 8, the distance d 89 film-type optical element 8 and the light receiving lens 9, Fc focus, L 01,
+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 1信号光または制御光の光ビーム断面L L +1, L -1 and L 02 signal light or light beam cross-section of the control light, l +1 and l -1 optical signal or a translation distance of the optical axis of the control light, r 1 signal light or control light of the light beam cross section 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制御光を遮断していたシャッターを開放した時刻、t 3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 01, the radius of the L +1 or L -1, the radius of the light beam cross-section L 02 of r 2 signal light or control light, time of lighting the light source of the t 1 signal light, the shutter which has been cut off t 2 control light open time, t 3 control light time 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 甲斐 正勝 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 Wuli Xuebao,1995年,V ol. ────────────────────────────────────────────────── ─── 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 Masakatsu Kai, 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-ku, Moriya-cho 3-chome 12 address Victor Company of Japan, Ltd. in the (56) references Wuli Xuebao, 1995 years, V ol. 44,No. 44, No. 3,419−426 Appl. 3,419-426 Appl. Phys. Phys. B,1992年,V ol. B, 1992 years, V ol. 54,No. 54, No. 1,46−51 (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) G02F 1/35 G02F 1/19 G02F 1/17 CA(STN) JICSTファイル(JOIS) 1,46-51 (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G02F 1/35 G02F 1/19 G02F 1/17 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、 (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 It is converged and irradiated to the optical element, and,
    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フタロシアニン誘導体の少なくとも1 Wherein as the highest region photon density of the respective focal point of control light and said signal light overlap with each other during 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 is at least one phthalocyanine derivative represented by any one of [8] from the following formula [1]
    種類を含有する光応答性組成物から成り、 【化1】 It consists photoresponsive composition containing type, embedded image (式[1]中において、M 1は水素原子1個または1価の金属原子1個を表し、M 1に中性の配位子が配位する場合を含む、R 1ないしR 16は、各々、水素原子、第I (In the formula [1], M 1 represents one hydrogen atom one or a monovalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 1, to no R 1 R 16 are, are each a hydrogen atom, Part I
    V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V V group elements (C, Si, Ge, Sn, Pb) of the compound, a Group V element (N, P, As, Sb, Bi) of the compound, the V
    I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。 Group I element (O, S, Se, Te, Po) of the compound, or, Group VII elements (F, Cl, Br, I) represents a monovalent substituent derived from these substituents phase with each other If different, also includes the case that binds two adjacent substituents together form a ring. ) 【化2】 ) ## STR2 ## (式[2]中において、M 2は2価の金属原子1個を表し、M 2に中性の配位子が配位する場合を含む、R 1ないしR 16は、式[1]の場合と同義である。) 【化3】 (In the formula [2], M 2 represents one divalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 2, to no R 1 R 16 is of formula [1] If the same meanings as defined above.) [Formula 3] (式[3]中において、M 3は3価の金属原子1個を表し、M 3に中性の配位子が配位する場合を含む、L 1は第IV族元素(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化合物、 (In the formula [3], M 3 represents one trivalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 3, L 1 is a group IV element (C, Si, Ge, Sn, Pb) of the compound,
    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価の置換基または1価の陰イオンを表し、R 1ないしR 16は、式[1]の場合と同義である。 Compounds of Group V element (N, P, As, Sb, Bi), group VI element (O, S, Se, Te, Po) of the compound, or, Group VII elements (F, Cl, Br, I It represents a monovalent substituent or a monovalent anion derived from), to no R 1 R 16 have the same meanings as in formula [1]. ) 【化4】 ) [Of 4] (式[4]中において、M 4は4価の金属原子1個を表し、L 2およびL 3は、各々、式[3]におけるL 1と同義であり、L 2およびL 3が分子内で互いに結合して環を形成する場合を含む、R 1ないしR 16は、式[1]の場合と同義である。) 【化5】 (In the formula [4], M 4 represents one tetravalent metal atom, L 2 and L 3 are each the same meaning as L 1 in formula [3], L 2 and L 3 is a molecule in including the case where bonded to each other to form a ring, to no R 1 R 16 have the same meanings as in formula [1].) embedded image (式[5]中において、M 4は4価の金属原子1個を表し、nは1以上の整数を表し、Xは、−O−または−O (In the formula [5], M 4 represents one tetravalent metal atom, n represents an integer of 1 or more, X is, -O- or -O
    −R−O−で表される2価の基であり、ここで、Rは第IV族元素(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化合物から導かれる2価の基を表し、R 1ないしR 18は、式[1]におけるR 1ないしR 16と同義である。 A divalent group represented by -R-O-, wherein, R represents a divalent group derived from a compound of Group IV elements (C, Si, Ge, Sn , Pb), R 1 to R 18 are synonymous with R 16 R 1 to the formula [1]. ) 【化6】 ) ## STR00006 ## (式[6]中において、 M 3は3価の金属原子1個を表し、M 3に中性の配位子が配位する場合を含む、Xは、 (In the formula [6], M 3 represents one trivalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 3, X is
    式[5]の場合と同義であり、R 1ないしR 16 、および、R 1'ないしR 16'は、式[1]におけるR 1ないしR Has the same meaning as in formula [5], R 1 to R 16, and, 'to R 16' R 1 is R 1 through in the formula [1] R
    16と同義である。 16 synonymous. ) 【化7】 ) [Of 7] (式[7]中において、 M 4は4価の金属原子1個を表し、M 4に中性の配位子が配位する場合を含む、R 1ないしR 16は、式[1]の場合と同義である。) 【化8】 (In the formula [7], M 4 represents one tetravalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 4, to no R 1 R 16 is of formula [1] If the same meanings as defined above.) [of 8] (式[8]中において、 M 4は4価の金属原子1個を表し、M 4に中性の配位子が配位する場合を含む、R 1ないしR 16 、および、R 1'ないしR 16'は、式[1]におけるR 1ないしR 16と同義である。)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、 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光制御方法。 (In the formula [8], M 4 represents one tetravalent metal atom, including the case where neutral ligand is coordinated to M 4, to no R 1 R 16, and, to R 1 'without R 16 'is R 1 to the formula [1] is synonymous with R 16.) substantially is propagated in the same optical path in said control light and said signal light in the optical element, spent Toru said optical element and then, the signal light ray bundle diverge, by removing a lens or concave mirror angular range smaller than the divergence angle of the signal light beam flux (aperture angle), strongly the intensity modulation and / or light flux density modulation light control method characterized by taking out a signal light ray bundle of the area subjected to fractionation. 【請求項2】 請求項1に記載の光制御方法において、 2. A light control method according to claim 1,
    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。 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 direction in which the apparent strength of the signal light transmitted through the optical element decreases and photoresponsive, said photoresponsive the intensity of the signal light of the apparent increases, the light control method characterized by retrieving by selecting either. 【請求項3】 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 3. 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フタロシアニン誘導体の少なくとも1 Child, at least the phthalocyanine derivative represented by any one of [8] from the formula [1] 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光制御装置。 It consists photoresponsive composition containing a kind, further having a substantially optical path arranged such that propagate in the same optical path and the control light and the signal light during the optical element, spent Toru said optical element was followed, in the signal light ray bundle diverge, it has a means for extracting and separating a signal light ray bundle of the intensity modulation and / or light flux density modulation was heavily region, the intensity modulation and / or light flux density as it means for extracting and separating a signal light beam flux modulated heavily region, the 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 light control apparatus characterized by the use. 【請求項4】 請求項2記載の光制御装置において、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手段として、絞りを用いることを特徴とする光制御装置。 4. A light control device according to claim 2, as a means for extracting and separating a signal light ray bundle of the intensity modulation and / or light flux density modulation was heavily region, light, which comprises using an aperture Control device. 【請求項5】 請求項3または請求項4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。 5. A light control device according to claim 3 or claim 4, comprising a moving means for changing the positional relationship between each of the focal position of the control light and the signal light and the optical element, wherein by using the moving means, by changing the positional relationship between each of the focal position of the control light and the signal light and the optical element, the signal light apparent transmitted through the optical element by the irradiation of the control light the direction of the optical response intensity of is reduced, the optical response intensity of apparent of the signal light increases, the light control apparatus characterized by taking out by selecting one or the other. 【請求項6】 請求項3から請求項5のいずれか1項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。 6. The light control device according to claim 3 in any one of claims 5, Toru spent getting the signal light mixed light of the control light to the optical element, the signal light and control light light control device characterized by having means for separating the.
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