JPH08328059A - 非線形光学材料およびこれを用いた光スイッチ素子 - Google Patents
非線形光学材料およびこれを用いた光スイッチ素子Info
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- JPH08328059A JPH08328059A JP13198295A JP13198295A JPH08328059A JP H08328059 A JPH08328059 A JP H08328059A JP 13198295 A JP13198295 A JP 13198295A JP 13198295 A JP13198295 A JP 13198295A JP H08328059 A JPH08328059 A JP H08328059A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 遅い応答の比率が小さい非線形光学材料を提
供する。また、高速での光制御が可能な光スイッチ素子
を提供する。 【構成】 本発明の非線形光学材料は、光学的に透明な
マトリックスに微粒子を分散させてなる非線形光学材料
であり、前記マトリックスが熱伝導率２Ｗ／ｍＫ以上の
物質からなり、前記微粒子のサイズが１〜５００ｎｍで
あることを特徴とする。また、本発明の光スイッチ素子
は、マトリックスに微粒子を分散させてなる非線形光学
材料によって光路の一部または全部が形成されており、
前記非線形光学材料によって光制御する光スイッチ素子
であり、前記非線形光学材料が状基本発明の非線形光学
材料であることを特徴とする。
供する。また、高速での光制御が可能な光スイッチ素子
を提供する。 【構成】 本発明の非線形光学材料は、光学的に透明な
マトリックスに微粒子を分散させてなる非線形光学材料
であり、前記マトリックスが熱伝導率２Ｗ／ｍＫ以上の
物質からなり、前記微粒子のサイズが１〜５００ｎｍで
あることを特徴とする。また、本発明の光スイッチ素子
は、マトリックスに微粒子を分散させてなる非線形光学
材料によって光路の一部または全部が形成されており、
前記非線形光学材料によって光制御する光スイッチ素子
であり、前記非線形光学材料が状基本発明の非線形光学
材料であることを特徴とする。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非線形光学材料および
この非線形光学材料を用いた光スイッチ素子に係り、特
に、光学的に透明なマトリックスに微粒子を分散させて
なる非線形光学材料およびこの非線形光学材料を用いた
光スイッチ素子に関する。
この非線形光学材料を用いた光スイッチ素子に係り、特
に、光学的に透明なマトリックスに微粒子を分散させて
なる非線形光学材料およびこの非線形光学材料を用いた
光スイッチ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光の波長に比べて十分に小さい金属微粒
子、半導体微粒子もしくは複合微粒子をガラス、高分
子、結晶等の透明マトリックス中に分散させた材料にお
いて、３次の非線形光学特性が観察されており、当該材
料（以下「非線形光学材料」という）が比較的大きな非
線形感受率を示すこと、また数ピコ秒という高速の非線
形光学応答を示すこと等が既に報告されている（例え
ば、Opt.Lett.,12,832 (1987)、Appl.Phys.,A47,347 (1
988)、および J.Ceram.Soc.Japan,101,1340 (1993)参
照）。このため、当該非線形光学材料は光スイッチ素子
や光コンピュータ等に用いる非線形光学材料として注目
を集めている。
子、半導体微粒子もしくは複合微粒子をガラス、高分
子、結晶等の透明マトリックス中に分散させた材料にお
いて、３次の非線形光学特性が観察されており、当該材
料（以下「非線形光学材料」という）が比較的大きな非
線形感受率を示すこと、また数ピコ秒という高速の非線
形光学応答を示すこと等が既に報告されている（例え
ば、Opt.Lett.,12,832 (1987)、Appl.Phys.,A47,347 (1
988)、および J.Ceram.Soc.Japan,101,1340 (1993)参
照）。このため、当該非線形光学材料は光スイッチ素子
や光コンピュータ等に用いる非線形光学材料として注目
を集めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
非線形光学材料においては、上述した数ピコ秒という高
速の非線形光学応答（以下「速い応答」という）とは別
に、数１００ピコ秒程度の非線形光学応答（以下「遅い
応答」という）が存在する（J.Opt.Soc.Am.,B7,790 (19
90)参照）。このような遅い応答が存在する非線形光学
材料を例えば光スイッチ素子用の非線形光学材料として
用いると、前記の遅い応答が存在することから、高繰り
返し応答が可能でかつ高Ｓ／Ｎ比の素子を得ることが困
難であった。
非線形光学材料においては、上述した数ピコ秒という高
速の非線形光学応答（以下「速い応答」という）とは別
に、数１００ピコ秒程度の非線形光学応答（以下「遅い
応答」という）が存在する（J.Opt.Soc.Am.,B7,790 (19
90)参照）。このような遅い応答が存在する非線形光学
材料を例えば光スイッチ素子用の非線形光学材料として
用いると、前記の遅い応答が存在することから、高繰り
返し応答が可能でかつ高Ｓ／Ｎ比の素子を得ることが困
難であった。
【０００４】本発明の第１の目的は、遅い応答の比率が
極めて小さい非線形光学材料を提供することにある。
極めて小さい非線形光学材料を提供することにある。
【０００５】また、本発明の第２の目的は、光制御を高
速で繰り返し行うことが可能な光スイッチ素子を提供す
ることにある。
速で繰り返し行うことが可能な光スイッチ素子を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、非線形光
学材料における非線形光学応答のメカニズムについて鋭
意研究した結果、光照射によって金属微粒子内に発生し
た熱が透明マトリックスへ放散する過程に対応して上述
の遅い応答が生じること、およびマトリック材料の特定
の物性と前記の遅い応答との間に相関があることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
学材料における非線形光学応答のメカニズムについて鋭
意研究した結果、光照射によって金属微粒子内に発生し
た熱が透明マトリックスへ放散する過程に対応して上述
の遅い応答が生じること、およびマトリック材料の特定
の物性と前記の遅い応答との間に相関があることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００７】上記第１の目的を達成する本発明の非線形
光学材料は、光学的に透明なマトリックスに微粒子を分
散させてなる非線形光学材料であり、前記マトリックス
が熱伝導率２Ｗ／ｍＫ以上の物質からなり、前記微粒子
のサイズが１〜５００ｎｍであることを特徴とするもの
である。
光学材料は、光学的に透明なマトリックスに微粒子を分
散させてなる非線形光学材料であり、前記マトリックス
が熱伝導率２Ｗ／ｍＫ以上の物質からなり、前記微粒子
のサイズが１〜５００ｎｍであることを特徴とするもの
である。
【０００８】また、上記第２の目的を達成する本発明の
光スイッチ素子は、マトリックスに微粒子を分散させて
なる非線形光学材料によって光路の一部または全部が形
成されており、前記非線形光学材料によって光制御する
光スイッチ素子であり、前記非線形光学材料が上述した
本発明の非線形光学材料であることを特徴とするもので
ある。
光スイッチ素子は、マトリックスに微粒子を分散させて
なる非線形光学材料によって光路の一部または全部が形
成されており、前記非線形光学材料によって光制御する
光スイッチ素子であり、前記非線形光学材料が上述した
本発明の非線形光学材料であることを特徴とするもので
ある。
【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。まず本発
明の非線形光学材料について説明すると、この非線形光
学材料は、上述のように熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上であ
る光学的に透明なマトリックスにサイズが１〜５００ｎ
ｍの微粒子を分散させてなるものである。
明の非線形光学材料について説明すると、この非線形光
学材料は、上述のように熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上であ
る光学的に透明なマトリックスにサイズが１〜５００ｎ
ｍの微粒子を分散させてなるものである。
【００１０】ここで、本発明でいう「光学的に透明なマ
トリックス」とは、当該マトリックスに分散させようと
する微粒子が金属（合金を含み、半導体を除く）からな
る場合には、当該微粒子の表面プラズモン吸収波長域に
おける光吸収係数αが概ね１０ｃｍ-1以下であるものを
意味する。また、マトリックスに分散させようとする微
粒子が半導体（前記の金属を除く）からなる場合には、
当該微粒子における量子閉じ込め効果により離散化した
量子レベル間で共鳴する光吸収波長域における光吸収係
数αが概ね１０ｃｍ-1以下であるものを意味する。
トリックス」とは、当該マトリックスに分散させようと
する微粒子が金属（合金を含み、半導体を除く）からな
る場合には、当該微粒子の表面プラズモン吸収波長域に
おける光吸収係数αが概ね１０ｃｍ-1以下であるものを
意味する。また、マトリックスに分散させようとする微
粒子が半導体（前記の金属を除く）からなる場合には、
当該微粒子における量子閉じ込め効果により離散化した
量子レベル間で共鳴する光吸収波長域における光吸収係
数αが概ね１０ｃｍ-1以下であるものを意味する。
【００１１】本発明の非線形光学材料の非線形光学特性
は、微粒子の吸収ピーク（上記の表面プラズモン吸収の
ピークまたは上記の量子レベル間で共鳴する光吸収のピ
ーク。以下同じ。）波長近傍で最も増大するので、当該
非線形光学材料は前記の吸収ピーク近傍の波長領域で使
用することが望ましい。したがって、この吸収ピーク波
長近傍にマトリックスの吸収が存在すると、入射した光
がこの吸収によって消失ないし減衰してしまうため好ま
しくない。マトリックスにおける前記の光吸収係数αは
５ｃｍ-1以下であることが特に好ましい。
は、微粒子の吸収ピーク（上記の表面プラズモン吸収の
ピークまたは上記の量子レベル間で共鳴する光吸収のピ
ーク。以下同じ。）波長近傍で最も増大するので、当該
非線形光学材料は前記の吸収ピーク近傍の波長領域で使
用することが望ましい。したがって、この吸収ピーク波
長近傍にマトリックスの吸収が存在すると、入射した光
がこの吸収によって消失ないし減衰してしまうため好ま
しくない。マトリックスにおける前記の光吸収係数αは
５ｃｍ-1以下であることが特に好ましい。
【００１２】また、本発明においてマトリックスを熱伝
導率が２Ｗ／ｍＫ以上の物質に限定する理由は、次の通
りである。すなわち、本発明者等の研究によれば、マト
リックスの熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上である場合に前述
の遅い応答の割合が急激に低減し、非線形光学応答が高
速になるからである。
導率が２Ｗ／ｍＫ以上の物質に限定する理由は、次の通
りである。すなわち、本発明者等の研究によれば、マト
リックスの熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上である場合に前述
の遅い応答の割合が急激に低減し、非線形光学応答が高
速になるからである。
【００１３】熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上である光学的に
透明なマトリックスを形成することができる物質の具体
例としては、ダイヤモンドや、ＧａＡｓ，ＧａＰ，Ｉｎ
Ｐ，ＳｉＣ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＺｎＳｅ，ＣｄＳｅ，Ｚ
ｎＴｅ，ＣｄＴｅ等の半導体、ＳｉＯ2 ，Ａｌ2Ｏ3 ，
ＴｉＯ2 ，ＬｉＮｂＯ3 ，ＭｇＯ，Ｙ2Ｏ3 ，ＭｇＯ・
Ａｌ2Ｏ3 ，ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ，ＭｇＴｉＯ2 ，Ｙ3Ａｌ
5Ｏ12 （ＹＡＧ），Ｙ3Ｇａ5Ｏ12 ，Ｙｂ3Ａｌ5Ｏ12 ，
Ｙｂ3Ｇａ5Ｏ12 等の酸化物、あるいはＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ
4 ，ＢＮ等の窒化物が挙げられ、これらは熱伝導率が２
Ｗ／ｍＫ以上であれば単結晶体であってもよいし多結晶
体であってもよい。これらの物質は、熱伝導率が２Ｗ／
ｍＫ以上である光学的に透明なマトリックスを形成する
ことができるばかりでなく、光スイッチ等の非線形光学
素子を用いた光学系で利用される光に対して透明であ
り、また、光学材料として実用上十分な耐久性、耐光性
を有している。
透明なマトリックスを形成することができる物質の具体
例としては、ダイヤモンドや、ＧａＡｓ，ＧａＰ，Ｉｎ
Ｐ，ＳｉＣ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＺｎＳｅ，ＣｄＳｅ，Ｚ
ｎＴｅ，ＣｄＴｅ等の半導体、ＳｉＯ2 ，Ａｌ2Ｏ3 ，
ＴｉＯ2 ，ＬｉＮｂＯ3 ，ＭｇＯ，Ｙ2Ｏ3 ，ＭｇＯ・
Ａｌ2Ｏ3 ，ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ，ＭｇＴｉＯ2 ，Ｙ3Ａｌ
5Ｏ12 （ＹＡＧ），Ｙ3Ｇａ5Ｏ12 ，Ｙｂ3Ａｌ5Ｏ12 ，
Ｙｂ3Ｇａ5Ｏ12 等の酸化物、あるいはＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ
4 ，ＢＮ等の窒化物が挙げられ、これらは熱伝導率が２
Ｗ／ｍＫ以上であれば単結晶体であってもよいし多結晶
体であってもよい。これらの物質は、熱伝導率が２Ｗ／
ｍＫ以上である光学的に透明なマトリックスを形成する
ことができるばかりでなく、光スイッチ等の非線形光学
素子を用いた光学系で利用される光に対して透明であ
り、また、光学材料として実用上十分な耐久性、耐光性
を有している。
【００１４】なお、マトリックスは光学的に等方なもの
であることが好ましい。マトリックスに光学的な異方性
があると、方向によって屈折、吸収、反射等の光学特性
が異なり、これによって非線形光学特性にも方向による
差異が生じる。
であることが好ましい。マトリックスに光学的な異方性
があると、方向によって屈折、吸収、反射等の光学特性
が異なり、これによって非線形光学特性にも方向による
差異が生じる。
【００１５】本発明の非線形光学材料は、上述した物質
からなるマトリックスにサイズが１〜５００ｎｍの微粒
子を分散させてなる。微粒子のサイズが１ｎｍ未満で
は、この微粒子を上記のマトリックスに分散させること
によって発現する非線形光学特性が微弱になり、光スイ
ッチ等の非線形光学素子に利用することができる非線形
光学材料を得ることが困難になる。一方、微粒子のサイ
ズが５００ｎｍを超えると、この微粒子を上記のマトリ
ックスに分散させることによって発現する非線形光学特
性が微弱になる他、当該微粒子による光散乱が強くなっ
て光損失が増大するので、光スイッチ等の非線形光学素
子に利用することができる非線形光学材料を得ることが
困難になる。微粒子のサイズは１〜１００ｎｍ以下であ
ることが特に好ましい。なお、本発明でいう微粒子のサ
イズとは、微粒子の形状が球形である場合にはその直径
を意味し、微粒子の形状が非球形である場合には長手方
向の長さを意味する。
からなるマトリックスにサイズが１〜５００ｎｍの微粒
子を分散させてなる。微粒子のサイズが１ｎｍ未満で
は、この微粒子を上記のマトリックスに分散させること
によって発現する非線形光学特性が微弱になり、光スイ
ッチ等の非線形光学素子に利用することができる非線形
光学材料を得ることが困難になる。一方、微粒子のサイ
ズが５００ｎｍを超えると、この微粒子を上記のマトリ
ックスに分散させることによって発現する非線形光学特
性が微弱になる他、当該微粒子による光散乱が強くなっ
て光損失が増大するので、光スイッチ等の非線形光学素
子に利用することができる非線形光学材料を得ることが
困難になる。微粒子のサイズは１〜１００ｎｍ以下であ
ることが特に好ましい。なお、本発明でいう微粒子のサ
イズとは、微粒子の形状が球形である場合にはその直径
を意味し、微粒子の形状が非球形である場合には長手方
向の長さを意味する。
【００１６】上述の微粒子は、そのサイズが１〜５００
ｎｍである他、前述のマトリックスに分散させることに
よって非線形光学材料が得られるものであればよく、こ
のような微粒子の具体例としては下記(1) 〜(5) のもの
が挙げられる。
ｎｍである他、前述のマトリックスに分散させることに
よって非線形光学材料が得られるものであればよく、こ
のような微粒子の具体例としては下記(1) 〜(5) のもの
が挙げられる。
【００１７】(1) Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｐｔ，Ｐ
ｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｍ
ｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｂｉ，ＳｂおよびＰｂから
選ばれた金属単体からなるもの。
ｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｍ
ｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｂｉ，ＳｂおよびＰｂから
選ばれた金属単体からなるもの。
【００１８】(2) Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｐｔ，Ｐ
ｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｍ
ｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｂｉ，ＳｂおよびＰｂから
選ばれた金属同士の合金からなるもの。
ｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｍ
ｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｂｉ，ＳｂおよびＰｂから
選ばれた金属同士の合金からなるもの。
【００１９】(3) Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｐｔ，Ｐ
ｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｍ
ｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｂｉ，ＳｂおよびＰｂから
選ばれた１種または複数種を総量で８０ mol％以上含む
合金からなるもの。
ｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｍ
ｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｂｉ，ＳｂおよびＰｂから
選ばれた１種または複数種を総量で８０ mol％以上含む
合金からなるもの。
【００２０】(4) Ｓｉ，Ｇｅ，ＡｌＳｂ，ＩｎＰ，Ｇａ
Ａｓ，ＧａＰ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＣｄＳ
ｅ，ＣｄＴｅ，ＰｂＳ，ＰｂＳｅ，ＰｂＴｅ，ＳｅＴ
ｅ，ＣｕＣｌ，ＣｕＢｒ，ＣｕＩ，ＴｌＣｌ，ＴｌＢ
ｒ，ＴｌＩ，ＳｉxＧｅ(1-x)（０＜ｘ＜１），ＺｎxＣ
ｄyＰｂ(1-x-y)ＳzＳｅwＴｅ(1-z-w)（０≦ｘ≦１，０
≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，０≦ｗ≦１）およびＴｌxＣｕ
(1-x)ＣｌyＢｒzＩ(1-y-z)（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，
０≦ｚ≦１）から選ばれた半導体またはこれらの半導体
の２種以上の固溶体からなるもの。
Ａｓ，ＧａＰ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＣｄＳ
ｅ，ＣｄＴｅ，ＰｂＳ，ＰｂＳｅ，ＰｂＴｅ，ＳｅＴ
ｅ，ＣｕＣｌ，ＣｕＢｒ，ＣｕＩ，ＴｌＣｌ，ＴｌＢ
ｒ，ＴｌＩ，ＳｉxＧｅ(1-x)（０＜ｘ＜１），ＺｎxＣ
ｄyＰｂ(1-x-y)ＳzＳｅwＴｅ(1-z-w)（０≦ｘ≦１，０
≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，０≦ｗ≦１）およびＴｌxＣｕ
(1-x)ＣｌyＢｒzＩ(1-y-z)（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，
０≦ｚ≦１）から選ばれた半導体またはこれらの半導体
の２種以上の固溶体からなるもの。
【００２１】(5) 上記(1) 〜(4) の材料からなる微粒子
を、当該微粒子およびマトリックスと異なる物質で被覆
したもの（以下「複合微粒子」ということがある）。こ
の場合、前記異なる物質の具体例としては、例えばマト
リックスがＺｎＳで、前記の微粒子がＣｕ微粒子である
場合には、Ａｇ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ等が挙げられる。
を、当該微粒子およびマトリックスと異なる物質で被覆
したもの（以下「複合微粒子」ということがある）。こ
の場合、前記異なる物質の具体例としては、例えばマト
リックスがＺｎＳで、前記の微粒子がＣｕ微粒子である
場合には、Ａｇ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ等が挙げられる。
【００２２】光スイッチ等の非線形光学素子を用いた光
学系では、通常、波長３００〜２０００ｎｍの光が利用
されるわけであるが、上記(1) 〜(3) の微粒子の表面プ
ラズモン吸収ピークおよび上記(4) 〜(5) の微粒子の量
子レベル間で共鳴する光吸収ピークは３００〜２０００
ｎｍの波長域内にある。したがって、これらの微粒子を
前述の物質からなるマトリックスに分散させることによ
り、実用的な非線形光学材料を得ることが可能なる。上
記(1) 〜(5) の微粒子のなかでも、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇも
しくはＳｎまたはこれらの金属同士の合金からなるも
の、Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，Ｃ
ｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＰｂＳ，ＰｂＳｅ，ＰｂＴｅ，Ｓｅ
Ｔｅ，ＣｕＣｌ，ＣｕＢｒおよびＣｕＩから選ばれた半
導体またはこれらの半導体の２種以上の固溶体からなる
もの、ならびにこれらの金属および半導体から構成され
る複合微粒子が好ましい。
学系では、通常、波長３００〜２０００ｎｍの光が利用
されるわけであるが、上記(1) 〜(3) の微粒子の表面プ
ラズモン吸収ピークおよび上記(4) 〜(5) の微粒子の量
子レベル間で共鳴する光吸収ピークは３００〜２０００
ｎｍの波長域内にある。したがって、これらの微粒子を
前述の物質からなるマトリックスに分散させることによ
り、実用的な非線形光学材料を得ることが可能なる。上
記(1) 〜(5) の微粒子のなかでも、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇも
しくはＳｎまたはこれらの金属同士の合金からなるも
の、Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，Ｃ
ｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＰｂＳ，ＰｂＳｅ，ＰｂＴｅ，Ｓｅ
Ｔｅ，ＣｕＣｌ，ＣｕＢｒおよびＣｕＩから選ばれた半
導体またはこれらの半導体の２種以上の固溶体からなる
もの、ならびにこれらの金属および半導体から構成され
る複合微粒子が好ましい。
【００２３】非線形光学材料に占める微粒子の割合は、
目的とする非線形光学材料の用途、微粒子の材質、マト
リックスの材質等に応じて適宜変更可能であるが、概ね
０．０００１〜８０体積％の範囲内である。なお、上記
(4) の微粒子を用いる場合、この微粒子は当該微粒子と
は材質的に異なるマトリックスと組み合わせて用いるこ
とが好ましい。
目的とする非線形光学材料の用途、微粒子の材質、マト
リックスの材質等に応じて適宜変更可能であるが、概ね
０．０００１〜８０体積％の範囲内である。なお、上記
(4) の微粒子を用いる場合、この微粒子は当該微粒子と
は材質的に異なるマトリックスと組み合わせて用いるこ
とが好ましい。
【００２４】上述した微粒子を前述した物質からなるマ
トリックスに分散させてなる本発明の非線形光学材料
は、例えばイオン注入法、ゾル−ゲル法、スパッタ法、
蒸着法、レーザーアベレーション法、ＣＶＤ法等の方法
により製造することができる。イオン注入法による製造
は、例えば、所望のマトリックス材料に微粒子材料のイ
オンを高速で打ち込み、必要に応じて熱処理を行うこと
により行うことができる。
トリックスに分散させてなる本発明の非線形光学材料
は、例えばイオン注入法、ゾル−ゲル法、スパッタ法、
蒸着法、レーザーアベレーション法、ＣＶＤ法等の方法
により製造することができる。イオン注入法による製造
は、例えば、所望のマトリックス材料に微粒子材料のイ
オンを高速で打ち込み、必要に応じて熱処理を行うこと
により行うことができる。
【００２５】ゾル−ゲル法による製造は、例えば、マト
リックス原料と微粒子原料とを含有したゾル溶液を調製
し、このゾル溶液をゲル化してゲル体を得た後、このゲ
ル体に熱処理を施して当該ゲル体を硬質化するとともに
微粒子を析出させることにより行うことができる。
リックス原料と微粒子原料とを含有したゾル溶液を調製
し、このゾル溶液をゲル化してゲル体を得た後、このゲ
ル体に熱処理を施して当該ゲル体を硬質化するとともに
微粒子を析出させることにより行うことができる。
【００２６】また、スパッタ法による製造は、例えば、
通常のスパッタ装置を用いて基板（例えば、石英ガラス
等）上にマトリックス材料を層状に堆積させた後、この
上に微粒子材料を島状に堆積させ、前記マトリックス材
料の堆積と前記微粒子材料の堆積を所望回数繰り返した
後に必要に応じて熱処理を施すことにより行うことがで
きる。
通常のスパッタ装置を用いて基板（例えば、石英ガラス
等）上にマトリックス材料を層状に堆積させた後、この
上に微粒子材料を島状に堆積させ、前記マトリックス材
料の堆積と前記微粒子材料の堆積を所望回数繰り返した
後に必要に応じて熱処理を施すことにより行うことがで
きる。
【００２７】蒸着法による製造は、例えば、通常の蒸着
装置を用いて基板（例えば、石英ガラス等）上にマトリ
ックス材料を層状に堆積させた後、この上に微粒子材料
を島状に堆積させ、前記マトリックス材料の堆積と前記
微粒子材料の堆積を所望回数繰り返した後に必要に応じ
て熱処理を施すことにより行うことができる。
装置を用いて基板（例えば、石英ガラス等）上にマトリ
ックス材料を層状に堆積させた後、この上に微粒子材料
を島状に堆積させ、前記マトリックス材料の堆積と前記
微粒子材料の堆積を所望回数繰り返した後に必要に応じ
て熱処理を施すことにより行うことができる。
【００２８】レーザーアベレーション法による製造は、
例えば、通常のレーザーアベレーション装置を用いて基
板（例えば、石英ガラス等）上にマトリックス材料を層
状に堆積させた後、この上に微粒子材料を島状に堆積さ
せ、前記マトリックス材料の堆積と前記微粒子材料の堆
積を所望回数繰り返した後に必要に応じて熱処理を施す
ことにより行うことができる。
例えば、通常のレーザーアベレーション装置を用いて基
板（例えば、石英ガラス等）上にマトリックス材料を層
状に堆積させた後、この上に微粒子材料を島状に堆積さ
せ、前記マトリックス材料の堆積と前記微粒子材料の堆
積を所望回数繰り返した後に必要に応じて熱処理を施す
ことにより行うことができる。
【００２９】ＣＶＤ法による製造は、例えば、通常のＣ
ＶＤ装置を用いて基板（例えば、石英ガラス等）上にマ
トリックス材料を層状に堆積させた後、この上に微粒子
材料を島状に堆積させ、前記マトリックス材料の堆積と
前記微粒子材料の堆積を所望回数繰り返した後に必要に
応じて熱処理を施すことにより行うことができる。
ＶＤ装置を用いて基板（例えば、石英ガラス等）上にマ
トリックス材料を層状に堆積させた後、この上に微粒子
材料を島状に堆積させ、前記マトリックス材料の堆積と
前記微粒子材料の堆積を所望回数繰り返した後に必要に
応じて熱処理を施すことにより行うことができる。
【００３０】なお、マトリックス材料を層状に層状に堆
積させる工程および微粒子材料を島状に堆積させる工程
は、上述のスパッタ法、蒸着法、レーザーアベレーショ
ン法およびＣＶＤ法を適宜組み合わせて行うことができ
る。また、マトリックス材料層の形成は、ゾル−ゲル法
によるディップコートにより行うこともできる。
積させる工程および微粒子材料を島状に堆積させる工程
は、上述のスパッタ法、蒸着法、レーザーアベレーショ
ン法およびＣＶＤ法を適宜組み合わせて行うことができ
る。また、マトリックス材料層の形成は、ゾル−ゲル法
によるディップコートにより行うこともできる。
【００３１】上述のようにして得ることができる本発明
の非線形光学材料は、遅い応答の比率が極めて小さく、
高速の非線形光学応答を示す。ここで、本発明でいう遅
い応答の比率とは、ポンプ−プローブ法、縮退四光波混
合法等の非線形応答測定法において測定される非線形応
答曲線を遅い応答と速い応答とに成分分離し、その０点
（非線形応答の原点）におけるそれぞれの非線形信号の
強度を求め、速い応答に対する遅い応答の比率を意味す
る。
の非線形光学材料は、遅い応答の比率が極めて小さく、
高速の非線形光学応答を示す。ここで、本発明でいう遅
い応答の比率とは、ポンプ−プローブ法、縮退四光波混
合法等の非線形応答測定法において測定される非線形応
答曲線を遅い応答と速い応答とに成分分離し、その０点
（非線形応答の原点）におけるそれぞれの非線形信号の
強度を求め、速い応答に対する遅い応答の比率を意味す
る。
【００３２】次に、本発明の光スイッチ素子について説
明する。本発明の光スイッチ素子は、前述したように、
マトリックスに微粒子を分散させてなる非線形光学材料
によって光路の一部または全部が形成されており、前記
非線形光学材料によって光制御するものであり、前記非
線形光学材料が上述した本発明の非線形光学材料からな
ることを特徴とするものである。
明する。本発明の光スイッチ素子は、前述したように、
マトリックスに微粒子を分散させてなる非線形光学材料
によって光路の一部または全部が形成されており、前記
非線形光学材料によって光制御するものであり、前記非
線形光学材料が上述した本発明の非線形光学材料からな
ることを特徴とするものである。
【００３３】上記の光スイッチ素子の具体例としては、
ファブリ・ペロー共振器型，導波路型（マッハツェンダ
ー型，方向性結合器型等）等の各種形態の全光型光スイ
ッチ素子が挙げられる。前記のファブリ・ペロー共振器
型の光スイッチ素子は、例えば、前述した本発明の非線
形光学材料からなる平板を２枚の平行なハーフミラー中
に配置することにより得ることができる。また、前記の
導波路型の光スイッチ素子は、例えば、当該光スイッチ
素子中の光路の一部または全部を前述した本発明の非線
形光学材料によって形成することにより得ることができ
る。
ファブリ・ペロー共振器型，導波路型（マッハツェンダ
ー型，方向性結合器型等）等の各種形態の全光型光スイ
ッチ素子が挙げられる。前記のファブリ・ペロー共振器
型の光スイッチ素子は、例えば、前述した本発明の非線
形光学材料からなる平板を２枚の平行なハーフミラー中
に配置することにより得ることができる。また、前記の
導波路型の光スイッチ素子は、例えば、当該光スイッチ
素子中の光路の一部または全部を前述した本発明の非線
形光学材料によって形成することにより得ることができ
る。
【００３４】上述した光スイッチ素子は、例えば次のよ
うにして駆動されて光制御を行う。すなわち、光スイッ
チ素子にポンピング光を入射させ、光スイッチ素子から
の出射光強度をオフ状態にしたい場合にはポンピング光
の入射強度が前記の非線形光学材料に非線形光学応答を
生じさせない強度となるように当該ポンピング光の入射
強度を調整し、光スイッチ素子からの出射光強度をオン
状態にしたい場合にはポンピング光の入射強度が前記の
非線形光学材料に非線形光学応答を生じさせる強度とな
るように当該ポンピング光の入射強度を調整する。
うにして駆動されて光制御を行う。すなわち、光スイッ
チ素子にポンピング光を入射させ、光スイッチ素子から
の出射光強度をオフ状態にしたい場合にはポンピング光
の入射強度が前記の非線形光学材料に非線形光学応答を
生じさせない強度となるように当該ポンピング光の入射
強度を調整し、光スイッチ素子からの出射光強度をオン
状態にしたい場合にはポンピング光の入射強度が前記の
非線形光学材料に非線形光学応答を生じさせる強度とな
るように当該ポンピング光の入射強度を調整する。
【００３５】あるいは、非線形光学材料に非線形光学応
答を生じさせない入射光強度のバイアスポンピング光
と、このバイアスポンピング光と同一波長のトリガーポ
ンピング光とを光スイッチ素子に入射させ、光スイッチ
素子からの出射光強度をオフ状態にしたい場合には、バ
イアスポンピング光とトリガーポンピング光とが重畳さ
れた光の入射強度が前記の非線形光学材料に非線形光学
応答を生じさせない強度となるようにトリガーポンピン
グ光の入射強度を調整し、光スイッチ素子からの出射光
強度をオン状態にしたい場合には、バイアスポンピング
光とトリガーポンピング光とが重畳された光の入射強度
が前記の非線形光学材料に非線形光学応答を生じさせる
強度となるようにトリガーポンピング光の入射強度を調
整する。
答を生じさせない入射光強度のバイアスポンピング光
と、このバイアスポンピング光と同一波長のトリガーポ
ンピング光とを光スイッチ素子に入射させ、光スイッチ
素子からの出射光強度をオフ状態にしたい場合には、バ
イアスポンピング光とトリガーポンピング光とが重畳さ
れた光の入射強度が前記の非線形光学材料に非線形光学
応答を生じさせない強度となるようにトリガーポンピン
グ光の入射強度を調整し、光スイッチ素子からの出射光
強度をオン状態にしたい場合には、バイアスポンピング
光とトリガーポンピング光とが重畳された光の入射強度
が前記の非線形光学材料に非線形光学応答を生じさせる
強度となるようにトリガーポンピング光の入射強度を調
整する。
【００３６】
【作用】本発明の非線形光学材料は、これを構成するマ
トリックスが熱伝導率２Ｗ／ｍＫ以上の物質からなる。
非線形光学材料への光の入射に伴って、マトリックス中
に分散されている微粒子に熱が発生するが、この熱は、
マトリックスの熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上と高いことか
ら高速でマトリックス中に放散し、さらに、マトリック
スから雰囲気中に高速で放散する。このため、微粒子へ
の熱の蓄積およびマトリックスへの熱の蓄積が抑制さ
れ、その結果として、従来の非線形光学材料に比べて遅
い応答の比率が低減し、また、遅い応答がより高速化さ
れて、非線形光学応答が高速化される。
トリックスが熱伝導率２Ｗ／ｍＫ以上の物質からなる。
非線形光学材料への光の入射に伴って、マトリックス中
に分散されている微粒子に熱が発生するが、この熱は、
マトリックスの熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上と高いことか
ら高速でマトリックス中に放散し、さらに、マトリック
スから雰囲気中に高速で放散する。このため、微粒子へ
の熱の蓄積およびマトリックスへの熱の蓄積が抑制さ
れ、その結果として、従来の非線形光学材料に比べて遅
い応答の比率が低減し、また、遅い応答がより高速化さ
れて、非線形光学応答が高速化される。
【００３７】また、本発明の光スイッチ素子では、光路
の一部または全部が本発明の非線形光学材料からなり、
この非線形光学材料によって光制御されるわけである
が、当該非線形光学材料の非線形光学応答の速度は上述
のように従来の非線形光学材料に比べて高速であるの
で、光制御を高速で行うことが可能になる。また、光制
御を高速で繰り返し行うことも可能である。
の一部または全部が本発明の非線形光学材料からなり、
この非線形光学材料によって光制御されるわけである
が、当該非線形光学材料の非線形光学応答の速度は上述
のように従来の非線形光学材料に比べて高速であるの
で、光制御を高速で行うことが可能になる。また、光制
御を高速で繰り返し行うことも可能である。
【００３８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１ マトリックス材料としてＺｎＳ多結晶基板（１ｃｍ角，
厚さ０．１ｍｍ，熱伝導率２．６Ｗ／ｍＫ）を用意し、
市販のイオン注入装置を用いて加速エネルギー１６０ｋ
ｅＶの条件下で前記のＺｎＳ多結晶基板にドーズ量１×
１０7 イオン／ｃｍ2 までＣｕ+ イオンを注入して、Ｃ
ｕ微粒子を析出させた。これにより、ＺｎＳ多結晶基板
にＣｕ微粒子を分散させてなる非線形光学材料が得られ
た。この非線形光学材料を透過型電子顕微鏡で観察した
ところ、ＺｎＳ多結晶基板の表面（イオン注入を行った
側の表面）から５０ｎｍの深さまでＣｕ微粒子の析出が
認められ、当該Ｃｕ微粒子はほぼ球形をなし、その平均
半径は２０ｎｍであった。また、非線形光学材料（イオ
ン注入部）に占めるＣｕ微粒子の割合は約５０体積％で
あった。
厚さ０．１ｍｍ，熱伝導率２．６Ｗ／ｍＫ）を用意し、
市販のイオン注入装置を用いて加速エネルギー１６０ｋ
ｅＶの条件下で前記のＺｎＳ多結晶基板にドーズ量１×
１０7 イオン／ｃｍ2 までＣｕ+ イオンを注入して、Ｃ
ｕ微粒子を析出させた。これにより、ＺｎＳ多結晶基板
にＣｕ微粒子を分散させてなる非線形光学材料が得られ
た。この非線形光学材料を透過型電子顕微鏡で観察した
ところ、ＺｎＳ多結晶基板の表面（イオン注入を行った
側の表面）から５０ｎｍの深さまでＣｕ微粒子の析出が
認められ、当該Ｃｕ微粒子はほぼ球形をなし、その平均
半径は２０ｎｍであった。また、非線形光学材料（イオ
ン注入部）に占めるＣｕ微粒子の割合は約５０体積％で
あった。
【００３９】上記の非線形光学材料について、ポンプ−
プローブ方式の縮退四光波混合法に基づく測定装置を用
いて、透過光の強度変化（吸収変化）から非線形光学応
答を測定した。このとき、ポンプ光としては波長６３０
ｎｍ，パルス幅１００フェムト秒（以下フェムト秒を
「ｆｓ」と略記する），強度０．５ｍＪ／ｃｍ2 の単色
光を用い、プローブ光としてはパルス幅１００ｆｓ，強
度５μＪ／ｃｍ2 の白色光を用いて、大気中、室温下で
測定した。この結果（信号光の強度減衰）を図１に実線
で示す。なお、ポンプ光およびプローブ光のパルス間隔
は１００マイクロ秒（以下マイクロ秒を「μｓ」と略記
する）とした。
プローブ方式の縮退四光波混合法に基づく測定装置を用
いて、透過光の強度変化（吸収変化）から非線形光学応
答を測定した。このとき、ポンプ光としては波長６３０
ｎｍ，パルス幅１００フェムト秒（以下フェムト秒を
「ｆｓ」と略記する），強度０．５ｍＪ／ｃｍ2 の単色
光を用い、プローブ光としてはパルス幅１００ｆｓ，強
度５μＪ／ｃｍ2 の白色光を用いて、大気中、室温下で
測定した。この結果（信号光の強度減衰）を図１に実線
で示す。なお、ポンプ光およびプローブ光のパルス間隔
は１００マイクロ秒（以下マイクロ秒を「μｓ」と略記
する）とした。
【００４０】図１に実線で示したように、上記条件下で
の非線形光学応答は応答時間が約３ピコ秒（以下ピコ秒
を「ｐｓ」と略記する）という高速のものであり、これ
より遅い非線形光学応答は観測されなかった。また、Ｓ
／Ｎ比は５０以上であった。また、上記のポンプ光およ
びプローブ光のパルス間隔をそれぞれ２０ｐｓとした以
外は上記と同様にして非線形光学応答を測定したとこ
ろ、パルス間隔が１００ｎｓのポンプ光およびプローブ
光を入射させた上記の測定の場合と同様の結果が得られ
た。このときのＳ／Ｎ比は約５０であった。これらのこ
とから、上記の非線形光学材料は約３ｐｓという高速の
非線形光学応答性を有し、約５０ギガビット／秒の高帯
域デジタル光信号のスイッチング動作が可能であると予
測される。
の非線形光学応答は応答時間が約３ピコ秒（以下ピコ秒
を「ｐｓ」と略記する）という高速のものであり、これ
より遅い非線形光学応答は観測されなかった。また、Ｓ
／Ｎ比は５０以上であった。また、上記のポンプ光およ
びプローブ光のパルス間隔をそれぞれ２０ｐｓとした以
外は上記と同様にして非線形光学応答を測定したとこ
ろ、パルス間隔が１００ｎｓのポンプ光およびプローブ
光を入射させた上記の測定の場合と同様の結果が得られ
た。このときのＳ／Ｎ比は約５０であった。これらのこ
とから、上記の非線形光学材料は約３ｐｓという高速の
非線形光学応答性を有し、約５０ギガビット／秒の高帯
域デジタル光信号のスイッチング動作が可能であると予
測される。
【００４１】比較例１ 熱伝導率が本発明の範囲外である白板ガラス（ソーダラ
イムガラス，１ｃｍ角，厚さ０．１ｍｍ，熱伝導率０．
５Ｗ／ｍＫ）をマトリックス材料として用いた以外は実
施例１と同様にして、白板ガラスにＣｕ微粒子を分散さ
せてなる非線形光学材料を得た。この非線形光学材料に
おけるＣｕ微粒子の平均半径は２３ｎｍであり、当該非
線形光学材料（イオン注入部）に占めるＣｕ微粒子の割
合は５０体積％であった。この非線形光学材料につい
て、実施例１と同様にして透過光の強度変化（吸収変
化）から非線形光学応答を測定した。このとき、ポンプ
光としては波長５９０ｎｍ，パルス幅１００ｆｓ，強度
０．５ｍＪ／ｃｍ2 の単色光を用い、プローブ光として
はパルス幅１００ｆｓ，強度５μＪ／ｃｍ2 の白色光を
用いて、大気中、室温下で測定した。この結果（信号光
の強度減衰）を図１に破線で示す。なお、ポンプ光およ
びプローブ光のパルス間隔は１００μｓとした。
イムガラス，１ｃｍ角，厚さ０．１ｍｍ，熱伝導率０．
５Ｗ／ｍＫ）をマトリックス材料として用いた以外は実
施例１と同様にして、白板ガラスにＣｕ微粒子を分散さ
せてなる非線形光学材料を得た。この非線形光学材料に
おけるＣｕ微粒子の平均半径は２３ｎｍであり、当該非
線形光学材料（イオン注入部）に占めるＣｕ微粒子の割
合は５０体積％であった。この非線形光学材料につい
て、実施例１と同様にして透過光の強度変化（吸収変
化）から非線形光学応答を測定した。このとき、ポンプ
光としては波長５９０ｎｍ，パルス幅１００ｆｓ，強度
０．５ｍＪ／ｃｍ2 の単色光を用い、プローブ光として
はパルス幅１００ｆｓ，強度５μＪ／ｃｍ2 の白色光を
用いて、大気中、室温下で測定した。この結果（信号光
の強度減衰）を図１に破線で示す。なお、ポンプ光およ
びプローブ光のパルス間隔は１００μｓとした。
【００４２】図１に破線で示したように、上記条件下で
の非線形光学応答は、応答時間が約５ｐｓという高速の
もの（以下「速い応答」という）の他に応答時間が２５
０ｐｓという遅い応答を含むものであった。そして、速
い応答と遅い応答の成分比は、０点（非線形応答の原
点）におけるピーク高さの比で６：１であった。なお、
０点におけるピーク高さの比は、速い応答と遅い応答と
を下式により成分分離し、この結果から求めた。
の非線形光学応答は、応答時間が約５ｐｓという高速の
もの（以下「速い応答」という）の他に応答時間が２５
０ｐｓという遅い応答を含むものであった。そして、速
い応答と遅い応答の成分比は、０点（非線形応答の原
点）におけるピーク高さの比で６：１であった。なお、
０点におけるピーク高さの比は、速い応答と遅い応答と
を下式により成分分離し、この結果から求めた。
【００４３】
【数１】
【００４４】また、上記のポンプ光およびプローブ光の
パルス間隔をそれぞれ２０ｐｓとした以外は上記と同様
にして非線形光学応答を測定しようとしたところ、ノイ
ズが多く、応答信号は認められなかった。
パルス間隔をそれぞれ２０ｐｓとした以外は上記と同様
にして非線形光学応答を測定しようとしたところ、ノイ
ズが多く、応答信号は認められなかった。
【００４５】比較例２ イオン注入後にアルゴンガス雰囲気中で６００℃，６０
時間の熱処理を行った以外は実施例１と同様にして、Ｃ
ｕ微粒子が分散されたＺｎ多結晶基板を得た。この基板
におけるＣｕ微粒子の平均半径は１２００ｎｍであり、
当該Ｃｕ微粒子のサイズは本発明における限定範囲外で
あった。また、この基板（イオン注入部）に占めるＣｕ
微粒子の割合は４０体積％であった。この基板について
実施例１と同様にして非線形光学応答を測定しようとし
たが、散乱光が極めて多く、信号光は認められなかっ
た。
時間の熱処理を行った以外は実施例１と同様にして、Ｃ
ｕ微粒子が分散されたＺｎ多結晶基板を得た。この基板
におけるＣｕ微粒子の平均半径は１２００ｎｍであり、
当該Ｃｕ微粒子のサイズは本発明における限定範囲外で
あった。また、この基板（イオン注入部）に占めるＣｕ
微粒子の割合は４０体積％であった。この基板について
実施例１と同様にして非線形光学応答を測定しようとし
たが、散乱光が極めて多く、信号光は認められなかっ
た。
【００４６】実施例２〜実施例２６ マトリックス材料および当該マトリックス材料に注入す
るイオン種（微粒子の原料）として、それぞれ表１また
は表２に示すものを用いた以外は実施例１と同様にし
て、表１または表２に示す非線形光学材料を実施例毎に
得た。これらの非線形光学材料について、ポンプ光（単
色光）としてそれぞれ表１または表２に示すもの（パル
ス間隔１００μｓ）を用いた以外は実施例１と同様にし
て、非線形光学応答を測定した。これらの結果、いずれ
の実施例で得られた非線形光学材料においても非線形光
学応答は応答時間が１０ｐｓ以下という高速のものであ
り、これより遅い非線形光学応答は観測されなかった。
また、Ｓ／Ｎ比はいずれの実施例においても２０以上で
あった。
るイオン種（微粒子の原料）として、それぞれ表１また
は表２に示すものを用いた以外は実施例１と同様にし
て、表１または表２に示す非線形光学材料を実施例毎に
得た。これらの非線形光学材料について、ポンプ光（単
色光）としてそれぞれ表１または表２に示すもの（パル
ス間隔１００μｓ）を用いた以外は実施例１と同様にし
て、非線形光学応答を測定した。これらの結果、いずれ
の実施例で得られた非線形光学材料においても非線形光
学応答は応答時間が１０ｐｓ以下という高速のものであ
り、これより遅い非線形光学応答は観測されなかった。
また、Ｓ／Ｎ比はいずれの実施例においても２０以上で
あった。
【００４７】また、ポンプ光およびプローブ光のパルス
間隔をそれぞれ５０ｐｓとした以外は上記と同様にして
非線形光学応答を測定したところ、パルス間隔が１００
μｓのポンプ光およびプローブ光を入射させた上記の測
定の場合と同様の結果が得られた。このときのＳ／Ｎ比
はいずれの実施例においても２０以上であった。これら
のことから、実施例２〜実施例２６で得られた各非線形
光学材料は１０ｐｓ以下という高速の非線形光学応答性
を有し、２０ギガビット／秒以上の高帯域デジタル光信
号のスイッチング動作が可能であると予測される。
間隔をそれぞれ５０ｐｓとした以外は上記と同様にして
非線形光学応答を測定したところ、パルス間隔が１００
μｓのポンプ光およびプローブ光を入射させた上記の測
定の場合と同様の結果が得られた。このときのＳ／Ｎ比
はいずれの実施例においても２０以上であった。これら
のことから、実施例２〜実施例２６で得られた各非線形
光学材料は１０ｐｓ以下という高速の非線形光学応答性
を有し、２０ギガビット／秒以上の高帯域デジタル光信
号のスイッチング動作が可能であると予測される。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】実施例２７ 市販の３元スパッタ装置を用いて、石英ガラス基板上に
マトリックス材料としてのＭｇＯを厚さ約１００ｎｍの
薄膜状に堆積させた後、この上に微粒子材料としてのＣ
ｄＴｅを島状に堆積させ、この後、ＭｇＯの堆積および
ＣｄＴｅの堆積を同条件で交互に繰り返して、前記の石
英ガラス基板上に計１０層を積層した。スパッタリング
後、アルゴンガス雰囲気中において８００℃で２４時間
熱処理してＭｇＯを多結晶化させ、これにより多結晶の
ＭｇＯ薄膜に平均半径３２ｎｍのＣｄＴｅ微粒子が分散
された非線形光学材料を得た。この非線形光学材料にお
けるマトリックスであるＭｇＯ多結晶体の熱伝導率は３
５Ｗ／ｍＫ、当該非線形光学材料に占めるＣｄＴｅ微粒
子の割合は５体積％であった。
マトリックス材料としてのＭｇＯを厚さ約１００ｎｍの
薄膜状に堆積させた後、この上に微粒子材料としてのＣ
ｄＴｅを島状に堆積させ、この後、ＭｇＯの堆積および
ＣｄＴｅの堆積を同条件で交互に繰り返して、前記の石
英ガラス基板上に計１０層を積層した。スパッタリング
後、アルゴンガス雰囲気中において８００℃で２４時間
熱処理してＭｇＯを多結晶化させ、これにより多結晶の
ＭｇＯ薄膜に平均半径３２ｎｍのＣｄＴｅ微粒子が分散
された非線形光学材料を得た。この非線形光学材料にお
けるマトリックスであるＭｇＯ多結晶体の熱伝導率は３
５Ｗ／ｍＫ、当該非線形光学材料に占めるＣｄＴｅ微粒
子の割合は５体積％であった。
【００５１】上記の非線形光学材料について、実施例１
と同様にして透過光の強度変化（吸収変化）から非線形
光学応答を測定した。このとき、ポンプ光としては波長
７００ｎｍ，パルス幅１２０ｆｓ，パルス間隔１００ｎ
ｓ，強度０．５ｍＪ／ｃｍ2の単色光を用い、プローブ
光としてはパルス幅１２０ｆｓ，パルス間隔１００μ
ｓ，強度５μｍ／ｃｍ2 の白色光を用いて、大気中、室
温下で測定した。この結果、非線形光学応答は応答時間
が４ｐｓ以下という高速のものであり、これより遅い非
線形光学応答は観測されなかった。また、Ｓ／Ｎ比は３
０であった。
と同様にして透過光の強度変化（吸収変化）から非線形
光学応答を測定した。このとき、ポンプ光としては波長
７００ｎｍ，パルス幅１２０ｆｓ，パルス間隔１００ｎ
ｓ，強度０．５ｍＪ／ｃｍ2の単色光を用い、プローブ
光としてはパルス幅１２０ｆｓ，パルス間隔１００μ
ｓ，強度５μｍ／ｃｍ2 の白色光を用いて、大気中、室
温下で測定した。この結果、非線形光学応答は応答時間
が４ｐｓ以下という高速のものであり、これより遅い非
線形光学応答は観測されなかった。また、Ｓ／Ｎ比は３
０であった。
【００５２】また、ポンプ光およびプローブ光のパルス
間隔をそれぞれ２０ｐｓとした以外は上記と同様にして
非線形光学応答を測定したところ、パルス間隔が１００
μｓのポンプ光およびプローブ光を入射させた上記の測
定の場合と同様の結果が得られた。このときのＳ／Ｎ比
も３０であった。これらのことから、上記の非線形光学
材料は４ｐｓ以下という高速の非線形光学応答性を有
し、５０ギガビット／秒以上の高帯域デジタル光信号の
スイッチング動作が可能であると予測される。
間隔をそれぞれ２０ｐｓとした以外は上記と同様にして
非線形光学応答を測定したところ、パルス間隔が１００
μｓのポンプ光およびプローブ光を入射させた上記の測
定の場合と同様の結果が得られた。このときのＳ／Ｎ比
も３０であった。これらのことから、上記の非線形光学
材料は４ｐｓ以下という高速の非線形光学応答性を有
し、５０ギガビット／秒以上の高帯域デジタル光信号の
スイッチング動作が可能であると予測される。
【００５３】比較例３ スパッタリング後の熱処理を行わなかった以外は実施例
２７と同様にして、アモルファスのＭｇＯ薄膜にＣｄＴ
ｅ微粒子が分散された非線形光学材料を得た。Ｘ線回折
法による評価の結果、前記のＭｇＯ薄膜の結晶度は２０
％であった。また、このアモルファスＭｇＯの熱伝導率
は０．９Ｗ／ｍＫであり、本発明における限定範囲外で
あった。上記の非線形光学材料について、実施例２７と
同条件で非線形光学応答の測定を行った結果（ポンプ光
およびプローブ光のパルス間隔はそれぞれ１００μ
ｓ）、非線形光学応答は応答時間が６ｐｓという高速の
もの（以下「速い応答」という）の他に応答時間が６３
０ｐｓという遅い応答を含むものであった。そして、速
い応答と遅い応答の成分比は、０点におけるピーク高さ
の比で５：１であった。また、上記のポンプ光およびプ
ローブ光のパルス間隔をそれぞれ１００ｐｓとした以外
は上記と同様にして非線形光学応答を測定したところ、
ノイズが多く、応答信号は認められなかった。
２７と同様にして、アモルファスのＭｇＯ薄膜にＣｄＴ
ｅ微粒子が分散された非線形光学材料を得た。Ｘ線回折
法による評価の結果、前記のＭｇＯ薄膜の結晶度は２０
％であった。また、このアモルファスＭｇＯの熱伝導率
は０．９Ｗ／ｍＫであり、本発明における限定範囲外で
あった。上記の非線形光学材料について、実施例２７と
同条件で非線形光学応答の測定を行った結果（ポンプ光
およびプローブ光のパルス間隔はそれぞれ１００μ
ｓ）、非線形光学応答は応答時間が６ｐｓという高速の
もの（以下「速い応答」という）の他に応答時間が６３
０ｐｓという遅い応答を含むものであった。そして、速
い応答と遅い応答の成分比は、０点におけるピーク高さ
の比で５：１であった。また、上記のポンプ光およびプ
ローブ光のパルス間隔をそれぞれ１００ｐｓとした以外
は上記と同様にして非線形光学応答を測定したところ、
ノイズが多く、応答信号は認められなかった。
【００５４】実施例２８ マトリックスの原料としてＴｉ（ＯBu）4（Bu；ブチル
基）を、また微粒子の原料としてＡｕＣｌ3 をそれぞれ
用い、Ｔｉ（ＯBu）4 とＡｕＣｌ3 とをモル比で１００
０：１の割合で含有するゾル溶液（BuＯＨ−EtＯＨ−Ｈ
2Ｏ混合溶液；Etはエチル基を示す）を調製した。次い
で、このゾル溶液についてゾル−ゲル熟成を行って、Ａ
ｕ微粒子が分散されたＴｉＯ2 多孔質ゲルを得た。この
後、前記の多孔質ゲルを５℃／時間の昇温速度で９００
℃まで加熱し、この温度で所定時間熱処理して、気孔の
ないバルク体を得た。このバルク体が本発明の非線形光
学材料に相当する。このようにして得られた非線形光学
材料についてＸ線回折測定を行ったところ、ＴｉＯ2 結
晶とＡｕ結晶が観察され、当該非線形光学材料はＴｉＯ
2 多結晶体にＡｕ微粒子が分散されたものであることが
確認された。Ａｕ微結晶の平均半径を透過型電子顕微鏡
による観察から求めたところ、３２ｎｍであった。ま
た、この非線形光学材料におけるマトリックスであるＴ
ｉＯ2 多結晶体の熱伝導率は８Ｗ／ｍＫであった。
基）を、また微粒子の原料としてＡｕＣｌ3 をそれぞれ
用い、Ｔｉ（ＯBu）4 とＡｕＣｌ3 とをモル比で１００
０：１の割合で含有するゾル溶液（BuＯＨ−EtＯＨ−Ｈ
2Ｏ混合溶液；Etはエチル基を示す）を調製した。次い
で、このゾル溶液についてゾル−ゲル熟成を行って、Ａ
ｕ微粒子が分散されたＴｉＯ2 多孔質ゲルを得た。この
後、前記の多孔質ゲルを５℃／時間の昇温速度で９００
℃まで加熱し、この温度で所定時間熱処理して、気孔の
ないバルク体を得た。このバルク体が本発明の非線形光
学材料に相当する。このようにして得られた非線形光学
材料についてＸ線回折測定を行ったところ、ＴｉＯ2 結
晶とＡｕ結晶が観察され、当該非線形光学材料はＴｉＯ
2 多結晶体にＡｕ微粒子が分散されたものであることが
確認された。Ａｕ微結晶の平均半径を透過型電子顕微鏡
による観察から求めたところ、３２ｎｍであった。ま
た、この非線形光学材料におけるマトリックスであるＴ
ｉＯ2 多結晶体の熱伝導率は８Ｗ／ｍＫであった。
【００５５】上記の非線形光学材料について、実施例１
と同様にして透過光の強度変化（吸収変化）から非線形
光学応答を測定した。このとき、ポンプ光としては波長
６３０ｎｍ，パルス幅１００ｆｓ，パルス間隔１００μ
ｓ，強度５ｍＪ／ｃｍ2 の単色光を用い、プローブ光と
してはパルス幅１００ｆｓ，パルス間隔１００μｓ，強
度５μＪ／ｃｍ2 の白色光を用いて、大気中、室温下で
測定した。この結果、非線形光学応答は応答時間が８ｐ
ｓ以下という高速のものであり、これより遅い非線形光
学応答は観測されなかった。また、Ｓ／Ｎ比は３０であ
った。また、ポンプ光およびプローブ光のパルス間隔を
それぞれ２０ｐｓとした以外は上記と同様にして非線形
光学応答を測定したところ、パルス間隔が１００μｓの
ポンプ光およびプローブ光を入射させた上記の測定の場
合と同様の結果が得られた。このときのＳ／Ｎ比も３０
であった。これらのことから、上記の非線形光学材料は
８ｐｓ以下という高速の非線形光学応答性を有し、これ
により１００ギガビット／秒以上の高帯域デジタル光信
号のスイッチング動作が可能であると予測される。
と同様にして透過光の強度変化（吸収変化）から非線形
光学応答を測定した。このとき、ポンプ光としては波長
６３０ｎｍ，パルス幅１００ｆｓ，パルス間隔１００μ
ｓ，強度５ｍＪ／ｃｍ2 の単色光を用い、プローブ光と
してはパルス幅１００ｆｓ，パルス間隔１００μｓ，強
度５μＪ／ｃｍ2 の白色光を用いて、大気中、室温下で
測定した。この結果、非線形光学応答は応答時間が８ｐ
ｓ以下という高速のものであり、これより遅い非線形光
学応答は観測されなかった。また、Ｓ／Ｎ比は３０であ
った。また、ポンプ光およびプローブ光のパルス間隔を
それぞれ２０ｐｓとした以外は上記と同様にして非線形
光学応答を測定したところ、パルス間隔が１００μｓの
ポンプ光およびプローブ光を入射させた上記の測定の場
合と同様の結果が得られた。このときのＳ／Ｎ比も３０
であった。これらのことから、上記の非線形光学材料は
８ｐｓ以下という高速の非線形光学応答性を有し、これ
により１００ギガビット／秒以上の高帯域デジタル光信
号のスイッチング動作が可能であると予測される。
【００５６】比較例４ 実施例２８と同様にしてＡｕ微粒子が分散されたＴｉＯ
2 多孔質ゲルを得た後、この多孔質ゲルを７８０℃まで
加熱した以外は実施例２８と同様にして、Ａｕ微粒子が
分散されたアモルファスＴｉＯ2 からなる非線形光学材
料を得た。この非線形光学材料におけるマトリックスで
あるアモルファスＴｉＯ2 の熱伝導率は、本発明におけ
る限定範囲外の１．５Ｗ／ｍＫであった。上記の非線形
光学材料について、実施例２８と同条件で非線形光学応
答の測定を行った結果（ポンプ光およびプローブ光のパ
ルス間隔はそれぞれ１００μｓ）、非線形光学応答は応
答時間が６ｐｓという高速のもの（以下「速い応答」と
いう）の他に応答時間が３９５ｐｓという遅い応答を含
むものであった。そして、速い応答と遅い応答の成分比
は、０点におけるピーク高さの比で８：１であった。ま
た、上記のポンプ光およびプローブ光のパルス間隔をそ
れぞれ１００ｐｓとした以外は上記と同様にして非線形
光学応答を測定したところ、ノイズが多く、応答信号は
認められなかった。
2 多孔質ゲルを得た後、この多孔質ゲルを７８０℃まで
加熱した以外は実施例２８と同様にして、Ａｕ微粒子が
分散されたアモルファスＴｉＯ2 からなる非線形光学材
料を得た。この非線形光学材料におけるマトリックスで
あるアモルファスＴｉＯ2 の熱伝導率は、本発明におけ
る限定範囲外の１．５Ｗ／ｍＫであった。上記の非線形
光学材料について、実施例２８と同条件で非線形光学応
答の測定を行った結果（ポンプ光およびプローブ光のパ
ルス間隔はそれぞれ１００μｓ）、非線形光学応答は応
答時間が６ｐｓという高速のもの（以下「速い応答」と
いう）の他に応答時間が３９５ｐｓという遅い応答を含
むものであった。そして、速い応答と遅い応答の成分比
は、０点におけるピーク高さの比で８：１であった。ま
た、上記のポンプ光およびプローブ光のパルス間隔をそ
れぞれ１００ｐｓとした以外は上記と同様にして非線形
光学応答を測定したところ、ノイズが多く、応答信号は
認められなかった。
【００５７】実施例２９ 実施例１と同様にして作製した非線形光学材料（厚さ
０．１ｍｍ）の両面に誘電体多層膜からなる厚さ２μｍ
の反射防止膜を蒸着した後、ミラーの反射率９０％、共
振器長０．２ｍｍのファブリ・ペロー共振器に挿入し
て、ファブリ・ペロー共振器型の光スイッチ素子を作製
した。この光スイッチ素子の概略を図２に示す。図２に
示したように、この光スイッチ素子１は、反射率が９０
％である２枚のミラー２を共振器長が０．２ｍｍとなる
ように互いに対向させ配置してなるファブリ・ペロー共
振器に、両面に反射防止膜３が蒸着された非線形光学材
料４を挿入したものであり、前記の非線形光学材料４は
その厚さ方向に光が透過するように２枚のミラー２の間
に配置されている。
０．１ｍｍ）の両面に誘電体多層膜からなる厚さ２μｍ
の反射防止膜を蒸着した後、ミラーの反射率９０％、共
振器長０．２ｍｍのファブリ・ペロー共振器に挿入し
て、ファブリ・ペロー共振器型の光スイッチ素子を作製
した。この光スイッチ素子の概略を図２に示す。図２に
示したように、この光スイッチ素子１は、反射率が９０
％である２枚のミラー２を共振器長が０．２ｍｍとなる
ように互いに対向させ配置してなるファブリ・ペロー共
振器に、両面に反射防止膜３が蒸着された非線形光学材
料４を挿入したものであり、前記の非線形光学材料４は
その厚さ方向に光が透過するように２枚のミラー２の間
に配置されている。
【００５８】次に、大気中、室温下で上記の光スイッチ
素子に波長６３０ｎｍ，パルス幅１００ｆｓ，パルス間
隔１００μｓの単色光をその入射強度が０．１〜２００
μＪ／ｃｍ2 と徐々に増加するように入射させ、入射光
と共振器からの出射光について時間波形を比較した。そ
の結果、光双安定スイッチ動作が観測され、スイッチに
要する時間はオン・オフともに８ｐｓであった。このこ
とから、この光スイッチ素子は極めて高速のスイッチ性
能を有することが判明した。また、Ｓ／Ｎ比は２０であ
った。また、上記の光（単色光）のパルス間隔を２０ｐ
ｓとした以外は同様にして光双安定スイッチ動作を観察
したところ、１００μｓのパルス間隔で入射させた上記
の測定の場合と同様のスイッチ性能が確認された。この
ことから、上記の光スイッチ素子は５０ギガビット／秒
の高帯域デジタル信号のスイッチング動作が可能である
ことが実証された。なお、このときのＳ／Ｎ比も２０で
あった。
素子に波長６３０ｎｍ，パルス幅１００ｆｓ，パルス間
隔１００μｓの単色光をその入射強度が０．１〜２００
μＪ／ｃｍ2 と徐々に増加するように入射させ、入射光
と共振器からの出射光について時間波形を比較した。そ
の結果、光双安定スイッチ動作が観測され、スイッチに
要する時間はオン・オフともに８ｐｓであった。このこ
とから、この光スイッチ素子は極めて高速のスイッチ性
能を有することが判明した。また、Ｓ／Ｎ比は２０であ
った。また、上記の光（単色光）のパルス間隔を２０ｐ
ｓとした以外は同様にして光双安定スイッチ動作を観察
したところ、１００μｓのパルス間隔で入射させた上記
の測定の場合と同様のスイッチ性能が確認された。この
ことから、上記の光スイッチ素子は５０ギガビット／秒
の高帯域デジタル信号のスイッチング動作が可能である
ことが実証された。なお、このときのＳ／Ｎ比も２０で
あった。
【００５９】実施例３０ ＳｉＯ2 ガラスからなる基板上に実施例１０と同様にし
て非線形光学材料（厚さ５μｍのＳｉＣスパッタ薄膜に
Ｓｉ微粒子を分散させたもの）を形成し、この非線形光
学材料を反応性イオンエッチング法によりマッハツェン
ダー型線路（線幅５μｍ，厚さ５μｍ）に成形した後、
この上に厚さ３０μｍのＳｉＯ2 ガラス層をスパッタリ
ング法により堆積させて、図３にその概略を示す導波路
型（マッハツェンダー型）の光スイッチ素子を得た。図
３に示した光スイッチ素子１０は、ＳｉＯ2 ガラスから
なる基板１１上に前記の非線形光学材料からなるマッハ
ツェンダー型線路１２を形成し、このマッハツェンダー
型線路１２を厚さ３０μｍのＳｉＯ2 ガラス層１３で被
覆したものであり、光は前記のマッハツェンダー型線路
１２中を伝播する。
て非線形光学材料（厚さ５μｍのＳｉＣスパッタ薄膜に
Ｓｉ微粒子を分散させたもの）を形成し、この非線形光
学材料を反応性イオンエッチング法によりマッハツェン
ダー型線路（線幅５μｍ，厚さ５μｍ）に成形した後、
この上に厚さ３０μｍのＳｉＯ2 ガラス層をスパッタリ
ング法により堆積させて、図３にその概略を示す導波路
型（マッハツェンダー型）の光スイッチ素子を得た。図
３に示した光スイッチ素子１０は、ＳｉＯ2 ガラスから
なる基板１１上に前記の非線形光学材料からなるマッハ
ツェンダー型線路１２を形成し、このマッハツェンダー
型線路１２を厚さ３０μｍのＳｉＯ2 ガラス層１３で被
覆したものであり、光は前記のマッハツェンダー型線路
１２中を伝播する。
【００６０】次に、大気中、室温下で上記の光スイッチ
素子の入射ポート１４（図３参照）から波長１０６４ｎ
ｍ，パルス幅２８０ｆｓ，パルス間隔１００μｓの単色
光をその入射強度が０．１〜５００μＪ／ｃｍ2 と徐々
に増加するように入射させ、出射ポート１５（図３参
照）からの出射光の時間波形を観察した。その結果、光
双安定スイッチ動作が観測され、スイッチに要する時間
はオン・オフともに１０ｐｓであった。このことから、
この光スイッチ素子は極めて高速のスイッチ性能を有す
ることが判明した。また、Ｓ／Ｎ比は２０であった。ま
た、上記の光（単色光）を２５ｐｓのパルス間隔で入射
させて光双安定スイッチ動作を観察したところ、１００
μｓのパルス間隔で入射させた上記の測定の場合と同様
のスイッチ性能が確認された。このことから、上記の光
スイッチ素子は４０ギガビット／秒の高帯域デジタル信
号のスイッチング動作が可能であることが実証された。
なお、このときのＳ／Ｎ比も２０であった。
素子の入射ポート１４（図３参照）から波長１０６４ｎ
ｍ，パルス幅２８０ｆｓ，パルス間隔１００μｓの単色
光をその入射強度が０．１〜５００μＪ／ｃｍ2 と徐々
に増加するように入射させ、出射ポート１５（図３参
照）からの出射光の時間波形を観察した。その結果、光
双安定スイッチ動作が観測され、スイッチに要する時間
はオン・オフともに１０ｐｓであった。このことから、
この光スイッチ素子は極めて高速のスイッチ性能を有す
ることが判明した。また、Ｓ／Ｎ比は２０であった。ま
た、上記の光（単色光）を２５ｐｓのパルス間隔で入射
させて光双安定スイッチ動作を観察したところ、１００
μｓのパルス間隔で入射させた上記の測定の場合と同様
のスイッチ性能が確認された。このことから、上記の光
スイッチ素子は４０ギガビット／秒の高帯域デジタル信
号のスイッチング動作が可能であることが実証された。
なお、このときのＳ／Ｎ比も２０であった。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
遅い応答の比率が小さい非線形光学材料を提供すること
が可能になるとともに、高速での光制御が可能な光スイ
ッチ素子を提供することが可能になる。
遅い応答の比率が小さい非線形光学材料を提供すること
が可能になるとともに、高速での光制御が可能な光スイ
ッチ素子を提供することが可能になる。
【図１】実施例１および比較例１でそれぞれ得た非線形
光学材料についての非線形光学応答（信号光の強度減
衰）の測定結果を示すグラフである。
光学材料についての非線形光学応答（信号光の強度減
衰）の測定結果を示すグラフである。
【図２】実施例２９で作製したファブリ・ペロー共振器
型の光スイッチ素子の概略を示す側面図である。
型の光スイッチ素子の概略を示す側面図である。
【図３】実施例３０で作製した導波路型（マッハツェン
ダー型）の光スイッチ素子の概略を示す平面である。
ダー型）の光スイッチ素子の概略を示す平面である。
１ ファブリ・ペロー共振器型の光スイッチ素子 ２ ミラー ４ 非線形光学材料 １０ 導波路型（マッハツェンダー型）の光スイッチ素
子 １２ 非線形光学材料からなるマッハツェンダー型線路
子 １２ 非線形光学材料からなるマッハツェンダー型線路
Claims (6)
- 【請求項１】 光学的に透明なマトリックスに微粒子を
分散させてなる非線形光学材料において、 前記マトリックスが熱伝導率２Ｗ／ｍＫ以上の物質から
なり、前記微粒子のサイズが１〜５００ｎｍであること
を特徴とする非線形光学材料。 - 【請求項２】 マトリックスが、ダイヤモンド，ＧａＡ
ｓ，ＧａＰ，ＩｎＰ，ＳｉＣ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＺｎＳ
ｅ，ＣｄＳｅ，ＺｎＴｅ，ＣｄＴｅ，ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ
3 ，ＴｉＯ2 ，ＬｉＮｂＯ3 ，ＭｇＯ，Ｙ2Ｏ3 ，Ｍｇ
Ｏ・Ａｌ2Ｏ3，ＭｇＯ・ＳｉＯ2 ，ＭｇＴｉＯ2 ，Ｙ3
Ａｌ5Ｏ12 ，Ｙ3Ｇａ5Ｏ12 ，Ｙｂ3Ａｌ5Ｏ12 ，Ｙｂ3
Ｇａ5Ｏ12 ，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4 またはＢＮの単結晶体
もしくは多結晶体である、 請求項１に記載の非線形光
学材料。 - 【請求項３】 微粒子が、(i) Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｓ
ｎ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒ
ｕ，Ｏｓ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｂｉ，Ｓｂま
たはＰｂからなる金属単体、(ii)Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｓ
ｎ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒ
ｕ，Ｏｓ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｂｉ，Ｓｂお
よびＰｂから選ばれた金属同士の合金または(iii) Ｃ
ｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒ
ｈ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｂｉ，ＳｂおよびＰｂから選ばれた１種または複
数種を総量で８０ mol％以上含む合金からなる、請求項
１または請求項２に記載の非線形光学材料。 - 【請求項４】 微粒子が、Ｓｉ，Ｇｅ，ＡｌＳｂ，Ｉｎ
Ｐ，ＧａＡｓ，ＧａＰ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，
ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＰｂＳ，ＰｂＳｅ，ＰｂＴｅ，Ｓ
ｅＴｅ，ＣｕＣｌ，ＣｕＢｒ，ＣｕＩ，ＴｌＣｌ，Ｔｌ
Ｂｒ，ＴｌＩ，ＳｉxＧｅ(1-x)（０＜ｘ＜１），Ｚｎx
ＣｄyＰｂ(1-x-y)ＳzＳｅwＴｅ(1-z-w)（０≦ｘ≦１，
０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，０≦ｗ≦１）およびＴｌxＣ
ｕ(1-x)ＣｌyＢｒzＩ(1-y-z)（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦
１，０≦ｚ≦１）のうちから選ばれた半導体またはこれ
らの半導体の２種以上の固溶体からなる、請求項１また
は請求項２に記載の非線形光学材料。 - 【請求項５】 微粒子が、請求項３または請求項４に記
載の微粒子を該微粒子およびマトリックスと異なる物質
で被覆したものである、請求項１または請求項２に記載
の非線形光学材料。 - 【請求項６】 マトリックスに微粒子を分散させてなる
非線形光学材料によって光路の一部または全部が形成さ
れており、前記非線形光学材料によって光制御する光ス
イッチ素子において、 前記非線形光学材料が請求項１〜請求項５のいずれか１
項に記載の非線形光学材料であることを特徴とする光ス
イッチ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13198295A JPH08328059A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 非線形光学材料およびこれを用いた光スイッチ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13198295A JPH08328059A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 非線形光学材料およびこれを用いた光スイッチ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08328059A true JPH08328059A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15070790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13198295A Withdrawn JPH08328059A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 非線形光学材料およびこれを用いた光スイッチ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08328059A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100441716B1 (ko) * | 1999-02-16 | 2004-07-23 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 광비선형 재료 및 그 제조방법 |
| JP2006200009A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 金属微粒子分散複合体及びその製造方法 |
| CN102169244A (zh) * | 2011-06-01 | 2011-08-31 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种低电压驱动的电光开关 |
-
1995
- 1995-05-30 JP JP13198295A patent/JPH08328059A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100441716B1 (ko) * | 1999-02-16 | 2004-07-23 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 광비선형 재료 및 그 제조방법 |
| JP2006200009A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 金属微粒子分散複合体及びその製造方法 |
| JP4512746B2 (ja) * | 2005-01-21 | 2010-07-28 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 金属微粒子分散複合体及びその製造方法 |
| CN102169244A (zh) * | 2011-06-01 | 2011-08-31 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种低电压驱动的电光开关 |
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|---|---|---|---|
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