JPH1011756A - 光学デバイスの光学的操作方法及び光学制御デバイス - Google Patents
光学デバイスの光学的操作方法及び光学制御デバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトクロミック材料などのフォトンモード
反応を利用した光学デバイスにおいて、半導体レーザー
や発光ダイオードなどの発光素子を用い、紫外光などの
従来使用することができなかった波長域の光を用いて光
学的操作を行う。 【解決手段】 フォトンモード反応を生じる光記録媒体
６に対して、パルス電流駆動回路１２によりパルス電流
で駆動した発光素子１０からの出射光を照射し、光記録
媒体６でのフォトンモード反応を生じさせることを特徴
としている。
反応を利用した光学デバイスにおいて、半導体レーザー
や発光ダイオードなどの発光素子を用い、紫外光などの
従来使用することができなかった波長域の光を用いて光
学的操作を行う。 【解決手段】 フォトンモード反応を生じる光記録媒体
６に対して、パルス電流駆動回路１２によりパルス電流
で駆動した発光素子１０からの出射光を照射し、光記録
媒体６でのフォトンモード反応を生じさせることを特徴
としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトクロミック
材料などを利用した光記録媒体等の光学デバイスの光学
的操作方法及びこれを利用した光学制御デバイスに関す
るものである。
材料などを利用した光記録媒体等の光学デバイスの光学
的操作方法及びこれを利用した光学制御デバイスに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】フォトクロミズムを光情報処理及び記憶
に応用するための研究は、近年特に盛んになされてい
る。フォトクロミック材料を光記録媒体の記録層に応用
することが試みられており、またフォトクロミック性マ
スク層を用いる超解像効果により光ディスクの高密度化
を図る試みがなされている。
に応用するための研究は、近年特に盛んになされてい
る。フォトクロミック材料を光記録媒体の記録層に応用
することが試みられており、またフォトクロミック性マ
スク層を用いる超解像効果により光ディスクの高密度化
を図る試みがなされている。
【０００３】このようなフォトクロミック材料を用いた
光学デバイスにおいては、フォトクロミック材料に光照
射することによりフォトンモード反応を生じさせるが、
光源としては、一般に小型でかつ低コストの半導体レー
ザーや発光ダイオード等を用いることが多い。
光学デバイスにおいては、フォトクロミック材料に光照
射することによりフォトンモード反応を生じさせるが、
光源としては、一般に小型でかつ低コストの半導体レー
ザーや発光ダイオード等を用いることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォト
クロミック材料を、可視光領域での吸収が大きくなるよ
うに着色させる場合、紫外光を照射する必要のあるもの
が多い。現在利用できる可能性のある短波長の発光デバ
イスは、その発光波長が紫〜青色の波長域であり、半導
体レーザーや発光ダイオードから直接紫外光を発光さ
せ、フォトクロミック材料を着色することは実現されて
いない。
クロミック材料を、可視光領域での吸収が大きくなるよ
うに着色させる場合、紫外光を照射する必要のあるもの
が多い。現在利用できる可能性のある短波長の発光デバ
イスは、その発光波長が紫〜青色の波長域であり、半導
体レーザーや発光ダイオードから直接紫外光を発光さ
せ、フォトクロミック材料を着色することは実現されて
いない。
【０００５】本発明の目的は、フォトクロミック材料な
どのフォトンモード反応を利用した光学デバイスにおい
て、半導体レーザーや発光ダイオードなどの発光素子を
用い、紫外光などの従来使用することができなかった波
長域の光を用いることが可能な光学的操作方法、並びに
これを利用した光学制御デバイスを提供することにあ
る。
どのフォトンモード反応を利用した光学デバイスにおい
て、半導体レーザーや発光ダイオードなどの発光素子を
用い、紫外光などの従来使用することができなかった波
長域の光を用いることが可能な光学的操作方法、並びに
これを利用した光学制御デバイスを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光学デバイスの
光学的操作方法は、パルス電流で駆動させることにより
一定電流で駆動させたときと異なる波長の光を出射する
発光素子を用い、該発光素子をパルス電流で駆動させて
出射した光を照射して光学デバイスにフォトンモード反
応などのフォトクロミック反応を生じさせることを特徴
としている。
光学的操作方法は、パルス電流で駆動させることにより
一定電流で駆動させたときと異なる波長の光を出射する
発光素子を用い、該発光素子をパルス電流で駆動させて
出射した光を照射して光学デバイスにフォトンモード反
応などのフォトクロミック反応を生じさせることを特徴
としている。
【０００７】パルス電流で駆動させる場合、一定電流で
駆動させる場合よりも高い電流を発光素子に与えること
ができる。このため、発光素子によっては、パルス電流
で駆動させることにより一定電流で駆動させたときと異
なる波長の光を出射するものがある。一般には、パルス
電流で駆動させると、一定電流で駆動させたときの波長
に比べ、より短波長の光が出射する傾向にある。従っ
て、パルス電流で駆動させることにより、紫外光を出射
させることができる発光素子がある。このようなものと
して、例えばＧａＮ系化合物のような少なくとも窒素と
ガリウムを含有する化合物を活性層とした発光ダイオー
ドなどが挙げられる。
駆動させる場合よりも高い電流を発光素子に与えること
ができる。このため、発光素子によっては、パルス電流
で駆動させることにより一定電流で駆動させたときと異
なる波長の光を出射するものがある。一般には、パルス
電流で駆動させると、一定電流で駆動させたときの波長
に比べ、より短波長の光が出射する傾向にある。従っ
て、パルス電流で駆動させることにより、紫外光を出射
させることができる発光素子がある。このようなものと
して、例えばＧａＮ系化合物のような少なくとも窒素と
ガリウムを含有する化合物を活性層とした発光ダイオー
ドなどが挙げられる。
【０００８】フォトンモード反応などのフォトクロミッ
ク反応を生じる光学デバイスとしては、例えばフォトク
ロミック材料を含む光学デバイスが挙げられる。このよ
うな光学デバイスとしては、例えば光記録媒体が挙げら
れる。光記録媒体においては、例えば記録層中にフォト
クロミック材料を含有させたものが挙げられる。また、
実効スポットを照射スポットよりも小さくする超解像効
果を得るためのマスク層にフォトクロミック材料が含有
されているものを挙げることができる。
ク反応を生じる光学デバイスとしては、例えばフォトク
ロミック材料を含む光学デバイスが挙げられる。このよ
うな光学デバイスとしては、例えば光記録媒体が挙げら
れる。光記録媒体においては、例えば記録層中にフォト
クロミック材料を含有させたものが挙げられる。また、
実効スポットを照射スポットよりも小さくする超解像効
果を得るためのマスク層にフォトクロミック材料が含有
されているものを挙げることができる。
【０００９】上記記録層またはマスク層にフォトクロミ
ック材料が含有されている光記録媒体に上記発光素子か
らの出射光スポットを照射する場合、通常発光素子から
の出射光スポットを光記録媒体に対し相対的に移動させ
て、光記録媒体上を出射光スポットで走査する。この場
合、発光素子を駆動するパルス電流の周波数は、光記録
媒体の相対速度／出射光のスポット径で決まる値よりも
高い周波数であることが好ましく、より好ましくはこの
値の２倍以上の周波数である。ここで、出射光のスポッ
ト径とは、出射光のスポットの相対運動方向における径
を表しており、出射光スポットが複数ある場合には、こ
れらのうちの最も小さいスポットの径を基準とする。上
記のような周波数に設定することにより、パルス光であ
る出射光による光記録媒体上の照射むらを防止すること
ができる。すなわち、トラック上で照射されない部分が
生じるのを防止することができる。
ック材料が含有されている光記録媒体に上記発光素子か
らの出射光スポットを照射する場合、通常発光素子から
の出射光スポットを光記録媒体に対し相対的に移動させ
て、光記録媒体上を出射光スポットで走査する。この場
合、発光素子を駆動するパルス電流の周波数は、光記録
媒体の相対速度／出射光のスポット径で決まる値よりも
高い周波数であることが好ましく、より好ましくはこの
値の２倍以上の周波数である。ここで、出射光のスポッ
ト径とは、出射光のスポットの相対運動方向における径
を表しており、出射光スポットが複数ある場合には、こ
れらのうちの最も小さいスポットの径を基準とする。上
記のような周波数に設定することにより、パルス光であ
る出射光による光記録媒体上の照射むらを防止すること
ができる。すなわち、トラック上で照射されない部分が
生じるのを防止することができる。
【００１０】本発明においては、発光素子をパルス電流
で駆動する。このようにパルス電流で駆動することによ
り、発生する熱が抑えられ、熱等による破壊を防止する
ことができる。このような熱等による破壊を防止する効
果をさらに高めるためには、駆動パルスのデューティ比
を１／１０以下、さらに好ましくは１／１００以下に設
定しておくことが望ましい。
で駆動する。このようにパルス電流で駆動することによ
り、発生する熱が抑えられ、熱等による破壊を防止する
ことができる。このような熱等による破壊を防止する効
果をさらに高めるためには、駆動パルスのデューティ比
を１／１０以下、さらに好ましくは１／１００以下に設
定しておくことが望ましい。
【００１１】上述のように、フォトクロミック材料を可
視光領域における吸収が高い着色状態とするために照射
する光は、一般に紫外光である場合が多い。本発明にお
いては、発光素子をパルス電流で駆動させることによ
り、発光素子から紫外光を出射することが可能となる。
このようなパルス電流駆動で紫外光を出射する発光素子
としては、例えば、ＧａＮ系発光ダイオード（ＬＥＤ）
を挙げることができる。これは、ＧａとＮを主とする I
II−Ｖ族系の活性層を含むＬＥＤであり、スーパールミ
ネッセントダイオードをも含むものである。例えば、Ｉ
ｎＧａＮ等の III−Ｖ族系の活性層を含むＬＥＤを含む
ものである。
視光領域における吸収が高い着色状態とするために照射
する光は、一般に紫外光である場合が多い。本発明にお
いては、発光素子をパルス電流で駆動させることによ
り、発光素子から紫外光を出射することが可能となる。
このようなパルス電流駆動で紫外光を出射する発光素子
としては、例えば、ＧａＮ系発光ダイオード（ＬＥＤ）
を挙げることができる。これは、ＧａとＮを主とする I
II−Ｖ族系の活性層を含むＬＥＤであり、スーパールミ
ネッセントダイオードをも含むものである。例えば、Ｉ
ｎＧａＮ等の III−Ｖ族系の活性層を含むＬＥＤを含む
ものである。
【００１２】本発明に従う光記録媒体の再生装置は、紫
外光照射によって再生光波長における吸収が増大するフ
ォトクロミック材料含有層を有する光記録媒体を再生す
るための装置であり、フォトクロミック材料含有層の再
生光波長における吸収を増大させるための紫外光をパル
ス電流駆動により出射する発光素子と、発光素子にパル
ス電流を与えるための手段と、再生光波長における吸収
が増大したフォトクロミック材料含有層の再生光波長に
おける吸収を減少させるとともに光記録媒体に記録され
た情報を再生するための再生光を出射する再生光光源
と、再生光光源から出射した再生光を光記録媒体に集光
する手段と、光記録媒体からの再生光を検出する手段と
を備えている。
外光照射によって再生光波長における吸収が増大するフ
ォトクロミック材料含有層を有する光記録媒体を再生す
るための装置であり、フォトクロミック材料含有層の再
生光波長における吸収を増大させるための紫外光をパル
ス電流駆動により出射する発光素子と、発光素子にパル
ス電流を与えるための手段と、再生光波長における吸収
が増大したフォトクロミック材料含有層の再生光波長に
おける吸収を減少させるとともに光記録媒体に記録され
た情報を再生するための再生光を出射する再生光光源
と、再生光光源から出射した再生光を光記録媒体に集光
する手段と、光記録媒体からの再生光を検出する手段と
を備えている。
【００１３】一般には、光記録媒体の記録層またはマス
ク層がフォトクロミック材料含有層となる。フォトクロ
ミック含有層がマスク層である場合、光記録媒体の記録
方式は特に限定されるものではなく、フォトクロミック
材料を用いた光記録媒体、光磁気記録媒体、相変化型媒
体等の書換え可能型光記録媒体や、あるいは追記型光記
録媒体、ＣＤのような再生専用型光記録媒体等の光記録
媒体にも適用され得るものである。
ク層がフォトクロミック材料含有層となる。フォトクロ
ミック含有層がマスク層である場合、光記録媒体の記録
方式は特に限定されるものではなく、フォトクロミック
材料を用いた光記録媒体、光磁気記録媒体、相変化型媒
体等の書換え可能型光記録媒体や、あるいは追記型光記
録媒体、ＣＤのような再生専用型光記録媒体等の光記録
媒体にも適用され得るものである。
【００１４】また、マスク層は、記録層に対し光入射側
に設けられていてもよいし、逆に記録層がマスク層に対
し光入射側に設けられていてもよい。本発明の光記録媒
体の再生装置においては、小型でかつ低コストの発光素
子を用いて、紫外光を照射することができ、再生装置の
小型化及び低コスト化を図ることができる。
に設けられていてもよいし、逆に記録層がマスク層に対
し光入射側に設けられていてもよい。本発明の光記録媒
体の再生装置においては、小型でかつ低コストの発光素
子を用いて、紫外光を照射することができ、再生装置の
小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００１５】本発明に従う光学制御デバイスは、第１の
状態と第２の状態との間で可逆的に変換可能なフォトク
ロミック材料を含有する光学部分と、光学部分に光照射
するための発光素子であって、パルス電流で駆動させる
ことにより一定電流で駆動させたときと異なる波長の光
を出射する発光素子と、外部からの信号に応じてパルス
電流及び一定電流のうちの一方を選択的に発光素子に与
えて駆動するための手段とを備え、発光素子を駆動手段
によってパルス電流で駆動し発光素子からの出射光を光
学部分に照射することにより光学部分を第１の状態から
第２の状態に変化させ、発光素子を駆動手段によって一
定電流で駆動し発光素子からの出射光を光学部分に出射
することにより光学部分を第２の状態から第１の状態に
変化させることを特徴としている。
状態と第２の状態との間で可逆的に変換可能なフォトク
ロミック材料を含有する光学部分と、光学部分に光照射
するための発光素子であって、パルス電流で駆動させる
ことにより一定電流で駆動させたときと異なる波長の光
を出射する発光素子と、外部からの信号に応じてパルス
電流及び一定電流のうちの一方を選択的に発光素子に与
えて駆動するための手段とを備え、発光素子を駆動手段
によってパルス電流で駆動し発光素子からの出射光を光
学部分に照射することにより光学部分を第１の状態から
第２の状態に変化させ、発光素子を駆動手段によって一
定電流で駆動し発光素子からの出射光を光学部分に出射
することにより光学部分を第２の状態から第１の状態に
変化させることを特徴としている。
【００１６】本発明の光学制御デバイスによれば、１つ
の発光素子を用いて、異なる波長の光を出射することが
でき、フォトクロミック材料の第１の状態から第２の状
態への変化及び第２の状態から第１の状態への変化を１
つの発光素子からの光照射で行うことができる。従っ
て、例えば光スイッチなどの光学制御デバイスに用いる
ことができ、小型でかつ低コストで、消費電力の低い光
学制御デバイスとすることができる。
の発光素子を用いて、異なる波長の光を出射することが
でき、フォトクロミック材料の第１の状態から第２の状
態への変化及び第２の状態から第１の状態への変化を１
つの発光素子からの光照射で行うことができる。従っ
て、例えば光スイッチなどの光学制御デバイスに用いる
ことができ、小型でかつ低コストで、消費電力の低い光
学制御デバイスとすることができる。
【００１７】本発明の光学制御デバイスにおいて用いる
発光素子としては、上記本発明の光学デバイスの光学的
操作方法において用いるのと同様の発光素子を用いるこ
とができる。
発光素子としては、上記本発明の光学デバイスの光学的
操作方法において用いるのと同様の発光素子を用いるこ
とができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図２は、市販されているＧａＮ系
ＬＥＤ（ダブルヘテロ構造；日亜化学工業株式会社製の
青色ＬＥＤ「ＮＬＰＢ５００」）をパルス電流で駆動し
た場合及び一定電流で駆動した場合の出射光の波長スペ
クトルを示す図である。パルス駆動は、周波数２ｋＨ
ｚ、ピーク電流４００ｍＡ、デューティ比１／２０で駆
動させた。また一定電流駆動（ＤＣ駆動）は、２０ｍＡ
の一定電流で駆動させた。図２から明らかなように、通
常のＤＣ駆動の場合には可視光領域である４４０〜４６
０ｎｍの波長域にピークを有する光が出射されている
が、これをパルス駆動すると３６０〜３９０ｎｍ付近の
紫外光が出射される。
ＬＥＤ（ダブルヘテロ構造；日亜化学工業株式会社製の
青色ＬＥＤ「ＮＬＰＢ５００」）をパルス電流で駆動し
た場合及び一定電流で駆動した場合の出射光の波長スペ
クトルを示す図である。パルス駆動は、周波数２ｋＨ
ｚ、ピーク電流４００ｍＡ、デューティ比１／２０で駆
動させた。また一定電流駆動（ＤＣ駆動）は、２０ｍＡ
の一定電流で駆動させた。図２から明らかなように、通
常のＤＣ駆動の場合には可視光領域である４４０〜４６
０ｎｍの波長域にピークを有する光が出射されている
が、これをパルス駆動すると３６０〜３９０ｎｍ付近の
紫外光が出射される。
【００１９】図３は、パルス駆動時の電流−出力特性を
示す図である。パルス電流の周波数は２ｋＨｚとし、デ
ューティ比は１／１００とした。図３に示すように、パ
ルス駆動のピーク電流が１００ｍＡ以上になると、急激
に出射光の強度が向上することがわかる。また、ピーク
電流を２Ａとしても全く出力が飽和する傾向は見られな
かった。なお、この際の出射光のスペクトルは図２に示
すように、可視光領域の成分は小さく、３６０〜３９０
ｎｍ付近の紫外光の成分が極めて大きかった。
示す図である。パルス電流の周波数は２ｋＨｚとし、デ
ューティ比は１／１００とした。図３に示すように、パ
ルス駆動のピーク電流が１００ｍＡ以上になると、急激
に出射光の強度が向上することがわかる。また、ピーク
電流を２Ａとしても全く出力が飽和する傾向は見られな
かった。なお、この際の出射光のスペクトルは図２に示
すように、可視光領域の成分は小さく、３６０〜３９０
ｎｍ付近の紫外光の成分が極めて大きかった。
【００２０】図４は、ＤＣ駆動時の電流−出力特性を示
す図である。図４に示すように、ＤＣ駆動した場合は、
駆動電流の増加とともに発光強度の増加率は徐々に低下
し、さらに高い電流値１００ｍＡ付近では光強度が飽和
した。さらに電流値を上げると、２００ｍＡ以上で逆に
出力が低下した。なお出射光のスペクトルは、図２に示
すように４５０ｎｍ付近にブロードなピークを有する可
視光成分が主であった。なお、電流値を２００ｍＡ以上
にすると、短時間でＬＥＤが破壊された。
す図である。図４に示すように、ＤＣ駆動した場合は、
駆動電流の増加とともに発光強度の増加率は徐々に低下
し、さらに高い電流値１００ｍＡ付近では光強度が飽和
した。さらに電流値を上げると、２００ｍＡ以上で逆に
出力が低下した。なお出射光のスペクトルは、図２に示
すように４５０ｎｍ付近にブロードなピークを有する可
視光成分が主であった。なお、電流値を２００ｍＡ以上
にすると、短時間でＬＥＤが破壊された。
【００２１】次に、下記の（化１）式に示すジアリール
エテン系フォトクロミック材料のサンプルに対して、上
記のＧａＮ系ＬＥＤ（ＮＬＰＢ５００）をパルス駆動さ
せて生じた紫外光を照射した。このフォトクロミック材
料は、可視光では着色しない。すなわち、可視光では可
視光領域における吸収が増大せず、紫外光（３００ｎｍ
〜４００ｎｍ）の照射でのみフォトンモードの着色反応
が生じる。フォトクロミック材料のサンプルは、フォト
クロミック材料をポリスチレンに１重量％混合し、これ
をトルエンで溶解してガラスディスク上にキャスト法で
薄膜化したものを用いた。
エテン系フォトクロミック材料のサンプルに対して、上
記のＧａＮ系ＬＥＤ（ＮＬＰＢ５００）をパルス駆動さ
せて生じた紫外光を照射した。このフォトクロミック材
料は、可視光では着色しない。すなわち、可視光では可
視光領域における吸収が増大せず、紫外光（３００ｎｍ
〜４００ｎｍ）の照射でのみフォトンモードの着色反応
が生じる。フォトクロミック材料のサンプルは、フォト
クロミック材料をポリスチレンに１重量％混合し、これ
をトルエンで溶解してガラスディスク上にキャスト法で
薄膜化したものを用いた。
【００２２】
【化１】
【００２３】以上のようにして作製したフォトクロミッ
ク材料を含有するポリマー薄膜のサンプルに対して、周
波数２ｋＨｚ、デューティ比１／１００（パルス幅５μ
ｓ）、ピーク電流１Ａでパルス駆動させてＧａＮ系ＬＥ
Ｄを発光させ照射した。また、比較のためＤＣ駆動でも
ＧａＮ系ＬＥＤを発光させ照射した。なおＤＣ駆動では
２０ｍＡの一定電流で駆動させた。
ク材料を含有するポリマー薄膜のサンプルに対して、周
波数２ｋＨｚ、デューティ比１／１００（パルス幅５μ
ｓ）、ピーク電流１Ａでパルス駆動させてＧａＮ系ＬＥ
Ｄを発光させ照射した。また、比較のためＤＣ駆動でも
ＧａＮ系ＬＥＤを発光させ照射した。なおＤＣ駆動では
２０ｍＡの一定電流で駆動させた。
【００２４】図５は、消色状態のサンプルに対して以上
のようにしてＬＥＤをパルス駆動させて照射した後のサ
ンプルの吸収スペクトルと、その状態に対してさらにＤ
Ｃ駆動させてＬＥＤを発光させ照射した後のサンプルの
吸収スペクトルを示す図である。なお、図５には、参考
のため消色状態におけるサンプルの吸収スペクトルも示
している。図５から明らかなように、パルス駆動させ発
光した光を照射した場合には、可視光領域において大き
な吸収が生じ、着色していることがわかる。また、ＤＣ
駆動で発生させた光の照射により着色状態のサンプルが
消色反応していることがわかる。
のようにしてＬＥＤをパルス駆動させて照射した後のサ
ンプルの吸収スペクトルと、その状態に対してさらにＤ
Ｃ駆動させてＬＥＤを発光させ照射した後のサンプルの
吸収スペクトルを示す図である。なお、図５には、参考
のため消色状態におけるサンプルの吸収スペクトルも示
している。図５から明らかなように、パルス駆動させ発
光した光を照射した場合には、可視光領域において大き
な吸収が生じ、着色していることがわかる。また、ＤＣ
駆動で発生させた光の照射により着色状態のサンプルが
消色反応していることがわかる。
【００２５】次に、市販されている別のＧａＮ系ＬＥＤ
（量子井戸型（活性層）構造；日亜化学工業株式会社製
の緑色ＬＥＤ「ＮＳＰＧ３００Ａ」）を用いて、パルス
駆動させ、発光する光の波長スペクトルを測定した。図
６は、この結果を示す波長スペクトルである。なお、パ
ルス駆動は、周波数２ｋＨｚ、デューティー比１／２
０、ピーク電流４００ｍＡで駆動させた。また比較とし
てＤＣ駆動を行った。ＤＣ駆動は２０ｍＡの一定電流で
駆動させた。図６から明らかなように、ＤＣ駆動させた
場合には５３０ｎｍ付近にピークのある発光スペクトル
が得られるが、パルス駆動することにより、５００ｎｍ
付近にピークを有する発光スペクトルにシフトしてい
る。従って、パルス駆動することにより、ＤＣ駆動のと
きと異なる波長スペクトルを出射することができる。
（量子井戸型（活性層）構造；日亜化学工業株式会社製
の緑色ＬＥＤ「ＮＳＰＧ３００Ａ」）を用いて、パルス
駆動させ、発光する光の波長スペクトルを測定した。図
６は、この結果を示す波長スペクトルである。なお、パ
ルス駆動は、周波数２ｋＨｚ、デューティー比１／２
０、ピーク電流４００ｍＡで駆動させた。また比較とし
てＤＣ駆動を行った。ＤＣ駆動は２０ｍＡの一定電流で
駆動させた。図６から明らかなように、ＤＣ駆動させた
場合には５３０ｎｍ付近にピークのある発光スペクトル
が得られるが、パルス駆動することにより、５００ｎｍ
付近にピークを有する発光スペクトルにシフトしてい
る。従って、パルス駆動することにより、ＤＣ駆動のと
きと異なる波長スペクトルを出射することができる。
【００２６】次に、下記の（化２）に示す構造式を有す
るジアリールエテン系フォトクロミック材料を用いてサ
ンプルを作製した。サンプル作製は、上記の（化１）の
場合と同様に、ポリスチレンに１重量％混合し、キャス
ト法で薄膜化して作製した。このフォトクロミック材料
は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの光照射で着色反応が生じ
るフォトクロミック材料である。
るジアリールエテン系フォトクロミック材料を用いてサ
ンプルを作製した。サンプル作製は、上記の（化１）の
場合と同様に、ポリスチレンに１重量％混合し、キャス
ト法で薄膜化して作製した。このフォトクロミック材料
は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの光照射で着色反応が生じ
るフォトクロミック材料である。
【００２７】
【化２】
【００２８】図７は、ＧａＮ系ＬＥＤ（ＮＳＰＧ３００
Ａ）をパルス駆動及びＤＣ駆動させて発光させた光を上
記サンプルに照射した場合の照射後のサンプルの吸収ス
ペクトルを示す図である。なお図７においては、５００
ｎｍ〜６５０ｎｍの部分を拡大した図も示している。な
お、パルス駆動及びＤＣ駆動の条件は図６の場合と同一
条件とした。図７から明らかなように、パルス駆動する
ことにより、着色反応が生じ、次にＤＣ駆動することに
より、消色反応が生じていることがわかる。
Ａ）をパルス駆動及びＤＣ駆動させて発光させた光を上
記サンプルに照射した場合の照射後のサンプルの吸収ス
ペクトルを示す図である。なお図７においては、５００
ｎｍ〜６５０ｎｍの部分を拡大した図も示している。な
お、パルス駆動及びＤＣ駆動の条件は図６の場合と同一
条件とした。図７から明らかなように、パルス駆動する
ことにより、着色反応が生じ、次にＤＣ駆動することに
より、消色反応が生じていることがわかる。
【００２９】次に、下記の（化３）に示す構造式を有す
るジアリールエテン系フォトクロミック材料を用いて、
上記と同様にしてサンプルを作製し、パルス駆動で発光
させた光を照射し、照射後のサンプルの吸収スペクトル
を測定した。なお、本材料も４００〜５００ｎｍの光照
射により着色反応する。また比較として、ＤＣ駆動で発
光させ光照射した後のサンプルの吸収スペクトルも測定
した。
るジアリールエテン系フォトクロミック材料を用いて、
上記と同様にしてサンプルを作製し、パルス駆動で発光
させた光を照射し、照射後のサンプルの吸収スペクトル
を測定した。なお、本材料も４００〜５００ｎｍの光照
射により着色反応する。また比較として、ＤＣ駆動で発
光させ光照射した後のサンプルの吸収スペクトルも測定
した。
【００３０】
【化３】
【００３１】図８は、この結果を示す吸収スペクトルで
ある。なお、図８においても、５００ｎｍ〜６５０ｎｍ
の領域を拡大した図を併せて示している。図８から明ら
かなように、パルス駆動させることにより、着色反応が
生じ、次にＤＣ駆動することにより消色状態が生じてい
ることがわかる。
ある。なお、図８においても、５００ｎｍ〜６５０ｎｍ
の領域を拡大した図を併せて示している。図８から明ら
かなように、パルス駆動させることにより、着色反応が
生じ、次にＤＣ駆動することにより消色状態が生じてい
ることがわかる。
【００３２】次に、上記の（化１）に示す構造式を有す
るジアリールエテン系フォトクロミック材料を用い、こ
のフォトクロミック材料をマスク層に有する光記録媒体
を作製した。
るジアリールエテン系フォトクロミック材料を用い、こ
のフォトクロミック材料をマスク層に有する光記録媒体
を作製した。
【００３３】図９は、この光記録媒体の構造を示す部分
切欠斜視図である。この光記録媒体は、ＣＤのようなピ
ットによる記録方式の再生専用型光記録媒体である。図
９を参照して、厚み約１．２ｍｍのポリカーボネートか
らなる基板２１の上に上記フォトクロミック材料を含有
するマスク層２２が設けられている。なおポリカーボネ
ート基板２１の表面には、最短ピット０．４５μｍ、ト
ラックピッチ０．８５μｍのＥＦＭ信号が高密度に記録
されている。マスク層２２は、真空蒸着法により上記ジ
アリールエテン化合物を薄膜化して形成した。膜厚は１
μｍとなるように形成した。マスク層２２の上には、Ａ
ｇからなる反射層（記録層）２３が形成されている。こ
の反射層２３は、真空蒸着法により形成されている。反
射層２３の上には、紫外線硬化樹脂からなる保護層２４
が設けられている。
切欠斜視図である。この光記録媒体は、ＣＤのようなピ
ットによる記録方式の再生専用型光記録媒体である。図
９を参照して、厚み約１．２ｍｍのポリカーボネートか
らなる基板２１の上に上記フォトクロミック材料を含有
するマスク層２２が設けられている。なおポリカーボネ
ート基板２１の表面には、最短ピット０．４５μｍ、ト
ラックピッチ０．８５μｍのＥＦＭ信号が高密度に記録
されている。マスク層２２は、真空蒸着法により上記ジ
アリールエテン化合物を薄膜化して形成した。膜厚は１
μｍとなるように形成した。マスク層２２の上には、Ａ
ｇからなる反射層（記録層）２３が形成されている。こ
の反射層２３は、真空蒸着法により形成されている。反
射層２３の上には、紫外線硬化樹脂からなる保護層２４
が設けられている。
【００３４】再生光は基板２１側から入射し、反射層２
３によって反射される。このとき、反射層２３のピット
２５を記録情報として読み出す。本実施形態では、赤色
レーザー光を再生光として用いている。マスク層２２
は、このような再生光である赤色レーザー光により消色
反応を生じる。またマスク層２２は紫外光により着色す
る。
３によって反射される。このとき、反射層２３のピット
２５を記録情報として読み出す。本実施形態では、赤色
レーザー光を再生光として用いている。マスク層２２
は、このような再生光である赤色レーザー光により消色
反応を生じる。またマスク層２２は紫外光により着色す
る。
【００３５】以上のような光記録媒体を、図１に示すよ
うな構成の再生装置で再生した。図１を参照して、再生
光光源として、波長６３５ｎｍの半導体レーザー光源１
が設けられている。この半導体レーザー光源１は、１ｍ
Ａの一定電流により駆動し、再生光を出射する。再生光
光源１の前方には、出射光を整形するためのコリメート
レンズ２、ハーフミラー３が設けられ、ハーフミラー３
を通過した再生光は開口数０．５５の対物レンズ４によ
って光記録媒体６上に集光される。また対物レンズ４は
対物レンズ制御機構５によりフォーカス及びトラッキン
グが制御される。このような制御のため、対物レンズ制
御機構５には、制御回路７からの制御信号が与えられて
いる。
うな構成の再生装置で再生した。図１を参照して、再生
光光源として、波長６３５ｎｍの半導体レーザー光源１
が設けられている。この半導体レーザー光源１は、１ｍ
Ａの一定電流により駆動し、再生光を出射する。再生光
光源１の前方には、出射光を整形するためのコリメート
レンズ２、ハーフミラー３が設けられ、ハーフミラー３
を通過した再生光は開口数０．５５の対物レンズ４によ
って光記録媒体６上に集光される。また対物レンズ４は
対物レンズ制御機構５によりフォーカス及びトラッキン
グが制御される。このような制御のため、対物レンズ制
御機構５には、制御回路７からの制御信号が与えられて
いる。
【００３６】光記録媒体６に出射され、光記録媒体６か
ら反射された光は、対物レンズ４を通りハーフミラー３
で反射されて、サーボ用・信号検出用光学系８に与えら
れる。このような反射光を検出することにより、再生信
号が取り出されるとともに、トラッキングサーボ用信号
及びフォーカスサーボ用信号が制御回路７に与えられ、
制御回路７から制御信号が対物レンズ制御機構５に与え
られる。なお、ここでトラッキングサーボ系としてプッ
シュプル方式が採用され、フォーカスサーボとして非点
収差方式が採用されている。
ら反射された光は、対物レンズ４を通りハーフミラー３
で反射されて、サーボ用・信号検出用光学系８に与えら
れる。このような反射光を検出することにより、再生信
号が取り出されるとともに、トラッキングサーボ用信号
及びフォーカスサーボ用信号が制御回路７に与えられ、
制御回路７から制御信号が対物レンズ制御機構５に与え
られる。なお、ここでトラッキングサーボ系としてプッ
シュプル方式が採用され、フォーカスサーボとして非点
収差方式が採用されている。
【００３７】図９に示す光記録媒体では、再生の際、マ
スク層２２が着色されており、着色したマスク層２２に
再生光が照射される。着色したマスク層２２に再生光が
照射されると、再生光スポットの一部の領域で消色反応
が生じ、その消色領域を通して再生光が反射層２３に到
達する。従って、再生光スポットよりも小さな径の実効
スポットで再生を行うことができ、超解像効果を得るこ
とができる。このように再生の際、フォトクロミック材
料を含有するマスク層を着色状態にしておく必要があ
る。このため、図１に示す装置では、着色光光源とし
て、ＧａＮ系ＬＥＤ（ＮＬＰＢ５００）から構成される
発光素子１０が設けられている。発光素子１０の前方に
は、発光素子１０から出射した着色光を光記録媒体６上
に集光するための対物レンズ１１が設けられている。ま
た発光素子１０をパルス電流で駆動するためのパルス電
流駆動回路１２が発光素子１０に接続されている。
スク層２２が着色されており、着色したマスク層２２に
再生光が照射される。着色したマスク層２２に再生光が
照射されると、再生光スポットの一部の領域で消色反応
が生じ、その消色領域を通して再生光が反射層２３に到
達する。従って、再生光スポットよりも小さな径の実効
スポットで再生を行うことができ、超解像効果を得るこ
とができる。このように再生の際、フォトクロミック材
料を含有するマスク層を着色状態にしておく必要があ
る。このため、図１に示す装置では、着色光光源とし
て、ＧａＮ系ＬＥＤ（ＮＬＰＢ５００）から構成される
発光素子１０が設けられている。発光素子１０の前方に
は、発光素子１０から出射した着色光を光記録媒体６上
に集光するための対物レンズ１１が設けられている。ま
た発光素子１０をパルス電流で駆動するためのパルス電
流駆動回路１２が発光素子１０に接続されている。
【００３８】図１に示す装置においては、上記のような
発光素子１０をパルス電流で駆動させることにより生ず
る紫外光を用い、光記録媒体６のマスク層を着色してい
る。なお、発光素子１０からの着色光によりマスク層が
着色した領域を半導体レーザー光源１からの再生光が走
査するように、それぞれの光源による照射領域を互いに
連動させ移動させている。
発光素子１０をパルス電流で駆動させることにより生ず
る紫外光を用い、光記録媒体６のマスク層を着色してい
る。なお、発光素子１０からの着色光によりマスク層が
着色した領域を半導体レーザー光源１からの再生光が走
査するように、それぞれの光源による照射領域を互いに
連動させ移動させている。
【００３９】以上のような図１の再生装置を用いて、光
記録媒体６の再生を行った。なお着色光光源としての発
光素子１０をパルス駆動するためのパルス電流として
は、周波数２０ｋＨｚ、デューティ比１／１００、ピー
ク電流２Ａのパルスを用いて駆動させた。なお、光記録
媒体の反射面における着色光スポットの大きさは、記録
トラック長方向で約１ｍｍである。また光記録媒体と着
色光スポットの間の相対速度は５ｍｍ／秒である。従っ
て、相対速度／着色光スポット径で与えられる対応の周
波数は５ｋＨｚである。
記録媒体６の再生を行った。なお着色光光源としての発
光素子１０をパルス駆動するためのパルス電流として
は、周波数２０ｋＨｚ、デューティ比１／１００、ピー
ク電流２Ａのパルスを用いて駆動させた。なお、光記録
媒体の反射面における着色光スポットの大きさは、記録
トラック長方向で約１ｍｍである。また光記録媒体と着
色光スポットの間の相対速度は５ｍｍ／秒である。従っ
て、相対速度／着色光スポット径で与えられる対応の周
波数は５ｋＨｚである。
【００４０】以上のようにして発光素子１０をパルス駆
動させて着色光を光記録媒体に照射するとともに、半導
体レーザー光源１から再生光を出射して再生を行ったと
ころ、アイパターン観察による３Ｔ信号は６０％であっ
た。またマスク層は着色光の照射により着色されてお
り、着色むらを生じていないことが観察された。
動させて着色光を光記録媒体に照射するとともに、半導
体レーザー光源１から再生光を出射して再生を行ったと
ころ、アイパターン観察による３Ｔ信号は６０％であっ
た。またマスク層は着色光の照射により着色されてお
り、着色むらを生じていないことが観察された。
【００４１】比較のため、発光素子１０を３０ｍＡの一
定電流で駆動し、発光素子１０からの光を照射しながら
同様にして再生を行ったところ、マスク層の着色は得ら
れず、従って超解像効果が認められず、アイパターン観
察による３Ｔ信号は３５％であった。
定電流で駆動し、発光素子１０からの光を照射しながら
同様にして再生を行ったところ、マスク層の着色は得ら
れず、従って超解像効果が認められず、アイパターン観
察による３Ｔ信号は３５％であった。
【００４２】以上のように、本発明に従えば、発光素子
をパルス駆動することにより、一定電流で駆動したとき
と異なる波長の光を発光させることができ、このように
して発光した光をフォトクロミックマスク層の着色光と
して使用できることがわかる。
をパルス駆動することにより、一定電流で駆動したとき
と異なる波長の光を発光させることができ、このように
して発光した光をフォトクロミックマスク層の着色光と
して使用できることがわかる。
【００４３】上記実施形態では、光記録媒体として再生
専用型の高密度ＣＤを例にして説明したが、本発明の光
記録媒体はこれに限定されるものではなく、光磁気記録
媒体、相変化型媒体等の書換え可能型光記録媒体や、あ
るいは追記型光記録媒体にも適用されるものである。ま
たフォトクロミック材料を記録層として用いた光記録媒
体にも適用されるものである。
専用型の高密度ＣＤを例にして説明したが、本発明の光
記録媒体はこれに限定されるものではなく、光磁気記録
媒体、相変化型媒体等の書換え可能型光記録媒体や、あ
るいは追記型光記録媒体にも適用されるものである。ま
たフォトクロミック材料を記録層として用いた光記録媒
体にも適用されるものである。
【００４４】また、図１に示す再生装置においては、着
色光と再生光とを別々の光学系によって光記録媒体上に
集光しているが、例えば、再生用ピックアップ内にＬＥ
Ｄを組み込み同一の対物レンズで集光することも可能で
ある。図１０はこのような構成の再生装置を示す概略構
成図である。図１０を参照して、半導体レーザー光源１
からの再生光の光路上にハーフミラー１３を設け、この
ハーフミラー１３に反射して対物レンズ４に入射するよ
うに、着色光光源である発光素子１０が設けられてい
る。また発光素子１０にパルス電流を与えるためのパル
ス電流駆動回路１２が設けられている。
色光と再生光とを別々の光学系によって光記録媒体上に
集光しているが、例えば、再生用ピックアップ内にＬＥ
Ｄを組み込み同一の対物レンズで集光することも可能で
ある。図１０はこのような構成の再生装置を示す概略構
成図である。図１０を参照して、半導体レーザー光源１
からの再生光の光路上にハーフミラー１３を設け、この
ハーフミラー１３に反射して対物レンズ４に入射するよ
うに、着色光光源である発光素子１０が設けられてい
る。また発光素子１０にパルス電流を与えるためのパル
ス電流駆動回路１２が設けられている。
【００４５】上記実施形態においては、光学デバイスと
して光記録媒体を例にして説明したが、本発明の光学デ
バイスは光記録媒体に限定されるものではなく、フォト
ンモード反応を利用する光スイッチ、光変調器などの光
学デバイスに広く適用され得るものである。
して光記録媒体を例にして説明したが、本発明の光学デ
バイスは光記録媒体に限定されるものではなく、フォト
ンモード反応を利用する光スイッチ、光変調器などの光
学デバイスに広く適用され得るものである。
【００４６】図１１は、本発明に従う光学制御デバイス
の一実施形態を示す概略構成図である。フォトクロミッ
ク光学部分３１には、可逆的にフォトンモードにより状
態変化するフォトクロミック材料が含有されている。こ
のフォトクロミック光学部分３１に放射光を照射するよ
うに、ＧａＮ系ＬＥＤ（ＮＬＰＢ５００）３２が設けら
れている。このＧａＮ系ＬＥＤ３２は、図２に示すよう
に、数十ｍＡの一定電流で駆動すると、波長４５０ｎｍ
付近にブロードなピークを有する青色発光を生じ、定格
電流以上の大きなパルス電流で駆動すると、３８０ｎｍ
付近に急峻なピークを有する紫外光を発光するものであ
る。ＧａＮ系ＬＥＤには、パルス電流または一定電流の
うちのいずれか一方を選択的に与えるパルス電流一定電
流駆動回路３３が接続されている。このパルス電流一定
電流駆動回路３３の電流の切替えは、外部からの着色・
消色切替え信号によりなされる。
の一実施形態を示す概略構成図である。フォトクロミッ
ク光学部分３１には、可逆的にフォトンモードにより状
態変化するフォトクロミック材料が含有されている。こ
のフォトクロミック光学部分３１に放射光を照射するよ
うに、ＧａＮ系ＬＥＤ（ＮＬＰＢ５００）３２が設けら
れている。このＧａＮ系ＬＥＤ３２は、図２に示すよう
に、数十ｍＡの一定電流で駆動すると、波長４５０ｎｍ
付近にブロードなピークを有する青色発光を生じ、定格
電流以上の大きなパルス電流で駆動すると、３８０ｎｍ
付近に急峻なピークを有する紫外光を発光するものであ
る。ＧａＮ系ＬＥＤには、パルス電流または一定電流の
うちのいずれか一方を選択的に与えるパルス電流一定電
流駆動回路３３が接続されている。このパルス電流一定
電流駆動回路３３の電流の切替えは、外部からの着色・
消色切替え信号によりなされる。
【００４７】フォトクロミック光学部分３１には、例え
ば上記の（化１）に示すジアリールエテン系フォトクロ
ミック材料が含有されており、ＧａＮ系ＬＥＤ３２に、
駆動回路３３からパルス電流が与えられパルス電流で駆
動すると、ＧａＮ系ＬＥＤ３２から放射された紫外光に
より着色する。
ば上記の（化１）に示すジアリールエテン系フォトクロ
ミック材料が含有されており、ＧａＮ系ＬＥＤ３２に、
駆動回路３３からパルス電流が与えられパルス電流で駆
動すると、ＧａＮ系ＬＥＤ３２から放射された紫外光に
より着色する。
【００４８】駆動回路３３から一定電流がＧａＮ系ＬＥ
Ｄ３２に与えられると、一定電流で駆動され、波長４５
０ｎｍ付近にブロードなピークを有する青色光が発光
し、フォトクロミック光学部分３１に照射される。これ
により着色状態にあるフォトクロミック光学部分３１は
フォトンモード反応により消色する。
Ｄ３２に与えられると、一定電流で駆動され、波長４５
０ｎｍ付近にブロードなピークを有する青色光が発光
し、フォトクロミック光学部分３１に照射される。これ
により着色状態にあるフォトクロミック光学部分３１は
フォトンモード反応により消色する。
【００４９】以上のように、外部から着色信号が駆動回
路３３に与えられると、駆動回路３３からパルス電流が
ＧａＮ系ＬＥＤ３２に与えられ、フォトクロミック光学
部分３１を着色する。また外部から消色信号が駆動回路
３３に与えられると、駆動回路３３から一定電流がＧａ
Ｎ系ＬＥＤ３２に与えられ、ＧａＮ系ＬＥＤ３２から青
色光がフォトクロミック光学部分３１に出射され、フォ
トクロミック光学部分３１が消色する。
路３３に与えられると、駆動回路３３からパルス電流が
ＧａＮ系ＬＥＤ３２に与えられ、フォトクロミック光学
部分３１を着色する。また外部から消色信号が駆動回路
３３に与えられると、駆動回路３３から一定電流がＧａ
Ｎ系ＬＥＤ３２に与えられ、ＧａＮ系ＬＥＤ３２から青
色光がフォトクロミック光学部分３１に出射され、フォ
トクロミック光学部分３１が消色する。
【００５０】以上のように、外部からの信号により、フ
ォトクロミック光学部分３１を着色または消色すること
ができる。図１２及び図１３は、本発明に従う光学制御
デバイスの一実施形態としての光スイッチを示す断面図
及び平面図である。図１２は、図１３に示すＡ−Ａ線に
沿う断面図である。図１２及び図１３を参照して、この
光スイッチは、２つの３ｄＢカプラー４７及び４８を有
するマッハツェンダ型構造を有する光スイッチである。
この光スイッチは、図１２に示すように、シリコンウエ
ハー４１の上にＳｉＯ2 からなるクラッド層４２を設
け、クラッド層４２の上にＳｉＯ2 −ＴｉＯ2からなる
コアを２本設けた構造を有している。クラッド層４２
は、スパッタリングにより形成されており、ＳｉＯ2 −
ＴｉＯ2 からなるコアはスパッタリングで薄膜を形成し
たのち、反応性エッチングでパターニングすることによ
り形成されている。コアのサイズは、その断面が８×８
μｍとなる大きさに形成されている。
ォトクロミック光学部分３１を着色または消色すること
ができる。図１２及び図１３は、本発明に従う光学制御
デバイスの一実施形態としての光スイッチを示す断面図
及び平面図である。図１２は、図１３に示すＡ−Ａ線に
沿う断面図である。図１２及び図１３を参照して、この
光スイッチは、２つの３ｄＢカプラー４７及び４８を有
するマッハツェンダ型構造を有する光スイッチである。
この光スイッチは、図１２に示すように、シリコンウエ
ハー４１の上にＳｉＯ2 からなるクラッド層４２を設
け、クラッド層４２の上にＳｉＯ2 −ＴｉＯ2からなる
コアを２本設けた構造を有している。クラッド層４２
は、スパッタリングにより形成されており、ＳｉＯ2 −
ＴｉＯ2 からなるコアはスパッタリングで薄膜を形成し
たのち、反応性エッチングでパターニングすることによ
り形成されている。コアのサイズは、その断面が８×８
μｍとなる大きさに形成されている。
【００５１】図１２及び図１３に示すように、光スイッ
チの中心部においてはコア４３及び４４の上にポリマー
クラッド４５及び４６が設けられている。このポリマー
クラッド４５及び４６が設けられている領域の両側の部
分では、コア４３及び４４はクラッド層４２の上に設け
られるＳｉＯ2 からなる別のクラッド層により埋め込ま
れている。図１３に示すように、この両側の領域におい
てはそれぞれのコアがポート５１，５２，５３及び５４
に接続されている。ポート５１に接続されたコアとポー
ト５２に接続されたコアは３ｄＢカプラー４７において
結合され、その後ポリマークラッド４５及び４６で埋め
込まれたコア４３またはコア４４に接続されている。出
力側においては、コア４３及びコア４４にそれぞれ接続
された２つのコアは、３ｄＢカプラー４８で結合され、
その後ポート５３及び５４に接続されている。
チの中心部においてはコア４３及び４４の上にポリマー
クラッド４５及び４６が設けられている。このポリマー
クラッド４５及び４６が設けられている領域の両側の部
分では、コア４３及び４４はクラッド層４２の上に設け
られるＳｉＯ2 からなる別のクラッド層により埋め込ま
れている。図１３に示すように、この両側の領域におい
てはそれぞれのコアがポート５１，５２，５３及び５４
に接続されている。ポート５１に接続されたコアとポー
ト５２に接続されたコアは３ｄＢカプラー４７において
結合され、その後ポリマークラッド４５及び４６で埋め
込まれたコア４３またはコア４４に接続されている。出
力側においては、コア４３及びコア４４にそれぞれ接続
された２つのコアは、３ｄＢカプラー４８で結合され、
その後ポート５３及び５４に接続されている。
【００５２】上記光スイッチにおいて、屈折率はコアが
クラッドに比べて大きく、コアとクラッドとの屈折率差
は０．３％となるように設定されている。またポリマー
クラッド４５及び４６としては、ＳｉＯ2 クラッドと同
程度の屈折率となるように、共重合比率が調整されたポ
リ（トリフルオロエチルメクタリレート−メチルメタク
リレート）（Ｐ３ＦＭＡ−ＭＭＡ）が用いられている。
このポリマーの屈折率は、例えば６３３ｎｍで１．５２
３である。ポリマークラッド４５及び４６は、このポリ
マーをメチルイソブチルケトンに溶解し、キャスト法に
より形成されている。本実施形態では、ポリマークラッ
ド４５の一方にのみ、上記（化１）に示すフォトクロミ
ック材料が１２重量％の割合で混合されている。なお、
ポリマークラッド４５及び４６で覆われたコア４３と４
４の間の距離は１．２ｍｍとなるように設定されてい
る。
クラッドに比べて大きく、コアとクラッドとの屈折率差
は０．３％となるように設定されている。またポリマー
クラッド４５及び４６としては、ＳｉＯ2 クラッドと同
程度の屈折率となるように、共重合比率が調整されたポ
リ（トリフルオロエチルメクタリレート−メチルメタク
リレート）（Ｐ３ＦＭＡ−ＭＭＡ）が用いられている。
このポリマーの屈折率は、例えば６３３ｎｍで１．５２
３である。ポリマークラッド４５及び４６は、このポリ
マーをメチルイソブチルケトンに溶解し、キャスト法に
より形成されている。本実施形態では、ポリマークラッ
ド４５の一方にのみ、上記（化１）に示すフォトクロミ
ック材料が１２重量％の割合で混合されている。なお、
ポリマークラッド４５及び４６で覆われたコア４３と４
４の間の距離は１．２ｍｍとなるように設定されてい
る。
【００５３】この光スイッチにおいては、ポリマークラ
ッド４５に放射光を照射するように、例えばＧａＮ系Ｌ
ＥＤ（図示されない）が設けられている。またこのＧａ
Ｎ系ＬＥＤには、図１１に示すようにパルス電流及び一
定電流のいずれか一方を外部信号に応じて与える駆動回
路（図示されない）が接続されている。
ッド４５に放射光を照射するように、例えばＧａＮ系Ｌ
ＥＤ（図示されない）が設けられている。またこのＧａ
Ｎ系ＬＥＤには、図１１に示すようにパルス電流及び一
定電流のいずれか一方を外部信号に応じて与える駆動回
路（図示されない）が接続されている。
【００５４】フォトクロミック材料を含有したポリマー
クラッド４５が消色状態にあり、ポリマークラッド４６
と同じ屈折率である場合には、コア４３内を伝達する光
と、コア４４内を伝達する光の位相が同期状態となり、
３ｄＢカプラー４８で結合した光は、例えばポート５４
に伝達される。
クラッド４５が消色状態にあり、ポリマークラッド４６
と同じ屈折率である場合には、コア４３内を伝達する光
と、コア４４内を伝達する光の位相が同期状態となり、
３ｄＢカプラー４８で結合した光は、例えばポート５４
に伝達される。
【００５５】フォトクロミック材料を含有するポリマー
クラッド４５が着色状態にあり、ポリマークラッド４６
の屈折率と異なる場合には、コア４３内を伝達する光の
位相は、コア４４を伝達する光の位相と１８０°ずれ、
位相差が１８０°となる。この場合には、３ｄＢカプラ
ー４８で結合された光は互いに干渉し、例えばポート５
３に光が伝達されるようになる。
クラッド４５が着色状態にあり、ポリマークラッド４６
の屈折率と異なる場合には、コア４３内を伝達する光の
位相は、コア４４を伝達する光の位相と１８０°ずれ、
位相差が１８０°となる。この場合には、３ｄＢカプラ
ー４８で結合された光は互いに干渉し、例えばポート５
３に光が伝達されるようになる。
【００５６】以上のようにして、ポート５１またはポー
ト５２から入力された光は３ｄＢカプラー４７で結合さ
れ、コア４３及び４４に分岐された後、ポリマークラッ
ド４５の状態に応じて、ポート５３またはポート５４に
出力される。従って、ポリマークラッド４５に放射光を
出射するＬＥＤをパルス電流で駆動するか、あるいは一
定電流で駆動するかにより、ポリマークラッド４５の屈
折率の状態を変化させることができ、これによって出力
するポートを切り替えることができる。これらのスイッ
チング状態は外部からの電力の必要なしに保持される。
ト５２から入力された光は３ｄＢカプラー４７で結合さ
れ、コア４３及び４４に分岐された後、ポリマークラッ
ド４５の状態に応じて、ポート５３またはポート５４に
出力される。従って、ポリマークラッド４５に放射光を
出射するＬＥＤをパルス電流で駆動するか、あるいは一
定電流で駆動するかにより、ポリマークラッド４５の屈
折率の状態を変化させることができ、これによって出力
するポートを切り替えることができる。これらのスイッ
チング状態は外部からの電力の必要なしに保持される。
【００５７】以上のように、本実施形態によれば、小型
でかつ低コストなＬＥＤを用いて光スイッチの切替えを
行うことができる。従って、単一の光源を用い、小型で
かつ低コストで、消費電力の低い光スイッチとすること
ができる。
でかつ低コストなＬＥＤを用いて光スイッチの切替えを
行うことができる。従って、単一の光源を用い、小型で
かつ低コストで、消費電力の低い光スイッチとすること
ができる。
【００５８】上記の実施形態では、光学制御デバイスと
して光スイッチを例にして説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば光変調器などのその他
の光学制御デバイスにも適用することができる。
して光スイッチを例にして説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば光変調器などのその他
の光学制御デバイスにも適用することができる。
【００５９】さらに、本発明はフォトクロミズムを利用
する任意のデバイス・方法へも適用できる。また、上記
実施形態においては、発光素子としてＬＥＤを例にして
示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半
導体レーザー等その他の発光素子にも適用され得るもの
である。
する任意のデバイス・方法へも適用できる。また、上記
実施形態においては、発光素子としてＬＥＤを例にして
示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半
導体レーザー等その他の発光素子にも適用され得るもの
である。
【００６０】
【発明の効果】本発明の光学デバイスの光学的操作方法
によれば、紫外光などの従来使用することができなかっ
た波長域の光を半導体レーザーや発光ダイオードなどの
発光素子を用いて使用することが可能となる。また、本
発明の光学制御デバイスでは、単一の光源で光学部分を
光学的に制御することが可能になり、小型で、低コスト
で、かつ消費電力の低い光学制御デバイスとすることが
できる。
によれば、紫外光などの従来使用することができなかっ
た波長域の光を半導体レーザーや発光ダイオードなどの
発光素子を用いて使用することが可能となる。また、本
発明の光学制御デバイスでは、単一の光源で光学部分を
光学的に制御することが可能になり、小型で、低コスト
で、かつ消費電力の低い光学制御デバイスとすることが
できる。
【図１】本発明の光記録媒体の再生装置の一実施形態を
示す概略構成図。
示す概略構成図。
【図２】ＧａＮ系ＬＥＤをパルス電流及びＤＣ電流で駆
動したときの発光スペクトルを示す図。
動したときの発光スペクトルを示す図。
【図３】ＧａＮ系ＬＥＤのパルス駆動時の電流−出力特
性を示す図。
性を示す図。
【図４】ＧａＮ系ＬＥＤのＤＣ駆動時の電流−出力特性
を示す図。
を示す図。
【図５】フォトクロミック材料をパルス駆動及びＤＣ駆
動のＬＥＤで照射した後の吸収スペクトルを示す図。
動のＬＥＤで照射した後の吸収スペクトルを示す図。
【図６】ＧａＮ系ＬＥＤをパルス電流及びＤＣ電流で駆
動したときの発光スペクトルを示す図。
動したときの発光スペクトルを示す図。
【図７】フォトクロミック材料をパルス駆動及びＤＣ駆
動のＬＥＤで照射した後の吸収スペクトルを示す図。
動のＬＥＤで照射した後の吸収スペクトルを示す図。
【図８】フォトクロミック材料をパルス駆動及びＤＣ駆
動のＬＥＤで照射した後の吸収スペクトルを示す図。
動のＬＥＤで照射した後の吸収スペクトルを示す図。
【図９】本発明に従う一実施形態で用いた光記録媒体の
構造を示す部分切欠斜視図。
構造を示す部分切欠斜視図。
【図１０】本発明に従う光記録媒体の再生装置の他の実
施形態を示す概略構成図。
施形態を示す概略構成図。
【図１１】本発明に従う光学制御デバイスを示す概略構
成図。
成図。
【図１２】本発明に従う光学制御デバイスである光学ス
イッチの一例を示す断面図。
イッチの一例を示す断面図。
【図１３】本発明に従う光学制御デバイスである光学ス
イッチの一例を示す平面図。
イッチの一例を示す平面図。
１…半導体レーザー光源（再生光光源） ２…コリメートレンズ ３…ハーフミラー ４…対物レンズ ５…対物レンズ駆動装置（アクチュエータ） ６…光記録媒体 ７…制御回路 ８…サーボ用・信号検出用光学系 １０…発光素子（着色光光源） １１…対物レンズ １２…パルス電流駆動回路 １３…ハーフミラー ２１…ポリカーボネート基板 ２２…マスク層 ２３…反射層 ２４…保護層 ２５…ピット ３１…フォトクロミック光学部分 ３２…ＧａＮ系ＬＥＤ ３３…パルス電流一定電流駆動回路 ４１…シリコンウエハー ４２…クラッド層 ４３，４４…コア ４５，４６…ポリマークラッド ４７，４８…３ｄＢカプラー ５１〜５４…ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入江 正浩 福岡県春日市春日公園１−29−４−404
Claims (21)
- 【請求項１】 パルス電流で駆動させることにより一定
電流で駆動させたときと異なる波長の光を出射する発光
素子を用い、該発光素子をパルス電流で駆動させて出射
した光を照射して光学デバイスにフォトクロミック反応
を生じさせることを特徴とする光学デバイスの光学的操
作方法。 - 【請求項２】 前記光学デバイスがフォトクロミック材
料を含み、前記光照射により該フォトクロミック材料の
フォトクロミック反応を生じさせる請求項１に記載の光
学デバイスの光学的操作方法。 - 【請求項３】 前記フォトクロミック反応がフォトンモ
ード反応である請求項１または２に記載の光学デバイス
の光学的操作方法。 - 【請求項４】 前記光学デバイスが光記録媒体である請
求項１〜３のいずれか１項に記載の光学デバイスの光学
的操作方法。 - 【請求項５】 フォトクロミック材料が前記光記録媒体
の記録層中に含有されている請求項４に記載の光学デバ
イスの光学的操作方法。 - 【請求項６】 前記光記録媒体に照射された再生光をよ
り小さなスポット径にして前記光記録媒体の記録層に照
射するためのマスク層が前記光記録媒体に設けられてお
り、フォトクロミック材料が該マスク層中に含有されて
いる請求項４または５に記載の光学デバイスの光学的操
作方法。 - 【請求項７】 前記発光素子からの出射光のスポットを
前記光記録媒体に対し相対的に移動させて、前記光記録
媒体上を前記出射光のスポットが走査する請求項４〜６
のいずれか１項に記載の光学デバイスの光学的操作方
法。 - 【請求項８】 前記発光素子を駆動するパルス電流の周
波数が、前記光記録媒体の相対速度／前記出射光のスポ
ット径で決まる値よりも高い周波数である請求項７に記
載の光学デバイスの光学的操作方法。 - 【請求項９】 前記発光素子を駆動するパルス電流のデ
ューティ比が１／１０以下である請求項１〜８のいずれ
か１項に記載の光学デバイスの光学的操作方法。 - 【請求項１０】 前記発光素子が少なくとも窒素とガリ
ウムを含む化合物からなる活性層を有する発光素子であ
る請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学デバイスの
光学的操作方法。 - 【請求項１１】 前記パルス電流で駆動させることより
前記発光素子から出射する光が紫外光である請求項１〜
１０のいずれか１項に記載の光学デバイスの光学的操作
方法。 - 【請求項１２】 前記フォトクロミック反応が、特定波
長における吸収を増大させる反応である請求項１〜１１
のいずれか１項に記載の光学デバイスの光学的操作方
法。 - 【請求項１３】 紫外光照射によって再生光波長におけ
る吸収が増大するフォトクロミック材料含有層を有する
光記録媒体を再生するための装置であって、 前記フォトクロミック材料含有層の再生光波長における
吸収を増大させるための紫外光をパルス電流駆動により
出射する発光素子と、 前記発光素子にパルス電流を与える手段と、 前記再生光波長における吸収が増大したフォトクロミッ
ク材料含有層の再生光波長における吸収を減少させると
ともに、前記光記録媒体に記録された情報を再生するた
めの再生光を出射する再生光光源と、 前記再生光光源から出射した再生光を前記光記録媒体に
集光する手段と、 前記光記録媒体からの前記再生光を検出する手段とを備
える光記録媒体の再生装置。 - 【請求項１４】 前記フォトクロミック材料含有層が前
記光記録媒体の記録層である請求項１３に記載の光記録
媒体の再生装置。 - 【請求項１５】 前記フォトクロミック材料含有層が前
記光記録媒体のマスク層である請求項１３に記載の光記
録媒体の再生装置。 - 【請求項１６】 第１の状態と第２の状態との間で可逆
的に変換可能なフォトクロミック材料を含有する光学部
分と、 前記光学部分に光照射するための発光素子であって、パ
ルス電流で駆動させることにより一定電流で駆動させた
ときと異なる波長の光を出射する発光素子と、 外部からの信号に応じてパルス電流及び一定電流のうち
の一方を選択的に前記発光素子に与えて駆動するための
手段とを備え、 前記発光素子を前記駆動手段によってパルス電流で駆動
し前記発光素子からの出射光を前記光学部分に照射する
ことにより前記光学部分を前記第１の状態から前記第２
の状態に変化させ、前記発光素子を前記駆動手段によっ
て一定電流で駆動し前記発光素子からの出射光を前記光
学部分に照射することにより前記光学部分を前記第２の
状態から前記第１の状態に変化させる光学制御デバイ
ス。 - 【請求項１７】 前記第１の状態が特定波長における吸
収が相対的に小さい消色状態であり、前記第２の状態が
特定波長における吸収が相対的に大きい着色状態である
請求項１６に記載の光学制御デバイス。 - 【請求項１８】 前記発光素子を駆動するパルス電流の
デューティ比が１／１０以下である請求項１６または１
７に記載の光学制御デバイス。 - 【請求項１９】 前記発光素子が少なくとも窒素とガリ
ウムを含む化合物からなる活性層を有する発光素子であ
る請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の光学制御デ
バイス。 - 【請求項２０】 前記パルス電流で駆動させることによ
り前記発光素子から出射する光が紫外光である請求項１
５〜１９のいずれか１項に記載の光学制御デバイス。 - 【請求項２１】 前記光学制御デバイスが光スイッチで
ある請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の光学制御
デバイス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8163367A JPH1011756A (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | 光学デバイスの光学的操作方法及び光学制御デバイス |
| US08/881,130 US5889751A (en) | 1996-06-24 | 1997-06-24 | Method for optically controlling an optical device and an optical control device utilizing the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8163367A JPH1011756A (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | 光学デバイスの光学的操作方法及び光学制御デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1011756A true JPH1011756A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15772545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8163367A Pending JPH1011756A (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | 光学デバイスの光学的操作方法及び光学制御デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5889751A (ja) |
| JP (1) | JPH1011756A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990045450A (ko) * | 1997-11-25 | 1999-06-25 | 가나이 쓰도무 | 정보의 광기록 또는 재생방법 및 광기록 또는 재생장치 |
| US7897296B2 (en) * | 2004-09-30 | 2011-03-01 | General Electric Company | Method for holographic storage |
| US8493036B2 (en) * | 2006-10-21 | 2013-07-23 | Advanced Analogic Technologies, Inc. | Controllable charge paths, and related methods |
| US8310218B2 (en) | 2007-08-08 | 2012-11-13 | Advanced Analogic Technologies, Inc. | Time-multiplexed-capacitor DC/DC converter with multiple outputs |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0246538A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-15 | Sharp Corp | 光メモリ素子 |
| US5177752A (en) * | 1989-06-30 | 1993-01-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical pulse generator using gain-switched semiconductor laser |
| US5234799A (en) * | 1990-02-17 | 1993-08-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Photochromic material and rewritable optical recording medium |
| JPH05225611A (ja) * | 1992-02-10 | 1993-09-03 | Hitachi Ltd | 光記録再生方法および光記録媒体とその製造方法 |
| JP2744375B2 (ja) * | 1992-02-27 | 1998-04-28 | 入江 正浩 | 光メモリ素子及びそれを用いた記録方法 |
| JPH07311979A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-11-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光記録媒体及びその再生方法 |
| JP3581908B2 (ja) * | 1994-05-18 | 2004-10-27 | 大阪瓦斯株式会社 | 高密度光メモリディスク記録原盤およびその製造方法 |
| US5592501A (en) * | 1994-09-20 | 1997-01-07 | Cree Research, Inc. | Low-strain laser structures with group III nitride active layers |
| JP3599896B2 (ja) * | 1995-05-19 | 2004-12-08 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ素子および半導体レーザ素子の製造方法 |
-
1996
- 1996-06-24 JP JP8163367A patent/JPH1011756A/ja active Pending
-
1997
- 1997-06-24 US US08/881,130 patent/US5889751A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5889751A (en) | 1999-03-30 |
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