JPH10148853A - Light-controlling method and light-controlling device - Google Patents

Light-controlling method and light-controlling device

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JPH10148853A
JPH10148853A JP8306707A JP30670796A JPH10148853A JP H10148853 A JPH10148853 A JP H10148853A JP 8306707 A JP8306707 A JP 8306707A JP 30670796 A JP30670796 A JP 30670796A JP H10148853 A JPH10148853 A JP H10148853A
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optical element
control
signal light
signal
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Norio Tanaka
教雄 田中
Shigeru Takarada
茂 宝田
Hiromitsu Yanagimoto
宏光 柳本
Koji Tsujita
公二 辻田
Ichiro Ueno
一郎 上野
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Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Victor Company of Japan Ltd
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    • G02OPTICS
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/293Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection by another light beam, i.e. opto-optical deflection
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/621Aromatic anhydride or imide compounds, e.g. perylene tetra-carboxylic dianhydride or perylene tetracarboxylic di-imide

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain photoresponsiveness with enough large intensity and good reproducibility by constituting an optical element of a photoresponding compsn. containing one kind of specified pericondensed polycyclic aromatic compd. SOLUTION: Optical paths of control light and signal light are arranged in such a manner that the control light and signal light are independently converged to irradiate an optical element and that the area near the focus having the highest photon density of each light overlaps each other in the optical element. The optical element consists of a photoresponding compsn. containing one kind of pericondensed polycylic aromatic compd. expressed by formulae I to VIII. In formulae, RN<1> to RN<6> are independently hydrogen atoms, hydroxyl groups, univalent substituents derived from compds. of group IV elements (C, Si, Ge, Sn, Pd), RC<1> to RC<48> are hydrogen atoms, compds. of group IV elements, compds. of group V elements (N, P, As, Sb, Bi), compds. of groups. of groups Vi elements (O, S, Se, Te, Po) or univalent substituents derived from group VII elements (F, Cl, Br, I), Z<1> to Z<10> are residues each of which is bonded to two nitrogen atoms to form a condensed heteroring.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、例えば光通信、光情報
処理などの光エレクトロニクスおよびフォトニクスの分
野において有用な、光応答性組成物から成る光学素子を
用いる光制御方法および光制御装置に関するものであ
る。 【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。また、光の特徴を活かして、
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、
ここへも光・光制御方法の適用が期待される。 【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。 【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。 【0005】励起状態吸収の応用を試みた例としては、
例えば、特開昭53−137884号公報にはポルフィ
リン系化合物と電子受容体を含んだ溶液または固体に対
して波長の異なる少なくとも2種類の光線を照射し、こ
の照射により一方の波長の光線が有する情報を他方の光
線の波長に移すような光変換方法が開示されている。ま
た、特開昭55−100503号公報および特開昭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。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。また、特開昭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。また、特開昭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。 【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
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
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。 【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。 【0008】本出願人は、上記従来技術の有する課題を
解消し、できる限り低い光パワーで充分な大きさおよび
速度の光応答を光応答性の光学素子から引き出すような
光制御方法および光制御装置に関する特許(特願平7−
25618、8−151133、8−239314)お
よび光応答性材料に関する特許(特願平7−5841
3、7−58414)を出願した。 【0009】本発明は、上記課題を解決し、光応答を充
分な大きさで再現性良く得るための光制御方法および光
制御装置を提供することを目的とする。 【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]から[8]のいずれかで表されるペリ縮合多環
芳香族化合物の少なくとも1種類を含有する光応答性組
成物から成ることを特徴とする。 【0011】 【化9】 (式[1]中において、RN1およびRN2は、各々、水素
原子、水酸基、アミノ基、置換アミノ基、第IV族元素
(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化合物から導かれる
1価の置換基を表し、RC1ないしRC4は、各々、水素原
子、第IV族元素(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化
合物、第V族元素(N,P,As,Sb,Bi)の化合
物、第VI族元素(O,S,Se,Te,Po)の化合
物、または、第VII族元素(F,Cl,Br,I)か
ら導かれる1価の置換基を表し、これらの置換基は互い
に相異なる場合、また、隣接する2個の置換基が互いに
結合して環を形成する場合を含む。) 【化10】 (式[2]中において、Z1およびZ2は、各々、2つの
窒素原子と結合して縮合複素環を形成する残基を表し、
これらの残基が置換基を有する場合を含み、RC5ないし
C8は、式[1]におけるRC1ないしRC4と同義であ
る。) 【化11】 (式[3]中において、Z3およびZ4は、各々、式
[2]におけるZ1またはZ2と同義であり、RC9ないし
C12は、式[1]におけるRC1ないしRC4と同義であ
る。) 【化12】 (式[4]中において、RN3およびRN4は、各々、式
[1]におけるRN1またはRN2と同義であり、RC13
いしRC20は、式[1]におけるRC1ないしRC4と同義
である。) 【化13】 (式[5]中において、Z5およびZ6は、各々、式
[2]におけるZ1またはZ2と同義であり、RC21ない
しRC28は、式[1]におけるRC1ないしRC4と同義で
ある。) 【化14】 (式[6]中において、Z7およびZ8は、各々、式
[2]におけるZ1またはZ2と同義であり、RC29ない
しRC36は、式[1]におけるRC1ないしRC4と同義で
ある。) 【化15】 (式[7]中において、Z9は、式[2]におけるZ1
たはZ2と同義であり、RN5は、式[1]におけるRN1
またはRN2と同義であり、RC37ないしRC40は、式
[1]におけるRC1ないしRC4と同義である。) 【化16】(式[8]中において、Z10は、式[2]におけるZ1
またはZ2と同義であり、RN6は、式[1]におけるR
N1またはRN2と同義であり、RC41ないしRC48は、式
[1]におけるRC1ないしRC4と同義である。) 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(RN1ないしRN6、RC1ないしRC4 8)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、s
ec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル
基、シクロペンチル基、ネオペンチル基、シクロヘキシ
ル基、n−ヘキシル基、n−へプチル基、n−オクチル
基、イソオクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n
−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−オクタデシル
基、ビニル基、2−プロペニル基、ベンジル基、フェニ
ル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、2,
4−ジメトキシフェニル基、ピリジル基、メトキシ基、
エトキシ基、n−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−
ヘキシルオキシ基、n−ヘプトキシ基、n−オクチルオ
キシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n
−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−オ
クタデシルオキシ基、ベンジルオキシ基、フェノキシ
基、アセチル基、メトキシカルボニル基、ベンゾイル
基、カルボキシル基(−COOH)、カルバモイル基
(−CONH2)、シアノ基、トリメチルシリル基、ジ
メチルフェニルシリル基、トリメチルシロキシ基、トリ
メチルゲルミル基、メチルジフェニルゲルミル基、トリ
メチル錫基、トリエチル鉛基などの他、芳香族炭化水素
または複素環化合物から導かれる1価の基などである。
これらのうち、カルボキシル基は金属塩を形成していて
も良く、更に、他の金属塩と錯体を形成しても良い。 【0012】前記の式[1]ないし[8]において、第
V族元素(N,P,As,Sb,Bi)の化合物から導
かれる1価の置換基(RC1ないしRC48)の具体例は、
例えば、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、
プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ベンジルアミノ
基、フェニルアミノ基、4−フェニルアゾフェニルアミ
ノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、メチルプ
ロピルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジベンジルアミ
ノ基、エチルフェニルアミノ基、4−(ジメチルアミ
ノ)ブチル基、6−(ジエチルアミノ)ヘキシルオキシ
基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、N−メチ
ルアセチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、p−ト
ルエンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ
基、ピリジル基、ピペリジノ基、ピペリジル基、モルホ
リノ基、ジフェニルフォスフィニル基、ジフェニルアル
シニル基、ジフェニルスチビニル基、ジフェニルビスム
チニル基などである。これらのうち、置換および非置換
のアミノ基は酸と塩を形成していても良い。 【0013】前記の式[1]ないし[8]において、第
VI族元素(O,S,Se,Te,Po)の化合物から
導かれる1価の置換基(RC1ないしRC48)の具体例
は、例えば、水酸基(ヒドロキシ基)、メトキシ基、エ
トキシ基、n−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘ
キシルオキシ基、n−ヘプトキシ基、n−オクチルオキ
シ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−
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、フェニル
チオ基、ベンジルチオ基、2−フリル基、2−チオフェ
ニル基、2−セレノフェニル基、2−テルロフェニル
基、ベンジルスルフィニル基(C65CH2SO−)、
フェニルスルフォニル基(C65SO2−)、スルフェ
ン酸基(−SOH)、スルフィン酸基(−SO2H)、
スルホン酸基(−SO3H)、セレノン酸基(−SeO3
H)などである。これらのうち、フェノール性水酸基や
酸の残基は金属塩を形成していても良く、更に、他の金
属塩と錯体を形成しても良い。また、酸の残基はアミン
塩またはアンモニウム塩を形成しても良い。 【0014】前記の式[1]、[4]、[7]または
[8]において、1価の置換基RN1ないしRN6が置換ア
ミノ基の場合、その具体例は、例えば、メチルアミノ
基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ
基、ベンジルアミノ基、フェニルアミノ基、4−フェニ
ルアゾフェニルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチル
アミノ基、メチルプロピルアミノ基、ジフェニルアミノ
基、ジベンジルアミノ基、エチルフェニルアミノ基、ア
セチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、N−メチルアセ
チルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、p−トルエン
スルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基、な
どである。 【0015】前記の式[2]、[3]、[5]ないし
[8]において、残基Z1ないしZ10が各々、2つの窒
素原子と結合して形成する縮合複素環部分構造(モイエ
ティ)の具体例は、例えば、イミダゾール環、イミダゾ
リン(ジヒドロイミダゾール)環、ベンズイミダゾール
環、ピリミジン環、テトラヒドロピリミジン環、ペリミ
ジン環、などである。 【0016】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項2記載の発明に係る光制御方法は、請求項1記載の
光制御方法において、前記制御光および前記信号光を前
記光学素子中において実質的に同一光路で伝搬させるこ
とを特徴とする。 【0017】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項3記載の発明に係る光制御方法は、請求項1または
2記載の光制御方法において、前記光学素子を透過した
後、発散していく信号光光線束のうち、前記強度変調お
よび/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光光
線束を分別して取り出すことを特徴とする。 【0018】この場合、通常、信号光光線束の中心部分
が特に変調を受けやすいので、発散する信号光光線束を
収束するために受光レンズを用いるときには信号光光線
束の中心軸に受光レンズの中心軸を一致させることが好
適である。 【0019】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項4記載の発明に係る光制御方法は、請求項1または
2記載の光制御方法において、前記光学素子を透過した
後、発散していく信号光光線束を、前記信号光光線束の
発散角度よりも小さい角度範囲(開口角)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。 【0020】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項5記載の発明に係る光制御方法は、請求項1から4
のいずれか記載の光制御方法において、前記制御光およ
び前記信号光のそれぞれの焦点位置と前記光学素子との
位置関係を変化させることにより、前記制御光の照射に
よって、前記光学素子を透過した前記信号光の見かけの
強度が減少する方向の光応答と、前記信号光の見かけの
強度が増大する光応答との、どちらか一方を選択して取
り出すことを特徴とする。 【0021】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項6記載の発明に係る光制御方法は、請求項1から5
のいずれか記載の光制御方法において、前記光応答性組
成物が液体であり、かつ、前記液状光応答性組成物を充
填した光学セルを前記光学素子として用いることを特徴
とする。 【0022】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項7記載の発明に係る光制御方法は、請求項6記載の
光制御方法であって、前記液状光応答性組成物が揮発性
溶剤を含有することを特徴とする。 【0023】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項8記載の発明に係る光制御装置は、光応答性組成物
から成る光学素子に、前記光学素子が感応する波長の制
御光を照射し、制御光とは異なる波長帯域にある信号光
の透過率および/または屈折率を可逆的に増減させるこ
とにより前記光学素子を透過する前記信号光の強度変調
および/または光束密度変調を行う光制御方法に用いら
れる光制御装置であって、前記制御光および前記信号光
を各々収束させる収束手段を有し、収束された前記制御
光および前記信号光のそれぞれの焦点近傍の光子密度が
最も高い領域が互いに重なり合うように、前記制御光お
よび前記信号光の光路をそれぞれ配置し、かつ、前記光
学素子は、収束された前記制御光および前記信号光のそ
れぞれの焦点近傍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。 【0024】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項9記載の発明に係る光制御装置は、請求項8記載の
光制御装置において、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。 【0025】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項10記載の発明に係る光制御装置は、請求項8また
は9記載の光制御装置において、前記光学素子を透過し
た後、発散していく信号光光線束のうち、前記強度変調
および/または光束密度変調を強く受けた領域の信号光
光線束を分別して取り出す手段を有することを特徴とす
る。 【0026】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項11記載の発明に係る光制御装置は、請求項10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、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
小さい開口数の収束手段を用いることを特徴とする。 【0027】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項12記載の発明に係る光制御装置は、請求項10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。 【0028】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項13記載の発明に係る光制御装置は、請求項8から
12のいずれか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。 【0029】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項14記載の発明に係る光制御装置は、請求項8から
13のいずれか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。 【0030】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項15記載の発明に係る光制御装置は、請求項8から
14のいずれか記載の光制御装置において、前記光応答
性組成物が液体であり、かつ、前記液状の光応答性組成
物を充填した光学セルを前記光学素子として用いること
を特徴とする。 【0031】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項16記載の発明に係る光制御装置は、請求項15記
載の光制御装置において、前記液状光応答性組成物が揮
発性溶剤を含有することを特徴とする。 【0032】また、上記目的を達成するため、本願の請
求項17記載の発明に係る光制御装置は、請求項8から
16のいずれか記載の光制御装置において、前記制御光
および前記信号光を各々収束させる前記収束手段、およ
び/または、前記光学素子中の前記光応答性組成物を透
過した後、発散していく信号光光線束のうち、前記強度
変調および/または光束密度変調を強く受けた領域の信
号光光線束を分別して取り出す手段、および/または、
前記光学素子中の前記光応答性組成物を透過してきた信
号光と制御光の混合光を、信号光と制御光とに分離する
手段が、前記光学素子に組み込まれた構造を有すること
を特徴とする。 【0033】[光応答性組成物、信号光の波長帯域、お
よび制御光の波長帯域の組み合わせ]本発明の光制御方
法で利用される光応答性組成物、信号光の波長帯域、お
よび制御光の波長帯域は、これらの組み合わせとして、
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。 【0034】具体的な設定手順としては、例えば、ま
ず、使用目的に応じて信号光の波長ないし波長帯域を決
定し、これを制御するのに最適な光応答性組成物と制御
光の波長の組み合わせを選定すれば良い。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。 【0035】本発明で用いられる光応答性組成物の組
成、および前記光応答性組成物から成る光学素子中を伝
播する信号光および制御光の光路長については、これら
の組み合わせとして、光学素子を透過する制御光および
信号光の透過率を基準にして設定することができる。例
えば、まず、光応答性組成物の組成のうち、少なくとも
制御光あるいは信号光を吸収する成分の濃度を決定し、
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。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。 【0036】本発明は、できる限り低い光パワーで充分
な大きさおよび速度の光応答を光応答性の光学素子から
引き出すような光制御方法および光制御装置を提供する
ことを目的としているが、この目的を達成するために最
適な、光学素子を透過する制御光および信号光の透過率
の値は、それぞれ、次に示す通りである。 【0037】本発明の光制御方法および光制御装置で
は、光学素子を伝播する制御光の透過率が多くとも90
%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。 【0038】ここで、制御光の照射によって信号光の透
過率が減少する方向の光応答を利用しようとする場合、
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。 【0039】[ペリ縮合多環芳香族化合物]本発明で用
いられる光学素子は、前記の式[1]ないし[8]で表
されるペリ縮合多環芳香族化合物をマトリックス材料中
に溶解または分散させた光応答性組成物から成る。な
お、「ペリ(peri)」とは、ナフタレン骨格の1,
8−位(または4,5−位)を意味する。 【0040】前記の式[1]ないし[8]で表されるペ
リ縮合多環芳香族化合物は、色素、蛍光色素、有機エレ
クトロルミネッセンス色素、あるいは有機光導電材料と
して公知のものを使用することができる。 【0041】ペリ縮合多環芳香族化合物の具体例を化学
式として図1から図30に例示する。すなわち、式
[1]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物(ナフタレ
ン−1,4,5,8−テトラカルボン酸ジイミド誘導
体)の具体例を図1および2に、式[2]で表されるペ
リ縮合多環芳香族化合物(cis−ペリノン系化合物)
の具体例を図3ないし6に、式[3]で表されるペリ縮
合多環芳香族化合物(trans−ペリノン系化合物)
の具体例を図7ないし10に、式[4]で表されるペリ
縮合多環芳香族化合物(ペリレン−3,4,9,10−
テトラカルボン酸ジイミド誘導体)の具体例を図11な
いし19に、式[5]で表されるペリ縮合多環芳香族化
合物の具体例を図20ないし23に、式[6]で表され
るペリ縮合多環芳香族化合物の具体例を図24ないし2
7に、式[7]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物の
具体例を図28に、式[8]で表されるペリ縮合多環芳
香族化合物の具体例を図29および30に、化学式とし
て例示する。 【0042】本発明では、これらのペリ縮合多環芳香族
化合物を単独で、または、2種類以上を混合して使用す
ることができる。 【0043】[光応答性組成物]本発明では、前記光応
答性組成物として、使用温度領域において、固体、ガラ
ス状態ないしゴム状態のもの、および、液体状態のもの
を使用することができる。 【0044】なお、本発明で用いられる光応答性組成物
は、その機能に支障をきたさない範囲において、加工性
を向上させたり、光学素子としての安定性・耐久性を向
上させるため、副成分として公知の酸化防止剤、紫外線
吸収剤、一重項酸素クエンチャ−、分散助剤などを含有
しても良い。 【0045】[固体、ガラス状態ないしゴム状態の光応
答性組成物]本発明では、固体、ガラス状態ないしゴム
状態の光応答性組成物として、前記のペリ縮合多環芳香
族化合物を、固体、ガラス状態ないしゴム状態のマトリ
ックス材料中に溶解または分散したものを用いることが
できる。 【0046】本発明で用いることのできる固体、ガラス
状態ないしゴム状態のマトリックス材料は、(1)本発
明の光制御方式で用いられる光の波長領域で透過率が高
いこと、(2)本発明で用いられるペリ縮合多環芳香族
化合物を安定性良く溶解または分散できること、(3)
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。 【0047】無機系のマトリックス材料としては、例え
ば、いわゆるゾルゲル法で作成される低融点ガラス材料
などを使用することができる。 【0048】また、有機系のマトリックス材料として
は、種々の有機高分子材料を使用することができる。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、
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、
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−
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。また、
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。 【0049】更に、これらの有機高分子化合物に前記ペ
リ縮合多環芳香族化合物の残基をモノマー単位の側鎖と
して、もしくは架橋基として、共重合モノマー単位とし
て、または重合開始末端として結合させたものをマトリ
ックス材料として使用することもできる。 【0050】これらのマトリックス材料中へペリ縮合多
環芳香族化合物を溶解または分散させるには公知の方法
を用いることができる。例えば、ペリ縮合多環芳香族化
合物とマトリックス材料を共通の溶媒中へ溶解して混合
した後、溶媒を蒸発させて除去する方法、ゾルゲル法で
製造する無機系マトリックス材料の原料溶液へペリ縮合
多環芳香族化合物を溶解または分散させてからマトリッ
クス材料を形成する方法、有機高分子系マトリックス材
料のモノマー中へ、必要に応じて溶媒を用いて、ペリ縮
合多環芳香族化合物を溶解または分散させてから該モノ
マーを重合ないし重縮合させてマトリックス材料を形成
する方法、ペリ縮合多環芳香族化合物と有機高分子系マ
トリックス材料を共通の溶媒中に溶解した溶液を、ペリ
縮合多環芳香族化合物および熱可塑性の有機高分子系マ
トリックス材料の両方が不溶の溶剤中へ滴下し、生じた
沈殿を濾別し乾燥してから加熱・溶融加工する方法、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。一般に、色素とマトリックス材料の組み
合わせおよび加工方法を工夫することで、色素分子を凝
集させ、「H会合体」や「J会合体」などと呼ばれる特
殊な会合体を形成させることができることが知られてい
るが、マトリックス材料中のペリ縮合多環芳香族化合物
分子をこのような凝集状態もしくは会合状態を形成する
条件で使用しても良い。 【0051】[液状の光応答性組成物]本発明では、液
状の光応答性組成物として、前記のペリ縮合多環芳香族
化合物を、液状のマトリックス材料中に溶解またはコロ
イド分散したものを用いることができる。 【0052】本発明で用いることのできる液状のマトリ
ックス材料は、(1)使用温度および/または圧力領域
において液体であること、(2)本発明の光制御方式で
用いられる光の波長領域で透過率が高いこと、(3)本
発明で用いられるペリ縮合多環芳香族化合物などを安定
性良く溶解またはコロイド分散できること、(4)光応
答性組成物としての組成を安定性良く保つことができる
こと、という条件を満足するものであれば任意のものを
使用することができる。 【0053】無機系の液状マトリックス材料としては、
例えば、水、水ガラス(アルカリケイ酸塩の濃厚水溶
液)、アンモニア水、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化
カリウム水溶液、塩酸、硫酸、硝酸、王水、クロルスル
ホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホ
ン酸、ポリリン酸などを使用することができる。 【0054】また、有機系の液状マトリックス材料とし
ては、各種有機溶剤、および、液状の有機高分子材料を
使用することができる。 【0055】揮発性の有機溶剤としては、具体的には、
メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n
−ブタノール、アミルアルコール、シクロヘキサノー
ル、ベンジルアルコールなどのアルコール類、エチレン
グリコール、ジエチレングリコール、グリセリンなどの
多価アルコール類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸
アミル、酢酸イソプロピルなどのエステル類、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シ
クロヘキサノンなどのケトン類、ジエチルエーテル、ジ
ブチルエーテル、メトキシエタノール、エトキシエタノ
ール、ブトキシエタノール、カルビトールなどのエーテ
ル類、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,
3−ジオキソラン、などの環状エーテル類、ジクロロメ
タン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエ
タン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクレン、ブ
ロモホルム、ジブロモメタン、ジヨードメタン、などの
ハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、ニトロベ
ンゼン、アニソール、α−クロロナフタレンなどの芳香
族炭化水素類、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプ
タン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素類、N,N
−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドなどのアミド
類、N−メチルピロリドンなどの環状アミド類、テトラ
メチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン
などの尿素誘導体類、ジメチルスルホキシドなどのスル
ホキシド類、炭酸エチレン、炭酸プロピレンなどの炭酸
エステル類、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベン
ゾニトリルなどのニトリル類、ピリジン、キノリンなど
の含窒素複素環化合物類、トリエチルアミン、トリエタ
ノールアミン、ジエチルアミノアルコール、アニリンな
どのアミン類、クロル酢酸、トリクロル酢酸、トリフル
オロ酢酸、酢酸などの有機酸の他、ニトロメタン、二硫
化炭素、スルホランなどの溶剤を用いることができる。 【0056】これらの溶剤は、また、複数の種類のもの
を混合して用いても良い。 【0057】これらの液状のマトリックス材料中へペリ
縮合多環芳香族化合物を溶解またはコロイド分散させる
には公知の方法を用いることができる。例えば、ペリ縮
合多環芳香族化合物を有機溶剤や水ガラスに溶解する方
法、ペリ縮合多環芳香族化合物と不揮発性で液状のマト
リックス材料を共通の揮発性溶媒中へ溶解して混合した
後、溶媒を蒸発させて除去する方法、液状の有機高分子
系マトリックス材料の原料モノマー中へ、必要に応じて
溶媒を用いて、ペリ縮合多環芳香族化合物を溶解または
コロイド分散させてから該モノマーを重合ないし重縮合
させて液状のマトリックス材料を形成する方法、ペリ縮
合多環芳香族化合物の超微粒子を液状のマトリックス材
料中で形成させる方法、化学的気相成長法、スパッタリ
ング法、不活性ガス中蒸発法などの気相法で製造した超
微粒子を、必要に応じて分散剤を用いて、液状のマトリ
ックス材料中へ捕集する方法などを好適に用いることが
できる。一般に、色素と液状のマトリックス材料の組み
合わせおよび加工方法を工夫することで、色素分子を凝
集させ、「H会合体」や「J会合体」などと呼ばれる特
殊な会合体を形成させることができることが知られてい
るが、液状のマトリックス材料中のペリ縮合多環芳香族
化合物分子をこのような凝集状態もしくは会合状態を形
成する条件で使用しても良い。 【0058】[光学素子]本発明において、固体、ガラ
ス状態ないしゴム状態の光応答性組成物は、適当な形態
の光学素子に加工され、使用される。その際、光学ガラ
ス、石英ガラス、有機ガラスなどの光学材料と組み合わ
せて使用しても良い。 【0059】本発明で用いられる光学素子の形態は、本
発明の光制御装置の構成に応じて、薄膜、厚膜、板状、
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。本発明
で用いられる光学素子の作成方法は、光学素子の形態お
よび使用する光応答性組成物の種類に応じて任意に選定
され、公知の方法を用いることができる。 【0060】例えば、薄膜状の光学素子を例えば固体、
ガラス状態ないしゴム状態の光応答性組成物から製造す
る場合、ペリ縮合多環芳香族化合物および固体、ガラス
状態ないしゴム状態のマトリックス材料を溶解した溶液
を例えばガラス板上に塗布法、ブレードコート法、ロー
ルコート法、スピンコート法、ディッピング法、スプレ
ー法などの塗工法で塗工するか、あるいは、平版、凸
版、凹版、孔版、スクリーン、転写などの印刷法で印刷
すれば良い。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。 【0061】例えば、用いる有機高分子系マトリックス
材料が熱可塑性の場合、ホットプレス法(特開平4−9
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。 【0062】板状、ブロック状、円柱状、半円柱状、四
角柱状、三角柱状、凸レンズ状、凹レンズ状、マイクロ
レンズアレイ状の光学素子を作成する場合は、例えば有
機高分子系マトリックス材料の原料モノマーにペリ縮合
多環芳香族化合物を溶解または分散させたものを用いて
キャスティング法やリアクション・インジェクション・
モールド法で成形することができる。また、熱可塑性の
有機高分子系マトリックス材料を用いる場合、ペリ縮合
多環芳香族化合物を溶解または分散したペレットまたは
粉末を加熱溶融させてから射出成形法で加工しても良
い。 【0063】ファイバー状の光学素子は、例えば、ガラ
スキャピラリー管の中に有機高分子系マトリックス材料
の原料モノマーにペリ縮合多環芳香族化合物を溶解また
は分散させたものを流し込むか、または、毛管現象で吸
い上げたものを重合させる方法、または、ペリ縮合多環
芳香族化合物を溶解または分散させた熱可塑性の有機高
分子系マトリックス材料の円柱、いわゆるプリフォーム
をガラス転移温度よりも高い温度まで加熱、糸状に延伸
してから、冷却する方法などで作成することができる。 【0064】上記のようにして作成したファイバー状の
光学素子を多数束ねて接着ないし融着処理してから薄片
状ないし板状にスライスすることによりマイクロチャン
ネルアレイ型の光学素子を作成することもできる。 【0065】導波路型の光学素子は、例えば、基板上に
作成した溝の中に有機高分子系マトリックス材料の原料
モノマーにペリ縮合多環芳香族化合物を溶解または分散
させたものを流し込んでから重合させる方法、または、
基板上に形成した薄膜状光学素子をエッチングして「コ
ア」パターンを形成し、次いで、ペリ縮合多環芳香族化
合物を含まないマトリックス材料で「クラッド」を形成
する方法によって作成することができる。 【0066】本発明では、前記制御光および前記信号光
を収束させるための収束手段、および/または、前記光
学素子中の前記光応答性組成物を透過した後、発散して
いく信号光光線束のうち、前記強度変調および/または
光束密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別し
て取り出す手段、および/または、前記光学素子中の前
記光応答性組成物を透過してきた信号光と制御光の混合
光を信号光と制御光とに分離する手段を、前記光学素子
に組み込んだ一体構造の光学素子を用いることができ
る。 【0067】[光学セル]本発明において、前記光応答
性組成物が液体の場合、前記液状光応答性組成物を充填
した光学セルを前記光学素子として使用する。 【0068】本発明で用いられる光学セルは、液状の光
応答性組成物を保持する機能、および液状の光応答性組
成物に実効的に形態を付与する機能を有し、更に、収束
されて照射される信号光および制御光を受光して前記光
応答性組成物へ前記信号光および前記制御光を伝搬させ
る機能、および前記光応答性組成物を透過した後、発散
していく前記信号光を伝搬させて出射する機能を有する
ものである。 【0069】本発明で用いられる光学セルの形態は外部
形態と内部形態に大別される。 【0070】光学セルの外部形態は、本発明の光制御装
置の構成に応じて、板状、直方体状、円柱状、半円柱
状、四角柱状、三角柱状、などの形状のものが用いられ
る。 【0071】光学セルの内部形態とは、すなわち、光応
答性組成物を充填するための空洞の形態であり、液状の
光応答性組成物に、実効的に形態を付与するものであ
る。本発明の光制御装置の構成に応じて、光学セルの内
部形態は具体的には、例えば、薄膜、厚膜、板状、直方
体状、円柱状、半円柱状、四角柱状、三角柱状、凸レン
ズ状、凹レンズ状、などの中から適宜選択することがで
きる。 【0072】光学セルの構成および材質は、下記の要件
を満たすものであれば任意のものを使用することができ
る。 【0073】(1)上記のような外部形態および内部形
態を使用条件において精密に維持できること。 【0074】(2)光応答性組成物に対して不活性であ
ること。 【0075】(3)光応答性組成物を構成する諸成分の
放散・透過・浸透による組成変化を防止できること。 【0076】(4)光応答性組成物が、酸素や水など使
用環境に存在する化合物と反応することによって劣化す
ることを妨げることができること。 【0077】なお、上記要件のうち、光応答性組成物の
組成変化や劣化を防止する機能は、光学素子としての設
計寿命の範囲内に限り発揮できれば良い。 【0078】 【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。 【0079】〔実施形態1〕図31には本実施形態の光
制御装置の概略構成が示されている。このような光学装
置構成および配置は、図31に例示するように膜型光学
素子8を用いる場合の他、ファイバー型光学素子(図示
せず)を用いる場合、光導波路型(図示せず)、マイク
ロチャンネルアレイ型(図示せず)などの光学素子を用
いる場合、および、液状の光応答性組成物を充填した光
学セルを用いる場合(実施形態3参照)にも好適に用い
ることができる。 【0080】ここで、膜型光学素子8は例えば以下の手
順で作成することができる。すなわち、下記の式[9]
で表されるペリ縮合多環芳香族化合物(2,9−ジ
(2,5−ジ−tert−ブチルフェニル)アントラ
[2,1,9−def:6,5,10−d’e’f’]
ジイソキノリン−1,3,8,10−テトラオン) 【化17】 :13.00mgおよびポリメタクリル酸ベンジル:1
987.0mgをテトラヒドロフラン:200mlに溶
解し、水:1000ml中へかき混ぜながら加えて析出
した沈殿(ペリ縮合多環芳香族化合物[9]およびポリ
マーの混合物)を濾別し、水で洗浄してから減圧下乾燥
し、粉砕した。得られたペリ縮合多環芳香族化合物
[9]およびポリマーの混合粉末を10-5Pa未満の超
高真空下、40℃で2日間加熱を続け、残留溶媒等の揮
発成分を完全に除去して、光応答性組成物の粉末を得
た。この粉末20mgをスライドガラス(25mm×7
6mm×厚さ1.150mm)およびカバーガラス(1
8mm×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
バーガラス間にペリ縮合多環芳香族化合物[9]/ポリ
マーの膜(膜厚50μm)を作成した。なお、ペリ縮合
多環芳香族化合物[9]/ポリマー膜中のペリ縮合多環
芳香族化合物[9]の濃度は、ペリ縮合多環芳香族
[9]化合物/ポリマー混合物の密度を1.18として
計算すると、1.00×10-2 mol/lである。 【0081】以上のようにして作成した膜型光学素子の
透過率スペクトルを図45に示す。この膜の透過率は制
御光の波長(514.5nm)で1.8%、信号光の波
長(780nm)で93%であった。 【0082】図31に概要を例示する本発明の光制御装
置は、制御光の光源1、信号光の光源2、NDフィルタ
ー3、シャッター4、半透過鏡5、光混合器6、集光レ
ンズ7、膜型光学素子8、受光レンズ9、波長選択透過
フィルター20、絞り19、光検出器11および22、
およびオシロスコープ100から構成される。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
0は、図31の装置構成で本発明の光制御方法を実施す
るために必須の装置構成要素である。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。 【0083】次に、個々の構成要素の特徴ならびに動作
について説明する。 【0084】制御光の光源1にはレーザー装置が好適に
用いられる。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。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、
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。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。具体
的には例えば、アルゴンガスレーザー(発振波長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。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。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。 【0085】本発明の光制御方法で利用される光応答性
組成物、信号光の波長帯域、および制御光の波長帯域
は、これらの組み合わせとして、使用目的に応じて適切
な組み合わせが選定され、用いられる。以下、信号光の
光源2として半導体レーザー(発振波長780nm、連
続発振出力6mW、ビーム整形後の直径約8mmのガウ
スビーム)、制御光の光源1としてアルゴンガスレーザ
ー(発振波長514.5nm、直径1mmのガウスビー
ム)、および前記の光応答性組成物から成る膜型光学素
子8の組み合わせを用いた場合について実施形態を説明
する。 【0086】NDフィルター3は必ずしも必要ではない
が、装置を構成する光学部品や光学素子へ必要以上に高
いパワーのレーザー光が入射することを避けるため、ま
た、本発明で用いられる光学素子の光応答性能を試験す
るにあたり、制御光の光強度を増減するために有用であ
る。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。 【0087】シャッター4は、制御光として連続発振レ
ーザーを用いた場合に、これをパルス状に明滅させるた
めに用いられるものであり、本発明の光制御方法を実施
する上で必須の装置構成要素ではない。すなわち、制御
光の光源1がパルス発振するレーザーであり、そのパル
ス幅および発振間隔を制御できる形式の光源である場合
や、適当な手段であらかじめパルス変調されたレーザー
光を光源1として用いる場合は、シャッター4を設けな
くても良い。 【0088】シャッター4を使用する場合、その形式と
しては任意のものを使用することができ、例えば、オプ
ティカルチョッパ、メカニカルシャッター、液晶シャッ
ター、光カー効果シャッター、ポッケルセル、音響光学
(AO)変調器などを、シャッター自体の作動速度を勘
案して適時選択して使用することができる。 【0089】半透過鏡5は、この実施形態において、本
発明の光制御方法の作用を試験するにあたり、制御光の
光強度を常時見積もるために用いるものであり、光分割
比は任意に設定可能である。 【0090】光検出器11および22は、本発明の光・
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。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。 【0091】前記光検出器11および22の受光信号は
オシロスコープ100などの他、AD変換器とコンピュ
ーターの組み合わせ(図示せず)によってモニターする
ことができる。 【0092】光混合器6は、前記光学素子中を伝播して
いく制御光および信号光の光路を調節するために用いる
ものであり、本発明の光制御方法および光制御装置を実
施するにあたり重要な装置構成要素の一つである。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。 【0093】集光レンズ7は、信号光および制御光に共
通の収束手段として、光路が同一になるように調節され
た信号光および制御光を収束させて前記光学素子へ照射
するためのものであり、本発明の光制御方法および光制
御装置の実施に必須な装置構成要素の一つである。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。 【0094】この実施形態では集光レンズ7として、倍
率40倍、焦点距離5mm、開口数0.65の顕微鏡用
対物レンズを用いた。 【0095】受光レンズ9は、収束されて光学素子8へ
照射され、透過してきた信号光および制御光を平行およ
び/または収束ビームに戻すための手段であるが、本実
施形態に示すように、前記集光レンズ7の開口数より小
さい開口数のレンズを用いることによって、充分な大き
さで強度変調および/または光束密度変調された信号光
を再現性良く分別して取り出すことができる。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。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。もちろん、レ
ンズ開口数が大きくても、絞り19を入れたり、光検出
器22に光束の中心部分のみ入射させて実質的に開口数
を小さくしても良いことはいうまでもない。また、後で
述べるように、集光レンズ7および受光レンズ9の代わ
りに凹面鏡を用いることも可能である(実施形態4参
照)。 【0096】波長選択透過フィルター20は、図31の
装置構成で本発明の光制御方法を実施するために必須の
装置構成要素の一つであり、前記光学素子中の同一の光
路を伝播してきた信号光と制御光の混合光から信号光の
みを取り出すための手段の一つとして用いられる。 【0097】波長の異なる信号光と制御光とを分離する
ための手段としては他に、プリズム、回折格子、ダイク
ロイックミラーなどを使用することができる。 【0098】図31の装置構成で用いられる波長選択透
過フィルター20としては、制御光の波長帯域の光を完
全に遮断し、一方、信号光の波長帯域の光を効率良く透
過することのできるような波長選択透過フィルターであ
れば、公知の任意のものを使用することができる。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。 【0099】以上のような構成要素から成る図31の光
学装置において、光源1から出射された制御光の光ビー
ムは、透過率を加減することによって透過光強度を調節
するためのNDフィルター3を通過し、次いで制御光を
パルス状に明滅するためのシャッター4を通過して、半
透過鏡5によって分割される。 【0100】半透過鏡5によって分割された制御光の一
部は光検出器11によって受光される。ここで、光源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。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。 【0101】半透過鏡5で分割・反射された制御光は、
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。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。 【0102】光源2から出射された信号光の光ビーム
は、前記光混合器6によって、制御光と同一光路を伝播
するよう混合され、集光レンズ7を経由して、膜型光学
素子8に収束・照射され、素子を通過した光は受光レン
ズ9および波長選択透過フィルター20を透過した後、
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。 【0103】図31の光学装置を用いて本発明の光制御
方法を実施し、図32および図33に示すような光強度
変化を観測した。図32および図33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の受光信号である。光検出器22の受光信号2
22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。 【0104】図31の装置配置においては膜型光学素子
8に制御光と信号光とを収束して入射させているが、収
束ビーム径が最小となる位置(焦点Fc)を膜型光学素
子8の集光レンズ7に近い所(光の入射側)に設定する
と、前記光学素子8を透過した前記信号光の見かけの強
度が減少する方向の光応答222が観察される。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8を透過した前記信号光の見かけの
強度が増大する方向の光応答223が観察される。 【0105】このような光応答が生じる機構の詳細につ
いては未解明であり、現在、鋭意検討中であるが、制御
光の照射により光応答性組成物の透過率や屈折率等が変
化することに起因するものと推測される。 【0106】ここで、同一の光路で収束された制御光と
信号光の焦点位置と光学素子の位置関係を変化させる方
法としては、例えば精密ネジによる微動機構を設けた架
台、圧電素子アクチュエータを設けた架台、または超音
波アクチュエータを設けた架台などの上に膜型光学素子
8を取り付けて上記のように移動させる他、集光レンズ
7の材質に非線形屈折率効果の大きいものを用いて制御
光パルスのパワー密度を変えて焦点位置を変化させる方
法、集光レンズ7の材質に熱膨張係数の大きいものを用
いて加熱装置で温度を変えて焦点位置を変化させる方法
などを用いることができる。 【0107】図31の光学装置を用いて本発明の光制御
方法を実施し、図32および図33に示すような光強度
変化を観測した。その詳細は以下に述べる通りである。 【0108】まず、制御光の光ビームと信号光の光ビー
ムとが、膜型光学素子8内部または近傍の同一領域で焦
点Fcを結ぶように、それぞれの光源からの光路、光混
合器6、および集光レンズ7を調節した。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。次いで、波長選択透過フィル
ター20の機能を点検した。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。 【0109】なお、収束ビーム径最小位置(焦点Fc)
と膜型光学素子8の位置関係を変化させるにあたって
は、以下に示す方法を用いた。すなわち、集光レンズ7
および受光レンズ9の間隔(d78+d89)を固定したま
ま、精密ネジによる微動機構を設けた架台に取り付けた
膜型光学素子8の位置を光軸方向に移動し、膜型光学素
子8と集光レンズ7の距離を変化させ、同一の光路で収
束された制御光および信号光の焦点位置と膜型光学素子
8との位置関係を変化させた。 【0110】まず前記焦点Fcを膜型光学素子8の集光
レンズ7側に設置した場合について述べる。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
2を図32に示す。 【0111】シャッター4を閉じた状態で制御光の光源
1を点灯し、次いで、時刻t1 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。 【0112】時刻t2 においてシャッター4を開放し、
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。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。こ
の変化の応答時間は2マイクロ秒未満であった。 【0113】時刻t3 においてシャッター4を閉じ、光
学素子8への制御光照射を止めると光検出器22の信号
強度はレベルBからレベルAへ復帰した。この変化の応
答時間は3マイクロ秒未満であった。 【0114】時刻t4 においてシャッター4を開放し、
次いで、時刻t5 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。 【0115】時刻t6 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。 【0116】次いで、前記焦点Fcを膜型光学素子8の
受光レンズ9側に設置した場合について述べる。この場
合の、制御光の波形111に対する信号光の応答波形2
23を図33に示す。 【0117】シャッター4を閉じた状態で制御光の光源
1を点灯し、次いで、時刻t1 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。 【0118】時刻t2 においてシャッター4を開放し、
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。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。こ
の変化の応答時間は2マイクロ秒未満であった。 【0119】時刻t3 においてシャッター4を閉じ、光
学素子8への制御光照射を止めると光検出器22の信号
強度はレベルDからレベルAへ復帰した。この変化の応
答時間は3マイクロ秒未満であった。 【0120】時刻t4 においてシャッター4を開放し、
次いで、時刻t5 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。 【0121】時刻t6 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。 【0122】以上まとめると、膜型光学素子8へ、制御
光を図32または図33の111に示すような波形で表
される光強度の時間変化を与えて照射したところ、信号
光の光強度をモニターして示す光検出器22の出力波形
は図32の222または図33の223に示すように、
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。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。 【0123】なお、制御の光の断続に対応する信号光の
光強度の変化の程度は、前記の光検出器22の出力レベ
ルA、BおよびCを用いて次に定義される値 ΔT[単
位%]または、A、CおよびDを用いて次に定義される
値 ΔT’[単位%] 【数1】ΔT =100[(A−B)/(A−C)] ΔT’=100[(D−A)/(A−C)] によって定量的に比較することができる。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
の出力レベルである。 【0124】上の例において、制御光の入射パワーを2
0mWとし、膜型光学素子8を移動して信号光の光応答
の向きと大きさを調べたところ、信号光強度が減少する
向きの応答の大きさΔTの最大値は87%、見かけの信
号光強度が増加する向きの応答の大きさΔT’の最大値
は39%であった。 【0125】上記のように収束ビーム径が最小となる位
置(焦点Fc)と膜型光学素子8の位置関係を変えるこ
とによって、信号光の光応答の向きを逆転させ、信号光
の見かけの強度が減少する方向、または、増加する方向
の応答を得ることができる。 【0126】このような光応答変化の生じる機構を調べ
るため、光制御を行った場合に起こる信号光ビーム断面
における光強度分布の変化の測定を行った。すなわち、
図31の装置において、受光レンズ9を集光レンズ7の
開口数(本実施形態の場合は0.65)よりも大きな開
口数(例えば0.75)のものに変更し、絞り19を取
り外し、光検出器22の代わりに光強度分布測定器(図
34)を設置し、膜型光学素子8を透過した光線束のす
べてを受光レンズ9で受光・収束させて前記光強度分布
測定器の受光部31(有効直径4mm)へ入射させ、信
号光光線束断面の光強度分布を測定した。測定結果を図
35、36および37に示す。ここで、光強度分布測定
器は、図34に示すように、受光部31(有効直径4m
m)に対して幅1mmの第一のスリット32を設け、第
一のスリットの長さ方向、すなわち図34において点X
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。前記窓の移
動位置に対応させて光強度を測定するには、例えば、第
二のスリット33の移動速度に同期させたストレージオ
シロスコープ上に、前記窓を通過した光を受光した検出
器の出力を記録すれば良い。図35、36および37
は、以上のようにして、ストレージオシロスコープ上に
記録された信号光の光ビーム断面についての光強度分布
を示すものであり、横軸(光ビーム断面内の位置)は図
34の点Xから点Yの方向の位置に対応し、縦軸は光強
度を表す。 【0127】図35は、膜型光学素子8に制御光が入射
せず、信号光のみが入射した場合の前記信号光ビーム断
面の光強度分布である。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。 【0128】図36は、収束ビーム径が最小となる位置
(焦点Fc)を膜型光学素子8の集光レンズ7に近い所
(光の入射側)に設定し、制御光を照射したとき見かけ
の信号光強度が減少する向きの光応答222が観察され
る条件において、制御光を照射したときの信号光ビーム
断面の光強度分布である。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。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。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。 【0129】図37は、収束ビーム径が最小となる位置
(焦点Fc)を膜型光学素子8の受光レンズ9に近い所
(光の出射側)に設定し、制御光を照射したとき見かけ
の信号光強度が増大する向きの光応答223が観察され
る条件において、制御光を照射したときの信号光ビーム
断面の光強度分布である。この場合は、中心部分の光強
度が、制御光を照射しない場合の中心部分の光強度(図
35)より強くなっている。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。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。 【0130】以上の実験から、制御光の断続による信号
光の光強度変調(光応答)は、信号光ビーム(光束)断
面の中心部で、特に大きく起きていることが判る。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
を透過した信号光をすべて補足し、光検出器で受光した
場合、検出される光応答は、本発明の場合に比べて著し
く小さくなってしまう。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。 【0131】〔比較例1〕前記の式[9]で表されるペ
リ縮合多環芳香族化合物を用いずにポリメタクリル酸ベ
ンジルのみを用いた他は実施形態1と同様にしてマトリ
ックス材料単独の薄膜(膜厚50μm)を作成し、この
薄膜について実施形態1と同様にして光応答の評価試験
を行ったが、制御光(波長514.5nm)の光を断続
しても信号光(波長780nm)の光強度は全く変化し
なかった。すなわち、マトリックス材料単独では光応答
は全く観測されないことが確認された。したがって、実
施形態1で観察された光応答は、前記光学素子中に存在
する前記ペリ縮合多環芳香族化合物に起因することは明
らかである。 【0132】〔実施形態2〕本発明の光制御方法および
光制御装置において光応答を大きくするためには前記制
御光および前記信号光を各々収束させて前記光学素子へ
照射し、かつ、前記制御光および前記信号光のそれぞれ
の焦点の近傍の光子密度が最も高い領域が前記光学素子
中において互いに重なり合うように前記制御光および前
記信号光の光路をそれぞれ配置すれば良いが、そのため
には信号光および制御光を実質的に同一光路で伝播させ
ることが好ましい。なお、前記制御光および前記信号光
の電場の振幅分布がガウス分布となっているガウスビー
ムの場合、集光レンズ7などで、開き角2θで収束させ
たときの焦点Fc近傍における光線束および波面30の
様子を図38に示す。ここで、波長λのガウスビームの
直径2ω0 が最小になる位置、すなわちビームウエスト
の半径ω0 は次の式で表される。 【0133】 【数2】ω0 = 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
m、開口数0.65)で波長514.5nm、ビーム直
径1mmの制御光を収束したときのビームウエストの半
径ω0 は1.643μm、同様にして波長780nm、
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ω0 は0.368μm(ほぼ回折限界)と計
算される。 【0134】図39に示すように、信号光および制御光
が「実質的に同一光路」とみなすことができるのは次の
ような場合である: 1)制御光と信号光の光軸が互いに平行であって、制御
光の光路、例えば断面L02(半径r2 )の中に信号光の
光路、例えば断面L+1、L01、またはL-1(半径r1
1 ≦r2 )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L02(半径r2 )の中に制御光の
光路、例えば断面L+1、L01、またはL-1(半径r1
1 ≦r2 )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
+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、L01、またはL-1のいずれか、信号光の
光路も断面L+1、L01、またはL-1のいずれかである場
合。 【0135】表1のデータは、一例として、実施形態1
の装置において、集光レンズ7として、開口数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
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L02(直径8mm)に
固定し、断面L+1、L01、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
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。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
程度ずれても、光応答の大きさΔTは8ポイントほど変
化するにすぎない。 【0136】すなわち、収束された信号光および制御光
のそれぞれの焦点の近傍の光子密度が最も高い領域(ビ
ームウエスト)が前記光学素子中において互いに重なり
合うように前記制御光および前記信号光の光路がそれぞ
れ配置され、これらの領域の重なり合いが最大になった
とき、すなわち、前記制御光および前記信号光の光軸が
完全に一致したとき前記光応答は最大になること、前記
制御光および前記信号光の光路が実質的に同一のとき、
充分大きな光応答が得られることが判った。 【0137】 【表1】 〔実施形態3〕図31に概略構成を示すような実施形態
1の光制御装置において、実施形態1における膜型の光
学素子8の代わりに、内部形態が薄膜型の光学セル80
0または810に液状の光応答性組成物を充填して用い
る場合について以下に説明する。なお、図31のような
光学装置構成および配置は、内部形態が薄膜型の光学セ
ルを用いる場合の他、外部および内部形態が板状、直方
体状、円柱状、半円柱状、四角柱状などの光学セルを用
いる場合にも好適に用いることができる。 【0138】ここで、内部形態が薄膜型の光学セルは例
えば以下のような構成のものである。(1)光学ガラス
または石英ガラス製セル800(図40)。 【0139】(2)2枚の板ガラスをスペーサーおよび
ゴムパッキンを挟んで重ね合わせ、固定用の金属枠で保
持した構成の組立式光学セル810(図41)。 【0140】図40に示すような光学ガラスまたは石英
ガラス製セル800は入射・出射面ガラス801および
802、側面ガラス803および804、および、底面
ガラス805によって、液状光応答性組成物充填部80
8を形成したものである。ガラス材質としては石英ガラ
スのほか、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラスなどの光学
ガラスを使用することができ、公知のガラス加工技術に
よって製造することができる。光学セルとしての精度を
獲得するためには、ガラス加工時に、入射・出射面ガラ
ス801および802の平面性および平行度を高度に維
持する必要がある。液状の光応答性組成物は導入口80
7から導入管806を通じて充填される。導入口807
に例えばポリ四フッ化エチレン製栓(図示せず)を挿入
すること、あるいは、導入口807をガラス加工で封じ
ることによって、充填した液状光応答性組成物を光学セ
ル中に封印し、前記の光学セルの機能要件を満たすこと
ができる。光学ガラスまたは石英ガラス製セル800
は、ガラスを腐食する溶液、例えば強アルカリ性の液
体、フッ化水素酸、またはホウフッ化水素酸などを用い
る場合を除き、大多数の有機および無機マトリックス材
料を用いた液状光応答性組成物を充填する際に、広く使
用することができる。特に、マトリックス材料として、
塩酸、硫酸、硝酸、王水、クロルスルホン酸、メタンス
ルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、クロル酢
酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、酢酸などの酸
を用いる場合に有用である。 【0141】図40に示すガラス製光学セル800と同
じような形態を、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレ
ン、ポリカーボネイトなどの透明プラスチック(有機ガ
ラス)で製造し、光学セルとして使用することもでき
る。ただし、この場合は、マトリックス材料が該プラス
チックを溶解したり侵したりしないよう、材料選択・組
み合わせに留意する必要がある。 【0142】図41に示すような組立式光学セル810
は、液状光応答性組成物充填部818を設けたスペーサ
ー814を2枚の板状の入射・出射面ガラス813およ
び815で挟み、これをゴムパッキン812および81
6を介して固定枠811および817で挟み、固定ネジ
穴824および825にネジ(図示せず)を用いて固定
するものである。固定枠817に取り付けた導入管82
2および823は、固定枠817に設けた導入孔82
1、ゴムパッキン816に設けた導入孔820、次いで
入射・出射面ガラス815に設けた導入孔819に通じ
ており、これらの導入経路を通して液状の光応答性組成
物を充填部818へ導入することができる。充填部81
8の厚さ、すなわち、信号光および/または制御光が垂
直に入射したとき光応答性組成物中を伝播する光路長
は、組立時のスペーサー818の厚さによって決定され
る。スペーサー814、入射・出射面ガラス813およ
び815、ゴムパッキン812および815、および、
固定枠811および817は、すべて液状の光応答性組
成物に接触するので、液状のマトリックス材料の溶解
性、浸透性、透過性、および/または腐食性に耐える材
質である必要がある。具体的には、スペーサー814の
材質は光学ガラス、石英ガラス、ポリ四フッ化エチレ
ン、ブチルゴム、シリコンゴム、エチレン・プロピレン
ゴムなどが好ましい。特に、前記光路長の精度維持と液
のシール性維持を両立させるためには、ポリ四フッ化エ
チレンなどのフッ素系高分子材料が好適に用いられる。
入射・出射面ガラス813および815としては、石英
ガラスのほか、合成サファイア、ソーダガラス、ホウケ
イ酸ガラスなどの光学ガラスを使用することができる。
また、前記マトリックス材料が無機ガラスを腐食する液
体の場合、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポ
リカーボネイトなどの有機ガラスを用いることもでき
る。ゴムパッキン812および816の材質としては、
ブチルゴム、シリコンゴム、エチレン・プロピレンゴ
ム、放射線照射架橋したフッ素樹脂系ゴムなどを用いる
ことができる。固定枠811および817はステンレ
ス、金メッキした真鍮などの金属製のものを好適に用い
ることができる。 【0143】以下、光学素子8として、液状光応答性組
成物の膜厚(垂直入射した場合の光路長)が100μm
になるように調製された石英ガラス製セル800に前記
の式[9]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物のジク
ロロメタン溶液(濃度1.00×10-2mol/l)を
液状の光応答性組成物として充填したものを用いた場合
について説明する。この場合の光学素子8の透過率スペ
クトルを図46に示す。この光学素子8の透過率は制御
光の波長(514.5nm)で0.06%、信号光の波
長(780nm)で93%であった。 【0144】この光学素子8(薄膜型光学セル800)
を実施形態1の場合と同様な光制御装置(図31)に取
り付け、制御光および信号光の収束ビーム径が最小とな
る位置(焦点Fc)と膜型光学素子8の位置関係を変え
ながら、制御光の断続に対応した信号光の光応答の向き
および大きさを実施形態1の場合と同様にして調べた。
すなわち、信号光の光源2として半導体レーザー(発振
波長780nm、連続発振出力6mW、ビーム整形後の
直径約8mmのガウスビーム)を、制御光の光源1とし
てアルゴンガスレーザー(発振波長514.5nm、1
mmのガウスビーム)を、集光レンズ7として倍率20
倍、開口数0.4の顕微鏡用レンズを、受光レンズ9と
して倍率10倍、開口数0.3の顕微鏡用対物レンズを
用い、集光レンズ7および受光レンズ9の間隔(d78
89)を固定したまま、光学素子8としての光学セル8
00と集光レンズ7の距離を変化させ、同一の光路で収
束された制御光および信号光の焦点位置と薄膜型光学セ
ル800との位置関係を変化させて実施した。 【0145】制御光の入射パワー6mWのとき、信号光
強度が減少する向きの応答の大きさΔTの最大値は91
%、見かけの信号光強度が増加する向きの応答の大きさ
ΔT’の最大値は33%であった。なお、制御光の焦点
位置を光学セル内の光応答性組成物の入射側近傍に置
き、制御光を1ミリ秒よりも長いパルス幅で照射した場
合、制御光のパワーを10mWよりも大きくすると、制
御光の焦点位置において、溶剤のジクロロメタンが沸騰
を始めた。溶剤の沸騰は極めて局部的に起こるため、光
学セル内部の圧力上昇は極めて軽微であった。また、制
御光を遮断すると、直ちに沸騰は停止した。 【0146】〔比較例2〕従来の技術に基づく比較実験
を行うため、特開昭53−137884号公報、特開昭
63−231424号公報、および特開昭64−733
26号公報の記述に従い、図42に概要を示すような構
成の装置を用い、光制御を試みた。すなわち、光路長1
cmの石英製溶液セル27に絞り19を通した信号光の
光源2からの半導体レーザー光(波長780nm)を照
射し、透過した光を波長選択透過フィルター20を経由
して光検出器22で受光し、一方、溶液セル27を透過
する信号光の光路全体に、信号光に直交する方向から制
御光を、投射レンズ26を用いて拡散させて照射した。
図42の装置構成において、信号光の光源1(波長51
4.5nm)、NDフィルター3、シャッター4、半透
過鏡5、および、光検出器11の役割および仕様は実施
形態1または3の場合と同様である。なお、波長選択透
過フィルター20は溶液セル27から散乱してくる制御
光が光検出器22に入射するのを防ぐものであり、実施
形態1または3で用いたのと同様のものを用いることが
できる。 【0147】色素としては実施形態3と同様に前記の式
[9]で表されるペリ縮合多環芳香族化合物を用い、ジ
クロロメタン溶液を溶液セル27に充填して試験した。
濃度については、光路長の相違、すなわち実施形態3の
場合の光路長100μmに対して100倍の光路長1c
mであることを勘案し、実施形態3の場合の100分の
1の濃度(1.00×10-4mol/l)に設定し、実
効的な透過率が実施形態3の場合と同等になるよう調節
した。実施形態3の場合と同様に、NDフィルター3に
よって、光学素子(溶液セル27)へ入射する制御光の
パワーを0.5mWないし25mWの範囲で調節し、制
御光をシャッター4を用いて明滅させた。しかしなが
ら、制御光のパワーを最大にしても光検出器22へ入射
する信号光の強度は全く変化しないという結果が得られ
た。すなわち、制御光のパワーを0.5mWないし25
mWの範囲で調節した限りでは、図42の装置構成・装
置配置において光・光制御は実現できなかった。 【0148】〔実施形態4〕図43には本実施形態の光
制御装置の概略構成が示されている。このような光学装
置構成および配置は、図43に例示するような膜型光学
素子8の他に、ファイバー型、光導波路型、マイクロチ
ャンネルアレイ型などの光学素子を用いる場合、およ
び、液状の光応答性組成物を充填した光学セルを用いる
場合にも好適に用いることができる。 【0149】光源1および2、NDフィルター3、シャ
ッター4、光検出器11および22、膜型光学素子8、
波長選択透過フィルター20、およびオシロスコープ1
00については実施形態1(図31)と同様のものを同
様にして用いた。 【0150】図43に示すような配置でダイクロイック
ミラー21を用いることで、制御光を分割して、その光
強度を光検出器11でモニターすると同時に、制御光と
信号光の光路を重ね合わせることができ、図31の配置
で必要な光混合器6を省略することができる。ただし、
図43の配置においては、ダイクロイックミラー21の
波長選択透過および反射を補完するために、信号光を完
全に遮断し制御光だけを透過させるような波長選択透過
フィルター10を光検出器11の前に設けることが好ま
しい。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
を、それぞれ光源1および2の前に設けても良い。 【0151】光路を一致させた信号光および制御光を一
緒に収束させて膜型光学素子8へ照射する際の光収束手
段として、集光レンズ7および受光レンズ9の代わり
に、図43のような配置において凹面鏡15および16
を用いることができる。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。 【0152】図43に例示するような、本発明の光制御
装置において前記光学素子を透過した後、発散していく
信号光光線束のうち、前記強度変調および/または光束
密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取
り出すには、次のような方法を採用することができる。 【0153】(1)光検出器22の手前に絞り19を設
ける方法。 【0154】(2)照射側の凹面鏡15の開口角よりも
受光側の凹面鏡16の開口角を小さくする方法。 【0155】(3)照射側の凹面鏡15の開口角よりも
受光側の凹面鏡16の開口角を小さくし、更に、光検出
器22の手前に絞り19を設ける方法。 【0156】図43に例示するような、本発明の光制御
装置において必須の装置構成要素は光源1および2、ダ
イクロイックミラー21、波長選択透過フィルター2
0、凹面鏡15、16、および膜型光学素子8である。
なお、図43におけるダイクロイックミラー21の代わ
りに偏光または非偏光のビームスプリッターを用いるこ
ともできる。 【0157】本発明の光制御方法を図43に示すような
装置で行う場合の手順として、まず、制御光(光源1)
と信号光(光源2)の光路が一致し、共通の焦点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
に応答がないことを確認した。 【0158】以下、実施形態1の場合と同様にして、前
記膜型光学素子8を用いた光・光制御方法を実施し、実
施形態1の場合と同等の実験結果を得た。 【0159】〔実施形態5〕図44には本実施形態の光
制御装置の概略構成が示されている。図31および図4
3に例示した装置構成では、信号光と制御光を同じ方向
から光応答性光学素子へ照射させているのに比較して、
図44では信号光と制御光を反対方向から、光軸を一致
させて同一の焦点で収束するように照射している点に特
徴がある。 【0160】このような光学装置構成および配置は、図
44に例示するような膜型光学素子8の他に、ファイバ
ー型、光導波路型、マイクロチャンネルアレイ型などの
光学素子を用いる場合、および、液状の光応答性組成物
を充填した光学セルを用いる場合にも好適に用いること
ができる。 【0161】図44に例示する装置構成において光源1
および2、NDフィルター3、シャッター4、集光レン
ズ7、膜型光学素子8、波長選択透過フィルター10お
よび20、光検出器11および22、光アイソレーター
13および14、およびオシロスコープ100について
は実施形態1(図31)および/または実施形態4(図
43)の場合と同様のものを同様にして用いることがで
きる。 【0162】図44に示すような配置で2枚のダイクロ
イックミラー(23および24)を用いることで、信号
光と制御光を反対方向から、光軸を一致させて同一の焦
点で収束するように照射することができる。なお、2つ
の集光レンズ7は、光学素子を透過してきた制御光およ
び信号光をそれぞれ平行ビームへ戻すための受光レンズ
9としての役割を兼ねている。 【0163】図44に例示するような、本発明の光制御
装置において必須の装置構成要素は光源1および2、2
枚のダイクロイックミラー(23および24)、波長選
択透過フィルター10および20、2つの集光レンズ
7、および膜型光学素子8である。 【0164】なお、図44におけるダイクロイックミラ
ー(23および24)の代わりに偏光または非偏光ビー
ムスプリッターを用いることもできる。 【0165】本発明の光制御方法を図44に示すような
装置で行う場合の手順として、まず、制御光(光源1)
と信号光(光源2)の光路が一致し、共通の焦点位置に
光学素子8が配置されるよう調節を行い、次いで、波長
選択透過フィルター10および20の機能を点検するた
め、光源1と2を交互に点灯し、光源1のみ点灯(シャ
ッター4開放)したとき光検出器22に応答がないこ
と、および光源2のみを点灯したとき光検出器11に応
答がないことを確認した。 【0166】以下、実施形態1の場合と同様にして、前
記膜型光学素子8を用いた光・光制御方法を実施し、実
施形態1の場合と同等の実験結果を得た。 【0167】 【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
光制御方法および光制御装置によれば、例えば、可視領
域にあるレーザー光を制御光として、近赤外線領域にあ
る信号光を効率良く変調することが、極めて単純な光学
装置によって、電子回路などを一切用いることなく、実
用上充分な応答速度において実現可能になる。 【0168】また、本発明の光制御方法および光制御装
置を用いた可視光線レーザーによる近赤外線レーザーの
直接変調は、例えば、プラスチック光ファイバー中を伝
搬させるのに適した可視光線レーザーによって、空気中
を伝搬させるのに適した近赤外線レーザーを直接変調す
るような用途において極めて有用である。また、例えば
光コンピューティングの分野において新しい光演算方式
を開発する上で役立つと期待される。 【0169】更に、本発明の光制御方法および光制御装
置によれば、光学素子としてペリ縮合多環芳香族化合物
をマトリックス材料中に溶解または分散させた光応答性
組成物から成る光学素子を用いることができ、前記光学
素子に用いられる材料の選択範囲を広げ、かつ光学素子
への加工を容易にし、産業界への利用の道を広く拓くこ
とができる。 【0170】更に、液状の光応答性組成物を光学素子に
充填して使用することにより、光学散乱を小さくするこ
とができ、できる限り小さいパワーで大きな光応答を示
す光学装置を提供することができる。また、光学素子中
の光応答性組成物の交換を、簡便に実施することができ
る。また、光応答性組成物中に照射された制御光の焦点
近傍の色素が劣化しても、拡散による物質移動によっ
て、光応答性組成物が液状でない場合に比べて長期間、
機能を発揮させることができる。 【0171】更に、揮発性の溶剤を用いて液状光応答性
組成物を作成することによって、過大パワーの制御光が
入射した場合は、前記溶剤が沸騰して泡を発生し、その
結果制御光を遮断し、光学素子が損傷を受けることを防
ぐようにすることができる。 【0172】光学素子に制御光および信号光を各々収束
させる前記収束手段、および/または、光学素子中の光
応答性組成物を透過した後、発散していく信号光光線束
のうち、強度変調および/または光束密度変調を強く受
けた領域の信号光光線束を分別して取り出す手段、およ
び/または、光学素子中の前記光応答性組成物を透過し
てきた信号光と制御光の混合光を、信号光と制御光とに
分離する手段を組み込むことによって、極めてシンプル
かつコンパクトな光制御装置を提供することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to optical communication, optical information, and the like.
For optoelectronics and photonics such as processing
An optical element composed of a photoresponsive composition useful in the field
The present invention relates to a light control method and a light control device to be used.
You. [0002] 2. Description of the Related Art For the purpose of transmitting and processing ultra-high-speed information,
Optoelectronics and
In the field of photonics and
By irradiating light to the optical element created by processing the product
The change in transmittance and refractive index caused by
Light intensity (amplitude) or frequency without using circuit technology
Research and development of light / light control method to modulate (wavelength)
Is being actively promoted. Also, taking advantage of the characteristics of light,
When performing parallel optical logic operations or image processing,
Some change such as light intensity distribution change in the cross section of the beam (beam bundle)
The "spatial light modulator" for tuning is extremely important,
Here too, the application of the light / light control method is expected. Phenomena expected to be applied to light / light control methods
Saturable absorption, nonlinear refraction, photorefractive
Optical effects such as the optical effect, and photochromic
The phenomenon is gaining wide attention. On the other hand, the component excited by the light of the first wavelength band
Is the first wavelength band without changing the molecular structure
New light absorption in a different second wavelength band
Elephants are also known and can be referred to as “excited state absorption” or “
It can be called "conducted absorption" or "transient absorption". [0005] Examples of applications of excited state absorption include:
For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
For solutions or solids containing phosphorus compounds and electron acceptors
And irradiate at least two types of light beams with different wavelengths.
Irradiates the information of the light beam of one wavelength
A light conversion method is disclosed which shifts to the wavelength of the line. Ma
JP-A-55-100503 and JP-A-55-150503
No. 108603 discloses a porphyrin derivative and the like.
Of the spectrum between the ground state and the excited state of organic compounds
By utilizing the difference, the propagating light can be
Disclose liquid core optical fiber with functionalities to choose
Have been. Also, JP-A-63-89805 discloses
Triplets higher than triplet state excited by light
Porphyrin induction with absorption corresponding to transition to state
Plastic containing organic compounds in the core
An optical fiber is disclosed. Also, JP-A-63-
No. 2,360,13 discloses cyanide such as cryptocyanine.
Photoexcitation of molecules by irradiating crystals of dyes with light of the first wavelength
After that, the light of the second wavelength different from the first wavelength is
Irradiates the photons, depending on the state of photoexcitation by the
Switch the transmission or reflection of light of the second wavelength
Such an optical functional device is disclosed. Also, Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 73326 discloses a photoinduced reaction of a porphyrin derivative or the like.
Light modulation medium with electron transfer material dispersed in matrix material
Excitation of molecules by irradiating the body with light of the first and second wavelengths
Of light using the difference in absorption spectra between the two states
An optical signal modulation medium that modulates is disclosed. The optical devices used in these prior arts
Is disclosed in JP-A-55-100503,
JP-A-55-108603 and JP-A-63-8
No. 9805 discloses an optical fiber in which propagating light propagates.
Wrap around light source (eg flash lamp)
Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-1 / 1983
37884 and JP-A-64-73326
Is the propagation of light equivalent to the signal light inside the photoresponsive optical element.
Control from the direction different from the optical path of the signal light
A projection lens without converging light equivalent to light
Device configuration that emits by diverging by such means
Is disclosed. [0007] SUMMARY OF THE INVENTION However, the above
In the prior art such as this, the transmission is large enough to be practical.
To cause a change in index or refractive index (light response)
Require very high optical power or
Response is slow or photoresponsive material has poor durability
Is not yet available for practical use.
It is the current situation. The present applicant has solved the above-mentioned problems of the prior art.
Large enough with the lowest possible optical power and
To extract speed optical response from optical responsive optical element
Patent for light control method and light control device
25618, 8-151133, 8-239314)
And patent on photoresponsive material (Japanese Patent Application No. 7-5841)
3, 7-58414). [0009] The present invention solves the above-mentioned problems and improves the optical response.
Light control method and light for obtaining a reproducible size
It is an object to provide a control device. [0010] [MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
The light control method according to the first aspect of the present invention
The optical element is sensitive to the optical element made of the responsive composition.
The control light of the desired wavelength, and a wavelength band different from the control light.
Reversibly increase the transmission and / or refractive index of signal light at
The signal transmitted through the optical element by changing
Light control for light intensity modulation and / or flux density modulation
In the method, the control light and the signal light converge respectively.
To irradiate the optical element, and the control light and
The highest photon density in the vicinity of each focus of the signal light
So that the regions overlap each other in the optical element
And the optical paths of the control light and the signal light are arranged respectively.
Light control method, further, the optical element, the following
Peri-fused polycyclic ring represented by any one of formulas [1] to [8]
Photoresponsive set containing at least one aromatic compound
It is characterized by being composed of a product. [0011] Embedded image (In the formula [1], RN1And RN2Is hydrogen
Atom, hydroxyl group, amino group, substituted amino group, group IV element
It is derived from the compound of (C, Si, Ge, Sn, Pb)
Represents a monovalent substituent, RC1Or RC4Are the hydrogen sources
Of group IV element (C, Si, Ge, Sn, Pb)
Compound of group V element (N, P, As, Sb, Bi)
Compound of group VI element (O, S, Se, Te, Po)
Or a Group VII element (F, Cl, Br, I)
Represents a monovalent substituent derived from the above, and these substituents are
And two adjacent substituents are different from each other.
This includes the case where they combine to form a ring. ) Embedded image (In the formula [2], Z1And ZTwoAre two
Represents a residue bonded to a nitrogen atom to form a fused heterocyclic ring,
Including the case where these residues have a substituent,C5Not
RC8Is R in formula [1].C1Or RC4Synonymous with
You. ) Embedded image (In the formula [3], ZThreeAnd ZFourIs the formula
Z in [2]1Or ZTwoIs synonymous withC9Not
RC12Is R in formula [1].C1Or RC4Synonymous with
You. ) Embedded image (In the formula [4], RN3And RN4Is the formula
R in [1]N1Or RN2Is synonymous withC13What
Chair RC20Is R in formula [1].C1Or RC4Synonymous with
It is. ) Embedded image (In the formula [5], ZFiveAnd Z6Is the formula
Z in [2]1Or ZTwoIs synonymous withC21Absent
RC28Is R in formula [1].C1Or RC4Synonymous with
is there. ) Embedded image (In the formula [6], Z7And Z8Is the formula
Z in [2]1Or ZTwoIs synonymous withC29Absent
RC36Is R in formula [1].C1Or RC4Synonymous with
is there. ) Embedded image (In the formula [7], Z9Is the Z in equation [2].1Ma
Or ZTwoIs synonymous withN5Is R in formula [1].N1
Or RN2Is synonymous withC37Or RC40Is the expression
R in [1]C1Or RC4Is synonymous with ) Embedded image(In the formula [8], ZTenIs the Z in equation [2].1
Or ZTwoIs synonymous withN6Is R in formula [1].
N1Or synonymous with RN2,C41Or RC48Is the expression
R in [1]C1Or RC4Is synonymous with ) In the above formulas [1] to [8], a group IV element
It is derived from the compound of (C, Si, Ge, Sn, Pb)
Monovalent substituent (RN1Or RN6, RC1Or RC4 8)of
Specific examples include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group,
Isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, s
ec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl
Group, cyclopentyl group, neopentyl group, cyclohexyl
Group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl
Group, isooctyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n
-Undecyl group, n-dodecyl group, n-octadecyl
Group, vinyl group, 2-propenyl group, benzyl group, phenyl
Group, biphenyl group, naphthyl group, anthryl group, 2,
4-dimethoxyphenyl group, pyridyl group, methoxy group,
Ethoxy, n-butoxy, n-pentoxy, n-
Hexyloxy group, n-heptoxy group, n-octylo
Xy group, n-nonyloxy group, n-decyloxy group, n
-Undecyloxy group, n-dodecyloxy group, n-o
Kutadecyloxy group, benzyloxy group, phenoxy
Group, acetyl group, methoxycarbonyl group, benzoyl
Group, carboxyl group (-COOH), carbamoyl group
(-CONHTwo), Cyano, trimethylsilyl, di
Methylphenylsilyl group, trimethylsiloxy group, tri
Methylgermyl group, methyldiphenylgermyl group, tri
Methyl tin group, triethyl lead group, etc., and aromatic hydrocarbons
Or a monovalent group derived from a heterocyclic compound.
Of these, carboxyl groups form metal salts
And may form a complex with another metal salt. In the above formulas [1] to [8],
Derived from compounds of Group V elements (N, P, As, Sb, Bi)
The monovalent substituent (RC1Or RC48)
For example, amino group, methylamino group, ethylamino group,
Propylamino group, butylamino group, benzylamino
Group, phenylamino group, 4-phenylazophenylamido
Group, dimethylamino group, diethylamino group, methyl group
Ropylamino group, diphenylamino group, dibenzylamido
Group, ethylphenylamino group, 4- (dimethylamino
No) butyl group, 6- (diethylamino) hexyloxy
Group, acetylamino group, benzoylamino group, N-methyl
Ruacetylamino group, cyclohexylamino group, p-to
Ruenesulfonylamino group, benzenesulfonylamino
Group, pyridyl group, piperidino group, piperidyl group, morpho
Lino group, diphenylphosphinyl group, diphenylal
Shinyl group, diphenyl stivinyl group, diphenyl bismuth
And a thynyl group. Of these, substituted and unsubstituted
May form a salt with an acid. In the above equations [1] to [8],
From compounds of Group VI elements (O, S, Se, Te, Po)
The derived monovalent substituent (RC1Or RC48)
Is, for example, a hydroxyl group (hydroxy group), a methoxy group,
Toxic group, n-butoxy group, n-pentoxy group, n-he
Xyloxy group, n-heptoxy group, n-octyloxy
Group, n-nonyloxy group, n-decyloxy group, n-
Undecyloxy group, n-dodecyloxy group, n-oct
Tadecyloxy group, benzyloxy group, phenoxy group,
Mercapto group, methylthio group, ethylthio group, phenyl
Thio, benzylthio, 2-furyl, 2-thiophene
Nyl group, 2-selenophenyl group, 2-tellurophenyl
Group, benzylsulfinyl group (C6HFiveCHTwoSO-),
Phenylsulfonyl group (C6HFiveSOTwo−), Sulfe
Acid group (-SOH), sulfinic acid group (-SOTwoH),
Sulfonic acid group (-SOThreeH), selenonic acid group (-SeOThree
H). Of these, phenolic hydroxyl groups and
Acid residues may form metal salts,
A complex may be formed with the genus salt. The acid residue is an amine
Salts or ammonium salts may be formed. The above formulas [1], [4], [7] or
In [8], the monovalent substituent RN1Or RN6Is replaced
In the case of a amino group, specific examples thereof include, for example, methylamino
Group, ethylamino group, propylamino group, butylamino
Group, benzylamino group, phenylamino group, 4-phenyl
Luazophenylamino group, dimethylamino group, diethyl
Amino group, methylpropylamino group, diphenylamino
Group, dibenzylamino group, ethylphenylamino group,
Cetylamino group, benzoylamino group, N-methylacetate
Tylamino group, cyclohexylamino group, p-toluene
Sulfonylamino group, benzenesulfonylamino group,
What is it? The above formulas [2], [3], [5] or
In [8], the residue Z1Or ZTenAre two
Fused heterocyclic partial structure formed by bonding with elemental atoms (Moie
Examples of T) include, for example, imidazole ring, imidazo
Phosphorus (dihydroimidazole) ring, benzimidazole
Ring, pyrimidine ring, tetrahydropyrimidine ring, perimi
Gin ring, and the like. In order to achieve the above object, the present invention
The light control method according to the invention according to claim 2 is the light control method according to claim 1.
In the light control method, the control light and the signal light
It is essential that the light propagates in substantially the same optical path in the optical element.
And features. In order to achieve the above object, the present invention
The light control method according to the invention according to claim 3 is based on claim 1 or
3. The light control method according to 2, wherein the light is transmitted through the optical element.
Later, the intensity modulation and the
And / or signal light in a region that has been strongly subjected to flux density modulation
It is characterized in that the bundle of rays is separated and taken out. In this case, usually, the central portion of the signal light beam bundle
Are particularly susceptible to modulation, so the diverging signal light
When using a light receiving lens to converge, the signal light beam
It is preferable to align the central axis of the light receiving lens with the central axis of the bundle.
Suitable. In order to achieve the above object, the present invention
The light control method according to the invention according to claim 4 is the method according to claim 1 or
3. The light control method according to 2, wherein the light is transmitted through the optical element.
Thereafter, the diverging signal light beam bundle is referred to as the signal light beam bundle.
Take out in an angle range (opening angle) smaller than the divergence angle
The intensity modulation and / or the flux density modulation
To separate and extract the signal light flux in the
And features. In order to achieve the above object, the present invention
The light control method according to the invention as set forth in claim 5 provides the light control method according to claims 1 to 4.
In the light control method according to any one of the above,
And the respective focal positions of the signal light and the optical element.
By changing the positional relationship, the irradiation of the control light
Therefore, the apparent appearance of the signal light transmitted through the optical element is
An optical response in a direction in which the intensity decreases, and an apparent response of the signal light.
Select either one of
It is characterized by the fact that In order to achieve the above object, the present invention
The light control method according to the invention as set forth in claim 6 provides the light control method according to claims 1 to 5
In the light control method according to any one of the above,
The composition is a liquid, and the liquid photoresponsive composition is filled with the composition.
Using the filled optical cell as the optical element.
And In order to achieve the above object, the present invention
The light control method according to the invention described in claim 7 is the light control method according to claim 6.
A light control method, wherein the liquid photoresponsive composition is volatile
It is characterized by containing a solvent. In order to achieve the above object, the present invention
The light control device according to the invention as set forth in claim 8, wherein the light-responsive composition is
The optical element consisting of
Signal light that irradiates control light and is in a different wavelength band from the control light
Reversibly increase or decrease the transmittance and / or refractive index of
And intensity modulation of the signal light transmitted through the optical element.
And / or light control method for performing light flux density modulation.
The control light and the signal light
Convergence means for converging each, and the converged control
The photon density near the focal point of each of the light and the signal light is
The control light and the control light are arranged so that the highest areas overlap each other.
And an optical path for the signal light, and
The optical element is configured to control the converged control light and the signal light.
The regions with the highest photon density near each focal point overlap each other.
Arranged at the same position, and the optical element further comprises:
Containing at least one of the formulas [1] to [8]
It is characterized by comprising a responsive composition. In order to achieve the above object, the present invention
The light control device according to claim 9 is the light control device according to claim 8.
In the light control device, further, the control light and the signal
Light propagates in substantially the same optical path in the optical element
It is characterized by having such an optical path arrangement. In order to achieve the above object, the present invention
The light control device according to the invention as set forth in claim 10 is claim 8 or
10. The light control device according to 9, wherein the light is transmitted through the optical element.
After that, of the divergent signal light beam bundle, the intensity modulation
And / or signal light in a region that has been strongly subjected to light flux density modulation
Characterized by having means for separating and extracting the light beam
You. In order to achieve the above object, the present invention
The light control device according to the invention described in claim 11 is the light control device according to claim 10.
In the light control device described above, the intensity modulation and / or
The signal light flux in the area that has been strongly subjected to flux density modulation is separated
As a means for extracting the signal light to the optical element.
Than the numerical aperture of the convergence means used to bundle and enter
It is characterized in that converging means with a small numerical aperture is used. In order to achieve the above object, the present invention
The light control device according to claim 12 is the light control device according to claim 10.
In the light control device described above, the intensity modulation and / or
The signal light flux in the area that has been strongly subjected to flux density modulation is separated
Using an aperture as a means for taking out
You. In order to achieve the above object, the present invention
The light control device according to the invention according to claim 13 is characterized in that:
13. The light control device according to claim 12, wherein the control light
And the respective focal positions of the signal light and the optical element
Moving means for changing the positional relationship with the moving hand,
By using a stage, the control light and the signal light
Change the positional relationship between each of the focal positions and the optical element.
By irradiating the control light, the light
Apparent intensity of the signal light transmitted through the optical element decreases
The optical response in the direction and the apparent intensity of the signal light increase
It is special to select and take out one of
Sign. In order to achieve the above object, the present invention
The light control device according to the invention according to claim 14 is characterized in that:
13. The light control device according to claim 13, wherein the optical element
The mixed light of the signal light and the control light transmitted through the
It is characterized by having a means for separating the light into control light. In order to achieve the above object, the present invention
The light control device according to the invention according to claim 15 is characterized in that:
14. The light control device according to claim 14, wherein the light response
The reactive composition is a liquid, and the liquid photoresponsive composition
Using an optical cell filled with an object as the optical element
It is characterized by. In order to achieve the above object, the present invention
The light control device according to claim 16 is the light control device according to claim 15.
In the light control device described above, the liquid photoresponsive composition is volatile.
It is characterized by containing a promising solvent. In order to achieve the above object, the present invention
The light control device according to the invention as set forth in claim 17 is characterized in that:
16. The light control device according to claim 16, wherein the control light
And the converging means for converging the signal light, and
And / or through the photoresponsive composition in the optical element.
After passing through, the intensity of the diverging signal light flux
Modulation and / or flux density modulation
Means for separating and extracting the light beam, and / or
The signal transmitted through the photoresponsive composition in the optical element
Separates mixed light of control light and signal light into signal light and control light
Means having a structure incorporated in the optical element
It is characterized by. [Photoresponsive composition, wavelength band of signal light,
And wavelength band of control light] Light control method of the present invention
Composition, signal light wavelength band,
And the wavelength band of the control light, as a combination of these,
Select and use an appropriate combination according to the purpose of use
Can be. As a specific setting procedure, for example,
The wavelength or wavelength band of the signal light according to the purpose of use.
Photo-responsive composition and control to determine and control this
A combination of light wavelengths may be selected. Or use
Determine the combination of signal light and control light wavelengths according to purpose
And then select a photoresponsive composition suitable for this combination.
It should be set. A set of photoresponsive compositions used in the present invention
And transmitted through an optical element comprising the photoresponsive composition.
Regarding the optical path length of the signal light and control light to be seeded,
Control light transmitted through the optical element and
It can be set based on the transmittance of the signal light. An example
For example, first, among the compositions of the photoresponsive composition, at least
Determine the concentration of the component that absorbs control light or signal light,
Next, transmission of control light and signal light transmitted through the optical element
Signal light and light propagating through the optical element so that the ratio becomes a specific value.
And the optical path length of the control light can be set. Or
First, specify the optical path length, for example, as necessary for equipment design
Control light and signal transmitted through the optical element
A set of photo-responsive compositions so that the transmittance of signal light is a specific value
Can be adjusted. In the present invention, the lowest possible optical power is sufficient.
Optical response of large size and speed from optical responsive optical element
Provided is a light control method and a light control device that can be extracted.
To achieve this goal.
Suitable transmittance of control light and signal light transmitted through the optical element
Are as follows. With the light control method and light control device of the present invention,
Means that the transmittance of the control light propagating through the optical element is at most 90
% Of the photo-absorbing component in the photo-responsive composition
It is recommended to control the presence state and set the optical path length
Is done. Here, the signal light is transmitted by the control light irradiation.
If you are trying to take advantage of the light response in the direction of decreasing
Propagating through the optical element without control light irradiation
The optical response is such that the signal light transmittance is at least 10% or more.
Control of concentration and presence of light absorbing components in responsive composition
It is recommended to set the optical path length. [Peri-fused polycyclic aromatic compound]
The optical element to be used is represented by the above formulas [1] to [8].
Peri-fused polycyclic aromatic compounds in matrix material
It consists of a photoresponsive composition dissolved or dispersed in water. What
In addition, “peri” means 1, having a naphthalene skeleton.
It means the 8-position (or the 4,5-position). The pen represented by the above formulas [1] to [8]
Recondensed polycyclic aromatic compounds include dyes, fluorescent dyes, organic
With a luminescent dye or an organic photoconductive material
A known material can be used. Specific examples of peri-condensed polycyclic aromatic compounds are
Examples are shown in FIGS. 1 to 30 as equations. That is, the expression
Peri-condensed polycyclic aromatic compound represented by [1] (naphthale
1,4,5,8-tetracarboxylic diimide derivative
FIGS. 1 and 2 show specific examples of the compound represented by the formula [2].
Re-condensed polycyclic aromatic compound (cis-perinone compound)
FIGS. 3 to 6 show specific examples of the peri contraction represented by the formula [3].
Polycyclic aromatic compounds (trans-perinone compounds)
FIGS. 7 to 10 show specific examples of the perimeter represented by the formula [4].
Condensed polycyclic aromatic compounds (perylene-3,4,9,10-
FIG. 11 shows a specific example of the tetracarboxylic diimide derivative).
Peri-fused polycyclic aromatization represented by formula [5]
20 to 23 show specific examples of the compound represented by the formula [6].
Examples of the peri-fused polycyclic aromatic compound shown in FIGS.
7, the peri-fused polycyclic aromatic compound represented by the formula [7]
FIG. 28 shows a specific example of the peri-fused polycyclic compound represented by the formula [8].
Specific examples of aromatic compounds are shown in FIGS. 29 and 30 as chemical formulas.
To illustrate. In the present invention, these peri-fused polycyclic aromatic
Use the compounds alone or as a mixture of two or more
Can be [Photoresponsive Composition] In the present invention, the photoresponsive composition
As a responsive composition, in the operating temperature range,
Or rubbery state and liquid state
Can be used. The photoresponsive composition used in the present invention
Is workable within a range that does not interfere with its function.
And improve stability and durability as an optical element.
Known antioxidants and ultraviolet rays as sub-components
Contains absorbent, singlet oxygen quencher, dispersion aid, etc.
You may. [Solid state, glassy state or rubber state
Responsive composition] In the present invention, a solid, glassy state or rubber
As the photoresponsive composition in a state, the above-mentioned peri-condensed polycyclic aromatic
Group compounds in solid, glassy or rubbery matrices
That are dissolved or dispersed in
it can. Solid, glass usable in the present invention
The matrix material in the state of rubber or rubber is (1)
High transmittance in the wavelength range of light used in bright light control systems
(2) Peri-fused polycyclic aromatic used in the present invention
That the compound can be dissolved or dispersed with good stability; (3)
It can maintain the form as an optical element with good stability.
Anything that satisfies the condition
Can be used. As an inorganic matrix material, for example,
For example, low-melting glass materials created by the so-called sol-gel method
Etc. can be used. As an organic matrix material,
Can use various organic polymer materials. So
Specific examples of polystyrene and poly (α-methyls
Tylene, polyindene, poly (4-methyl-1-pen)
Ten), polyvinyl pyridine, polyvinyl formal,
Polyvinyl acetal, polyvinyl butyral, poly vinegar
Acid vinyl, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride,
Polyvinylidene chloride, polyvinyl methyl ether, polyvinyl
Nyl ethyl ether, polyvinyl benzyl ether,
Rivinyl methyl ketone, poly (N-vinyl carbazo
), Poly (N-vinylpyrrolidone), polyacrylic acid
Methyl, polyethyl acrylate, polyacrylic acid, poly
Acrylonitrile, polymethyl methacrylate, polymeth
Ethyl acrylate, polybutyl methacrylate, polymethacrylate
Benzyl acrylate, polycyclohexyl methacrylate,
Limethacrylic acid, polymethacrylamide, polymethac
Rilonitrile, polyacetaldehyde, polychloral
, Polyethylene oxide, polypropylene oxide,
Polyethylene terephthalate, polybutylene terephthale
And polycarbonates (bisphenols + charcoal
Acid), poly (diethylene glycol / bisallyl carb)
Nate), 6-nylon, 6,6-nylon, 12-
Nylon, 6,12-nylon, polyaspartic acid
Chill, polyethyl glutamate, polylysine, polypro
Phosphorus, poly (γ-benzyl-L-glutamate), methyl
Cellulose, ethylcellulose, benzyl cellulose
, Hydroxyethylcellulose, hydroxypropyl
Cellulose, acetylcellulose, cellulose triace
Tate, cellulose tributyrate, alkyd resin (no
Water phthalic acid + glycerin), fatty acid-modified alkyd resin
(Fatty acid + phthalic anhydride + glycerin), unsaturated polyether
Stell resin (maleic anhydride + phthalic anhydride + propylene)
Glycol), epoxy resin (bisphenols + d)
Picrohydrin), polyurethane resin, phenol tree
Fat, urea resin, melamine resin, xylene resin, toluene
Resin, resin such as guanamine resin, poly (phenylmethyl
Organic polysilanes such as
And copolymers / copolycondensates thereof. Also,
Carbon disulfide, carbon tetrafluoride, ethylbenzene, perful
Orobenzene, perfluorocyclohexane or tri
Normally non-polymerizable compounds such as methylchlorosilane
Use of polymer compounds obtained by plasma polymerization
Can be. Further, these organic polymer compounds are added
Residues of the recondensed polycyclic aromatic compound are combined with the side chains of the monomer units.
Or as a crosslinking group, as a copolymerized monomer unit
Or as a polymerization initiator
It can also be used as a box material. In these matrix materials, polycondensation
Known methods for dissolving or dispersing ring aromatic compounds
Can be used. For example, peri-fused polycyclic aromatization
Compound and matrix material dissolved in common solvent and mixed
After removing the solvent by evaporation, the sol-gel method
Peri-condensation of raw material solution of inorganic matrix material to be manufactured
After dissolving or dispersing the polycyclic aromatic compound,
For forming matrix material, organic polymer matrix material
Peri-condensation into the monomer
After dissolving or dispersing the polycyclic aromatic compound,
Polymerization or polycondensation of polymer to form matrix material
Method, peri-condensed polycyclic aromatic compound and organic polymer
A solution of the matrix material in a common solvent
Condensed polycyclic aromatic compounds and thermoplastic organic polymers
Trix material dripped into the insoluble solvent, resulting in
Filtration of the precipitate, drying, heating and melt processing
Chemical vapor deposition, sputtering, etc.
be able to. Generally, the combination of dye and matrix material
By devising alignment and processing methods, the dye molecules
And collectively referred to as “H aggregates” or “J aggregates”.
It is known that special aggregates can be formed.
But peri-condensed polycyclic aromatic compounds in the matrix material
Form molecules in such an aggregated or aggregated state
You may use it on condition. [Liquid Photoresponsive Composition] In the present invention, the liquid
The peri-condensed polycyclic aromatic compound as the photo-responsive composition
Dissolve or dissolve the compound in the liquid matrix material
It is possible to use those dispersed in an id. Liquid matrices usable in the present invention
The material of the material is (1) operating temperature and / or pressure range
(2) In the light control method of the present invention,
High transmittance in the wavelength range of the light used (3)
Stable peri-condensed polycyclic aromatic compounds used in the invention
Dissolving or colloidally dispersing well, (4)
The composition as a responsive composition can be kept with good stability
Anything that satisfies the condition
Can be used. As the inorganic liquid matrix material,
For example, water, water glass (concentrated aqueous solution of alkali silicate
Liquid), aqueous ammonia, aqueous sodium hydroxide, hydroxylation
Potassium aqueous solution, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, aqua regia, chlorsul
Honic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfo
Acids, polyphosphoric acids and the like can be used. Further, an organic liquid matrix material may be used.
Various organic solvents and liquid organic polymer materials
Can be used. As the volatile organic solvent, specifically,
Methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n
-Butanol, amyl alcohol, cyclohexanol
Alcohols such as benzyl and benzyl alcohol, ethylene
Glycol, diethylene glycol, glycerin, etc.
Polyhydric alcohols, ethyl acetate, n-butyl acetate, acetic acid
Esters such as amyl and isopropyl acetate, aceto
, Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone,
Ketones such as clohexanone, diethyl ether,
Butyl ether, methoxyethanol, ethoxyethanol
Ethers, butoxyethanol and carbitol
, Tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,
Cyclic ethers such as 3-dioxolane,
Tan, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroe
Tan, 1,1,2-trichloroethane, tricrene, butyl
Lomoform, dibromomethane, diiodomethane, etc.
Halogenated hydrocarbons, benzene, toluene, xylene
Chlorobenzene, o-dichlorobenzene, nitrobene
Fragrance such as benzene, anisole, α-chloronaphthalene
Group hydrocarbons, n-pentane, n-hexane, n-heptane
Aliphatic hydrocarbons such as tan and cyclohexane, N, N
-Dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide
And amides such as hexamethylphosphoric triamide
, Cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, tetra
Methyl urea, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone
Urea derivatives such as dimethyl sulfoxide
Carbonates such as phoxides, ethylene carbonate and propylene carbonate
Esters, acetonitrile, propionitrile, ben
Nitriles such as zonitrile, pyridine, quinoline, etc.
Of nitrogen-containing heterocyclic compounds, triethylamine, trieta
Nolamine, diethylamino alcohol, aniline
Which amines, chloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifur
Organic acids such as oroacetic acid and acetic acid, as well as nitromethane and disulfide
Solvents such as carbon fluoride and sulfolane can be used. These solvents may be of a plurality of types.
May be used in combination. Peripheries are introduced into these liquid matrix materials.
Dissolve or colloidally disperse condensed polycyclic aromatic compounds
A known method can be used. For example, peri contraction
For dissolving polycyclic aromatic compounds in organic solvents or water glass
Method, Peri-condensed polycyclic aromatic compound and non-volatile liquid mat
Rix materials were dissolved and mixed in a common volatile solvent
After, the solvent is removed by evaporation, liquid organic polymer
Into the raw material monomer of the base matrix material, if necessary
Dissolve peri-condensed polycyclic aromatic compound using solvent or
Polymerization or polycondensation of the monomer after colloidal dispersion
To form a liquid matrix material
Liquid matrix material using ultrafine particles of polycyclic aromatic compound
Method, chemical vapor deposition, sputtering
Ultra-high-pressure gas produced by gas-phase methods such as
The fine particles are dispersed in a liquid matrix using a dispersant if necessary.
It is preferable to use a method of trapping in
it can. Generally, a combination of a dye and a liquid matrix material
By devising alignment and processing methods, the dye molecules
And collectively referred to as “H aggregates” or “J aggregates”.
It is known that special aggregates can be formed.
But peri-fused polycyclic aromatics in liquid matrix materials
Compound molecules are formed in such an aggregated or aggregated state.
You may use it on the conditions which form. [Optical element] In the present invention, a solid or glass
The photo-responsive composition in the rubber state or rubber state has a suitable form
Processed into an optical element. At that time, optical glass
Combined with optical materials such as glass, quartz glass and organic glass
You may use it. The form of the optical element used in the present invention is
Depending on the configuration of the light control device of the invention, thin film, thick film, plate shape,
Block, column, semi-column, square, triangle,
Convex lens shape, concave lens shape, micro lens array shape,
Fiber, microchannel array, and light guide
It can be appropriately selected from a waveguide type or the like. The present invention
The method of making the optical element used in
Arbitrarily selected according to the type of photoresponsive composition used
A known method can be used. For example, a thin-film optical element may be a solid
Manufactured from a photoresponsive composition in the glassy or rubbery state
, Peri-fused polycyclic aromatic compounds and solids, glass
Solution of matrix or rubbery matrix material
For example, on a glass plate by coating method, blade coating method,
Coating method, spin coating method, dipping method, spraying
Coating method, such as lithography,
Printing by printing method such as plate, intaglio, stencil, screen, transfer
Just do it. In this case, the inorganic matrix by the sol-gel method
It is also possible to use a method of making a box material. For example, the organic polymer matrix used
When the material is thermoplastic, a hot press method (Japanese Unexamined Patent Publication No.
9609) or a thin film or thick film
Can be produced. Plate, block, column, semi-column, four
Prismatic, triangular, convex lens, concave lens, micro
When creating a lens array-shaped optical element, for example,
Condensation to raw material monomer of organic polymer matrix material
Using dissolved or dispersed polycyclic aromatic compounds
Casting method and reaction injection
It can be formed by a molding method. Also thermoplastic
When using organic polymer matrix materials, peri condensation
Pellets in which polycyclic aromatic compounds are dissolved or dispersed or
The powder can be melted by heating and then processed by injection molding.
No. The fiber-shaped optical element is, for example,
Organic polymer matrix material in a capillary tube
Dissolve peri-condensed polycyclic aromatic compound in
Pour the dispersed material or absorb by capillary action.
Method of polymerizing the polymer or peri-condensed polycyclic
Thermoplastic organic compound with dissolved or dispersed aromatic compound
Columns of molecular matrix material, so-called preforms
Is heated to a temperature higher than the glass transition temperature and drawn into a thread
Then, it can be created by a cooling method or the like. The fibrous form prepared as described above
After bundling a number of optical elements and bonding or fusing them,
Micro-channels are obtained by slicing
A tunnel array type optical element can also be produced. A waveguide type optical element is formed, for example, on a substrate.
Raw material of organic polymer matrix material in the created groove
Dissolve or disperse peri-condensed polycyclic aromatic compound in monomer
A method of pouring and then polymerizing, or
The thin film optical element formed on the substrate is etched and
A) pattern, followed by peri-condensed polycyclic aromatization
Forming "cladding" with matrix material without compound
Can be created by any method. In the present invention, the control light and the signal light
Converging means for converging light and / or the light
After passing through the photoresponsive composition in the element,
The intensity modulation and / or
The signal light flux in the area that has been strongly subjected to flux density modulation is separated
And / or in the optical element
Mixing of signal light and control light transmitted through the photoresponsive composition
Means for separating light into signal light and control light, the optical element
Can be used with an integrated optical element
You. [Optical Cell] In the present invention, the optical response
When the reactive composition is a liquid, the liquid photoresponsive composition is filled.
The obtained optical cell is used as the optical element. The optical cell used in the present invention is a liquid light cell.
Function for holding responsive composition, and liquid photoresponsive group
Has the function of effectively giving the form to the product, and furthermore converges
Receiving the signal light and the control light to be irradiated
Propagating the signal light and the control light to a responsive composition
Function, and divergence after passing through the photoresponsive composition
Has the function of propagating and emitting the signal light
Things. The form of the optical cell used in the present invention is external.
It is roughly divided into a form and an internal form. The external form of the optical cell is the light control device of the present invention.
Plate, rectangular parallelepiped, cylindrical, semi-cylindrical, depending on the configuration
Shape, square pole, triangle pole, etc.
You. The internal configuration of the optical cell is,
It is in the form of a cavity for filling the responsive composition,
It effectively imparts a form to the photoresponsive composition.
You. Depending on the configuration of the light control device of the present invention,
The part form is, for example, a thin film, a thick film, a plate,
Body shape, cylindrical shape, semi-cylindrical shape, square pillar shape, triangular pillar shape, convex lens
Shape, concave lens shape, etc.
Wear. The structure and material of the optical cell are as follows.
Anything can be used as long as it satisfies
You. (1) External form and internal form as described above
That the condition can be maintained precisely under the conditions of use. (2) Inactive to photoresponsive composition
That. (3) Various components constituting the photoresponsive composition
Able to prevent composition change due to radiation, permeation, and permeation. (4) When the photoresponsive composition uses oxygen, water, or the like,
Deteriorates by reacting with compounds present in the working environment.
Things that can be prevented. Of the above requirements, the photoresponsive composition
The function to prevent composition change and deterioration is provided as an optical element.
It is only necessary to be able to demonstrate it within the range of the total life. [0078] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
The form will be described. [Embodiment 1] FIG. 31 shows the light of this embodiment.
The schematic configuration of the control device is shown. Such an optical device
The configuration and arrangement are as shown in FIG.
In addition to the case where the element 8 is used, a fiber type optical element
), An optical waveguide type (not shown), a microphone
Uses optical elements such as low-channel array type (not shown)
And light filled with a liquid photoresponsive composition
It is also suitably used when using a scientific cell (see Embodiment 3).
Can be Here, the film type optical element 8 is, for example,
Can be created in order. That is, the following equation [9]
Peri-condensed polycyclic aromatic compound represented by
(2,5-di-tert-butylphenyl) anthra
[2,1,9-def: 6,5,10-d'e'f ']
Diisoquinoline-1,3,8,10-tetraone) Embedded image : 13.00 mg and polybenzyl methacrylate: 1
987.0 mg dissolved in tetrahydrofuran: 200 ml
Dissolve and add to 1000ml of water while stirring to precipitate
Precipitate (peri-fused polycyclic aromatic compound [9] and poly
Mixture), washed with water and dried under reduced pressure
And crushed. Peri-fused polycyclic aromatic compound obtained
[9] and mixed powder of polymer into 10-FiveLess than Pa
Continue heating at 40 ° C under high vacuum for 2 days to remove residual solvent
Complete removal of the emissive component to obtain a photoresponsive composition powder
Was. 20 mg of this powder was placed on a slide glass (25 mm × 7
6 mm x thickness 1.150 mm) and cover glass (1
8mm x 18mm x 0.150mm thickness)
Heating to 150 ° C under vacuum and crimping two glass plates
Glass / camera using the vacuum hot press method
Peri-condensed polycyclic aromatic compound [9] / poly between bar glasses
A mer film (film thickness 50 μm) was prepared. In addition, peri condensation
Polycyclic aromatic compound [9] / Peri-condensed polycyclic in polymer film
The concentration of the aromatic compound [9] is determined by the peri-fused polycyclic aromatic
[9] Assuming that the density of the compound / polymer mixture is 1.18
When calculated, 1.00 × 10-2 mol / l. The film type optical element prepared as described above
FIG. 45 shows the transmittance spectrum. The transmittance of this membrane is controlled
1.8% at the wavelength of control light (514.5 nm), wave of signal light
The length (780 nm) was 93%. The light control device of the present invention whose outline is illustrated in FIG.
The light source is a control light source 1, a signal light source 2, and an ND filter.
-3, shutter 4, semi-transmissive mirror 5, optical mixer 6,
Lens 7, film type optical element 8, light receiving lens 9, wavelength selective transmission
Filter 20, aperture 19, photodetectors 11 and 22,
And an oscilloscope 100. these
Light source 1 for control light, signal among optical elements or optical components
Light source 2, light mixer 6, condenser lens 7, film type optical element
8, light receiving lens 9, and wavelength selective transmission filter 2
0 implements the light control method of the present invention with the apparatus configuration of FIG.
It is an essential component of the device for In addition, ND fill
The shutter 3, the shutter 4, the transflective mirror 5, and the diaphragm 19
It is provided as needed, and the photodetector 11 and
And 22, and the oscilloscope 100
It is not necessary to implement the control method, but the light control operation
Used as necessary as an electronic device for confirmation
You. Next, the features and operations of the individual components will be described.
Will be described. A laser device is preferably used as the control light source 1.
Used. Its oscillation wavelength and output are controlled by the optical control of the present invention.
Wavelength of the signal light and the optical response used by the control method
Is appropriately selected according to the response characteristics of the hydrophilic composition. laser
There is no particular limitation on the type of oscillation.
Use any type according to output, economy, etc.
Can be. In addition, the light from the laser light source is
The wavelength may be converted by a chemical element before use. Concrete
Specifically, for example, an argon gas laser (oscillation wavelength 45
7.9 to 514.5 nm), helium-neon-ray
Gas laser such as laser (633nm), ruby laser
Lasers and dyes such as solid and Nd: YAG lasers
Laser, semiconductor laser, etc.
Wear. The signal light source 2 has a coherence from a laser light source.
Not only coherent light but also non-coherent light
it can. Also, laser devices, light emitting diodes, neon
In addition to a light source that provides monochromatic light, such as a discharge tube,
From bulbs, metal halide lamps, xenon discharge tubes, etc.
Continuous spectrum light with optical filter and monochromator
The wavelength may be selected and used. Light Responsiveness Used in Light Control Method of the Present Invention
Composition, signal light wavelength band, and control light wavelength band
Are appropriate as a combination of these depending on the purpose of use.
Combinations are selected and used. Below, the signal light
As a light source 2, a semiconductor laser (oscillation wavelength 780 nm,
Gau with a continuous oscillation output of 6 mW and a diameter of about 8 mm after beam shaping
Beam), an argon gas laser as the control light source 1
ー (Gasby with an oscillation wavelength of 514.5 nm and a diameter of 1 mm
Film type optical element comprising the above-mentioned photoresponsive composition
The embodiment will be described in the case where a combination of the child 8 is used.
I do. The ND filter 3 is not always necessary
However, the optical components and optical elements that make up the device are unnecessarily high.
To prevent laser light of high power from being incident.
In addition, the optical response performance of the optical element used in the present invention was tested.
This is useful for increasing or decreasing the light intensity of the control light.
You. In this embodiment, several types of ND files are used for the latter purpose.
Used after replacing the heater. The shutter 4 operates as a continuous oscillation laser as control light.
When a laser is used, it blinks in a pulse
For implementing the light control method of the present invention.
It is not an indispensable component of the device. That is, control
The light source 1 is a pulsed laser, and its pulse
When the light source is of a type that can control the pulse width and oscillation interval
Or a laser that has been pulse modulated in advance by appropriate means
When using light as the light source 1, the shutter 4 should not be provided.
You don't have to. When the shutter 4 is used, its format and
You can use any
Tickle chopper, mechanical shutter, LCD shutter
Light, Kerr effect shutter, Pockels cell, acousto-optics
(AO) Consider the operation speed of the shutter itself
It can be selected and used at any time. In this embodiment, the semi-transmissive mirror 5
In testing the operation of the light control method of the present invention, the control light
This is used to estimate the light intensity at all times.
The ratio can be set arbitrarily. The photodetectors 11 and 22 are provided with the optical detectors of the present invention.
The state of change in light intensity due to light control is electrically detected and detected.
Test the function of the optical element of the present invention to prove
Used for The type of the photodetectors 11 and 22 is optional.
It is timely selection considering the response speed of the detector itself.
For example, photomultiplier tubes and photo
Use diodes, phototransistors, etc.
Can be. The light receiving signals of the photodetectors 11 and 22 are
In addition to the oscilloscope 100, the AD converter and computer
Monitor by data combination (not shown)
be able to. The light mixer 6 propagates through the optical element.
Used to adjust the optical path of control light and signal light
And implements the light control method and light control device of the present invention.
It is one of the important components of the equipment for the application. Polarization
Beam splitters, non-polarizing beam splitters,
Can use any of the dichroic mirrors.
Also, the light splitting ratio can be set arbitrarily. The condenser lens 7 is used for both signal light and control light.
As a convergence means, the optical paths are adjusted to be the same.
Irradiates the optical element with the converged signal light and control light
The light control method and the light control method of the present invention.
It is one of the essential components of the control system. Focusing
Lens focal length, numerical aperture, F-number, lens configuration, lens
Use any optional specifications for surface coat etc.
can do. In this embodiment, the condenser lens 7 has a magnification of
For microscope with 40x magnification, focal length 5mm, numerical aperture 0.65
An objective lens was used. The light receiving lens 9 is converged to the optical element 8
The illuminated and transmitted signal light and control light are
And / or a means to return to a convergent beam.
As shown in the embodiment, the numerical aperture of the condenser lens 7 is smaller than the numerical aperture.
By using a lens with a small numerical aperture,
Signal light intensity-modulated and / or flux-density-modulated
Can be separated out with good reproducibility. This embodiment
In the state, the light receiving lens 9 has, for example, a magnification of 20 and an aperture.
A microscope lens of number 0.4 was used. That is, the focusing lens
The numerical aperture of the light receiving lens 9 should be smaller than the numerical aperture of the lens 7.
With the above, the intensity modulation and / or
Separates and collects the luminous flux in the area that has been strongly
Signal modulated by a sufficiently large
The signal light can be detected with good reproducibility. Of course,
Even if the numerical aperture of the lens is large, the aperture 19 can be
The central part of the luminous flux into the light source 22 to substantially reduce the numerical aperture
It is needless to say that may be reduced. Also later
As described, instead of the condenser lens 7 and the light receiving lens 9,
It is also possible to use a concave mirror (see Embodiment 4).
See). The wavelength selective transmission filter 20 is the same as that shown in FIG.
Indispensable for implementing the light control method of the present invention in the device configuration
One of the components of the device, the same light in the optical element
From the mixed light of the signal light and the control light
It is used as one of the means to take out only. Separating signal light and control light having different wavelengths
Other means for this include prisms, diffraction gratings,
A Loic mirror or the like can be used. The wavelength selective transmission used in the device configuration of FIG.
The light in the wavelength band of the control light is completely
It blocks all light while efficiently transmitting light in the signal light wavelength band.
Wavelength selective transmission filter that can pass
If so, any known one can be used. example
For example, plastic or glass colored with dyes,
Such as glass with a multi-layer deposited film can be used
You. The light shown in FIG.
The optical beam of the control light emitted from the light source 1
Adjusts the transmitted light intensity by adjusting the transmittance
Pass through the ND filter 3 for
After passing through the shutter 4 for flickering in a pulse,
It is divided by the transmission mirror 5. One of the control lights split by the semi-transmissive mirror 5
The part is received by the photodetector 11. Here, light source 2
Off, light source 1 on, shutter 4 open
The light intensity at the light beam irradiation position on the optical element 8
Measure the relationship between the intensity and the signal intensity of the photodetector 11 in advance
If a calibration curve is created by performing
, The light intensity of the control light incident on the optical element 8 is always estimated
It becomes possible to have. In this embodiment, the ND fill
The pattern of the control light incident on the film type optical element 8 by the
The power was adjusted in the range of 0.5 mW to 25 mW. The control light split and reflected by the semi-transmissive mirror 5 is
Through the optical mixer 6 and the condenser lens 7,
It is converged and irradiated. Control after passing through the film type optical element 8
After the light beam of the light passes through the light receiving lens 9, the wavelength is selected.
Blocked by the transmission filter 20. Light beam of signal light emitted from light source 2
Is transmitted along the same optical path as the control light by the optical mixer 6.
Through the condenser lens 7 to form a film-type optical
The light converged and irradiated on the element 8 and passed through the element
After passing through the filter 9 and the wavelength selective transmission filter 20,
After passing through an aperture 19 provided as necessary, light detection
The light is received by the device 22. Light control of the present invention using the optical device shown in FIG.
Performing the method, the light intensity as shown in FIGS. 32 and 33
A change was observed. 32 and 33, 111
Is the light reception signal of the photodetector 11, and 222 and 223 are the photodetection signals.
This is a light receiving signal of the output unit 22. Light reception signal 2 of photodetector 22
The difference between the case where 22 is obtained and the case where 223 is obtained is as follows.
It is as follows. In the arrangement shown in FIG. 31, the film type optical element is used.
8, the control light and the signal light are converged and incident.
The position (focal point Fc) where the bundle beam diameter becomes minimum is set to the film type optical element.
Set near the condenser lens 7 of the element 8 (on the light incident side)
And the apparent intensity of the signal light transmitted through the optical element 8.
A light response 222 in a decreasing direction is observed. on the other hand,
The position (focal point Fc) where the convergent beam diameter becomes minimum is set to the film type optics.
Set near the light receiving lens 9 of the element 8 (light emission side)
Then, the apparent value of the signal light transmitted through the optical element 8 is
A light response 223 in the direction of increasing intensity is observed. The details of the mechanism by which such a light response occurs are described below.
Is still unclear, and is currently under intensive study.
Light irradiation changes the transmittance and refractive index of the photoresponsive composition.
It is presumed to be caused by the Here, the control light converged on the same optical path and
How to change the positional relationship between the focal position of the signal light and the optical element
As a method, for example, a frame with a fine movement mechanism
Table, pedestal with piezoelectric actuator, or supersonic
Film-type optical element on a platform with a wave actuator
8 and move it as described above.
Control using a material with a large nonlinear refractive index effect as the material of 7
Changing the focal position by changing the power density of the light pulse
Method, use a material with a large coefficient of thermal expansion for the material of the condenser lens 7
To change the focal position by changing the temperature with a heating device
Etc. can be used. Light control of the present invention using the optical device shown in FIG.
Performing the method, the light intensity as shown in FIGS. 32 and 33
A change was observed. The details are as described below. First, the light beam of the control light and the light beam of the signal light are used.
In the same region in or near the film-type optical element 8.
The light paths and light mixing from each light source are connected so as to connect the point Fc.
The combiner 6 and the condenser lens 7 were adjusted. The film
Light and control light from the cover glass side of the mold optical element 8
Is incident and exits from the slide glass substrate side.
The optical element was then placed. Next, the wavelength selective transmission filter
The function of the monitor 20 was checked. That is, the light source 2 is turned off.
When the light source 1 is turned on and the shutter 4 is opened and closed
In that case, make sure that no response occurs at the photodetector 22.
Was. The minimum position of the convergent beam diameter (focal point Fc)
To change the positional relationship between the film and the film-type optical element 8
The method shown below was used. That is, the condenser lens 7
And the distance between the light receiving lenses 9 (d78+ D89) Is fixed
In addition, it was mounted on a base equipped with a fine movement mechanism using precision screws.
The position of the film-type optical element 8 is moved in the optical axis direction, and the film-type optical element is moved.
The distance between the condenser 8 and the condenser lens 7 is changed so that the
Focus position of bundled control light and signal light and film type optical element
8 was changed. First, the focal point Fc is focused by the film type optical element 8.
The case where it is installed on the lens 7 side will be described. in this case
Response waveform 22 of the signal light with respect to the control light waveform 111
2 is shown in FIG. Light source of control light with shutter 4 closed
1 and then at time t1 To turn on light source 2
When the optical element 8 is irradiated with the signal light, the signal of the photodetector 22 is output.
The intensity increased from level C to level A. Time tTwo And release shutter 4 at
The same optical path as the signal light inside the optical element 8 is propagating
When the control light converges and irradiates, the signal intensity of the photodetector 22 becomes
It decreased from level A to level B. That is, the signal light
A light response in the direction of decreasing apparent intensity was observed. This
Response time was less than 2 microseconds. Time tThree Close shutter 4 at
When the control light irradiation to the optical element 8 is stopped, the signal of the photodetector 22 is output.
The intensity returned from level B to level A. Responding to this change
The response time was less than 3 microseconds. Time tFour And release shutter 4 at
Then, at time tFive When closed, the signal of the photodetector 22 is
Signal intensity decreases from level A to level B, then level
Returned to A. Time t6 Turn off the light source 2 at
The output of the output device 22 decreased and returned to the level C. Next, the focal point Fc is set to the value of the film type optical element 8.
The case where it is installed on the light receiving lens 9 side will be described. This place
Response waveform 2 of the signal light with respect to the control light waveform 111
23 is shown in FIG. Light source for control light with shutter 4 closed
1 and then at time t1 To turn on light source 2
When the optical element 8 is irradiated with the signal light, the signal of the photodetector 22 is output.
The intensity increased from level C to level A. Time tTwo And release shutter 4 at
The same optical path as the signal light inside the optical element 8 is propagating
When the control light converges and irradiates, the signal intensity of the photodetector 22 becomes
Increased from level A to level D. That is, the signal light
Light response in the direction of increasing apparent intensity was observed. This
Response time was less than 2 microseconds. Time tThree Close shutter 4 at
When the control light irradiation to the optical element 8 is stopped, the signal of the photodetector 22 is output.
The intensity returned from level D to level A. Responding to this change
The response time was less than 3 microseconds. Time tFour And release shutter 4 at
Then, at time tFive When closed, the signal of the photodetector 22 is
Signal strength increases from level A to level D, then level
Returned to A. Time t6 Turn off the light source 2 at
The output of the output device 22 decreased and returned to the level C. In summary, the film type optical element 8 is controlled
Light is represented by a waveform as shown by 111 in FIG. 32 or FIG.
When the light is irradiated with a temporal change in light intensity, the signal
The output waveform of the photodetector 22 which indicates and monitors the light intensity of light.
Is shown as 222 in FIG. 32 or 223 in FIG.
It changes reversibly according to the time change of the light intensity of the control light.
Was. In other words, the light intensity of the control light
Controlling the transmission of signal light, that is, controlling light with light
(Light / light control) or modulating light with light
(Light / light modulation) was confirmed. The signal light corresponding to the intermittent control light
The degree of change in light intensity depends on the output level of the photodetector 22.
The value ΔT [single
%] Or as defined below using A, C and D
Value ΔT '[unit%] ΔT = 100 [(A−B) / (A−C)] ΔT ′ = 100 [(DA) / (AC)] Can be compared quantitatively. Where A is
When the signal light source 2 is turned on while the control light is cut off
The output levels of the photodetector 22, B and D are controlled by the signal light.
The output level of the photodetector 22 when the control light is irradiated simultaneously
And C are the photodetectors 22 with the light source 2 of the signal light turned off.
Output level. In the above example, the incident power of the control light is set to 2
0 mW, and the optical response of signal light by moving the film type optical element 8
Signal light intensity decreases when examining the direction and size of
The maximum value of the direction response magnitude ΔT is 87%,
Maximum value of the response magnitude ΔT ′ in the direction in which the signal light intensity increases
Was 39%. As described above, the position at which the convergent beam diameter is minimized
The positional relationship between the position (focus Fc) and the film-type optical element 8 can be changed.
The direction of the optical response of the signal light is reversed by
In the direction in which the apparent intensity decreases or increases
Response can be obtained. The mechanism by which such a light response change occurs was investigated.
Therefore, the signal light beam cross section that occurs when light control is performed
The change in the light intensity distribution was measured. That is,
In the apparatus of FIG. 31, the light receiving lens 9 is
An aperture larger than the numerical aperture (0.65 in this embodiment)
Change to a mouthpiece (for example, 0.75), and
And a light intensity distribution measuring device (see FIG.
34) is installed, and the light flux transmitted through the film type optical element 8 is
All of the light intensity is received and converged by the light receiving lens 9 to obtain the light intensity distribution.
Light is incident on the light receiving part 31 (effective diameter 4 mm) of the measuring instrument,
The light intensity distribution of the cross section of the light beam was measured. Figure of measurement result
35, 36 and 37. Here, the light intensity distribution measurement
As shown in FIG. 34, the light receiving unit 31 (effective diameter 4 m)
m), a first slit 32 having a width of 1 mm is provided.
In the length direction of one slit, that is, the point X in FIG.
From the second slit 33 having a width of 25 μm in the direction of the point Y.
Move at a constant speed and make 2 slits 1mm x
The intensity of light passing through a 25 μm rectangular window is
This is a device that measures according to the moving position. Moving the window
To measure the light intensity corresponding to the moving position, for example,
The storage unit synchronized with the moving speed of the second slit 33
On the oscilloscope, detection that received the light that passed through the window
What is necessary is just to record the output of the vessel. Figures 35, 36 and 37
On the storage oscilloscope as above
Light intensity distribution for the light beam cross section of recorded signal light
The horizontal axis (position in the cross section of the light beam) is
34 corresponds to the position in the direction from point X to point Y, and the vertical axis indicates light intensity.
Indicates degree. FIG. 35 shows that control light is incident on the film-type optical element 8.
The signal light beam is cut off when only the signal light is incident.
It is a light intensity distribution of a surface. The light intensity distribution in this case is
Distribution where the intensity of the part is strong and the intensity decreases as it goes to the periphery
(Generally "Gaussian distribution"). FIG. 36 shows the position where the convergent beam diameter becomes minimum.
(Focus Fc) near the condenser lens 7 of the film type optical element 8
(Light incident side), when the control light is irradiated
The optical response 222 in the direction in which the signal light intensity of
Signal beam when the control light is irradiated under the following conditions:
It is a light intensity distribution of a cross section. The light intensity distribution in this case is
Light intensity in the heart is weak and light intensity increases in the periphery
Has become. The light intensity at the center of the signal light beam cross section is controlled.
Depends on light intensity and positional relationship between film type optical element 8 and focal point
And approaches zero as the control light intensity increases.
Go. Therefore, in this case, the central part of the signal light beam
Take out only and measure the apparent signal light intensity,
Direction in which the intensity of signal light decreases in response to intermittent control light
Light response 222 can be taken out in a sufficient size.
You. FIG. 37 shows a position where the convergent beam diameter becomes minimum.
(Focus Fc) near the light receiving lens 9 of the film type optical element 8
(Light emission side), when the control light is irradiated
The optical response 223 in the direction in which the signal light intensity of
Signal beam when the control light is irradiated under the following conditions:
It is a light intensity distribution of a cross section. In this case, the light intensity at the center
The intensity is the light intensity in the central part when the control light is not irradiated (Fig.
35) It is stronger. In this case, the signal light beam
The light intensity at the center of the surface depends on the control light intensity and the film type optical element.
8 depends on the relationship of the focal position, but the number when control light is not irradiated
Double times. Therefore, in this case, the signal light beam
Take out only the central part and measure the apparent signal light intensity
Then, the intensity of the signal light increases in response to the intermittent control light.
Take out the optical response 223 in the direction of
Can be. From the above experiments, it was found that the signal due to the intermittent control light
The light intensity modulation (light response) of the light is interrupted by the signal light beam (light flux).
It can be seen that it is particularly large at the center of the surface. did
Therefore, contrary to the gist of the present invention, the numerical aperture of the light receiving lens 9
Is made larger than the numerical aperture of the condenser lens 7 so that the optical element 8
The signal light transmitted through is captured and received by the photodetector.
In this case, the detected light response is significantly higher than in the case of the present invention.
It will be smaller. In addition, control light is applied to the photodetector.
Noise components other than those that have undergone light modulation
As a result, the S / N ratio becomes extremely poor. [Comparative Example 1] A pen represented by the above formula [9]
Polymethacrylic acid can be used without using recondensed polycyclic aromatic compounds.
In the same manner as in Embodiment 1 except that only
A thin film (thickness: 50 μm) made of a composite material alone was prepared.
Photoresponse evaluation test for thin films in the same manner as in Embodiment 1.
Was performed, but the control light (wavelength: 514.5 nm) was intermittently emitted.
However, the light intensity of the signal light (wavelength 780 nm) changes completely.
Did not. That is, the matrix material alone
Was not observed at all. Therefore,
The optical response observed in Embodiment 1 is present in the optical element
It is clear that the peri-fused polycyclic aromatic compound
It is easy. [Embodiment 2] The light control method and the light control method of the present invention
In order to increase the light response in the light control device,
Converging the control light and the signal light respectively to the optical element
Irradiating, and each of the control light and the signal light
The region having the highest photon density near the focal point of the optical element
The control light and the front so as to overlap each other in
It is sufficient to arrange the optical paths of the signal light, respectively.
Signal light and control light are propagated in substantially the same optical path.
Preferably. The control light and the signal light
Gaussian where the amplitude distribution of the electric field is Gaussian
Converge at an opening angle of 2θ using a condenser lens 7 or the like.
Of the light beam and the wavefront 30 near the focal point Fc
This is shown in FIG. Where the Gaussian beam of wavelength λ
Diameter 2ω0Where beam is minimized, that is, beam waist
Radius ω0Is represented by the following equation. [0133] [Equation 2] ω0 = Λ / (π · θ) For example, the condenser lens (focal length 5 m) used in the first embodiment
m, numerical aperture 0.65), wavelength 514.5 nm, beam direct
Half of the beam waist when the control light of 1 mm in diameter is converged
Diameter ω0Is 1.643 μm, similarly, a wavelength of 780 nm,
Beam beam when converging a signal beam with a beam diameter of 8 mm
Strike radius ω0Is 0.368 μm (almost diffraction limited)
Is calculated. As shown in FIG. 39, the signal light and the control light
Can be considered as “substantially the same optical path” because
Such is the case: 1) When the optical axes of the control light and the signal light are parallel to each other,
Optical path of light, for example, cross section L02(Radius rTwo) Inside the signal light
Optical path, eg cross section L+1, L01Or L-1(Radius r1;
r1≤rTwo) Overlap and propagate 2) When the optical axes of the control light and the signal light are parallel to each other,
Optical path of light, for example, cross section L02(Radius rTwo) Inside the control light
Optical path, eg cross section L+1, L01Or L-1(Radius r1;
r1≤rTwo) Overlap and propagate 3) The optical axes of the control light and the signal light are parallel to each other (the distance between the optical axes)
l+1, L-1Or l+1+ L-1) And the control light
Road is section L+1, L01Or L-1Either of the signal light
Optical path is also section L+1, L01Or L-1A place that is either
Go. The data shown in Table 1 is used as an example in the first embodiment.
In the apparatus of the above, the numerical aperture 0.65
Using the microscope objective lens of
Use a microscope lens with a numerical aperture of 0.4 and minimize the convergent beam diameter.
The smaller position (focal point) is set to the condenser lens 7 of the film type optical element 8.
(Light incident side) and transmit through the optical element
The optical response 222 in the direction in which the signal light decreases is observed.
Under the condition that the optical path of the signal light is02(Diameter 8mm)
Fix, cross section L+1, L01Or L-1(Diameter 1mm)
The optical path (optical axis) of the control light is represented by a distance l between the optical axes.+1Or l-1When
Signal and optical response when moving ± 1.2 mm in parallel
3 shows a change in the magnitude ΔT. Signal light and
Maximum optical response when the optical axis of the control light is perfectly matched
But the distance l between the optical axes+1Or l-1Is ± 0.6mm
The optical response magnitude ΔT changes by about 8 points
It just becomes That is, the converged signal light and control light
Areas with the highest photon density near each focal point
Waist) overlap each other in the optical element.
The optical paths of the control light and the signal light are adjusted so that
Placed and maximized overlap of these areas
When the optical axes of the control light and the signal light are
The light response is maximized when there is a perfect match,
When the optical paths of the control light and the signal light are substantially the same,
It was found that a sufficiently large optical response was obtained. [0137] [Table 1] [Embodiment 3] An embodiment whose schematic configuration is shown in FIG.
In the first light control device, the film-type light according to the first embodiment is used.
Instead of the optical element 8, an optical cell 80 having an internal form of a thin film type
0 or 810 filled with a liquid photoresponsive composition
This will be described below. In addition, as shown in FIG.
The structure and arrangement of the optical device are thin-film
In addition to the case of using a tool, the external and internal forms are plate-shaped, rectangular
Uses optical cells such as body, column, semi-column, and square column
It can be suitably used also when there is. Here, an optical cell having a thin film type as an internal form is an example.
For example, it has the following configuration. (1) Optical glass
Alternatively, a quartz glass cell 800 (FIG. 40). (2) Two sheets of glass are used as a spacer and
Laminate with rubber packing in place and secure with metal frame for fixing.
The assembling optical cell 810 (FIG. 41) having the configuration held. Optical glass or quartz as shown in FIG.
The glass cell 800 includes an entrance / exit surface glass 801 and
802, side glass 803 and 804, and bottom
The glass 805 allows the liquid photoresponsive composition filling portion 80
8 is formed. Quartz glass as glass material
Optics such as soda glass, borosilicate glass, etc.
Glass can be used.
Therefore, it can be manufactured. Precision as an optical cell
In order to obtain it, glass entrance and exit surface
The flatness and parallelism of the source 801 and 802
Need to carry. The liquid photoresponsive composition is supplied at the inlet 80
7 through an inlet tube 806. Inlet 807
For example, insert a polytetrafluoroethylene stopper (not shown)
Or seal the inlet 807 with glass
This allows the filled liquid photoresponsive composition to be
To seal the optical cell and satisfy the functional requirements of the optical cell described above.
Can be. Cell 800 made of optical glass or quartz glass
Is a solution that corrodes glass, for example, a strongly alkaline solution.
Body, hydrofluoric acid, or borofluoric acid
Most organic and inorganic matrix materials, except where
Widely used when filling liquid photoresponsive compositions
Can be used. In particular, as a matrix material,
Hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, aqua regia, chlorosulfonic acid, methanes
Rufonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, chlor vinegar
Acids, acids such as trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid and acetic acid
This is useful when using. The same as the glass optical cell 800 shown in FIG.
The same morphology as polymethyl methacrylate, polystyrene
Transparent plastics such as polycarbonate and polycarbonate
Las) and can be used as an optical cell
You. However, in this case, the matrix material is
Material selection and assembly so that tics do not dissolve or attack
It is necessary to pay attention to the combination. An assembled optical cell 810 as shown in FIG.
Is a spacer provided with a liquid photoresponsive composition filled portion 818.
-814 as two plate-shaped entrance / exit surface glasses 813 and
815 and 815 and the rubber packings 812 and 81
6 and fixed by fixing frames 811 and 817, and fixing screws
Secured to holes 824 and 825 using screws (not shown)
Is what you do. Introducing pipe 82 attached to fixed frame 817
2 and 823 are introduction holes 82 provided in the fixed frame 817.
1. The introduction hole 820 provided in the rubber packing 816, and then
Through the inlet hole 819 provided in the entrance / exit surface glass 815
Liquid photoresponsive composition through these introduction routes
An object can be introduced into the filling section 818. Filling section 81
8, that is, the signal light and / or the control light
Optical path length propagating in a photoresponsive composition at direct incidence
Is determined by the thickness of the spacer 818 at the time of assembly.
You. Spacer 814, entrance / exit surface glass 813 and
And 815, rubber packings 812 and 815, and
The fixed frames 811 and 817 are all liquid responsive groups.
Dissolves liquid matrix material due to contact with product
Materials that withstand permeable, permeable, permeable, and / or corrosive
Need to be quality. Specifically, the spacer 814
The material is optical glass, quartz glass, polytetrafluoroethylene
Rubber, butyl rubber, silicon rubber, ethylene / propylene
Rubber and the like are preferred. In particular, maintaining the accuracy of the optical path length and
In order to maintain the sealing properties of
A fluorine-based polymer material such as styrene is preferably used.
Quartz is used as the entrance / exit surface glass 813 and 815.
In addition to glass, synthetic sapphire, soda glass, bokeh
An optical glass such as an acid glass can be used.
Further, a liquid in which the matrix material corrodes inorganic glass
Body, polymethyl methacrylate, polystyrene, poly
Organic glass such as polycarbonate can also be used.
You. As the material of the rubber packings 812 and 816,
Butyl rubber, silicon rubber, ethylene / propylene rubber
Using radiation-crosslinked fluororesin rubber
be able to. The fixed frames 811 and 817 are stainless steel.
Metal, such as gold-plated brass,
Can be Hereinafter, a liquid photoresponsive group is used as the optical element 8.
The film thickness of the product (optical path length when vertically incident) is 100 μm
Into a quartz glass cell 800 prepared to be
Of peri-condensed polycyclic aromatic compound represented by the formula [9]
Loromethane solution (concentration 1.00 × 10-2mol / l)
When using a filled liquid photoresponsive composition
Will be described. In this case, the transmittance spectrum of the optical element 8 is
The vector is shown in FIG. The transmittance of the optical element 8 is controlled.
0.06% at light wavelength (514.5nm), signal light wave
The length (780 nm) was 93%. This optical element 8 (thin film type optical cell 800)
To the same light control device (FIG. 31) as in the first embodiment.
The convergent beam diameter of control light and signal light is minimized.
Position (focal point Fc) and the positional relationship between the film type optical element 8
The direction of the optical response of the signal light corresponding to the intermittent control light
The size and size were examined in the same manner as in the first embodiment.
That is, a semiconductor laser (oscillation) is used as the signal light source 2.
Wavelength 780nm, continuous oscillation output 6mW, after beam shaping
Gaussian beam with a diameter of about 8 mm) is used as the control light source 1
Argon gas laser (oscillation wavelength 514.5 nm, 1
mm Gaussian beam) as a condenser lens 7 with a magnification of 20
A microscope lens having a numerical aperture of 0.4 and a light receiving lens 9
And a microscope objective with a magnification of 10 and a numerical aperture of 0.3
The distance between the condenser lens 7 and the light receiving lens 9 (d78+
d89) Is fixed, the optical cell 8 as the optical element 8
00 and the distance between the condensing lens 7 and
The focus position of the bundled control light and signal light and the thin film optical
This was performed by changing the positional relationship with the file 800. When the incident power of the control light is 6 mW, the signal light
The maximum value of the magnitude ΔT of the response in the direction in which the intensity decreases is 91
%, The magnitude of the response in the direction in which the apparent signal light intensity increases
The maximum value of ΔT ′ was 33%. The focus of the control light
The position is located near the incident side of the photoresponsive composition in the optical cell.
Control light with a pulse width longer than 1 millisecond
If the control light power is greater than 10 mW,
Solvent dichloromethane boil at the focal point of the light
Started. Since the boiling of the solvent occurs very locally,
The pressure rise inside the cell was very small. Also,
As soon as the light was shut off, the boiling stopped. [Comparative Example 2] Comparative experiment based on conventional technology
In order to carry out the method, Japanese Patent Application Laid-Open No.
JP-A-63-231424 and JP-A-64-733.
In accordance with the description in Japanese Patent Publication No. 26, the structure shown in FIG.
Light control was attempted by using the device of the following. That is, the optical path length 1
of the signal light passing through the aperture 19 through the quartz solution cell 27
Illuminates semiconductor laser light (wavelength 780 nm) from light source 2
The transmitted and transmitted light passes through the wavelength selective transmission filter 20
And the light is received by the photodetector 22 while passing through the solution cell 27.
The entire optical path of the signal light to be controlled is controlled from a direction orthogonal to the signal light.
The control light was diffused using the projection lens 26 and irradiated.
In the device configuration of FIG. 42, the light source 1 (wavelength 51
4.5nm), ND filter 3, shutter 4, semi-transparent
The role and specifications of the mirror 5 and the photodetector 11 are implemented.
This is the same as in the case of mode 1 or 3. In addition, wavelength selective transmission
The over-filter 20 controls the scattering from the solution cell 27.
This is to prevent light from being incident on the photodetector 22.
It is possible to use the same one as used in form 1 or 3.
it can. As the dye, the same formula as in Embodiment 3 was used.
Using the peri-condensed polycyclic aromatic compound represented by [9],
The chloromethane solution was filled into the solution cell 27 and tested.
Regarding the density, the difference in the optical path length,
The optical path length 1c is 100 times as large as the optical path length of 100 μm in the case.
m, 100 minutes in the case of the third embodiment.
1 concentration (1.00 × 10-Fourmol / l)
Adjusted so that the effective transmittance is equal to that of the third embodiment
did. As in the case of the third embodiment, the ND filter 3
Therefore, the control light incident on the optical element (the solution cell 27)
Adjust the power in the range of 0.5mW to 25mW,
The light flickered using the shutter 4. But
Incident on the photodetector 22 even if the power of the control light is maximized.
The result is that the signal light intensity does not change at all.
Was. That is, the power of the control light is set to 0.5 mW to 25 mW.
As long as it is adjusted within the range of mW, the device configuration and device shown in FIG.
Light and light control could not be realized in the arrangement. [Embodiment 4] FIG. 43 shows the light of this embodiment.
The schematic configuration of the control device is shown. Such an optical device
The configuration and arrangement are as shown in FIG.
In addition to the element 8, a fiber type, an optical waveguide type,
When using an optical element such as a channel array type,
Using an optical cell filled with a liquid photoresponsive composition
In this case, it can be suitably used. The light sources 1 and 2, the ND filter 3,
, The photodetectors 11 and 22, the film-type optical element 8,
Wavelength selective transmission filter 20 and oscilloscope 1
00 is the same as that of the first embodiment (FIG. 31).
It was used in the same manner. Dichroic in an arrangement as shown in FIG.
By using the mirror 21, the control light is split and the light is split.
The intensity is monitored by the photodetector 11, and at the same time, the control light and
The optical paths of the signal light can be overlapped, and the arrangement shown in FIG.
Thus, the necessary light mixer 6 can be omitted. However,
In the arrangement in FIG.
Complete signal light to complement wavelength selective transmission and reflection.
Wavelength selective transmission that completely blocks and transmits only control light
It is preferable to provide the filter 10 before the photodetector 11.
New In addition, the signal light and / or the control light
Back to step 2 to avoid adversely affecting the light source device.
If necessary, optical isolators 13 and 14
May be provided before the light sources 1 and 2, respectively. The signal light and the control light whose optical paths are matched are
Light converging method when irradiating the film-type optical element 8 by converging it at the beginning
As a step, instead of condenser lens 7 and light receiving lens 9
In the arrangement shown in FIG.
Can be used. Common convergence method for signal light and control light
When a lens is used as a step, strictly speaking, it depends on the wavelength.
There is a problem that the point distance is different.
Don't worry. Light control according to the present invention as illustrated in FIG.
Diverging after passing through the optical element in the device
The intensity modulation and / or the luminous flux of the signal luminous flux
The signal light flux in the area that has been strongly
The following method can be adopted for the start. (1) An aperture 19 is provided in front of the photodetector 22.
How to go. (2) The opening angle of the concave mirror 15 on the irradiation side is larger than the opening angle.
A method of reducing the opening angle of the concave mirror 16 on the light receiving side. (3) The opening angle of the concave mirror 15 on the irradiation side is larger than the opening angle.
The aperture angle of the concave mirror 16 on the light receiving side is reduced, and
A method in which the diaphragm 19 is provided before the vessel 22. Light control of the present invention as illustrated in FIG.
The essential device components of the device are light sources 1 and 2,
Ichroic mirror 21, wavelength selective transmission filter 2
0, concave mirrors 15 and 16, and film-type optical element 8.
Note that the dichroic mirror 21 in FIG.
Use a polarized or unpolarized beam splitter
Can also be. The light control method of the present invention is shown in FIG.
As a procedure in the case of using the apparatus, first, the control light (light source 1)
And the optical path of the signal light (light source 2) coincides with the common focal point Fc.
The optical element 8 is arranged at the (beam waist) position.
Make adjustments, then dichroic mirror 21 and
Function of wavelength selective transmission filters 10 and 20
Light sources 1 and 2 are turned on alternately, and only light source 1 is turned on.
(Shutter 4 opened) No response to photodetector 22
The light detector 11 when only the light source 2 is turned on.
Confirmed that there was no response. Hereinafter, in the same manner as in the first embodiment,
The light / light control method using the film type optical element 8 was implemented,
Experimental results equivalent to those of the first embodiment were obtained. [Embodiment 5] FIG. 44 shows the light of this embodiment.
The schematic configuration of the control device is shown. FIG. 31 and FIG.
In the device configuration illustrated in FIG. 3, the signal light and the control light are transmitted in the same direction.
Compared to irradiating the light-responsive optical element from
In FIG. 44, the signal light and the control light are aligned from the opposite direction, and the optical axes coincide
In order to converge at the same focal point.
There is a sign. The configuration and arrangement of such an optical device are shown in FIG.
In addition to the film-type optical element 8 illustrated in FIG.
Type, optical waveguide type, micro channel array type, etc.
When using an optical element, and a liquid photoresponsive composition
To use even when using an optical cell filled with
Can be. In the device configuration illustrated in FIG.
And 2, ND filter 3, shutter 4, condenser lens
Size 7, film type optical element 8, wavelength selective transmission filter 10 and
And 20, photodetectors 11 and 22, optical isolator
13 and 14, and the oscilloscope 100
Indicates the embodiment 1 (FIG. 31) and / or the embodiment 4 (FIG. 31).
43) can be used in a similar manner.
Wear. Two dichroic lamps are arranged in an arrangement as shown in FIG.
By using Ick mirrors (23 and 24), the signal
Light and control light from the opposite direction
Irradiation can be performed to converge at a point. In addition, two
The condensing lens 7 has the control light transmitted through the optical element and
Light-receiving lens for returning the beam and signal light to parallel beams, respectively
Also serves as the role of 9. Light control of the present invention as exemplified in FIG.
The essential device components in the device are light sources 1 and 2, 2
Dichroic mirrors (23 and 24), wavelength selection
Selective transmission filters 10 and 20, two condenser lenses
7 and a film-type optical element 8. The dichroic mirror in FIG.
-Polarized or non-polarized beads instead of (23 and 24)
Musplitters can also be used. The light control method of the present invention is as shown in FIG.
As a procedure in the case of using the apparatus, first, the control light (light source 1)
And the optical path of the signal light (light source 2) coincide with each other,
Adjustment is made so that the optical element 8 is arranged, and then the wavelength
To check the function of the selective transmission filters 10 and 20
Therefore, the light sources 1 and 2 are turned on alternately, and only the light source 1 is turned on (sharing).
When the photo detector 22 is open)
And when the light source 2 alone is turned on, the light detector 11 responds.
I confirmed that there was no answer. Hereinafter, in the same manner as in the first embodiment,
The light / light control method using the film type optical element 8 was implemented,
Experimental results equivalent to those of the first embodiment were obtained. [0167] As described in detail above, the present invention
According to the light control method and the light control device, for example,
Laser light in the near-infrared region as control light
It is extremely simple to modulate the signal light efficiently
Depending on the device, the actual
It becomes feasible with a sufficient response speed for practical use. The light control method and light control device of the present invention
Of near-infrared laser by visible light laser using
Direct modulation, for example, is transmitted through a plastic optical fiber.
With a visible light laser suitable for transport,
Directly modulates a near-infrared laser suitable for propagating light
It is extremely useful in such applications. Also, for example
New optical computing method in the field of optical computing
It is expected to help in developing. Further, the light control method and light control device of the present invention
According to the configuration, peri-condensed polycyclic aromatic compound as an optical element
Responsiveness by dissolving or dispersing in a matrix material
An optical element comprising a composition can be used,
Expand the selection range of materials used for elements, and optical elements
To make it easier to process and broaden the way of application to industry.
Can be. Further, the liquid photoresponsive composition is applied to an optical element.
By filling and using, optical scattering can be reduced.
And a large optical response with as little power as possible
An optical device can be provided. Also in the optical element
Exchange of the photoresponsive composition can be easily carried out.
You. In addition, the focus of the control light irradiated into the photoresponsive composition
Even if the nearby dyes deteriorate,
Therefore, compared to the case where the photoresponsive composition is not liquid,
Functions can be demonstrated. Further, the liquid photo-responsiveness can be improved by using a volatile solvent.
By creating a composition, the control light with excessive power
When incident, the solvent boils to generate bubbles,
Blocks control light and prevents optics from being damaged
It can be caught. Control light and signal light are respectively converged on the optical element.
The converging means and / or the light in the optical element
Signal light flux diverging after passing through the responsive composition
Of these, intensity modulation and / or flux density modulation
Means for separating and extracting the signal light beam in the
And / or through the photoresponsive composition in the optical element.
The mixed light of the signal light and the control light
Extremely simple by incorporating means of separation
In addition, a compact light control device can be provided.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合
物の構造を例示した図である。 【図2】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合
物の構造を例示した図である。 【図3】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合
物の構造を例示した図である。 【図4】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合
物の構造を例示した図である。 【図5】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合
物の構造を例示した図である。 【図6】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合
物の構造を例示した図である。 【図7】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合
物の構造を例示した図である。 【図8】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合
物の構造を例示した図である。 【図9】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化合
物の構造を例示した図である。 【図10】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図11】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図12】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図13】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図14】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図15】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図16】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図17】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図18】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図19】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図20】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図21】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図22】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図23】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図24】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図25】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図26】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図27】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図28】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図29】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図30】 本発明に用いられるペリ縮合多環芳香族化
合物の構造を例示した図である。 【図31】 本発明を実施する際に用いられる装置構成
を例示した実施形態1の構成図である。 【図32】 制御光および信号光の光強度時間変化を例
示した図である。 【図33】 制御光および信号光の光強度時間変化を例
示した図である。 【図34】 光強度分布測定に用いたスリットと光ビー
ムとの関係を示す図である。 【図35】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した
図である。 【図36】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した
図である。 【図37】 信号光のビーム断面の光強度分布を表した
図である。 【図38】 集光レンズなどで収束されたガウスビーム
の焦点近傍における様子を表した模式図である。 【図39】 制御光および信号光の光路(および光軸)
の関係を例示した図である。 【図40】 光学ガラスまたは石英ガラス製光学セルを
例示した模式図である。 【図41】 組立式光学セルの構成部品を例示した模式
図である。 【図42】 従来技術で用いられている装置構成を例示
した構成図である。 【図43】 本発明を実施する際に用いられる装置構成
を例示した実施形態4の構成図である。 【図44】 本発明を実施する際に用いられる装置構成
を例示した実施形態5の構成図である。 【図45】 実施形態1の膜型光学素子の透過率スペク
トルである。 【図46】 実施形態3の膜型光学素子(薄膜型光学セ
ル)の透過率スペクトルである。 【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、
7 集光レンズ、8 光応答性組成物から成る光学素
子、9 受光レンズ、10 波長選択透過フィルター
(信号光遮断用)、11 光検出器、13 光アイソレ
ーター(制御光用)、14 光アイソレーター(信号光
用)、15 凹面鏡、16 凹面鏡、19 絞り、20
波長選択透過フィルター(制御光遮断用)、21 ダ
イクロイックミラー、22 光検出器(信号光の光強度
検出用)、23 ダイクロイックミラー、24 ダイク
ロイックミラー、26 投射レンズ、27 石英製溶液
セル(光路長1cm)、30波面、31 光強度分布測
定器の受光部(有効直径4mm)、32 第一のスリッ
ト(幅1mm)、33 第二のスリット(幅25μ
m)、100 オシロスコープ、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)、800 ガラス製光学セル、801
入射・出射面ガラス、802 入射・出射面ガラス、8
03 側面ガラス、804 側面ガラス、805 底面
ガラス、806 導入管、807 導入口、808 光
応答性組成物充填部、810 組立式光学セル、811
固定枠、812 ゴムパッキン、813 入射・出射
面ガラス、814 スペーサー、815 入射・出射面
ガラス(導入孔付)、816ゴムパッキン(導入孔
付)、817 固定枠(導入管付)、818 光応答性
組成物充填部、819 導入孔、820 導入孔、82
1 導入孔、822 導入管、823 導入管、824
固定ネジ穴、825 固定ネジ穴、A 制御光を遮断
した状態で信号光の光源を点灯した場合の光検出器22
の出力レベル、B焦点Fcが光学素子8の集光レンズ側
に設定された場合で、かつ信号光の光源を点灯した状態
で制御光を照射した場合の光検出器22の出力レベル、
C 信号光を消灯した状態の光検出器22の出力レベ
ル、D 焦点Fcが光学素子8の受光レンズ側に設定さ
れた場合で、かつ信号光の光源を点灯した状態で制御光
を照射した場合の光検出器22の出力レベル、d78
光レンズ7と光学素子8の距離、d89 光学素子8と受
光レンズ9の距離、Fc 焦点、L01、L+1、L-1およ
びL02 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L01、L+ 1また
はL-1の半径、r2 信号光または制御光の光ビーム断
面L02の半径、t1信号光の光源を点灯した時刻、t2
制御光を遮断していたシャッターを開放した時刻、t3
制御光をシャッターで再び遮断した時刻、t4 制御光
を遮断したシャッターを開放した時刻、t5 制御光を
シャッターで再び遮断した時刻、t6 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、ω0 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)。
[Brief description of the drawings] FIG. 1 shows a peri-condensed polycyclic aromatic compound used in the present invention.
It is the figure which illustrated the structure of the thing. FIG. 2 shows a peri-condensed polycyclic aromatic compound used in the present invention.
It is the figure which illustrated the structure of the thing. FIG. 3 is a peri-condensed polycyclic aromatic compound used in the present invention.
It is the figure which illustrated the structure of the thing. FIG. 4 is a peri-condensed polycyclic aromatic compound used in the present invention.
It is the figure which illustrated the structure of the thing. FIG. 5 is a peri-condensed polycyclic aromatic compound used in the present invention.
It is the figure which illustrated the structure of the thing. FIG. 6 shows a peri-condensed polycyclic aromatic compound used in the present invention.
It is the figure which illustrated the structure of the thing. FIG. 7 is a peri-condensed polycyclic aromatic compound used in the present invention.
It is the figure which illustrated the structure of the thing. FIG. 8 shows a peri-condensed polycyclic aromatic compound used in the present invention.
It is the figure which illustrated the structure of the thing. FIG. 9 shows a peri-condensed polycyclic aromatic compound used in the present invention.
It is the figure which illustrated the structure of the thing. FIG. 10: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 11: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 12: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 13: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 14: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 15: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 16: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 17: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 18: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 19: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 20: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 21: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 22: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 23: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 24: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 25: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 26: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 27: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 28: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 29: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 30: Peri-condensed polycyclic aromatization used in the present invention
It is the figure which illustrated the structure of the compound. FIG. 31 is an apparatus configuration used in carrying out the present invention.
FIG. 1 is a configuration diagram of a first exemplary embodiment. FIG. 32 shows an example of temporal changes in light intensity of control light and signal light.
FIG. FIG. 33 shows an example of temporal changes in light intensity of control light and signal light.
FIG. FIG. 34 shows a slit and a light beam used for measuring the light intensity distribution.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship with a program. FIG. 35 shows a light intensity distribution of a signal beam cross section.
FIG. FIG. 36 illustrates a light intensity distribution of a beam cross section of a signal light.
FIG. FIG. 37 shows the light intensity distribution of the beam cross section of the signal light.
FIG. FIG. 38 shows a Gaussian beam converged by a condenser lens or the like.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state near a focal point of the image forming apparatus. FIG. 39 shows optical paths (and optical axes) of control light and signal light.
FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship of FIG. FIG. 40 shows an optical cell made of optical glass or quartz glass.
It is the schematic diagram illustrated. FIG. 41 is a schematic view illustrating the components of a prefabricated optical cell.
FIG. FIG. 42 illustrates a device configuration used in a conventional technique.
FIG. FIG. 43 is an apparatus configuration used in carrying out the present invention.
FIG. 12 is a configuration diagram of a fourth exemplary embodiment. FIG. 44 is a diagram showing a configuration of an apparatus used in carrying out the present invention.
FIG. 14 is a configuration diagram of a fifth exemplary embodiment. FIG. 45 shows a transmittance specification of the film-type optical element of the first embodiment.
It is torr. FIG. 46 shows a film-type optical element (thin-film optical element) of a third embodiment.
13) is a transmittance spectrum of FIG. [Explanation of symbols] 1 light source for control light, 2 light source for signal light, 3 ND fill
, 4 shutters, 5 transflectors, 6 light mixers,
7. Condensing lens, 8. Optical element composed of photoresponsive composition
, 9 light receiving lens, 10 wavelength selective transmission filter
(For blocking signal light), 11 optical detector, 13 optical isolator
(For control light), 14 optical isolator (signal light
), 15 concave mirror, 16 concave mirror, 19 aperture, 20
  Wavelength selective transmission filter (for blocking control light), 21 da
Ichroic mirror, 22 photodetector (light intensity of signal light
23 dichroic mirrors, 24 dikes
Loic mirror, 26 projection lens, 27 quartz solution
Cell (optical path length 1cm), 30 wavefronts, 31 light intensity distribution measurement
Light receiving part of the measuring instrument (effective diameter 4 mm), 32 first slit
G (width 1 mm), 33 second slit (width 25μ)
m), 100 oscilloscope, 111 photodetector 11
(Light intensity time change curve of control light)
And 223 the signal from the photodetector 22 (the light intensity of the signal light)
Time change curve), 800 glass optical cell, 801
Incoming / outgoing surface glass, 802 Incoming / outgoing surface glass, 8
03 Side glass, 804 Side glass, 805 Bottom
Glass, 806 inlet tube, 807 inlet, 808 light
Responsive composition filling section, 810 Assembled optical cell, 811
  Fixed frame, 812 rubber packing, 813 Incoming / outgoing
Face glass, 814 spacer, 815 entrance / exit surface
Glass (with inlet hole), 816 rubber packing (inlet hole
Attached), 817 fixed frame (with introduction tube), 818 light response
Composition filling portion, 819 introduction hole, 820 introduction hole, 82
1 introduction hole, 822 introduction pipe, 823 introduction pipe, 824
  Fixed screw hole, 825 Fixed screw hole, A Blocks control light
Detector 22 when the light source of the signal light is turned on in the state of
Output level, B focus Fc is closer to the condensing lens side of the optical element 8
Is set to, and the signal light source is turned on
The output level of the photodetector 22 when irradiating the control light with
C The output level of the photodetector 22 with the signal light turned off.
The focus Fc is set on the light receiving lens side of the optical element 8.
Control light when the signal light source is turned on.
, The output level of the photodetector 22 when d.78  Collection
Distance between optical lens 7 and optical element 8, d89  Optical element 8 and receiver
Distance of optical lens 9, Fc focus, L01, L+1, L-1And
And L02  Light beam cross section of signal light or control light, l+1And
Bi-1  The translation distance of the optical axis of the signal light or control light, r
1 Light beam cross section L of signal light or control light01, L+ 1Also
Is L-1Radius of rTwo Light beam break of signal light or control light
Surface L02Radius of t1Time when the light source of the signal light is turned on, tTwo
The time when the shutter that has blocked the control light is opened, tThree
 The time when the control light is shut off again by the shutter, tFour Control light
Time when the shutter that opened the shutter was opened, tFive Control light
Time when the shutter was shut off again, t6 Turn off the signal light source
Lighting time, θ Outside of the light beam converged by the condenser lens
The angle that the circumference makes with the optical axis, ω0 Focused by a condenser lens
Gaussian beam waist (beam at focal position)
Radius).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宝田 茂 東京都足立区堀之内1丁目9番4号 大日 精化工業株式会社東京製造事業所内 (72)発明者 柳本 宏光 東京都足立区堀之内1丁目9番4号 大日 精化工業株式会社東京製造事業所内 (72)発明者 辻田 公二 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 上野 一郎 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Shigeru Takarada             1-9-4 Horinouchi, Adachi-ku, Tokyo Dainichi             Seika Industry Co., Ltd. Tokyo Manufacturing Office (72) Inventor Hiromitsu Yanagimoto             1-9-4 Horinouchi, Adachi-ku, Tokyo Dainichi             Seika Industry Co., Ltd. Tokyo Manufacturing Office (72) Inventor Koji Tsujida             3-12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture             Local Japan Victor Co., Ltd. (72) Inventor Ichiro Ueno             3-12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture             Local Japan Victor Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 光応答性組成物から成る光学素子に、前
記光学素子が感応する波長の制御光を照射し、制御光と
は異なる波長帯域にある信号光の透過率および/または
屈折率を可逆的に変化させることにより前記光学素子を
透過する前記信号光の強度変調および/または光束密度
変調を行う光制御方法において、 前記制御光および前記信号光を各々収束させて前記光学
素子へ照射し、かつ、前記制御光および前記信号光のそ
れぞれの焦点近傍の光子密度が最も高い領域が前記光学
素子中において互いに重なり合うように、前記制御光お
よび前記信号光の光路をそれぞれ配置した光制御方法で
あり、 更に、前記光学素子が、下記の式[1]から[8]のい
ずれかで表されるペリ縮合多環芳香族化合物の少なくと
も1種類を含有する光応答性組成物から成ることを特徴
とする光制御方法。 【化1】 (式[1]中において、 RN1およびRN2は、各々、水素原子、水酸基、アミノ
基、置換アミノ基、第IV族元素(C,Si,Ge,S
n,Pb)の化合物から導かれる1価の置換基を表し、 RC1ないしRC4は、各々、水素原子、第IV族元素
(C,Si,Ge,Sn,Pb)の化合物、第V族元素
(N,P,As,Sb,Bi)の化合物、第VI族元素
(O,S,Se,Te,Po)の化合物、または、第V
II族元素(F,Cl,Br,I)から導かれる1価の
置換基を表し、これらの置換基は互いに相異なる場合、
また、隣接する2個の置換基が互いに結合して環を形成
する場合を含む。) 【化2】 (式[2]中において、 Z1およびZ2は、各々、2つの窒素原子と結合して縮合
複素環を形成する残基を表し、これらの残基が置換基を
有する場合を含み、 RC5ないしRC8は、式[1]におけるRC1ないしRC4
同義である。) 【化3】 (式[3]中において、 Z3およびZ4は、各々、式[2]におけるZ1またはZ2
と同義であり、 RC9ないしRC12は、式[1]におけるRC1ないしRC4
と同義である。) 【化4】(式[4]中において、 RN3およびRN4は、各々、式[1]におけるRN1または
N2と同義であり、 RC13ないしRC20は、式[1]におけるRC1ないしRC4
と同義である。) 【化5】 (式[5]中において、 Z5およびZ6は、各々、式[2]におけるZ1またはZ2
と同義であり、 RC21ないしRC28は、式[1]におけるRC1ないしRC4
と同義である。) 【化6】 (式[6]中において、 Z7およびZ8は、各々、式[2]におけるZ1またはZ2
と同義であり、 RC29ないしRC36は、式[1]におけるRC1ないしRC4
と同義である。) 【化7】 (式[7]中において、 Z9は、式[2]におけるZ1またはZ2と同義であり、 RN5は、式[1]におけるRN1またはRN2と同義であ
り、 RC37ないしRC40は、式[1]におけるRC1ないしRC4
と同義である。) 【化8】(式[8]中において、 Z10は、式[2]におけるZ1またはZ2と同義であり、 RN6は、式[1]におけるRN1またはRN2と同義であ
り、 RC41ないしRC48は、式[1]におけるRC1ないしRC4
と同義である。) 【請求項2】 請求項1記載の光制御方法において、 前記制御光および前記信号光を前記光学素子中において
実質的に同一光路で伝搬させることを特徴とする光制御
方法。 【請求項3】 請求項1または2記載の光制御方法にお
いて、 前記光学素子を透過した後、発散していく信号光光線束
のうち、前記強度変調および/または光束密度変調を強
く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出すことを
特徴とする光制御方法。 【請求項4】 請求項1または2記載の光制御方法にお
いて、 前記光学素子を透過した後、発散していく信号光光線束
を、前記信号光光線束の発散角度よりも小さい角度範囲
(開口角)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。 【請求項5】 請求項1から4のいずれか記載の光制御
方法において、 前記制御光および前記信号光のそれぞれの焦点位置と前
記光学素子との位置関係を変化させることにより、 前記制御光の照射によって、前記光学素子を透過した前
記信号光の見かけの強度が減少する方向の光応答と、前
記信号光の見かけの強度が増大する光応答との、どちら
か一方を選択して取り出すことを特徴とする光制御方
法。 【請求項6】 請求項1から5のいずれか記載の光制御
方法において、 前記光応答性組成物が液体であり、かつ、前記液状光応
答性組成物を充填した光学セルを前記光学素子として用
いることを特徴とする光制御方法。 【請求項7】 請求項6記載の光制御方法であって、 前記液状光応答性組成物が揮発性溶剤を含有することを
特徴とする光制御方法。 【請求項8】 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、前記光学素子が、前記の式[1]から[8]のい
ずれかで表されるペリ縮合多環芳香族化合物の少なくと
も1種類を含有する光応答性組成物から成ることを特徴
とする光制御装置。 【請求項9】 請求項8記載の光制御装置において、 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光制御装置。 【請求項10 】 請求項8または9記載の光制御装置
において、 前記光学素子を透過した後、発散していく信号光光線束
のうち、前記強度変調および/または光束密度変調を強
く受けた領域の信号光光線束を分別して取り出す手段を
有することを特徴とする光制御装置。 【請求項11】 請求項10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、 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収束手段
を用いることを特徴とする光制御装置。 【請求項12】 請求項10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。 【請求項13】 請求項8から12のいずれか記載の光
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。 【請求項14】 請求項8から13のいずれか記載の光
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。 【請求項15】 請求項8から14のいずれか記載の光
制御装置において、 前記光応答性組成物が液体であり、かつ、前記液状の光
応答性組成物を充填した光学セルを前記光学素子として
用いることを特徴とする光制御装置。 【請求項16】 請求項15記載の光制御装置におい
て、 前記液状光応答性組成物が揮発性溶剤を含有することを
特徴とする光制御装置。 【請求項17】 請求項8から16のいずれか記載の光
制御装置において、前記制御光および前記信号光を各々
収束させる前記収束手段、および/または、前記光学素
子中の前記光応答性組成物を透過した後、発散していく
信号光光線束のうち、前記強度変調および/または光束
密度変調を強く受けた領域の信号光光線束を分別して取
り出す手段、および/または、前記光学素子中の前記光
応答性組成物を透過してきた信号光と制御光の混合光
を、信号光と制御光とに分離する手段が、前記光学素子
に組み込まれた構造を有することを特徴とする光制御装
置。
Claims 1. An optical element made of a photoresponsive composition is irradiated with control light having a wavelength to which the optical element is sensitive, and the transmittance of signal light in a wavelength band different from that of the control light. And / or a light control method for performing intensity modulation and / or light flux density modulation of the signal light passing through the optical element by reversibly changing a refractive index, wherein the control light and the signal light are respectively converged. Irradiate the optical element, and the optical path of the control light and the signal light, respectively, so that the region where the photon density near the focal point of each of the control light and the signal light is highest overlaps in the optical element. A light controlling method, wherein the optical element contains at least one kind of peri-condensed polycyclic aromatic compound represented by any of the following formulas [1] to [8]. A light control method comprising a photoresponsive composition having Embedded image (In the formula [1], R N1 and R N2 each represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a substituted amino group, a group IV element (C, Si, Ge, S
n represents a monovalent substituent derived from a compound of Pb), R C1 to R C4 each represent a hydrogen atom, a compound of a group IV element (C, Si, Ge, Sn, Pb), or a group V A compound of the element (N, P, As, Sb, Bi), a compound of the group VI element (O, S, Se, Te, Po) or V
Represents a monovalent substituent derived from a group II element (F, Cl, Br, I), and when these substituents are different from each other,
Also, a case where two adjacent substituents are bonded to each other to form a ring is included. ) (In the formula [2], Z 1 and Z 2 each represent a residue which forms a condensed heterocyclic ring by bonding to two nitrogen atoms, including a case where these residues have a substituent. C5 to R C8 have the same meanings as R C1 to R C4 in formula [1]. (In the formula [3], Z 3 and Z 4 are each Z 1 or Z 2 in the formula [2].
And R C9 to R C12 are the same as R C1 to R C4 in the formula [1].
Is synonymous with ) (In the formula [4], R N3 and R N4 each have the same meaning as R N1 or R N2 in the formula [1], and R C13 to R C20 are the same as R C1 to R C4 in the formula [1].
Is synonymous with ) (In the formula [5], Z 5 and Z 6 are each Z 1 or Z 2 in the formula [2].
And R C21 to R C28 are the same as R C1 to R C4 in the formula [1].
Is synonymous with ) (In the formula [6], Z 7 and Z 8 are each Z 1 or Z 2 in the formula [2].
And R C29 to R C36 are the same as R C1 to R C4 in the formula [1].
Is synonymous with ) (In the formula [7], Z 9 has the same meaning as Z 1 or Z 2 in the formula [2], RN5 has the same meaning as R N1 or R N2 in the formula [1], and R C37 to R C37 C40 represents R C1 to R C4 in the formula [1].
Is synonymous with ) (In the formula [8], Z 10 has the same meaning as Z 1 or Z 2 in the formula [2], R N6 has the same meaning as R N1 or R N2 in the formula [1], and R C41 to R C41 C48 represents R C1 to R C4 in the formula [1].
Is synonymous with 2. The light control method according to claim 1, wherein said control light and said signal light are propagated in substantially the same optical path in said optical element. 3. The light control method according to claim 1, wherein a region of the signal light beam diverging after passing through the optical element has been subjected to the intensity modulation and / or the light beam density modulation. A light control method characterized by separating and extracting the signal light beam bundle of (1). 4. The light control method according to claim 1, wherein the signal light beam that diverges after passing through the optical element has an angle range (opening) smaller than the divergence angle of the signal light beam. A light beam in a region that has been strongly subjected to the intensity modulation and / or the light flux density modulation to extract the light beam. 5. The light control method according to claim 1, wherein the control light and the signal light have different focal positions and a positional relationship between the optical element and the control light. By irradiating, it is possible to selectively extract one of a light response in a direction in which the apparent intensity of the signal light transmitted through the optical element decreases and an optical response in which the apparent intensity of the signal light increases. Characteristic light control method. 6. The light control method according to claim 1, wherein the photoresponsive composition is a liquid, and an optical cell filled with the liquid photoresponsive composition is used as the optical element. A light control method characterized by being used. 7. The light control method according to claim 6, wherein the liquid photoresponsive composition contains a volatile solvent. 8. An optical element made of a photoresponsive composition is irradiated with control light having a wavelength to which the optical element is sensitive, and the transmittance and / or the refractive index of signal light in a wavelength band different from that of the control light is adjusted. A light control device used in a light control method of performing intensity modulation and / or light flux density modulation of the signal light transmitted through the optical element by reversibly increasing and decreasing, wherein the control light and the signal light are respectively converged. Having converging means for causing the converged control light and the signal light to be arranged such that regions having the highest photon densities near the respective focal points of the control light and the signal light overlap with each other, and the optical paths of the control light and the signal light are respectively arranged; and , The optical element is disposed at a position where regions near the focal points of the converged control light and the signal light and having the highest photon density overlap each other. Child, the light control device characterized by consisting of photoresponsive composition containing at least one peri fused polycyclic aromatic compound represented by any one of [8] from the equation [1]. 9. The light control device according to claim 8, further comprising an optical path arrangement such that said control light and said signal light propagate in substantially the same optical path in said optical element. Control device. 10. The light control device according to claim 8, wherein a region of the signal light beam that diverges after passing through the optical element and that is strongly subjected to the intensity modulation and / or the light beam density modulation. A light control device comprising means for separating and extracting the signal light beam of (1). 11. The light control device according to claim 10, wherein the signal light is converged on the optical element as means for separating and extracting a signal light beam in a region which has been strongly subjected to the intensity modulation and / or the light beam density modulation. A light control device characterized by using a convergence means having a numerical aperture smaller than the numerical aperture of the convergence means used when the light is made incident. 12. The light control device according to claim 10, wherein a diaphragm is used as a unit for separating and extracting a signal light beam in a region that has been strongly subjected to the intensity modulation and / or the light beam density modulation. Control device. 13. The light control device according to claim 8, further comprising a moving unit configured to change a positional relationship between a focus position of each of the control light and the signal light and the optical element, By using a moving unit, by changing the positional relationship between the respective focus positions of the control light and the signal light and the optical element, the apparent appearance of the signal light transmitted through the optical element by the irradiation of the control light is changed. A light response in a direction in which the intensity of the signal light decreases and a light response in which the apparent intensity of the signal light increases. 14. The light control device according to claim 8, further comprising means for separating mixed light of signal light and control light transmitted through the optical element into signal light and control light. A light control device characterized by the above-mentioned. 15. The light control device according to claim 8, wherein the photoresponsive composition is a liquid, and the optical cell filled with the liquid photoresponsive composition is an optical element. A light control device characterized by being used as a light control device. 16. The light control device according to claim 15, wherein the liquid photoresponsive composition contains a volatile solvent. 17. The light control device according to claim 8, wherein the converging unit converges the control light and the signal light, and / or the photoresponsive composition in the optical element. Means for separating and extracting the signal light beam bundle in the region which has been strongly subjected to the intensity modulation and / or the light beam density modulation, out of the signal light beam bundles diverging after passing through the optical element, and / or A light control device, wherein a means for separating mixed light of signal light and control light transmitted through the photoresponsive composition into signal light and control light has a structure incorporated in the optical element. .
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