KR20050057355A - 광로 전환 장치 및 광로 전환 방법 - Google Patents

광로 전환 장치 및 광로 전환 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050057355A
KR20050057355A KR1020057004478A KR20057004478A KR20050057355A KR 20050057355 A KR20050057355 A KR 20050057355A KR 1020057004478 A KR1020057004478 A KR 1020057004478A KR 20057004478 A KR20057004478 A KR 20057004478A KR 20050057355 A KR20050057355 A KR 20050057355A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
layer film
thermal lens
absorption layer
light absorption
Prior art date
Application number
KR1020057004478A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100914441B1 (ko
Inventor
이치로 우에노
다카시 히라가
도시코 미조쿠로
노리타카 야마모토
히로유키 모치즈키
노리오 다나카
Original Assignee
도꾸리쯔교세이호진 상교기쥬쯔 소고겡뀨죠
다이니치 세이카 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도꾸리쯔교세이호진 상교기쥬쯔 소고겡뀨죠, 다이니치 세이카 고교 가부시키가이샤 filed Critical 도꾸리쯔교세이호진 상교기쥬쯔 소고겡뀨죠
Publication of KR20050057355A publication Critical patent/KR20050057355A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100914441B1 publication Critical patent/KR100914441B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/29—Devices 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
    • G02F1/293—Devices 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/29—Devices 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
    • G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/29—Devices 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
    • G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0126—Opto-optical modulation, i.e. control of one light beam by another light beam, not otherwise provided for in this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0147—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour  based on thermo-optic effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/29—Devices 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
    • G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/311—Cascade arrangement of plural switches
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices

Abstract

본 발명에 의한 광로 전환 방법은, 적어도 광흡수층막을 포함하는 열렌즈 형성 소자(1, 2, 3) 중의 광흡수층막에, 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광(121, 122, 123)과, 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광(110, 111, 112)을 각각 수속시켜 조사하는 단계를 포함한다. 적어도 상기 제어광이 상기 광흡수층막 내에서 초점을 맺도록 상기 광흡수층막의 배치를 조정한다. 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여, 열렌즈가 가역적으로 형성됨으로써, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라, 상기 수속된 신호광을 수속된 채로, 또는, 그 개방 각도를 변경시킨 후에 출사시키고, 구멍과 반사 수단을 갖는 거울(61, 62, 63)을 사용하여, 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사한 신호광을 상기 구멍에 통과시키거나, 또는, 반사 수단에 의해 반사시킴으로써 광로를 변경시킨다.

Description

광로 전환 장치 및 광로 전환 방법{OPTICAL PATH SWITCHING DEVICE AND METHOD}
본 발명은, 광통신 분야 및 광정보 처리 분야에서 사용되는 광로 전환 장치 및 방법에 관한 것이다.
인터넷 및 회사내·가정내 인트라넷의 보급에 기인하는 네트워크 트래픽(net work traffic)의 폭발적 증가에 대응하기 위하여, 전기 신호를 사용하지 않는 광로 전환 장치(광 스위치), 즉, 광-광 직접 스위치가 요구되고 있다. 광섬유, 광 도파로(waveguide), 및, 광 전파로 등의, 광로를 전환하는 장치 및 방법으로서는, 광 도파로 내 또는 광 도파로 사이에서 광로를 전환하는 공간 분할형, 다중화된 복수의 파장의 광을 그 파장에 따른 각각의 광로로 분할하여 전환하는 파장 분할 다중형, 일정 시간마다 시분할 다중화된 광의 광로를 전환하는 시분할 다중형, 공간 속에서의 광의 전파로를 거울이나 셔터 등을 사용하여 공간적으로 분할·합성하는 프리 스페이스형 등의 방법을 들 수 있다. 이들 방법은, 각각 다중화해도 되고, 복수를 조합시켜 사용할 수도 있다.
공간 분할형 광 스위치에는, 방향성 결합기를 이용하는 것, 광 분기기(optical divider)로 광신호의 카피를 만들고, 게이트 소자에 의해 광을 온·오프하는 것, 교차 또는 Y분기의 교차 부분에서 도파로의 굴절률을 변화시킴으로써 도파로를 전파해 온 광을 투과시키거나 반사시키는 것 등이 제안되어 있지만, 아직 연구 개발 단계이다. 최근에는, 전기 히터 가열에 의한 열광학 효과에 의해 도파로의 굴절률을 변화시키는 마하젠더(Mach-Zehnder) 간섭계형(interferometer type) 광 도파로 스위치가 실용화에 근접한 것으로 보고되었다. 그러나, 이러한 형태의 스위치는 응답 속도가 1 ms 정도로 느릴뿐만 아니라, 광 스위치를 동작시키기 위해 전기 신호를 사용하지 않으면 안되는 결점이 있다.
프리 스페이스형 광 스위치로는, 마이크로 일렉트로 메커니컬 시스템(micro electro mechanical system: MEMS), EARS(exciton absorption reflection switch: 여기자 흡수·반사 스위치), 다단 빔 시프터형 광 스위치, 홀로그램형 광 스위치, 액정 스위치 등의 방법을 향한 개발 노력이 있었다. 이들 스위치는, 기계적 가동 부분을 포함하고, 편파의존성(polarization dependency)이 있는 등의 결점이 있었다. 따라서, 프리 스페이스형 광 스위치는 아직 충분히 실용 단계에 있다고는 할 수 없다.
광학 소자에 광을 조사함으로써 야기되는 투과율이나 굴절률의 변화를 이용하여, 직접, 광으로 광의 강도나 주파수를 변조하는, 전광형(all-optical) 광학 소자나 광 제어 방법의 연구가 많이 이루어지고 있다.
본 발명자들은, 전광형 광 소자 등에 의한 새로운 정보 처리 기술의 개발을 목표로 하여, 유기 색소 응집체를 폴리머 매트릭스에 분산하여 얻어지는 유기 나노 파티클 광열(photothermal) 렌즈 형성 소자(히라가 다카시, 다나카 노리오, 하야미 기쿠코, 모리야 데쯔로 저, "색소회합체·응집체의 작성·구조 평가·광물성(photophysical properties)", "전자기술종합연구소 휘보", 통상산업성 공업기술원 전자기술종합연구소 발행, 제59권, 제2호, 29-49쪽(1994년)에 개시되어 있음)를 사용하여, 광 제어 방법의 연구를 행하였다. 현재, 제어광(633 nm)에 의해 신호광(780 nm)을 변조하는 소자가 개발되어 있다. 이 소자에서는, 제어광과 신호광이 동축·동초점으로 입사되도록 배치되어 있다. 그 동작 원리는, 제어광의 흡수에 의해 과도적으로 형성되는 열렌즈에 의해 신호광이 굴절되는 것이다. 이 소자는 약 20나노초의 고속 응답을 구현한다.
또한 일본 특개평8-286220호, 동 특개평8-320535호, 동 특개평8-320536호, 동 특개평9-329816호, 동 특개평10-90733호, 동 특개평10-90734호, 동 특개평10-148852호 공보에는, 광 응답성(optically responsive) 조성물로 이루어지는 광학 소자에 제어광을 조사하여, 제어광과는 다른 파장 대역에 있는 신호광의 투과율 및/또는 굴절률을 가역적으로 변화시킴으로써, 광학 소자를 투과한 신호광의 강도 및/또는 광속 밀도(luminous flux density)를 변조하는 광 제어 방법으로서, 이 방법에 의하면, 제어광 및 신호광을 각각 수속시켜 광학 소자에 조사하고, 제어광 및 신호광의 각각의 초점 근방의 광자 밀도가 가장 높은 영역(빔 웨이스트)이 서로 겹치도록, 제어광 및 신호광의 광로를 조정하는 것을 특징으로 하는 광 제어 방법이 개시되어 있다.
또한 일본 특개평10-148853호 공보에는, 광 응답성 조성물로 이루어지는 광학 소자에, 서로 파장이 다른 제어광 및 신호광을 조사하는 광 제어 방법이 개시되어 있다. 상기 제어광의 파장은 상기 광 응답성 조성물이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택된다. 상기 광 응답성 조성물은 그 조성물의 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 기인하는 밀도 변화의 분포에 의거하여 열렌즈를 가역적으로 형성시킨다. 이렇게 하여, 상기 열렌즈를 투과하는 신호광의 강도 및/또는 광속 밀도를 변조할 수 있다. 또한 일본 특개평10-148853호 공보에는, 상기 광학 소자로서, 색소/수지막이나 색소 용액막을 사용할 수 있으며, 전력 2∼25 mW에서의 제어광 조사에 대한 신호광의 응답 시간은, 2 마이크로초(㎲) 미만임이 기재되어 있다.
상기 열렌즈 효과는 다음과 같이 설명된다. 광흡수의 중심 부분에서, 광을 흡수한 분자 등이 광을 열로 변환한다. 이 열이 주위 영역을 향하여 전파됨으로써 온도 분포가 생긴다. 그 결과, 광투과 매체의 굴절률이 광흡수 중심으로부터 외부를 향하여 구상(spherical)으로 변화되어, 광흡수 중심의 굴절률이 낮고 외부로 향하여 굴절률이 높아지는 분포를 생성한다. 이것은 오목 렌즈로 기능하는 광의 굴절 효과를 나타낸다. 그러한 열렌즈 효과는 분광 분석의 분야에서 상당 기간 이용되어 왔으며, 현재는 분자 1개에 의한 광흡수도 검출할 수 있는 초고감도 분광 분석도 가능하게 되어 있다(후지하라 기타오, 후와 케이이치로, 고바야시 다카요시 저, "레이저로 유도된 열렌즈 효과와 그 비색법에의 응용, "화학", 화학 동인 발행, 제36권, 제6호, 432-438쪽(1981년); 및 키타모리 타케히코, 사와다 시로 저, "광열변환 분광분석법", "분석", 일본 분석화학회 발행, 1994년 3월호, 178-187쪽에 개시되어 있음).
일본 특개소60-14221호 공보에는, 열렌즈 효과 또는 열에 의한 굴절률 변화를 사용하여 광로를 편향시키는 방법으로서, 발열 저항체로 매체에 열을 주어 굴절률 분포를 생기게 함으로써, 광을 편향하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은, 발열 저항체로 발열시켜, 열전도로 매체를 가열하게 되므로, "열의 확산(diffusion)"의 문제를 본래적으로 갖는다. 즉, 열의 확산은, 넓은 면적 내에서 미세 패턴 열구배를 부여할 수 없게 하여, 원하는 굴절률 분포를 얻기 어렵다. 또한 발열 저항체의 미세 패턴 가공은, 반도체 집적 회로에서 사용되고 있는 포토리소그래피 기술을 채용해도, 실제 성취되는 결과에는 일정한 한계가 있어서, 소자가 대형화하지 않을 수 없다. 소자가 대형화하면, 광학 시스템도 복잡·대형화한다. 게다가, 발열 저항체로 발열시켜, 열전도로 매체를 가열하게 되므로, 이 방법은 응답 속도가 늦고, 굴절률 변화의 주파수가 증가될 수 없는 본질적인 결함이 있다.
일본 특개평11-194373호 공보에는, 광 응답성 조성물로 이루어지는 광학 소자와, 상기 광학 소자에 쐐기형의 광 강도 분포로 광을 조사하는 강도 분포 조정 수단으로 적어도 구성되는 광학 소자를 포함하는 편향 소자가 개시되어 있다. 상기 광학 소자에서는, 제어광에 의해 상기 광학 소자 중에 굴절률 분포를 생기게 하고, 상기 굴절률 분포에 의해 상기 제어광과는 다른 파장의 신호광을 편향한다. 이 방법은, 광으로 광을 제어하는 점에서는 우수한 것이지만, 편향 각도가 30도 이내라는 제약이 있어, 광로 전환 방향을 자유롭게 설정할 수 없다는 문제가 있다.
발명의 개시
본 발명의 목적은, 전기 회로나 기계적 가동 부분을 사용하지 않는 광로 전환 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 그러한 광로 전환 장치 및 방법은 신뢰성이 있으며, 내구성이 높고, 편파의존성이 없다. 나아가, 광로 전환의 각도 및 방향을 자유롭게 설정할 수 있다. 본 발명의 다른 목적은, 신호광 강도의 감쇠가 적고, 다중 연결 사용이 가능한 상기 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광로 전환 장치는, 적어도 광흡수층막상에 제어광이 초점을 맺도록 배치된 광흡수층막과, 상기 광흡수층막에 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광과 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광을 각각 수속시켜 조사하는 수단과, 상기 광흡수층막을 포함하는 열렌즈 형성 소자를 구비한다. 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여, 열렌즈가 가역적으로 형성된다. 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도로 확산하면서 출사되고, 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 입사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도보다 큰 개방 각도로 확산하면서 출사된다. 이렇게 하여, 상기 열렌즈 형성 소자에 의해, 제어광의 조사의 유무에 따라, 출사되는 상기 신호광의 개방 각도가 변경된다. 상기 광로 전환 장치는 광로를 변경하는 거울을 더 구비한다. 상기 거울은, 상기 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에, 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 수광 렌즈에 의해 그 개방 각도를 변경시킨 후에, 통과시키는 구멍을 포함한다. 상기 거울은, 상기 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 입사면 근방에 열렌즈가 형성된 경우에, 통상보다 큰 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 확산하면서 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 상기 수광 렌즈에 의해 그 개방 각도를 변경시킨 후에, 반사시키는 수단을 더 포함한다.
상기 수광 렌즈는 열렌즈 형성 소자로부터 통상의 개방 각도 또는 통상보다 큰 개방 각도로 출사하는 신호광을 실질적으로 "평행" 빔으로 변경하기 위해 사용된다. 그러나, 얻어지는 빔은 완전히 평행할 필요는 없다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 광로 전환 장치는, 적어도 광흡수층막상에 제어광이 초점을 맺도록 배치된 광흡수층막과, 상기 광흡수층막에 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광과 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광을 각각 수속시켜 조사하는 수단과, 상기 흡수층 막을 포함하는 열렌즈 형성 소자를 구비한다. 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여, 열렌즈가 가역적으로 형성된다. 상기 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 출사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 상기 수속된 신호광이 수속된 채로 출사되고, 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않는 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도로 출사된다. 이렇게 하여, 상기 열렌즈 형성 소자에 의해, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라, 출사되는 상기 신호광의 개방 각도가 변경된다. 상기 광로 전환 장치는 광로를 변경하는 거울을 더 구비한다. 상기 거울은, 상기 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 출사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에, 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 수속된 신호광을 통과시키는 구멍과, 상기 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에, 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 그 개방 각도를 변경시키기 위해 설치된 수광 렌즈를 통과시킨 후에, 반사시키는 수단을 더 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광로 전환 방법은, 적어도 광흡수층막을 포함하는 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막에, 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광과, 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광을 각각 수속시켜 조사한다. 적어도 상기 제어광이 상기 광흡수층막 내에서 초점을 맺도록 상기 광흡수층막의 배치를 조정한다. 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여, 열렌즈가 가역적으로 형성된다. 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 확산하면서 출사되고, 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 입사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도보다 큰 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 확산하면서 출사된다. 이렇게 하여, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라, 출사되는 상기 신호광의 개방 각도가 변경된다. 이어서, 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 수광 렌즈에 의해 그 개방 각도를 변경시킨 후에, 구멍 있는 거울의 구멍에 통과시켜 직진시킨다. 한편, 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 입사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 통상보다 큰 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 확산하면서 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 수광 렌즈에 의해 그 개방 각도를 변경시킨 후에, 상기 구멍 있는 거울의 반사면을 사용하여 반사함으로써 광로를 변경시킨다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 광로 전환 방법은, 적어도 광흡수층막을 포함하는 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막에, 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광과, 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광을 각각 수속시켜 조사한다. 적어도 상기 제어광이 상기 광흡수층막 내에서 초점을 맺도록 상기 광흡수층막의 배치를 조정한다. 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여, 열렌즈가 가역적으로 형성된다. 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 출사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 상기 수속된 신호광이 수속된 채로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사되고, 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사된다. 이렇게 하여, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라, 출사되는 상기 신호광의 개방 각도가 변경된다. 이어서, 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 출사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 수속된 채로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 수속된 신호광을, 구멍 있는 거울의 구멍에 통과시켜 직진시킨다. 한편, 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 수광 렌즈에 의해 그 개방 각도를 변경시킨 후에, 상기 구멍 있는 거울의 반사면을 사용하여 반사함으로써 광로를 변경시킨다.
도 1은 본원의 실시예 1의 광로 전환 장치의 개략적인 구성도.
도 2A는 열렌즈가 형성되지 않은 경우의 광의 진행을 나타내는 도면.
도 2B는 열렌즈가 형성되지 않은 경우의 광의 진행을 나타내는 다른 도면.
도 3A는 열렌즈가 형성된 경우의 광의 진행을 나타내는 도면.
도 3B는 열렌즈가 형성된 경우의 광의 진행을 나타내는 다른 도면.
도 4A는 본원의 실시예 1에서의 광로 전환의 원리를 나타낸 모식도.
도 4B는 본원의 실시예 1에서의 광로 전환의 원리를 나타낸 다른 모식도.
도 5는 열렌즈 형성 소자의 구성예를 나타낸 단면도.
도 6은 열렌즈 형성 소자의 다른 구성예를 나타낸 단면도.
도 7은 신호광 빔의 단면에서의 광 강도 분포 측정에 사용한 슬릿과 신호광 빔 사이의 관계를 나타낸 모식도.
도 8은 신호광 빔의 단면에서의 광 강도 분포를 나타낸 도면.
도 9는 신호광 빔의 단면에서의 다른 광 강도 분포를 나타낸 도면.
도 10은 신호광 빔의 단면에서의 또다른 광 강도 분포를 나타낸 도면.
도 11A는 본원의 실시예 2에서의 광로 전환의 원리를 나타낸 모식도.
도 11B은 본원의 실시예 2에서의 광로 전환의 원리를 나타낸 다른 모식도.
도 12는 집광 렌즈 등에 의해 수속된 가우스 빔의 초점 근방 영역을 나타내는 모식도.
도 13은 오실로스코프로 검출한 제어광 및 신호광의 파형을 나타낸 도면.
도 14는 오실로스코프로 검출한 제어광 및 신호광의 파형을 나타낸 다른 도면.
도 15는 제어광을 단속하는 주파수와 신호광의 강도(진폭) 사이의 관계를 나타낸 도면.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
[열렌즈 형성 소자]
본 발명에서, 열렌즈 형성 소자로서는 예를 들면, 적층막으로 이루어진 다층형 구조를 갖는 것을 적합하게 사용할 수 있다. 그 다층막 구조는 예를 들면, 이하를 포함한다.
(1) 광흡수층막 단독(이는 문자 그대로 "광흡수막" 단층, 또는, "광흡수막/열렌즈 형성층"의 2층 구조, 또는, "광흡수막/열렌즈 형성층/광흡수막"의 3층 구조의 다층형 박막의 어느 것이라도 좋다. 또, 이하의 (2)∼(10)의 "광흡수층막"도 상기와 같은 구조를 포함하는 것으로 한다.),
(2) 광흡수층막/보온층막(heat insulation layer film)
(3) 보온층막/광흡수층막/보온층막
(4) 광흡수층막/전열층막(heat conduction layer film)
(5) 전열층막/광흡수층막/전열층막
(6) 광흡수층막/보온층막/전열층막
(7) 전열층막/광흡수층막/보온층막
(8) 전열층막/광흡수층막/보온층막/전열층막
(9) 전열층막/보온층막/광흡수층막/보온층막
(10) 전열층막/보온층막/광흡수층막/보온층막/전열층막
(11) 굴절률 분포형 렌즈(graded index lens)/(광투과층/)상기 (1)∼(10)의 열렌즈 형성 소자, 또는
(12) 굴절률 분포형 렌즈/(광투과층/)상기 (1)∼(10)의 열렌즈 형성 소자/(광투과층/)굴절률 분포형 렌즈
또, 상기 "(광투과층/)"이란, 필요에 따라 광투과층을 설치하는 것을 의미한다. 또한 필요에 따라 광의 입사면 및 출사면에 반사 방지막(AR 코트막)을 더 마련해도 좋다.
열렌즈 형성 소자의 구성의 일례를 나타낸 단면도를 도 5에 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 열렌즈 형성 소자(500)는, 제어광(509) 및 신호광(508)의 입사측으로부터, 예를 들면, 굴절률 분포형 렌즈(507)/광투과층(506)/전열층막(501)/광흡수층막(503)/열렌즈 형성층(505)/광흡수층막(504)/전열층막(502)의 순서로 적층되어 이루어진다. 또, 도 5에 나타내는 제어광(509)의 광선은 모식적인 것이며, 각 층막 간에서의 굴절을 생략하고 있다.
광흡수층막, 열렌즈 형성층막, 보온층막, 전열층막, 광투과층, 및 굴절률 분포형 렌즈의 재료, 제조 방법, 각각의 막두께 등에 대하여, 이하에 차례로 설명한다.
또, 본 발명에서 사용되는 광흡수층막, 열렌즈 형성층막, 보온층막, 전열층막, 광투과층, 및 굴절률 분포형 렌즈의 재료는, 그 기능에 지장을 초래하지 않는 범위에서, 첨가물로서 공지의 산화 방지제, 자외선 흡수제, 일중항(singlet) 산소 소광제(quencher), 분산 조제 등을 함유해도 좋다.
[광흡수층막의 재료]
본 발명에서 사용되는 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막에 사용되는 광흡수성 재료로서는, 공지의 각종의 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막에 사용되는 바람직한 재료의 예를 구체적으로 들면, GaAs, GaAsP, GaAlAs, InP, InSb, InAs, PbTe, InGaAsP, ZnSe 등의 화합물 반도체의 단결정; 상기 화합물 반도체의 미립자를 매트릭스 재료 중에 분산하여 얻어진 물질; 이종 금속 이온을 도프한 금속 할로겐화물(예를 들면, 브롬화칼리움, 염화나트륨 등)의 단결정; 상기 금속 할로겐화물(예를 들면, 브롬화구리, 염화구리, 염화코발트 등)의 미립자를 매트릭스 재료 중에 분산하여 얻어진 물질; 구리 등의 이종 금속 이온을 도프한 CdS, CdSe, CdSeS, 또는 CdSeTe 등의 카드뮴칼코게나이드(cadmium chalcogenide)의 단결정; 상기 카드뮴칼코게나이드의 미립자를 매트릭스 재료 중에 분산하여 얻어진 물질; 실리콘, 게르마늄, 셀레늄, 텔루륨 등의 반도체 단결정 박막, 다결정 박막 또는 다공질 박막; 실리콘, 게르마늄, 셀레늄, 텔루륨 등의 반도체 미립자를 매트릭스 재료 중에 분산하여 얻어진 물질; 루비, 알렉산드라이트(alexandrite), 가넷, Nd:YAG, 사파이어, Ti:사파이어, 또는 Nd:YLF 등, 금속 이온을 도프한 보석에 상당하는 단결정(소위 레이저 결정); 금속 이온(예를 들면, 철 이온)을 도프한 니오브산리튬(LiNbO3), LiB3O5, LiTaO3, KTiOPO4, KH2PO4, KNbO3, BaB2O2 등의 강유전성(ferroelectric) 결정; 금속 이온(예를 들면, 네오디뮴 이온, 에르븀 이온 등)을 도프한 석영 유리, 소다 유리, 붕규산 유리(borosilicate glass), 그 밖의 유리; 매트릭스 재료 중에 색소를 용해 또는 분산한 것; 및, 비정질의 색소 응집체를 적합하게 사용할 수 있다.
이들 중에서도, 매트릭스 재료 중에 색소를 용해 또는 분산한 것은, 매트릭스 재료 및 색소의 선택 범위가 넓고, 또한 열렌즈 형성 소자로의 가공도 용이하기 때문에, 특히 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에 적합하게 사용할 수 있는 색소의 구체예로서는, 예를 들면, 로다민 B, 로다민 6G, 에오신, 플록신(phloxine) B 등의 잔텐계 색소; 아크리딘 오렌지, 아크리딘 레드 등의 아크리딘계 색소; 에틸 레드, 메틸 레드 등의 아조계 색소; 포르피린계 색소; 프탈로시아닌계 색소; 3,3'-디에틸티아카르보시아닌아이오다이드(3,3'-diethylthiacarbocyanine iodide), 3,3'-디에틸옥사디카르보시아닌아이오다이드(3,3'-diethyloxadicarbocyanine iodide) 등의 시아닌계 색소; 에틸 바이올렛, 빅토리아 블루 R 등의 트리아릴메탄계 색소; 나프토퀴논계 색소; 안트라퀴논계 색소; 나프탈렌테트라카르복실산디이미드계 색소; 페릴렌테트라카르복시산디이미드계 색소 등을 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에서는, 이들 색소를 단독으로, 또는, 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에서 사용되는 매트릭스 재료는,
(1) 본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에서 사용되는 광의 파장 범위에서 투과율이 높을 것,
(2) 본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에서 사용되는 색소 또는 각종 미립자를 안정하고 양호하게 용해 또는 분산할 수 있을 것,
이라는 2가지 조건을 만족하는 한, 임의의 공지된 재료를 사용할 수 있다.
무기계 매트릭스 재료로서는, 예를 들면, 금속 할로겐화물의 단결정, 금속 산화물의 단결정, 금속 칼코게나이드의 단결정, 석영 유리, 소다 유리, 붕규산 유리 , 및 소위 졸겔법(sol-gel process)으로 제조된 저융점 유리 등을 사용할 수 있다.
또한 유기계의 매트릭스 재료로서는, 각종 유기 고분자 재료를 사용할 수 있다. 그러한 유기 고분자 재료의 구체예로서는, 폴리스티렌, 폴리(α-메틸스티렌), 폴리인덴, 폴리(4-메틸-1-펜텐), 폴리비닐피리딘, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄, 폴리(초산비닐), 폴리(비닐알코올), 폴리(염화비닐), 폴리(염화비닐리덴), 폴리(비닐메틸에테르), 폴리(비닐에틸에테르), 폴리(비닐벤질에테르), 폴리(비닐메틸케톤), 폴리(N-비닐카르바졸), 폴리(N-비닐피롤리든), 폴리(아크릴산메틸), 폴리(아크릴산에틸), 폴리아크릴산, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(메타크릴산메틸), 폴리(메타크릴산에틸), 폴리(메타크릴산부틸), 폴리(메타크릴산벤질), 폴리(메타크릴산시클로헥실), 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴아미드, 폴리메타크릴로니트릴, 폴리아세트알데히드, 폴리클로랄, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리(프로필렌옥시드), 폴리(에틸렌테레프탈레이트), 폴리(부틸렌테레프탈레이트), 폴리카보네이트류(비스페놀류+탄산), 폴리(디에틸렌글리콜·비스-알릴카보네이트)류, 6-나일론, 6,6-나일론, 12-나일론, 6,12-나일론, 폴리(아스파라긴산에틸), 폴리(글루타민산에틸), 폴리리신, 폴리플로린, 폴리(γ-벤질-L-글루타메이트), 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 벤질셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스트리부티레이트, 알키드(alkyd) 수지(무수 프탈산+글리세린), 지방산 변성 알키드 수지(지방산+무수 프탈산+글리세린), 불포화 폴리에스테르 수지(무수 말레인산+무수 프탈산+프로필렌글리콜), 에폭시 수지(비스페놀류+에피클로로히드린), 폴리우레탄 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 자일렌 수지, 톨루엔 수지, 구아나민 수지 등의 수지; 폴리(페닐메틸실란) 등의 유기 폴리실란; 유기 폴리게르만(polygermane); 및 상기 열거한 재료들의 공중합체 및 공중축합체를 들 수 있다. 또한 이황화탄소, 사불화탄소, 에틸벤젠, 퍼플루오로벤젠, 퍼플루오로시클로헥산 또는 트리메틸클로로실란 등, 통상으로는 중합성이 없는 화합물을 플라스마 중합하여 얻은 거대분자 화합물 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 유기 고분자 화합물에 색소 잔기를 모노머 단위의 측쇄로서, 혹은 가교기로서, 공중합 모노머로서, 또는 중합 개시 말단기로서 결합시켜 얻은 재료를 사용할 수도 있다. 또한 상기 색소 잔기와 매트릭스 재료가 화학 결합을 형성하고 있어도 좋다.
이들 매트릭스 재료 중에 색소를 용해 또는 분산시키기 위해서는 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 색소와 매트릭스 재료를 공통의 용매 중에 용해하여 혼합한 후, 용매를 증발시켜 제거하는 방법; 졸겔법으로 제조하는 무기계 매트릭스 재료의 원료 용액에 색소를 용해 또는 분산시킨 후, 매트릭스 재료를 그 최종 형태로 형성하는 방법; 유기 거대분자계 매트릭스 재료의 모노머 중에, 필요에 따라 용매를 사용하여, 색소를 용해 또는 분산시킨 후, 상기 모노머를 중합 또는 중축합시켜 매트릭스 재료를 형성하는 방법; 색소와 유기 거대분자계 매트릭스 재료를 공통의 용매 중에 용해한 용액을, 색소 및 열가소성의 유기 거대분자계 매트릭스 재료의 양쪽이 불용인 용매 중에 적하하고, 발생한 침전을 여별하여 건조한 후, 가열및 용융하는 방법 등을 적합하게 사용할 수 있다. 색소와 매트릭스 재료의 적절한 조합 및 적합한 가공 방법을 채용함으로써 색소 분자를 응집시켜, "H 회합체"나 "J 회합체" 등으로 불리는 특수한 회합체(aggregate)를 형성시킬 수 있음이 알려져 있다. 매트릭스 재료 중의 색소 분자는, 그 색소 분자가 이러한 응집 상태 혹은 회합 상태를 형성하는 조건 하에서 사용해도 좋다.
또한, 이들 매트릭스 재료 중에 상술한 여러 미립자를 분산시키기 위해서는 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 미립자를 매트릭스 재료의 용액, 또는, 매트릭스 재료의 전구체의 용액에 분산한 후, 용매를 증발에 의해 제거하는 방법; 유기 거대분자계 매트릭스 재료의 모노머 중에, 필요에 따라 용매를 사용하여, 상기 미립자를 분산시킨 후, 상기 모노머를 중합 또는 중축합시켜 매트릭스 재료를 형성하는 방법; 미립자의 전구체로서, 예를 들면, 과염소산카드뮴이나 염화금 등의 금속염을, 유기 거대분자계 매트릭스 재료 중에 용해 또는 분산한 후, 황화수소 가스로 처리하여 황화카드뮴 미립자를 매트릭스 재료 중에 석출시키거나, 또는, 열처리하여 금 미립자를 매트릭스 재료 중에 석출시키는 방법; 화학적 기상 석출법; 및 스퍼터링법 등을 적합하게 사용할 수 있다.
색소를 단독으로, 광산란을 적게 일으키는 비정질 상태의 박막의 형태로 존재시킬 수 있는 경우에는, 매트릭스 재료를 사용하지 않고, 색소의 비정질 박막을 광흡수층막으로서 사용할 수도 있다.
또한, 색소를 단독으로, 광산란을 일으키지 않는 미결정(microcrystalline) 응집체로서 존재시킬 수 있는 경우에는, 매트릭스 재료를 사용하지 않고, 색소의 미결정 응집체를 광흡수층막으로서 사용할 수도 있다. 본 발명에서 사용되는 열렌즈 형성 소자에 대하여 상술한 바와 같이, 광흡수층막으로서의 색소 미결정 응집체가, 열렌즈 형성층(수지 등), 전열층막(유리 등) 및/또는 보온층막(수지 등)에 적층되어 마련될 경우, 상기 색소 미결정의 입자경이 상기 신호광의 파장과 제어광의 파장 중 짧은 것의 1/5보다 작은 크기이면, 실질적으로 광산란을 일으키지 않는다.
[광흡수층막의 재료, 신호광의 파장 대역, 및 제어광의 파장 대역의 조합]
본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에서 사용되는 광흡수층막의 재료, 신호광의 파장 대역, 및 제어광의 파장 대역은, 사용 목적에 따라 적절한 조합을 선정하여 사용할 수 있다.
재료 선정의 일례에 있어서는, 우선, 사용 목적에 따라 신호광의 파장 또는 파장 대역을 결정한다. 이어서, 상기 설정된 신호광의 파장 또는 파장 대역을 제어함에 적합한 광흡수층막의 재료와 제어광의 파장의 조합을 선정하면 좋다. 또는, 사용 목적에 따라 신호광과 제어광의 파장을 먼저 결정한 후, 이 조합에 적합한 광흡수층막의 재료를 선정하면 좋다.
[광흡수막의 재료의 조성, 광흡수층 중의 광흡수막의 막두께, 및 열렌즈 형성층의 막두께]
본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에서 사용되는 열렌즈 형성층에 있어서, 광흡수층막은, "광흡수층막" 단독의 단층 막, "광흡수막/열렌즈 형성층" 구조를 포함하는 2층 구조, 또는, "광흡수막/열렌즈 형성층/광흡수막" 배치를 포함하는 3층 구조라도 좋다. 광흡수층막 전체의 두께는, 수속된 상기 제어광의 공초점거리(confocal distance)의 2배를 넘지 않는 것이 바람직하다. 또한, 한층 더 고속의 응답 속도를 달성하기 위해서는, 상기 모든 적층형 박막을 포함하는 광흡수층막의 두께는, 수속된 상기 제어광의 공초점거리를 넘지 않는 것이 바람직하다.
이러한 조건 하에서, 본 발명에서 사용되는 광흡수막의 재료의 조성 및 광흡수막 중의 광흡수막(1 또는 2장의 필름으로 됨)의 막두께는, 이들의 조합으로서, 광흡수층막을 투과하는 제어광 및 신호광의 투과율을 기준으로 하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 우선, 광흡수막의 재료 조성 중에서, 적어도 제어광 혹은 신호광을 흡수하는 성분의 농도를 결정하고, 이어서, 열렌즈 형성 소자를 투과하는 제어광 및 신호광의 투과율이 특정한 값으로 되도록 광흡수층 중의 광흡수막(1 또는 2장의 필름으로 됨)의 막두께를 선정할 수 있다. 또는, 우선, 장치 설계상의 필요에 따라, 광흡수층 중의 광흡수막(1 또는 2장의 필름으로 됨)의 막두께를 특정한 값으로 결정한 후, 열렌즈 형성 소자를 투과하는 제어광 및 신호광의 투과율이 특정한 값으로 되도록 광흡수막의 재료의 조성을 조정할 수 있다.
본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에서 사용되는 열렌즈 형성층에 있어서, 가능한 한 낮은 광 파워를 사용하여 충분한 크기 및 속도의 열렌즈 효과를 달성하기 위해 적합한, 광흡수층막을 투과하는 제어광 및 신호광의 투과율의 값은, 다음에 나타내는 바와 같다.
본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에서 사용되는 열렌즈 형성층에서는, 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막을 전파하는 제어광의 투과율이 90%∼0%로 되도록 광흡수층막 중의 광흡수 성분의 농도 및 상태의 제어, 광흡수층 중의 광흡수막(1 또는 2장의 필름으로 됨)의 막두께 선정을 행하는 것이 바람직하다.
한편, 제어광을 조사하지 않는 상태에 있어서, 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막을 전파하는 신호광의 투과율이 하한으로서 10% 이상, 또한 상한으로서는 100%에 무한히 근접하도록 광흡수층막 중의 광흡수 성분의 농도 및 상태의 제어, 광흡수층 중의 광흡수막(1 또는 2장)의 막두께 선정을 실시하는 것이 바람직하다.
광흡수층막 중의 열렌즈 형성층막 두께의 하한은, 이하에 기재하는 바와 같이, 열렌즈 형성층의 재료에 따라 선정된다.
[광흡수층막 중의 열렌즈 형성층막의 재료 및 두께]
단층의 광흡수막 그 자체가, 열렌즈 형성층으로서 기능해도 좋지만, 광흡수와 열렌즈 형성 기능의 각각에 최적인 재료를 별도로 선정하여 적층함이 바람직하다.
광흡수층막 중의 열렌즈 형성층막의 재료로서는 액체, 액정, 또는, 고체의 재료를 사용할 수 있다. 특히, 열렌즈 형성층이, 비정질의 유기 화합물, 유기 화합물 액체, 및 액정으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기 화합물로 이루어지면 바람직하다. 열렌즈 형성층의 재질이 액정 또는 액체인 경우, 광흡수막 및/또는 전열층막을 자기 형태 유지성의 재질로 작성하고, 열렌즈 형성층의 두께에 상당하는 공동(cavity)을 마련하고, 거기에 유동 상태의 열렌즈 형성층 재료를 주입함으로써 열렌즈 형성층을 작성할 수 있다. 한편, 열렌즈 형성층의 재질이 고체인 경우에는, 열렌즈 형성층의 한 면 또는 양면에 광흡수막을 적층시키면 좋다.
열렌즈 형성층을 형성함에 있어서는 1 이상의 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 열렌즈 형성층은 복수 종류의 고체 재료를 적층한 막이라도 좋고, 또는 고체와 액체 재료를 적층한 막이라도 좋다.
열렌즈 형성층의 두께는, 사용하는 재료의 종류에도 의하지만, 수 나노미터로부터 수백 마이크로미터의 범위의 두께이면 좋고, 수십 나노미터로부터 수십 마이크로미터의 범위이면 더 바람직하다.
상술한 바와 같이, 열렌즈 형성층막과 1 또는 2장의 광흡수막을 적층하여 이루어지는 광흡수층막의 총 두께는, 수속된 상기 제어광의 공초점거리의 2배를 넘지 않는 것이 바람직하다.
광흡수층막 중의 열렌즈 형성층막의 재료로서는 액체, 액정, 및, 고체 재료의 어느 것이라도 사용할 수 있지만, 상태에 관계없이, 굴절률의 온도 의존성이 큰 재료가 바람직하다.
주요 유기 화합물 액체 및 물의 굴절률의 온도 의존성의 물성치는 문헌(D. Solimini: J. Appl. Phys., vol. 37, 3314(1966))에 기재되어 있다. 파장 633 nm의 광에 대한 굴절률의 온도 변화(단위: 1/K)는, 물(0.8×10-4)에 비해 메탄올(3.9×10-4) 등의 알코올이 크고, 또한 시클로펜탄(5.7×10-4), 벤젠(6.4×10-4), 클로로포름(5.8×10-4), 이황화탄소(7.7×10-4) 등의 비수소결합성 유기 용매가 더 크다.
광흡수층막 중의 열렌즈 형성층의 재료로서 액정을 사용할 경우, 액정으로서는, 공지의 임의의 것을 사용할 수 있다. 사용가능한 액정의 구체예로는, 각종 콜레스테롤 유도체; 4'-n-부톡시벤질리덴-4-시아노아닐린, 4'-n-헥실벤질리덴-4-시아노아닐린 등의 4'-알콕시벤질리덴-4-시아노아닐린류; 4'-에톡시벤질리덴-4-n-부틸아닐린, 4'-메톡시벤질리덴아미노아조벤젠, 4-(4'-메톡시벤질리덴)아미노비페닐, 4-(4'-메톡시벤질리덴)아미노스틸벤 등의 4'-알콕시벤질리덴아닐린류; 4'-시아노벤질리덴-4-n-부톡시아닐린, 4'-시아노벤질리덴-4-n-헥실옥시아닐린 등의 4'-시아노벤질리덴-4-알콕시아닐린류; 4'-n-부톡시카르보닐옥시벤질리덴-4-메톡시아닐린, p―카르복시페닐n-아밀카보네이트, n-헵틸4-(4'-에톡시페녹시카르보닐)페닐카보네이트 등의 탄산 에스테르류; 4-n-부틸벤조산4'-에톡시페닐, 4-n-부틸벤조산4'-옥틸옥시페닐, 4-n-펜틸벤조산4'-헥실옥시페닐 등의 4-알킬벤조산4'-알콕시페닐에스테르류; 4,4'-디-n-아밀옥시아족시벤젠, 4,4'-디-n-노닐옥시아족시벤젠 등의 아족시벤젠 유도체; 4-시아노―4'-n-옥틸비페닐, 4-시아노―4'-n-도데실비페닐 등의 4-시아노―4'-알킬비페닐류 등의 액정을 사용할 수 있다. 또한, (2S,3S)-3-메틸―2-클로로펜타노익산4',4"-옥틸옥시비페닐, 4'-(2-메틸부틸)비페닐―4-카르복실산·4-헥실옥시페닐, 4'-옥틸비페닐-4-카르복실산4-(2-메틸부틸)페닐 등의 강유전성(ferroelectric) 액정을 사용할 수 있다.
광흡수층막 중의 열렌즈 형성층막의 재료로서 고체의 재료를 사용하는 경우에는, 광산란을 적게 일으키고 굴절률의 온도 의존성이 큰, 비정질의 유기 화합물이 특히 적합하다. 구체적으로는, 상기 매트릭스 재료와 마찬가지로, 각종 유기 고분자 재료 중에서 공지의 광학용 수지를 선정하여 사용할 수 있다. 문헌(기술정보협회편, "최신광학용 수지의 개발, 특성과 고정도 부품의 설계, 성형기술", 기술정보협회(1993), p.35)에 기재되어 있는 광학용 수지의 굴절률의 온도 변화(단위: 1/K)는, 예를 들면, 폴리(메타크릴산메틸) 1.2×10-4, 폴리카보네이트 1.4×10-4, 폴리스티렌 1.5×10-4이다. 이들 수지를 광흡수층막 중의 열렌즈 형성층막의 재료로서 적합하게 사용할 수 있다.
상기 유기 용매의 굴절률 온도 의존성은 상기 광학용 수지의 경우보다 크다는 장점이 있는 반면, 제어광 조사에 의한 온도 상승 동안에 이 유기 용매의 비점에 도달할 수 있다는 불편이 있다(고비점의 용매를 사용하는 경우에는, 이런 문제가 없음). 이에 반해, 모든 휘발성 불순물을 제거한 광학용 수지는, 예를 들면, 폴리카보네이트의 경우, 제어광 조사에 의한 온도 상승이 250℃를 넘는 가혹한 조건 하에서도 사용할 수 있다.
[보온층막]
보온층막이 기체인 경우에는, 공기 이외에, 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 등의 불활성 가스를 사용할 수 있다.
보온층막으로서 액체를 사용하는 경우에는, 그 액체가 열전도율이 광흡수층막의 열전도율과 같거나 더 작고, 제어광 및 신호광을 투과하고, 광흡수층막의 재질을 용해 또는 부식하지 않는 것이면, 임의의 공지된 액체를 사용할 수 있다. 예를 들면, 광흡수층막이 시아닌 색소를 함유한 폴리(메타크릴산메틸)로 이루어지는 경우, 유동성 파라핀을 보온층막으로서 사용할 수 있다.
보온층막으로서 고체를 사용하는 경우에는, 그 고체가 열전도율이 광흡수층막(광흡수막 및 열렌즈 형성층)의 열전도율과 같거나 더 작고, 제어광 및 신호광을 투과하고, 광흡수층막이나 전열층막의 재질과 반응하지 않는 것이면, 임의의 공지된 고체를 사용할 수 있다. 예를 들면, 광흡수층막이 시아닌 색소를 함유한 폴리(메타크릴산메틸)로 이루어지는 경우, 색소를 함유하지 않는 폴리(메타크릴산메틸)(300K에서의 열전도율 0.15 Wm-1K-1)을 보온층막으로서 사용할 수 있다.
[전열층막의 재료]
전열층막으로서는, 그 재질이 열전도율이 광흡수층막의 열전도율보다 크고, 광흡수층막이나 보온층막의 재질과 반응하지 않는 것이면, 임의의 공지된 재질을 사용할 수 있다. 열전도율이 높고, 가시광선의 파장 대역에서의 광흡수가 작은 재질로서, 다이아몬드(300K에서의 열전도율 900 Wm-1K-1), 사파이어(동 46 Wm-1K-1), 석영 단결정[c축에 평행한 방향으로 동 10.4 Wm-1K-1), 석영 유리(동 1.38 Wm-1K-1), 경질 유리(동 1.10 Wm-1K-1) 등을 예로 들 수 있다. 이들 재료는 전열층막으로서 적합하게 사용할 수 있다.
[광투과층의 재료]
본 발명에 의한 열렌즈 형성 소자는, 상기 제어광의 수속을 위한 굴절률 분포형 렌즈가, 열렌즈 형성 소자의 상기 제어광이 도입되는 입사측에, 광투과층을 사이에 두고 적층되어 있어도 좋다. 광투과층의 재질로서는, 보온층막 및/또는 전열층막의 재질과 같은 고체 재질을 사용할 수 있다. 광투과층은, 문자 그대로, 상기 제어광 및 신호광을 효율 좋게 투과시키는 층으로서 기능할뿐만 아니라, 굴절률 분포형 렌즈를 열렌즈 형성 소자의 구성 요소로서 접착하기 위한 접착제로서도 기능하는 것이다. 상기 광투과층으로서는 자외선 경화형 수지 또는 전자선 경화형 수지 중, 상기 제어광 및 신호광의 파장 대역의 광투과율이 높은 것을 특히 적합하게 사용할 수 있다.
[열렌즈 형성 소자의 작성 방법]
본 발명에서 사용되는 열렌즈 형성 소자의 작성 방법으로서는, 열렌즈 형성 소자의 구성 및 사용하는 재료의 종류에 따라 공지의 방법을 선정할 수 있다.
예를 들면, 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수막에 사용되는 광흡수성의 재료가 상술한 바와 같은 단결정인 경우, 단결정의 절삭 및 연마 가공에 의해 광흡수막을 작성할 수 있다.
예를 들면, 색소를 함유한 매트릭스 재료로 이루어지는 광흡수막, 광학용 수지로 이루어지는 열렌즈 형성층, 및 광학용 유리로 이루어지는 전열층막을 조합하여 사용한, "전열층막/광흡수막/열렌즈 형성층/광흡수막/전열층막" 구성의 열렌즈 형성 소자를 작성하기 위해서는, 이하에 열거하는 바와 같은 방법에 의해, 우선, 전열층막상에 광흡수막을 작성할 수 있다.
색소 및 매트릭스 재료를 용해한 용액을, 전열층막으로서 사용하는 유리판상에, 도포법, 블레이드 코팅법, 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 디핑법, 및 스프레이법 등에 의해 도공하거나, 또는, 평판, 철판, 요판, 공판, 스크린, 전사 등에 의해 인쇄하여, 광흡수막을 형성한다. 광흡수막의 형성에 졸겔법에 의한 무기계 매트릭스 재료 작성 방법을 사용할 수도 있다.
전열층막상에 광흡수막을 형성하기 위해, 전착법, 전해 중합법, 미셀 전해법(일본 특개소63-243298호 공보) 등의 전기화학적 성막 방법을 사용할 수 있다.
또한, 물 표면상에 형성한 단분자막을 이동시키는 란그미어·블로젯트법(Langmuir-Blodgett technique)을 사용할 수도 있다.
원료 모노머의 중합 또는 중축합 반응을 이용하는 것으로, 모노머가 액체인 경우, 주형성형법, 반응사출성형법, 플라스마중합법, 및, 광중합법 등의 방법이 있다.
승화전사법, 증착법, 이온빔법, 스퍼터링법, 플라스마중합법, CVD법, 유기분자선증착법 등의 방법을 사용할 수도 있다.
복합형 광학 박막의 제조 방법(일본 특허등록 제2599569호 공보)을 사용할 수도 있다. 이 방법에서는, 2 성분 이상의 유기계 광학 재료 성분을, 용액 또는 분산액 상태로, 각각의 성분에 마련한 분무 노즐로부터 고진공 용기 내에서 분무하여 기판상에 퇴적시킨다. 그리고나서, 상기 기판을 가열 처리한다.
이상과 같은 고체 광흡수막의 작성 방법은, 고체의 유기 고분자 재료로 이루어지는 보온층막을 작성하는 경우에도 적합하게 사용할 수 있다.
이어서, 열가소성 광학용 수지를 사용하여 열렌즈 형성층을 작성할 경우, 진공 핫 프레스법(일본 특개평4-99609호 공보)에 의해, "전열층막/광흡수막/열렌즈 형성층/광흡수막/전열층막" 구성의 열렌즈 형성 소자를 작성할 수 있다. 즉, 열가소성 광학용 수지의 분말 또는 시트를, 상기 방법 중 하나에 의해 그 표면상에 형성된 광흡수막을 갖는 2장의 전열층막(유리판)의 사이에 끼워, 고진공 상태에서 가열 및 프레스함으로써, 상기 구성의 다층형 박막 소자를 작성할 수 있다.
[굴절률 분포형 렌즈의 재료와 작성 방법]
본 발명에서 사용되는 열렌즈 형성 소자에 있어서, 상기 제어광을 수속하기 위한 굴절률 분포형 렌즈는, 열렌즈 형성 소자의 상기 제어광이 도입되는 입사측에, 광투과층을 사이에 두고 적층되어 있어도 좋다. 이 굴절률 분포형 렌즈를 작성함에 있어서는 임의의 공지된 재료와 작성 방법을 사용할 수 있다.
예를 들면, 모노머의 삼투·확산 현상을 이용하여, 굴절률 분포형 렌즈를 유기 고분자계 재질로 작성할 수 있다(M. Oikawa, K. Iga, T. Sanada: Jpn. J. Appl. Phys, 20(1), L51-54(1981)). 즉, 모노머 교환 기술에 의해, 굴절률 분포 렌즈를 평탄한 기판상에 모놀리틱(monolithic)하게 만들 수 있다. 예를 들면, 저굴절률 플라스틱으로서의 메타크릴산메틸(n=1.494)을, 3.6 mmφ의 디스크형 마스크의 주변으로부터, 고굴절률을 갖는 폴리(이소프탈산디아크릴)(n=1.570)의 평탄한 플라스틱 기판 중으로 확산시킨다.
또한 무기 이온의 확산 현상을 이용하여, 굴절률 분포형 렌즈를 무기 유리계 재질로 작성할 수 있다(M. Oikawa, K. Iga: Appl. 0pt., 21(6), 1052-1056(1982)). 구체적으로는, 유리 기판에 마스크를 부착한 후, 그 마스크 내에, 포토리소그래피 방법에 의해 직경 약 100 μm의 원형창을 마련한다. 그리고나서, 상기 유리 기판을 용해염에 담그어, 이온교환을 하여 굴절률 분포를 형성한다. 이 과정은 수시간에 걸쳐 전계를 인가하여 이온교환를 촉진시키면서 행한다. 이 방법을 사용함으로써, 직경 0.9 mm, 초점거리 2 mm, 개구수 NA=0.23의 렌즈가 형성되게 할 수 있다.
[빔 웨이스트 직경의 계산]
본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에 있어서 열렌즈 효과를 유효하게 활용하기 위해서는, 초점(집광점) 근방의 광자 밀도가 가장 높은 영역, 즉 "빔 웨이스트"에서의 상기 신호광의 빔 단면적이, 빔 웨이스트에서의 상기 제어광의 빔 단면적을 넘지 않도록, 상기 신호광 및 상기 제어광의 빔 단면의 형상 및 크기를 각각 선정하는 것이 바람직하다.
이하, 진행 방향 빔 단면의 전장(electric field)의 진폭 분포 또는 광속의 에너지 분포가 가우스 분포의 형태를 취하는 가우스 빔을 사용하는 경우에 대하여 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서는, 빔 수속 수단으로서 집광 렌즈(굴절률 분포형 렌즈)를 사용하지만, 그 대신에 오목 거울이나 굴절률 분산형 렌즈를 상기 빔 수속 수단으로 해도 좋다.
가우스 빔을, 도 1 등의 집광 렌즈(31) 등에 의해, 개방 각도 2θ로 수속시켰을 때의 초점(301) 근방에서의 광선속(beam flux) 및 파면(300)의 모양을 도 12에 나타낸다. 여기서, 파장 λ의 가우스 빔의 직경 2ω가 최소로 되는 위치를 "빔 웨이스트"라고 한다. 이하, 빔 웨이스트 직경을 2ωo로 나타내기로 한다. 광의 회절 작용 때문에, 2ωo는 0으로 되지 않고, 유한한 값을 갖는다. 또, 빔 반경 ω 및 ωo의 정의는, 에너지가 가우스 빔의 빔 중심 부분에서의 에너지의 1/e2(e는 자연 대수의 베이스)이 되는 위치를 빔 중심으로부터 측정한 거리이다. 빔 직경은 2ω 또는 2ωo로 표시된다. 광자 밀도는 빔 웨이스트의 중심에서 가장 높다.
가우스 빔의 경우, 빔 웨이스트로부터 충분히 먼 곳에서의 빔 개방 각도 θ는 파장 λ 및 빔 웨이스트 직경 ωo과, 다음 식〔1〕에 의해 관련지을 수 있다.
π ·θ·ωo ≒ λ… 〔1〕
여기서, π는 원주율이다.
"빔 웨이스트로부터 충분히 먼 곳"의 조건을 충족하는 경우에만, 이 식을 사용하여, 집광 렌즈에 입사하는 빔 반경 ω, 집광 렌즈의 개구수 및 초점거리로부터, 집광 렌즈로 집광된 빔 웨이스트 직경 ωo를 계산할 수 있다.
또한, 일반적으로, 유효 개구 반경 a 및 개구수 NA의 집광 렌즈에 의해, 평행 가우스 빔(파장 λ)을 수속시킨 경우에 얻어지는 빔 웨이스트 직경 2ωo 는, 다음 식〔2〕로 표시할 수 있다.
2 ωo ≒ k ·λ/NA … 〔2〕
여기서, 계수 k는 대수적으로 풀 수 없기 때문에, 이 식은 렌즈 결상면에서의 광 강도 분포에 관한 수치 해석 계산을 행함으로써 결정할 수 있다.
집광 렌즈의 유효 개구 반경 a와 상기 집광 렌즈에의 입사광의 반경 ω의 비율을 변화시키면서 수치 해석 계산을 실시하면, 식〔2〕의 계수 k의 값은 이하와 같이 구해진다.
a/ω = 1인 때; k ≒ 0.92
a/ω = 2인 때; k ≒ 1.3
a/ω = 3인 때; k ≒ 1.9
a/ω = 4인 때; k ≒ 3
즉, 집광 렌즈의 유효 개구 반경 a에 대한 빔 반경 ω의 비율이 작을수록, 빔 웨이스트 직경 ω0는 커진다.
예를 들면, 집광 렌즈로서 개구수 0.25, 유효 개구 반경 약 5 mm의 렌즈를 사용하여, 파장 780 nm의 신호광을 수속했을 때, 집광 렌즈에 입사하는 빔 반경 ω가 5 mm이면 a/ω는 약 1이고 빔 웨이스트의 반경 ωo는 1.4 μm이다. 한편, ω가 1.25 mm이면 a/ω는 약 4이고 ωo는 4.7 μm로 계산된다. 파장 633 nm의 제어광도 같은 방법으로 수속시킨다. 이 경우에, 반경 ω가 5 mm이면 a/ω는 약 1이고 빔 웨이스트의 반경 ωo는 1.2 μm로 계산된다. ω가 1.25 mm이면 a/ω는 약 4이고 ωo는 3.8 μm 로 계산된다.
이 예에 나타나 있는 바와 같이, 빔 웨이스트, 즉, 집광 렌즈의 초점 근방의 광자 밀도가 가장 높은 영역에서의 광 빔의 단면적은, 집광 렌즈로 입사하는 광 빔의 강도 분포가 평면파에 가깝게 될 때까지 빔 직경을 확대(빔 엑스펀드(beam expand))함으로써, 최소화할 수 있다. 또한 집광 렌즈로 입사하는 빔 직경이 동일할 경우, 광의 파장이 짧을수록, 빔 웨이스트 직경은 작아짐도 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에 있어서 열렌즈 효과를 유효하게 활용하기 위해서는, 광자 밀도가 가장 높은, 빔 웨이스트 근방에서의 상기 신호광의 빔 단면적이, 빔 웨이스트에서의 상기 제어광의 빔 단면적을 넘지 않도록, 상기 신호광 및 상기 제어광의 빔 단면의 형상 및 크기를 각각 선정하는 것이 바람직하다. 신호광 및 제어광 모두 가우스 빔을 사용하는 경우라면, 이상의 설명 및 계산식에 따라서, 신호광 및 제어광의 빔 직경을, 집광 렌즈 등의 수속 수단에 의해 수속하기 전의 평행광의 상태에서, 파장에 따라 빔 확대 등을 행하여 조정할 수 있다. 이렇게 하여, 광자 밀도가 가장 높은, 빔 웨이스트 근방에서의 상기 신호광의 빔 단면적이, 빔 웨이스트에서의 상기 제어광의 빔 단면적을 넘지 않도록 할 수 있다. 빔 확대의 수단으로서는, 2개의 볼록 렌즈로 이루어지는 케플러형의 광학계 등의 공지의 광학 시스템을 사용할 수 있다.
[공초점거리 Zc의 계산]
일반적으로, 가우스 빔의, 볼록 렌즈 등의 수속 수단을 사용하여 광속을 수속시켜 생성된 광속의 빔 웨이스트 근방에서의 구간, 즉, 양 초점 사이의 공초점거리 Zc의 구간에서는, 이 구간에서의 수속된 빔은 거의 평행광으로 간주할 수 있다. 공초점거리 Zc는, 원주율 π, 빔 웨이스트 반경 ωo 및 파장 λ를 사용한 식〔3〕으로 표시할 수 있다.
Zc = πωo 2/ λ … 〔3〕
식〔3〕에 식〔2〕을 대입하면, 식〔4〕이 얻어진다.
Zc ≒ π (k/NA)2 λ/4 … 〔4〕
예를 들면, 집광 렌즈로서 개구수 0.25, 유효 개구 반경 약 5 mm의 렌즈를 사용하여, 파장 780 nm의 신호광을 수속했을 때, 집광 렌즈에 입사하는 빔 반경 ω가 5 mm이면 a/ω는 약 1이고 빔 웨이스트의 반경 ωo는 1.4 μm이다. 그러므로 공초점거리 Zc는 8.3 μm로 계산된다. ω가 1.25 mm이면 a/ω는 약 4이고 ωo는 4.7 μm, 그러므로 공초점거리 Zc는 88 μm로 계산된다. 같은 방법으로 파장 633 nm의 제어광도 수속되게 할 수 있다. 이 경우에, 빔 반경 ω가 5 mm이면 a/ω는 약 1이고 빔 웨이스트의 반경 ωo는 1.2 μm이다. 그러므로 공초점거리 Zc는 6.7 μm로 계산된다. ω가 1.25 mm이면 a/ω는 약 4이고 ωo는 3.8 μm, 그러므로 공초점거리 Zc는 71 μm로 계산된다.
[집광 렌즈 및 수광 렌즈의 개구수]
본 발명의 광로 전환 장치 및 방법에서는, 신호광 및 제어광을 동축(同軸)으로 집광 렌즈에 의해 수속시켜 열렌즈 형성 소자 중에 초점을 맺도록 조사하고 있다. 열렌즈 형성 소자로부터 통상보다 큰 개방 각도로 출사하는 광을 수광 렌즈로 수광하여 평행광으로 콜리메이트(collimate)할 경우, 이 수광 렌즈의 개구수(이하, "NA"라 함)는, 집광 렌즈의 NA보다 큰 것이 바람직하다. 수광 렌즈의 NA는, 집광 렌즈의 NA의 2배 이상인 것이 더 바람직하다. 단, 집광 렌즈에 입사하는 빔 반경 ω보다 집광 렌즈의 유효 개구 반경 a가 더 큰(즉, a/ω>1) 경우에는, 집광 렌즈의 실질적 NA는 집광 렌즈의 실제 NA보다 작다. 따라서, 수광 렌즈의 NA치는, 집광 렌즈의 실질적 NA(실제 NA가 아니라)보다 큰 것이 바람직하며, 집광 렌즈의 NA의 2배 이상인 것이 더 바람직하다. 수광 렌즈의 NA를 집광 렌즈의 NA의 2배 이상으로 함으로써, 신호광의 빔 직경이 열렌즈 형성 소자에 입사할 때의 2배 이상까지 확대되어도, 손실없이 수광하는 것이 가능하게 된다.
[광흡수층막의 최적 막두께]
광흡수층막을 구성하는 1 또는 2장의 광흡수막의 막두께를 바꾸지 않고, 열렌즈 형성층의 두께를 바꾸어서, 광학 밀도가 일정하고 광흡수층막의 막두께가 다른 시료를 제작하였다. 상기 시료를 사용하여 실험한 결과, 상술한 바와 같이 계산되는 공초점거리 Zc의 2배를 광흡수층막의 막두께의 상한으로 했을 때, 열렌즈 효과의 광응답 속도가 충분히 고속으로 됨을 알았다.
광흡수층막의 막두께의 하한에 대해서는, 열렌즈 효과가 발휘되는 한, 그 두께는 얇으면 얇을수록 바람직하다.
[보온층막의 막두께]
보온층막의 막두께에 대한, 광응답의 크기 및/또는 속도를 최대로 하기 위한 최적치(하한치 및 상한치)는, 열렌즈 형성 소자의 구성, 광흡수층막의 재질 및 두께, 보온층막의 재질, 전열층막의 재질 및 두께와 같은 인자에 따라, 실험적으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 전열층막으로서 통상의 붕규산 유리, 보온층막 및 열렌즈 형성층의 재질로서 폴리카보네이트, 광흡수막으로서 백금프탈로시아닌의 증착막을 사용하여 열렌즈 형성 소자를 형성할 수 있다. 이러한 열렌즈 형성 소자의 구성은 다음과 같다: 유리(막두께 150 μm의 전열층막)/폴리카보네이트 수지층(보온층)/백금프탈로시아닌 증착막(광흡수막; 막두께 0.2 μm)/폴리카보네이트 수지층(열렌즈 형성층; 막두께 20 μm)/백금프탈로시아닌 증착막(광흡수막; 막두께 0.2 μm)/폴리카보네이트 수지층(보온층)/유리(전열층막; 막두께 150 μm). 이 구성에 있어서, 보온층막의 막두께는 바람직하게는 5 nm∼5 μm이며, 더 바람직하게는 50 nm∼500 nm이다.
[전열층막의 막두께]
전열층막의 막두께에 대한, 광응답의 크기 및/또는 속도를 최대로 하기 위한 최적치(이 경우에는, 하한치만)는, 열렌즈 형성 소자의 구성, 광흡수층막의 재질 및 두께, 보온층의 재질 및 두께, 전열층막의 재질 등의 인자에 따라, 실험적으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 전열층막으로서 통상의 붕규산 유리, 보온층막 및 열렌즈 형성층의 재질로서 폴리카보네이트, 광흡수막으로서 백금프탈로시아닌의 증착막을 사용하여, 열렌즈 형성 소자를 형성할 수 있다. 이러한 열렌즈 형성 소자의 구성은 이하와 같다: 유리(전열층막; 막두께 150 μm)/폴리카보네이트 수지층(보온층)/백금프탈로시아닌 증착막(광흡수막; 막두께 0.2 μm)/폴리카보네이트 수지층(열렌즈 형성층; 막두께 20 μm)/백금프탈로시아닌 증착막(광흡수막; 막두께 0.2 μm)/폴리카보네이트 수지층(보온층)/유리(전열층막; 막두께 150 μm). 이러한 구성의 열렌즈 형성 소자에 있어서, 전열층막의 두께의 하한은, 바람직하게는 10 μm, 더욱 바람직하게는 100 μm이다. 또, 전열층막의 막두께의 상한에 관하여는 광응답의 크기 및/또는 속도로부터의 제약은 없지만, 사용되는 집광 렌즈 및 수광 렌즈 각각의 작동 방법, 초점거리 및 작동거리(워킹 디스턴스)와 정합시켜 설계할 필요가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 태양에 대하여, 구체적인 실시예를 참조하면서 상세하게 설명한다.
실시예 1
도 1에는 실시예 1의 광로 전환 장치의 개략적인 구성이 나타나 있다. 도 1 의 광로 전환 장치는, 각각 "제어광 광원, 이색성 거울(dichroic mirror), 집광 렌즈, 열렌즈 형성 소자, 수광 렌즈, 및 구멍 있는 거울"로 이루어지는 광로 전환 유닛을 3단 직렬로 연결하여 형성된 장치의 예이다. 광로 전환 유닛의 연결수는, 원리적으로는 1 이상이면 특히 제한은 없다. 그러나, 실제로는, 각 광로 전환 유닛 당의 신호광의 투과율, 광로 전환 장치에 입사하는 신호광의 초기 강도, 및 최종적으로 필요한 신호광 강도로부터, 연결가능한 단수가 계산된다. 예를 들면, 유닛 당 투과율이 80%이면, 3단 직렬 연결 유닛으로 이루어지는 장치의 총 투과율은 51%로 된다.
이하, 도 1에 나타내는 3단 직렬 연결된 유닛으로 이루어지는 광로 전환 장치를 예로 하여, 상세하게 설명한다. 도 2A, 도 2B 및 도 3A, 도 3B는, 도 1에서의 집광 렌즈(31) 및 열렌즈 형성 소자(1)을 나타내는 부분도이다. 도 4A, 도 4B는, 도 2A∼도 3B에 나타낸 구성 요소에 더하여, 수광 렌즈(41) 및 구멍 있는 거울(61)을 더 나타내는 부분도이다. 상기 모든 도면 도 1∼도4B에서, 열렌즈 형성 소자(1)를 "전열층막(91)/광흡수층막(92)/전열층막(93)" 의 구성으로 된 3층 구조로서 도면에 나타내지만, 열렌즈 형성 소자(1)는 이러한 구성에 한정되지 않는다.
광섬유(100)로부터 출사한 입사 신호광(110)을, 콜리메이터 렌즈(collimator lens)(30)에 의해, 빔 반경 5.0 mm의 거의 평행 광선이 되도록 조정한다. 본 실시예에서는, 신호광의 광원으로서, 발진(oscillation) 파장 780 nm의 반도체 레이저를 사용하고 있다. 발진 파장 1350 nm 또는 1550 nm의 반도체 레이저광을 사용해도 좋다. 또한, 본 실시예에서는, 열렌즈 형성 소자(1, 2, 3)에 각각 열렌즈를 형성시키기 위한 제어광(121, 122, 123)을 생성하는 제어광 광원(21, 22, 23)으로서, 어느 것이나 발진 파장 650 nm의 반도체 레이저를 사용했다. 신호광의 광로는 제어광을 온·오프함으로써 전환한다. 제어광(121, 122, 123)은, 어느 것이나 빔 반경 4.5 mm의 실질적으로 평행광이 되도록, 성형하여 사용한다. 각 제어광 광원의 레이저 파워는, 각 집광 렌즈(31, 32, 33)의 전방에서 2∼10 mW로 한다.
제어광(121, 122, 123), 및 신호광(110, 111, 112)을 공통의 집광 렌즈(31, 32, 33)에 의해 각각 수속시켜 열렌즈 형성 소자(1, 2, 3)에 각각 조사한다. 이색성 거울(51, 52, 53)을 사용하여, 신호광과 제어광을, 서로 동축이고 평행하도록 조정함으로써, 제어광 및 신호광의 각각의 빔 웨이스트가 열렌즈 형성 소자 중에서 서로 겹치도록 한다. 이러한 배치에 의해, 제어광의 빔 웨이스트 영역에서의 광흡수에 의해 생성된 열렌즈 효과를, 신호광의 진행 방향을 변경하는 데에 효율 좋게 활용할 수 있게 된다.
레이저광을 렌즈로 집광하면, 빔 웨이스트(집광점 또는 초점)에서의 광 강도 분포는, 가우스 분포를 취한다. 광흡수막에 의해 흡수되는 파장 대역의 레이저광을 제어광으로 사용한다. 이 레이저광을, 광흡수막을 포함하는 열렌즈 형성 소자에 집광 렌즈를 통과시켜 조사하고, 열렌즈 형성층을 포함하는 광흡수층막 중에 수속시킨다. 그 결과, 광흡수막이 레이저광을 흡수하여 열렌즈 형성층의 온도가 상승하고, 그 결과, 굴절률이 낮아진다. 상술한 바와 같이 가우스 분포를 갖는 광을 조사하면, 광 강도가 최강인 가우스 분포의 중심 부분이 수속되어 조사된 상기 광흡수층막의 영역이 "광흡수의 중심"으로 된다. 이 중심 부분은 굴절률이 가장 낮을 뿐 아니라, 온도가 가장 높다. 광흡수의 중심 부분으로부터 외부로 향하여 광흡수가 열로 변한다. 이 열 및 외부로 전파되는 열에 의해, 열렌즈 형성층을 포함하는 광흡수층막의 굴절률이 광흡수 중심으로부터 외부로 향하여 구상으로(sperical) 변화되어, 광흡수 중심의 굴절률이 낮고 외부로 향하여 굴절률이 높아지는 분포를 생기게 한다. 이 배치는 오목 렌즈로서 기능한다. 광은 굴절률이 더 작은 영역을 더 빠른 속도로 통과한다. 따라서, 광 강도가 강한, 가우스 분포의 중심 부분에 의해 조사된 영역을 통과하는 광속은, 광 강도가 약한 가우스 분포의 주변 부분에 의해 조사된 영역을 통과하는 광속보다 크다. 따라서, 광은 광 강도가 약한 가우스 분포의 주변 부분에 의해 조사된 방향으로 굽어진다. 이 효과는, 대기 중에서 생성되는 오목 렌즈의 효과와 같다.
본 실시예에서는, 열렌즈 형성 소자(1, 2, 3)를 통과한 신호광을 수광 렌즈(41, 42, 43)에 의해 실질적으로 평행광으로 콜리메이트한다. 이 수광 렌즈의 개구수(NA)는, 집광 렌즈의 NA보다 크게 선정된다. 본 실시예에서는, 집광 렌즈의 NA는 0.25, 수광 렌즈의 NA는 0.55였다. 수광 렌즈의 NA는, 집광 렌즈의 NA의 2배 이상이 바람직하다. 이 관계가 만족되는 한, 집광 렌즈와 수광 렌즈의 NA의 조합은, 이 실시예와 다른 조합도 가능하다. 수광 렌즈의 NA를, 집광 렌즈의 NA의 2배 이상으로 하면, 신호광의 빔 직경이 열렌즈 형성 소자에 입사할 때의 2배 이상까지 확대되어도, 손실없이 수광하는 것이 가능하게 된다. 본 실시예에서는 집광 렌즈와 수광 렌즈의 초점거리는 동일하며, 집광 렌즈의 유효 직경은 약 10 mm이다.
수광 렌즈(41, 42, 43)에 의해 콜리메이트한 신호광을 각 구멍 있는 거울(61, 62, 63)에 조사한다. 후에 더 상세하게 서술하는 바와 같이, 이 구멍 있는 거울을 설치함으로써 신호광의 광로를 전환하는 것이 가능하게 된다.
한편, 광흡수층막의 흡수 대역 내의 파장을 갖는 제어광과 투과 대역 내의 파장을 갖는 신호광을, 도 2A에 나타나 있는 바와 같이 열렌즈 형성 소자(1)의 광흡수층막의 입사면에 가까운 위치(5)에서 초점을 맺도록 동시에 조사해도 좋다. 이 경우, 도 3A에 나타나 있는 바와 같이, 제어광에 의해, 입사면에 가까운 위치에 열렌즈(50)가 형성된다. 이 열렌즈(50)에 기인하여, 신호광은 그 단면이 링 모양으로 퍼져서, 통상의 출사광(200)보다 큰 개방 각도의, 확산된 출사광(201)으로서 출사된다. 한편, 도 2B에 나타나 있는 바와 같이, 제어광과 신호광을, 열렌즈 형성 소자의 광흡수층막의 출사면에 가까운 위치(6)에서 초점을 맺도록 동시에 조사한다. 이 경우, 도 3B에 나타나 있는 바와 같이, 제어광에 의해 출사면에 가까운 위치에 열렌즈(60)가 형성된다. 이 열렌즈(60)에 기인하여, 신호광은 수속된 출사광(117)으로서 출사한다. 도 2A 및 도 2B의 양 경우에서, 제어광의 조사를 중지하면, 신호광은 열렌즈(50, 60)의 영향을 받지 않고, 통상의 개방 각도의 출사광(200)으로서 출사한다.
상술한 열렌즈 효과를 조사하기 위하여, 열렌즈 효과의 존재와 집광점 위치의 차이에 따라 생성된, 신호광 빔 단면에서의 광 강도 분포에 있어서의 차이를 결정하는 측정을 행했다. 더 구체적으로, 도 1 또는 도 4A 및 도 4B에 개요를 나타낸, NA 0.55의 수광 렌즈(41) 및 NA 0.25의 집광 렌즈(31)를 갖는 장치에 있어서, 거울(61) 대신에 도 7에 개요를 나타낸 광 강도 분포 측정 장치(700)를 설치하였다. 열렌즈 형성 소자(1)를 투과한 신호광 빔 전부를, 콜리메이트를 위해, 수광 렌즈(41)에 의해 수광했다. 상기 평행광을 상기 광 강도 분포 측정 장치의 수광부(701)(유효 직경 20 mm)에 입사시켜, 신호광 빔 단면의 광 강도 분포를 측정했다. 측정 결과를 도 8, 도 9, 및 도 10에 나타낸다. 광 강도 분포 측정 장치(700)에는, 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 수광부(701)에 폭 1 mm의 제1 슬릿(702)을 설치했다. 제1 슬릿의 길이 방향, 즉, 도 7의 점(710)부터 점(720)의 방향으로, 폭 25 μm의 제2 슬릿(703)을 일정 속도로 이동시킨다. 상기 광 강도 분포 측정 장치(700)는, 2장의 슬릿이 만드는 1 mm×25 μm의 장방형의 창을 통과한 광의 강도를, 상기 창의 이동에 따라 측정함으로써, 상기 창의 이동에 따른 광 강도를 측정한다. 상기 창의 이동 위치에 따라 광 강도를 측정할 때는, 예를 들면, 제2 슬릿(703)의 이동 속도에 동기시킨 스토리지 오실로스코프(스토리지 오실로스코프)를 사용하여, 상기 창을 통과한 광을 수광한 검출부의 출력을 기록하면 좋다. 도 8∼도 10의 각각은, 이상과 같이 하여, 스토리지 오실로스코프에 의해 기록된 신호광의 광 빔 단면에서의 광 강도 분포를 나타낸다. 도 8∼도 10에서 좌표계는, 가로축(광 빔 단면내의 위치)상에서 0이 수광부(701)의 중심을 나타내도록 정의된다. 또한, 도 7에서 점(710)의 위치는 마이너스 방향에 있고, 점(720)의 위치는 플러스 방향에 있다. 세로축은 광 강도를 나타낸다.
도 8은, 도 4A에 대응하여, 열렌즈 형성 소자(1)에 제어광이 입사하지 않고, 신호광만이 입사한 경우의 상기 신호광 빔 단면의 광 강도 분포이다. 이 경우의 광 강도 분포는, 중심 부분의 강도가 강하고, 주변으로 감에 따라 강도가 약해지는 분포(대략 "가우스 분포")이다. 따라서 이 경우에 충분한 크기의 구멍(161)을 갖는 거울(61)을 도 4A에서와 같이 설치하면, 신호광 빔(111)의 전부가 거울(61)의 구멍(161)을 통과할 수 있다. 여기서, 평행광으로서 집광 렌즈(31)(초점거리 f1)에 입사하는 신호광의 빔 직경을 d1, 수광 렌즈(41)(초점거리 f2)에 의해 평행광으로 한 신호광 빔(111)의 빔 직경을 d2라고 하면,
f1:f2=d1:d2 … 〔5〕
이므로, d2는 다음 식 〔6〕에 의해 구해진다.
d2=(f2/f1)×d1 … 〔6〕
거울(61)은, 본 실시예 1에서는 신호광의 광축과 45도 각도로 설치되어 있다. 또한, 구멍(161)을 통과하는 신호광의 단면은 원형이다. 따라서, 구멍(161)의 형상은 단경 D1, 장경 D2의 타원일 필요가 있다. D1과 D2의 관계는 다음 식〔7〕으로 나타낼 수 있다.
여기서, 거울(61)의 구멍(161)의 단경 D1은, 식〔6〕으로부터 구해지는 신호광 빔(111)의 빔 직경 d2보다 커야한다. 단, D1이 지나치게 크면 제어광의 조사에 의해 링 모양으로 확대된 신호광의 일부도 구멍을 통과해버려 바람직하지 않다. 따라서, D1의 최적치는 d2의 1.02∼1.2배이며, 더 바람직하게는 1.01∼1.1배이다.
본 실시예 1에서, 집광 렌즈(31)의 초점거리 f1과 수광 렌즈(41)의 초점거리 f2는 동일하다. 따라서 집광 렌즈(31)에 입사하는 신호광(110)의 빔 직경 d1과 수광 렌즈(41)에 의해 평행광으로 한 신호광(111)의 빔 직경 d2은 동일하며, 상술한 바와 같이 10 mm이다. 따라서, 본 실시예 1에서 거울(61)의 구멍(161)의 단경 D1은 10.2 mm∼12 mm이 바람직하고, 더 바람직하게는 10.1 mm∼11 mm이다. 실시예 1의 단경 D1의 실제 값은 10.5 mm였다. D2는 식〔7〕으로부터 14.8 mm로 계산되었다. 또한 거울의 사이즈는, 직경 30 mm의 빔을 45도 각도로 반사하기에 충분한 크기(한 변의 길이가 50 mm인 정방형)의 것을 사용했다.
도 9는, 초점(집광점)을 열렌즈 형성 소자(1)의 집광 렌즈(31)에 가까운 위치(5)(광의 입사측)에 설정하고, 제어광을 조사했을 때의 신호광 빔 단면의 광 강도 분포이다. 이 경우의 광 강도 분포는, 중심 부분의 광 강도가 약하고, 주변에서 링 모양으로 광 강도가 증대하는 분포로 되어 있다. 신호광 빔 단면의 중심부의 광 강도는, 제어광 강도 및 열렌즈 형성 소자(1)와 초점의 위치 관계에 의존하여 감소한다. 제어광 강도가 늘어남에 따라, 신호광 빔 단면의 중심부의 광 강도는 0에 접근한다. 또한 신호광 강도가 극대인 부분은, 원래의 빔 직경(직경 약 15 mm 부근의 부분) 너머에 위치해 있었다.
도 10에 대응하는 열렌즈 효과의 사용에 대해서는, 실시예 2에 기재한다.
이상을 정리하면, 도 3A의 광학 배치에 있어서, 제어광 조사의 유무에 대응하여, 열렌즈 형성 소자를 통과한 신호광의 빔 단면의 광 강도 분포가 도 9의 링 모양 분포(제어광 조사의 경우)와 도 8의 가우스 분포(제어광 비조사의 경우) 사이에서 전환할 수 있다. 이들 2종류의 신호광 빔 단면에서의 광 강도 분포는, 그 분포의 형상에 적합한 구멍과 형상을 갖는 거울에 의해, 각각 별개로 취출할 수 있으며, 이에 의해, 신호광의 광로의 전환이 가능하게 된다.
거울(61)은, 본 실시예 1에서는, 신호광의 광축과 45도의 각도로 설치된다. 거울(61)의 거울면은, 유리면상에 알루미늄막을 스퍼터 또는 증착하여 작성했다. 거울(61)의 구멍(161)은, 유리에 타원 모양의 구멍을, 경사각 45도로 뚫어서 작성했다. 구멍을 만드는 대신에, 타원 모양으로 알루미늄 반사막의 부착을 생략해도 좋다. 그러나, 유리면은 입사광의 수%를 반사하고, 이것이 신호광의 감쇠 및 크로스 토크(cross talk)를 일으킬 수 있으므로, 구멍을 만드는 편이 바람직하다. 반사막은 알루미늄으로 이루어진 막에 한하지 않고, 사용하는 제어광과 신호광 양자를 반사하는, 예를 들면, 금, 은과 같은 임의의 재료로 되는 막이라도 좋다.
상술한 광로 전환에 의해, 신호광 본래의 진행 방향으로부터 90도 변환하여 취출한 신호광(211, 212, 213)은, 집광 렌즈(71, 72, 73)에 의해 집광하여 광섬유(11, 12, 13)에 각각 입사된다.
제어광의 광원(21, 22, 23)이 모두 소등된 경우, 신호광은 열렌즈 효과를 받지 않고, 신호광(111), (112), 이어서 (113)으로서 출사된다. 출사 신호광(113)은 집광 렌즈(40)에 의해 수속되어 광섬유(101)에 입사된다.
신호광을, 광섬유(11, 12, 13, 101) 대신에 검출기 등에 입사되게 하여, 운반된 정보를 전기 신호로 변환하여 취출해도 좋다.
열렌즈 형성 소자(1, 2, 3)에서의 제어광의 투과율이 0%가 아닌 한, 그 투과율 값에 상응하는 양만큼의 제어광도 열렌즈 형성 소자(1, 2, 3)를 투과하여 출사된다. 이 제어광이 후단의 열렌즈 형성 소자에 입사하여 오동작 또는 크로스토크를 일으키는 것을 피하기 위해, 열렌즈 형성 소자(1, 2, 3)에서의 제어광의 투과율을 가능한 한 0%에 근접시킬 필요가 있다. 또한, 열렌즈 형성 소자(1, 2, 3) 각각 또는 수광 렌즈(41, 42, 43)의 후방에, 파장 선택 필터(도시 생략)를 설치하는 것이 바람직하다. 파장 선택 필터로서는, 제어광의 파장 대역의 광을 완전하게 차단하고, 한편, 신호광의 파장 대역의 광을 효율 좋게 투과할 수 있는 파장 선택 필터이면, 임의의 공지된 파장 선택 필터를 사용할 수 있다. 예를 들면, 색소로 착색한 플라스틱이나 유리, 표면에 유전체 다층 증착막을 설치한 유리 등을 상기 파장 선택 필터로 사용할 수 있다. 아니면, 이러한 파장 선택 필터용 재료로 이루어지는 박막을 수광 렌즈(41, 42, 43)의 표면에 도공법, 스퍼터링법 등의 방법으로 형성하여, 상기 파장 선택 필터로서의 기능을 발휘하게 해도 좋다.
본 실시예 1의 광로 전환 장치는, 각각 "제어광 광원, 이색성 거울, 집광 렌즈, 열렌즈 형성 소자, 수광 렌즈, 및 거울"로 이루어지는 광로 전환 유닛을, 3단 직렬로 연결하여 이루어진 것이다. 이 배치에 따르면, 제어광을 모두 소등하고 있는 경우에는, 신호광은 직진하여 광섬유(101)에 입사한다. 이에 대해, 제어광(21)을 점등한 경우에는, 신호광(211)이 광섬유(11)에 입사한다. 제어광(21)을 소등하고 제어광(22)을 점등한 경우에는, 신호광(212)이 광섬유(12)에 입사한다. 제어광(21, 22)을 소등하고 제어광(23)을 점등한 경우에는, 신호광(213)이 광섬유(13)에 입사한다. 이렇게 하여, 신호광의 광로를 전환할 수 있다.
도 6에서는 실시예 1의 열렌즈 형성 소자(1)를, 열렌즈 형성 소자(600)로서 그 개략적인 단면 구조를 나타낸다. 열렌즈 형성 소자(600)에 신호광(608) 및 제어광(609)이 집광 렌즈(610)에 의해 집광되어 조사된다. 제어광(609)의 광선은 모식적인 것이며, 각 층막 간에서의 굴절은 도시를 생략하고 있다.
"전열층막(601)/광흡수막(603)/열렌즈 형성층(605)/광흡수막(604)/전열층막(602)" 구성의 열렌즈 형성 소자(600)는, 이하의 순서로 작성할 수 있다.
기판 세정용 진공 용기를 진공 증착 장치에 게이트 밸브를 경유하여 접속되게 하였다. 상기 진공 용기의 내부에 각각 중심 파장 185 nm, 출력 5 W의 자외선 램프 2개, 및 각각 중심 파장 254 nm, 출력 5 W의 자외선 램프 2개를, 자외선이 기판 표면에 조사되게 하는 위치에 장착하였다. 기판(전열층막(601, 602)으로서 기능하는)으로서 유리판(24 mm × 30 mm × 0.15 mm)을 1장 이상 상기 진공 용기에 반입하였다. 그 다음에, 대기압 하에서, 상기 진공 용기 내부를, 직경 0.05 μm 이상의 미립자를 100% 포집하는 가스 필터를 통과시킨 청정한 질소 가스로 채웠다. 이 진공 용기 내부의 분위기를 청정화하는 과정을, 내부에 부유 분진(직경 0.1 μm 이상) 및 오염성 가스가 검출되지 않게 될 때까지 계속하였다. 다음에, 직경 0.05 μm 이상의 입자를 100% 포집하는 가스 필터를 통과시킨 산소 가스를, 상기 진공 용기 내에, 산소 농도가 60% 이상으로 될 때까지 유입시켰다. 그리고나서, 자외선 램프를 점등하여, 1시간에 걸쳐, 기판 표면의 자외선 조사 처리 및 오존 처리를 실시했다. 이상의 정화 과정 종료후, 기판 세정용 진공 용기 내부를 배기하여, 10-4 Pa 이하의 고진공 상태로 하였다. 이어서, 마찬가지로 10-4 Pa 이하의 고진공 상태의 진공 증착 장치 내로 상기 기판을 이송했다. 미리 증착원에 유입해 둔 백금프탈로시아닌(조성식 C32H16N8Pt)을 저항선에 의해 600℃까지 가열하여, 상기 기판상에 진공 증착했다. 상기 과정 동안, 기판 온도는 제어하지 않았다. 증착의 진행을 수정 진동자식 막두께 측정기로 모니터하였다. 막두께가 0.2 μm에 도달한 시점에서 증착원의 셔터를 닫아, 증착 과정을 종료했다.
상기 과정에 의해 기판상에 작성한 증착막 표면을, 주사형 전자 현미경 사진을 촬영하였다. 그 사진으로부터, 상기 조건 하에서 진공 증착한 백금프탈로시아닌은 외경 30∼50 nm의 입자 상태로 존재하고 있음을 알았다. 이 입자경은 본 실시예 1에서의 신호광의 파장(780 nm) 및 제어광의 파장(633 nm)의 1/10 미만이다. 이러한 사이즈의 입자는 광산란을 일으키지 않는다.
한편, 폴리카보네이트 수지(팬라이트(Panlite) L1250(등록상표), 데이진카세이제) 1 g을 디클로로메탄 19 g에 용해한 용액을 교반하면서 n-헥산 300 ml 중에 q부었다. 석출한 수지의 클러스터(cluster)를 여과하여, n-헥산 30 ml로 세정하였다. 이어서, 청정한 공기 중에서 용매를 제거하였다. 상기 클러스터를 분쇄하여, 입자경 50 μm 미만의 미분말을 얻었다. 얻어진 폴리카보네이트 수지 미분말을, 48시간 동안 10-4 Pa 이하의 고진공 용기 중에서 100℃∼120℃의 온도 범위까지 서서히 가열함으로써, 탈기했다.
청정한 분위기 하, 상술한 과정에 의해 작성한 유리 기판상에 형성된 백금프탈로시아닌 증착막상에, 고진공 탈기 처리한 수지 미분말을 산포하였다. 그 위에, 1장의 유리 기판상에 형성된 또다른 백금프탈로시아닌 증착막을 겹쳐놓았다. 이 다층 재료를 고진공 용기 내의 가열 스테이지상에 놓았다. 상기 용기의 내부를 10-4 Pa 이하까지 배기하고, 240∼260℃까지 가열하였다. 이에 더하여, 240∼260℃까지 가열한 가압판으로 상기 다층 재료를 누름으로써, 5 kgf/cm2의 압력 하에 진공 핫 프레스를 행하였다.
이상의 순서에 의해, "유리(막두께 150 μm의 전열층막(601))/백금프탈로시아닌 증착막(광흡수막(603); 막두께 0.2 μm)/폴리카보네이트 수지층(열렌즈 형성층(605); 막두께 20 μm)/백금프탈로시아닌 증착막(광흡수막(604); 막두께 0.2 μm)/유리(전열층막(602); 막두께 150 μm)" 구성의 적층형 열렌즈 형성 소자를 작성했다. 이 열렌즈 형성 소자의 투과율은, 파장 780 nm의 신호광에 대하여 81%, 파장 633 nm의 제어광에 대하여 0.09%(실질적으로 0%)였다.
열렌즈 형성층의 막두께는, 수지 분말의 산포량, 가열 온도 및 가압 시간(수 분∼수 시간)을 조정함으로써, 제어했다.
본 실시예 1의 광로 전환 장치의 광응답 속도를 측정하기 위하여, 신호광을 연속광으로 하는 한편, 제어광으로서, 주파수가 수 Hz∼100 kHz의 범위이고 듀티비(duty ratio) 1:1인 구형파 단속 광선을 사용하였다. 이들 신호광과 제어광을 조사하여, 광로 전환된 신호광의 강도 진폭의 크기를 비교하였다.
도 13및 도 14은 각각, 도 1의 제어광 광원(21)로부터 출사된 제어광(121)을, 광검출기로 인도하여 오실로스코프를 사용하여 측정한 제어광(121)의 파형(1210)과, 제어광(121)의 ON/OFF에 따라 광로 전환된 신호광(211)을 광검출기로 인도하여 오실로스코프를 사용하여 측정한, 전환된 신호광(211)의 파형(2110)을 나타낸다. 도 14의 세로축 척도는 도 13의 세로축 척도의 3배이다. 또한, 도 15는 제어광(121)을 단속(intermittency)하는 구형파의 주파수 범위를 200 Hz∼100 kHz로 설정하여, 그 때의 신호광의 단속에 따른 대응하는 신호광의 파형(2110)의 진폭 L을 측정한 결과를 나타낸다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 제어광(121)(도 1)을 단속하는 구형파의 주파수는 500Hz이다. 이 경우의 신호광의 단속에 따라 생성된 신호광의 파형(2110)의 진폭 L을 기준 진폭 값 1로 하면, 제어광(121)을 단속하는 구형파의 주파수 범위 0.2∼2 kHz에서, 얻어지는 진폭 L은 거의 1이었다. 즉, 500 ㎲ 내에 완전한 광로 전환이 가능한 것이 확인되었다. 이 응답 속도는, 전기 히터를 채용하며 열광학 효과를 사용하는, 응답 속도가 밀리초 오더인 광 스위치의 응답 속도에 비해, 2배 이상이다.
더 높은 주파수의 제어광을 사용한 예로서, 주파수를 20 kHz로 설정하여 얻어지는 신호광의 파형(2110)을 도 14에 나타낸다. 도 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 열렌즈 효과에 의한 광로 전환이 완료하지 않은 중에 제어광을 소등하면, 얻어지는 신호광은 톱니 파형으로 되고, 진폭 L은 작아진다. 즉, 주파수가 열렌즈 효과의 응답 속도를 넘으면, 광로의 전환은 불완전해져서, 신호광의 일부는 광로 전환되지 않고 직진하는 채로 남는다.
본 실시예 1의 광로 전환 장치의 내구성을 측정하기 위하여, 신호광으로서 연속광을 사용하는 한편, 제어광으로서 주파수가 1 kHz이고 듀티비 1:1인 구형파 단속 광선을 사용하였다. 이들 신호광과 제어광을 조사하여, 광로 전환된 신호광의 강도 진폭의 크기를 시간의 경과에 따라 비교했다. 연속 10,000시간 경과 후에도, 신호광의 강도 진폭은 감쇠하지 않았다.
본 실시예 1의 광로 전환 장치의 편파의존성을 검증하기 위하여, 신호광 및 제어광에 1장의 편광 소자를 삽입하고, 편광각을 여러로 변화시키는 실험을 행했다. 그러나, 편파의존성은 전혀 나타나지 않았다.
실시예 2
도 10은, 도 3B 및 도 11B에 나타나 있는 바와 같은 광학 배치에서 얻어지는, 신호광 빔 단면에서의 광 강도 분포의 일례를 나타내며, 여기서는 초점(집광점)을 도 2B에 나타내는 열렌즈 형성 소자(1)의 수광 렌즈(41)에 가까운 위치(6)(광의 출사측)에 설정하여, 제어광을 조사한다. 이 예에서는, 중심 부분의 광 강도가 제어광을 조사하지 않는 경우의 중심 부분의 광 강도(도 8)보다 강하다. 이 경우, 신호광 빔 단면의 중심부의 광 강도는, 제어광 강도 및 열렌즈 형성 소자(1)와 초점(6)의 위치 관계에 의존하기는 하지만, 제어광을 조사하지 않는 때의 수 배나 크다.
따라서 이 예에서 거울(61)이 설치되어 있으면, 신호광 빔의 대부분이 거울(61)의 구멍(161)을 통과한다. 여기서, 거울(61)의 구멍(161)의 크기가 최적화(본 실시예 2의 경우, 직경 2 mm)되어 있으면, 거울(61)에 의해 반사되는 신호광은 실질적으로 없다. 그러나, 거울(61)의 구멍(161)의 크기를 최적화해도, 제어광을 조사하지 않는 경우(도 4A, 도 8과 같이)에 있어서, 신호광의 중심 부분이 구멍(161)을 누설 신호광(116)으로서 통과해버리는 것은 막을 수 없다. 즉, 본 실시예 2의 광로 전환 장치에 있어서는, 신호광 빔 단면의 광 강도 분포가 가우스 분포 또는 가우스 분포에 가까운 경우, 필연적으로 어느 정도의 누설 신호광(116)(cross talk)이 발생한다.
그런데, 열렌즈 형성 소자로 입사하는 신호광 빔 단면의 광 강도 분포를 변경함으로써, 이러한 누설 신호광을 실질적으로 0으로 감소시킬 수 있다. 더 구체적으로, 광섬유(100)로부터 출사한 신호광(110)을 콜리메이터 렌즈(30)을 사용하여 정형할 때, 적합한 렌즈의 형상(예를 들면, 원추형 렌즈) 또는 구성(예를 들면, 볼록 렌즈와 오목 렌즈의 조합)을 선정함으로써, 신호광 빔 단면의 광 강도 분포를, 도 9에 상당하는 링 모양의 분포 형태를 취하도록 용이하게 조정할 수 있다. 이러한 고리 모양 단면 강도 분포의 신호광(110)을 집광 렌즈(31)에 의해 초점 위치(6)(도 11A)로 수속하여 열렌즈 형성 소자(1)를 투과시킨 후, 수광 렌즈(41)에 의해 평행 광선으로 되돌린다. 그 광 빔의 단면 강도 분포는 도 9에 나타내는 바와 같이, 주변 부분에서 강하고, 중심 부분이 실질적으로 0인 "링 모양" 분포의 형태를 취한다. 이렇게 하여, 거울(61)을 설치한 경우, 그 구멍(161)을 통과하는 신호광 누설을 실질적으로 없게 할 수 있다. 신호광 빔 단면의 강도 분포가 상기와 같이 "링 모양"일때, 도 11B에서와 같이, 제어광을 조사하여 열렌즈(60)를 과도적으로 형성시킨 경우에는, 신호광 빔은 날카로운 빔 모양으로 되어 거울(61)의 구멍(161)을 통과하여 직진하는, 수속된 출사 신호광(117)으로서 출사하게 할 수 있다.
요약하면, 도 11에 나타내는 것 같은 광학 배치에 있어서, 제어광 및 신호광의 초점이 열렌즈 형성 소자의 출사측에 가까운 위치(6)로 되도록 조정하고, 또한 신호광 빔 단면의 강도 분포를 링 모양으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 제어광 비조사 시에, 신호광 본래의 진행 방향으로부터 90도 광로를 전환하여 신호광을 출사시킬 수 있고, 또한 제어광 조사 시에 신호광을 직진시킬 수 있다.
본 실시예 2의 광로 전환 장치의 광응답 속도를 측정하기 위하여, 신호광으로서 연속광을 사용하는 한편, 제어광으로서 주파수가 수 Hz∼100 kHz이고 듀티비 1:1인 구형파 단속 광선을 사용하였다. 이들 신호광과 제어광을 조사하여, 광로 전환된 신호광의 강도 진폭의 크기를 시간의 경과에 따라 비교했다. 그 결과, 1 Hz에서의 신호광의 강도 진폭을 기준 진폭 값으로 했을 때, 2 kHz까지 강도 진폭이 변화되지 않았다. 주파수를 더 높인 경우, 강도 진폭은 서서히 감쇠하여, 10 kHz인 때 기준의 반으로 되었다. 즉, 500 ㎲ 내에 완전한 광로 전환이 가능한 것이 확인되었다. 이 응답 속도는, 전기 히터를 채용하며 열광학 효과를 사용하는 광 스위치의 응답 속도에 비해, 2배 이상 높다.
본 실시예 2의 광로 전환 장치의 내구성을 측정하기 위하여, 신호광으로서 연속광을 사용하는 한편, 제어광으로서 주파수가 1 kHz이고 듀티비 1:1인 구형파 단속 광선을 사용하였다. 이들 신호광과 제어광을 조사하여, 광로 전환된 신호광의 강도 진폭의 크기를 시간의 경과에 따라 비교했다. 그 결과, 연속 10,000시간 경과 후에도, 신호광의 강도 진폭은 감쇠하지 않았다.
실시예 3
실시예 1에서의 거울(61)의 설치 각도(신호광(110)의 광축에 대하여 45도)를 변경하고, 타원 모양 구멍(161)의 새로운 형상(단경에 대한 장경의 길이)을 설치 각도에 의거하여 삼각 함수를 사용하여 계산하여 결정함으로써, 신호광(110)의 광축에 대한 광로 전환의 각도를, 대략 5∼175도의 범위에서 자유롭게 변경할 수 있다.
또한, 신호광(110)의 광축을 회전축으로 하여, 거울(61)의 위치를 회전하고, 집광 렌즈(71) 등의 위치를 조정함으로써, 신호광(110)의 광축에 대한 전환 방향을, 360도까지 자유롭게 변경할 수 있다.
실시예 4
실시예 1의 열렌즈 형성 소자 대신에, 다음에 기재한 방법에 의해 작성되는 열렌즈 형성 소자를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 장치와 같은 방법으로 본 실시예 4의 광로 전환 장치를 작성하였다. 실시예 4의 장치를 사용하여 광로 전환 방법을 시도한 바, 실시예 1의 장치와 동등 이상의 결과를 얻을 수 있었다.
우선, 테트라아미노구리프탈로시아닌을 진한 염산 중에서 디아조화했다. 얻어진 물질에, 메타크릴산메틸, 메타크릴산부틸, 및, 메타크릴산2-히드록시에틸의 모노머 혼합물(몰비 4:1:1)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 서서히 가열하여, 구리프탈로시아닌을 함유하는 중합체 결합 색소를 합성했다(전 중량 중의 구리프탈로시아닌의 중량은 약 60%). 상기 색소를 2-부타논에 용해하여, 산 및 불용해 물질을 제거한 후, 용매로서 2-부타논을 사용하는 칼럼을 통과시켜 정제했다. 상기 칼럼의 충전제는 공기 중에 노출하여 활성도를 저하시킨 알루미나(평균 입자경 약 50 μm)였다. 이어서, 상기 정제된 중합체 결합 색소를 디클로로메탄 중에서 폴리카보네이트 수지와 혼합하여, 수지에 대한 중합체 결합 색소의 함유량 0.5중량%의 혼합물을 얻었다. 그리고나서, 용매를 제거하고, 얻어진 물질을 분쇄하여 미분말로 하였다. 상기 분말을, 10-4 Pa 이하의 고진공 상태에서 실온으로부터 200℃까지 서서히 승온함으로써, 탈기 처리했다.
기판 세정용 진공 용기를 진공 증착 장치에 게이트 밸브를 경유하여 접속되게 하였다. 상기 진공 용기의 내부에 각각 중심 파장 185 nm, 출력 5 W의 자외선 램프 2개, 및 각각 중심 파장 254 nm, 출력 5 W의 자외선 램프 2개를, 자외선이 기판 표면에 조사되게 하는 위치에 장착하였다. 기판(전열층막(601, 602)으로서 기능하는)으로서 유리판(24 mm × 30 mm × 0.15 mm)을 1장 이상 상기 진공 용기에 반입하였다. 그 다음에, 대기압 하에서, 상기 진공 용기 내부를, 직경 0.05 μm 이상의 미립자를 100% 포집하는 가스 필터를 통과시킨 청정한 질소 가스로 채웠다. 이 진공 용기 내부의 분위기를 청정화하는 과정을, 내부에 직경 0.1 μm 이상의 부유 분진 및 오염성 가스가 검출되지 않게 될 때까지 계속하였다. 다음에, 직경 0.05 μm 이상의 입자를 100% 포집하는 가스 필터를 통과시킨 산소 가스를, 상기 진공 용기 내에, 산소 농도가 60% 이상으로 될 때까지 유입시켰다. 그리고나서, 자외선 램프를 점등하여, 1시간에 걸쳐, 기판 표면의 자외선 조사 처리 및 오존 처리를 실시했다. 이상의 정화 과정 종료후, 기판 세정용 진공 용기 내부를 배기하여, 10-4 Pa 이하의 고진공 상태로 하였다. 이어서, 마찬가지로 10-4 Pa 이하의 고진공 상태의 진공 핫 프레싱 장치 내로 상기 기판을 이송했다.
상술한 바와 같이 표면을 정화한 유리판 2장 사이에, 상기 구리프탈로시아닌 함유 중합체 결합 색소와 상술한 방법으로 제조된 폴리카보네이트의 분말 혼합물을 놓았다. 이 다층 재료에 대하여 10-4 Pa 이하의 고진공 상태에서 250℃로, 핫 프레스 가공을 행한 후, 실온까지 냉각했다.
이상의 순서에 의해, "유리(전열층막(601); 막두께 150 μm)/구리프탈로시아닌 함유 중합체 결합 색소와 폴리카보네이트의 혼합물로 이루어지는 광흡수층막 겸열렌즈 형성층(막두께 25 μm)/유리(전열층막(602); 막두께 150 μm)" 구성의 열렌즈 형성 소자를 작성했다.
본 실시예 4의 광로 전환 장치의 광응답 속도를 측정하기 위하여, 신호광으로서 연속광을 사용하는 한편, 제어광으로서 주파수가 수 Hz∼100 kHz이고 듀티비 1:1인 구형파 단속 광선을 사용하였다. 이들 신호광과 제어광을 조사하여, 광로 전환된 신호광의 강도 진폭의 크기를 비교했다. 그 결과, 1 Hz에서의 신호광의 강도 진폭을 기준 진폭 값으로 했을 때, 3 kHz까지 강도 진폭이 변화되지 않았다. 주파수를 더 높인 경우, 강도 진폭은 서서히 감쇠하여, 12 kHz인 때 기준의 반으로 되었다. 즉, 333 ㎲ 내에 완전한 광로 전환이 가능한 것이 확인되었다. 이 응답 속도는, 전기 히터를 채용하며 열광학 효과를 사용하는 광 스위치의 응답 속도에 비해, 3배 이상 높다.
본 실시예 4의 광로 전환 장치의 내구성을 측정하기 위하여, 신호광으로서 연속광을 사용하는 한편, 제어광으로서 주파수가 1 kHz이고 듀티비 1:1인 구형파 단속 광선을 사용하였다. 이들 신호광과 제어광을 조사하여, 광로 전환된 신호광의 강도 진폭의 크기를 시간의 경과에 따라 비교했다. 그 결과, 연속 20,000시간 경과 후에도, 신호광의 강도 진폭은 감쇠하지 않았다.
이상, 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명은 전기 회로나 기계적 가동 부분을 사용하지 않는 광로 전환 장치 및 방법을 제공한다. 그러한 광로 전환 장치 및 방법은 신뢰성이 있으며, 내구성이 높고, 편파의존성이 없다. 나아가, 광로 전환의 각도 및 방향을 자유롭게 설정할 수 있다. 본 발명의 다른 이점은, 상기 장치 및 방법은 신호광 강도의 감쇠가 적으며, 다중 연결 사용이 가능하다는 것이다. 나아가, 본 발명의 광로 전환 장치 및 방법은 충분히 빠른 실용적 응답 속도를 구현할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은, 전기 신호를 경유하지 않는 광로 전환 장치(광 스위치), 즉, 광-광 직접 스위치를 제공하는 바, 이 장치에 의해, 가정 및 회사내에서의 인터넷과 인트라넷 사용의 만연에 기인하는 네트워크 트래픽의 폭발적 증가에 대응할 수 있다.

Claims (30)

  1. 적어도 광흡수층막상에 제어광이 초점을 맺도록 배치된 광흡수층막과,
    상기 광흡수층막에, 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광과, 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광을 각각 수속(converge)시켜 조사(irradiate)하는 수단과,
    상기 광흡수층막을 포함하며, 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여 가역적으로 형성되는 열렌즈를 사용함으로써, 제어광의 조사의 유무에 따라, 상기 수속된 신호광을 수속된 채로, 또는, 그 개방 각도를 변경시킨 후에 출사하는 열렌즈 형성 소자와,
    구멍과 반사 수단을 가지며, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라, 상기 열렌즈 형성 소자에서 출사한 신호광을 상기 구멍에 통과시키거나, 또는, 상기 반사 수단에 의해 반사시킴으로써 광로를 변화시키는 거울,
    을 구비하는 광로 전환 장치.
  2. 적어도 광흡수층막상에 제어광이 초점을 맺도록 배치된 광흡수층막과,
    상기 광흡수층막에, 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광과, 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광을 각각 수속시켜 조사하는 수단과,
    상기 광흡수층막을 포함하며, 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여 가역적으로 형성되는 열렌즈를 사용함으로써, 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도로 확산하면서 출사되고, 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 입사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도보다 큰 개방 각도로 확산하면서 출사되어, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라 출사되는 상기 신호광의 개방 각도를 변경시키는 열렌즈 형성 소자와,
    상기 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에, 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 수광 렌즈에 의해 상기 개방 각도를 변경시킨 후에, 통과시키는 구멍과, 상기 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 입사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에, 통상보다 큰 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 확산하면서 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 상기 수광 렌즈에 의해 상기 개방 각도를 변경시킨 후에, 반사하는 반사 수단을 구비하여 광로를 변경시키는 거울,
    을 구비하는 광로 전환 장치.
  3. 적어도 광흡수층막상에 제어광이 초점을 맺도록 배치된 광흡수층막과,
    상기 광흡수층막에, 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광과, 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광을 각각 수속시켜 조사하는 수단과,
    상기 광흡수층막을 포함하며, 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여 가역적으로 형성되는 열렌즈를 사용함으로써, 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 출사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 상기 수속된 신호광이 수속된 채로 출사되고, 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도로 출사되어, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라 출사되는 상기 신호광의 개방 각도를 변경시키는 열렌즈 형성 소자와,
    상기 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 출사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에, 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 수속된 신호광을 통과시키는 구멍과, 상기 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에, 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 상기 개방 각도를 변경시키기 위해 설치된 수광 렌즈를 투과시킨 후에, 반사시키는 반사 수단을 구비하여 광로를 변경시키는 거울,
    을 구비하는 광로 전환 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 열렌즈 형성 소자는, 적층막으로 이루어지는 광로 전환 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 열렌즈 형성 소자는, 적층막으로 이루어지는 광로 전환 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 광흡수층막의 막두께는, 수속된 상기 제어광의 공초점거리(confocal distance)의 2배를 넘지 않는 광로 전환 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 광흡수층막의 막두께는, 수속된 상기 제어광의 공초점거리의 2배를 넘지 않는 광로 전환 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막을 전파하는 제어광의 투과율이 90%∼0%로 되고, 상기 제어광을 조사하지 않는 상태에서, 상기 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막을 전파하는 신호광의 투과율이 10%∼약 100%로 되도록, 상기 광흡수층막의 광흡수 성분의 농도 또는 상기 광흡수층막 중에 포함되는 광흡수막의 막두께 또는 양자 모두를 제어하는 광로 전환 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막을 전파하는 제어광의 투과율이 90%∼0%로 되고, 상기 제어광을 조사하지 않는 상태에서, 상기 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막에서 전파하는 신호광의 투과율이 10%∼약 100%로 되도록, 상기 광흡수층막의 광흡수 성분의 농도 또는 상기 광흡수층막 중에 포함되는 광흡수막의 막두께 또는 양자 모두를 제어하는 광로 전환 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 광흡수층막은 열렌즈 형성층을 갖고, 상기 열렌즈 형성층은 액정으로 이루어지며,
    상기 액정은, 각종 콜레스테롤 유도체, 4'-n-알콕시벤질리덴-4-시아노아닐린류, 4'-알콕시벤질리덴아닐린류, 4'-시아노벤질리덴-4-알콕시아닐린류, 탄산에스테르류, 4-알킬벤조산4'-알콕시페닐에스테르류, 아족시벤젠 유도체, 4-시아노―4'-알킬비페닐류; 및 (2S,3S)-3-메틸―2-클로로펜타노익산4',4''-옥틸옥시비페닐, 4'-(2-메틸부틸)비페닐―4-카르복실산4-헥실옥시페닐, 4'-옥틸비페닐-4-카르복실산4-(2-메틸부틸)페닐을 포함하는 강유전성(ferroelectric) 액정;
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 액정인 광로 전환 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 광흡수층막은 열렌즈 형성층을 갖고, 상기 열렌즈 형성층은 액정으로 이루어지며,
    상기 액정은, 각종 콜레스테롤 유도체, 4'-n-알콕시벤질리덴-4-시아노아닐린류, 4'-알콕시벤질리덴아닐린류, 4'-시아노벤질리덴-4-알콕시아닐린류, 탄산에스테르류, 4-알킬벤조산4'-알콕시페닐에스테르류, 아족시벤젠 유도체, 4-시아노―4'-알킬비페닐류; 및 (2S,3S)-3-메틸―2-클로로펜타노익산4',4''-옥틸옥시비페닐, 4'-(2-메틸부틸)비페닐―4-카르복실산4-헥실옥시페닐, 4'-옥틸비페닐-4-카르복실산4-(2-메틸부틸)페닐을 포함하는 강유전성 액정;
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 액정인 광로 전환 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 조사하는 수단은, 광자(photon) 밀도가 가장 높은 빔 웨이스트(beam waist)의 근방에서의 상기 신호광의 빔 단면적이, 빔 웨이스트에서의 상기 제어광의 빔 단면적을 넘지 않도록, 상기 신호광과 제어광의 빔 단면적의 형상 및 크기를 제어하는 광로 전환 장치.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 조사하는 수단은, 광자 밀도가 가장 높은 빔 웨이스트의 근방에서의 상기 신호광의 빔 단면적이, 빔 웨이스트에서의 상기 제어광의 빔 단면적을 넘지 않도록, 상기 신호광과 제어광의 빔 단면적의 형상 및 크기를 제어하는 광로 전환 장치.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 신호광과 제어광을 각각 수속시켜 조사하는 수단은 집광 렌즈이며, 상기 수광 렌즈의 개구수는 상기 집광 렌즈의 개구수의 2배 이상인 광로 전환 장치.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 신호광과 제어광을 각각 수속시켜 조사하는 수단은 집광 렌즈이며, 상기 수광 렌즈의 개구수는 상기 집광 렌즈의 개구수의 2배 이상인 광로 전환 장치.
  16. 적어도 광흡수층막을 포함하는 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막에, 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광과, 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광을 각각 수속시켜 조사하고, 적어도 상기 제어광이 상기 광흡수층막 내에서 초점을 맺도록 상기 광흡수층막의 배치를 조정하여, 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여 가역적으로 형성되는 열렌즈를 사용함으로써, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라, 상기 열렌즈 형성 소자로부터 상기 수속된 신호광을 수속된 채로, 또는, 그 개방 각도를 변경시킨 후에 출사시키고,
    반사 수단과 구멍을 갖는 거울을 사용하여, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라, 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사한 신호광을 상기 구멍에 통과시키거나, 또는, 반사 수단에 의해 반사시킴으로써 광로를 변경시키는 것을 특징으로 하는 광로 전환 방법.
  17. 적어도 광흡수층막을 포함하는 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막에, 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광과, 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광을 각각 수속시켜 조사하고, 적어도 상기 제어광이 상기 광흡수층막 내에서 초점을 맺도록 상기 광흡수층막의 배치를 조정하여, 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여 가역적으로 형성되는 열렌즈를 사용함으로써, 제어광이 조사되지 않아 상기 광흡수층막의 입사면 근방에 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 확산하면서 출사되고, 제어광이 조사되어 열렌즈가 형성되는 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도보다 큰 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 확산하면서 출사되어, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라 출사되는 상기 신호광의 개방 각도를 변경시키고,
    제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 수광 렌즈에 의해 상기 개방 각도를 변경시킨 후에, 거울의 구멍에 통과시켜 직진시키고,
    한편, 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 입사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 통상보다 큰 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 확산하면서 출사하는 상기 신호광을 그대로, 또는, 수광 렌즈에 의해 그 개방 각도를 변경시킨 후에, 상기 거울의 반사면을 사용하여 반사시킴으로써 광로를 변경함을 특징으로 하는 광로 전환 방법.
  18. 적어도 광흡수층막을 포함하는 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막에, 상기 광흡수층막이 흡수하는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 제어광과, 상기 광흡수층막이 흡수하지 않는 파장 대역으로부터 선택되는 파장의 신호광을 각각 수속시켜 조사하고, 적어도 상기 제어광이 상기 광흡수층막 내에서 초점을 맺도록 상기 광흡수층막의 배치를 조정하여, 상기 광흡수층막이 상기 제어광을 흡수한 영역 및 그 주변 영역에 일어나는 온도 상승에 의해 생기는 굴절률의 분포에 의거하여 가역적으로 형성되는 열렌즈를 사용함으로써, 제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 출사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 상기 수속된 신호광이 수속된 채로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사되고, 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 상기 수속된 신호광이 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사되어, 상기 제어광의 조사의 유무에 따라 출사되는 상기 신호광의 개방 각도를 변경시키고,
    제어광이 조사되어 상기 광흡수층막의 출사면 근방에 열렌즈가 형성되는 경우에는, 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 수속된 신호광을, 거울의 구멍에 통과시켜 직진시키고,
    한편, 제어광이 조사되지 않아 열렌즈가 형성되지 않은 경우에는, 통상의 개방 각도로 상기 열렌즈 형성 소자로부터 출사하는 상기 신호광의 광로를 그대로, 또는, 수광 렌즈에 의해 상기 개방 각도를 변경시킨 후에, 상기 거울의 반사면을 사용하여 반사시킴으로써 광로를 변경시킴을 특징으로 하는 광로 전환 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 열렌즈 형성 소자는, 적층막으로 이루어지는 광로 전환 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 열렌즈 형성 소자는, 적층막으로 이루어지는 광로 전환 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 광흡수층막의 막두께는, 수속된 상기 제어광의 공초점거리의 2배를 넘지 않는 광로 전환 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 광흡수층막의 막두께는, 수속된 상기 제어광의 공초점거리의 2배를 넘지 않는 광로 전환 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막을 전파하는 제어광의 투과율이 90%∼0%로 되고, 상기 제어광을 조사하지 않는 상태에서 상기 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막을 전파하는 신호광의 투과율이 10%∼약 100%로 되도록, 상기 광흡수층막의 광흡수 성분의 농도 또는 상기 광흡수층막 중에 포함되는 광흡수막의 막두께 또는 양자 모두를 제어하는 광로 전환 방법.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막을 전파하는 제어광의 투과율이 90%∼0%로 되고, 상기 제어광을 조사하지 않는 상태에서 상기 열렌즈 형성 소자 중의 광흡수층막에서 전파하는 신호광의 투과율이 10%∼약 100%로 되도록, 상기 광흡수층막의 광흡수 성분의 농도 또는 상기 광흡수층막 중에 포함되는 광흡수막의 막두께 또는 양자 모두를 제어하는 광로 전환 방법.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 광흡수층막은 열렌즈 형성층을 갖고, 상기 열렌즈 형성층은 액정으로 이루어지며,
    상기 액정은, 각종 콜레스테롤 유도체, 4'-n-알콕시벤질리덴-4-시아노아닐린류, 4'-알콕시벤질리덴아닐린류, 4'-시아노벤질리덴 4-알콕시아닐린류, 탄산에스테르류, 4-알킬벤조산4'-알콕시페닐에스테르류, 아족시벤젠 유도체, 4-시아노―4'―알킬비페닐류; 및, (2S,3S)-3-메틸―2-클로로펜타노익산4',4"-옥틸옥시비페닐, 4'-(2-메틸부틸)비페닐―4―카르복실산4-헥실옥시페닐, 4'-옥틸비페닐-4-카르복실산4-(2―메틸부틸)페닐을 포함하는 강유전성 액정;
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 액정인 광로 전환 방법.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 광흡수층막은 열렌즈 형성층을 갖고, 상기 열렌즈 형성층은 액정으로 이루어지며,
    상기 액정은, 각종 콜레스테롤 유도체, 4'-n-알콕시벤질리덴-4-시아노아닐린류, 4'-알콕시벤질리덴아닐린류, 4'-시아노벤질리덴-4-알콕시아닐린류, 탄산에스테르류, 4-알킬벤조산4'-알콕시페닐에스테르류, 아족시벤젠 유도체, 4―시아노―4'-알킬비페닐류; 및 (2S,3S)-3-메틸―2-클로로펜타노익산4',4''-옥틸옥시비페닐, 4'-(2-메틸부틸)비페닐―4-카르복실산4-헥실옥시페닐, 4'-옥틸비페닐-4-카르복실산4-(2-메틸부틸)페닐을 포함하는 강유전성 액정;
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 액정인 광로 전환 방법.
  27. 제17항에 있어서,
    상기 신호 및 제어광을 조사할 때, 광자 밀도가 가장 높은 빔 웨이스트의 근방에서의 상기 신호광의 빔 단면적이, 빔 웨이스트에서의 상기 제어광의 빔 단면적을 넘지 않도록, 상기 신호광과 제어광 각각의 빔 단면적의 형상 및 크기를 제어하는 광로 전환 방법.
  28. 제18항에 있어서,
    상기 신호 및 제어광을 조사할 때, 광자 밀도가 가장 높은 빔 웨이스트의 근방에서의 상기 신호광의 빔 단면적이, 빔 웨이스트에서의 상기 제어광의 빔 단면적을 넘지 않도록, 상기 신호광과 제어광 각각의 빔 단면적의 형상 및 크기를 제어하는 광로 전환 방법.
  29. 제17항에 있어서,
    상기 신호광과 제어광을 각각 수속시켜 조사하는 수단은 집광 렌즈이며, 상기 수광 렌즈의 개구수는 상기 집광 렌즈의 개구수의 2배 이상인 광로 전환 방법.
  30. 제18항에 있어서,
    상기 신호광과 제어광을 각각 수속시켜 조사하는 수단은 집광 렌즈이며, 상기 수광 렌즈의 개구수는 상기 집광 렌즈의 개구수의 2배 이상인 광로 전환 방법.
KR1020057004478A 2002-09-20 2003-09-11 광로 전환 장치 및 광로 전환 방법 KR100914441B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002275713A JP3809908B2 (ja) 2002-09-20 2002-09-20 光路切替装置および光路切替方法
JPJP-P-2002-00275713 2002-09-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050057355A true KR20050057355A (ko) 2005-06-16
KR100914441B1 KR100914441B1 (ko) 2009-08-28

Family

ID=32025042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057004478A KR100914441B1 (ko) 2002-09-20 2003-09-11 광로 전환 장치 및 광로 전환 방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7215491B2 (ko)
EP (1) EP1540414A1 (ko)
JP (1) JP3809908B2 (ko)
KR (1) KR100914441B1 (ko)
CN (1) CN100389360C (ko)
AU (1) AU2003260960A1 (ko)
CA (1) CA2497052C (ko)
TW (1) TWI226456B (ko)
WO (1) WO2004027508A1 (ko)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8750702B1 (en) * 2002-06-21 2014-06-10 Rockstar Consortium Us Lp Passive optical loopback
US7532749B2 (en) * 2003-11-18 2009-05-12 Panasonic Corporation Light processing apparatus
JP3906926B2 (ja) * 2004-02-20 2007-04-18 大日精化工業株式会社 光制御式光路切替型光信号伝送装置および光信号光路切替方法
JP3972066B2 (ja) * 2004-03-16 2007-09-05 大日精化工業株式会社 光制御式光路切替型データ配信装置および配信方法
FR2876465B1 (fr) * 2004-10-08 2007-01-19 Commissariat Energie Atomique Porte optique terahertz
JP4635148B2 (ja) * 2004-11-15 2011-02-16 独立行政法人産業技術総合研究所 波長変換装置及び波長変換方法
JP4565098B2 (ja) * 2004-11-15 2010-10-20 独立行政法人産業技術総合研究所 光バッファメモリ装置及び光信号記録方法
JP4695424B2 (ja) * 2005-03-31 2011-06-08 富士通株式会社 光スイッチ装置およびその制御情報更新方法
US7495952B2 (en) * 2005-07-13 2009-02-24 Cornell Research Foundation, Inc. Relay-connected semiconductor transistors
JP4816912B2 (ja) * 2006-02-10 2011-11-16 大日精化工業株式会社 光フリップフロップ回路
WO2007099979A1 (en) * 2006-02-22 2007-09-07 Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. Optical deflection method and optical deflection apparatus
JP4654364B2 (ja) * 2006-02-23 2011-03-16 独立行政法人産業技術総合研究所 データ配信システム及びデータ配信方法
JP4849226B2 (ja) * 2006-07-25 2012-01-11 独立行政法人産業技術総合研究所 光スイッチング装置
JP4892669B2 (ja) * 2006-07-25 2012-03-07 独立行政法人産業技術総合研究所 光論理回路
JP4730257B2 (ja) * 2006-08-25 2011-07-20 独立行政法人産業技術総合研究所 熱レンズ往復式光路切替装置および光路切替方法
JP2008076685A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 端面近接多芯光ファイバーおよびその製造方法
JP4883305B2 (ja) * 2007-03-30 2012-02-22 独立行政法人産業技術総合研究所 光フリップフロップ回路
JP4872065B2 (ja) * 2007-03-30 2012-02-08 独立行政法人産業技術総合研究所 自動周回収集式データ収集システム
JP4982652B2 (ja) * 2007-03-30 2012-07-25 独立行政法人産業技術総合研究所 光論理回路
JP5370711B2 (ja) 2007-12-25 2013-12-18 独立行政法人産業技術総合研究所 熱レンズ形成素子
JP5071870B2 (ja) * 2009-01-30 2012-11-14 株式会社インターエナジー 光路切替型光信号送受信装置および光信号の光路切替方法
JP5467382B2 (ja) 2009-04-16 2014-04-09 大日精化工業株式会社 光路切替型光信号送受信装置および光信号送受信方法
JP5493126B2 (ja) * 2010-03-31 2014-05-14 独立行政法人産業技術総合研究所 光路切替装置および光信号の光路切替方法
US8653462B2 (en) * 2010-04-27 2014-02-18 Rensselaer Polytechnic Institute Methods and systems for detecting terahertz radiation by radiation enhanced emission of fluorescence
US20120050520A1 (en) * 2010-08-24 2012-03-01 Raytheon Company Method and Apparatus for Anti-Biofouling of Optics in Liquid Environments
WO2012158825A2 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Eyelock Inc. Systems and methods for illuminating an iris with visible light for biometric acquisition
TWI589677B (zh) * 2011-11-15 2017-07-01 迪愛生股份有限公司 鐵電性液晶組成物及鐵電性液晶顯示元件
IL227458A0 (en) * 2013-07-11 2013-12-31 Technion Res & Dev Foundation A method and cave for transmitting light
US9606419B2 (en) * 2014-03-21 2017-03-28 Fundació Institut De Ciències Fotòniques Adaptive photothermal lens
CN105607378A (zh) * 2016-02-01 2016-05-25 西安电子科技大学 一种基于热效应的光束发散角控制方法
CN105576492A (zh) * 2016-02-01 2016-05-11 西安电子科技大学 一种利用热效应控制激光光束指向角的方法
WO2020003141A1 (en) * 2018-06-27 2020-01-02 Csir Thermo-optic laser beam shaping with doped optical materials
CZ2019637A3 (cs) * 2019-10-11 2020-12-09 Ăšstav fotoniky a elektroniky AV ÄŚR, v.v.i. Termooptický prostorový modulátor světla
US20210336406A1 (en) * 2020-04-23 2021-10-28 University Of Maryland, College Park Converging thermal lenses, and optical systems, kits, and methods for formation and use thereof
CN114325889A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 拓荆科技股份有限公司 光学照明装置及光学改性设备

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3575668A (en) * 1968-03-18 1971-04-20 Bell Telephone Labor Inc Laser frequency standard employing an optical limiter
US4262198A (en) * 1979-07-30 1981-04-14 California Institute Of Technology Broadband optical radiation detector
JPS6014221A (ja) 1983-07-05 1985-01-24 Canon Inc 光変調方法及び光変調素子
US4585301A (en) 1985-04-23 1986-04-29 Utah State Universtiy Foundation Optically actuated optical switch apparatus and methods
JPS63243298A (ja) 1987-03-31 1988-10-11 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機薄膜の製造方法
WO1990009690A1 (en) * 1989-02-16 1990-08-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Solid state laser
JPH0620763B2 (ja) 1990-03-28 1994-03-23 工業技術院長 高分子薄膜形成方法
JP2599569B2 (ja) 1994-03-09 1997-04-09 工業技術院長 複合型光学薄膜の製造方法とその製造装置
US5568496A (en) 1994-11-30 1996-10-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Laser optics protective device
JP3504418B2 (ja) 1995-02-14 2004-03-08 日本ビクター株式会社 光制御方法および光制御装置
JP3504423B2 (ja) 1995-03-17 2004-03-08 日本ビクター株式会社 ポリメチン色素を含有する光応答性組成物から成る光学素子を用いることを特徴とする光制御方法
JP3504422B2 (ja) 1995-03-17 2004-03-08 日本ビクター株式会社 トリアリールメタン系色素を含有する光応答性組成物から成る光学素子を用いることを特徴とする光制御方法
JP3504069B2 (ja) 1996-06-12 2004-03-08 日本ビクター株式会社 光制御方法および光制御装置
JP3504075B2 (ja) 1996-09-10 2004-03-08 大日精化工業株式会社 光制御方法および光制御装置
JP3504076B2 (ja) 1996-09-10 2004-03-08 大日精化工業株式会社 光制御方法および光制御装置
JP3504091B2 (ja) 1996-11-18 2004-03-08 大日精化工業株式会社 光制御方法および光制御装置
JP3471181B2 (ja) 1996-11-18 2003-11-25 大日精化工業株式会社 光制御方法および光制御装置
JPH10232210A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Bunshi Bio Photonics Kenkyusho:Kk 光熱変換分光分析装置
EP1011007B1 (en) * 1997-08-08 2005-07-06 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Optical control method and apparatus
JP3869922B2 (ja) 1997-12-26 2007-01-17 日本ビクター株式会社 光学素子、光学素子を用いた偏向素子、光制御方法および光制御装置
WO2001055706A1 (fr) * 2000-01-28 2001-08-02 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Analyseur spectroscopique a transduction photothermique

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003260960A1 (en) 2004-04-08
AU2003260960A8 (en) 2004-04-08
EP1540414A1 (en) 2005-06-15
CA2497052A1 (en) 2004-04-01
JP3809908B2 (ja) 2006-08-16
JP2004109892A (ja) 2004-04-08
WO2004027508A1 (en) 2004-04-01
US20050248844A1 (en) 2005-11-10
KR100914441B1 (ko) 2009-08-28
CA2497052C (en) 2009-11-24
US7215491B2 (en) 2007-05-08
TWI226456B (en) 2005-01-11
CN100389360C (zh) 2008-05-21
TW200405942A (en) 2004-04-16
CN1682153A (zh) 2005-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100914441B1 (ko) 광로 전환 장치 및 광로 전환 방법
KR101080145B1 (ko) 광제어식 광로전환형 광신호 전송 장치 및 광신호 광로전환 방법
JP3972066B2 (ja) 光制御式光路切替型データ配信装置および配信方法
US6452710B1 (en) Optical element, optical control method and device using this optical element, and method of manufacturing optical element
EP0881518A1 (en) Optical control method and optical controller
JP3504418B2 (ja) 光制御方法および光制御装置
JP3914998B2 (ja) 積層型薄膜光素子およびそれを用いる光制御方法および光制御装置
JPH08320536A (ja) ポリメチン色素を含有する光応答性組成物およびそれを用いる光学素子および光制御方法
JP3504069B2 (ja) 光制御方法および光制御装置
JP3504422B2 (ja) トリアリールメタン系色素を含有する光応答性組成物から成る光学素子を用いることを特徴とする光制御方法
JP4635148B2 (ja) 波長変換装置及び波長変換方法
JP4565098B2 (ja) 光バッファメモリ装置及び光信号記録方法
JP3998625B2 (ja) 光制御方法および光制御装置
JPH1090734A (ja) 光制御方法および光制御装置
JP4196019B2 (ja) 薄膜光素子およびそれを用いる光制御方法および光制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130522

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140605

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150610

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160608

Year of fee payment: 8