WO2008047514A1

WO2008047514A1 - Structure de séparation des microphases, structure immobilisée de séparation des microphases et oscillateur laser à longueur d'ondes variable, sonde thermique et filtre à lumière utilisant cette structure

Info

Publication number: WO2008047514A1
Application number: PCT/JP2007/066939
Authority: WO
Inventors: Shigeru Okamoto; Katsuhiro Yamamoto; Tatsuhiro Iwama; Mayu Okada; Shigeo Hara; Yoshihiro Takiguchi; Masahiro Mouri; Katsushi Watanabe
Original assignee: Nagoya Institute Of Technology; Japan Aerospace Exploration Agency; Hamamatsu Photonics K.K.; Asahi Kasei Emd Corporation
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2008-04-24
Also published as: US8143343B2; JPWO2008047514A1; JP5531226B2; US20100103414A1

Description

明細書

ミクロ相分離構造体、固定化されたミクロ相分離構造体、および該構造体を備えた波長可変レーザー発振器、温度センサー、及び光フィルター

技術分野

[0001] 本発明は、微細加工技術を用いることなぐブロック共重合体の自己組織化能を利用して形成された、構造周期の温度依存性の制御が可能な高分子ブロック共重合体力なるミクロ相分離構造体、および光重合法で固定化されたミクロ相分離構造体、さらにこの構造体の温度特性を活用した光デバイスである、波長可変レーザー発振器、温度センサー、及び光フィルターに関する。

背景技術

[0002] ブロック共重合体とは、非特許文献 1の p90〜91に記載されているように、モノマー Aの繰り返し鎖とモノマー Bの繰り返し鎖が鎖状に結合したものであり、 Aまたは Bの連鎖をブロック鎖と!/、う。また、単一のブロック鎖 A及びブロック鎖 Bからなる二元ブロック共重合体を A— b— Bと表す。本発明では各ブロック鎖内のわずかな枝分かれを排除するものではない。

[0003] ブロック共重合体は、異種のブロック鎖が互いに十分混ざり合うことなく相分離するときには、秩序だったミクロドメイン構造を作る。この集合体をミクロ相分離構造と呼ぶ

〇

ミクロドメインはブロック共重合体の組成に応じて様々な形態を示す。例えば 2つのブロック鎖が層状に交互に並んだ構造のラメラ状のもの、また一方のブロック鎖からなるマトリックス中に、他方のブロック鎖が円柱形に存在する構造のシリンダー状、球形に存在する球状、網の目構造になったギロイド状の構造等に分類される。

[0004] しかしながら、これらミクロドメインは構成ブロック鎖の広がり以上に肥大化することができない。また、サブミクロンサイズの狭い領域でのみ規則正しく配向した組織構造 (以下、グレインと呼ぶ）が複数集合した不規則な配向のミクロ相分離構造となるのが通常であり、マクロに見た相分離構造は配向方向がランダムで全体として等方的な構造であるため、規則正しく配向したミクロな相分離構造の特性に基づく機能性材料としての有効利用が困難であるという問題点があった。

[0005] この問題を解決するため、例えば非特許文献 2では、あえてブロック共重合体の下に予めパターンが形成された表面を置く事によって初めて、面内方向で均一な配向を示す構造が形成される事が示されて!/、る。

しかしながら、下地表面にパターンを形成するためにはフォトリソグラフィ一法や走查型プローブ顕微鏡のプローブ先端を利用する等の微細加工が必要であるため、パターンサイズが小さくなればなるほど複雑で長時間の工程や高価な装置を必要とするのみならず、加工できる基材の材料や形状およびその面積にも制限がある。また、形成されたミクロ相分離構造体は温度に対する応答性を全く持たない。

[0006] また、特許文献 1では、所定の表面粗さを有する基板上にブロック共重合体を載せて熱処理をすることでラメラ構造を形成させる事が示されてレ、る。非特許文献 3および 4においても、ェピタキシャル成長を利用した配向制御によるラメラ構造形成が示されている。

[0007] しかしながら、特許文献 1に開示の方法にお!/、ては、基板には予め加工処理が必要であり、かつ熱処理工程を必要とする事から簡便な方法とは言い難ぐ非特許文献 2に開示された方法を用いても視認可能なサイズの単結晶様の巨大グレインを生成させるのは困難であることが推測される。また、得られたラメラ構造の温度依存性にっレヽては全く議論されて!/、なレ、。

[0008] 一方、高分子ブロック共重合体の周期的ミクロ相分離構造によるブラッグ反射由来の構造色については、非特許文献 5のような、良溶媒を用いた平衡系での研究を一部見受けるものの、温度依存性については一般に温度に対して発色波長の緩やかな変化（一 1/3乗のべき乗則）が報告されて!/、るのみである。

[0009] また、ミクロ相分離構造を固定化する方法に関しては、非特許文献 6, 7に溶媒を蒸発させて薄膜化する方法が示されている。し力、しながら、製膜過程で蒸発乾固する際に生じる歪みのために、乱れたミクロ相分離構造のものしか得られていない。

[0010] ブロック共重合体のミクロ相分離構造をレーザー共振器として用いた例は特許文献 2に記載されている力 S、レーザー共振器として用いるミクロ相分離構造体が溶液キヤストにより作製されており、ミクロ相分離構造周期、すなわち、発振波長を決定する共振器長の温度依存性につ!/、ては全く議論されて!、なレ、。

[0011] レーザー共振器となるフォトニック結晶にコロイド結晶を用いた例も特許文献 3に前項と同様に記載されている。しかし、コロイド結晶によるフォトニック結晶を出力反射鏡としてのみ用いており、発光層を別に有する構造である。従って、本発明のようにレーザ一媒質を共振器中に導入した発光層とレーザー共振器構造が一体化した構造とは異なり、発光層と出力反射鏡の光学的平行性の調整が必要である。また、特許文献 2と同様に共振器特性の温度依存性については議論されておらず、熱的安定性が高レ、事を特長とすると記述されてレ、る。

特許文献 1：特開 2004— 99667号公報

特許文献 2：特許第 3507659号公報

特許文献 3：特開 2006— 287024号公報

非特許文献 1 :伊勢典夫ら「新高分子化学序論」化学同人、 1995年

非特許文献 2：し Rockford ら Physical Review Letters 82, 2602 (1999) 非特許文献 3 : Sang Ouk Kim ら Nature, Vol. 424, P41；!〜 414 (2003) 非特許文献 4 : Richard A. Register ら Nature, Vol. 424, P378〜379 (200

3)

非特許文献 5 : Mitsuhiro Shibayama ら Macromolecules, 16, P16〜28 (1 983)

非特許文献 6 : Michael R. Bockstaller ら J. Phys. Chem. B, vol. 107, N o. 37, P10017~ 10024 (2003)

非特許文献 7 : Tao Deng ら Polymer, No. 44, P6549〜6553 (2003) 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] これまで、上記の例に挙げたように、緩やかな温度応答性を示すミクロ相分離構造周期しか知られていなかつたが、

本発明のミクロ相分離構造体は、特定溶媒を含んだ構造色を示すミクロ相分離構造グレインであり、温度を変化させる事でその相分離構造周期の温度依存性を制御する事ができる。ここで、溶液温度を変化させる温度範囲として Θ温度付近を選択する事で、構造周期が大幅に変化するミクロ相分離構造体、すなわち、フォトニックバンドギャップが温度によって大幅に変化する材料として利用する事ができる。例えば、波長可変レーザー用の共振器やセンサー、光学フィルターや光スィッチのような材料に有用である。

[0013] また、本発明によると、巨大グレインを構造秩序を乱す事なくゲル状に固定化させたミクロ相分離構造体固定化物を簡易に製造する事が可能となり、安定した構造をもつ電子デバイスや光デバイスに幅広く利用可能である。

また電子デバイスや光デバイスに利用可能なフォトニック結晶、特にチューナブルなフォトニック結晶材料の提供が可能になる。

課題を解決するための手段

[0014] 本発明では、（1)フォトリソグラフィーなどのナノ精密微細加工技術かつ複雑な処理工程を用いることなぐ大きな分子量を有するブロック共重合体の自己組織化を利用して、ミクロ相分離構造体を形成するに際し溶媒を特定する事により、視認可能なサィズの単結晶様の巨大グレイン即ちミクロ相分離構造集合体を形成させ、さらに溶液温度を特定領域で変化させることで溶媒が持つミクロ相分離の駆動力である偏斥力が増減し、ミクロ相分離構造体の構造周期 (繰返し周期）が変化するミクロ相分離構造体を開示する。また、（2)得られたミクロ相分離構造体を光重合法を用いて構造秩序を乱さずに固定化させる方法により固定化されたミクロ相分離構造体を開示する。さらに（3)該ミクロ相分離構造体の温度特性を活用した光デバイスを開示するものである。

まず、（1)の温度を変化させる事により構造周期が変化するミクロ相分離構造体に関して説明する。

[0015] 本発明者らは、温度を変えることにより溶解性が変化する溶媒を選択する事により、単結晶様の巨大ダレインが自己組織的に簡易に得られる事、更には温度を変化させる事で、ミクロ相分離構造の構造周期が制御できる事を見出した。

[0016] 即ち本発明の第一は、少なくともモノマー Aの繰り返しからなるブロック鎖 Aおよびモノマー Bの繰り返しからなるブロック鎖 Bを含むブロック共重合体、ならびに溶媒を含むミクロ相分離構造体であり、該溶媒がブロック鎖 A及びブロック鎖 Bを溶解する温度領域 1と該ブロック鎖 Aを溶解せず該ブロック鎖 Bを溶解する温度領域 2を有し、該温度領域 1と該温度領域 2の間で温度を変化させる事により構造周期が変化する事を特徴とするミクロ相分離構造体を提供するものである。特に、溶媒が、ブロック鎖 A 及びブロック鎖 Bの両方のブロック鎖に対して良溶媒である溶媒と、少なくとも片方のブロック鎖に対して貧溶媒である溶媒の混合溶媒を用いる事が好ましレ、。

[0017] さらに、溶液中に対するブロック共重合体の濃度及び温度が、構造色を発現する範囲である事がより好ましい。

中でも、該ミクロ相分離構造体が視認可能なサイズのグレインである事が最も好ましく、該温度領域 1と該温度領域 2の境界の温度が Θ温度付近であることが最も好ましい。なお、 Θ温度とは非特許文献 1の pl08〜； 109に記載されているように第二ビリアル係数が 0になる温度と定義される。

[0018] 本発明の第二は、本発明の第一に記載のミクロ層分離構造体に、さらに光重合開始剤を加え、活性光線を照射する事で形成した固定化されたミクロ相分離構造体を提供するものである。

中でも、活性光線を照射する前のミクロ相分離構造体が視認可能なサイズのグレインである固定化されたミクロ相分離構造体が好ましぐさらに、ブロック共重合体のブロック鎖 Aおよびブロック鎖 Bのうちの一方のブロック鎖がジェン系二重結合を有する構造である、固定化されたミクロ相分離構造体がより好まし!/、。

[0019] 本発明の第三は、レーザー媒質として、蛍光色素化合物、発光性微粒子などの発光体等を含有した本発明の第一に記載のミクロ相分離構造体、加熱冷却素子、励起源から構成され、加熱冷却素子が外部電源又は信号源によりその温度が時間的あるいは空間的に任意に制御可能であり、励起源が発光体を光学的に励起して発光に至らしめる励起光源、あるいは、発光体を電子的に励起して発光に至らしめる駆動電源である事を特徴とする波長可変レーザー発振器を提供するものである。

[0020] 中でも、レーザー色素を含有した本発明の第一に記載のミクロ相分離構造体、カロ熱冷却素子、励起源から構成され、加熱冷却素子が外部電源又は信号源によりその温度が時間的あるいは空間的に任意に制御可能であり、励起源がレーザー色素を光学的に励起して発振に至らしめる励起光源、あるいは、レーザー色素を電子的に励起して発振に至らしめる駆動電源である事を特徴とする波長可変レーザー発振器である事が好ましい。

[0021] 本発明の第四は、レーザー媒質を含有した本発明の第一に記載のミクロ相分離構造体を用いたレーザー共振器、励起源、分光計測装置から構成され、励起源がレーザ一媒質を光学的に励起して発振に至らしめる励起光源、あるいは、レーザー媒質を電子的に励起して発振に至らしめる駆動電源であり、分光計測装置が発生したレーザ一光を必要とする場所まで光学的に導波し、その波長を分光して解析する事を特徴とする本発明の第一に記載のミクロ相分離構造体周辺の温度を計測する事が可能な温度センサーを提供するものである。

[0022] 本発明の第五は、加熱冷却素子が装着され本発明の第一に記載のミクロ相分離構造体が入った透明なセルと単色光源と分光検出器および解析装置からなり、加熱冷却素子が外部電源又は信号源よりその温度が時間的あるいは空間的に任意に制御可能であり、光源が 2種以上の単色光からなり、分光検出器がセルを透過した光の波長を分けて計測可能であり、解析装置が該分光検出器からの信号を、外部信号として出力することを特徴とする光フィルターである。

発明の効果

[0023] 本発明のミクロ相分離構造体は、構造色を示すミクロ相分離構造グレインであり、温度を変化させる事でその相分離構造周期の温度依存性を制御する事ができる。

[0024] ここで、溶液温度を変化させる温度範囲として Θ温度付近を選択する事で、構造周期が大幅に変化するミクロ相分離構造体、すなわち、フォトニックバンドギャップが温度によって大幅に変化する材料として利用する事ができる。例えば、波長可変レーザ一用の共振器やセンサー、光学フィルターや光スィッチのような材料に有用である。

[0025] また、本発明によると、巨大グレインを構造秩序を乱す事なくゲル状に固定化させたミクロ相分離構造体固定化物を簡易に製造する事が可能となり、安定した構造をもつ電子デバイスや光デバイスに幅広く利用可能である。

[0026] また電子デバイスや光デバイスに利用可能なフォトニック結晶、特にチューナブルなフォトニック結晶材料の提供が可能になる。

発明を実施するための最良の形態 [0027] 以下、本発明について具体的に説明する。

本発明に係る項目のうち、まず（1)ミクロ相分離構造体に関して、異なる特徴を備える、二つの好適な実施形態のミクロ相分離構造体を提供する。

[0028] 実施態様 1は少なくともモノマー Aの繰り返しからなるブロック鎖 Aおよびモノマー B の繰り返しからなるブロック鎖 Bを含むブロック共重合体、ならびに溶媒を含むミクロ相分離構造体であり、該溶媒がブロック鎖 Aおよびブロック鎖 Bを溶解する温度領域 1と該ブロック鎖 Aを溶解せず該ブロック鎖 Bを溶解する温度領域 2を有し、該温度領域 1と該温度領域 2の間で温度を変化させる事によりその構造周期が変化する事を特徴とするミクロ相分離構造体である。

[0029] なお、あるポリマーを溶解する温度領域 1と溶解しな!/、温度領域 2とを有する溶媒は、非特許文献 5に示されるように選択溶媒と呼ばれる。このミクロ相分離構造体では、溶液中のポリマー濃度及び溶液の温度が構造色を発現する範囲である事が、電子デバイスや光デバイスに利用可能なフォトニック結晶材料に適用しやすい点で好ましい。

[0030] 実施態様 2は少なくともブロック鎖 Aおよびブロック鎖 Bを含むブロック共重合体、ならびに溶媒を含むミクロ相分離構造体であり、溶媒がブロック鎖 A及びブロック鎖 Bの両方のブロック鎖に対して良溶媒である溶媒と、少なくとも片方のブロック鎖に対して貧溶媒である溶媒の混合溶媒である事を特徴とするものである。良溶媒とはポリマー鎖に対して溶解性のある溶媒をレ、い、貧溶媒とは、ポリマー鎖に対して溶解性のなレヽ溶媒をいう。

[0031] このミクロ相分離構造体は、溶液中のポリマー濃度、混合溶媒中の貧溶媒濃度、及び溶液の温度が構造色を発現する範囲である事が、電子デバイスや光デバイスに利用可能なフォトニック結晶材料に適用しやすぐかつミクロ相分離構造が固定化の際に乱れに《なる点で好ましレ、。

[0032] 本発明の制御方法に用いられるミクロ相分離構造体は、ブロック共重合体を構成するポリマー鎖の種類やその組合せ、これらの体積分率、ブロック共重合体を溶解させる溶媒の種類によって異なる。作成したい構造に応じて、例えばポリスチレン、ポリ— p—クロロスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリイソプレン、ポリブタジェン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビュル、ポリ酢酸ビュル等一般的に使用されるポリマーの中から適宜組合せて使用し、その組合せに応じて、例えばトルエン、テトラヒドロフラン (以下 THFとも記す)、シクロへキサン、 n—へキサン、アセトン、クロ口ホルム、水等の選択溶媒、良溶媒、貧溶媒を適宜選択する。

[0033] 本発明にお!/、ては、ブロック共重合体に対して選択溶媒を単独で利用する力、または良溶媒と貧溶媒との混合溶媒を利用する事が、巨大グレインを生成させ、かつミク口相分離構造の構造周期の温度依存性を発現する上で重要な技術である。その作用原理は、溶媒機能を利用してミクロ相分離の駆動力である偏斥力を増大させることで、ブロック共重合体の自己組織化を促進する事にある。

[0034] この原理を次に具体的に説明する。

例えば、ポリブタジエンとポリスチレンのブロック共重合体の場合であれば、シクロへキサンを高分子量ポリスチレンブロック鎖に対する選択溶媒として挙げることができ、室温以下で、ブロック共重合体における該一方のブロック鎖が溶解性を示さな!/、溶媒として作用する。ここではシクロへキサンはポリブタジエンブロック鎖に対して全温度領域で溶解性を示す。

[0035] もう一つの例はポリスチレンーポリメタクリル酸メチルブロック共重合体に対して水を少量加えた THF溶液を溶媒として用いる場合である。この場合、 THFはポリスチレン、ポリメタクリル酸メチルの両ブロック鎖に対して良溶媒であり、水は両者に対して貧溶媒である。この THF/水の混合溶液は高温領域 1では該両ブロック鎖を溶解するが該温度領域 1より低!/、温度領域 2ではポリスチレンを溶解しなくなる。しかし温度領域 2の中でも高温部ではポリメタクリル酸メチルに対して溶解性を示す。

[0036] この 2例とも温度を下げて行くと溶解度が下がる挙動を示しているが本発明は温度を上げる事で溶解性が下がる組み合わせを排除するものではない。

なお、ブロック共重合体を構成するブロック鎖に対する溶解性を評価するには、ひとつの繰り返し単位のみからなるポリマー、すなわちホモポリマーを該溶媒に溶解し、溶液の温度を変化させながらその濁度を測定する事で評価できる。

[0037] 本発明に用いられるブロック共重合体は比較的大きな分子量である事が望ましぐゲルパーミエーシヨンクロマトグラフ（GPC)法によって測定したポリスチレン換算の重量平均分子量は 1. 0 X 10⁵〜40 X 10⁵g/molであることが望ましい。より好ましくは 5. O X 10⁵〜20 X 10⁵g/molである。分子量力 . 0 X 10⁵g/molより/ J、さいと、ラメラ状構造の層間距離が狭すぎたり、層間距離に分布が現れたりして規則正しい構造のグレインそのものが形成されないことがあり、分子量力 S40 X 10⁵g/molより大きいと、ブロック共重合体そのものを重合することが困難であるため好ましくない。

[0038] 本発明に用いられるブロック共重合体は、ある程度希薄であり、かつ構造色を発現する溶液として用いること力 S好ましい。当該ブロック共重合体の量は、全溶媒量に対して 1. 0〜； 15質量％であることが好ましい。より好ましくは、 3. 0〜； 10質量％である。 1. 0質量％より希薄であると、溶液粘度が低いためにブロック共重合体の運動性が大きくなり、グレインそのものが形成されな力、つたり、ミクロ相分離構造に乱れが生じたりするため好ましくない。 15質量％より濃厚であると、溶液粘度が高すぎるためにプロック共重合体の運動性が低下し、グレインが非常に小さくなつたり、ブロック共重合体溶液が温度依存性を発現しなくなったりするため好ましくない。

[0039] 本発明の実施態様 2に用いられる混合溶媒における貧溶媒は、全溶媒量に対して 1. 0〜20質量％であることが好ましぐ 3. 0〜； 15質量％である事がより好ましい。貧溶媒が 1. 0質量％より少ないと、溶媒による偏斥力が作用せず、ミクロ相分離の自己組織化が促進されない。 20質量％より多すぎると、ブロック共重合体の溶媒への溶解性が低下して析出しやすくなり、グレインが非常に小さくなつてしまうため好ましくない。

[0040] 本発明における巨大グレインを有するミクロ相分離構造体の温度を変化させる方法は、溶液温度を構造色が発現する温度範囲の中で、一旦ある一定温度に保ったまま静置させた後、ゆっくり均一に温度変化させる事が望ましい。一旦静置させることでミクロ相分離構造体を壊れにくくするだけでなぐ均一に温度変化させる事でミクロ相分離構造の部分的な乱れを抑制し、構造周期の均一な変化が起きやすくなる。

[0041] このような温度変化に伴いミクロ相分離構造の構造周期が変化するのは、ブロック共重合体のポリマー構成成分と溶媒との相互作用である溶解性によって決まり、温度変化によってブロック共重合体の溶媒に対する溶解性が変化した事に起因すると考えられる。 [0042] つぎに（2)上記の方法を利用して形成させた視認可能なサイズの単結晶様の巨大グレインすなわち、ミクロ相分離構造集合体を、構造秩序を乱さずに簡易な方法でミクロ相分離構造体を固定化する方法および固定化された構造体に関して具体的に説明を行う。

[0043] 本発明の固定化されたミクロ相分離構造体は少なくともモノマー Aの繰り返しからなるブロック鎖 Aおよびモノマー Bの繰り返しからなるブロック鎖 Bを含むブロック共重合体、光重合開始剤ならびに溶媒を含み、該溶媒がブロック鎖 Aおよびブロック鎖 Bを溶解する温度領域 1と該ブロック Aを溶解せず該ブロック鎖 Bを溶解する温度領域 2 を有し、該温度領域 1と該温度領域 2の間で温度を変化させる事により構造周期が変化する事を特徴とするミクロ相分離構造体に活性光線を照射する事で形成されるものである。

[0044] ここで活性光線としては紫外線 (以下 UVとも記す）が好まし!/、。

一般に、活性光線照射により活性化しうる重合開始剤とは、光照射により分子が開裂してラジカルとなり、光重合性を有するポリマーもしくはモノマーとラジカル重合反応を引き起こすことにより、材料を高分子量化 (架橋）させてゲル化を進行させるラジカル型光重合開始剤が多い。該光重合開始剤の種類としては、 IRGACURE65 K チノく.スペシャルティ .ケミカルズ製：ベンジルジメチルケターノレ）や IRGACURE184

(同社製： —ヒドロキシアルキルフエノン）、 IRGACURE907 (同社製： α—アミノアルキルフエノン）等のようにベンゼン環に直接カルボ二ル基を結合させた構造を持ち、光照射によりカルボニル炭素が α開裂して活性ラジカルが生成することにより光重合性を有するポリマーやモノマーとの重合反応に関与する種類のものである。

[0045] これらの光重合開始剤は単独で使用しても良ぐあるいは 2種以上を混合して用いてもよい。

[0046] 本発明に用いられる光重合開始剤は、ブロック共重合体を構成するブロックの種類やその組合せ、ブロック共重合体を溶解させる溶媒の種類によって、重合反応性や溶媒への分散性が異なるため、ブロック共重合体溶液に応じて、種類や添加量を適宜選択する。

[0047] 本発明に用いられる光重合開始剤と相性の良いブロック共重合体は、一方のポリマー鎖にジェン系二重結合を有する構造のもの、特に一方のポリマー鎖がポリブタジェン骨格のものが好ましい。その際用いる光重合開始剤としては、前述のベンゼン環に直接カルボ二ル基を結合させた構造のアルキルフエノン系光重合開始剤が好ましぐ特にべンジルジメチルケタール（IRGACURE651)が好ましい。

[0048] 本発明に用いられる光重合開始剤の添加量としては、ブロック共重合体に対して 0.

2質量％以上 20質量％以下の範囲で添加するのが好ましぐ 0. 5質量％以上 10質量％以下が更に好ましい。光重合開始剤の添加割合が 0. 2質量％より少ないと、ゲル化を効率よく行うことが困難であり、ゲル状固定化物が得られない。一方、 20質量 %より多い場合は、溶媒への分散性が不均一になりやすぐまたミクロ相分離構造に乱れが生じやすくなり、グレインが生成しなくなる事がある他硬化物が厚いと自己の光吸収のため全体を光硬化できないことがある。

[0049] 本発明にお!/、て、活性光線照射前、即ち、ゲル化固定する前のミクロ相分離構造体は、視認可能な大きさで、単結晶様のミクロ相分離構造体が形成されたものである事が望ましレ、。ゲル化の際に構造秩序に乱れのな!/、ミクロ相分離構造体固定化物を製造する上で重要な技術ポイントである。力、かるミクロ相分離構造体の大きさは、少なくとも視認可能で、かつブロック共重合体溶液が構造発色を示す 30 m以上が好ましぐより好ましくは 300 m以上、最も好ましくは 3mm以上である。ミクロ相分離構造体が構造発色を示さないほど小さすぎる、即ちミクロ相分離構造の構造周期の規則性が低いと、ゲル化によりミクロ相分離構造に乱れが生じやすくなり、構造発色を示さなくなる事がある。また、ミクロ相分離構造体固定化物はゲル状であり、温度特性を有している。

[0050] つぎに（3)これらの方法で調製したミクロ相分離構造体を備えた光デバイスについて具体的な実施態様を説明する。なお、レーザー媒質として、本願ではレーザー色素が好適に用いられる。

[0051] 実施態様 3は、透明なセルに入った、レーザー色素を含有した実施態様 1に記載されたミクロ相分離構造体、加熱冷却素子、励起源から構成され、加熱冷却素子が外部電源や信号源によりその温度が時間的あるいは空間的に任意に制御可能であり、励起源がレーザー色素を光学的に励起して発振に至らしめる励起光源、あるいは、レーザー色素を電子的に励起して発振に至らしめる駆動電源ものである事を特徴とする波長可変レーザー発振器である。ここでレーザー色素としてはローダミン誘導体、フルォレセイン誘導体、クマリン誘導体などが挙げられ、加熱冷却素子としてはぺルチェ素子などが挙げられる。

[0052] 上記の実施態様におレ、て、励起光源としてはレーザー光源、電球、蛍光灯、 LED 、発光色素、半導体、および、有機 EL等が挙げられる。また、ミクロ相分離構造体が溶液であるときには透明ガラスセルに入れる。

[0053] 実施態様 4は、透明なセルに入った、レーザー色素を含有した実施態様 1に記載されたミクロ相分離構造体、励起源から構成され、励起源がレーザー色素を光学的に励起して発振に至らしめる励起光源、あるいは、レーザー色素を電子的に励起して発振に至らしめる駆動電源である事を特徴とするレーザー発振器、及び、分光計測装置から構成され、分光計測装置が発生したレーザー光を必要とする場所まで光学的に導波し、その波長を分光して解析することを特徴とする本発明の第一に記載のミクロ相分離構造体の入ったセル周辺の温度を計測する事が可能な温度センサーである。

[0054] ここで用いるミクロ相分離構造体はある温度範囲で温度が少し変化すると発色波長、すなわち、共振器長が大きく変化する。その結果レーザー発振波長も変化するため実施態様 4はミクロ相分離構造体の入ったセル付近の温度を測定できる鋭敏なセンサ一として機能する。

[0055] 実施態様 5としては、加熱冷却素子が装着され透明なセルに入った実施態様 1に記載されたミクロ相分離構造体が入った透明なセルと単色光源と分光検出器および解析装置からなり、加熱冷却素子が外部電源や信号源よりその温度が時間的あるレ、は空間的に任意に制御可能であり、光源が 2種以上の単色光からなり、分光検出器がセルを透過した光の波長を分けて計測可能であり、解析装置が該分光検出器からの信号を、外部信号として出力することを特徴とする光フィルターを提供する。

[0056] ここで用いるミクロ相分離構造体はある温度範囲で透過特性が大きく変化するため、前記 2種以上の単色光が温度によって透過したりしなかったりする温度依存性光フィルターとして機能する。〔実施例〕

[0057] 以下に実施例により本発明を更に詳細に説明する力本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例 1

[0058] ブロック共重合体試料として、 PS (ポリスチレン） b— PMMA (ポリメタクリル酸メチノレ)を用いた。用いた試料は真空下リビングァニオン重合により合成した（重量平均分子量 = 7. 5 X 10⁵g/mol,糸且成比 PS： PMMA= 70： 30vol%)。

[0059] 良溶媒である THFに、試料を 10wt%になるように溶解させて希薄溶液を作成した。その溶液を攪拌しながら、貧溶媒である水を 6. 2〜9. lwt%になるように添加すると構造発色が観察された。 300Kにお!/、て構造発色した溶液の可視光反射分光スぺタトルを測定すると、 540nm〜580nmにミクロ相分離構造の構造周期に起因するシヤープなピークが観察された（図 1)。図 1の凡例に示した数字は共重合体溶液中の水の重量分率である。

[0060] 構造発色した溶液を 40°Cから 0°Cまでゆっくり均一に温度変化させて反射分光スベクトルを測定したところ、温度変化に伴い構造発色波長が変化し、また貧溶媒である水の濃度によって反射波長の温度依存性が大きく変化することが観察された（図 2 )。図 2の凡例に示した数字は共重合体溶液中の水の重量分率である。

[0061] 水の濃度が 9. ；!〜 9. 4wt%のものは、 20°C〜35°C付近で反射波長が 30〜60n mと大幅にシフトする大きな温度依存性を有するミクロ相分離構造体として、水の濃度が 6. 2〜7. 7wt%のものはこの温度範囲内においては反射波長が全く変化しな V、温度依存性のな!/、ミクロ相分離構造体と見ることができる。

このように、混合溶媒中の貧溶媒濃度を任意に選択するだけで、簡易にミクロ相分離構造体の温度依存性を制御することが出来る。

[0062] この溶液は図 2に示されたように温度変化に伴い反射波長、すなわち、共振器長が変化する。また、 293Kから 296Kという狭い温度範囲において急激に共振器長が変化する。この結果はこのミクロ相分離構造体を共振器として用いることで、僅かな温度差により発振波長を劇的に変化させることが可能であることを示している。

実施例 2 [0063] ブロック共重合体試料として、 PS (ポリスチレン） b— PI (ポリイソプレン）を用いた。用いた試料は真空下リビングァニオン重合により合成した（重量平均分子量 = 10 X 10⁵g/mol,組成比（PS： PI) = 35： 65vol%) ₀

[0064] PSに対して選択溶媒であるシクロへキサンに、試料を 7. 5〜8. 5wt%になるように溶解させて構造発色を示す希薄溶液を得た。得られた溶液を 10〜50°Cの範囲で温度変化させて可視光反射分光スペクトルを測定すると、試料の濃度が 7. 5〜8. 0% のものでは PSのシクロへキサンに対する Θ温度（34· 5°C = 308K)付近でそれぞれ反射波長が大きく変化することが観察された（図 3)。図 3の凡例に示した数字は溶液中の共重合体の重量分率である。

[0065] このように、溶液中のポリマー濃度を少し変えるだけで、簡易にミクロ相分離構造体の温度依存性を制御する事が出来る。

比較例 1

[0066] PS, PIそれぞれに対して良溶媒であるトルエンに、試料を所定量（10〜； 12質量％ )になるように溶解させる以外は実施例 2と同様にして可視光反射分光スペクトルを得た（図 4)。実施例 1 , 2に対して、このような良溶媒中では、溶液中のポリマー濃度を変化させても、温度変化に対して緩やかに単調に変化するのみであり、温度依存性を制御できないことが分かる。図 4の凡例に示した数字は溶液中の共重合体の重量分率である。

実施例 3

[0067] ブロック共重合体試料として、 PS (ポリスチレン） b— PB (ポリブタジエン）を用いた。用いた試料は真空低温下リビングァニオン重合により合成した（重量平均分子量 = 12 X 10⁵g/mol,組成比 PS： PB = 56： 44vol%) ₀

[0068] 選択溶媒シクロへキサンにこの試料を 3質量％になるように溶解して希薄溶液を作成し、更に試料に対して 2質量％になるように光重合開始剤 IRGACURE651 (チバ •スペシャルティ'ケミカルズ製）を撹拌溶解させた。室温 23°Cで約 12時間静置すると、ミクロ相分離構造体の生成を示すオパール光沢様の構造発色が見られ、；!〜 3mm 程度の巨大ダレインの生成が観察された（図 5)。 UV 可視反射分光スペクトルを測定すると、 470nm付近に非常にシャープなピークが見られた。（図 6) [0069] この溶液に、波長 365nmの UV— LEDランプを用いて室温下で 20分間 UV照射を行ったところ、オパール光沢様の構造発色が変化することなく完全なゲル状のミク口相分離構造体固定化物が得られた。ゲル状固定化物の反射分光スペクトルを測定すると、反射波長はやや低波長側へシフトするものの非常にシャープなピークが見られ、ミクロ相分離構造の存在が確認された（図 6)。図 6の凡例に示した架橋前は溶液のスペクトルであり、架橋後は 20分間 UV照射を行った後のスペクトルである。分光スベクトルを換算プロットしてゲル化前後を比較してみると、スペクトルはほぼ近似しており、半値幅もほとんど変化していないことから、ミクロ相分離構造の規則性は変化してレ、な!/、事が確認された（図 7)。図 7の凡例に示した架橋前は溶液のスペクトルであり、架橋後は 20分間 UV照射を行った後のスペクトルである。なお換算プロットとは分光スペクトルピーク面積で縦軸を、分光ピーク波長で横軸をそれぞれ規格化したプロッ卜である。

実施例 4

[0070] 選択溶媒シクロへキサンに実施例 3で合成した試料を 8質量％になるように溶解して希薄溶液を作成し、更に試料に対して 5質量％になるように光重合開始剤 IRGAC URE651 (チバ 'スペシャルティ'ケミカルズ製）を撹拌溶解し、静置させた溶液に、東芝理化学用水銀ランプ H— 400Pを用いて UV照射する以外は、実施例 1と同様にしてミクロ相分離構造体固定化物を得た。得られたゲル状固定化物の反射分光スぺクトルを図 8、換算プロットを図 9にそれぞれ示す。

比較例 2

[0071] ブロック共重合体試料として、 PS (ポリスチレン） -b-PB (ポリブタジエン）を低温下リビングァニオン重合により合成した（重量平均分子量 = 6. 8 X 10⁵g/mol,組成比 PS : PB = 52 : 48vol%)。

[0072] 良溶媒 THFにこの試料を 14質量％になるように溶解して希薄溶液を作成し、更にこのブロック共重合体に対して 13質量％になるように光重合開始剤 1 , 1ージー（t ブチルペルォキシ）—3, 3, 5 トリメチルシクロへキサンを撹拌溶解させた。室温 23 °Cで約 12時間静置した後、東芝理化学用水銀ランプ H— 400Pを用いて室温下で 6 0分間 UV照射を行い、ゲル状物を得た。 [0073] 反射分光スペクトルを測定すると、反射波長は大幅に低波長側へシフトし、かつ非常にブロードなピークが得られた（図 10)。分光スペクトルを換算プロットしてゲル化前後を比較してみると、明らかにミクロ相分離構造の規則性が乱れてしまっていることが確認された（図 11)。なお、図 10, 11において pureとは架橋剤を添加する前の試料、架橋後とは UV照射後の試料を指す。

[0074] 本発明で開示された温度が変わる事により構造発色のスペクトルが大きく変化するというミクロ相分離構造体の性質を利用した光デバイスについて例示する。

参考例 1

[0075] (ブロック共重合体を用いたレーザー発振器）

ブロック共重合体試料として、 PS (ポリスチレン)一 b PtBuMA (ポリメタクリル酸 t プチル)を用い、真空下リビングァニオン重合により合成した（重量平均分子量 = 1 4. 7 X 10⁵g/mol,組成比 PS： PtBuMA= 35： 65vol%)。

[0076] PS— b— PtBuMA、テトラヒドロフラン（THF)、水の重量比が 8· 1 : 87. 5 : 4. 4となるよう溶液を調整した。また、レーザー色素であるローダミン 6Gを該溶液に対して 0 . 05質量％となるよう添加した。ガラスセルに溶液を封入後静置してミクロ相分離構造、すなわち、レーザー共振器を形成させた。この溶液の反射分光測定を行ったところ図 12に示すように 570nmにピークを持つ共振器構造を形成している事が確認できる。

[0077] この溶液に Nd :YAGレーザーの第二高調波 532nmの波長を持つパルスレーザー

(繰り返し 20Hz、ピーク幅 10msec)を励起光源として用いてレーザー発振実験を行つた。平均パワーを徐々に上げていき、溶液から発振した光を分光装置に導入することで得られた分光スペクトルを図 13に示し、図 14に発光強度の励起強度依存性を示す。発光スペクトルは波長 575nmにピークを持つシャープなものが得られ、励起強度が約 0. 2mWのあたりで急激に発光強度が増加していることから、ミクロ相分離構造を共振器として用いた溶液力レーザー発振している事が確認された。

実施例 5

[0078] (波長可変レーザー発振器）

図 15のセル 1には実施例 1で示されたミクロ相分離構造体溶液（重量比で、 PS-b- PMMA :THF :水 = 81 · 81 : 9. 09 : 9. 1)にレーザー色素であるローダミン 6Gを概溶液に対して 0. 04質量％となるように添加し、図 15の加熱冷却素子 4 (ペルチェ素子）によってセル 1の温度を制御できるように配置した。セル 1の表面は、ここで用いる波長領域にお!/、て無反射コーティングなど、必要となる光学処理が施されて!/、る材料である。

[0079] レーザー色素を含有するセル 1を光学的に励起してレーザー発振を起こさせるための光源 2 (例えば、ローダミン 6Gをレーザー色素として用いた場合には、 532nmの波長を得られる Nd： YAGレーザーの第 2高調波を用いる）から励起光 3をレーザー色素、レーザー共振器構造を含有するセル 1に照射し、レーザー発振させた。

[0080] ここで、セル 1に形成された共振器長は図 2に示すように温度により変化するため、温度によって出力波長制御可能なレーザー発振器となる。図 2の四角いシンボルで示される温度依存性を有し、ローダミン 6Gを含有した溶液が入ったセル 1の温度を 2 94Kにした場合は 607nmの、 296Kの場合には 576nmの波長のレーザー光 5が発振された。なお、本構成におけるレーザー媒質や励起光源などは、レーザー結晶や半導体レーザー構造材料をレーザー媒質にした際には、光源ではなく電子源ゃ電流源である場合もあり、本具体例のみの構造ではなレ、事を明記する。

[0081]

実施例 6

[0082] 実施例 5の励起光 3の強度がレーザー閾値を超えない場合、実施例 5で示されたミクロ相分離構造体中で発光した蛍光のうち、形成されているレーザー共振器長、すなわち、フォトニックバンドギャップに応じた波長の光はセル 1の外に漏れてくることが出来ず、 295Kにおいて図 16に示したような特定波長が除かれた発光スペクトルを与えた。図 16に示した反射スペクトルは実施例 1で示されたミクロ相分離体の 295K でのスペクトルであり、上記の機構を証明するものである。

実施例 7

[0083] (温度センサー）

図 17のセル 1、励起光源 2、励起光 3は実施例 5と同様なもので構成されており、被温度検出体である配管 5にセル 1が接触し、配管 5の内部の媒質 (たとえば各種ガス、冷却水など）の温度がセル 1に伝播するように配置した。セル 1の表面は、ここで用 V、る波長領域にお!/、て無反射コーティングなど、必要となる光学処理が施されてレ、る材料である。

[0084] 実施例 5と同様に励起光源 2から励起光 3をセル 1に照射しレーザー発振させた。

セル 1には、実施例 1で示された温度によって共振器長が変化するミクロ相分離構造体が入っており、配管 5を流れる媒質の温度によってセル 1から発振するレーザー光の波長が変化する。このレーザーを直接波長分解可能な分光検出器 8で検出しても良いし、光ファイバ 7を通して分光検出しても良い。配管 5に 294Kの水を流した場合レーザー光 6は 607nmの波長、水温を 305Kにした場合には 565nmの波長であつた。

[0085] この温度センサーは、被温度検出体の雰囲気温度の計測、および温度の制御、温度の変化を色で表示する素子等に応用され、その温度をレーザー光を利用して遠隔地にて計測を可能とする特徴を有する。なお、本構成におけるレーザー媒質や励起光源などは、レーザー結晶や半導体レーザー構造材料をレーザー媒質にした際には、光源ではなく電子源や電流源である場合もあり、本具体例のみの構造ではない事を明記する。

実施例 8

[0086] (光フィルター）

図 18に示すように実施例 1に示されたポリスチレンーポリメタクリル酸メチルからなるブロック共重合体の 10質量％テトラヒドロフラン溶液に、 10質量％テトラヒドロフラン溶液に対して 9. 1質量％になるように水を添加したミクロ相分離構造体溶液の入った光学的に透明なセル 9の周囲に、外部電源あるいは信号源から制御可能な加熱冷却素子 4が装着されている。レーザーダイオードもしくは発光ダイオードからなる単色光源 10からそれぞれ波長 610nmの単色光 1 1および 575nmの単色光 11をセル 9 に入射させる。セルの表面には光学的に無反射コーティングなど必要な光学性能を付加している。また、セルは、その温度応答特性と光学的な特性を考慮して、その厚さや大きさは適切に制御されている。ここで外部電源あるいは信号源からの信号に基づき加熱冷却素子 4の温度を変化させる事によりセルの温度を変化させる事とする。 [0087] その結果、温度が 20°C以下では、 610nmの光は反射され、セルを通過する事ができず、通過するのは 575nmの光のみである。一方、温度が 22°C以上では、 575η mの光が反射され 610nmの光のみを通過させる事が出来る。（図 18)

[0088] それぞれのレーザー光に異なる情報を重畳させて伝送している場合、このデバイスは波長選択光フィルターとしての機能を果たす。また、ここでは、セル 9を一つ用いた場合のみを具体例として示したが、セルの内部のミクロ相分離構造体溶液に、少しずつ異なる水の量を入れることで、波長の変化領域を変えて、これらを直列に配列する事で多数のレーザーの波長選択が可能な多重波長選択フィルターとする事も図 19 に示したように可能であることを付記する。

産業上の利用可能性

[0089] 本発明のミクロ相分離構造体の温度制御方法を利用したフォトニック結晶、特にチユーナブルなフォトニック結晶として用いることで、波長可変発光素子、偏光板、回折格子、高密度メモリ等の電子デバイス、光導波路、光フィルターや光スィッチ素子等の光デバイス等を作成することが可能である。

図面の簡単な説明

[0090] [図 1]構造発色を示す PS— b— PMMAの THF/水混合溶液からなるミクロ相分離構造体の 300Kにおける反射分光スペクトルの水の量依存性を示す図である。横軸は波長である。

[図 2]図 1の水の濃度が異なる溶液の分光スペクトルの極大吸収波長の温度依存性を示す図である。

[図 3]構造発色を示す PS— b— PIのシクロへキサン溶液からなるミクロ相分離構造体の分光スペクトルの極大吸収波長の温度依存性を各種の共重合体濃度において示した図である。

[図 4]良溶媒トルエン溶液の分光スペクトルの極大吸収波長の温度依存性を各種の共重合体濃度において示した図である。

[図 5]巨大ダレインが観察された PS— b— PBの 3wt%シクロへキサン溶液（光重合開始剤 IRGACURE651含有）を示す写真である。定規の 1目盛りは lmmである。

[図 6]図 5の溶液及び図 5の溶液から得られたゲル状ミクロ相分離構造体固定化物の分光スペクトルを示す図である。

[図 7]図 6の分光スペクトルを換算プロットした図である。

[図 8]PS— b— PBの 8wt%シクロへキサン溶液（光重合開始剤 IRGACURE651含有)及びこの溶液から得られたゲル状ミクロ相分離構造体固定化物の分光スペクトルを示す図である。

[図 9]図 8の分光スペクトルを換算プロットした図である。

[図 10]PS— b— PBの 14質量％1^1？溶液（光重合開始剤 1 , 1ージー（tーブチルぺルォキシ）—3, 3, 5—トリメチルシクロへキサン含有）及びこの溶液から得られたゲル状ミクロ相分離構造体固定化物の分光スペクトルを示す図である。

[図 11]図 10の分光スペクトルを換算プロットした図である。

[図 12]構造発色を示す PS—b— PtBuMAの THF/水混合溶液からなるミクロ相分離構造体の 300Kにおける反射分光スペクトルである。

[図 13]構造発色を示す PS—b— PtBuMAの THF/水混合溶液からなるミクロ相分離構造体をレーザー共振器として用いたレーザー発振器の発光スペクトルである。

[図 14]構造発色を示す PS—b— PtBuMAの THF/水混合溶液からなるミクロ相分離構造体を用いたレーザー発振器の発振強度の励起強度依存性である。

[図 15]レーザー色素を含有したミクロ相分離構造体、励起光源、加熱冷却素子から構成された波長可変レーザー発振器である。

[図 16]励起光強度がレーザー閾値を超えない場合の発光スペクトルである。

[図 17]レーザー色素を含有したミクロ相分離構造体、励起光源から構成された温度センサーである。

[図 18]発熱体を備えたミクロ相分離構造溶液セルからなる光フィルターである。

[図 19]発熱体を備えたミクロ相分離構造溶液セル力なる多重波長選択光フィルタ一である。

符号の説明

1 レーザー色素を含有したミクロ相分離構造体

2 励起光源

3 励起光加熱冷却素子

被温度検出体

レーザー光

光ファイバ一

分光検出器

ミクロ相分離構造体の入ったセル単色光源

単色光

光分岐素子

Claims

請求の範囲

[1] 少なくともモノマー Aの繰り返しからなるブロック鎖 Aおよびモノマー Bの繰り返しからなるブロック鎖 Bを含むブロック共重合体、ならびに溶媒を含むミクロ相分離構造体であり、該溶媒がブロック鎖 A及びブロック鎖 Bを溶解する温度領域 1ならびに該ブロック鎖 Aを溶解せず該ブロック鎖 Bを溶解する温度領域 2を有し、該温度領域 1と該温度領域 2の間で温度を変化させる事により構造周期が変化する事を特徴とするミクロ相分離構造体。

[2] 溶媒がブロック鎖 Aおよびブロック鎖 Bの両方のブロックに対して良溶媒である溶媒と、少なくとも片方のブロック鎖に対して貧溶媒である溶媒の混合溶媒であることを特徴とする、請求項 1に記載のミクロ相分離構造体。

[3] 溶媒に対するブロック共重合体の濃度及び温度が、構造色を発現する範囲であることを特徴とする、請求項 1又は 2に記載のミクロ相分離構造体。

[4] 視認可能なサイズのグレインであることを特徴とする、請求項 2又は 3に記載のミクロ相分離構造体。

[5] 該温度領域 1と該温度領域 2の境界の温度が Θ温度付近であることを特徴とする、請求項 2〜4のいずれかに記載のミクロ相分離構造体。

[6] 請求項 1に記載のミクロ相分離構造体に、さらに光重合開始剤を加え活性光線を照射する事で形成した固定化されたミクロ相分離構造体。

[7] 活性光線を照射する前のミクロ相分離構造体が視認可能なサイズのグレインであることを特徴とする、請求項 6に記載の固定化されたミクロ相分離構造体。

[8] ブロック共重合体のブロック鎖 Aおよびブロック鎖 Bのうちの一方のブロック鎖がジェン系二重結合を有する構造であることを特徴とする、請求項 6又は 7に記載の固定化されたミクロ相分離構造体。

[9] レーザー媒質を含有する請求項;!〜 8のいずれかに記載のミクロ相分離構造体を用いたレーザー共振器、加熱冷却素子、励起源から構成され、加熱冷却素子が外部電源又は信号源よりその温度が時間的あるいは空間的に任意に制御可能であり、励起源がレーザー媒質を光学的に励起して発振に至らしめる励起光源、あるいは、レーザー媒質を電子的に励起して発振に至らしめる駆動電源である事を特徴とする波長可変レーザー発振器。

[10] レーザー媒質を含有する請求項;!〜 8のいずれかに記載のミクロ相分離構造体を用いたレーザー共振器、励起源、分光計測装置から構成され、励起源がレーザー媒質を光学的に励起して発振に至らしめる励起光源、あるいは、レーザー媒質を電子的に励起して発振に至らしめる駆動電源であり、分光計測装置が発生したレーザー光を必要とする場所まで光学的に導波し、その波長を分光して解析することを特徴とする請求項;!〜 8のいずれかに記載のミクロ相分離構造体周辺の温度を計測する事が可能な温度センサー。

[11] 加熱冷却素子が装着され請求項 1〜8のいずれかに記載のミクロ相分離構造体が入った透明なセルと単色光源と分光検出器および解析装置から構成され、加熱冷却素子が外部電源又は信号源よりその温度が時間的あるいは空間的に任意に制御可能であり、単色光源が 2種以上の単色光からなり、分光検出器がセルを透過した光の波長を分けて計測可能であり、解析装置が該分光検出器からの信号を、外部信号として出力することを特徴とする光フィルター。