JP3504423B2 - Light control method using an optical element comprising a photoresponsive composition containing a polymethine dye - Google Patents

Light control method using an optical element comprising a photoresponsive composition containing a polymethine dye

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JP3504423B2
JP3504423B2 JP05456396A JP5456396A JP3504423B2 JP 3504423 B2 JP3504423 B2 JP 3504423B2 JP 05456396 A JP05456396 A JP 05456396A JP 5456396 A JP5456396 A JP 5456396A JP 3504423 B2 JP3504423 B2 JP 3504423B2
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    • 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

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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、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およびそれを用いる光学
素子および光制御方法に関する。 【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」もしくは「誘
導吸収」、または「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、
次のようなものがある。例えば、特開昭５３−１３７８
８４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二
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
法が記載されている。 【０００６】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
バーが記載されている。 【０００７】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
ファイバーが記載されている。 【０００８】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記載され
ている。 【０００９】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
体が記載されている。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来技術は、実用に足りる大きさの透過率変化ま
たは屈折率変化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
りするため、いずれも実用化されていないというのが現
状である。 【００１１】本発明は以上のような課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、上記従来技術の欠点を解消
し、可能な限り低い光パワーで、充分な大きさと速度の
光応答を示す光応答性組成物、それを用いる光学素子お
よび光制御方法を提供することにある。 【００１２】 【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、前記光応答性組成物
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
記信号光の強調変調および／または光束密度変調を行う
光制御方法であって、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ように、また、前記制御光および前
記信号光の光路をそれぞれ配置し、更に前記光学素子中
の前記光応答性組成物を透過した後、発散していく信号
光光線束を、凸レンズまたは凹面鏡で受光することによ
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であって、特定の波長の光に感応し
て他の波長の光の透過率および／または屈折率を可逆的
に変化させる光応答性組成物であって、色素として下記
の一般式〔Ｉ〕で表されるポリメチン色素を含有する光
応答性組成物からなる光学素子を用いることを特徴とす
る。 【００１３】 ［φ1 −（ＣＲ1 ＝ＣＲ2 ）n −ＣＨ＝φ2 ］+ Ｘ- …〔Ｉ〕 ここで、φ1 は、炭素原子でメチン鎖に結合している１
価の複素環残基を表し、この残基は置換基を有していて
も良い。 【００１４】φ2 は、炭素原子でメチン鎖に結合してい
る２価の複素環残基を表し、この残基は置換基を有して
いても良い。 【００１５】ｎは０、１、２、または３以上の整数であ
る。 【００１６】ｎが１以上のとき、Ｒ1 およびＲ2 は、そ
れぞれ、水素原子、カルボン酸エステル残基、ハロゲン
原子、アルキル基、アリール基、ヒドロキシ基、アルコ
キシ基、またはアミノ基を表し、この基は置換基を有し
ても良い。カルボン酸エステル残基の例としては、アセ
トキシ基などがある。 【００１７】ｎが２以上のとき、Ｒ1 およびＲ2 はそれ
ぞれ相異なっても良く、または互いに結合して環を形成
しても良い。 【００１８】Ｘ- は、上記ポリメチン色素のカチオン部
分に対して化学的に不活性なカウンターアニオンを表
す。「化学的に不活性な」とは、上記ポリメチン色素の
カチオン部分とは化学反応せず、それに対して単なるイ
オン種として静電的に相互作用することをいう。Ｘ- と
しては、例えば、塩素イオン（Ｃｌ- ）、臭素イオン
（Ｂｒ- ）、ヨウ素イオン（Ｉ- ）、パークロラートイ
オン（ＣｌＯ4 - ）、テトラフルオロボラートイオン
（ＢＦ4 - ）、ヘキサフルオロホスフォラートイオン
（ＰＦ6 - ）、硫酸イオン（ＳＯ4 2-）、硫酸水素イオ
ン（ＨＳＯ4 - ）、p-トルエンスルホナートイオン（Ｃ
Ｈ3 Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - ）、ベンゼンスルホナートイオン
（Ｃ6 Ｈ5 ＳＯ3 - ）、メタンスルホナートイオン（Ｃ
Ｈ3 ＳＯ3 - ）、トリフルオロメタンスルホナートイオ
ン（ＣＦ3 ＳＯ3 - ）、酢酸イオン（ＣＨ3 ＣＯ
Ｏ- ）、トリクロロ酢酸イオン（ＣＣｌ3 ＣＯＯ- ）、
またはトリフルオロ酢酸イオン（ＣＦ3 ＣＯＯ- ）など
のアニオンを挙げることができる。 【００１９】 【００２０】 【００２１】 【００２２】 【００２３】［ポリメチン色素］本発明で用いられる前
記の一般式〔Ｉ〕で表されるポリメチン色素としては、
公知のものを使用することができる。 【００２４】前記ポリメチン色素の具体例を化学式とし
て図１から図２０に例示する。なお、これらの色素のア
ニオン部分はヨウ素イオン（Ｉ- ）の場合を例示した
が、ヨウ素イオンを塩素イオン（Ｃｌ- ）、臭素イオン
（Ｂｒ- ）、パークロラートイオン（ＣｌＯ4 - ）、テ
トラフルオロボラートイオン（ＢＦ4 - ）、ヘキサフル
オロホスフェートイオン（ＰＦ6 - ）、硫酸イオン（Ｓ
Ｏ4 2-）、硫酸水素イオン（ＨＳＯ4 - ）、p-トルエン
スルホナートイオン（ＣＨ3 Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - ）、ベン
ゼンスルホナートイオン（Ｃ6 Ｈ5 ＳＯ3 - ）、メタン
スルホナートイオン（ＣＨ3 ＳＯ3 - ）、トリフルオロ
メタンスルホナートイオン（ＣＦ3 ＳＯ3 - ）、酢酸イ
オン（ＣＨ3 ＣＯＯ- ）、トリクロロ酢酸イオン（ＣＣ
ｌ3 ＣＯＯ- ）、またはトリフルオロ酢酸イオン（ＣＦ
3 ＣＯＯ- ）などの各種アニオンに置き換えたものも使
用することができる。 【００２５】また、複数種類のアニオンが混在していて
も良い。 【００２６】更に、アニオン部分がカルボン酸残基やス
ルホン酸残基の形で、置換基としてポリメチン色素に結
合して分子内塩を形成していても、有機高分子系マトリ
ックス材料に結合していても良い。 【００２７】本発明では、これらの色素を単独で、また
は、２種類以上を混合して使用することができる。 【００２８】［マトリックス材料］本発明の光応答性組
成物で用いることのできる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色素を安定性良
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。 【００２９】無機系のマトリックス材料としては、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。 【００３０】例えば有機系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。 【００３１】更に、これらの有機高分子化合物に前記色
素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。 【００３２】［マトリックッス材料中への色素の溶解ま
たは分散］これらのマトリックッス材料中へ前記色素を
溶解または分散させるためには、公知の方法が使用可能
である。例えば、（１）色素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、（２）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色素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、（３）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、色素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、あるいは（４）色素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、色素および熱可塑
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
融加工する方法などを適宜使用することができる。 【００３３】色素とマトリックス材料の組合せおよび加
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
クス材料中の色素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。 【００３４】マトリックス材料が親水性樹脂の場合に
は、先に例示した色素をスルホン化して水に可溶化した
ものを使用することもできる。 【００３５】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−もしくは分散助剤などを含
有しても良い。 【００３６】［光応答性組成物、信号光および制御光の
設定］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、使
用目的に応じて適切な組合せを選定し、用いることがで
きる。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もしくは波長帯域を決定し、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
の組合せを選定する方法がある。この方法とは逆に、使
用目的に応じて信号光と制御光の波長の組合せを決定し
てから、この組合わせに適した光応答性組成物を選定す
る方法もある。 【００３７】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
らの組合わせを、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、光応答性組成物の組成の内、制御光および／または
信号光を吸収する成分の濃度を最初に決定してから、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。これとは逆に、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も
できる。 【００３８】［透過率］本発明は、可能な限り低い光パ
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
学素子から引出すような光制御方法を提供することを目
的の一つとしているが、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。 【００３９】本発明に係る光応答性組成物、光学素子、
および光制御方法では、光学素子を伝播する制御光の透
過率が９０％以下、好ましくは６０％以下、更に好まし
くは４０％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および／または光路長の
設定を行うことが推奨される。 【００４０】本発明に係る光応答性組成物、光学素子、
および光制御方法では、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１０％以上、好ましくは４０％以
上、より好ましくは６０％以上、更に好ましくは９０％
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および／または光路長の設定を行う
ことが推奨される。 【００４１】本発明に係る光応答性組成物、光学素子、
および光制御方法では、制御光の照射によって信号光の
透過率が増大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９０％以下、好ましくは７０％以
下、より好ましくは５０％以下、更に好ましくは４０％
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および／または光路長の設定を行う
ことが推奨される。 【００４２】［光学素子の形態および作成］本発明の光
学素子の形態は薄膜、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。 【００４３】本発明の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。 【００４４】例えば、薄膜状の光学素子を作成する場合
は、色素および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。 【００４５】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４−９９６０９号広
報）や延伸法を用いても薄膜状もしくは厚膜状の膜型光
学素子を作成することができる。 【００４６】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色素を溶
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・モールド法で成型する
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には、色素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。 【００４７】ファイバー状の光学素子は、例えば、
（１）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色素を溶解もしくは分散さ
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、（２）色素を溶解もしくは分散
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
温度まで加熱し、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。 【００４８】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熱処理してから薄片状もしくは板
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。 【００４９】導波路型の光学素子は、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
に色素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、色素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。 【００５０】［本発明に係る光学素子を利用した光学装
置］本発明の光制御方法は、前記光応答性組成物から成
る光学素子に制御光を照射し、前記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
配置すること、または、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播させる
ことを特徴とする。従って、本発明に係る光学素子を利
用した光学装置は、この特徴を十分に発揮できるような
構成となっていなければならない。 【００５１】 【発明の実施の形態】本発明の光学素子を利用するため
の光学装置の構成としては、例えば次のような構成を挙
げることができる。 【００５２】（１）図２１あるいは図２２に示されるよ
うに、光学素子へ入射する前に制御光および信号光の２
本の光ビームの光軸を揃え、同一光路を通るように調節
してから光学素子へ入射させる装置構成。これは、光学
素子の形態に依存しない構成である。 【００５３】（２）図２２に示されるように、信号光お
よび制御光を１本の光ファイバー型光学素子へ入射させ
る装置構成。 【００５４】（３）図２３に示されるように、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
レイ状などの形態の光学素子に照射された制御光および
信号光の光路が光学素子内部で交差するように調節する
装置構成。 【００５５】（４）図２４に示されるように、信号光が
通過する平面光導波路型光学素子へ垂直方向から制御光
を入射させる装置構成。 【００５６】（５）信号光および制御光が各々伝播する
２本の光路が、途中で１本に混合されるＹ字型構成の光
導波路型光学素子を用いる装置構成。 【００５７】（６）鏡面に挟まれた膜型光学素子へ、制
御光および信号光を、膜内を多重反射するように各々入
射させるような装置構成。 【００５８】上記装置の内、本発明に係る光制御方法を
実施する際に用いることのできる光学装置構成として
は、図２１または図２２に例示する装置が特に好適であ
る。 【００５９】図２１にブロック図として例示された光学
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、光検知器１１および２２、並びにオ
シロスコープ１００を構成要素とする。これらの光学素
子あるいは光学部品の内、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２０は、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。 【００６０】なお、ＮＤフィルター３、シャッター４お
よび半透過鏡５は必要に応じて設けるものである。ま
た、光検知器１１および２２並びにオシロスコープ１０
０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。 【００６１】図２２のブロック図に機能構成が例示され
た装置構成は、図２１の膜型光学素子８の代りに用いた
ファイバー型光学素子１２以外は、図２１の光学装置と
同様の構成要素からなる。 【００６２】次に、個々の構成要素の特徴ならびに動作
について説明すると、まず、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、例えばアルゴンイオンレー
ザー（発振波長４５７．９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。 【００６３】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、ネオン放電管などの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
メーターで単色化して用いても良い。 【００６４】先に述べたように、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、これらの組合わせとして、使用目
的に応じて適切な組合わせが選定され、用いられる。例
えば、図２６に示すような透過率スペクトルの光応答性
組成物から成る光学素子について、信号光の光源２とし
て発振波長６９４ｎｍの半導体レーザー、および制御光
の光源１として発振波長６３３ｎｍのヘリウム・ネオン
レーザーを選択し、これらを組合わせて用いることがで
きる。 【００６５】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、あ
るいは、本発明の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。 【００６６】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、適当な手段で予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。 【００６７】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。 【００６８】半透過鏡５は、本発明の光学素子の特性や
光制御方法の作用を試験する際、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。 【００６９】光検出器１１および２２は、本発明の光学
素子および光制御方法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
して適宜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。 【００７０】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
ーターの組合せ（図示せず）によってもモニターするこ
とができる。 【００７１】光混合器６は、前記光学素子中を伝播して
行く光路が制御光と信号光とで同一になるように調節す
るために用いるものであり、本発明の光制御方法を図２
１のような装置構成で実施するために重要な装置構成要
素の一つである。光混合器６としては、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。 【００７２】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を図２１の
ような装置構成で実施する際に重要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。 【００７３】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ビー
ムまたは収束ビームに戻すための手段であり、この目的
に適合するものであれば、任意の仕様のレンズを用いる
ことができる。また、この目的を達するためにはレンズ
の代りに凹面鏡を使用することもできる。 【００７４】波長選択透過フィルター２０は、本発明の
光制御方法を図２１のような装置構成で実施するために
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とから信号光の
みを取り出すための手段の一つとして用いられる。 【００７５】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、プリズムや回折格子などを使
用することができる。 【００７６】図２１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。 【００７７】以上のような構成要素から成る図２１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。 【００７８】半透過鏡５によって分割・透過された制御
光は光検出器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予め測定して検
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ること
が可能になる。 【００７９】半透過鏡５で反射した制御光は、光混合器
６および集光レンズ７を通って、光学素子８に集光照射
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。 【００８０】光源２から出射された信号光の光ビーム
は、前記の光混合器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、光検出器２２にて受光される。 【００８１】次に、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など形態の光学素子
に照射された制御光および信号光の光路が、光学素子内
部で交差するように調節する装置構成において、膜型光
学素子８を用いた場合について図２３に例示する。 【００８２】ここで、光源１から出射された制御光の光
ビームは、ＮＤフィルタ−３およびシャッター４を通過
した後、凹面鏡１４で反射および集光されて膜型光学素
子８へ照射され、一方、光源２から出射された信号光の
光ビームは集光レンズ７にて集光されて膜型光学素子８
へ照射され、これら２本の光ビームは膜型光学素子８内
部の交点１５において交差するように調節される。更に
交点１５において、凹面鏡１４で反射および集光された
制御光の焦点と、集光レンズ７にて集光された信号光の
焦点とが一致するように調節することによって、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
り合うようにすることができる。 【００８３】制御光の光ビームは膜型光学素子８を透過
した後、受光レンズ１９および波長選択透過フィルター
１０を通過してから光検出器１１によって受光される。
波長選択透過フィルター１０は、光学素子８から散乱し
てくる信号光を完全に遮蔽する一方で、制御光を効率良
く透過させるような波長選択透過特性のフィルターであ
る。これによって、光学素子８を透過してきた制御光の
光強度を常時測定することができる。 【００８４】信号光の光ビームは膜型光学素子８を透過
した後、受光レンズ９および波長選択透過フィルター２
０を透過した後、光検出器２２にて受光される。波長選
択透過フィルター２０は、光学素子８から散乱してくる
制御光を完全に遮蔽する一方で、信号光を効率良く透過
させるような波長選択透過特性のフィルターである。 【００８５】次に、信号光が通過する平面光導波路型光
学素子１７へ垂直方向から制御光を入射させる装置の機
能構成を図２４に例示する。 【００８６】図２４において、光源２から出射された信
号光の光ビームは集光レンズ７にて集光されてプリズム
１３へ照射され、平面導波路型光学素子１７へ導かれ
る。一方、光源１から出射された制御光の光ビームは、
ＮＤフィルタ−３およびシャッター４を通過した後、凹
面鏡１４で反射および集光されて平面光導波路型光学素
子１７の光透過部分へ照射される。信号光および制御光
の２本の光ビームは、光導波路型光学素子１７内部の交
点１５において交差するように調節される。更に交点１
５と凹面鏡１４で反射および集光された制御光の焦点と
が一致するよう調節される。 【００８７】制御光の光ビームは光学素子１７を垂直方
向に透過した後、受光レンズ１９および波長選択透過フ
ィルター１０を通過してから光検出器１１によって受光
される。波長選択透過フィルター１０は、光学素子１７
から散乱してくる信号光を完全に遮蔽する一方で、制御
光を効率良く透過するような波長選択透過特性のフィル
ターである。これによって、光学素子１７を透過した制
御光の光強度を常時測定することができる。 【００８８】信号光の光ビームは光導波路型光学素子１
７を通過した後、プリズム１８および受光レンズ９およ
び波長選択透過フィルター２０を透過してから、光検出
器２２にて受光される。波長選択透過フィルター２０
は、光学素子１７から散乱によって出射してくる制御光
を完全に遮蔽する一方で、信号光を効率良く透過するよ
うな波長選択透過特性のフィルターである。 【００８９】本発明の光応答性組成物および光学素子で
用いられる前記の一般式〔Ｉ〕で表されるポリメチン色
素は、励起状態吸収を利用した光制御方法に特に適した
光吸収特性を発揮する。 【００９０】従って、本発明の光制御方法では、制御光
および信号光を収束させ、かつ、収束された制御光およ
び信号光が光学素子中の同一光路を伝播するようにさせ
ることにより、光応答性組成物から成る光学素子中の励
起状態の前記色素分子と制御光および信号光の光子の相
互作用効率を著しく向上させることが可能となり、その
結果、従来に比べ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出すことが可能
になる。 【００９１】 【実施例】以下、実施例を示し、更に詳しく本発明につ
いて説明する。 【００９２】〔実施例１〕下記の化学式で表される化学
構造の色素 【化１】 ３、３’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージド
（慣用名ＤＯＤＣＩ）：２３．０ｍｇおよびポリメタク
リル酸２−ヒドロキシプロピル：１９７７．０ｍｇをア
セトン：２００ｍｌに溶解し、ｎ−ヘキサン：３００ｍ
ｌ中へかき混ぜながら加えて析出した沈殿（色素および
ポリマーの混合物）を濾別し、ｎ−ヘキサンで洗浄して
から減圧下乾燥し、粉砕した。 【００９３】得られた色素およびポリマーの混合粉末を
１０-5Ｐａ未満の超高真空下、１００℃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×７６ｍｍ×厚さ１．１５０ｍｍ）およ
びカバーガラス（１８ｍｍ×１８ｍｍ×厚さ０．１５０
ｍｍ）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／カバーガラス間に色素／ポリマーの膜
（膜厚５０μｍ）を作成した。なお、色素／ポリマー膜
中の色素濃度は、色素／ポリマー混合物の密度を１．０
６として計算すると、２．５×１０-2ｍｏｌ／ｌであ
る。 【００９４】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２６に示す。 【００９５】この膜の透過率は制御光の波長（６３３ｎ
ｍ）で３８．０％、信号光の波長（６９４ｎｍ）で９
０．５％であった。 【００９６】この膜型光学素子を図２１に例示した構成
の光学装置の集光レンズ７の焦点位置に、前記色素／ポ
リマー膜の中心が来るよう調節して装着した。制御光の
光源１としてＨｅ−Ｎｅレーザー（発振波長６３３ｎ
ｍ、ビーム直径１ｍｍのガウスビーム）および信号光の
光源２として半導体レーザー（発振波長６９４ｎｍ、連
続発振出力３ｍＷ、光学的にビーム形状を整形したビー
ム直径８ｍｍのガウスビーム）を用いた。なお、この実
施例では、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。シャッター４として機械式シャッタ
ー（作動時間８０ミリ秒）またはポッケルスセル（作動
時間２マイクロ秒）を用いた。集光レンズ７および受光
レンズ９として、焦点距離５ｍｍ、開口数０．６５の顕
微鏡用対物レンズを用いた。 【００９７】図２１の光学装置を用いて光制御の実験を
行い、図２５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。 【００９８】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内部の同一領域で焦点を結ぶよ
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。次いで、波長選択フィルター
２０の機能を点検するため、光源２を消灯した状態で、
光源１を点灯し、シャッター４を開閉して光検出器２２
に応答が全く生じないことを確認した。 【００９９】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。 【０１００】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。この変化の応答時間は２マ
イクロ秒未満であった。 【０１０１】時刻ｔ3 においてシャッター４を閉じ、光
学素子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。 【０１０２】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。 【０１０３】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。 【０１０４】以上まとめると、膜型光学素子８へ、入射
パワー０．５ｍＷないし２５ｍＷの制御光を図２５の１
１１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２５の２２２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、言い換えれば、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）ができるということが確認され
た。 【０１０５】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
％］によって定量的に比較することができる。 【０１０６】 【数１】ΔＴ＝１００［（Ａ−Ｂ）／（Ａ−Ｃ）］ 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２
２の出力レベルである。例えば、光応答が最大の場合、
レベルＢはレベルＣと同一になり、ΔＴは最大値１００
％になる。一方、光応答が検出されない場合、レベルＢ
はレベルＡと同一となり、ΔＴは最小値０％となる。 【０１０７】膜型光学素子８への制御光入射パワーを
３．０ｍＷから２４ｍＷの範囲で変化させて光応答ΔＴ
の大小を比較したところ、表１に掲げるような結果が得
られた。 【０１０８】 【表１】 即ち、光源１から光学素子への入射パワーが５．０ｍＷ
という比較的小さい値のときでも、ΔＴ＝３６％という
比較的大きな光応答を与えることが判った。 【０１０９】〔比較例１〕特開昭６３−２３６０１３号
公報の実施例を参考にして、実施例１で用いた色素：
３、３’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージド
（ＤＯＤＣＩ）について、ゾーンメルティング法または
ブリッジマン法によって結晶化を試みたが、この色素は
溶融と同時に急激に熱分解するため実施困難であった。
なお、色素が熱分解を起こす温度の測定は、試料加熱速
度、測定雰囲気、試料の履歴などの影響を受けるため絶
対的な値を求めることは容易でないが、窒素雰囲気下、
毎分１０℃の昇温速度で示差熱重量分析を行ったとこ
ろ、エキシトン社の市販品について特に手を加えずに測
定した場合、約２１０℃を越えた時点で重量減少が起こ
り始め、約２３０℃で急激な分解ピークを迎えることが
判った。 【０１１０】一方、実施例１に記載したように、適切な
マトリックス材料中へ色素を溶解または分散させた光応
答材料を用いることによって、色素の熱分解温度よりも
遥かに低い温度で光学素子へ加工することが可能にな
る。 【０１１１】〔比較例２〕色素を用いず、ポリメタクリ
ル酸２−ヒドロキシプロピルのみを用いた他は実施例１
と同様にしてマトリックス材料単独の薄膜（膜厚５０μ
ｍ）を作成した。 【０１１２】この薄膜について実施例１と同様にして光
応答の評価試験を行ったが、制御光の波長帯域（６３３
ｎｍ）の光を断続しても信号光の波長帯域（６９４ｎ
ｍ）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。 【０１１３】この比較例から明らかなように実施例１で
観察された光応答は、前記の色素の存在に起因するもの
であることは明らかである。 【０１１４】〔実施例２〕実施例１に記載の色素の代り
に下記構造式の色素 【化２】 １、１’−ジエチル−４、４’−キノカルボシアニンヨ
ージド（慣用名クリプトシアニン）：９．１ｍｇおよび
ポリメタクリル酸２−ヒドロキシプロピル：１９９０．
９ｍｇを用いた他は、実施例１と同様にして実施例２の
膜型光学素子（色素／樹脂部分の膜厚３０μｍ）を製造
した。なお、色素／ポリマー膜中の色素濃度は、色素／
ポリマー混合物の密度を１．０６として計算すると、
１．０×１０-2ｍｏｌ／ｌである。 【０１１５】この膜型光学素子の透過率スペクトルを図
２７に示す。 【０１１６】この膜の透過率は制御光の波長（６９４ｎ
ｍ）で０．１５％、信号光の波長（８３０ｎｍ）で８
８．２％であった。 【０１１７】次いで、図２１に例示するような光学装置
の配置を用い、制御光の光源１として発振波長６９４ｎ
ｍ、出力５ｍＷの半導体レーザー、信号光の光源２とし
て発振波長８３０ｎｍ、出力５ｍＷの半導体レーザー
を、それぞれ用いた他は実施例１と同様にして、実施例
２の膜型光学素子の光応答を試験した。 【０１１８】その結果、制御光（６９４ｎｍ）の光入射
パワー５ｍＷのとき、信号光の波長８３０ｎｍで光応答
の大きさΔＴは７５％であった。また、応答速度は２．
７マイクロ秒未満であった。 【０１１９】〔比較例３〕特開昭６３−２３６０１３号
公報の実施例を参考にして、実施例２で用いた色素：ク
リプトシアニンについて、ゾーンメルティング法または
ブリッジマン法によって結晶化を試みたが、この色素は
溶融と同時に急激に熱分解するため実施困難であった。
なお、色素が熱分解を起こす温度の測定は、試料加熱速
度、測定雰囲気、試料の履歴などの影響を受けるため絶
対的な値を求めることは容易でないが、窒素雰囲気下、
毎分１０℃の昇温速度で示差熱重量分析を行ったとこ
ろ、東京化成の市販品について特に手を加えずに測定し
た場合、約２００℃を越えた時点で重量減少が起こり始
め、約２５０℃で急激な分解を起こすことが判った。 【０１２０】〔実施例３〕特開平５−２７５７８９号公
報に記載されている方法を参考にして、プラスチック光
ファイバー型の光学素子を次のようにして製造した。す
なわち、内径１０ｍｍ、肉厚１ｍｍ、長さ３６ｍｍのパ
イレックスガラス製重合管へ窒素雰囲気下、メタクリル
酸メチル：２７ｇ、過酸化ベンゾイル：１３５ｍｇおよ
びｎ−ブチルメルカプタン：５４ｍｇを仕込み、管を密
封してから重合管回転装置を内蔵した加熱装置へ、重合
管の中心軸（回転軸）を水平にして取り付けた。この重
合管を毎分約２０００回転で回転させながら７０℃で２
４時間加熱し、前記モノマーを管内壁に沿って中空状に
重合固化させた。次いで、この中空部分に窒素雰囲気
下、メタクリル酸メチル：１０ｇ、重合開始剤（パーヘ
キサ３Ｍ）：６２．５ｍｇ、ｎ−ブチルメルカプタン：
１９ｍｇ、フタル酸ベンジルｎ−ブチル：２．５ｇおよ
び下記化学式の色素 【化３】 １、１’−ジエチル−２、２’−カルボシアニンヨージ
ド：０．７１４ｍｇを仕込み、管を密封してから重合管
回転装置を内蔵した加熱装置へ、重合管の中心軸（回転
軸）を水平にして取り付けた。 【０１２１】この重合管を毎分約５０回転でゆっくり回
転させながら９５℃で２０時間加熱し、回転を止めてか
ら１１０℃の乾燥機へ移し、２４時間、熱処理を行っ
た。重合管を割って得られたプリフォームを取りだし、
１３３Ｐａ以下の減圧下、１１０℃で３０時間、熱処理
を行った。このプリフォームをガラス転移温度以上に加
熱し、熱延伸して直径５００μｍのプラスチック光ファ
イバーを製造し、これを長さ１０ｍｍに切出し端面を研
磨して、ファイバー型光学素子を作成した。 【０１２２】このファイバー型光学素子（長さ１０ｍ
ｍ）の透過率スペクトルは図２８に示す通りであり、透
過率は制御光の波長（６３３ｎｍ）で０．１８％、信号
光の波長（６９４ｎｍ）で８８．５％であった。 【０１２３】この光学素子を図２２に記載したような構
成の光学装置へ取り付け、以下、実施例１の場合と同様
な操作を行って光応答の評価実験を行った。 【０１２４】試験結果は、制御光のパワー６．５ｍＷの
とき、光応答の大きさΔＴは７６％であり、そのときの
応答速度は２マイクロ秒未満という優れた値であった。 【０１２５】〔実施例４〕下記構造式の色素 【化４】 １、１’−ジエチル−４、４’−シアニンヨージド：
０．５１４ｍｇおよびポリビニルアルコール（重合度２
０００）：１０．０ｇをジメチルスルホキシドに溶解し
た溶液を、光学研磨したガラス基板１６（直径３０ｍ
ｍ、厚さ４ｍｍ）の表面へスピンコート法によって塗工
し、真空乾燥機にて０．０１Ｐａの減圧下、８０℃で４
日間、加熱乾燥および熱処理し、平面導波路型の光学素
子１７を製造した。 【０１２６】得られた塗工薄膜部分の膜厚は４０μｍで
あった。そして、ライトガイド式分光光度計とプリズム
カップリングの手法を用いて、この平面光導波路型光学
素子の光導波路長を１０ｍｍとした場合の透過率スペク
トルを測定した。この結果を図２９に示す。 【０１２７】この薄膜へ図２４に示すように、プリズム
カップリングの手法によって、信号光として発振波長６
９４ｎｍで出力５ｍＷの半導体レーザーを照射し、出射
光を検出器２２で検出した。ここで、信号光が透過して
いる光導波路部分に垂直な方向から制御光としてヘリウ
ム・ネオンレーザーを、シャッター４を通して照射し、
実施例１の場合と同様に試験し、光応答が得られること
を確認した。 【０１２８】〔実施例５〕下記構造式の色素 【化５】 １、１’、３、３、３’、３’−ヘキサメチルインドジ
カルボシアニンヨージド：４．８２ｍｇおよびポリメタ
クリル酸２−ヒドロキシプロピル：１９９５．２ｍｇを
用いた他は実施例１と同様にして実施例５の膜型光学素
子（色素／樹脂部分の膜厚１３０μｍ）を製造した。 【０１２９】なお、色素／ポリマー膜中の色素濃度は、
色素／ポリマー混合物の密度を１．０６として計算する
と、５．０×１０-3ｍｏｌ／ｌである。 【０１３０】この膜型光学素子の透過率スペクトルを図
３０に示す。 【０１３１】この膜の透過率は制御光の波長（６９４ｎ
ｍ）で３８．６％、信号光の波長（７８０ｎｍ）で９
１．９％であった。 【０１３２】この膜型光学素子を図２３に例示するよう
な構成の光学装置に取り付け、制御光の光源１として発
振波長６９４ｎｍ、出力５ｍＷの半導体レーザーを、信
号光の光源２として発振波長７８０ｎｍ、出力３ｍＷの
半導体レーザーを、集光レンズ７および受光レンズ９と
して焦点距離５ｍｍ、開口数０．６５の顕微鏡用対物レ
ンズを用い、膜型光学素子８の中を収束されて透過して
いく信号光および制御光のそれぞれの焦点が、交点１５
において重なり合うように、制御光の光ビームを凹面鏡
１４で収束させて照射するよう装置構成要素を調節し
た。なお、実施例１におけるように制御光と信号光の光
路を一致させてから共通の集光レンズで収束させる方法
に比べ、この実施例のように制御光と信号光とを別の方
向から収束・照射して焦点位置を一致するように調整す
る方法の場合、使用する装置構成要素・部品について極
めて高い精度が要求される。 【０１３３】以下、実施例１の場合と同様にして膜型光
学素子の光応答を試験した。 【０１３４】試験結果は、制御光のパワー４．５ｍＷの
とき、信号光の光応答の大きさΔＴは７９．８％であ
り、そのときの応答速度は２マイクロ秒未満という優れ
た値であった。 【０１３５】〔実施例６〕本発明の光制御光法において
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
傍におけるビームおよび波面３０の様子を図３１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。 【０１３６】 【数２】ω0 ＝ λ／（π・θ） 例えば、実施例１で用いた集光レンズ（焦点距離５ｍ
ｍ、開口数０．６５）で波長６３３ｎｍ、ビーム直径１
ｍｍの制御光を収束したときのビームウエストの半径は
２．０２μｍ、同様にして波長６９４ｎｍ、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
は０．３２７μｍ（ほぼ回折限界）と計算される。 【０１３７】図３２に示すように、信号光および制御光
が「実質的に同一光路」と看做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 ；
ｒ1 ≦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 ；
ｒ1 ≦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
ｌ+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。 【０１３８】次に示す表２のデータは、一例として、実
施例１の装置において、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として０．９ないし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。 【０１３９】 【表２】 この表２に示されるように、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６ないし７ポイントほど変化
するにすぎない。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あいが最大にな
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。 【０１４０】〔実施例７〕実施例１の装置配置（図２
１）においては膜型光学素子８を透過した信号光のビー
ムを受光レンズ９で平行ビームまたは収束ビームに戻し
て、信号光の光束のすべてが光検出器２２へ入射するよ
う調節している。このような装置・光学部品配置におい
ては前述のように、前記光学素子を透過した前記信号光
強度が減少する方向の光応答２２２が観察される。 【０１４１】ここで、光応答性光学素子を透過した信号
光の光束の一部分、例えば、光束の中心部分（ビーム半
径の数割程度）のみを検出器２２へ入射するように装置
を調整すると、以下に述べるように、前記制御光による
前記信号光の光束密度変調、特に、信号光の照射に対応
して信号光のみかけの強度が増大する方向の光応答２２
３を取り出すことが可能になる。 【０１４２】光検出器２２への入射光量を制限し、信号
光の一部分、例えば中心部分だけが入射するようにする
ためには、図３３に示すように、次のような方法があ
る： １）集光レンズ７と光応答性薄膜８の距離ｄ78を変化さ
せる。 【０１４３】２）受光レンズ９と光応答性薄膜８の距離
ｄ89を変化させる。 【０１４４】３）絞り２３を用いる。 【０１４５】制御光の照射によって、信号光の屈折率が
変化して、ビーム中心部分の光束密度が高まれば、検出
器２２の信号強度は増大する。すなわち、制御光の照射
によって、「みかけの透過率」が増大する方向の光応答
が観測される。 【０１４６】例えば、実施例１の装置配置および諸条件
において、まず、受光レンズ９と膜型光学素子８との距
離ｄ89を変えて、膜型光学素子８を透過した信号光の光
束の中心部分（ビーム半径の約３０％）のみが光検出器
２２へ入射するよう調節した。次いで、集光レンズ７お
よび受光レンズ９の間隔を固定したまま、膜型光学素子
８と集光レンズ７の距離ｄ78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ところ、膜型光学素子８
を、上記の透過率低下方向の光応答性が最も大きく観測
される位置を基準として、集光レンズ７側へ０．１ｍｍ
近づけた位置、および集光レンズ７側から１．２ｍｍ遠
ざけた位置で、信号光の強度が増大する方向の光応答が
観測された。なお、ここでは前記膜型光学素子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。 【０１４７】更にここで、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、例えば精密ねじ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。 【０１４８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の光応答性
組成物、光学素子および光制御方法によれば、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、電子回路な
どを一切用いることなく、極めて単純な光学装置によっ
て実用上充分な応答速度で実現可能になる。 【０１４９】本発明の光応答性組成物、光学素子および
光制御方法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、ポリメチルメタクリレー
ト系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。 【０１５０】本発明の光応答性組成物、光学素子および
光制御方法は、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ことが期待
できる。 【０１５１】本発明の光応答性組成物、光学素子および
光制御方法によれば、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するこ
とができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] [0001] The present invention relates to optical communication and optical information processing.
In optoelectronics and photonics
-Responsive composition useful in optics and optics using the same
The present invention relates to an element and a light control method. [0002] 2. Description of the Related Art For the purpose of transmitting and processing ultra-high-speed information, optical
Optoelectronics and
In the field of optical and photonics,
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 modulation, such as a change in the light intensity distribution,
A spatial light modulator is extremely important for
-The application of the 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 has gained widespread attention. On the other hand, the component excited by the light in the first wavelength band
Is different from the first wavelength band without a change in molecular structure.
Phenomenon that causes new light absorption in the second wavelength band
It is also known that this is called "excitation state absorption" or "induction".
It can be referred to as "conductive absorption" or "transient absorption". [0005] Examples of applications of excited state absorption include:
There are the following. For example, JP-A-53-1378
No. 84 contains porphyrin compounds and electron acceptors.
At least two different wavelengths
Irradiate a light beam of one type
Light conversion method to transfer the information possessed by the other to the wavelength of the other light beam
The law is described. [0006] Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-100503 and
Japanese Patent Publication No. 55-108603 discloses a porphyrin derivative.
Spectra between the ground and excited states of organic compounds such as
Utilizing the difference of the spectrum, it can respond to the temporal change of the excitation light.
Liquid core type optical fiber
The bar is listed. [0007] JP-A-63-89805 discloses that light
Triplet state higher than the excited triplet state
Porphyrin derivatives with absorption corresponding to the transition to
Which organic compound contains plastic light in the core
Fiber is described. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-236013 discloses a
First wavelength for crystals of cyanine dyes such as leptocyanine
After irradiating the molecule with light to excite the molecule, the wavelength differs from the first wavelength.
Irradiating the molecule with light of a second wavelength,
Depending on the photoexcitation state by light, transmission of light of the second wavelength or
Describes an optical functional element that switches reflection
ing. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 64-73326 discloses a technique for solving the
Photoinduced electron transfer materials such as pilin derivatives
Of the first and second wavelengths in the light modulating medium dispersed in the material.
Irradiation of light causes absorption between the excited state and ground state of the molecule.
An optical signal modulation medium that modulates light using the difference in spectrum
The body has been described. [0010] SUMMARY OF THE INVENTION However,
Such conventional techniques require that the transmittance change be large enough for practical use.
Or very high density light to cause a refractive index change
Requires power or responds slowly to light
However, none of them are currently in practical use.
It is. The present invention has been made in view of the above problems.
The purpose is to eliminate the above disadvantages of the prior art
With the lowest possible optical power and sufficient size and speed
Photo-responsive composition exhibiting photo-response, optical element and
And a light control method. [0012] [MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
The light control method according to the first aspect of the present invention
An optical element comprising a responsive composition, wherein the photoresponsive composition is
Irradiates control light with a wavelength that is sensitive to
Allows transmission and / or refraction of long-range signal light
Before passing through the optical element by changing it inversely
Enhancement modulation and / or light flux density modulation of the signal light
An optical control method, wherein the control light and the signal light
Irradiating the optical element with each converging, and controlling light
And the signal light is substantially the same in the optical element.
So that it propagates in one optical path,
The optical paths of the signal light are respectively arranged, and
The signal that diverges after passing through the photoresponsive composition
Light beam bundle, ConvexBy receiving light with a lens or concave mirror
Therefore, the intensity modulation and / or the light flux density
It is special to separate and extract the signal light beam in the received area.
This is a light control method that is sensitive to light of a specific wavelength.
Reversible transmission and / or refractive index of light of other wavelengths
A photo-responsive composition that changes to
Containing a polymethine dye represented by the general formula [I]
responsivenessCharacterized by using an optical element comprising a composition
You. [0013]         [Φ1− (CR1= CRTwo)n−CH = φTwo]+X-      ... [I] Where φ1Is a carbon atom attached to a methine chain
Represents a heterovalent heterocyclic residue having a substituent.
Is also good. ΦTwoHas a carbon atom attached to the methine chain.
A divalent heterocyclic residue represented by the formula:
May be. N is 0, 1, 2, or an integer of 3 or more.
You. When n is 1 or more, R1And RTwoIs
Hydrogen atom, carboxylic acid ester residue, halogen
Atom, alkyl group, aryl group, hydroxy group, alcohol
Represents a xy group or an amino group, which has a substituent
May be. Examples of carboxylic acid ester residues include
And a toxic group. When n is 2 or more, R1And RTwoIs it
Each may be different, or combine with each other to form a ring
You may. X-Is the cation moiety of the polymethine dye
Counter anions that are chemically inert to
You. "Chemically inert" means that the polymethine dye
It does not react chemically with the cationic moiety,
It means that they interact electrostatically as ON species. X-When
For example, a chlorine ion (Cl-), Bromine ion
(Br-), Iodine ion (I-), Parkloratoi
ON (ClOFour -), Tetrafluoroborate ion
(BFFour -), Hexafluorophosphorate ion
(PF6 -), Sulfate ion (SOFour 2-), Hydrogen sulfate ion
(HSOFour -), P-toluenesulfonate ion (C
HThreeC6HFourSOThree -), Benzenesulfonate ion
(C6HFiveSOThree -), Methanesulfonate ion (C
HThreeSOThree -), Trifluoromethanesulfonate ion
(CFThreeSOThree -), Acetate ion (CHThreeCO
O-), Trichloroacetate ion (CClThreeCOO-),
Or trifluoroacetate ion (CFThreeCOO-)Such
Can be mentioned. [0019] [0020] [0021] [0022] [Polymethine dye] Before use in the present invention
As the polymethine dye represented by the general formula (I),
Known ones can be used. A specific example of the polymethine dye is a chemical formula.
FIG. 1 to FIG. Note that these dyes
The nonion part is iodine ion (I-)
Replaces iodine ions with chlorine ions (Cl-), Bromine ion
(Br-), Perchlorate ion (ClO)Four -), Te
Trafluoroborate ion (BFFour -), Hexaflu
Orophosphate ion (PF6 -), Sulfate ion (S
OFour 2-), Hydrogen sulfate ion (HSOFour -), P-toluene
Sulfonate ion (CHThreeC6HFourSOThree -), Ben
Zensulfonate ion (C6HFiveSOThree -),methane
Sulfonate ion (CHThreeSOThree -), Trifluoro
Methane sulfonate ion (CFThreeSOThree -), Acetic acid
ON (CHThreeCOO-), Trichloroacetate ion (CC
lThreeCOO-) Or trifluoroacetate ion (CF
ThreeCOO-) Etc.
Can be used. Also, a plurality of types of anions are mixed.
Is also good. Further, when the anion portion is a carboxylic acid residue or
It binds to polymethine dyes as substituents in the form of sulfonic acid residues.
Organic polymer matrix
It may be bonded to a box material. In the present invention, these dyes may be used alone or
Can be used as a mixture of two or more. [Matrix material] Photoresponsive group of the present invention
Matrix materials that can be used in the composition are (1)
Transmittance in the wavelength range of light used in the light control method of the present invention
(2) The dye used in the present invention has good stability.
(3) as an optical element
The condition that the form can be kept with good stability
Anything can be used if you are satisfied
You. As the inorganic matrix material, there is
Use a low-melting glass material created by the loose sol-gel method.
Can be used. For example, as an organic matrix material,
Various organic polymeric materials can be used. The utensil
Examples of polystyrene include polystyrene and poly (α-methylstyrene).
), Polyindene, poly (4-methyl-1-pentene)
), Polyvinyl pyridine, polyvinyl formal,
Rivinyl acetal, polyvinyl butyral, polyacetic acid
Vinyl, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, poly
Vinylidene chloride, polyvinyl methyl ether, polyvinyl
Ruethyl ether, polyvinyl benzyl ether, poly
Vinyl methyl ketone, poly (N-vinyl carbazo
), Poly (N-vinylpyrrolidone), polyacrylic acid
Methyl, polyethyl acrylate, polyacrylic acid, poly
Acrylonitrile, polymethyl methacrylate, polymetha
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, ethyl cellulose, 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 silanes 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 high molecular compounds are added with the above-mentioned color.
Elemental residue as a side chain of a monomer unit or a crosslinking group
As a copolymerized monomer unit or at the end of polymerization
Used as matrix material with bonded ends
You can also. [Dissolution of the dye in the matrix material
Or dispersion] into the matrix material.
Known methods can be used to dissolve or disperse
It is. For example, (1) dye and matrix material are common
After dissolving and mixing in the solvent, the solvent is removed by evaporation
(2) Inorganic matrix produced by sol-gel method
After dissolving or dispersing the dye in the raw material solution
A method of forming a matrix material, (3) an organic polymer system
Solvent into the monomer of the matrix material if necessary
To dissolve or disperse the dye and then convert the monomer
To form a matrix material by polymerization or polycondensation
Method or (4) dye and organic polymer matrix material
Dissolve the pigment in a common solvent
Solvent insoluble in both organic polymer-based matrix materials
The precipitate formed is separated by filtration, dried and then heated and dissolved.
A melt processing method or the like can be used as appropriate. Combinations and additions of dyes and matrix materials
By devising the method, the dye molecules are aggregated,
Form special associations called "coalescence" and "J-aggregates"
It is known that the
The dye molecules in the matrix material are brought into such a state of aggregation or association.
It may be used under conditions that form a combined state. When the matrix material is a hydrophilic resin,
Was prepared by sulfonating the dye exemplified above and solubilizing it in water.
Things can also be used. The photoresponsive composition used in the present invention is
Improves workability as long as it does not interfere with the function of
Or improve the stability and durability of the optical element
As a secondary component, known antioxidants and ultraviolet absorption
Agents, singlet oxygen quenchers or dispersing aids, etc.
You may have. [Photoresponsive composition, signal light and control light
Setting] Photoresponsive composition used in the light control method of the present invention
Object, signal light wavelength band, and control light wavelength band
An appropriate combination can be selected and used according to the purpose of use.
Wear. As a specific setting procedure, for example,
The wavelength or wavelength band of the signal light is determined according to the
Photo-responsive composition and wavelength of control light
There is a method of selecting a combination of. Contrary to this method,
Determine the combination of signal light and control light wavelengths according to the purpose of use.
Before selecting a photoresponsive composition suitable for this combination.
There is also a method. A set of photoresponsive compositions used in the present invention
And an optical element comprising the photoresponsive composition.
Regarding the optical path length of propagating signal light and control light,
These combinations are used to control signals and signals transmitted through the optical element.
It can be set based on the light transmittance. example
For example, of the composition of the photoresponsive composition, control light and / or
First determine the concentration of the component that absorbs the signal light, then
The transmittance of control light and signal light passing through the
Signal light and control light propagating through the optical element to obtain a value
Can be set. Conversely, the device
After setting the optical path length to a specific value as required by design,
Specified transmittance of control light and signal light transmitted through optical element
It is also possible to adjust the composition of the photoresponsive composition so that the value of
it can. [Transmissivity] The present invention relates to a light transmission
Light response of sufficient magnitude and speed
The aim is to provide a light control method that can be drawn from the element.
But one of the goals
Of the transmittance of control light and signal light transmitted through the optical element
The values are as shown below. The photoresponsive composition according to the present invention, an optical element,
And the light control method, the control light transmitted through the optical element is transmitted.
90% or less, preferably 60% or less, more preferably
Light-absorbing composition in the photoresponsive composition so as to be 40% or less.
Control of the concentration and presence of the minute and / or
It is recommended to make settings. The photoresponsive composition according to the present invention, an optical element,
And the light control method, the irradiation of the control light
When trying to use optical response in the direction of decreasing transmittance
When the control element is not irradiated, the light propagates through the optical element.
Signal light transmittance is 10% or more, preferably 40% or less.
Above, more preferably 60% or more, still more preferably 90%
As described above, the concentration of the light absorbing component in the photoresponsive composition and the
And control the presence state and / or set the optical path length
It is recommended that The photoresponsive composition according to the present invention, an optical element,
And the light control method, the irradiation of the control light
When trying to use optical response in the direction of increasing transmittance
When the control element is not irradiated, the light propagates through the optical element.
Signal light having a transmittance of 90% or less, preferably 70% or less.
Below, more preferably 50% or less, still more preferably 40%
The concentration of the light absorbing component in the photoresponsive composition
And control the presence state and / or set the optical path length
It is recommended that [Form and Production of Optical Element] Light of the Present Invention
The form of the element is thin film, thick film, plate, block, cylinder
Shape, semi-cylindrical shape, square prism shape, triangular prism shape, convex lens shape, concave shape
Lens, micro lens array, fiber, my
Cross channel array, optical waveguide type, etc.
Can be selected as appropriate. The method for producing an optical element according to the present invention comprises the steps of:
Optional depending on the form of the photoresponsive composition used
And a known method can be used. For example, when forming a thin-film optical element
Is a solution of dye and matrix material
Coating, blade coating, roll coating
Coating, spin coating, dipping, spraying
Which coating method should be used, or lithographic, letterpress,
If you print with a printing method such as plate, stencil, screen, transfer
good. In this case, inorganic matrix by sol-gel method
Material preparation methods can also be used. The organic polymer matrix material is thermoplastic
In the case of (1), the hot pressing method (Japanese Patent Laid-Open No. 4-99609
Report) and film-type light in the form of thin film or thick film even when using the stretching method.
You can create a scientific element. Plate, block, column, semi-column, four
Prismatic, triangular, convex, concave, micro
When creating a lens array-shaped optical element, for example,
Dissolves dye in raw monomer of polymer matrix material
Using the solution or dispersion,
Molding by action injection molding method
be able to. In addition, thermoplastic organic polymer matrices
When using a dye material, the dye is dissolved or dispersed.
Pellets or powders are melted by heating and then injection-molded.
It may be processed. The fiber-like optical element is, for example,
(1) Organic polymer matrix in a glass capillary tube
The dye is dissolved or dispersed in the monomer
Poured or sucked up by capillary action
(2) dissolving or dispersing the dye
Columns of extruded thermoplastic organic polymer matrix material
(So-called preform) higher than the glass transition temperature
Heating to a temperature, drawing into a thread, and then cooling
Can be created with The fibrous material prepared as described above
After bundling a large number of optical elements and heat-treating,
By slicing the microchannel array
A type optical element can also be produced. The waveguide type optical element was formed on a substrate.
Raw material monomer of organic polymer matrix material in groove
After dissolving or dispersing the dye in
Or a thin-film optical element formed on a substrate
Etch the core to form a “core” pattern, then
The “cladding” with a matrix material that does not contain dyes
It can be created by a forming method. [Optical device using optical element according to the present invention]
The light control method of the present invention comprises the photoresponsive composition.
Irradiates the control element with control light, and generates a different wave from the control light.
Allows transmission and / or refraction of long-range signal light
Before passing through the optical element by changing it inversely
Performing intensity modulation and / or light flux density modulation of the signal light
In the light control method, the control light and the signal light
Irradiating the optical element with each converging, and controlling light
And the photon density near each focus of the signal light is
The highest areas overlap each other in the optical element.
So that the optical paths of the control light and the signal light are respectively
Arranging, or the control light and the signal light
Propagating in substantially the same optical path in the optical element
It is characterized by the following. Therefore, the optical element according to the present invention is useful.
The optical device used was able to fully demonstrate this feature.
It must be structured. [0051] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to use the optical element of the present invention.
Examples of the configuration of the optical device include the following configuration.
I can do it. (1) As shown in FIG. 21 or FIG.
As described above, before the light enters the optical element, the control light and the signal light
Align the optical axes of the light beams of the book and adjust them so that they pass through the same optical path
The configuration of the device that makes the light incident on the optical element. This is optical
The configuration does not depend on the form of the element. (2) As shown in FIG.
And control light to one optical fiber type optical element
Device configuration. (3) As shown in FIG.
Membrane, plate, block, column, semi-column, square column,
Triangular prism, convex lens, concave lens, micro lens
Control light applied to optical elements such as ray-shaped
Adjust so that the optical path of the signal light intersects inside the optical element
Device configuration. (4) As shown in FIG. 24, the signal light is
Control light from the vertical direction to the planar optical waveguide type optical element that passes
The configuration of the device that makes the light incident. (5) Signal light and control light propagate respectively
Light in a Y-shaped configuration where two optical paths are mixed into one on the way
Device configuration using a waveguide type optical element. (6) The film type optical element sandwiched between the mirror surfaces is controlled.
Control light and signal light are input so that they are reflected multiple times within the film.
A device configuration that fires. Among the above devices, the light control method according to the present invention
As an optical device configuration that can be used when performing
Is particularly suitable for the device illustrated in FIG. 21 or FIG.
You. The optics illustrated as a block diagram in FIG.
The device includes a control light source 1, a signal light source 2, and an ND filter.
3, shutter 4, semi-transmissive mirror 5, optical mixer 6, condensing
Lens 7, film type optical element 8, light receiving lens 9, wavelength selective transmission
Overfilter 20, photodetectors 11 and 22, and
The oscilloscope 100 is a component. These optical elements
Light source 1 for control light, light for signal light
Source 2, optical mixer 6, condenser lens 7, film-type optical element 8,
The optical lens 9 and the wavelength selective transmission filter 20 are
Essential device components for implementing the light control method of the invention
It is. The ND filter 3, shutter 4 and
The semi-transmissive mirror 5 is provided as needed. Ma
In addition, the photodetectors 11 and 22 and the oscilloscope 10
0 is not required to implement the light control method of the present invention
Is required as an electronic device to check the operation of light control
It is used according to. A functional configuration is exemplified in the block diagram of FIG.
The device configuration used in place of the film-type optical element 8 in FIG.
Except for the fiber optical element 12, the optical device of FIG.
It consists of similar components. Next, the features and operations of the individual components will be described.
First, the control light source 1 is a laser
A device is preferably used. Its oscillation wavelength and output
The wavelength and the wavelength of the signal light targeted by the optical control method of the present invention
And appropriate selection according to the response characteristics of the photoresponsive composition used
Is done. There are no particular restrictions on the laser oscillation method.
Depending on the oscillation wavelength band, output power, economy, etc.
Any format can be used. Also laser
Use the light from the light source after converting the wavelength with a nonlinear optical element.
May be used. Specifically, for example, an argon ion laser
(Oscillation wavelength 457.9 to 514.5 nm)
Gas lasers such as lium-neon laser (633nm)
Laser, ruby laser, Nd: YAG laser, etc.
Suitable for body laser, dye laser, semiconductor laser, etc.
Can be used for The signal light source 2 includes a laser light source.
Use non-coherent light as well as coherent light
You can also. In addition, laser devices, light-emitting diodes
In addition to light sources that provide monochromatic light, such as
Gusten bulb, metal halide lamp, xenon discharge tube
Continuous spectrum light from such as an optical filter or monochrome
It may be used as a single color with a meter. As described above, the light control method of the present invention
Photoresponsive composition used, wavelength band of signal light, and
The wavelength band of the control light is
An appropriate combination is selected and used according to the situation. An example
For example, as shown in FIG.
An optical element made of the composition is used as a signal light source 2.
Laser with oscillation wavelength of 694 nm and control light
Helium neon with an oscillation wavelength of 633 nm as the light source 1
Lasers can be selected and used in combination.
Wear. The ND filter 3 is not always necessary
However, the optical components and optical elements that make up the device are unnecessarily high.
In order to avoid the incidence of high power laser light.
Alternatively, when testing the optical response performance of the optical element of the present invention,
This is useful for increasing or decreasing the light intensity of the control light. The shutter 4 is a continuous oscillation laser as control light.
When a laser is used, it causes the pulse to blink.
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 beam that has been pulse-modulated in advance by appropriate means.
When used as the source 1, even if the shutter 4 is not provided
good. When using the shutter 4, its format and
You can use any
Tickle chopper, mechanical shutter, LCD shutter
Shutter, light car effect shutter, Pockels cell, etc.
Select and use timely considering the operation speed of the
Can be The semi-transmissive mirror 5 has characteristics and characteristics of the optical element of the present invention.
When testing the operation of the light control method, always control the light intensity of the control light.
It is used for estimation, and the light splitting ratio can be set arbitrarily.
Can be determined. The photodetectors 11 and 22 are provided with the optical detector of the present invention.
The change of light intensity by the element and the light control method is
In order to detect and verify the optical element,
Used to test functionality. Photodetector 11 and
22 is optional and takes into account the response speed of the detector itself.
Can be selected and used as appropriate.
Double tubes, photodiodes, phototransistors, etc.
Can be used. The light receiving signals of the photodetectors 11 and 22 are
In addition to the oscilloscope 100, the AD converter and computer
Monitoring by a combination of data (not shown)
Can be. The light mixer 6 propagates through the optical element.
Adjust so that the optical path going is the same for the control light and the signal light.
FIG. 2 shows a light control method of the present invention.
Important device configuration requirements for implementation with device configuration like 1.
One of the prime. As the light mixer 6, a polarization beam splitter is used.
Litter, unpolarized beam splitter or dike
Any of Loic mirrors can be used for light splitting
The ratio can also be set arbitrarily. The condenser lens 7 is used for both signal light and control light.
As a means of convergence, 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 of the present invention is shown in FIG.
One of the important equipment components when implementing with such an equipment configuration
One. Focal length, numerical aperture, F-number, lens
Any specifications such as lens configuration, lens surface coating, etc.
Those can be appropriately used. The light receiving lens 9 is converged to the optical element 8.
The illuminated and transmitted signal light and control light are
Means to return the beam to a focused or convergent beam.
Use a lens of any specification as long as it conforms to
be able to. In order to achieve this purpose, lens
Alternatively, a concave mirror can be used. The wavelength selective transmission filter 20 of the present invention
In order to implement the light control method with the device configuration as shown in FIG.
One of the essential components of the device,
Of the signal light from the control light and the signal light
It is used as one of the means to take out only. Separation of control light and signal light having different wavelengths
Other means of use include prisms and diffraction gratings.
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 wavelength band of signal light.
Wavelength selective transmission filter that can pass
If so, any known one can be used. example
For example, plastic or glass colored with pigments,
Glass with multi-layer deposited film can be used
You. The light shown in FIG.
In the optical device, the light 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. Control divided and transmitted by the semi-transmissive mirror 5
The light is received by the light detector 11. Here, light source 2
Off, light source 1 on, shutter 4 open
At the light intensity at the light beam irradiation position on the optical element 8
The relationship between the intensity and the signal intensity of the photodetector 11 is measured in advance and detected.
If a dose curve is created, the signal intensity of the photodetector 11
Always estimate the light intensity of the control light incident on the optical element 8
Becomes possible. The control light reflected by the semi-transmissive mirror 5 is applied to an optical mixer.
6 and the condenser lens 7, condensing and irradiating the optical element 8
Is done. Light beam of control light that has passed through the film-type optical element 8
Is a wavelength selective transmission filter after passing through the light receiving lens 9.
-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.
It is mixed so as to be seeded, and passes through the condenser lens 7 to form a film-type light.
The light that has converged and illuminated on the optical element 8 and passed through the element
Transmitted through the lens 9 and the wavelength selective transmission filter 20.
Thereafter, the light is received by the photodetector 22. Next, a thin film, a thick film, a plate, a block, a circle
Column, semi-column, square, triangle, convex lens, concave
Optical elements in the form of lenses, microlens arrays, etc.
The optical paths of the control light and signal light radiated to the
In the device configuration that adjusts to intersect at the section,
FIG. 23 illustrates an example in which the chemical element 8 is used. Here, the light of the control light emitted from the light source 1
Beam passes through ND filter-3 and shutter 4
After that, the light is reflected and condensed by the concave mirror 14 to be a film type optical element.
Of the signal light emitted from the light source 2
The light beam is condensed by a condensing lens 7 to form a film type optical element 8.
And these two light beams are irradiated into the film-type optical element 8.
It is adjusted to intersect at the intersection 15 of the parts. Further
At the intersection 15, the light was reflected and collected by the concave mirror 14.
The focus of the control light and the signal light condensed by the condenser lens 7
By adjusting the focus to match,
Photon density near each focus of the control light and the signal light
The regions with the highest degree overlap each other in the optical element.
You can meet each other. The light beam of the control light passes through the film type optical element 8.
After that, the light receiving lens 19 and the wavelength selective transmission filter
After passing through 10, the light is received by the photodetector 11.
The wavelength selective transmission filter 10 scatters light from the optical element 8.
While blocking incoming signal light completely, control light is efficiently
Filter with wavelength selective transmission characteristics
You. Thereby, the control light transmitted through the optical element 8 is
Light intensity can be constantly measured. The light beam of the signal light passes through the film type optical element 8.
After that, the light receiving lens 9 and the wavelength selective transmission filter 2
After passing through 0, the light is received by the photodetector 22. Wavelength selection
The selective transmission filter 20 is scattered from the optical element 8
Efficient transmission of signal light while completely blocking control light
This is a filter having a wavelength selective transmission characteristic that causes the wavelength selection transmission characteristics. Next, a planar optical waveguide type light through which the signal light passes.
Of a device for injecting control light into the element 17 from the vertical direction
FIG. 24 illustrates the functional configuration. In FIG. 24, the signal emitted from light source 2
The light beam of the signal light is condensed by the condensing lens 7 and prism
13 and is guided to the planar waveguide type optical element 17.
You. On the other hand, the light beam of the control light emitted from the light source 1 is
After passing through the ND filter-3 and the shutter 4, the concave
Plane optical waveguide type optical element
The light is irradiated on the light transmitting portion of the element 17. Signal light and control light
The two light beams (1) and (2)
Adjusted to intersect at point 15. Intersection 1
5 and the focus of the control light reflected and collected by the concave mirror 14
Are adjusted to match. The light beam of the control light moves the optical element 17 vertically.
After passing through the light receiving lens 19 and the wavelength selective transmission
After passing through the filter 10, the light is received by the photodetector 11.
Is done. The wavelength selective transmission filter 10 includes an optical element 17.
Control while completely blocking signal light scattered from
A filter with wavelength selective transmission characteristics that efficiently transmits light
It is a tar. Thereby, the control transmitted through the optical element 17 is performed.
The light intensity of the control light can always be measured. The light beam of the signal light is applied to the optical waveguide type optical element 1.
After passing through the prism 7, the prism 18 and the light receiving lens 9 and
And light detection after passing through the wavelength selective transmission filter 20.
The light is received by the detector 22. Wavelength selective transmission filter 20
Is control light emitted from the optical element 17 by scattering.
Completely shields the signal light while transmitting the signal light efficiently.
It is a filter having such wavelength selective transmission characteristics. In the photoresponsive composition and optical element of the present invention,
Polymethine color represented by the above general formula [I] used
Element is particularly suitable for optical control methods using excited state absorption
Exhibits light absorption characteristics. Therefore, according to the light control method of the present invention, the control light
And the signal light, and the converged control light and
And signal light propagate in the same optical path in the optical element.
Thereby, the excitation in the optical element composed of the photoresponsive composition is improved.
Phase of the dye molecule in the starting state and photons of control light and signal light
Interaction efficiency can be significantly improved,
As a result, sufficient size and speed can be achieved with lower optical power than before.
Optical response can be derived from photo-responsive optics
become. [0091] The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
Will be described. Example 1 Chemistry represented by the following chemical formula
Structure dye Embedded image 3,3'-diethyloxadicarbocyanine iodide
(Common name DODCI): 23.0 mg and polymethac
2-hydroxypropyl lylate: 1977.0 mg
Seton: dissolved in 200 ml, n-hexane: 300 m
l The precipitate which was added by stirring into the precipitate (dye and
Polymer mixture) is filtered off and washed with n-hexane
And dried under reduced pressure and pulverized. The resulting mixed powder of the dye and the polymer was
10-FiveHeating at 100 ° C for 2 days under ultra-high vacuum less than Pa
Continue to completely remove volatile components such as residual solvent, and
A powder of the acidic composition was obtained. 20 mg of this powder
Lath (25mm x 76mm x 1.150mm thickness) and
And cover glass (18mm x 18mm x 0.150 thickness)
mm), heated to 150 ° C. under vacuum, and
Using a method of crimping a lath plate (vacuum hot press method)
Dye / polymer film between slide glass / cover glass
(Film thickness: 50 μm). In addition, dye / polymer film
The dye concentration in the medium is 1.0% of the density of the dye / polymer mixture.
When calculated as 6, 2.5 × 10-2mol / l
You. The film type optical element produced as described above
FIG. 26 shows the transmittance spectrum. The transmittance of this film depends on the wavelength of the control light (633n).
m) is 38.0%, and the signal light wavelength (694 nm) is 98.0%.
0.5%. FIG. 21 shows a configuration of this film type optical element.
The focal point of the condenser lens 7 of the optical device of
It was adjusted so that the center of the limmer membrane came, and it was attached. Control light
He-Ne laser (oscillation wavelength 633n) as light source 1
m, a Gaussian beam with a beam diameter of 1 mm) and signal light
As a light source 2, a semiconductor laser (oscillation wavelength 694 nm,
Continuous oscillation output 3mW, beam shaped optically
Gaussian beam having a diameter of 8 mm) was used. Note that this
In this embodiment, the film type optical element 8 is
0.5mW to 25mW
Was adjusted in the range. Mechanical shutter as shutter 4
-(Operation time 80 ms) or Pockels cell (operation
Time 2 microseconds). Condensing lens 7 and light receiving
The lens 9 has a focal length of 5 mm and a numerical aperture of 0.65.
An objective lens for a microscope was used. An optical control experiment was performed using the optical device shown in FIG.
The light intensity change as shown in FIG. 25 was observed. That
Details are as described below. First, the light beam of the control light and the light beam of the signal light
Focuses on the same area inside the film-type optical element 8.
Thus, the optical path from each light source, the optical mixer 6, and
The condenser lens 7 was adjusted. Next, the wavelength selection filter
In order to check the function of 20, with the light source 2 turned off,
The light source 1 is turned on, the shutter 4 is opened and closed, and the light detector 22 is opened.
It was confirmed that no response occurred. With the shutter 4 closed, the light source of the control light
1 and then at time t1Light source 2 at
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 tTwoAnd release shutter 4 at
The same optical path as the signal light inside the optical element 8 is propagating
When control light is irradiated to the, the signal intensity of the photodetector 22 becomes level.
It decreased from A to level B. The response time for this change is 2
It was less than a microsecond. Time tThreeClose shutter 4 at
When the control light irradiation to the optical element is stopped, the signal
The degree returned from level B to level A. Response to this change
The time was less than 3 microseconds. Time tFourAnd release shutter 4 at
Then at time tFive, The signal of the photodetector 22
The intensity decreases from level A to level B and then to level A
Returned to. Time t6Turn off the light source 2 at
The output of the output device 22 decreased and returned to the level C. In summary, incident light on the film type optical element 8
The control light having a power of 0.5 mW to 25 mW is applied to the control light 1 in FIG.
The light intensity represented by the waveform shown in FIG.
The light intensity of the signal light
The output waveform of the photodetector 22 is as shown at 222 in FIG.
Change reversibly in response to the temporal change of the light intensity of the control light
did. In other words, the light intensity of the control light
Control the transmission of signal light, in other words, light
Control (light / light control) or modulate light with light
(Light and light modulation)
Was. Note that 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.
ΔT [unit
%] Can be quantitatively compared. [0106] ΔT = 100 [(A−B) / (A−C)] Here, A controls the signal light source 2 while the control light is blocked.
Output level of the photodetector 22 when lit, B is signal light
Output level of the photodetector 22 when the control light and the control light are irradiated simultaneously.
Bell and C are photodetectors 2 in a state where the signal light source 2 is turned off.
2 output level. For example, if the light response is maximum,
Level B becomes the same as level C, and ΔT is the maximum value of 100.
%become. On the other hand, if no light response is detected, level B
Becomes the same as the level A, and ΔT becomes the minimum value 0%. The control light incident power to the film type optical element 8 is
The optical response ΔT is varied in the range from 3.0 mW to 24 mW.
Comparing the sizes of the two, the results shown in Table 1 were obtained.
Was done. [0108] [Table 1] That is, the incident power from the light source 1 to the optical element is 5.0 mW
Even when the value is relatively small, ΔT = 36%
It has been found to give a relatively large light response. Comparative Example 1 JP-A-63-236013
Dyes used in Example 1 with reference to Examples in the gazette:
3,3'-diethyloxadicarbocyanine iodide
(DODCI), zone melting method or
Crystallization was attempted by the Bridgman method.
It was difficult to perform because of rapid thermal decomposition simultaneously with melting.
The temperature at which the dye undergoes thermal decomposition is measured at the sample heating rate.
Temperature, measurement atmosphere, sample history, etc.
It is not easy to find the opposite value, but under nitrogen atmosphere,
Differential thermogravimetric analysis was performed at a heating rate of 10 ° C per minute.
Of the exciton commercial products,
If the temperature exceeds 210 ° C, the weight will decrease.
At about 230 ° C.
understood. On the other hand, as described in Example 1,
Photosensitivity with dye dissolved or dispersed in matrix material
By using the answer material, the thermal decomposition temperature of the dye
Optical elements can be processed at much lower temperatures.
You. [Comparative Example 2] Polymethacrylate was used without using a dye.
Example 1 except that only 2-hydroxypropyl luate was used.
In the same manner as above, a thin film of matrix material alone (film thickness 50μ)
m). The light was applied to this thin film in the same manner as in Example 1.
An evaluation test of the response was performed, and the wavelength band of the control light (633
nm) of the signal light even if the light of
The light intensity of m) did not change at all. That is, Matri
No photoresponse is observed with the composite material alone. As is apparent from this comparative example,
The observed light response is due to the presence of the dye
It is clear that Example 2 Instead of the dye described in Example 1
Has the following structural formula Embedded image 1,1'-diethyl-4,4'-quinocarbocyanine
Azide (common name cryptocyanine): 9.1 mg and
Poly (2-hydroxypropyl methacrylate): 1990.
Except that 9 mg was used, the procedure of Example 2 was repeated in the same manner as in Example 1.
Manufacture of film type optical element (thickness of dye / resin part 30μm)
did. The dye concentration in the dye / polymer film was determined by the dye /
Calculating the density of the polymer mixture as 1.06,
1.0 × 10-2mol / l. The transmittance spectrum of this film type optical element is shown in FIG.
27. The transmittance of this film is determined by the wavelength of control light (694 n
m) is 0.15% and the signal light wavelength (830 nm) is 8%.
8.2%. Next, an optical device as illustrated in FIG.
And an oscillation wavelength of 694 n as the control light source 1
m, output 5mW semiconductor laser, signal light source 2
Semiconductor laser with oscillation wavelength 830nm and output 5mW
Was used in the same manner as in Example 1 except that
The optical response of the film type optical element No. 2 was tested. As a result, the incident light of the control light (694 nm)
Optical response at a wavelength of 830 nm of signal light at power of 5 mW
Was 75%. The response speed is 2.
Less than 7 microseconds. Comparative Example 3 JP-A-63-236013
The dyes used in Example 2 were referred to with reference to the examples in the publication.
For lipocyanin, zone melting method or
Crystallization was attempted by the Bridgman method.
It was difficult to perform because of rapid thermal decomposition simultaneously with melting.
The temperature at which the dye undergoes thermal decomposition is measured at the sample heating rate.
Temperature, measurement atmosphere, sample history, etc.
It is not easy to find the opposite value, but under nitrogen atmosphere,
Differential thermogravimetric analysis was performed at a heating rate of 10 ° C per minute.
Of the commercial products of Tokyo Kasei
If the temperature exceeds about 200 ° C, the weight starts to decrease.
Therefore, it was found that rapid decomposition occurs at about 250 ° C. Example 3 JP-A-5-275789
Refer to the method described in the
A fiber-type optical element was manufactured as follows. You
That is, a 10 mm inner diameter, 1 mm thick, 36 mm long
Methacryl into an Ilex glass polymerization tube under a nitrogen atmosphere
Methyl ester: 27 g, benzoyl peroxide: 135 mg and
And n-butyl mercaptan: 54 mg were charged.
After sealing, polymerization is carried out to a heating device with a built-in polymerization tube rotating device.
The tube was mounted with the central axis (rotation axis) horizontal. This weight
Rotate the joint at about 2,000 revolutions per minute at 70 ° C
Heat for 4 hours to make the monomer hollow along the inner wall of the tube
It was polymerized and solidified. Then, in this hollow part, nitrogen atmosphere
Below, methyl methacrylate: 10 g, polymerization initiator
32.5), 62.5 mg, n-butyl mercaptan:
19 mg, benzyl n-butyl phthalate: 2.5 g and
And a dye of the following chemical formula Embedded image 1,1'-diethyl-2,2'-carbocyanine iodide
C: 0.714 mg was charged, the tube was sealed, and then the polymerization tube
To the heating device with a built-in rotating device, the center axis of the polymerization tube (rotating
(Axis) was mounted horizontally. The polymerization tube was slowly rotated at about 50 revolutions per minute.
Heat at 95 ° C for 20 hours while rotating, and stop rotating
Transferred to a dryer at 110 ° C and heat-treated for 24 hours
Was. Take out the preform obtained by breaking the polymerization tube,
Heat treatment at 110 ° C. for 30 hours under reduced pressure of 133 Pa or less
Was done. Apply this preform above the glass transition temperature.
Heat and heat stretch the plastic optical fiber with a diameter of 500 μm.
Manufactured by cutting it to a length of 10 mm and polishing the end face.
Polished to create a fiber optic. This fiber type optical element (length 10 m)
m) is as shown in FIG.
The excess ratio is 0.18% at the control light wavelength (633 nm), and the signal
The light wavelength (694 nm) was 88.5%. This optical element is constructed as shown in FIG.
Attached to the optical device, and thereafter, the same as in the first embodiment.
An experiment for evaluating the light response was performed by performing various operations. The test results indicate that the power of the control light is 6.5 mW.
At this time, the magnitude ΔT of the optical response is 76%,
The response speed was an excellent value of less than 2 microseconds. Example 4 Dye having the following structural formula Embedded image 1,1'-diethyl-4,4'-cyanine iodide:
0.514 mg and polyvinyl alcohol (polymerization degree 2
000): Dissolve 10.0 g in dimethyl sulfoxide
The optically polished glass substrate 16 (30 m in diameter)
m, 4 mm thick) by spin coating
Then, at 80 ° C. under reduced pressure of 0.01 Pa with a vacuum dryer,
Days, heat drying and heat treatment, planar waveguide type optical element
The child 17 was manufactured. The thickness of the coating thin film obtained was 40 μm.
there were. And a light guide type spectrophotometer and a prism
This planar optical waveguide type optics
Transmittance spec when the optical waveguide length of the device is 10mm
The torr was measured. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 24, a prism is
Oscillation wavelength of 6 as signal light by coupling method
Irradiates and emits a 94nm semiconductor laser with 5mW output
Light was detected by detector 22. Here, the signal light is transmitted
Control light from a direction perpendicular to the optical waveguide
Irradiate mu neon laser through shutter 4,
Test in the same manner as in Example 1 to obtain light response
It was confirmed. Example 5 Dye having the following structural formula Embedded image 1,1 ', 3,3,3', 3'-hexamethylindodi
Carbocyanine iodide: 4.82 mg and polymeta
2-hydroxypropyl acrylate: 1995.2 mg
A film-type optical element of Example 5 was used in the same manner as Example 1 except for using
A dye (a film thickness of the dye / resin portion of 130 μm) was produced. Incidentally, the dye concentration in the dye / polymer film is as follows:
Calculate the density of the dye / polymer mixture as 1.06
And 5.0 × 10-3mol / l. The transmittance spectrum of this film type optical element is shown in FIG.
Shown at 30. The transmittance of this film depends on the wavelength of the control light (694 n).
m) is 38.6%, and the signal light wavelength (780 nm) is 9
It was 1.9%. This film type optical element is illustrated in FIG.
Attached to an optical device with a simple configuration and emitted as a control light source 1
A semiconductor laser with a vibration wavelength of 694 nm and an output of 5 mW
The light source 2 of the signal light has an oscillation wavelength of 780 nm and an output of 3 mW.
The semiconductor laser is combined with the condenser lens 7 and the light receiving lens 9
Microscope objective with a focal length of 5 mm and a numerical aperture of 0.65
And converged and transmitted through the film-type optical element 8
The respective focal points of the signal light and the control light
The control beam of control light into a concave mirror
Adjust device components to focus and irradiate at 14
Was. The light of the control light and the signal light as in the first embodiment
How to match the paths and then converge with a common condenser lens
In contrast to this, the control light and the signal light are
To adjust the focal position by focusing and irradiating from the same direction.
Method, the equipment components and parts used
High precision is required. Thereafter, in the same manner as in Example 1, the film type light
The optical response of the element was tested. The test results show that the power of the control light is 4.5 mW.
At this time, the magnitude ΔT of the optical response of the signal light is 79.8%.
And the response speed at that time is less than 2 microseconds.
Value. [Embodiment 6] In the light control light method of the present invention,
To increase the optical response, the control light and the signal
Irradiating the optical element with the light converged, and
Photons near the respective focal points of the control light and the signal light
The areas with the highest density overlap each other in the optical element.
The optical paths of the control light and the signal light are arranged so as to overlap each other.
It is sufficient to arrange them individually, but for that purpose
It is preferable that the control light propagates in substantially the same optical path.
The amplitude distribution of the electric field of the control light and the signal light is
For a Gaussian beam with a Gaussian distribution, the focusing lens
Near the focal point Fc when converging at the opening angle 2θ
FIG. 31 shows the state of the beam and the wavefront 30 in the vicinity.
You. Here, the diameter 2ω of the Gaussian beam of wavelength λ0Is the smallest
Where the beam waist radius ω0Is the next
It is represented by an equation. [0136] [Equation 2] ω0  = Λ / (π · θ) For example, the condensing lens (focal length 5 m
m, numerical aperture 0.65), wavelength 633 nm, beam diameter 1
The beam waist radius when converging the control light of mm is
2.02 μm, similarly, wavelength 694 nm, beam diameter
Radius of beam waist when converging 8mm signal light
Is calculated to be 0.327 μm (almost diffraction limited). As shown in FIG. 32, 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,
In the optical path of the light, for example, in the section L02 (radius r2), the signal light
Optical path, eg cross section L+1, L01Or L-1(Radius r1;
r1≤rTwo) Are superimposed, 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) Are superimposed, 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 2 below is an example of the actual data.
In the apparatus of the first embodiment, the optical path of the signal light02(diameter
8 mm) and the cross section L+1, L01Or L-1(diameter
1 mm) of the control light path (optical axis) to the distance l between the optical axes.+1Ma
Or l-1When it moves 0.9 to 1.2 mm in parallel
The change in the signal light and optical response magnitude ΔT
It is. [0139] [Table 2] As shown in Table 2, the optical axes of the signal light and the control light
The optical response is the maximum when
Distance l between axes+1Or l-1Is shifted about ± 0.6mm
Also, the magnitude of the optical response ΔT changes by 6 to 7 points
Just do it. That is, the converged signal light and
Highest photon density area near each focal point of your light
(Beam waist) overlap each other in the optical element.
The optical paths of the control light and the signal light are aligned so that
Respectively, so that the overlap between these areas is maximized.
The control light and the signal light
The optical response is maximized when the axes are perfectly matched;
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. [Embodiment 7] Device arrangement of Embodiment 1 (FIG. 2)
In 1), the beam of the signal light transmitted through the film type optical element 8 is emitted.
The beam is returned to a parallel beam or a convergent beam by the light receiving lens 9.
Therefore, all of the light beams of the signal light enter the photodetector 22.
I'm adjusting. In such device / optical component arrangement
As described above, the signal light transmitted through the optical element
A light response 222 in the direction of decreasing intensity is observed. Here, the signal transmitted through the photoresponsive optical element
A part of the light beam, for example, a central portion of the light beam (beam half)
(Approximately several percent of the diameter) to enter the detector 22
Is adjusted, as described below, by the control light
Light flux density modulation of the signal light, especially for signal light irradiation
Response 22 in the direction in which the apparent intensity of the signal light increases.
3 can be taken out. The amount of light incident on the photodetector 22 is limited and the signal
So that only a part of the light, for example the central part, is incident
To do this, as shown in FIG.
RU: 1) The distance d between the condenser lens 7 and the photoresponsive thin film 878Changed
Let 2) Distance between light receiving lens 9 and photoresponsive thin film 8
d89To change. 3) The stop 23 is used. By irradiating the control light, the refractive index of the signal light is changed.
If the light flux density increases at the center of the beam
The signal strength of the device 22 increases. That is, irradiation of control light
Response in the direction in which "apparent transmittance" increases
Is observed. For example, the arrangement of the apparatus and the various conditions in Example 1
First, the distance between the light receiving lens 9 and the film type optical element 8 is set.
Separation d89And the signal light transmitted through the film-type optical element 8
Only the central part of the bundle (about 30% of the beam radius) is a photodetector
22 was adjusted. Next, the condenser lens 7 and
Film-type optical element with the distance between the light receiving lens 9 fixed.
Distance d between 8 and condenser lens 778In the same optical path
Focus position of converged control light and signal light and film type optical element
When the positional relationship with the element 8 was changed, the film type optical element 8
Is observed with the largest light responsiveness in the above transmittance decreasing direction
0.1 mm to the condenser lens 7 side based on the position
Closed position and 1.2 mm far from the condenser lens 7 side
The optical response in the direction where the signal light intensity increases
Observed. Here, the cover of the film type optical element 8 is described.
-Signal light and control light enter from the glass side and slide
Optical element is arranged so that it is emitted from the glass substrate side
did. Further, here, the control converged on the same optical path.
Change the positional relationship between the focal position of light and signal light and the optical element
For example, a fine adjustment mechanism using a precision screw is provided.
Pedestal, pedestal provided with piezoelectric element actuator, or
Film-type optics on a platform with an ultrasonic actuator
In addition to mounting the element 8 and moving it as described above,
Using a material with a large nonlinear refractive index effect for the material of the lens 7
Changing the focal position by changing the power density of the control light pulse
Method, the material of the condenser lens 7 has a large coefficient of thermal expansion
To change the focal position by changing the temperature with a heating device using
A method or the like can be used. [0148] As described above, the photoresponsiveness of the present invention can be improved.
According to the composition, the optical element and the light control method, for example,
Laser light in the visible region is used as control light,
The efficient modulation of signal light in the
With very simple optics without any
Therefore, it can be realized with a response speed sufficient for practical use. The photoresponsive composition of the present invention, an optical element and
Near-infrared ray by visible light laser using light control method
Direct modulation of the user, for example, polymethylmethacrylate
Suitable for propagating through optical fibers
With visible light laser to propagate through the air
For applications that directly modulate a suitable near-infrared laser
And very useful. The photoresponsive composition of the present invention, an optical element and
Light control methods are, for example, in the field of optical computing.
Is expected to be useful in developing new optical arithmetic methods
it can. The photoresponsive composition of the present invention, an optical element and
According to the light control method, the material used for the optical element
Expand the selection range and facilitate processing of optical elements.
Can be.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を例
示した図である。 【図２】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を例
示した図である。 【図３】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を例
示した図である。 【図４】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を例
示した図である。 【図５】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を例
示した図である。 【図６】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を例
示した図である。 【図７】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を例
示した図である。 【図８】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を例
示した図である。 【図９】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を例
示した図である。 【図１０】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図１１】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図１２】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図１３】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図１４】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図１５】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図１６】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図１７】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図１８】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図１９】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図２０】本発明に用いられるポリメチン色素の構造を
例示した図である。 【図２１】本発明の実施に好適な光学装置の機能構成を
示すブロック図である。 【図２２】本発明の実施に好適な光学装置の機能構成を
示すブロック図である。 【図２３】本発明の実施に好適な光学装置の機能構成を
示すブロック図である。 【図２４】本発明の実施に好適な光学装置の機能構成を
示すブロック図である。 【図２５】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２６】実施例１の膜型光学素子の透過率スペクトル
を示す図である。 【図２７】実施例２の膜型光学素子の透過率スペクトル
を示す図である。 【図２８】実施例３のファイバー型光学素子の透過率ス
ペクトルを示す図である。 【図２９】実施例４の平面導波路型光学素子の透過率ス
ペクトルを示す図である。 【図３０】実施例５の膜型光学素子の透過率スペクトル
を示す図である。 【図３１】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３２】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３３】本発明の実施に好適な光学装置の機能構成を
示すブロック図である。 【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 本発明の光学素子
（膜型）、 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 光検知器（制御光
の光強度検出用）、 １２ 本発明の光学素子（ファイ
バー型）、 １３ プリズム、 １４ 凹面鏡、 １５
制御光および信号光の光ビーム交点、 １６ 基板、
１７ 本発明の光学素子（平面光導波路型）、 １８
プリズム、 １９ 受光レンズ、 ２０ 波長選択透
過フィルター（制御光遮断用）、 ２２ 光検知器（信
号光の光強度検出用）、 ２３ 絞り、 ３０ 波面、
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）、 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 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、 ｄ78 集光レンズ
７と光制御素子８の距離、 ｄ89 光制御素子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、 ｒ1 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 制御光を遮断していたシャッターを開
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 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 9 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 10 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 11 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 12 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 13 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 14 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 15 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 16 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 17 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 18 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 19 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 20 is a diagram illustrating the structure of a polymethine dye used in the present invention. FIG. 21 is a block diagram illustrating a functional configuration of an optical device suitable for implementing the present invention. FIG. 22 is a block diagram illustrating a functional configuration of an optical device suitable for implementing the present invention. FIG. 23 is a block diagram showing a functional configuration of an optical device suitable for implementing the present invention. FIG. 24 is a block diagram showing a functional configuration of an optical device suitable for implementing the present invention. FIG. 25 is a diagram exemplifying a change over time in light intensity of control light and signal light. FIG. 26 is a view showing a transmittance spectrum of the film-type optical element of Example 1. FIG. 27 is a view showing a transmittance spectrum of the film-type optical element of Example 2. FIG. 28 is a diagram showing a transmittance spectrum of the fiber-type optical element of Example 3. FIG. 29 is a diagram showing a transmittance spectrum of the planar waveguide optical element of Example 4. FIG. 30 is a view showing a transmittance spectrum of the film-type optical element of Example 5. FIG. 31 is a schematic diagram showing a state near a focal point of a Gaussian beam converged by a condenser lens or the like. FIG. 32 is a diagram illustrating a relationship between optical paths (and optical axes) of control light and signal light. FIG. 33 is a block diagram illustrating a functional configuration of an optical device suitable for implementing the present invention. [Description of Signs] 1 light source for control light, 2 light source for signal light, 3 ND filter, 4 shutter, 5 semi-transmissive mirror, 6
Optical mixer, 7 condenser lens, 8 optical element of the present invention (film type), 9 light receiving lens, 10 wavelength selective transmission filter (for blocking signal light), 11 photodetector (for detecting light intensity of control light), 12 optical element (fiber type) of the present invention, 13 prism, 14 concave mirror, 15
Light beam intersection of control light and signal light, 16 substrates,
17 Optical element of the present invention (planar optical waveguide type), 18
Prism, 19 light receiving lens, 20 wavelength selective transmission filter (for blocking control light), 22 photodetector (for detecting light intensity of signal light), 23 aperture, 30 wavefront,
100 Oscilloscope, 111 Signal from light detector 11 (light intensity time change curve of control light), 222 and 223 Signal from light detector 22 (light intensity time change curve of signal light), A A state in which control light is cut off The output level of the photodetector 22 when the light source of the signal light is turned on,
Output level, the output level of the photodetector 22 in a state of turning off the C signal light of the optical detector 22 when irradiated control light while turning on the light source of the B signal light, d 78 a condenser lens 7 and the light control Distance of element 8, d 89 Distance of light control element 8 and light receiving lens 9, Fc focus, L 01 , L +1 , L -1 and L 02 Light beam cross section of signal light or control light, l +1
And the parallel translation distance of the optical axis of l -1 signal light or control light, r 1 the light beam cross section L 01 of signal light or control light,
Radius of L +1 or L -1 , Radius of light beam cross section L 02 of r 2 signal light or control light, Time of turning on light source of t 1 signal light, Shutter that blocked t 2 control light was opened time was off time was again blocked by the shutter t 3 control light, time of opening the shutter has been blocked t 4 the control light, the time was again blocked by the shutter t 5 control light, the light source of the t 6 signal light Time, θ
The beam waist of the Gaussian beam outer periphery angle formed between the optical axis, which is converged by the omega 0 a condenser lens of the light beam is converged by the condenser lens (beam radius at the focus position).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲斐 正勝 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 (72)発明者 田中 教雄 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 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 (56)参考文献 特開 平６−118459（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−129621（ＪＰ，Ａ) Ｏｐｔ．Ｃｏｍｍｕｎ．，1984年，Ｖ ｏｌ．51，Ｎｏ．２，111−116 Ａｐｐｌ．Ｓｐｅｃ．，1994年，Ｖｏ ｌ．48，ＮＯ．12，1506−1512 Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．，1994 年，Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．３，339−351 Ｗｕｌｉ Ｘｕｅｂａｏ，1995年，Ｖ ｏｌ．44，Ｎｏ．３，419−426 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/35 G02F 1/19 G02F 1/17 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masakatsu Kai 3-12-12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Within (72) Inventor Ichiro Ueno 3-12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Victor Company of Japan, Ltd. (72) Inventor Norio Tanaka 1-9-4 Horinouchi, Adachi-ku, Tokyo Dai-Nisseki Chemical Industry Co., Ltd. Tokyo Manufacturing Office (72) Inventor Shigeru Takarada 1-9-4 Horinouchi, Adachi-ku, Tokyo No. Dai-Nisseika Kogyo Co., Ltd. Tokyo Manufacturing Office (56) References JP-A-6-118459 (JP, A) JP-A-61-129621 (JP, A) Opt. Commun. 1984, Vol. 51, No. 2,111-116 Appl. Spec. , 1994, Vol. 48, NO. 12, 1506-1512 Pure Appl. Opt. , 1994, Vol. 3, No. 3,339-351 Wuli Xuebao, 1995, Vol. 44, no. 3,419-426 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/35 G02F 1/19 G02F 1/17 CA (STN) JICST file (JOIS)

Claims (1)

(57)【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
記光応答性組成物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調変調および／または光
束密度変調を行う光制御方法であって、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ように、また、前
記制御光および前記信号光の光路をそれぞれ配置し、 更に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を、凸レンズまたは凹面
鏡で受光することによって、 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
る光制御方法であって、 特定の波長の光に感応して他の波長の光の透過率および
／または屈折率を可逆的に変化させる光応答性組成物で
あって、色素として下記の一般式〔Ｉ〕で表されるポリ
メチン色素を含有することを特徴と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。 ［φ1 −（ＣＲ1 ＝ＣＲ2 ）n −ＣＨ＝φ2 ］+ Ｘ- …〔Ｉ〕 ここで、φ1は、炭素原子でメチン鎖に結合している１
価の複素環残基を表し、この残基は置換基を有していて
も良く、φ2は、炭素原子でメチン鎖に結合している２
価の複素環残基を表し、この残基は置換基を有していて
も良く、ｎは０、１、２、または３以上の整数であり、
ｎが１以上のとき、Ｒ1およびＲ2 は、それぞれ、水素
原子、カルボン酸エステル残基、ハロゲン原子、アルキ
ル基、アリール基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、また
はアミノ基を表し、この基は置換基を有しても良く、ｎ
が２以上のとき、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ相異なっても
良く、または互いに結合して環を形成しても良く、Ｘ-
は、上記ポリメチン色素のカチオン部分に対して化学的
に不活性なカウンターアニオンを表す。(57) [Claim 1] An optical element made of a photoresponsive composition is irradiated with control light having a wavelength sensitive to the photoresponsive composition, and the control element is irradiated with a wavelength band different from the control light. A certain signal light transmittance and / or
Or a light control method for performing emphasis modulation and / or light flux density modulation of the signal light transmitted through the optical element by reversibly changing a refractive index, wherein the control light and the signal light are respectively converged. Irradiating the optical element,
And, the control light and the signal light are propagated in substantially the same optical path in the optical element, and the optical paths of the control light and the signal light are respectively arranged. after passing through the responsive composition, a signal light ray bundle diverge, by receiving a convex lens or a concave mirror, a signal light ray bundle of the intensity modulation and / or light flux density modulation strongly received area min A light control method characterized by taking out separately, comprising a photoresponsive composition which reversibly changes the transmittance and / or the refractive index of light of another wavelength in response to light of a specific wavelength, And a light control method using an optical element comprising a photoresponsive composition comprising a polymethine dye represented by the following general formula [I] as a dye. [Φ 1- (CR 1 = CR 2 ) n -CH = φ 2 ] + X− [I] Here, φ 1 is 1 bonded to a methine chain by a carbon atom.
Represents a divalent heterocyclic residue, which residue may have a substituent, and φ 2 represents a carbon atom bonded to a methine chain.
A divalent heterocyclic residue, which may have a substituent; n is an integer of 0, 1, 2, or 3 or more;
When n is 1 or more, R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, a carboxylate residue, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a hydroxy group, an alkoxy group, or an amino group; And n
When R is 2 or more, R 1 and R 2 may be different from each other, or may be bonded to each other to form a ring;
Represents a counter anion chemically inert to the cation moiety of the polymethine dye.
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