(57)【要約】【課題】  非線形光学効果が大きく、使用できる波長の幅が広い非線形光学材料、及びそれを含有する光スイッチとその製造方法、光分配器、光変調器を提供すること。【解決手段】  下記一般式（１）で示される化合物を溶媒に溶解し、得られた溶液を固体基板上に塗布することにより形成することを特徴とする非線形光学材料。    【化１】2006011225.tif 000013（式中、Ａ1及びＡ2の少なくとも１つは複素環を表す。Ａ1及びＡ2は互いに同じであっても異なっていてもよい。）【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示される化合物を溶媒に溶解し、得られた溶液を固体基板上に塗布することにより形成することを特徴とする非線形光学材料。
【化１】
2006011225.tif 000011
（式中、Ａ1及びＡ2の少なくとも１つは複素環を表す。Ａ1及びＡ2は互いに同じであっても異なっていてもよい。）
【請求項２】
前記Ａ1及びＡ2の少なくとも１つが表す複素環が５員または６員複素環であることを特徴とする請求項１に記載の非線形光学材料。
【請求項３】
前記Ａ1及びＡ2の少なくとも１つが表す複素環が下記一般式（２）〜（１６）で表される基であることを特徴とする請求項１に記載の非線形光学材料
【化２】
2006011225.tif 000012
（式中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6またはＲａは水素原子または置換基を表す。Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6またはＲａは互いに結合して環を形成してもよい。Ｚは５〜６員の各々置換基を有してもよい含窒素複素環を形成する原子群を表し、該複素環は更に別の環と縮合環を形成してもよい。）
【請求項４】
請求項１に記載の非線形光学材料を用いて形成されることを特徴とする光スイッチ。
【請求項５】
請求項１に記載の非線形光学材料を用いて形成されることを特徴とする光分配器。
【請求項６】
請求項１に記載の非線形光学材料を用いて形成されることを特徴とする光変調器。
【請求項７】
請求項１に記載の非線形光学材料を用いることを特徴とする光スイッチの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非線形光学材料、及びそれを含有する光スイッチとその製造方法、光分配器、光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
非線形光学材料は、レーザー光等の光を照射した時にその光の波長変換や強度変調等の効果を有し、光記録、情報処理、光通信等オプトエレクトロニクス分野において不可欠な材料として注目され、活発に研究開発が行われている。従来、非線形光学材料としては、リン酸二水素カリウム（ＫＤＰ）やニオブ酸リチウム（ＬＮ）等の無機結晶がレーザー光の光波長変換素子や光シャッター等として実用化されているが、これらの無機結晶は操作性が悪く、且つ非線形光学効果も充分ではない。
【０００３】
一方、尿素、２−メチル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）等ある種の有機化合物は大きな非線形光学効果を有することが知られている。しかしながら、これらの有機化合物の非線形光学効果もまだ十分満足されるものではなく、また比較的高い非線形光学効果を有するものは長波長に吸収があり、使用波長領域が制限されるという問題点があった。
【０００４】
また、有機結晶は大きな非線形光学効果を示すことが知られているが、良質な結晶を得るのが難しい、結晶の加工が難しい等の欠点がある。これらの欠点を補うために、大きな非線形光学効果を示す化合物を高分子中に分散させるという方法が用いられている（例えば、特開昭６２−８４１３９号公報、同６２−２４６９６２号公報）。しかし、これらの非線形材料分散高分子材料は、ニトロアニリン系の非線形材料と高分子との相溶性に問題があり、非線形材料の添加量が制限されるため、結果として大きな非線形効果を持つ材料が得られないという問題があった。
【０００５】
一方、スクエアリリウム色素誘導体の会合体薄膜を用いた光スイッチが検討されている（例えば、特許文献１、２参照）。ここで得られた会合体は吸収ピーク付近の波長の光に対して極めて大きな相互作用を持ち、しかも３次の非線形光学効果である吸収飽和の回復が非常に早く、吸収飽和の回復時定数は約３００ｆｓであることが報告されている。しかしながら、これらのスクエアリリウム色素のＪ会合体薄膜は７５０ｎｍ付近に吸収ピークを有し、会合体が安定で取り扱いやすいものの、使用できる波長の幅が狭く、限られた光源波長でしか使用できないという問題があった。
【特許文献１】特開平１１−２８２０３４号公報
【特許文献２】特開２０００−１１９５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、非線形光学効果が大きく、使用できる波長の幅が広い非線形光学材料、及びそれを含有する光スイッチとその製造方法、光分配器、光変調器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下の手段によって上記課題が達成されることを見出した。
【０００８】
（請求項１）
下記一般式（１）で示される化合物を溶媒に溶解し、得られた溶液を固体基板上に塗布することにより形成することを特徴とする非線形光学材料。
【０００９】
【化１】
2006011225.tif 000002
【００１０】
（式中、Ａ1及びＡ2の少なくとも１つは複素環を表す。Ａ1及びＡ2は互いに同じであっても異なっていてもよい。）
（請求項２）
前記Ａ1及びＡ2の少なくとも１つが表す複素環が５員または６員複素環であることを特徴とする請求項１に記載の非線形光学材料。
【００１１】
（請求項３）
前記Ａ1及びＡ2の少なくとも１つが表す複素環が下記一般式（２）〜（１６）で表される基であることを特徴とする請求項１に記載の非線形光学材料
【００１２】
【化２】
2006011225.tif 000003
【００１３】
（式中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6またはＲａは水素原子または置換基を表す。Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6またはＲａは互いに結合して環を形成してもよい。Ｚは５〜６員の各々置換基を有してもよい含窒素複素環を形成する原子群を表し、該複素環は更に別の環と縮合環を形成してもよい。）
（請求項４）
請求項１に記載の非線形光学材料を用いて形成されることを特徴とする光スイッチ。
【００１４】
（請求項５）
請求項１に記載の非線形光学材料を用いて形成されることを特徴とする光分配器。
【００１５】
（請求項６）
請求項１に記載の非線形光学材料を用いて形成されることを特徴とする光変調器。
【００１６】
（請求項７）
請求項１に記載の非線形光学材料を用いることを特徴とする光スイッチの製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によって、非線形光学効果及び耐熱性に優れ、且つ使用波長域の広い非線形光学材料が得られた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
【００１９】
まず、本発明に係る一般式（１）で表される化合物について詳述する。
【００２０】
上記一般式（１）において、式中Ａ1及びＡ2の少なくとも１つは複素環を表し、該複素環としては、５員または６員複素環であることが好ましい。５員または６員複素環は置換基を有していてもよく、芳香族炭化水素環や複素環と縮合環を形成していてもよい。
【００２１】
ここで表す置換基としては特に制限はないが、代表的にはアルキル基、アリール基、アニリノ基、アラルキル基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シクロアルケニル基、アルキニル基、複素環基、スルホニル基、スルフィニル基、ホスホニル基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、シロキシ基、アシルオキシ基、スルホニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、イミド基、ウレイド基、スルファモイルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環チオ基、チオウレイド基、カルボキシ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、ニトロ基、スルホ基等の各基、並びにスピロ化合物残基、有機炭化水素化合物残基等も挙げられる。各基は更に置換基を有していてもよい。
【００２２】
ここで表す５員または６員複素環としては、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、シンノリン、フタラジン、キノキサリン、ピロール、インドール、フラン、ベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ピラゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、ベンズオキサゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、イソチアゾール、ベンズイソチアゾール、チアジアゾール、イソオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、イミダゾリジン、チアゾリンなどが挙げられる。これらは置換基を有していてもよく、縮合環を形成していてもよい。
【００２３】
更に該５員または６員複素環としては、前記一般式（２）〜（１６）が好ましい。式中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6またはＲａは水素原子または置換基を表す。Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6またはＲａは互いに結合して環を形成してもよい。Ｚは５〜６員の各々置換基を有してもよい含窒素複素環を形成する原子群を表し、該複素環は更に別の環と縮合環を形成してもよい。ここで置換基とは前記と同義である。
【００２４】
前記一般式（１）で表される化合物の具体例を下記に示すが、本発明に用いられる化合物は下記の例に限定されるものではない。
【００２５】
【化３】
2006011225.tif 000004
【００２６】
【化４】
2006011225.tif 000005
【００２７】
【化５】
2006011225.tif 000006
【００２８】
【化６】
2006011225.tif 000007
【００２９】
【化７】
2006011225.tif 000008
【００３０】
以下、本発明に係る化合物の具体的な合成法を例示するが、本発明においてはこれらに限定されるものではない。
【００３１】
化合物（Ｄ−１３）の合成
【００３２】
【化８】
2006011225.tif 000009
【００３３】
２００ｍｌナス型フラスコに化合物（Ａ）４．２５ｇ及び化合物（Ｂ）１ｇを入れ、１−オクタノール１２０ｍｌ及びトルエン３０ｍｌ中において１５０℃にて溶媒留去しながら攪拌反応を行った。溶媒の減量に併せ、随時トルエンを追加した。３時間後反応液はピンク色となり、結晶析出が見られた。放冷後、氷冷して析出した結晶を濾取した。アセトンにて洗浄を行い、乾燥した。得られた目的物（Ｄ−１３）は３．２ｇで収率は６５．１％だった。ｍａｓｓスペクトルを測定したところ、ＦＡＢ−Ｐｏｓｉ（マトリックス：ＮＢＡ：ＤＭＳＯ）にて５６３にピークが見られた。同じくＦＡＢ−Ｎｅｇａ（マトリックス：Ｇｌｙ：ＤＭＳＯ：ＭｅＯＨ）にて５６１にピークが見られた。吸収測定を行ったところλｍａｘ＝５６５ｎｍ（ＤＭＦ）、ε＝６７３００であった。
【００３４】
化合物（Ｄ−２０）の合成
【００３５】
【化９】
2006011225.tif 000010
【００３６】
２００ｍｌナス型フラスコに化合物（Ｃ）４．５８ｇ及び化合物（Ｂ）１ｇを入れ、１−オクタノール１２０ｍｌ及びトルエン３０ｍｌ中において１５０℃にて溶媒留去しながら攪拌反応を行った。溶媒の減量に併せ、随時トルエンを追加した。３時間後反応液は水色となり、結晶析出が見られた。放冷後、氷冷して析出した結晶を濾取した。アセトンにて洗浄を行い、乾燥した。得られた目的物（Ｄ−２０）は４．２ｇで収率は８０．０％であった。ｍａｓｓスペクトルを測定したところ、ＦＡＢ−Ｐｏｓｉ（マトリックス：ＮＢＡ：ＤＭＳＯ）にて６０１にピークが見られた。同じくＦＡＢ−Ｎｅｇａ（マトリックス：Ｇｌｙ：ＤＭＳＯ：ＭｅＯＨ）にて５９９にピークが見られた。吸収測定を行ったところλｍａｘ＝５３２ｎｍ（ＭｅＯＨ）であった。
【００３７】
その他の本発明に係る化合物も上記合成法に準じて合成できる。
【００３８】
本発明に係る化合物は光吸収スペクトル形状が鋭く、吸収帯が長波長側で急峻に消失しているため、非線形光学素子として用いる場合に波長０．６μｍ以上の光が使用可能であり、使用する光の波長の選択の幅を広げることができる。更に非線形光学効果の大きさは、非線形光学分子の吸収波長と使用する光の波長を接近させることによって急激に増大する（共鳴効果）ため、本発明に係る化合物のような吸収スペクトル形状が鋭い材料を用いて、吸収波長に近い波長の光源を使用すれば、非常に高効率の電気光学デバイスを作製することができる。
【００３９】
この性質を生かし、本発明に係る化合物を含有する非線形光学材料は、光スイッチの他、光分配器、光変調器の材料として使用することができる。即ち、本発明における光スイッチは、光で光を変調する広い意味の光変調器全体を包含する。従って、必ずしもオン・オフ型の光スイッチのみを意味しない。
【００４０】
光変調器は光路変換素子、レンズ、ミラー、方向性結合器他、制御光により誘起された屈折率変化により信号光を変調するデバイスすべてを含む。また、屈折率変化の要因は特に限定しておらず、吸収飽和の回復現象以外にも化合物薄膜の示す非線形光学効果のすべてを利用できる。更に本発明の光スイッチは個々の光スイッチを組み合わせた光分配器などのシステムデバイスも包含している。
【００４１】
（光スイッチについて）
本発明に係る化合物を含有する非線形光学材料により形成された光スイッチの構造を図１に模式的に示す。図１中、本発明化合物の薄膜１２（膜厚２００〜３００ｎｍ）は、ガラス基板１４上の誘電体多層膜反射ミラー１３上に設けられており、更にＡｕの薄膜１１（５０ｎｍ）により被覆されている。図１において得られた本発明に係る化合物の薄膜１２の膜厚は、制御光なしの状態で干渉により信号光の反射光が０になるよう調整した。パルス幅１００ｆｓの信号光（５０ｎＪ／ｃｍ2）および制御光（４０μＪ／ｃｍ2）を用いたところ、制御光の照射時のみ信号光の反射が観測された。このように、制御光の有無で信号光のオン・オフを行なうことができる。即ち、これにより光スイッチ動作を行なわせることができるのである。
【００４２】
化合物の分子が光を吸収して励起されるとき、分子中に（遷移）双極子モーメントが形成されることが知られている。このとき、Ｊ−会合体では分子が接近して同じ方向に並んでおり、分子が接近して同じ方向に並んでおり、１光子を吸収することにより生じた励起状態は、分子の双極子モーメント同士の相互作用によりＪ−会合体中の分子に広がる。この性質から大きな非線形光学特性を示し、本発明に係る化合物の薄膜は非線形光学材料となりうる。更にこの非線形光学特性を生かし、同様に本発明の光スイッチとなりうる。Ｊ−会合体の形成は、本発明に係る化合物の薄膜が溶液吸収スペクトルに対し長波化していることからも確認される。
【００４３】
本発明の光スイッチは、誘導吸収飽和の現象を利用したものである。本発明に係る化合物の薄膜の最大吸収波長付近の波長の信号光を本発明に係る化合物の薄膜１２に入射すると、信号光は本発明に係る化合物の薄膜１２に吸収され、１２を透過したり、または誘電体多層膜反射ミラー１３により反射されることなく信号オフとなる。一方、本発明に係る化合物の薄膜の最大吸収波長付近の波長の光であって、強度が信号光よりも大きな制御光を本発明に係る化合物の薄膜１２に入射すると、化合物分子が励起され最大吸収波長付近の光を吸収しなくなり、その結果、信号光が本発明に係る化合物の薄膜１２を透過したり、または誘電体多層膜反射ミラー１３により反射され、信号オンとなる。また、誘導吸収飽和が回復する時間は極めて短く、応答時間がフェムト秒のスイッチングが可能になる。
【００４４】
つまり、この光スイッチ１は、上述のように本発明に係る化合物の薄膜１２の極大吸収波長付近の波長の制御光と、同じく本発明に係る化合物の薄膜１２の極大吸収波長付近の波長の信号光の両者を照射することにより、オンとオフを切り替えることができる。
【００４５】
（光分配器、光変調器、光スイッチ列について）
図２は、本発明に係る化合物を含有する非線形光学素材料により形成された光分配器、光変調器及び光スイッチ列を模式的に示す図である。このうち光分配器は、テラビット信号光１〜４をギガビット信号光に変換する本システム全体を指している。本発明に係る化合物の薄膜１２は、光分配器中にある超高速空間変調素子１５の材料として用いられる。超高速空間変調素子１５は、光変調器として制御光により信号光に強度変調を与えるものである。この超高速空間変調素子１５は、図１に示すような個々の光スイッチが集合した光スイッチ列により形成される。光スイッチ列は、固体基板上に形成された本発明に係る化合物の薄膜１２を部分的に被覆することにより容易に形成できる。
【００４６】
本発明の光分配器の動作原理を簡単に説明する。十分に波面の広がった信号光を超高速空間変調素子１５に対して垂直に入射させる。一方、同様に波面を広げた制御光を、超高速空間変調素子１５に対して傾斜した方向から入射させる。超高速空間変調素子１５の傾斜による制御光の光路差のため、ある瞬間においては、超高速空間変調素子１５を形成する光スイッチ列のうち、唯一つの光スイッチのみを動作させることが可能である。このとき、超高速空間変調素子１５上に達している信号光は、動作した光スイッチの位置に対応した受光素子アレイ６に到達する。信号光と制御光の交わる位置が各光スイッチに対応するよう信号光と制御光を同期させることで、シリアルに送られてきた信号光を各受光素子に割り振ることが可能になる。
【００４７】
本発明の非線形光学材料の作製方法には種々の方法が挙げられる。
【００４８】
（１）一般式（１）で表される本発明に係る化合物を有機溶媒に溶解し、得られた溶液を固体基板上に塗布することにより形成する。ここで有機溶媒とは特に限定されないが、ジクロロメタン、クロロホルム、トリクロルエタン等のハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、シクロヘキサン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、プロピルアミン、エチルアミン等のアミン類を用いることができる。
【００４９】
なお、本発明に係る化合物は高分子化合物と共に溶媒中に溶解してもよい。この高分子化合物としては、本発明に係る化合物の波長域で光学的に透明なポリマーであればすべて使用可能であり、例えば、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸フェニル等のメタクリル酸系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルカルバゾール等のビニル系ポリマー、ポリカーボネート、ポリエチレングリコール、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルやその誘導体、およびそれらの共重合体等を用いることができる。
【００５０】
溶液の固体基板上への塗布方法としては、従来より知られた方法を用いることができ、例えば、スピンコート法、キャストコート法、ディップコート法等を挙げることができる。
【００５１】
これらの製造により得られた本発明に係る化合物の薄膜は、そのままでも用いることができるが、熱処理をしてもよい。熱処理は６０〜１４０℃の温度において行なうことが好ましい。処理時間は処理温度によって異なるが、例えば、８０℃の場合は３０分間程度行なうことが好ましく、１４０℃の場合は１分間程度行なうことが好ましい。処理温度が６０℃未満となると、熱処理による効果が得られず、形成に要する時間がかなり長くなる。例えば、常温では数日でわずかに吸収が変化する程度である。また、１４０℃を超えると、化合物の分解が顕著になる。
【００５２】
このように、一般式（１）で表される本発明に係る化合物を単体で、または高分子と共に溶媒に溶解し、スピンコート法等の塗布方法により薄膜を形成し、場合によっては熱処理を行うことで、極めて容易に低コストで本発明に係る化合物の薄膜を得ることができる。
【００５３】
（２）一般式（１）で表される本発明に係る化合物を有機溶媒に溶解し、得られた溶液を固体基板上に塗布することにより形成した後に、その膜表面を高分子化合物薄膜により被覆してもよい。ここで有機溶媒や高分子化合物は上記を用いてもよい。
【００５４】
（３）一般式（１）で表される本発明に係る化合物とケイ酸アルキルと有機溶媒とからなるゾル溶液を調製し、基板上にゾル溶液を滴下し、基板を高速回転させ、溶剤を蒸発させることによりゲル化させ、基板上に本発明に係る化合物の薄膜を形成してもよい。ここで有機溶媒は上記を用いてもよい。
【００５５】
本発明の非線形光学材料の作製方法は上記によって限定されるものではない。
【００５６】
上記のようにして得られた本発明に係る化合物薄膜を用いて形成した光スイッチは、半導体材料により形成される光スイッチに比べ、絶対的な応答時間に優れたものであるが、下記の点においても優れている。
【００５７】
（１）材料、プロセスが安価で簡易なため、極めて低コストで形成することができる。
【００５８】
（２）光スイッチの製造、動作とも常温、大気中で行なうことができる。
【００５９】
（３）材料形成に要する時間が極めて短く、大掛かりな設備を必要としないため生産性に優れる。
【００６０】
（４）大面積化が容易である。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明の態様が実施例に限定されるものではない。
【００６２】
実施例１
本発明に係る化合物Ｄ−１２をテトラヒドロフラン中に溶解し、テトラヒドロフラン中１質量％溶液を得た。次いで、この溶液をスピンコート法により固体基板上に塗布し、化合物の薄膜を得た。得られた薄膜の吸収スペクトルを図３に示す。図３中最大吸収波長５４７ｎｍを示す破線は本発明に係る化合物Ｄ−１２のテトラヒドロフラン溶液の吸収スペクトルを表し、最大吸収波長５７８ｎｍを示す実線は上記で得られた薄膜の吸収スペクトルであり、溶液吸収より約３０ｎｍ長波化していることがわかる。
【００６３】
実施例２
本発明に係る化合物Ｄ−１０及びポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をエチルアルコール中に溶解し、エチルアルコール中、本発明に係る化合物１質量％溶液を得た。次いで、この溶液をスピンコート法により固体基板上に塗布し、薄膜を得た。得られた薄膜の吸収スペクトルは、化合物単独の溶液吸収スペクトルより約４５ｎｍ長波化していることが確認された。
【００６４】
実施例３
本発明に係る化合物Ｄ−１８をテトラヒドロフラン中に溶解し、テトラヒドロフラン中１．５質量％溶液を得た。次いで、この溶液をスピンコート法により固体基板上に塗布、乾燥し、化合物の薄膜を得た。得られた薄膜に更にポリカーボネートのエチルアルコール溶液をスピンコート法により塗布、乾燥し、ポリカーボネートが積層された薄膜を得た。得られた薄膜の吸収スペクトルは、化合物単独の溶液吸収スペクトルより約４０ｎｍ長波化していることが確認された。
【００６５】
実施例１〜３により、本発明に係る化合物の薄膜がＪ−会合体を形成していることが確認された。
【００６６】
実施例４
本発明に係る化合物Ｄ−１３及びポリイミドをＤＭＦ中に溶解し、この溶液を透明ＩＴＯ電極付きのガラス基板上にスピンコートし、１００℃で１時間、２５０℃で１時間の加熱により、ポリイミド膜を得た。このポリイミド膜上に金電極を蒸着した後、ＩＴＯ電極と金電極の間に電圧を印加し、加熱してポリマー中の非線形分子を電場方向に整列させた後、電圧を印加したまま冷却して分子が配向した状態で固定させる電場配向処理を、印加電圧１５０Ｖ、加熱温度１８０℃及び加熱時間１時間行った。この試料に対し、反射法（Ｃ．Ｃ．Ｔｅｎｇ  ａｎｄ  Ｈ．Ｔ．Ｍａｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５６，１７３４（１９９０））により電気光学係数（ｒ）を測定したところ、光波長７８０ｎｍにおいてｒ３３＝８２ｐｍ／Ｖ、光波長１．３μｍにおいてｒ３３＝２１ｐｍ／Ｖであった。この試料は１２０℃及び１００時間の加熱処理後もｒ３３は加熱前の９５％の値を保っており、高効率、高耐熱性の非線形光学材料が得られたことが確認された。
【００６７】
実施例５
図１に示すとおり、ガラス基板上に信号光の入射角、及び前記と同様のスピンコート法で形成された本発明に係る化合物の薄膜１１の膜厚は、本発明に係る化合物の薄膜１１の表面反射光の強度と、化合物の薄膜１１を２回、４回、６回および８回透過した光の強度の総和が等しくなるように選択した。構成としては、ガラス基板（固体基板）１４表面に、酸化チタンと酸化ケイ素とを、信号光入射角に対応して１／４波長の光学膜厚で、それぞれ交互に積層（１０周期）した誘電体多層膜ミラー１３、化合物の薄膜１１に近い屈折率を有する酸化チタンからなるスペーサー１２を順次積層し、更にその上に複数の吸収波長ピークを有する化合物の薄膜１１をスピンコート法により形成し、光スイッチを作製した。
【００６８】
このとき、スペーサー１２の膜厚は制御光なしの状態で、信号光の化合物の薄膜１１表面での反射光と、誘電体多層膜ミラー１３からの反射光とが、１／２位相ずれる厚みとし、化合物の薄膜１１表面での反射光と誘電体多層膜ミラー１３からの反射光とが干渉して、全体として反射光の強度がゼロになるよう調整した。スピンコート法による化合物の薄膜１１の形成は、前記と同様にして行った。
【００６９】
パルス幅２００ｆｓ、７５０ｎｍの信号光Ｙ（１０ｎＪ／ｃｍ2）、およびパルス幅２００ｆｓ、７５０ｎｍの制御光Ｘ（５μＪ／ｃｍ2）を照射したところ、制御光の照射時のみ信号光の反射が観測され、制御光の有無で信号光のオン・オフを行うことができた。このときの信号光に含まれる制御光の散乱や回折による光ノイズ成分の強度は、信号光に対して１％であった。一方、このときの光スイッチの動作速度は２００ｆｓであった。
【００７０】
実施例６
信号光の発振波長を６９４ｎｍの半導体レーザーにし、制御光の発振波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザーとしたところ、制御光の光強度の時間変化に対応して、信号光の光強度が可逆的に変化した。即ち、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、言い変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）ができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】非線形光学材料により形成された光スイッチの構造の一例を模式的に示す図である。
【図２】非線形光学素材料により形成された光分配器、光変調器及び光スイッチ列を模式的に示す図である。
【図３】本発明に係る化合物Ｄ−１２の吸収スペクトルを表す。
【符号の説明】
【００７２】
１、２、３、４  テラビット信号光
１０  光スイッチ
１１  Ａｕの薄膜
１２  本発明に係る化合物の薄膜
１３  誘電体多層膜反射ミラー
１４  ガラス基板
１５  超高速空間変調素子
１６  受光素子アレイ
【図１】
2006011225.tif 000014
【図２】
2006011225.tif 000015
【図３】
2006011225.tif 000016