(57)【要約】【課題】より高い分解能でシステムの温度を決定する方法を提供する。【解決手段】本発明は、分子ヒータ部分と分子温度計部分から成り、それら２つの部分が母材中で一体化されているシステムの温度を判定する方法において、前記分子ヒータ部分を光励起するステップと、前記分子温度計部分からの発光放射を検出するステップとを有するシステムの温度を判定する方法を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　分子ヒータ部分と分子温度計部分から成り、それら２つの部分が母材中で一体化されているシステムの温度を判定する方法において、
　前記分子ヒータ部分を光励起するステップと、
　前記分子温度計部分からの発光放射を検出するステップとを有するシステムの温度を判定する方法。
【請求項２】
　前記分子ヒータ部分及び分子温度計部分は、共通の母材中で一体化されていることを特徴とする請求項１に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項３】
　前記分子ヒータ部分は母材に一体化されて分子ヒータ層を形成し、前記分子温度計部分は母材に一体化されて分子温度計層を形成することを特徴とする請求項１に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項４】
　前記システムは、少なくとも１つの分子ヒータ層と少なくとも１つの分子温度計層とを備えることを特徴とする請求項３に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項５】
　前記システムは、２層以上の分子ヒータ層と２層以上の分子温度計層とを備えることを特徴とする請求項４に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項６】
　前記分子ヒータ層及び前記分子温度計層は交互に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項７】
　前記分子ヒータ層は、多層に形成されていることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項８】
　前記分子ヒータ部分の光励起は、２２０ｎｍ〜１０６４ｎｍの範囲の波長を有するビームによって発生することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項９】
　前記分子ヒータ部分の光励起は、３００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の波長を有するビームによって発生することを特徴とする請求項８に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項１０】
　前記分子温度計部分は、温度に依存する発光特性を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項１１】
　前記分子温度計部分は、バンドの分布が温度依存性である２つ又は２つ以上の発光バンドを持つ１つの化学種の分子から提供されるか、各化学種が他の化学種とは異なる温度依存性の発光特性を有する２つの異なる化学種の分子から提供されるか、及び／又は熱的に活性化されたホットバンドを有する分子から提供されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項１２】
　前記分子温度計部分の発光は、発光強度比率の測定によって検出されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項１３】
　前記発光強度比率は、２つの異なる波長における発光強度の比率であることを特徴とする請求項１２に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項１４】
　前記母材は、発光体であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項１５】
　前記分子温度計部分の励起状態の寿命は、ピコセコンド（ｐｓ）〜マイクロセコンド（μｓ）の範囲であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項１６】
　前記分子温度計部分の励起状態の寿命は、前記母材の励起された状態の寿命より大きいことを特徴とする請求項１４又は１５に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項１７】
　前記光励起は、連続励起若しくはパルス励起によって生じることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項１８】
　前記分子ヒータ部分は、感光性の分子より提供されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項１９】
　前記光励起は、偏光放射により行われることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項２０】
　前記分子ヒータ部分及び分子温度計部分として異方性の分子が使用されることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項２１】
　前記異方性の分子は、フォトアドレッサブルであることを特徴とする請求項２０に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項２２】
　前記フォトアドレッサブル異方性分子は、分子ヒータとして使われることを特徴とする請求項２１に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項２３】
　前記分子ヒータ部分は、染料又は染料の組合せから提供されるものであって、その染料の組合せは、吸収特性が関連する波長に適した共役した小さい分子又は重合体から選ばれる染料の組合せによって提供され、特にそれらグループはフルギド、ジアリールエテン、スピロピラン、アゾベンゼン、スチルベン、ドナー／アクセプターグループ及び前記グループの何れかを含む重合体のグループを含むことを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項２４】
　前記分子温度計部分は、染料又はポルフィリン、金属ポルフィリン、フルオレン及びトリフェニルアミンから成るグループから選択された染料の組合せによって提供されることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１項に記載のシステムの温度を判定する方法。
【請求項２５】
　分子ヒータ部分と分子温度計部分とで構成される温度の判定及び／又は時間的空間的に解析された熱プロファイル検出のための一体化システムにおいて、
　前記分子温度計部分は、温度依存性の発光特性を示すことを特徴とする温度の判定及び／又は時間的空間的に解析された熱プロファイル検出のための一体化システム。
【請求項２６】
　前記分子温度計部分は、バンドの分布が温度依存性である２つ又は２つ以上の発光バンドを持つ１つの化学種の分子から提供されるか、各化学種が他の化学種とは異なる温度依存性の発光特性を有する２つの異なる化学種の分子から提供されるか、及び／又は熱的に活性化されたホットバンドを有する分子から提供されることを特徴とする請求項２５に記載の一体化システム。
【請求項２７】
　前記分子温度計部分の発光特性は、温度依存性の発光強度であることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の一体化システム。
【請求項２８】
　前記分子ヒータ部分は、染料又は染料の組合せから提供されるものであって、その染料の組合せは、吸収特性が関連する波長に適した共役した小さい分子又は重合体から選ばれる染料の組合せによって提供され、特にそれらグループはフルギド、ジアリールエテン、スピロピラン、アゾベンゼン、スチルベン、ドナー／アクセプターグループ及び前記グループの何れかを含む重合体のグループを含むことを特徴とする請求項２５乃至２７のいずれか１項に記載の一体化システム。
【請求項２９】
　前記分子温度計部分は、ポルフィリン、金属ポルフィリン、フルオレン及びトリフェニルアミンから成るグループから選ばれた分子によって提供されることを特徴とする請求項２５乃至２８のいずれか１項に記載の一体化システム。
【請求項３０】
　前記分子ヒータ部分及び分子温度計部分は、共通の母材中で一体化されることを特徴とする請求項２５乃至２９のいずれか１項に記載の一体化システム。
【請求項３１】
　前記分子ヒータ部分は母材に組み込まれて分子ヒータ層を形成し、前記分子温度計部分は母材に組み込まれて分子温度計層を形成していることを特徴とする請求項２５乃至３０のいずれか１項に記載の一体化システム。
【請求項３２】
　前記システムは、少なくとも１つの分子ヒータ層と少なくとも１つの分子温度計層とを備えることを特徴とする請求項３１に記載の一体化システム。
【請求項３３】
　前記システムは、２層以上の分子ヒータ層と２層以上の分子温度計層とを備えることを特徴とする請求項３２に記載の一体化システム。
【請求項３４】
　前記分子ヒータ層及び前記分子温度計層は交互に配置されていることを特徴とする請求項３３に記載の一体化システム。
【請求項３５】
　前記分子ヒータ層は、多層に形成されていることを特徴とする請求項２５乃至３４のいずれか１項に記載の一体化システム。
【請求項３６】
　前記分子ヒータ部分及び／又は分子温度計部分は、感光性の分子により提供されることを特徴とする請求項２５乃至３５のいずれか１項に記載の一体化システム。
【請求項３７】
　前記分子ヒータ部分及び／又は分子温度計部分は、異方性の分子により提供されることを特徴とする請求項２５乃至３６のいずれか１項に記載の一体化システム。
【請求項３８】
　前記異方性の分子は、フォトアドレッサブルであることを特徴とする請求項３７に記載の一体化システム。
【請求項３９】
　前記分子ヒータ部分は、染料又は染料の組合せから提供されるものであって、その染料の組合せは、吸収特性が関連する波長に適した共役した小さい分子又は重合体から選ばれる染料の組合せによって提供され、特にそれらグループはフルギド、ジアリールエテン、スピロピラン、アゾベンゼン、スチルベン、ドナー／アクセプターグループ及び前記グループの何れかを含む重合体のグループを含むことを特徴とする請求項２５乃至３８のいずれか１項に記載の一体化システム。
【請求項４０】
　前記分子温度計部分は、ポルフィリン、金属ポルフィリン、フルオレン及びトリフェニルアミンから成るグループから選ばれた分子によって提供されることを特徴とする請求項２５乃至３９のいずれか１項に記載の一体化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、システムの温度を決定する方法に関する。このシステムとは、分子ヒータ部分及び分子温度計部分から構成される。本発明は更に、時間的そして空間的に分離された熱エネルギ検出のための統合システム及び、この種のシステムの活用法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　例えば、湿度、例えば砂糖などのような化学種の存在、温度やその他環境パラメータの変化を検出するためのセンサは、ごく最近相当な注目を浴びている。特に温度の測定に関しては、温度及び空間的、時間的な温度変化の検出の測定を可能とする分子のシステムについて述べている文献がある。例えば、チェン等（CHEN et al.）の「J. Phys. Chem. 1992, Vol. 96, 7178」、ウェン等（Wen et al.）の「Chem. Phys. Lett. 1992, Vol. 192, 315」、オカザキ等（Okazaki et al.）の「J. Phys. Chem. A 1999, Vol. 103,9591, J. Am. Chem. Soc. 1999, Vol. 121, 5079」などでは、分子ヒータを含むシステムが述べられている。分子ヒータ分子がある分子温度計システムでは、分子ヒータ分子が光励起され、光励起された状態のエネルギは熱エネルギとして非放射性遷移で周囲の母体に散ってしまう。
【０００３】
　システムの温度は、そのプロセスの間、システムの吸収変化を測定することにより分子温度計分子の状態をみて検出される。分子ヒータ分子及び分子温度計分子は、透明な母体（例えばポリマー）に配される。これまで知られている全てのシステムにおいて、分子温度計分子は、温度依存型吸収特性を有し、それにより温度の空間的、時間的な如何なる変化も、対応する温度吸収の変化によって検出される。これらのシステムは、熱中性子化力学から、光熱及び光化学物質処理に至る研究に応用されている（例えば、ポリマー系のレーザアプリケーション：リー等（Lee et al.）の「J. Appi. Phys. 1992, Vol. 72, 2440」、ビチューリン等（Bityurin et al.）の「J. Appi. Phys. B1990, Vol. 51, 17」）。
【０００４】
　これらのシステムは、ミクロン（μｍ）オーダの厚みを有するフィルム、又は塊のサンプルに更に適用されている。これらのシステムの空間的分解能は、数百ミクロン（μｍ）のスポットサイズに制限されている。温度を測定する他の方法は、光学的調査や励起が前提となるシステムで、それらは、一般に、分子温度計分子が一体化された薄膜又は光学繊維である。温度の測定は、薄膜のラマーン及びブリュアン散乱の変化のみならず、散乱及び反射特性による検出変化及び複屈折の変化に基づく（ギドッティ等（Guidotti et al.）の「Appi. Phys. Lett. 1992, Vol. 60, 524」、ティー・サワタリ等（T. Sawatari et al.）の米国特許番号6,141,098、２０００年、ジェイ・エル・ファーガソン（J. L. Fergason）の米国特許番号5,130,828、１９９２年）。
【０００５】
　他の温度センサは、異なる温度での発光の検出、特に、蛍光減衰時間の温度依存性の検出（アンジホール等（Anghol et al.）の「Rev. Sci. Inst. 1991, Vol. 66, 2611」、エム・クライネルマン（M. Kleinerman）の米国特許番号5,090,818、１９９２年）、蛍光強度比率（イスター等（Ister et al.）の「Chem. 1995. Vol. 66, 2788」）、化学ルミネセンス（ビー・ローゼンガウス（B. Rosengaus）の米国特許番号5,653,539、１９９７年）、蛍光強度（アマノ等（Amao et al.）の「Bull. Chem. Soc. Jpn. 2002, Vol. 75, 389」）、レーザ染料を含んだ散乱メディアからのレーザ発光の温度依存性（エヌ・ローアンディ（N. Lawandy）の国際公開番号WO 00/38283、２０００年）に基づく。上述したシステムのいずれも、その場所のシステムの温度、さらには温度プロファイルの判定及び検出を高度な空間的、時間的な分解能をもって実行することができない。
【０００６】
【特許文献１】米国特許番号6,141,098、2000
【特許文献２】米国特許番号5,130,828、1992
【特許文献３】米国特許番号5,090,818、1992
【特許文献４】米国特許番号5,653,539、1997
【特許文献５】国際公開番号WO 00/38283、2000
【非特許文献１】チェン等（CHEN et al.）のJ. Phys. Chem. 1992, Vol. 96, 7178
【非特許文献２】ウェン等（Wen et al.）のChem. Phys. Lett. 1992, Vol. 192, 315
【非特許文献３】オカザキ等（Okazaki et al.）のJ. Phys. Chem. A 1999, Vol. 103,9591, J. Am. Chem. Soc. 1999, Vol. 121, 5079
【非特許文献４】リー等（Lee et al.）のJ. Appi. Phys. 1992, Vol. 72, 2440
【非特許文献５】ビチューリン等（Bityurin et al.）のJ. Appi. Phys. B1990, Vol. 51, 17
【非特許文献６】ギドッティ等（Guidotti et al.）のAppi. Phys. Lett. 1992, Vol. 60, 524
【非特許文献７】アンジホール等（Anghol et al.）のRev. Sci. Inst. 1991, Vol. 66, 2611
【非特許文献８】イスター等（Ister et al.）Chem. 1995. Vol. 66, 2788
【非特許文献９】アマノ等（Amao et al.）のBull. Chem. Soc. Jpn. 2002, Vol. 75, 389
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　本発明は、より高い空間的、時間的分解能をもって温度判定を行う方法を提供するものである。更に本発明は、その場所での温度変化の検出を行う方法及びシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　これらの目的は、システムにおける温度を判定する方法により解決されるものであって、前記システムは分子ヒータ部分と分子温度計部分から成り、それら２つの部分が母材中で一体化されているシステムの温度を判定する方法であって、このシステムにおける温度を判定する方法は、前記分子ヒータ部分を光励起するステップと、前記分子温度計部分からの発光放射を検出するステップとを有する。
【０００９】
　これらの目的は、また、温度の判定及び／又は時間的空間的に解析された温度プロファイル検出のための一体化システムによって解決されるものであり、その一体化システムは、分子ヒータ部分と分子温度計部分とで構成され、前記分子温度計部分が温度依存性の発光特性を示すことを特徴とするものである。好ましくは、前記分子ヒータ部分及び分子温度計部分は、共通の母材の中で一体化されている。
【００１０】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記分子ヒータ部分は母材に一体化されて分子ヒータ層を形成し、前記分子温度計部分は母材に一体化されて分子温度計層を形成する。好ましくは、このシステムは、少なくとも１つの分子ヒータ層と少なくとも１つの分子温度計層とで構成され、更に好ましくは、このシステムは２層以上の分子ヒータ層と２層以上の分子温度計層とを備える。
【００１１】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記分子ヒータ層及び前記分子温度計層は交互に配置されている。
【００１２】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記分子ヒータ層は多層に形成されている。好ましくは、前記分子ヒータ部分の光励起は、２２０ｎｍ〜１０６４ｎｍの範囲の波長を有するビームによって発生し、更に好ましくは、３００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の波長を有するビームによって発生する。
【００１３】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記分子温度計部分は温度に依存する発光特性を有する。好ましくは、前記分子温度計部分は、バンドの分布が温度依存性である２つ又は２つ以上の発光バンドを持つ１つの化学種の分子から提供されるか、各化学種が他の化学種とは異なる温度依存性の発光特性を有する２つの異なる化学種の分子から提供されるか、及び／又は熱的に活性化されたホットバンドを有する分子から提供される。
【００１４】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記分子温度計部分の発光は、発光強度比率の測定によって検出され、好ましくは、前記発光強度比率は２つの異なる波長における発光強度の比率である。好ましくは、前記発光は蛍光及び燐光からなるグループから選ばれる。
【００１５】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記母材は発光体である。本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記分子温度計部分の励起状態の寿命はピコセコンド（ｐｓ）〜マイクロセコンド（μｓ）の範囲であり、好ましくは、前記分子温度計部分の励起状態の寿命は前記母材の励起された状態の寿命より大きい。
【００１６】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記光励起は連続励起若しくはパルス励起によって生じる。好ましくは、前記分子ヒータ部分は感光性の分子より提供される。
【００１７】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記光励起は偏光放射により行われ、好ましくは、この偏光放射は直線偏光、又は円偏光若しくはその両方を含む。
【００１８】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記分子ヒータ部分及び分子温度計部分として異方性の分子が使用され、好ましくは、前記異方性の分子は、フォトアドレッサブルであり、更に好ましくは、前記フォトアドレッサブル異方性分子は分子ヒータとして使われる。
【００１９】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記分子ヒータ部分は、染料又は染料の組合せから提供されるものであって、その染料の組合せは、吸収特性が関連する波長に適した共役した小さい分子又は重合体から選ばれる染料の組合せによって提供され、特にそれらグループはフルギド、ジアリールエテン、スピロピラン、アゾベンゼン、スチルベン、ドナー／アクセプターグループ及び前記グループの何れかを含む重合体のグループを含む。フルギド、ジアリールエテン、スピロピラン、アゾベンゼン、スチルベン、ドナー／アクセプターグループ及び前記グループの何れかを含む重合体は、感光性分子ヒータ分子の具体例である。
【００２０】
　本発明によるシステムの温度を判定する方法の一実施例において、前記分子温度計部分は、染料又はポルフィリン、金属ポルフィリン、フルオレン及びトリフェニルアミンから成るグループから選択された染料の組合せによって提供される。一般的に、分子温度計部分として、熱で活性化されるバンドを有するあらゆる発光染料、若しくは少なくとも２つの発光染料の組合せを用いることができ、それらの発光の強度は温度で変わる。
【００２１】
　本発明によるシステムの一実施例において、前記分子温度計部分は、バンドの分布が温度依存性である２つ又は２つ以上の発光バンドを持つ１つの化学種の分子から提供されるか、各化学種が他の化学種とは異なる温度依存性の発光特性を有する２つの異なる化学種の分子から提供されるか、及び／又は熱的に活性化されたホットバンドを有する分子から提供される。好ましくは、前記分子温度計部分の温度依存性の発光特性は発光強度であり、更に好ましくは、２つの異なる波長における発光強度比は温度依存性である。
【００２２】
　本発明によるシステムの一実施例において、前記分子ヒータ部分は、染料又は染料の組合せから提供されるものであって、その染料の組合せは、吸収特性が関連する波長に適した共役した小さい分子又は重合体から選ばれる染料の組合せによって提供され、特にそれらグループはフルギド、ジアリールエテン、スピロピラン、アゾベンゼン、スチルベン、ドナー／アクセプターグループ及び前記グループの何れかを含む重合体のグループを含む。
【００２３】
　本発明によるシステムの一実施例において、前記分子温度計部分は、ポルフィリン、金属ポルフィリン、フルオレン及びトリフェニルアミンから成るグループから選ばれた分子によって提供される。一般的に、分子温度計部分として熱で活性化されるバンドを有するあらゆる発光染料、若しくは少なくとも２つの発光染料の組合せを用いることができ、それらの発光の強度は温度で変わる。
【００２４】
　本発明によるシステムの一実施例において、前記分子ヒータ部分及び分子温度計部分は、共通の母材中で一体化される。本発明によるシステムの一実施例において、前記分子ヒータ部分は母材に組み込まれて分子ヒータ層を形成し、前記分子温度計部分は母材に組み込まれて分子温度計層を形成している。
【００２５】
　本発明によるシステムの一実施例において、前記システムは少なくとも１つの分子ヒータ層と少なくとも１つの分子温度計層とを備え、好ましくは、このシステム２層以上の分子ヒータ層と２層以上の分子温度計層とを備える。
【００２６】
　本発明によるシステムの一実施例において、前記分子ヒータ層及び前記分子温度計層は交互に配置されている。
【００２７】
　本発明によるシステムの一実施例において、前記分子ヒータ層は多層に形成されている。
【００２８】
　本発明によるシステムの一実施例において、前記分子ヒータ部分及び／又は分子温度計部分は感光性の分子により提供される。
【００２９】
　本発明によるシステムの一実施例において、前記分子ヒータ部分及び／又は分子温度計部分は異方性の分子により提供され、好ましくは、前記異方性の分子はフォトアドレッサブルである。
【００３０】
　本発明によるシステムの一実施例において、前記分子ヒータ部分は、染料又は染料の組合せから提供されるものであって、その染料の組合せは、吸収特性が関連する波長に適した共役した小さい分子又は重合体から選ばれる染料の組合せによって提供され、特にそれらグループはフルギド、ジアリールエテン、スピロピラン、アゾベンゼン、スチルベン、ドナー／アクセプターグループ及び前記グループの何れかを含む重合体のグループを含む。フルギド、ジアリールエテン、スピロピラン、アゾベンゼン、スチルベン、ドナー／アクセプターグループ及び前記グループの何れかを含む重合体は、光感光性分子ヒータ分子の具体例である。
【００３１】
　本発明の目的は、時間的、空間的に解決された温度判定の本発明の一体化システムの活用によって達成される。また本発明の目的は、光電子装置における本発明による一体化システムの活用によって達成される。
【００３２】
　本発明のシステムにおいて、また本発明の方法を用いて、基本的に励起源の強度に依存せず、波長にも依存しないものを達成することができる。なぜなら、本発明による方法は、温度依存性の発光特性に、特に発光強度比率に基づくもので、これが熱プロファイルの時間的空間分布の正確な測定を可能にする。
【００３３】
　例えば高低の強度パルス（実施例３）の適切な連続列を用いることにより、ナノセコンド（ｎｓ）オーダまでの極めて高い時間分析が可能となる。さらに、システムは全て光学的システムであり、そして全ての構成要素が一体化されているので、熱プロファイル分布の情報の欲しい反応の関連した場所で、その場の測定を可能にする。
【００３４】
　多くの種類の温度計分子が使え、励起状態寿命がピコセコンド（ｐｓ）〜マイクロセコンド（μｓ）なので、温度測定は発光母材の中でゲート型検出技術を用いて行える（ここで、温度計分子の寿命を母材の寿命より十分に長いものに選ぶ）。
【００３５】
　空間的分解能に関しては、測定される点は回折だけが制限するものであるので、使用する波長と同じ程度の空間的分解能を達成することができる。時間的空間的熱プロファイル分布の非常に正確な判定を達成する選択は、ヒータとしての感光性又はフォトアドレッサブルな分子を使用する点である（実施例４を参照）。
【００３６】
　さらに、述べられた全光学的な方法及びシステムは、最高水準の技術においてもこれまで知られていなかった光の照射中に、感度が高くて正確な温度判定及び熱プロファイル分布検出を可能とする。ここで使用している用語「分子ヒータ」は、熱エネルギとして散逸される過剰なエネルギを直ちに生成し、素速くより低い状態に緩和する光励起状態を持つ、あらゆる化合物又は化合物の混合物を意味する。
【００３７】
　ここで使用している用語「分子温度計」は、蛍光及び／又は燐光放出強度特性が温度依存性である化合物及び／又は化合物の混合物を含む。
【００３８】
　ここで使用し、用語「分子ヒータ」及び／又は用語「分子温度計」と関連する用語「部分」は、システムの構成要素を示す。
【００３９】
　用語「温度の判定」は、システムの温度を調整及び／又は測定することを意味する。ここで使用している用語「感光性分子」は、光照射でそれらの吸収特性が変わる分子を示す。本願明細書において使用した「発光」は、蛍光又は燐光、又はその組合せであってよい。ここで使用している用語「フォトアドレッサブル」は、適切な波長及び／又は偏光（直線偏光又は円偏光若しくはその両方）の光で照射したとき、その配向を変える分子の能力を示す。
【発明の効果】
【００４０】
　本発明によるシステム及び方法は、様々な光ディスクや光電子装置の製造における処理にうまく適用することができ、他に類のない分解能でその場での温度プロファイルの正確な判定をすることができる。さらに、例えば広範囲の圧力、温度その他の環境条件下で、うまく適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照してより詳細に説明する。ただし、以下の実施例は、実例として本発明を説明することを目的とし、本発明の請求範囲がこれに制限されることはない。
【実施例１】
【００４２】
「較正」
　先ず、図１にて示される構造のプラチナオクタエチルポルフィリン（ＰｔＯＥＰ）がポリスチレン（１０ｗｔ％）中に分散されて分子温度計層を形成し、分子温度計として使われた。分子ヒータとして、分子ヒータ層を形成したフォトアドレッサブルな重合体が使われた。この両方の層は図２に示されているように配置された。図２に示すサンプルは、連続波発振モードで（３００ｍｓ積分時間）、４０５ｎｍ励起ビームを用いる青色レーザダイオードによって照射された。較正目的のため、分子ヒータ分子が配置されている層１の光学濃度ＯＤは、４０５ｎｍでＯＤ＝１である。
【００４３】
　温度を外部から測定し、較正曲線を作ることができるように、このサンプルはホットステージで巨視的に加熱される。これらの測定のために、ビームの照射を受けるスポットでの温度に影響しない程度の十分低い０．１２ｍＷの出力を有するフォーカスされていないビームが使われた。図２は、測定されたサンプルの構造を示す。すなわち、層１はガラス基板上に堆積され、母材中に分散された分子ヒータ分子を含み、ＯＤ４０５ｎｍ＝１である。層１の上に堆積した層２は、母材中に分散した分子温度計分子（ＰｔＯＥＰ）を含む。また、層２の上に、窒化ケイ素又はフッ化リチウム（ＬｉＦ）の比較的厚い（１乃至２μｍ）透明層が設けられ、このサンプルは第２のガラス基板を使用しアルゴンガス中で封止されている。
【００４４】
　図３は、ポリスチレン中に分散されたＰｔＯＥＰの発光の温度依存性を示す。この図では５４５ｎｍバンドの強度がサンプルの温度に極めて依存していることを示す。そして、図４の較正曲線に見られるように、温度測定のパラメータとして、５４５ｎｍ対６５０ｎｍでの蛍光強度比率の使用を可能ならしめている。
【実施例２】
【００４５】
「温度の判定」
　図５は実施例１で述べたサンプルと同じサンプルの発光の依存性を示すが、今回は、サンプルが照射ビームにより加熱され、５μｍの直径を有するスポットにフォーカスした４０５ｎｍのビームの出力に依存して到達した温度に依存する。照射は、３００ｍｓの間行われた。ここで分かるように、５４５ｎｍでの蛍光強度と６５０ｎｍでの蛍光強度の比率（Ｉ５４５ｎｍ／Ｉ６５０ｎｍ）は３×１０７ｍＷ／ｃｍ２に対応する。最大６ｍＷまでの照射出力に非常に強く依存し、サンプルが光励起され、それによって加熱された温度を判定する可能性を示す。
【００４６】
　異なる照射出力での波長６５０ｎｍ及び５４５ｎｍ間の強度比率は、その位置でミリセコンド（ｍｓ）オーダで検出される温度変化を例示する。この実施例はフォーカスされたビームを用いることで達成される高い分解能を示す。そして、その分解能は回折限界となる。この実施例で用いられるタイムスケール及び空間的な分解能は、特定のセットアップによってのみ制限される。述べてきた高い時間的、空間的分解能は、高精度な光学セットアップ（例えば、ＤＶＤやＣＤ記録のためのセットアップのような）と、適切なパルスでの励起と時間分解検出を用いることにより達成することができる(図８を参照)。
【実施例３】
【００４７】
「熱プロファイルの過渡的配布検出」
　この実施例では、使用したサンプルは、実施例１及び２に記載されているものである。励起は図６に示されるパルスプロファイルでなされ、そこでは、パルス出力は時間の関数として、プロットされる。
【００４８】
　１０ｍｓ幅のパルスは、７ｍＷの出力であった。３ｍｓ窓幅のこのパルスの開始時に励起されるとき、温度計分子の発光が測定された。スペクトルは、図６で示される（ａ．ｕ．＝任意の単位）。３ｍｓ窓幅における出力３００μＷの２番目のパルスで励起された温度計のスペクトルは、図７に示すように、１０ｍｓ幅の高出力パルスの後１ｍｓの間測定された。スポットの温度は、３ｍｓ幅以上の高出力励起の積分により摂氏６０度となり、この高出力パルスの終了１ｍｓ後には摂氏３０度に戻った。
【００４９】
　この実施例はミリセコンド（ｍｓ）スケールでの温度プロファイル分布測定の可能性を例示するだけであるが、しかし、これはこの発明の方法に固有の限界でないことは、発明者は認識している。すなわち、適切な励起プロファイル及び発光検出技術を用いることで、ナノセコンド（ｎｓ）スケールでの温度プロファイル分布が測定できる。
【実施例４】
【００５０】
「蛍光母材の温度判定」
　この実施例は、ゲートされた検出技術を使用して強い蛍光母材の温度測定の可能性を示す。ここで、ＰｔＯＥＰの温度計分子は、ポリフルオレン（ＰＦ）母材中に分布される（１０ｗｔ％）。このポリフルオレン（ＰＦ）は、強く蛍光を発光するポリマーであり、ピコセコンド（ｐｓ）オーダの励起寿命を持つ。
【００５１】
　図８には、２ｎｓ窓幅で励起後１．５ｎｓで測定した、ポリフルオレン（ＰＦ）中に１０ｗｔ％の割合で混合されたＰｔＯＥＰの６５０ｎｍバンドに正規化された遅延発光スペクトルを示す。図８において、（ａ）（上側）は、レーザ出力が０．１ｍＷ〜１１ｍＷ（下から上に向かい）に増加する例で、（ｂ）（下側）はレーザ出力が１１ｍＷ〜０．１ｍＷに減少する例である。この図８において、ａ．ｕ．＝任意の単位、ＰＬ強度＝発光強度である。点線は、０．１ｍＷ、０．２ｍＷ及び０．５ｍＷにおいて記録されたスペクトルを示す（レーザ出力の減少と共に増加する相対的なフルオレン（ＰＦ欠陥-サイト）発光）。発光は、３８０ｎｍで作動している８０ＭＨｚにモードロックされた周波数逓倍形チタンサファイヤレーザで励起され、ｃａ−１００μｍ直径のスポットでサンプル上にフォーカスした。検出は、ＣＣＤ分光計によってなされた。サンプルは、ヘリウム低温保持装置に取り付けられた。この場合、ヒータ分子はポリフルオレン分子であった（吸収最大は３８０ｎｍ）。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
　本発明では、より高い空間的、時間的分解能をもって温度判定を行うことができ、また、その場所での温度変化の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】分子の温度計分子を示し、この実施例の場合プラチナオクタエチルポルフィリン（ＰｔＯＥＰ）である。
【図２】分子温度計としてＰｔＯＥＰを用いた分子ヒータ層及び分子温度計層を含む階層構造を示す。
【図３】較正の目的で、ポリスチレン（１０ｗｔ％）中に分散されたＰｔＯＥＰの発光の依存性を示す。
【図４】較正曲線として使える温度上での発光強度比率Ｉ５４５／Ｉ６５０の依存性を示す。
【図５】照射ビーム（４０５ｎｍ）の出力をパラメータとした図２のサンプルの発光の依存性を示す。
【図６】特別な励起プロファイルで励起されたときの実施例１サンプルの発光スペクトルを示す。
【図７】特別な励起プロファイルで励起されたときの実施例２のサンプルの発光スペクトルを示す。
【図８】強い蛍光母材にＰｔＯＥＰを含むサンプルのレーザ出力を増加した場合（図８a）、減少した場合（図８ｂ）における遅延蛍光スペクトルを示す。
【符号の説明】
【００５４】
　１　　分子ヒータ分子が配置されている層、２　　分子温度計分子（ＰｔＯＥＰ）を含む層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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