(57)【要約】【課題】  有機フォトリフラクティブ材料において、材料への光照射の開始から光記録の完了に至るまでの時間(応答時間)の短縮を行う。【解決手段】  書込み光を有機フォトリフラクティブ材料に照射し該材料の屈折率を変化させて光記録を行うにあたり、書込み光照射時における前記材料の貯蔵弾性率を１×１０５〜１×１０７Ｐａとすることを特徴とする光記録方法である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
書込み光を有機フォトリフラクティブ材料に照射し該材料の屈折率を変化させて光記録を行うにあたり、書込み光照射時における前記材料の貯蔵弾性率を１×１０５〜１×１０７Ｐａとすることを特徴とする光記録方法。
【請求項２】
書込み光照射時の有機フォトリフラクティブ材料の温度が１０〜５０℃である請求項１の光記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトリフラクティブ材料を用いた光記録方法に関する。本発明によれば書込み光照射時の応答時間を短縮することができる。
【背景技術】
【０００２】
フォトリフラクティブ材料は、光照射により屈折率が変化する材料である。すなわち、フォトリフラクティブ材料に、光を照射すると電子とホール(以下、キャリアという)が生成し、このキャリアが移動することにより空間電界が生ずる。そして、この空間電界に対応して材料中の屈折率が変化し屈折率変調が可能となる。このフォトリフラクティブ材料に干渉光を照射すると、干渉光の明部分でのみ光が吸収され暗部分では吸収がないため、屈折率が周期的に変化した回折格子が材料に形成される。
【０００３】
また、フォトリフラクティブ材料で誘起される屈折率変調の周期は、干渉光の明暗強度変調の周期との間にずれを生じる。したがって、コヒーレントな２つのビームを材料に照射すると、ビーム間にエネルギー移動が生じ、照射ビームとは異なる強度比の透過ビームが得られる。フォトリフラクティブ材料は、このような性質を有するため、ホログラム記録素子、光合分波器、ビーム増幅器、画像相関処理、連想記憶素子などへの応用が期待される。
【０００４】
従来公知のフォトリフラクティブ材料としては、ニオブ酸リチウムなどを用いた無機のフォトリフラクティブ材料があるが、試料の調製や成形加工が困難なことから利用は限定されている。これに対し、有機化合物を用いたフォトリフラクティブ材料は、成型加工性や機能修飾の容易なことから種々の用途への利用が期待される(W. E. Moerner and S.M.
Silence著、Chemistry Review, 94巻、127−155頁、1994）。
【０００５】
【非特許文献１】W. E. Moerner and S. M. Silence著、Chemistry Review, 94巻,127−155頁,1994
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、これまで種々の有機フォトリフラクティブ材料について研究を行い、優れた加工性、光特性を示すフォトリフラクティブ材料を得た。しかしながら、有機フォトリフラクティブ材料の応答時間、すなわち材料への光照射の開始から光記録の完了に至るまでの時間の短縮は充分ではなく、記録の効率化が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、書込み光を有機フォトリフラクティブ材料に照射し該材料の屈折率を変化させて光記録を行うにあたり、書込み光照射時における前記材料の貯蔵弾性率を１×１０５〜１×１０７Ｐａとすることを特徴とする光記録方法を提供するものである。また、本発明の光記録方法は、書込み光照射時の有機フォトリフラクティブ材料の温度が１０〜５０℃であるのがよい。本発明方法によれば書き込み光照射時の応答時間を短縮することができる。
【発明の詳細な記述】
【０００８】
つぎに、本発明の光記録方法について更に詳しく説明する。本発明の記録方法が適用できるフォトリフラクティブ材料としては、種々の有機フォトリフラクティブ材料が挙げられるが、代表的な記録材料として（Ａ）電界応答光学機能化合物、（Ｂ）増感剤、（Ｃ）有機高分子化合物、及び（Ｄ）可塑剤を含むものが挙げられる。このフォトリフラクティブ材料について概要説明する。
【０００９】
（Ａ）電界応答光学機能化合物
電界応答光学機能化合物は増感剤と共に電荷移動錯体を形成する。このような化合物としては、例えばN−(４−ニトロフェニル)−L−プロリノール(NPP)（式１）、[[４−(ヘキサヒドロ−１Ｈ−アゼピン−１−イル)フェニル]メチレン]プロパンジニトリル（７DCST)（式２）、４−（N−エチル-（５-ヒドロキシヘプチル）アミノジシアノスチレン(HHAS)(式３）などが挙げられる。有機フォトリフラクティブ材料中、電界応答光学機能化合物の配合量は他の成分との相溶性を考慮し、通常、０.０１〜５０重量％が好ましい。
【化１】
2005181709.tif 000002
【００１０】
（Ｂ）増感剤
増感剤は前記電界応答光学機能化合物と電荷移動錯体を形成しやすいものを用いる。例えば、２,４,７−トリニトロ−９−フルオレノン(TNF)(式４)などが用いられる。増感剤の配合量は有機フォトリフラクティブ材料中０.０１〜２５重量％である。
【化２】
2005181709.tif 000003
【００１１】
（Ｃ）有機高分子化合物
典型的なフォトリフラクティブ材料には、前記成分を均一に混合、分散させる有機高分子化合物が用いられる。かかる有機高分子化合物としては、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリｔ−ブチルメタクリレート(PtBuMA)、ポリプロピルメタクリレート（PPMA)などのアクリル酸エステル類、ポリ(ビニルブチラール)(PVB)、ポリ(酢酸ビニル)(PVAc）、ポリカーボネート(PC)などが挙げられ、特に透明性かつ耐熱性を必要とする場合には、ポリイミド類、ポリエーテルケトン類及びポリエーテルスルホン類などが用いられる。これら有機高分子化合物は全組成に対して１０〜５０重量％が好ましい。
【００１２】
（Ｄ）可塑剤
本発明の記録方法に用いるフォトリフラクティブ材料には相溶性改善のため可塑剤を配合するのが好ましい。このような可塑剤としては、例えば、２−(１,２−シクロヘキサンジカルボキシイミド）エチルプロピオネート(AX２２)(式５）、２−(１,２−シクロヘキサンジカルボキシイミド）エチルブチレート(AX２３)（式６）、２−（１、２−シクロヘキサンジカルボキシイミド）エチルベンゾエート（AXPH)（式７）、２−(１、２−シクロヘキサンジカルボキシイミド)エチルアクリレート(AX１４)（式８）、２−(フタルイミド)エチルプロピオネート(AX２４)（式９）などが挙げられる。可塑剤の配合量は、全組成に対して５０重量％以下が好ましい。
【００１３】
【化３】
2005181709.tif 000004
【００１４】
(記録方法)
記録にあたっては、書込み光照射時のフォトリフラクティブ材料の貯蔵弾性率を１×１０５〜１×１０７Ｐａに調整する。貯蔵弾性率の調整は適宜の方法により行ってよく、例えば、光照射時のフォトリフラクティブ材料のステージにヒーターを設けて材料を１０〜５０℃に加熱して調整してもよい。書込み光源は、例えば、ヘリウムネオンレーザーなどを用いてよい。
【実施例】
【００１５】
つぎに本発明を実施例、比較例により更に詳細に説明する。以下において、部とあるのは重量部を意味する。
（フォトリフラクティブ材料の作製）
本発明記録方法の実施に用いるフォトリフラクティブ材料はつぎのように調製した。すなわち、下記の各成分を混合し、これをテトラヒドロフランに加えて溶解した。ついで、得られた溶液をポリテトラフルオロエチレン膜で濾過しゴミなどの不純物を除去した後、テトラヒドロフランを完全に除去してフォトリフラクティブ材料を得た。
成    分 配合量
電界応答光学機能化合物：
Ｎ−(４−ニトロフェニル)−Ｌ−プロリノール(ＮＰＰ)  (式１)    ２０部
増感剤：２,４,７−トリニトロ−９−フルオレノン(ＴＮＦ)  (式４)        ５部
可塑剤：２−(１,２−シクロヘキサンジカルボキシイミド)
エチルプロピオネート(ＡＸ２２)      (式５)              ２０部
高分子樹脂：ポリメチルメタクリレート                                ３５部
【００１６】
(貯蔵弾性率の測定)
貯蔵弾性率の測定は、有機フォトリフラクティブ材料を円板状サンプル(直径７ｍｍ、厚さ１ｍｍ)に成形して、動的粘弾性評価装置(レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製，粘弾性測定システム拡張型(アレス))を用いて測定周波数６．２８Ｈｚで行った。
また、有機フォトリフラクティブ材料の貯蔵弾性率の調整は、書込み光の照射にあたりヒーターを備えたステージの上に材料を設置し材料温度を調整して行った。
【００１７】
（評価）
回折効率
回折効率とは、フォトリフラクティブ効果によって形成される回折格子に対し光束を入射した場合に、透過する光と回折する光の強度の割合を示すものである。回折効率は縮退４光波混合法により、１０ｍＷヘリウム−ネオンレーザーを光源とし、ｐ偏光書き込み、ｓ偏光読み出しによって行った。このとき書き込み光はサンプル平面の法線に対して±１０°で入射させた。任意時間の測定の後、回折光強度が最大となる点を求め、このときの透過光強度との比から回折効率(％)を下式により求めた。
回折効率＝{回折光強度／(回折光強度＋透過光強度)}×１００
【００１８】
応答時間
応答時間は、書込み光の照射開始後、回折効率が飽和して光記録が完了するに至るまでの時間を測定した。
【００１９】
［実施例１〜４及び比較例１〜２］
前記のとおり調製したフォトリフラクティブ材料を、スペーサー(ガラスビーズ)と共に２枚のガラス板の間に挟み込み、フィルム状の特性評価用試料(膜厚１００μｍ)を得た。ついで、この試料をヒーター付きのステージに載せ、書込み光(光源：ヘリウムネオンレーザー)を照射し回折格子を形成させた。照射時の試料温度を表１のごとく設定して、試料の貯蔵弾性率を変え、書き込み光の照射を行った。このとき得られた回折効率、応答時間を表１に記載した。
【００２０】
【表１】
2005181709.tif 000005
表１に示すように、書込み光照射時のフォトリフラクティブ材料の貯蔵弾性率が１×１０５〜１×１０７Ｐａの範囲にある実施例１〜４では、貯蔵弾性率がこれを超える比較例１に比べて応答時間が大きく短縮される。また、貯蔵弾性率が所定の範囲より低い比較例２では書込み光照射を１時間行っても回折格子は形成されなかった。
【００２１】
［産業上の用途］
本発明の光記録方法では、有機フォトリフラクティブ材料への光照射開始から光記録完了に至るまでの時間(応答時間)が短縮され、ホログラム記録素子、光合分波器、ビーム増幅器、画像相関処理、連想記憶素子などへの応用が期待される。