(57)【要約】      （修正有）【課題】通信波長帯で最も汎用的な波長である１．５５μｍの光パルスまたはパルス列のタイミングゆらぎを、フェムト秒オーダーの時間分解能で、かつリアルタイムに検出することができる光信号タイミング検出装置等を提供する。【解決手段】制御光パルスの照射時に照射部分にオン状態の領域が形成され、入射する信号光パルスをオン状態の領域で透過又は反射させる光スイッチと、透過又は反射された信号光パルスを該領域に対応する画素で検出する光検出器と、所定の信号光パルスが光スイッチに到達したタイミングを演算するタイミング演算部とを備えた光信号タイミング検出装置であって、光スイッチが、特定の化合物を含む有機薄膜を有する。【選択図】図１
2005173458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御光パルスの照射時に照射部分にオン状態の領域が形成され、入射する信号光パルスを前記オン状態の領域で透過又は反射させて前記信号光パルスの光路を空間的に切替える光スイッチと、
複数の画素を備え、かつ前記光スイッチのオン状態の領域で透過又は反射された信号光パルスを該領域に対応する画素で検出する光検出器と、
前記光検出器の検出結果に基づいて所定の信号光パルスを検出した画素の位置情報を取得し、該画素の位置情報と該画素に対応する領域がオン状態にされた時刻とに基づいて、所定の信号光パルスが前記光スイッチに到達したタイミングを演算するタイミング演算部と、を備えた光信号タイミング検出装置であって、
前記光スイッチが、下記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜を有することを特徴とする光信号タイミング検出装置。
【化１】
2005173458.tif 000015
（一般式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は同じであっても異なっていてもよく、各々直鎖アルキル基または分岐アルキル基を表す。）
【請求項２】
前記光スイッチが、信号光パルス及び制御光パルスの波長を、前記有機薄膜に含まれる前記一般式（Ｉ）で示される化合物に電子の実励起を生じさせない波長域に設定し、前記制御光パルスにより光スイッチの屈折率の実部または実部及び虚部を変化させ、前記信号光パルスに位相差を生じさせることにより光スイッチングを行う光スイッチであることを特徴とする、請求項１に記載の光信号タイミング検出装置。
【請求項３】
前記光スイッチが、制御光パルスにより光スイッチの屈折率を変化させ、前記信号光パルスに位相差を生じさせる際、該信号光パルスの光路における前記有機薄膜を介して両側に、偏光方向を直交させた一対の偏光子を配置することによって光スイッチングを行う光スイッチであることを特徴とする請求項１または２に記載の光信号タイミング検出装置。
【請求項４】
前記光スイッチが、前記有機薄膜と誘電体薄膜とを積層した多層膜を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光信号タイミング検出装置。
【請求項５】
少なくとも前記信号光パルス及び制御光パルスのどちらか一方を、光収束手段により前記光制御部に集光することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光信号タイミング検出装置。
【請求項６】
制御光パルスの照射時に照射部分にオン状態の領域が形成される光スイッチを用い、該光スイッチに制御光パルスを照射して、入射する信号光パルスを前記オン状態の領域で透過又は反射させて前記信号光パルスの光路を空間的に切替え、
前記光スイッチのオン状態の領域で透過又は反射された信号光パルスを、複数の画素を備えた光検出器の前記領域に対応する画素で検出し、
前記光検出器の検出結果に基づいて所定の信号光パルスを検出した画素の位置情報を取得し、
該画素の位置情報と該画素に対応する領域がオン状態にされた時刻とに基づいて、所定の信号光パルスパルスが前記光スイッチに到達したタイミングを演算する光信号タイミング検出方法であって、
前記光スイッチが、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜を有することを特徴とする光信号タイミング検出方法。
【請求項７】
制御光パルスの照射時に照射部分にオン状態の領域が形成され、入射する信号光パルスを前記オン状態の領域で透過又は反射させて前記信号光パルスの光路を空間的に切替える光スイッチと、
複数の画素を備え、かつ前記光スイッチのオン状態の領域で透過又は反射された信号光パルスを該領域に対応する画素で検出する光検出器と、
前記光検出器の検出結果に基づいて所定の信号光パルスを検出した画素の位置情報を取得し、該画素の位置情報と該画素に対応する領域がオン状態にされた時刻とに基づいて、所定の信号光パルスが前記光スイッチに到達したタイミングを演算するタイミング演算部と、
前記タイミング演算部で演算されたタイミングに基づいて、後続する信号光パルスを遅延させる遅延装置と、を備え、信号光パルスの前記光スイッチへの到達タイミングを調整する光信号タイミング調整装置であって、
前記光スイッチが、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜を有することを特徴とする光信号タイミング調整装置。
【請求項８】
制御光パルスの照射時に照射部分にオン状態の領域が形成される光スイッチを用い、該光スイッチに制御光パルスを照射して、入射する信号光パルスを前記オン状態の領域で透過又は反射させて前記信号光パルスの光路を空間的に切替え、
前記光スイッチのオン状態の領域で透過又は反射された信号光パルスを、複数の画素を備えた光検出器の前記領域に対応する画素で検出し、
前記光検出器の検出結果に基づいて所定の信号光パルスを検出した画素の位置情報を取得し、
該画素の位置情報と該画素に対応する領域がオン状態にされた時刻とに基づいて、所定の信号光パルスが前記光スイッチに到達したタイミングを演算し、
演算されたタイミングに基づいて、後続する信号光パルスを遅延させて、信号光パルスの前記光スイッチへの到達タイミングを調整する光信号タイミング調整方法であって、
前記光スイッチが、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜を有することを特徴とする光信号タイミング調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号タイミング検出装置、光信号タイミング検出方法、光信号タイミング調整装置、及び光信号タイミング調整方法にかかり、特に、光パルスまたはパルス列のタイミングゆらぎをフェムト秒オーダーの時間分解能で検出することができる光信号タイミング検出装置及び光信号タイミング検出方法と、その検出結果に基づいて光パルスまたはパルス列のタイミングを調整する光信号タイミング調整装置及び光信号タイミング調整方法と、に関する。即ち、本発明は、超高速光信号の計測技術、及び光時分割多重等の超高速光通信技術におけるジッター・スキューの計測・補償方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光パルスを用いた信号処理、信号伝送、計測においては、光パルスの時間的ゆらぎが、信号対雑音比や分解能を劣化させる大きな要因となっている。一方で、光パルスの計測においては、微小な時間差を電気的に検出するのは非常に難しいことが知られている。例えば、超高速の光時分割多重方式（ＯＴＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）では、パルス間隔が１ピコ秒（ｐｓ：１０-12秒）以下となり、光電子変換を伴う光電子技術では、原理的に光パルスのタイミングゆらぎを検出することができない。しかしながら、このような高速の光現象の計測と制御は、高速の光パルス（光信号）伝送を実現するには不可欠な技術である。
【０００３】
従来、光パルスの時間的揺らぎやずれを検出する方法としては、Ｆ．Ｓａｌｉｎらによって提案された、非線形光学結晶を用いた和周波・差周波を利用する方法が一般的に知られている（例えば、非特許文献１参照）。この方法は、２つの光パルスを時間的な位置関係が一部重なるように非線形光学結晶に入射させた際に、その周波数の和（または差）に相当する和周波光が発生するが、その和周波光を受信機で受信し、最も光強度が強くなった点を２つのパルスの時間的位置が合致している点とし、その点での強度と時間的位置がずれた点での強度との差に基づいて、合致している点からの時間差、即ち、光パルスの時間的ずれを計算するものである。
【０００４】
また、上記非特許文献１記載の方法を応用して、和周波光を観測する和周波光受信機を備えた高速光パルスのタイミング検出回路も提案されている（例えば、特許文献１参照）。このタイミング検出回路では、和周波光検出器の受信信号の増減を信号識別回路で検出し、この検出結果を遅延制御用信号として光遅延制御回路（光路長制御器）へフィードバックすることで、最適遅延位置に光パルスタイミングを調整制御している。
【０００５】
なお、和周波光を発生する非線形光学結晶に代えて、二光子吸収電力を発生する受光素子を用いることもできる。この二光子吸収電力を利用する際は、パルスの重なり部分に発生する二光子吸収電力の増減を測定することによって時間差を計算する。
【０００６】
しかしながら、上記和（差）周波光や二光子吸収電力を用いた光パルスタイミング検出方法は、計測に時間がかかりすぎ、リアルタイムの計測には不向きである。また調整が困難で、強度の弱い光パルスの場合は検出が難しく、さらにノイズも大きくなると言う問題があった。
【０００７】
一方、これらの問題を解決する方法として、面型光スイッチを用いた超高速光信号のジッター・スキュー低減技術が提案されている（例えば、非特許文献２〜４参照）。この光信号のタイミング検出方法では、光スイッチを用いてタイミングの検出を行っているため、検出したい光信号の波長に対応した光スイッチを使用する必要がある。しかしながら、この提案で用いられているスクエアリリウム色素のＪ−会合体は、波長８００ｎｍ前後の光信号に対してオンオフ制御が可能な物質であり、ジッターの計測など実際の光通信で使用する１．５５μｍの波長には対応できないものであった。
【非特許文献１】F.Salin, P.Georges, G.Roger, and A.Brun, "Single-shot measureent of a 52-fs pulse" Applied Optics Vol.26 No.21（1987）
【非特許文献２】成瀬  誠、外１名、［online］、［平成１５年１０月１４日検索］、インターネット＜URL：http://www2.crl.go.jp/jt/a115/collaboration/CRL-FESTA/jitter_skew_reduction.html＞
【非特許文献３】成瀬  誠、外１名、［online］、［平成１５年１０月１４日検索］、インターネット＜URL：http://www2.crl.go.jp/pub/whatsnew/press/030311-2/030311-2.html＞
【非特許文献４】成瀬  誠、外１名、［online］、［平成１５年１０月１４日検索］、インターネット＜URL：http://www2.crl.go.jp/kk/e412/CRL_News/0304/main/001_main.html＞
【特許文献１】特開２００１−５３６８４号公報（図８、段落００６３〜段落００６４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の問題を解決すべく成されたものであり、本発明の目的は、通信波長帯で最も汎用的な波長である１．５５μｍの光パルスまたはパルス列のタイミングゆらぎを、フェムト秒オーダーの時間分解能で、かつリアルタイムに検出することができる光信号タイミング検出装置及び光信号パルスタイミング検出方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、前記波長の光パルスまたはパルス列のタイミングを、フェムト秒オーダーの時間分解能でかつリアルタイムに調整することができる光信号タイミング調整装置及び光信号タイミング調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、前述の光信号のタイミング検出方法を、ジッターの計測など実際の光通信で使用する１．５５μｍの波長に対応させ、さらに、パルス幅の狭い高速光パルスに対しても対応できるよう、前記光スイッチに用いる材料、及び光スイッチの構成の改良を行い本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち本発明は、
＜１＞  制御光パルスの照射時に照射部分にオン状態の領域が形成され、入射する信号光パルスを前記オン状態の領域で透過又は反射させて前記信号光パルスの光路を空間的に切替える光スイッチと、
複数の画素を備え、かつ前記光スイッチのオン状態の領域で透過又は反射された信号光パルスを該領域に対応する画素で検出する光検出器と、
前記光検出器の検出結果に基づいて所定の信号光パルスを検出した画素の位置情報を取得し、該画素の位置情報と該画素に対応する領域がオン状態にされた時刻とに基づいて、所定の信号光パルスが前記光スイッチに到達したタイミングを演算するタイミング演算部と、を備えた光信号タイミング検出装置であって、
前記光スイッチが、下記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜を有することを特徴とする光信号タイミング検出装置である。
【００１１】
【化１】
2005173458.tif 000003
【００１２】
上記一般式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は同じであっても異なっていてもよく、各々直鎖アルキル基または分岐アルキル基を表す。
【００１３】
＜２＞  前記光スイッチが、信号光パルス及び制御光パルスの波長を、前記有機薄膜に含まれる前記一般式（Ｉ）で示される化合物に電子の実励起を生じさせない波長域に設定し、前記制御光パルスにより光スイッチの屈折率の実部または実部及び虚部を変化させ、前記信号光パルスに位相差を生じさせることにより光スイッチングを行う光スイッチであることを特徴とする、＜１＞に記載の光信号タイミング検出装置である。
【００１４】
＜３＞  前記光スイッチが、制御光パルスにより光スイッチの屈折率を変化させ、前記信号光パルスに位相差を生じさせる際、該信号光パルスの光路における前記有機薄膜を介して両側に、偏光方向を直交させた一対の偏光子を配置することによって光スイッチングを行う光スイッチであることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の光信号タイミング検出装置である。
【００１５】
＜４＞  前記光スイッチが、前記有機薄膜と誘電体薄膜とを積層した多層膜を有することを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の光信号タイミング検出装置である。
【００１６】
＜５＞  少なくとも前記信号光パルス及び制御光パルスのどちらか一方を、光収束手段により前記光スイッチに集光することを特徴とすることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の光信号タイミング検出装置である。
【００１７】
＜６＞  制御光パルスの照射時に照射部分にオン状態の領域が形成される光スイッチを用い、該光スイッチに制御光パルスを照射して、入射する信号光パルスを前記オン状態の領域で透過又は反射させて前記信号光パルスの光路を空間的に切替え、
前記光スイッチのオン状態の領域で透過又は反射された信号光パルスを、複数の画素を備えた光検出器の前記領域に対応する画素で検出し、
前記光検出器の検出結果に基づいて所定の信号光パルスを検出した画素の位置情報を取得し、
該画素の位置情報と該画素に対応する領域がオン状態にされた時刻とに基づいて、所定の信号光パルスパルスが前記光スイッチに到達したタイミングを演算する光信号タイミング検出方法であって、
前記光スイッチが、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜を有することを特徴とする光信号タイミング検出方法である。
【００１８】
＜７＞  制御光パルスの照射時に照射部分にオン状態の領域が形成され、入射する信号光パルスを前記オン状態の領域で透過又は反射させて前記信号光パルスの光路を空間的に切替える光スイッチと、
複数の画素を備え、かつ前記光スイッチのオン状態の領域で透過又は反射された信号光パルスを該領域に対応する画素で検出する光検出器と、
前記光検出器の検出結果に基づいて所定の信号光パルスを検出した画素の位置情報を取得し、該画素の位置情報と該画素に対応する領域がオン状態にされた時刻とに基づいて、所定の信号光パルスが前記光スイッチに到達したタイミングを演算するタイミング演算部と、
前記タイミング演算部で演算されたタイミングに基づいて、後続する信号光パルスを遅延させる遅延装置と、を備え、信号光パルスの前記光スイッチへの到達タイミングを調整する光信号タイミング調整装置であって、
前記光スイッチが、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜を有することを特徴とする光信号タイミング調整装置である。
【００１９】
＜８＞  制御光パルスの照射時に照射部分にオン状態の領域が形成される光スイッチを用い、該光スイッチに制御光パルスを照射して、入射する信号光パルスを前記オン状態の領域で透過又は反射させて前記信号光パルスの光路を空間的に切替え、
前記光スイッチのオン状態の領域で透過又は反射された信号光パルスを、複数の画素を備えた光検出器の前記領域に対応する画素で検出し、
前記光検出器の検出結果に基づいて所定の信号光パルスを検出した画素の位置情報を取得し、
該画素の位置情報と該画素に対応する領域がオン状態にされた時刻とに基づいて、所定の信号光パルスが前記光スイッチに到達したタイミングを演算し、
演算されたタイミングに基づいて、後続する信号光パルスを遅延させて、信号光パルスの前記光スイッチへの到達タイミングを調整する光信号タイミング調整方法であって、
前記光スイッチが、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜を有することを特徴とする光信号タイミング調整方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、通信波長帯で最も汎用的な波長である１．５５μｍの光パルスまたはパルス列のタイミングゆらぎを、フェムト秒オーダーの時間分解能で、かつリアルタイムに検出することができる光信号タイミング検出装置及び光信号パルスタイミング検出方法、並びに、前記波長の光パルスまたはパルス列のタイミングを、フェムト秒オーダーの時間分解能でかつリアルタイムに調整することができる光信号タイミング調整装置及び光信号タイミング調整方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
（光信号タイミング検出装置の構成）
第１の実施の形態に係る光信号タイミング検出装置は、図１に示すように、信号光１’を伝送する光ファイバなどの光導波路１０と、該光導波路１０から出射された信号光１’を拡大して信号光パルス１Ａ〜１Ｆの列からなる信号光１とする光学系２０と、互いに独立した光シャッター部として機能する複数の領域Ｗｐ〜Ｗｕとを備え、制御光２の照射による該光シャッター部のオンオフ動作により信号光１から出力光パルス３Ａｕ〜３Ｆｐ（出力光３）を切り出す透過型の光スイッチ３０と、光スイッチ３０から出射された出力光３を検出する光検出器４０と、光検出器４０での検出結果に基づいて信号光パルス１Ａ〜１Ｆの光スイッチ３０への到達タイミングを演算するタイミング演算部１００と、を備えている。
【００２２】
まず、信号光１が図１における右方向から入射している。これを光学系２０で拡大し、順に光スイッチ３０に入射させる。このとき、制御光２を斜め方向に侵入させると、光スイッチがＷｕからＷｐまでが順にオン状態になる。光スイッチ３０がオン状態になったときにのみ信号光１は光スイッチ３０を透過できるため、出力光３は３Ａｕ〜３Ｆｐのようになる。
【００２３】
この出力光３を光検出器４０で検出する。光検出器４０は、光スイッチ３０の領域Ｗにそれぞれ対応する画素を持っており、画素で光を検出すると対応する領域がオンになった時刻が求められ、それによって信号光１が光スイッチ３０に到達したタイミングを検出している。このように、本発明ではタイミングを求めるのに複雑な演算を行わないので、リアルタイムでの計測が可能になる。
【００２４】
これを３次元的に表したものが図２である。制御光２が光スイッチ３０に対して斜め方向から照射されることにより、光スイッチ上では細長いスリットが高速で走査するのと同等の効果がある。透過した出力光は、光検出器４０で検出される。このとき、検出した光検出器４０の画素は、出力光３が透過した光スイッチ３０の領域に対応している。
【００２５】
以下、図１に示す光信号タイミング検出装置をより詳細に説明する。
図１において、光ファイバなどの光導波路１０中に伝送される信号光１’は、例えば、複数チャンネル（図１では、６チャンネル）の信号光が時間的にシリアルに多重化された、ビットレートが１テラビット／秒（Ｔｂｉｔ／ｓ）、パルス時間間隔が１ｐｓのものである。ただし、本発明に用いる光スイッチ３０は、より高速応答が可能なため、パルス時間間隔が０．１〜０．２ｐｓ程度の光パルスであっても適用可能である。
【００２６】
また、本発明においては、後述するように光スイッチ３０に、長波長領域に吸収を有する色素を用いているため、信号光１’の波長は１５００〜１６００ｎｍの範囲のものを用いることが好ましい。
【００２７】
光学系２０は、複数のレンズを組み合わせて構成され、入射された信号光１’を、進行方向に対して垂直な面方向に波面が広げられた、各チャンネルの信号光パルス１Ａ〜１Ｆの列からなる信号光１に変換する。信号光パルスの時間間隔は１ｐｓであるので、空間的な距離間隔は３００μｍとなる。
【００２８】
透過型の光スイッチ３０は、長尺状に構成され、その長さ方向が信号光１の進行方向に対して垂直になるように配置されている。この配置により、光スイッチ３０の長さ方向に所定幅Ｗの広がりを有する信号光１を、その所定幅Ｗに渡って光スイッチ３０に入射させると共に、制御光２を、その進行方向を光スイッチ３０の長さ方向に対して傾けて、所定幅Ｗに渡って光スイッチ３０に入射させる。なお、図１では、制御光２を信号光１の出射側から光スイッチ３０に入射させているが、制御光２を信号光１の入射側から光スイッチ３０に入射させてもよい。
【００２９】
制御光２は、信号光１と同様に進行方向に対して垂直な面方向に波面が広げられた光であり、信号光パルス１Ａ〜１Ｆの１組につき１つの制御光パルス２ａを含むパルス列から構成されている。また、制御光２は信号光１に同期している。信号光１’には、信号光パルス１Ａ〜１Ｆの列の始まりを示す情報が挿入され、これらの情報から、信号光１に対して所定の時間関係で信号光１に同期した制御光２を形成することができる。
【００３０】
また、本発明において、光スイッチ３０の領域Ｗｐ〜Ｗｕは、下記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜からなり、制御光２等の波長により異なるが、例えば、制御光２が照射された瞬間に透過率が変化して信号光１を所定値以上の透過率で透過させる光シャッター部として機能する。光スイッチ３０のオンオフ動作は、総ての信号光パルスに同期している必要はなく、必要に応じて選択された信号光パルスに同期していればよい。なお、光スイッチ３０の詳細な構造については後述する。
【００３１】
【化２】
2005173458.tif 000004
【００３２】
上記一般式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は同じであっても異なっていてもよく、各々直鎖アルキル基または分岐アルキル基を表す。
【００３３】
光検出器４０は、多数の画素が１次元アレイ状又は２次元アレイ状に配列されたＩｎＧａＡｓカメラやフォトディテクタアレイ、フォトダイオードの表面抵抗を利用したスポット光の位置センサ（ポジション・センシティブ・ダイオード）などの光検出素子で構成されており、その各画素が信号光１の各空間位置部分１ｐ〜１ｕの光路上に位置するように配置されている。
【００３４】
タイミング演算部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等を備えた通常のパーソナル・コンピュータで構成されている。
【００３５】
（光スイッチのシャッター機能）
次に、光スイッチ３０のシャッター機能について説明する。図１に示す装置において、図３（Ａ）に示すように、信号光パルス１Ａが光スイッチ３０に到達した時点で、制御光パルス２ａが光スイッチ３０の領域Ｗｕに到達した場合、信号光パルス１Ａが光スイッチ３０に到達した時点で、光スイッチ３０の領域Ｗｕが透過状態とされ、信号光パルス１Ａの空間位置部分１ｕが領域Ｗｕを透過して、図３（Ｂ）に示すように、出力光パルス３Ａｕとして切り出される。
【００３６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、信号光パルス１Ｂが光スイッチ３０に到達すると、制御光パルス２ａが光スイッチ３０の領域Ｗｔに到達して、領域Ｗｔが透過状態とされ、信号光パルス１Ｂの空間位置部分１ｔが領域Ｗｔを透過して、図３（Ｃ）に示すように、出力光パルス３Ｂｔとして切り出される。
【００３７】
次に、図３（Ｃ）に示すように、信号光パルス１Ｃが光スイッチ３０に到達すると、制御光パルス２ａが光スイッチ３０の領域Ｗｓに到達して、領域Ｗｓが透過状態とされ、信号光パルス１Ｃの空間位置部分１ｓが領域Ｗｓを透過して、図１に示したように、出力光パルス３Ｃｓとして切り出される。
【００３８】
以下、同様にして、信号光パルス１Ａの空間位置部分１ｕ、信号光パルス１Ｂの空間位置部分１ｔ、信号光パルス１Ｃの空間位置部分１ｓ、信号光パルス１Ｄの空間位置部分１ｒ、信号光パルス１Ｅの空間位置部分１ｑ、信号光パルス１Ｆの空間位置部分１ｐが、それぞれ出力光パルス３Ａｕ，３Ｂｔ，３Ｃｓ，３Ｄｒ，３Ｅｑ，３Ｆｐとして順次切り出され、光検出器４０の対応する画素で順次検出される。
【００３９】
即ち、この光スイッチ３０では、図３（Ｄ）に示すように、制御光２の伝搬に伴い、あたかもスリット部ＳＬが光スイッチ３０の長さ方向に移動するように、光スイッチ３０の複数の領域Ｗｐ〜Ｗｕが順次制御光と交差して透過状態とされ、信号光パルス１Ａ〜１Ｆが光スイッチ３０に到達したときに透過状態になる領域に対応する空間位置部分が切り出される。
【００４０】
（透過型の光スイッチの具体例）
次に、透過型の光スイッチ３０の具体例について説明する。本発明者等は先に、有機色素膜（有機薄膜）を用いた平面型の光−光スイッチを提案している（特開平１１−１５０３１号公報）。本発明における光スイッチ３０としては、まず、この光−光スイッチを、上記の光スイッチ３０として好適に使用することができる。
【００４１】
この光−光スイッチは、図４に示すように、石英基板３１上に、フェムト秒オーダーで可飽和吸収を示す前記一般式（Ｉ）で示される化合物からなる有機薄膜（または該有機薄膜と誘電体薄膜との多層膜）３２を形成し、その有機薄膜３２上に、アルミニウムの蒸着およびエッチングにより、遮光層３３を所定パターンに形成して、有機薄膜３２の遮光層３３で覆われていない部分３４を、互いに独立の複数の光シャッタ部として機能させるものである。
【００４２】
そして、この光スイッチ３０では、主に前記一般式（Ｉ）で示される化合物の極大吸収波長付近の制御光を用いて色素分子を励起させ、光吸収をなくすことにより信号光を透過させる構成をとる。
なお、前記基板３１としては、石英以外に、ガラス、サファイア、及びプラスチック等の材料を用いることができる。
【００４３】
−有機薄膜−
光スイッチに用いられる有機薄膜材料としては、前記のように、下記一般式（Ｉ）で示される化合物（ジベンゾフラノニルメタノラート化合物）を用いる。この化合物は、吸収極大が１．３μｍ付近にあり、長波長側の吸収端が１４００ｎｍ以上にまで伸びている点、わずかな吸収でも大きな非線形光学特性が得られる等の観点から、通信波長帯で最も汎用的な波長である１．５５μｍ付近の光パルス対応として、十分な特性を有する。
【００４４】
【化３】
2005173458.tif 000005
【００４５】
上記一般式（Ｉ）において、Ｒ1およびＲ2は同じでも異なっていてもよく、それぞれ、直鎖アルキル基または分岐化したアルキル基を示し、炭素数１〜７の直鎖アルキル基または分岐化した炭素数３〜７のアルキル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基がより好ましく、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基またはｓｅｃ−ブチル基が特に好ましい。
【００４６】
この化合物は、１．１μｍ付近に極大吸収を示し、従来の長波長吸収色素のように共役系を過剰に延長することなしに、大きくその吸収波長を長波長化することができる。また、高い熱安定性、アセトンやクロロホルム等の有機溶剤に対する良好な溶解性および成膜性を有し、さらに昇華性等の点でも優れている。
【００４７】
また、本発明における一般式（Ｉ）で示される化合物は、下記の構造式で示されるような構造をとりうる。
この構造式で示される化合物は、前記一般式（Ｉ）で示される構造式を有する化合物の持つ前述のごとき特性と、同じ特性を有する。
【００４８】
【化４】
2005173458.tif 000006
【００４９】
一般式（Ｉ）で示される化合物は、下記一般式（II）で示されるアニリン誘導体と、下記一般式（III）で示される４，５−ジヒドロキシ−４−シクロペンテン−１，２，３−トリオンとを反応させる工程を有する製造方法により得ることができる。
【００５０】
【化５】
2005173458.tif 000007
【００５１】
【化６】
2005173458.tif 000008
【００５２】
前記一般式（II）中、Ｒ1およびＲ2は同じでも異なっていてもよく、それぞれ、直鎖アルキル基または分岐化したアルキル基を示す。
本発明において用いる新規な色素化合物の具体例を以下に示す。
【００５３】
【化７】
2005173458.tif 000009
【００５４】
本発明における有機薄膜は、前記一般式（Ｉ）で示される化合物の有機溶剤溶液を基板に塗布することにより容易に形成することができる。
上記化合物を溶解する溶媒としては、特に限定されないが、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン等のハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、モノクロロベンゼン等の芳香族炭化水素、メタノール、エタノール、２−プロパノ−ル等のアルコール類、シクロヘキサノン、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、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、プロピルアミン、ジエチルアミン等のアミン類を用いることができる。これらの中でも、ハロゲン化炭化水素およびアルコール、具体的には、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、モノクロロベンゼンおよび２−プロパノ−ルが好ましく、ジクロロエタンおよびジクロロプロパンが特に好ましい。
【００５５】
また、上記化合物の溶液中の濃度は０．１〜５質量％の範囲であることが好ましく、０．３〜４質量％の範囲であることがより好ましい。濃度をこの範囲とすることにより、良質の会合体を形成することができる。
得られた溶液を基板上へ塗布する方法としては、従来より知られた方法を用いることができ、例えば、バーコート法、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が、本発明においては、厚みの均一な薄膜を形成する観点からスピンコート法で行うことが好ましい。
なお、有機薄膜の厚さは、用途によっても異なるが、５０〜９００ｎｍ程度の範囲であることが好ましい。
【００５６】
−多層膜−
次に、本発明における前記多層膜について説明する。
材料の実効的な非線形性能を向上させるには、光との相互作用長を大きくするのが効果的である。薄膜の場合には膜厚を増加させればよいが、有機化合物を含む薄膜材料では、一般に膜厚を増加させると膜質が低下する傾向があり、前記一般式（Ｉ）で示される化合物（ジベンゾフラノニルメタノラート化合物）を含む有機薄膜でも例外ではなかった。これは、膜厚が増加すると、ウェットプロセスでの製膜時に乾燥過程が不均一になるのが原因と考えられる。
【００５７】
本発明者等は、有機薄膜を誘電体薄膜と積層構造（多層膜）にすることで、有機薄膜の膜質を低下させずに実効的膜厚を増加させることができることを見出した。
図５に、基板表面に形成された多層膜の断面図を示す。該多層膜の製法としては、まず、ガラス等の基板３１の表面に有機薄膜３５を形成する。次に、その表面に誘電体薄膜３６をドライプロセスまたはウェットプロセスで形成する。ウェットプロセスで形成する場合は、有機薄膜３５を損傷しない溶媒を選択する必要がある。さらにその表面に有機薄膜３５を形成し、このような方法による有機薄膜３５の形成をＮ回繰り返すことで有機薄膜３５の実効的膜厚を増加させる。
【００５８】
このとき、各々の有機薄膜３５は膜質の低下が生じない程度の膜厚で作製することが望ましく、５０〜３００ｎｍ程度の範囲であることが好ましい。また、誘電体薄膜３６は、その表面にさらに有機薄膜３５をウェットプロセスで形成した際に、溶媒の下層への染み込みを抑え、下層の有機薄膜３５に損傷を生じさせない程度の膜厚で形成することが望ましく、６００〜１２００ｎｍ程度の範囲であることが好ましい。さらに、最表面の層を誘電体薄膜３６にすることで、有機薄膜３５の大気との接触を防ぎ、性能の劣化を抑えることができる。
【００５９】
なお、前述のような本発明における光スイッチング特性を効率的に得るためには、前記有機薄膜が、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含むことが好ましく、また、前記多層膜における有機薄膜３５の積層数は、３層以上であることが好ましい。
【００６０】
前記有機薄膜／誘電体薄膜の多層膜を形成する場合、干渉効果を利用しない方法と積極的に利用する方法とが考えられる。干渉効果を利用しない場合は、誘電体薄膜３６として有機薄膜３５との屈折率差が小さい材料を選ぶ。このとき、有機薄膜−誘電体薄膜間での反射は小さくなるため、誘電体薄膜３６の光学的影響を最小限にすることができる。その結果、有機薄膜３５のみを単純に積層した場合に近い状態が実現できる。この場合の利点として、吸収スペクトルに特定の構造が現れないため、信号光と制御光とを広い波長域で選択できるという点が挙げられる。
【００６１】
上記のような効果を得るために、前記誘電体薄膜３６と有機薄膜３５との屈折率の差は０〜０．５の範囲であることが好ましく、０〜０．３の範囲であることがより好ましい。
【００６２】
一方、逆に干渉効果を積極的に利用する場合は、誘電体薄膜３６として有機薄膜３５との屈折率差が大きい材料を選ぶ。このときは有機薄膜−誘電体薄膜間で大きな反射が生じるため、ブラッグ反射により多層膜中に定在波が形成される。この定在波は、光学的には材料の透明波長域において透過および反射スペクトルに周期構造をもたらす。特定の波長で反射率が低下、透過率が増大するため、信号光、制御光またはその両方をそれらの波長に合わせることで、信号光および制御光の反射成分を抑制し、エネルギーを効率的に利用することが可能になる。
【００６３】
このようにして、本発明における多層膜に由来する共鳴効果により、特定の波長で反射率を減少させることができ、信号光及び／または制御光の表面反射による光の損失を抑えることができる。
そして上記効果を有効に得るためには、前記誘電体薄膜３６と有機薄膜３５との屈折率の差は０．５〜１．８の範囲とすることが好ましく、０．８〜１．２の範囲とすることがより好ましい。
【００６４】
ただ、この場合、多層膜に吸収があると前記効果が低下する。また、反射率が低下し、透過率が増大する波長は、各々の有機薄膜、誘電体薄膜の膜厚と屈折率とにより決定されるため、使用波長に合わせてそれらを精密に制御する必要が生じる。さらに、積層数が増加するに従いスペクトル中の周期構造の周期が短くなるため、信号光および制御光の波長幅、並びに波長ずれに対する制限が厳しくなってくる。
このように干渉効果を利用する場合、利用しない場合の両方に特長があるため、使用目的に応じて最適の材料選択と構造設計を行うことが重要になる。
【００６５】
前記誘電体薄膜３６としては、前述の有機薄膜３５との屈折率の差が好ましい範囲である有機誘電体薄膜や無機誘電体薄膜を用いることができる。
上記無機誘電体薄膜としては、特に制限はないが、ＧｅＯ薄膜、ＭｇＦ2薄膜、ＣａＦ2薄膜、及びＳｉＯ薄膜のうちから選択される１種以上を用いることが好ましい。このうち、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜の屈折率が２．４７程度であることから、前記有機薄膜との屈折率との差が小さいものとしてＧｅＯ薄膜（屈折率：２．２１）を用いることが好ましい。また、前記有機薄膜との屈折率が大きいものとしてＣａＦ2薄膜（屈折率：１．２２）、ＭｇＦ2薄膜（屈折率：１．３２）、ＳｉＯ薄膜（屈折率：１．５２）を用いることが好ましい。
【００６６】
これらの無機誘電体薄膜は、製膜性や膜厚制御の容易性等の観点から、ドライプロセスで製膜することが好ましく、特に真空蒸着法により製膜することが好ましい。
【００６７】
また、前記有機誘電体薄膜としては、ポリビニルアルコール（屈折率：１．５１）等の水溶性ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどの有機高分子材料を用いることができ、誘電体薄膜３４として製膜性や前記好ましい屈折率の観点から、適宜選択して用いられる。
【００６８】
前記有機高分子材料を用いる場合は、溶剤として一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜３５を損傷しない溶媒を選ぶことが可能なので、このような溶剤に溶解させた溶液を用いて、スピンコート法等のウェットプロセスにより有機誘電体薄膜として形成することが好ましい。
なお、誘電体薄膜３６としては、必要に応じて前記無機誘電体薄膜、有機誘電体薄膜のいずれを用いてもよく、また、無機誘電体薄膜及び有機誘電体薄膜を組合わせて用いてもよい。
【００６９】
次に、本発明に用いられるより好ましい光スイッチ３０の構成である、信号光パルス及び制御光パルスの波長を、前記有機薄膜に含まれる前記一般式（Ｉ）で示される化合物に電子の実励起を生じさせない波長域に設定し、前記制御光パルスにより光スイッチの屈折率の実部または実部及び虚部を変化させ、前記信号光パルスに位相差を生じさせることにより光スイッチングを行うものについて説明する。
【００７０】
ここで、上記屈折率の実部、虚部とは、吸収性の媒質（化合物）におけるいわゆる複素屈折率の実部、虚部をいい、前記屈折率の実部の変化は前記媒質に吸収されない光成分に基づいて起こるものであり、また、前記屈折率の虚部の変化は前記媒質に吸収される光成分に基づいて起こるものである。
【００７１】
この場合、前記屈折率の実部の変化は媒質の吸収に依存せず、変化は制御光の電場の振幅にほぼ追随可能であるため、応答速度が極めて速い。一方、前記屈折率の虚部の変化は媒質の吸収によるため、媒質中の分子の電子の実励起等を伴い、高い非線形性等が得られるものの、応答速度が遅い。
【００７２】
したがって、本発明においては、信号光及び制御光の波長を、有機薄膜に含まれる前記一般式（Ｉ）で示される化合物の電子の実励起を生じさせない波長域、すなわち、有機薄膜の吸収スペクトルにおける長波長側の共鳴近傍の領域に設定することが、該制御光による光スイッチの屈折率の実部及び虚部の変化の各々の寄与を、応答速度や非線形応答の観点からバランスのとれたものとすることができるため好ましい。
【００７３】
なお、前記「有機薄膜の吸収スペクトルにおける長波長側の共鳴近傍の領域」とは、有機薄膜の吸収スペクトルの長波長側（吸収極大より長波長側）の吸収端近傍の波長領域をいい、具体的には長波長側の吸光度が多くとも０．３以下となる波長領域をいう。
また、前記「屈折率の実部を変化」に関しては、上記波長領域で信号光及び制御光を有機薄膜に照射した場合、屈折率の虚部の変化を完全に０とすることは困難であるため、上記虚部の変化がほとんどなく実質的に実部の変化のみの場合をいう。
【００７４】
図６に、上記好ましい光スイッチ３０（光カースイッチ）の構成の一例の概略を示す。
図６において、まず、信号光５０および制御光９０の波長として、光スイッチ７０の有機薄膜での吸収がほとんどない透明領域（吸光度が０．０１程度のときの波長）での波長を選んだ場合について、その動作を説明する。光ファイバなどにより伝送された信号光５０（主として波長が１．５５μｍ）は、平行光に変換され、偏光子６０により直線偏光にされた状態で光スイッチ７０に照射される。光スイッチ７０は、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含む有機薄膜または該有機薄膜と誘電体薄膜の多層膜から構成されている。
【００７５】
有機薄膜の膜厚としては、前記過飽和吸収型光スイッチの場合と同様とすることができる。また、本光スイッチの場合にも、前記誘電体薄膜との同様の構成の多層膜を好ましく用いることができる。
【００７６】
制御光９０がない状態では、偏光子２に対してクロスニコル配置に設定された検光子８０により信号光５０はブロックされるため、透過光成分は観測されない（オフ状態）。
【００７７】
次に、信号光５０に対し４５°の傾きを持つ直線偏光である制御光９０を、信号光５０と同期させて光スイッチ７０に照射する。信号光５０および制御光９０はレンズ等の光収束手段を介して集光し、光スイッチ７０上に照射してカメラで検出しやすいように、単位面積あたりの光量を調整してもよい。このとき、信号光５０および制御光９０を集光するための光収束手段としては、同一のものでもよいし、異なるものでもよい。また、上記集光は信号光５０、制御光９０のどちらか一方でもよい。
【００７８】
制御光９０により誘起された非線形光学効果により、光スイッチ７０に、制御光９０の偏光方向とそれに直行する方向の間で屈折率の差（屈折率異方性）が生じる。この屈折率異方性により、信号光５０は光スイッチ７０を通過する間に楕円偏光に変換される。すなわち、この場合には制御光９０により光スイッチ７０の屈折率の実部を変化させ、前記信号光５０に位相差を生じさせている。
【００７９】
なお、前述のごとく、信号光５０及び制御光９０としては、共にパルス状の光が使用される。高い非線形性能を実現するには強い光強度が必要であることから、用いる光パルスは１０-12〜１０-13秒の範囲の短い時間幅であることが好ましい。
【００８０】
最終的に、前記楕円偏光中の検光子８０と一致した方向成分のみが出力として観測される（オン状態）。こうして形成された光スイッチ７０を含む構成は、以下の特徴を有する。
Ａ）光スイッチング出力はゼロバックグラウンドに対するオン出力として観測されるため、クロスニコル配置の精密調整によるバックグラウンドの低減により、前記吸収変化型スイッチに比べオン／オフ比を大幅に高めることができる。
Ｂ）分子内の電子の実励起を伴わないことから、超高速の応答が実現できる。
Ｃ）電子の実励起を利用しないことから、信号光および制御光の波長が膜の吸収波長に制限されず、任意の波長に設定可能である。
Ｄ）吸収のない波長域を用いるため、膜厚を増すことで光との相互作用長を効率良く増やすことができ、実効的なスループットや非線形性を高めることができる。
Ｅ）多層膜化に由来する共鳴効果により、特定の波長で反射率を減少させる、及び／または、透過率を増大させることができる。この波長に信号光または制御光またはその両方を一致させることで、表面反射による光の損失を抑えることができる。
【００８１】
次に、信号光５０及び制御光９０の波長として、光スイッチ７０（有機薄膜）の吸収領域での波長（吸光度で１程度のときの波長）を用いた場合であるが、この場合でも図６と同じ構成で光スイッチングを行うことが可能である。このときは、前記屈折率異方性に加え、吸収の異方性の効果も利用することになる。すなわち、制御光９０により、光スイッチ７０の屈折率の実部及び虚部を変化させることとなる。
【００８２】
ただし、制御光９０または信号光５０の一部が有機薄膜に吸収されるため、光スイッチ７０の膜厚を増すことでスループットが低下したり、非線形性能の向上が制限さたりする恐れがある。また、電子の実励起を伴うことで電子の緩和時間が応答時間に影響を及ぼすようになり、結果的にスイッチング速度が低下する可能性が考えられる。
本発明においては、前記のように、制御光９０により光スイッチ７０の屈折率の実部だけでなく、実部及び虚部を変化させる方法を採用することができるが、上記のような光スイッチの特性を考慮すると、有機薄膜に含まれる化合物に電子の実励起を生じさせず、主として光スイッチ７０の屈折率の実部の変化を利用した光スイッチを用いることが好ましい。
【００８３】
そして、本発明においては、前記式（Ｉ）で示される化合物を有機薄膜とした場合、上記のように光スイッチ７０の屈折率の実部の変化を利用した光スイッチとするためには、信号光５０及び制御光９０の中心波長が、共に１４８０ｎｍ以上に設定されることが好ましく、１５２０ｎｍ以上に設定されることがより好ましい。設定波長が１４８０ｎｍ以上であれば、前記式（Ｉ）で示される化合物の吸収がほとんどない領域となり、実質的に屈折率の実部の変化のみを利用することができる。
【００８４】
なお、前記光スイッチ７０の屈折率の変化における実部の変化と虚部の変化との寄与の割合は、Ｚスキャン法などにより光スイッチ７０の非線形屈折率の実部と虚部とを独立に測定することにより見積もることができるが、屈折率の変化全体に対する実部の変化の割合（実部の変化／全体の変化）は、６０〜１００％の範囲であることが好ましく、９０〜１００％の範囲であることがより好ましい。
【００８５】
本発明においては、前記いずれの光スイッチの構成であっても、少なくとも前記信号光パルス及び制御光パルスのどちらか一方を、光収束手段により前記光スイッチに集光することが好ましい。
前記光収束手段により収束された信号光５０及び制御光９０の集光部分の直径は、３〜１０μｍの範囲であることが好ましく、４〜６μｍの範囲であることがより好ましい。集光部分の直径が３μｍに満たないと、制御光９０と信号光５０との重なりが不充分となる場合があり、１０μｍを超えると、スイッチングに必要な制御光９０の光強度が大きくなる場合がある。
【００８６】
なお、上記集光部分の好ましい直径は、前記有機薄膜の過飽和吸収特性を利用する場合であっても、光カースイッチの場合であっても同程度であり、また、前記光収束手段としては、シリンドリカルレンズなどを用いることが好ましい。
【００８７】
また、本発明においては、光縮小手段を用いて、少なくとも信号光５０または制御光９０のどちらか一方を一方向に縮小することが好ましい。この光収束手段としては、例えば光学レンズを２つ重ねたものなどを挙げることができ、これらによって信号光５０または制御光９０のどちらか一方もしくは両方を一方向に縮小することで、ビーム径を小さくでき微弱な光でも検出することができるだけでなく、集光する焦点の位置を気にすることなく光スイッチの設計が可能となる。
なお、上記光縮小手段としては、例えば、シリンドリカルレンズペアなどを用いることができる。
【００８８】
（タイミング検出装置の動作）
次に、タイミング検出装置の動作について説明する。
【００８９】
図１に示すように、信号光１を、所定幅Ｗに渡って光スイッチ３０に入射させるとともに、制御光２を、その進行方向を光スイッチ３０の長さ方向に対して傾けて、所定幅Ｗに渡って光スイッチ３０に入射させる。
【００９０】
但し、信号光パルス１Ａが領域Ｗｕのみから、信号光パルス１Ｂが領域Ｗｔのみから、というように、信号光パルス１Ａ〜１Ｆが、光スイッチ３０の対応する領域Ｗｕ〜Ｗｐのみから、空間的に分離されて切り出されるように、制御光２の広げられた波面の光スイッチ３０に対する傾斜による、制御光パルス２ａの領域Ｗｕ〜Ｗｐへの到達時間の差を、信号光パルスの時間間隔と等しくするとともに、制御光パルス２ａの時間幅を、信号光パルスの時間間隔より十分短くする。
【００９１】
上述した通り、信号光パルス１Ａの空間位置部分１ｕ、信号光パルス１Ｂの空間位置部分１ｔ、信号光パルス１Ｃの空間位置部分１ｓ、信号光パルス１Ｄの空間位置部分１ｒ、信号光パルス１Ｅの空間位置部分１ｑ、信号光パルス１Ｆの空間位置部分１ｐが、それぞれ出力光パルス３Ａｕ，３Ｂｔ，３Ｃｓ，３Ｄｒ，３Ｅｑ，３Ｆｐとして順次、切り出される。
【００９２】
次に、出力光パルス３Ａｕ〜３Ｆｐの各々が、光検出器４０の対応する画素で順次検出される。光検出器４０は、出力光パルス３Ａｕ〜３Ｆｐを検出した画素の位置情報をタイミング演算部１００に出力する。
【００９３】
次に、タイミング演算部１００は、入力された位置情報から、出力光パルス３Ａｕ〜３Ｆｐを検出した画素の位置座標を算出する。既に説明した通り、光検出器４０の各画素は、信号光１の各空間位置部分１ｐ〜１ｕの光路上に位置するように配置されており、検出した画素の位置座標から信号光１が光スイッチ３０を通過した位置（スリット位置）を特定することができる。この関係に基づいて、検出した画素の位置座標から、信号光パルス１Ａ〜１Ｆが光スイッチ３０の対応する領域Ｗｕ〜Ｗｐへ到達するタイミングを演算する。即ち、信号光１の光パルスタイミング（パルス列の時間差）を検出する。
【００９４】
空間位置を検出する光検出器として、ＩｎＧａＡｓやフォトディテクタアレイを用い、信号光パルスが複数の画素にまたがるように検出されるとき、各画素で検出される光量に基づいて重心検出等の演算を施すことにより、パルスの到着タイミングを、光検出器の空間解像度よりも細かい分解能で検出することができる。
【００９５】
（タイミングの演算）
次に、図７を参照して、上記のタイミング演算部１００で実施されるタイミングの演算方法について説明する。
【００９６】
光検出器４０において最初の出力光パルス３Ａｕが検出された画素の位置座標を原点とし、次の出力光パルス３Ｂｔが検出された画素の位置座標をＸ（ｍ）とし、スリットＳＬの移動速度をＶ（ｍ／ｓ）とすると、光スイッチ３０に信号光パルス１Ａが到達してから次の信号光パルス１Ｂが到達するまでの時間ｔは下記式で表される。
【００９７】
【数１】
2005173458.tif 000010
【００９８】
ここで、制御光２の照射角度（入射角）をθ、光速をｃ（ｍ／ｓ）とすると、スリットＳＬの移動速度Ｖは下記式で表される。この式から分かるように、制御光の照射角度θを適宜変更することによって、タイミング検出の時間分解能を更に調整することができる。
【００９９】
【数２】
2005173458.tif 000011
【０１００】
従って、上記の時間ｔは下記式で表される。
【０１０１】
【数３】
2005173458.tif 000012
【０１０２】
即ち、スリットＳＬによって、信号光１の光パルスの到達時間差は光検出器４０の画素の位置座標の差に変換される。従って、光検出器４０で得られた位置情報から、逆に、信号光１の光パルスの到達時間差を求めることができる。上述した通り、光スイッチ３０の各光シャッター部は、フェムト秒オーダーの制御光パルスでオンオフ動作させることができるので、フェムト秒オーダーの時間分解能で信号光１の光パルスの到達時間差を求めることができる。従って、光パルスまたはパルス列にタイミングゆらぎが発生している場合にも、このタイミングゆらぎをフェムト秒オーダーの時間分解能で検出することができる。また、複雑な演算を行わないため、リアルタイムでタイミングゆらぎを検出することができる。
【０１０３】
なお、スリットＳＬの幅は、制御光と光パルスまたはパルス列の照射角度と時間幅、スイッチのオン・オフ速度によって決定される。
【０１０４】
＜第２の実施の形態＞
（タイミング検出装置の全体構成）
第２の実施の形態に係るタイミング検出装置では、図８に示すように、透過型の光スイッチ３０が、その長さ方向が信号光１の進行方向に対して所定角度（図８では、４５°）傾けて配置されている。この配置により、光スイッチ３０の長さ方向に所定幅Ｗの広がりを有する制御光２を、その所定幅Ｗに渡って光スイッチ３０に垂直に入射させると共に、信号光１を、その進行方向を光スイッチ３０の長さ方向に対して傾けて、所定幅Ｗに渡って光スイッチ３０に入射させる。
【０１０５】
なお、図８では、制御光２を信号光１の出射側から光スイッチ３０に入射させているが、制御光２を信号光１の入射側から光スイッチ３０に入射させてもよい。また、第１の実施の形態と同一部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０６】
（光スイッチのシャッター機能）
次に、光スイッチ３０のシャッター機能について説明する。図８に示す装置では、第１の実施の形態と同様に、互いに独立した光シャッター部として機能する複数の領域Ｗｐ〜Ｗｕを備えた透過型の光スイッチ３０を用いているが、制御光２を光スイッチ３０に垂直に入射させるので、複数の領域Ｗｐ〜Ｗｕは同時に透過状態となる。
【０１０７】
図９（Ａ）に示すように、制御光パルス２ａが光スイッチ３０の各領域Ｗｐ〜Ｗｕを同時に照射し、同時に透過状態にする。そして、図示するように、信号光パルス１Ａ〜１Ｆが光スイッチ３０の対応する領域Ｗｐ〜Ｗｕに同時に到達する時点で、制御光パルス２ａが光スイッチ３０の各領域Ｗｐ〜Ｗｕに到達するように、制御光２を信号光１に対して同期させる。
【０１０８】
従って、制御光パルス２ａが光スイッチ３０の各領域Ｗｐ〜Ｗｕに到達した時点で、信号光パルス１Ａの空間位置部分１ｐが領域Ｗｐを、信号光パルス１Ｂの空間位置部分１ｑが領域Ｗｑを、信号光パルス１Ｃの空間位置部分１ｒが領域Ｗｒを、信号光パルス１Ｄの空間位置部分１ｓが領域Ｗｓを、信号光パルス１Ｅの空間位置部分１ｔが領域Ｗｔを、信号光パルス１Ｆの空間位置部分１ｕが領域Ｗｕを、それぞれ透過して、図９（Ｂ）に示すように、それぞれ出力光パルス３Ａｐ，３Ｂｑ，３Ｃｒ，３Ｄｓ，３Ｅｔ，３Ｆｕとして切り出される。そして、この出力光パルス３Ａｐ〜３Ｆｕが、光素子４０の対応する画素で検出される。
【０１０９】
即ち、この光スイッチ３０では、光スイッチ３０の複数の領域Ｗｐ〜Ｗｕが同時に制御光２と交差して透過状態とされ、これら領域Ｗｐ〜Ｗｕが透過状態となったときに光スイッチ３０に到達した信号光パルス１Ａ〜１Ｆの空間位置部分が切り出される。
【０１１０】
なお、図８、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）では一部を省略したが、信号光１は信号光パルス１Ａ〜１Ｆの組がシリアルに連続するもので、光スイッチ３０からは、図９（Ｃ）に示すように、出力光パルス３Ａｐ〜３Ｆｕの組が連続して切り出される。但し、同図は、出力光パルス３Ａｐ〜３Ｆｕの空間的位置関係を示したもので、時間的には、出力光パルス３Ａｐ〜３Ｆｕの一組が同時に切り出され、Ｎ＝６の場合には信号光パルスの時間間隔の６倍の時間後に、出力光パルス３Ａｐ〜３Ｆｕの次の一組が同時に切り出される。
【０１１１】
（タイミング検出装置の動作）
次に、タイミング検出装置の動作について説明する。
制御光２を、その所定幅Ｗに渡って光スイッチ３０に垂直に入射させると共に、信号光１を、その進行方向を光スイッチ３０の長さ方向に対して傾けて、所定幅Ｗに渡って光スイッチ３０に入射させる。
【０１１２】
但し、信号光パルス１Ａが領域Ｗｐのみから、信号光パルス１Ｂが領域Ｗｑのみから、というように、信号光パルス１Ａ〜１Ｆが、光スイッチ３０の対応する領域Ｗｐ〜Ｗｕのみから、空間的に分離されて切り出されるように、制御光パルス２ａの時間幅は、信号光１の広げられた波面方向の、領域Ｗｐ〜Ｗｕに対応する空間位置部分１ｐ〜１ｕの、領域Ｗｐ〜Ｗｕまでの光路長の違いによる、領域Ｗｐ〜Ｗｕへの到達時間の差より十分短くする。
【０１１３】
即ち、図８の場合のように、光スイッチ３０を信号光１に対して４５°傾ける場合には、制御光パルス２ａの時間幅を信号光パルスの時間間隔より十分短くする。即ち、光スイッチ３０の光シャッター部は微小時間間隔で開閉される。例えば、信号光パルスの時間幅が、時間間隔（１ｐｓ）の１／１０の１００ｆｓ（フェムト秒）であれば、制御光パルス２ａの時間幅は、信号光パルスのそれと同程度か、それより若干短くすればよい。
【０１１４】
上述した通り、信号光パルス１Ａの空間位置部分１ｐ、信号光パルス１Ｂの空間位置部分１ｑ、信号光パルス１Ｃの空間位置部分１ｒ、信号光パルス１Ｄの空間位置部分１ｓ、信号光パルス１Ｅの空間位置部分１ｔ、信号光パルス１Ｆの空間位置部分１ｕが、それぞれ出力光パルス３Ａｐ，３Ｂｑ，３Ｃｒ，３Ｄｓ，３Ｅｔ，３Ｆｕとして切り出される。
【０１１５】
次に、出力光パルス３Ａｐ〜３Ｆｕの各々が、光検出器４０の対応する画素で順次検出される。光検出器４０は、出力光パルス３Ａｕ〜３Ｆｐを検出した画素の位置情報をタイミング演算部１００に出力する。
【０１１６】
次に、タイミング演算部１００は、入力された位置情報から、出力光パルス３Ａｕ〜３Ｆｐを検出した画素の位置座標を算出する。既に説明した通り、光検出器４０の各画素は、信号光１の各空間位置部分１ｐ〜１ｕの光路上に位置するように配置されており、検出した画素の位置情報から信号光１が光スイッチ３０を通過した位置を特定することができる。この関係に基づいて、検出した画素の位置座標から、信号光パルス１Ａ〜１Ｆが光スイッチ３０の対応する領域Ｗｐ〜Ｗｕへ到達するタイミングを演算する。即ち、信号光１の光パルスタイミング（パルス列の時間差）を検出する。
【０１１７】
（タイミングの演算）
次に、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）を参照して、上記のタイミング演算部１００で実施されるタイミングの演算方法について説明する。
【０１１８】
光スイッチ３０の長さ方向に配列された複数の領域Ｗｐ〜Ｗｕは同時に制御光２と交差して透過状態とされるが、このシャッター動作は、図１０（Ｂ）に示すように、信号光１の進行方向と直交する方向にスリット部ＳＬが移動する場合と同等である。ここで、信号光１の光スイッチ３０への入射角度（即ち、光スイッチ３０の傾斜角度）をθ1、光速をｃ（ｍ／ｓ）とすると、スリットＳＬの移動速度Ｖ1は下記式で表される。この式から分かるように、光スイッチ３０の傾斜角度θ1を適宜変更することによって、タイミング検出の時間分解能を調整することができる。
【０１１９】
【数４】
2005173458.tif 000013
【０１２０】
光検出器４０において最初の出力光パルス３Ａｐが検出された画素の位置座標を原点とし、次の出力光パルス３Ｂｑが検出された画素の位置座標をＸ1（ｍ）とすると、信号光パルス１Ａと信号光パルス１Ｂとのパルス間隔ｔ1は下記式で表される。
【０１２１】
【数５】
2005173458.tif 000014
【０１２２】
即ち、スリットＳＬによって、信号光１の光パルスの到達時間差は光検出器４０の画素の位置座標の差に変換される。従って、光検出器４０で得られた位置情報から、逆に、信号光１の光パルス列のパルス間隔を求めることができる。上述した通り、光スイッチ３０の各光シャッター部は、フェムト秒オーダーの制御光パルスでオンオフ動作させることができるので、フェムト秒オーダーの時間分解能で信号光１の光パルス列のパルス間隔を求めることができる。従って、光パルスまたはパルス列にタイミングゆらぎが発生している場合にも、このタイミングゆらぎをフェムト秒オーダーの時間分解能で検出することができる。また、複雑な演算を行わないため、リアルタイムでタイミングゆらぎを検出することができる。
【０１２３】
以下、上記実施の形態の変形例について説明する。
（反射型光スイッチを備えた装置）
上記の実施の形態では、透過型の光スイッチを用いる例について説明したが、以下に説明するように、反射型の光スイッチを用いることもできる。
【０１２４】
例えば、図１１に示すように、反射型の光スイッチを用いて、これに信号光を斜めに入射させ、制御光を垂直に入射させる場合である。この例では、第２の実施形態と同様に、光スイッチ３０は、その長さ方向を信号光１の進行方向に対して４５°傾けて、信号光１の光路上に配置されている。反射型の光スイッチ３０は、制御光２が照射されるか否かにより屈折率が変化し且つ緩和時間が短い非線形光学材料によって形成されており、制御光２が照射された瞬間だけ干渉により反射状態となって信号光１を所定値以上の反射率で反射する。また、信号光１が光スイッチ３０で反射した後の位置には、多数の画素が１次元状又は２次元状に配列された光検出器４０が、その各画素が信号光１の各空間位置部分１ｐ〜１ｕの反射光を受けるように配置されている。その他は、第２の実施形態と同じであるため、同一部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１２５】
また、例えば、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、反射型の光スイッチを用いて、これに信号光を垂直に入射させ、制御光を斜めに入射させる場合である。なお、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、互いに直交する方向から見た図である。この例では、第１の実施形態と同様に、光スイッチ３０の長さ方向を信号光１の進行方向に対して垂直にして、光スイッチ３０を信号光１の光路上に配置するが、その光スイッチ３０は反射型のものとし、信号光１を、ハーフミラー５０を介して光スイッチ３０の反射面側に入射させるとともに、制御光２を、その進行方向を光スイッチ３０の長さ方向に対して傾けて、光スイッチ３０の反射面側から光スイッチ３０に入射させる。そして、信号光１が光スイッチ３０で反射し、さらにハーフミラー５０で反射した後の位置に、光検出器４０を、その各画素が信号光１の各空間位置部分１ｕ〜１ｐの反射光を受けるように配置する。その他は、第１の実施形態と同じであるため、同一部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１２６】
なお、ハーフミラー５０を用いないで、図１２（Ｂ）において一点鎖線で示すように、光スイッチ３０に入射する信号光１と、光スイッチ３０から反射する出力光３との間に、角度を持たせるようにしてもよい。
【０１２７】
（シャッターアレイ）
上記の実施の形態では、光シャッター部として機能する複数の領域が長さ方向に１次元状に配列された長尺状の光スイッチを用いる例について説明したが、光シャッター部として機能する複数の領域が２次元状に配列された光スイッチ（シャッターアレイ）を用いることもできる。この場合、各光シャッター部の開閉タイミングを、シャッターアレイ内の空間的位置によって異ならせる必要がある。例えば、空間変調素子で変調した制御光を光スイッチに照射することで、各光シャッター部の開閉タイミングを異ならせることができる。
【０１２８】
（画像処理後の画像からの位置情報抽出）
上記の実施の形態では、出力光を検出した画素の位置情報を光検出器からタイミング演算部に直接入力して光パルスのタイミングを演算する例について説明したが、信号光パルスが光検出器の複数の画素にまたがって受光される状況において、各画素の出力信号を基にして、重心検出等の信号処理を施すことにより、出力光の位置情報を抽出し、これに基づいて光パルスのタイミングを演算してもよい。これにより、サブピクセルの分解能で出力信号のタイミングを検出することができる。
【０１２９】
（結像倍率）
上記の実施の形態では、光スイッチからの出力光を光学系を介さずに光検出器に入力する例について説明したが、光スイッチと光検出器との間に拡大光学系または縮小光学系を配置することもできる。光検出器における検出座標の倍率を変更することによって、タイミング検出の時間分解能とダイナミックレンジを変えることができる。例えば、光検出器の分解能をａとすると、光スイッチと光検出器との間に結像倍率がｎ倍となる光学系を設置した場合には、光検出器の分解能はａ／ｎ 倍となる。
【実施例】
【０１３０】
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。
（一般式（Ｉ）で示される化合物の合成）
まず、下記実施例で用いた前記一般式（Ｉ）で示される化合物について説明する。図１３に、各光スイッチに用いたジベンゾフラノニルメタノラート化合物（以下、「ＢＭ４ｉ４ｉ」と略す）の化学式を示す。ＢＭ４ｉ４ｉの合成方法については、文献（Ｍ．Ｔｉａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２５（２００３），ｐ．３４８−３４９）に詳しいが、以下のようにして合成した。
【０１３１】
３，５−ジヒドロキシ−Ｎ，Ｎ−ジイソブチルアニリン３．３２５ｇ（１４．０ｍｍｏｌ）と４，５−ジヒドロキシ−４−シクロペンテン−１，２，３−トリオン９９５ｍｇ（７．０ｍｍｏｌ）とを、１−ブタノール４５ｍｌとトルエン１３５ｍｌとの混合液中に加え、窒素ガスの雰囲気で攪拌しながら反応液を９５℃まで加熱し、９５〜１０５℃にて１５分間反応させた。反応から生成された水は共沸蒸留により除去した。反応終了後、トルエンおよび１−ブタノールを減圧蒸留により除去してから、ヘキサン１５０ｍｌを加えた。冷却後、析出した固体を濾過し、ヘキサンで洗浄後、茶紫色固体を得た。
【０１３２】
この固体は快速カラムクロマトグラフィー（充填剤：中性シリカゲル；展開溶媒：ジクロロエタン、ジクロロエタンとメタノール（体積比１００：１）の混合溶媒）により紫色のフラクションを分取し、黒紫色の固体を得た。この黒紫色の固体は、順次メタノール、アセトンとヘキサンとの混合溶媒、アセトンとメタノールとの混合溶媒から再結晶することにより精製し、乾燥して、図１３に示す構造式の化合物（黒紫色針状微結晶）３０１ｍｇを得た。
【０１３３】
（光スイッチの作製）
上記ＢＭ４ｉ４ｉを、１〜４質量％の濃度でテトラヒドロフラン（溶剤は１，２−ジクロロエタン等の有機溶媒でも可能である）に溶解させた。超音波で５〜１０分間処理した後、０．２〜０．５μｍのフィルタでろ過した。この溶液をガラス基板（５０ｍｍ×５０ｍｍ）表面に滴下し、５００〜１０００ｒｐｍでスピンコートし膜厚２１０ｎｍに製膜した（１層目）。得られた有機薄膜の吸収スペクトルを図１４に示す。また、別途このＢＭ４ｉ４ｉ膜の屈折率を、分光エリプソメータ（Ｊ．Ａ．ＷＯＯＬＬＡＭ社製）により測定したところ、２．４３であった。なお、このときの膜厚は６３ｎｍであった。
【０１３４】
次に、ＧｅＯ薄膜（屈折率：２．２１）を誘電体薄膜として選び、ＢＭ４ｉ４ｉ／ＧｅＯ多層膜を形成し、光スイッチを作製した。前記ＧｅＯ薄膜は、真空蒸着法により、製膜速度を０．３〜０．５ｎｍ／ｓｅｃとして１１００ｎｍの厚さに形成した。さらにこのＧｅＯ薄膜表面に、前記ＢＭ４ｉ４ｉからなる有機薄膜を１層目と同様のスピンコート法により形成し２層目とした。該２層目を形成した際に、１層目のＢＭ４ｉ４ｉ膜に損傷は見られなかった。
【０１３５】
以上のようにして、ＢＭ４ｉ４ｉ膜をＧｅＯ薄膜と交互に３層目まで形成し、ガラス基板上にＢＭ４ｉ４ｉ膜／ＧｅＯ薄膜／ＢＭ４ｉ４ｉ膜／ＧｅＯ薄膜／ＢＭ４ｉ４ｉ膜／ＧｅＯ薄膜（最上部のＧｅＯ薄膜は保護層）という構成の多層膜を形成し、光スイッチを作製した。
【０１３６】
＜実施例１＞
本実施例では、図１に示した構成を備えた光信号タイミング検出装置を用いて光信号タイミング調整装置を構成し、被検出光パルスである信号光パルスの到達タイミングを調整した。
【０１３７】
この光信号タイミング調整装置は、図１５に示すように、制御光２のパルス列を発生させる制御光発生光源２００と、信号光１のパルス列を発生させる信号光発生光源２０２と、信号光１のパルス列の到着タイミングを検出するタイミング検出装置２０６と、を備えている。光信号タイミング検出装置２０６は、上述した通り、光スイッチ３０と、光スイッチ３０から出射された出力光を検出する光検出器４０と、光検出器４０での検出結果に基づいて信号光パルスの光スイッチ３０への到達タイミングを演算するタイミング演算部１００と、を備えている。
【０１３８】
上記の信号光発生光源２０２と光スイッチ３０との間には、タイミング演算部１００の演算結果（検出結果）に基づいて、信号光１のパルス列の到達タイミングを遅延させる光可変遅延装置２０４が配置されている。また、タイミング演算部１００には、演算結果を表示するためのモニタ２１４が接続されている。
【０１３９】
この光信号タイミング調整装置では、光信号タイミング検出装置２０６に、信号光発生光源２０２から信号光１のパルス列が入力されて、光パルス列の到達タイミングが演算される。光信号タイミング検出装置２０６は、この演算結果を光可変遅延装置２０４に入力する。光可変遅延装置２０４は、検出された到達タイミングから所望の到達タイミングを補償するための遅延時間を演算し、演算した遅延時間が達成されるように信号光発生光源２０２から光スイッチ３０までの光路長を変化させ、光パルス列の到着タイミングを調整する。このように、タイミング検出装置２０６の演算結果を光可変遅延装置２０４に随時フィードバックすることで、リアルタイムで光パルスタイミングを調整できる。
【０１４０】
上記の構成において、波長１５５０ｎｍ、平均パワー１ｍＷ、パルス幅約１００ｆｓの信号光１と、信号光１と同期した波長１６４０ｎｍ、平均パワー１５ｍＷ、パルス幅約１００ｆｓの制御光２とを用い、光スイッチ３０には、前記のように作製した光スイッチを用い、光検出器としてＳｅｎｓｏｒｓ  Ｕｎｌｉｍｉｔｅｄ社のＩｎＧａＡｓカメラを使用して、到着タイミングを０ｐｓ〜２ｐｓの間で変化させたときのＩｎＧａＡｓカメラの画素の位置座標の変化を調べた。カメラで検出された画像を図１６に、また頂点の座標を検出し検出値（●点）をプロットした結果を、図１７に示す。
【０１４１】
図１７に示すように、到着タイミングのずれ量（遅延時間）は画素の位置座標差に比例して増加するので、この図１７の結果から、所定の基準時間に相当するＩｎＧａＡｓの画素を定めた際に、基準時間に相当する画素と光パルス列を検出した画素との差から、基準時間と光パルスまたはパルス列時間とのずれ量が検出できる。この例では、ＩｎＧａＡｓカメラの１画素分が約２０ｆｓに相当する。
【０１４２】
＜実施例２＞
本実施例では、実施例１の光信号タイミング調整装置（図１５参照）を用いて、被検出光パルスである信号光パルスの時間的なゆらぎを補正した。なお、本実施例においては、光スイッチ３０の構成を図６に示した光カースイッチの構成とし、光スイッチを前記のように作製した光スイッチとし、信号光１及び制御光２の光パルスをシリンドリカルレンズ（光収束手段）により光スイッチに集光し、信号光１をスイッチングした。なお、このときの集光部分の面積は、約５．８ｍｍ2であった。
【０１４３】
また、上記制御光２、信号光１としては、チタン・サファイアレーザパルスを再生増幅し、Ｏｐｔｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ａｍｐｌｉｆｉｅｒにより波長を通信波長帯の光に変換したもの（信号光の波長：１５５０ｎｍ、制御光の波長：１６４０ｎｍ）を用いた。この光のパルス幅は約１００ｆｓ（ｆs＝１０-15秒）であった。
【０１４４】
図１８における補正前のプロットに示すように、光パルス列が、周期的に繰り返される時間的なゆらぎを有している場合がある。この場合、ＩｎＧａＡｓカメラの画像でも、照射スポットが空間的にゆらいでいる様子が観測される。
【０１４５】
実施例１と同様に、光信号タイミング検出装置２０６の演算結果を光可変遅延装置２０４に随時フィードバックすることで、リアルタイムで光パルスタイミングを調整することができる。具体的には、タイミング演算部１００で所定の光パルスを検出した画素の位置座標を演算し、演算された位置座標を光可変遅延装置２０４に入力する。光可変遅延装置２０４は、所定の光パルスの検出画素が任意の位置座標に留まるように光パルスの遅延時間を演算し、演算した遅延時間が達成されるように信号光発生光源２０２から光スイッチ３０までの光路長を変化させ、光パルス列の到着タイミングを調整する。
【０１４６】
これによって、図１８に示すように、光パルス列が、振幅約５４０ｆｓ、周波数０．２Ｈｚで周期的に繰り返される時間的なゆらぎを有している場合でも、補正を行うことで時間的ゆらぎの振幅が１／８程度に抑えることができる。なお、点線のプロットが補正前のタイミングゆらぎを表し、実線のプロットが補正後のタイミングゆらぎを表す。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の光信号タイミング検出装置の一例を示す構成図である。
【図２】本発明の光信号タイミング検出装置における計測を３次元的に示す模式図である。
【図３】図１に示す光信号タイミング検出装置における光スイッチのシャッター機能を説明する説明図である。
【図４】透過型の光スイッチの具体的構成を表す断面図である。
【図５】本発明における光制御部の構成の一例を示した断面図である。
【図６】本発明における光スイッチの構成に一例を示した概略図である。
【図７】タイミングの演算方法を説明するための図である。
【図８】第２の実施の形態に係る光信号タイミング検出装置の構成を示す図である。
【図９】図８に示す光信号タイミング検出装置における光スイッチのシャッター機能を説明する説明図である。
【図１０】タイミングの演算方法を説明するための図である。
【図１１】反射型の光スイッチを用いた光信号タイミング検出装置の一例を示す図である。
【図１２】反射型の光スイッチを用いた光信号タイミング検出装置の他の例を示す図である。
【図１３】本発明における一般式（Ｉ）で示される化合物の一例の分子構造を示した図である。
【図１４】本発明における有機薄膜の吸収スペクトルの一例を示した図である。
【図１５】実施例１に係る光信号タイミング調整装置の構成を示す図である。
【図１６】カメラで検出された画像である。
【図１７】光パルスの到着タイミングのずれ量と画素の位置座標差との関係を示すグラフである。
【図１８】時間的なゆらぎを有する光パルス列が補正される様子を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１４８】
１、５０  信号光
１Ａ〜１Ｆ  信号光パルス
１ｐ〜１ｕ  空間位置部分
２、９０  制御光
２ａ  制御光パルス
３  出力光
３Ａｐ〜３Ｆｕ，３Ａｕ〜３Ｆｐ，３ａ  出力光パルス
１０  光導波路
２０  光学系
３０、７０  光スイッチ
３１  基板
Ｗｐ〜Ｗｕ  領域
３２、３５  有機薄膜
３３  遮光層
３４  光シャッタ部
３６  誘電体薄膜
４０  光検出器
６０  偏光子
８０  検光子
１００  タイミング演算部
【図１】
2005173458.tif 000016
【図２】
2005173458.tif 000017
【図３】
2005173458.tif 000018
【図４】
2005173458.tif 000019
【図５】
2005173458.tif 000020
【図６】
2005173458.tif 000021
【図７】
2005173458.tif 000022
【図８】
2005173458.tif 000023
【図９】
2005173458.tif 000024
【図１０】
2005173458.tif 000025
【図１１】
2005173458.tif 000026
【図１２】
2005173458.tif 000027
【図１３】
2005173458.tif 000028
【図１４】
2005173458.tif 000029
【図１５】
2005173458.tif 000030
【図１７】
2005173458.tif 000031
【図１８】
2005173458.tif 000032
【図１６】
2005173458.tif 000033