JPS6238431A - 光変調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、新規な光変調方法に関し、更に詳しくは、高
分子物質液の温度変化による高分子物質の相転移現象を
利用した新規な光変調方法に関する。

（従来の技術） 従来、記録あるいは表示を光を用いて行うことは広く行
われている。この目的で光に変調を与える方法としては
、例えば、特開昭５６−５５２３号公報に、電気化学効
果を有する結晶内の電界分布を変化させ、この電界分布
に伴って生じる結晶内の屈折率が変化している部分に入
射する光を回折させて、光の変調を行うことが示されて
いる。

一方、熱効果による屈折率分布を利用して光の変調を行
うことが注目されている。この熱効果による屈折率分布
を利用した光変調に関するものとしては、「熱による屈
折率変化で光が偏向Ｊ　　（Ｅｌ経エレクトロニクス１
９８２年８月１６日号）あるいは「ＴＯガラス導波型光
スイッチの応答速度」　（昭和５７年度電子通信学会総
合全国大会）に紹介されている。

更に上記の如き従来の光変調方法の種々の欠点を解決す
る方法として、高分子物質液の温度変化による相転移現
象を利用する光変調方法が、本発明者等による先行出願
発明において提案されている。

これら先行発明で使用する光変調素子の１つは、高分子
物質液を熱感応媒体とし、加熱手段として抵抗発熱体や
輻射線を利用するものである。

上記先行発明における光変調素子は、構成材料が安価で
あり、且つ加熱手段として電流による抵抗加熱や輻射線
による加熱を利用するため加熱速度が大きくまた制御が
容易である等の種々の利点がある優れた方法である。

（発明が解決しようとしている問題点）上記の如き高分
子物質液を熱感応媒体として利用する方法において、そ
の応答性を最大にするには、わずかの加熱によっても熱
感応媒体が応答するように、熱感応媒体を予め熱感応媒
体の臨界温度よりわずかに低い温度に設定しておくのが
望ましい。しかしながら、このようにすると熱感応媒体
はわずかの加熱によって迅速に応答するものの、信号入
力エネルギーが中断された時の熱感応媒体の自然冷却が
遅くなり、熱感応媒体が元の状態すなわち臨界温度以下
に降温するのに時間がかかり、速い繰り返し信号入力に
対しては十分に応答することができないという問題が生
じる。

従って、このような問題を解決して、わずかの信号入力
エネルギーによっても直ちに応答し、しかも信号入力中
断後は直ちに元に戻り、速い繰り返しの信号入力に対し
て十分に応答できる光変調方法が望ましい。

本発明者は、上記の如き先行発明の問題点を更に解決し
て優れた光変調方法を開発すべく鋭意研究の結果、本発
明に至ったものである。

（発明の開示） すなわち、本発明は、高分子物質と液体とからなる熱感
応媒体からなる光変調素子に、熱信号を印加して光変調
する光変調方法において、素子の作動時に熱感応媒体を
冷却することを特徴とする光変調方法である。

本発明を更に詳細に説明すると、本発明で使用する光変
調素子は、基本的には、基板、該基板と一定間隔を有す
る透明保護板およびこれらの基板と透明保護板との間に
挟持された熱感応媒体からなるものであるが、上記熱感
応媒体として、温度変化により相転移を生じる高分子物
質液を採用したことを特徴としている。

上記の基板および透明保護板としては、後述する高分子
物質液を構成する溶媒に対して不活性である限り、従来
公知の材料はいずれも使用でき、例えば、光変調素子を
光透過型とする場合には、基板および透明保護板のいず
れもとして、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアク
リル酸エステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカー
ボネート等の如き透明プラスチック材料、ガラス、サフ
ァイヤ−等の透明無機材料を使用し、一方、光変調素子
を光反射型とする場合には、透明保護板としては上記材
料を使用し、基板としては、アルミニウム等の金属類の
薄膜、不透明プラスチック類等の光を透過させない材料
あるいは金属被膜等を蒸着させた前記プラスチック材料
等が任意に使用できる。これらの基板および透明保護板
は、透光型、反射型のいずれにおいてもその形状は問わ
ず、一般的には約０．０１〜０．４１１の厚さの材料を
使用するのが好適である。

本発明方法の第１の特徴は１本発明方法で使用する光変
調素子の熱感応媒体として高分子物質と液体とからなる
高分子物質液を使用した点にある。このような高分子物
質液は、高分子物質と液体との組合せを変えることによ
って、温度変化によって液体中で高分子物質が相転移を
生じるように構成されている。これらの相転移は、次の
如き光学的現象を呈する。

（１）加熱前は高分子物質が析出した白濁状態であり、
光散乱性であるが、加熱されると高分子物質が溶解して
透明化し、入射光を実質上変調しない状態に相転移する
。そして冷却により元の状態に復元する。

（２）加熱前は高分子物質が溶解状態であり、加熱によ
って析出して白濁状態になり、上記（１）と逆の相転移
を生じる。そして冷却によって元の状態に復元する。

上記の如き相転移を生じる高分子物質液の調製に使用す
る高分子物質としては、従来界面活性剤と称されている
比較的低分子量の高分子物質からより高分子量の高分子
物質、更には、液体には完全には溶解しないが透明なゲ
ルを形成し得る架橋高０分子物質を包含する。

比較的低分子量の高分子物質としては、ポリオキシエチ
レンラウリン酸エステル等のポリオキシエチレンのカル
ボン酸エステル、ポリオキシエチレンオクチルフェニル
エーテルの如きポリオキシエチレンとフェノール類との
エーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミン等のア
ミン類、ポリオキシエチレンラウリルアミド等のアミド
類等の如き非イオン性界面活性剤、ヘキサデカンスルホ
ン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、ドデシル硫酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤
、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムヨーダイト、ヘ
キサデシルビリジニウムヨーダイド等のカチオン性界面
活性剤等が挙げられる。

より高分子量の高分子物質としては、ポリプロピレン、
ポリイソブチン等のポリアルケン類、ポリブタジェン、
ポリイソプレン等のポリジエン類、ポリ酢酸ビニル、ポ
リ（メタ）アクリル酸エステル、ポリ（メタ）アクリル
アミド等のポリビニル類、ポリスチレン、ポリα−メチ
ルスチレン等のポリスチレン類、あるいはこれらのおよ
び他の高分子物質を形成するモノマーからなる共重合体
類、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイ
ド等のポリエーテル類、ポリエチレンイミン等のポリイ
ミン類、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジ
ペート、ポリオキシエチレンアジボイル等のポリエステ
ル類、ポリグリシン、ナイロン６６等のポリアミド類、
ポリジメチルシロキサン等のシリコン系樹脂、酢酸セル
ロース、アミノペクチン等の多糖類、その他従来公知の
高分子物質およびそれらの混合物が挙げられる。

また、本発明においては、上記の如き溶液を形成し得る
高分子物質の外にも、溶媒には完全には溶解しないが、
溶媒を吸収包含してゲルを形成する超高分子量の上記の
如き高分子物質および上記の如き高分子物質を架橋させ
た架橋高分子物質も使用できる。これらの架橋高分子物
質であ４てもそのゲルが温度変化によって透光性←→光
散乱性の可逆変化を生じるものであれば、前記高分子物
質と同効である。

このような架橋高分子物質の架橋構造は、従来公知の方
法によって容易に形成することができる。例えば、前記
高分子物質の製造時に架橋剤として例えば多官能モノマ
ーを一部併用し、重合と同時に架橋構造を形成する方法
、反応性モノマーを併用して高分子物質中に架橋点を有
させ、この架橋点を利用して架橋構造を形成する方法、
放射線等を利用して架橋させる方法等、従来公知の方法
はいずれも利用し得るものである。

上記の如き高分子物質により高分子物質液を形成するの
に使用する液体は、従来公知の有機溶媒あるいは水また
はそれらの混合物がいずれも使用でき１例えば、水、メ
タノール、エタノール、プロパツール、エチレングリコ
ール、グリセリン等のアルコール類、アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類、ジオキサン、ジグリム、テ
ト’−ｙヒドロフラン等のエーテル類、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチル
スルホキシド等の含硫溶媒、あるいはこれらの混合溶媒
、更にはこれらの溶媒中に酸、塩基、塩等の電解質、尿
素、グルコース等の各種の溶質を。

溶解した溶液等があげられる。

本発明で使用する光変調素子を構成する高分子物質液は
、上記の如き高分子物質と溶媒とにより形成されるが、
特に重要な点は、高分子物質と溶媒との組合せであって
、その組合せを、例えば、高分子物質液中の高分子物質
が、あまり高くない温度、好ましくは２０〜７５℃程度
の温度範囲における温度変化によって、析出→溶解ある
いは溶解→析出という相転移現象を生じるような組合せ
にする必要がある。

本発明者は、高分子物質液の形成において、高分子物質
と溶媒を適当に組合せることによって、例えば１つの基
準として、高分子物質が溶媒中で示す臨界溶解温度（単
独高分子物質が単純溶媒中で示すフローリーのθ温度に
対応する温度）が、５℃〜１１０℃、特に好適には２０
℃〜７５℃の範囲に入るように高分子物質と溶媒とを組
合せることによって、温度変化、例えば昇温によって溶
媒中の高分子物質が析出状態から溶解状態に、あるいは
溶解状態から析出状態に相転移して、透光性←→光散乱
性という変化を示すことを見い出したものである。この
ような高分子物質液を、例えば約１〜ｌ、０００＃Ｌｍ
、好ましくは１〜１１００ｐ程度の薄層とし、この薄層
に局部的に熱を加えることによって、直ちにその加熱部
分に透明性部分または光散乱性部分が生じ、また熱を取
り去ると直ちに透明性部分または光散乱性部分が消滅す
ることを知見し、これらの溶解（透明）←→析出（光散
乱性）という極めて優れた熱応答性が光変調素子の熱感
応媒体として有用であることを知見したものである。

このような優れた熱応答性を有する高分子物質液は１選
択した高分子物質に適した溶媒を選択し、高分子物質の
溶媒親和性を調節することによって容易に形成できるし
、また一旦比較的良溶媒により有機高分子物質溶液また
は透明な高分子物質ゲルを形成し、これに比較的貧溶媒
を混合させつつ高分子物質の溶媒親和性を変化させ、″
その熱応答性を調整する方法、更には種々の混合比の溶
媒あるいは種々の濃度に溶質を加えた溶媒を用いる等の
方法によっても形成される高分子物質液の熱応答性を好
ましい範囲に調整することもできる。

本発明において使用する光変調素子の熱感応媒体すなわ
ち高分子物質液は、高分子物質温度約０．２〜２５重量
％の高分子物質液を形成し、これを透明保護板と基板と
の間に前記の程度の厚さの薄層として形成することによ
って得られる。高分子物質濃度が上記範囲未満であると
温度変化に伴う光学的性質の変化が少なくなり、一方、
上記範囲を超える濃度であると、光変調素子としての応
答速度が低下するので好ましくない。

上記の如き光変調素子には、高分子物質液層に情報信号
に従って熱を印加する手段が必要であり、このような加
熱手段は素子に予め組込んでおくのが好ましいが、素子
の使用時に取付けることもできる。加熱手段としては、
従来公知の手段がいずれも使用できるが、好ましい例は
電気抵抗によって発熱する抵抗発熱材料や赤外線等の輻
射線を吸収して発熱する材料である。

このような抵抗発熱層は、ニクロム等の金属、合金、硼
化ハフニウム、窒化タンタル、酸化スズ、インジウムス
ズ酸化物等の透明あるいは不透明金属化合物、カーボン
レジン、メタルグレーズ等の導電性プラスチック等が使
用できる。

また、輻射線吸収層としては、目的波長の輻射線を吸収
する無機または有機の材料から形成することができ、こ
れらの材料としては、例えばＳ　ｉ、Ｓ　ｉｏ、５ｉ０
２　、ＺｎＳ、Ａｓ２　Ｓ３、ＡｆＬ２０３、ＮａＦ、
Ｚｎ５ｅ、Ｃｄ１ＩＴｂ・Ｆｅ、カーボンブラック、金
属フタロシアニン、各種色素等が挙げられる。

本発明で使用する光変調素子は基本的には上記の材料か
ら構成されている。

その他、前記加熱手段を高分子物質液から保護する目的
で、加熱手段の面に保護層を設けることも有効である。

これらの保護層は、例えば、メチルメタクリレート、ブ
チルアクリレート、スチレン−アクリロニトリル共重合
体、ポリエステル、ポリアミド等の高分子物質液層の構
成溶媒には不溶である高分子材料あるいは酸化ケイ素、
酸化チタン等の無機材料から形成するのが好ましい。ま
た、光変調素子の動作時のコントラストを調整する目的
で保護層を着色してもよいし、あるいは同じ目的で保護
層とは別に着色層を設けてもよい。

保護層や着色層を設ける場合、抵抗発熱層や赤外線吸収
層から高分子物質液層までの距離は、熱の速やかな移動
を妨げる事のないように、５０ｇｍ以下、望ましくは１
０ｇｍ以下とする必要がある。

尚、光変調素子の構成方法、すなわち、透明保護板、高
分子物質液層、発熱層、保護層および基板等の積層方法
は従来公知の方法でよい。

本発明の第２の特徴は、上記の如き光変調素子を用いて
光変調を行うにあたり、信号入力エネルギーにより熱感
応媒体に付与された熱を、該信号入力が中断された時は
直ちに除去して、熱感応媒体を元の状態に迅速に戻すた
めに、素子に冷却手段を設けて冷却することにある。

このような冷却は、従来公知のいずれの方式、例えば電
子冷却素子、ヒートシンク、冷却ファン、冷媒の循環、
ヒートパイプ等あるいはそれらの組合せ等の方式がいず
れも利用できる。

尚、これらの冷却手段は一般に不透光性であるので、素
子の入射面と反対側に設けるべきである。

前記の如き光変調素子により光変調を行う場合、例えば
、素子の熱感応媒体の臨界温度が５０℃であるとすれば
、素子の作動の初期には入力信号に対する応答がやや遅
く、復元は速い。作動を続けると熱感応媒体の温度が徐
々に上昇し、熱感応媒体の臨界温度近くに達すると応答
が速くなり、復元が遅れてくる。最後に熱感応媒体の温
度が臨界温度に達するか超えると応答性を失う。

従って、上記の如き冷却は熱感応媒体が熱感応媒体の臨
界温度より数℃程度低い範囲になるように行うのが最も
好適である。

次に、本発明の光変調方法の好ましい実施態様を図解的
に例示する添付図面を参照して本発明を更に具体的に説
明する。

添付図面の第１図は、光反射型の光変調素子を用いた本
発明方法を図解的に示している。尚、この例では、低温
では透明で光透過性であり、高温では析出して光散乱性
になる高分子物質液を熱感応媒体として使用している。

第１図における光変調素子２０は、前記の如き透明性基
板１、前記の如き高分子物質液層２および前記の如き保
護板３から構成されており、上記基板ｌには、高分子物
質液層２に熱を加えるための好ましい一手段として、好
ましくは透光性の抵抗発熱層４ａ、４ｂ・・・およびこ
れらの抵抗発熱層を高分子物質液層の溶剤から保護する
ための透光性の保護層５が設けられている。そして抵抗
発熱層は、該発熱層を発熱させるための外部電源７に、
スイッチあるいはこれに類する動作をする素子６ａ、６
ｂ・・・を介して接続されている。また、素子２０の保
護板３の前面には冷却手段として電子冷却素子８および
ヒートシンク９が設けられている。

このような例の光変調素子においては、スイッチが開い
た状態（６ａ）では、抵抗発熱層４ａに電力は供給され
ず、これに隣接するポリマー液層２は低温であるため、
同層２は高分子物質が溶剤に親和した透明な均一状態で
ある。従って、入射光は１０ａは変調されることなく反
射性保護板３で反射され、出射する。

一方、スイッチが閉じられる（６ｂ）と、抵抗発熱層４
ｂには外部電源７より電力が供給され、このとき抵抗発
熱層４ｂに生じる熱は隣接する部分の高分子物質液層２
を昇温させる。その結果、液温か高分子物質の臨界温度
を越えると、高分子物質は液媒体中に析出して、その部
分の高分子物質液層２が不均一状態になり、入射光ｌＯ
ｂは高分子物質液層２内で著しく光散乱されることにな
る。このようにして光変調の目的が達成される。

上記例示方法において、冷却手段８．９を高分子物質液
の液温を検知する任意の手段（図示なし）と連動させて
、高分子物質液の温度をその臨界温度より幾分低い温度
に制御することにより、鋭い繰り返し応答を長時間保持
することができる。

第２図に図解的に示した例は、第１図の例における抵抗
発熱層４ａ、４ｂ・・・に代えて、赤外線１１を吸収し
て発熱する赤外線吸収層１２を加熱手段として基板表面
に設は且つ冷却手段８および９を基板の裏面に設けた例
を図解的に示したものであり、その作動原理は、熱源と
して電流の代わりに赤外線を使用したことを除いて第１
図の態様と同様である。

更に、第１図および第２図に示した例の加熱手段に代え
て、赤外線吸収剤や特定の波長の光線を吸収して発熱す
る各種色素や、紫外線を吸収して発熱する紫外線吸収剤
を予めポリマー液層２に添加しておき、これらの光吸収
発熱剤によって吸収されない光を同時に使用してもよい
、このような例は図示してないが、上記例と同一の作動
原理によって、光変調ができることは自明である。

尚、上記の例は、高分子物質液として加熱によって析出
して光散乱性になる材料を使用したが、これとは逆に、
加熱によって溶解して透明化する高分子物質液を使用し
た場合にも、光の透過および散乱が逆になることを除き
、他は上記と実質上同様である。

次に本発明の好ましい実施例を挙げて本発明を更に具体
的に説明する。

実施例！ 第２図に示すように厚さ０．３５ａ＋ｍ、大きさ’４０
＋ｓ履Ｘ５０ｍ麿のガラス板（基板）１の表・面に。

厚さｉ、ｏｏｏオングストロームの窒化タンタル膜をス
パッタリング法により形成し１次にこ（７）Ｍ上にホト
レジストを塗布し、ガラス板の短辺に平行に２０木／Ｉ
ｌ■のストライプパターンを焼付は後、エツチング処理
にて余分の窒化タンタル膜を選択的に除去して、所定の
パターンの抵抗膜１３を得た。その上に更に厚さ２．０
００オングストロームのインジウム−錫・酸化物（ＩＴ
ｏ）膜をスパッタリング法により積層し、再び同様の方
法によりパターニングを行い導電路１４を形成した。Ｉ
ＴＯの被覆の無い窒化タンタル膜部分（大きさ４０ｐＬ
’ｍＸ２．０００ｇｍ）を抵抗発熱層４として利用する
。この上にエチルメタクリレートプラズマ処理を行い、
１．ＯＢｍの架橋高分子膜を形成して保護層５とした。

この上に、厚さ１１００ｐ、大きさ５０＋ｗｍＸ３０＋
ｕ＋で、中央に４０ｍｍＸ　１０ｍ＋ｗの窓を開けたマ
イラーフィルムを、窓に作成した抵抗発熱層部が入るよ
うにして接着した。

Ｎ−イソプロピルアクリルアミド０．５ｇ、過硫酸アン
モニウム３＋ｗｇを冷水に溶解し、テトラメチルエチレ
ンジアミン８延見を添加して、減圧下にて脱気した。水
浴上で２０℃に３０分間保持して重合反応を行った。こ
の溶液を前記作成のマイラーフィルムの窓部に滴下し、
上から大きさ５０■×３０諺■、厚さ０．３５ｍ＋ｍの
ガラス板を気泡が入らぬようにかぶせたうえ、常温硬化
エポキシ樹脂を用いてフィルム周辺部を封止した。ガラ
ス板３に上に黒色のアクリルペイントを塗布し、風乾し
た後さらにシリコーングリスを塗布し、この面を大きさ
２．５４ｃ＋ｗＸ２．５４ｃｍ、定格２Ｖ６Ａの電子冷
却素子（ペルチェ素子）８の冷却面側に貼り付けた。電
子冷却素子の放熱面側にもシリコングリスを塗布し、厚
さ１　、６ｍｍ、大きさ１２０ＩＩ■Ｘ　１２０ｓ謹の
銅板を放熱器９としてこれに圧着した。電子冷却素子に
は定格５Ａの可変定電流電源を接続し、本発明で使用す
る光変調素子とした。

抵抗発熱層４を加熱するための外部電源は、ファンクシ
ョンジェネレータ２台と電力増巾器とで構成した。すな
わち、第１のファンクションジェネレータで、素子駆動
の繰り返し周期を決める比較的長周期（２Ｃ）ａｓ　−
１、０００ｍ５）　（１）方形波（デユーティ比１／２
〜１／１００　）を発生し、この方形波を第２のファン
クションジェネレータのケート入力へ加えた。第２のフ
ァンクションジェネレータはゲート入力に信号が加わる
と、規定周波数（２０Ｈｚ〜２ＫＨｚ）の正弦波交流を
発振するように設定した。この出力を電力増巾器を通じ
て光変調素子の抵抗発熱体へ加えた。この時同−素子内
の任意の複数個の抵抗発熱体を並列に接続した。このよ
うに構成した光変調素子の面に４５度の角度テＨｅ　−
Ｎ　ｅ　レーザービーム（６３２，８酊ｍ、０．２ｍＷ
）を照射し、熱感応媒体が散乱する光を素子面垂直方向
からフォトマルチプライアで観測し、信号入力に対する
応答を評価できるようにした。気温２５℃において、ま
ず電子冷却素子に電流を供給せずに、抵抗発熱層に周波
数８００Ｈｚ、実効値２２Ｖの正弦波交流を１回に４０
＋ｓｓ加えたところ、素子による散乱光強度は、電力入
力に対し遅延時間５酊で立ち上がりはじめ、同２０＋ｍ
ｓで飽和レベルに達した。また抵抗発熱層への電力供給
が断たれてから８０ｓＳ後に散乱強度が降下をはじめ、
同１５０ｍ５後に当初のレベルへ戻った。

次に電子冷却素子に電流を流し、熱感応媒体の冷却を行
いながら同様の測定を行ったところ、冷却のための電流
量を増すと散乱光強度の立ち上がり時間は大きくなり、
立ち下がり時間は小さくなる事が認められた。また、冷
却による立ち上がり時間の増加は、抵抗発熱層へ供給す
る電力を増加する１１９により抑制できる−・バがわか
った。

具体的には電子冷却素子に１．６Ａの電流を供給し、抵
抗発熱層に周波数８００Ｈｚ、実効値４２■の正弦波交
流を周Ｉ！７１５０ｇの間隔で２０ｍ５の間供給し、熱
的に定常状態に達した後光散乱を観測したところ、立ち
にがり時間５Ｉｌｓ、立ち下がり時間６ｍｓで応答する
市がわかった。

このように冷却素子を用いることにより、光学的応答速
度が向Ｉ−シた。

実施例２ 大きさ５０ｍｍＸ５０ｍ＋＊、厚さ０．３５層層のガラ
ス板１の表面に、Ｇｄ＠Ｔｂ５Ｆｅ層をスパッタリング
により、１，５００オングストロームの厚さに基若して
、赤外線吸収層１２を作成した。

この」二に厚さ１０ｇｍ、大きさ５０ｓｍＸ　４０ｍｍ
で中央に４０＋ｍＸ３０ｍｍの窓を開けたマイラーフィ
ルムを接着した。

イソプロピルアクリルアミド０．５ｇ、過硫酸アンモニ
ウム３ｍｇを冷水に溶解し、テトラメチルエチレンジア
ミンＢＪＪ−１を添加して、減圧にて脱気した。水浴上
で２０℃に３０分間保持し、重合反応を行った。この溶
液を前記作製のフィルムの窓部に滴下し、大きさ５０ｍ
ｍＸ４０ｍｍ、厚さ０．３５１１１ｍのガラス板３を気
泡が入らぬようにかぶせたうえ、常温硬化エポキシ樹脂
で周辺部を封止した。ガラス板の上に黒色のアクリルペ
イントを塗布し、風乾した後さらにシリコーングリスを
塗布し、この面を大きさ２　、５４ｃｍＸ２　、５４Ｃ
１１，定格２Ｖ６Ａの電子冷却素子（ベルチェ素子）の
冷却面側に貼り付けた。電子冷却素子８の放熱面側にも
シリコングリスを塗布し、厚さ１．６ｍｍ、大きさ１２
０ｍｍＸ　１２０ｍｍの銅板を放熱器９としてこれに圧
着した。電子冷却素子には定格５Ａの可変定電流電源を
接続した。

光学的応答速度の測定のための装置は実施例１と同様の
構成とした上、フォトマルチプライアの入力側に赤外線
除去フィルターを挿入した。

本素子に半導体レーザービーム（波長８３３ｎｍ、スポ
ット径５０ｇｍ）を、パルス状として入射したところ実
施例１と同様の結果が得られた。

すなわち、２５℃室温下で冷却を行わない場合には、半
導体レーザのパルス出力１２ｍＷ、周期Ｌｏｏｍｓ、デ
ユーティ比４０％において、立ち上がり時間６０Ｉｌｓ
の応答を示し、電子冷却素子に１．２Ａの電流を供給し
たところ、パルス出力２０’ｍＷ、周期５０１Ｓ、デユ
ーティ−比４０％において、立ち上がり９ｍｍ、立ち下
がり９Ｉｌｓの応答が（１られ、速度の向上がみられた
。

実施例３ Ｎ−イソプロピルアクリルアミド４．８ｇ、Ｎ、Ｎ−メ
チレンビスアクリルアミド８０ｍｇ、過硫酸アンモニウ
ム３０ｍｇを冷水６０ｍ１に溶解し、テトラメチルエチ
レンジアミン１５０ｐｕを添加して減圧にて脱気し、七
ツマー溶液とした。

このモノマー溶液を実施例１と同様の基板とガラス板と
の間に封入し、室温に３０分放置して七ツマー溶液のゲ
ル化を完了させたうえ、電子冷却素子および放熱器等を
装着した。

こうして作製した光変調素子に対して、実施例１と同じ
条件下の駆動試験を行い、同様の結果を得た。

実施例４ ポリオキシエチレン拳うウリルアミン（Ｅｔｈｏ＋＊ｅ
−ｅｎ　Ｃ−１５、花王アクゾ製）Ｉｇを、水６０ｍ！
；Ｌに溶解し界面活性剤溶液とした。この界面活性剤溶
液を実施例１と同様の基板とガラス板との間に封入し、
更に電子冷却素子および放熱器等を装着して、光変調素
子を作製した。実施例１と同様の駆動試験を行い、同様
の結果を得た。

実施例５ メタクリルアミド０．５ｇ、過硫酸アンモニウム１１０
ｌ１を冷水３０ｍ１に溶解し、テトラメチルエチレンジ
アミン３０弘立を添加してアスピレータにて脱気した。

室温にて３０分放置した後、メタノール２５ｍＪｌｊを
加え、６０℃に加温してポリマー溶液とした。実施例１
と同様の基板とガラス板とをオーブンで６０℃に加温し
、この間に上述のポリマー溶液を封入し、更に電子冷却
素子および放熱器等を装着して、光変調素子を作成した
。

放冷により素子内のポリマー溶液は不透光性に変化した
。

次に実施例１と同じ試験システムを用いて、この素子の
駆動試験を行った。気温２５℃において、まず電子冷却
素子に電流を供給せずに、抵抗発熱層に周波数８００Ｈ
ｚ、実効値２８Ｖの正弦波交流を１回に４０ｍ５加えた
ところ、素子による散乱光強度は、電力入力に対し遅延
時間５Ｉｌｓで立ち下がりはじめ、同６５＋＋＋ｓで飽
和レベルに達した。

また抵抗発熱層への電力供給が断たれてから９５ｆｆｉ
５後に散乱強度が上昇をはじめ、同１８０ｍ５後に当初
のレベルへ戻った。

次に、電子冷却素子に１．４Ａの電流を供給し、抵抗発
熱層に周波数８００Ｈｚ、実効値４２Ｖの正弦波交流を
周期６０ｍ５の間隔で３０ｍ５の間供給し、熱的に定常
状態に達した後光散乱を観測したところ、立ち上がり時
間１２ｍ５、立ち下がり時間１ｏｓｓで応答することが
わかった。

（効　果） 本発明により、８感応媒体を応用した光変調素子の入力
信号に対する光学的応答速度が向上し、より速い光変調
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明で使用する光変調素子の断
面を図解的に示し、第３図は、本発明の実施例で使用し
た発熱抵抗層を有する基板を図解的に示している。 ｌ；基板　　　　　　　２；高分子物質液層３；保護板
　　　　　　４；発熱抵抗層５；保護層　　　　　　６
；スイッチ　−７；電源　　　　　　　８．９；冷却装
置１０；入射光　　　　　１１：赤外線 １２；赤外線吸収層　　１３；抵抗膜 １４；導電路　　　　　Ａ舌；光変調素子特許出願人　
　　本ヤノン株式会社 代理人　　弁理士　吉　１）勝　広′１．−１１′Ｉ′
ｌ第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子物質と液体とからなる熱感応媒体からなる
   光変調素子に、熱信号を印加して光変調する光変調方法
   において、素子の作動時に熱感応媒体を冷却することを
   特徴とする光変調方法。