液晶及び有機非線形材料を用いた自己配置型機能位相フィルタとその応用

液晶与有机非线性材料自排功能相滤波器及其应用

基本信息

批准号：
09750052
负责人：
門野博史
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

入射光により位相フィルタが自己形成される能動的な空間位相変調素子として本研究では色素ドープ液晶およびレーザトラッピング効果を用いた素子の2種類の位相変調素子を提案し研究した。色素ドープ型液晶では色素をネマティック液晶にドープし、素子への入射光エネルギーの一部を熱に変換することによりホモジニアス配向した液晶位相変調素子の電圧-位相変調特性を制御するものである。実験によりフォーカスされた数10mWの光入射により電圧-位相変調特性が1rad程度変化することを確認した。すなわち素子への光入射により局部的に位相変調特性を制御することができた。この効果により、例えば位相差顕微鏡の位相フィルターとして用いると精密なアライメント調整が不要でかつ電気的に位相変調量の制御ができる新しい位相フィルターへの応用が期待できる。この素子を光フィードバック光学系に配置することによりこの素子の能動性を研究した。すなわち1度素子を透過した光をミラーにより再び素子に戻すことにより入射する2つのビームと素子の非線形な相互作用により自発的なパターンが形成されることを実験により確認した。さらに、別な条件下では2つあるいはそれ以上の準安定状態の間で自発的に振動する一種の自励振動現象を観測した。これらの動的な現象は提案した素子の能動性を示すものであり、静的な位相フィルタとしてだけでなく光学情報処理においてレーザスペックルノイズ低減において有用なノンコヒーレント光(空間的インコヒーレント光)発生への応用などが期待できる。

在本研究中，我们提出并研究了两种类型的相位调制器件：染料掺杂液晶器件和利用激光捕获效应的器件，作为有源空间相位调制器件，其中相位滤波器由入射光自形成。在染料掺杂液晶中，将染料掺杂到向列液晶中，入射到元件上的光的部分能量转化为热量，从而控制均匀配向液晶相的电压-相位调制特性调制元件。通过实验，我们确认当数十mW的聚焦光入射时，电压-相位调制特性变化约1rad。即，可以通过元件上的光入射来局部控制相位调制特性。由于这种效果，例如当用作相差显微镜中的相位滤光片时，可以预期将其应用于不需要精确对准调整并且可以电控制相位调制量的新型相位滤光片。通过将该器件放置在光学反馈光学系统中来研究其活性特性。换句话说，我们通过实验证实，通过使用镜子将曾经穿过元件的光返回到元件，由于两束入射光束和元件之间的非线性相互作用，会形成自发图案。此外，在其他条件下，我们观察到一种自振荡现象，其中材料在两个或多个亚稳态之间自发振荡。这些动态现象证明了所提出的器件的主动性质，该器件不仅可以用作静态相位滤波器，还可以用作非相干光（空间非相干光）发生器，可用于光学信息处理中的激光散斑噪声降低。预计它将被应用到