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。

这项研究提出并研究了两种类型的相位调制元件：染料掺杂的液晶和激光捕获效果，作为主动空间相调制元件，其中通过入射光形成相滤波器。在染料掺杂的液晶中，将染料掺入列液晶体中，并将入射在设备上的光能的一部分转化为热量，以控制同质液晶相调制元件的电压调制特性。通过实验证实，由于几十吨MW聚焦的光入射，电压调制的特性变化约为1个RAD。也就是说，相位调制特性可以局部由元素上的光入射。可以预期这种效果可应用于新的相滤波器，例如，当在相对造影剂中用作相滤波器时，无需精确的对齐调整，并且可以电气控制相位调制的量。通过将其放置在光学反馈光学元件中，研究了该元素的积极性。换句话说，通过返回通过镜子再次通过元素传输的光，实验证实，由于两个入射光束和元素的非线性相互作用而形成了自发图案。此外，在其他条件下观察到了一种自发地在两个或多个可稳态之间振荡的自激发振荡现象。这些动态现象表明了所提出的元素的活跃性，并且可以预期不仅将其用作静态相滤波器，而且还可以用于非连贯光的产生（空间不连贯光），这对于在光学信息处理中的激光斑点噪声很有用。