非線形光学効果を用いた有機ゾル・ゲル光変調デバイスに関する研究

利用非线性光学效应的有机溶胶-凝胶光调制器件研究

基本信息

批准号：
08236202
负责人：
森田隆二
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、大きな非線形性を持つ有機材料の利点を生かしつつ、機械的なもろさを克服することのできる可能性のある有機ゾル・ゲル薄膜を用いて非線形光学効果を利用した光変調デバイスを開発することである。そこで、本年度は、有機材料としてカロテノイド、アゾベンゼンに注目し、1.カロテノイドを用いた有機・無機ゾル・ゲルの作製、ならびにその非線形光学特性の時間分解測定、2.アゾベンゼン2分子膜の電場変調吸収測定、3.アゾベンゼン2分子膜の3次非線形感受率_χ^<(3)>の波長分散測定を行った。・1.テトラエトキシシラン、エタノールを用いて有機材料β,β-カロテンをドープした有機・無機ゾル・ゲルを作製し、光ヘテロダイン検出フェムト秒時間分解カー効果測定を行った。その結果、カロテノイドドープゲルがフェムト秒域で応答する大きな負の非線形性を持つこと、これらの非線形性発現のメカニズムは2光子過程によるものであることを明らかにした。・2.アゾベンゼンのH会合、J会合2分子膜を作製し、これらの電場変調吸収測定を行った。測定された電場変調スペクトルは、吸収スペクトルのエネルギー1階微分係数と相似な形をしており、1次のシュタルク効果によるものであることを明らかにした。・3.測定された電場変調吸収スペクトルとクラマ-ス・クロニヒ変換を用いた技法により、アゾベンゼン2分子膜の_χ^<(3)>の波長分散を240-500nmにおいて決定した。この結果、非共鳴域において、アゾベンゼン2分子膜は石英の10倍程度の_χ^<(3)>(H会合体:5.6×10^<-13>esu,J会合体:2.4×10^<-13>esu)を持つことが明らかとなり、高効率光変調デバイスへの応用が期待される。

这项研究开发了一种利用有机溶胶-凝胶薄膜的非线性光学效应的光调制装置，该薄膜有可能克服机械脆性，同时利用具有大非线性的有机材料。因此，今年我们重点关注类胡萝卜素和偶氮苯作为有机材料1.利用类胡萝卜素制备有机/无机溶胶/凝胶及其非线性光学性质的时间分辨测量，2.偶氮苯双层薄膜的电场调制吸收测量。，3.对偶氮苯双层膜的三阶非线性磁化率_χ^<(3)>进行了波长色散测量。・1.使用四乙氧基硅烷和乙醇制备掺杂有有机材料β,β-胡萝卜素的有机/无机溶胶/凝胶，并进行光外差检测飞秒时间分辨克尔效应测量。结果表明，类胡萝卜素掺杂凝胶具有在飞秒范围内响应的大负非线性，并且这些非线性的表达机制是双光子过程。・2.我们制备了偶氮苯的H-和J-相关双层膜并测量了它们的电场调制吸收。测得的电场调制谱具有与吸收谱的一阶能量微分系数相似的形状，表明这是由于一阶斯塔克效应所致。・3.使用测量的电场调制吸收光谱和Kramers-Kronig变换在240-500nm处确定偶氮苯双层膜的_χ^<(3)>的波长色散。因此，在非谐振区，偶氮苯双层膜的强度约为石英(-13esu)的10倍，其在高效光调制器件中的应用值得期待。