3次の非線形性を用いた有機非線形光制御デバイス

利用三阶非线性的有机非线性光控器件

基本信息

批准号：
08236225
负责人：
村田博司
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Osaka 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

本研究では、有機非線形光学材料の持つ3次非線形性を活用することを目指して、デバイス応用の観点から、光波マニュピュレーション技術を追求した。3次の非線形光学効果を利用すると、「自己保持型の光スイッチ」や「光双安定デバイス」、あるいは「光信号波形の時間反転デバイス」などのように、2次の非線形光学効果や多種の(電気、音響、磁気光学効果などの)非線形光学効果では得ることのできない、さまざまな、特徴ある、有用な機能を持つ光デバイスを実現できる可能性がある。前年度の研究成果を基に、有機材料を使用するに適したデバイス構造を考究し、試作、動作実験を行うことによって、3次の非線形光制御デバイスを構成する上での有機材料の重要性を明らかにするべく研究を遂行した。本年度は、特に、実験研究において大きな成果が得られた。京都女子大学・松岡賢教授により分与されたキノン系色素材料を評価の対象として、研究を進めた。1.デバイス構成法:有機色素を用いて、部分的に非線形性を持つ光導波回路を形成することを考え、導波路分岐型、方向性結合器型などの具体的なデバイス構成法および期待される機能、特性を考究した。2.デバイス作成法:材料の持つ非線形性を損なうことのない光導波路の作成方法について研究を進めた。特に、ガラス基板光導波路上に、色素を真空蒸着することで、良好な非線形導波路を作成できることを見出した。3.試作・動作実験:上記の方法を用いて作製した色素薄膜装荷チャンネル光導波路の非線形光学特性を測定した。ピコ秒パルスレーザとストリークカメラを用いた実験により、高速(応答時間10ピコ秒以下)かつ大きな(光誘起位相変化量2パイ以上)3次非線形性を確認した。これより、超高速光-光制御デバイス実現の見通しが得られ、本研究をさらに発展させるための基礎を固めることができた。

在本研究中，我们从器件应用的角度探索光波操纵技术，旨在利用有机非线性光学材料的三阶非线性。利用三阶非线性光学效应可用于创建二阶非线性光学效应和各种其他器件，例如“自保持光开关”、“光学双稳态器件”或“光信号波形的时间反转器件” ”可以实现具有各种独特且有用的功能的光学器件，而这些功能是利用非线性光学效应（例如电、声和磁光效应）无法获得的。基于前一年的研究成果，我们研究了适合使用有机材料的器件结构，并进行了原型制作和运行实验，以证明有机材料在构建三阶非线性光控器件中的重要性，并进行了研究以阐明。这。今年，我们在实验研究方面取得了特别好的成果。以京都女子大学松冈健教授提供的醌类颜料材料为评价对象进行了研究。 1.器件构造方法：考虑到使用有机染料形成具有部分非线性的光波导电路，我们将讨论波导分支型和定向耦合器型等具体器件构造方法，并对预期结果进行研究。 2.器件制造方法：我们研究了不损害材料非线性的光波导制造方法。特别是，我们发现可以通过将染料真空沉积到玻璃基板光波导上来创建良好的非线性波导。 3.原型制作和操作实验：我们测量了使用上述方法制作的染料薄膜负载通道光波导的非线性光学特性。通过使用皮秒脉冲激光器和条纹相机的实验，我们证实了高速（响应时间小于10皮秒）和大（光致相位变化超过2 pi）的三阶非线性。这为我们实现超高速光光控制器件提供了前景，并为该研究的进一步发展奠定了基础。