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：
09222201
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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 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・無機ゾル・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、有機材料としてシアニン色素S120のLB膜に注目し、1.シアニン色素(S120)LB膜の電場変調吸収測定、2.シアニン色素(S120)LB膜の3次非線形感受率χ^<(3)>の波長分散の決定を行った。また、CS_2の負の時間応答非線形屈折率効果に着目し、3.CS_2液体ファイバーを用いた新規フェムト秒パルス圧縮法の提案を行った。・1.シアニン色素S120のLB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、J会合することによる線形吸収ピーク(J-バンド)に対応した鋭い形状を有すること、また、形状が線形吸収スペクトルのエネルギー2階微分係数とほぼ相似であり、非線形性発現メカニズムは、Frenkel型excitonが寄与する1次のシュタルク効果(基底状態と励起状態の永久双極子モーメントの差で表される)により説明されることを明らかにした。・2.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、シアニン色素LB膜ののχ^<(3)>の波長分散を450-700nmにおいて決定した。この結果、シアニン色素LB膜は、共鳴域では|χ^<(3)>|=2.8×10^<-10>esu,非共鳴域においては|χ^<(3)>|=2.4×10^<-12>esuと大きな値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。・3.正常分散域において負の時間応答非線形屈折率効果を用いたCS_2液体ファイバーによる新規フェムト秒光パルス圧縮法を提案し、その有用性を計算機実験により明らかにした。この方法は、従来の石英ファイバーを用いた圧縮法と同程度の圧縮効率を有し、かつ、外部位相補償を必要としないという利点を持つ。

本研究旨在开发一种利用有机/无机溶胶/凝胶薄膜的非线性光学效应的光调制器件，该器件可能能够克服机械脆性，同时利用具有大非线性的有机材料。因此，今年我们重点研究了花青染料S120作为有机材料的LB膜1.花青染料(S120)LB膜的电场调制吸收测量，2.三阶非线性磁化率χ^<的波长色散。 (3)>确定。 3.CS_2液体光纤的负时间响应非线性折射率效应，提出了一种新的飞秒脉冲压缩方法。・1.我们制备了花青染料S120的LB薄膜并测量了它们的电场调制吸收。由于J关联，测得的电场调制谱具有对应于线性吸收峰（J带）的尖锐形状，并且形状几乎与线性吸收谱的能量二阶导数相似，表明它是非线性的。研究表明，性表达的机制可以通过弗兰克尔型激子贡献的一阶斯塔克效应（以基态和激发态之间的永久偶极矩差异表示）来解释。・2.使用测量的电场调制吸收光谱和Kramers-Kronig变换技术，在450至700nm范围内确定花青染料LB膜的χ^<(3)>的波长色散。结果，花青染料LB膜在谐振区域中具有|χ^<(3)>|=2.8×10^-10esu，并且在谐振区域中具有|χ^<(3)>|=2.4×10据透露，它具有较大的^<-12>esu值，有望应用于高效率的光调制器件。・3.我们提出了一种使用CS_2液体光纤的新飞秒光脉冲压缩方法，该方法利用正常色散区域中的负时间响应非线性折射率效应，并通过计算机实验阐明了其有用性。该方法的优点是压缩效率与使用石英光纤的传统压缩方法相当，并且不需要外部相位补偿。