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：
09222215
负责人：
村田博司
金额：
$ 0.96万
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：
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」などのように、2次の非線形光学効果や他種の(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が困難である。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。これまでの研究成果を基に、有機材料を使用するのに適したデバイス構造の考究、さらにデバイスの試作、動作実験により、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ことを目的として研究を行った。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。本年度は、以下のような成果が得られた。●デバイス構成法:昨年度までの研究により、良好な非線形光学特性が得られることを確認している有機色素薄膜を用いて、部分的に非線形性を持つ光導波回路を実現するための、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。●デバイス作成法:有機色素薄膜光導波路の導波特性の改良を試みた。色素薄膜蒸着の時の条件を改良することで、低損失な非線形導波路が得られること、さらに色素微結晶の配向方向を制御できることがわかった。●試作・動作実験:試作した低損失色素薄膜装荷チャ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10ps以下)かつ大きな(光誘起位相変化量2π以上)3次非線形性を確認した。また、光波の偏光状態によって非線形特性が大きく異なることを見出した。これらにより、超高速光-光制御デバイス実現の見通しが得られ、有機非線形デバイスの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。

本研究旨在利用有机非线性光学材料的三阶非线性，从器件应用的角度探索光波操纵技术。三阶非线性光学效应可用于创建二阶非线性光学效应和其他类型的非线性光学效应（如电、声、磁光效应等），例如自保持光开关和光学双稳态器件）很难获得非线性光学效应。有可能实现具有各种独特且有用的功能的光学器件。基于以往的研究成果，我们研究了适合使用有机材料的器件结构，并进行了原型器件制造和操作实验，以了解有机材料在构建三阶非线性光控器件中的重要性。下列的。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。今年，取得了以下成果。 ●器件构造方法：使用截至去年的研究已确认具有良好非线性光学特性的有机染料薄膜，我们将开发一种实现具有部分非线性的光波导电路的具体方法，我们对该器件进行了研究。配置方法以及预期的功能和特点。 ●器件制造方法：我们尝试改善有机染料薄膜光波导的波导特性。研究发现，通过改善染料薄膜沉积过程中的条件，可以获得低损耗的非线性波导，此外，还可以控制染料微晶的取向方向。 ●原型及运行实验：测量了低损耗染料薄膜通道光波导原型的非线性光学特性。通过使用皮秒脉冲激光和条纹相机的实验，我们确认了高速（响应时间为10 ps或更短）和大（光致相位变化为2π或更大）的三阶非线性。我们还发现，非线性特性根据光波的偏振状态而变化很大。这些成果为超高速光光控制器件的实现提供了前景，为有机非线性器件研究的进一步发展奠定了基础。