ポリマー配向シンクロナイゼーションを用いた分極反転波長変換素子

利用聚合物取向同步的偏振反转波长转换装置

基本信息

批准号：
13022208
负责人：
尾松孝茂
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Chiba 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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

ポリアゾベンゼンポリマーの光異性化反応や分極配向など、電場や光を初期刺激とした自己組織化反応(シンクロナイズド現象)を利用すると、ポリマー薄膜の膜厚変調(表面レリーフ)や分極配向を光の波長と同程度の周期で変調することができる(フォトニック構造化)。ポリマー薄膜を光導波路として考えた場合、表面レリーフや分極配向の周期変調は導波光の実効屈折率を周期的に変調することに対応する。このため、例えば、表面レリーフの周期、方向、深さを制御することで、導波光の進行方向を自在に制御できる。本研究では、DCMなどのレーザー色素をドープしたアゾベンゼンポリマー薄膜の光異性化反応によって形成される表面レリーフをPOT薄膜導波路への光入出力回折格子型結合器として用いた新しい光増幅素子、光波長変換素子を開発した。レーザー色素であるDCMをPOTに添加し、作製したスピンコート薄膜を光導波路として用いる。光導波路へ光を結合させるための表面レリーフを光異性化反応を利用して記録した。導波光にHe-Neレーザーを用いて、入力結合器からPOT薄膜導波路へ導波したのち出力結合器から出てきる光は〜0.5%であった。入射角度、入出力結合効率の理論値と実験値とはほぼ一致する。蛍光スペクトルの中心に近いNd:YVO_4赤色パルスレーザー(671nm)を導波させて増幅実験を行い、最大で0.5cm^<-1>の小信号利得を観測した。今後、表面レリーフによるDistributed Bragg's Reflectorを導波路に組み込み、レーザー発振を狙う。また、POTそのものが二次非線形光学効果を示すことが知られている。ポーリングしたPOT薄膜にNd:YAGレーザーを導波させて第二高調波を観測した。今後、表面レリーフにより、導波したNd:YAGレーザー光と第二高調波のQuasi-Phase Matchingを行い、高効率波長変換素子を狙う。

通过使用电场或光作为初始刺激（例如光异构化反应和多唑苯聚合物的极化方向）利用自组装反应（同步现象），膜厚度调节（表面浮雕）和聚合物薄膜的极化方向可以在类似于光波长（光光（光光）的时期）。当聚合物薄膜被认为是光学波导时，表面浮雕和极化取向的周期性调节对应于定期调节引导光的有效折射率。因此，例如，通过控制表面浮雕的周期，方向和深度，可以自由控制引导光的方向。在这项研究中，我们开发了一种新的光学扩增元件和光波长转换元件，该元件使用了由偶氮染料（如激光染料）（例如DCM）作为光学输入/输出型光栅类型偶联物的光异构反应形成的表面浮雕。将DCM（激光染料）添加到锅中，并将制备的自旋涂层膜用作光学波导。使用光异构反应记录了将光与光学波导耦合的表面浮雕。使用HE-NE激光从输入耦合器引导到锅薄膜波导的波导灯，用于引导光，然后从输出耦合器中出来的光线为〜0.5％。入射角和输入/输出耦合效率的理论值和实验值大致相同。通过引导荧光光谱中心附近的红色脉冲激光（671 nm）进行扩增实验，并观察到高达0.5 cm^<-1>的较小信号增益。将来，分布式的布拉格反射器带有表面浮雕的反射器将被纳入波导中，以实现激光振荡。众所周知，锅本身表现出二次非线性光学效应。通过对ND：YAG激光指南进行指导，通过对投票池薄膜进行指南来观察第二个谐波。将来，将使用表面缓解进行波导ND：YAG激光束和第二个谐波准阶段匹配，以靶向高效的波长转换元件。