屈曲形液晶のキラル非線形光学効果

弯曲液晶的手性非线性光学效应

基本信息

批准号：
07F07035
负责人：
竹添秀男
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

タイトルにあるように、当初、屈曲形液晶のキラル非線形光学効果の研究を目指して研究をスタートした。しかし、残念ながら、大きなキラルドメインを得ることができず、このままでは、以前に行った実験以上の結果を出すことは困難であると判断し、同じく、液晶のキラリティには関係するが、応用に近い、下記のような研究テーマに変更し、研究を遂行した。その結果、以下に記述するように、非常に大きな成果を上げることができた。コレステリック液晶はらせんの掌性と同じ掌性を持つ円偏光を入射すると、そのピッチに対応する波長の光を反射する、選択反射と呼ばれる現象が知られている。このようにコレステリック液晶の反射現象はそのピッチに対応するブラッグ反射であり、単一のピッチからは単一の波長の光の反射のみが生じる。本研究では単一のピッチのコレステリック液晶のみを用いても、光学的に等方的な欠陥層を導入することによって、広い波長範囲にわたって複数の反射帯を生じさせることができることを明らかにした。これが、Nature Materials(Ha et al.7(2008)43)で発表された論文である。その後、この複合膜で色素を含むネマチック液晶をサンドイッチし、光励起することによって、RGB波長での同時レーザ発振を達成することに成功した。本成果はAdv.Mater.に掲載予定である。有機色素レーザで広い範囲で波長のチューニングや同時発振することのできる系は非常に限られており、きわめて珍しい現象である。本成果は論文ばかりではなく、特許申請もなされている。

正如标题所示，我最初的研究目的是研究弯曲液晶中的手性非线性光学效应。然而不幸的是，我们无法获得大的手性域，因此我们得出的结论是，很难获得超出以前实验的结果。本研究是通过将研究主题更改为如下所示的类似主题来进行的。结果，我们取得了重大成果，如下所述。已知一种被称为选择性反射的现象，其中当胆甾型液晶接收具有与螺旋相同的旋向性的圆偏振光时，它反射具有与圆偏振光的螺距相对应的波长的光。这样，胆甾型液晶的反射现象就是与其节距相对应的布拉格反射，单一节距仅造成单一波长的光的反射。在这项研究中，我们证明，即使仅使用单节距胆甾型液晶，也可以通过引入光学各向同性缺陷层在很宽的波长范围内产生多个反射带。这是一篇发表在 Nature Materials 上的论文（Ha et al.7(2008)43）。随后，通过将含有染料的向列液晶夹在该复合膜中并对其进行光激发，他们成功实现了RGB波长的同时激光振荡。该结果将发表在 Adv.Mater 上。很少有系统能够在多种有机染料激光器上进行波长调谐和同时振荡，这是一种极其罕见的现象。该成果不仅发表论文，还申请了专利。