レーザー照射によるガラス中での非線形光学単結晶ラインの形成と光デバイスへの応用

激光照射玻璃中非线性光学单晶线的形成及其在光学器件中的应用

基本信息

批准号：
07J11705
负责人：
井原梨恵
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka Prefecture University (2009)Kyoto University (2007-2008)
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 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

光を制御するには、光と同程度大きさを持つ構造や非線形光学結晶などを作製することが必要である。現在、無機材料においては、その微細構造作製法はフォトリソグラフィよる加工やレーザー加工が主である。しかし、これら作製方法はプロセスが複雑であることから簡易な方法で高精度の寸法精度を持つ光デバイスの作製が求められている。今年度の研究では無機成分として高硬度・高化学的耐久性を持ち、代表的なホウケイ酸塩系光学ガラス材料として用いられている硬質ガラスの主成分であるホウ素-珪素2成分系材料を、光重合可能な有機成分として高い透明性と耐候性を併せ持つメタクリル基を選択した.既存の光学系とスムーズな接合を目指し屈折率や熱膨張係数が近い光硬化性ホウケイ酸塩系材料の開発を行なった。研究の結果、ガラス基板との良好な密着性を示しかつ、サブマイクロ～ミリオーダで微細構造形成可能な光硬化性の透明薄膜を得た.微細構造形成の手法は光照射や型押しのモールド加工等様々であり、簡易かつ短時間に、回折格子や光導波路の形成が可能となった。前年までの非線形光学分子を高濃度に含有できるハイブリッドガラス材料合成の結果と併し、光を利用した微細構造形成と組み合わせることで波長変換素子や光導波デバイスへの応用が強く期待できる。

为了控制光，需要创建与光具有相同尺寸的结构和非线性光学晶体。目前，制备无机材料微结构的主要方法是光刻法和激光加工法。然而，由于这些制造方法涉及复杂的工艺，因此需要使用简单的方法制造具有高尺寸精度的光学器件。今年的研究重点是硼硅二元材料，该材料作为无机成分具有高硬度和高化学耐久性，是硬玻璃的主要成分，作为典型的硼硅酸盐光学玻璃材料，我们选择了甲基丙烯酸基团。作为光聚合有机成分，它兼具高透明度和耐候性。我们的目标是开发一种具有相似折射率和热膨胀系数的光固化硼硅酸盐材料，以便与现有光学系统顺利粘合。我们的研究结果是，获得了一种对玻璃基板具有良好附着力的光固化透明薄膜，能够形成亚微米至毫米级的微结构。形成微结构的方法包括光照射和压花成型等。，使得可以在短时间内简单地形成衍射光栅和光波导。结合前一年合成可含有高浓度非线性光学分子的混合玻璃材料的成果，并将其与利用光形成微结构相结合，人们对其在波长转换元件和光波导器件中的应用抱有强烈的期望。