光応答性液晶高分子微粒子を利用した新規フォトニック結晶の創製

使用光响应液晶聚合物颗粒创建新型光子晶体

基本信息

批准号：
17750175
负责人：
宍戸厚
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

光の波長程度の周期的な屈折率変化を有する周期構造体はフォトニック結晶構造とも呼ばれ,特定の光を透過・反射する特異な光学的性質を示す。この周期構造体に光応答性を付与できれば広い応用が可能になるため,微粒子の空隙や微粒子を鋳型にした逆オパール構造の隙間に色素や液晶を充填した光応答性周期構造体が報告されている。しかしながら,これらの充填系では周期的な屈折率変化が小さいため,大きな光応答性は得られていない。周期的な屈折率差および光で誘起される屈折率変化の両方を大きくできれば光応答性が格段に高い周期構造体になり得るが,周期構造そのものに光応答性を付与する試みはなされていないのが現状である。大きな複屈折を有することで知られる液晶高分子を基材に用いて周期構造体を作製できれば,本来の屈折率差を大きくできるばかりでなく,光で大きな屈折率変化を誘起できる。本年度では,光応答性を高分子液晶微粒子自体に付与した光応答性微粒子を合成し,自己集積化することで屈折率差の大きな光応答性周期構造体を作製した。周期構造体に波長488nmのアルゴンイオンレーザー光照射を行ったところ,ストップバンドのシフトを誘起できることがわかった。また,光応答性液晶高分子フィルムに干渉露光を行うことで一次元周期構造体を作成し,光導波路カップラーへの応用を検討した。フィルム表面に偏光ホログラムを作製することで従来と比較して高い出射効率を得られることが明らかとなった。

折射率周期性变化与光的波长相当的周期性结构也称为光子晶体结构，并表现出独特的光学特性，使其能够透射和反射特定的光。如果能够赋予这种周期性结构以光响应性，则可以实现广泛的应用，因此，在微粒的空隙或以微粒为模板的反蛋白石结构的间隙中填充有染料等的光响应性周期性结构。有报道称液晶。然而，在这些填充系统中，周期性折射率变化很小，因此无法获得大的光响应性。如果可以增加周期性折射率差和光引起的折射率变化，则可以获得具有显着更高的光响应性的周期性结构，但是尚未尝试向周期性结构本身赋予光响应性。这是目前的情况。。如果可以使用已知具有大双折射的液晶聚合物作为基础材料来制造周期性结构，则不仅可以增加原始折射率差，而且可以通过光引起大的折射率变化。今年，我们合成了聚合液晶微粒本身具有光响应性的光响应微粒，并通过自组装制造了具有大折射率差的光响应周期结构。当用波长为488nm的氩离子激光照射周期性结构时，发现可以引起阻带的移动。我们还通过对光响应液晶聚合物薄膜进行干涉曝光来创建一维周期性结构，并研究其在光波导耦合器中的应用。很明显，通过在薄膜表面创建偏振全息图，与传统方法相比可以获得更高的输出效率。