混合溶媒を用いた準希薄溶液中で形成されるミクロ相分離構造とレーザー共振器への応用

使用混合溶剂在半稀溶液中形成的微相分离结构及其在激光谐振器中的应用

基本信息

批准号：
12J11060
负责人：
安藤幸治
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya 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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

現在までに低閾値ヒーザー発振の開発にはブロック共重合体やコロイド結晶、コレステリック液晶などをレーザー共振器として用いて行われている・これまでに申請者らは2つの高分子阯の屈折率差が比較的大きなPS-b-PXUAを用い・それらをTHFと水の混合溶卿に溶力・すだけとい熔易な方法で非常に高配向な周瀦造(グレイ購造)の形成を実Iiiしている。そして巨大なグレイン構造をレーザー共振器(DFB型)として用い、低閾値高強度レーザーー発振を実現しよっ仁研究を重ねてきた。しかし、半導体レーザー並の低閾値化は達成できておらず、工業化するには更なる閾値の低下が求められる・そのレーザー発振閾値の低下のために必要とされるのが、より大きな娠器のサイズと二相問の屈折率差である・より大きな共振器サイズは㎝サイズのグレイン構造をレーザー共振器として用いることで解決できるしかし、準希薄溶液中であるために大量の溶媒により二相間の屈折率差は低下しており、その差が非常に小さい(現在0.02程度)という問題が解決されていないままである。レーザー発振の低閾値化のためには、準希薄溶液中でグレイン構造を形成し、かつ二相間の屈折率差を広げる必要性がある。そこで異なる選択性を有する混合溶媒の組み合わせについて系統的に研究を行うことで準希薄溶液中でのミクロ相分離挙動を自在に制御でき、その結果として二相間の屈折率差が広がる混合溶媒系を生み出すことが可能であると考えた。本年度は共通溶媒としてトルエン(屈折率差 : 1.50), 非溶媒としてメタノール(屈折率差 : 1.33)を用いた。混合溶媒中のミクロ相分離構造の形態や各成分の溶液中での空間分布状態を明らかにするために小角X線散乱測定や小角中性子散乱測定を行った。その結果、混合溶媒中のミ網分離構造の形態と各成分嚇中での空間分布状態を明らかになりに相間の屈折率差を算出することができた。

迄今为止，已经利用嵌段共聚物、胶体晶体、胆甾液晶等作为激光谐振器进行了低阈值希瑟振荡的开发。使用折射率差比较大的PS-b-PXUA，将它们熔化到THF和水的混合溶液中，通过简单的方法形成非常高度取向的外围（灰色材料）。我们继续进行广泛的研究，以利用巨晶粒结构作为激光谐振器（DFB型）来实现低阈值、高强度的激光振荡。然而，还无法实现与半导体激光器一样低的阈值，并且产业化需要进一步降低阈值。两相之间的尺寸和折射率的差异·更大的谐振器。尺寸是厘米然而，由于溶液是半稀溶液，两相之间的折射率差被大量溶剂减小，并且差值非常小（目前约0.02）仍未解决。为了降低激光振荡阈值，需要在半稀溶液中形成晶粒结构并拉宽两相之间的折射率差。因此，通过对不同选择性的混合溶剂的组合进行系统研究，我们可以自由控制半稀溶液中的微相分离行为，从而创建出两相折射率差异较大的混合溶剂体系。我认为有可能创建一个。今年，我们使用甲苯（折射率差：1.50）作为常用溶剂，甲醇（折射率差：1.33）作为非溶剂。通过小角X射线散射测量和小角中子散射测量来阐明混合溶剂中微相分离结构的形貌以及溶液中各组分的空间分布。结果，我们能够通过阐明混合溶剂中网络分离结构的形态和各组分的空间分布来计算相之间的折射率差。