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。

To date, the development of low-threshold heater oscillations has been carried out using laser resonators using block copolymers, colloidal crystals, cholesteric liquid crystals, etc. To date, the applicants have used PS-b-PXUA, which has a relatively large refractive index difference between the two polymeric rocks, and have actually formed a very highly oriented Zhou Yuzu (gray purchasing) using a fusion method that涉及THF和水的熔化力。我们还一直在进行重复的研究，以使用巨大的晶粒结构作为激光谐振器（DFB类型）实现低阈值高强度激光振荡。但是，尚未实现半导体激光器的阈值，并且需要进一步降低工业化阈值。减少激光振荡阈值所需的是，较大的沉积物和两相问题之间的折射率差异。可以通过使用厘米大小的晶粒结构作为激光谐振器来解决较大的谐振器尺寸。但是，由于它是在半稀释溶液中，因此由于大量溶剂而导致的两个相之间的折射率差异被降低，并且差异很小的问题（目前约0.02左右）仍未解决。为了降低激光振荡的阈值，需要在半稀释溶液中形成晶粒结构，并扩大两个阶段之间的折射率差异。因此，我们认为，通过对具有不同选择性的混合溶剂组合进行系统研究，可以自由控制半脱水溶液中的麦克相分离行为，从而导致混合溶剂系统在其中两个相之间的折射率差异扩大。今年，将甲苯（折射率差异：1.50）用作共同溶剂，甲醇（折射率差异：1.33）用作非溶剂。进行了小角度X射线散射和小角度的中子散射测量，以阐明混合溶剂中的显微合体分离结构的形态以及溶液中每个组分的空间分布。结果，可以揭示混合溶剂中网络网络分离结构的形态和每个偷来的分量中的空间分布状态，并且可以揭示各个相之间的折射率差异。