高電界を印加して生成された石英ガラスの非線形光学相を利用した高性能光素子の開発

利用通过施加高电场产生的石英玻璃的非线性光学相位开发高性能光学器件

• 批准号: 08750452
• 负责人: 亀山 晃弘
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750452/
• 关键词: 光デバイス; 石英ガラス; SHG; 紫外レーザー

目的 石英ガラスに電界(5kV/mm)を印加する事により2次の非線形光学性が生じ、赤外光を入射することによりその半分の波長の緑色の可視光を発する。光デバイスとしてはこの緑色を発する相(SHG相)の微細化が必要になる。1994年、電界分極石英ガラスに紫外レーザーを長時間照射することにより2次の非線形光学性が著しく減少することが報告され、SHG相の微細構造化に道を開いた。今回我々は予め電界を印加してSHG相を作成した石英ガラスに種々の条件でレーザー照射を行い、その消失条件を詳細に調べた。実験 溶融石英ガラス(GE124、直径20mm、厚さ1mm)を用い、250℃に保温しながら4.8kVの高電界を印加した。20分後、電界を印加したまま室温まで徐冷し、その後電界を0にした。SHG測定には、Nd:YAGI laserの赤外光(1=1.06mm)を用い、得られた緑色のSHG信号を光電子増倍管で検出した。レーザー照射効果は1波長依存性、2照射強度依存性、の2点を調べるため、1についてはλ=532nm(Nd:YAG laserの2倍波)とλ=248nm(KrF excimer laser)の2種類のレーザーを用いて、それぞれ50mJ/cm^2/pulseで50発照射してSHG相消去を試み、一方2についてはλ=248nm(KrF excimer laser)のfluenceを10,25,50,100mJ/cm^2pulseに変化させ、1と同様にSHGの消去を試みた。結果 1において、入射するレーザー光の波長依存性においてはSHG強度の減少はλ=248nm(KrF excimer laser)の紫外光の場合のみ観測され、50発照射でSHG強度はおよそ300分の1以下に減少した。一方、可視光(λ=532nm)の場合には50発以上照射しても全く減少しなかった。2において、紫外レーザー光のfluenceを変化させたところ、10mJ/cm^2/pulseではほとんどSHG信号強度は減少せず、最低でも25mJ/cm^2/pulseの照射エネルギーが必要であった。そして50〜100mJ/cm^2/pulse程度でSHG強度の減少が飽和した。結論 以上の研究より電界分極石英ガラスのSHG相の微細加工には紫外レーザーを使って25〜50mJ/cm^2/pulse程度の照射エネルギーで照射することが必要であることがいえた。

目的：将电场（5kV/mm）应用于石英玻璃，会产生二阶非线性光学特性，当红外光线入射时，发出了一半波长的绿色可见光。作为一种光学设备，有必要将绿色发射阶段（SHG相）微型化。 1994年，据报道，电场极化石英玻璃的长期紫外线激光照射显着降低了二阶非线性光学特性，为SHG相的微结构铺平了道路。这次，我们提前应用了电场来创建SHG阶段，通过激光在各种条件下辐照石英玻璃，并详细研究了消失条件。实验：使用熔融二氧化硅玻璃（GE124，直径为20 mm，厚度为1 mm）的高电场，同时将温度保持在250°C时。 20分钟后，通过使用电场，将电场缓慢冷却至室温，然后将电场带到零。对于SHG测量值，使用ND：Yagi Laser的红外光（1 = 1.06 mm）使用光电倍增管来检测获得的绿色SHG信号。为了研究激光照射效应的两个点，单波长的依赖性和两次辐照强度依赖性，我们尝试通过使用两种类型的激光，λ= 532nm（nd：yag laser）和λ= 248nm（krf excimer laser）（krf impimer laser），以1，50 shots uim pulde pulted at imim clulded at impriand at imm cym^imm cym^imm cym^imm cym^imm cym^imm cym， phase, while 2 for 2, the fluence of λ=248nm (KrF excimer laser) was changed to 10, 25, 50, and 100 mJ/cm^2pulse, and the SHG was attempted to eliminate the same as in 1. Results 1, in terms of the wavelength dependence of incident laser light, the decrease in SHG intensity was observed only in ultraviolet light at λ=248 nm (KrF excimer激光），在50辐照下，SHG强度降至300中的三分之一。另一方面，在可见光的情况下（λ= 532nm），即使在辐照超过50张以上后，降低也不会降低。在2中，当更改紫外线激光束的通量时，在10 mJ/cm^2/脉冲时，SHG信号强度几乎不会降低，并且需要至少25 mJ/cm^2/脉冲的照射能。然后，在约50-100 mJ/cm^2/脉冲下，SHG强度的降低饱和。结论上述研究，发现为了对电场极化石英玻璃的SHG相处，必须用紫外线激光照射，其照射能约为25-50 mj/cm^2/脉冲。