バクテリオロドプシンを用いた光波制御々光メモリ

Research Project

Project/Area Number	03452090
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	物理計測・光学
Research Institution	The Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	山口一郎理化学研究所, 光工学研究室, 主任研究員 (70087443)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	岡田佳子 (首藤佳子) 電気通信大学, 電子工学科, 助手 (50231212) 加藤純一理化学研究所, 光工学研究室, 研究員 (70177450) 岡本隆之理化学研究所, 光工学研究室, 研究員 (40185476)
Project Period (FY)	1991 – 1992
Project Status	Completed (Fiscal Year 1992)
Budget Amount *help	¥6,900,000 (Direct Cost: ¥6,900,000) Fiscal Year 1992: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 1991: ¥5,900,000 (Direct Cost: ¥5,900,000)
Keywords	実時間ホログラフィ / 位相共役 / 偏光記録 / 紫膜 / 非線形光学 / Bacteriorhodopsin / Dynamic holography / Phase conjugation / Polarization
Research Abstract	これまでにバクテリオロドプシン分散薄膜を用いた位相共役光学においてポンプ光とプローブ光の偏光が互いに直交している場合にも位相共役波を発生することを見出し、その偏光特性について実験、理論の両面から検討してきた。偏光を含めた位相共役波の発生には、偏光ホログラフィーと同様に2光束の合成電場の周期的変化を記録するための光誘導異方性(二色性、複屈性)が必要である。バクテリオロドプシンの強い光誘導異方性はレチナール分子の長軸に平行な光を最も強く吸収し、垂直な光を吸収しないことに由来する。本年度はバクテリオロドプシンの偏光記録再生機構を調べるために、光誘導異方性を検討した。異方性の測定には偏光解析法を用いた。励起光を鉛直偏光とし、モニター光は励起光に対して45°傾いた直線偏光とする。モニター光は試料中に生じた異方性によって楕円偏光となるので、その偏光状態を解析する。その結果二色性、複屈折ともに励起光の強度および波長に依存することがわかった。しかし、直交する2光束によって作られる格子は吸収型か、屈折率型かの判定にはさらに検討が必要である。また二色性の励起光強度依存性については、光化学反応サイクルを簡単化した2準位間遷移モデルによって定量的に説明できることを示した。一方バクテリオロドプシンの偏光認識性を利用すれば、異なる偏光状態の画像を記録再生する偏光多重記録や、それらの画像の和差演算が可能である。また偏光を情報のキャリアとして用いる全光学的論理回路の構築など新しいデバイスとしての応用を検討中である。また、他の有機非線形デバイスの候補として、2色性色素をドープしたネマティック液晶の複屈折性の光応答変調特性も併せて調べた。