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フォトニックグラフェンにおける離散/ギャップソリトン光伝搬に関する研究

Research Project

Project/Area Number 13F03052
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Applied optics/Quantum optical engineering
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

富田 康生  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50242342)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) GUO Jinxin  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 外国人特別研究員
GUO Jinxin  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsナノコンポジット材料 / ナノ材料 / 半導体量子ドット / 連鎖移動反応 / フォトニック結晶 / フォトニックグラフェン / ソリトン伝搬
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は光重合性モノマーへ無機ナノ微粒子および半導体量子ドット(QD)を分散したナノ微粒子-ポリマーコンポジット(NPC)中でのホログラフィックナノ微粒子アセンブリーによりフォトニックグラフェン格子(PGL)をホログラフィックに一括で作成して新しい線形・非線形光学現象の発現とそのメカニズムを究明することにある。
平成26年度は第一に、3官能チオール連鎖移動剤(CTA)をアクリルモノマー中に添加したZrO2ナノ微粒子分散NPCフィルム中に記録した平面波体積格子の高空間周波数領域特性の改善と記録された格子の熱的安定性向上(NPCフィルム温度上昇による熱膨張の低減化)の検討を行った。その結果、最適濃度CTAの添加により高空間周波数領域での屈折率変調の増大化が実現できるとともに熱的安定性の向上も同時に可能であることがわかった。第二に、独自に構築した三光束ビームによるホログラフィック干渉光学系により最適濃度CTA添加ZrO2ナノ微粒子分散NPCおよび高濃度(4vol.%)CdSe QDを光重合性イオン液体モノマーへ分散したQD分散NPC中へのPGL構造の形成を試みた。その結果、何れのNPCにおいてもPGL構造の形成が実現でき、波長532nmの入射光に対して予測されるPGL構造による複数次数の回折光が観測できた。しかし高次回折光の回折効率としてZrO2ナノ微粒子分散NPCでは最大1%、QD分散NPCでは最大0.3%と低い値となることがわかった。そこで、その原因と考えられる重合収縮の屈折率格子形成への影響を光学的測定法により究明した。その結果、NPC中に数%の重合収縮が生じることがわかり、それによるPGL構造の歪みと屈折率変調低下が非線形光学効果発現に悪影響を及ぼすことがわかった。以上の成果の一部は、Optics Letters(2件)およびOptical Review(1件)に掲載するとともに、国際会議(2件)および応用物理学会(1件)において発表した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Spatial frequency response of nanoparticle-polymer composites volume gratings doped with multifunctional chain transfer agents2015

    • Author(s)
      J. Guo, R. Fujii, and Y. Tomita
    • Journal Title

      Optical Review

      Volume: 22

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Nanoparticle-polymer-composite volume gratings incorporating chain-transfer agents for holography and slow-neutron optics2014

    • Author(s)
      R. Fujii, J. Guo, J. Klepp, C.Pruner,M. Fally, and Y. Tomita
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 39 Issue: 12 Pages: 3453-3456

    • DOI

      10.1364/ol.39.003453

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of chain-transferring thiol functionalities on the performance of nanoparticle-polymer composite volume gratings2014

    • Author(s)
      J. Guo, R. Fujii, T. Ono, J. Klepp, C. Pruner,M. Fally, and Y. Tomita
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 39 Issue: 23 Pages: 6743-6746

    • DOI

      10.1364/ol.39.006743

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] On the role of multifunctional chain transfer agents in recording nanoparticle-polymer composites holographic gratings2014

    • Author(s)
      J. Guo, R. Fujii, T. Ono, and Y. Tomita
    • Organizer
      International Workshop on Holography and Related Technologies 2014 (IWH2014)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2014-10-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermal stability of ZrO2 nanoparticle-polymer composite volume gratings2014

    • Author(s)
      J. Guo, R. Fujii, T. Ono, and Y. Tomita
    • Organizer
      JSAP-OSA Joint Symposia 2014、第75回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌、北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatial frequency response of a volume hologram recorded in a ZrO2 nanoparticle-dispersed acrylate photopolymer film containing chain transfer agents2014

    • Author(s)
      J. Guo, R. Fujii, and Y. Tomita
    • Organizer
      2014 SPIE Photonics Europe
    • Place of Presentation
      Brussels, Belgium
    • Year and Date
      2014-04-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光重合性ナノ微粒子-ポリマーコンポジットへの連鎖移動剤添加による体積ホログラムの屈折率変調増大化と空間周波数応答特性の改善2014

    • Author(s)
      藤井隆太、J. Guo、富田康生
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川、湘南工科大学
    • Year and Date
      2014-03-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Performance of nanoparticle-(meth) acrylate polymer composites modified by chain-transferring thiols with varving structures2013

    • Author(s)
      J. Guo, R. Fujii and Y. Tomita
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 (Optics & Photonics Japan 2013)
    • Place of Presentation
      奈良、奈良県新公会堂
    • Year and Date
      2013-11-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Significance of chain transfer agents in holographic photopolymers2013

    • Author(s)
      J. Guo, J. T. Sheridan and Y. Tomita
    • Organizer
      JSAP-OSA Joint Symposia 2013、第74回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      京都、同志社大学
    • Year and Date
      2013-09-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] Tomita Research Group

    • URL

      http://talbot.es.uec.ac.jp/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://talbot.es.uec.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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