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Development of optical vortex generator based on the polarization adress type spatial light modulation using photo-reactive liquid crystal polymers

Research Project

Project/Area Number 17K14663
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

Sakamoto Moritsugu  長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (60757300)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords光渦 / 空間光変調 / ベクトルビーム / 光機能性液晶 / 液晶 / 光配向 / 空間光制御デバイス / 高速光制御 / 偏光渦 / 応用光学・量子光工学 / 光源技術
Outline of Final Research Achievements

We proposed and developed new method for generating optical vortices by using three-dimensional twisted anisotropic structure fabricated in the uniaxially-aligned azo-dye-doped liquid crystal polymer composite by illuminating the vector beam. Alignment structure dependencies on optical vortex generation were numerically investigated, and we found that a purity and conversion efficiency of the optical vortex generated from the structure can be improved by changing the liquid crystal alignment distribution. Optical vortex generator was assembled by using scanning type polarization pattern illuminator consisting of polarization modulator and MEMS mirror. Generation of odd and even numbered order vortices were experimentally demonstrated. Also, we tried to accelerate response time of azo-dye-doped liquid crystal by investigating temperature dependency and composition ratio of materials.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

その特異な光学的性質が注目され、近年飛躍的に応用の幅を広げている光渦の実験研究では、特異光波を発生させるための位相の空間制御デバイスが必要不可欠であり、とりわけその光制御の柔軟性・広帯域性・偏光選択性は特異光波の応用の可能性を拡大する基盤要素となる。本研究成果は、我々が提案する光機能性液晶材料を用いた偏光アドレス型の光渦発生装置が、これらの要素を併せ持つ位相制御装置として機能する事を理論的・実験的に示したものであり、今後の光渦の応用研究の発展に貢献するものと期待される。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (62 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (43 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 4 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (6 results) (of which Overseas: 4 results)

  • [Journal Article] Liquid crystal cells with subwavelength metallic gratings for transmissive terahertz elements with electrical tunability2019

    • Author(s)
      Sasaki Tomoyuki、Kushida Hiroki、Sakamoto Moritsugu、Noda Kohei、Okamoto Hiroyuki、Kawatsuki Nobuhiro、Ono Hiroshi
    • Journal Title

      Optics Communications

      Volume: 431 Pages: 63-67

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2018.09.013

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      Sakamoto Moritsugu、Bannai Kenta、Noda Kohei、Sasaki Tomoyuki、Ono Hiroshi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Issue: 9 Pages: 091701-091701

    • DOI

      10.7567/jjap.57.091701

    • NAID

      210000149623

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    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Issue: 10 Pages: 102502-102502

    • DOI

      10.7567/jjap.57.102502

    • NAID

      210000149711

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    • Journal Title

      Applied Optics

      Volume: 57 Issue: 30 Pages: 8870-8870

    • DOI

      10.1364/ao.57.008870

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      Applied Physics A

      Volume: 124 Issue: 11 Pages: 789-789

    • DOI

      10.1007/s00339-018-2205-1

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      AIP Advances

      Volume: 8 Issue: 11 Pages: 115326-115326

    • DOI

      10.1063/1.5041294

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      Volume: 112 Issue: 2 Pages: 021106-021106

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      Volume: 121 Issue: 14 Pages: 143106-143106

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      M. Sakamoto, K. Bannai, K. Noda, T. sasaki, and H. Ono
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      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 59 Issue: 9 Pages: 092602-092602

    • DOI

      10.7567/jjap.56.092602

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      松尾直人, 坂本盛嗣, 野田浩平, 佐々木友之, 川月喜弘, 小野浩司
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2017
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  • [Presentation] 3次元螺旋異方性構造体を用いた光渦発生における配向分布依存性2017

    • Author(s)
      坂本盛嗣, 金子哲, 野田浩平, 佐々木友之, 川月喜弘, 小野浩司
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2017
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  • [Presentation] ワイヤーグリッド電極を用いた液晶セルによる電圧制御型テラヘルツアッテネータ2017

    • Author(s)
      串田裕紀, 坂本盛嗣, 野田浩平, 岡本浩行, 小野浩司, 佐々木友之
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2017
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  • [Presentation] 色素ドープ液晶セルを用いた可視光によるテラヘルツ偏波の制御2017

    • Author(s)
      奥山大樹, 坂本盛嗣, 野田浩平, 川月喜弘, 小野浩司, 佐々木友之
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2017
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      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 研究者ホームページ

    • URL

      http://sakamoto-optics-nagaokaut.net/Top.html

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  • [Remarks] http://sakamoto-optics-nagaokaut.net/Top.html

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 偏光撮像装置2018

    • Inventor(s)
      坂本盛嗣、野田浩平、小野浩司、川月喜弘、筒井皇晶、後藤耕平
    • Industrial Property Rights Holder
      坂本盛嗣、野田浩平、小野浩司、川月喜弘、筒井皇晶、後藤耕平
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光発生装置、光発生装置を備える露光装置、露光システム、光発生方法、及び露光フォトレジスト製造方法2018

    • Inventor(s)
      坂本盛嗣、野田浩平、膝附拓也、小野浩司、川月喜弘、他
    • Industrial Property Rights Holder
      坂本盛嗣、野田浩平、膝附拓也、小野浩司、川月喜弘、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 偏光撮像装置2018

    • Inventor(s)
      坂本盛嗣、野田浩平、小野浩司、川月喜弘、筒井皇晶、後藤耕平
    • Industrial Property Rights Holder
      坂本盛嗣、野田浩平、小野浩司、川月喜弘、筒井皇晶、後藤耕平
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光発生装置、光発生装置を備える露光装置、露光システム、光発生方法、及び露光フォトレジスト製造方法2018

    • Inventor(s)
      坂本盛嗣、野田浩平、膝附拓也、小野浩司、川月喜弘、他
    • Industrial Property Rights Holder
      坂本盛嗣、野田浩平、膝附拓也、小野浩司、川月喜弘、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
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    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 偏光撮像装置2017

    • Inventor(s)
      坂本盛嗣、野田浩平、小野浩司、川月喜弘、筒井皇晶、後藤耕平
    • Industrial Property Rights Holder
      坂本盛嗣、野田浩平、小野浩司、川月喜弘、筒井皇晶、後藤耕平
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-160221
    • Filing Date
      2017
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光発生装置、光発生装置を備える露光装置、露光システム、光発生方法、及び露光フォトレジスト製造方法2017

    • Inventor(s)
      坂本盛嗣、野田浩平、膝附拓也、小野浩司、川月喜弘、ほか
    • Industrial Property Rights Holder
      坂本盛嗣、野田浩平、膝附拓也、小野浩司、川月喜弘、ほか
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-221298
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
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Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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