液晶の光情報処理媒体としての光刺激伝搬現象に関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02805037
• Research Institution: University of Osaka Prefecture
• Principal Investigator: 奥田 昌宏 大阪府立大学, 工学部, 教授 (90081281)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内藤 裕義 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (90172254) ; 杉村 明彦 大阪産業大学, 工学部, 助教授 (90145813)
• Keywords: ネマティック液晶 / 光刺激伝搬 / 光情報処理 / 電荷輸送 / 不純物イオン / ニュ-ロコンピュ-ティング / 非線形ポッケルス効果 / パタ-ン認識

Research Abstract

液晶異常過渡光電流の発生原因は、次のように非線形光学効果により明確にした。異常過渡光電流の発生原因としては、焦電効果に基づくイオン性電荷のバルク内移動が最初に考えられるが、通常の液晶中でのイオン電荷の移動速度(数ミリ秒以上)から、異常電流の発生時間の高速性(数マイクロ秒以下)は説明できない。また、イオン性電荷のバルク内走行時間は、液晶セルへの外部印加直流電圧の大きさに依存するが、異常電流の発生時間は、外部印加電圧に依存しない。以上の実験事実に基づき、異常電流の発生機構は、液晶の非線形効果に基づく光起電圧により説明される。ネマチック液晶は、通常巨視的な反転対称性を有する。このため、液晶は非線形性を示さない。しかし、電圧印加により液晶分子に歪が生じた場合(Freedericksz転移)、巨視的な反転対称性が崩れ、非線形性を示す(OuーYang et al.Phy.Rev.A32,1189(1985))。この結果、液晶層からの第二高調波の発生や光整流効果の発生が考えられる。光整流効果は、液晶層への入射光の差周波数効果としてとらえられる(和周波数効果は、第二高調波の発生)。すなわち、光起電圧効果としての内部電圧の発生につながる。これが、液晶異常過渡光電流の発生機構である。実験的にも理論的にも、非線形光学効果により異常過渡光電流の発生機構を明確することができた。異常過渡光電流の発生機構を明確にすることにより、さらに、過渡電流の増幅方法として、色素ド-プ液晶の提案も行なっている。

Research Products

• [Publications] A.Sugimura and OuーYang Zhongーcan: "Optical rectification of nematics by nonlinear optical Pockel's effect and its enhancement by byeーdoping" Journal of Applied Physics. 70. 2599-2603 (1991)
• [Publications] A.Sugimura: "Direct current screening effect on dip occurrence in nematic electroーoptical modulation" Journal of Applied Physics. 70. 5355-5361 (1991)