有機結晶分極反転構造の構築による位相整合が容易な波長変換素子の開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555016
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 梅垣 真祐 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (70011161)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 夫 龍淳 富士ゼロックス(株), 基礎研究所, 主幹研究員 ; 近藤 高志 東京大学, 工学部, 助手 (60205557) ; 中西 八郎 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (50240651) ; 伊藤 良一 東京大学, 工学部, 教授 (40133102)
• Keywords: 非線形工学 / 有機結晶 / 分極反転構造 / 波長変換素子

Research Abstract

平成6年度の目標は、(1)新規材料の開発、(2)適合材料の薄膜単結晶化および周期構造の導入、(3)材料のSH光による破壊特性の検討、(4)素子設計であった。
(1)に関しては、ハイパー・レーリー散乱法を適用して、pTSが従来材料よりも吸収端が30〜40nm以上短波長側でありながら、βは3〜7倍大きい、優れた分子素材であることが判明した(中西ら:「研究発表」の項参照)。(2)に関しては、ブリッジマン法をMNAに適用し、極めて大きな(数cm角)単結晶が得られ、10μm幅のチャンネル内においてもグラフォ・エピタキシャルな単結晶育成に成功した(梅垣ら:MRSジャパンにて発表、投稿準備中)。目下、本研究の目標である「分極反転構造の構築」を試みているところである。既に、自由空間内のガウス・ビームと同様なビームが平板導波路内でも存在することを理論的に確かめており、これを用いて、基板の選択、膜厚の決定等、SHGの高効率化のための(4)の素子設計を実施中である。また、一般のチャネル型導波路における疑似位相整合条件の緩和法についても種々の提言を行った(伊藤ら:「研究発表」の項参照)。一方、シクロブテンジオン誘導体をアクセプターとする、大きなβを有する新規分子を結晶化し、位相整合可能な実効非線形光学定数が極めて大きくなることを理論・実験の両面から確認した(夫ら:「研究発表」の項参照)。

Research Products

• [Publications] J.Wu: "Broad-Band Second-Harmonic Generation in LiNbO_3 Waveguide Using Optimized Domain-Inverted Grating" Jpn.J.Appl.Phys.33. L1163-L1166 (1994)
• [Publications] H.Takahasi: "New Semiconducor Second-Harmonic Generation Based on Quasi-Phase-Matching for Cavity-Enhanced Fundamental Standing Wave" Jpn.J.Appl.Phys.33. L1456-L1458 (1994)
• [Publications] J.Wu: "Optimal Design for Broadvand Quasi-Phase-Matched Second-Harmonic" IEEE Lightwave Tech.(掲載予定). (1995)
• [Publications] X.-M.Duan: "Comparatively Large Second-Order Hyperpolarizability of Aromatic Sulfonate Anion with Short Cutoff Wavelength" Jpn.J.Appl.Phys.33. L1559-L1561 (1994)
• [Publications] X.-M.Duan: "Second-Order Hyperpolarizabilities of Organic Ionic Species" Mol.Cryst.Liq.Cryst.(掲載予定). (1995)
• [Publications] T.Tomono: "Phase-Matching Properties of a P1 Symmetry Crystal,(-)-1-(4-Dimethylaminophenyl)-2-(2-Hydropropylamino)Cyclobutene-3,4-Dione" Mol.Cryst.Liq.Cryst.(掲載予定). (1995)