光反応誘起光・光制御材料

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555287
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 堀江 一之 東京大学, 工学部, 教授 (10013690)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 町田 真二郎 東京大学, 工学部, 助手 (20262032) ; 山下 俊 東京大学, 工学部, 講師 (70210416)
• Keywords: 光異性化反応 / 有機光・光制御材料 / 光スイッチングエネルギー / プリズムカップリング法 / 屈折率変化 / 高分子光学材料

Research Abstract

本研究て申請した除振台、エアフィルターを購入、設置することにより精密な光学測定を行う体制を整えた。
測定装置としてm‐line法による屈折率測定系を、設計、作成した。さらに、測定系の制御、実験データの解析を本研究で申請したコンピューターを用いて行うことにより、屈折率を効率良く高精度に測定することが可能となった。測定光源として本研究において申請したチューナブルヘリウムネオンレーザを用い、屈折率の波長分散の測定が可能となった。
m‐line法による屈折率測定は、レーザの波長により測定波長が限られている。それを補うために、現有施設である紫外可視分光光度計を用い、クラマ-ス・クローニッヒの式による解析システムを作成した。これにより、レーザの波長以外での屈折率の推定が可能になった。
上の両者の測定、解析法を相補的に用いることにより、連続的な屈折率の波長スペクトルを測定出来るようになった。
光スイッチング素子は光により誘起された光学物性の変化を光により取り出す事で動作するが、光学物性の変化を取り出す光の波長において、光異性化反応によって得られる屈折率変化の大きさと光異性化色素の吸収による損失との間にはトレードオフの関係がある。これを考慮し、光異性化を用いた光-光制御素子の最小動作スイッチングエネルギーを求めた。計算には、前述の測定器により測定された、PMMA中にドープされたAC540((E)‐α‐2,5‐dimethyl‐3‐furylethylidene(isopropylidene)succinic anhydride)、MY(p‐N,N‐dinethylaninoazobenzene)の光異性反応による屈折率変化、その波長分散の値を用いた。その結果、スイッチング動作を行うためにはMYを5×10^<-14>mol、異性化させることが、またAC540を1.1×10^<-13>mol異性化させることが必要であることがわかった。また、それぞれの最小光スイッチングエネルギーは、ジメチルアミノアゾベンゼンを用いた場合、100nJ程度、AC540を用いた場合、200nJ程度であることがわかった。

Research Products

• [Publications] S.Morino,T.Watanabe,Y.Magaya,et al.: "PHOTO‐OPTICAL PROPERTIES OF POLYMERS CONTAINING NORBORNADIENE MOIETIES" Journal of Photopolymer Science and Technology. 7. 121-126 (1994)
• [Publications] 森野慎也、山下 俊、堀江一之: "光反応を用いた光-光制御材料の研究" 東京大学工学部総合試験所年報. 53. 205-211 (1994)
• [Publications] 森野慎也、山下 俊、堀江一之: "光誘起フォトオプティカル効果[III]ジメチルアミノアゾベンゼンを含むPMMAフィルムの光異性化反応による屈折率変化、および変更照射による複屈折形成" 高分子学会予稿集. 43. 2364-2365 (1994)
• [Publications] 山崎武夫、森野慎也、町田真二郎 他: "光誘起フォトオプティカル効果[IV]各種フォトクロミック色素を含むポリマーの光異性化反応による屈折率変化、およびその波長分散" 第44回高分子学会年次大会予稿集. (予定).
• [Publications] S.Morino,T.Yamashita,K.Horie: "The Change in Refractive Index and the Formation of Birefringence during Photoisomerization of Photochoromic Dyes" 4th Topical Meeting on SHB(SHB94),OSA 1994 Tech.Digest Series. 15. 194-197 (1994)
• [Publications] 森野慎也、堀江一之: "光反応誘起フォトオプティカル効果" 高分子加工. 43. 502-508 (1994)