有機非線形光学材料による光波マニピュレーション

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07246104
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 宮田 清蔵 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 教授 (90015066)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 雀部 博之 理化学研究所, 主任研究員 (20015126) ; 谷田貝 豊彦 筑波大学, 物理工学系, 教授 (90087445) ; 佐々木 孝友 大阪大学, 工学部, 教授 (50029237) ; 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: 非線形光学効果 / 光波マニピュレーション / 有機材料 / 波長変換 / 光変調 / フォトリフラクティブ効果 / 位相 / 波面

Research Abstract

我々は10年ほど前から、それぞれ独立に有機非線形光学材料に関する研究を行ってきた。しかし、実際の素子化に対しては、1人の研究者にとってあまりにも研究の幅が広すぎると感じていた。そこで日本における最もアクティブな研究者が従来の垣根を取り払いアイデア、試料、ファブリケーションのノウハウをお互いに提供し合わなければならないという結論にいたった。本申請領域研究においては、(1)波長のマニピュレーション、(2)振幅のマニピュレーション、(3)波面のマニビュレーション、の3分野について研究を推進し、新材料創製→新プロセス技術開発→デバイス設計を一貫してできるよう、各研究グループの間の調整を行うと共に、従来までの研究成果をデータベース化して研究情報を各グループが円滑にアクセスできる新システムを開発することを目的とした。
本年度は最終年度であるので、昨年度までの研究成果のとりまとめを行った。特に非線形光学材料の国際会議とタイアップして、新材料や素子に関しての評価を行った。主な成果を以下にあげる。(1)ナノメートルサイズの有機単結晶を作製し、これを高分子に分散させた薄膜のχ^<(3)>が10^<-7>esuと、従来の値よりも一桁大きいことを見いだした。(2)主鎖と平行方向に双極子モーメントを有するポリペプチドが分極処理なしに2次の非線形性を示し、また、そのコレステリックピッチを変えることにより、入射光の波長が変化しても、効率のよい波長変換が達成できた。(3)電荷発生能、輸送能、非線形性の機能を一つの分子に導入したモノリシック型のフォトリフラクティブ材料を合成し、大きな利得を得た。(4)ポールドポリマーを用いて1次元のフォトニッククリスタル光空間変調素子を作製し、従来の素子とくらべて感度と応答速度を1桁改善できた。

Research Products

• [Publications] T.Kimura: "Synthesis and Non-linear Optical Properties of Aromatic Ester Oligomers as Chained Chromophores" Polymer. 39. 491-495 (1998)
• [Publications] T.Kimura: "Synthesis and Nonlinear Optical Properties of End-Group Modified Aromatic Esters as Chained Chromophores" Macromol.Chem.Phys.199. 1193-1199 (1998)
• [Publications] Anwar.X.-M.Duan: "First Hyperpolarizability of Benzoate Anions and Esters" J.Chem.Soc.2. 2451-2457 (1998)
• [Publications] H.Adachi: "Growth of high quality nonlinear optical crystal 4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium tosylate" J.Cryst.Growth. 198-199. 568-571 (1998)
• [Publications] J.Yabuzaki: "High Quality Crystal Growth and Characterization of Organic Nonlinear Optial Crystal" Bulletin of Materials Science. 22. 11-13 (1998)
• [Publications] X.Tao: "Hyperbranched Polymers for Electroluminescence Applications" Adv.Mater. 10(3). 226-230 (1998)
• [Publications] N.Tsutsumi: "Precise Study of nonlinear optical coefficients and hyperpola-rizabilities in cold-drawn and poled ferroelectric nylon II films" J.Chem.Phys. 108(23). 9839-9850 (1998)
• [Publications] J.Watanabe: "Polar structure in polypeptide cholesteric liquid crystals eviden-ced from observation of second-harmonic generation dveto" Macromolecules. 31(17). 5937-5939 (1998)
• [Publications] C.Boutton: "Second-order Off diagonal Hyperpolarizability Tensor Components of Substituted Carbazoles by Hyper-Rayleigh Scattering" Chem.Pys.Lett.286. 101-106 (1998)
• [Publications] Y.Zhang: "Carbazole Photorefractive Materials" J.Mater.Chem.8(4). 809-828 (1998)
• [Publications] S.-A.Chou: "Spontaneous Noncentrosymmetric Alignment of Carbazole Polymers" Mol.Cryst.Liq.Cryst.316. 83-86 (1998)
• [Publications] M.Itoh: "Photomodification of Polymer Films" J.Phys.D:Appl.Phys.31. 463-471 (1998)
• [Publications] M.Itoh: "Poled polymer Etalon Light Modulator on Integrated Circuits" Jpn.J.Appl.Phys.37. 4393-4396 (1998)
• [Publications] 谷田貝 豊彦: "丸善" 光情報処理の基礎, 170 (1998)