ナノ微粒子分散媒質を用いたモノリシック光集積回路素子の研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650397
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 馬場 一隆 東北大学, 工学部, 助教授 (10192709)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮城 光信 東北大学, 工学部, 教授 (90006263)
• Keywords: 光集積回路 / 磁気光学効果 / 非線形光学効果 / 薄膜 / ナノ微粒子

Research Abstract

本研究の究極の目的は、ナノ微粒子分散媒質を薄膜化して光導波路として用い、新しい原理・構造のより機能的で安定性のあるモノリシック光集積回路を構築する技術を開発することにある。本年度は特に、そのための基礎技術の開発を主たる目的として、磁性体材料を微粒子化して誘電体媒質中に分散し、得られた媒質の磁気光学特性を調べた。また、金属微粒子が高密度で分散している島状金属薄膜について、その非線形光学特性を調べた。
磁性体微粒子については、鉄、ニッケル、YIG等の磁性体の数十ナノメートルから数ミクロンの直径の粉末をフッ素樹脂中に分散させた媒質について理論的・実験的に検討を行った。その結果、分散された磁性体の体積量に相当するファラデー効果が得られることが明らかになり、また、微粒子化により損失の低下が期待できることも明らかになった。これらの成果により、ナノ微粒子分散媒質を用いたモノリシック光集積回路素子の実現可能性を示すことができた。
また、直径数十ナノメートルの金微粒子からなる島状金薄膜に非線形光学特性が観察されるかどうか実験を行い、コロイドガラスより強い3次の非線形光学効果を確認した。また、引きのばし法により光学異方性を与えた島状銀薄膜を用いて、非線形光学効果に異方性が存在することを初めて明らかにした。
また、ナノ微粒子分散薄膜の応用として追記型光ディスクや薄膜偏光子等の開発研究も行い、さらに合金微粒子の光学特性等の基礎研究でも成果を得て、学術雑誌に報告した。

Research Products

• [Publications] Makoto Takakuwa: "Ultra-thin polarizing films for the near-infrared region consisting of stacked anisotropic gold island films" Opt.Lett.21. 1195-1197 (1996)
• [Publications] Kazutaka Baba: "Fabrication of ultra-thin optical polarizing films consisting of stretched multilayers of gold island films" Proc.IEEE LEOS'96. 2. 234-235 (1996)
• [Publications] Kazutaka Baba: "Metal island films for write-once optical data storage media" Tech.Digest OSA Topical Neeting. 2. 52-53 (1996)
• [Publications] Kazutaka Baba: "Write-once optical data storage media with large reflectance change using metal island films" Appl.Opt.(印刷中).
• [Publications] Kazutaka Baba: "Fabrication techniques and characteristics of ultra-thin optical polarizing films using gold island films" Opt.Rev.(印刷中).
• [Publications] Kazutaka Baba: "Ferromagnetic particle composite polymer films for glass and semiconductor substrates" Opt.Commun.(印刷中).