1997 Fiscal Year Annual Research Report

第2高調波発生を利用した導波型光機能デバイスに関する研究

Research Project

Project/Area Number	09750057
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	村田博司大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (20239528)
Keywords	非線形光学 / 光集積回路 / 光導波路 / 第2高調波発生 / 光フィルタ / 非線形デバイス / タンタル酸リチウム(LiTaO_3) / 周期分極反転
Research Abstract	本研究では、2次非線形光学効果による光波波長(周波数)変換を利用した、新しい導波型光機能デバイスの可能性を追求した。 2次非線形光学効果を利用すれば、ある周波数の光波(基礎波)をその2倍の周波数の光波(第2高調波)に変換する、光波の第2高調波発生(SHG)が可能である。SHG変換効率は、基本波のパワーに比例し、また、鋭い波長選択性を示す。この現象は、見方を変えれば、入力された光波の出力を光波自身の光パワー、および波長に応じて、基本波、あるいは高調波の何れかのポートに切り替える非線形光スイッチ、あるいは波長フィルタとしての機能を持っていると言える。さらには、従来の2次非線形デバイスに新たな機能を付加して、例えば、波長変換器と非線形スイッチ・フィルタなどの複数の機能を併せ持った新しいタイプのデバイスを実現することも可能と考えられる。本年度は、SHGを利用して、波長軸上で多重化された光信号の中から、位相整合の取れる波長だけを第2高調波へ変換することで、特定の波長の光信号のみを弁別する非線形スイッチ・フィルタを実現することを目的として研究を進めた。・動作解析・設計 : 光パワーと波長によるスイッチングおよび分波の機能を実現するために適したデバイス構造について考究した。波長変換素子としての直線導波路と、分波素子としての方向性結合器を組み合わせた構造について、ビーム伝搬法による解析により動作特性を求め、最適構造についての考察を行った。・試作・動作実験 : タンタル酸リチウムを用いて、デバイスRの作製のための基礎実験を行った。位相整合条件の調節のために必要となる、周期分極反転構造を直流電圧印加法を用いて作製し、疑似位相整合によってSHGが得られることを確かめた。また、プロトン交換法を用いて光導波路を作製し、良好な導波特性が得られることを確認した。これらにより、デバイス作製の見通しが得られた。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Hiroshi MURATA: "Light-Induced Index Change with a Fast Response Time and Nonlinear Absorption in the Waveguide of a Novel Organic Quinoid Dye" Journal of the Optical Society of America B. Vol.15, No.2. 884-888 (1998)
[Publications] Hiroshi MURATA: "Optical Bistability and All-Optical Switching in Novel Waveguide Junctions with Localized Optical Nonlinearity" IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology. Vol.16, No.5(to be published). (1998)
[Publications] Hiroshi MURATA: "Nonlinear Index Change in a Waveguide of a Novel Organic Quinoid Dye and its Applications to All-Optical Devices" Proceedings of Fourth International Conference on Organic Nonlinear Optics. (to be published). (1998)
[Publications] 井筒雅之: "3次の非線形性を利用した有機光制御デバイス" 光学. Vol.26, No.3. 137-141 (1997)
[Publications] 村田博司: "キノン系色素薄膜装荷光導波路の非線形屈折率効果" 応用物理学会第58回秋季全国大会論文集. Vol.1, No.3. 1103-1103 (1997)
[Publications] 村田博司: "有機色素薄膜を用いた3次非線形光導波路とその光-光デバイスへの応用" 電気関係学会関西支部連合大会論文集. Vol.1. S45-S45 (1997)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

第2高調波発生を利用した導波型光機能デバイスに関する研究

Principal Investigator

村田 博司 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (20239528)

Research Products

[Publications] Hiroshi MURATA: "Light-Induced Index Change with a Fast Response Time and Nonlinear Absorption in the Waveguide of a Novel Organic Quinoid Dye" Journal of the Optical Society of America B. Vol.15, No.2. 884-888 (1998)

[Publications] Hiroshi MURATA: "Optical Bistability and All-Optical Switching in Novel Waveguide Junctions with Localized Optical Nonlinearity" IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology. Vol.16, No.5(to be published). (1998)

[Publications] Hiroshi MURATA: "Nonlinear Index Change in a Waveguide of a Novel Organic Quinoid Dye and its Applications to All-Optical Devices" Proceedings of Fourth International Conference on Organic Nonlinear Optics. (to be published). (1998)

[Publications] 井筒 雅之: "3次の非線形性を利用した有機光制御デバイス" 光 学. Vol.26, No.3. 137-141 (1997)

[Publications] 村田 博司: "キノン系色素薄膜装荷光導波路の非線形屈折率効果" 応用物理学会第58回秋季全国大会論文集. Vol.1, No.3. 1103-1103 (1997)

[Publications] 村田 博司: "有機色素薄膜を用いた3次非線形光導波路とその光-光デバイスへの応用" 電気関係学会関西支部連合大会論文集. Vol.1. S45-S45 (1997)

村田博司大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (20239528)

[Publications] 井筒雅之: "3次の非線形性を利用した有機光制御デバイス" 光学. Vol.26, No.3. 137-141 (1997)

[Publications] 村田博司: "キノン系色素薄膜装荷光導波路の非線形屈折率効果" 応用物理学会第58回秋季全国大会論文集. Vol.1, No.3. 1103-1103 (1997)

[Publications] 村田博司: "有機色素薄膜を用いた3次非線形光導波路とその光-光デバイスへの応用" 電気関係学会関西支部連合大会論文集. Vol.1. S45-S45 (1997)