フォトニッククリスタル非線形光学材料による空間光制御デバイスに関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450024
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 谷田貝 豊彦 筑波大学, 物理工学系, 教授 (90087445)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉川 宣一 筑波大学, 物理工学系, 講師 (00282335) ; 伊藤 雅英 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (30150874)
• Keywords: フォトニック クリスタル / 光変調器 / 有機非線形材料 / 電場配向ポリマー

Research Abstract

フォトニッククリスタルとは,光の波長程度の周期で誘電率を変調させた材料で,光波モードの効率的な制御が可能なものである.これは,通常の結晶内の周期的ポテンシャルで,電子のバンド構造が決定されるのと類似の効果であり,電子を光子に代えた結晶という意味から,このように呼ばれている.光波モードの制御により,光の自然放出の制御が可能であり,超低しきい値のレーザーの実現が期待されるほか,特定の位置に強く局在する光波モードを利用した非線形光学効果の著しい増強効果が期待される.
本研究では,このフォトニッククリスタルによる光波モードの究極的閉じこめ制御により,高効率非線形光学現象の発現を確認し,この材料のデバイス化のための基礎的実証研究を行う.具体的には,メガヘルツ程度の動作速度を有する電界印可による位相変化を利用した空間光変調デバイスの開発を目的として,試作するフォトニッククリスタルと平坦化集積回路のボンディングによる新しいデバイスの設計・試作・評価を行うことが目的である.
本年度は、以下の実験評価を行い,デバイス化の基礎的事項を検討した.
1) 一次元フォトニッククリスタル中の光波伝搬特性測定のため,白色光マイケルソン干渉計及び変調特性評価のための偏光解析装置を作製した.
2) 誘電体多層膜により,一次元完全格子フォトニッククリスタルを作製し、また,その完全格子に有機非線形光学材料(電場配向ポリマー例えば,DR1/PMMA,DR19/PMMAなど)の欠陥層を導入して,一次元不完全格子フォトニッククリスタルを作製した.
3) 上記の結果をもとに,一次元格子状電極をとりつけたデバイスの基本構成の検討を行なった.変調度,屈折率変化,応答速度等の測定評価に基づきデバイスを試作した.
4) フォトニッククリスタルの加工装置を試作し,平坦化集積回路との接合法を検討した.

Research Products

• [Publications] M.Itoh et al.: "Spatial Arrange next of Small Particle by Imaging Luse Trap" Optical Review. 5. 55-58 (1998)
• [Publications] M.Itoh et al.: "Photomodification of polymerfilm" J.Phys.D : Appl.Phys.31. 463-471 (1998)
• [Publications] K.Harada et al.: "Poted Polymer Etalon Light Modulator" Jpn.J.Aopl.Phys.37. 4393-4396 (1998)
• [Publications] N.Yoshikawa et al.: "Binary computer generated holograms for security applocation" Opt.Lett.23. 1483-1485 (1998)
• [Publications] K.Harada et al.: "Nonlinear Image Self-filtering" Opt.Laser Tech.30. 147-155 (1998)
• [Publications] M.Itoh et al.: "Beam Profiting Monitor of Synchrotron Radiation" Opt.Reo.5. 196-199 (1998)
• [Publications] 谷田貝 豊彦: "光情報処理の基礎" 丸善, 170 (1998)