1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10450026
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
伊東 一良 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80113520)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 歴 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90314377)
小西 毅 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90283720)
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| Keywords | 超短光パルス / 光加工 / 光損傷 / フィラメント / 光導波路 / 光誘起屈折率変化 / シリカガラス / ボイド |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、超短光パルスを利用して、フォトリフラクティブ結晶やGeドープシリカガラスなどの中に数μm〜10数μm径の損傷部分を形成させ、その屈折率変化の機構解明と、光導波路、分岐路、交差路および微小ブラッグ反射器などの微小光学要素を試作・評価することである。本年度は、永続的な屈折率変化が期待できるシリカガラスを材料とし、1)超短パルスレーザー光加工実験と機構解明、2)2次高調波パルス光によるガラス加工実験、を行う予定であった。以下に本年度に得られた結果を以下の通りである。
1.フィラメント生成を利用した永続的屈折率変化の形成
チタンサファイアレーザー光パルス(波長:800nm、パルス幅:130fs)をシリカガラス中に集光し、生成されるフィラメントを利用し、永続的屈折率変化を誘起した。フィラメントと永続的屈折率変化部分は一致し、その位置は、露光時間とともに入射側に伸ぴていくことを明らかにした。誘起した永続的屈折率変化部分の長さは最大500mm、直径は1.7mmであった。この屈折率変化をシュリーレン法および集光点法を用いて算出した結果、1.0×10-2と推定した。また、試料を光軸方向に走査することにより減衰の少ない光導波路(コア径2mm,長さ2mm)を作製した。
2.空隙の生成とSEM観察
高い開口数(0.1〜0.8)をもつ対物レンズで集光し、空隙(void)を生成した。ガラス内部に空隙を作成後、表面にアブレーションをおこし、ガラスを劈開し、空隙部分の観察を可能にした。得られた断面をSEM(scanning-electron microscopy)により観察し、直径1mmの空隙の存在を明らかにした。以上の結果は、Optics Japan'99にて発表済みあるいは、平成12年春の応用物理学会および国際会議で発表予定である。また、得られた成果は、学会誌に投稿準備中である。
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[Publications] Tadamasa Toma: "Estimation of the refractive index change in glass induced by femtosecond laser pulses"Optical Review. 7・1. 14-17 (2000)
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[Publications] Kazuyoshi Itoh: "Fabrication of small Bragg reflectors in glass with refractive index change induced by ultrashort laser pulses"Proceedings of SPIE. 3801. 158-168 (1999)
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[Publications] Kazuyoshi Itoh: "Refractive and structural changes in silica glass induced by ultrashort laser pulses"SPIE Annual Meeting. (2000)
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[Publications] Kazuhiro Yamada: "Photo-induced refractive index changes in filaments formed in glasses with femtosecond laser pulses"LPM 2000. (2000)
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[Publications] Wataru Watanabe: "Observation of voids and optical seizing of voids in silica glass with infrared femtosecond laser pulses"LPM 2000. (2000)
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[Publications] Osamu Matoba: "Photorefractive Optics : Materials, Properties and Applications"Academic Press. (2000)
