有機非線形光導波路を用いた集積化可同調光波長変換器の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650336
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 芳賀 宏 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教授 (80172831)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 拓男 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (40283733) ; 山本 錠彦 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00029448)
• Keywords: 有機非線形光学材料 / 光波長変換 / 光導波路 / 光集積回路 / 非線形光学 / 光高調波発生 / 導波型光デバイス / 周期分極反転

Research Abstract

無機誘電体で多く用いられている一様周期分極反転構造ではその周期で定まる波数を相互作用する光波の波数差に一致させるため,波長の変化による波数差の変化には対応できない。
本研究では,分極反転を形成する電極を一様周期ではなく,多数セグメントに分割した構造とし,各セグメントに印加する電圧を制御して配向分布を変化させる。この手法により,相互作用する光波間の波数差に対応する波数成分を生じさせて,位相整合を達成する。この方式による可同調な波長変換素子を提案し、理論解析により、その有効性を示した。次に,色素分散型ポリマーのもつ配向制御性を利用して、素子作製後に材料のd係数の符号を動的に変化させることができる素子を試作した。この素子はセグメント化した周期構造を導波型光波長変換デバイスに導入することで、デバイスの動作許容範囲を拡大することができ、一様な周期構造のデバイスと比較すると相互作用長が長くなるほど、また、最小セグメント単位が小さくなるほど、デバイスの性能指数は増大する。PMMA中にMNA分子を分散した高分子材料を用いて、1セグメント4周期(1周期19μm)を10セグメント実装したデバイスを作製した。基本波長1.06μmの高調波発生実験を行い、各セグメントに与える電界を調整することにより、高調波の発生を制御できることを確認した。さらに,セグメント間に位相調整領域を設定することにより広い波長に対応できる素子を考案し,まず、ニオブ酸リチウムを用いた基礎実験をおこない,セグメント間に設けた電極により位相変調をおこなうことにより,基本波の1nm以上の波長変化に対応可能なことを確認した。

Research Products

• [Publications] Sugihara Takashi: "Electrically Tunable Guided-Wave Optical Frequency Converter"IEEE J. Lightwave Technology. 16・2. 239-245 (1998)
• [Publications] 岡橋 哲秀: "電気光学効果を用いたチューナブル導波路型光第2高調波発生器"電子情報通信学会論文誌C-I. J81-C-1・6. 372-373 (1998)