有機非線形フォトニック結晶を用いた光書き込み型空間光度調器の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450025
• Research Institution: University of Tsukuba, Institute of Applied Physics
• Principal Investigator: 谷田貝 豊彦 筑波大学, 物理工学系, 教授 (90087445)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原田 建治 筑波大学, 物理工学系, 講師 (30312820) ; 伊藤 雅英 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (30150874)
• Keywords: フォトニック結晶 / 電場配向ポリマー / FDTD法 / 空間光変調器

Research Abstract

フォトニック結晶とは,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,このフォトニック結晶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なった.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結晶と光導電性薄膜による新しい光アドレス型空間光変調デバイスの設計・試作・評価を行う.
具体的には,電場配向ポリマーを用いたフォトニック結晶による空間制御デバイス試作のため,光応答性薄膜の製作を行い材料の基礎特性の評価をおこなった.さらに,有機非線形光学材料を欠陥層としたフォトニック結晶の最適設計および光応答性薄膜との光学的なマッチングの検討を行い,デバイスを最適化する研究を引き続き実施した.フォトニック結晶内の光波分布を解析するためのFDTD法のソフトウエアーの開発と,2次元結晶を製作するための電子ビーム露光による微細加工の研究も行った.

Research Products

• [Publications] K.Munakata, K.Harada, M.Itoh, S.Umegaki, T.Yatagai: "A new holographic recording material and its diffraction efficiency increase effect;the use of photoinduced surface deformation in azo-polymerfilm."Opt.Commun. 191. 15-19 (2001)
• [Publications] K.Harada, K.Munakata, M.Itoh, T.Yatagai, Y.Honda, S.Umegaki: "High-speed light modulation using complex refractive-index changes of electro-optic polymers."Applied Physics Letters. 77・23. 3683-3685 (2000)
• [Publications] K.Harada, K.Munakata, Y.Yagai, M.Itoh, S.Umegaki, T.Yatagai: "Design of electrically Addressed light Modulators using one-dimensional photonic crystals with second-order nonlinear polymeric materials."Nonlinear Optics. 24. 139-146 (2000)
• [Publications] K.Harada, K.Munakata, M.Itoh, N.Yoshikawa, S.Umegaki, T.Yatagai: "Spatial filtering using poled polymer etalon light modulators."Optical and Quantum Electronics. 32. 1351-1358 (2000)
• [Publications] K.Munakata, K.Harada, H.Anji, M.Itoh, T.Yatagai, S.Umegaki: "Diffraction efficiency increase by corona discharge in photoinduced surface-relief gratings on an azo polymer film."Opt.Letl.. 26・1. 4-6 (2001)
• [Publications] Y.Yasuno, M.Nakama, Y.Sutoh, M.Itoh, M.Mori, T.Yatagai: "Phase-resolved correlation and its application to analysis of low coherence interferogram."Opt.Letl.. 26・2. 90-92 (2001)