2013 Fiscal Year Research-status Report

強誘電性液晶を用いた波長-バンド幅可変光学フィルタの開発

Research Project

Project/Area Number	25790042
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Research Institution	Ehime University
Principal Investigator	尾崎良太郎愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (90535361)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords	強誘電性液晶 / バンド幅可変フィルタ / フォトニック結晶
Research Abstract	強誘電性液晶はナノ周期構造を有しておりフォトニック結晶として機能する。従来のナノ周期構造液晶のストップバンドが強い偏光依存性を示すのに対して、強誘電性液晶では偏光無依存なストップバンドを持つという特徴がある。本研究の目的は、強誘電性液晶を用いた波長とバンド幅が同時に制御可能な波長可変フィルタの実現とその電場制御である。また、実験だけでなく解析の両面からの波長-バンド幅可変ストップバンドの発現機構と光学特性の解明も試みている。本年度は、実験では、強誘電性液晶に電圧を印加するためのギャップ距離100μmの電極を試作した。理論計算は、透過スペクトルに液晶セルの厚さムラを近似的に入れることを試みた。強誘電性液晶に十分な電圧を印加するためには、ギャップ距離を狭くする必要がある。一方、ギャップが狭くなると透過光の測定が困難となる。そこで、本年度は、パターン露光により、ギャップ距離100μmのマスクを作製した。自作のマスク作製は、電極間隔100μmの微細な電極間隔なため、想定していたより時間を要し苦労した。また、できるだけ、シンプルにして、かつ面積を多くとるためにマイクロ波伝搬などで使われるコプレーナー電極を模した電極形状とした。現在、実際に液晶を入れて、動作確認までは行っている。一方、計算については、透過スペクトル計算において、実験とは違い、厳密になっているため、実験では見られないような干渉が現れ、一見すると実験と計算結果が異なるような印象を与えていた。これらは、液晶セルの厚さムラが原因であり、厚さムラを透過スペクトルの計算に導入することを試みた。液晶光学の分野で、セルの厚さムラに関する文献は、ほとんど見られなかったため、我々は独自にセル厚がある分布関数をもつ場合の近似式を考えた。この近似式の厳密性については議論の余地があるが、概ね実験と計算は良い一致を示している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 強誘電性液晶に十分な電圧を印加するためには、電極ギャップ距離を狭くする必要がある。一方、ギャップが狭くなると透過光の測定が困難となる。そこで、本年度は、パターン露光により、ギャップ距離100μmのマスクを作製した。しかし、ギャップが100μmと微細な電極形状のため、蒸着パターン用マスクを自作したが、マスク作製の条件出しに苦労したために時間が想定したよりかかり、進展がやや遅れた。
Strategy for Future Research Activity	研究は進展がやや遅れているが、推進方策自体に大きな変更はない。今年度は、電極が作製可能となったので、液晶に電圧を加えて、螺旋ピッチの電圧変調を目指す。得られた成果は、適時学会で発表するとともに、年度内に学術論文として報告することを目指す。本研究を進める中で、副次的に得られた透過スペクトルの厚さムラの近似計算については、近似の妥当性を検証するとともに、過去の文献を調べ、報告例がないようであれば論文としてまとめ報告する。