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透明材料へのフォトニック機能付与に関する研究

Research Project

Project/Area Number 04J08106
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionOsaka University
Research Fellow 西山 宏昭  大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords酸化物ガラス薄膜 / レーザ誘起構造変化 / ナノ粒子 / 回折格子 / 光導波路
Research Abstract

レーザ光照射による酸化物ガラスの新規構造制御手法について研究を行った.従来のレーザ誘起構造変化は,光とガラス中の構造欠陥の直接的な相互作用のみを利用していたため,変化量も小さく,またその熱的安定性も低い.そこで,本研究では,レーザ光と構造欠陥の直接的相互作用に,ガラスの相変化を新たに組み合わせた構造制御を検討した.
紫外波長レーザの干渉光照射と熱処理を組み合わせることで,ガラス薄膜中に空間分解能200nm程度で,半導体Geナノ粒子を空間選択的に析出させるとともに,その選択的析出機構について詳細に検討を行った.この選択的析出法によってレーザ光照射だけで誘起した構造変化の10倍以上の変化を熱的に安定に形成することに成功した.このナノ粒子の析出に関して,各種分光測定などを行い,以下の形成モデルを提案した.まず,相変化の初期過程において,レーザ光照射によって局所的に分相が促進され,周期的な化学組成変調構造が形成される.相変化がさらに進行すると,ガラス製造段階で高濃度に導入したGe関連の構造欠陥の還元が,この組成差に対応して起こり,Geナノ粒子の析出が起きる.
高屈折率なGeナノ粒子の空間選択的析出法を利用して形成したブラッグ回折格子を内装した高効率かつ安定な光導波路型フィルターを,フォトリソグラフィー法とレーザ直接描画法の2通りの手法で作製した.従来型のレーザ誘起回折格子を備えたフィルターでは200℃以下の加熱によって顕著な特性劣化が見られたのに対し,本手法で作製したフィルターは500℃での加熱後にも安定な特性を示した.
これらの研究成果を学術論文や学会誌,また,光材料及び光デバイスに関わる国際会議,国内学会において発表を行った.

Report

(1 results)
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2005 2004

All Journal Article (8 results)

  • [Journal Article] サブ波長周期構造の光デバイスへの応用2005

    • Author(s)
      西山宏昭, 大家和晃, 中澤達洋, 西井準治
    • Journal Title

      オプトロニクス 24巻,279号

      Pages: 142-147

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Direct laser writing of thermally stabilized channel waveguides with Bragg gratings2004

    • Author(s)
      H.Nishiyama, I.Miyamoto, S.Matsumoto, M.Saito, K.Kintaka
    • Journal Title

      Optics Express Vol.12,No.19

      Pages: 4589-4595

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Periodic precipitation of crystalline Ge nanoparticles in Ge-B-SiO_2 thin glass films2004

    • Author(s)
      H.Nishiyama, I.Miyamoto, S.Matsumoto, M.Saito, K.Fukumi
    • Journal Title

      Applied Physics Letters Vol.85,No.17

      Pages: 3734-3736

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fabrication of high-temperature-resistant laser-induced gratings with large refractive index modulation2004

    • Author(s)
      H.Nishiyama, I.Miyamoto, K.Kintaka, J.Nishii
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE Vol.5662

      Pages: 135-140

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Formation of the Bragg gratings attributed to the phase separation of Ge-B-SiO_2 thin films2004

    • Author(s)
      H.Nishiyama, I.Miyamoto, K.Kintaka, J.Nishii
    • Journal Title

      Proceedings of Microoptics Conference 2004

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ultra-stable photo-induced Bragg grating with high diffraction efficiency in Ge-B-SiO_2 waveguide2004

    • Author(s)
      H.Nishiyama, I.Miyamoto, K.Kintaka, J.Nishii
    • Journal Title

      Proceedings of European Conference on Optical Communication 2004 Vol.3

      Pages: 564-565

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Thermally stabilized laser-induced refractive index modulation in GeO_2-B_2O_3-SiO_2 thin glass films2004

    • Author(s)
      H.Nishiyama, I.Miyamoto, K.Kintaka, J.Nishii
    • Journal Title

      Proceedings of XX International Congress on Glass

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 微細周期構造の光導波路デバイスへの応用2004

    • Author(s)
      中澤達洋, 大家和晃, 西山宏昭, 西井準治
    • Journal Title

      応用物理 73巻,11号

      Pages: 1418-1422

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      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-03-31   Modified: 2016-04-21  

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