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光反応性点欠陥を利用した高効率屈折率グレーティング形成ガラスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 05555235
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 無機工業化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

細野 秀雄  東京工業大学, 工業材料研究所, 助教授 (30157028)

研究分担者 菱田 俊一  無機材質研究所, 第1グループ, 主任研究官
西井 準治  大阪工業研究所, ガラスセラミック部, 研究員
粟津 浩一  電子技術総合研究所, 量子放射部, 研究員
牟田 健一  昭和電線電積, 光通信研究所, 課長
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
1994年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1993年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワード光リフラクディブ材料 / SiO_2-GeO_2ガラス / 点欠陥 / ガラス / 光反応 / 屈折率グレーティング / 光化学反応 / 光誘起反応 / グレーティング / GeO_2 / フォトリフラクティブ材料
研究概要

(1)GeO_2-SiO_2系ガラスにおける光透起屈折率変化(LIRC)は5eV付近に吸収を与える酸素欠乏型欠陥のうち2つのGe^<4+>に配位された酸素が抜けた中性酸素モノ空孔(NOMU)が光反応でGe E'中心に転化することにより生じる。よってNOMUの濃度を増大させることが、LIRCの高効率化につなかせることがわかった。
(2)NOMUの濃度は水素ガス雰囲気下でガラス転移点以下の温度である500℃付近で加熱することにより選択的に処理前に比べ1桁ほど増大させることができることを見出した。
3)高周波スパッターリング法で作製したGeO_2-SiO_2ガラス薄膜は真空下350℃付近でアニールすることにより5eV吸収帯が明瞭に分離した状態を実現でき、NOMUの濃度をバルク試料に比べ1〜2桁増大させることが可能であった。
(4)Geドープシリカガラスファイバーの紡糸プロセスでのエキシマーレーザー光のパルスによるグレーティング形成の可能性を調べるために、紫外レーザー光と水銀ランプ光の照射の光反応の差異を検討した。レーザー光では2光子吸収過程によりバンドギャップ励起を経てGe electron cntersとself-trapped holeが生成し、ランプ光照射の場合と異なりNOMUのGe E'中心への転化は観察されなかった。生じる光反応が1光子過程力2光子過程力により決定的に異なることが明らかになった。
(5)イオン注入により光反応性欠陥の生成とその光反応性を検討した。GeO_2-SiO_2ガラスへのプロトン照射ではNOMU濃度の顕著な増大が観察された。一方SiO_2ガラスへP,Bを注入した場合はNOMUと同様の5eV吸収帯が大きな強度で誘起されたが、光照射ではSiE'中心の生成は見られず、260〜190nmの全域で吸収帯のブリーチングが観察された。
(6)前者では△nの符号は正、後者では負であることがわかった。SiO_2:A1ガラスに放射線照射をおこなうと可視が紫外域にかけてA1-OHCとA1 E'中心による強い吸収帯が誘起されたが、光ブリーチングはおこらず、グレーティング形成ガラスとしては有望ではないことがわかった。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] 細野秀雄、牟田健一: "Praferred concentration eahoncencent of photobleachallc defects responsible for 5ev band in SiO_2: GeO_2 afass preform by heating in a H atori splue" Applied Physics Letters. 63. 479-481 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 粟津浩一、細田秀雄、川副博司: "Clemical Reaitions of Ge-Relatod Speues in SiO_2-GeO_2 Oplical Fibers" SPIE Proceedings. 2044. 78-87 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西井準治、細野秀雄、川副博司: "Charaiteristics of 5eV absorption band in sputter doposited GeO_2-SiO_2 Cfass films" Applied Phusics Letters. 64. 282-284 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 細野秀雄、川副博司、大吉啓司: "Paramagnebe resonance of E^'-type ceitons in Si-implanted amorpbure SiO_2" Journal of Non-Crystalline Solids. 179. 39-50 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 細野秀雄、川副博司: "Radiation-induced coloryng and paramayetic centers in syniheyic SiO_2: A1 glasses" Nacleas Instraments and Methods B. 91. 395-399 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西井準治、細野秀雄: "Vthraviolet radiation induced chenvcal reactions via ene-photen and two phiton processes in SiO_2-GeO_2 glasses" Optics Letters. (印刷中). (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hosono and K.Muta: "Preferred concentration enhancement of photobleachable defects responsible for 5eV band in SiO_2 : GeO_2 glass preform y heating in a H_2 atmosphere" Applied Physics Letters. 63. 479-481 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Awazu, H.Hosono and H.Kawazoe: "Chemical reactions of Ge-related species in SiO_2 : Ge optical fibers" SPIE proceedings. vo1.2044. 78-87 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Nishii, H.Hosono and H.Kawazoe: "Characteristics of 5eV absorption Band in sputter deposited GeO_2-SiO_2 glass films" Applied Physics Letters. 64. 282-284 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hosono, H.Kawazoe and K.Oyoshi: "Paramagnetic resonance of E'-type centers in Si-implanted SiO_2 : Al glasses" J.Non-crystalline Solids. 179. 39-50 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hosono and H.Kawazoe: "Radiation-induced coloring and paramagnetic centers in synthetic SiO_2 : Al glasses" Nuclear Instrument and Methods. B91. 395-399 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Nishii and H.Hosono: "Ultraviolet radiation induced chemical reactions via one photon and two photon processes in SiO_2-GeO_2 glasses" Optics Letters. in press.

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西井準治: "Ultrnviplet radiation indurod chemical reactions vio one-photon and two-photon absorption processes in GeO_2-SiO_2 glasse" Optics Letters. (印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 西井準治: "Photocbomical reactions in GeO_2-SiO_2 glasses : Comparison between Hg lamp and excimer lasers" Physical Review B. (印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 西井準治: "Absorption Speclral Changes with vltroviolet-illumination in GeO_2-SiO_2 glass films propared by spulliring doposltion" Radiation Effeils. (印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 細野秀雄: "Radiation-induced coloring and paramaynetic centers in Synthetic SiO_2 : Al glasses" Nuclear Instruments and Methods B. 91. 395-399 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 細野秀雄: "Paramagnetic resonance of E'-Type centers in Si-implanted amorphous SiO_2" Journal of Non-Crystalline Solids. 179. 39-50 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 細野秀雄: "Preferred Concentration Enhancement of Photobleachable Defects Responsible for 5eV Optical Band in SiO_2:GeO_2 Glass Preform by Heating in a H_2 Atmospheremosphere" Appl.Phys.Let.63. 479-481 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 粟津浩一、細野秀雄: "Chemical Reactions of Ge-Related Species in SiO_2:GeO_2 Optical Fibers" SPIE Proceedings. 2044. 78-87 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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