研究課題
特別研究員奨励費
フォムト秒レーザーを利用すると、ホウケイ酸ガラスの内部にボイドを形成でき、さらにレーザーの照射条件を変化させることでボイドの体積を自由に制御できることを確認した。本年度においては、ホウケイ酸ガラスやその他の高屈折率ガラス内部に周期的なボイド形成し、フォトニック結晶を作製すると仮定した時、フォトニックバンドギャップが形成される条件について調査を行った。予測されるフォトニックバンドギャップの周波数位置に関しては、平面波展開法用いて計算を行った。まず最初に、ガラスの内部に柱状の孔がx-y方向に配列した2次元フォトニック結晶に関して計算を行った。フォトニック結晶が有するバンドギャップを計算する場合、単位格子を占める誘導体の体積率が重要なファクターとなる。体積率のフォクターをR(R=r/a : a=周期、r=半径)と定義し、Rを変化させた時のバンドギャップの変化について調査した。又、ガラスの屈折率を変化させた時のフォトニックバンドギャップ形成の有無に関しても同様に調査した。ガラスの屈折率を1.7、ボイドの屈折率を1として計算を行った場合、R=0,3-0.45の範囲でフォトニックバンドギャップが形成されることが分かった。ただし、バンドギャップの幅はR=0.35〜0.40の間で最も大きく開く。そして、Rが0.45以上になると再びバンドギャップが閉じる傾向にあることが分かった。屈折率を大きくするに従い、フォトニックバンドギャップのバンド幅は拡がる傾向にある。又、n=2.2以上になると高周波側のバンド(第二バンド)も同時に形成することを分かった。バンド計算の結果から、ガラスの内部に空孔を周期的に形成することで、フォトニック結晶の作製が可能であることが予測された。
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