| 研究課題/領域番号 |
07555096
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 試験 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
福田 承生 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30199236)
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| 研究分担者 |
今枝 美能留 日本ガイシ(株), 機能部品研究所, グループリーダー
今井 克宏 日本ガイシ(株), 機能部品研究所, 研究員
島村 清史 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90271965)
谷内 哲夫 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (80260446)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
1996年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1995年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
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| キーワード | 第2高調波発生 / 青色レーザー / 非線形光学結晶 / 単結晶成長 / マイクロ引き下げ法 / 光学特性評価 / 特性の均一化 / マイクロ引下げ法 / 連続チャージ法 |
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| 研究概要 |
マイクロ引き下げ(μ-PD)法作成K_3Li_<2-x>Nb_<5+x>O_<15+2x>(KLN)マイクロ単結晶を用いた青色第2高調波発生(SHG)デバイスの実用化のため、作成結晶の高品質化及び非線形光学特性評価を行った。
SHGデバイス実用化のため、バルクサイズ(直径約1mm)のマイクロ単結晶作成を試みた。その結果、TSSG法等従来の手法ではバルクサイズKLN単結晶作成は非調和溶融組成を有するために困難であったが、μ-PD法によりその安定成長に成功した。組成(Li/Nb比)を変化させた結晶も育成し、それらの構造解析を行った結果、組成が変化すると酸素原子からなる酸素平面とNb,Li,Kの各陽イオンの相対的な位置が変化することがわかった。
高品質化検討のために作成結晶の成長方向、及び面内方向でのSH光強度を測定した結果、それぞれのSH光強度分布に不均一性が観察された。そこで、透過干渉像等により結晶を観察したところ、異常光屈折率のばらつきが認められた。この屈折率のばらつきの原因として微小な組成の変動、格子の歪み、結晶内の残留応力等の影響が考えられた。これらを評価するためにEPMA、X線トポグラフ等の手法を用いた。その結果、組成変動は測定誤差の範囲内で観察されず、残留応力が屈折率のばらつきに影響を与えることが考えられた。最終的に断面特性の均質化には結晶径の細径化が最も有効であることがわかった。
作成結晶のカットオフ波長・位相整合波長許容幅・角度許容幅等の非線形光学特性について詳細な検討を行った結果、KLNマイクロ単結晶は従来の材料と比較して優れた特性を示した。Ti:Al_2O_3レーザーの照射実験を行ったところ、非常に強い青色のSH光が確認された。同時にマイクロ非線形光学結晶用の詳細な光学特性評価技術の確立を行い、青〜緑色領域への波長変換レーザー開発への新しい指針を示した。
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