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3次元導波型極微細光学系

研究課題

研究課題/領域番号 10450026
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関大阪大学

研究代表者

伊東 一良  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80113520)

研究分担者 渡辺 歴  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90314377)
小西 毅  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90283720)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
14,100千円 (直接経費: 14,100千円)
2000年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1999年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1998年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
キーワード超短光パルス / 光加工 / ガラス / 光誘起屈折率変化 / フィラメント / 光導波路 / ボイド / 複屈折性 / シリカガラス / 光損傷 / 多光子吸収
研究概要

本研究の目的は、超短光パルスを利用して、フォトリフラクティブ結晶やGeドープシリカガラスなどの中に数μm〜10数μm径の損傷部分を形成させ、その屈折率変化の機構解明と、光導波路,分岐路,交差路および微小ブラッグ反射器などの微小光学要素を試作・評価することであった。研究期間に得られたに得られた成果は以下の通りである。
自己束縛フィラメントによる屈折率変化の誘起
フェムト秒チタンサファイアレーザー光パルス(波長:800nm)をシリカガラス中に集光し、生成される自己束縛フィラメントを用いて、屈折率変化を誘起した。屈折率変化部分は直径約2μm、長さ数十〜数百μm,最大屈折率変化0.01であった。
複屈折性微小光学素子の作製
自己束縛フィラメント部分を走査することにより減衰の少ない光導波路(コア径2μm,長さ2mm)を作製した。直線偏光のレーザー光パルスにより屈折率変化は複屈折性があることがわかった。また,複屈折性をもつ回折格子を作製し評価を行った。
ボイド移動および結合
レーザー光パルスをレンズで集光し、ボイドを生成した。ガラスを劈開し、空隙部分の断面をSEMにより観察し、直径1μmの空隙の存在を明らかにした.また,集光点の移動と超短光パルスの露光を繰り返すことにより,ボイドを約5μm光軸に沿って移動させることに成功した。また、光軸上の2つのボイドを1つのボイドに結合させることにも成功した。
上記の結果は、学会誌に投稿済み(Opt.Lett.)、あるいは準備中である。また、ボイドの移動と結合、誘起導波路の作製方法の2件については、科学技術振興事業団を通して特許申請中である。特にボイドの移動に関しては、Laser focus World誌(Volume:37 Issue:2 2001)にも取り上げられた。
以上の成果は直ちに屈折率変化の機構解明とはつながらないが、機構解明へのいくつかの手がかりを提案している。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] Wataru Watanabe et al.: "Optical seizing and merging of voids in silica glass with infrared femtosecond laser pulses"Optics Letters. 25・22. 1669-1671 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuhiro Yamada et al.: "In situ observation of photoinduced refractive index changes in filaments formed in glasses"Optics Letters. 26・1. 19-21 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tadamasa Toma et al.: "Estimation of the refractive index change in glass induced by femtosecond laser pulses"Optical Review. 7・7. 14-17 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuyoshi Itoh et al.: "Fabricating micro-Bragg reflectors in 3-D photorefractive waveguides"Optics Express. 2・12. 503-508 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 伊東一良: "3次元微細構造のレーザー光書込"レーザー研究. 26・2. 142-143 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osamu Matoba et al.: "Photorefractive optics in dynamic interconnection"Proceedings of IEEE. 87・12. 2030-2049 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osamu Matoba et al.: "Photorefractive Optics : Material, Properties, and Applications (Academic Press, San Diego)"Dynamic interconnections using photorefractive crystal. 385-429 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuyoshi Itoh, Kouichi Ikezawa, Wataru Watanabe, Yoshio Furuya, Yoshiyasu Masuda, and Tadamasa Toma: "Fabricating micro-Bragg reflectors in 3-D photorefractive waveguides"Optics Express. Vol.2, No.12. 503-508 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osamu Matoba, Kazuo Kuroda, and Kazuyoshi Itoh: "Fabrication of a two-dimensional array of photorefractive waveguides in LiNbO_3 : Fe using non-diffractive checkered pattern"Opt.Commun.. Vol.145. 150-154 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osamu Matoba, Kazuyoshi Itoh, and Kazuo Kuroda: "Photorefractive optics in dynamic interconnection"Proc.of IEEE. Vol.87, No.12. 2030-2049 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tadamasa Toma, Yoshio Furuya, Wataru Watanabe, Junji Nishii, Ken-ichi Hayashi, and Kazuyoshi Itoh: "Estimation of the refractive index change in glass induced by femtosecond laser pulses"Opt.Rev.. Vol.7, No.1. 14-17 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wataru Watanabe, Tadamasa Toma, Kazuhiro Yamada, Junji Nishii, Ken-ichi Hayashi, and Kazuyoshi Itoh: "Optical seizing and merging of voids in silica glass with infrared femtosecond laser pulses"Opt.Lett.. Vol.25, No.22. 1669-1671 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuhiro Yamada, Wataru Watanabe, Tadamasa Toma, Junji Nishii and Kazuyoshi Itoh: "In situ observation of photoinduced refractive-index changes in filaments formed in glasses by femtosecond laser pulses"Opt.Lett.. Vol.26, No.1. 19-21 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wataru Watanabe et al.: "Optical seizing and merging of voids in silica glass with infrared femtosecond laser pulses"Optics Letters. 25・22. 1669-1671 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuhiro Yamada et al.: "In situ observation of photoinduced refractive index changes in filaments fonned in glasses by femtosecond laser pulses"Optics Letters. 26・1. 19-21 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuyoshi Itoh et al.: "Refractive and stnictural changes in silica glass induced by ultrashort laser pulses"Proceedings of SPIE. 4110. 1-8 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Wataru Watanabe et al.: "Observation of voids and optical seizing of voids in silica glass with infrared femtosecond laser pulses"Proceedings of SPIE. 4088. 44-47 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 伊東一良,渡辺歴,遠間正真: "超短光パルスによりガラス中に製作した三次元光メモリー素子のデータの書き換え方法"特願2000-145922.

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 伊東一良,渡辺歴,山田和宏,西井準治: "異方性光導波路の作製方法"特願2000-305612.

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tadamasa Toma: "Estimation of the refractive index change in glass induced by femtosecond laser pulses"Optical Review. 7・1. 14-17 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuyoshi Itoh: "Fabrication of small Bragg reflectors in glass with refractive index change induced by ultrashort laser pulses"Proceedings of SPIE. 3801. 158-168 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuyoshi Itoh: "Refractive and structural changes in silica glass induced by ultrashort laser pulses"SPIE Annual Meeting. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuhiro Yamada: "Photo-induced refractive index changes in filaments formed in glasses with femtosecond laser pulses"LPM 2000. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Wataru Watanabe: "Observation of voids and optical seizing of voids in silica glass with infrared femtosecond laser pulses"LPM 2000. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Osamu Matoba: "Photorefractive Optics : Materials, Properties and Applications"Academic Press. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuyoshi Itoh: "Fabricating micro-Bragg reflectors in 3-Dphotorefractive waveguides" Optics Express. 2・12. 503-508 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 伊東一良: "3次元微細構造のレーザー光書込" レーザー研究. 26・2. 142-143 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Osamu Matoba: "Fabrication of a two-dimensional array of photorefractive waveguides in LiNbO3:Fe using non-distractive checkered kered battern" Optics Communications. 145. 150-154 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuyoshi Itoh: "Fabrication of small Bragg reflectors in glass with refractive index change induced by ultrashort laser pulses" Proceedings of SPIE. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 伊東一良: "3回折光学素子" 特願平10-218934. (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Osamu Matoba: "Potorefractive Optics:Materials,Properties and Applications" Academic Press,

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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