| 研究概要 |
LiNbO_3やLiTaO_3などの電気光学結晶の分極反転では,主に電界印加法などの反転法が利用されており,結晶の光軸に沿って表面から裏面にわたって一様に微細な形状の分極反転部が形成されることが知られている.このため任意の二次元形状の分極反転部を電気光学結晶内に作り込むことが可能であるが,反転可能な結晶厚さが現状では約1mmまでと限られており,また任意の三次元形状の分極反転部を形成することはいまだに実現されていない.
本研究では,光照射を利用することによつて分極反転を制御し,厚い結晶中に三次元的な分極反転形状を形成することによって,新しい電気光学素子を開発することを目的として研究を進めた.研究の前段階として通常の電界印加分極反転法,およびパルス電界印加分極反転法について,詳細な検討を行い,電界印加分極反転の条件を明らかにした.分極反転制御においては,電荷量制御が重要であり,反転電流の減少から停止条件を正確に見極めることが求められる.
光照射による分極反転開始/停止の制御可能性を明らかにするため実験を行った.まず,電気光学結晶のパルスレーザー照射による損傷閾値について実験的に検討し,その結果をもとに,結晶に損傷が生じない範囲において電気光学結晶に引き起こされる屈折率変化を確認し,その分極反転との関係を検討している.その結果,パルスYAGレーザーの三倍波による強力な青のレーザーパルスを電気光学結晶LiTaO_3(z板)に垂直照射すると,パルスエネルギーに対応して結晶内に円形の屈折率変化が引き起こされる.この屈折率変化部が重なるような複数のパルス照射では,全エネルギーが損傷閾値以下であっても損傷が生じやすいことがわかった.なお,この照射条件による屈折率変化に異方性はなかった.パルス照射後の結晶において電界印加による分極反転実験を行ったが,照射部であっても通常の分極反転が可能なことがわかった.
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