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光機能性結晶と高分子光導波路とを接合した新規光導波路の作製

研究課題

研究課題/領域番号 13450025
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
研究機関東北大学

研究代表者

戒能 俊邦  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (00281709)

研究分担者 岡本 悦哉  東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (50312682)
小松 京嗣  東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (90261502)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
15,100千円 (直接経費: 15,100千円)
2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2002年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
キーワード接合構造 / フォトブリーチング / 反応性イオンエッチング / 光導波路 / 屈折率 / 光損失 / フォトプロセス / 有機イオン性色素 / ビーム伝搬法 / 有機結晶成長 / ポリアリールエーテル / リフトオフプロセス / 紫外線硬化エポキシ樹脂 / 異性化 / アゾベンゼン色素
研究概要

現在ファイバーツーザホーム(FTTH)に代表されるような、加入者の近傍まで光ファイバーを敷設し、高速かつ広帯域のサービスをオフィスや一般家庭に提供しようとするためのアクセス網の構築が進展している。ここで光ファイバーからの信号を処理し、オフィス内や一般家庭内で活用できる情報とするためには高速性・高感度性・高効率性を有する光信号処理光導波路が必要である。しかし現在、経済的かつ簡便な光信号処理光導波路は実現されておらず、アクセス網の光化も当初の計画ほど進んでいない。
本研究ではこのような状況に鑑み、高速性・高感度性・高効率性を有する光信号処理光導波路として、光機能性結晶を光透過性に優れる高分子光導波路と接合した新規な光導波路の作製を行い、接合光導波路の効果を明らかにした。
光機能素子の低パワー動作の実現には、光導波路化による入射光の閉じ込めが望ましいため、光機能性有機結晶の光導波路化が検討されているが、高い機能を有する有機結晶は使用波長における光損失が大きく、光導波路の実用性に欠けていた。
本研究によって高分子材料を用いた光導波路作製における低温プロセス性を生かし、光スイッチ機能、波長変換機能、波長選択機能などを有する非線形光学結晶材料を高分子光導波路と一体接合できることを実証した。優れた非線形光学特性を有するDAST結晶については、機能発現に必要な結晶部分と光の透過性に優れる高分子材料を一体化し、役割分担させることに成功した。異種材料の複合光導波路化研究として、透明高分子と電気光学高分子の接合構造化が既に行われているが、結晶とアモルファス材料(透明高分子)の接合化、すなわち、性質が全く異なる材料の接合構造化という、新しい学術分野を開発した。
本研究の結果によって今後、ガラス光導波路が現在直面している低価格化の限界を打破し、経済的かつ簡便な光信号処理回路が実現され、停滞しているアクセス網の光化計画の進展をもたらすと期待される。本研究成果のさらなる意義は、技術的、経済的観点のみならず、現在のガラス光回路が取り組んでいるハイブリッドなオプティカルベンチを、高分子光導波路を基板として機能材料を一体組み込んだ新しいモノリシックなオプティカルベンチの実現という点にある。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] K.Takayama: "Serially Grafted Waveguide Fabrication of Organic Crystal and Transparent Polymer"Japan J.Applied Physics. 40(8)part1. 5149-5150 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.Cai: "Refractive Index Control and Grating Fabrication of 4'-N, N-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium Tosylate Crystal"Japan J.Applied Physics. 40(9)Part2. 964-966 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kaino: "Fabrication of Nonlinear Optical Waveguide"Ferroelectrics. 257. 13-26 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ushiwata: "Development of Thermally Stable Novel EO-polymers"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 374. 303-314 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komatsu: "Waveguide Fabrication of 4-(4-Dimethylaminostyryl)-1-Methylpyridium Tosylate (DAST) Crystal"IEICE Trans.Electron. E85-C(6). 1258-1263 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kaino: "Fabrication of DAST Channel Optical Waveguides"Advanced Functional Materials. 12(9). 599-603 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 戒能俊邦: "高分子科学と光物理学とのキャッチボール、光導波路の新展開"(株)エヌ・ティー・エス. 26 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takayama: "Serially Grafted Waveguide Fabrication of Organic Crystal and Transparent Polymer"Japan J. Applied Physics. 408(8)part 1. 5149-5150 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.Cai: "Refractive Index Control and Grating Fabrication of 4'-N, N-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium Tosylate Crystal"Japan J. Applied Physics. 40(9)Part 2. 964-966 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshikuni Kaino: "Fabrication of Nonlinear Optical Waveguide"Ferroelectrics. 257. 13-26 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ushiwata: "Development of Thermally Stable Novel EO-polymers"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 374. 303-314 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komatsu: "Waveguide Fabrication of 4-(4-Dimethylaminostyryl)-1-Methylpyridium Tosylate (DAST) Crystal"IEICE Trans.Electron.. E85-C(6). 1258-1263 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kaino: "Fabrication of DAST Channel Optical Waveguides"Advanced Functional Materials. 12(9). 599-603 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kaino: "Catchall between Polymer Science and Optical Physics : New Trends of Optical Waveguide (Ed. The Society of Polymer Science, Japan)"NTS Inc.. 26 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.Cai, K.Komatsu, T.Kaino: "Refractive index control and waveguide fabrication of DAST crystals by photoibleaching technique"Optical Materials. 21(1-3). 525-529 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Suzuki, K.Komatsu, T.Kaino, Y.Honda: "Serially grafted optical waveguide fabrication of NLO polyimide and transparent polymers"Optical Materials. 21(1-3). 521-524 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] B.Cai, T.Ushiwata, K.Komatsu, T.Kaino: "Fabrication of Serially Grafted 4-(4-dimethyl-aminostyryl)-1-methylpyridinium Tosylate Crystal Waveguide by Photobleaching"Jpn.J.Appl.Phys.. 43(3B). L390-L392 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] B.Cai^<1)>^*, O.Ramder^<2)>, C.Zawadzki^<2)>, H.H.Yao^<2)>, N.Keil^<2)>, T.Kaino: "Design and Fabrication of Serially-Grafted DAST Crystal Waveguide by Photobleaching"Nonlinear Optics. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kyoji KOMATSU, Kazuya TAKAYAMA, Bin CAI, Toshikuni KAINO: "Waveguide Fabrication of 4-(4-Dimethylaminostyryl)-1-Methylpyridium Tosylate (DAST) Crystal"IEICE Trans.Electron.. E85-C(6). 1258-1263 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuya TAIMA, Kyoji KOMATSU, Toshikuni KAINO: "NOVEL CRYSTALLIZATION METHOD : RING-HEATER HEATED PEDESTAL GROWTH METHOD FOR NONLINEAR OPTICAL ORGANIC MATERIAL"Journal of Nonlinear Optical Physics & Materials. 11(1). 49-55 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Toshikuni KAINO, Kazuya TAKAYAMA, Bin CAI: "Fabrication of DAST Channel Optical Waveguides"Adv.Funct.Mater.. 12(9). 599-603 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kyoji KOMATSU, Hiroshi NANJO, Yoko YAMAGISHI, Toshikuni KAINO: "Oriented Thin Film Fabrication of Organic Nonlinear Optical Crystals"Thin Solid Films. 393. 1-6 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuya TAIMA, Kyoji KOMATSU, Sinji ONODERA, Toshikuni KAINO: "Fabrication of a frequentry conversation device using a novel direction controlled crystal growth method"Journal of Crystal Growth. 229. 558-562 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuya TAKAYAMA, Kyoji KOMATSU, Yoshikuni KAINO: "Serially Grafted Waveguide Fabrication of Organic Crystal and Transparent Polymer"Jpn. J. Appl. Phys. 40(8)part1. 5149-5150 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Bin CAI, Toshiaki HATTORI, Hui Hua DENG, Kyoji KOMSTSU, Crispin ZAWADZKI, Norbert KEIL, Toshikuni KAINO: "Refractive Index Control and Grating Fabrication of 4'-N, N-dimethylamino-N-methy1-4-stilbazolium Tosylate Crystal"Jan. J. Appl. Phys. 40(9)part2. 964-966 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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