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希土類テルライト系ガラスでの屈折率分布パターニングの新手法開発

研究課題

研究課題/領域番号 13450269
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 無機材料・物性
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

小松 高行  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60143822)

研究分担者 紅野 安彦  長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (90283035)
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
7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2002年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2001年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
キーワードテルライト系ガラス / YAGレーザー照射 / 屈折率分布 / 非線形光学結晶 / 単結晶ライン / サマリウム含有ガラス / ラマン散乱スペクトル / 第二高調波発生 / 光非線形性結晶ライン / 屈折率分布ライン / 曲線状結晶ライン / 偏光マイクロラマン散乱スペクトル / 非線形光学結晶ライン / 第二高調波顕微鏡 / β-BaB_2O_4 / ガラス基板 / 希土類テルライト系ガラス / 屈折率分布パターニング / 非線形光学結晶ドット / ナノ結晶化ガラス
研究概要

本研究は、通常のNd : YAGレーザー(波長:1064nm)をテルライト系(TeO_2)およびビスマス系(Bi_2O_3)ガラス等に照射し、位置選択的に光機能性を有する屈折率分布および希土類結晶ドット、ラインを作製し、屈折率分布パターニングのメカニズムを解明すると共に、極めて高度な屈折率分布パターニングの形成技術を確立することである。得られた主な成果は以下の通りである。
(1)Sm_2O_3-BaO-TeO_2系ガラスにNd : YAGレーザー照射を行い、Sm_2Te_6O_<15>結晶から成る結晶ドットおよび結晶ラインを書き込み、それらの生成挙動と形態を明らかにした。特に、結晶ドットはコーン状をしており、表面から内部に向かって成長していることを見出した。また、結晶ドットのサイズはレーザー照射時間tに対してt^<1/3>に従って大きくなることから、構成成分の拡散支配によって結晶ドットが成長していることが明らかになった。
(2)Sm_2O_3-BaO-B_2O_3系ガラスにナノ秒(〜100ns)パルスのNd : YAGレーザーを照射することにより、ガラス内部(100-1000μm)に屈折率変化(ライン状)を誘起することに成功した。屈折率分布領域のライン幅は1-13μmであり、レーザー照射エネルギーと焦点位置により自在に変化させることができた。
(3)Sm_2O_3-Bi_2O_3-B_2O_3系ガラスにNd : YAGレーザー照射を行い、スキャン方向を変化させることにより、曲線状の結晶ラインの書き込みに成功した。結晶ラインを0°から90°まで曲げることが可能であり、また連続的に変化した円状の結晶ラインも作製できた。偏光光学顕微鏡及び偏光マイクロラマン散乱スペクトルから、結晶を曲げても、結晶成長方向は常に一定であることがわかった。ただし、曲がった部分では100um程度にわたって結晶方位は徐々に変化していることを見出した。レーザー照射によるガラスでの曲がった結晶ラインの書き込みは本研究が初めてであり、波長可変型光導波路の作製に大きな道が開かれた。
(4)Sm_2O_3-Bi_2O_3-B_2O_3系ガラスから通常の熱処理およびYAGレーザー照射によって生成する光非線形性を示すBiBO_3およびSm_xBi_<1-x>BO_3結晶の結晶構造および相変化挙動をX線回折および高温ラマン散乱スペクトルから明らかにした。特に、BiBO_3結晶に希土類イオンが固溶することにより結晶構造が安定化されることを見出した。

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

    (48件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (48件)

  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Micro-Raman and photoluminescence spectra of Sm^<3+>-doped β-BaB_2O_4 crystal lines written by YAG laser irradiation"Journal of Physics and Chemistry of Solids. (印刷中). (2004)

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  • [文献書誌] M.Saito, T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "Formation of nonlinear optical KSm(PO_3)_4 crystals in phosphate glasses by YAG laser irradiation"Solid State Science. (印刷中). (2004)

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  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Spatially selected crystallization in glass by YAG laser irradiation"Journal of Non-Crystalline Solids. (印刷中). (2004)

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  • [文献書誌] R.Ihara, T.Honma, Y.Benino, T.Fuiiwara, T.Komatsu: "Second-order optical nonlinearities of metastable BiBO_3 phases in crystallized glasses"Optical Materials. (印刷中). (2004)

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  • [文献書誌] T.Komatsu, S.Kawasaki, T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara: "Writing of crystalline dots and lines in Sm_2O_3-doped borate and tellurite glasses by YAG laser irradiation and their optical properties"Physics and Chemstry of Glasses. (印刷中). (2004)

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  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Writing of Nonlinear Optical Single Crystal-Lines in Glass by Scanning YAG Laser Irradiation"Journal of the Ceramic Society of Japan. (印刷中). (2004)

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  • [文献書誌] K.Narita, Y.Takahashi, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "Unique crystallization and formation of nonlinear optical (Na, K)NbO_3 phases in(Na, K)NbGeO_5 glasses"Optical Materials. 25. 393-400 (2004)

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  • [文献書誌] K.Narita, Y.Takahashi, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu, T.Hanada, Y.Hirotsu: "Prominent Nanocrystallization of 25K-20.25Nb-2O_5.50GeO_2 Glass"Journal of the American Ceramic Society. 87. 113-118 (2004)

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  • [文献書誌] T.Fujiwara, T.Nakamoto, T.Honma, Y.Benino, T.Komatsu: "Refractive index change induced by ultraviolet laser irradiations in Er-doped tellurite glasses"Electronic Letters. 39. 1576-1577 (2003)

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  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Technique for writing of nonlinear optical single crystal lines in glass"Applied Physics Letters. 83. 2796-2798 (2003)

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  • [文献書誌] S.Kawasaki, T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Writing of crystalline dots and lines by YAG laser irradiation and their morphologies in samarium tellurite glasses"Journal of Non-Crystalline Solids. 325. 61-69 (2003)

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  • [文献書誌] H.Tanaka, T.Honma, Y.Benino, T.Fuiiwara, T.Komatsu: "YAG laser-induced 0-BaB_2O_4 crystalline dot formation in Sm_2-O_3-BaO-B_2O_3 glasses"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 64. 1179-1184 (2003)

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  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu, R.Sato: "Nonlinear optical crystal line writing in glass by yttrium aluminium garnet laser irradiation"Applied Physics Letters. 82. 892-894 (2003)

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  • [文献書誌] N.Tamagawa, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "Thermal poling to transparent TeO_2-based nanocrystallized glasses and enhanced second harmonic generation"Optical Communications. 217. 387-394 (2003)

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  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu, R.Sato, V.Dimitrov: "Electronic polarizability, optical basicity, and interaction parameter of La_2O_3 and related glasses"Journal of Applied Physics. 91. 2942-2950 (2002)

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  • [文献書誌] T.Komatsu, T.Honma, H.Tanaka, Y.Benino, T.Fuiiwara: "YAG laser-induced nonlinear optical crystalline dot and line patterning in glasses"Glastech.Ber.Glass Sci.Technol. 75 C2. 13-18 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato T.Komatsu: "New optical nonlinear crystallized glasses and YAG laser-induced crystalline dot formation in rare-earth bismuth borate system"Optical Materials. 20. 27-33 (2002)

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  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Optical nonlinear crystalline dot and line patterning in samarium bismuth borate glasses by YAG laser irradiation"Journal of the Ceramic Society of Japan. 110. 398-402 (2002)

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  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Micro-Raman and photoluminescence spectra of Sm^<3+>-doped β-BaB_2O_4 crystal lines written by by YAG laser irradiation"Journal of Physics and Chemistry of Solids. (in press).

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  • [文献書誌] M.Saito, T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "Formation of nonlinear optical KSm(P_3)_4 crystals in phosphate glasses by YAG laser irradiation"Solid State Science. (in press).

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Spatially selected crystallization in glass by YAG laser irradiation"Journal of Non-Crystalline Solids. (in press).

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  • [文献書誌] R.Ihara, T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "Second-order optical nonlinearities of metastable BiBO_3 phases in crystallized glasses"Optical Materials. (in press).

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  • [文献書誌] T.Komatsu, S.Kawasaki, T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara: "Writing of crystalline dots and lines in Sm_2O_3-doped borate and tellurite glasses by YAG laser irradiation and their optical properties"Physics and Chemistry of Glasses. (in press).

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Writing of Nonlinear Optical Single Crystal-Lines in Glass by Scanning YAG Laser Irradiation"Journal of the Ceramic Society of Japan. (in press).

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Narita, Y.Takahashi, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "Unique crystallization and formation of nonlinear optical (Na,K)NbO_3 phases in (Na.K)NbGeO_5 glasses"Optical Materials. 25. 393-400 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Narita, Y.Takahashi, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu, T.Hanada, Y.Hirotsu: "Prominent Nanocrystallization of 25K_2O.25Nb_2O_5.50GeO_2 Glass"Journal of the American Ceramic Society. 87. 113-118 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujiwara, T.Nakamoto, T.Honma, Y.Benino, T.Komatsu: "Refractive index change induced by ultraviolet laser irradiations in Er-doped tellurite glasses"Electronic Letters. 39. 1576-1577 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Technique for writing of nonlinear optical single crystal lines in glass"Applied Physics Letters. 83. 2796-2798 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kawasaki, T.Honma, Y.Benino T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Writing of crystalline dots and lines by YAG laser irradiation and their morphologies in samarium tellurite glasses"Journal of Non-Crystalline Solids. 325. 61-69 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Tanaka, T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "YAG laser-induced β-BaB_2O_4 crystalline dot formation in Sm_2O_3-BaO-B_2O_3 glasses"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 64. 1179-1184 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu, R.Sato: "Nonlinear optical crystal line writing in glass by yttrium aluminium garnet laser irradiation"Applied Physics Letters. 82. 892-894 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Tamagawa, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "Thermal poling to transparent TeO_2-based nanocrystallized glasses and enhanced second harmonic generation"Optical Communications. 217. 387-394 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu, R.Sato, V.Dimitrov: "Electronic polarizability, optical basicity, and interaction parameter of La_2O_3 and related glasses"Journal of Applied Physics. 91. 2942-2950 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Komatsu, T.Honma, H.Tanaka, Y.Benino, T.Fujiwara: "YAG laser-induced nonlinear optical crystalline dot and line patterning in glasses"Glastech.Ber.Glass Sci.Technol.. 72 C2. 13-18 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato T.Komatsu: "New optical nonlinear crystallized glasses and YAG laser-induced crystalline dot formation in rare-earth bismuth borate system"Optical Materials. 20. 27-33 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Optical nonlinear crystalline dot and line patterning in samarium bismuth borate glasses by YAG laser irradiation"Journal of the Ceramic Society of Japan. 110. 398-402 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Narita, Y.Fujimoto, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "Vickers Nanoindentation Hardness and Deformation Energy of Transparent Erbium Tellurite Nanocrystallized Glasses"Journal of Non-Crystalline Solids. 316巻. 407-412 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tanaka, T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "YAG Laser-Induced β-BaB_2O_4 Crystalline Dot Formation in Sm_2-O_3-BaO-B_2O_3 Glasses"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 64巻. 1179-1184 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kawasaki, T.Honda, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Writing of Crystalline Dots and Lines by YAG Laser Irradiation and Their Morphologies in Samarium Tellurite Glasses"Journal of Non-Crystalline Solids. 325巻. 61-69 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Technique for Writing of Nonlinear Optical Lines in Glass"Applied Physics Letters. 83巻・14号. 2796-2798 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Narita, Y.Takahashi, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu, T.Harada, Y.Hirotsu: "Prominent Nanocrystallization of 15K_2O.25Nb_2O_5.50GeO_2 Glass"Journal of the American Ceramic Society. 87巻・1号. 113-118 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Ihara, T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "Second-Order Optical Nonlinearities of Metastable BiBO_3 Phases in Crystallized Glasses"Optical Materials. (印刷中). (2004)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Optical Nonlinear Crystalline Dot and Line Patterning in Samarium Bismuth Borate Glasses by YAG Laser Irradiation"Journal of the Ceramic Society of Japan. 110巻・5号. 398-402 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu, R.Sato: "Nonlinear Optical Crystal Line Writing by Yttrium Alunium Garnet Laser Irradiation"Applied Physics Letters. 82巻・6号. 892-894 (2003)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tamagawa, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "Thermal Poling to Transparent TeO_2-basedd Nanocrystallized Glasses And Enhanced Second Harmonic Generation"Optical Communications. 217巻・1-6号. 387-394 (2003)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tanaka, T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, T.Komatsu: "YAG Laser-Induced β-BaB_2O_4 Crystalline Dot Formation in Sm_2O_3-BaO-B_2O_3 Glasses"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 64巻(印刷中). (2003)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, D.Dimitrov, T.Komatsu: "Electronic Polarizability, Optical basicity and Interaction Paremeter of La_2O_3 and Related Glasses"Journal of Applied Physics. 91・5. 2942-2950 (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Honma, Y.Benino, T.Fujiwara, R.Sato, T.Komatsu: "Optical Nonlinear Crystalline Dot and Line Patterning in Samarium Bismuth Borate Glasses by YAG Laser Irradiation"Journal of the Ceramic Society of japan. (印刷中). (2002)

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      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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