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フォトニックグラフェンにおける離散/ギャップソリトン光伝搬に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13F03052
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関電気通信大学

研究代表者

富田 康生  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50242342)

研究分担者 GUO Jinxin  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 外国人特別研究員
GUO Jinxin  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードナノコンポジット材料 / ナノ材料 / 半導体量子ドット / 連鎖移動反応 / フォトニック結晶 / フォトニックグラフェン / ソリトン伝搬
研究実績の概要

本研究の目的は光重合性モノマーへ無機ナノ微粒子および半導体量子ドット(QD)を分散したナノ微粒子-ポリマーコンポジット(NPC)中でのホログラフィックナノ微粒子アセンブリーによりフォトニックグラフェン格子(PGL)をホログラフィックに一括で作成して新しい線形・非線形光学現象の発現とそのメカニズムを究明することにある。
平成26年度は第一に、3官能チオール連鎖移動剤(CTA)をアクリルモノマー中に添加したZrO2ナノ微粒子分散NPCフィルム中に記録した平面波体積格子の高空間周波数領域特性の改善と記録された格子の熱的安定性向上(NPCフィルム温度上昇による熱膨張の低減化)の検討を行った。その結果、最適濃度CTAの添加により高空間周波数領域での屈折率変調の増大化が実現できるとともに熱的安定性の向上も同時に可能であることがわかった。第二に、独自に構築した三光束ビームによるホログラフィック干渉光学系により最適濃度CTA添加ZrO2ナノ微粒子分散NPCおよび高濃度(4vol.%)CdSe QDを光重合性イオン液体モノマーへ分散したQD分散NPC中へのPGL構造の形成を試みた。その結果、何れのNPCにおいてもPGL構造の形成が実現でき、波長532nmの入射光に対して予測されるPGL構造による複数次数の回折光が観測できた。しかし高次回折光の回折効率としてZrO2ナノ微粒子分散NPCでは最大1%、QD分散NPCでは最大0.3%と低い値となることがわかった。そこで、その原因と考えられる重合収縮の屈折率格子形成への影響を光学的測定法により究明した。その結果、NPC中に数%の重合収縮が生じることがわかり、それによるPGL構造の歪みと屈折率変調低下が非線形光学効果発現に悪影響を及ぼすことがわかった。以上の成果の一部は、Optics Letters(2件)およびOptical Review(1件)に掲載するとともに、国際会議(2件)および応用物理学会(1件)において発表した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Spatial frequency response of nanoparticle-polymer composites volume gratings doped with multifunctional chain transfer agents2015

    • 著者名/発表者名
      J. Guo, R. Fujii, and Y. Tomita
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 22

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nanoparticle-polymer-composite volume gratings incorporating chain-transfer agents for holography and slow-neutron optics2014

    • 著者名/発表者名
      R. Fujii, J. Guo, J. Klepp, C.Pruner,M. Fally, and Y. Tomita
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 39 号: 12 ページ: 3453-3456

    • DOI

      10.1364/ol.39.003453

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of chain-transferring thiol functionalities on the performance of nanoparticle-polymer composite volume gratings2014

    • 著者名/発表者名
      J. Guo, R. Fujii, T. Ono, J. Klepp, C. Pruner,M. Fally, and Y. Tomita
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 39 号: 23 ページ: 6743-6746

    • DOI

      10.1364/ol.39.006743

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] On the role of multifunctional chain transfer agents in recording nanoparticle-polymer composites holographic gratings2014

    • 著者名/発表者名
      J. Guo, R. Fujii, T. Ono, and Y. Tomita
    • 学会等名
      International Workshop on Holography and Related Technologies 2014 (IWH2014)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-10-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Thermal stability of ZrO2 nanoparticle-polymer composite volume gratings2014

    • 著者名/発表者名
      J. Guo, R. Fujii, T. Ono, and Y. Tomita
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2014、第75回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌、北海道大学
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Spatial frequency response of a volume hologram recorded in a ZrO2 nanoparticle-dispersed acrylate photopolymer film containing chain transfer agents2014

    • 著者名/発表者名
      J. Guo, R. Fujii, and Y. Tomita
    • 学会等名
      2014 SPIE Photonics Europe
    • 発表場所
      Brussels, Belgium
    • 年月日
      2014-04-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光重合性ナノ微粒子-ポリマーコンポジットへの連鎖移動剤添加による体積ホログラムの屈折率変調増大化と空間周波数応答特性の改善2014

    • 著者名/発表者名
      藤井隆太、J. Guo、富田康生
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川、湘南工科大学
    • 年月日
      2014-03-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Performance of nanoparticle-(meth) acrylate polymer composites modified by chain-transferring thiols with varving structures2013

    • 著者名/発表者名
      J. Guo, R. Fujii and Y. Tomita
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 (Optics & Photonics Japan 2013)
    • 発表場所
      奈良、奈良県新公会堂
    • 年月日
      2013-11-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Significance of chain transfer agents in holographic photopolymers2013

    • 著者名/発表者名
      J. Guo, J. T. Sheridan and Y. Tomita
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2013、第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      京都、同志社大学
    • 年月日
      2013-09-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] Tomita Research Group

    • URL

      http://talbot.es.uec.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://talbot.es.uec.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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