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有機色素J凝集体の共鳴三次非線形光学機能の超高速化

研究課題

研究課題/領域番号 15560033
研究種目

基盤研究(C)

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
研究機関山口大学

研究代表者

笠谷 和男  山口大学, 工学部, 助教授 (10126964)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード三次非線形光学機能 / 三次非線形感受率 / J凝集体 / 縮退四光波混合 / シアニン色素 / ナフタロシアニン / スクアリリウム色素 / クロコニウム色素 / 有機色素 / 三次非線形光学材料 / ポルフィリン誘導体 / 縮退四光波混合法 / ポリマー被覆膜 / ゾルゲル被覆膜
研究概要

非線形光学機能は共鳴条件により数桁増大するが、励起状態生成に伴う遅い応答とレーザー光による材料の劣化が問題になる。本研究では、有機色素のシアニン色素、スクアリリウム色素、クロコニウム色素、ナフタロシアニン誘導体等、及びそれら色素のJ凝集体を含む薄膜で、高い三次非線形光学機能と超高速応答を同時に得られることを実証した。非線形光学機能の評価には、フェムト秒縮退四光波混合法を用いた。
まず、色素モノマーで共鳴分子超分極率γの大きさを測定し、10^<-30>-2×10^<28> esuの値を得た。この値は、分布格子など遅い応答を除いた瞬時の電子応答のみの値である。次に、これら色素及び凝集体を含むポリマー薄膜、ゾルゲルシリカ薄膜、あるいはneat薄膜の三次非線形感受率x^<(3)>の電子応答成分の値を測定した。
J凝集体の形成が見られた薄膜とそのx^<(3)>の電子応答成分、及び測定波長の値は以下の通りであった。シアニン色素NK-2612を20wt%含むPVA薄膜1.1×10^<-7> esu(850nm)、シアニン色素DTDCIを20wt%含むPMMA薄膜2.1×10^<-8> esu(850nm)、シアニン色素NK-3261 neat薄膜4.6×10^<-7> esu(850nm)、シアニン色素NK-1967を30wt%含むゾルゲルシリカ薄膜2.0×10^<-8> esu(850nm)、Si licon 2,3-naphthalocyanine bis(trihexylsilyloxide)のneat薄膜4×10^<-7> esu(800nm)。研究した全部のJ凝集体が、共鳴条件であっても非常に速い非線形光学応答を示した。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (37件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Resonant third-order optical nonlinearities of thin films containing J-aggregates of a cyanine dye or a squarylium dye2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Li, Z.Jin, K.Kasatani
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering 5646

      ページ: 411-420

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Third-order optical nonlinearities of several naphthalocyanines and porphyrins measured by the resonant femtosecond DFWM technique2005

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, T.Yoda, K.Kasatani
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering 5646

      ページ: 471-479

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large Third-order Optical Nonlinearities of a Croconium Dye in THF Solution and in Poly(methyl methacrylate) Coating Films Measured Using the Resonant Femtosecond Degenerate Four-wave Mixing Technique2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Li, Z.Jin, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44・7A(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Resonant Third-Order Optical Nonlinearities of Silicon 2,3-Naphthalocyanine Dioctyloxide Measured by Femtosecond Degenerate Four-Wave Mixing Technique2005

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, O.Asada, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44・6A(印刷中)

    • NAID

      10016441674

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Third-order Optical Nonlinearities of Naphthalocyanine Derivatives Doped Polymer Films Measured by Resonant Femtosecond Degenerate Four-wave Mixing Technique2005

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, T.Yoda, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44・6A(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Third-order Nonlinear Optical Properties of Chrysophenine in Aqueous Solution and in PVA films2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Jin, Z.Li, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Letters on Batteries, New Technologies & Medicine 6・2

      ページ: 123-126

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropy in the Optical Absorption and Third-order Nonlinear Optical Susceptibility of the Stretch-oriented Chrysophenine-doped Poly(vinyl alcohol) Films2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Jin, Z.Li, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Letters on Batteries, New Technologies & Medicine 6・2

      ページ: 127-130

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Resonant enhanced large third-order optical nonlinearities and fast responses of PVA coating films containing J-like aggregates of a cyanine dye2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Li, Z.Jin, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large and Fast Resonant Third-Order Optical Nonlinearities of Silicon 2,3-Naphthalocyanine Bis(trihexylsilyloxide)2005

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Chinese Physics Letters 22・7

      ページ: 1687-1690

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Resonant enhancement of third-order nonlinear optical property in J-like aggregates of a cyanine dye2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Li, Z.Jin, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (b) (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Resonant third-order optical nonlinearities of thin films containing J-aggregates of a cyanine dye or a squarylium dye2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Li, Z.Jin, K.Kasatani
    • 雑誌名

      Proc.SPIE 5646

      ページ: 411-420

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Third-order optical nonlinearities of several naphthalocyanines and porphyrins measured by the resonant femtosecond DFWM technique2005

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, T.Yoda, K.Kasatani
    • 雑誌名

      Proc.SPIE 5646

      ページ: 471-479

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Third-order Nonlinear Optical Properties of Chrysophenine in Aqueous Solution and in PVA films2005

    • 著者名/発表者名
      Zhao-hui Jin, Zhongyu Li, Kazuo Kasatani, Hiroaki Okamoto, Shunsuke Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Lett. 6

      ページ: 123-126

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropy in the Optical Absorption and Third-order Nonlinear Optical Susceptibility of the Stretch-oriented Chrysophenine-doped Poly(vinyl alcohol) Films2005

    • 著者名/発表者名
      Zhao-hui Jin, Zhongyu Li, Kazuo Kasatani, Hiroaki Okamoto, Shunsuke Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Lett. 6

      ページ: 127-130

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large and Fast Resonant Third-Order Optical Nonlinearities of Silicon 2,3-Naphthalocyanine Bis(trihexylsilyloxide)2005

    • 著者名/発表者名
      Gang Fu, Kazuo Kasatani, Hiroaki Okamoto, Shunsuke Takenaka
    • 雑誌名

      Chin.Phys.Lett. 22

      ページ: 1687-1690

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Resonant third-order optical nonlinearities of thin films containing J-aggregates of a cyanine dye or a squarylium dye2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Li, Z.Jin, K.Kasatani
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE- The International Society for Optical Engineering 5646

      ページ: 411-420

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Third-order optical nonlinearities of several naphthalocyanines and porphyrinsmeasured by the resonant femtosecond DFWM technique2005

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, T.Yoda, K.Kasatani
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE- The International Society for Optical Engineering 5646

      ページ: 471-479

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Large Third-order Optical Nonlinearities of a Croconium Dye in THF Solution and in Poly(methyl methacrylate) Coating Films Measured Using the Resonant Femtosecond Degenerate Four-wave Mixing Technique2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Li, Z.Jin, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Resonant Third-Order Optical Nonlinearities of Silicon 2,3-Naphthalocyanine Dioctyloxide Measured by Femtosecond Degenerate Four-Wave Mixing Technique2005

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, O.Asada, K.Kasatani
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics (印刷中)

    • NAID

      10016441674

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Third-order Optical Nonlinearities of Naphthalocyanine Derivatives Doped Polymer Films Measured by Resonant Femtosecond Degenerate Four-wave Mixing Technique2005

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, T Yoda, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Third-order Nonlinear Optical Properties of Chrysophenine in Aqueous Solution and in PVA films2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Jin, Z.Li, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Letters on Batteries, New Technologies & Medicine 6(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropy in the Optical Absorption and Third-order Nonlinear Optical Susceptibility of the Stretch-oriented Chrysophenine-doped Poly(vinyl alcohol) Films2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Jin, Z.Li, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Letters on Batteries, New Technologies & Medicine 6(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Third-order optical nonlinearities of sol-gel silica coating films containing metal porphyrin derivatives measured by resonant femtosecond degenerate four-wave mixing technique2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kasatani, H.Okamoto, K.Takenaka
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering 4829

      ページ: 117-118

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropy in the Optical Absorption and Third-order Nonlinear Optical Susceptibility of the Stretch-oriented Cyanine-dye-doped Poly(vinyl alcohol) Films2004

    • 著者名/発表者名
      Z.Jin, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Letters on Batteries, New Technologies & medicine 5

      ページ: 569-572

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Third-order optical nonlinearities of sol-gel silica coating films containing metal porphyrin derivatives measured by the resonant femtosecond DFWM technique2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Proc.SPIE 4829

      ページ: 117-118

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropy in the Optical Absorption and Third-order Nonlinear Optical Susceptibility of the Stretch-oriented Cyanine-dye-doped Poly(vinyl alcohol) Films2004

    • 著者名/発表者名
      Z.Jin, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Lett. 5

      ページ: 569-572

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Third-order optical nonlinearities of sol-gel silica coating films containing metal porphyrin derivatives measured by resonant femtosecond degenerate tour-wave mixing technique2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kasatani, H.Okamoto, K.Takenaka
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE- The International Society for Optical Engineering 4829

      ページ: 117-118

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropy in the Optical Absorption and Third-order Nonlinear Optical Susceptibility of the Stretch-oriented Cyanine-dye-doped Poly(vinyl alcohol) Films2004

    • 著者名/発表者名
      Z.Jin, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Letters on Batteries, New Technologies & Medicine 5

      ページ: 569-572

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The third-order nonlinear optical properties of porphyrin derivatives measured by resonant femtosecond degenerate four-wave mixing2003

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, K.Kasatani, E.Arita, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Letters on Batteries, New Technologies & Medicine 4

      ページ: 628-632

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large electronic third-order optical nonlinearities of cyanine dyes measured by resonant femtosecond degenerate four-wave mixing2003

    • 著者名/発表者名
      K.Kasatani
    • 雑誌名

      Optical Materials 21

      ページ: 93-97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The third-order nonlinear optical properties of porphyrin derivatives measured by resonant femtosecond degenerate four-wave mixing.2003

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, K.Kasatani, E.Arita, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      ITE Lett. 4

      ページ: 628-632

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large electronic third-order optical nonlinearities of cyanine dyes measured by resonant femtosecond degenerate four-wave mixing2003

    • 著者名/発表者名
      Kasatani
    • 雑誌名

      Opt.Mater. 21

      ページ: 93-97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large Third-order Optical Nonlinearities of a Croconium Dye in THF Solution and in Poly(methyl methacrylate) Coating Films Measured Using the Resonant Femtosecond Degenerate Four-wave Mixing Technique

    • 著者名/発表者名
      Z.Li, Z.Jin, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Resonant Third-Order Optical Nonlinearities of Silicon 2,3-Naphthalocyanine Dioctyloxide Measured by Femtosecond Degenerate Four-Wave Mixing Technique

    • 著者名/発表者名
      Gang Fu, Osamu Asada, Kazuo Kasatani, Hiroaki Okamoto, Shunsuke Takenaka
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. (in press)

    • NAID

      10016441674

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Third-order Optical Nonlinearities of Naphthalocyanine Derivatives Doped Polymer Films Measured by Resonant Femtosecond Degenerate Four-wave Mixing Technique

    • 著者名/発表者名
      G.Fu, T.Yoda, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Resonant enhanced large third-order optical nonlinearities and fast responses of PVA coating films containing J-like aggregates of a cyanine dye

    • 著者名/発表者名
      Z.Li, Z.Jin, K.Kasatani, H.Okamoto, S.Takenaka
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Resonant enhancement of third-order nonlinear optical property in J-like aggregates of a cyanine dye

    • 著者名/発表者名
      Zhongyu Li, Zhao-hui Jin, Kazuo Kasatani, Hiroaki Okarnoto, Shunsuke Takenaka
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (b). (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 三次非線形機能を発現させる方法、及びその方法を用いた非線形光学素子並びに非線形光学装置2005

    • 発明者名
      笠谷 和男, 李 忠玉
    • 権利者名
      山口大学学長
    • 産業財産権番号
      2005-057095
    • 出願年月日
      2005-03-02
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tasaka, H.Okamoto, Y.Morita, K.Kasatani, S.Takenaka: "Liquid crystalline properties of dissymmetric molecules, part XI : The effect of ester and lateral nitro groups on the molecular arrangement in smectic phases in three aromatic-ring systems connected by two ester groups"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 404. 15-31 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kasatani, E.Arita, H.Okamoto, S.Takenaka: "The third-order nonlinear optical properties of porphyrin derivatives measured by resonant femtosecond degenerate four-wave mixing"ITE Letters on Batteries, New Technologies & Medicine. 4・5. 628-632 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tasaka, H.Okamoto, Y.Morita, K.Kasatani, S.Takenaka: "Liquid crystalline properties of dissymmetric molecules. Part X. The effect of a terminal nitro group on molecular arrangement in smectic phases in three aromatic ring systems with two ester"Liquid Crystals. 30・8. 961-977 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tasaka, H.Okamoto, K.Abe, K.Kasatani, S.Takenaka: "The layer structure in smectic A phases and the phase transition behavior for cyano- and nitrofuran compounds"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 76・3. 569-574 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kasatani: "Large electronic third-order optical nonlinearities of cyanine dyes measured by resonant femtosecond degenerate four-wave mixing"Optical Materials. 21・1-3. 93-97 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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