| 研究課題/領域番号 |
20J14875
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
松本 浩輔 東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 液晶 / 非線形光学効果 / 色素 / 高分子 / 回折 / 回折光 / 偏光 / 光強度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年の情報通信量増加に伴い，従来の光強度に加え，偏光や波長など，複数の情報を同時利用した光通信技術の開発が求められている。しかしながら，多くのデバイスでは単一の光物理量を単一のデバイスで検出しているため，光物理量の複数同時検出が光の有する情報を実利用するための大きな課題である。
本研究では，色素ドープ液晶の非線形光学効果に伴って生じる回折光形状を利用した光強度と偏光状態の同時検出を目的とする。光強度や偏光状態を認識して応答する本現象を用いることで，偏光板などの光学素子を用いることなく複数の光物理量を同時検出でき，今後の光通信技術の発展に大きく貢献できる。
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| 研究実績の概要 |
本研究は，高分子安定化色素ドープ液晶に光を入射した際に発生する回折光の形状変化を利用し，入射した光の強度，偏光状態などの光学特性を同時検出することを目的とした。最終年に当たる本年度は，初年度に観察した高分子安定化色素ドープ液晶の回折光形状異方性を定量的に観察し，サンプル内部の分子配向変化，および材料物性との相関を詳細に調べた。
初年度に作製した高分子安定化色素ドープ液晶に波長488 nmのレーザー光を入射したところ，楕円状回折光が出現した。CCDカメラを用いて最外殻の回折光を観察したところ，高分子安定化色素ドープ液晶のリング形状のアスペクト比は，従来の色素ドープ液晶と比較して明確に上昇した。液晶の弾性定数を測定したところ，高分子添加により弾性定数の異方性が向上することがわかった。この弾性定数の異方性増大はアスペクト比の向上を首尾よく説明する結果であることから，高分子添加によって分子配向変化挙動における異方性が向上することが異方的な回折リング形状を引き起こすと考えている。
円偏光入射時にも，直線偏光入射時と同様な楕円状回折光が出現した。さらに，この回折光は定常的な円偏光入射により回転することを見出した。入射光強度やサンプルの膜厚，温度によって回転速度は変化することがわかった。
以上の結果は，入射レーザー光の強度や偏光状態などの特性を，色素ドープ液晶により可視化できることを示唆するものである。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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