集積型有機発光デバイスの導波路自己形成技術による作製とμチップ型光学分析への応用

• 研究課題/領域番号: 23685044
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 山下 兼一 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (00346115)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 22,620千円 (直接経費: 17,400千円、間接経費: 5,220千円); 2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2011年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
• キーワード: ポリマー導波路 / 有機発光デバイス / マイクロチップ / 自己形成導波路 / 光学分析マイクロチップ / 光導波路 / 有機光デバイス / システムオンチップ / 光物性 / 光誘起吸収分光

研究概要

本研究では、光回路基板に集積作製可能なポリマー導波路型の微細光源を作製する技術の開発を行った。微細光源の作製には自己形成活性導波路技術を応用した。チップ上に異なる発光波長帯を持つ導波路型光源を直列に作製することで、広帯域の白色光源を実現した。また、二光束干渉露光により分布帰還形の共振器構造を作り込むことで、単一波長発振型のレーザ素子を作製した。さらに，集積型広帯域光源を用いたチップ上ラベルフリー光学分析の検討を行った。本研究では分析手法として過渡吸収分光法に着目し，厚膜フォトレジストを用いたチップ型光学分析システムの試作を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Photoinduced absorption measurement on a microchip equipped with organic dye-doped polymer waveguide (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kawaguchi, K. Nagai, and K. Yamashita
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: Vol. 8774 ページ: 87740Q-87740Q
  • DOI: 10.1117/12.2016824
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated light sources based on self-formed polymer waveguide doped with active medium (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sugimoto, T. Kawaguchi, and K. Yamashita
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: Vol. 8435 ページ: 84351O-84351O
  • DOI: 10.1117/12.921767
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Properties of dye-doped polymer films incorporating photonic nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazutaka Egami, Tomoya Nakayama, Yuuka Kosaka, Satoshi Tomita, Atsushi Ishizumi, Hisao Yanagi, Kenichi Yamashita, and Kunishige Oe
  • 雑誌名: phys. stat. solidi (c) 巻: 9(12) 号: 12 ページ: 2485-2488
  • DOI: 10.1002/pssc.201200225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Singlemode-Emitting Plastic Laser Fabricated by Waveguide Self-formation and Interference Exposure Processes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kawaguchi and K. Yamashita
  • 雑誌名: Proceedings of CLEO-PR & OECC/PS 2013 巻: WPA-38
  • URL: http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?uri=CLEOPR-2013-WPA_38
• [雑誌論文] Array of a dye-doped polymer-based microlaser with multiwavelength emission (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Yamashita, Hisao Yanagi, and Kunishige Oe
  • 雑誌名: Opt. Lett 巻: 36(10) 号: 10 ページ: 1875-1877
  • DOI: 10.1364/ol.36.001875
  • 査読あり
• [学会発表] 有機色素共ドーピングによる多色発振型プラスチックレーザ (2014)
  • 著者名/発表者名: 長井広治、川口宗、山下兼一
  • 学会等名: 電子情報通信学会 IPDA研究会
  • 発表場所: 鬼怒川温泉ホテル、日光市
• [学会発表] Singlemode-Emitting Plastic Laser Fabricated by Waveguide Self-formation and Interference Exposure Processes (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kawaguchi and K. Yamashita
  • 学会等名: CLEO-PR&OECC/PS 2013
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2013-07-03
• [学会発表] Photoinduced absorption measurement on a microchip equipped with organic dye-doped polymer waveguide (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kawaguchi, K. Nagai, and K. Yamashita
  • 学会等名: SPIE Optics + Optoelectronics 2013
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2013-04-15
• [学会発表] Photoinduced absorption measurement on a microchip equipped with organic dye-doped polymer waveguide (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kawaguchi, K. Nagai, and K. Yamashita
  • 学会等名: SPIE Optics + Optoelectronics 2013
  • 発表場所: Clarion Congress Hotel、プラハ、チェコ
• [学会発表] Singlemode-Emitting Plastic Laser Fabricated by Waveguide Self-formation and Interference Exposure Processes (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kawaguchi and K. Yamashita
  • 学会等名: CLEO-PR&OECC/PS 2013
  • 発表場所: 京都国際会館、京都市
• [学会発表] 有機色素共ドープポリマー薄膜における2波長レーザ発振特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長井広治、川口宗、山下兼一
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学、京田辺市
• [学会発表] 導波路結合型プラスチックレーザー素子の新規作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下兼一
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第33回年次大会
  • 発表場所: 姫路商工会議所
  • 招待講演
• [学会発表] 有機材料光源素子の新規作製技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下兼一
  • 学会等名: 電子情報通信学会POC研究会
  • 発表場所: 機械振興会館
  • 招待講演
• [学会発表] LEDを光源としたオンチップ型光誘起吸収測定によるクロロフィル分子の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川口宗
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] Integrated light sources based on self-formed polymer waveguide doped with active medium (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sugimoto, T. Kawaguchi, and K. Yamashita
  • 学会等名: SPIE Photonics Europe 2012, Organic Photonics
  • 発表場所: Brussels, Belgium
  • 年月日: 2012-04-16
• [学会発表] 広帯域発光を有するプラスチック導波路型光源素子によるマイクロチップ型光学物性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本周平、川口宗、西脇春名、山下兼一
  • 学会等名: 日本材料学会半導体エレクトロニクス部門委員会第2回研究会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学、京都市
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 分布帰還型共振器構造を有する導波路型プラスチックレーザの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川口宗、杉本周平、山下兼一
  • 学会等名: 日本材料学会半導体エレクトロニクス部門委員会第2回研究会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学、京都市
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] フォトニック結晶を組み込んだ色素ドープポリマー薄膜の光学特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江上一位、小坂祐香、冨田知志、柳久雄、山下兼一、尾江邦重
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京都
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 新規発光素子創製のためのフォトポリマー技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下兼一
  • 学会等名: 応用物理学会関西支部セミナー光物性とその光機能
  • 発表場所: 大阪市立大学、大阪市(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] Optical Properties of Dye-doped Polymer Films Incorporating Photonic Nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tomita
  • 学会等名: 5th International Conference on Optical, Optoelectronics, and Photonic Materials and Applications
  • 発表場所: Nara, Japan
• [学会発表] DFB 共振器構造を有する自己形成型プラスチック導波路レーザ (2012)
  • 著者名/発表者名: 川口宗
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 色素ドープポリマー導波路による微細光源素子の光誘起吸収測定への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下兼一
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 光ナノインプリントによる有機薄膜DFBレーザー (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下兼一
  • 学会等名: 第433回レーザー学会研究会「有機固体レーザー」
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 招待講演
• [学会発表] 光導波路マイクロチップ型の光誘起吸収測定手法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川口宗
  • 学会等名: 第23回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] Array of vertical cavity microlaser using dye-doped photopolymer (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamashita, H. Yanagi, and K. Oe
  • 学会等名: 17th Microoptics Conference
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Array of vertical cavity microlaser using dye-doped photopolymer (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Yamashita, H.Yanagi, K.Oe
  • 学会等名: 17th Microoptics Conference
  • 発表場所: 仙台国際センター、Sendai, Japan
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] 直列接続型ポリマー導波路素子の一括作製と集積型広帯域光源の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉本周平、西脇春名、山下兼一
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学、山形市
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] フォトポリマーを母材とした色素ドープ面発光型レーザアレイの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下兼一、柳久雄、尾江邦重
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学、山形市
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Highly photostable lasing in an organic crystal of thiophene/phenylene co-oligomer (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Watanabe, T.Yamao, K.Yamashita, S.Hotta, K.Oe
  • 学会等名: CLEO/Europe-EQEC Conference 2011
  • 発表場所: International Congress Centre, Munich, Germany
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] 有機色素共ドープポリマー薄膜におけるDFBレーザ発振特性
  • 著者名/発表者名: 長井広治、川口宗、山下兼一
  • 学会等名: 第447回レーザー学会研究会「有機固体レーザー」
  • 発表場所: 九州大学、福岡市
• [学会発表] 導波路結合型プラスチックレーザー
  • 著者名/発表者名: 山下兼一
  • 学会等名: 2013年度第3回光材料・応用技術研究会
  • 発表場所: 関西セミナーハウス、京都市
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/~yamasita/Lab/Toppage_J.htm
• [備考]
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/~oelab/Toppage_J.htm