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金属超微粒子を含有するガラスは、大きな非線形感受率と高速光応答性を示すことから「光制御型の高速光スイッチ」としての適用が期待されている。本研究は、高濃度銀イオン含有ガラス(P_2O_5-Al_2O_3-Ag_2O系)を基板として作製し、これに比較的低エネルギー(10-20keV)のイオンビームを照射して銀超微粒子を析出させることを検討してきた。前年度までに、P_2O_5-Al_2O_3-Ag_2O(Ag_2O=10〜20mol%)ガラスを対象にして、イオンビーム照射条件をパラメータに微粒子析出の様子を明らかにしてきた。
本研究での金属超微粒子析出ガラスの非線形感受率を実験的に確認するためには、析出層が100nm程度と非常に薄いため、上記組成のガラスでは析出濃度が不十分であった。このため今年度は微粒子析出メカニズムから考え、実質的に吸光度が増加するガラス組成を探索し、アルカリ成分(Na_2O)の添加が有効であることを明らかにした。P_2O_5-Al_2O_3-Ag_2O(15〜20mol%)-Na_2O(15〜20mol%)のガラスでは、Na_2O無添加のガラスと比較して、同一の照射条件で、ほぼ2倍の吸光度を実現することができた。波長450nmでの縮退四光波混合法により3次の非線形感受率_X^<(3)>を測定し、5.5-8.8×10^<-7>esuという高い値を確認することができた。
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