分極反転構造を用いた疑似位相整合方式波長変換デバイスの開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07246103
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 伊藤 良一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40133102)
• キーワード: 非線形光学 / 波長変換 / 光第2高調波発生 / 有機材料 / 分極反転 / 疑似位相整合

研究概要

新しい分極反転ポーリングの手法を用いた波長変換デバイスの作製プロセスにおいて詳細な検討をおこなうとともに,光通信波長域で動作する差周波発生デバイスの開発を念頭において第2高調波発生デバイスの基本設計をおこなった。
1.デバイス作製プロセス
分極反転ポーリングに適した2種類のフェノキシ樹脂誘導体BisAとBrBisAを対象としてデバイス作製プロセスの最適化をおこなった。光学品質の薄膜形成法・ポーリング法・ヘテロ界面の形成法・微細加工法の4点について重点的に検討した。薄膜形成・ポーリング・微細加工については種々の工夫を施すことでほぼ満足できる成果を得ることができたが,急峻なヘテロ界面の形成については結局十分な成果を挙げることができなかった。これは,BiAとBrBisAという化学的・物理的性質の良く似た材料を採用してしまったためである。PMMAなどの疎水性溶媒を使用できる材料と組み合わせることでデバイス化が実現できるものと考えている。
2.第2高調波発生デバイスの基本設計
基本波波長1.53μmに対する第2高調波発生デバイスの基本設計をおこなった。既存のプロセス技術で十分作製可能なデバイスでの性能を見積もった。また,位相整合許容幅などの基本的なデバイスパラメータも見積もった。解析の結果,3RDCVXYなどの材料と上述のフェノキシ樹脂誘導体を組み合わせることで十分高性能なデバイスが実現できることがあきらかとなった。上述のプロセスをこの組み合わせで実現することができるので,具体的なデバイスの材料の候補として有望であると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] N.Hashizume, T.Tsuruzono, T.Kondo, and R.Ito: "Fabrication of Periodic Waveguides Using Organic Crystals and Fluorinated Poly-imides for Quasi-Phase-Matched Second-Harmonic Generation" Optical Review. 4(2). 316-320 (1997)
• [文献書誌] I.Shoji, T.Kondo, A.Kita-moto, M.Shirane, and R.Ito: "Absolute Scale of the Second-Order Nonlinear Optical Coefficients" J.Opt.Soc.Am.B14(9). 2268-2294 (1997)
• [文献書誌] 近藤高志,庄司一郎,伊藤良一: "非線形感受率の絶対値スケール" 光学. 26(3). 142-143 (1997)
• [文献書誌] 近藤高志,伊藤良一: "無機・有機ペロブスカイト-量子井戸構造を持つ物質の光物性" 化学と工業. 50(8). 1099-1101 (1997)
• [文献書誌] T.Kondo, T.Azuma, T.Yuasa and R.Ito: "Biexciton Lasing in the Perovskite-Type Material(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4" Solid State Commun.105(4). 253-255 (1998)
• [文献書誌] T.Kondo, S.Iwamoto, S.Hayase, K.Tanaka, J.Ishi, M.Mizuno, K.Ema and R.Ito: "Resonant Third-Order Optical Nonlinearity in the Layered Perovskite-Type Material(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4" Solid State Commun.105(8). 503-506 (1998)