有機非線形光学材料による光波マニピュレーション

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07246109
• 研究機関: 慶応義塾大学
• 研究代表者: 佐々木 敬介 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (00051425)
• 研究分担者: 谷内 哲夫 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (80260446) ; 岡本 尚道 静岡大学, 工学部, 教授 (40022173)
• キーワード: ポールドポリマー導波路 / 非線形光学 / 光変調 / ソリトンジェネレーター / ソリトンパルス / 光ファイバー増幅

研究概要

初年度である本年度では、材料発掘に重点を置いたが、しかしその他にもいくつかの成果を産むことができた。材料調整については、
(1)水素結合を可能にする非線形側鎖分子型ポリウレタン材料を用いてポールドポリマー導波路を試作し、最高50pm/v程度の非線形光学定数を示す状況を実現した。この材料は緩和特性も極めて安定であり、次年度以降の導波路型超高速電気光学変調素子に有用である。
(2)側鎖型非線形ポリマー(DR1/PMMA)を単に機械的なローラー延伸することによって、2次の非線形光学特性が発現することを世界で初めて見出した。これは、基礎的な分子配向制御の新規な機構を研究する分野を拓くことは勿論、各種非線形光学素子への応用に向けていわば半導体エレクトロニクスにおけるシリコン基板材料のような材料量産の重要なテクノロジーを示唆する発見である。また応用としては,
(3)ソリトンジェネレーター:
長距離光伝送における光ソリトンパルスの実用展開がせまっているが、この場合簡単にソリトンパルスを発生させる素子が重要となる。本年度においてTi : Sapphireのフェムト秒光パルス列を非線形光学導波路を伝搬させることによって、短距離においてソリトンパルス化出来ることを見出した。さらに
(4)光ファイバー増幅器についても進展をみている。即ち、理論に於ける新しい準位系のレート方程式を基本においた進行波増幅信号光パルス波形解析が実験で得られた実際の波形と極めて良い一致を与えている。これは、吸収、放出断面積を含む各種パラメータの実験値をもとにした設定の正しさを示すものであり、今後の性能向上、さらに光薄膜導波型増幅器への応用に有効に結びつくものである。

研究成果

• [文献書誌] A. Tagaya, K. Sasaki: "Theoretical and experimental investigation of Rhodamine B-doped polymer optical fiber amplifers" IEEE Journal Quantum Electronics. 31. 2215-2220 (1995)
• [文献書誌] S. Yamakawa, K. Sasaki: "Frequency doubling waveguide on a novel organic nonlinear optical structure" Nonlinear Optics. 14. 273-281 (1995)
• [文献書誌] H. Yamamoto, K. Sasaki: "A four layer optical waveguide device using Isopropyl-4-acetylphenylurea(IAPU)." Nonlinear Optics. 14. 263-272 (1995)
• [文献書誌] E. S. Kim, K. Sasaki: "Optical second harmonic generation by a novel waveguide device with nonlinear organic crystal" Nonlinear Optics. 14. 257-262 (1995)
• [文献書誌] G. J. Zhang, K. Sasaki: "Theoretical analysis of the spatial phase matching loci for second harmonic generation and multiwave mixing interaction" Applied Optics. 34. 5301-5311 (1995)
• [文献書誌] 佐々木敬介: "固体化色素レーザーおよび固体化色素ドープ増幅器" 応用物理. 64-9. 899-903 (1995)