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本研究は電気光学効果を有する酸化物強誘電体で生じるフォトリフラクティブ(PR)非線形光学効果の超短光パルス応答に関して、結晶内で形成されるPR屈折率格子のダイナミクスとその固定化について究明し時空間領域における超短光パルスの記録・再生や整形・直並列変換などの新規な光パルス情報処理法をホログラフィックな手法により実現することを目標においている。平成8年度は連続光及び超短光パルスによるフォトリフラクティブ結晶中でのPR屈折率格子固定化の特性について調べることを目的とした。以下に得られた研究成果を列記する。
1.ピコ秒YAGレーザ(波長532nm)と強誘電体チタン酸バリウムを用いたPR屈折率格子の書き込みを連続光(波長633nm)により読み出すことによりPR格子形成ダイナミクスの測定を行なった。その結果、シングルショット光パルス入射では用いた試料でのPR格子形成は観測されなかったがマルチパルスによるPR格子形成のダイナミクスを観測することが出来た。また、時間分解二光波混合測定により光増幅方向が連続光での場合とは逆になることを観測した。この原因は光励起メジャーキャリアが正孔から電子に変化するためであり、計算機シミュレーションによる結果と一致することを確認した。
2.連続光(波長514.5nm)によるPR屈折率格子の熱的な固定化とその結晶温度依存性の測定を行ない、イオン格子と再書き込みされたPR格子の回析効率への相対的な寄与について明らかにした。そして、屈折率格子固定化と回析効率増大化が両立する動作温度条件についての知見を得ることができた。さらに、格子固定化の要因となるイオンの活性化エネルギーを抽出する事が出来、室温での格子の寿命は約190日程度であることを見いだした。
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