粉末結晶のための新しい三次非線形光学定数測定方法の開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09554031
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中村 貴義 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60270790)
• 研究分担者: 長谷川 達生 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (00242016) ; 木口 雅史 (株)日立製作所, 基礎研究所, 主任研究員 ; 芥川 智行 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (60271631) ; 川俣 純 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (40214689) ; 井上 久遠 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (30021934)
• キーワード: 三次非線形光学効果 / 四光波混合 / エバネッセント波 / 電荷移動錯体

研究概要

本研究は,電荷移動錯休めように、試料の加工性の問題から単結晶を用いた非線形光学特性評価が困難な材料に対して、粉末試料を用いての測定を可能とする新たな三次非線形光学定数評価法を開発することを目的とした。
1 全反射配置でevanescent wave を利用することで、吸収がある試料や粉末試料で二次の非線形光学定数が測定可能となることに着目し、この二次定数評価法の長所を三次の定数評価に拡張することで、目的の達成を図った。具体的には、全反射配置下での光第三高調波の観測(THEW法)、及び、四光波混合による位相共役波発生の観測(FWMEW法)という二つの手法を開拓した。
まず、これらの装置の性能確認のため、電荷移動(金属-ジメチルグリオキシム)錯体薄膜の三次非線形光学定数を測定し、これら方法が電荷移動錯体の非線形光学定数評価法として有効であることを実証した。次に、フタ口シアニン誘導体粉末結晶の非線形光学定数をFWMEW法により測定し、粉末結晶を用いた非線形光学定数評価に対する検証を行った。FWMEW法測定においては、プリズム表面の反射や、プリズムと試料との界面における散乱などに起因するバックグラウンドの強度が現状では大きいため、χ^<(3)>が比較的大きい材料にしかFWMEW法を用いる事が出来ず、感度の点で勝るTHEW法の方がより多様な材料に適用可能ではある。
しかし、FWMEW法には、非共鳴条件下でのχ^<(3)>測定が容易であるというTHEW法では達成しにくいメリットもあるので、FWMEW測定のS/N向上に現在も継続して努めている。
なお、上記開拓に立脚して、(テトラ-n-ブチルアンモニウム;TBA)(EtO-C[C(CN)_2]_2;Et0-TCA)などの電荷移動錯体粉末結晶の非線形光学定数評価に着手できた。

研究成果

• [文献書誌] T.Nakamura: "Electrical Conduction in Monolayers and LB films of BEDOTTF-C_<10> TCNQ/Arachidic Acid Mixed System" Thin Solid Films. 327. 450-453 (1998)
• [文献書誌] T.Konuma: "Charge-Transfer Interactions and Nonlinear Optical Properties of Tetrathiafulvalene-based Langmuir-Blodgett Films" Thin Solid Films. 327. 348-352 (1998)
• [文献書誌] K.Ikegami: "Preparation of Langmuir-Blodgett Films Containing a Charge-Transfer Complex of Alkylated Dicyanoquinonediimine(DCNQI)and Copper" Jpn.J.Appl.Phys. L550-L552 (1998)
• [文献書誌] K.Ikegami: "Possible Low-Temperature Phase Transition of Langmuir-Blodgett Films of a Charge-Transfer Complex Detected by ESR" Thin Solid Films. 327. 391-394 (1998)
• [文献書誌] T.Nakamura: "Electrical and Nonlinear Optical Propertise of Langmuir-Blodgett Films of Charge Transfer Complexes" Mol.Cryst.Liq.Cryst. (in press).
• [文献書誌] T.Yumoto: "Langmuir-Blodgett Films of BEDO-TTF・CF_3 TCNQ" Synthetic Metals. (in press).
• [文献書誌] K.Ikegami: "Optical Characterization of Langmuir-Blodgett Films of AlkylDCNQI and AlkylDCNQI-Cu Complexes" Synthetic Metals. (in press).
• [文献書誌] T.Akutagawa: "Nonlinear Optical Properties of Langumuir-Blodgett Films of Pyrazine-based Dye Molecule" Nonlinear Optics. (in press).
• [文献書誌] T.Hasegawa: "Valance-Modulation-Induced Optical Nonlinearlity of Intermolecular Charge-Transfer Langmuir-Blodgett Films" Nonlinear Optics. (in press).
• [文献書誌] J.Kawamata: "New Method for Evaluating Third-Order Nonlinear Optical Efficiency of Powder Crystals" Nonlinear Optics. (in press).
• [文献書誌] J.Kawamata: "Observation of Third-Order Nonlinear Optical Effects of Metallo-Dimethylglyoxime Complexes by Methods Using the Evanescent Wave" Nonlinear Optics. (in press).