| 研究概要 |
本研究では,ガラス表面に光学機能を有する結晶薄膜を作製し,ガラスと結晶の長所を複合化することにより光学特性の高度化・複合化を図り,マイクロオプティクス・デバイスヘと発展させることを目差したものである。ガラスの結晶化制御は,申請者らが開発した超音波表面処理(Ultrasonic Surface Treatment,UST)技術を用いて行った。平成11年度に得られた研究成果の概要を以下に示す。
1.xK_2O・(35-x)Li_2O・30Nb_2O_5・35SiO_2ガラスの表面結晶化について調べた。x=10mol%のとき最も配向性の優れたLiNbO_3の表面結晶化ガラスを作製できた。10K_2O・25Li_2O・30Nb_2O_2・35SiO_2ガラスから表面に析出した結晶層は,いずれもKがLiと部分的に置換したLiNbO_3結晶であった。また,この試料での透明表面結晶化ガラスの作製に最適な熱処理条件は,温度610〜620℃,時間3〜6時間であった。この条件で作製した試料から第二高調波の発生が確認され,その非線形光学定数はd_<33>が6.40pm/V,d_<31>が2.14pm/Vであった。
2.現在,光通信に用いられている波長1.55μmの光を増幅するCa_2Al_2SiO_7:Yb^<3+>,Er^<3+>結晶を含んだ透明表面結晶化ガラスを熱処理により作製し,作製した試料の光導波性に対するUSTの影響について評価を行った。ガラス試料にUSTを施した後,熱処理をすることにより,光導波路機能を有するCa_2Al_2SiO_7:Yb^<3+>,Er^<3+>透明表面結晶化ガラスを作製することできた。熱処理温度・時間を変化させることにより,シングルモードのみならずマルチモードの光導波性を得ることも可能となった。本研究により,透明表面結晶化ガラスがマイクロオプティクス・デバイス材料として有効であることが明らかとなった。
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