| 研究概要 |
光ファイバー中にUV光でブラッグ回折格子を直接書き込み、それを反射鏡あるいは分(合)波器として利用する技術が提案され、光ファイバーシステムを集積化する上でのキィーテクノロジーとして注目を集めている。本研究では、この方法の適用領域を拡大するために、光利得媒質としての優位性が確かめられているフッ化物系ガラス系での光書き込み媒質の探索を行った。セリウムをドープしたAIF_3ガラス[35AIF_3+13YbF_3+52(Mg+Ca+Sr+Ba)F_2]に光子エネルギー5.0eVのKrFレーザーを光束密度:88mJ/cm^2で照射し、そのフォトクロミック特性を調べることにより、以下を明らかにした。
1. 紫外光誘起吸収変化:紫外光露光に伴い、4.0〜6.5eVの三価セリウムイオン,(Ce^<3+>)による4f-5d吸収の減少と、3.8eVおよび6.2eVをピークとする2つの吸収帯の増加が観測された。その最大吸収変化からクラマース・クローニッヒの関係を用いて屈折率変化を見積もると2.7×1O_<-5>(1.55μm)となる。この屈折率変化は、回折格子長50mmで99%の反射率をもたらし、光書き込み媒質として有望であることを示す。また、上記の吸収変化は、Ce^<3+>イオンの価数変化が、屈折率変化の主因であることを示唆する。
2. 紫外光誘起吸収の光・熱褪色性:紫外光により誘起された3.8eVおよび6.2eV吸収帯の光・熱褪色性を調べたところ、両者の間に完全な相関関係は認められなかった。このことは、未知の電子トラップの存在を示唆し、その制御がブラッグ回折格子の特性向上の鍵となる。
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