有機光機能材料を用いた光導波路の構築

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10044121
• 研究種目: 国際学術研究
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 戒能 俊邦 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (00281709)
• 研究分担者: 伊藤 弘昌 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20006274) ; 中西 八郎 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (50240651) ; GARITO Antho ペンシルバニア大学, 理学部, 教授 ; KEIL Norbert ハインリヒハーツ研究所, 高分子素子研究室, 室長 ; PEYGHAMBARIA ナサー アリゾナ大学, 光科学センター, 教授
• キーワード: 有機光機能材料 / 高速光スイッチ素子 / 位相変調素子 / 波長変換素子 / 光導波路部品 / 導波路化 / 高分子導波路 / 分岐・結合回路

研究概要

有機光機能材料は導波路化によって高速光スイッチ素子、位相変調素子、あるいは波長変換素子に応用できると期待されている。本年度は導波路形成能を有する光機能性有機材料の設計・合成、優れた光機能を有する材料の薄膜結晶化、フォトブリーチングあるいは反応性イオンエッチングによるパターニング化の検討、薄膜導波路での光増幅性能の評価、有機半導体薄膜材料を用いたレーザー機能の検討を進めた。
導波路形成能を有する光機能性有機材料としては光非線形性の大きなスチルバゾリウム系化合物を種々合成し、波長変換素子として有用な材料を得るとともに、溶融結晶成長が可能な化合物を見い出した。現在、薄膜状の単結晶成長を進めている。
電気光学効果を活用する結晶材科の導波路化に関し、DAST結晶の反応性イオンエッチングによるリッジ形成、エキシマーレーザーによる検討を行い、数μmから数十μm深さの導波路形成の可能性を把握するとともに、加工時における側面の荒れへの対応が必要な子とを明らかにした。高分子電気光学材料としてビスアゾベンゼン系材料のフォトブリーチングによる導波路化を検討し、ニトロンあるいはスチリル系材料に比較し、安定した導波路作製能を把握するとともに、光結合に有効な屈折率変調型のグレーティングを形成できた。
光増幅機能発現には、イオン交換導波路への希土類元素の導入が有効であることを把握するとともに、希土類添加高分子の機能発現と色素分離との関連を明らかにした,また、有機半導体薄膜のレーザー発振におけるエネルギー移動効果を把握できた。

研究成果

• [文献書誌] 柴田智章・服部俊明 小野寺信治・戒能俊邦: "π共役系有機色素を含む高分子薄膜のホトブリーチング特性と光導波路への適用" 日本化学会誌. 12. 831-836 (1998)
• [文献書誌] Anwar,X-M.Duan,S.Okada,H.Oikawa,H.Nakanishi: "First hyperpolarizobility of benzoate anions and esters." J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2. 2451 (1998)
• [文献書誌] P.Gyras.S.Honikaner N.Peyghambarian et al: "Thin-film chemical sensors with waveguide Zolman interferrometry" Pure Appl.Opt. 7. 1261 (1998)
• [文献書誌] S.Jiong,T.Luo,B.C.Hwang N.Peyghambarian et al: "A new Er^<3+>-deped phosphate glass for I on-excharge woveguide amplitier" Opt,Eng. 37. 3282 (1998)
• [文献書誌] R.Gao,C.Koeppen,G.Zheng A.F.Garito: "Effects of chromophore dissociation on the optical puoperties of rare earth doped polymens" Applied Optics. 37・30. 7100-7106 (1988)
• [文献書誌] V.G.Kozlov,V.Bulovic,P.E.Burrows,S.R.Forrest: "Study of Lasing Action Based on Forster Energy Transfer in Dptically Pumped Organic Semiconductor Thin Films" J.Appl.Phys. 48. 4096 (1998)