熱ポーリング石英薄膜導波路を用いた光ディスク光源用SHGレーザの開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11650352
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 黒沢 宏 宮崎大学, 工学部, 教授 (80109892)
• 研究分担者: 福井 一俊 福井大学, 工学部, 助教授 (80156752) ; 亀山 晃弘 宮崎大学, 工学部, 助手 (00264367) ; 横谷 篤志 宮崎大学, 工学部, 助教授 (00183989)
• キーワード: 熱ポーリング / 薄膜導波路 / DVD / 波長変換 / SHG

研究概要

マルチメディア時代を迎えて処理すべき情報量は増加の一途を辿っている。この問題を解決するためより高速、大容量の記憶媒体の開発が急務になっている。DVD用光源としての諸条件、つまり使用時間、安定性、光強度の面において非線形光学結晶を用いて現存の赤〜赤外半導体レーザの光を紫〜青色領域の波長に変換するSHGレーザが最も有望である。石英ガラスに5kV程度の高電圧を印加しながら300℃程度に昇温、或いは真空紫外レーザを照射することによって極めて大きな2次の非線形光学特性が石英ガラス中に発現し、レーザ光を入射することによってその半分の波長の光が得られる現象(第2高調波発生、略してSHG)が観測された。本研究では、熱ポーリング石英薄膜導波路と赤外半導体レーザと組み合わせて波長400nm前後の小型のDVD用光源を開発することを目的として研究をおこなった。
シリコンウエハー上に堆積した厚さ20μm,のSiO_2の上に更に7μmのGeO_2-SiO_2、を堆積させて作製した石英導波路を4kV、260℃、20min熱ポーリングした。作成した試料の2次非線形光学性を測定するとおよそχ_<33>^<(2)>=0.12pm/Vであった。その結果、赤外線である波長1.06μmのNd : YAGレーザを入射すると緑色の波長0.53μmの光が肉眼でも観測できた。

研究成果

• [文献書誌] A Kameyama, A Yokotani, K Kurosawa: "Generation and erasure of second-order optical nonlinearities in thermally poled silica glasses by control of defects"J.Opt.Soc.B,. (in press). (2002)
• [文献書誌] A Kameyama, A Yokotani, K Kurosawa: "Identification of defects associated with second-order optical nonlinearity in thermally poled high-purity silica glasses"J. appl Phys.,. 89,9,. 4707-4713 (2001)
• [文献書誌] 亀山 晃弘, 横谷 篤至, 黒澤 宏: "石英ガラスによる波長変換"信学技報(電子情報通信学会). LQE2001-2. 7-11 (2001)
• [文献書誌] A Kameyama, A Yokotani, K Kurosawa: "Second-order optical nonlinearity in high-purity silica glasses by thermal poling and UV laser pulses"The 2001 Bragg Gratings, Photosensitivity, and Poling in Glass Waveguide, Stresa, Italy. BThC35-1. 70-72 (2001)