| 研究課題/領域番号 |
12555246
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
柴田 修一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00235574)
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| 研究分担者 |
矢野 哲司 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (90221647)
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| キーワード | 微小球 / 球状光共振器 / ゾルーゲル法 / 振動オリフィス法 / ハイブリッド材料 / 高屈折率 / 光導波 / 光共振効果 |
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| 研究概要 |
微小液滴供給装置の活用(振動オリフィス法:高周波で振動させた10-20μmのオリフィスからゾル原料液を噴出させ固化させる方法)により、粒径がそろっており、真球度が高き光学的に均質なハイブリッド材料からなる光共振用微小球を作製することができる。今回は次の2つの課題に大きな進捗が見られた。(A)微小球による光の閉じ込めには、相対屈折率(微小球の屈折率/周囲の媒体の屈折率)が1.5以上であることが必要とされるため、微小球自体の屈折率は、n_D>2.0が求められる。このような高屈折率微小球の作製に成功した。(B)微小球を励起するための光導波路(光回路)を考案し、フォトリソグラフィーの手法をハイブリッド薄膜に適用して作製方法の実現と励起実験の確認に成功した。
以下に詳述する。
(A)微小球の高屈折率化
(1)チタンテトラブトキシドを高濃度に含有するハイブリッド材料を開発し、低温(室温〜100℃)で、n_D=1.7の微小球を振動オリフィス法で作製した。
(2)上記ハイブリッド微小球をさらに加熱処理(350℃〜450℃)することによりn_D=2.0〜2.25の真球度にすぐれた微小球を作製することに成功した。
(3)(1)の微小球には、有機色素を、(2)の微小球には希土類金属錯体を添加した。それぞれ、レーザー光による励起を実施し、共振効果に起因する発振を確認した。
(B)微小球励起用光回路の作製
(1)紫外線硬化剤をハイブリッド材料に添加して、フォトマスク上から照射することにより、幅5μm、長さ30mmの導波路をガラス基板上に形成させた。
(2)導波路に光を入射させて、導波路に隣接する微小球を励起し、共振光の発生を確認した。
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