| 研究概要 |
電気光学素子は超高速動作が可能であり,超高速光変調器,光空間変調器への利用が研究されている.LiNbO_3やLiTaO_3などの電気光学結晶では,分極反転によるさまざまな光制御素子への応用が期待されている.この分極反転には電界印加法などが利用されており,結晶の光軸に沿って表面から裏面にわたって一様に微細な形状の分極反転部が形成されることが知られている.このため任意の二次元形状の分極反転部を電気光学結晶内に作り込むことが可能であるが、反転可能な結晶厚さが現状では約1mmまでと限られており,また任意の三次元形状の分極反転部を形成することはいまだに実現されていない.
本研究では,光照射を利用することによって分極反転を制御し,厚い結晶中に分極反転形状を形成することによって,新しい電気光学素子を開発することを目的として研究を進めた.
昨年度は電気光学結晶のパルスレーザー照射による損傷閾値について実験的に検討したが,本年度は本年度はその結果をもとに,結晶に損傷が生じない範囲において電気光学結晶に引き起こされる屈折率変化を明らかにし,その分極反転との関係を検討した.
パルスYAGレーザーの三倍波による強力な青のレーザーパルスを電気光学結晶LiTaO_3(z板)に垂直照射すると,パルスエネルギーに対応して結晶内に円形の屈折率変化が引き起こされる.この屈折率変化部が重なるような複数のパルス照射では,全エネルギーが損傷閾値以下であっても損傷が生じやすいことがわかった.なお,この照射条件による屈折率変化に異方牲はなかった.パルス照射後の結晶において電界印加による分極反転実験を行ったが,照射部であっても通常の分極反転が可能なことがわかった.
また,LiTaO_3の電界印加分極反転についてその条件を詳細に検討し,パルス電界印加が分極反転精度の向上に有効であることを確認するとともに,従来から実施されてきたパルス幅よりもかなり長い0.1s程度のパルスでも,25μm以下の反転幅を実現できることが明らかした.
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