高分子複合体液晶の光空間電界による周期的ミクロ分子配列制御と位相共役光の発生

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12750037
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 小野 浩司 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (10283029)
• キーワード: 液晶 / 高分子 / 光導電性 / ホログラム / フォトリフラクティブ / 画像処理 / 光情報処理

研究概要

平成11年度奨励研究(A)(課題番号:10750033)による我々の研究によって、光導電性を付与した液晶材料に干渉光を照射することによって、光空間電界の発生と液晶分子の周期的な再配列によって「分子再配列型フォトリフラクティブ効果」と呼ばれるメカニズムによってホログラムの形成が可能であること、その特性が高分子材料の利用によって大幅に向上することが見出されている。さらに、本研究の研究目的に添い、実験的・理論的検討を行った結果、以下に示す結果を得た。
(1)分子側鎖に光導電性付与のための分子を修飾するなどの高機能化をはかり、ミクロ分子配列制御の高度化を達成し、材料の特性がさらに向上した。
(2)開発された材料を用い、実時間ホログラム応用実証として、2次元光学画像処理実験を行った。ホログラム再生像は、信号光と参照光の強度比に強く依存し、参照光強度が信号光強度に比べて弱い場合には、画像エッジの抽出された画像検出が可能であることがわかった。光画像処理応用に有益と考えられる。
(3)開発された材料を用い、縮退4波混合光学配置での位相共役光発生実験を行い、基本特性の調査を行った。発生条件によっては80%程度の位相共役反射率を得ることも可能であり、高効率の位相共役鏡の形成が可能であることが実証された。
これらの結果は、近年注目されている有機フォトリフラクティブ材料の中でも卓越したものであり、注目に値する。また、液晶材料は、液晶ディスプレィ産業で培われた種々の技術を有効に利用できるため、デバイス応用での産業的な波及効果が期待できる。また、基礎科学的にはミクロ領域での液晶分子の配向挙動の研究によって、学問的な波及効果も期待できる。

研究成果

• [文献書誌] H.Ono,T.Kawamura,N.M.Frias,K.Kitamura,N.Kawatsuki,H.Norisada,and T.Yamamoto: "Holographic Bragg grating in photorefractive polymer-dissolved liquid-crystal composites."Journal of Applied Physics. 88. 3853-3858 (2000)
• [文献書誌] H.Ono and J.Kikuhara: "Transient characteristics of self-phase modulation in liquid crystals."Applied Physics Letters. 76. 3391-3393 (2000)
• [文献書誌] H.Ono,T.Kawamura,H.Norisada,and N.Kawatsuki: "Polymer-dissolved liquid crystal composites for use in real time holography (invited paper)."Proceedings of SPIE 45rd Annual Meeting at San Diego. 4167. 114-123 (2000)
• [文献書誌] H.Ono and I.Saito: "Theoretical and experimental analysis on photothermal gratings in guest-host liquid crystal film."Journal of Applied Physics. 89. 10-14 (2001)
• [文献書誌] H.Ono,K.Kitamura,N.Kawatsuki and H.Norisada: "Characterization of degenerate four wave mixing in photorefractive polymer-dissolved liquid crystal composites."Japanese Journal of Applied Physics. (印刷中).
• [文献書誌] H.Ono,T.Kawamura,H.Norisada,and N.Kawatsuki: "High sensitive and efficient holographic grating generation in functionalized polymer-dissolved liquid crystal composites."Molecular Crystal and Liquid Crystals. (印刷中).