高分子複合体液晶の光空も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

2001 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)および昨年度の本研究によって、液晶性材料に光導電性を付与することによって、光空間電界による液晶分子の周期的再配列に起因するホログラム形成が可能であることが見出されている(液晶,分子再配列型フォトリフラクティブ効果)。また、実時間ホログラム形成能は、高分子材料と低分子材料を複合化することによって飛躍的に向上することが明らかとされている。これらの結果を踏まえ上記題目内容の検討を進め以下の結果を得た。
(1)今までの研究によって開発されたフォトリフラクティブ液晶材料を用いて、高効率の位相共役光を観察し、材料の光吸収の影響、偏光の影響、空間的位相差の影響、等について、理論的解析を交えながら検討を行い、位相共役光の発生特性について明らかにした。
(2)実時間ホログラムの一つの応用として、2次元光画像情報の記録特性を検討し、再生画像情報は、信号光と参照光の強度比に強く依存し、信号光に比べて参照光が充分弱い場合には、画像エッジの抽出された画像検出が可能であることが明らかとなり、材料の特性を考慮したフーリエ変換ホログラムの理論から説明可能であった。
(3)我々の開発した材料系では、記録する干渉縞と記録された回折格子の間には空間的な位相差が存在することに大きな特徴があり、2光波の問にコーヒーレントなエネルギー移動が可能である。このことを用いた光画像の増幅が可能であることが見出された。
以上のように、光情報処理に有用な、位相共役光発生媒体としての有用性、代表的な光情報処理応用例として、画像エッジ検出、光画像増幅の実証を理論解析と共に行った。

研究成果

• [文献書誌] H.Ono, T.Kawamura, H.Norisada, N.Kawatsuki: "High sensitive and efficient holographic grating generation in functionalized polymer-dissolved liquid crystal composites."Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 368. 319-326 (2001)
• [文献書誌] K.Kitamura, H.Ono, H.Norisada, N.Kawatsuki: "Optical phase conjugation by degenerate four wave mixing in photorefractive mesoganic composites."Proceedings of SPIE International Symposium on Optoelectronics 2001. 4279. 175-182 (2001)
• [文献書誌] H.Ono, K.Kitamura, N.Kawatsuki, H.Norisada: "Characterization of degenerate four wave mixing in photorefractive polymer-dissolved liquid crystal composites."Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 1328-1333 (2001)
• [文献書誌] H.Ono, N.Kowatari, N.Kawatsuki: "Holographic Grating generation in thick polymer films containing with azo dye molecules."J. Opt. Mater.. 17. 387-394 (2001)
• [文献書誌] H.Ono, T.Kawamura, N.Kawatsuki, H.Norisada: "Intensity filtering of a two-dimensional optical image in high-performance photorefractive mesogenic composites."Appl. Phys. Lett.. 79. 895-897 (2001)
• [文献書誌] H.Ono, J.Kikuhara: "Characteristics of time response of self-phase modulation in liquid crystals."Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 6526-6530 (2001)