光機能性液晶材料を用いた偏光アドレス型空間光変調と特異光波発生システムの創出

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14663
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 坂本 盛嗣 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (60757300)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 光渦 / 空間光変調 / ベクトルビーム / 光機能性液晶

研究成果の概要

光機能性液晶へのベクトルビーム照射によって１軸配向アゾ色素高分子液晶複合体中に形成される螺旋状の異方性構造体に基づいた新しい光渦の発生装置を提案した。光渦発生における異方性構造体の配向分布依存性を数値計算により詳細に解析し、高効率且つ広帯域な波面変換特性が得られる条件を見出した。実際にベクトルビームと等価な偏光分布を持つ光を光機能性液晶へと投影するシステムを構築し、偶数次・奇数次の光渦を発生できることを実証すると供に、トポロジカルチャージの切り替えが可能であることを示した。更に、切り替え特性の高速化に向けた検証を行い、いくつかの知見を得た。

自由記述の分野

応用光学

研究成果の学術的意義や社会的意義

その特異な光学的性質が注目され、近年飛躍的に応用の幅を広げている光渦の実験研究では、特異光波を発生させるための位相の空間制御デバイスが必要不可欠であり、とりわけその光制御の柔軟性・広帯域性・偏光選択性は特異光波の応用の可能性を拡大する基盤要素となる。本研究成果は、我々が提案する光機能性液晶材料を用いた偏光アドレス型の光渦発生装置が、これらの要素を併せ持つ位相制御装置として機能する事を理論的・実験的に示したものであり、今後の光渦の応用研究の発展に貢献するものと期待される。