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情報通信分野における光デバイス・材料技術において、高性能化と低消費エネルギー化への対応に向け、高性能光学高分子の合成とデバイス作製を進めることで高効率光デバイスの実証をすることを目的とした。そのため、有機・高分子材料のナノ・マイクロ加工技術によって飛躍的な特性向上が期待できる高性能光学素子を作製し、非線形光学特性や発光特性を基軸とした光デバイスの応用研究を進める。本年度は、以下の研究テーマ(1-3)を統合的に進め、研究を実施する。【テーマ1】:高性能高分子材料の設計・合成では、トリシアノビニル誘導体非線形光学色素と分岐型高分子ホストの組み合わせによって得られた電気光学材料の詳細検討を進めた。その結果、高分子合成技術と融合することによってr=150-170pm/Vの電気光学特性を得た。この光学特性は従来の無機材料を大きく超えるとともに、本研究の当初目標(r=100pm/V)を超える成果である。【テーマ2】:高分子・ナノマイクロ加工技術では、高分子フォトニック結晶の高精度化に関する研究を進めた。その結果、多層膜共振器を使った1次元型フォトニック結晶で電気光学特性において60倍の効率化を実証した。本成果より2次元フォトニック結晶応用の作製に向け課題抽出を進めた。【テーマ3】:光デバイス・評価・応用では、上記のテーマを実質的に統合し、最終的に目標とする高性能高分子フォトニック結晶の光学機能評価のための光学実験を行った。実用的な光導波路型デバイスの光学評価実験に向け光結合系システムの構築を行った。特に近赤外域を中心とした光学評価を可能とする実験系を整備し、通信帯域の高分解能波長可変レーザーを用いてフォトニック結晶がもたらす電気光学特性の共鳴特性の解析を行った。以上の研究テーマに関する課題を統合的に進めることによって、最終目標の達成に向けた基盤技術が構築された。
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