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本研究課題の目的は、光ファイバコアによる空間閉じ込めを利用した一次元フォトニック結晶の共振器の高効率化である。昨年度は、実験とシミュレーションから、一次元周期構造をもつコレステリック液晶がキャピラリ構造内では擬2次元的なナノ周期構造をとるという知見を得た。
本年度は、コレステリック液晶レーザー発振の実験を行い、従来の液晶セル構造との閾値の違いについて検討した。レーザー色素を添加したコレステリック液晶を準備し、それを石英中空ファイバに注入した。そのサンプルをNd:YAGレーザーの第2高調波で光励起したところ、発光スペクトルに多くのスペクトルピークが現れた。ウィスパリングギャラリーモードの波長を算出したところ、これらのピークが一致することが確認された。一方、コレステリック液晶の選択反射に対応すると考えられる波長からは、ウィスパリングギャラリーモードよりも高い光強度をもつスペクトルピークが観測された。また、角度依存性から、ファイバの全ての半径方向にレーザー発振していることが確認できた。これらの結果から、擬2次元周期構造で光が増幅されていることが分かった。これらの成果ほ国内学会で発表するとともに学術論文としてまとめ報告した。
また、この研究過程で螺旋構造と斜め方向の光伝搬の重要性に気付き、高角度入射における螺旋周期構造からの選択反射についても研究を進めた。この派生した研究からは、従来にない波長およびバンド幅を制御可能な螺旋周期液晶光学フィルタが実現可能であることを明らかとした。これらの成果は、学術論文として報告した。
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