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2013 年度 実施状況報告書

フォトリフラクティブ強誘電性液晶による実時間動的ホログラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25620067
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関東京理科大学

研究代表者

佐々木 健夫  東京理科大学, 理学部, 教授 (80261501)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードフォトリフラクティブ効果 / 液晶 / 強誘電性液晶 / 高分子
研究概要

フォトリフラクティブ効果とは、動的ホログラムを形成する現象の一つである。これは、画像信号の制御や演算に直接応用できるため、優れた材料の出現が待たれている。フォトリフラクティブ物質中でレーザー光を干渉させれば、屈折率の値が周期的に変化した格子縞(屈折率格子)が形成される。有機系材料は内部電界によって分子配向に変化が生じるため、見かけの屈折率が大きく変化する。しかし、現状では応答速度が遅い事が実用化への障壁になっている。研究代表者は、光導電性化合物と電荷発生剤をドープした強誘電性液晶中で、光の干渉によって内部電界を発生させ、それによって強誘電性液晶の自発分極の変化を誘起する研究を開始した。強誘電性液晶では自発分極ベクトルの方向の変化によって液晶分子の向きが変化する。一般の分子配向変化型フォトリフラクティブ効果が、内部電界に分子の双極子モーメントが応答して生じているのに対して、強誘電性液晶のフォトリフラクティブ効果は自発分極というバルクの分極が内部電界に応答する。強誘電性液晶の自発分極の電界応答は非常に高速であるので、フォトリフラクティブ効果の応答の高速化が可能である。
平成25年度の研究では、優れたフォトリフラクティブ特性(高い回折効率、大きな利得定数、速い応答)を示す強誘電性液晶材料の設計指針を得ることを目的とした検討を行った。強誘電性液晶におけるフォトリフラクティブ効果の発現メカニズムの検討と強誘電性液晶(混合物)の分子構造や組成の検討を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

平成25年度の研究においては、利得定数1200 cm-1、応答時間0.9 msという高性能を示す材料の開発に成功した。これは研究開始以前に得られていた性能を50 %も上回る値である。さらにこの材料を用い、動的な光信号を実時間で増幅することに成功した。

今後の研究の推進方策

強誘電性液晶を用いたフォトリフラクティブ材料で動的な光信号の増幅が可能であることが示されたので、これを中心とした研究を行っていく。
特に波長特性についての検討を行う。赤外線領域まで感応波長を伸ばせれば、実用的な見地から非常に価値がある。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Photorefractive Effect in Ferroelectric Liquid Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      Takeo Sasaki and Yumiko Naka
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 21 ページ: 99-109

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time dynamic hologram in photorefractive ferroelectric liquid crystal with two-beam coupling gain coefficient of over 800 cm-1 and response time of 8 ms2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, M. Ikegami, T. Abe, D. Miyazaki, S. Kajikawa and Y. Naka
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 102 ページ: 063306 1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photorefractive effect in ferroelectric liquid crystals containing oligo-thiophene chiral compounds2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, M. Ikegami, S. Kajikawa and Y. Naka
    • 雑誌名

      proc SPIE

      巻: 8828 ページ: 882805 1-8

    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamic Amplification of Light Signals in Photorefractive Ferroelectric Liquid Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki
    • 学会等名
      International Conference on Optics and Optoelectronics
    • 発表場所
      Dehradun, India
    • 年月日
      20140305-20140308
    • 招待講演
  • [学会発表] 強誘電性液晶を用いたフォトリフラクティブ材料の応用2013

    • 著者名/発表者名
      梶川 哲・中 裕美子・佐々木 健夫
    • 学会等名
      第62回高分子学会討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      20130911-20130913
    • 招待講演
  • [学会発表] 高耐久化強誘電性液晶用光導電性キラルドーパントのフォトリフラクティブ効果への影響2013

    • 著者名/発表者名
      吉野 正紀 ・佐々木 健夫・中 裕美子
    • 学会等名
      第62回高分子学会討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      20130911-20130913
    • 招待講演
  • [学会発表] フォトリフラクティブ液晶用光導電性キラルドーパントの開発2013

    • 著者名/発表者名
      及川 彩・佐々木 健夫
    • 学会等名
      第62回高分子学会討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      20130911-20130913
    • 招待講演
  • [学会発表] Photorefractive effect in ferroelectric liquid crystals containing oligo-thiophene chiral compounds2013

    • 著者名/発表者名
      Takeo Sasaki, Masashi Ikegami, Takashi Sato, Satoshi Kajikawa and Yumiko Naka
    • 学会等名
      SPIE Optics+Photonics
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      20130825-20130829
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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