非線形光学有機低分子材料の第2高調波におよぼす磁場の効果

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04804029
• Research Field: 物理化学一般
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 山口 裕之 茨城大学, 工学部, 教授 (30004394)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東 美和子 茨城大学, 共同研究開発センター, 助教授 (40173140)
• Keywords: 非線形光学材料 / 第2高調波 / 磁場効果

Research Abstract

ミニYAGレーザーおよび冷却用外部ユニット、偏光子、電磁石(最大磁場1.32テスラ)、赤外線カットフィルター、検光子、パワーメーターという順に装置を一直線上に配置し、第2高調波の磁場による効果を測定するシステムを作製した。YAGレーザーからの入射光は偏光子を通過し、一定方向に偏光した光が電磁石内にセットされた試料に照射される。その試料から非線形効果によって第2高調波が発生し、磁場によってその第2高調波の偏光面が回転し、その回転角を検光子とパワーメーターとで測定した。
第2高調波発生(SHG)を示すことがすでにわかっている有機低分子材料のうち、大きいSHG相対強度を示すPOMとNPPについて、粉末、溶液(溶媒n-ヘプタン)、延伸ポリエチレンフィルムで偏光面の回転角を測定した。光の進行方向に沿ってN極からS極へ磁場を配置すると、NPPについては粉末および溶液において十20°、延伸ポリエチエンフィルムでは十15°、POMについては粉末および溶液において十15°、延伸ポリエチレンフィルムでは回転角は測定できなかった。磁場の方向を逆にすると、負の方向に同じ角度だけ偏光面は回転した。このように2つの化合物について第2高調波の磁場による効果を確認できた。
しかし、赤外線カットフィルターを用いても、入射光(1060nm)の全強度の約7%の光が第2高調波(530nm)と共に測定されてしまう。530nmの光のみを測定する何らかの装置を配置する必要がある。さらに、入射光の強度は時間的に振動しているため、パワーメーターの測定値も変化し定量的な測定をすることが困難であった。このため、入射光の強度変化を修正する装置をシステムに組み込む必要がある。今後、このような2点の補正をすることによって、より定量的で再現性のある結果を得ることができるであろう。