電気光学高分子光導波路の短パルス光ポーリングによる高効率波長変換

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13022229
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 杉原 興浩 静岡大学, 工学部, 助教授 (30222053)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戒能 俊邦 東北大学, 多元物質化学研究所, 教授 (00281709) ; 岡本 尚道 静岡大学, 工学部, 教授 (40022173)
• Keywords: 周期ポーリング / 耐熱性高分子 / 電気光学高分子 / 2光束干渉 / 非線形回折格子 / 擬似位相整合 / 光導波路 / 波長変換

Research Abstract

光通信等において、高分子導波路型光回路が注目されている。特に、光機能性色素を含有する電気光学高分子は、高非線形性、加工性に優れる等の利点を持つため、波長変換素子等への応用が期待される。高効率波長変換のためには、周期的ポーリングによる疑似位相整合を達成する必要がある。
本研究では、実用化を考慮して新規合成を行った高耐熱・高非線形性電気光学高分子を用い、該樹脂を光導波路構造に用いた高効率波長変換素子の研究を行う。
200℃以上の耐熱性を有するポリアリレート高分子薄膜に電子線リソグラフィ及びエッチングを行い、8ミクロン径の3次元リッジ型光導波路を直接形成する。光導波路は、2次非線形光学効果を考慮して、単一モードとなるように設計・製作した。
次に、非線形色素含有ポリアリレートに2光束干渉を用いて、ND : YAGレーザ(355nm)の単一パルス光を照射させることにより、周期的に2次非線形性を消去でき、非線形回折格子を形成できることを観測した。また、レーザの光学形状や入射角を変化させることにより・サブミクロン〜ミリメートルの範囲で周期を変化させることが明らかとなった。さらに、レーザのエネルギー密度を変化させることにより、非線形回折格子の形態をボリューム型からレリーフ型、リッジ型まで色々制御できることも明らかとなった。
今後は、上記の成果を基に、実際に基本波を導入し、疑似位相整合波長変換を行っていく予定である。

Research Products

• [Publications] Y.Che, O.Sugihara, H.Fujimura, C.Egami, N.Okamoto, M.Tsuchimori, O.Watanabe: "Single Pulse Formation of Wide-Range Period Nonlinear Grating in Urethane-Urea Copolymer films Using Ultraviolet Laser-Interferometric Method"Mol. Cryst. Liq. Cryst. Vol.370. 139-142 (2001)
• [Publications] 岡本尚道, 杉原興浩: "電気光学高分子の微細加工と光導波路デバイスへの応用"第48回応用物理学関係連合講演会シンポジウム. 30p-ZG-7. (2001)
• [Publications] Y.Che, O.Sugihara, H.Fujimura, N.Okamoto, C.Egami, Y.Kawata, M.Tsuchimori, O.Watanabe: "Stable Surface Relief Grating with Second-Order Nonlinearity Fabricated by Photo-ablation on Urethane-Urea Copolymer Films"ICPOP 2001. IP-11. (2001)