2002 Fiscal Year Annual Research Report
光機能性結晶と高分子光導波路とを接合した新規光導波路の作製
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13450025
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
戒能 俊邦 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (00281709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 悦哉 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (50312682)
小松 京嗣 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (90261502)
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| Keywords | リフトオフプロセス / 反応性イオンエッチング / フォトプロセス / 有機イオン性色素 / 紫外線硬化エポキシ樹脂 / 異性化 / アゾベンゼン色素 / フォトブリーチング |
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| Research Abstract |
本年度は有機イオン性結晶として、ジメチルアミノスチルバゾリウムトシレート(DAST)を対象に、接合構造光導波路化を検討した。標準的なフォトリソグラフィーと反応性イオンエッチング(酸素RIE)を組み合わせた技術では接合構造化が実現できることを昨年度明かにしたが、本プロセスは煩雑かつ初期投資(設備投資)が嵩むことから、簡便な手法の可能性について検討を行った。従来、アゾベンゼンやスチルベン色素を結合した高分子では、紫外線照射によってトランス-シス異性化、あるいは分子結合の開裂によって屈折率が低下し、この部分をクラッドとした光導波路形成が可能である。DAST結晶自体も紫外光照射による分子構造変化により屈折率が低下が低下し、深さ7〜8μmの領域まで屈折率が変調されることを明らかにしたが、接合型光導波路では、高分子部分もDASTと同じようなレベルの屈折率低下を不す必要が有り、かつ光透過性に優れている必要がある。このための高分子として、本研究室で見い出したアゾベンゼン色素を側鎖に結合したポリアリルエーテルを選択した。フルオレンを含むポリアリルエーテルは、通信波長1.3μmにおいて〜0.4dB/cmの損失値であり、かつアゾベンゼン部位は容易にフォトブリーチ可能である。DAST結晶薄膜をガラス基板上に成長させ、その上部に色素結合ポリアリルエーテルをスピンコートしたのち、結晶表面までエッチバックすることで、DASTと高分子の接合面を形成した、その後フォトマスクを介して超高圧水銀ランプを光源としてフォトブリーチングを行った。結晶部および高分子部のブリーチング速度に差があったが、照射部と未照射部の屈折率差はシングルモード光導波路形成を可能とするものであった。光導波路構造は、ビーム伝搬法を用いた計算によって最適化した。このようなDASTと高分子の同時フォトブリーチングでの光導波路形成は初めての例であり、優れた光非線形性を有するDAST素子化の有力な技術といえる。
さらに簡便な光導波路作製技術として近年ソフトリソグラフィーが注目されている。本技術では、ポリジメチルシロキサン(PDMS)で作製した母型を用いたスタンピングなどで簡便に光導波路を形成する。そこで本技術による接合構造光導波路作製の可能性を検討した。紫外線硬化型エポキシと透明高分子を組み合わせた接合構造化に見通しをえており、今後、結晶光導波路とどのように組み合わせるかが課題である。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] Kyoji KOMATSU, Kazuya TAKAYAMA, Bin CAI, Toshikuni KAINO: "Waveguide Fabrication of 4-(4-Dimethylaminostyryl)-1-Methylpyridium Tosylate (DAST) Crystal"IEICE Trans.Electron.. E85-C(6). 1258-1263 (2002)
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[Publications] Tetsuya TAIMA, Kyoji KOMATSU, Toshikuni KAINO: "NOVEL CRYSTALLIZATION METHOD : RING-HEATER HEATED PEDESTAL GROWTH METHOD FOR NONLINEAR OPTICAL ORGANIC MATERIAL"Journal of Nonlinear Optical Physics & Materials. 11(1). 49-55 (2002)
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[Publications] Toshikuni KAINO, Kazuya TAKAYAMA, Bin CAI: "Fabrication of DAST Channel Optical Waveguides"Adv.Funct.Mater.. 12(9). 599-603 (2002)
