コレステリック液晶を用いた面発光レーザアレイの研究と位相同期への応用

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本研究はコレステリック液晶と有機発光材料の組み合わせにより、可視の広い波長範囲で高効率に発振する円偏光型面発光レーザアレイを実現することを目的とした。平成14年度は、発光効率の高いレーザを実現するための基礎検討として、円偏光に対する選択反射率の高いコレステリック液晶膜の作製方法、ならびにフィネスの高い光共振器の作製条件について理論を中心に検討を行った。更に、実験により、自由スペクトル間隔57.4pm、フィネス8.5の特性を有する左回り円偏光共振器を作製している。平成15年度は、前年度に引き続き、コレステリック液晶による円偏光共振器の作製、および性能向上のための評価を進めた。前年度に得られた知見のもと、波長638nmの可視光に対し、左円偏光の反射率が73%のコレステリック液晶膜の作製に成功した。更に、反射膜の平行度、共振器内部と液晶膜との屈折率整合等をとることで、フィネスが9.2まで改善され、レーザを構築する上で充分な特性の共振器を実現することができた。更に、レーザの注入同期を考える上で重要となる共振器内部の電界状態について理論解析を行った。その結果、通常のFabry-Perot共振器では定在波が現れるが、本共振器では、共振器内部で偏波面が螺旋状に変化するだけで、電界振幅の大きさが常に0となる節点が存在しないという特異な現象を明らかにすることができた。