透明な強誘電性準安定ガラスセラミックスの開発と非線形光学特性

透明铁电亚稳玻璃陶瓷的开发及非线性光学性能

• 批准号: 07651013
• 负责人: 小松 高行
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07651013/
• 关键词: 透明ガラスセラミックス; テルライト系ガラス; 準安定結晶相; ガラスの結晶化; 高誘電性; 非線形光学特性

本研究は、筆者らが開発した準安定結晶からなる透明なテルライト系ガラスセラミックスをさらに発展させ、全く新しい非線形光学材料を開発することである。得られた研究成果は以下の通りである。1.様々な組成を有するR_2O-Nb_2O_5-TeO_2系テルライトガラス(R_2O:Li_2O,Na_2O,K_2O,組成例:15K_2O-15Nb_2O_5-7OTeO_2)の結晶化挙動を明らかにした。これらのガラス系はいずれも熱処理により立方晶の基本構造に帰属できる準安定相が初相として生成し、準安定相からなるガラスセラミックスは光学的に可視領域で極めて透明であった。準安定相の個々の結晶粒の粒径は約20nmであった。準安定相の化学組成はK_2(Nb1/3Te2/3)O4.8であり、酸素欠損型の蛍石型構造に対応する。透明なガラスセラミックスの密度、屈折率および誘電率などの基礎物性を明らかにした。2.作製した透明なガラスセラミックスにNd:YAGレーザーの基本波(波長:1064nm)を照射し、第二高調波発生(SHG)を調べたところ、Li_2O,Na_2Oを含む系からはSHGは観測されず、K_2Oを含む系のみからかなり強いSHGが観測された。SHGの原因は準安定相の構造が立方晶より非常にわずかにひずんでいることと酸素欠陥が存在するためと結論された。また、透明なガラスセラミックスは元のガラスと比べてかなり大きい三次の非線形感受率の値を示した。3.本研究で得られた透明なガラスセラミックスでは、個々の結晶粒の分極方向がランダムになっている。高電場中で熱処理して分極方向を一方向に揃えることができるならば、さらに大きな第二および第三高調波の発生が期待できることを提案する。

In this study, the author has developed quasi-stable crystals, transparent optical systems, and new nonlinear optical materials. The results of this research are as follows: 1. Crystallization behavior of R_2O-Nb_2O_5-TeO_2 system (R_2O: Li_2O, Na_2O, K_2O, composition example:15K_2O-15Nb_2O_5-7OTeO_2). The crystal structure of cubic crystal is mainly composed of quasi-stable phase, initial phase, quasi-stable phase and optical visible field. The crystal grain size of quasi-stable phase is about 20nm. The chemical composition of quasi-stable phase is K_2(Nb1/3Te2/3)O4.8, which corresponds to the structure of acid deficient type and quartz type. The basic physical properties of transparency, refractive index and permittivity are clearly defined. 2. The fundamental wave (wavelength:1064nm) of Nd:YAG laser is irradiated by the transparent laser, and the second high wavelength (SHG) is modulated by the laser, Li_2O, Na_2O and K_2O. The reason for SHG is that the structure of quasi-stable phase is very different from that of cubic crystal. The value of the third order non-linear sensitivity is shown in the figure below. 3. In this study, we found that the polarization direction of crystal particles was different. High electric field medium heat treatment, polarization direction, one direction, two directions, three directions, two directions, three directions,