フラクタル発光素子の基礎研究

分形发光器件的基础研究

• 批准号: 15656019
• 负责人: 岡本 卓
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656019/
• 关键词: ランダムレーザー; フラクタル; 光硬化性樹脂; 多重散乱; スペックル

本年度はランダム媒質構造の統計的特性を調べるための理論・シミュレーション解析、2次元フラクタル構造による光共振シミュレーション解析、および新たに粉体を用いたランダムレーザーの発光実験を行った。具体的な研究成果は以下の通り。1.3交差フラクタルスペックル場の相関関数を理論的に導出し、従来から行っているコンピュータ・シミュレーション結果と比較した。理論結果より、光軸方向の相関値は距離の増加とともに短距離側では横方向フラクタルスペックルのベキ指数、長距離側では軸方向のベキ指数に従って減少することが分かった。その切り替わりの距離はフラクタル次元によって変化する。以上の結果は定性的にはシミュレーションと一致したが、定量的には違いが見られた。これはシミュレーションの精度が十分ではなかったことが原因である。2.前年度の1次元フラクタル多層膜構造を発展させ、2次元規則的フラクタル構造(デンドリマー構造、シェルピンスキー・カーペット)について、内部の光強度分布やQ値分布をFDTD法により計算した。非フラクタル構造に比べて、フラクタル構造は大きな光強度やQ値が得られる場所がより多数存在することが分かった。さらに、デンドリマー構造は、その枝分かれ構造に起因する共振周波数の多様性により、シェルピンスキー・カーペットに比べてより広い範囲の周波数に対して高いQ値が得られることが明らかとなった。3.粉体とレーザー色素を用いたランダムレーザーの発振実験を行った。フラクタルのスケーリング性を模擬するため、粉体は1桁程度粒子径の異なる酸化チタン粉体2種類を混合したものを用いた。実験の結果、ナノ粒子とサブミクロン粒子を特定の体積比で混合したときの方が、どちらか一方のみのときより効率よく発振することが明らかとなった。フラクタル発光素子の有効性を予感させる結果となった。

This year は ラ ン ダ ム medium structure の statistical features を adjustable べ る た め の theory, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン parsing, 2 dimensional フ ラ ク タ ル tectonic に よ る resonance light シ ミ ュ レ ー シ ョ ン parsing, お よ び new た に powder を with い た ラ ン ダ ム レ ー ザ ー の 発 light be 験 を line っ た. The specific research results of な are as follows な. 1.3 a job フ ラ ク タ ル ス ペ ッ ク ル phase field の masato masato を theory of に export し, 従 か ら line っ て い る コ ン ピ ュ ー タ · シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results と し た. Theoretical results よ り の phase masato, optical axis numerical は distance の raised plus と と も に short side で は transverse direction フ ラ ク タ ル ス ペ ッ ク ル の ベ キ index, long side で は axis の ベ キ index に 従 っ て reduce す る こ と が points か っ た. The そ <s:1> intercalation わ intercalation is the によって variation する of the <s:1> フラ タ タ する dimension. Results above の は qualitative に は シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と consistent し た が, quantitative に は violations い が see ら れ た. こ れ は シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の precision が very で は な か っ た こ と が reason で あ る. 2. Before the annual の 1 yuan フ ラ ク タ ル multilayer structure を 発 exhibition さ せ, 2 dimensional フ ラ ク タ ル structure (デ ン ド リ マ ー structure, シ ェ ル ピ ン ス キ ー · カ ー ペ ッ ト) に つ い て, internal の や Q numerical distribution of light intensity distribution を FDTD method に よ り computing し た. Non フ ラ ク タ に ル structure than べ て, フ ラ ク タ ル tectonic は big き な light intensity や Q numerical が must ら れ る places が よ り most existing す る こ と が points か っ た. さ ら に, デ ン ド リ マ ー tectonic は, そ の branch points か れ structure cause に す る resonance frequency count の multiple others に よ り, シ ェ ル ピ ン ス キ ー · カ ー ペ ッ ト に than べ て よ り hiroo い van 囲 の cycle for に し seaborne て high い Q numerical が ら れ る こ と が Ming ら か と な っ た. 3. For powders, とレ ザ ザ ザ を pigments を are used in を たラ ダムレ ダムレ ザ ザ ザ った and を respectively. フ ラ ク タ ル の ス ケ ー リ ン グ sex を simulation す る た め, 1 degree of girder の different particle diameter powders は な る acidification チ タ ン powder 2 kinds を し た も の を with い た. Be 験 の results, ナ ノ particle と サ ブ ミ ク ロ ン particle を の specific volume で mixed し た と き の が, ど ち ら か side の み の と き よ り sharper rate よ く 発 vibration す る こ と が Ming ら か と な っ た. Youdaoplaceholder0, タ, させる, the effect of the photoreceptor is を, the effect is させる, and the result is となった.

项目成果

Spatial properties of a superposed speckle field and its application to the fabrication of random laser media

叠加散斑场的空间特性及其在随机激光介质制造中的应用

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of PCS 2004
• 作者: T.Okamoto;H.Gotou;T.Yonemori;Y.Kawabata
• 通讯作者: Y.Kawabata

Intensity correlation of orthogonally crossed speckle waves

正交散斑波的强度相关性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc.SPIE (International Conference on Correlation Optics '05) (to be published)
• 作者: T.Okamoto (invited)

Statistical properties of the three-dimensional intensity distribution formed with orthogonally crossed speckle beams

正交散斑光束三维光强分布的统计特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Technical Digest of the Sixth Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering
• 作者: T.Okamoto;H.Gotou;Y.Kawabata;M.Takeuchi (invited)
• 通讯作者: M.Takeuchi (invited)

Light amplification from Cantor and asymmetric multilayer resonators

康托尔和非对称多层谐振器的光放大

• 发表时间: 2005
• 期刊: Optics Express 13・20
• 作者: T.Okamoto;A.Fukuyama
• 通讯作者: A.Fukuyama

Transmission properties of fractal multilayer structures with gain

具有增益的分形多层结构的传输特性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Digest of ICO'04
• 作者: T.Okamoto;A.Fukuyama
• 通讯作者: A.Fukuyama