光導波路法による、固体表面光反応の高感度モニタリング

利用光波导法高灵敏度监测固体表面光反应

• 批准号: 07228221
• 负责人: 伊藤 公紀
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 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-07228221/
• 关键词: 光導波路; チャンネル光導波路; 薄膜光導波路; 過渡吸収スペクトル; 色中心; テ-パ-ベロシティーカプラー; 酸化チタン; ガラス

本研究の課題は、我々が開発した光導波路法の汎用性を高め、特に固体表面・薄膜の光化学反応を高感度に追跡するシステムを作り上げることである。以下に本年度の成果をまとめた。1.光導波路法の多波長測定への展開 光導波路法では、固体表面や薄膜の高感度光学測定が可能であるが、現在のシステムでは、レーザーによる単波長ないし複数波長の測定に限られる。そこで、チャンネル光導波路などとオプティカルマルチチャンネルアナライザーを組み合わせることによって、薄膜や表面種の時間分解スペクトルを測定するシステムを開発した。このシステムにより、後述するガラスの不安定色中心のスペクトルの時間変化や、色素含有ポリマー薄膜の着色過程を追跡することができた。2.超高感度光導波路の開発と応用 超高感度の高屈折率薄膜導波路の欠点は、導波光の過剰な表面散乱である。これを解決するために、テ-パ-ペロシティーカプラー構造を導入した。センシング導波層としてTiO_2薄膜(厚さ250Å、屈折率2.3)を用い、垂直方向の測定と比較して光学密度を10^4倍に拡大できた。この導波路では、表面における散乱や吸収が大きく拡大されるので、導波路全体の損失のクラッド屈折率依存性が極めて大きくなる。その結果、屈折率センサーとして用いることもできるという特徴がある。3.光導波路法による新規現象の発見 光導波路法の感度の高さは、今まで見過ごされてきた現象をあらわにする可能性を持つ。実際、紫外線照射によるガラスの色中心生成は、従来極めて弱いとされ、吸収スペクトル測定に数十時間を要していたが、例えばカリウムイオン置換導波路では、1項で述べた測定システムによれば、わずか数秒で色中心の過渡吸収スペクトル測定された。この色中心は、数十秒の短い寿命を持つ不安定なもおであることが判明した。

In this study, we have introduced the optical guided wave method with high usability, and the thin film on solid surface with high photochemical reaction and high sensitivity. The following are the results of this year. 1. The optical guided wave path method is used to determine the multi-wavelength method, the optical guided wave path method is used to determine the optical sensitivity of thin films on the solid surface, and it is possible to determine the optical sensitivity of thin films on the solid surface. The light-guided wave is used to determine the temperature, the temperature and the temperature. It is necessary to determine the color of the color center, the color center, the color, the color. two。 Ultra-high sensitivity optical guided wave path is used for ultra-high sensitivity high refractive index thin film wave path defect point, guided wave light is scattered on the surface. Please tell me that you need to know that you are not allowed to enter the computer. The optical density is 10 ^ 4 times larger than that of TIO _ 2 thin film (250 thick, 2.3 refractive index) measured vertically. The wave path, the surface, the surface and the surface. The results and the discount rate are very different from each other. 3. The light-guided wave method is very sensitive to the new laws and regulations, and the light-guided wave method is highly sensitive, and the possibility is very high. The international and ultraviolet rays irradiate the color center of the optical equipment to generate a signal, to greatly reduce the frequency, and to measure the temperature for dozens of hours. For example, the device is used to determine the signal path, one of which is used to determine the temperature response, and the number of seconds the color center uses to pass through the absorption test. The color center and the short life span of tens of seconds are unstable.

项目成果

Dekui Qing: "Fabrication of Spot Size Converters for Optical Chemical Sensors by Distributed-Field-Assisted Ion-Exchange." Optical Review. (印刷中).

Dekui Qing：“通过分布式场辅助离子交换制造光学化学传感器的光斑尺寸转换器”（正在出版）。

Xiao-Min Chen: "A Highly Sensitive Ammonia Gas Sensor Based on an Ag+/K+Composite Ion Doped Glass Optical Waveguide System" Chemistry Letters. 1996. 103-104 (1996)

陈晓敏：“基于银/钾复合离子掺杂玻璃光波导系统的高灵敏度氨气传感器”化学快报。

Xiao-Min Chen: "Highly Sensitive and Low Loss Optical Waveguides for Surface Spectroscopy Constructed by The Succesive Doping of K^+ and Ag^+ Ions." Bulletin of Chemical Socicty of Japan. 68. 2823-2829 (1995)

陈晓敏：“通过连续掺杂 K^ 和 Ag^ 离子构建的用于表面光谱的高灵敏度和低损耗光波导”。

Kiminori Itoh: "Analyses of Glass Optical Waveguides by Means of Secondary Ion Mass Spectroscopy: Condensation of Impuirity Halide Ions at the Surface" Optical Review. (印刷中).

Kiminori Itoh：“通过二次离子质谱分析玻璃光波导：表面杂质卤化物离子的凝结”光学评论（正在出版）。