微粒子共振器による光電場閉じ込めを利用した新しい有機非線形光学材料の開発

ポリシラン等の共役高分子材料が示す光カー効果を利用すれば、光論理素子などの光デバイスを作製することが可能であるが、デバイス化するためには、まだその3次の非線形感受率が2〜3桁不足している。これらの有機非線形光学材料において、大きな非線形光学効果を得るためには分子が感じる実効的な光電場を大きくすることが一つの有効な手法となる。本研究は、ポリシラン等の三次の非線形光学効果を示す共役高分子をドープした高分子微粒子を用いて微粒子の固有モードによる光電場の閉じ込めによる光電場の増強を行い、大きな3次の非線形光学効果を発現する新しい有機非線形光学材料を開発することを目的としている。平成7年度はポリメチルフェニルシランおよびポリジ-n-ヘキシルシランをドープしたポリメタクリル酸メチル(PMMA)高分子微粒子にロ-ダミンBを加え、そのレーザー発振現象を観測することにより三次の非線形光学効果について検討を加えた。それぞれのポリシラン誘導体をドープしたPMMA微粒子のレーザー発振は532nmのポンプレーザー(fwhm=30ps)高強度が0.25J/pulse/cm^2程度から観測され、620〜640mmの波長領域に発振ピークが出現した。ポンプ高強度を1.0J/pulse/cm^2まで増大させると発光強度は非線形的に増大したが、発振ピークの間隔は変化しなかった。三次の非線形光学効果が誘起されれば発振ピーク間隔が広がると考えられるが、ポリシランのドープ量が低いため、その効果が現れなかったものと考えられる。現在ポリシラン誘導体によって球形微粒子を作製することに成功しており、これら微粒子を用いて同様の検討を行う予定である。

ポリシラン等の共役高分子材料が示す光カー効果を利用すれば、光論理素子などの光デバイスを作製することが可能であるが、デバイス化するためには、まだその3次の非線形感受率が2〜3桁不足している。これらの有機非線形光学材料において、大きな非線形光学効果を得るためには分子が感じる実効的な光電場を大きくすることが一つの有効な手法となる。本研究は、ポリシラン等の三次の非線形光学効果を示す共役高分子をドープした高分子微粒子を用いて微粒子の固有モードによる光電場の閉じ込めによる光電場の増強を行い、大きな3次の非線形光学効果を発現する新しい有機非線形光学材料を開発することを目的としている。平成7年度はポリメチルフェニルシランおよびポリジ-n-ヘキシルシランをドープしたポリメタクリル酸メチル(PMMA)高分子微粒子にロ-ダミンBを加え、そのレーザー発振現象を観測することにより三次の非線形光学効果について検討を加えた。それぞれのポリシラン誘導体をドープしたPMMA微粒子のレーザー発振は532nmのポンプレーザー(fwhm=30ps)高強度が0.25J/pulse/cm^2程度から観測され、620〜640mmの波長領域に発振ピークが出現した。ポンプ高強度を1.0J/pulse/cm^2まで増大させると発光強度は非線形的に増大したが、発振ピークの間隔は変化しなかった。三次の非線形光学効果が誘起されれば発振ピーク間隔が広がると考えられるが、ポリシランのドープ量が低いため、その効果が現れなかったものと考えられる。現在ポリシラン誘導体によって球形微粒子を作製することに成功しており、これら微粒子を用いて同様の検討を行う予定である。