PDAを用いたATR形高速応答光双安定現象の実験観測

利用PDA观察ATR型快速响应光学双稳态现象

• 批准号: 07246231
• 负责人: 福井 萬壽夫
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 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 1996
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07246231/
• 关键词: ポリジアセチレン; 光双安定現象; 光スイッチング現象; ATR配置; 表面ポラリトン; 導波光; 電子非線形効果; 熱的効果

1.TaFD9プリズム-Ag膜(43nm厚)-PDAC_4UC_4膜(青相,1.63μm厚)-空気構造のATR配置を採用した。2.光源としてモードロックNd:YAGレーザ光(波長1.319μm,繰り返し周波数82MHz)を用いた。反射光はPbS素子で検出した。入射光の平行度を上げるため、ビームエキスパンダーを用いた。入射角の制御には2軸ステージコントローラとコンピュータを用いた。3.ATR配置にフィードバック機構がない場合、厳密な理論によると、光スイッチング現象のみが生じる。そこで、第一段階として、光スイッチング現象の観測を試みた。(1)入射角θを変えながら反射率Rを測定すると角度スキャンATR信号が得られる。プリズムへの入射光パワーPをある大きな値に固定し、θを変えればRに光スイッチング現象が現れる。しかし、観測できなかった。(2)その理由は、レーザー光の繰り返し周波数が高く、熱が発生し、それによるPDA膜の屈折率変化が電子非線形効果によるそれより大きくなるためである。4.熱による光双安定(OB)現象が観測できれば、フィードバック機構をつけるとOBが生じるという証明になるので、その確認実験を行い、次の結果を得た。(1)Pが90mW以上で、明瞭なOBが発生することを確認できた。(2)表面ポラリトン(SP)によるOBとTM_0導波光(TM_0-GW)によるものを同一試料で世界で初めて観測できた。(3)OBが生じ始めるP値を臨界入射光パワーPcとする。PcはAg膜内の光エネルギー値と逆比例関係にあることがわかった。(4)Pが大きいほどPDAの屈折率は小さくなることがわかった。(5)SPのPcがTM_0-GWのそれより小さいことがわかった。(6)スイッチング速度は約1秒である。5.さらに、熱の発生と伝達のメカニズムの検討により、レーザー光のパルス幅を100ps以下、繰り返し周波数を100Hz以下にすれば、超高速の光スイッチング,OBが観測できることがわかった。

1. TaFD9 プ リ ズ ム - Ag film (43 nm thick) - PDAC_4UC_4 film (1.63 microns thick green phase,) - empty 気 tectonic の ATR configuration を using し た. 2. Light と し て モ ー ド ロ ッ ク Nd: YAG レ ー ザ light (wavelength of 1.319 microns, Qiao り return し frequency of 82 MHZ) を with い た. The reflected light で検 PbS element で検 gives off た. On the <s:1> parallelism of the incident light を, げるため, ビ, ムエキスパ, <s:1>, ダ, ダ, を, を and を are used for を た. The incident Angle is controlled by the に ステ 2-axis ステ <s:1> ジコ ジコ トロ トロ ラとコ ピュ ピュ タを タを タを タを タを タを タを タを タを タを タを タを using に た た ジコ ジコ トロ トロ ラとコ ピュ ピュ タを タを. 3. ATR configuration に フ ィ ー ド バ ッ ク institutions が な い occasions, 厳 な theory に よ る と, light ス イ ッ チ ン グ phenomenon の み が raw じ る. そ こ で, first Duan Jie と し て, light ス イ ッ チ ン グ phenomenon の を 観 test try み た. (1) The incident Angle θを changes the えながら reflectance Rを. The すると Angle スキャ <s:1> ATR signal が is obtained as られる. プ リ ズ ム へ の incident light パ ワ ー P を あ る big き な numerical に fixed し, theta を - え れ ば R に light ス イ ッ チ ン グ phenomenon が now れ る. <s:1> った, 観 measure で な な な った った. (2) そ の reason は, レ ー ザ ー light の Qiao り return し cycle for high が く, thermal が 発 し, そ れ に よ る PDA membrane の inflectional rate - the が electronic nonlinear working fruit に よ る そ れ よ り big き く な る た め で あ る. 4. Hot に よ る double light stability (OB) phenomenon が 観 measuring で き れ ば, フ ィ ー ド バ ッ ク institutions を つ け る と OB が raw じ る と い う prove に な る の で, そ の confirmation be 験 を い, time の results を た. (1)Pが90mW or above で, it is clear that なOBが occurs する とを とを とを confirm で た た. (2) the surface ポ ラ リ ト ン (SP) に よ る OB と TM_0 guided wave (TM_0 - GW) に よ る も の を same sample で め the early で て 観 measuring で き た. (3)OBが generates じ initial めるP value を critical incident light パワ とする Pcとする. The <s:1> light in the Pc <s:1> Ag membrane エネ ギ ギ ギ と value と inverse proportional relationship にある とがわ とがわ った った った った った った. (4) The Pが is large and the <s:1> ほ ほ ほ <s:1> PDA has a small flexion rate <e:1> and is さくなる とがわ とがわ った った. (5)SP <s:1> PcがTM_0-GW それよ それよ <s:1> small さ とがわ とがわ った った. (6)ス ッチ ッチ グ グ speed ス approximately 1 second である. 5. さ ら に, hot の 発 raw と 伝 da の メ カ ニ ズ ム の beg に 検 よ り, レ ー ザ ー light の パ ル ス を picture below 100 ps, Qiao り return し cycle for を below 100 hz に す れ ば, ultra-high speed の light ス イ ッ チ ン グ, OB が 観 measuring で き る こ と が わ か っ た.