液晶分子シンクロ効果に基づくブラッグ回折型ホログラム

基于液晶分子同步效应的布拉格衍射全息图

• 批准号: 13022222
• 负责人: 池田 富樹
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13022222/
• 关键词: 液晶; シンクロナイゼーション; ブラッグ回折型ホログラム; 高分子; アゾベンゼン; ホログラフィー; フォトクロミズム; 屈折率変調; 光相転移; 光記録

液晶は,液体がもつ流動性と結晶が有する光学的異方性を兼ね備えた高性能・高機能材料である。外場によって分子配列を迅速に自在に制御できるため,分子のシンクロナイゼーション効果を最大限に利用した系であり,誘起される屈折率変化(0.1以上)は多材料を圧倒して大きい。光の変調を考えた場合,屈折率変化は大きくかつ高速であるほど好ましいので,液晶はフォトニクス材料として最適な材料の一つといえる。これまでに,単一分子に高分子物性,液晶性,光応答性を付与した高分子光応答性液晶の分子設計指針を提案し,側鎖にアゾベンゼン部位を有する一連の高分子液晶を開発し,液晶相と等方相を高速(数100ns)に光変換できることを示した。この現象を利用して二光束に分けたレーザービーム(488nm)を高分子アゾベンゼン液晶フィルム上で干渉させ,干渉縞明部のみで光相転移を誘起すると,このフィルムが回折格子として機能することを見いだした。本研究では,高分子アゾベンゼン液晶がもつ,高速光応答性・高屈折率変調度・製膜性などの特性を活用し,三次元表示を目指した動的ホログラム材料を開発することを目的として,ホメオトロピック配向の高分子アゾベンゼン液晶を用いた高い回折効率を示すブラッグ回折型ホログラム材料の研究を行った。合成した高分子アゾベンゼン液晶を,ホメオトロピック配向(垂直配向)処理を施した二枚のガラス基板で挟み測定用サンプルを調製した。光照射後のサンプルの透過スペクトル測定を行ったところ,500nm付近において大きな透過率減少がみられ,回折格子が形成されることが明らかとなった。透過スペクトルから求めた回折効率は500nmにおいて43%と,従来の薄膜系ホログラム材料より高い回折効率を得ることが出来た。

Liquid crystal である, liquid が が と と fluidity と crystals が have する optical anisotropic properties を and ね are suitable for えた high-performance and high-performance materials である. Outfield に よ っ て ligands column を に quickly ease に suppression で き る た め, molecular の シ ン ク ロ ナ イ ゼ ー シ ョ ン unseen fruit を し に end use most た department で あ り, induced さ れ る inflectional rate variations change (0.1 or above) は materials more を 圧 pour し て big き い. Light の - adjustable を exam え た occasions, inflectional rate - the big は き く か つ high-speed で あ る ほ ど good ま し い の で, LCD は フ ォ ト ニ ク ス material と し て optimum な material の a つ と い え る. こ れ ま で に 単 a molecular に polymer property, LCD, optical 応 を give a sex し た polymer liquid crystal light 応 answer sex の し pointer を molecular design proposal, side chain に ア ゾ ベ ン ゼ ン place を have す る の polymer liquid crystal in a row を open 発 し, と liquid crystal phase and phase を high speed (100 ns) に light - で き る こ と を shown し た. こ の phenomenon を using し て two beam に points け た レ ー ザ ー ビ ー ム (488 nm) を polymer ア ゾ ベ ン ゼ ン LCD フ ィ ル ム で on dry involved さ せ, dry involved stripe Ming department の み で planning light phase shift を induced す る と, こ の フ ィ ル ム が inflexion grid と し て function す る こ と を see い だ し た. This study で は, polymer ア ゾ ベ ン ゼ ン LCD が も つ, high-speed optical 応 answer sex, high rate of inflectional - scheduling, membranous system な ど の features し を, three yuan said を refers し た moving ホ ロ グ ラ ム material を open 発 す る こ と を purpose と し て, ホ メ オ ト ロ ピ ッ ク match to の polymer ア ゾ ベ ン ゼ ン LCD を with い た high い inflexion を working rate in す ブ ラ ッ Youdaoplaceholder0 folding type ホログラム materials グ research を line った. Synthetic し た polymer ア ゾ ベ ン ゼ ン LCD を ホ メ オ ト ロ ピ ッ ク match on (vertical distribution) 処 reason を し た two の ガ ラ ス substrate で carry み determination with サ ン プ ル を modulation し た. After light の サ ン プ ル の through ス ペ ク ト ル measurement line を っ た と こ ろ, pay nearly 500 nm に お い て big き な transmittance reduce が み ら れ, inflexion grid が form さ れ る こ と が Ming ら か と な っ た. Through ス ペ ク ト ル か ら o め た inflexion sharper rate は 500 nm に お い て と 43%, 従 の film is ホ ロ グ ラ ム material よ り high い back to fold the working rate を る こ と が た.

项目成果

T.Ikeda, M.Nakano, Y.Yu, O.Tsutsumi, A.Kanazawa: "Anisotropic Bending and Unbending Behavior of Azobenzene Liquid-Crystalline Gels by Light"Adv.Mater.. 15. 201-205 (2003)

T.Ikeda、M.Nakano、Y.Yu、O.Tsutsumi、A.Kanazawa：“偶氮苯液晶凝胶光的各向异性弯曲和不弯曲行为”Adv.Mater.. 15. 201-205 (2003)

T.Ikeda, S.Yoneyama, T.Yamamoto, M.Hasegawa: "Refractive-Index Modulation by Means of Photosensitive Liquid Crystals"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (印刷中). (2002)

T.Ikeda、S.Yoneyama、T.Yamamoto、M.Hasekawa：“通过光敏液晶进行折射率调制”Mol.Cryst.Liq.Cryst..（出版中）。

J.-H.Sung, S.Hirano, O.Tsutsumi, A.Kanazawa, T.Shiono, T.Ikeda: "Dynamics of Photochemical Phase Transition of Guest/Host Liquid Crystals with an Azobenzene Derivative as a Photosensitive Chromophore"Chem.Mater.. 14. 385-391 (2002)

J.-H.Sung、S.Hirano、O.Tsutsumi、A.Kanazawa、T.Shiono、T.Ikeda：“以偶氮苯衍生物作为光敏发色团的客体/主体液晶的光化学相变动力学”Chem。

S.Yoneyama, O.Tsutsumi, A.Kanazawa, T.Shiono, T.Ikeda: "Formation of Grating by Means of Photoinduced Alignment Change of Polymer Liquid Crystals with Azobenzene Moieties"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 368. 335-343 (2001)

S.Yoneyama、O.Tsutsumi、A.Kanazawa、T.Shiono、T.Ikeda：“通过具有偶氮苯部分的聚合物液晶的光诱导排列变化形成光栅”Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 368. 335

T.Ikeda, S.Yoneyama, T.Yamamoto, M.Hasegawa: "Refractive-Index Modulation by Means of Photosensitive Liquid Crystals"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 375. 45-60 (2002)

T.Ikeda、S.Yoneyama、T.Yamamoto、M.Hasekawa：“通过光敏液晶进行折射率调制”Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 375. 45-60 (2002)