BSO結晶における光波と弾性表面波を用いた光演算法の基礎研究

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ビスマス・シリコン・オキサイドは、立方晶で弱い圧電性と二次の電気光学効果(力ー効果)を示し、誘電率が、方向に依らず一定であるが、電圧性を利用するためZカット板とし、弾性波の伝搬方向をX-Y方向とする基板を制作した。まず計算では、力ー効果の影響について調べた。光の利用効率を高めるため、導波路内に光波を閉じ込めて弾性表面と相互作用させる光演算系を考え、光波の導波現象を考察した。光パワーが増大したときの特性は、力ー効果を考慮した非線形波動方程式を解くことによってのみ知られる。本研究では、任意の屈折率分布を有する光導波路における非線形場を求める方法を開発し、実際のモデルに充分使用可能であることを示した。実験においては、抵抗加熱蒸着法により基板にAl薄膜を付加し、リフトオフ法によりパターンニングを試みた。その結果、Al膜の基板への密着性が弱く、剥離処理で大部分不良となった。この原因として、1)基板の最適温度をさがすこと、2)下地金属膜に基板との融合性の良いものを見い出すこと、3)マグネトロン高周波スペッタリング等、微小粒子蒸着法を検討する、等の課題を生じた。現在、光導波路制作において、噴霧法により基板にTiO_2薄膜を付加してスラブ光導波路とし、プリズムカプラーによりアルゴンイオン・レーザ光を導波させて非線形導波光のモード分散、振舞いを調べ、解析結果より予測される非線形現象の確証を進めている。