バクテリオロドプシンを用いたフォトニックスイッチ素子の試作

使用细菌视紫红质的光子开关装置的原型制作

基本信息

批准号：
06750047
负责人：
岡田佳子
金额：
$ 0.58万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

光による光の制御は高速化の可能性や多重並列処理の容易さから、光通信や光情報処理への適用が注目され、フォトニックスイッチ素子への要求が高まっている。本研究は生体膜バクテリオロドプシン(bR)のフォトクロミズム利用して回折型平板レンズのホログラムを書き込み、集光機能をもった光制御型スイッチ素子として提案、試作した。その結果以下の知見を得た。1.Arイオンレーザを用いた2光束干渉法で、一方に凸レンズを挿入すると平面波と球面波が干渉して、bR薄膜上に同心円状のゾーンプレートのホログラムが記録される。これは回折型平板レンズとして機能するので読みだし光(信号光)を集光する。He-Neレーザを用いて集光機能を確認し、スポット形状、スポットサイズ、回折効率から最適記録条件を見いだした。2.ゾーンプレートは実時間で書き込まれるので、on/offまたは、バクテリオロドプシンの偏光認識性を利用した偏光変化で書き込み光を制御できる。これによって信号光のスイッチング動作が確認できた。ゾーンプレートの回折機能によって、波長の異なる入力光は波長ごとに別の場所に集光する。30μm薄膜の薄い試料を用いて、読みだし光の入射角度がブラッグ角度から±3°の許容範囲をもつことを確認した。これを利用すれば、入力進号が波長分割でき、一素子で集光、波長分割機能をもつスイッチ素子実現の可能性が高いことが分かった

由于可能加快和易于多次并行处理，对光线的光控制吸引了其应用于光学通信和光学信息处理的关注，并且对光子开关元素的需求不断增长。这项研究用于编写衍射型扁平透镜的全息图，并使用生物膜细菌型蛋白质（BR）的光更色素，并提出并产生了一个原型，作为带有光功能的光控制开关元件。结果，获得了以下发现。 1。在使用AR离子激光器的两光通量干涉仪中，当将凸透镜插入一侧时，平面和球形波的干扰，以及在BR薄膜上记录了同心区域板的全息图。该功能充当衍射型板透镜，因此读取光（信号灯）浓缩。使用HE-NE激光确认了光凝结函数，并根据斑点，斑点大小和衍射效率找到最佳记录条件。 2。由于区域板是实时编写的，因此可以通过开/关控制写作光，也可以利用细菌紫红质的极化识别来控制。这证实了信号灯的开关操作。区域板的衍射功能导致不同波长的输入光集中在每个波长的不同位置。使用30μm薄膜的薄样品，可以证实，读取光的入射角与Bragg角的可接受范围为±3°。使用此过程，发现输入信号可以分为波长，并且很有可能可以实现具有聚焦和波长分裂函数的开关元件。