イオン注入法による光誘起インテリジェント非線形光学ガラスの創製

离子注入法制备光致智能非线性光学玻璃

• 批准号: 06750866
• 负责人: 大倉 利典
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kogakuin University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750866/
• 关键词: ゾル-ゲル法; 非晶質バルク体; 非線形光学効果; 第2次高調波発生; 光誘起欠陥

高度情報処理・通信には、光の超高速性を損なわずに対応できる全光学系の処理システムが必要であり、物質の非線形光学効果は、そのための有効な特性として大きな注目を集めている。最近、Geを添加したSiO_2非晶質ファイバに第2次高調波発生(SHG)が確認されたが、このSHG活性は、レーザパワーの高出力と長時間照射を必要とするなど問題が残る。また種々の光デバイスを考えた場合には、バルク状の素子の開発が重要となる。本研究では、より低出力光で短時間の照射により、SHG活性となりうる非晶質バルク体の合成を目的とした。具体的にはGeのE'センター(光誘起欠陥)を積極的に生成させる環境をつくること、さらに光誘起欠陥生成の助長効果を期待してP_2O_5成分を添加してSiO_2-P_2O_5-GeO_2系の非晶質体を合成し、その非線形光学特性の検討を行っている。すなわち熱的誘起欠陥の生成を抑制するためゾル-ゲル法を適用し、まず2成分系のSiO_2-P_2O_5系の非晶質体を合成し、レーザラマンおよび固体高分解能^<29>Si MAS NMRにより6配位Siは存在しないことを観測し、P_2O_5添加効果を確認した。一般にゾル-ゲル法によるバルク体の合成は、亀裂を生じ易く、合成条件の制御が必要となる。それらの条件を詳細に追求し、SiO_2-P_2O_5-GeO_23成分系の非晶質バルク体の合成条件を確立した。得られた90SiO_2-2P_2O_5-8GeO_2非晶質バルク体については、FT-IRスペクトルの解析などから構造の基本単位を明らかにした。この非晶質バルク体試料にNd:YAGレーザ(1064nm)を照射すると約20分で光誘起によりGeのE'センターなどの欠陥が生成し、緑色の2次光(532nm)を放射することを認めた。使用したYAGレーザは数Wの低出力であり、SHG活性化の所要時間は20分であった。このことは、本研究による非晶質バルク体は波長変換光素子として実用化の大きな可能性を有することを意味している。

High information processing, communication, ultra-high speed of light, optical system processing, optical system processing Recently, Ge addition to SiO_2 amorphous silicon has been confirmed to be the second high wavelength generation (SHG), and the SHG activity, high output and long time irradiation are necessary. In the case of light emission, it is important to develop light emission elements. The purpose of this study is to synthesize amorphous materials by low power light and short time irradiation. In this paper, the synthesis of amorphous SiO_2-P_2O_5-GeO_2 system and the nonlinear optical properties of Ge are discussed. The synthesis of amorphous SiO_2-P_2O_5 system and the determination of the existence <29>of 6-coordinated Si by MAS NMR were studied. The synthesis and cleavage of the complex are easy and the control of the synthesis conditions is necessary. The synthesis conditions of amorphous silicon in SiO_2-P_2O_5-GeO_23 system were established. 90SiO_2-2P_2O_5-8GeO_2 amorphous structure is obtained by FT-IR analysis. The amorphous sample was irradiated with Nd:YAG light (1064nm) for about 20 minutes, resulting in light-induced emission of Ge and green secondary light (532nm). The time required for activation of SHG is 20 minutes. In this study, the amorphous material has the possibility of wavelength conversion, and the possibility of application is significant.