高安定紫外波長変換をめざした水晶結晶によるツイン制御光素子の提案

13年度には、12年度に導入した応力印加装置の改良を行い、外部ファンクションジェネレータによる電気的制御を可能にした。12年度では貫通するツインの大きさが1mm角でありこれをより精密に制御するためにパルス的応力印加を可能にした。この結果印加応力の立ち上がり時間は300ミリ秒まで短縮され、応力印加時間の短縮が可能になった。またツイン生成の際に高い核成長密度を得るために、最高温度400℃であった装置を改良し、相転移点573℃を上回る600℃までの加熱を可能にした。またこれに伴って応力印加用の高温ブロックの材質を見直し、600℃においても十分な剛性と安定性を有し、研磨の可能な超硬合金を見いだした。これを用いて応力印加用の高温ブロックを改良した。また13年度には、ドライエッチング技術を用いて水晶基板を掘り込み、選択的に応力を印加する方法を採用した。反応性イオンエッチングにより周期2μm、高さ1.3μmの掘り込み構造を作製することに成功している。またこの構造において周期ツイン作製のための応力分布計算も行った。周期ツインのパターニングには応力の空間分布を制御する必要があり、十分な空間変調を得るために有限要素法を用いた計算機シュミレーションが有効であった。シュミレーション結果をもとに適切な水晶基板のエッチング深さ、エッチング部の周期に対する比、応力印加装置の周期溝の形状、など、実験による最適条件の探索を行っていく。他方シンクロトロン放射光を利用して水晶基板の深紫外光吸収特性も評価し、基板依存性も明らかにした。

13年度には、12年度に導入した応力印加装置の改良を行い、外部ファンクションジェネレータによる電気的制御を可能にした。12年度では貫通するツインの大きさが1mm角でありこれをより精密に制御するためにパルス的応力印加を可能にした。この結果印加応力の立ち上がり時間は300ミリ秒まで短縮され、応力印加時間の短縮が可能になった。またツイン生成の際に高い核成長密度を得るために、最高温度400℃であった装置を改良し、相転移点573℃を上回る600℃までの加熱を可能にした。またこれに伴って応力印加用の高温ブロックの材質を見直し、600℃においても十分な剛性と安定性を有し、研磨の可能な超硬合金を見いだした。これを用いて応力印加用の高温ブロックを改良した。また13年度には、ドライエッチング技術を用いて水晶基板を掘り込み、選択的に応力を印加する方法を採用した。反応性イオンエッチングにより周期2μm、高さ1.3μmの掘り込み構造を作製することに成功している。またこの構造において周期ツイン作製のための応力分布計算も行った。周期ツインのパターニングには応力の空間分布を制御する必要があり、十分な空間変調を得るために有限要素法を用いた計算機シュミレーションが有効であった。シュミレーション結果をもとに適切な水晶基板のエッチング深さ、エッチング部の周期に対する比、応力印加装置の周期溝の形状、など、実験による最適条件の探索を行っていく。他方シンクロトロン放射光を利用して水晶基板の深紫外光吸収特性も評価し、基板依存性も明らかにした。