有機分子・高分子の光誘起高次構造制御とフォトニック結晶への応用に関する研究

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近年、光に対する操作性を格段に向上させる可能性から、フォトニック結晶が大変注目を集めている。本研究においては、フォトニック結晶の簡便な作製・制御法として光照射によるものを取り上げ、特に光干渉法を利用したフォトニック結晶の作製を目的として研究を行った。特に、光源としてはパルスレーザーを用い、単一パルス干渉による1次元・2次元ナノ周期構造の作製を行った。また、過渡的な光干渉場を利用したレーザー発振の観測、並びにその発振波長の電界制御を実現した。発振波長の電界制御には、レーザー色素をドープしたネマティック液晶をコア層として用いた導波路型のデバイスを作製し、液晶の電界誘起再配向により発振波長の電界制御を実現した。また数値解析により、その動作原理の解明も行った。さらに、コレステリック液晶等の自己組織化的に周期構造を形成する材料のフォトニック結晶としての性質を、光照射により制御することによる新たなデバイスの提案を行った。数値計算に基づき、一次元フォトニック結晶としてのコレステリック液晶への、光学的な欠陥準位の導入ならびに制御法の提案を行った。我々の提案したモデルは、コレステリック液晶の一次元螺旋周期中に、光照射により局所的な螺旋周期の変調を誘起するというものである。螺旋ピッチの局所的な増大(減少)により、局在準位の短波長(長波長)シフトが見られることを明らかにした。