Photonic Crystals based on 3-D Periodically Structured Liquid Crystal and their Functional Applications

基于3D周期结构液晶的光子晶体及其功能应用

基本信息

  • 批准号:
    17360141
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.86万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Liquid crystals including chiral molecule have a self-organized helical structure with nano-scaled periodicity, which can be regarded as a one dimensional (1-D) photonic crystal. We proposed a laser action in dye-doped cholesteric liquid crystals (CLCs) with a band-edge effect for an input excitation of the doped laser dye. We achieved increasing a lasing efficiency and decreasing a lasing threshold upon the band-edge excitation. We also performed theoretical calculation of a density of state (DOS) in the CLC. The DOS increased drastically by the band-edge excitation.On the other hand, the photon localization caused by the imperfection in periodic structure has been expected as potential applications such as low threshold lasers and micro waveguides, which can be observed as a defect mode in the transmission or emission spectra. We proposed a new type of defect mode in a chiral liquid crystal on the basis of the local deformation of the 1-D periodic helical structure and demonstrated t … More he possibility of the wavelength tuning in this system. Especially, upon introducing multiple defects at a certain periodicity into the helical structure, it was found that a localized band appears in PBG. In this mode, photon is localized at each defect in the helicoidal structure.We also investigated the photon localization in the double periodic structure, in which the helical periodic structure was contained in the 1-D periodic multilayer structure and acts as a defect in the 1-D photonic crystal. In this system, besides defect mode peaks due to the 1-D photonic crystal having the defect, a very sharp defect mode peak with a high Q-value appears at the edge of the band gap of the helix defect in the transmission spectrum. The enhanced laser action has also been observed on the basis of the new defect mode.Using a two-photon confocal microscope lithograpy technique, we have tried to fabricate nano-defect structure in the chiral helicoidal system and higher-order confinement structure based on the chiral liquid crystals. Tunable defect mode and laser actions on this nano-modulated chiral helix structurre have been demonstrated. Less
包括手性分子在内的液晶具有具有纳米尺度周期性的自组织的螺旋结构,可以将其视为一个维度(1-D)光子晶体。我们提出了在掺杂染料的胆固醇液体晶体(CLC)中具有带状效应的激光作用,以使掺杂激光染料的输入兴奋。我们实现了提高激光效率并降低带边缘兴奋的激光阈值。我们还对CLC中的状态密度(DOS)进行了理论计算。 DOS通过带边的兴奋而大大增加。另一方面,由于周期性结构不完美而引起的光子定位已被预期是潜在的应用,例如低阈值激光器和微波导,可以将其视为透射或发射光谱中的缺陷模式。我们根据1-D周期异质结构的局部变形,在手性液体晶体中提出了一种新型的缺陷模式,并证明了T…更可能在该系统中进行波长调整。特别是,在将一定周期性的多个缺陷引入螺旋结构后,发现局部频带出现在PBG中。在这种模式下,光子位于螺旋结构中的每个缺陷处。我们还研究了双周期性结构中的光子定位,其中1-D周期多层结构中包含螺旋周期性结构,并在1-D光子晶体中起作用。在该系统中,除了由于具有缺陷的1-D光子晶体而引起的缺陷模式峰外,具有高Q值的非常清晰的缺陷模式峰出现在传输频谱中螺旋缺损的带隙的边缘。还基于新的缺陷模式观察到了增强的激光作用。使用两光子共聚焦显微镜光刻技术,我们试图在手性螺旋系统中制造纳米缺陷结构,并基于手性液体晶体。已经证明了对这种纳米调节的手性螺旋结构的可调缺陷模式和激光作用。较少的

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
有機エレクトロニクスにおける分子配向技術
有机电子学中的分子取向技术
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.Yamada;H.Nakamura;S.Matsushima;H.Yamane;T.Haishi;K.Kuamda;Hiroshi Kominami;古南 博;Hiroshi Kominami;古南 博;Hiroshi Kominami;Hiroshi Kominami;Hiroshi Kominami;S.Hashimoto;橋本修一;S.Hashimoto;S.Hashimoto;S.Hashimoto;S.Hashimoto;S.Hashimoto;池田 信之;宮坂 力;雉鳥 優二郎;池田 信之;手島健次郎;池上和志;池上 和志;池上 和志;宮坂 力;雉鳥優二郎;Takurou N.Murakami;Nobuyuki Ikeda;宮坂 力(共著)
  • 通讯作者:
    宮坂 力(共著)
らせん周期構造を有するカイラル液晶のフオトニックバンド制御とレーザー発振
螺旋周期结构手性液晶的光子能带控制与激光振荡
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kensuke Nakajima;Y. Yamada;Koji Nakajima;中島健介(分担執筆);中島健介他(分担執筆);Y.Matsuhisa;R.Ozaki;H.Yoshida;Y.Matsuhisa;H.Yoshida;Y.Matsuhisa;H.Yoshida;M.Ozaki;H.Yoshida;Y.Matsuhisa;Y.Matsuhisa;H.Yoshida;M.Ozaki;H.Yoshida;R.Ozaki;Y.Matsuhisa;H.Yoshida;K.Yoshino;R.Ozaki;Y.Matsuhisa;Y.Matsuhisa;Y.Matsuhisa;H.Yoshida;尾崎雅則;尾崎雅則;尾崎雅則
  • 通讯作者:
    尾崎雅則
Low-threshold and high efficiency lasing upon band-edge excitation in a cholesteric liquid crystal
  • DOI:
    10.1063/1.2710777
  • 发表时间:
    2007-02-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Matsuhisa, Yuko;Huang, Yuhua;Ozaki, Masanori
  • 通讯作者:
    Ozaki, Masanori
Low Driving Voltage Tunable Laser Based on One-dimensional Photonic Crystal Containing Liquid Crystal Defect Layer
  • DOI:
    10.1080/154214091009563
  • 发表时间:
    2005-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    R. Ozaki;Y. Matsuhisa;M. Ozaki;K. Yoshino
  • 通讯作者:
    R. Ozaki;Y. Matsuhisa;M. Ozaki;K. Yoshino
光重合性コレステリック液晶を用いたフオトニック結晶
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kensuke Nakajima;Y. Yamada;Koji Nakajima;中島健介(分担執筆);中島健介他(分担執筆);Y.Matsuhisa;R.Ozaki;H.Yoshida;Y.Matsuhisa;H.Yoshida;Y.Matsuhisa;H.Yoshida;M.Ozaki;H.Yoshida;Y.Matsuhisa;Y.Matsuhisa;H.Yoshida;M.Ozaki;H.Yoshida;R.Ozaki;Y.Matsuhisa;H.Yoshida;K.Yoshino;R.Ozaki;Y.Matsuhisa;Y.Matsuhisa;Y.Matsuhisa;H.Yoshida;尾崎雅則;尾崎雅則
  • 通讯作者:
    尾崎雅則
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    1997
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    $ 9.86万
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