光応答性液晶高分子微粒子を利用した新規フォトニック結晶の創製

使用光响应液晶聚合物颗粒创建新型光子晶体

基本信息

批准号：
17750175
负责人：
宍戸厚
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (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

光の波長程度の周期的な屈折率変化を有する周期構造体はフォトニック結晶構造とも呼ばれ,特定の光を透過・反射する特異な光学的性質を示す。この周期構造体に光応答性を付与できれば広い応用が可能になるため,微粒子の空隙や微粒子を鋳型にした逆オパール構造の隙間に色素や液晶を充填した光応答性周期構造体が報告されている。しかしながら,これらの充填系では周期的な屈折率変化が小さいため,大きな光応答性は得られていない。周期的な屈折率差および光で誘起される屈折率変化の両方を大きくできれば光応答性が格段に高い周期構造体になり得るが,周期構造そのものに光応答性を付与する試みはなされていないのが現状である。大きな複屈折を有することで知られる液晶高分子を基材に用いて周期構造体を作製できれば,本来の屈折率差を大きくできるばかりでなく,光で大きな屈折率変化を誘起できる。本年度では,光応答性を高分子液晶微粒子自体に付与した光応答性微粒子を合成し,自己集積化することで屈折率差の大きな光応答性周期構造体を作製した。周期構造体に波長488nmのアルゴンイオンレーザー光照射を行ったところ,ストップバンドのシフトを誘起できることがわかった。また,光応答性液晶高分子フィルムに干渉露光を行うことで一次元周期構造体を作成し,光導波路カップラーへの応用を検討した。フィルム表面に偏光ホログラムを作製することで従来と比較して高い出射効率を得られることが明らかとなった。

具有周期性折射率变化的光波长的周期性结构也称为光子晶体结构，并且具有传递和反映特定光的独特光学特性。如果可以将光疗力应用于该周期性结构，则可以实现广泛的应用，并获得光反应的周期性结构，其中据报道，使用细颗粒的颜料和液晶填充成细颗粒的间隙，并用细蛋白质粒子的差距据报道，因为模板已报道。但是，由于周期性折射率变化很小，因此这些填充系统不会提供较大的光自我回应性。如果可以增加周期性折射率差异和光引起的折射率变化，则具有极高的光反应性的周期性结构，但没有尝试对周期性结构本身赋予光反应。如果可以使用液晶聚合物（以其大双折射为基材而闻名的液晶聚合物）制造周期性结构，则不仅可以增加折射率的原始差异，而且还可以诱导光线散发大量折射率变化。在今年，对聚合物液体晶体颗粒本身的光反应性的光响应微粒进行了合成和自我整合，以创建一个光反应的周期性结构，其折射率差异很大。当周期性结构用波长为488 nm的氩离子激光照射时，发现可以诱导停止条带的移位。此外，通过进行干扰暴露于光反应性液晶聚合物膜，创建了一维周期结构，并研究了其在光学波导耦合器上的应用。已经发现，通过在膜表面制造偏振全息图，可以获得比常规的全息图。