レーザー照射によるガラス中での非線形光学単結晶ラインの形成と光デバイスへの応用

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光を制御するには、光と同程度大きさを持つ構造や非線形光学結晶などを作製することが必要である。現在、無機材料においては、その微細構造作製法はフォトリソグラフィよる加工やレーザー加工が主である。しかし、これら作製方法はプロセスが複雑であることから簡易な方法で高精度の寸法精度を持つ光デバイスの作製が求められている。今年度の研究では無機成分として高硬度・高化学的耐久性を持ち、代表的なホウケイ酸塩系光学ガラス材料として用いられている硬質ガラスの主成分であるホウ素-珪素2成分系材料を、光重合可能な有機成分として高い透明性と耐候性を併せ持つメタクリル基を選択した.既存の光学系とスムーズな接合を目指し屈折率や熱膨張係数が近い光硬化性ホウケイ酸塩系材料の開発を行なった。研究の結果、ガラス基板との良好な密着性を示しかつ、サブマイクロ～ミリオーダで微細構造形成可能な光硬化性の透明薄膜を得た.微細構造形成の手法は光照射や型押しのモールド加工等様々であり、簡易かつ短時間に、回折格子や光導波路の形成が可能となった。前年までの非線形光学分子を高濃度に含有できるハイブリッドガラス材料合成の結果と併し、光を利用した微細構造形成と組み合わせることで波長変換素子や光導波デバイスへの応用が強く期待できる。