新規発光性キラル液晶による高効率レーザー発振に関する研究

新型发光手性液晶高效激光振荡研究

• 批准号: 18750128
• 负责人: 古海 誓一
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750128/
• 关键词: 高性能レーザー; フォトニック結晶; 自己組織化; 光物性; 超分子化学; 発光; 郡速度異常; キラリティー

本研究は、キラル液晶分子が自己組織的に形成する超分子らせん構造を利用して、光励起による高効率なレーザー発振を目的とした。基板に対して垂直方向に超分子らせん軸が配列したキラル液晶は、屈折率が周期的に変調しているため、ブラッグの反射条件を満たす特定の波長域で光の選択反射を起こす。すなわち、キラル液晶のらせん構造は一次元自己組織化フォトニック結晶と見なせる。蛍光性色素を添加したキラル液晶セルをパルスレーザーで光励起すぐと、色素によるブロードな蛍光スペクトルの中に、液晶の反射バンドに由来の発光の抑制とバンド端での発光の増強を観察できた。これは、キラル液晶の反射バンドが一次元フォトニックバンドギャップとして機能し、色素からの発光光子がキラル液晶の超分子らせん構造中で局在化していることを示唆している。さらに、光励起エネルギーを増加させると、反射バンド端で線幅が1nm以下のレーザー発光を観察でき、発光強度は発振前後で数千倍にも増強した。レーザー発光は円偏光特性を有しており、アキラルな液晶材料に添加した数モルパーセントのキラル剤の不斉炭素に決定される。さらに、励起パルスレーザー光の円偏光状態をキラル液晶のらせん方向と反対に設定すると、高効率にレーザー発振することを見出した。この時のレーザー発振に要する光励起パワーのしきい値は、従来報告されているキラル液晶によるレーザー発振のしきい値と比較すると、一桁以上も低く、円偏光で励起することで高効率なレーザー発振に成功した。また、自己組織化フォトニック結晶に関する研究の一環として、コロイド結晶を用いたレーザー発振も見出した。

は, this study キ ラ ル が their organization's に liquid crystal molecules formed す る supramolecular ら せ ん constructing を using し て, light excitation に よ る high working rate な レ ー ザ ー 発 vibration を purpose と し た. Substrate に し seaborne て vertical に supramolecular ら せ ん shaft が match column し た キ ラ ル LCD は, rate of inflectional が cycle に - adjustable し て い る た め, ブ ラ ッ グ の を reflection conditions against た light domain で す の specific wavelengths の sentaku reflection を up こ す. Youdaoplaceholder0, キラ フォトニッ liquid crystals らせん らせん construct one-dimensional self-organizing フォトニッ <s:1> <s:1> crystals と see なせる. 蛍 optical pigment を add し た キ ラ ル LCD セ ル を パ ル ス レ ー ザ ー で excitation light up す ぐ と, pigment に よ る ブ ロ ー ド な 蛍 light ス ペ ク ト ル の に, LCD の reflection バ ン ド に origin の 発 light の suppress と バ ン ド end で の 発 の raised strong light を 観 examine で き た. こ れ は, キ ラ ル LCD の reflection バ ン ド が a yuan フ ォ ト ニ ッ ク バ ン ド ギ ャ ッ プ と し て function し, pigment か ら の 発 light photons が キ ラ ル LCD の supramolecular ら せ ん で bureau in structure in the し て い る こ と を in stopping し て い る. さ ら に, light excitation エ ネ ル ギ ー を raised plus さ せ る と, reflection バ ン で ド end line width が below 1 nm の レ ー ザ ー 発 light を 観 examine で き, 発 light intensity は 発 で thousands of times before and after vibration に も raised strong し た. レ ー ザ ー 発 light は has drifted back towards &yen; polarization feature を have し て お り, ア キ ラ ル な liquid crystal material に add し た number モ ル パ ー セ ン ト の キ ラ ル の does not 斉 carbon に decided さ れ る. さ ら に, excitation パ ル ス レ ー ザ ー light の has drifted back towards &yen; polarization state を キ ラ ル LCD の ら せ ん direction と anti に set seaborne す る と, high rate of unseen に レ ー ザ ー 発 vibration す る こ と を shows し た. Vibration when こ の の レ ー ザ ー 発 に to す る excitation light up パ ワ ー の し き い numerical は, 従 to report さ れ て い る キ ラ ル LCD に よ る レ ー ザ ー 発 vibration の し き い numerical と compare す る と, low above one girder も く, has drifted back towards &yen; polarized で wound up す る こ と で high working rate な レ ー ザ ー 発 vibration に successful し た. ま た, their organizational フ ォ ト ニ ッ ク crystallization に masato す る study one part の と し て, コ ロ イ ド crystallization を with い た レ ー ザ ー 発 vibration も shows し た.

项目成果

光機能性高分子材料の新たな潮流 -最新技術とその展望-

光功能高分子材料新趋势-最新技术及其前景-

• 发表时间: 2008
• 作者: A.Matsuda;K.Nakano;K.Tsuji;S.Komatani;S.Ohzawa;H.Uchihara;古海 誓一;古海 誓一
• 通讯作者: 古海 誓一

Direct shaping of alumina ceramics by electrophoretic deposition using conductive polymer-coated ceramic substrates

使用导电聚合物涂层陶瓷基材通过电泳沉积直接成型氧化铝陶瓷

• 发表时间: 2007
• 期刊: Advanced Materials Research 29-30
• 作者: 中野和彦;中村利廣;中井泉;川瀬晃;今井眞;長谷川幹男;石橋耀一;稲本勇;須藤和冬;古崎 勝;鶴田暁;本聞寿;小野 昭紘;柿田和俊;坂田衛;Tetsuo Uchikoshi
• 通讯作者: Tetsuo Uchikoshi

Circularly polarized laser emission induced by supramolecular chirality in cholesteric liquid crystals

胆甾型液晶中超分子手性诱导的圆偏振激光发射

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 6
• 作者: K.Nakano;H.Matsui;K.Matsuda;M.Mizuhira;K.Tsuji;Seiichi Furumi
• 通讯作者: Seiichi Furumi

Surface-assisted photoalignment of discotic liquid crystals by nonpolarized light irradiation of photo-cross-linkable polymer thin films.

• DOI: 10.1021/jp065686h
• 发表时间: 2007-01
• 期刊: The journal of physical chemistry. B
• 作者: S. Furumi;K. Ichimura

イオン性デンドリマー液晶

离子树枝状液晶

• 发表时间: 2006
• 期刊: 化学 61
• 作者: K.Nakano;T.Nakamura;I.Nakai;A.Kawase;M.Imai;M.Hasegawa;Y.Ishibashi;I.Inamoto;K.Sudou;M.Kozaki;S.Turuta;A.Bando;A.Ono;K.Kakita;K.Takxxxxximoto;M.Sakata;古海 誓一
• 通讯作者: 古海 誓一