フォトニックグラフェンにおける離散／ギャップソリトン光伝搬に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は光重合性モノマーへ無機ナノ微粒子および半導体量子ドット(QD)を分散したナノ微粒子-ポリマーコンポジット(NPC)中でのホログラフィックナノ微粒子アセンブリーによりフォトニックグラフェン格子(PGL)をホログラフィックに一括で作成して新しい線形・非線形光学現象の発現とそのメカニズムを究明することにある。平成２６年度は第一に、３官能チオール連鎖移動剤(CTA)をアクリルモノマー中に添加したZrO2ナノ微粒子分散NPCフィルム中に記録した平面波体積格子の高空間周波数領域特性の改善と記録された格子の熱的安定性向上（NPCフィルム温度上昇による熱膨張の低減化）の検討を行った。その結果、最適濃度CTAの添加により高空間周波数領域での屈折率変調の増大化が実現できるとともに熱的安定性の向上も同時に可能であることがわかった。第二に、独自に構築した三光束ビームによるホログラフィック干渉光学系により最適濃度CTA添加ZrO2ナノ微粒子分散NPCおよび高濃度(4vol.%)CdSe QDを光重合性イオン液体モノマーへ分散したQD分散NPC中へのPGL構造の形成を試みた。その結果、何れのNPCにおいてもPGL構造の形成が実現でき、波長532nmの入射光に対して予測されるPGL構造による複数次数の回折光が観測できた。しかし高次回折光の回折効率としてZrO2ナノ微粒子分散NPCでは最大1%、QD分散NPCでは最大0.3%と低い値となることがわかった。そこで、その原因と考えられる重合収縮の屈折率格子形成への影響を光学的測定法により究明した。その結果、NPC中に数%の重合収縮が生じることがわかり、それによるPGL構造の歪みと屈折率変調低下が非線形光学効果発現に悪影響を及ぼすことがわかった。以上の成果の一部は、Optics Letters(2件)およびOptical Review(1件)に掲載するとともに、国際会議(2件)および応用物理学会(1件)において発表した。