【研究分野】応用光学・量子光工学

【研究領域課題番号】06650047 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

非線形光学 / 半導体 / 第2高調波発生 / 波長変換 / エリプソメトリ

【研究成果の概要】

1.反射第2高調波エリプソメトリの開発
本研究で提案した反射第2高調波エリプソメトリと,基本波と第2高調波の波長での通常のエリプソメトリ測定を組み合わせることによって,申請者の予測した通りに,単一の試料を用いて膜厚・線形屈折率の実部と虚部・非線形光学定数の実部と虚部とを同時に決定することができること示した。バルク試料としてはGaAs単結晶基板,薄膜試料としてはAlGaAs/GaAsに対して基本波光源としてNd:YAGレーザを用いて実験をおこない,理論解析の結果とを比較することによって本手法の有効性を実証することができた。
2.半導体薄膜の非線形光学定数の評価
反射第2高調波エリプソメトリの手法を幾つかの新しい非線形光学半導体材料の評価に適用した。GaAs基板上に成長したAl_<0.2>Ga_<0.8>AsとGaP基板にイオン照射をおこなって作製した非晶室GaP,六方晶系のSiC,Si基板上に成長した立方晶β-SiCについて,その非線形光学定数を決定することに初めて成功した。
これらのデータは,今後の化合物半導体を用いた高性能波長変換素子の研究・開発に欠くことのできない重要な基礎データとなるものと確信している。

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1994

【配分額】2,000千円 (直接経費: 2,000千円)

【研究分野】物理計測・光学

【研究領域課題番号】63850012 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

有機結晶 / 非線形光学 / 波長変換 / 第2高調波発生 / 半導体レ-ザ / 導波路 / 微細加工 / 有機非線形材料 / 光第2高調波 / 半導体レーザ

【研究成果の概要】

1.有機非線形光学結晶の総合的評価法の確立: 有機結晶の波長変換性能を評価するために、分子の非線形分極率、結晶の非線形光学定数の正確な理論計算法を確立し、その理論計算を組み入れた総合的な材料探索・評価法を新たに提案した。評価法の一環として、半導体レ-ザを光源とした非線形光学定数の測定法の開発も行った。
2.チェレンコフ放射方式光第2高調波発生の理論解析: 導波路型波長変換素子に対して最も適した材料の特性と、導波路の最適構造パラメ-タを明確にするために、チェレンコフ放射方式光第2高調波発生の理論解析を行った。この結果、特定の材料に対する導波路パラメ-タの最適化だけでなく、高効率波長方換に最適な材料の設計へのフィ-ドバックも可能となった。
3.有機非線形光学結晶を用いた導波路素子の作製技術の開発: 有機非線形光学結晶を用いた導波路作製法として、従来からのブリッジマン法による融液からのファイバ-の作製法に加えて、溶液からの導波路作製法を新たに考案した。さらにチャンネル型導波路作製技術の一環として、水溶性無機レジストとO_2ーRIEによる有機結晶の微細加工技術の開発に成功した。この方法は多くの有機結晶に適用可能な汎用性の高い技術である。
4.有機非線形導波路素子による半導体レ-ザ光の波長変換の実現: 実際に作製したスラブ型、チャンネル型、ファイバ-型導波路を用いて半導体レ-ザ光の第2高調発生によるブル-光の発生を実現した。さらに、得られた第2高調波の集光特性についても検討を加えた。
以上の研究成果によって、半導体レ-ザ光の高効率波長変換用の導波路型有機非線形光学素子の実用化へ向けて多くの重要な指針を示すことができたものと考える。

【研究種目】試験研究(B)

【研究期間】1988 - 1990

【配分額】19,900千円 (直接経費: 19,900千円)