RISU_TOP.GIF - 4,722BYTES  今井秀哉

 修士論文:「光反応性樹脂・液晶複合材料を用いた多次元構造体の構築と光学特性」

論 文 概 要

近年,CDやDVDに用いられる光ピックアップ機構や液晶ディスプレイの小型軽量化の要望が高まり,薄く,フィルム化が可能な回折格子が注目されている.このような用途に使用される回折格子には高い回折効率と偏光依存性を有していることが望まれる.そのような回折格子としてH-PDLC(Holographic Polymer Dispersed Liquid Crystal)が注目され,現在研究されている.H-PDLCは光反応性樹脂と液晶を混合した材料に強度変調ホログラム記録を行うことで形成され,微細構造で高い回折効率と偏光依存性を有することから応用が期待されている.
 H-PDLCにおいて,その光学特性は液晶分子の配向挙動により決定される.しかしながら,現在までに解明されているのは単純な構造のみである.大量の情報を迅速に処理するには光波の多次元的な制御,すなわち多次元構造体の作製が欠かせず,複雑な形状を有する構造体における液晶分子の配向挙動を詳細に解明する必要がある.そこで,本研究では光反応性樹脂・液晶複合材料にクロスグレーティングを形成して多次元構造体を構築し,光学特性を調査した.得られた結果より,複雑な形状を有する構造体の液晶分子の配向挙動を解明することを目的とした.
 フィルムに一次元格子を形成し,その回折特性を調査した結果,照射エネルギーによって液晶分子の配向方向が変化することが確認できた.また,その回折特性を表面レリーフによる変調と異方性グレーティングによる変調を考慮したJonesマトリクスを用いてフィッティングを行うことができた.
フィルムに形成した二次元構造体においては照射エネルギーと格子ベクトル交差角によって回折特性が変化することを確認した.また,低照射エネルギーで作製した際には測定した回折光の特性が同じ極性となり,高照射エネルギーで作製した際には極性が異なるということが
分かった.
回折特性のフィッティングでは照射エネルギーの異なる領域毎に液晶分子の配向方向と複屈折を考えることでフィッティングができた.一次元格子の結果と比較すると,高照射エネルギーの場合はフィッティングパラメータと格子ベクトルの方向は一致しなかった.この原因としては高い照射エネルギーで書き込みを行ったことで二回目の書き込みに反応する材料が少なくなったことにより,格子ベクトル方向とはずれた方向に配向したと考えられる.
 三次元構造体を構築し,回折特性を調査した結果,同じ照射エネルギーで書き込みを行った場合には回折光の効率に大きな差が生じた.そこで,一回目と二回目の照射エネルギーを変えることで効率の平均化ができた.しかし,Bragg角で回折効率がピークとならず,その両端でピークが生じるという現象が確認された.この現象が起きる要因として,一回目の書き込み時に形成される格子によって二回目の書き込み時の干渉光が回折され,格子形状が変化したものと考えられる.

(査読論文)

1. Diffraction properties of anisotropic volume gratings formed in polymer-dispersed liquid crystal, A. Ogiwara, M. Ninato, S. Horiguchi, H. Ono, H. Imai, H. Kakiuchida and K. Yoshimura, Jpn. J. Appl. Phys. 47 (2008) 6688-6694.

(口頭発表)

1. 2006年9月 電子情報通信学会信越支部大会
光反応性低分子・高分子複合体へのホログラム記録特性
今井秀哉、小野浩司
2. 2007年3月 第54回応用物理学関係連合講演会予稿集 第3分冊 1348
液晶高分子複合体へのクロスグレーティング形成と液晶分子配向挙動
今井秀哉、小野浩司、荻原昭文、川月喜弘
3.

2007年9月 日本液晶学会討論会
液晶高分子複合体へのクロスグレーティング形成
今井秀哉、小野浩司、川月喜弘、荻原昭文

4.

2008年3月 第55回応用物理学関係連合講演会予稿集 第3分冊
光反応性樹脂・液晶複合材料を用いた多次元構造体の構築と光学特性
今井秀哉、荻原昭文、小野浩司

 

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