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修士論文:「光誘起異方性材料への楕円偏光ホログラムの形成」

論 文 概 要

近 年の情報処理分野では高速且つ大容量なデータ転送、記録が必須とされている。そして、それを実現する為の技術として早くから光応用デバイスが開発されてき た。現在、更なる大容量化を実現する光記録手法としてホログラム記録が期待されている。ホログラム記録では単に情報を記録する用途以外にも、機能性回折格 子の作製に使用できる。機能性回折格子では記録情報が回折光として観測される為、回折光の状態を再生光とは異なる状態へと変換することが可能である。これ らの特性を利用することにより、光情報処理等の分野での応用が期待される他、回折型光学素子の研究と共に材料中での光反応を研究する評価手法としても活用 されている。
ホログラム記録によって作製される機能性回折格子の特性は励起光の状態に依存し、非常に高い多様性を持っている。現在までに報告され ているホログラム記録の研究は、同一の偏光状態の光同士を干渉させた強度変調ホログラムと、相対した偏光状態の光同士を干渉させた偏光変調ホログラムに大 別される。これらの多くは完全な直線偏光又は完全な円偏光を干渉光として用いており、中間に位置する楕円偏光を利用した偏光変調ホログラムというものは行 われていない。楕円偏光は電界の振動方向の短軸と長軸の比である楕円率、長軸の向きである偏光方位角といった多様性を持ち合わせている。故に楕円偏光同士 を励起光として用いる事により、ホログラム記録における記録条件の自由度を高めることが可能である。これにより、従来では成し得なかった特徴的な機能性回 折格子を作製することが可能になると考えられる。
本研究では楕円偏光同士を干渉させたホログラムの調査、解明として、光誘起異方性材料であるアゾ 色素を等方性高分子中に分散させたポリマーフィルムに対して偏光変調記録のみの場合と偏光変調と強度変調の共存した場合においてホログラム記録実験を行っ た。その結果、偏光変調ホログラムではOLE記録とOCE記録の特徴が共存した特性を示し、この現象はジョーンズ行列による解析によって説明する事ができ た。一方、偏光変調と強度変調が共存したホログラムでは、円偏光が直線偏光に変換される等の異方性格子だけでは説明できない特性が現れた。この現象に対し て、表面レリーフを考慮した理論計算を行った結果、近似した光学特性を示す事ができた。しかしながら、表面レリーフの状態については未だ不明瞭な部分が多 く、尚一層の検討が必要である。

(査読論文)

1. Conversion of circularly polarized light into linearly polarized light in anisotropic phase gratings using photocrosslinkable polymer liquid crystals, H. Ono, M. Nakamura and N. Kawatsuki, Appl. Phys. Lett. 90 (2007) 231107.
2.
Diffraction properties in polarization holography written by elliptical polarized light, H. Ono, M. Nakamura, A. Emoto and N. Kawatsuki, Jpn. J. Appl. Phys. 49 (2010) 032502.

(口頭発表)

1. 2005年10月 電子情報通信学会信越支部大会講演論文集 251-252
アゾ色素ドープ液晶高分子複合体へのホログラム形成に及ぼすモルフォロジーの影響
中村学、小野浩司、川月喜弘、佐々木友之
2. 2006年3月 第53回応用物理学関係連合講演会予稿集 第3分冊 1343
光誘起異方性材料における楕円偏光ホログラムの形成
中村学、江本顕雄、小野浩司、川月喜弘
3. 2006年9月 The symposium of 21th century COE program Nagaoka University of Technology (30th anniversary of Nagaoka University of Technology)
Elliptical Polarization holograms formed in photoinduced anisotropic materials
M. Nakamura, H. Ono and N. Kawatsuki
4.

2006年11月 電子情報通信学会有機光エレクトロニクス研究会 技術研究報告 7-13
光誘起異方性材料における楕円偏光ホログラムの形成
中村学、江本顕雄、小野浩司、川月喜弘

5. 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 1336
アゾ色素分散高分子への楕円偏光ホログラム
中村学、小野浩司、川月喜弘

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