RISU_TOP.GIF - 4,722BYTES  山口春樹

修士論文:「反射構造を有するホログラフィックベクトル回折格子の形成と回折特性解析」

論 文 概 要

情 報化社会発展による情報量増大に伴って、光波の様々な利用が成されている。光波は、振幅、位相、波長といった様々なパラメータを持ち、光通信や情報処理等 に応用が成されているが、さらなる情報量の高密度化が求められている。この高密度化を実現するために、様々な光学素子の中で広く利用されている素子として 回折光学素子が挙げられる。一般に、光波の伝搬を回折現象に基づいて制御する回折光学素子は、等方的な屈折率変調や形状変化を持つ。回折光学素子の中でも 特に異方性回折格子は、入射光の偏光状態や異方性の空間分布により回折特性が多岐に変化する。そのため、光波の振幅、位相、偏光状態など様々なパラメータ を複合的に制御することができ、広く応用されている。ここで、回折格子を作製するにあたり、ほとんどの場合が波長、厚さ、複屈折を決め、素子の作製を行 う。そのため、1度作製した回折格子で回折特性を種々に変えるためには、入射光の波長を変える、素子に対して斜め入射する、素子の温度を変え複屈折を変え るといった方法などを取らざるをえない。しかしながら、異方性媒体により屈折率の波長分散や相転移温度等の性質があり、あまり回折特性を変えることができ ない。そこで、異方性回折格子に反射構造を持たせ、回折特性を反射率等のパラメータを変えることにより、回折特性を制御できると考えた。本論文では、ホロ グラフィックベクトル回折格子に反射構造を持たせた回折格子を作製し、その回折特性を調べた。また、異方性媒体の多層構造中を伝搬する光波について、反射 光も含めて厳密に計算ができる4×4行列法により回折特性を解析し、測定結果と比較評価を行った。
最初に、単一の反射構造のみの回折格子を作製し、その透過光及び反射光の回折特性を評価した。反射膜には金薄膜を用いた。実験結果と解析結果を比較するこ とで、理論通りの回折格子が金薄膜上に形成できていることが分かった。次に、反射構造を持つホログラフィックベクトル回折格子をさらに金薄膜を重ねること により、ファブリペロ構造を形成し、回折特性を評価した。また、ファブリペロ構造の共振条件である空気層のギャップ及び金薄膜の膜厚を変え、数パターンの 回折特性も評価した。実験結果及び解析結果を比較、評価を行い共振条件を変えることにより、回折効率が様々に制御できることが分かった。
これらの結果から、ホログラフィックベクトル回折格子と反射構造を組み合わせることにより、回折格子の複屈折や厚さ等を変えずに、反射構造の条件を様々に変えることで、回折特性を制御できることが実証できた。

(査読論文)

1.
Holographic liquid crystal polarization grating with Fabry-Perot structure. Full text
M. Sakamoto, H. Yamaguchi, K. Noda T. Sasaki, N. Kawatsuki and H. Ono
Opt. Lett. 41 (2016) 1098-1101.

(口頭発表)

1.
電子情報通信学会信越支部大会(2013年10月5日、長岡技術科学大 学)
反射構造を有するホログラフィックベクトル回折格子の回折特性
山口春樹、河合孝太郎、佐々木友之、野田浩平、川月喜弘、小野浩司
2.
Optics & Photonics Japan (OPJ2014) (11月5日〜7日、筑波大学東京キャンパス)
ファブリペロ構造を有するホログラフィックベクトル回折格子の回折特性
山口春樹、河合孝太郎、佐々木友之、野田浩平、川月喜弘、小野浩司
3.
第62回応用物理学会春季学術講演会(3月11日-14日、東海大学 湘南キャンパス)
光架橋性高分子液晶を用いたファブリペロー構造を有するホログラフィックベクトル格子の回折特性
山口春樹、河合孝太郎、佐々木友之、野田浩平、川月喜弘、小野浩司
4.
Optics & Photonics Japan 2015 (2015年10月28日〜10月30日、筑波大学東京キャンパス文教校舎)
ファブリペロ共振器を用いた偏光回折格子の特性制御
山口春樹、河合孝太郎、佐々木友之、坂本盛嗣、野田浩平、川月喜弘、小野浩司
5.
第63回応用物理学会春季学術講演会(3月19日-22日、東工大 大岡山キャンパス)
光架橋性高分子液晶を用いたファブリペロ構造を有する偏光回折格子の回折特性制御
山口春樹、河合孝太郎、坂本盛嗣、野田浩平、佐々木友之、川月喜弘、小野浩司

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