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光変調材料

国内特許コード P200016773
整理番号 5861
掲載日 2020年4月10日
出願番号 特願2017-150895
公開番号 特開2019-028395
出願日 平成29年8月3日(2017.8.3)
公開日 平成31年2月21日(2019.2.21)
発明者
  • 金光 義彦
  • 田原 弘量
  • 阿波連 知子
  • 若宮 淳志
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 光変調材料
発明の概要 【課題】パルスレーザー等の光を照射することにより、入射光の位相を変調させることができるフォトリフラクティブ光変調材料を提供する。
【解決手段】フォトリフラクティブ光変調材料は、ハロゲン化金属ペロブスカイト化合物からなる。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要

近年、光通信分野、レーザー加工分野等において、光の振幅や位相の変調を行う光変調材料を用いた光変調デバイスが使用されている。

このような光変調デバイスとしては、光変調材料として液晶を用いたものが市販されている。しかしながら、このような液晶を用いた光変調デバイスは、遅い応答速度、液晶分子の外部漏れを防ぐ密閉容器の必要性等が問題点になっており、特に応答速度が遅いことが最大の問題点である。

また、光変調デバイスとしては、透明酸化物を用いた光変調デバイスも市販されている。この透明酸化物を用いた光変調デバイスは、電気を印加することにより光の位相を変調させるものであり、光を入射することにより入射光の位相を変調させるものではない。また、電気を印加することにより光を変調させる機能を有しつつ入射光を透過させるために透明な酸化物を使用する必要があるが、使用できる透明酸化物は、実質的にLiNbO3一択と言ってもいい状態であり、材料選択の幅が著しく狭いうえに、所望の位相変化を引き起こすためには高い電圧を印加する必要がある。

さらに、光変調デバイスとしては、超音波を印加することにより入射光の位相を変調させるものもあるが、これは光を入射することにより入射光の位相を変調させるものではない。この種の光変調デバイスには、通常、TeO2結晶や石英を用いた光変調デバイスが市販されている。これらの光変調デバイスは、大きいサイズの光変調材料・結晶を使用する必要があり、薄膜化は困難であるため用途展開しにくい。

以上のように、光を入射することにより入射光の位相を変調させる材料は現時点では知られていない。

産業上の利用分野

本発明は、光変調材料に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ハロゲン化金属ペロブスカイト化合物からなるフォトリフラクティブ光変調材料。

【請求項2】
前記ハロゲン化金属ペロブスカイト化合物は、変調させようとする入射光の透過率が10%以上である、請求項1に記載のフォトリフラクティブ光変調材料。

【請求項3】
前記ハロゲン化金属ペロブスカイト化合物が単結晶材料である、請求項1又は2に記載のフォトリフラクティブ光変調材料。

【請求項4】
前記ハロゲン化金属ペロブスカイト化合物が、一般式(1):
RnMmXk (1)
[式中、Rは同一又は異なって、1価のカチオンを示す。Mは同一又は異なって、遷移金属を示す。Xは同一又は異なって、ハロゲン原子を示す。nは0.8~1.2を示す。mは0.8~1.2を示す。kは2.8~3.2を示す。]
で表される化合物である、請求項1~3のいずれか1項に記載のフォトリフラクティブ光変調材料。

【請求項5】
前記一般式(1)におけるRが、-R1NH3+又は-CR2(NH2)2+で表されるカチオン(R1はアルキル基を示す。R2は水素原子又はアルキル基を示す。)である、請求項4に記載のフォトリフラクティブ光変調材料。

【請求項6】
前記ハロゲン化金属ペロブスカイト化合物の光路長が100nm以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載のフォトリフラクティブ光変調材料。

【請求項7】
請求項1~6のいずれか1項に記載のフォトリフラクティブ光変調材料を用いたフォトリフラクティブ光変調デバイス。

【請求項8】
入射光を偏光成分によって透過光と反射光に分離させる第1偏光ビームスプリッターと、
変調制御用光を発生させる変調制御用光発生手段と、
前記透過光を、前記変調制御用光とともに透過させることにより位相を変調させるフォトリフラクティブ光変調材料と、
前記フォトリフラクティブ光変調材料を透過後の透過光と、前記反射光とを結合させる第2偏光ビームスプリッターと、
を備える、請求項7に記載のフォトリフラクティブ光変調デバイス。

【請求項9】
前記第2偏光ビームスプリッターで結合された前記透過光と前記反射光との間の干渉強度を測定しつつ、前記変調制御用光によって前記透過光に引き起こされる屈折率変化を観測する、請求項8に記載のフォトリフラクティブ光変調デバイスを用いて入射光の位相及び偏光の変化を測定する方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
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