フォトポリマーを用いる光学素子への応用：ナノ微粒子分布のホログラフィック操作による体積ホログラフィック記録

摘要

本稿ではナノ微粒子分布の純光学的ホログラフィック制御という全く新しい発想に基づいたナノ微粒子分散フォトポリマーについて，そのホログラフィック記録の原理と優れた回折特性について紹介した。 特に，ナノ微粒子分散フォトポリマー中でのホログラム形成メカニズムとして，ホログラフィック露光下においてモノマーとナノ微粒子の相互拡散により干渉縞の明部から暗部へナノ微粒子が移動することによりその分布が純光学的に配列することを明らかにした。 さらに，ナノ微粒子分散により高屈折率変化と重合収縮の抑制が同時に可能となることも示した。 このようなナノ微粒子分布のホログラフィック操作の特性を利用すると，機能性を付与したナノ微粒子を用いることで，線形/非線形フォトニック結晶に加えて，磁気光学素子，有機DFBレーザ，純光学的スイッチング制御が可能なブラッグ回折格子などフォトポリマーを用いた新しいナノ複合光素子の実現が可能となる。 さらには，ホログラフィック露光によるナノ微粒子配列(nanoparticle alignment)を用いた化学/生物学的センサーやフィルターへの応用も考えられる。