日本物質材料研究機構日前研制出了一種激光振蕩裝置，該裝置采用由直徑200nm聚苯乙烯微粒以三元方式自我排列而成的薄膜夾著發光樹脂的構造。同時成功地利用光激發，使激光產生了振蕩。此外，在樹脂薄膜上也可以形成這種薄膜，因此有可能實現全塑（All Plastic）料激光元件。
作為激光振蕩元件的制作方法，首先將直徑202nm聚苯乙烯微粒懸浮液鋪在親水性玻璃上。此時，聚苯乙烯微粒就會以自組裝方式形成密集填充結構，從而就能形成稱為“膠體結晶（Colloidal Crystal）”的結晶結構。然后利用硅鍺（Silicon Germanium，SiGe）將其固化后，形成膠體結晶薄膜。接下來，在2枚膠體結晶薄膜之間注入含有熒光色素的紫外線（UV）硬化單體，然后通過光照射硬化和固定發光層，即可制成激光元件（圖1）。發光層材料是兩端帶有可聚合官能團的聚乙二醇和熒光色素“若丹明（Rhodamine）640”，以及光聚合引發劑組成的混合物。
由外部光線引發共振的激光元件通常都是由2枚鏡片夾著激光發光元件，利用共振現象對光進行放大后，提取激光。而此次開發的激光振蕩元件利用的則是膠體結晶反射特定光，即稱為“布拉格反射（Bragg Reflection）”的性質。由2枚膠體結晶薄膜像外部共振器的鏡片一樣產生共振現象（圖1）。
對1枚膠體結晶薄膜的反射與透過光譜進行測定后，在620nm附近得到了寬度為25nm的反射強度峰值。由此表明，由聚苯乙烯微粒的密集結構（Close-packed Structure）產生了布拉格反射。另外現已證實，假如利用532nm的光線（Nd:YAG激光的第二高次諧波）對該元件進行照射，使之激發，同樣是在620nm附近光強度被放大了數千倍，達到了2.0×102kW/cm2（圖2）。該機構表示，由于振蕩波長位于布拉格反射峰值的中心位置，因此現已證實元件內部的共振現象產生了激光振蕩。
此外，該研究機構還證實，可在PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯，Polyethylene Terephthalate）薄膜上形成上述光振蕩元件（圖3）。綜合以上結果，有望實現由有機材料組成的具有良好可加工性的柔性微型激光元件。盡管現有的外部共振型激光元件很難實現小型化，但此次開發的激光元件則有可能嵌入到光集成電路中。
該研究機構今后還準備推進利用和半導體激光器一樣的電流激發實現激光振蕩的研究，希望以此拓展實現全塑激光元件的可能性。此次研究成果將在日本高分子學會主辦的“第14屆聚合物材料論壇”（時間：2005年11月15～16日。地點：東京船堀Tower Hall）上發表。
作為激光振蕩元件的制作方法，首先將直徑202nm聚苯乙烯微粒懸浮液鋪在親水性玻璃上。此時，聚苯乙烯微粒就會以自組裝方式形成密集填充結構，從而就能形成稱為“膠體結晶（Colloidal Crystal）”的結晶結構。然后利用硅鍺（Silicon Germanium，SiGe）將其固化后，形成膠體結晶薄膜。接下來，在2枚膠體結晶薄膜之間注入含有熒光色素的紫外線（UV）硬化單體，然后通過光照射硬化和固定發光層，即可制成激光元件（圖1）。發光層材料是兩端帶有可聚合官能團的聚乙二醇和熒光色素“若丹明（Rhodamine）640”，以及光聚合引發劑組成的混合物。
由外部光線引發共振的激光元件通常都是由2枚鏡片夾著激光發光元件，利用共振現象對光進行放大后，提取激光。而此次開發的激光振蕩元件利用的則是膠體結晶反射特定光，即稱為“布拉格反射（Bragg Reflection）”的性質。由2枚膠體結晶薄膜像外部共振器的鏡片一樣產生共振現象（圖1）。
對1枚膠體結晶薄膜的反射與透過光譜進行測定后，在620nm附近得到了寬度為25nm的反射強度峰值。由此表明，由聚苯乙烯微粒的密集結構（Close-packed Structure）產生了布拉格反射。另外現已證實，假如利用532nm的光線（Nd:YAG激光的第二高次諧波）對該元件進行照射，使之激發，同樣是在620nm附近光強度被放大了數千倍，達到了2.0×102kW/cm2（圖2）。該機構表示，由于振蕩波長位于布拉格反射峰值的中心位置，因此現已證實元件內部的共振現象產生了激光振蕩。
此外，該研究機構還證實，可在PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯，Polyethylene Terephthalate）薄膜上形成上述光振蕩元件（圖3）。綜合以上結果，有望實現由有機材料組成的具有良好可加工性的柔性微型激光元件。盡管現有的外部共振型激光元件很難實現小型化，但此次開發的激光元件則有可能嵌入到光集成電路中。
該研究機構今后還準備推進利用和半導體激光器一樣的電流激發實現激光振蕩的研究，希望以此拓展實現全塑激光元件的可能性。此次研究成果將在日本高分子學會主辦的“第14屆聚合物材料論壇”（時間：2005年11月15～16日。地點：東京船堀Tower Hall）上發表。
