円偏光純度と明るさを両立させる発光式円偏光コンバータの開発

3.　多層型発光式円偏光コンバータ

発光式円偏光コンバータは，複数のLPLフィルムを積層することによって，さらに発光機構の強みを発揮させることができる。ここでは，赤色，オレンジ色，黄色発光性の3色のLPLフィルムを積層した多層型発光式円偏光コンバータを例に挙げる。発光機構（光の足し算）の特徴を活かすことにより，単純にLPLフィルムを重ねるだけで発光ピーク数を増やすことができる。フィルムを重ねる際に，LPLフィルムの偏光軸とλ/4位相差フィルムのfast軸の角度を–45˚，0˚，+45˚に合わせると，左円偏光，直線偏光，右円偏光がそれぞれ得られる（図4）。

同様のことが3色全てのLPLフィルムに対して適応されるため，赤色，オレンジ色，黄色発光性の3色のLPLフィルムを積層した多層型発光式円偏光コンバータでは，3×3×3=27通りの光学情報を取りうる（図5）。

実際に重ね方を変えて27通りの多層型発光式円偏光コンバータを作製し，全発光，左円偏光，右円偏光スペクトルをそれぞれ測定した結果を図6に示す。点線で示した全発光スペクトル形状はどれも変わり無いが，黒および灰色実線で示す左および右円偏光成分については，27通りの光学情報（波長，光強度，偏光の組み合わせ）をとることがわかった。以上の結果より，LPLフィルムを積層するだけで，波長，光強度，偏光の組み合わせからなる光学情報を容易に多重化できることが明らかになった。これらを発展させることにより，多層型発光式円偏光コンバータをセキュリティ印刷技術として応用することも可能になるだろう。

4.　おわりに

本稿では，非偏光から高い円偏光純度かつ高輝度の円偏光を創り出す新たな手法として，筆者らが考案した発光式円偏光コンバータについて紹介した。円偏光の研究において懸念されがちなLPL成分を敢えて活用することにより，キラル発光体やキラル液晶構造を用いることない，新たな発光式円偏光生成手法が成立することを示した。所望の光学特性（発光強度，スペクトル形状，偏光度，発光時間など）を得るための発光体選択の自由度が大幅に広がったことにより，円偏光照射による太陽電池の変換効率向上^1〜3）や植物の育成速度向上^{4, 5）}等の興味深い「現象」を，社会実装できる「技術」に繋げられる日が急激に近づいた。本研究がさらに発展することにより，ディスプレイやセキュリティ印刷技術などの光学分野のみならず，エネルギー・環境・食料問題などの世界的問題に対するキーテクノロジーとして，円偏光生成技術が活躍することが大いに期待できる。今後は，発光式円偏光コンバータという新たな出口を想定したことにより見えてくる学術的な問いに向き合うことで，産業応用を見据えた基礎研究を進めてゆきたいと考えている。

9）L. Arrico, L. Di Bari, F. Zinna, Chem. -Eur. J., 2021, 27, 2920-2934.

（月刊OPTRONICS　2023年7月号）

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