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気泡含有ガラス微小球を用いた太陽光励起レーザーの開発

Research Project

Project/Area Number 16J10230
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionKeio University (2017)
Tokyo Institute of Technology (2016)

Principal Investigator

熊谷 傳  慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords微小光共振器 / ガラス / WGM光共振器 / レーザー / 電磁界シミュレーション
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,研究遂行のため,受け入れ研究先を 慶應義塾大学 理工学部 電子工学科 田邉研究室へと変更した.それに伴い,研究の主題である「微小光共振器による新規の光源開発」という点は変わらずも,目的等に修正・改善があることを先におことわりする.
微小光共振器は,微小領域に長時間閉じ込めることができ,光と物質の相互作用を極限まで高めることができる.パルスレーザの繰り返し周波数は共振器の大きさに依存する.そのため,微小で高繰り返しであるパルスレーザ光源への応用が期待される.本研究では,安定なモードロッキングのためカーボンナノチューブ(CNT)を成長させたシリカトロイド微小光共振器の可飽和吸収特性を明らかにした.シリカトロイド微小光共振器に対して,電子線リソグラフィおよび化学気相蒸着(CVD)法を用いて,CNTの位置および量の選択的な成長を行った.ラマン分光法により,作製したCNTは欠陥が少なく,通信波長帯(~1550 nm)にバンドギャップを有していた.新規に開発した逆伝搬ポンププローブ法により,高い共振器内部強度でも正確なQ値の測定が可能になった.実験結果より,ポンプ光強度および波長によってQ値が上昇していることが確認された.これは,CNTに結合する光強度の上昇によって非線形的に吸収が減少する可飽和吸収特性に由来する.トロイド微小光共振器とCNTを組み合わせることで,ロバストなモード同期が実現できることを示唆している.以上の結果を,論文誌,国際学会および国内学会にて報告しており,国内外問わず多くの反響をいただいている.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] Politechnico di Bari(イタリア)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Saturable absorption by carbon nanotubes on silica microtoroids for stable mode locking2018

    • Author(s)
      Kumagai Tsutaru、Hirota Naoya、Sato Katsuya、Namiki Koki、Hori Atsuhiro、Maki Hideyuki、Tanabe Takasumi
    • Journal Title

      Proceedings Volume 10518, Laser Resonators, Microresonators, and Beam Control XX

      Volume: 105180H Pages: 16-16

    • DOI

      10.1117/12.2291874

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New Spherical Optical Cavities with Non-Degenerated Whispering Gallery Modes2017

    • Author(s)
      Tsutaru Kumagai, Giuseppe Palma, Francesco Prudenzano, Tetsuo Kishi, and Tetsuji Yano
    • Journal Title

      Proc. of SPIE

      Volume: 10090 Pages: 100901F-100901F

    • DOI

      10.1117/12.2251599

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Saturable absorption by carbon nanotubes on silica microtoroids for stable mode lockin2018

    • Author(s)
      Tsutaru Kumagai, Naoya Hirota, Katsuya Sato, Koki Namiki, Atsuhiro Hori, Hideyuki Maki, and Takasumi Tanabe
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カーボンナノチューブ可飽和吸収特性を付与したトロイド微小光共振器2018

    • Author(s)
      熊谷 傳,廣田 直弥,佐藤 克哉,並木 洸樹,堀 敦裕,牧 英之,田邉 孝純
    • Organizer
      第65回 応用物理学会 春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] New Spherical Optical Cavities with Non-Degenerated Whispering Gallery Modes2017

    • Author(s)
      Tsutaru Kumagai, Giuseppe Palma, Francesco Prudenzano, Tetsuo Kishi, and Tetsuji Yano
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2017
    • Place of Presentation
      San Francisco(USA)
    • Year and Date
      2017-01-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On-Chip Fabrication of Air-Bubble-Containing Glass Microsphere for Low-Threshold Laser Emission by Localized Laser Heating Technique2017

    • Author(s)
      Tetsuo Kishi, Tsutaru Kumagai, Nobuhiro Matsushita, Tetsuji Yano
    • Organizer
      IMAPS/ACerS 13th International Conference and Exhibition on Ceramic Interconnect and Ceramic Microsystems Technologies (CICMT 2017).
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On-chip fabrication of glass microsphere laser by localized laser heating2017

    • Author(s)
      Tetsuo Kishi, Tsutaru Kumagai, Nobuhiro Matsushita, Tetsuji Yano
    • Organizer
      12th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PACRIM 12)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 内部空洞を導入したガラス微小球レーザーの作製と縮退の解けたWGMの発現2017

    • Author(s)
      熊谷傳, 岸哲生, Giuseppe Palma, Francesco Prudenzano, 松下伸広, 矢野哲司
    • Organizer
      The 27th Meeting on Glasses for Photonics
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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