| Project/Area Number |
19K05309
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
山本 和広 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (40455449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 堅三 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (00501826)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 表面プラズモン / 光ファイバー / MEMS / 集束イオンビーム / センシング / 光制御 / ラボオンファイバー / マルチコア / 光多重制御 / ナノオプティクス |
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| Outline of Research at the Start |
光伝送素子である光ファイバーへのナノ構造および異種材料の導入は、ラボ・オン・ファイバー技術として発展している。本研究では光伝搬部位であるコアを多数有する光ファイバー束（バンドル）および多コア（マルチコア）光ファイバー上にナノ構造を作製することで、空間的に多重化するのに加えて、各要素間の相互作用を積極的に利用した光機能を実現し、新規光ファイバー（ラボ・オン・ファイバー）デバイスの通信、情報処理、センシングおよび天体や生体計測など異分野への応用に寄与することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
光ファイバーは光を用いた情報伝達、センシング応用の主要デバイスであり、その機能化が求められる。通常光伝送部位（コア）を一つ持つ光ファイバーに対し、コアを多数有するマルチコアファイバーまたは光ファイバーを束ねたファイバーバンドル構造は、伝送パワーを抑えた情報伝送量の増大化、多値伝送およびセンシングの多チャンネル化による感度向上などの観点から活発に研究されている。こうした多コア構造の各チャネルを独立かつアクティブに制御できれば、光機能の高度化だけでなく医療、天体計測等多くの分野への応用が期待できる。本研究課題では、研究代表者が独自に開発した光ファイバー上ナノ構造作製法を応
用し、光伝搬領域（コア）を多数有するマルチコアファイバー/ファイバーバンドル構造へのナノ構造集積、外部信号による独立制御により多分野への応用を目指した。
最終年度は前年度に引き続き単一コアファイバー上ナノ構造作製法を拡張し、外部信号による光制御のため誘電体、有機物からなる構造を転写する手法を探索、評価した。コア数７、コア間隔35ミクロンのマルチコアファイバーに対し転写する薄膜材料として、外部信号（熱、電気）により物性（屈折率、吸収係数）が変化する色素分散ポリマー材料を選択しその制御のための新規分子配向技術を開発した。研究期間内において高温・高電界を用いる従来の分子配向技術とくらべ、低温・低電界での分子配向制御に成功した。
研究期間全体においては、当初目標の金属微細加工MEMS技術による光制御はコロナ下での外部機関での実験の制限により未完におわったが、数値計算による特性評価（光集束、光伝搬制御）および当初計画では予見していなかった異種材料の特性制御において一定の成果を得てセンシング技術への応用展開の端緒を得た。
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