• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

A fluoride fiber optics in-line sensor for mid-IR spectroscopy based on a hetero-core structure

Research Project

Project/Area Number 20K14752
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 21030:Measurement engineering-related
Research InstitutionAkita Prefectural University

Principal Investigator

Goya Kenji  秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (40757332)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsフッ化物ファイバ / 赤外吸収分光 / エバネッセント波 / 赤外光源 / フッ化物ファイバー / 光ファイバーセンサー / 中赤外光 / ファイバセンサ / ファイバレーザ / ASE光源 / フッ化物ファイバセンサ / ヘテロコア型センサ
Outline of Research at the Start

本研究の目的は、フッ化物ファイバを光伝送路とした中赤外3μm帯の光ファイバセンサの新規開発である。波長2μm以上の中赤外光は分子の指紋領域と呼ばれ、様々な分子に対して吸収線が存在する。そのため、中赤外域のファイバセンサは計測技術として、広範な分野で有用なデバイスになり得る。

Outline of Final Research Achievements

We report a side-polished sensor structure for mid-infrared (IR) fiber evanescent wave spectroscopy, produced by means of a mechanical polishing process instead of a hetero-core structure. By integrating a mid-IR light source into this sensor system, spectroscopic analyses could be performed over the range from 2515 to 3735 nm. Two types of sensor structures were fabricated to examine their characteristics and performance. Spectroscopic analyses of liquid and gas samples were successfully performed using one of the fiber sensors.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

フッ化物ファイバを用いた中赤外領域の計測システムとしては、世界初の実証報告であり、計測システムの最適化及び継続的な実験を行うことで、さらなる高度化が可能である。特に赤外分光計測において、高感度化と即時応答性を両立させることで実用的な計測システムへと昇華させたい。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results)

  • [Journal Article] A fluoride fiber optics in-line sensor for mid-IR spectroscopy based on a side-polished structure2022

    • Author(s)
      Goya Kenji、Koyama Yuya、Nishijima Yoshiaki、Tokita Shigeki、Yasuhara Ryo、Uehara Hiyori
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B: Chemical

      Volume: 351 Pages: 130904-130904

    • DOI

      10.1016/j.snb.2021.130904

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Broadband mid-infrared amplified spontaneous emission from Er/Dy co-doped fluoride fiber with a simple diode-pumped configuration2021

    • Author(s)
      Kenji Goya, Akira Mori, Shigeki Tokita, Ryo Yasuhara, Tetsuo Kishi, Yoshiaki Nishijima, Setsuhisa Tanabe, and Hiyori Uehara
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 5432-5432

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84950-y

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] フッ化物ファイバーを導波路とした中赤外光ファイバーセンシングシステムによる赤外分光計測2022

    • Author(s)
      森朗、杉本尚哉、西島喜明、時田茂樹、安原亮、上原日和、合谷賢治
    • Organizer
      応用物理学会 第69回春季講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フッ化物光ファイバーデバイスの需要拡大のための耐候性・親水性ナノ薄膜の形成2022

    • Author(s)
      上原日和、松尾保孝、合谷賢治、西島喜明、安原亮、上原日和、村上政直、小西大介
    • Organizer
      応用物理学会 第69回春季講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フッ化物ファイバーを導波路とした中赤外光ファイバーセンシングシステムによる赤外分光計測2022

    • Author(s)
      合谷賢治、西島喜明、時田茂樹、安原亮、上原日和
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第42回年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フッ化物ファイバを導波路とした中赤外光ファイバセンシングシステム2021

    • Author(s)
      合谷賢治、上原日和、西島喜明、時田茂樹
    • Organizer
      光ファイバ応用技術研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フッ化物ファイバーを導波路とした中赤外光ファイバーセンシングシステムとガス計測への応用2021

    • Author(s)
      合谷賢治、小山勇也、西島喜明、時田茂樹、安原亮、上原日和
    • Organizer
      応用物理学会 第82回秋季講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 側面研磨フッ化物ファイバーによる中赤外センサーデバイスの開発2021

    • Author(s)
      谷賢治、上原日和、小山勇也、西島喜明、時田茂樹、安原亮
    • Organizer
      応用物理学会 第82回秋季講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] レーザー穴あけ加工の最前線2021

    • Author(s)
      合谷賢治
    • Organizer
      本荘由利テクノネットワーク 精密加工専門委員会 オンライン講習会「微細加工技術における高精度・高能率化」、“レーザー穴あけ加工の最前線”
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] LD励起Er/Dy 共添加フッ化物ファイバーを用いた中赤外ASE光源と光ファイバーセンシングへの応用2021

    • Author(s)
      合谷賢治、上原日和、時田茂樹、安原亮、西島 喜明、岸哲生、田部勢津久
    • Organizer
      次世代ファイバーレーザー技術専門委員会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 広帯域な中赤外ファイバーASE光源の開発2021

    • Author(s)
      上原日和、合谷賢治、時田茂樹、安原亮、西島 喜明、岸哲生、田部勢津久
    • Organizer
      応用物理学会 第68回春季講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 3μm帯および4μm帯の高出力固体・ファイバーレーザーの開発2021

    • Author(s)
      時田茂樹、上原日和、合谷賢治、村上政直、小西大介、佐原諒、小田晃一、ヒョードル・ポチョムキン、アンドレイ・プーシキン
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会 第41回年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] LD励起・広帯域中赤外ファイバー光源の開発2021

    • Author(s)
      上原日和、合谷賢治、安原亮、時田茂樹、岸哲生、田部勢津久
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会 第41回年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 波長安定化された35W中赤外ファイバーレーザー発振器および増幅器2021

    • Author(s)
      時田茂樹、上原日和、合谷賢治、小西大介、佐原諒、村上政直
    • Organizer
      レーザー学会第548回研究会 ファイバレーザー技術
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Optimization of fiber optic cleaving conditions for broadband mid-infrared light source with Er/Dy co-doped fluoride fiber2021

    • Author(s)
      A. Mori, M. Sugimoto, K. Goya
    • Organizer
      The Ninth International Conference on Materials Engineering for Resources
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 広帯域な中赤外ファイバーASE光源の開発2020

    • Author(s)
      上原日和、合谷賢治、時田茂樹、安原亮、西島 喜明、岸哲生、田部勢津久
    • Organizer
      応用物理学会 第68回春季講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 3μm帯および4μm帯の高出力固体・ファイバーレーザーの開発2020

    • Author(s)
      時田茂樹、上原日和、合谷賢治、村上政直、小西大介、佐原諒、小田晃一、ヒョードル・ポチョムキン、アンドレイ・プーシキン
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会 第41回年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] LD励起・広帯域中赤外ファイバー光源の開発2020

    • Author(s)
      上原日和、合谷賢治、安原亮、時田茂樹、岸哲生、田部勢津久
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会 第41回年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 波長安定化された35W中赤外ファイバーレーザー発振器および増幅器2020

    • Author(s)
      時田茂樹、上原日和、合谷賢治、小西大介、佐原諒、村上政直
    • Organizer
      レーザー学会第548回研究会 ファイバレーザー技術
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] 光アライアンス2021

    • Author(s)
      上原日和、合谷賢治
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      環境モニタリングや医療など幅広い応用が期待される赤外光源・ファイバセンサ
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光ファイバーおよび光ファイバーの製造方法2022

    • Inventor(s)
      上原日和、安原亮、合谷賢治、松尾保孝、村上政直、小西大介
    • Industrial Property Rights Holder
      上原日和、安原亮、合谷賢治、松尾保孝、村上政直、小西大介
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光ファイバーおよびファイバーセンサ2021

    • Inventor(s)
      合谷賢治、上原日和
    • Industrial Property Rights Holder
      合谷賢治、上原日和
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光ファイバおよびASE光源2021

    • Inventor(s)
      上原日和、安原亮、合谷賢治
    • Industrial Property Rights Holder
      上原日和、安原亮、合谷賢治
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光ファイバーおよびファイバーセンサ2021

    • Inventor(s)
      上原日和、安原亮、合谷賢治
    • Industrial Property Rights Holder
      上原日和、安原亮、合谷賢治
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-208308
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi