密度揺らぎの制御による超低損失ファイバー用ガラスの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09355021
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Toyota Technological Institute
• Principal Investigator: 生嶋 明 豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10029415)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤岡 一彦 日本石英硝子(株), 技術課長 ; 松山 豊和 東芝セラミックス(株), 主任研究員 ; 伊藤 忠 (株)豊田中央研究所, 主任研究員 ; 斉藤 和也 豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20278394) ; 藤原 巧 豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 講師 (10278393)
• Keywords: ガラスファイバ / ガラス転移 / シリカガラス / 構造緩和

Research Abstract

従来のガラス組成探索による超低損失ガラスの研究開発とは一線お画し、ガラス本来有する究極の伝送特性を得ることを目的として、石英ガラスの液体〜ガラス状態での諸物性の研究を進めている。本年度の進捗状況は以下のとおりである。
(1)シリカガラスの構造緩和過程を光散乱測定および赤外吸収測定により詳細に調べた。その結果以下のことが明らかとなった。
(1)Cl,Na,AlおよびOH基などの不純物の添加により、粘性流動に支配されたα緩和が促進される。
(2)CL,Na,AlおよびOH基などの不純物の添加により、α緩和以外の副緩和が発生し、添加量の増加に伴って緩和が促進される。
(2)超広温度領域真空紫外分光測定装置(-269℃〜2000℃)を開発し、(1)Urbach端の測定による電子の局在状態の研究、(2)欠陥の凍結過程の研究、および(3)構造緩和過程と紫外線誘起欠陥生成量の研究を開始した。
(1)の結果は不純物の添加によりシリカガラスの構造緩和過程を系統的に制御できることを示しており、目的とする超低損失ファイバ用ガラスの開発にとって重要な知見が得られたと考える。また、(2)の結果は、紫外用ファイバの開発や欠陥を機能中心としたさまざまな機能性材料(例えばファイバグレーティングや2次非線形材料)の開発につながると考えている。

Research Products

• [Publications] K.Saito and A.J.Ikushima: ""Structural Relaxation of the Frozen-in Density Fluctuations in Silica Glass"" Prog.Theor.Phys.126. 277-280 (1997)
• [Publications] K.Saito and A.J.Ikushima: ""Reduction of Light-scattering Loss in silica Glass by the Structural Relazation of "Frozen-in"Density Fluctuations"" Appl.Phys.Lett.70・26. 3504-3506 (1997)
• [Publications] K.Saito and A.J.Ikushima: ""A New Method of Developing Ultralow-loss Glasses"" J.Appl.Phys.81・11. 7129-7134 (1997)
• [Publications] K.Saito, H.Kakiuchida, and A.J.Ikushima: ""Investigation of the Origin of the Rayleigh Scattering in SiO_2 Glass"" J.Non-Cryst.Solids. 222. 329-334 (1997)
• [Publications] K.Saito, H.Kakiuchida, and A.J.Ikushima: ""Light Scattering Studies on the Glass Transition and the Structure in Silica Glass"" Jpn.J.Appl.Phys.(in press).