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2000 Fiscal Year Annual Research Report

Er添加ガーネット結晶薄膜を用いた広帯域高効率集積型光増幅器および回路の研究

Research Project

Project/Area Number 11555101
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

宮崎 保光  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (00023169)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 増田 忠弘  豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (50293759)
黄 新民  愛知技術短期大学, 助教授 (00262973)
後藤 信夫  豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60170461)
Keywords導波路型光増幅器 / RFスパッタリング法 / ガーネット / Erイオン / 蛍光分光特性 / パルス応答特性 / 液晶成長装置 / 光吸収特性
Research Abstract

(1)RFスパッタリング装置を用いた結晶薄膜導波路の作製条件の最適化
RFスパッタリング装置を使用してEr添加及びEr-Yb共添加ガーネット結晶薄膜をYAG基板上に作製した。さらに、Er : YIG/GGG薄膜を作製し組成及び結晶性の評価を行った。作製した薄膜の結晶性・組成・屈折率・表面の滑らかさ・光伝搬損失について従来のEr添加YGG結晶薄膜と比較検討することで最適な材料構成を決定した。
(2)液相成長装置を用いた結晶薄膜導波路の作製条件の最適化
希土類イオン添加ガーネット結晶薄膜のさらなる良質化を図るため、薄膜結晶の成長制御・品質に優れている液相成長装置の温度制御、排気ガス処理などの運転準備を行い、実際に液相成長装置を用いてCe、Bi添加YIG結晶薄膜を作製した。更に、結晶薄膜の作製条件の検討・最適化を行い作製した薄膜の結晶性・組成・表面の滑らかさについて検討を行なった。今後、液相成長装置を用いてEr添加ガーネット結晶薄膜を作成し同様な検討を行なう。
(3)最適な励起波長及び信号波長の決定
RFスパッタリング装置で作製したEr添加及びEr-Yb共添加ガーネット結晶薄膜の吸収・蛍光スペクトルを測定し、最適な励起波長および信号波長を決定した。今後、液相成長装置で作製したEr添加ガーネット結晶薄膜についても同様に測定し、RFスパッタリング装置による結晶薄膜の吸収・蛍光スペクトルやスペクトル形状について比較検討する。
(4)光増幅利得率の数値計算による光情報処理機器の実現性の検討
利得スペクトルと導波路の分散特性を考慮し超短パルスによる統計的な解析を行い、増幅特性についての基礎的検討を行った。導波路に対する電磁界理論および光増幅の量子理論を合わせた方法を用いて光増幅器の基礎的増幅特性を得た。超短光パルスの増幅として、希土類イオンに対し時間依存する3準位系及び4準位系レート方程式を用いて過渡応答特性の数値解析を行った。また、理論計算によりErおよびEr-Yb添加増幅素子の過渡応答特性について比較検討を行なった。
(5)より高効率高利得な光増幅の実現のための検討
Er-Yb : YGG/YAG薄膜を用いた導波型光増幅器における励起光と信号光の静的伝搬特性について検討を行った。利得・雑音の添加イオン密度や伝搬距離への依存性についても検討を行った。ASEパワーは励起パワーに反比例し、励起パワー30mWのとき雑音指数は約3dBであることを明らかにした。また、Er-Yb共添加することによりより小型・高利得増幅素子が実現できることを明らかにした。

  • Research Products

    (39 results)

All Other

All Publications (39 results)

  • [Publications] B.Rakesh and Y.Miyazaki: "High-Speed Nonreciprocal Optical Switching Using Phase Shift Induced by Magnetostatic Surface Waves"Jap.J.Appl.Phys.. 40・5B(In Press). (2001)

  • [Publications] N.Goto and Y.Miyazaki: "Multi-Wavelength Separation Characteristics in Integrated Acoustooptic Devices for Photonic Switching System"Jap.J.Appl.Phys.. 40・5B(In Press). (2001)

  • [Publications] B.Rakesh and Y.Miyazaki: "Analysis of MSSW-Optical Interaction in Three-Dimentional Optical Waveguide Using Multilayered Garnet Structure"Trans.IEICE on Electronics. E83-C・2. 255-262 (2000)

  • [Publications] B.Rakesh and Y.Miyazaki: "Efficient Optical Mode Conversion Induced by Magnetostatic Surface Waves in Three-Dimensional Optical Waveguide"Jap.J.Appl.Phys.. 39・5B. 3076-3077 (2000)

  • [Publications] N.Goto and Y.Miyazaki: "Wavelength-Division Multiplexed Photonic Switching System using Integrated Acoustooptic Switches"Jap.J.Appl.Phys.. 39・5B. 3078-3082 (2000)

  • [Publications] 栢沼,宮崎: "テーパ状ファイバプローブにおける近接光波界特性"電気学会論文誌C. 120・12. 1868-1874 (2000)

  • [Publications] 宮崎保光: "シンクロトロン光とX線エレクトロニクスの利用周辺技術"電子情報通信学会誌. 83・2. 132-136 (2000)

  • [Publications] 宮崎保光: "集束性X線導波路の一様曲り部におけるビーム波伝搬・放射特性"電気学会論文誌C. 120・1. 68-73 (2000)

  • [Publications] 宮崎保光: "ランダムな媒質よりなるX線導波路におけるナノメートル波電磁界特性"電気学会論文誌C. 120・12. 1861-1867 (2000)

  • [Publications] 高橋,宮崎: "ランダム媒質中埋設物による地中レーダパルスの散乱特性の3次元FDTD法による解析"電気学会論文誌C. 120・12. 1905-1912 (2000)

  • [Publications] Y.Miyazaki: "Reflection and Scattering Analysis of Coated Elliptic Cylinders with Absorption Magnetic Films Using Conformal Mapping Method"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] Y.Miyazaki: "Partial Coherence Characteristics of Polarization and Field Intensity of Propagating Modes in Plastic Optical Fibers with Random Inhomogeneities"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] R.Balasubramanian,Y.Fukuyama and Y.Miyazaki: "Short Pulse Amplification Characteristics of Er-Yb Codoped Garnet Crystal Waveguide-Type Optical Amplifiers"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] Y.Inoue and,Y.Miyazaki: "Field Analysis of Optical Image Transmission Using Graded Index Waveguides"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] N.Goto and,Y.Miyazaki: "Collinear Acoustooptic Devices Consisting of Polymer Waveguides for WDM Networks"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] T.Masuda and,Y.Miyazaki: "Characteristics of Plane Wave Scattering and Absorption by a Conducting Elliptic Cvlinder Coated with Ferrite Absorber"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] J.Sonoda and,Y.Miyazaki: "Electromagnetic Wave Scattering by Objects on the Stratified and Rough Surface Ground for Microwae Remote Sensing"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] K.Takahashi and,Y.Miyazaki: "Signal Detection Characteristics of Subsurface Radar Pulse by Buried Objects in Random Media using 3-Dimensional FDTD Method"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] T.Yoshimura and,Y.Miyazaki: "Possibility of Long Range Transmission by Plastic Optical Fiber"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] R.Fukuo and Y.Miyazaki: "Photonic Analysis of X-ray Crystal Waveguide Consisting Periodic Array of Cylinders"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] H.Sasaki and Y.Miyazaki: "Fundamental Characteristics of Ion Density and Electric Potential Distributions in Cell Membrane Model containing Ionic Channels"Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2001), Osaka. (発表予定). (2001)

  • [Publications] Y.Miyazaki and P.Selormey: "Electromagnetic interference characteristics by group of buildings in high-speed mobile communication systems"Proc.Asia-Pasific Conference on Environmental Electromagnetics (CEEM 2000), China.. 5-10 (2000)

  • [Publications] Y.Miyazaki and K.Takahashi: "Electromagnetic compatibility characteristics of wireless LAN for indoor environment of buildings by FDTD method"Proc.Asia-Pasific Conference on Environmental Electromagnetics (CEEM 2000), China.. 251-256 (2000)

  • [Publications] Y.Miyazaki and T.Kayanuma: "Optical near-fields and scatterings in tapered fiber micro-probes with specimens"Proc.China-Japan Joint Meeting on Microwaves (CJMW 2000), China.. 221-224 (2000)

  • [Publications] Y.Miyazaki and T.Kawakami: "Elecromagnetic backscattering of microwaves by objects on random ground surfaces in satellite remote sensing"Proc.China-Japan Joint Meeting on Microwaves (CJMW 2000), China.. 217-220 (2000)

  • [Publications] N.Goto and Y.Miyazaki: "Integrated tunable multi-wave separator and exchanger systems using acoustooptic devices for 1.5μm WDM networks"Proc.5th Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2000), Chiba, Japan. 12-70 (2000)

  • [Publications] Y.Miyazaki and K.Takahashi: "Statistical Characteristics of Scattering and Signal Detection of Subsurface Radar Pulses by Buried Objects in Random Media"Proc.Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2000), Cambridge, USA. 210 (2000)

  • [Publications] Y.Miyazaki: "Asymptotic Theory of X-ray Propagation in Nano-Meter Waveguide Using Spectral Function"Proc.Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2000), Cambridge, USA. 1153 (2000)

  • [Publications] Y.Miyazaki: "Space-Time Impulse Responses of Electromagnetic Backscatterings of Beam Waves for Sensing"Proc.Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromaguetic Theory (OFSET 2000), Osaka, Japan. 361-364 (2000)

  • [Publications] R.Balasubramanian,Y.Fukuyama and Y.Miyazaki: "Dynamic Characteristics of Yb-Sensitized Er-Doped Garnet Crystal Waveguide-Type Optical Amplifiers"Proc.Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromagnetic Theory (OFSET 2000), Osaka, Japan. 195-198 (2000)

  • [Publications] K.Takahashi and Y.Miyazaki: "Analysis of Scattering Characteristics of Subsurface Radar Pulse by Buried Objects in Random Media using 3-Dimensional FDTD Method"Proc.Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromagnetic Theory (OFSET 2000), Osaka, Japan. 107-110 (2000)

  • [Publications] R.Fukuo and Y.Miyazaki: "Scattering Analysis of X-ray Gaussian Beam by the Dielectric Cylinder Group"Proc.Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromagnetic Theory (OFSET 2000), Osaka, Japan. 287-290 (2000)

  • [Publications] Y.Miyazaki and N.Berahim: "Electromagnetic Field Characteristics of Compact Broadband Microstrip Patch-Parasitic Array Antenna"Proc.Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromagnetic Theory (OFSET 2000), Osaka, Japan. 267-270 (2000)

  • [Publications] G.Rodriguez and Y.Miyazaki: "Analysis of Electromagnetic Scattering in Large Areas Using a Parallel FDTD Method"Proc.Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromagnetic Theory (OFSET 2000), Osaka, Japan. 163-166 (2000)

  • [Publications] Y.Miyazaki: "Field Characteristics of Electromagnetic Wave Sensor for ITS"Microwave Workshops & Exhibition (MWE 2000), Yokohama, Japan. (2000)

  • [Publications] Y.Miyazaki and H.Kakitsu: "Broadband Characteristics of Semi-Circle Type Bow-Tie Antenna with Hole Slots for Millimeter Wave Radar and EMC"Proc.Asia-Pacific Symposium on Broadcasting and Communications (APSBC 2000), Bangkok, Thailand. 33-38 (2000)

  • [Publications] 後藤,宮崎: "音響光学マトリックススイッチを用いた光交換機の構成"電子情報通信学会、交換システム研究会資. SSE2000. 79-84 (2000)

  • [Publications] R.バンダリ,宮崎: "High-Speed Nonreciprocal Optical Switching Using Phase Shift Induced by MSSW"第21回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム. USE2000. 261-262 (2000)

  • [Publications] 後藤,宮崎: "光交換システムにおける集積型音響光学素子の多波長分波特性"第21回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム. USE2000. 260 (259)

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Published: 2002-04-03   Modified: 2016-04-21  

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