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2012 Fiscal Year Annual Research Report

レーザー誘起結晶化法による新規光デバイス材料の創製

Research Project

Project/Area Number 11J10145
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

鈴木 太志  長岡技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Keywords結晶化ガラス / レーザー照射 / 非線形光学結晶 / ファイバ
Research Abstract

本研究ではレーザー誘起結晶化法を利用して、結晶化ガラスによる新規光デバイスの開発を目的として研究を行ってきた。これまでガラス表面にのみ結晶ラインが作製されてきたが、前年度までの研究成果によりガラス内部に対しても結晶ラインの作製に成功した。そこで、今回はファイバ形状のガラスを作製し、ガラスファイバ内部への結晶ライン作製を行い、ファイバ中心に結晶化コアを有する機能性光ファイバの創製を目的に研究を行った。
融液を引き上げて線引きすることでガラスファイバの作製を行い、レーザー照射することで結晶ラインを作製した。レーザー照射位置を移動しながら徐々にレーザーの焦点を内部へ移動させることでファイバ中心部へ結晶ラインを作成することに成功した。さらに、結晶化部分から第二高調波の発生を確認できたことから、機能性光ファイバとしてのデバイス応用への可能性を見出した。
また、作製した結晶ラインの構造調査を行うために透過型電子顕微鏡を用いて観察を行った。収束イオンビームを用いて結晶ラインから観察部分を切り出し、さらにイオンビームで薄く削ることで電子顕微鏡観察を行った。その結果、結晶ラインの配向性や微細構造の観察に成功し、結晶ラインが高い均質性を有していることを明らかにし、さらに結晶ラインの形成機構を考察することができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本研究により、レーザー誘起結晶化法の新しい応用方法を提案することに成功し、さらにもう一つの目的として掲げていた周期構造を有する結晶ラインの配向性の調査を行い、レーザー照射によって特異な結晶成長を示すことを明らかにすることができた。

Strategy for Future Research Activity

今回の成果により、結晶化コアを持つ機能性光ファイバの創製に成功しているが、今回取り組んだ結晶は1種類のみであるため、今後他のガラス系や結晶にも適用できるか検討する必要がある。また、今後はデバイスとしての性能評価に取り組んでいきたい。

  • Research Products

    (4 results)

All 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Magnetic properties and homogeneous distribution of Gd^<3+> ions in gadolinium molybdenum borate glass with high Gd_2O_3 content2012

    • Author(s)
      F.Suzuki, T.Honma, Y.Doi, Y.Hinatsu, T.Komatsu
    • Journal Title

      Materials research Bulletin

      Volume: 47 Pages: 3403-3406

    • DOI

      10.1016/j.materresbull.2012.07.015

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct laser patterning of β-BaB_2O_4 crystals with high orientation in the inside of fiber

    • Author(s)
      F.Suzuki, T.Honma, T.Komatsu
    • Journal Title

      Journal of American Ceramic Society

      Volume: (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] レーザー照射によるガラス内部への結晶ライン形成と結晶形態観察2012

    • Author(s)
      鈴木太志
    • Organizer
      第53回ガラス及びフォトニクス材料討論会
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      20121025-20121026
  • [Presentation] LASER PATTERNING OF NON-LINER CRYSTAL TO INSIDE THE BORATE GLASS2012

    • Author(s)
      鈴木太志
    • Organizer
      International Conference on the Physics of Non-Crystal Solids
    • Place of Presentation
      中国―Yichang
    • Year and Date
      20120916-20120920

URL: 

Published: 2014-07-16  

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