近赤外波長帯生体医療光学における超短・超高エネルギー光パルス用光伝送装置

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14205050
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 宮城 光信 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90006263)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 俊一 防衛医科大学校, 防衛医学研究センター, 助教授 ; 石 芸尉 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90323063) ; 松浦 祐司 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10241530)
• Keywords: 中空ファイバ / フェムト秒レーザ / パルスレーザ / レーザ医療 / 誘電体内装中空ファイバ

Research Abstract

高強度・超短パルスのレーザ光の照射に生体組織のアブレーションは,生体に対して,安全・無痛など,従来に無い効果が期待される.近赤外波長帯においては,フレキシブルな光伝送装置としては,通常石英ファイバが考えられるが,例えギガワット(GW)級出力のNd : YAGレーザ光でさえ,ファイバ入射端面の破壊や、コア材の非線型性によるコアの溶融などをもたらしてしまうため、GWオーダでさえ,その実用は制限される.さらに超短フェムト秒パルス伝送を考えれば,光ファイバの分散により,パルス拡がりが大きくなり,フェムト秒のメリットは全く生かされない.
本研究では,誘電体内装金属中空ファイバを用いることにより,近赤外波長帯でのフェムト秒レーザ,及び高出力Nd : YAGレーザ用のフレキシブル伝送システムを構築することを目的とする.
本研究では本年度において,以下の研究を行なった.
1.超鏡面・高強度を有する銀中空ファイバの製作法
近赤外波長帯に於いて,低損失中空ファイバの基礎となる,超鏡面を有する金属パイプを実現するために,従来の銀鏡反応の見直しを行った.その結果,塩化スズ水溶液を用いて前処理を行うことにより,銀薄膜の表面粗さが低減されることが明らかになった.またこの銀鏡反応により,強度が劣化するのを防ぐために,ポリマー保護層を付加したファイバについても検討を行った.
2.誘電体ポリマー膜の成膜機構の研究と一様成膜の実現
誘電体膜として,ある種のポリマーは近赤外波長帯で適していることが分かってきている.しかし,その成膜機構は必ずしも十分は把握されておらず,このことが低損失化を阻んでいる.そこで,さまざまな成膜条件を実験的に検討することにより,その成膜機構を明らかにし,より高い一様性を持つ,ポリマー薄膜の生成を実現した.

Research Products

• [Publications] H.Jelinkova: "Nd : YAP laser passivley mode-locked and Q-switched by saturable absorbers with efficient radiation delivery through a hollow glass fibers"Opt. Eng.. 41・8. 1976-1982 (2002)
• [Publications] K.Iwai: "Equivalent complex refractive indices for ray-tracing evaluation of dielectric-coated hollow waveguides"Opt. Eng.. 41・7. 1471-1472 (2002)
• [Publications] 岩井 克全: "Er : YAGレーザー伝送用の高強度ポリマー内装中空ファイバの製作"レーザー研究. 30・5. 255-258 (2002)
• [Publications] Y.Matsuura: "Hollow infrared fibers fabricated by glass-drawing technique"Opt. Express. 10・12. 488-492 (2002)
• [Publications] 阿部 由起雄: "CO2レーザー光伝送用中空ファイバの可視パイロット光伝送特性の改善"レーザー研究. 30・8. 472-474 (2002)
• [Publications] S.Ouyang: "Rugged distal tips for CO2 laser medicine"Opt. Laser Technol.. 35・2. 655-658 (2002)