Biドープシリカガラスの蛍光核の構造と蛍光メカニズムの解明及びその応用研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750553
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤本 靖 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助手 (70343241)
• Keywords: Bi(ビスマス) / シリカガラス / 光増幅 / 構造解析

Research Abstract

申請時に製作した科研報告書に従って、次の研究を実施した。
・ガラス化範囲の決定:Biドープシリカガラスのガラス化範囲を明らかにし、その正確な相図を示すデータベースを確立した。また、結晶化したサンプルのX線回折により、その結晶を同定した。
・Biドープシリカガラスの構造情報の取得:下記の通り、本年度は多種にわたる構造解析の計測実験を行った。多くは、現在解析中であるが、Bi含有による特徴的な現象を確認した。
i)Al、Si、Biといった核磁気を持つ元素のNMRによる計測結果を行い、Bi含有に起因すると見られる特徴的なピークを観測した。
ii)X線光電子分光法によりBi4f5/2,7/2のピークにおいて、Biドープシリカガラスの特徴的な結合状態に関する情報が得られた。
iii)Photon FactoryにおいてXAFSの計測を行ない、XANESに特徴的な波形を確認した。
iv)吸収・蛍光などの分光特性からエネルギー準位図についての考察を行った。
v)電子スピン共鳴の結果から、Bi元素の価数が3+もしくは5+であることを確認した。
vi)それぞれの組成における量子効率との関係を調べ、効率の高い組成の情報を得た。
・バルク体での増幅実験:半導体レーザー励起増幅システムの設計し、増幅計測用プローブレーザーの製作して、光増幅特性測定を行った。
上記のシステムにて、Biドープシリカガラスの増幅を世界で初めて観測した。増幅実験に関する論文を投稿中である。