2015 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッドフォトニック結晶ファイバによる広帯域光波の創成制御
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15H02250
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
大石 泰丈 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80360238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 健伸 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60367828)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | フォトニック結晶ファイバ / 高非線形ファイバ / スーパーコンティニューム / フォトニックバンドギャップ / テルライトファイバ / カルコゲナイドファイバ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・カルコゲナイドガラスのフィラメンテーションによるSC光発生の検証を行った．試料はAs2Se3ガラスを用いた．励起波長は9100 nm，パルス幅は180 fsであり，パルスの繰り返し周波数は1 kHzであった．励起波長が9100nmの時，6500から13000nmに亘りSC光が発生することが確認できた．As2Se3ガラスは19μmに及ぶ光透過域をもつ．波長分散を制御することにより，低いパワーの励起光によってより長波長のSC光の発生が可能であることが示唆される結果を得た．
・AsSe2ガラスをコア，As2S5ガラスをクラッドとしたハイブリッド微細構造光ファイバによる波長分散制御を検討し，零分散波長を2.5μmまで低減できることを明らかにした．また，AsSe2ガラスをコア，As2S5ガラスをクラッドとしたハイブリッド微細構造光ファイバの試作に成功し，6μmを超える波長域にまでSC光を拡大させることに成功した．さらにAs2Se3をコアとするカルコゲナイドファイバにより10μmに及ぶSC光の発生を確認に成功した．
・コアおよびクラッドにテルライトガラスTeO2-ZnO-Li2O-Bi2Oを高屈折率ロッドにカルコゲナイドガラスGe15Ga3Sb12S70を使用し，全固体PBGFを構成し光カー効果を利用した光制御により，バンドギャップを265nmもシフト可能であることを初めて明らかにし，この全個体PBGFの実現に初めて成功した．
・テルライトガラスのハイブリッドMOF構造により，石英ファイバでは実現不可能な1.29から2.49μmに亘る超広帯域な増幅帯域が実現できることを初めて明らかにした．また，1560nmに零分散波長をもつテルライトMOFにより104dBの高利得を確認することに成功した．また石英光ファイバでは実現できない300nmを超える増幅帯域が見込まれることを初めて実証した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
・カルコゲナイドガラスおよびファイバを用いて波長10μmを超えるスーパーコンティニューム光の発生を確認でき今後の研究推進にとって重要な結果を得た．
・全固体PBGFの設計を進めて，その実現が可能であることを明らかにした．さらにコアおよびクラッドにテルライトガラスTeO2-ZnO-Li2O-Bi2Oを高屈折率ロッドにカルコゲナイドガラスGe15Ga3Sb12S70を使用し，全固体PBGFを構成し光カー効果を利用した光制御により，バンドギャップを265nmもシフト可能であることを初めて明らかにし，この全個体PBGFの実現に初めて成功した．
・テルライトガラスのハイブリッドMOF構造により，石英ファイバでは実現不可能な1.29から2.49μmに亘る超広帯域な増幅帯域が実現できることを初めて明らかにした．また，1560nmに零分散波長をもつテルライトMOFにより104dBの高利得を確認することに成功した．また石英光ファイバでは実現できない300nmを超える増幅帯域が見込まれることを初めて実証した．
以上の結果を得ており、研究は順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果を踏まえ，超広帯域なコヒーレント光の創成、高効率光信号処理や動的な導波路特性の制御等により新機能創成を目指す。下記の項目の研究を引き続き行う。
（１）テルライトやカルコゲナイドガラスをコアとし、クラッドとして低屈折率のフォスフェイトガラス等を用いたハイブリッドPCFにより広帯域波長制御を可能とし、広帯域パラメトリック効果を発現させる．
（２）ハイブリッドPCFにより20μmの中赤外域に亘るコヒーレント光発生、高効率なパラメトリック効果を利用した高効率広帯域波長変換や広帯域パラメトリック増幅、位相感応増幅、広帯域周波数コム、スローライト生成、さらには低雑音相関光子対生成を実現の可能性を検討する．
（３）上記ガラス素材を用いた全固体フォトニックバンドギャップファイバにより石英光ファイバでは困難な光による動的な伝搬特性制御によりによる新機能創成の実現を目指す．
本研究を通して、 “超オクターブファイバフォトニクス”と呼ぶべき研究分野を創成の基礎固めをする。
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Research Products
(58 results)
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[Journal Article] A silica optical fiber doped with yttrium aluminosilicate nanoparticles for supercontinuum generation2016
Author(s)
T. Cheng, M. Liao, X. Xue, J. Li, W. Gao, X. Li, D. Chen, S. Zheng, Y. Pan, T. Suzuki, and Y. Ohishi
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Journal Title
Optical Materials
Volume: 53
Pages: 39-43
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Enhanced supercontinuum generation in tapered tellurite suspended core fiber.2015
Author(s)
J. Picot-Clemente, C. Strutynski, F. Amrani, F. Desevedavy, J-C Jules, G. Gadret. D. Deng, T. Cheng, K. Nagasaka, Y. Ohishi, B. Kibler, and F. Smektala
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Journal Title
Optics Communications
Volume: 354
Pages: 374-379
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Fabrication of an Optical Fiber Doped with Amorphous Yttrium Aluminosillicate Nanoparticles in the Core for Supercontinuum Generation.2015
Author(s)
T. Cheng, M. Liao, X. Xue, J. Li, D. Deng, X. Li, D. Chen, S. Zheng, T. Suzuki, and Y. Ohishi
Organizer
2015 Advanced Solid State Lasers Conference and Exhibition (ASSL)
Place of Presentation
Berlin, Germany
Year and Date
2015-10-04 – 2015-10-09
Int'l Joint Research
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[Presentation] 400 THz bandwidth supercontinuum generation in tapered tellurite suspended core fiber.2015
Author(s)
J. Picot-Clemente, C. Strutynski, F. Amrani, B. Kibler, F. Desevedavy, J-C Jules, G. Gadret, D. Deng, T. Cheng, Y. Ohishi, and F. Smektala
Organizer
CLEO/Europe-EQEC 2015
Place of Presentation
Munich, Germany.
Year and Date
2015-06-21 – 2015-06-25
Int'l Joint Research
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[Presentation] Hybrid Chalcogenide Microstructured Optical Fiber for Mid-infrared Soliton Self-frequency Shift.2015
Author(s)
T. Cheng, Y. Kanou, X. Xue, D. Deng, L. Zhang, L. Liu, M. Matsumoto, H. Tezuka, T. Suzuki, and Y. Ohishi
Organizer
CLEO (Conference on Lasers and Electro-Optics) 2015
Place of Presentation
San Jose, USA
Year and Date
2015-05-10 – 2015-05-15
Int'l Joint Research
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