2016 Fiscal Year Annual Research Report
プラスチック光ファイバ中のラマン散乱光の特性解明とその光デバイス応用
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16J09080
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
林 寧生 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 光ファイバ / プラスチック光ファイバ / 非線形光学 / ブリルアン散乱 / ラマン散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラスチック光ファイバ(POF)中の高非線形散乱光(ブリルアン散乱光・ラマン散乱光)の特性解明とその光デバイス応用に向けて、以下の研究成果を報告した。はじめに、シリカ単一モードファイバ（SMF） とPOF の結合法の確立に向けて超音波の照射条件(周波数・押し当て力・圧力印加時間)によるPOFの変化を定量化した。これは、POFとシリカSMFの融着への応用可能性がある。次に、POFを用いたブリルアンレーザの作製に向けて、POFのブリルアン散乱スペクトルの基礎特性である水分依存性を超音波を用いて推定した。ポリメチルメタクリレートで構成されたPOFを24時間、80℃の温水に浸すことでブリルアン周波数シフト量が500 MHz変化することを明らかにした。これは、新たな周波数チューニング手法への応用可能性がある。そして、マルチモード性があるPOFを用いたブリルアンレーザー構成時にノイズとなるモード間干渉現象の外部環境(温度・ひずみ)依存性を調査し、ファイバレーザー構成にほとんど依存しないことを明らかにした。これは、POFブリルアンレーザー作製時のレーザー品質の向上に貢献する。さらに、申請書に記載していない新たな発展研究として音響波導波型ブリルアン散乱光を用いたブリルアンレーザーについても検討した。特に従来研究されていなかったシリカSMF中の光ファイバの外部物質の音響インピーダンスによって、ブリルアン散乱光のスペクトルの線幅が変化することを明らかにした。これは、ファイバ側面の物質を変更することで自由に線幅を変更できることを意味する。さらに、コア径の小さな高非線形ファイバを使用した場合、温度依存性がファイバの中で最も大きく(168 kHz/K)、温度によるスペクトルチューニングが望めることが分かった。今後、POF中のGAWBSを観測した後、これらの特性を踏まえてレーザー応用を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
私は、プラスチック光ファイバ(POF)中の高非線形散乱光(ブリルアン散乱光・ラマン散乱光)の特性解明とその光デバイス応用に向けて、以下の研究成果を報告した。はじめに、シリカ単一モードファイバ（SMF） とPOF の結合法の確立に向けて超音波の照射条件によるPOFの変化を定量化した。これは、POFとシリカSMFの融着への応用可能性がある。次に、POFを用いたブリルアンレーザの作製に向けて、POFのブリルアン散乱スペクトルの基礎特性である水分依存性を超音波を用いて推定した。これは、新たな周波数チューニング手法への応用可能性がある。そして、マルチモード性があるPOFを用いたブリルアンレーザー構成時にノイズとなるモード間干渉現象の外部環境(温度・ひずみ)依存性がファイバレーザー構成にほとんど依存しないことを明らかにした。これは、POFブリルアンレーザー作製時のレーザー品質の向上に貢献する。さらに、音響波導波型ブリルアン散乱光を用いたブリルアンレーザーについても検討した。これらの成果は、本テーマの遂行に十分寄与するものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
リング型または反射型のブリルアンレーザーをプラスチック光ファイバで構成しその性能向上を目指す。具体的には、超音波融着法の適応や外部環境(温度変化・ひずみ印加)の変化または波長の選択によるモード間干渉ノイズの低減を行う。また、POF中の音響波導波型ブリルアン散乱光(GAWBS)を用いたレーザーやセンシング応用も検討する。はじめに、POF中のGAWBSが未観測であるため、これを観測する。観測に際し、POFのクラッドを覆う補強層がGAWBSの音響波を減衰させてしまうという問題が予想される。これを解決するためにクロロホルムを用いてこれを除去する。他の計画については、学振申請書に記載した以下の計画に従う。はじめに、連続光やパルス光を用いてPOF中のラマン散乱を観測する 。また、波長可変素子を用いて短波長帯の光源を構成し、強度の強いラマン散乱を観測する。 次に、 そのラマン散乱特性を解明する。最後に、POFを用いたラマン増幅器を実現する。
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[Journal Article] Ultrasonic welding of polymer optical fibres onto composite materials2016
Author(s)
S. Shimada, H. Tanaka, K. Hasebe, N. Hayashi, Y. Ochi, T. Matsui, I. Nishizaki, Y. Matsumoto, Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Mizuno, and K. Nakamura
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Journal Title
Electronics Letters
Volume: 52
Pages: 1472-1474
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Refractive index sensing using ultrasonically crushed plastic optical fibers2016
Author(s)
S. Shimada, H. Lee, M. Shizuka, H. Tanaka, N. Hayashi, Y. Matsumoto, Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Mizuno, and K. Nakamura
Organizer
25th International Conference on Plastic Optical Fibers (POF 2016), paper OP37
Place of Presentation
Birmingham, United Kingdom
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-15
Int'l Joint Research
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[Presentation] Ultrasonic welding of plastic optical fibers onto composite materials2016
Author(s)
S. Shimada, H. Tanaka, K. Hasebe, N. Hayashi, Y. Ochi, T. Matsui, I. Nishizaki, Y. Matsumoto, Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Mizuno, and K. Nakamura
Organizer
21st OptoElectronics and Communication Conference and International Conference on Photonics in Switching 2016 (OECC/PS 2016), paper ThC3-3
Place of Presentation
Niigata, Japan
Year and Date
2016-07-03 – 2016-07-07
Int'l Joint Research
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