2017 Fiscal Year Research-status Report
空孔径がα乗分布のフォトニック結晶ファイバを用いたファイバコリメータの開発
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16K06292
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
横田 浩久 茨城大学, 工学部, 准教授 (30272115)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 洋 茨城大学, 工学部, 教授 (20151665)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フォトニック結晶ファイバ / 光結合効率 / 空孔径分布 / ファイバコリメータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ファイバ断面の中央近傍に複数の空孔を配置したフォトニック結晶ファイバ (PCF) は，従来の光ファイバでは得られない特性を示すことから，機能性ファイバとして応用されている．本研究では，光源からPCFへの光結合効率を向上させるために，空孔径を半径方向にα乗分布 (1≦α≦2) とした構造を提案し，その有効性について理論的検証を行った．
提案した空孔径分布をもつPCF (GI-PCF) を通常のPCFのためのコリメータとして利用する際，GI-PCFの空孔径が大きいほど高い光結合効率が得られるが，適切なGI-PCF長からの誤差に対する許容度は空孔径が小さいものの方が優れていることが明らかとなった．また，従来のグレーデッドインデックス型多モードファイバを用いたコリメータに比べて，提案したGI-PCFコリメータの方が動作波長範囲を広げた場合においても高い光結合効率の実現が可能であることが示された．
通常のPCFの端面において空孔径分布をα乗分布となるように加工することで，光源からの光結合効率を向上できることも明らかにした．また，GI-PCFを通常のPCF用コリメータとして用いる際，ファイバ接続部において通常のPCFの空孔径を縮小することで，光結合効率およびファイバ長誤差に対する許容度がともに向上できることも理論的に明らかにした．
間隙を有するPCF同士の接続においても，一方のPCFの端面に適切な長さのGI-PCFを接続することでPCF間の接続損失を低減できることを明らかにした．その際，間隙長に対して適切なGI-PCF長が存在することも明らかにした．
PCFへの光結合特性測定系の構築を行うとともに，GI-PCF試作のためのコア材，クラッド用石英細管，ジャケット材の作製を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
提案したPCF (GI-PCF )およびファイバコリメータへの応用に関する理論検討は順調に進展している．一方で，PCFへの光結合特性測定，PCFの端面加工，GI-PCFの試作については，今年度から検討を始めたため十分な実験を行えていないのが現状である．以上のことから，進捗状況は「(3) やや遅れている。」と評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
理論検討においては，通常のPCF用コリメータとして応用した際に高い光結合効率が得られるGI-PCFの設計を進める．その際，ファイバ作製（母材形成，線引き加工）が容易な構造を明らかにする．GI-PCFを従来の単一モード光ファイバ用コリメータとして用いる場合に適したファイバ構造についても理論的検討を行う．
実験においては，研究協力者である (有) 飛田理化硝子製作所とGI-PCFの試作を行う．光源からファイバへの光結合特性測定を行い，GI-PCFの有効性を確認する．炭酸ガスレーザ照射によるPCF端面へのα乗空孔径分布形成の実験系を構築して，端面加工実験を行う．
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| Causes of Carryover |
物品費が計画よりも多かったものの，予定していた国際会議のための海外出張がかなわなかったこと，計画よりも論文採録が少なかったことから，旅費やその他（国際会議参加費，論文掲載料）での使用が計画よりも大幅に少ない結果となり，次年度使用額が生じることとなった．
平成30年度はファイバ試作のための物品費が多めに必要となるので，次年度使用額と翌年度分助成金と合わせた額の大部分を物品費として使用することを予定している．その他については，旅費，学会参加費，論文掲載料に使用予定である．
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Research Products
(3 results)
