Development of new 1800 nm band light sources and their application to near-infrared spectroscopy

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K06390
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Measurement engineering
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022); Osaka Prefecture University (2016-2021)
• Principal Investigator: Yamada Makoto 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10508401)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 光ファイバ増幅 / Tm添加ファイバ / 広帯域光源 / 波長可変半導体レーザ光源 / 近赤外分光 / エタノール溶液評価 / プラスチック材評価 / 水中のアンモニア、CO2濃度評価

Outline of Final Research Achievements

A practical broadband light source and wavelength tunable light source operating in the 1800 nm band were realized. The realized broadband light source is a new hybrid light source that combines an SLD light source and a Tm doped optical fiber amplifier optical fiber amplifier. The achieved output bandwidth is 333 nm (1578～1911 nm) and the output power is over 15 dBm. A wavelength tunable semiconductor laser source was also realized using InGaAsP chip and an acousto-optic wavelength tunable filter. The lasing wavelength range is 1650-1740 nm, and the power is over 3 dBm.
Furthermore, a near-infrared spectroscopic system was constructed using these light sources. Using the system, the applicability to ethanol solution evaluation, plastic material evaluation, ammonia in water, and CO2 concentration evaluation was examined, and it was clarified that each evaluation is possible.

Free Research Field

光増幅技術及びレーザ技術分野とそれを用いた計測分野

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

1.8 μm帯は水の吸収が少なくい光窓波長域であり、またC-H結合等に起因する吸収ピークが存在するため、水溶液中に溶融した有機溶剤の評価に適する波長帯である。またその他の物質の評価にも適用可能な波長帯で有ると考えられる。従ってこの波長域における近赤外分光を行うことで、非破壊で且つ高速な各種評価が可能である。本研究では、この波長域で動作する実用的光源を実現すると共に、エタノール溶液評価、プラスチック材の評価、水中のアンモニア、CO2濃度評価を行う近赤外分光系を構築し、各々が評価可能であることを明らかにした。