2018 Fiscal Year Research-status Report
ファイバ共振器による高品位な高繰り返し化ファイバコムシステムの開発
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17K14122
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
中嶋 善晶 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 特任助教 (90733072)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光コム / 光周波数コム / モード同期ファイバレーザー / 光ファイバ / 周波数安定化 / レーザー制御 / マイクロ波発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、長尺ファイバ共振器による全ファイバ型モードフィルタリング技術の高度化を行った。
まず、frepが48.7 MHz（パルス間隔距離6.1 m）のErファイバコムを1 GHzに高繰返し化した。
増倍率Mと整数m、繰り返し周波数frep、共振器のFSRの間の関係式、Mxfrep=(M+m)xFSRに基づいて、増倍率M = 21、整数m = -10とすることで、ファイバ共振器のFSRは92.9 MHzとなり、ファイバ共振器長は6.2 mとなる。これにより、21xfrep=11xFSR=1.02 GHzが成立する。
次に、ファイバ共振器の分散補償を行うために、分散補償ファイバとシングルモードファイバ間の低損失な融着技術を確立し、全体の透過率として99％を達成した。これにより、分散補償がなされたファイバ共振器のフィネスを70程度に向上することができた。
さらにPound-Drever-Hall（PDH）法を用いてファイバ共振器長の安定化を行った。PDHのエラー信号を得るために、単一周波数のCWレーザーを併用し、得られたエラー信号はファイバ共振器内のピエゾ素子にフィードバックすることで、共鳴信号に対し共振器長を安定化することに成功した。この共振器を用いて、frep = 48.7 MHzのコムを基に、1.02 GHz（=21x48.7 MHz）の高繰り返し化コムを、サイドモード抑制比38dBで発生することができた。
今後は、更なる共振器安定化技術の開発を進めるとともに、応用への展開も検討していく予定である。
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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
分散補償ファイバとシングルモードファイバ間の低損失融着技術の確立により、分散補償されたファイバ共振器のフィネスを向上することができた。これにより、モードフィルタリングされた光コムのサイドモード抑制比を飛躍的に向上でき、前年度は11倍で25 dB程度だったものが、今年度は21倍で38 dBにできた。これにより、従来の空間型モードフィルタリング手法と謙遜が無い性能を実現できたため、一気に共振器長の安定化まで進めることができた。
これらの技術により、例えば市販のモード同期ファイバレーザーでfrep=250 MHzものを用いれば、5.25 GHzの高繰り返し化コムの発生が、全ファイバ型構成で可能である。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き更なる共振器安定化技術の開発を進める。また、応用への展開も検討していく予定である。
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| Causes of Carryover |
ファイバ共振器の最適化と安定化が予想より早く達成できたため。また、学会参加費、旅費が不要であった。
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[Journal Article] Ultrasonic wave sensing using an optical frequency comb sensing cavity for photoacoustic imaging2019
Author(s)
T. Minamikawa, T. Masuoka, T. Ogura, K. Shibuya, E. Oe, E. Hase, Y. Nakajima, Y. Yamaoka, T. Mizuno, M. Yamagiwa, Y. Mizutani, H. Yamamoto, T. Iwata, K. Minoshima, and T. Yasui
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Journal Title
OSA Continuum
Volume: 2
Pages: 439-449
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Refractive-index-sensing optical comb based on photonic radio-frequency conversion with intracavity multi-mode interference fiber sensor2018
Author(s)
R. Oe, T. Minamikawa, K. Nagai, K. Shibuya, T. Mizuno, M. Yamagiwa, Y. Mizutani, H. Yamamoto, T. Iwata, H. Fukano, Y. Nakajima, K. Minoshima, and T. Yasui
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Journal Title
Optics Express
Volume: 26
Pages: 19694-19706
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Scan-less confocal phase imaging based on dual-comb microscopy2018
Author(s)
E. Hase, T. Minamikawa, T. Mizuno, S. Miyamoto, R. Ichikawa, Y.-D. Hsieh, K. Shibuya, K. Sato, Y. Nakajima, A. Asahara, K. Minoshima, Y. Mizutani, T. Iwata, H. Yamamoto, and T. Yasui
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Journal Title
Optica
Volume: 5
Pages: 634-643
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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