2020 Fiscal Year Research-status Report
Multiple control of light using nanostructured multi-core optical fibers
| Project/Area Number |
19K05309
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
山本 和広 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (40455449)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 堅三 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (00501826)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 光ファイバー / 表面プラズモン / MEMS / 光制御 / センシング / 集束イオンビーム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
光ファイバーは光を用いた情報伝達、センシング応用の主要デバイスであり、その機能化が求められる。通常光伝送部位（コア）を一つ持つ光ファイバーに対し、コアを多数有するマルチコアファイバーまたは光ファイバーを束ねたファイバーバンドル構造は、伝送パワーを抑えた情報伝送量の増大化、多値伝送およびセンシングの多チャンネル化による感度向上などの観点から活発に研究されている。こうした多コア構造の各チャネルを独立かつアクティブに制御できれば、光機能の高度化だけでなく医療、天体計測等多くの分野への応用が期待できる。本研究課題では、研究代表者が独自に開発した光ファイバー上ナノ構造作製法を応用し、光伝搬領域（コア）を多数有するマルチコアファイバー/ファイバーバンドル構造へのナノ構造集積、外部信号による独立制御により多分野への応用を目指している。今年度はこれまで開発した単一コアファイバー上ナノ構造作製法を市販のマルチコアファイバーに適応した構造を複合化し作製評価を実施した。コア数７、コア間隔35ミクロンのマルチコアファイバーに対し、金属（金）薄膜を製膜し、外部研究機関の集束イオンビーム（FIB）装置により、微小機械システム（MEMS）構造に結合した100 nm寸法の各種金属ナノ構造を作製し、顕微鏡下の出射光特性評価系を構築した。またマルチコアファイバーで実現する光機能として、数値シミュレーションにより、金属以外の新規物質を導入した構造を検討し、コア出射光の位相制御が作製可能な構造で実現できることを示した。さらに光ファイバーへのナノ構造導入手法および一連のナノ構造による光制御によるラボ・オン・ファイバー技術の提案について学会にて発表を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度はマルチコアファイバーデバイスの作製、評価を重点的に実施する計画であった。しかしコロナウイルス感染拡大のため、外部機関への訪問、デバイス作製に遅延、取りやめが生じ、当初予定していたすべての多種構造の作製には至っていない。一方で外部機関の変更に伴う作製条件の変化については修正対応済みであり、マルチコアファイバー上金属ナノ構造を100 nm寸法で作製し、MEMS構造を導入することに成功している。こうしたデバイス作製評価の遅延を補うため、外部機関で実施していた顕微鏡下における評価光学系を代表者の研究実施場所でも構築し、デバイス評価の加速を図った。さらに数値計算による異種材料導入および新規構造のシミュレーションを実施し、金属だけでなく誘電体を導入した構造に関して知見を得た。具体的には高屈折材料による位相制御を各コアで独立して行う構造を検討した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度コロナウイルス感染拡大による外部機関訪問、デバイス作製の遅延を補うため、引き続き感染拡大防止に留意しつつ外部機関での新規デバイス作製を短期間で重点的に実施する。その際に本年度検討した誘電体を導入した新規マルチコアファイバー構造についても構造作製を実施し、速やかに光学評価を実施する。得られた成果をオープンアクセス学術誌に投稿し、受理を目指すとともにオンライン国際学会にて国内外に発信する。最終的には一連のナノ構造化ファイバー技術を生体・医療・計測への応用を目指すため、これらに適用した場合の既存技術に対する優位性および新規機能を定量的に評価して、技術移転を検討する。
|
| Causes of Carryover |
デバイス加工のため外部機関利用を行う予定であったが、コロナウイルス流行に対する感染予防措置である研究実施施設への出勤規制、県外移動の制限および研究代表者の所属機関が緊急事態宣言発出該当地域であったため、対象外部機関への訪問規制及び自粛による当該移動費用、設備利用料、消耗品費の使用の保留が生じることとなった。次年度デバイス加工実施を短期間に重点的に行うために使用し、研究を遂行する。また外部発表に関しても中止、遅延が生じたため次年度に速やかに実施する。
|
Research Products
(2 results)
