2020 Fiscal Year Annual Research Report
高次機能ナノチューブファイバレーザー光源の開発と先端光計測技術への展開
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20H00350
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
西澤 典彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30273288)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 真仁 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (90648221)
榊原 陽一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 総括研究主幹 (40357091)
周 英 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80738071)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 高性能レーザー / 超短パルス / 応用光学・量子光工学 / ファイバレーザー / 光周波数コム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．SWNTを用いた高出力超短パルスファイバレーザーの開発
Tm-Ho共添加ファイバを利得媒質に用い，1.8-2.0um帯に可飽和吸収を示す直径1.6nmのSWNTを可飽和吸収体に用いて，全ファイバ型の高出力な超短パルスファイバレーザーを開発した．Tm-Ho共添加ファイバの採用によって，励起効率を大幅に向上することができた．
２．SWNTを用いた全偏波保持デュアルコムファイバレーザーの開発と広帯域デュアルコム分光への応用
1.55um帯で可飽和吸収特性を示す直径1.25nmのSWNTを用いて，全偏波保持型のEr添加デュアルコムファイバレーザーを開発した．更にその出力を増幅し，スペクトルを拡げて波長1.5um帯に吸収を持つHCNの指紋スペクトルのデュアルコム分光を実現した．システムは長期安定性に優れ，平均化によって信号対雑音比を大きく向上することができた．次に，デュアルコムファイバレーザーの出力を増幅後，波長シフトとスペクトル圧縮を行い，波長1.6～1.7umの広い帯域に渡ってCH4の指紋スペクトルのデュアルコム分光測定を実現した．また，光学系の温度制御と外乱の除去によって，測定系の安定化を図れることを示した．
３．スペクトルピーキング現象の発現
上記の実験の中で，ガスの細い吸収を受けた超短パルスを光ファイバに導波させることで，吸収がピークに周期的に変換される新しい現象を見いだした．更に，数値解析と実験による解析によって諸特性とその原理を明らかにした．この技術は，数百GHzの広い周波数間隔の光周波数コムの生成や特定のコムモードの抽出，光スペクトル標準として有用である．
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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
コロナの影響があったものの，スペクトルピーキングという新しい現象を研究の中で見いだし，その原理を明らかにすることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り，研究を進めて行くと共に，新たに見いだしたスペクトルピーキング現象のついてもその応用展開に取り組む．
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