Development of highly functional nanotube fiber laser sources and their application to cutting-edge optical measurement technology

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H00350
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 30:Applied physics and engineering and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Norihiko Nishizawa 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30273288)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 周 英 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (80738071) ; 北島 将太朗 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80850544) ; 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) ; 山中 真仁 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (90648221)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 応用光学・量子光工学 / 光周波数コム / ファイバレーザー / ナノチューブ / 超短パルス / 光ファイバ / 非線形光学 / 分光・イメージング

Outline of Final Research Achievements

First, we developed a Tm-Ho co-doped ultrashort pulse fiber laser oscillating in the 1.8-2.0 um wavelength range using SWNTs. We then developed a 2 um wavelength band OCT system using a broadband SC light source generated using this light source, and performed various imaging experiments. We also developed a dual comb fiber laser using SWNT film and a fully polarization-maintaining dual comb system, and succeeded in high-sensitivity, high-speed dual comb spectroscopy measurements of gas molecules. Through these experiments, we discovered a new phenomenon called spectral peaking. We also evaluated the properties of the SWNT film using two-wavelength pump-probe measurements, and experimentally confirmed that interactions were induced between the two wavelengths.

Free Research Field

応用光学・量子光工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において，多くの新しい超短パルスファイバレーザー光源，および光周波数コム光源を世界で初めて開発した．更に，開発した光源を用いたイメージング技術や，新しい非線形光学現象を見出した．これらの技術や現象は新規性・有用性・実用性の高いものである．実用化も可能であり，光計測や分光計測，イメージングの分野において，新しい技術の萌芽や，これまでに得られなかった特性の実現に繋がる可能性がある，このように，本研究は学術的にも社会的にも意義の深い研究である．