2011 Fiscal Year Annual Research Report
機械的に誘起された長周期グレーティングに基づくファイバレーザセンシング
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21560040
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
坂田 肇 静岡大学, 工学部, 教授 (40377718)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨木 政宏 静岡大学, 工学部, 助教 (60362183)
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| Keywords | 応用光学 / 光ファイバ / レーザ工学 |
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| Research Abstract |
(1)長周期ファイバクレーティング(LPFG)の共鳴クラッドモード間通過帯を用いた波長選択
温度・歪み等に高感度に反応するLPFGの特長を生かすため、LPFGを擬似的な帯域通過フィルタとして成立させる研究を進めた。共鳴クラッドモードに対応した損失帯が複数存在することに着目し、損失帯間の通過帯域を利用する方式を提案した。LPFGを形成するファイバの仕様に合わせてマイクロベンド型LPFGを設計することで、隣接する阻止帯域幅が広く通過帯域幅の狭いフィルタ応答を得た。
(2)LPFG帯域通過フィルタを組み込んだファイバリング共振器の作製とセンサとしての特性評価
Er^<3+>添加ファイバリングレーザを構成し、LPFG周期で発振波長が制御される状態とすることで、センサヘッドとしてLPFGを活用した。LPFGの形成は、周期グラファイトロットでファイバを挟み光学接着剤で固定するタイプと、コイルバネを磁石で引き付けてファイバに歪みを与えるタイプを提案し測定実験に用いた。温度・圧力の変化に対する発振波長・出力光強度の変化から行列係数を導出し、温度・圧力の同時検出をレーザ光の出力特性から得る方式を実証した。従来の広帯域光源と光スペクトラムアナライザによる透過スペクトル解析方式とは異なり、より簡便に複数パラメータを検知することが可能となる。
(3)Tm^<3+>添加ファイバリング共振器にLPFGを組み込んだシステム
Tm^<3+>添加ファイバはEr^<3+>添加ファイバと比べて利得スペクトルが単調で且つ広帯域であるため,LPFGへの環境変化がレーザ発振特性に連続的に反映される特徴を有する。研究ではLPFG周期をEr^<3+>添加ファイバ組込み時より長く調整して1.8-2μm帯域においてレーザ発振波長の制御を行った。さらに、低消費電力レーザシステムとするため、通信帯レフザダイオードによる変調励起を行い発振効率の向上を行った。
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