2022 Fiscal Year Research-status Report
太陽光直接励起による無給電光ファイバー通信システムの開発
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21K04957
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
曽根 宏靖 北見工業大学, 工学部, 准教授 (00333667)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
唐澤 直樹 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (00337099)
古瀬 裕章 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 独立研究者 (50506946)
中村 真毅 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90323211)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | Er/Yb共添加ファイバ / 太陽光励起レーザ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、再生可能エネルギーである太陽光を励起光源とした太陽光励起ファイバレーザの可能性への探索である。①太陽自動追尾機能搭載の大型太陽光採光システムからの太陽光は、1 mm径の太径コアのバンドル石英ファイバから出力される。また、可視光で強い吸収を有しているエルビウム添加ファイバや後段の超短パルス発生システムには、断面積縮小による高エネルギー化とシングルモードによる後段の超短パルス発生の調整が容易になる等の利点のため10 μm径のシングルモードファイバを使う。②昨年度我々は、この太径コアから細径コアの結合の問題を解決するために、徐々にコア径が細くなるテーパファイバを利用したが、ある程度の成果は見られたもののレーザ発振までの利得は得られなかった。③利得をあげるには、利得媒質である添加エルビウム濃度を高濃度化する手段が考えられる。しかし、濃度消光という問題が生じる。最近、その問題をYbを共添加することで解決した「Er/Yb共添加ファイバ」が開発されてた。④今回我々は、この「Er/Yb共添加シングルモードファイバ」を利用した太陽光励起の放出光の調査をおこなった。その結果、光通信で用いられている波長帯(1550 nm帯)の蛍光スペクトルを効率よく得ることを可能にした。⑤また、増幅率を高めるために、「Er/Yb共添加ファイバ」の最適な長さの検討もおこなった。これらの成果について国際会議発表（1件）で公表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は、「Er/Yb共添加ファイバ」を用いた太陽光励起による光通信波長光への高利得化の検討を重点におこなった。その結果、光通信で用いられている波長帯(1550 nm帯)の蛍光スペクトルを効率よく得ることを可能にした。また、増幅率を高めるために、「Er/Yb共添加ファイバ」の最適な長さの検討もおこなった。これらの成果について国際会議発表（1件）で公表した。ただし、入射光強度が未だ発振レベルには達しておらず、さらなる検討が必要な状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまでの成果を有効活用して「太陽光励起による1550 nm 光の増幅システム」「太陽光励起による1550 nm 光のレーザ発振システム」の構築を目指し次の項目を重点的に調査をおこなっていく予定である。
①励起媒質へ入射する太陽光強度を増大させるために、光学系のさらなる改良を検討する。
②吸収・放出効果の増大化のために、可視波長域吸収し光通信波長（1550 nm）の光放出が高利得でおこなえる新素材（組成はエルビウム添加以外、形状もファイバにこだわらない固体媒質も含む）の探索もおこなっていく。
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| Causes of Carryover |
実験の進行状況により次年度使用額が生じた。次年度に繰り越して使用する予定である。
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[Journal Article] Basic Research for 1550 nm light generation by Solar-pumping using Erbium-Ytterbium co-Doped optical Fiber2023
Author(s)
Kazuya Takimoto, Yuto Kiyota, Hiroyasu Sone, Hiroaki Furuse, Shinki Nakamura, and Fatemeh Abrishamian
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Journal Title
Proceedings of OPIC2023, the 12th ALPS2023, OPIC2023 OPIC Congress Managemen, Yokohama, Japan, ALPSp-21
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Basic Research for 1550 nm light generation by Solar-pumping using Erbium-Ytterbium co-Doped optical Fiber2023
Author(s)
Kazuya Takimoto, Yuto Kiyota, Hiroyasu Sone, Hiroaki Furuse, Shinki Nakamura, and Fatemeh Abrishamian
Organizer
OPIC2023, the 12th ALPS2023, OPIC2023 OPIC Congress Managemen, Yokohama, Japan, ALPSp-21
Int'l Joint Research
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