2013 Fiscal Year Research-status Report
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25630154
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
大石 泰丈 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80360238)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 中赤外光 / 光物性 / 非線形光学 / 微細構造光導波路 / 高非線形ガラス |
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| Research Abstract |
(1)中赤外領域の光透過特性優れたカルコゲナイドハイブリッドPCFの素材候補としてAsSe系およびAsS系ガラスの研究を進めた。コアガラスとしてAsSe2系ガラスおよびクラッドガラスとしてAs2S5系ガラスを用いることにより屈折率差を0.5つけることができ、また両ガラス素材の熱特性も合致させることができ、ハイブリッドガラス素材として応用できることを明らかにした。
(2)上記ガラス素材を用いて、カルコゲナイドハイブリッドPCFの作製を行い、その実現に初めて成功した。4穴および6穴のハイブリッドPCF構造を実現した。また、ハイブリッドPCF構造と波長分散特性との相関を詳細解析した。その結果、4穴構造において３波長で零分散かつ低分散な分散特性が実現できることを明らかにした。
(3)GaGeSbSカルコゲナイドガラスコア、テルライトガラスクラッドのハイブリッドPCFの波長分散制御を進めた。
(4)ハイブリッドPCF用のテルライトガラスおよびフォスフェイトガラスを開発して、テルライトガラスコア、フォスフェイトガラスクラッドのハイブリッドPCFの作製に初めて成功した。このPCFの波長分散と構造との相関を詳細に検討した結果、1から2μmに亘り低分散にできるPCF構造があることを見出した。
(5)以上のハイブリッドPCFの構造と波長分散との相関を詳細に解析し、長波長で分散波の発生できるハイブリッドPCF構造を探索した。その結果、波長分散スペクトルに変曲点が生まれる構造とすることにより、長波長で分散波が発生しえることを明らかにした。
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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
(1)ハイブリッドPCFの作製法において、従来のキャスティング法によるPCF構造（穴開き構造）を実現するだけでなく、ガラスロッドに穿孔してPCF構造を実現するという新手法の開発にも成功し、構造制御の自由度を上げられた。これによって、各種のハイブリッドPCFの作製が可能となり、その実現に成功した。今後のハイブリッドPCFの分散波発生のための波長分散制御の進展が期待できるようになった。(2)テーパーPCFの作製に成功し、また、偏波保持型のPCFの実現にも成功した。これら構造は、分散波の制御に応用できる。 (3) コアガラスとしてAsSe2系ガラスおよびクラッドガラスとしてAs2S5系ガラスを用いることによりカルコゲナイドガラス製の波長分散の制御性の優れたハイブリッドPCFの実現に初めて成功した。また、テルライトハイブリッドPCFの実現では、これまでにないコア、クラッド素材の開発に成功し、実際にハイブリッドPCFが実現可能であることが実証できた。これは、中赤外分散波発生のためのPCF候補として今後期待できる。(4) ハイブリッドPCFの構造と波長分散との相関を詳細に解析し、長波長で分散波の発生できるハイブリッドPCF構造を探索した。その結果、波長分散スペクトルに変曲点が生まれる構造とすることにより、長波長で分散波が発生しえることを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)分散波の長波長化には、閉じ込め損失を十分考慮したPCF構造設計が重要になる。そのためには、多種のPCFを連結した構成も必要になると考えられる。多段構成の励起法も検討する。 (2) PCFの透過特性の向上も重要な課題となると考えられる。ファイバ作製装置の電気炉構造等の工夫を進めてきたが、今後も作製技術の高度化が求められる。(3)励起手法の検討もさらに重要になると考えられる。また、各種波長の励起光源の開発も重要になると考えられる。 (4)精度の高い特性解析には、解析手法の高度化も必要になる。解析手法の改良も必要になると考えられる。(5)ハイブリッドPCFの分散波発生のための優れたポテンシャルを明らかにできたので、今後はその特性が実現できるPCFの開発に注力する必要がある。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ほぼ計画通りに予算執行できたと考えている。
今後も計画に従って執行していく。
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[Journal Article] Soliton self-frequency shift and third-harmonic generation in a four-hole As2S5 microstructured optical fiber.2014
Author(s)
T. Cheng, R. Usaki, Z. Duan, W. Gao, D. Deng, M. Liao, Y. Kanou, M. Matsumoto,T. Misumi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
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Journal Title
Optical Express
Volume: 22
Pages: 3740-3746
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Experimental and theoretical study of supercontinuum generation in an As2S3 chalcogenide microstructured optical fiber.2014
Author(s)
W. Gao, M. E. Amraoui, M. Liao, H. Kawashima, Z. Duan, D. Deng, T. Cheng, T. Suzuki, Y. Messaddeq, and Y. Ohishi
Organizer
2014 Photonics West
Place of Presentation
San Francisco, USA
Year and Date
20140201-20140206
Invited
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[Presentation] Mid-infrared supercontinuum generation in suspended-core Chalcogenide and Tellurite optical fibers2013
Author(s)
I. Savelii, O. Mouawad, J. Fatome, B. Kibler, F. Desevedavy, G. Gadret, J-C Jules, P-Y Bony, H. Kawashima, W. Gao, T. Kohoutek, T. Suzuki, Y. Ohishi, and F. Smektala
Organizer
OSA Nonlinear Optics (NLO) 2013
Place of Presentation
Hawaii, USA
Year and Date
20130721-20130726
Invited
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[Presentation] Mid-infrared supercontinuum generation in suspended-core Chalcogenide and Tellurite optical fibers.2013
Author(s)
I. Savelli, O. Mouawad, J. Fatome, B. Kibler, C. Finot, F. Desevedavy, G. Gadret, J-C Jules, P-Y Bony, H, Kawashima, W. Gao, T. Kohoutek, T. Suzuki, Y. Ohishi, and F. Smektala
Organizer
2013 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe and International Quantum Electronics Conference
Place of Presentation
Munich, Germany
Year and Date
20130512-20130516
Invited
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[Presentation] Mid-Infrared Supercontinuum Generation in a 1.3 cm As2S3 Fiber with Suspended-Core Structure.2013
Author(s)
W. Gao, M. El Amraoui, M. Liao, H. Kawashima, Z. Duan, D. Deng, T. Cheng, T.Suzuki, Y. Messaddeq, and Y. Ohishi
Organizer
2013 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe and International Quantum Electronics Conference
Place of Presentation
Munich, Germany
Year and Date
20130512-20130516
Invited
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