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2014 Fiscal Year Research-status Report

波長可変中赤外コヒーレント光の発生

Research Project

Project/Area Number 25630154
Research InstitutionToyota Technological Institute

Principal Investigator

大石 泰丈  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80360238)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords中赤外光 / 光物性 / 非線形光学 / 微細構造光ファイバ / 高非線形ガラス
Outline of Annual Research Achievements

(1)GeTeSe系のカルコゲナイド光導波路を用いて10μmに亘るSC光の発生に成功した。
(2)テルライトPCFのOH基吸収の低減に成功した。その結果、SC光をこれまで困難であった3.3μmにまで伸長することに成功した。テルライトPCF により3μmを超えるSCの発生に成功したのは初めてである。(3)テルライトPCFを用いて、高効率分散波発生に成功した。励起光からの変換効率は65%であった。この結果より、ソリトン波を利用した高効率波長変換が可能であることを実証した。
(4)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3μmに亘り低分散にできるPCF構造があることを見出した。その構造を持つPCFにより2800nmの帯域の光パラメトリック増幅が可能であることを明らかにした。この広帯域光パラメトリック増幅は石英ファイバでは実現できないカルコゲナイドPCFの大きな特徴であることを明らかにした。
(5)テルライトガラスによりなる全固体フォトニックバンドギャップファイバにおいてもカルコゲナイドガラス同様フォトニックバンドギャップの動的制御が光励起で100nm以上可逆的に可能であることを明らかにした。また、コア・クラッドガラスに使用できるガラス素材を開発し、テルライトガラスによりなる全固体フォトニックバンドギャップファイバの作製に成功し、その特性検証を進めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

(1)カルコゲナイド光導波路を用いて10μmに達するSC光の発生に成功し、10μm以上の波長域にSC光を伸長する見通しを得た。(2)テルライトPCFのOH基吸収の低減に成功した。その結果、SC光をこれまで困難であった3.3μmにまで伸長することに成功し、テルライトPCF により3μmを超えるSCの発生を実証した。
(3)テルライトPCFを用いて、高効率分散波発生に成功し、変換効率65%を実証した。この結果より、ソリトン波を利用した高効率波長変換に見通しを得た。
(4)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3μmに亘り低分散にできるPCF構造があることを見出した。その構造を持つPCFにより2800nmの帯域の光パラメトリック増幅が可能であることを明らかにした。この広帯域光パラメトリック増幅は石英ファイバでは実現できないカルコゲナイドPCFの大きな特徴であることを新たに示した。
(5)テルライトガラスによりなる全固体フォトニックバンドギャップファイバにおいてもカルコゲナイドガラス同様フォトニックバンドギャップの動的制御が光励起で100nm以上可逆的に可能であることを明らかにした。また、コア・クラッドガラスに使用できるガラス素材を開発し、テルライトガラスによりなる全固体フォトニックバンドギャップファイバの作製に成功した。

Strategy for Future Research Activity

(1)分散波の長波長化には、群速度や位相整合、さらに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、分散制御の高度化が必要になるため、ハイブリッドPCF構造も取り入れていく。また多種の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ため、引き継き取り組んでいく。(3)励起手法の検討もさらに重要になる。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ので取り組んでいく。 (4)今後のPCFの特性解析には、評価手法の高度化が必要になる。発生した光のコヒーレント特性の評価も必要になると考えられるため、取り組んでいく。(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、今後ともその特性が実現できるPCFの開発に注力する。

Causes of Carryover

前年度はPCF構造の設計やその特性評価・解析に注力しPCF作製に使用するファイバ原料の購入を抑えたため、予算執行額がやや減少した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

前年度出た予算残額は、本年度ファイバガラス原料である酸化テルルの購入に使用する。また、今後も計画に従って執行していく。

  • Research Products

    (29 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (14 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Fabrication of a chalogenide-tellurite hybrid microstructured optical fiber for flattened and broadband supercontinuum generation2015

    • Author(s)
      T. Cheng, H. Kawashima, X. Xue, D. Deng, M. Matsumoto, T. Misumi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Journal of Lightwave Technology

      Volume: 33 Pages: 333-338

    • DOI

      10.1109/JLT.2014.2379912

  • [Journal Article] Highly efficient tunable dispersive wave in a tellurite microstructured optical fiber.2015

    • Author(s)
      T. Cheng, D. Deng, X. Xue, L. Zhang, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      IEEE Photonics Journal

      Volume: 7 Pages: 2200107

    • DOI

      10.1109/JPHOT.2014.2381662

  • [Journal Article] Widely tunable third-harmonic generation in a tellurite microstructured optical fiber.2015

    • Author(s)
      T. Cheng, D. Deng, X. Xue, M. Matsumoto, H. Tezuka, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Applied Optics

      Volume: 54 Pages: 1326-1330

    • DOI

      10.1364/AO.54.001326

  • [Journal Article] Broadband cascaded four-wave mixing and supercontinuum generation in a tellurite microstructured optical fiber pumped at 2 μm.2015

    • Author(s)
      T. Cheng, L. Zhang, X. Xue, D. Deng, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 23 Pages: 4125-4134

    • DOI

      10.1364/OE.23.004125

  • [Journal Article] Widely tunable second-harmonic generation in a chalcogenide-tellurite hybrid optical fiber.2014

    • Author(s)
      T. Cheng, W. Gao, H. Kawashima, D. Deng, M. Liao, M. Matsumoto, T. Misumi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 39 Pages: 2145-2147

    • DOI

      10.1364/OL.39.002145

  • [Journal Article] Multioctave midinfrared supercontinuum generation in suspended-core chalcogenide fibers.2014

    • Author(s)
      O. Mouawad, J. Picot-Clemente, F. Amrani, C. Strutynski, J. Fatome, B. Kibler, F. Desevedavy, G. Gadret, J. C. Jules, D. Deng, Y. Ohishi, and F. Smektala
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 39 Pages: 2684-2687

    • DOI

      10.1364/OL39.002684

  • [Journal Article] Design and optimization of tellurite hybrid microstructured optical fiber with high nonlinearity and low flattened chromatic dispersion for optical parametric amplification.2014

    • Author(s)
      T. Cheng, Z. Duan, K. Asano, T. H. Tuan, W. Gao, D. Deng, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Optics Communications

      Volume: 318 Pages: 105-111

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2013.12.3073

  • [Journal Article] Fabrication and characterization of a hybrid four-hole AsSe2 -As2S5 microstructured optical fiber with a large regractive index difference.2014

    • Author(s)
      T. Cheng, Y. Kanou, D. Deng, X. Xue, M. Matsumoto, T. Misumi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 22 Pages: 13322-13329

    • DOI

      10.1364/OE22.013322

  • [Journal Article] Continuous-wave four-wave mixing in a single-mode tellurite fiber.2014

    • Author(s)
      T. Cheng, D.Deng, X. Xue, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 104 Pages: 251903-1-4

    • DOI

      10.1063/1.4884651

  • [Journal Article] 光ファイバーによる広帯域コヒーレント光発生2014

    • Author(s)
      大石泰丈
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 49 Pages: 699-705

  • [Journal Article] Tailoring chromatic dispersion in chalcogenide-tellurite microstructured optical fiber.2014

    • Author(s)
      T. Kohoutek, Z. Duan, H. Kawashima, T. Cheng, T. Suzuki, M. Matsumoto, T. Misumi, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Optical Fiber Technology

      Volume: 20 Pages: 409-413

    • DOI

      10.1016/j.yofte.2014.05.004

  • [Journal Article] Mid-infrared supercontinuum generation in a novel AsSe2-As2S5 hybrid microstructured optical fiber.2014

    • Author(s)
      T. Cheng, Y. Kanou, X. Xue, D. Deng, M. Matsumoto, T. Misumi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 22 Pages: 23019-23025

    • DOI

      10.1364/OE.22.023019

  • [Journal Article] Dispersion characterization of two orthogonal modes in a birefringence tellurite microstructured optical fiber.2014

    • Author(s)
      D. Deng, D. Sega, T. Cheng, W. Gao, X. Xue, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 22 Pages: 23920-23927

    • DOI

      10.1364/OE.22.023920

  • [Journal Article] Fabrication and characterization of a three-core chalcogenide-tellurite hybrid optical fiber.2014

    • Author(s)
      T. Cheng, X. Xue, D. Deng, M. Matsumoto, H.Tezuka, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      Optics Communications

      Volume: 341 Pages: 252-256

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2014.12.039

  • [Presentation] Ultra-flat and broad gain bandwidth of optical parametric amplification in highly-nonlinear tellurite hybrid microstructured optical fibers.2015

    • Author(s)
      T. Cheng, T. H. Tong, X, Xue, D. Deng, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Organizer
      2015 Photonics West
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2015-02-07 – 2015-02-12
  • [Presentation] New Prospect of Soft Glass Optical Fibers.2014

    • Author(s)
      Y. Ohishi
    • Organizer
      Asia Communications and Photonics Conference (ACP2014),
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      2014-11-11 – 2014-11-14
    • Invited
  • [Presentation] Mid-infrared soliton generation in a tapered As2S5 microstructured optical fiber.2014

    • Author(s)
      T. Cheng, R. Usaki, X. Xue, D. Deng, Y. Kanou, M. Matsumoto, T. Misumi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Organizer
      OSA Frontiers in Optics/Laser Science 2014
    • Place of Presentation
      Tucson, USA
    • Year and Date
      2014-10-19 – 2014-10-23
  • [Presentation] Prospect of mid-infrared supercontinuum generation using soft glasses.2014

    • Author(s)
      Y. Ohishi
    • Organizer
      Advanced Architectures in Photonics 2014
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • Invited
  • [Presentation] Spectral broadening and material ageing in As2S3 suspended-core microstructured optical fibers.2014

    • Author(s)
      O. Mouawad, J. Picot-Clemente, C. Strutynski, F. Desevedavy, G. Gadret, J. C. Jules, B. Kibler, J. Fatome, F. Amrani, D. Dinghuan, Y. Ohishi, and F. Smaktala
    • Organizer
      Advanced Architectures in Photonics 2014
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-24
  • [Presentation] Mid-Infrared Supercontinuum Generation in an AsSe2 -As2S5 Hybrid Microstructured Optical Fiber.2014

    • Author(s)
      T. Cheng, Y. Kanou, D. Deng, X. Xue, M. Matsumoto, T. Misumi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Organizer
      5th International Conference on Optical Communication Systems (OPTICS2014)
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2014-08-28 – 2014-08-30
  • [Presentation] 3.5-µm bandwidth mid-infrared supercontinuum generation in a 2-cm long suspended-core chalcogenide fiber.2014

    • Author(s)
      O. Mouawad, J. Picot-Clemente, F. Amrani, C. Strusynski, J. Fatome, B. Kibler, F. Desevedavy, G. Gadret, J-C. Jules, D. Deng, Y. Ohishi, and F. Smektala
    • Organizer
      Advanced Photonics 2014
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-31
  • [Presentation] Supercontinuum Generation in a Three-core Chalcogenide-tellurite Fiber.2014

    • Author(s)
      T. Cheng, X. Xue, D. Deng, M. Matsumoto, T. Misumi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Organizer
      Advanced Photonics 2014
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-31
  • [Presentation] Ultra-flat and broadband optical parametric amplification in highly nonlinear tellurite hybrid microsturctured optical fibers.2014

    • Author(s)
      T. H. Tuan, E. Samuel T. Cheng, Z. Duan, K. Asano, T. Suzuki and Y. Ohishi
    • Organizer
      Advanced Photonics 2014
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-31
  • [Presentation] Highly Nonlinear Soft Glass Microstructured Optical Fiber.2014

    • Author(s)
      Y. Ohishi
    • Organizer
      Advanced Photonics 2014
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-31
    • Invited
  • [Presentation] New Prospect of highly nonlinear soft glass microstructured optical fibers.2014

    • Author(s)
      Y. Ohishi
    • Organizer
      6th International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA2014)
    • Place of Presentation
      Leeds, UK,
    • Year and Date
      2014-07-27 – 2014-08-01
    • Invited
  • [Presentation] Experimental Observation Tunable Second-harmonic Generation in a Chalcogenide-tellurite Hybrid Optical Fiber.2014

    • Author(s)
      T. Cheng, W. Gao, H. Kawashima, D. Deng, M. Liao, M. Matsumoto, T. Misumi, T. Suzuki and Y. Ohishi
    • Organizer
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2014
    • Place of Presentation
      San Jose, USA
    • Year and Date
      2014-06-08 – 2014-06-13
  • [Presentation] Supercontinuum Generation in an As2S5 Chalcogenide Microstructured Optical Fiber.2014

    • Author(s)
      W. Gao, Z. Duan, K. Asano, T. Cheng, D. Deng, M. Matsumoto, T. Misumi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
    • Organizer
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2014
    • Place of Presentation
      San Jose, USA
    • Year and Date
      2014-06-08 – 2014-06-13
  • [Presentation] Soft Glass Highly Nonlinear Microstructured Optical Fibers.2014

    • Author(s)
      Y. Ohishi
    • Organizer
      1st Joint Meeting of DGG-ACerS GOMD
    • Place of Presentation
      Aachen, Germany
    • Year and Date
      2014-05-25 – 2014-05-30
    • Invited
  • [Remarks] 豊田工業大学

    • URL

      http://www.toyota-ti.ac.jp/

URL: 

Published: 2016-05-27  

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