2021 Fiscal Year Annual Research Report
Growth control of self-written optical waveguides using gel materials and their application to flexible optical interconnections
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of Soft Robot: interdisciplinary integration of mechatronics, material science, and bio-computing |
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| Project/Area Number |
21H00319
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
杉原 興浩 宇都宮大学, 工学部, 教授 (30222053)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ゲル / 自己組織化光導波路 / フレキシブル光導波路 / フレキシブル光接続 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の(1)－(3)の３項目について実施した。
(1) 光重合性ゲル樹脂の探索と最適化：光硬化性ゲルモノマー、架橋剤、重合開始剤、増感剤の組成を調査した。これまでゲル自己組織化光導波路の実績がある組成物をベースに、光ファイバとの接着性、透明性、粘弾性、低パワー光硬化実現性等の必要コア性能を有する組成物を選定した。フレキシブル自己組織化光導波路成長のため、単官能アクリルモノマーと二官能ウレタンアクリルモノマーの混合組成物を利用し、光硬化後のフレキシビリティを調整した。
(2) ゲル自己組織化光ハンダ実現と振動耐性：1 Gbit/s車載通信用光ファイバ（コアサイズ1 mm）からのゲル自己組織化導波路を実現した。その重合条件を見出すとともに、２本の光ファイバから双方向照射を行い、ファイバ間の自己組織化光ハンダを実現した。作製した自己組織化光導波路は、延伸や軸ズレに対して、接続を維持しており、フレキシビリティを確保していた。また、光ファイバ軸ズレ状態での接続損失測定評価を実施し、空隙の場合と比較して、光接続状態での低損失化が実現できた。
(3) 分岐光導波路構造の実現：分岐光導波路は、直線および曲線光導波路とともに光回路の基本エレメントである。そこで、1x2 のY分岐自己組織化光導波路構造を作製評価するための実験系を構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(1)－(3)のそれぞれ実施項目において、当初予定通りに研究を遂行できているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に実施した成果を踏まえて、次年度の(1)－(3)の項目の継続を実施する。
(1) 光重合性ゲル樹脂の探索と最適化：選定した組成物の最適化を行うとともに、領域内で相談・協働しながら別の生体系組成物の検討を行う。
(2) ゲル自己組織化光ハンダ実現と振動耐性：10 Gbit/s車載通信用光ファイバ（コアサイズ50 μm）を用いたフレキシブル自己組織化光ハンダを実現する。また、振動試験を実施し、その安定性を評価する。コアサイズが小さいため、保護用クラッド材料も選定する。
(3) 分岐光導波路構造の実現：上部から誘導光を照射して1x2 のY分岐自己組織化光導波路構造を作製する。
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