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空孔径がα乗分布のフォトニック結晶ファイバを用いたファイバコリメータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06292
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関茨城大学

研究代表者

横田 浩久  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (30272115)

研究分担者 今井 洋  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (20151665)
研究協力者 飛田 英夫  
木植 秀之  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードフォトニック結晶ファイバ / ファイバコリメータ / α乗分布 / 光結合効率 / 空孔径分布 / フォトニック結晶 / 応用光学・量子光工学
研究成果の概要

光ファイバ断面の中心近傍に周期的に空孔を配置したフォトニック結晶ファイバ(PCF)に光源から効率よく光を入射する方法として,PCFの先端に空孔径がファイバ断面の半径方向にα乗分布となっているPCF(GI-PCF)を接続したGI-PCFコリメータを提案した.PCFへの高い光結合効率が得られるGI-PCFの構造を明らかにし,GI-PCFの設計・試作を行った.GI-PCFが間隙を伴うPCF同士の接続損失低減にも有効であることも明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

光源からフォトニック結晶ファイバ(PCF)へ高い効率で光を入射する方法に用いる新しいPCFの構造(GI-PCF)を提案し,その有効性を理論的に示した.良好な特性が得られ,作製が容易なGI-PCFの構造を明らかにし,その構造のGI-PCFの試作を行った.現在,PCFは白色光発生や光波長変換などの様々な機能を実現するために用いられており,本研究で提案されたGI-PCFは機能性PCFの効率的な利用に貢献するものである.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Connection loss reduction in variable optical delay line by using graded‐index type photonic crystal fiber2018

    • 著者名/発表者名
      K. Higuchi, H. Yokota, K. Yoneya, Y. Imai
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 13 号: 5 ページ: 742-747

    • DOI

      10.1002/tee.22624

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light propagation characteristics in photonic crystal fibers with α-power profiles of air hole diameter distributions and their application to fiber collimator2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yokota, K. Higuchi, Y. Imai
    • 雑誌名

      Jpn. J. Apple. Phys

      巻: 55 号: 8S3 ページ: 08RE10-08RE10

    • DOI

      10.7567/jjap.55.08re10

    • NAID

      210000147040

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 単一モードファイバ用コリメータに適したグレーデッドインデックスフォトニック結晶ファイバの設計2018

    • 著者名/発表者名
      野口一希,横田浩久,今井洋
    • 学会等名
      平成30年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GI-PCFを用いたPCFの接続損失の低減2018

    • 著者名/発表者名
      前田尚斗,今井洋
    • 学会等名
      平成30年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Design of graded index type photonic crystal fiber having α-power air hole diameter distribution with α<1 for fiber collimator application2018

    • 著者名/発表者名
      M. Wakabayashi, H. Yokota, Y. Imai
    • 学会等名
      11th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication (ODF'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Propagation characteristics in PCF with tapered air holes for fiber connecting devices2018

    • 著者名/発表者名
      K. Koizumi, H. Yokota, Y. Imai
    • 学会等名
      11th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication (ODF'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ファイバコリメータ用GI型フォトニック結晶ファイバの設計2017

    • 著者名/発表者名
      若林美月,横田浩久,今井洋
    • 学会等名
      平成29年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 空孔径制御によるフォトニック結晶ファイバへの光結合効率向上の検討2017

    • 著者名/発表者名
      垣内進也,横田浩久,今井洋
    • 学会等名
      平成29年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ファイバ長許容誤差に優れたコリメータ用GI型フォトニック結晶ファイバの設計2017

    • 著者名/発表者名
      横田浩久,若林美月,樋口恵一,今井洋
    • 学会等名
      電子情報通信学会 光ファイバ応用技術研究会
    • 発表場所
      機械振興会館
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] GI型フォトニック結晶ファイバの伝搬特性に対する空孔径対ピッチ比の影響2016

    • 著者名/発表者名
      横田浩久,樋口恵一,今井洋
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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