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太陽光を用いた省エネ型光通信システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06968
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 エネルギー学
研究機関北見工業大学

研究代表者

曽根 宏靖  北見工業大学, 工学部, 准教授 (00333667)

研究分担者 古瀬 裕章  北見工業大学, 工学部, 准教授 (50506946)
中村 真毅  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90323211)
研究協力者 中村 真毅  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90323211)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード自然エネルギーの利用 / 太陽光励起レーザ / 太陽光採光システム / 希土類添加ファイバ / 量子効率 / YAG系材料 / 太陽光励起 / エルビウム添加ファイバ / ビスマス系高濃度Yb添加ファイバ / リヨ・フィルター / 太陽光利用 / 太陽光励起レーザー
研究成果の概要

構築した太陽光採光システムからの可視光を励起光として用い、エルビウム(Er)添加ファイバ(EDF)からの1550 nm帯の放出光特性(EDF長特性、Er濃度特性)について調査した。
また、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系材料による太陽光の吸収効果を調べた。YAG にネオジムを添加した結晶(Nd:YAG) と ネオジウム・クロム・セリウムを添加した結晶(Nd/Cr/Ce:YAG) は太陽光の吸収によって近赤外光が放出されることを確認した。さらに、効率的に可視光を取り入れるための波長ファイルタの研究や高濃度イッテルビウム(Yb)添加ファイバを使ったレーザ構築についても調べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本提案は太陽光をレーザに変換することによってエネルギー密度を劇的に上げられ、かつファイバへの伝送を容易にしている点が特長である。太陽光集光に関しては、屋内でのレーザ加工用光源や熱源等、幅広い分野へと展開させられる可能性がある。例えば熱電変換や二酸化炭素の化学的分離処理時の熱源として利用可能である。超高速・大容量の光信号伝送に関しては、電力インフラと情報インフラが不十分な地域における光通信インフラ整備に期待できる。さらに、基礎研究段階において、太陽光照射時における光パルス信号発生や光増幅の基礎データが得られ、レーザ加工産業への展開も図ることができる。

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 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] 太陽光励起によるエルビウム添加光ファイバーの蛍光特性2019

    • 著者名/発表者名
      小田 真暉, 馬場 直人, 古瀬 裕章, 中村 真毅, 曽根 宏靖
    • 雑誌名

      2019年 第66回 応用物理学会春季学術講演会予稿集

      巻: 3 ページ: 446-446

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 正常分散受動モード同期ビスマス系高濃度Yb添加ファイバレーザ2018

    • 著者名/発表者名
      竹内 光也, 中村 真毅, 古瀬 裕章, 曽根 宏靖
    • 雑誌名

      平成29年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演予稿集

      巻: 0 ページ: 212-212

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Lyot-filter design method with dispersion in the visible light region2017

    • 著者名/発表者名
      Momoka Fukuyama, Kenji Harada, Shiori Sugawara, Hiroaki Furuse, Shinki Nakamura and Hiroyasu Sone
    • 雑誌名

      Far East Journal of Electronics and Communications

      巻: 17 号: 1 ページ: 147-153

    • DOI

      10.17654/ec017010147

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 太陽光励起によるエルビウム添加光ファイバーの蛍光特性2019

    • 著者名/発表者名
      小田 真暉, 馬場 直人, 古瀬 裕章, 中村 真毅, 曽根 宏靖
    • 学会等名
      2019年 第66回 応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 正常分散受動モード同期ビスマス系高濃度Yb添加ファイバレーザ2018

    • 著者名/発表者名
      竹内 光也, 中村 真毅, 古瀬 裕章, 曽根 宏靖
    • 学会等名
      平成29年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 太陽光励起ファイバー増幅器のための基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      河野 優樹, 山下 宗眞, 古瀬 裕章, 中村 真毅, 曽根 宏靖
    • 学会等名
      第53回応用物理学会北海道支部/第14回日本光学会北海道支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ビスマス系高濃度Yb添加ファイバーレーザーへの検討2018

    • 著者名/発表者名
      竹内 光也, 中村 真毅, 古瀬 裕章, 曽根宏靖
    • 学会等名
      第53回応用物理学会北海道支部/第14回日本光学会北海道支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 近赤外広帯域光制御のための空間光変調システムに関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 慎吾, 植田 健太, 曽根 宏靖
    • 学会等名
      第53回応用物理学会北海道支部/第14回日本光学会北海道支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ディスプレイパネルによるカラー・コード通信システムを利用した多重化通信への応用2018

    • 著者名/発表者名
      荻原 僚介、西村 峻、常田 妃登美、曽根 宏靖
    • 学会等名
      第53回応用物理学会北海道支部/第14回日本光学会北海道支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 可視光励起ファイバ増幅器の基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      河野優樹, 小野大賢, 古瀬裕章, 曽根宏靖
    • 学会等名
      第52回応用物理学会北海道支部/第13回日本光学会北海道支部 合同学術講演会
    • 発表場所
      北見工業大学(北海道, 北見市)会場
    • 年月日
      2017-01-07
    • 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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