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2モードファイバに動的励起する周期摂動を用いた全ファイバレーザの高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 17K05074
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 光工学・光量子科学
研究機関静岡大学

研究代表者

坂田 肇  静岡大学, 工学部, 教授 (40377718)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードファイバレーザ / チューナブルレーザ / Qスイッチレーザ / 波長可変レーザ / Qスイッチレーザ / 応用光学・量子光工学 / 高性能レーザー
研究成果の概要

2μm帯ファイバレーザにおいて、波長可変発振とQスイッチ発振を全ファイバレーザ共振器で実現した。波長可変については、ファイバ中に圧力誘起した長周期グレーティングならびにシングルモードファイバ間に挿入したマルチモード領域の干渉効果を用いて実現した。Qスイッチについては、能動型ではファイバへの動的圧力印加、受動型では可飽和吸収薄膜のファイバ挿入によって実現した。さらに、上記機能を集積した全ファイバレーザを試作し、波長可変幅100nmを超える低パワー励起Qスイッチ発振に成功した。今後、制御性の高い医療レーザ、分析機能に優れる環境センシング、広帯域性を有する空間通信光源などへの広がりが期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究が実用化されれば、ファイバレーザが本来備える小型・軽量性、堅牢性、広帯域性などを生かした新たな応用形態が期待される。例えば、大気計測においてはレーザ光の波長を掃引することで、複数の温室効果ガス分布を広範囲にわたって計測できるようになる。また、医療分野においては、水の吸収長が2μm帯では波長に大きく依存する性質を活用して、従来はレーザ出力で制御していた生体へのレーザ照射の深さや範囲を発振波長の制御で行えるようになる。さらに、本方式はファイバレーザの種類や発振波長帯を問わないため、将来新たなファイバレーザが出現しても本研究成果を適用できる汎用性も評価される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Highly sensitive temperature sensor based on multimode-interference fiber structure with gel cladding2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sakata, K. Okada, J. Mochizuki
    • 雑誌名

      Microwave and Optical Technology Letters

      巻: 63 号: 6 ページ: 1647-1651

    • DOI

      10.1002/mop.32823

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mode conversion from LP11 to LP02 based on in-line mode orientation control and antisymmetric refractive-index perturbation in a few-mode fiber2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sakata, W. Onishi
    • 雑誌名

      Journal of Modern Optics

      巻: 68 号: 8 ページ: 419-424

    • DOI

      10.1080/09500340.2021.1905095

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Broadly tunable Tm/Ho-codoped fiber lasers based on temperature-sensitive single-mode-multimode-single-mode fiber structures2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sakata, F. Kosaka, K. Hayakawa
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 59 号: 13 ページ: 4016-4021

    • DOI

      10.1364/ao.392234

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-fiber LP11-LP21 mode conversion using force-induced long-period fiber gratings with polarization controllers2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sakata, W. Onishi
    • 雑誌名

      Journal of Modern Optics

      巻: 67 号: 6 ページ: 542-546

    • DOI

      10.1080/09500340.2020.1759714

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable Tm/Ho-codoped fiber lasers based on extensible liquid core between a pair of fused multimode-single mode fibers2019

    • 著者名/発表者名
      H. Sakata, F. Kosaka, M. Kubota, R. Kimbara, K. Okada
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 58 号: 19 ページ: 5288-5293

    • DOI

      10.1364/ao.58.005288

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromagnet-driven long-period fiber gratings for tunable Tm/Ho-codoped silica fiber lasers2018

    • 著者名/発表者名
      Dodo S., Hashimoto K., H. Sakata H.
    • 雑誌名

      Microwave and Optical Technology Letters

      巻: 60 ページ: 2522-2525

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Q-switched oscillation in thulium-doped fiber lasers using preloaded dynamic microbending technique2018

    • 著者名/発表者名
      Sakata H.、Takahashi N.、Ushiro Y.
    • 雑誌名

      Applied Physics B

      巻: 124 号: 1

    • DOI

      10.1007/s00340-017-6875-8

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Bandpass Filter Response by Aligning LP11 Mode Between In-Line Fiber Gratings2017

    • 著者名/発表者名
      Sakata H.、Kibune T.、Kanda M.
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 29 号: 16 ページ: 1356-1359

    • DOI

      10.1109/lpt.2017.2722439

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature-dependent spectral response of arc-induced long-period fiber gratings accompanied with acrylic coating2017

    • 著者名/発表者名
      Sakata H.、Kimbara R.
    • 雑誌名

      Microwave and Optical Technology Letters

      巻: 59 号: 6 ページ: 1288-1291

    • DOI

      10.1002/mop.30522

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 全ファイバ構成による1.9μm帯チューナブルQスイッチファイバレーザ2021

    • 著者名/発表者名
      根本湖輝,野田岳靖,窪田将成,坂田 肇
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Thermooptically tunable thulium/holmium-codoped fiber lasers based on multimode interference effects2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sakata, F. Kosaka, K. Hayakawa
    • 学会等名
      OSA Advanced Photonics Congress
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-fiber mode conversion from LP11 to LP21 based on grating-assisted phase matching with polarization control2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sakata, W. Onishi
    • 学会等名
      IEEE Photonics Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MMIファイバの温度制御による波長可変Tm/Hoファイバレーザー2020

    • 著者名/発表者名
      向坂風馬、早川航平、坂田 肇
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 液体クラッドを有するマルチモード干渉ファイバに基づくレーザ発振波長の温度特性2020

    • 著者名/発表者名
      清水勇紀、夏目悠登、坂田 肇
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 位相整合と偏光制御に基づく数モードファイバ内の高次モード変換2020

    • 著者名/発表者名
      大西 航、坂田 肇
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Extensible Multimode-Interference Structures for Tunable Tm/Ho-Codoped Fiber Lasers2019

    • 著者名/発表者名
      H. Sakata, M. Kubota, F. Kosaka
    • 学会等名
      OSA Laser Congress
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数モードファイバへの応力印加によるLP11-LP21モード変換2019

    • 著者名/発表者名
      大西 航、久保山瑛允、橋本圭祐、坂田 肇
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] キャピラリ内の液クラッドによるMMIファイバフィルタの波長制御性2019

    • 著者名/発表者名
      清水勇紀、夏目悠登、坂田 肇
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチモード干渉効果のTm/Hoファイバレーザー波長制御への適用2019

    • 著者名/発表者名
      向坂風馬、窪田将成、坂田 肇
    • 学会等名
      レーザ学会学術講演会第39回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] チューナブルMMIフィルタによるTm/Hoファイバレーザの発振波長制御2019

    • 著者名/発表者名
      窪田将成、向坂風馬、坂田 肇
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチモード干渉効果に基づくファイバ型チューナブルフィルタ2019

    • 著者名/発表者名
      岡田健吾、清水勇紀、坂田 肇
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Tm/Ho-Codoped Silica Fiber Lasers Controlled with Dynamic and Tunable Microbending System2018

    • 著者名/発表者名
      Sakata H., Dodo S., Hashimoto K., Ushiro Y., Kosaka F.
    • 学会等名
      OSA Advanced Photonics Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cascaded mode conversion in step-index and graded-index few-mode fibers for tunable bandpass filters2018

    • 著者名/発表者名
      Sakata H., Iwamoto T., Kanda M.
    • 学会等名
      European Optical Society Biennial Meeting (EOSAM) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自己形成光導波路によるモード干渉デバイス2018

    • 著者名/発表者名
      中島奨貴、冨木政宏、坂田 肇
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 数モードファイバにおけるLP11モード制御とファイバ型BPFへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      岩本達也、神田雅浩、平原瑛一、坂田 肇
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MMIファイバセンサーにおける曲げの効果と温度特性2018

    • 著者名/発表者名
      金原良太、岡田健吾、坂田 肇
    • 学会等名
      レーザ学会術講演会第38回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 応力誘起型LPFGの波長可変2 μmファイバレーザーへの適用2018

    • 著者名/発表者名
      百々晋平、橋本圭祐、坂田 肇
    • 学会等名
      レーザ学会術講演会第38回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Asymmetric LP01-LP11-LP01 mode conversion along in-line few-mode fibers for all-fiber bandpass filters2017

    • 著者名/発表者名
      Kanda M.、Kibune T.、Sakata H.
    • 学会等名
      Microoptics Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of micro-tip for coupling to wire waveguides2017

    • 著者名/発表者名
      Tomiki M.、Sakata H.
    • 学会等名
      Microoptics Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自己形成法による非対称分岐導波路2017

    • 著者名/発表者名
      梅林祐介、冨木政宏、坂田 肇
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Tmファイバレーザのピエゾアクチュエータを用いたQスイッチ発振特性2017

    • 著者名/発表者名
      宇城勇馬、高橋紀人、向坂風馬、坂田 肇
    • 学会等名
      平成29年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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