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液晶光配向材料への偏光ホログラム多重記録を用いた偏光渦モード分離・検出素子創製

研究課題

研究課題/領域番号 20K14789
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

坂本 盛嗣  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (60757300)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード偏光渦 / 液晶偏光回折素子 / 光多重通信 / モード分離 / 光配向 / 液晶偏光回折格子 / ホログラフィ / 液晶 / モード分岐素子
研究開始時の研究の概要

次世代の光通信技術として現行の通信容量を飛躍的に向上させることが期待されている偏光渦のモード多重通信の実用化には、偏光渦の多重化情報を分離・検出する工程が必要不可欠となるが、その技術開発は未だ本命手法が確立していない未成熟領域にある。本研究計画では、液晶光配向材料への偏光ホログラム多重記録に基づいて、小型且つ多モード入力に対応可能な、偏光渦モード分離・検出素子を新規に提案・開発する。

研究成果の概要

本研究の目的は、液晶光配向材料への偏光ホログラム多重記録に基づいて、小型且つ多モード入力に対応可能な、偏光渦モード分離・検出素子を新規に提案・開発する事であった。第1の成果は、多重偏光ホログラム素子の回折効率の向上である。第2の成果は2種の偏光ホログラム素子を一体化させることで、偏光渦に存在する2つの直交モードを分離可能とする新原理を発明したこと。第3の成果は、第2の成果を更に多重偏光ホログラム素子へと発展させ、4つの偏光渦モードを同時分離可能であることを実証したことである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代の光通信技術として現行の通信容量を飛躍的に向上させることが期待されている偏光渦のモード多重通信の実用化には、偏光渦の多重化状態をモード毎に分離・検出する工程が必要不可欠となるが、その技術開発は未だ本命手法が確立していない未成熟領域にある。本研究で得られた成果は、小型且つ多モード入力に対応が可能な潜在能力を有する偏光渦のモード分離装置の実現するために、独自の光配向技術を駆使した偏光渦の新規なモード分離技術の開発を行った点に学術的意義を有する。また、偏光渦モード分離は、偏光渦の光多重通信応用を実現する上で必須の要素技術であり、次世代の光通信技術に貢献し得る成果である点に社会的意義を有する。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3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 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Hybrid polarization grating for mode detection of vector beams2021

    • 著者名/発表者名
      M. Sakamoto, Y. Kaneko, Y. Kakedo, K. Noda, T. Sasaki, M. Tanaka, T. Sakai, Y. Hattori, N. Kawatsuki, and H. Ono
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 29 号: 17 ページ: 27071-27083

    • DOI

      10.1364/oe.433998

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polarized beam steering by use of multiply cascaded rotating polarization gratings2021

    • 著者名/発表者名
      M. Sakamoto, H. T. Nhan, K. Noda, T. Sasaki, T. Kamei, T. Sakai, Y. Hattori, N. Kawatsukim and H. Ono
    • 雑誌名

      Appl. Opt.

      巻: 60 号: 7 ページ: 2062-2068

    • DOI

      10.1364/ao.416089

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vector beam demultiplexing via a crossed-fork shaped polarization grating fabricated by using photocrosslinkable polymer film2020

    • 著者名/発表者名
      M. Sakamoto, Y. Kaneko, Y. Higa, K. Noda, T. Sasaki, M. Tanaka, N. Kawatsuki, and H. Ono
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 11472 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1117/12.2568902

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 偏光渦を用いたファイバセンシングの理論的検討II2022

    • 著者名/発表者名
      比嘉悠介, 坂本盛嗣, 野田浩平, 佐々木友之, 田中雅之, 小野浩司
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] クロスハイブリッド偏光回折格子によるベクトルビームモード検出2021

    • 著者名/発表者名
      掛戸優志, 坂本盛嗣, 金子裕亮, 野田浩平, 佐々木友之, 田中雅之, 酒井丈也, 服部幸年, 川月喜弘, 小野浩司
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Dammann-放射状波長板を用いたリング状光格子アレイの生成2021

    • 著者名/発表者名
      坂本盛嗣, 野田浩平, 佐々木友之, 岡和彦, 川月喜弘, 小野浩司
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 複数の回転偏光回折格子を利用したビームステアリング2020

    • 著者名/発表者名
      坂本盛嗣, Nuynh Thanh Nhan, 野田浩平, 佐々木友之, 亀井理祥, 酒井丈也, 服部幸年, 川月喜弘, 小野浩司
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 偏光回折素子を用いた偏光センシング2020

    • 著者名/発表者名
      小野浩司, 坂本盛嗣, 野田浩平, 佐々木友之, 川月喜弘
    • 学会等名
      2020年日本液晶学会オンライン研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Polarization grating with orthogonal linear polarization separating function2020

    • 著者名/発表者名
      Khoi Minh Huynh, Moritsugu Sakamoto, Kohei Noda, Tomoyuki Sasaki, Nobuhiro Kawatsuki, Hiroshi Ono
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フォーク型偏光回折格子とλ/4偏光回折格子を用いた方位偏光・径偏光モード分離2020

    • 著者名/発表者名
      金子裕亮, 坂本盛嗣, 野田浩平, 佐々木友之, 田中雅之, 川月喜弘, 小野浩司
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Vector beam demultiplexing via a crossed-fork shaped polarization grating fabricated by using photocrosslinkable liquid crystal polymer film2020

    • 著者名/発表者名
      M. Sakamoto, Y. Kaneko, Y. Higa, K. Noda, T. Sasaki, M. Tanaka, N. Kawatsuki, and H. Ono
    • 学会等名
      SPIE Organic Photonics + Electronics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 研究代表者個人ホームページ

    • URL

      http://sakamoto-optics-nagaokaut.net/Top.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] ビームステアリング装置及びビームステアリング方法並びにビーム検出システム2021

    • 発明者名
      坂本盛嗣, 小野浩司
    • 権利者名
      坂本盛嗣, 小野浩司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 光線走査広角化システム2020

    • 発明者名
      坂本盛嗣, 小野浩司
    • 権利者名
      坂本盛嗣, 小野浩司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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