共鳴モード閉じ込め型光ファイバの導波機構の研究

• 研究課題/領域番号: 24656041
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大寺 康夫 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20292295)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012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: 光ファイバ / 周期構造 / 導波モード共鳴 / FDTD法 / 光ファイバー / 導波モード共鳴現象 / 光ファイバーセンサー / フォトニック結晶光ファイバー / 回折格子 / サブ波長格子

研究概要

本科研費課題では、微細構造光ファイバの一種であり、石英クラッド中にSiやカルコゲナイドガラス等の高屈折率ロッドを周期的に埋め込むことで構成される「共鳴導波型光ファイバ」について研究を行った。有限差分時間領域法(FDTD法)に基づく電磁界シミュレーションを駆使し、閉じ込めモードの分散関係とモード指標、モードの電磁界分布、損失特性等を明らかにした。また光の閉じ込めにかかわる導波モード共鳴現象の詳細も明らかにした。加えて、解析に必要なFDTD法の新しいアルゴリズムの提案も行った。

研究成果

• [雑誌論文] Performance analysis of CPML for the compact 2-D FDTD method in cylindrical coordinate system (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ohtera, Haruka Hirose and Hirohito Yamada
  • 雑誌名: IEICE Transaction on Electronics 巻: Vol. E97-C, no. 07(掲載決定)
  • NAID: 130004519123
  • URL: http://search.ieice.org/bin/index.php?category=C&lang=E&curr=1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance analysis of CPML for the compact 2-D FDTD method in cylindrical coordinate system (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ohtera, Haruka Hirose and Hirohito Yamada
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: E97-C
  • NAID: 130004519123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resonantly guided modes in microstructured optical fibers with circular array of high-index rods (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ohtera, Haruka Hirose and Hirohito Yamada
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: Vol. 38, no. 15 号: 15 ページ: 2695-2697
  • DOI: 10.1364/ol.38.002695
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resonantly confined modes in optical fibers with circularly aligned high-index rods (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ohtera, Haruka Hirose and Hirohito Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS) Full paper ページ: 228-231
  • URL: http://piers.org/piersproceedings/piers2013TaipeiProc.php?start=50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resonantly confined modes in optical fibers with circularly aligned high-index rods (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ohtera, Haruka Hirose and Hirohito Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of PIERS(Progress In Electromagnetic Research Symposium) 2013 巻: - ページ: 228-231
  • 査読あり
• [学会発表] 円形共振器解析のためのBOR・2次元ハイブリッド型FDTD法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大寺康夫,広瀬遥,山田博仁
  • 学会等名: 電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会(EST)
  • 発表場所: 東北大学( EST2013-64 (EMCJ2013-72, MW2013-112, EST2013-64))
  • 年月日: 2013-10-24
• [学会発表] 共鳴導波型光ファイバーの導波原理の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広瀬遥,大寺康夫,山田博仁
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学(C-3-39)
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] Modal Analysis of Resonantly-Guided Optical Fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Hirose, Y. Ohtera and H. Yamada
  • 学会等名: 平成25年度電気関係学会東北支部連合大会, IEEE Student Session 1B05
  • 発表場所: 会津大学
  • 年月日: 2013-08-22
• [学会発表] Resonantly confined modes in Si/SiO_2 micro-structured optical fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtera, H. Hirose and H. Yamada
  • 学会等名: 34th Progress In Electromagnetics 0 Research Symposium (PIERS)
  • 発表場所: Stockholm, Sweden(3A8b-1)
  • 年月日: 2013-08-14
• [学会発表] 円柱座標系用CPMLの性能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大寺康夫,広瀬遥,山田博仁
  • 学会等名: 電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会(EST)
  • 発表場所: 稚内総合文化センター(MW2013-48 (OPE2013-17, EST2013-12, MWP2-13-7))
  • 年月日: 2013-07-18
• [学会発表] 共鳴導波型光ファイバの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広瀬遥,大寺康夫,山田博仁
  • 学会等名: 電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会(OPE)
  • 発表場所: 稚内総合文化センター(MW2013-62 (OPE2013-31, EST2-13-26, MWP2-13-21))
  • 年月日: 2013-07-18
• [学会発表] High-Q Microdisk Resonator Having Sub-Wavelength Grating on Its Sidewall (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Iijima, Y. Ohtera and H. Yamada
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics, Pacific Rim (CLEO/PR) 2013
  • 発表場所: Kyoto, Japan(WI1-5)
  • 年月日: 2013-07-03
• [学会発表] Resonantly confined modes in optical fibers with circularly aligned high-index rods (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtera, H. Hirose and H. Yamada
  • 学会等名: 33rd Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS)
  • 発表場所: Taipei,台湾(2A1-2)
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 散乱行列を用いたサブ波長共鳴格子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広瀬遥,大寺康夫,山田博仁
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岐阜大学(C-3-74)
  • 年月日: 2013-03-20
• [学会発表] High-Q Microdisk Resonator Having Sub-Wavelength Grating on Its Sidewall (2013)
  • 著者名/発表者名: Shohei Iijima, Yasuo Ohtera and Hirohito Yamada
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics, Pacific Rim (CLEO/PR) 2013
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] 共鳴導波型光ファイバの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広瀬 遥, 大寺 康夫, 山田 博仁
  • 学会等名: 電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会(OPE)
  • 発表場所: 稚内市、稚内総合文化センター
• [学会発表] 円柱座標系用CPMLの性能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大寺 康夫, 広瀬 遥, 山田 博仁
  • 学会等名: 電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会(EST)
  • 発表場所: 稚内市、稚内総合文化センター
• [学会発表] Resonantly confined modes in Si/SiO2 micro-structured optical fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Ohtera, Haruka Hirose and Hirohito Yamada
  • 学会等名: 34th Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS)
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
• [学会発表] Modal Analysis of Resonantly-Guided Optical Fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: Haruka Hirose, Yasuo Ohtera and Hirohito Yamada
  • 学会等名: 平成25年度電気関係学会東北支部連合大会 (IEEE Student Session)
  • 発表場所: 会津市、会津大学
• [学会発表] 共鳴導波型光ファイバーの導波原理の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広瀬遥, 大寺康夫, 山田博仁
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡市、福岡工業大学
• [学会発表] 円形共振器解析のためのBOR・2次元ハイブリッド型FDTD法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大寺 康夫, 広瀬 遥, 山田 博仁
  • 学会等名: 電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会(EST)
  • 発表場所: 仙台市、東北大学
• [学会発表] 散乱行列を用いたサブ波長共鳴格子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広瀬遥, 大寺康夫, 山田博仁
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会総合大会, C-3-74
  • 発表場所: 岐阜大学(岐阜県岐阜市）
• [学会発表] Resonantly confined modes in optical fibers with circularly aligned high-index rods (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtera, H. Hirose and H. Yamada
  • 学会等名: 33rd Progress In Electromagnetics Research Symposium, session 2A1
  • 発表場所: 台北市（台湾）
• [学会発表] バス導波路を有する共鳴モード格子円形光共振器の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯嶋祥平,大寺康夫,山田博仁
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 富山大学(C-3-92)
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] Analysis of guided-mode resonant circular optical resonator with an access waveguide (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Iijima, Y. Ohtera and H. Yamada
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 秋田県立大学(2A02)
  • 年月日: 2012-08-31
• [学会発表] Analysis of guided-mode resonant circular optical resonator with an access waveguide (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Iijima, Y. Ohtera and H. Yamada
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会東北支部連合大会 2A10
  • 発表場所: 秋田県立大学(秋田県由利本荘市)
• [学会発表] バス導波路を有する共鳴モード格子円形光共振器の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯嶋祥平, 大寺康夫, 山田博仁
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会ソサイエティ大会, C-3-25
  • 発表場所: 富山大学（富山県富山市）