多波長赤外光共用超低損失ガラス中空導波路の開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04555082
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 宮城 光信 東北大学, 工学部, 教授 (90006263)
• 研究分担者: 本郷 晃史 日立電線, アドバンスリサーチセンター, 主任研究員 ; 小野寺 信治 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (30006316) ; 加藤 祐次 東北大学, 工学部, 助手 (50261582)
• キーワード: 誘電体内装中空導波路 / 赤外伝送路 / 中空導波路 / ガラス中空導波路 / レーザーメス / エルビウムヤグレーザ / 歯科治療

研究概要

本研究は、申請者等のグループによる誘電体内装金属中空導波路の開発及び試作等の過去の研究成果を踏まえ、赤外波長帯に於ける多波長レーザ光を低損失に伝送可能な中空導波路を、ガラスあるいは金属パイプに基礎を置き、長尺製作する技術を開発することを最終的な目的とした。本年度内で得られた研究成果は以下の通りである。
1。硫化亜鉛内装銀中空導波路による高出力Er:YAGレーザ光伝送
スッパタリングと電気鍍金に基礎を置き、内径800μmの硫化亜鉛内装銀中空導波路を波長2。94μmのEr:YAGレーザ光伝送用に製作した。パルスエネルギーが1。6Jという極めて大きなエネルギーを伝送することが分かった。また、導波路を曲げた場合の損失も実用上問題になるほど大きくは増加しなかった。このことにより、誘電体内装導波路はEr:YAGレーザを用いる歯科治療用伝送路として有望であることが、国の内外で認識されるようになった。
2。細径銀中空ガラス導波路の製作技術
上記1により、内装導波路の実用的な長尺製作法について検討した。特に、波長が短い領域では導波路の内面粗さが非常に問題となることが分かった。そこで、金属パイプの新しい製作法を考案した。内面が極めて滑らかな細径石英ガラスチューブ(内径700μm及び540μm)内に銀鏡反応を利用し、ガラス内面と同じ程度の粗さを持つ銀パイプを製作することに初めて成功した。このキ-テクノロジーは、銀液と還元液の迅速な混合、混合液の高速送液技術であることが判明した。長さは現在1m程度に限られているが、数mの長さのパイプが得られる様、製作手法及び装置を改善し、その見通しが得られた。更に、誘電体の内装法として送液法も考案した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Kato: "New fabrication technique of fluorocarbon polymer-coated hollow waveguides by liquid-phase coating for medical appl." Proc Soc.Photo-Opt.Instrum.Eng.2131. 4-10 (1994)
• [文献書誌] M.Saito: "Hollow glass waveguides for mid-infrared light transmission" Jpn.J.Appl.Phys..1A. 164-168 (1994)
• [文献書誌] S.Abe: "Local attenuation and field changes in uniformly bent overmoded slab hollow waveguide" Electron.Lett.30. 264-265 (1994)
• [文献書誌] M.Nomoto: "Craphical representation of mode selectivity in hollow waveguides with and without inner dielectric layer:Slab model" Opt.Commun.108. 243-246 (1994)
• [文献書誌] Y.Kato: "Numerical analysis of mode structuree and attenuations in dielectric-coated circular hollow waveguides for the infrared" IEEE Trans.Microwave Theory Tech.42. 2336-2342 (1994)
• [文献書誌] Y.Kato: "Loss characteristics of polyimide-coated silver hollow glass waveguides for the infrared" Electron.Lett.31. 31-32 (1995)
• [文献書誌] M.Saito: "Optical constants of polymer coatings in the infrared" Infrared Phys.(1995)
• [文献書誌] K.Takatani: "Theoretical and experimental investigations of loss behavior in quartz hollow waveguides with rough inner surface at infrared" Appl.Opt.(1995)
• [文献書誌] Y.Kato: "Heat-resisting polymer-coated silver hollow glass waveguides for medical application" Proc.Soc.Photo-Opt.Instrum.Eng.(1995)
• [文献書誌] M.Osawa: "Fabrication of fluorocarbon polymer-coated silver hollow glass waveguides for the infrared by liquid-phase coating method" Opt.Laser Technol.(1995)
• [文献書誌] T.Watanabe: "Transmission of 1.6 J Er:YAG laser light by ZnS-coated silver hollow waveguides" Opt.Laser Technol.(1995)