| 研究課題/領域番号 |
07555120
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
情報通信工学
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
宮崎 保光 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (00023169)
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| 研究分担者 |
黄 新民 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (00262973)
後藤 信夫 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60170461)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| キーワード | 導波路型光増幅器 / RFスパッタリング装置 / ガ-ネット / 希土類イオン / 分光特性 / 装荷型三次元導波路 / 光波信号の過渡応答特性 / 液相成長装置(LPE) |
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| 研究概要 |
1.Er、Pr添加ガ-ネット結晶薄膜の作製およびその組成、結晶性の評価
これまでの光増幅に関する研究により成功を収めているNd添加ガ-ネット結晶薄膜の作製条件を参考にしながら、RFスパッタリング装置を用いて、光ファイバの通信波長帯の蛍光を有する希土類元素Er、Prを添加した種々のガ-ネット結晶薄膜をYAG、GGG単結晶基板上に作製し、最適な基板・薄膜母体材料について検討した。薄膜の組成分析を行い、不純物の少ない良質な薄膜が得られ、さらに定量的に組成分析を行い、薄膜中のEr、Pr濃度を測定した。薄膜の結晶性の評価を行い、結晶性の良好な希土類添加ガ-ネット結晶薄膜が得られた。
2.ガ-ネット結晶薄膜中のErイオンの分光特性の測定
最適な励起光、信号光波長を決定するため、RFスパッタリング装置で作製したEr添加ガ-ネット結晶薄膜の吸収特性、蛍光特性を詳細に調査した。薄膜中のErイオンは波長0.98、1.48μm近辺に強い吸収を持ち、最適励起波長はそれぞれ966nm、1467nmであることを明らかにした。さらに、1.48μm帯半導体レーザを用いて得られた蛍光スペクトルから、最適信号波長が1530nmであることを明らかにした。
3.Er添加ガ-ネット結晶薄膜を用いた光増幅素子における光波信号の過渡応答特性の解析
測定した吸収特性、蛍光特性などの光学特性に基づいて、Er添加ガ-ネット結晶薄膜を用いた光増幅素子の特性の数値解析を行った。さらに、信号光に種々のパルス変調信号を想定して、光波信号の過渡応答特性に解析を行い、ナノ、ピコ秒オーダーの入力パルスに対しては、出力パルス形状が変形せずに増幅利得が得られることが確認された。
4.装荷型三次元導波路の設計
Er添加ガ-ネット結晶薄膜型光増幅素子の高利得化を実現するため、ZnO装荷型三次元導波路を考え、等価屈折率法によるコンピュータ解析を行い、光波が横方向に十分に閉じ込められる装荷膜厚および装荷ストリップ幅を算出した。
5.液相成長装置(LPE)によるEr添加ガ-ネット結晶薄膜作製の検討
さらに良質のエピタキシャル膜を作製するため、液相成長装置(LPE)の立ち上げを行い、両者の格子定数のマッチングが優れているGGG、YIGをそれぞれ基板、薄膜母体材料に選択した。さらに、液相成長の引き上げ速度、液体温度分布結晶特性、組成特性について検討した。
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