| 研究課題/領域番号 |
09450026
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
今井 正明 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (80002103)
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| 研究分担者 |
今井 洋 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (20151665)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | 3次非線形光学効果 / 非線形ファイバカップラー / 波長選択結合特性 / SUPERCONTINUUM光源 / 光ソリトン断熱圧縮 / 光ファイバ分散制御 / 群速度分散 / 非線形屈折率 |
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| 研究概要 |
1.2本のGeO_2ドープ単一モードファイバを使ってパーソナルコンピュータ制御熱融着延伸法でテーパ形ファイバカップラーを作製した。試作ファイバカップラーの挿入損失、分岐比等の線形結合特性を測定した後、フェムト秒チタン・サファイアレーザ光源を用いて、入射光パルスのパワー依存スィッチング特性や非線形結合特性を調べた。ファイバ中の3次非線形分極に基づく光カー効果は、その応答速度は1〜10フェムト秒と高速なため、50〜100フェムト秒の光パルス伝搬において非線形分極が瞬時に起こるという仮定が成り立つ。このため、光カー効果誘起屈折率変化によるカップラーの結合特性は非線形モード結合理論を用いて定常解析を行い、実験結果と比較した。波長0.8μm〜0.85μmの範囲においてピークパワー10KWまで変化させたときのスルーポート側の出射パワーは線形結合特性のものとは違うことが明らかになったが、カップラーパラメータ(結合長、最小クラッド半径)の見積誤差のため理論予測値とは異なる。更に、スィッチング特性も観測したが、光ファイバカップラーを伝搬するフェムト秒パルスの群れ速度分散を考慮しなければならないことがわかった。
2.ピークパワーが数ワット以上の高出力・超短パルスを光ファイバなどの非線形媒質に入射させると、出射パルスのスペクトルが白色化する現象はスーパーコンティニューム(SC)と呼ばれ、これまで光ファイバの分散制御技術の進展と共に様々な分散特性をもつ光ファイバが提案されてきた。ここでは、波長分散特性がフラットで且つ伝搬方向に沿って分散が減少するファイバ(分散フラット/減少ファイバ)を用いてSCスペクトル解析を行った。その計算機シミュレーションでは、高次分散効果(3、4、5次分散)、高次非線形効果(自己急峻化効果、誘導ラマン散乱効果)及び波長依存損失を考慮した。その結果、広帯域で平坦なスペクトル形状を得るために、(1)平坦な波長分散特性をもつ分散減少ファイバで、(2)その平坦性に優れ、(3)非線形項が増加するファイバ(例えばコア径減少ファイバ)が望ましく、又入射パルスの条件として(4)ソリトン次数(ピークパワー)を大きくすることによりSC発生効率が改善されることがわかった。
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