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2018 年度 実績報告書

プラスチック光ファイバ中のラマン散乱光の特性解明とその光デバイス応用

研究課題

研究課題/領域番号 16J09080
研究機関東京大学

研究代表者

林 寧生  東京大学, 先端科学技術研究センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
キーワードブリルアン散乱 / 光ファイバ / 光スキャナ
研究実績の概要

本年度は、はじめにプラスチック光ファイバ中(POF)のラマン散乱を用いた各種光ファイバデバイスを開発するにあたり、キーデバイスとなる大歪みの印加により超延伸したPOFを作製し、そのPOF中のブリルアン散乱の歪み依存性の解明を行った。POFの冶具を工夫することで、従来は60%しか印加できなかった歪みを約100%程度印加することに成功した。これにより、コア径を約2分の1にした。また、ブリルアン散乱光の周波数シフトの歪依存性が16.6 MHz/%となることを解明した。これは、超延伸を行う前の1/7.3倍である。次に、光ファイバデバイスの作製時に問題となる光ファイバの設置状態を定量化可能な高精細3D光スキャナの開発とその改良を行った。振幅変調と集光系を組み合わせることで空間分解20 umを達成した、さらに出射光に10GHzの高速偏波スクランブリングを施すことで、信号対雑音比が対象物表面の状態(微細な溝等)に依存しないことを実証した。最後に、光ファイバの非線形現象の新たな応用分野を開拓すべく、光ファイバ中のブリルアン散乱光を用いた楽器を提案した。傾斜利用型分布測定技術を適用した時に出力される波形を音に変換して出力することで、音程・音色・音圧を自在に変更することが可能であることを示した。これは、従来、電気信号の加工を諸原理とする従来のシンセサイザーを光信号の加工を諸原理とするものに昇華できることを意味し、人類の文化的進歩に貢献すると考えらえる。これらの情報は、POF中のラマン散乱光を活用するにあたり有意義である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Experimental observation of spontaneous depolarized guided acoustic-wave Brillouin scattering in side cores of a multi-core fiber2018

    • 著者名/発表者名
      Neisei Hayashi, Yosuke Mizuno, Kentaro Nakamura, Sze Yun Set, Shinji Yamashita
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 11 ページ: 062502

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7567/APEX.11.062502

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brillouin characterization of slimmed polymer optical fibers for strain sensing with extremely wide dynamic range2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Mizuno, Natsuki Matsutani, Neisei Hayashi, Heeyoung Lee, Masaki Tahara, Hideki Hosoda, Kentaro Nakamura
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 26 ページ: 28030-28037

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1364/OE.26.028030

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multimodal interference in perfluorinated polymer optical fibers: Application to ultrasensitive strain and temperature sensing2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Mizuno, Goki Numata, Tomohito Kawa, Heeyoung Lee, Neisei Hayashi, Kentaro Nakamura
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E101-C ページ: 602-610

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1587/transele.E101.C.602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-detected Brillouin optical correlation-domain reflectometry2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Mizuno, Neisei Hayashi, Hideyuki Fukuda, Kentaro Nakamura
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 25 ページ: 473-485

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1007/s10043-018-0436-1

    • 査読あり
  • [学会発表] 偏波保持ファイバで構成した傾斜利用型ブリルアン光相関領域解析法の実証と音楽への応用2019

    • 著者名/発表者名
      林寧生,張超,金磊,セットジイヨン,山下真司
    • 学会等名
      Technical Committee on OptoElectronics
  • [学会発表] ハイブリッドモード同期全偏波保持Er添加ファイバレーザーに関する理論研究2019

    • 著者名/発表者名
      金磊,林寧生,張超,セットジイヨン,山下真司
    • 学会等名
      Technical Committee on OptoElectronics
  • [学会発表] Real-time strain measurement using slope-assisted Brillouin optical correlation-domain analysis with polarization maintaining fiber and its human interactive sound effect application2019

    • 著者名/発表者名
      Neisei Hayashi, Chao Zhang, Lei Jin, Sze Yun. Set, and S. Yamashita
    • 学会等名
      Photonics West LASE (PWL)
    • 国際学会
  • [学会発表] Irradiation angle dependence and polarization dependence in 3D geometry measurement using AMCW LiDAR2019

    • 著者名/発表者名
      Chao Zhang, Neisei Hayashi, Sze Yun Set, and S. Yamashita
    • 学会等名
      Photonics West LASE
    • 国際学会
  • [学会発表] ベッセルビームを用いた集光学系型三次元レーザースキャナーにおける焦点深度拡張2018

    • 著者名/発表者名
      張超,林寧生,劉斯凡,金磊,セットジイヨン,山下真司
    • 学会等名
      応用物理学会第62回光波センシング技術研究会 (LST-62), 応用物理学会第62回光波センシング技術研究会
  • [学会発表] 3次元レーザースキャナーによる3次元形状計測における偏波依存性2018

    • 著者名/発表者名
      張超,林寧生,金磊,セットジイヨン,山下真司
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 高精細AMCW LiDARによる三次元形状計測2018

    • 著者名/発表者名
      張超,林寧生,セットジイヨン,山下真司
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [学会発表] 偏波保持光ファイバで構成した傾斜利用型ブリルアン光解析法の実証2018

    • 著者名/発表者名
      林寧生、張超、金磊、セット ジイヨン、山下真司
    • 学会等名
      応用物理学会第57回光波センシング技術研究会
  • [学会発表] 測定不確定性除去機能を持つ高精細AMCW LiDARによる三次元形状計測2018

    • 著者名/発表者名
      張超、林寧生、金磊、セット ジイヨン、山下真司
    • 学会等名
      応用物理学会第61回光波センシング技術研究会
  • [学会発表] Large-strain dependence of Brillouin frequency shift in slimmed plastic optical fibers2018

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Matsutani, Heeyoung Lee, Neisei Hayashi, Masaki Tahara, Hideki Hosoda, Yosuke Mizuno, Kentaro Nakamura
    • 学会等名
      応用物理学会第62回光波センシング技術研究会
  • [学会発表] [光設計賞受賞記念講演] 世界最短の空間分解能と動作速度を実現した分布型光ファイバセンサ2018

    • 著者名/発表者名
      水野洋輔, 李煕永, 林寧生, 福田英幸, 中村健太郎
    • 学会等名
      2018年日本光学会年次学術講演会
  • [学会発表] 光ファイバ中の多段前方ブリルアン散乱に基づく光相関領域法を用いた温度分布測定2018

    • 著者名/発表者名
      林寧生, セットジイヨン, 山下真司, 水野洋輔, 中村健太郎
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会, 第79回応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集
  • [学会発表] 3D scanning using AMCW LiDAR employing optoelectronic ranging disambiguation2018

    • 著者名/発表者名
      Chao Zhang, Neisei Hayashi, Lei Jin, Sze Yun Set, and S. Yamashita
    • 学会等名
      Asia-Pacific Optical Sensors Conference (APOS 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fiber-optic forward Brillouin scattering properties: experimental investigation and sensing application2018

    • 著者名/発表者名
      Neisei Hayashi, Yosuke Mizuno, Kentaro Nakamura, Sze Yun Set, Shinji Yamashita
    • 学会等名
      Asia Communications and Photonics Conference(ACP2018)
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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